JP2007285197A - ウォータージャケット用のスペーサ、ならびに内燃機関の冷却構造 - Google Patents

Abstract

【課題】シリンダブロック１側の溝１ｂとシリンダヘッド２のバルブ（１７，１８）近傍の凹部２ｄとで形成するウォータージャケット３内に挿入されて、シリンダボア１ａを横切る方向へ流通する冷却液の流通量をシリンダボア１ａの軸線方向で調節するためのスペーサ３０において、燃焼室１４周りの冷却能力を向上可能とする。
【解決手段】スペーサ３０の胴部３１に、ウォーターポンプ７から圧送される冷却液を受け入れてシリンダボア１ａを横切る方向へ流通させる通路３４と、この通路３４内の冷却液をシリンダヘッド側凹部２ｄへ向けて放出する放出部３２とを設ける。これにより、ウォーターポンプ７からシリンダブロック側ウォータージャケット３に供給される冷却液の一部は、スペーサ３０の通路３４および放出部３２を介して、シリンダヘッド側凹部２ｄへ強制的に導入されるので、凹部２ｄ内で冷却液が活発に流動するようになる。
【選択図】図４

Description

本発明は、内燃機関のシリンダブロックに設けられてシリンダヘッド側に拡大されたウォータージャケット内に挿入されて、当該ウォータージャケット内でシリンダボアを横切る方向へ流通する冷却液の流通量をシリンダボア軸線方向で異ならせるよう調節するためのスペーサに関する。また、本発明は、内燃機関の冷却構造に関する。

内燃機関では、シリンダヘッド側とシリンダブロック側とに冷却液を流通させるためのウォータージャケットがそれぞれ設けられる。なお、冷却液は、一般的に公知のように、例えばＬＬＣ（Ｌｏｎｇ Ｌｉｆｅ Ｃｏｏｌａｎｔ）と呼ばれる不凍液等とされる。

シリンダヘッド側ウォータージャケットは、主として燃焼室周辺や排気ポート周辺に設けられ、また、シリンダブロック側ウォータージャケットは、シリンダボアを囲むように設けられる。

シリンダブロック側ウォータージャケットには、シリンダブロック内に中空状に設けられるもの（例えば特許文献１，２参照）と、シリンダヘッド側に開放する溝状に設けられるもの（例えば特許文献３参照）とがある。一般的に、前者のウォータージャケットを有するシリンダブロックをクローズドデッキタイプ、また、後者のウォータージャケットを有するシリンダブロックをオープンデッキタイプとそれぞれ呼んでいる。

なお、シリンダブロック側ウォータージャケットには、前述したようなタイプに関係なく、ウォーターポンプで圧送される冷却液を、シリンダボアを横切る方向、つまりシリンダボアの軸線方向に対し直交する方向へ流通させるようになっている。

ところで、燃焼室近傍がもっとも高温となる関係より、シリンダボアにおいて燃焼室に近づくに従い高温となる。この点を考慮すると、オープンデッキタイプのほうが好適であると言える。

というのは、オープンデッキタイプのシリンダブロックの場合、それに設けられるウォータージャケットを、シリンダブロックのシリンダヘッド側で開放する溝と、シリンダヘッドにおいて燃焼室形成用の円錐凹部の近傍に設けられる容積拡大用の凹部とを組み合わせて構成していて、燃焼室の近くまで冷却することが可能になっているからである。

さらに、シリンダボアの軸線方向下方領域より上方領域（燃焼室寄り領域）を効率よく冷却させるようにするために、シリンダブロック側のウォータージャケットの内部にスペーサを挿入することにより、当該ウォータージャケットの上方領域における有効断面積を、下方領域における有効断面積より大きくし、それによって前記上方領域における冷却液流通量を前記下方領域における冷却液流通量より多くさせるようにすることが考えられている。

このようなスペーサを用いた構造の一従来例を、図１９に示す。つまり、シリンダブロック８１には、シリンダボア８２を囲むように溝８３が設けられており、シリンダヘッド８４には、シリンダブロック８１の溝８３と連なる凹部８５が設けられている。

この溝８３と凹部８５とを組み合わせてシリンダブロック側ウォータージャケット８６が形成されている。シリンダブロック８１の溝８３の幅は、シリンダボア８２の軸線方向に沿って略一定とされており、このような溝８３内に、スペーサ８７が挿入されている。

このスペーサ８７は、断面形状が縦長の略長方形とされており、溝８３より短小かつ幅狭となっている。このスペーサ８７は、溝８３に挿入されたときにその底側に沈んで配置されるようになっており、それによって、溝８３においてシリンダボア８２の軸線方向上下で冷却液流路となりうる幅（あるいは有効断面積）が大小異なるようになる。なお、このスペーサ８７は、一般的に中実とされている。
特許第３５４６７９２号公報 特許第３２４５９４９号公報 特開２００３−１２０２８９号公報

