内燃機関の冷却構造
【課題】 スペーサの重量を最小限に抑えながら、スペーサで仕切られたウオータジャケットの下部冷却水通路に臨むシリンダボアの冷却性能を確保する。
【解決手段】 シリンダブロックのシリンダボアの周囲を囲むように形成されたウオータジャケットに供給された冷却水は、ウオータジャケットの内部に装着されたスペーサ１４により区画された上部冷却水通路１３ｃおよび下部冷却水通路１３ｄに分流してシリンダボアを冷却した後、冷却水出口部１４ｆからシリンダヘッドに排出される。このとき、ウオータジャケットの壁面に向かって径方向に突出する突条１４ｋをスペーサ１４の下部に沿って形成し、その突条１４ｋの少なくとも冷却水出口部１４ｆの下方部分を切り欠いたので、スペーサ１４全体を突条１４ｋの部分と同じ厚さにする必要をなくして重量を軽減しながら、下部冷却水通路１３ｄの冷却水の流れを冷却水出口部１４ｆまで維持して良好な冷却性能を確保することができる。
【解決手段】 シリンダブロックのシリンダボアの周囲を囲むように形成されたウオータジャケットに供給された冷却水は、ウオータジャケットの内部に装着されたスペーサ１４により区画された上部冷却水通路１３ｃおよび下部冷却水通路１３ｄに分流してシリンダボアを冷却した後、冷却水出口部１４ｆからシリンダヘッドに排出される。このとき、ウオータジャケットの壁面に向かって径方向に突出する突条１４ｋをスペーサ１４の下部に沿って形成し、その突条１４ｋの少なくとも冷却水出口部１４ｆの下方部分を切り欠いたので、スペーサ１４全体を突条１４ｋの部分と同じ厚さにする必要をなくして重量を軽減しながら、下部冷却水通路１３ｄの冷却水の流れを冷却水出口部１４ｆまで維持して良好な冷却性能を確保することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のシリンダブロックのシリンダボアの周囲を囲むように形成されたウオータジャケットの内部にスペーサを装着し、前記スペーサで前記ウオータジャケット内の冷却水の流れを規制して前記シリンダボアの冷却状態を調整する内燃機関の冷却構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
かかるスペーサの外周面の上部、下部および中間部に周方向に延びる３本の横リブを形成するとともに、シリンダ軸線と平行な６本の縦リブで前記３本の横リブを接続し、それらの横リブおよび縦リブ間に肉抜き部を形成することで、ウオータジャケット内の冷却水の流れを規制するスペーサの機能を確保しながら該スペーサの重量を軽減するものが、下記特許文献１により公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４０５１０１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、かかるスペーサが装着されたウオータジャケットの下流端で冷却水は流れの方向を上向きに変えてシリンダヘッドのウオータジャケットに流入するため、冷却水はウオータジャケットにおけるスペーサの下側の下部冷却水通路の下流端部分に滞留してしまい、その部分でシリンダボアの冷却性能が低下する問題がある。しかしながら上記従来のものは、スペーサの横リブが補強リブとしての機能しか発揮していないため、ウオータジャケットの下部冷却水通路の下流端部分の流れを良好に保つことができない可能性があった。
【０００５】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、スペーサの重量を最小限に抑えながら、スペーサで仕切られたウオータジャケットの下部冷却水通路に臨むシリンダボアの冷却性能を確保することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、内燃機関のシリンダブロックのシリンダボアの周囲を囲むように形成されたウオータジャケットの内部にスペーサを装着し、前記スペーサで前記ウオータジャケットを上部冷却水通路および下部冷却水通路に分離して冷却水の流れを規制することで前記シリンダボアの冷却状態を調整する内燃機関の冷却構造において、前記スペーサは前記ウオータジャケット内の冷却水をシリンダヘッドに排出する冷却水出口部を備え、前記ウオータジャケットの壁面に向かって径方向に突出する突条を前記スペーサの下部に沿って形成し、前記突条を少なくとも前記冷却水出口部の下方において切り欠いたことを特徴とする内燃機関の冷却構造が提案される。
【０００７】
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記スペーサのスペーサ本体部は前記ウオータジャケットの内側壁面に沿って配置され、前記突条は前記ウオータジャケットの外側壁面に向かって突出することを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関の冷却構造が提案される。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１の構成によれば、シリンダブロックのシリンダボアの周囲を囲むように形成されたウオータジャケットに供給された冷却水は、ウオータジャケットの内部に装着されたスペーサにより区画された上部冷却水通路および下部冷却水通路に分流してシリンダボアを冷却した後、冷却水出口部からシリンダヘッドに排出される。このとき、ウオータジャケットの壁面に向かって径方向に突出する突条をスペーサの下部に沿って形成し、その突条の少なくとも冷却水出口部の下方部分を切り欠いたので、スペーサ全体を突条の部分と同じ厚さにする必要をなくして重量を軽減しながら、下部冷却水通路の冷却水の流れを冷却水出口部まで維持して良好な冷却性能を確保することができる。
【０００９】
また請求項２の構成によれば、スペーサのスペーサ本体部をウオータジャケットの内側壁面に沿って配置したので、冷却水がウオータジャケットの内側壁面に直接接触し難くしてスペーサによる保温効果を有効に発揮させることができ、また突条をウオータジャケットの外側壁面に向かって突出させたので、スペーサとウオータジャケットの外側壁面との間に隙間が存在しても、スペーサをウオータジャケットの内側壁面に沿って保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】Ｖ型６気筒内燃機関の一方のバンクの斜視図。
【図２】図１の２方向矢視図。
【図３】図１の３方向矢視図。
【図４】図１の４方向矢視図。
【図５】図２の５−５線断面図。
【図６】図２の６−６線断面図。
【図７】図２の７−７線断面図。
【図８】図２の８部拡大図。
【図９】図８の９−９線断面図。
【図１０】図８の１０−１０線断面図。
【図１１】図４の１１方向矢視図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図１〜図１１に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【００１２】
図１には、Ｖ型６気筒内燃機関のシリンダブロック１１の一方のバンクが示される。シリンダブロック１１にはシリンダ列線Ｌ１に沿って３個のシリンダスリーブ１２…が埋設されており、それらのシリンダスリーブ１２…の外周面を囲むようにウオータジャケット１３が形成される。本実施の形態のシリンダブロック１１はサイアミーズ型であって隣接するシリンダスリーブ１２…間にはウオータジャケット１３が形成されておらず、よってウオータジャケット１３は３個のシリンダスリーブ１２…の外周面を個々に囲むのではなく、３個のシリンダスリーブ１２…の全体を囲んでおり、これにより内燃機関のシリンダ列線Ｌ１方向の寸法の短縮が図られる。シリンダブロック１１のデッキ面１１ａに開口するウオータジャケット１３は、そこからクランクケース側に向けて一定の深さで下向きに延びており、そのウオータジャケット１３の内部にシリンダブロック１１のデッキ面１１ａの開口側から挿入された合成樹脂製のスペーサ１４が配置される。
