JP6167838B2 - エンジンの冷却装置 - Google Patents

Description

本発明は、シリンダブロック及びシリンダヘッドに設けられたウォータジャケット内をエンジン冷却水が流通するエンジンの冷却装置に関する。

従来、エンジンのシリンダボア壁を囲むようにシリンダブロックに設けられたウォータジャケットと、上記シリンダブロックに結合されたシリンダヘッドに設けられたウォータジャケットとを有し、これらのウォータジャケット内をエンジン冷却水が流通するエンジンの冷却装置が周知である。そして、自動車の燃費性能や排気浄化性能の向上のため、エンジンの冷間時はシリンダボア壁の過冷却を抑制してエンジンを早期に暖機することが好ましい。

そのための技術として、特許文献１に開示の技術が採用可能である。すなわち、特許文献１には、シリンダブロックのウォータジャケットにシリンダボア壁と近接して対向する周壁を有するスペーサ部材を収容し、上記周壁の上下端部にスペーサ部材の外方に延びる庇を設けることが開示されている。そして、この庇により、シリンダブロックのウォータジャケット内を流れる冷却水が上記周壁とシリンダボア壁との間に回り込むことが抑制されるとしている。したがって、この技術を用いれば、冷却水が直接シリンダボア壁の表面を流れることが抑制されるので、シリンダボア壁から熱が奪われることが抑制され、エンジンの暖機が促進される。

特開２００７−２６３１２０号公報（段落００３０及び００３１、図４）

しかし、上記庇によっても、冷却水のシリンダボア壁側への回り込みはまだ十分に抑制できているとはいえない。

本発明は、上記現状に鑑みてなされたもので、シリンダブロックのウォータジャケットに収容したスペーサ部材とシリンダボア壁との間に冷却水が回り込むことを十分に抑制できるエンジンの冷却装置の提供を目的とする。

上記課題を解決するためのものとして、本発明は、エンジンの複数の気筒のシリンダボア壁を囲むようにシリンダブロックに設けられた第１のウォータジャケットと、上記シリンダブロックの上面に結合されたシリンダヘッドに設けられた第２のウォータジャケットとを有する多気筒エンジンの冷却装置であって、上記第１のウォータジャケットに収容され、上記シリンダボア壁と近接して対向する周壁を有するスペーサ部材と、上記周壁の上部に設けられ、当該周壁からシリンダボア径方向の外方に延びるフランジ部と、上記シリンダブロックと上記シリンダヘッドとの間に介装されたガスケットに設けられ、上記第１のウォータジャケットと上記第２のウォータジャケットとを相互に連通する連通孔と、上記シリンダブロックに設けられ、上記フランジ部よりも下方の位置から上記第１のウォータジャケットに冷却水が導入される導入部と、上記シリンダヘッドに設けられ、上記第２のウォータジャケットから冷却水が排出される排出部とを備え、上記スペーサ部材の上端の高さが上記第１のウォータジャケットの上端よりも低くなる位置にスペーサ部材が配設されることにより、当該スペーサ部材の上端と上記ガスケットの下面との間に所定の隙間が形成され、上記第１のウォータジャケット内において上記スペーサ部材の周壁の外側にある冷却水の上記連通孔への流れを促進する流通促進部として、上記フランジ部に複数の切り欠きが設けられるとともに、当該各切り欠きを除いた領域を気筒列方向に延びるように上記フランジ部が形成され、上記連通孔は、上下方向視で上記各切り欠きと重なる位置に設けられていることを特徴とする（請求項１）。

本発明によれば、シリンダブロックに設けられた第１のウォータジャケットとシリンダヘッドに設けられた第２のウォータジャケットとが連通孔を介して相互に連通し、シリンダブロックに第１のウォータジャケットに冷却水が導入される導入部が設けられ、シリンダヘッドに第２のウォータジャケットから冷却水が排出される排出部が設けられているので、上記導入部から第１のウォータジャケットに導入された冷却水は、上記連通孔の近傍に来ると、その一部が上記連通孔を通過して第２のウォータジャケットに流入しようとする。つまり、上記連通孔の近傍では、第１のウォータジャケットから第２のウォータジャケットに向かう冷却水の流れ（以下これを「連通孔近傍の縦方向の流れ」という）が存在する。

そのような状況の下、第１のウォータジャケットに収容されたスペーサ部材の周壁がシリンダボア壁と近接して対向しており、上記周壁の上部にシリンダボア径方向の外方に延びるフランジ部が設けられているので、このフランジ部によって、第１のウォータジャケット内の上記周壁よりスペーサ部材の外側を流れる冷却水が上記周壁とシリンダボア壁との間に上側から回り込むことが抑制される。

一方、上記周壁よりスペーサ部材の外側（以下単に「周壁の外側」ということがある）を流れる冷却水が上記周壁とシリンダボア壁との間に下側から回り込むことが、上記フランジ部に設けられた流通促進部（切り欠き）によって次のように抑制される。すなわち、上記流通促進部は、上記周壁よりスペーサ部材の外側にある冷却水の上記連通孔への流れを促進する機能（以下これを「流通促進機能」という）を有する。そのため、上記連通孔近傍の縦方向の流れが、上記流通促進機能によって周壁の外側で強められる。そして、これに伴い、上記連通孔近傍の縦方向の流れが、周壁の内側、つまり上記周壁とシリンダボア壁との間では弱められる。例えば、第１のウォータジャケットから第２のウォータジャケットへの冷却水の目標流入量に対し、周壁の外側の流れが弱いとこれを補うために周壁の内側の流れが強くなり、周壁の外側の流れが十分であると周壁の内側の流れがほとんど停止するのである。その結果、上記流通促進部の流通促進機能により、周壁の内側の流れがほとんど停止するので、周壁の外側を流れる冷却水が上記周壁とシリンダボア壁との間に下側から回り込むことが効果的に抑制される。

以上により、本発明によれば、冷却水のシリンダボア壁側への回り込みが上側及び下側の双方において抑制されるので、シリンダブロックのウォータジャケットに収容したスペーサ部材とシリンダボア壁との間に冷却水が回り込むことを十分に抑制できるエンジンの冷却装置が提供される。そのため、エンジンの冷間時にシリンダボア壁の過冷却を抑制してエンジンの早期暖機を図ることができる。

しかも、本発明によれば、シリンダブロックとシリンダヘッドとの間に介装されたガスケットを利用して、第１のウォータジャケットと第２のウォータジャケットとを相互に連通する連通孔を良好に設けることができる。

本発明においては、上記流通促進部に対し、周壁の外側を周方向に流れる冷却水の流れ方向の下流側に、上記フランジ部に連続して上記周壁の外面から縦壁が立設されていることが好ましい（請求項２）。

この構成によれば、第１のウォータジャケット内を流れて来た冷却水が上記縦壁に当たり、その一部が上記連通孔に向かう流れに変換されるので、上記流通促進部の流通促進機能が強化される。

本発明においては、相互に隣接する気筒の各シリンダボアの境界部に対し、周壁の外側を周方向に流れる冷却水の流れ方向の上流側に、上記フランジ部に連続して上記周壁の外面から障壁が立設されていることが好ましい（請求項３）。

この構成によれば、第１のウォータジャケット内を流れて来た冷却水が上記障壁に当たり、流れの勢いが弱められるので、上記障壁の下流側にあるシリンダボアの境界部に冷却水が当たる勢いもまた弱められる。そのため、上記シリンダボアの境界部に冷却水が当たった際にシリンダヘッド側に向かう冷却水の勢いが弱いものとなるので、冷却水がフランジ部を超えてシリンダボア壁側に回り込むことがより一層抑制される。

本発明においては、上記周壁の上記フランジ部よりも下方に、当該周壁からシリンダボア径方向の外方に延びる第２のフランジ部が設けられていることが好ましい（請求項４）。

この構成によれば、フランジ部が２段に設けられるので、これによっても、冷却水がフランジ部を超えてシリンダボア壁側に回り込むことがより一層抑制される。

本発明においては、上記流通促進部は、複数のシリンダボアのうち周壁の外側を周方向に流れる冷却水の流れ方向の下流側のシリンダボアに対して設けられていることが好ましい（請求項５）。

第１のウォータジャケット内の冷却水の流れは、冷却水の導入部に近い上流側で強く、冷却水の導入部から遠い下流側で弱い。そのため、上記連通孔近傍の縦方向の流れは、上流側のシリンダボアで強く、下流側のシリンダボアで弱い。したがって、この構成によれば、上記連通孔近傍の縦方向の流れが相対的に弱い下流側のシリンダボアに対して、流通促進部の流通促進機能が発揮されるので、シリンダボア壁の過冷却を抑制する対策がより必要なシリンダボアに対して、冷却水のシリンダボア壁側への回り込みが良好に抑制される。