上述したオープンデッキタイプのシリンダブロック８１に設けられるウォータージャケット８６の場合、ウォーターポンプから吐出される冷却液がシリンダボア８２を横切る方向に流通されるようになっている関係より、このウォータージャケット８６の容積拡大用のシリンダヘッド側凹部８５内に冷却液が流れ込みにくくなる。

というのは、シリンダヘッド側凹部８５内へ冷却液を入れるには、ウォータージャケット８６内での冷却液流通方向とほぼ直交する方向へ方向転換させる必要があるが、それが困難なのである。

そのため、このシリンダヘッド側凹部８５内の冷却液が流動しにくく、その冷却液温度が高温となることが懸念される。したがって、このような凹部８５をわざわざシリンダヘッド８４側に設けていても、それによる燃焼室８８周りの冷却効果が期待できないと考えられる。

ところで、図１９において、シリンダヘッド８４側の排気ポート用ウォータージャケット８９に対し、より多くの冷却液を流通させるために、例えば図１９中の仮想線で示すように、排気ポート用ウォータージャケット８９とシリンダヘッド側凹部８５とを連通路９０で連通させるように構成することにより、シリンダブロック側ウォータージャケット８６側から排気ポート用ウォータージャケット８９へ冷却液を供給させるようにしたものもある。

このような構造の場合には、上述したような冷却液の流動性の悪さが起因して、シリンダヘッド側凹部８５から排気ポート用ウォータージャケット８９へと冷却液が流れ込みにくくなると考えられ、排気ポート周りの冷却効果を期待するほど高められるとは限らないと言える。

本発明は、内燃機関のシリンダブロック側の溝とシリンダヘッド側の凹部とで形成するウォータージャケット内に挿入されてシリンダボア軸線方向での冷却液流量を調節するためのスペーサにおいて、ウォーターポンプからシリンダブロック側ウォータージャケットに供給される冷却液の一部を、当該ウォータージャケットと別経路から前記シリンダヘッド側凹部へ強制的に導入させるようにして、燃焼室周りの冷却能力を向上可能とすることを目的としている。

また、本発明は、シリンダブロック側の空間とシリンダヘッド側の凹部とで形成するウォータージャケットを有する内燃機関の冷却構造において、前記シリンダヘッド側凹部内で冷却液を活発に流動させるようにして、燃焼室周りの冷却能力を向上可能とすることを目的としている。

本発明は、シリンダブロックのシリンダボアを囲むように設けられる溝と、シリンダヘッドのバルブ近傍に前記溝のシリンダヘッド側開口に合致するよう設けられる凹部とで形成されるウォータージャケット内に挿入されて、当該ウォータージャケット内でシリンダボアを横切る方向へ流通する冷却液の流通量をシリンダボアの軸線方向で異ならせるよう調節するためのスペーサであって、胴部に、ウォーターポンプから圧送される冷却液を受け入れてシリンダボアを横切る方向に流す通路と、この通路内の冷却液を前記凹部へ向けて放出する放出部とが設けられていることを特徴としている。

なお、シリンダボアを横切る方向とは、シリンダボアの軸線に対し直交する方向のことであり、多気筒型内燃機関の場合だとシリンダボアの配列方向のことである。

この構成によれば、スペーサについて、シリンダブロック側ウォータージャケット内の冷却液流通量を調節するための本来の機能に加えて、シリンダブロック側ウォータージャケットを拡大するためのシリンダヘッドにおけるバルブ近傍の凹部内へ冷却液を放出させる機能を持たせるようにしている。

これにより、前記凹部内で冷却液が強制的に流動させられることになって、燃焼室周り、特にバルブ近傍の冷却能力が増すようになるので、内燃機関の動作安定化を図るうえで有利となる。

好ましくは、前記胴部は、その外側面に当該外側面との間で所定の対向空隙を確保するようカバーを取り付けた構成とされ、前記対向空隙が、前記通路とされる。

この構成では、スペーサについて胴部にカバーを取り付けただけの比較的簡単な組み合わせ構造にしているから、スペーサを中空形状の通路付の成形品とするような場合に比べて製造が容易となり、コストを抑制するうえで有利となる。但し、スペーサを中空形状の通路付の成形品としたものも本発明の一実施形態となりうる。