【００１３】
尚、本明細書において「上下方向」とは、シリンダ軸線Ｌ２方向のシリンダヘッド側が「上」と定義され、シリンダ軸線Ｌ２方向のクランクケース側が「下」と定義される。
【００１４】
図１〜図４から明らかなように、スペーサ１４は、シリンダブロック１１の３個のシリンダスリーブ１２…の外周の大部分を囲むスペーサ本体部１４ａと、その残りの部分を囲む冷却水入口部１４ｄおよび冷却水出口部１４ｆとを備える。スペーサ１４はウオータジャケット１３に沿う閉じた形状に形成されていて切断部を持たないため、そのスペーサ１４の剛性は高いものとなる。スペーサ本体部１４ａのシリンダ軸線Ｌ２方向の高さＨ０は、その全周に亙って基本的に一定である。スペーサ１４のシリンダ列線Ｌ１方向の一端側、つまりシリンダブロック１１のタイミングトレーン側の端部には、冷却水入口部１４ｄおよび冷却水出口部１４ｆの間から上下に突出する仕切壁１４ｂが一体に設けられる。
【００１５】
また冷却水入口部１４ｄは、仕切壁１４ｂの一側（吸気側）に隣接する部分で、スペーサ１４ａの上縁および下縁に設けられた入口切欠き１４ｃ，１４ｃに上下を挟まれるように形成されており、この冷却水入口部１４ｄの部分でスペーサ１４のシリンダ軸線Ｌ２方向の高さＨ１がスペーサ本体部１４ａの高さＨ０よりも小さくなっている。同様に、冷却水出口部１４ｆは、仕切壁１４ｂの他側（排気側）に隣接する部分で、スペーサ１４の上縁および下縁に設けられた出口切欠き１４ｅ，１４ｅに上下を挟まれるように形成されており、この冷却水出口部１４ｆの部分でスペーサ１４のシリンダ軸線Ｌ２方向の高さＨ２がスペーサ本体部１４ａの高さＨ０よりも小さくなっている。冷却水入口部１４ｄの上下の入口切欠き１４ｃ，１４ｃは、スペーサ本体部１４ａの上縁および下縁に滑らかに湾曲しながら連続している。
【００１６】
図２、図４および図６から明らかなように、３個のシリンダボア１２ａ…が相互に近接する部分の近傍では、各シリンダボア１２ａ…の周囲のウオータジャケット１３が鋭角で交差するため、その部分のウオータジャケット１３のシリンダ列線Ｌ１に直交する方向の幅Ｗ′（図６参照）は、その他の部分のウオータジャケット１３の幅Ｗ（図５および図７参照）よりも広がっている。従って、ウオータジャケット１３が鋭角で交差する部分に嵌合するスペーサ本体部１４ａの連結部ｇ…の厚さＴ′（図６参照）は、その他の部分のスペーサ本体部１４ａの厚さＴ（図５および図７参照）よりも広がっている。連結部ｇ…を収納する部分でのウオータジャケット１３の幅Ｗ′は、シリンダヘッド１５に連なる部分で更に広がっており、その広がった部分を塞ぐように前記連結部１４ｇ…の上端から径方向内向きに突起１４ｈ…が突設される（図６参照）。
【００１７】
シリンダブロック１１のトランスミッション側の端部に最も近いシリンダボア１２ａと、それに隣接するシリンダボア１２ａとが対向する部分に隣接するスペーサ本体部１４ａの２個の連結部１４ｇ，１４ｇから、２本の円錐台状の上部支持脚１４ｉ，１４ｉが上向きに突出するとともに、２本の円錐台状の下部支持脚１４ｊ，１４ｊが下向きに突出する。上部支持脚１４ｉ，１４ｉの上端と仕切壁１４ｂの上端とは同じ高さに整列し、下部支持脚１４ｊ，１４ｊの下端と仕切壁１４ｂの下端とは同じ高さに整列する。
【００１８】
このように、スペーサ本体部１４ａの他の部分の厚さＴよりも大きい厚さＴ′を持つ連結部１４ｇ，１４ｇに上部支持脚１４ｉ，１４ｉおよび下部支持脚１４ｊ，１４ｊを設けたことで、上部支持脚１４ｉ，１４ｉおよび下部支持脚１４ｊ，１４ｊのスペーサ本体部１４ａに対する結合強度を高め、上部支持脚１４ｉ，１４ｉおよび下部支持脚１４ｊ，１４ｊでスペーサ１４をウオータジャケット１３の内部に強固に支持することができる。また上部支持脚１４ｉ，１４ｉおよび下部支持脚１４ｊ，１４ｊが設けられる位置は、ウオータジャケット１３の内部で冷却水の流れの方向が変わって流速が落ちる位置であるため、上部支持脚１４ｉ，１４ｉおよび下部支持脚１４ｊ，１４ｊを設けたことによる冷却水の流れに対する影響を小さく抑えることができる。
【００１９】
尚、図２から明らかなように、スペーサ１４の連結部１４ｇ…の上方に臨むシリンダヘッド１５の下面には、シリンダブロック１１のウオータジャケット１３の冷却水の一部をシリンダヘッド１５のウオータジャケット１３に供給する連通孔１５ｃ…が開口している。そして２個の連結部１４ｇ，１４ｇに設けられた２個の上部支持脚１４ｉ，１４ｉは、前記連通孔１５ｃ，１５ｃよりも冷却水の流れ方向下流側に僅かに偏倚して配置されており、これにより冷却水を上部支持脚１４ｉ，１４ｉに当てて前記連通孔１５ｃ，１５ｃに供給し易くしている。
【００２０】
従って、スペーサ１４をウオータジャケット１３の内部に装着すると、仕切壁１４ｂの下端がウオータジャケット１３の底壁に接触し、上端がシリンダブロック１１およびシリンダヘッド１５間に挟持されたガスケット１６の下面に接触することで、スペーサ１４のタイミングトレーン側の端部が上下方向に位置決めされる（図９参照）。またスペーサ１４のトランスミッション側の部分は、下部支持脚１４ｊ，１４ｊの下端がウオータジャケット１３の底壁に接触し、上部支持脚１４ｉ，１４ｉの上端がガスケット１６の下面に接触することで、上下方向に位置決めされる（図４および図６参照）。
【００２１】
そしてウオータジャケット１３の内部には、スペーサ１４の上縁とガスケット１６の下面との間に上部冷却水通路１３ｃが区画され、スペーサ１４の下縁とウオータジャケット１３の底部との間に下部冷却水通路１３ｄが区画される。このとき、上部冷却水通路１３ｃの高さは上部支持脚１４ｃ，１４ｃの高さにより決められ、下部冷却水通路１３ｄの高さは下部支持脚１４ｊ，１４ｊの高さにより決められる。
【００２２】
以下、スペーサ１４の細部の構造を順次説明する。
【００２３】
図４〜図６から明らかなように、スペーサ本体部１４ａの径方向の厚さＴ（図５参照）は上下方向に亙って一定であり、ウオータジャケット１３の径方向の幅Ｗよりも小さく設定される。スペーサ１４をウオータジャケット１３の内部に装着したとき、スペーサ本体部１４ａの内周面がウオータジャケット１３の内側壁面１３ａに僅かな隙間を介して対峙しており、従ってスペーサ本体部１４ａの外周面とウオータジャケット１３の外側壁面１３ｂとの間には比較的に大きい隙間αが形成される。
【００２４】
図１および図３〜図６から明らかなように、スペーサ本体部１４ａの外周面の下縁に沿って、畝状の突条１４ｋが径方向外側に向かって突設される。この突条１４ｋの径方向の外端はウオータジャケット１３の外側壁面１３ｂに僅かな隙間を介して対峙しており、従ってスペーサ本体部１４ａは突条１４ｋが形成された下縁において径方向に位置決めされる。尚、前記突条１４ｋは、下側の入口切欠き１４ｃの部分および下側の出口切欠き１４ｅの部分には設けられていない。
【００２５】