本発明においては、上記シリンダブロックに設けられ、上記第１のウォータジャケットから冷却水が排出される排出部と、上記導入部から第１のウォータジャケットに導入された冷却水が、上記連通孔を介して第２のウォータジャケットに流入し、第２のウォータジャケットを流通してシリンダヘッドの排出部から排出される第１の経路と、上記導入部から第１のウォータジャケットに導入された冷却水が、上記連通孔を介して第２のウォータジャケットに流入し、第２のウォータジャケットを流通してシリンダヘッドの排出部から排出されると共に、第１のウォータジャケットを流通してシリンダブロックの排出部から排出される第２の経路とが設けられ、エンジンの温度が所定の暖機判定温度未満のときは冷却水の流通経路が上記第１の経路に切り換えられ、エンジンの温度が上記暖機判定温度以上のときは上記第２の経路に切り換えられることが好ましい（請求項６）。

この構成によれば、エンジンの温度が暖機判定温度未満の冷間時は、冷却水が第２のウォータジャケットを流通する第１の経路により、シリンダヘッドのみが冷却され、エンジンの温度が暖機判定温度以上の暖機後は、冷却水が第１のウォータジャケットと第２のウォータジャケットとを流通する第２の経路により、シリンダヘッドに加えてシリンダブロックも冷却される。そのため、エンジンの冷間時は、上記流通促進部の流通促進機能により冷却水のシリンダボア壁側への回り込みが抑制され、これによりシリンダボア壁の過冷却が抑制されることに加えて、冷却水の流通経路が第１の経路に切り換えられることによっても、シリンダボア壁の過冷却が抑制される。その結果、エンジンのより一層の早期暖機が図られる。

以上のように、本発明は、シリンダブロックのウォータジャケットに収容したスペーサ部材とシリンダボア壁との間に冷却水が回り込むことを十分に抑制できるエンジンの冷却装置を提供するので、シリンダブロック及びシリンダヘッドに設けられたウォータジャケット内を冷却水が流通するエンジンの冷却装置の技術の発展・向上に寄与する。

本発明の実施形態に係るエンジンの冷却装置の全体構成を示すブロック図である。 ヘッド燃焼室壁面温度に応じた上記冷却装置の作動状態を示すブロック図であって、（ａ）は冷間時、（ｂ）は暖機前、（ｃ）は暖機後、（ｄ）は暖機完了後である。 ガスケットを含めた上記エンジンのシリンダブロックの分解斜視図である。 上記シリンダブロックの平面図である。 図４のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。 上記冷却装置に用いられるウォータジャケットスペーサの吸気側の側面図である。 上記ウォータジャケットスペーサの排気側の側面図である。 上記ウォータジャケットスペーサの第１気筒側の側面図である。 上記ウォータジャケットスペーサの第１気筒側の吸気側から見た斜視図である。 上記ウォータジャケットスペーサの第１気筒側の排気側から見た斜視図である。

（１）全体構成
［１−１］
図１は、本実施形態に係るエンジンの冷却装置１の全体構成を示すブロック図である。このエンジン２は、シリンダブロック３と、シリンダブロック３に結合されたシリンダヘッド４とを含み、４つの気筒（図３に示す第１〜４気筒♯１〜♯４）がクランク軸方向（図１に関して左右方向）に１列に配置され、吸気系と排気系とが互いにシリンダブロック３及びシリンダヘッド４の反対側に配置されたクロスフロー型の直列４気筒ディーゼルエンジンである。このエンジン２は、車両前部に設けられたエンジンルーム（図示せず）内に、気筒列が車幅方向を向き、吸気側（ＩＮ）が車両前後方向の前方を向き、排気側（ＥＸ）が車両前後方向の後方を向き、各気筒のシリンダ軸が上下方向を向くように搭載されている。

なお、図１では、シリンダブロック３は上方から見たもの、シリンダヘッド４は下方から見たものとして記載しているため、シリンダブロック３とシリンダヘッド４とで吸気側と排気側との位置関係が逆になっている。

シリンダブロック３には、ブロック側ウォータジャケット３３、このウォータジャケット３３にエンジン冷却水（以下単に「冷却水」という）が導入される導入孔３６、及びこのウォータジャケット３３から冷却水が排出されるブロック側排出孔３７が設けられている。シリンダヘッド４には、ヘッド側ウォータジャケット６１、及びこのウォータジャケット６１から冷却水が排出されるヘッド側排出孔６２が設けられている。

導入孔３６には、上記ウォータジャケット３３，６１に冷却水を供給するためのウォータポンプ（ＷＰ）５が配設されている。このウォータポンプ５は、エンジン２の回転によって受動的に駆動される機械式のウォータポンプである。

［１−２］
冷却装置１は、上記ウォータジャケット３３，６１に冷却水を循環させるための第１〜４流路１１〜１４を備えている。

第１流路１１は、流路切換部６及びウォータポンプ５を介して、ヘッド側排出孔６２と導入孔３６とを接続する。この第１流路１１は、冷却水の温度を検知する水温センサ１０２、高圧ＥＧＲバルブ（ＨＰ ＥＧＲ／Ｖ）２１、エレキスロットル２２、流路切換部６のサーモスタット弁６ａ、及びウォータポンプ５をこの順に経由する。水温センサ１０２は、ヘッド側排出孔６２に配設されている。サーモスタット弁６ａは、第１〜３制御弁６ｂ〜６ｄの正常時は第１流路１１のみに冷却水を循環させ、第１〜３制御弁６ｂ〜６ｄの異常時はエンジン２の保護を図るため第２流路１２にも冷却水を循環させる。

第２流路１２は、流路切換部６及びウォータポンプ５を介して、ヘッド側排出孔６２と導入孔３６とを接続する。この第２流路１２は、水温センサ１０２、アイドルストップ用ウォータポンプ（ＷＰ）２３、空調用ヒータコア２４、低圧ＥＧＲクーラ（ＬＰ ＥＧＲ／Ｃ）２５及び低圧ＥＧＲバルブ（ＬＰ ＥＧＲ／Ｖ）２６、流路切換部６の第１制御弁６ｂ、及びウォータポンプ５をこの順に経由する。アイドルストップ用ウォータポンプ２３は、アイドルストップ中にエンジン２を一時停止している際に用いられる電動式のウォータポンプである。低圧ＥＧＲクーラ２５及び低圧ＥＧＲバルブ２６は相互に並列に第２流路１２に配置されている。

第３流路１３は、流路切換部６及びウォータポンプ５を介して、ブロック側排出孔３７と導入孔３６とを接続する。この第３流路１３は、エンジンオイルのクーラ（Ｏ／Ｃ）２７、自動変速機の作動油のウォーマ（ＡＴＦ／Ｗ）２８、流路切換部６の第２制御弁６ｃ、及びウォータポンプ５をこの順に経由する。エンジンオイルクーラ２７は、ブロック側排出孔３７に配設されている。

第４流路１４は、流路切換部６及びウォータポンプ５を介して、ヘッド側排出孔６２と導入孔３６とを接続する。この第４流路１４は、水温センサ１０２、ラジエータ７、流路切換部６の第３制御弁６ｄ、及びウォータポンプ５をこの順に経由する。

［１−３］
冷却装置１は、ＥＣＵ１００を備えている。ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含む周知の構成のマイクロプロセッサである。ＥＣＵ１００は、水温センサ１０２、エンジン回転数を検知するエンジン回転数センサ１０３、及び燃料噴射量を検知する燃料噴射量センサ１０４から検知信号を入力し、エンジン回転数及び燃料噴射量から判定されるエンジン２の負荷状態に基いて、エンジン２のシリンダヘッド４側の燃焼室の壁面の温度（ヘッド燃焼室壁面温度）を予測し、予測したヘッド燃焼室壁面温度に応じて第１〜３制御弁６ｂ〜６ｄを制御する。なお、簡易的に冷却水の温度を用いてもよく、エンジンの温度に基いて制御することができれば、検出対象は限定されるものではない。

図２（ａ）〜（ｄ）は、ヘッド燃焼室壁面温度に応じた冷却装置１の作動状態を示すブロック図である。

まず、エンジン２の冷間時は、ＥＣＵ１００は、全ての制御弁６ｂ〜６ｄを閉弁する。これにより、図２（ａ）に太線で示すように、第１流路１１のみに冷却水が循環される。ウォータポンプ５によりブロック側ウォータジャケット３３に導入孔３６から導入された冷却水は、後述する連通孔５２，５３ａ〜５３ｆ（図３参照）を介してヘッド側ウォータジャケット６１に流入し、ヘッド側ウォータジャケット６１を流通してヘッド側排出孔６２から排出される。

この第１流路１１はラジエータ７を経由しないと共に、ブロック側ウォータジャケット３３には冷却水がほとんど流れないため、シリンダブロック３の温度が徐々に上昇し、エンジン２の暖機が促進される。一方、ヘッド側ウォータジャケット６１には少量の冷却水が流れるため、シリンダヘッド４側の燃焼室の壁面の局所的な加熱が防止される。