好ましくは、前記カバーにおけるシリンダボアの軸線方向両端側と前記胴部における前記両端側に対応する箇所とに、互いに結合される凹部および凸部が振り分けて設けられ、また、前記カバーにおけるシリンダボアの軸線方向一端側と前記胴部における前記一端側に対応する箇所とに、互いに突き合わされるとともにキャップが被せられて非分離とされる突片がそれぞれ設けられており、前記各突片の対向間と前記キャップとに、前記スペーサの放出部となる冷却液通路が設けられる。

この構成によれば、スペーサの胴部とカバーとの結合については、凹凸嵌合とキャップ取り付けとで行う方式を採用しているから、スペーサの胴部とカバーとを結合する作業が容易に行えるようになり、製造コストを抑制するうえで有利となる。

そもそも、スペーサが冷却液流通通路となるシリンダブロック側ウォータージャケット内に挿入されるものであるから、胴部とカバーとの結合部分を厳密に密封する必要がないことを考慮し、前述したような簡易な結合構造を採用することが可能になっているのである。

好ましくは、前記放出部は、前記凹部内に突入される。

この構成によれば、放出部から放出される冷却液が凹部内に積極的に供給されるようになるから、排気バルブ周辺の冷却効果をさらに向上するうえで有利となる。

好ましくは、前記胴部には、その通路内に供給される冷却液を前記溝のシリンダボア側内壁面に向けて放出する放出部が設けられる。

この構成によれば、シリンダブロックの溝のシリンダボア側内壁面における任意領域を積極的に冷却することが可能になるから、好適な冷却性能を確保できるようになる。なお、ここでの放出部による冷却液の放出方向を、前記溝のシリンダボア側内壁面において、例えば比較的高温となる燃焼室寄り領域とすれば、シリンダボアの燃焼室寄り領域ならびに燃焼室の冷却効果が増すようになる。

また、本発明は、シリンダブロックのシリンダボアを囲むように設けられる溝と、シリンダヘッドに前記溝のシリンダヘッド側開口に略合致するよう設けられる凹部と、この凹部と前記溝とで形成されるウォータージャケット内に挿入されて、当該ウォータージャケット内でシリンダボアを横切る方向へ流通する冷却液の流通量をシリンダボアの軸線方向で異ならせるよう調節するためのスペーサとを含み、前記スペーサが、前記いずれかに記載の構成とされることを特徴としている。

この構成によれば、シリンダブロック側ウォータージャケットを拡大するためのシリンダヘッド側凹部内に、シリンダブロック側ウォータージャケット内に供給される冷却液と別にスペーサ内通路に供給される冷却液を放出させるようにしている。

これにより、前記シリンダヘッド側凹部内で冷却液が強制的に流動させられることになって、燃焼室周りの冷却効果が増すようになるので、内燃機関の動作安定化を図るうえで有利となる。

好ましくは、シリンダヘッドの排気ポート近傍に排気ポート用ウォータージャケットが設けられるとともに、この排気ポート用ウォータージャケットと前記シリンダヘッド側の凹部とを連通する連通路が設けられ、前記スペーサの放出部による冷却液の放出方向が、前記シリンダヘッド側の凹部内において前記連通路側へ向けられる。

この構成によれば、スペーサの放出部から放出される冷却液がシリンダヘッド側の凹部および連通路を経て排気ポート用ウォータージャケットへ積極的に送られることになるから、排気ポートの冷却効果が増すようになる。

というのは、そもそも、一般的に、ウォーターポンプから吐出される冷却液は排気ポート用ウォータージャケットとシリンダブロック側ウォータージャケットとにそれぞれ別々に供給されるようになっていて、それぞれの冷却が可能になっている。このことに加えて、排気ポート用ウォータージャケットに対し、シリンダブロック側ウォータージャケットに挿入されているスペーサ内通路から冷却液供給を行うようにしているから、前述したように排気ポートの冷却効果が増すことになるのである。

本発明に係るウォータージャケット用スペーサならびにそれを用いた内燃機関の冷却構造によれば、内燃機関の燃焼室周りの冷却能力を向上することが可能になり、内燃機関の動作安定化を図るうえで有利となる。

以下、本発明の実施形態を図１から図１８に基づいて説明する。

図１から図８に、本発明の一実施形態を示している。この実施形態では、水冷タイプの直列四気筒ＤＯＨＣ型の内燃機関（エンジン）を例に挙げている。但し、内燃機関の形式は特に限定されない。

まず、内燃機関の冷却システムにおける基本構成の概略について、図１を参照して説明する。

この冷却システムは、要するに、冷却液の温度を、速やかに所定の設定温度に到達させる一方で、所定の設定温度範囲に保つように構成されている。

内燃機関の内外には、閉ループの冷却液循環回路が設けられており、ウォーターポンプ７によって冷却液が循環流通されるようになっている。

この冷却液循環回路は、内燃機関の内部に設けられる内部通路と、内燃機関の外部に設けられる外部通路とを含む。

前記内部通路は、主として、内燃機関のシリンダブロック１に設けられるウォータージャケット３と、内燃機関のシリンダヘッド２に設けられるウォータージャケット４とを含む。