図２および図８〜図１０から明らかなように、シリンダブロック１１のタイミングトレーン側の端部にはシリンダ列線Ｌ１と平行に延びる冷却水供給通路１１ｂが形成され、この冷却水供給通路１１ｂの下流端は、スペーサ１４の仕切壁１４ｂよりも吸気側において、円形の冷却水供給口１１ｃを介してウオータジャケット１３に連通する。シリンダブロック１１の冷却水供給口１１ｃおよびスペーサ１４の冷却水入口部１４ｄは、シリンダ列線Ｌ１に対して吸気側に若干偏倚して設けられているため、シリンダ列線Ｌ１と平行な冷却水供給通路１１ｂから供給された冷却水は、その流れの方向を大きく変えることなく吸気側のウオータジャケット１３にスムーズに流入することができる。また前述したように、冷却水入口部１４ｄの入口切欠き１４ｃ，１４ｃがスペーサ本体部１４ａの上縁および下縁に滑らかに湾曲しながら連続しているので、冷却水供給口１１ｃから流入した冷却水は冷却水入口部１４ｄの入口切欠き１４ｃ，１４ｃに案内されて上部冷却水通路１３ｃおよび下部冷却水通路１３ｄにスムーズに導かれる。
【００２６】
スペーサ１４の上下の入口切欠き１４ｃ，１４ｃに上下を挟まれて幅狭になった冷却水入口部１４ｄは、その断面が三角形になって冷却水供給口１１ｃ側に楔状に突出する。冷却水供給通路１１ｂの内部から冷却水供給口１１ｃを通して見ると、スペーサ１４の三角形断面の冷却水入口部１４ｄの稜線が露出する（図１０参照）。冷却水入口部１４ｄのシリンダ軸線Ｌ２方向の高さＨ１は、冷却水供給口１１ｃのシリンダ軸線Ｌ２方向の高さＨ３よりも小さくなっている。
【００２７】
図１、図２、図４、図７および図８から明らかなように、スペーサ１４のスペーサ本体部１４ａはウオータジャケット１３の内側壁面１３ａに沿うように配置されているが、スペーサ１４の上下の出口切欠き１４ｅ，１４ｅに上下を挟まれた冷却水出口部１４ｆだけは径方向外側に張り出しており、その部分がウオータジャケット１３の外側壁面１３ｂに沿うように配置される。従って、スペーサ１４の冷却水出口部１４ｆとウオータジャケット１３の内側壁面１３ａとの間には隙間β（図２および図８参照）が形成される。そしてスペーサ１４の冷却水出口部１４ｆの上方に、シリンダヘッド１５の下面に開口する２個の連通孔１５ａ，１５ｂ（図２、図４および図５参照）が臨んでいる。
【００２８】
図１、図４および図８から明らかなように、スペーサ１４の仕切壁１４ｂの外表面には、上下方向に延びる３本のリブ１４ｍ…と、それらに挟まれた２本の溝１４ｎ，１４ｎとが形成される。３本のリブ１４ｍ…の先端が臨むウオータジャケット１３の外側壁面１３ｂは単純な円弧面ではなく、波うつように屈曲している（図８参照）。仕切壁１４ｂの外表面の下端には切欠き１４ｏが形成されており、この切欠き１４ｏを介して仕切壁１４ｂの両側のウオータジャケット１３が相互に連通する。
【００２９】
次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。
【００３０】
シリンダブロック１１のデッキ面１１ａにシリンダヘッド１５を組み付ける前の状態では、デッキ面１１ａに露出する３個のシリンダスリーブ１２…のシリンダボア１２ａ…の外周を囲むようにウオータジャケット１３が開口しており、その開口からウオータジャケット１３の内部にスペーサ１４が挿入される。その後に、シリンダブロック１１のデッキ面１１ａにガスケット１６を重ね合わせた状態でシリンダヘッド１５が締結される。
【００３１】
このスペーサ１４の組付状態において、仕切壁１４ｂの下端と下部支持脚１４ｊ，１４ｊの下端とがウオータジャケット１３の底面に接触し、仕切壁１４ｂの上端と上部支持脚１４ｉ，１４ｉの上端とがガスケット１６の下面に接触することで、スペーサ１４がシリンダ軸線Ｌ２方向に位置決めされる。このとき、スペーサ１４のスペーサ本体部１４ａの内周面はウオータジャケット１３の内側壁面１３ａに接するように配置されるが、鋳放しのウオータジャケット１３の内側壁面１３ａの寸法精度は高くないため、スペーサ１４がウオータジャケット１３の内側壁面１３ａに擦れて組付性が低下するのを防止すべく、スペーサ本体部１４ａの内周面とウオータジャケット１３の内側壁面１３ａとの間には若干の隙間が形成される。
【００３２】
内燃機関の運転時には、シリンダブロック１１に設けられた図示せぬウォータポンプから供給された冷却水が、シリンダブロック１１のタイミングトレーン側の端部に設けられた冷却水供給通路１１ｂから冷却水供給口１１ｃを経てウオータジャケット１３に流入する。ウオータジャケット１３の内部にはスペーサ１４が配置されており、冷却水供給口１１ｃに臨むスペーサ１４には上下の入口切欠き１４ｃ，１４ｃに挟まれた幅狭の冷却水入口部１４ｄが対向する。図８〜図１０から明らかなように、冷却水入口部１４ｄのシリンダ軸線Ｌ２方向の高さＨ１は、冷却水供給口１１ｃのシリンダ軸線Ｌ２方向の高さＨ３よりも小さくなっており、かつ三角形断面の冷却水入口部１４ｄは冷却水供給口１１ｃに向かって楔状に突出しているため、冷却水供給口１１ｃを出た冷却水は冷却水入口部１４ｄの上下の斜面に案内されて上下方向に分流し、スペーサ１４により分離された上部冷却水通路１３ｃおよび下部冷却水通路１３ｄにスムーズに流入することができ、そのときの圧損が最小限に抑えられる。
【００３３】
冷却水がウオータジャケット１３に流入するときの圧損を更に減らすには、冷却水入口部１４ｄを完全に切り欠くことで、その部分でスペーサ１４を分断してしまえば良いが、このようにするとスペーサ１４の剛性が大幅に低下してしまう問題がある。それに対し、本実施の形態によれば、上下方向の高さＨ１を小さくした冷却水入口部１４ｄにより冷却水の圧損を低減しながらスペーサ１４の剛性を確保することができる。
【００３４】
ウオータジャケット１３の上部冷却水通路１３ｃおよび下部冷却水通路１３ｄに流入した冷却水は左右方向に分岐しようとするが、冷却水入口部１４ｄの右側に存在する仕切壁１４ｂによって流れを阻害されるため、左側に向きを変えて上部冷却水通路１３ｃおよび下部冷却水通路１３ｄの略全長を時計方向に流れ、冷却水供給口１１ｃから見て仕切壁１４ｂの反対側の冷却水出口部１１ｆからシリンダヘッド１５の連通孔１５ａ，１５ｂに排出される。このとき、上部冷却水通路１３ｃおよび下部冷却水通路１３ｄはスペーサ本体部１４ａの下縁に沿って設けた突条１４ｋによって仕切られているため、上部冷却水通路１３ｃおよび下部冷却水通路１３ｄを流れる冷却水は殆ど混合することはない。
【００３５】
ウオータジャケット１３のシリンダ軸線Ｌ２方向の中間部の内側壁面１３ａにはスペーサ１４のスペーサ本体部１４ａの内周面が接触しているため、その内側壁面１３ａに冷却水が接触し難くなって冷却が抑制される。その結果、スペーサ本体部１４ａに対向するシリンダボア１２ａ…のシリンダ軸線Ｌ２方向の中間部が他の部分よりも高温になり、熱膨張してピストンとの間のクリアランスが増加するため、特に圧縮行程や膨張行程でピストンに大きなサイドスラストが加わるときに、ピストンおよびシリンダボア１２ａ…間のフリクションを低減して内燃機関の燃費向上に寄与することができる。またシリンダボア１２ａ…のシリンダ軸線Ｌ２方向中間部が他の部分よりも高温になることで、その部分を潤滑するオイルが温度上昇して粘性が低下するため、フリクションの低減効果が更に高められる。
【００３６】
一方、シリンダボア１２ａ…のシリンダ軸線Ｌ２方向上部および下部は、スペーサ１４の上下の上部冷却水通路１３ｃおよび下部冷却水通路１３ｄを流れる冷却水によって充分に冷却されるため、シリンダボア１２ａ…に摺動自在に嵌合するピストンの高温になり易い頂部およびスカート部の冷却性能を確保して過熱を防止することができる。
【００３７】
