JP6984248B2 - Water jacket spacer and cylinder block - Google Patents
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Description
本開示は、ウォータジャケットスペーサ及び該ウォータジャケットスペーサを備えたシリンダブロックに関する。 The present disclosure relates to a water jacket spacer and a cylinder block provided with the water jacket spacer.
一般的に、エンジンのシリンダボア壁の上部側(シリンダボアの軸線方向上側)は、シリンダボア壁の下部側(シリンダボアの軸線方向下側)と比べて、燃焼ガスから受ける熱量が多くなる。そのため、シリンダボア壁の上部側の温度は、シリンダボア壁の中央部から下部側にかけての温度より高くなる傾向にある。 Generally, the upper side of the cylinder bore wall of the engine (upper side in the axial direction of the cylinder bore) receives more heat from the combustion gas than the lower side of the cylinder bore wall (lower side in the axial direction of the cylinder bore). Therefore, the temperature on the upper side of the cylinder bore wall tends to be higher than the temperature from the central portion to the lower side of the cylinder bore wall.
従って、ウォータジャケットに冷却水を流す際に、ウォータジャケットの下部から上部に渡って均一の流量の冷却水を流すと、シリンダボア壁の上部側の冷却が不十分になりやすく、シリンダボア壁の中央部から下部側にかけて冷却が過剰になりやすい。
そこで、ウォータジャケットの中央部から下部に渡って保温する構造が提案されている。
Therefore, when the cooling water is flowed through the water jacket, if a uniform flow rate of the cooling water is flowed from the lower part to the upper part of the water jacket, the cooling of the upper part of the cylinder bore wall tends to be insufficient, and the central portion of the cylinder bore wall. Cooling tends to be excessive from the bottom to the bottom.
Therefore, a structure that keeps heat from the center to the bottom of the water jacket has been proposed.
例えば、シリンダブロックのウォータジャケット内に配置されて、シリンダ壁面の温度分布を改善するウォータジャケットスペーサについて、特許文献1(特開2015−200303号公報)、特許文献2(特開2017−002780号公報)が知られている。 For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2015-200303) and Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2017-002780) are arranged in a water jacket of a cylinder block to improve the temperature distribution of a cylinder wall surface. )It has been known.
特許文献1には、各シリンダボアに対応して配設されてウォータジャケット内で膨張する膨張部材と、膨張部材が固定された板状のホルダと、ホルダにおける膨張部材が固定されている面とは反対側の面から突出し、ウォータジャケットの内壁と当接する弾性部材としての板ばねと、を備え、ホルダがウォータジャケットの形状に合わせて湾曲しており、弾性部材の付勢力によってウォータジャケット内での位置が保持されるウォータジャケットスペーサが示されている。
In
また、特許文献2には、ウォータジャケットに配置されるスペーサのスペーサ本体にシリンダボアの軸線方向全長に亘るスリット状の開口が形成され、このスリット状の開口を広げてスペーサ本体をウォータジャケットにデッキ面より挿入する構成が示されている。 Further, in Patent Document 2, a slit-shaped opening is formed in the spacer body of the spacer arranged on the water jacket over the entire length in the axial direction of the cylinder bore, and the slit-shaped opening is widened to use the spacer body as the water jacket on the deck surface. The configuration to insert more is shown.
そして、挟持部材によってスリット状の開口を閉じる方向の力がスペーサ本体に付与されて、スペーサをウォータジャケット内のシリンダボア側の壁面(シリンダボア壁面)に密着させる構成が示されている。また、スペーサは、ウォータジャケット内のシリンダボア側の壁面の中央部から下部側にかけて設けられ、シリンダボア側の壁面に密着する保温部が設けられている。 Then, a configuration is shown in which a force in the direction of closing the slit-shaped opening is applied to the spacer main body by the holding member, and the spacer is brought into close contact with the wall surface on the cylinder bore side (cylinder bore wall surface) in the water jacket. Further, the spacer is provided from the central portion to the lower side of the wall surface on the cylinder bore side in the water jacket, and is provided with a heat insulating portion that is in close contact with the wall surface on the cylinder bore side.