前記外部通路は、主として、シリンダヘッド側ウォータージャケット４の下流部からシリンダブロック側ウォータージャケット３の上流部（ウォーターポンプ７の入口）に至って並列に設けられるラジエータ通路５およびヒータ通路６を含む。

なお、シリンダブロック側ウォータージャケット３とシリンダヘッド側ウォータージャケット４とには、ウォーターポンプ７から吐出される冷却液が並列に供給されるようになっている。つまり、ウォーターポンプ７の下流側通路は、二股に分岐されていて、一方がシリンダブロック側ウォータージャケット３の上流部にまた他方がシリンダヘッド側ウォータージャケット４の上流部に連通連結されている。但し、シリンダブロック側ウォータージャケット３の下流は、ウォーターポンプ７からシリンダヘッド側ウォータージャケット４へ至る通路に連通されている。

また、ラジエータ通路５の途中には、シリンダヘッド側ウォータージャケット４からラジエータ通路５側へ排出される冷却液の熱を放熱して冷却するラジエータ８が設けられている。このラジエータ通路５には、ラジエータ８の上流側と下流側とを短絡接続するための第１バイパス通路９が設けられている。

このラジエータ通路５の下流側に対する第１バイパス通路９の接続部位には、冷却液の流通経路を切り替えるためのサーモスタット１０が設けられている。

このサーモスタット１０は、冷却液の温度高低に応じて膨張・収縮するサーモワックスを駆動源として弁体を駆動するような一般的に公知の構成とされる。

サーモスタット１０の動作としては、シリンダヘッド側ウォータージャケット４出口の冷却液が所定温度以下のときに、図１の実線矢印Ｘ１で示すように、シリンダヘッド側ウォータージャケット４から排出された冷却液をラジエータ８内に通さずに第１バイパス通路９へ通過させる暖機経路を確保する一方、シリンダヘッド側ウォータージャケット４出口の冷却液が所定温度を超えたときに、図１の破線矢印Ｘ２で示すように、シリンダヘッド側ウォータージャケット４から排出された冷却液をラジエータ８に通過させる冷却経路を確保する。

さらに、ヒータ通路６においてシリンダヘッド側ウォータージャケット４寄りには、車室内を暖房するための熱源としてのヒータコア１１が配設されている。このヒータ通路６には、図１実線矢印Ｙで示すように、冷却液が常時流通する。

次に、上述したような冷却システムを備える内燃機関において、シリンダブロック側ウォータージャケット３やシリンダヘッド側ウォータージャケット４に関連する構造を、図２から図８に示して説明する。

シリンダブロック１には、その長手方向に複数のシリンダボア１ａが一列に隣り合わせで設けられている。各シリンダボア１ａには、ピストン１３がそれぞれ挿入されている。

シリンダヘッド２には、シリンダブロック１の各シリンダボア１ａに対応して燃焼室１４を形成するための円錐凹部２ａがそれぞれ設けられているとともに、各円錐凹部２ａに連通する吸気ポート２ｂおよび排気ポート２ｃが設けられている。このシリンダヘッド２には、吸気カムシャフト１５、排気カムシャフト１６、吸気バルブ１７、排気バルブ１８等が搭載されている。

そして、シリンダブロック１には、複数のシリンダボア１ａを囲むようにシリンダヘッド２側（この実施形態では上側）へ向けて開放する溝１ｂが設けられている。この溝１ｂの幅は、シリンダボア１ａの軸線方向に沿って略一定とされている。

また、シリンダヘッド２において各円錐凹部２ａの周辺には、シリンダブロック１側（この実施形態では下側）へ向けて開放する凹部２ｄが設けられている。この凹部２ｄは、図３および図６に示すように、円錐凹部２ａを挟んで排気バルブ１８側つまり排気ポート２ｃ側と、吸気バルブ１７側つまり吸気ポート２ｂ側とに設けられており、シリンダブロック１の溝１ｂと連通するようになっている。

さらに、シリンダヘッド２において吸気ポート２ｂと排気ポート２ｃとの間の領域や排気ポート２ｃと円錐凹部２ａとの間の領域には、通孔からなるシリンダヘッド側ウォータージャケット４が設けられている。なお、排気ポート２ｃ近傍のウォータージャケット４を排気ポート用ウォータージャケットと言うことにする。この排気ポート用ウォータージャケット４には、排気ポート側に位置する凹部２ｄが連通路２ｅを介して連通されている。