さらに、高圧ＥＧＲバルブ２１及びエレキスロットル２２に冷却水が流れるため、エンジン２の始動直後から高圧ＥＧＲバルブ２１が適正に冷却され、またエレキスロットル２２が凍結している場合はそれが解凍される。

このとき実現する冷却水の流通経路を冷間時経路Ｋ１とする。

次に、ヘッド燃焼室壁面温度が所定の第１判定温度（例えば１５０℃）以上になると、ＥＣＵ１００は、エンジン２の暖機途中で第１制御弁６ｂを開弁する。これにより、図２（ｂ）に太線で示すように、第１流路１１に加えて第２流路１２にも冷却水が循環される。ウォータポンプ５によりブロック側ウォータジャケット３３に導入孔３６から導入された冷却水は、連通孔５２，５３ａ〜５３ｆを介してヘッド側ウォータジャケット６１に流入し、ヘッド側ウォータジャケット６１を流通してヘッド側排出孔６２から排出される。

この第２流路１２もまたラジエータ７を経由しないと共に、ブロック側ウォータジャケット３３には冷却水がほとんど流れないため、引き続きエンジン２の暖機が促進される。

さらに、空調用ヒータコア２４、低圧ＥＧＲクーラ２５、及び低圧ＥＧＲバルブ２６に冷却水が流れるため、エンジン２の暖機途中から暖房性能が確保され、また低圧ＥＧＲクーラ２５及び低圧ＥＧＲバルブ２６が適正に冷却される。

このとき実現する冷却水の流通経路を暖機前経路Ｋ２とする。

図２（ａ）に示される冷間時経路Ｋ１及び図２（ｂ）に示される暖機前経路Ｋ２は、特許請求の範囲に記載される「第１の経路」に相当する。

次に、エンジン２の暖機後は、具体的には、ヘッド燃焼室壁面温度が第１判定温度よりも高い所定の第２判定温度（特許請求の範囲の「暖機判定温度」に相当）以上になると、ＥＣＵ１００は、第２制御弁６ｃを開弁する。これにより、図２（ｃ）に太線で示すように、第１、第２流路１１，１２に加えて第３流路１３にも冷却水が循環される。ウォータポンプ５によりブロック側ウォータジャケット３３に導入孔３６から導入された冷却水は、連通孔５２，５３ａ〜５３ｆを介してヘッド側ウォータジャケット６１に流入し、ヘッド側ウォータジャケット６１を流通してヘッド側排出孔６２から排出されると共に、第２制御弁６ｃが開弁することにより、ブロック側ウォータジャケット３３を流通してブロック側排出孔３７からも排出される。

この第３流路１３はブロック側ウォータジャケット３３にも冷却水が流れるため、シリンダブロック３もある程度冷却される。しかし、この第３流路１３もまたラジエータ７を経由しないため、エンジン２の暖機が進行する。

さらに、オイルクーラ２７及び作動油ウォーマ２８に冷却水が流れるため、エンジン２の暖機後にエンジンオイルが適正に冷却され、また自動変速機の作動油が適正に加温される。その結果、作動油の粘度が低下し、摺動抵抗が低減して、燃費の向上が図られる。

このとき実現する冷却水の流通経路を暖機後経路Ｋ３とする。

そして、エンジン２の暖機が完了すると、具体的には、ヘッド燃焼室壁面温度が第２判定温度よりも高い所定の第３判定温度以上になると、ＥＣＵ１００は、第３制御弁６ｄを開弁する。これにより、図２（ｄ）に太線で示すように、第１〜３流路１１〜１３に加えて第４流路１４にも冷却水が循環される。ウォータポンプ５によりブロック側ウォータジャケット３３に導入孔３６から導入された冷却水は、連通孔５２，５３ａ〜５３ｆを介してヘッド側ウォータジャケット６１に流入し、ヘッド側ウォータジャケット６１を流通してヘッド側排出孔６２から排出されると共に、第２制御弁６ｃが開弁することにより、ブロック側ウォータジャケット３３を流通してブロック側排出孔３７からも排出される。

この第４流路１４はラジエータ７を経由するため、ラジエータ７によってヘッド燃焼室壁面温度が下げられ、暖機後のエンジン２が所定温度に保たれる。

このとき実現する冷却水の流通経路を暖機完了後経路Ｋ４とする。

図２（ｃ）に示される暖機後経路Ｋ３及び図２（ｄ）に示される暖機完了後経路Ｋ４は、特許請求の範囲に記載される「第２の経路」に相当する。

以上のように、ＥＣＵ１００は、エンジン２の冷間時は第１〜３制御弁６ｂ〜６ｄを全て閉弁し、ヘッド燃焼室壁面温度の上昇に伴って第１〜３制御弁６ｂ〜６ｄを順次開弁することにより、ヘッド燃焼室壁面温度に応じて、各気筒♯１〜♯４、シリンダブロック３、シリンダヘッド４、及び各補機２１〜２８を適正に冷却又は加温する。

なお、以上は、ＥＣＵ１００は、ヘッド燃焼室壁面温度として予測値を用いたが、これに代えて、水温センサ１０２で検知される冷却水温度を用いてもよい。

（２）シリンダブロック
［２−１］
図３は、ガスケット５０を含めたシリンダブロック３の分解斜視図、図４は、シリンダブロック３の平面図である。

シリンダブロック３は、シリンダブロック本体３０と、ブロック側ウォータジャケット３３に収容されたウォータジャケットスペーサ４０とを含む。シリンダブロック本体３０には、直列に配置された第１〜４気筒♯１〜♯４の各シリンダボア３２が、シリンダ軸が上下方向を向くように設けられている。本実施形態では、シリンダブロック３を吸気側から見て左から右に第１気筒♯１から第４気筒♯４までが順に並んでいる。以下、第１気筒♯１のある側を左、第４気筒♯４のある側を右とする。

シリンダブロック本体３０に、４つのシリンダボア３２を連結するシリンダボア壁３２ａを囲むようにブロック側ウォータジャケット３３が設けられている。ブロック側ウォータジャケット３３は、シリンダブロック本体３０の上面３１に連続して開口するように形成された無端の凹溝である。ブロック側ウォータジャケット３３は、シリンダブロック３の排気側を通る排気側流路３３ｅとシリンダブロック３の吸気側を通る吸気側流路３３ｉとを有する。

ブロック側ウォータジャケット３３に冷却水が導入される導入孔３６は、シリンダブロック本体３０の左端部の吸気側に配置されている。導入孔３６の下流部３６ａは、冷却水が第１気筒♯１のシリンダボア壁３２ａに当たる際に吸気側から平面視で比較的浅い角度で当たるように傾斜している。ブロック側ウォータジャケット３３から冷却水が排出されるブロック側排出孔３７は、シリンダブロック本体３０における気筒列の略中央部の吸気側（第２気筒♯２の吸気側）に配置されている。

なお、ヘッド側ウォータジャケット６１から冷却水が排出されるヘッド側排出孔６２は、シリンダヘッド４の右端部に配置されている（図１参照）。

［２−２］
シリンダブロック本体３０の上面３１にシリンダヘッド４がガスケット５０を介して結合される（図５参照）。シリンダブロック本体３０の上面３１には、シリンダヘッド４を結合するためのヘッドボルト（図示せず）が螺合可能な複数のネジ穴３８が開口している。以下、シリンダブロック３のある側を下、シリンダヘッド４のある側を上とする。

ガスケット５０は、複数の金属板を重ね合わせて複数箇所をカシメにより一体化した金属シートガスケットである。ガスケット５０は、その全体形状がシリンダブロック本体３０の上面３１に対応する形状に形成されている。

すなわち、ガスケット５０には、シリンダブロック本体３０の４つのシリンダボア３２に対応する位置に４つの同径の円孔５１が設けられ、複数のネジ穴３８に対応する位置に同数のヘッドボルトの挿通穴５４が設けられている。

ガスケット５０には、ブロック側ウォータジャケット３３とヘッド側ウォータジャケット６１とを相互に連通する複数の連通孔５２，５３ａ〜５３ｆが設けられている。３つの第１連通孔５２は、ガスケット５０の左端部に配置されている。６つの第２連通孔５３ａ〜５３ｆのうち、排気側の４つの第２連通孔５３ａ〜５３ｄは、ガスケット５０における第１〜４気筒♯１〜♯４の排気側に配置され、吸気側の２つの第２連通孔５３ｅ，５３ｆは、ガスケット５０における第２気筒♯２及び第３気筒♯３の吸気側に配置されている。