上記特許文献1は、ホルダにおける膨張部材が固定されている面とは反対側の面から突出し、ウォータジャケットの内壁と当接する板ばね等の付勢部材を設け、膨張部材が膨張する前のホルダの挿入時点での位置決を可能にしている。
しかし、ホルダにおける膨張部材が固定される面とは反対側の面に板ばね等の付勢部材が設けられるため、ホルダにおける膨張部材が固定される面とは反対側の面とウォータジャケットの内壁面との間に隙間ができる。
In
However, since a urging member such as a leaf spring is provided on the surface of the holder opposite to the surface on which the inflatable member is fixed, the surface of the holder opposite to the surface on which the inflatable member is fixed and the inside of the water jacket. There is a gap between the wall and the wall.
この隙間に、ウォータジャケット内の冷却水が流れ込み、膨張部材による保温性が損なわれると共にシリンダボア壁の上部に流れる冷却水量が減り、冷却性能の低下、つまりウォータジャケットの上部の温度が上がる虞があり、それに伴って燃焼温度が上昇してエンジンの耐ノッキング性能が悪化する虞がある。 Cooling water in the water jacket flows into this gap, the heat retention by the expansion member is impaired, and the amount of cooling water flowing to the upper part of the cylinder bore wall decreases, which may reduce the cooling performance, that is, the temperature of the upper part of the water jacket may rise. As a result, the combustion temperature may rise and the knocking resistance of the engine may deteriorate.
また、特許文献2においても、挟持部材によってスリット状の開口を閉じる方向の力がスペーサ本体に付与されて、スペーサをウォータジャケット内のシリンダボア側の壁面(シリンダボア壁面)に密着させる構造であるため、スリット状の開口を閉じてスペーサ本体をシリンダボア壁面に密着させた後には、スペーサ本体のシリンダボア壁面に密着させた側とは反対側の面とウォータジャケットの内壁面との間に隙間ができる。 Further, also in Patent Document 2, since the force in the direction of closing the slit-shaped opening is applied to the spacer main body by the holding member, the spacer is brought into close contact with the wall surface on the cylinder bore side (cylinder bore wall surface) in the water jacket. After closing the slit-shaped opening and bringing the spacer body into close contact with the cylinder bore wall surface, a gap is created between the surface of the spacer body opposite to the side in close contact with the cylinder bore wall surface and the inner wall surface of the water jacket.
従って、特許文献2の構造においても上記特許文献1における説明と同様に、スペーサ本体のシリンダボア壁面に密着させた側とは反対側の面とウォータジャケットの内壁面との間に形成される隙間に、ウォータジャケット内の冷却水が流れ込み、保温部による保温性が損なわれると共にシリンダボア壁の上部に流れる冷却水量が減り、冷却性能の低下、つまりウォータジャケットの上部の温度が上昇する虞があり、それに伴って燃焼温度が上昇してエンジンの耐ノッキング性能が悪化する虞がある。
Therefore, also in the structure of Patent Document 2, as in the explanation in
このような課題に鑑み、本発明の少なくとも一つの実施形態は、ウォータジャケットの下部においてシリンダボア壁を保温するとともに、ウォータジャケット内の冷却水がウォータジャケット下部の保温部に入り込んで流通することを抑制して、ウォータジャケット下部の保温性の悪化を防止し、さらにウォータジャケット上部での冷却水温度の上昇による冷却性の悪化を防止可能なウォータジャケットスペーサ、及び該ウォータジャケットスペーサを備えたシリンダブロックを提供することを目的とする。 In view of such a problem, at least one embodiment of the present invention keeps the cylinder bore wall warm at the lower part of the water jacket and suppresses the cooling water in the water jacket from entering the heat insulating part at the lower part of the water jacket and flowing. A water jacket spacer capable of preventing deterioration of the heat retention of the lower part of the water jacket and further preventing deterioration of the cooling property due to an increase in the cooling water temperature at the upper part of the water jacket, and a cylinder block provided with the water jacket spacer. The purpose is to provide.