ところで、シリンダブロック１とシリンダヘッド２とは、ヘッドガスケット２０を介して、ヘッドボルト（図示省略）によって結合される。

ヘッドガスケット２０は、シリンダボア１ａに対応する貫通孔２１や、ヘッドボルトが挿通されるボルト挿通孔２２の他に、シリンダヘッド２の凹部２ｄに対応する場所に対応する大きさの通孔２３が設けられている。この通孔２３を介してシリンダブロック１側の溝１ｂからシリンダヘッド２側の凹部２ｄへ冷却液が流入可能とされている。

ここで、本発明の特徴を適用した部分について、図３から図８に示して詳細に説明する。

シリンダヘッド側のウォータージャケット３には、その内部においてシリンダボア１ａを横切る方向（図２、図５、図８の矢印Ｚ１参照）、つまりシリンダボア１ａの軸線に対し直交する方向へ流通される冷却液の流通量をシリンダボア１ａの軸線方向で異ならせるよう調節するためのスペーサ３０が挿入されている。

このスペーサ３０は、その胴部３１に、ウォーターポンプ７から圧送される冷却液を受け入れてシリンダボア１ａの直交方向に流す通路３４と、この通路３４内の冷却液をシリンダヘッド側の凹部２ｄへ向けて放出する放出部３２とが設けられた構成になっている。

胴部３１は、平面から見てほぼ楕円形でかつ周方向に波打つような形状の筒とされており、その一方の半円筒領域３１ａの断面形状が縦長の略長方形になっているが、残り他方の半円筒領域３１ｂの断面形状は、一方の半円筒領域３１ａのさらに半分の厚みの縦長略長方形とされている。

この胴部３１における前記他方の半円筒領域３１ｂの外側面には、所定の対向空隙を作るようにして板状のカバー３３が取り付けられており、これら両者間の対向空隙が前記の通路３４とされる。

この他方の半円筒領域３１ｂにカバー３３を取り付けることによって、そこの断面形状が前記一方の半円筒領域３１ａと同じ外形形状、つまり縦長の略長方形とされるようになっている。このような胴部３１は、シリンダブロック１の溝１ｂより短小かつ幅狭となっている。

このカバー３３は、胴部３１に対して凹凸を利用して結合されるようになっている。

具体的に、カバー３３の上辺側には凹部３３ａが、また、下辺側には凸部３３ｂがそれぞれ設けられている。

一方、胴部３１における他方の半円筒領域３１ｂの上辺側でかつカバー３３の上側凹部３３ａに対応する箇所には凸部３１ｄが、また、他方の半円筒領域３１ｂの下辺側でかつカバー３３の下側凸部３３ｂに対応する箇所には凹部３１ｅが設けられている。

なお、カバー３３の長手方向一端側は、胴部３１の外側面との対向間隔を大きくするように外向きに反った形状になっており、この反り部分側が通路３４内への冷却液導入口３４ａとされるようになっている。

そして、カバー３３の上辺側と胴部３１における他方の半円筒領域３１ｂの上辺部とに、互いに突き合わされる突片３３ｃ，３１ｃが設けられており、これら両者の突片３３ｃ，３１ｃにキャップ３５が被せられて非分離とされるようになっている。

カバー３３の突片３３ｃの内面に設けられる断面ほぼ半円形状の溝と、キャップ３５の内孔とが、冷却液の放出部３２とされる。この放出部３２としての通路は、冷却液を勢いよく噴出させるように小径なノズル状とされている。但し、放出部３２からの冷却液の放出の勢いは特に限定されない。

この放出部３２の先端部分は、シリンダブロック１の溝１ｂの上方開口から突き出すとともに、ガスケット２０の通孔３３を通り抜けて、シリンダヘッド側凹部２ｄ内に入るようになっている。

この放出部３２による冷却液の放出方向は、図３および図４に示すように、シリンダヘッド側凹部２ｄ内において連通路２ｅ側へ向けられている。この実施形態では、キャップ３５の先端部分をシリンダヘッド側凹部２ｄ内に突入させている。

このようなスペーサ３０をシリンダブロック側ウォータージャケット３内に挿入してシリンダブロック１の溝１ｂの底側に沈ませて配置させるようにしている場合には、溝１ｂの上方領域において冷却液流路となりうる幅（あるいは有効断面積）が、溝１ｂの下方領域において冷却液流路となりうる幅（あるいは有効断面積）より大きくなる。

これにより、シリンダブロック側ウォータージャケット３内においてシリンダボア１ａを横切る方向へ流通する冷却液については、シリンダブロック側ウォータージャケット３内においてシリンダボア１ａの軸線方向上方領域における冷却液流通量が、ウォータージャケット３内においてシリンダボア１ａの軸線方向下方領域における冷却液流通量より大となる。