シリンダブロック１１の冷却水供給口１１ｃからウオータジャケット１３に流入した冷却水の一部は、スペーサ１４の仕切壁１４ｂの外表面とウオータジャケット１３の外側壁面１３ｂとの間を通過して冷却水入口部１４ｄ側から冷却水出口部１４ｆ側に短絡しようとするが、図８に示すように、スペーサ１４の仕切壁１４ｂの外表面は３本のリブ１４ｍ…と２本の溝１４ｎ，１４ｎを交互に配置したラビリンス構造になっているため、リブ１４ｍ…の外側の隙間を通過した冷却水が溝１４ｎの内部で渦を作ることで仕切壁１４ｂを通過し難くなる。よって、スペーサ１４の組付性を確保するためにスペーサ１４の外表面とウオータジャケット１３の外側壁面１３ｂとの間に隙間を形成しても、その隙間を通して冷却水供給口１１ｃと連通孔１５ａ，１５ｂとが短絡するのを効果的に防止することができる。
【００３８】
しかも、スペーサ１４の仕切壁１４ｂの外表面に対向するウオータジャケット１３の外側壁面１３ｂが波打つように湾曲しているため（図８参照）、ラビリンス効果が一層強く発揮されて冷却水の短絡を一層効果的に防止することができる。
【００３９】
ウオータジャケット１３の上部冷却水通路１３ｃおよび下部冷却水通路１３ｄを流れた冷却水は、スペーサ１４の冷却水出口部１４ｆで合流し、そこから上方に向きを変えてシリンダヘッド１５の連通孔１５ａ，１５ｂを通過してシリンダヘッド１５のウオータジャケットに供給される。このとき、スペーサ１４の冷却水出口部１４ｆのシリンダ軸線Ｌ２方向の高さＨ２はスペーサ本体部１４ａのシリンダ軸線Ｌ２方向の高さＨ０よりも小さく形成されており、かつ冷却水出口部１４ｆは径方向外側に偏倚してウオータジャケット１３の外側壁面１３ｂに接するように配置されるため、下部冷却水通路１３ｄを出た冷却水はスペーサ１４の冷却水出口部１４ｆとウオータジャケット１３の外側壁面１３ｂとの間の隙間β（図２および図８参照）を通過してシリンダヘッド１５の連通孔１５ａ，１５ｂにスムーズに導かれる。このとき、冷却水出口部１４ｆの高さＨ２がスペーサ本体部１４ａの高さＨ０よりも小さいので、下部冷却水通路１３ｄから連通孔１５ａ，１５ｂに向かって流れる冷却水が冷却水出口部１４ｆを通過する際の抵抗を低減することができる。
【００４０】
図１１（Ｂ）に示すように、仮にスペーサ１４の突条１４ｋをスペーサ本体部１４ａの上縁に沿って設けたとしても、突条１４ｋが上部冷却水通路１３ｃおよび下部冷却水通路１３ｄを仕切る効果には代わりはないが、スペーサ１４の冷却水出口部１４ｆにおいて突条１４ｋが途切れた部分における冷却水の挙動に違いが発生する。即ち、図１１（Ａ）に示すように、本実施の形態の如くスペーサ１４の突条１４ｋをスペーサ本体部１４ａの下縁に沿って設けた場合には、冷却水は冷却水出口部１４ｆの直近まで水平方向に流れて突条１４ｋが途切れた部分で上向きに流れを変え、シリンダヘッド１５の連通孔１５ａ，１５ｂにスムーズに導かれる。これにより、冷却水出口部１４ｆの下方の下部冷却水通路１３ｄにも充分な量の冷却水を供給し、冷却水出口部１４ｆに臨むシリンダボア１２ａの全周を均一に冷却することができる。
【００４１】
一方、図１１（Ｂ）に示すように、仮にスペーサ１４の突条１４ｋをスペーサ本体部１４ａの上縁に沿って設けた場合には、冷却水は冷却水出口部１４ｆのかなり手前から上向きに流れを変えるため、冷却水出口部１４ｆの下方の下部冷却水通路１３ｄに充分な量の冷却水が流れなくなって冷却性能が低下する問題がある。
【００４２】
尚、スペーサ１４の仕切壁１４ｂの下端に切欠き１４ｏ（図１および図９参照）を設けたので、冷却水入口部１４ｄの下部の冷却水の一部が切欠き１４ｏを通過して冷却水出口部１４ｆの下部に流入し、冷却水出口部１４ｆに滞留する冷却水をシリンダヘッド１５の連通孔１５ａ，１５ｂに向けて押し上げる効果を発揮することで、ウオータジャケット１３からの冷却水の排出が一層スムーズに行われる。
【００４３】
またウオータジャケット１３の内部に挿入されたスペーサ１４は、仕切壁１４ｂの下端がウオータジャケット１３の底壁に接触し、上端がシリンダブロック１１およびシリンダヘッド１５間に挟持されたガスケット１６の下面に接触することで、スペーサ１４のタイミングトレーン側の端部が上下方向に位置決めされる（図９参照）。またスペーサ１４のトランスミッション側の部分は、下部支持脚１４ｊ，１４ｊの下端がウオータジャケット１３の底壁に接触し、上部支持脚１４ｉ，１４ｉの上端がガスケット１６の下面に接触することで上下方向に位置決めされるが、仕切壁１４ｂがシリンダ列線Ｌ１方向の一端部に設けられ、上部支持脚１４ｉ，１４ｉおよび下部支持脚１４ｊ，１４ｊがシリンダ列線Ｌ１方向の最も他端部のシリンダボア１２ａと、最も他端部から２番目のシリンダボア１２ａとの間の連結部１４ｇ，１４ｇに設けられるので、仕切壁１４ｂから上部支持脚１４ｉ，１４ｉおよび下部支持脚１４ｊ，１４ｊまでの距離を最大限に確保してスペーサ１４の支持を安定させることができる。
【００４４】
また上部支持脚１４ｉ，１４ｉおよび下部支持脚１４ｊ，１４ｊをスペーサ１４の連結部１４ｇ，１４ｇに設けたことで、上部支持脚１４ｉ，１４ｉおよび下部支持脚１４ｊ，１４ｊを設けたことによるウオータジャケット１３の冷却水の流れに対する影響を最小限に抑えることができる。
【００４５】
その理由は、連結部１４ｇ，１４ｇではスペーサ本体部１４ａが異なる二つの方向から鋭角で交差するため、シリンダ列線Ｌ１に直交する方向のウオータジャケット１３の幅Ｗ′（図６参照）が、連結部１４ｇ，１４ｇ以外の一般部におけるウオータジャケット１３の幅Ｗ（図５および図７参照）よりも大きくなる。よって、ウオータジャケット１３の幅Ｗ′が大きくなる部分に上部支持脚１４ｉ，１４ｉおよび下部支持脚１４ｊ，１４ｊを配置することで、それがウオータジャケット１３の冷却水の流れに対する影響を最小限に抑えることができる。
【００４６】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００４７】
例えば、実施の形態ではＶ型６気筒内燃機関を例示したが、本発明は任意の気筒数の任意の形式の内燃機関に対して適用することができる。
【００４８】
また本発明は、シリンダ列線Ｌ１の一端側から供給した冷却水を吸気側側面および排気側側面に二股に分岐させ、シリンダ列線Ｌ２１他端側で集合させて排出する内燃機関に対しても適用することができる。
【００４９】
また実施の形態では突条１４ｋがスペーサ本体部１４ａの下縁に沿って形成されているが、突条１４ｋ位置はスペーサ本体部１４ａの下縁に限定されず、下縁から上方に若干離れた位置を含むスペーサ本体部１４ａの下部に形成されていれば良い。
【符号の説明】
【００５０】
１１ シリンダブロック
１２ａ シリンダボア
１３ ウオータジャケット
１３ａ 内側壁面
１３ｂ 外側壁面（壁面）
１３ｃ 上部冷却水通路
１３ｄ 下部冷却水通路
１４ スペーサ
１４ａ スペーサ本体部
１４ｆ 冷却水出口部
１４ｋ 突条
１５ シリンダヘッド
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のシリンダブロックのシリンダボアの周囲を囲むように形成されたウオータジャケットの内部にスペーサを装着し、前記スペーサで前記ウオータジャケット内の冷却水の流れを規制して前記シリンダボアの冷却状態を調整する内燃機関の冷却構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