ここで、図４に明示したように、第１連通孔５２は第２連通孔５３ａ〜５３ｆよりも大きく形成され、第２連通孔５３ａ〜５３ｆのうち、第２気筒♯２の吸気側の第２連通孔５３ｅ及び第３気筒♯３の吸気側の第２連通孔５３ｆは最も大きく形成され、第３気筒♯３の排気側の第２連通孔５３ｃはやや小さく形成され、第２気筒♯２の排気側の第２連通孔５３ｂはさらに小さく形成され、第１気筒♯１の排気側の第２連通孔５３ａ及び第４気筒♯４の排気側の第２連通孔５３ｄは最も小さく形成されている。これは、導入孔３６からブロック側ウォータジャケット３３に導入された冷却水の第１連通孔５２を通過する量の適正化や、ブロック側ウォータジャケット３３からヘッド側ウォータジャケット６１へ流入する冷却水の第２連通孔５３ａ〜５３ｆを通過する量の均等化等を考慮したものである。

ガスケット５０を間に挟んでシリンダヘッド４をシリンダブロック３に結合すると、ガスケット５０の弾性復元力によって円孔５１の周囲及び挿通穴５４の周囲がシールされる。これにより、各気筒♯１〜♯４の燃焼室からのガスの漏出、及びウォータジャケット３３，６１からの冷却水の漏出が防止される。このとき、上記連通孔５２，５３ａ〜５３ｆは、全て、ブロック側ウォータジャケット３３の上方に位置し、ヘッド側ウォータジャケット６１の下方に位置する（図５参照）。これにより、上記連通孔５２，５３ａ〜５３ｆは、ブロック側ウォータジャケット３３とヘッド側ウォータジャケット６１とを相互に連通する。

（３）ウォータジャケットスペーサ
［３−１］
図５は、図４のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。すなわち、第３気筒♯３のシリンダ軸を含む縦断面を第１気筒♯１側から見たものである。なお、図５において、ブロック側ウォータジャケット３３の排気側流路３３ｅ及び吸気側流路３３ｉのシリンダブロック３の内側の壁部を内壁部３４ｅ，３４ｉ、外側の壁部を外壁部３５ｅ，３５ｉとする。内壁部３４ｅ，３４ｉはシリンダボア壁３２ａということもできる。

ブロック側ウォータジャケット３３にウォータジャケットスペーサ（以下単に「スペーサ」という）４０が収容されている。スペーサ４０は、シリンダボア壁３２ａ（あるいはウォータジャケット３３の内壁部３４ｅ，３４ｉ）と近接して対向する周壁４１を有する。周壁４１は、シリンダ軸方向（図５に関して上下方向）に延び、ウォータジャケット３３に内壁部３４ｅ，３４ｉ及び外壁部３５ｅ，３５ｉと所定の間隔をあけて収容されるような板厚（つまり凹溝であるウォータジャケット３３の幅よりも薄い板厚）と、シリンダブロック本体３０の上面３１から突出しないような高さ（つまり凹溝であるウォータジャケット３３の深さよりも低い高さ）とを有している。周壁４１は、シリンダボア壁３２ａの外周に沿って平面視で４つの円が若干オーバーラップしてつながった無端の筒状部材である（図３参照）。

周壁４１（より詳しくは周壁４１の外面）とウォータジャケット３３の外壁部３５ｅ，３５ｉとの間隔は比較的広く、周壁４１（より詳しくは周壁４１の内面）とウォータジャケット３３の内壁部３４ｅ，３４ｉ（シリンダボア壁３２ａ）との間隔は比較的狭い。つまり、ウォータジャケット３３内の周壁４１よりスペーサ４０の外側の空間は、内側の空間に比べて、幅が広く容積が大きい。そのため、ウォータジャケット３３内において周壁４１の外側は内側よりも流路断面積が大きく流通抵抗が小さい。したがって、冷却水は、ウォータジャケット３３内では、主として周壁４１の外側の空間を流れる。

なお、シリンダボア壁３２ａの内周面には、耐摩耗性を有するライナー３９が一体成形されている。

［３−２］
図６は、スペーサ４０の吸気側の側面図、図７は、排気側の側面図、図８は、左側の側面図、図９は、左側の吸気側から見た斜視図、及び図１０は、左側の排気側から見た斜視図である。

＜第１フランジ＞
図示するように（例えば図９）、周壁４１の上端部に、スペーサ４０の外方に延びる第１フランジ４２が設けられている。第１フランジ４２は、周壁４１の左端部を除いては、また後述する流通促進部４６を除いては、周壁４１の全周に亘って設けられている。

図４に示すように、第１フランジ４２は、ウォータジャケット３３の外壁部３５ｅ，３５ｉに近接する位置まで延びている。つまり、第１フランジ４２は、ウォータジャケット３３の比較的上部の位置において、ウォータジャケット３３の周壁４１よりスペーサ４０の外側の空間を閉塞する。第１フランジ４２は、ウォータジャケット３３内において周壁４１の外側を流れる冷却水がこの第１フランジ４２を乗り越えて周壁４１の上側から周壁４１とシリンダボア壁３２ａとの間に回りこむことを抑制するためのものである。

第１フランジ４２が周壁４１の左端部に設けられていない理由は、導入孔３６からブロック側ウォータジャケット３３に導入された冷却水の一部が第１連通孔５２を通過してヘッド側ウォータジャケット６１に流入することを阻害しないためである。

同様に、第１フランジ４２が流通促進部４６に設けられていない理由は、ブロック側ウォータジャケット３３内を流れる冷却水の一部が第２連通孔５３ｂ〜５３ｆ（５３ａを除く）を通過してヘッド側ウォータジャケット６１に流入することを阻害しないためである。これについてはさらに後述する。

＜第２フランジ＞
図示するように（例えば図９）、周壁４１の第１フランジ４２よりも下側に、スペーサ４０の外方に延びる第２フランジ４３が第１フランジ４２と平行に（後述する傾斜部４３ａを除く）設けられている。第２フランジ４３もまた、第１フランジ４２と同様、周壁４１の左端部、及び流通促進部４６には設けられていない。さらに、第２フランジ４３は、周壁４１の右端部、第４気筒♯４の排気側、及び第４気筒♯４の吸気側の一部にも設けられていない。

第２フランジ４３もまた、ウォータジャケット３３の外壁部３５ｅ，３５ｉに近接する位置まで延び、ウォータジャケット３３の比較的上部の位置において、ウォータジャケット３３の周壁４１よりスペーサ４０の外側の空間を閉塞する。第２フランジ４３は、ウォータジャケット３３内において周壁４１の外側を流れる冷却水がこの第２フランジ４３を乗り越えて周壁４１の上側から周壁４１とシリンダボア壁３２ａとの間に回りこむことを抑制するためのものである。

第１フランジ４２と第２フランジ４３との間隔は、排気側で比較的広く、吸気側で比較的狭く設定されている。第２フランジ４３の吸気側の右端部は傾斜部４３ａを介して第１フランジ４２に連接している。

＜第３フランジ＞
図示するように（例えば図１０）、周壁４１の排気側の下端部近傍に、スペーサ４０の外方に延びる第３フランジ４３ｚが設けられている。第３フランジ４３ｚは、第１フランジ４２及び第２フランジ４３と比べると、外方への延設距離が短い。第３フランジ４３ｚは、ウォータジャケット３３内において周壁４１の外側を流れる冷却水がこの第３フランジ４３ｚを乗り越えて周壁４１の下側から周壁４１とシリンダボア壁３２ａとの間に回りこむことを抑制するためのものである。

＜流通促進部＞
図示するように（例えば図６、図７）、上記第１フランジ４２及び第２フランジ４３に流通促進部４６が設けられている。本実施形態では、流通促進部４６は５箇所に設けられている。すなわち、第２気筒♯２の排気側、第３気筒♯３の排気側、第４気筒♯４の排気側、第２気筒♯２の吸気側、及び第３気筒♯３の吸気側に設けられている。

具体的に、流通促進部４６は、第１フランジ４２及び第２フランジ４３に形成された切り欠きで構成されている。図４からも明らかなように、例えば、第２気筒♯２の排気側では、平面視で第２連通孔５３ｂの直下方から右側の部分に亘って、第１フランジ４２及び第２フランジ４３に切り欠き４６ａが形成されている。同様に、第３気筒♯３の排気側では、平面視で第２連通孔５３ｃの直下方から右側の部分に亘って、第１フランジ４２及び第２フランジ４３に切り欠き４６ｂが形成されている。また、第４気筒♯４の排気側では、平面視で第２連通孔５３ｄの直下方から右側の部分に亘って、第１フランジ４２に切り欠き４６ｃが形成されている。

一方、第２気筒♯２の吸気側では、平面視で第２連通孔５３ｅの直下方から右側の部分及び左側の部分に亘って、第１フランジ４２及び第２フランジ４３に切り欠き４６ｄが形成されている。同様に、第３気筒♯３の吸気側では、平面視で第２連通孔５３ｆの直下方から右側の部分及び左側の部分に亘って、第１フランジ４２及び第２フランジ４３に切り欠き４６ｅが形成されている。