そのため、シリンダボア１ａにおいて比較的高温となる上方領域の冷却能力を、シリンダボア１ａにおいて比較的低温となる下方領域の冷却能力より強めることができるようになって、適切な冷却が可能になる。

ところで、ウォーターポンプ７からシリンダブロック側ウォータージャケット３内へ供給される冷却液の一部は、スペーサ３０の通路３４における導入口３４ａにも流入することになるが、この通路３４内に流入した冷却液は、図８の太線矢印Ｚ２で示すように、スペーサ３０の放出部３２からシリンダヘッド側凹部２ｄ内で、連通路２ｅへ向けて放出されることになる。

そのため、スペーサ３０の放出部３２から放出される冷却液がシリンダヘッド側凹部２ｄおよび連通路２ｅを経て排気ポート用ウォータージャケット４へ積極的に送られることになる。これに伴い、シリンダヘッド側凹部２ｄ内に冷却液が滞留せずに、活発に流動されることになる。これらの結果、燃焼室１４周りおよび排気ポート２ｃ周りの冷却効果が増すようになる。

ちなみに、一般的に、ウォーターポンプ７から吐出される冷却液は、排気ポート用ウォータージャケット４とシリンダブロック側ウォータージャケット３とにそれぞれ別々に供給されるようになっていて、それぞれの冷却が可能になっている。このことに加えて、上述したように排気ポート用ウォータージャケット４に対し、シリンダブロック側ウォータージャケット３内に挿入しているスペーサ３０の通路３４から熱交換していない比較的低温の冷却液を供給させるようにしているから、前述したように燃焼室１４周りおよび排気ポート２ｃ周りの冷却効果が増すことになるのである。

以上説明したように、スペーサ３０について、シリンダブロック側ウォータージャケット３内の冷却液流通量を調節するための本来の機能に加えて、シリンダブロック側ウォータージャケット３を形成するシリンダヘッド側凹部２ｄ内へ冷却液を放出させる機能を持たせるようにしている。

これにより、シリンダヘッド側凹部２ｄ内で冷却液が強制的に流動させられることになって、燃焼室１４周りの冷却能力が増すようになるので、内燃機関の動作安定化を図るうえで有利となる。

しかも、スペーサ３０を胴部３１にカバー３３を取り付けただけの比較的簡単な組み合わせ構造にしているから、スペーサ３０を中空通路付の成形品とするような場合に比べて製造が容易となり、コストを抑制するうえで有利となる。

さらに、スペーサ３０の胴部３１とカバー３３との結合については、そもそも、スペーサ３０が冷却液通路となるシリンダブロック側ウォータージャケット３内に挿入されるものであって胴部３１とカバー３３との結合部分を厳密に密封する必要がないことに着目して、凹凸嵌合とキャップ３５の取り付けとを行う方式を採用している。そのため、スペーサ３０の胴部３１とカバー３３とを結合する作業が容易に行えるようになり、製造コストを抑制するうえで有利となる。

以下、本発明の他の実施形態について説明する。

（１）上記実施形態では、スペーサ３０の放出部３２の先端（キャップ３５の先端）をシリンダヘッド側凹部２ｄ内に突入させた例を挙げているが、放出部３２の先端をシリンダブロック１からシリンダヘッド２側へ突き出させないようにしたものも本発明に含まれる。

例えば図９に示すように、スペーサ３０は、上述した実施形態のようなキャップ３５を用いない構成とすることも可能である。

但し、図示しないが、キャップ３５を用いたまま、その先端をシリンダブロック１からシリンダヘッド２側へ突き出させないようにしたものも本発明に含まれる。

（２）上記実施形態では、スペーサ３０の放出部３２について、燃焼室１４の排気ポート２ｃ寄りに配置されている四個のシリンダヘッド側凹部２ｄに対応して四つ設けた例を挙げているが、それに加えて、スペーサ３０の放出部３２を燃焼室１４の吸気ポート２ｂ側に配置されている四個のシリンダヘッド側凹部２ｄにも対応して四つ増やすことも可能である。

具体的に、この実施形態でのスペーサ３０は、図３から図８に示した構成に加えて、例えば図１０から図１２に示すように、スペーサ３０の胴部３１において一方の半円筒領域３１ａ側に第２カバー３３Ｂを取り付けるようにして、それらの対向間に第２通路３４Ｂを設けるとともに、燃焼室１４の吸気ポート２ｂ側に配置されている四個のシリンダヘッド側凹部２ｄに向けて冷却液を放出する放出部３２Ｂを設けている。