かかるスペーサの外周面の上部、下部および中間部に周方向に延びる３本の横リブを形成するとともに、シリンダ軸線と平行な６本の縦リブで前記３本の横リブを接続し、それらの横リブおよび縦リブ間に肉抜き部を形成することで、ウオータジャケット内の冷却水の流れを規制するスペーサの機能を確保しながら該スペーサの重量を軽減するものが、下記特許文献１により公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４０５１０１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、かかるスペーサが装着されたウオータジャケットの下流端で冷却水は流れの方向を上向きに変えてシリンダヘッドのウオータジャケットに流入するため、冷却水はウオータジャケットにおけるスペーサの下側の下部冷却水通路の下流端部分に滞留してしまい、その部分でシリンダボアの冷却性能が低下する問題がある。しかしながら上記従来のものは、スペーサの横リブが補強リブとしての機能しか発揮していないため、ウオータジャケットの下部冷却水通路の下流端部分の流れを良好に保つことができない可能性があった。
【０００５】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、スペーサの重量を最小限に抑えながら、スペーサで仕切られたウオータジャケットの下部冷却水通路に臨むシリンダボアの冷却性能を確保することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、内燃機関のシリンダブロックのシリンダボアの周囲を囲むように形成されたウオータジャケットの内部にスペーサを装着し、前記スペーサで前記ウオータジャケットを上部冷却水通路および下部冷却水通路に分離して冷却水の流れを規制することで前記シリンダボアの冷却状態を調整する内燃機関の冷却構造において、前記スペーサは前記ウオータジャケット内の冷却水をシリンダヘッドに排出する冷却水出口部を備え、前記ウオータジャケットの壁面に向かって径方向に突出する突条を前記スペーサの下部に沿って形成し、前記突条を少なくとも前記冷却水出口部の下方において切り欠いたことを特徴とする内燃機関の冷却構造が提案される。
【０００７】
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記スペーサのスペーサ本体部は前記ウオータジャケットの内側壁面に沿って配置され、前記突条は前記ウオータジャケットの外側壁面に向かって突出することを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関の冷却構造が提案される。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１の構成によれば、シリンダブロックのシリンダボアの周囲を囲むように形成されたウオータジャケットに供給された冷却水は、ウオータジャケットの内部に装着されたスペーサにより区画された上部冷却水通路および下部冷却水通路に分流してシリンダボアを冷却した後、冷却水出口部からシリンダヘッドに排出される。このとき、ウオータジャケットの壁面に向かって径方向に突出する突条をスペーサの下部に沿って形成し、その突条の少なくとも冷却水出口部の下方部分を切り欠いたので、スペーサ全体を突条の部分と同じ厚さにする必要をなくして重量を軽減しながら、下部冷却水通路の冷却水の流れを冷却水出口部まで維持して良好な冷却性能を確保することができる。
【０００９】
また請求項２の構成によれば、スペーサのスペーサ本体部をウオータジャケットの内側壁面に沿って配置したので、冷却水がウオータジャケットの内側壁面に直接接触し難くしてスペーサによる保温効果を有効に発揮させることができ、また突条をウオータジャケットの外側壁面に向かって突出させたので、スペーサとウオータジャケットの外側壁面との間に隙間が存在しても、スペーサをウオータジャケットの内側壁面に沿って保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】Ｖ型６気筒内燃機関の一方のバンクの斜視図。
【図２】図１の２方向矢視図。
【図３】図１の３方向矢視図。
【図４】図１の４方向矢視図。
【図５】図２の５−５線断面図。
【図６】図２の６−６線断面図。
【図７】図２の７−７線断面図。
【図８】図２の８部拡大図。
【図９】図８の９−９線断面図。
【図１０】図８の１０−１０線断面図。
【図１１】図４の１１方向矢視図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図１〜図１１に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【００１２】
図１には、Ｖ型６気筒内燃機関のシリンダブロック１１の一方のバンクが示される。シリンダブロック１１にはシリンダ列線Ｌ１に沿って３個のシリンダスリーブ１２…が埋設されており、それらのシリンダスリーブ１２…の外周面を囲むようにウオータジャケット１３が形成される。本実施の形態のシリンダブロック１１はサイアミーズ型であって隣接するシリンダスリーブ１２…間にはウオータジャケット１３が形成されておらず、よってウオータジャケット１３は３個のシリンダスリーブ１２…の外周面を個々に囲むのではなく、３個のシリンダスリーブ１２…の全体を囲んでおり、これにより内燃機関のシリンダ列線Ｌ１方向の寸法の短縮が図られる。シリンダブロック１１のデッキ面１１ａに開口するウオータジャケット１３は、そこからクランクケース側に向けて一定の深さで下向きに延びており、そのウオータジャケット１３の内部にシリンダブロック１１のデッキ面１１ａの開口側から挿入された合成樹脂製のスペーサ１４が配置される。
【００１３】
尚、本明細書において「上下方向」とは、シリンダ軸線Ｌ２方向のシリンダヘッド側が「上」と定義され、シリンダ軸線Ｌ２方向のクランクケース側が「下」と定義される。
【００１４】
図１〜図４から明らかなように、スペーサ１４は、シリンダブロック１１の３個のシリンダスリーブ１２…の外周の大部分を囲むスペーサ本体部１４ａと、その残りの部分を囲む冷却水入口部１４ｄおよび冷却水出口部１４ｆとを備える。スペーサ１４はウオータジャケット１３に沿う閉じた形状に形成されていて切断部を持たないため、そのスペーサ１４の剛性は高いものとなる。スペーサ本体部１４ａのシリンダ軸線Ｌ２方向の高さＨ０は、その全周に亙って基本的に一定である。スペーサ１４のシリンダ列線Ｌ１方向の一端側、つまりシリンダブロック１１のタイミングトレーン側の端部には、冷却水入口部１４ｄおよび冷却水出口部１４ｆの間から上下に突出する仕切壁１４ｂが一体に設けられる。
【００１５】
また冷却水入口部１４ｄは、仕切壁１４ｂの一側（吸気側）に隣接する部分で、スペーサ１４ａの上縁および下縁に設けられた入口切欠き１４ｃ，１４ｃに上下を挟まれるように形成されており、この冷却水入口部１４ｄの部分でスペーサ１４のシリンダ軸線Ｌ２方向の高さＨ１がスペーサ本体部１４ａの高さＨ０よりも小さくなっている。同様に、冷却水出口部１４ｆは、仕切壁１４ｂの他側（排気側）に隣接する部分で、スペーサ１４の上縁および下縁に設けられた出口切欠き１４ｅ，１４ｅに上下を挟まれるように形成されており、この冷却水出口部１４ｆの部分でスペーサ１４のシリンダ軸線Ｌ２方向の高さＨ２がスペーサ本体部１４ａの高さＨ０よりも小さくなっている。冷却水入口部１４ｄの上下の入口切欠き１４ｃ，１４ｃは、スペーサ本体部１４ａの上縁および下縁に滑らかに湾曲しながら連続している。
【００１６】