これにより、流通促進部４６が設けられた部分では、第１フランジ４２及び第２フランジ４３が設けられていないので、第１フランジ４２及び第２フランジ４３によってウォータジャケット３３の周壁４１より外側の空間が比較的上部の位置において閉塞されることがない。したがって、ウォータジャケット３３内を流れる冷却水の一部が第２連通孔５３ｂ〜５３ｆ（５３ａを除く）を通過してヘッド側ウォータジャケット６１に流入することが第１フランジ４２及び第２フランジ４３によって阻害されることがない。そのため、ウォータジャケット３３内における上記周壁４１の外側にある冷却水の上記第２連通孔５３ｂ〜５３ｆ（５３ａを除く）への流れが促進される。すなわち、流通促進部４６の流通促進機能が発揮される。

＜縦壁＞
図示するように（例えば図１０）、周壁４１の上部において、第２気筒♯２の排気側の流通促進部４６よりも右側に縦壁４４ａが設けられている。縦壁４４ａは、平面視で第２連通孔５３ｂに近接して配置され、第１フランジ４２及び第２フランジ４３に連続して周壁４１の外面に立設されている。

同様に、周壁４１の上部において、第３気筒♯３の排気側の流通促進部４６よりも右側に縦壁４４ｂが設けられている。縦壁４４ｂは、平面視で第２連通孔５３ｃに近接して配置され、第１フランジ４２及び第２フランジ４３に連続して周壁４１の外面に立設されている。

＜障壁＞
図示するように（例えば図６、図７）、周壁４１の上部において、第１気筒♯１の排気側、第２気筒♯２の排気側、第３気筒♯３の排気側、第１気筒♯１の吸気側、第２気筒♯２の吸気側、及び第４気筒♯４の吸気側にそれぞれ障壁４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄ，４５ｅ，４５ｆが設けられている。これらの障壁４５ａ〜４５ｆは、第１フランジ４２及び第２フランジ４３に連続して周壁４１の外面に立設されている。

具体的に、第１気筒♯１の排気側の障壁４５ａは、第１気筒♯１のシリンダボア３２と第２気筒♯２のシリンダボア３２との排気側の境界部（スペーサ４０の内側への凹部の底）と、第１気筒♯１のシリンダボア３２の排気側の膨張部（スペーサ４０の外側への凸部の頂）との間に配置されている。

同様に、第２気筒♯２の排気側の障壁４５ｂは、第２気筒♯２のシリンダボア３２と第３気筒♯３のシリンダボア３２との排気側の境界部と、第２気筒♯２のシリンダボア３２の排気側の膨張部との間に配置され、第３気筒♯３の排気側の障壁４５ｃは、第３気筒♯３のシリンダボア３２と第４気筒♯４のシリンダボア３２との排気側の境界部と、第３気筒♯３のシリンダボア３２の排気側の膨張部との間に配置されている。

一方、第１気筒♯１の吸気側の障壁４５ｄは、第１気筒♯１のシリンダボア３２と第２気筒♯２のシリンダボア３２との吸気側の境界部と、第１気筒♯１のシリンダボア３２の吸気側の膨張部との間に配置され、第２気筒♯２の吸気側の障壁４５ｅは、第２気筒♯２のシリンダボア３２と第３気筒♯３のシリンダボア３２との吸気側の境界部と、第２気筒♯２のシリンダボア３２の吸気側の膨張部との間に配置され、第４気筒♯４の吸気側の障壁４５ｆは、第３気筒♯３のシリンダボア３２と第４気筒♯４のシリンダボア３２との吸気側の境界部と、第４気筒♯４のシリンダボア３２の吸気側の膨張部との間に配置されている。

＜第２障壁＞
図示するように（例えば図８）、周壁４１の上部において、第１気筒♯１の排気側及び吸気側にそれぞれ第２障壁４５ｘ，４５ｙが設けられている。これらの第２障壁４５ｘ，４５ｙは、第１フランジ４２及び第２フランジ４３に連続して周壁４１の外面に立設されている。

具体的に、第１気筒♯１の排気側の第２障壁４５ｘは、第１気筒♯１のシリンダボア３２の排気側の膨張部よりも気筒列の左端部側に配置され、第１気筒♯１の吸気側の第２障壁４５ｙは、第１気筒♯１のシリンダボア３２の吸気側の膨張部よりも気筒列の左端部側に配置されている。

これらの第２障壁４５ｘ，４５ｙは、ブロック側ウォータジャケット３３に導入直後の冷却水の排気側流路３３ｅ及び吸気側流路３３ｉの外壁部３５ｅ，３５ｉに衝突する勢いを弱め、冷却水が上記外壁部３５ｅ，３５ｉに衝突した際に第１フランジ４２を超えてシリンダボア壁３２ａ側に回り込むことを抑制するためのものである。

＜スロープ状フランジ＞
図示するように（例えば図８）、周壁４１の左端部にスロープ状フランジ４７ａが設けられている。このようなスロープ状フランジ４７ａが設けられている理由はおよそ次の通りである。

図３に示すように、ブロック側ウォータジャケット３３の左端部の下面は、導入孔３６の配置側すなわち吸気側から排気側に向かって滑らかに上昇した後下降する傾斜状に形成されている。これにより、導入孔３６からブロック側ウォータジャケット３３に導入された冷却水の上記ウォータジャケット３３内の流れを上記上昇部分によって上方つまり第１連通孔５２を介してヘッド側ウォータジャケット６１側に指向させる傾斜案内部４７が構成されている（図４参照）。

そして、この傾斜案内部４７に対応して、周壁４１の左端部の下端部が吸気側から排気側に向かって滑らかに上昇した後下降する傾斜状に形成されている。さらに、傾斜状に形成された周壁４１の下端部の上記上昇部分に、スペーサ４０の外方に延びるスロープ状フランジ４７ａが設けられたものである。そのため、スロープ状フランジ４７ａは、吸気側から排気側に向かって周壁４１の下端部からシリンダ軸方向の中央部付近まで滑らかに上昇している。

＜その他＞
図示するように（例えば図６）、周壁４１の吸気側において、第４気筒♯４の下部の一部に、寒冷地用ヒータ（図示せず）を挿入するための切り欠きである寒冷地用ヒータ挿入部４９ａが設けられている。

図示するように（例えば図６）、周壁４１の吸気側において、第１気筒♯１の下部の一部、第２気筒♯２の下部、及び第３気筒♯３の下部の一部に亘って、ウォータジャケット３３の流路断面積を拡大することによりブロック側排出孔３７からの冷却水の円滑な排出を確保するための切り欠きである排出対応欠損部４９ｂが設けられている。

［３−３］
スペーサ４０は、ブロック側ウォータジャケット３３に収容されるため、シリンダブロック３内部の高温に耐え得る耐熱性と、冷却水の水圧によって変形や破損が生じない程度の剛性とを備えた樹脂で形成されている。採用可能な樹脂としては、例えば、ポリアミド系熱可塑性樹脂（ＰＡ６６、ＰＰＡ等）や、オレフィン系熱可塑性樹脂（ＰＰ等）や、ポリフェニレンサルファイド系熱可塑性樹脂（ＰＰＳ等）等が挙げられ、これらのうちの１種を単独で又は複数種を組み合せて使用することができる。また、必要に応じてガラス繊維等の補強材を配合してもよい。このような樹脂製のスペーサ４０は、射出成形技術によって一体成形することができる。

［３−４］
次に、このスペーサ４０の主な作用を説明する。

スペーサ４０の作用の説明のために、矢印Ｒ１（図３及び図４）は、ブロック側ウォータジャケット３３に導入孔３６から導入される冷却水の流れを示し、矢印Ｒ２（図３及び図４）は、ブロック側排出孔３７から排出される冷却水の流れを示し、矢印Ｒ３（図４）は、第１気筒♯１のシリンダボア壁３２ａに向かう冷却水の流れを示し、矢印Ｒ４（図６及び図８）は、吸気側流路３３ｉに向かう及び吸気側流路３３ｉを通過する冷却水の流れを示し、矢印Ｒ５（図８）は、排気側流路３３ｅに向かう冷却水の流れを示し、矢印Ｒ６（図８）は、傾斜案内部４７によって上方に指向させられる冷却水の流れを示し、矢印Ｒ７（図８）は、第１流通孔５２に向かう冷却水の流れを示し、矢印Ｒ８（図７及び図８）は、傾斜案内部４７を通過した後、排気側流路３３ｅに向かう及び排気側流路３３ｅを通過する冷却水の流れを示し、矢印Ｒ９（図６）は、排気側流路３３ｅを通過した後、Ｕターンして吸気側流路３３ｉを通過する冷却水の流れを示し、矢印Ｒ１０（図６）は、ブロック側排出孔３７に向かう冷却水の流れを示し、矢印Ｒ１１〜Ｒ１４（図７）及び矢印Ｒ１５，Ｒ１６（図６）は、排気側及び吸気側において第２流通孔５３ａ〜５３ｆに向かう冷却水の流れを示す。