なお、この実施形態では、スペーサ３０において図３から図８に示した構成のうち、カバー３３を第１カバー３３Ａ、放出部３２を第１放出部３２Ａ、通路３４を第１通路３４Ａ、キャップ３５を第１キャップ３５Ａとそれぞれ記載している。

また、第２カバー３３Ｂの長手方向他端側は、図１１および図１２に示すように、シリンダブロック側ウォータージャケット３を流通する冷却液の流通経路Ｚ１において冷却液がＵターンした後で第２通路３４Ｂ内に迎え入れるように、反った形状になっている。

この場合、燃焼室１４を挟んだ両側に設けられる合計八個のシリンダヘッド側凹部２ｄに、合計八つの放出部３２Ａ，３２Ｂから冷却液を個別に放出させることができるので、すべてのシリンダヘッド側凹部２ｄ内の冷却液を活発に流動させることが可能になり、燃焼室１４周りの冷却効果をさらに高めることが可能になる。

ところで、スペーサ３０は、図示していないが、胴部３１の外周面に環状のカバーを取り付けることにより、胴部３１とカバーとの対向間に環状空隙からなる通路を作り、上記同様の合計八つの放出部から燃焼室１４を挟んだ両側に設けられる合計八個のシリンダヘッド側凹部２ｄに冷却液を放出させるように構成することも可能である。

（３）上記実施形態では、スペーサ３０の放出部３２からシリンダヘッド側凹部２ｄ内へ向けて冷却液を放出させるようにした例を挙げているが、スペーサ３０の放出部３２から放出される冷却液を、例えば溝１ｂのシリンダボア側内壁面（シリンダボア１ａの外周壁面）に衝突させるようにして、この内壁面によって冷却液の向きを方向転換させてシリンダヘッド側凹部２ｄ側へ向かわせるようにすることも可能である。

なお、溝１ｂのシリンダボア側内壁面は、シリンダボア１ａの外周壁面とも言える。

具体的に、例えば図１３から図１５に示すように、スペーサ３０の胴部３１に、その通路３４内の冷却液を溝１ｂのシリンダボア側内壁面の適所へ向けて放出するための放出部３６が設けられている。

この放出部３６は、例えば溝１ｂのシリンダボア側内壁面における燃焼室１４寄り領域へ向けて冷却液を放出させるように設定される。

特に、図示例では、放出部３６による冷却液の放出方向は、隣り合う複数のシリンダボア１ａの連接部分に対応する領域に向けられているが、その方向は、特に限定されず、任意に設定することが可能である。

これにより、放出部３６から放出される冷却液は、図１５の矢印Ｚ１で示すように、溝１ｂのシリンダボア側内壁面における燃焼室１４寄り領域に衝突させられてから、シリンダボア１ａの軸線方向両端側や周方向両側へと四方八方に方向転換されて流れることになる。

そのため、溝１ｂのシリンダボア側内壁面における燃焼室１４寄り領域を積極的に冷却することが可能になるから、シリンダボア１ａの燃焼室１４寄り領域ならびに燃焼室１４周りの冷却効果を高めることが可能になる。

つまり、上記スペーサは、シリンダブロック１のシリンダボア１ａを囲むように設けられる溝１ｂと、シリンダヘッド２に前記溝１ｂのシリンダヘッド側開口に合致するよう設けられる凹部２ｄとで形成されるウォータージャケット３内に挿入されて、当該ウォータージャケット３内でシリンダボア１ａを横切る冷却液の流通量をシリンダボア１ａの軸線方向で異ならせるよう調節するものであって、胴部３１にウォーターポンプ７から圧送される冷却液を受け入れてシリンダボア１ａを横切る方向に流す通路３４を有し、この通路３４内の冷却液を溝１ｂのシリンダボア側内壁面へ向けて放出する放出部３６が設けられている構成となっている。

（４）スペーサ３０について、例えば図１６から図１８に示すように、図３から図８に示した実施形態のような放出部３２と、上記（３）に記載した実施形態のような放出部３６との両方を備えた構成とすることも可能である。

この場合、シリンダボア１ａの外周壁面における燃焼室１４寄り領域の冷却と、排気ポート２ｃ周りの冷却とを共に高めるうえで有利となる。

（５）上記各実施形態では、シリンダヘッド側凹部２ｄを、連通路２ｅによって排気ポート用ウォータージャケット４に連通させるようにした例を挙げているが、このような連通路２ｅを備えていない内燃機関にも本発明を適用することができる。