図２、図４および図６から明らかなように、３個のシリンダボア１２ａ…が相互に近接する部分の近傍では、各シリンダボア１２ａ…の周囲のウオータジャケット１３が鋭角で交差するため、その部分のウオータジャケット１３のシリンダ列線Ｌ１に直交する方向の幅Ｗ′（図６参照）は、その他の部分のウオータジャケット１３の幅Ｗ（図５および図７参照）よりも広がっている。従って、ウオータジャケット１３が鋭角で交差する部分に嵌合するスペーサ本体部１４ａの連結部ｇ…の厚さＴ′（図６参照）は、その他の部分のスペーサ本体部１４ａの厚さＴ（図５および図７参照）よりも広がっている。連結部ｇ…を収納する部分でのウオータジャケット１３の幅Ｗ′は、シリンダヘッド１５に連なる部分で更に広がっており、その広がった部分を塞ぐように前記連結部１４ｇ…の上端から径方向内向きに突起１４ｈ…が突設される（図６参照）。
【００１７】
シリンダブロック１１のトランスミッション側の端部に最も近いシリンダボア１２ａと、それに隣接するシリンダボア１２ａとが対向する部分に隣接するスペーサ本体部１４ａの２個の連結部１４ｇ，１４ｇから、２本の円錐台状の上部支持脚１４ｉ，１４ｉが上向きに突出するとともに、２本の円錐台状の下部支持脚１４ｊ，１４ｊが下向きに突出する。上部支持脚１４ｉ，１４ｉの上端と仕切壁１４ｂの上端とは同じ高さに整列し、下部支持脚１４ｊ，１４ｊの下端と仕切壁１４ｂの下端とは同じ高さに整列する。
【００１８】
このように、スペーサ本体部１４ａの他の部分の厚さＴよりも大きい厚さＴ′を持つ連結部１４ｇ，１４ｇに上部支持脚１４ｉ，１４ｉおよび下部支持脚１４ｊ，１４ｊを設けたことで、上部支持脚１４ｉ，１４ｉおよび下部支持脚１４ｊ，１４ｊのスペーサ本体部１４ａに対する結合強度を高め、上部支持脚１４ｉ，１４ｉおよび下部支持脚１４ｊ，１４ｊでスペーサ１４をウオータジャケット１３の内部に強固に支持することができる。また上部支持脚１４ｉ，１４ｉおよび下部支持脚１４ｊ，１４ｊが設けられる位置は、ウオータジャケット１３の内部で冷却水の流れの方向が変わって流速が落ちる位置であるため、上部支持脚１４ｉ，１４ｉおよび下部支持脚１４ｊ，１４ｊを設けたことによる冷却水の流れに対する影響を小さく抑えることができる。
【００１９】
尚、図２から明らかなように、スペーサ１４の連結部１４ｇ…の上方に臨むシリンダヘッド１５の下面には、シリンダブロック１１のウオータジャケット１３の冷却水の一部をシリンダヘッド１５のウオータジャケット１３に供給する連通孔１５ｃ…が開口している。そして２個の連結部１４ｇ，１４ｇに設けられた２個の上部支持脚１４ｉ，１４ｉは、前記連通孔１５ｃ，１５ｃよりも冷却水の流れ方向下流側に僅かに偏倚して配置されており、これにより冷却水を上部支持脚１４ｉ，１４ｉに当てて前記連通孔１５ｃ，１５ｃに供給し易くしている。
【００２０】
従って、スペーサ１４をウオータジャケット１３の内部に装着すると、仕切壁１４ｂの下端がウオータジャケット１３の底壁に接触し、上端がシリンダブロック１１およびシリンダヘッド１５間に挟持されたガスケット１６の下面に接触することで、スペーサ１４のタイミングトレーン側の端部が上下方向に位置決めされる（図９参照）。またスペーサ１４のトランスミッション側の部分は、下部支持脚１４ｊ，１４ｊの下端がウオータジャケット１３の底壁に接触し、上部支持脚１４ｉ，１４ｉの上端がガスケット１６の下面に接触することで、上下方向に位置決めされる（図４および図６参照）。
【００２１】
そしてウオータジャケット１３の内部には、スペーサ１４の上縁とガスケット１６の下面との間に上部冷却水通路１３ｃが区画され、スペーサ１４の下縁とウオータジャケット１３の底部との間に下部冷却水通路１３ｄが区画される。このとき、上部冷却水通路１３ｃの高さは上部支持脚１４ｃ，１４ｃの高さにより決められ、下部冷却水通路１３ｄの高さは下部支持脚１４ｊ，１４ｊの高さにより決められる。
【００２２】
以下、スペーサ１４の細部の構造を順次説明する。
【００２３】
図４〜図６から明らかなように、スペーサ本体部１４ａの径方向の厚さＴ（図５参照）は上下方向に亙って一定であり、ウオータジャケット１３の径方向の幅Ｗよりも小さく設定される。スペーサ１４をウオータジャケット１３の内部に装着したとき、スペーサ本体部１４ａの内周面がウオータジャケット１３の内側壁面１３ａに僅かな隙間を介して対峙しており、従ってスペーサ本体部１４ａの外周面とウオータジャケット１３の外側壁面１３ｂとの間には比較的に大きい隙間αが形成される。
【００２４】
図１および図３〜図６から明らかなように、スペーサ本体部１４ａの外周面の下縁に沿って、畝状の突条１４ｋが径方向外側に向かって突設される。この突条１４ｋの径方向の外端はウオータジャケット１３の外側壁面１３ｂに僅かな隙間を介して対峙しており、従ってスペーサ本体部１４ａは突条１４ｋが形成された下縁において径方向に位置決めされる。尚、前記突条１４ｋは、下側の入口切欠き１４ｃの部分および下側の出口切欠き１４ｅの部分には設けられていない。
【００２５】
図２および図８〜図１０から明らかなように、シリンダブロック１１のタイミングトレーン側の端部にはシリンダ列線Ｌ１と平行に延びる冷却水供給通路１１ｂが形成され、この冷却水供給通路１１ｂの下流端は、スペーサ１４の仕切壁１４ｂよりも吸気側において、円形の冷却水供給口１１ｃを介してウオータジャケット１３に連通する。シリンダブロック１１の冷却水供給口１１ｃおよびスペーサ１４の冷却水入口部１４ｄは、シリンダ列線Ｌ１に対して吸気側に若干偏倚して設けられているため、シリンダ列線Ｌ１と平行な冷却水供給通路１１ｂから供給された冷却水は、その流れの方向を大きく変えることなく吸気側のウオータジャケット１３にスムーズに流入することができる。また前述したように、冷却水入口部１４ｄの入口切欠き１４ｃ，１４ｃがスペーサ本体部１４ａの上縁および下縁に滑らかに湾曲しながら連続しているので、冷却水供給口１１ｃから流入した冷却水は冷却水入口部１４ｄの入口切欠き１４ｃ，１４ｃに案内されて上部冷却水通路１３ｃおよび下部冷却水通路１３ｄにスムーズに導かれる。
【００２６】
スペーサ１４の上下の入口切欠き１４ｃ，１４ｃに上下を挟まれて幅狭になった冷却水入口部１４ｄは、その断面が三角形になって冷却水供給口１１ｃ側に楔状に突出する。冷却水供給通路１１ｂの内部から冷却水供給口１１ｃを通して見ると、スペーサ１４の三角形断面の冷却水入口部１４ｄの稜線が露出する（図１０参照）。冷却水入口部１４ｄのシリンダ軸線Ｌ２方向の高さＨ１は、冷却水供給口１１ｃのシリンダ軸線Ｌ２方向の高さＨ３よりも小さくなっている。
【００２７】
図１、図２、図４、図７および図８から明らかなように、スペーサ１４のスペーサ本体部１４ａはウオータジャケット１３の内側壁面１３ａに沿うように配置されているが、スペーサ１４の上下の出口切欠き１４ｅ，１４ｅに上下を挟まれた冷却水出口部１４ｆだけは径方向外側に張り出しており、その部分がウオータジャケット１３の外側壁面１３ｂに沿うように配置される。従って、スペーサ１４の冷却水出口部１４ｆとウオータジャケット１３の内側壁面１３ａとの間には隙間β（図２および図８参照）が形成される。そしてスペーサ１４の冷却水出口部１４ｆの上方に、シリンダヘッド１５の下面に開口する２個の連通孔１５ａ，１５ｂ（図２、図４および図５参照）が臨んでいる。
【００２８】
図１、図４および図８から明らかなように、スペーサ１４の仕切壁１４ｂの外表面には、上下方向に延びる３本のリブ１４ｍ…と、それらに挟まれた２本の溝１４ｎ，１４ｎとが形成される。３本のリブ１４ｍ…の先端が臨むウオータジャケット１３の外側壁面１３ｂは単純な円弧面ではなく、波うつように屈曲している（図８参照）。仕切壁１４ｂの外表面の下端には切欠き１４ｏが形成されており、この切欠き１４ｏを介して仕切壁１４ｂの両側のウオータジャケット１３が相互に連通する。
【００２９】