＜ｉ＞
冷却水は、まず、ブロック側ウォータジャケット３３の左端部に導入され（矢印Ｒ１，Ｒ３）、一部が吸気側流路３３ｉに流れ（矢印Ｒ４）、残部が排気側流路３３ｅに流れる（矢印Ｒ５，Ｒ６，Ｒ８）。吸気側流路３３ｉに流れた冷却水は、第１気筒♯１の吸気側を流通して、第２気筒♯２の吸気側に配置されたブロック側排出孔３７に到達する（矢印Ｒ４）。排気側流路３３ｅに流れた冷却水は、第１〜４気筒♯１〜♯４の排気側を流通し（矢印Ｒ８）、Ｕターンした後、第４気筒♯４及び第３気筒♯３の吸気側を流通して、上記ブロック側排出孔３７に到達する（矢印Ｒ９）。

冷却水は、ブロック側ウォータジャケット３３を流通している間に、第１連通孔５２及び第２連通孔５３ａ〜５３ｆを通過して、ヘッド側ウォータジャケット６１に流入する（矢印Ｒ７，Ｒ１１〜Ｒ１６）。ヘッド側ウォータジャケット６１に流入した冷却水は、ヘッド側ウォータジャケット６１を流通して、シリンダヘッド４の右端部に配置されたヘッド側排出孔６２に到達する。

エンジン２の暖機前は（図２（ａ）及び図２（ｂ））、ヘッド側排出孔６２と導入孔３６とを接続する第１流路１１のみに冷却水が循環され、ブロック側排出孔３７と導入孔３６とを接続する第３流路１３には冷却水が循環されないので、冷却水はヘッド側排出孔６２のみから排出され、ブロック側排出孔３７からは排出されない。エンジン２の暖機後は（図２（ｃ）及び図２（ｄ））、第３流路１３にも冷却水が循環されるので、冷却水はブロック側排出孔３７からも排出される（矢印Ｒ１０，Ｒ２）。

このような状況において、ブロック側ウォータジャケット３３にスペーサ４０が収容されており、スペーサ４０の周壁４１がシリンダボア壁３２ａと近接して対向し、冷却水は、ブロック側ウォータジャケット３３内では、主として周壁４１の外側の空間を流れ、直接シリンダボア壁３２ａの表面を流れないので、シリンダボア壁３２ａの局所的な冷却が抑制されて、第１〜４気筒♯１〜♯４間の温度差が抑制される。

＜ｉｉ＞
図３及び図４に示すように、ウォータポンプ５によりブロック側ウォータジャケット３３に導入孔３６から導入された冷却水は、第１気筒♯１のシリンダボア壁３２ａの気筒列の第１気筒♯１側の端部に当たる（矢印Ｒ３）。このとき、ウォータジャケット３３にスペーサ４０が収容されており、スペーサ４０の周壁４１がシリンダボア壁３２ａと近接して対向しているので、冷却水はスペーサ４０の周壁４１に当たり、第１気筒♯１のシリンダボア壁３２ａに直接当たらない。そのため、第１気筒♯１のシリンダボア壁３２ａが局所的に冷却されて低温になることが抑制される。

＜ｉｉｉ＞
図４に示すように、導入孔３６から導入された冷却水は、導入孔３６の下流部３６ａにより、第１気筒♯１のシリンダボア壁３２ａに当たる際、吸気側から平面視で比較的浅い角度で当たる（矢印Ｒ３）。したがって、ウォータジャケット３３の吸気側流路３３ｉに流れる冷却水の量が比較的少なくなり（矢印Ｒ４）、排気側流路３３ｅに流れる冷却水の量が比較的多くなる（矢印Ｒ５）。そのため、吸気側よりも温度が上がりやすい排気側のシリンダブロック３がより冷却されるので、各シリンダの吸気側と排気側との温度差が抑制される。

＜ｉｖ＞
導入孔３６から導入された冷却水は、排気側流路３３ｅに流れる途中で、傾斜案内部４７によって上方つまりヘッド側ウォータジャケット６１側に指向させられる（矢印Ｒ６）。図２を用いて説明したように、ヘッド側排出孔６２と導入孔３６とを接続する第１流路１１は常に冷却水が循環するので、ヘッド側ウォータジャケット６１側に指向させられた冷却水は、第１連通孔５２を通過してヘッド側ウォータジャケット６１に流入する（矢印Ｒ７）。

特に、エンジン２の暖機前は（図２（ａ）及び図２（ｂ））、ブロック側排出孔３７と導入孔３６とを接続する第３流路１３は冷却水が循環しないので、ヘッド側ウォータジャケット６１側に指向させられた冷却水は、第１連通孔５２を通過してヘッド側ウォータジャケット６１に流入しようとする（矢印Ｒ７）。そのため、エンジン２の暖機前は、シリンダブロック３が冷却されずに温度が徐々に上昇してエンジン２の暖機が促進される。

＜ｖ＞
＜ｉｖ＞で説明したのと同様、エンジン２の暖機前は（図２（ａ）及び図２（ｂ））、ブロック側排出孔３７と導入孔３６とを接続する第３流路１３は冷却水が循環しないので、ブロック側ウォータジャケット３３の排気側流路３３ｅに流れた冷却水（矢印Ｒ８）は、排気側の第２連通孔５３ａ〜５３ｄの近傍に来ると、上方に指向させられ、その一部が上記第２連通孔５３ａ〜５３ｄを通過してヘッド側ウォータジャケット６１に流入しようとする（矢印Ｒ１１〜Ｒ１４）。つまり、排気側流路３３ｅでは、第２連通孔５３ａ〜５３ｄの近傍では、ブロック側ウォータジャケット３３からヘッド側ウォータジャケット６１に向かう連通孔近傍の縦方向の流れが存在する。

そして、第２連通孔５３ｂ〜５３ｄ（５３ａを除く）に対しては、上述したように、流通促進機能を有する流通促進部４６が設けられているので、排気側流路３３ｅ内を流れる冷却水の一部が第２連通孔５３ｂ〜５３ｄ（５３ａを除く）を通過してヘッド側ウォータジャケット６１に流入することが第１フランジ４２及び第２フランジ４３によって阻害されることがなく、そのため、排気側流路３３ｅ内における周壁４１の外側にある冷却水の第２連通孔５３ｂ〜５３ｄ（５３ａを除く）への流れが促進される。

これにより、第２〜４気筒♯２〜♯４においては、連通孔近傍の縦方向の流れが、流通促進部４６の流通促進機能によって、周壁４１の外側で強められ（図５の太い矢印参照）、これと引き換えに、周壁４１の内側、つまり周壁４１とシリンダボア壁３２ａとの間では弱められる（図５の細い矢印参照）。その結果、流通促進部４６の流通促進機能により、周壁４１の内側の流れがほとんど停止するので、周壁４１の外側を流れる冷却水が周壁４１とシリンダボア壁３２ａとの間に下側から回り込むことが効果的に抑制される。そのため、冷却水が直接シリンダボア壁３２ａの表面を流れることが抑制され、シリンダボア壁３２ａから熱が奪われることが抑制されて、エンジン２の暖機が促進される。

なお、第１気筒♯１において、すなわち第２連通孔５３ａに対して、流通促進部４６が設けられていない理由はおよそ次の通りである。第１気筒♯１は第２〜４気筒♯２〜♯４よりも冷却水の流れ方向（矢印Ｒ８）の上流側にあり、冷却水の流れが比較的強いため、例えば冷却水がウォータジャケット３３の排気側流路３３ｅの外壁部３５ｅに当たることにより第１気筒♯１の排気側で生じる連通孔近傍の縦方向の流れ（矢印Ｒ１１）は、第２〜４気筒♯２〜♯４の排気側で生じる連通孔近傍の縦方向の流れ（矢印Ｒ１２〜Ｒ１４）に比べて、もともと周壁４１の外側で強いものである。したがって、第２連通孔５３ａに対しては、流通促進部４６を設けなくても周壁４１の内側の流れがほとんど停止するので、流通促進部４６を設ける必要がないのである。

＜ｖｉ＞
＜ｖ＞で説明したのと類似して、ブロック側ウォータジャケット３３の吸気側流路３３ｉに流れた冷却水（矢印Ｒ４）、及び排気側流路３３ｅから吸気側流路３３ｉにＵターンした冷却水（矢印Ｒ９）についても、吸気側の第２連通孔５３ｅ，５３ｆの近傍に来ると、上方に指向させられ、その一部が上記第２連通孔５３ｅ，５３ｆを通過してヘッド側ウォータジャケット６１に流入しようとする（矢印Ｒ１５，Ｒ１６）。つまり、吸気側流路３３ｉでも、第２連通孔５３ｅ，５３ｆの近傍では、ブロック側ウォータジャケット３３からヘッド側ウォータジャケット６１に向かう連通孔近傍の縦方向の流れが存在する。