本発明が適用される内燃機関の冷却システムの一例を示す概略構成図である。 図１のシリンダブロック側ウォータージャケット内での冷却液流通経路を簡単に示す平面図である。 ２の（３）−（３）線断面の矢視図である。 図２の（４）−（４）線断面の矢視図である。 発明に係るウォータージャケット用のスペーサの一実施形態を示す側面図である。 本発明に係る内燃機関の冷却構造で、内燃機関各部を分離した状態を示す斜視図である。 図６のウォータージャケット用のスペーサの分解斜視図である。 図１のシリンダブロック側ウォータージャケット内での冷却液流通経路を立体的に示す斜視図である。 本発明の他実施形態で、図４に対応する図である。 本発明のさらに他の実施形態で、図４に対応する図である。 図１０の実施形態で、図７に対応する図である。 図１０の実施形態で、図８に対応する図である。 本発明のさらに他の実施形態で、図４に対応する図である。 図１３の実施形態で、図７に対応する図である。 図１３の実施形態で、図８に対応する図である。 本発明のさらに他の実施形態で、図４に対応する図である。 図１６の実施形態で、図７に対応する図である。 図１６の実施形態で、図８に対応する図である。 従来例の説明に用いる図で、図４に対応する図である。

符号の説明

１ シリンダブロック
１ａ シリンダブロックのシリンダボア
１ｂ シリンダブロック側ウォータージャケット形成用の溝
２ シリンダヘッド
２ａ シリンダヘッドの燃焼室形成用の円錐凹部
２ｂ 吸気ポート
２ｃ 排気ポート
２ｄ シリンダヘッド側凹部
３ シリンダブロック側ウォータージャケット
４ シリンダヘッドの排気ポート用ウォータージャケット
１４ 燃焼室
３０ ウォータージャケット用のスペーサ
３１ スペーサの胴部
３２ スペーサの放出部
３３ スペーサのカバー
３４ スペーサの通路
３５ スペーサのキャップ

Claims (7)

1. シリンダブロックのシリンダボアを囲むように設けられる溝と、シリンダヘッドのバルブ近傍に前記溝のシリンダヘッド側開口に合致するよう設けられる凹部とで形成されるウォータージャケット内に挿入されて、当該ウォータージャケット内でシリンダボアを横切る方向へ流通する冷却液の流通量をシリンダボアの軸線方向で異ならせるよう調節するためのスペーサであって、
   胴部に、ウォーターポンプから圧送される冷却液を受け入れてシリンダボアを横切る方向に流す通路と、この通路内の冷却液を前記凹部へ向けて放出する放出部とが設けられていることを特徴とするウォータージャケット用のスペーサ。
2. 請求項１において、前記胴部は、その外側面に当該外側面との間で所定の対向空隙を確保するようカバーを取り付けた構成とされ、前記対向空隙が、前記通路とされることを特徴とするウォータージャケット用のスペーサ。
3. 請求項１または２において、前記カバーにおけるシリンダボアの軸線方向両端側と前記胴部における前記両端側に対応する箇所とに、互いに結合される凹部および凸部が振り分けて設けられ、
   また、前記カバーにおけるシリンダボアの軸線方向一端側と前記胴部における前記一端側に対応する箇所とに、互いに突き合わされるとともにキャップが被せられて非分離とされる突片がそれぞれ設けられており、
   前記各突片の対向間と前記キャップとに、前記スペーサの放出部となる通路が設けられることを特徴とするウォータージャケット用のスペーサ。
4. 請求項１から３のいずれかにおいて、前記放出部は、前記凹部内に突入されることを特徴とするウォータージャケット用のスペーサ。
5. 請求項１から４のいずれかにおいて、前記胴部には、その通路内に供給される冷却液を前記溝のシリンダボア側内壁面に向けて放出する放出部が設けられることを特徴とするウォータージャケット用のスペーサ。
6. シリンダブロックのシリンダボアを囲むように設けられる溝と、シリンダヘッドに前記溝のシリンダヘッド側開口に略合致するよう設けられる凹部と、この凹部と前記溝とで形成されるウォータージャケット内に挿入されて、当該ウォータージャケット内でシリンダボアを横切る方向へ流通する冷却液の流通量をシリンダボアの軸線方向で異ならせるよう調節するためのスペーサとを含み、
   前記スペーサが、請求項１から５のいずれかに記載の構成とされることを特徴とする内燃機関の冷却構造。
7. 請求項６において、シリンダヘッドの排気ポート近傍に排気ポート用ウォータージャケットが設けられるとともに、この排気ポート用ウォータージャケットと前記シリンダヘッド側の凹部とを連通する連通路が設けられ、
   前記スペーサの放出部による冷却液の放出方向が、前記シリンダヘッド側の凹部内において前記連通路側へ向けられることを特徴とする内燃機関の冷却構造。

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