次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。
【００３０】
シリンダブロック１１のデッキ面１１ａにシリンダヘッド１５を組み付ける前の状態では、デッキ面１１ａに露出する３個のシリンダスリーブ１２…のシリンダボア１２ａ…の外周を囲むようにウオータジャケット１３が開口しており、その開口からウオータジャケット１３の内部にスペーサ１４が挿入される。その後に、シリンダブロック１１のデッキ面１１ａにガスケット１６を重ね合わせた状態でシリンダヘッド１５が締結される。
【００３１】
このスペーサ１４の組付状態において、仕切壁１４ｂの下端と下部支持脚１４ｊ，１４ｊの下端とがウオータジャケット１３の底面に接触し、仕切壁１４ｂの上端と上部支持脚１４ｉ，１４ｉの上端とがガスケット１６の下面に接触することで、スペーサ１４がシリンダ軸線Ｌ２方向に位置決めされる。このとき、スペーサ１４のスペーサ本体部１４ａの内周面はウオータジャケット１３の内側壁面１３ａに接するように配置されるが、鋳放しのウオータジャケット１３の内側壁面１３ａの寸法精度は高くないため、スペーサ１４がウオータジャケット１３の内側壁面１３ａに擦れて組付性が低下するのを防止すべく、スペーサ本体部１４ａの内周面とウオータジャケット１３の内側壁面１３ａとの間には若干の隙間が形成される。
【００３２】
内燃機関の運転時には、シリンダブロック１１に設けられた図示せぬウォータポンプから供給された冷却水が、シリンダブロック１１のタイミングトレーン側の端部に設けられた冷却水供給通路１１ｂから冷却水供給口１１ｃを経てウオータジャケット１３に流入する。ウオータジャケット１３の内部にはスペーサ１４が配置されており、冷却水供給口１１ｃに臨むスペーサ１４には上下の入口切欠き１４ｃ，１４ｃに挟まれた幅狭の冷却水入口部１４ｄが対向する。図８〜図１０から明らかなように、冷却水入口部１４ｄのシリンダ軸線Ｌ２方向の高さＨ１は、冷却水供給口１１ｃのシリンダ軸線Ｌ２方向の高さＨ３よりも小さくなっており、かつ三角形断面の冷却水入口部１４ｄは冷却水供給口１１ｃに向かって楔状に突出しているため、冷却水供給口１１ｃを出た冷却水は冷却水入口部１４ｄの上下の斜面に案内されて上下方向に分流し、スペーサ１４により分離された上部冷却水通路１３ｃおよび下部冷却水通路１３ｄにスムーズに流入することができ、そのときの圧損が最小限に抑えられる。
【００３３】
冷却水がウオータジャケット１３に流入するときの圧損を更に減らすには、冷却水入口部１４ｄを完全に切り欠くことで、その部分でスペーサ１４を分断してしまえば良いが、このようにするとスペーサ１４の剛性が大幅に低下してしまう問題がある。それに対し、本実施の形態によれば、上下方向の高さＨ１を小さくした冷却水入口部１４ｄにより冷却水の圧損を低減しながらスペーサ１４の剛性を確保することができる。
【００３４】
ウオータジャケット１３の上部冷却水通路１３ｃおよび下部冷却水通路１３ｄに流入した冷却水は左右方向に分岐しようとするが、冷却水入口部１４ｄの右側に存在する仕切壁１４ｂによって流れを阻害されるため、左側に向きを変えて上部冷却水通路１３ｃおよび下部冷却水通路１３ｄの略全長を時計方向に流れ、冷却水供給口１１ｃから見て仕切壁１４ｂの反対側の冷却水出口部１１ｆからシリンダヘッド１５の連通孔１５ａ，１５ｂに排出される。このとき、上部冷却水通路１３ｃおよび下部冷却水通路１３ｄはスペーサ本体部１４ａの下縁に沿って設けた突条１４ｋによって仕切られているため、上部冷却水通路１３ｃおよび下部冷却水通路１３ｄを流れる冷却水は殆ど混合することはない。
【００３５】
ウオータジャケット１３のシリンダ軸線Ｌ２方向の中間部の内側壁面１３ａにはスペーサ１４のスペーサ本体部１４ａの内周面が接触しているため、その内側壁面１３ａに冷却水が接触し難くなって冷却が抑制される。その結果、スペーサ本体部１４ａに対向するシリンダボア１２ａ…のシリンダ軸線Ｌ２方向の中間部が他の部分よりも高温になり、熱膨張してピストンとの間のクリアランスが増加するため、特に圧縮行程や膨張行程でピストンに大きなサイドスラストが加わるときに、ピストンおよびシリンダボア１２ａ…間のフリクションを低減して内燃機関の燃費向上に寄与することができる。またシリンダボア１２ａ…のシリンダ軸線Ｌ２方向中間部が他の部分よりも高温になることで、その部分を潤滑するオイルが温度上昇して粘性が低下するため、フリクションの低減効果が更に高められる。
【００３６】
一方、シリンダボア１２ａ…のシリンダ軸線Ｌ２方向上部および下部は、スペーサ１４の上下の上部冷却水通路１３ｃおよび下部冷却水通路１３ｄを流れる冷却水によって充分に冷却されるため、シリンダボア１２ａ…に摺動自在に嵌合するピストンの高温になり易い頂部およびスカート部の冷却性能を確保して過熱を防止することができる。
【００３７】
シリンダブロック１１の冷却水供給口１１ｃからウオータジャケット１３に流入した冷却水の一部は、スペーサ１４の仕切壁１４ｂの外表面とウオータジャケット１３の外側壁面１３ｂとの間を通過して冷却水入口部１４ｄ側から冷却水出口部１４ｆ側に短絡しようとするが、図８に示すように、スペーサ１４の仕切壁１４ｂの外表面は３本のリブ１４ｍ…と２本の溝１４ｎ，１４ｎを交互に配置したラビリンス構造になっているため、リブ１４ｍ…の外側の隙間を通過した冷却水が溝１４ｎの内部で渦を作ることで仕切壁１４ｂを通過し難くなる。よって、スペーサ１４の組付性を確保するためにスペーサ１４の外表面とウオータジャケット１３の外側壁面１３ｂとの間に隙間を形成しても、その隙間を通して冷却水供給口１１ｃと連通孔１５ａ，１５ｂとが短絡するのを効果的に防止することができる。
【００３８】
しかも、スペーサ１４の仕切壁１４ｂの外表面に対向するウオータジャケット１３の外側壁面１３ｂが波打つように湾曲しているため（図８参照）、ラビリンス効果が一層強く発揮されて冷却水の短絡を一層効果的に防止することができる。
【００３９】
ウオータジャケット１３の上部冷却水通路１３ｃおよび下部冷却水通路１３ｄを流れた冷却水は、スペーサ１４の冷却水出口部１４ｆで合流し、そこから上方に向きを変えてシリンダヘッド１５の連通孔１５ａ，１５ｂを通過してシリンダヘッド１５のウオータジャケットに供給される。このとき、スペーサ１４の冷却水出口部１４ｆのシリンダ軸線Ｌ２方向の高さＨ２はスペーサ本体部１４ａのシリンダ軸線Ｌ２方向の高さＨ０よりも小さく形成されており、かつ冷却水出口部１４ｆは径方向外側に偏倚してウオータジャケット１３の外側壁面１３ｂに接するように配置されるため、下部冷却水通路１３ｄを出た冷却水はスペーサ１４の冷却水出口部１４ｆとウオータジャケット１３の外側壁面１３ｂとの間の隙間β（図２および図８参照）を通過してシリンダヘッド１５の連通孔１５ａ，１５ｂにスムーズに導かれる。このとき、冷却水出口部１４ｆの高さＨ２がスペーサ本体部１４ａの高さＨ０よりも小さいので、下部冷却水通路１３ｄから連通孔１５ａ，１５ｂに向かって流れる冷却水が冷却水出口部１４ｆを通過する際の抵抗を低減することができる。
【００４０】
図１１（Ｂ）に示すように、仮にスペーサ１４の突条１４ｋをスペーサ本体部１４ａの上縁に沿って設けたとしても、突条１４ｋが上部冷却水通路１３ｃおよび下部冷却水通路１３ｄを仕切る効果には代わりはないが、スペーサ１４の冷却水出口部１４ｆにおいて突条１４ｋが途切れた部分における冷却水の挙動に違いが発生する。即ち、図１１（Ａ）に示すように、本実施の形態の如くスペーサ１４の突条１４ｋをスペーサ本体部１４ａの下縁に沿って設けた場合には、冷却水は冷却水出口部１４ｆの直近まで水平方向に流れて突条１４ｋが途切れた部分で上向きに流れを変え、シリンダヘッド１５の連通孔１５ａ，１５ｂにスムーズに導かれる。これにより、冷却水出口部１４ｆの下方の下部冷却水通路１３ｄにも充分な量の冷却水を供給し、冷却水出口部１４ｆに臨むシリンダボア１２ａの全周を均一に冷却することができる。