そして、第２連通孔５３ｅ，５３ｆに対しては、上述したように、流通促進機能を有する流通促進部４６が設けられているので、吸気側流路３３ｉ内を流れる冷却水の一部が第２連通孔５３ｅ，５３ｆを通過してヘッド側ウォータジャケット６１に流入することが第１フランジ４２及び第２フランジ４３によって阻害されることがなく、そのため、吸気側流路３３ｉ内における周壁４１の外側にある冷却水の第２連通孔５３ｅ，５３ｆへの流れが促進される。

これにより、第２気筒♯２及び第３気筒♯３においては、連通孔近傍の縦方向の流れが、流通促進部４６の流通促進機能によって、周壁４１の外側で強められ（図５の太い矢印参照）、これと引き換えに、周壁４１の内側、つまり周壁４１とシリンダボア壁３２ａとの間では弱められる（図５の細い矢印参照）。その結果、流通促進部４６の流通促進機能により、周壁４１の内側の流れがほとんど停止するので、周壁４１の外側を流れる冷却水が周壁４１とシリンダボア壁３２ａとの間に下側から回り込むことが効果的に抑制される。そのため、冷却水が直接シリンダボア壁３２ａの表面を流れることが抑制され、シリンダボア壁３２ａから熱が奪われることが抑制されて、エンジン２の暖機が促進される。

＜ｖｉｉ＞
スペーサ４０の排気側においては、第２気筒♯２及び第３気筒♯３の流通促進部４６よりも冷却水の流れ方向（矢印Ｒ８）の下流側に、それぞれ縦壁４４ａ，４４ｂが第１フランジ４２及び第２フランジ４３に連続して周壁４１の外面に立設されている。そのため、ブロック側ウォータジャケット３３の排気側流路３３ｅを流れて来た冷却水が上記縦壁４４ａ，４４ｂに当たり、その一部が第２連通孔５３ｂ，５３ｃに向かう流れ（矢印Ｒ１２，Ｒ１３）に変換される。これにより、流通促進部４６の流通促進機能の強化が図られる。

なお、第４気筒♯４において、すなわち第２連通孔５３ｄに対して、上記のような縦壁が設けられていない理由はおよそ次の通りである。第４気筒♯４はブロック側ウォータジャケット３３の右端部にあり、そこは図４に示すようにウォータジャケット３３の幅が狭くなっており、かつ冷却水がＵターンする場所なので、流通抵抗が大きく、冷却水の流れにブレーキがかかる。したがって、第２連通孔５３ｄに対しては、上記のような縦壁を設けなくても冷却水の一部が第２連通孔５３ｄに向かう流れ（矢印Ｒ１４）に変換されるので、上記のような縦壁を設ける必要がないのである。

なお、吸気側は、気筒列の左右から冷却水が流れてきて衝突するので（矢印Ｒ４，Ｒ９）、上記のような縦壁を設けなくても冷却水の一部が第２連通孔５３ｅ，５３ｆに向かう流れ（矢印Ｒ１５，Ｒ１６）に変換される。そのため、スペーサ４０の吸気側には上記のような縦壁が設けられていない。

また、上記のように、吸気側は気筒列の左右から冷却水が流れてくるので、吸気側の流通促進部４６は、第２連通孔５３ｅ，５３ｆの左右に、第１フランジ４２及び第２フランジ４３の切り欠き４６ｄ，４６ｅが形成されている。これに対し、排気側は気筒列の左のみから冷却水が流れてくるので、排気側の流通促進部４６は、第２連通孔５３ｂ〜５３ｄの左のみに、第１フランジ４２及び第２フランジ４３の切り欠き４６ａ〜４６ｃが形成されている。

＜ｖｉｉｉ＞
周壁４１の上端部に、第１連通孔５２及び傾斜案内部４７が位置する部分と、第２連通孔５３ｂ〜５３ｆ及び流通促進部４６が位置する部分とを除いて、スペーサ４０の外方に延びる第１フランジ４２が設けられている。そのため、この第１フランジ４２によって、ブロック側ウォータジャケット３３内の周壁４１の外側を流れる冷却水が周壁４１とシリンダボア壁３２ａとの間に上側から回り込むことが抑制される。

つまり、上述の流通促進部４６の流通促進機能によって冷却水のシリンダボア壁３２ａ側への下側からの回りこみが抑制されるのに対し、この第１フランジ４２によっては上側からの回りこみが抑制される。

（４）作用等
以上説明したように、本実施形態に係るエンジンの冷却装置１は、エンジン２のシリンダボア壁３２ａを囲むようにシリンダブロック３に設けられたブロック側ウォータジャケット３３と、上記シリンダブロック３に結合されたシリンダヘッド４に設けられたヘッド側ウォータジャケット６１とを有している。

そして、上記冷却装置１は、上記ブロック側ウォータジャケット３３に収容され、上記シリンダボア壁３２ａと近接して対向する周壁４１を有するスペーサ４０と、上記周壁４１の上端部に設けられ、上記スペーサ４０の外方に延びる第１フランジ４２と、上記シリンダブロック３と上記シリンダヘッド４との間に介装されたガスケット５０に設けられ、上記ブロック側ウォータジャケット３３と上記ヘッド側ウォータジャケット６１とを相互に連通する第２連通孔５３ａ〜５３ｆと、上記シリンダブロック３に設けられ、上記ブロック側ウォータジャケット３３に冷却水が導入される導入孔３６と、上記シリンダヘッド４に設けられ、上記ヘッド側ウォータジャケット６１から冷却水が排出されるヘッド側排出孔６２と、上記第１フランジ４２に設けられ、上記ブロック側ウォータジャケット３３内において上記スペーサ４０の周壁４１の外側にある冷却水の上記第２連通孔５３ｂ〜５３ｆ（５３ａを除く）への流れを促進する流通促進部４６と、を有している。

この構成によれば、ブロック側ウォータジャケット３３に収容されたスペーサ４０の周壁４１がシリンダボア壁３２ａと近接して対向しており、上記周壁４１の上端部にスペーサ４０の外方に延びる第１フランジ４２が設けられているので、この第１フランジ４２によって、ブロック側ウォータジャケット３３内の上記周壁４１よりスペーサ４０の外側を流れる冷却水が上記周壁４１とシリンダボア壁３２ａとの間に上側から回り込むことが抑制される。

一方、流通促進部４６の流通促進機能により、連通孔近傍の縦方向の流れが周壁４１の外側で強められ、これに伴い、周壁４１の内側では冷却水の流れがほとんど停止するので、周壁４１の外側を流れる冷却水が上記周壁４１とシリンダボア壁３２ａとの間に下側から回り込むことが効果的に抑制される。

以上により、冷却水のシリンダボア壁３２ａ側への回り込みが周壁４１の上端部及び下端部の双方において抑制されるので、ブロック側ウォータジャケット３３に収容したスペーサ４０とシリンダボア壁３２ａとの間に冷却水が回り込むことを十分に抑制できるエンジンの冷却装置１が提供される。そのため、エンジン２の冷間時にシリンダボア壁３２ａの過冷却を抑制してエンジン２の早期暖機を図ることができる。

しかも、シリンダブロック３とシリンダヘッド４との間に介装されたガスケット５０を利用して、ブロック側ウォータジャケット３３とヘッド側ウォータジャケット６１とを相互に連通する第２連通孔５３ａ〜５３ｆを良好に設けることができる。

本実施形態においては、上記流通促進部４６に対し、周壁４１の外側を周方向に流れる冷却水の流れ方向の下流側に、上記第１フランジ４２に連続して上記周壁４１の外面から縦壁４４ａ，４４ｂが立設されている。

この構成によれば、ブロック側ウォータジャケット３３内を流れて来た冷却水が上記縦壁４４ａ，４４ｂに当たり、その一部が第２連通孔５３ｂ，５３ｃに向かう流れに変換されるので、上記流通促進部４６の流通促進機能が強化される。

本実施形態においては、エンジン２は４気筒エンジンであり、相互に隣接する第１〜４気筒♯１〜♯４の各シリンダボア３２の境界部に対し、周壁４１の外側を周方向に流れる冷却水の流れ方向の上流側に、上記第１フランジ４２に連続して上記周壁４１の外面から障壁４５ａ〜４５ｆが立設されている。

この構成によれば、ブロック側ウォータジャケット３３内を流れて来た冷却水が上記障壁４５ａ〜４５ｆに当たり、流れの勢いが弱められるので、上記障壁４５ａ〜４５ｆの下流側にあるシリンダボア３２の境界部に冷却水が当たる勢いもまた弱められる。そのため、上記シリンダボア３２の境界部に冷却水が当たった際にシリンダヘッド４側に向かう冷却水の勢いが弱いものとなるので、冷却水が第１フランジ４２を超えてシリンダボア壁３２ａ側に回り込むことがより一層抑制される。

本実施形態においては、上記周壁４１の上記第１フランジ４２よりも下側に、上記スペーサ４０の外方に延びる第２フランジ４３が設けられている。

この構成によれば、第１フランジ４２と第２フランジ４３とが２段に設けられるので、これによっても、冷却水がこれらのフランジ４２，４３を超えてシリンダボア壁３２ａ側に回り込むことがより一層抑制される。

本実施形態においては、エンジン２は４気筒エンジンであり、上記流通促進部４６は、排気側流路３３ｅにおいて、４つのシリンダボア３２のうち周壁４１の外側を周方向に流れる冷却水の流れ方向の下流側の第２〜４気筒♯２〜♯４のシリンダボア３２に対して設けられている。

その理由は、［３−４］の＜ｖ＞で説明したように、ブロック側ウォータジャケット３３内の冷却水の流れは、冷却水の導入孔３６に近い上流側で強く、冷却水の導入孔３６から遠い下流側で弱い。そのため、上記連通孔近傍の縦方向の流れ（矢印Ｒ１１〜Ｒ１４）は、上流側の第１気筒♯１のシリンダボア３２で強く、下流側の第２〜４気筒♯２〜♯４のシリンダボア３２で弱い。したがって、この構成によれば、上記連通孔近傍の縦方向の流れが相対的に弱い下流側の第２〜４気筒♯２〜♯４のシリンダボア３２に対して、流通促進部４６の流通促進機能が発揮されるので、シリンダボア壁３２ａの過冷却を抑制する対策がより必要な下流側の第２〜４気筒♯２〜♯４のシリンダボア３２に対して、冷却水のシリンダボア壁３２ａ側への回り込みが良好に抑制される。

本実施形態においては、上記冷却装置１は、ヘッド側排出孔６２に加えて、上記シリンダブロック３に設けられ、上記ブロック側ウォータジャケット３３から冷却水が排出されるブロック側排出孔３７を有している。

上記冷却装置１は、さらに、上記導入孔３６からブロック側ウォータジャケット３３に導入された冷却水が、上記連通孔５２，５３ａ〜５３ｆを介してヘッド側ウォータジャケット６１に流入し、ヘッド側ウォータジャケット６１を流通してヘッド側排出孔６２から排出される第１の経路（すなわち図２（ａ）に示される冷間時経路Ｋ１及び図２（ｂ）に示される暖機前経路Ｋ２）と、上記導入孔３６からブロック側ウォータジャケット３３に導入された冷却水が、上記連通孔５２，５３ａ〜５３ｆを介してヘッド側ウォータジャケット６１に流入し、ヘッド側ウォータジャケット６１を流通してヘッド側排出孔６２から排出されると共に、ブロック側ウォータジャケット３３を流通してブロック側排出孔３７から排出される第２の経路（すなわち図２（ｃ）に示される暖機後経路Ｋ３及び図２（ｄ）に示される暖機完了後経路Ｋ４）とが設けられている。

そして、上記冷却装置１は、ヘッド燃焼室壁面温度が第２判定温度未満のときは、冷却水の流通経路を上記第１の経路に切り換え、ヘッド燃焼室壁面温度が第２判定温度以上のときは、冷却水の流通経路を上記第２の経路に切り換えるＥＣＵ１００を備えている。

この構成によれば、ヘッド燃焼室壁面温度が第２判定温度未満の冷間時は、冷却水がヘッド側ウォータジャケット６１を流通する第１の経路により、シリンダヘッド４のみが冷却され、ヘッド燃焼室壁面温度が第２判定温度以上の暖機後は、冷却水がブロック側ウォータジャケット３３とヘッド側ウォータジャケット６１とを流通する第２の経路により、シリンダヘッド４に加えてシリンダブロック３も冷却される。そのため、エンジン２の冷間時は、上記流通促進部４６の流通促進機能により冷却水のシリンダボア壁３２ａ側への回り込みが抑制され、これによりシリンダボア壁３２ａの過冷却が抑制されることに加えて、冷却水の流通経路が第１の経路に切り換えられることによっても、シリンダボア壁３２ａの過冷却が抑制される。その結果、エンジン２のより一層の早期暖機が図られる。

なお、上記実施形態では、エンジン２は直列４気筒ディーゼルエンジンであったが、シリンダブロックに設けられたウォータジャケット内をエンジン冷却水が流通するタイプのエンジンである限り、気筒の数は４つ以外でもよく、またガソリンエンジンでもよい。

１ 冷却装置
２ エンジン
３ シリンダブロック
４ シリンダヘッド
３２ａ シリンダボア壁
３３ ブロック側ウォータジャケット（第１のウォータジャケット）
３６ 導入孔（導入部）
３６ａ 導入孔の下流部
３７ ブロック側排出孔（排出部）
４０ ウォータジャケットスペーサ（スペーサ部材）
４１ 周壁
４２ 第１フランジ（フランジ部）
４３ 第２フランジ（第２のフランジ部）
４４ａ，４４ｂ 縦壁
４５ａ〜４５ｆ 障壁
４６ 流通促進部
４６ａ〜４６ｅ 切り欠き
４７ 傾斜案内部
４７ａ スロープ状フランジ
５０ ガスケット
５２ 第１連通孔
５３ａ〜５３ｆ 第２連通孔
６１ ヘッド側ウォータジャケット（第２のウォータジャケット）
６２ ヘッド側排出孔（排出部）
１００ ＥＣＵ
Ｋ１ 冷間時経路（第１の経路）
Ｋ２ 暖機前経路（第１の経路）
Ｋ３ 暖機後経路（第２の経路）
Ｋ４ 暖機完了後経路（第２の経路）

Claims (6)

1. エンジンの複数の気筒のシリンダボア壁を囲むようにシリンダブロックに設けられた第１のウォータジャケットと、上記シリンダブロックの上面に結合されたシリンダヘッドに設けられた第２のウォータジャケットとを有する多気筒エンジンの冷却装置であって、
   上記第１のウォータジャケットに収容され、上記シリンダボア壁と近接して対向する周壁を有するスペーサ部材と、
   上記周壁の上部に設けられ、当該周壁からシリンダボア径方向の外方に延びるフランジ部と、
   上記シリンダブロックと上記シリンダヘッドとの間に介装されたガスケットに設けられ、上記第１のウォータジャケットと上記第２のウォータジャケットとを相互に連通する連通孔と、
   上記シリンダブロックに設けられ、上記フランジ部よりも下方の位置から上記第１のウォータジャケットに冷却水が導入される導入部と、
   上記シリンダヘッドに設けられ、上記第２のウォータジャケットから冷却水が排出される排出部とを備え、
   上記スペーサ部材の上端の高さが上記第１のウォータジャケットの上端よりも低くなる位置にスペーサ部材が配設されることにより、当該スペーサ部材の上端と上記ガスケットの下面との間に所定の隙間が形成され、
   上記第１のウォータジャケット内において上記スペーサ部材の周壁の外側にある冷却水の上記連通孔への流れを促進する流通促進部として、上記フランジ部に複数の切り欠きが設けられるとともに、当該各切り欠きを除いた領域を気筒列方向に延びるように上記フランジ部が形成され、
   上記連通孔は、上下方向視で上記各切り欠きと重なる位置に設けられていることを特徴とするエンジンの冷却装置。
2. 請求項１に記載のエンジンの冷却装置において、
   上記流通促進部に対し、周壁の外側を周方向に流れる冷却水の流れ方向の下流側に、上記フランジ部に連続して上記周壁の外面から縦壁が立設されていることを特徴とするエンジンの冷却装置。
3. 請求項１又は２に記載のエンジンの冷却装置において、
   相互に隣接する気筒の各シリンダボアの境界部に対し、周壁の外側を周方向に流れる冷却水の流れ方向の上流側に、上記フランジ部に連続して上記周壁の外面から障壁が立設されていることを特徴とするエンジンの冷却装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載のエンジンの冷却装置において、
   上記周壁の上記フランジ部よりも下方に、当該周壁からシリンダボア径方向の外方に延びる第２のフランジ部が設けられていることを特徴とするエンジンの冷却装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載のエンジンの冷却装置において、
   上記流通促進部は、複数のシリンダボアのうち周壁の外側を周方向に流れる冷却水の流れ方向の下流側のシリンダボアに対して設けられていることを特徴とするエンジンの冷却装置。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載のエンジンの冷却装置において、
   上記シリンダブロックに設けられ、上記第１のウォータジャケットから冷却水が排出される排出部と、
   上記導入部から第１のウォータジャケットに導入された冷却水が、上記連通孔を介して第２のウォータジャケットに流入し、第２のウォータジャケットを流通してシリンダヘッドの排出部から排出される第１の経路と、
   上記導入部から第１のウォータジャケットに導入された冷却水が、上記連通孔を介して第２のウォータジャケットに流入し、第２のウォータジャケットを流通してシリンダヘッドの排出部から排出されると共に、第１のウォータジャケットを流通してシリンダブロックの排出部から排出される第２の経路とが設けられ、
   エンジンの温度が所定の暖機判定温度未満のときは冷却水の流通経路が上記第１の経路に切り換えられ、エンジンの温度が上記暖機判定温度以上のときは上記第２の経路に切り換えられることを特徴とするエンジンの冷却装置。
   

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