【００４１】
一方、図１１（Ｂ）に示すように、仮にスペーサ１４の突条１４ｋをスペーサ本体部１４ａの上縁に沿って設けた場合には、冷却水は冷却水出口部１４ｆのかなり手前から上向きに流れを変えるため、冷却水出口部１４ｆの下方の下部冷却水通路１３ｄに充分な量の冷却水が流れなくなって冷却性能が低下する問題がある。
【００４２】
尚、スペーサ１４の仕切壁１４ｂの下端に切欠き１４ｏ（図１および図９参照）を設けたので、冷却水入口部１４ｄの下部の冷却水の一部が切欠き１４ｏを通過して冷却水出口部１４ｆの下部に流入し、冷却水出口部１４ｆに滞留する冷却水をシリンダヘッド１５の連通孔１５ａ，１５ｂに向けて押し上げる効果を発揮することで、ウオータジャケット１３からの冷却水の排出が一層スムーズに行われる。
【００４３】
またウオータジャケット１３の内部に挿入されたスペーサ１４は、仕切壁１４ｂの下端がウオータジャケット１３の底壁に接触し、上端がシリンダブロック１１およびシリンダヘッド１５間に挟持されたガスケット１６の下面に接触することで、スペーサ１４のタイミングトレーン側の端部が上下方向に位置決めされる（図９参照）。またスペーサ１４のトランスミッション側の部分は、下部支持脚１４ｊ，１４ｊの下端がウオータジャケット１３の底壁に接触し、上部支持脚１４ｉ，１４ｉの上端がガスケット１６の下面に接触することで上下方向に位置決めされるが、仕切壁１４ｂがシリンダ列線Ｌ１方向の一端部に設けられ、上部支持脚１４ｉ，１４ｉおよび下部支持脚１４ｊ，１４ｊがシリンダ列線Ｌ１方向の最も他端部のシリンダボア１２ａと、最も他端部から２番目のシリンダボア１２ａとの間の連結部１４ｇ，１４ｇに設けられるので、仕切壁１４ｂから上部支持脚１４ｉ，１４ｉおよび下部支持脚１４ｊ，１４ｊまでの距離を最大限に確保してスペーサ１４の支持を安定させることができる。
【００４４】
また上部支持脚１４ｉ，１４ｉおよび下部支持脚１４ｊ，１４ｊをスペーサ１４の連結部１４ｇ，１４ｇに設けたことで、上部支持脚１４ｉ，１４ｉおよび下部支持脚１４ｊ，１４ｊを設けたことによるウオータジャケット１３の冷却水の流れに対する影響を最小限に抑えることができる。
【００４５】
その理由は、連結部１４ｇ，１４ｇではスペーサ本体部１４ａが異なる二つの方向から鋭角で交差するため、シリンダ列線Ｌ１に直交する方向のウオータジャケット１３の幅Ｗ′（図６参照）が、連結部１４ｇ，１４ｇ以外の一般部におけるウオータジャケット１３の幅Ｗ（図５および図７参照）よりも大きくなる。よって、ウオータジャケット１３の幅Ｗ′が大きくなる部分に上部支持脚１４ｉ，１４ｉおよび下部支持脚１４ｊ，１４ｊを配置することで、それがウオータジャケット１３の冷却水の流れに対する影響を最小限に抑えることができる。
【００４６】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００４７】
例えば、実施の形態ではＶ型６気筒内燃機関を例示したが、本発明は任意の気筒数の任意の形式の内燃機関に対して適用することができる。
【００４８】
また本発明は、シリンダ列線Ｌ１の一端側から供給した冷却水を吸気側側面および排気側側面に二股に分岐させ、シリンダ列線Ｌ２１他端側で集合させて排出する内燃機関に対しても適用することができる。
【００４９】
また実施の形態では突条１４ｋがスペーサ本体部１４ａの下縁に沿って形成されているが、突条１４ｋ位置はスペーサ本体部１４ａの下縁に限定されず、下縁から上方に若干離れた位置を含むスペーサ本体部１４ａの下部に形成されていれば良い。
【符号の説明】
【００５０】
１１ シリンダブロック
１２ａ シリンダボア
１３ ウオータジャケット
１３ａ 内側壁面
１３ｂ 外側壁面（壁面）
１３ｃ 上部冷却水通路
１３ｄ 下部冷却水通路
１４ スペーサ
１４ａ スペーサ本体部
１４ｆ 冷却水出口部
１４ｋ 突条
１５ シリンダヘッド
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のシリンダブロック（１１）のシリンダボア（１２ａ）の周囲を囲むように形成されたウオータジャケット（１３）の内部にスペーサ（１４）を装着し、前記スペーサ（１４）で前記ウオータジャケット（１３）を上部冷却水通路（１３ｃ）および下部冷却水通路（１３ｄ）に分離して冷却水の流れを規制することで前記シリンダボア（１２ａ）の冷却状態を調整する内燃機関の冷却構造において、
前記スペーサ（１４）は前記ウオータジャケット（１３）内の冷却水をシリンダヘッド（１５）に排出する冷却水出口部（１４ｆ）を備え、前記ウオータジャケット（１３）の壁面（１３ｂ）に向かって径方向に突出する突条（１４ｋ）を前記スペーサ（１４）の下部に沿って形成し、前記突条（１４ｋ）を少なくとも前記冷却水出口部（１４ｆ）の下方において切り欠いたことを特徴とする内燃機関の冷却構造。
【請求項２】
前記スペーサ（１４）のスペーサ本体部（１４ａ）は前記ウオータジャケット（１３）の内側壁面（１３ａ）に沿って配置され、前記突条（１４ｋ）は前記ウオータジャケット（１３）の外側壁面（１３ｂ）に向かって突出することを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関の冷却構造。
【請求項１】
内燃機関のシリンダブロック（１１）のシリンダボア（１２ａ）の周囲を囲むように形成されたウオータジャケット（１３）の内部にスペーサ（１４）を装着し、前記スペーサ（１４）で前記ウオータジャケット（１３）を上部冷却水通路（１３ｃ）および下部冷却水通路（１３ｄ）に分離して冷却水の流れを規制することで前記シリンダボア（１２ａ）の冷却状態を調整する内燃機関の冷却構造において、
前記スペーサ（１４）は前記ウオータジャケット（１３）内の冷却水をシリンダヘッド（１５）に排出する冷却水出口部（１４ｆ）を備え、前記ウオータジャケット（１３）の壁面（１３ｂ）に向かって径方向に突出する突条（１４ｋ）を前記スペーサ（１４）の下部に沿って形成し、前記突条（１４ｋ）を少なくとも前記冷却水出口部（１４ｆ）の下方において切り欠いたことを特徴とする内燃機関の冷却構造。
【請求項２】
前記スペーサ（１４）のスペーサ本体部（１４ａ）は前記ウオータジャケット（１３）の内側壁面（１３ａ）に沿って配置され、前記突条（１４ｋ）は前記ウオータジャケット（１３）の外側壁面（１３ｂ）に向かって突出することを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関の冷却構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−１０６３８８（Ｐ２０１１−１０６３８８Ａ）
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２６４１４２（Ｐ２００９−２６４１４２）
【出願日】平成２１年１１月１９日（２００９．１１．１９）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月１９日（２００９．１１．１９）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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