(1)前述した目的を達成するために発明されたものであって、本発明の少なくとも一つの実施形態は、内燃機関のシリンダブロックのシリンダボア壁の外周に沿って形成されるウォータジャケットの内部に配置されるウォータジャケットスペーサであって、前記ウォータジャケットの内部に前記シリンダボア壁を囲うように形成され、前記ウォータジャケットの内部をシリンダのボア軸線方向にシリンダブロックのデッキ側を上方向として上下に仕切って上部領域と下部領域とに区画する区画部を備え、前記区画部の上方に形成され、区画部より上方の上部領域に冷却水を流通せしめて前記シリンダボア壁を冷却する冷却部を形成する上部スペーサと、前記区画部の下方にシリンダボア壁を囲うように環状に形成され、区画部より下方の下部領域への冷却水の流通を抑制して前記シリンダボア壁を保温する保温部を形成する下部スペーサと、を有することを特徴とする。 (1) It was invented to achieve the above-mentioned object, and at least one embodiment of the present invention is inside a water jacket formed along the outer periphery of the cylinder bore wall of the cylinder block of an internal combustion engine. A water jacket spacer to be arranged, which is formed inside the water jacket so as to surround the cylinder bore wall, and partitions the inside of the water jacket vertically with the deck side of the cylinder block as the upward direction in the bore axis direction of the cylinder. An upper part having a partition portion divided into an upper region and a lower region, which is formed above the partition portion and forms a cooling portion for circulating cooling water to the upper region above the partition portion to cool the cylinder bore wall. A lower spacer formed in an annular shape below the compartment so as to surround the cylinder bore wall, and forms a heat retaining portion that suppresses the flow of cooling water to the lower region below the compartment and keeps the cylinder bore wall warm. And, characterized by having.
上記構成(1)によれば、区画部は、ウォータジャケットの内部にシリンダボア壁を囲うように形成され、さらにウォータジャケットの内部をシリンダのボア軸線方向にシリンダブロックのデッキ側を上方向として上下に仕切って上部領域と下部領域とに区画している。
そして、区画部の上方に形成され、区画部より上方の上部領域に冷却水を流通せしめてシリンダボア壁を冷却する冷却部を形成する上部スペーサと、区画部の下方にシリンダボア壁を囲うように環状に形成され、区画部より下方の下部領域への冷却水の流通を抑制してシリンダボア壁を保温する保温部を形成する下部スペーサと、を有する。
According to the above configuration (1), the compartment is formed so as to surround the cylinder bore wall inside the water jacket, and the inside of the water jacket is vertically moved up and down with the deck side of the cylinder block facing upward in the direction of the bore axis of the cylinder. It is divided into an upper area and a lower area.
Then, an upper spacer formed above the compartment and forming a cooling portion for cooling the cylinder bore wall by circulating cooling water in the upper region above the compartment and an annular shape surrounding the cylinder bore wall below the compartment. It has a lower spacer which is formed in and forms a heat insulating portion which suppresses the flow of cooling water to the lower region below the compartment and keeps the cylinder bore wall warm.
従って、下部スペーサによってウォータジャケットの下部領域への冷却水の流通が抑制されるので、シリンダボア壁の保温性を良好に維持できる。すなわち、先行技術文献のようなウォータジャケットの下部領域に冷却水が流れ込んで流通する構成でないので、保温部の保温性に悪影響を及ぼさない。また、シリンダボア壁の上部に流れる冷却水量が減ることなく、ウォータジャケットの上部領域の冷却性能の低下も防止される。その結果、燃焼室内の燃焼温度が上昇してエンジンの耐ノッキング性能が悪化する虞が防止される。 Therefore, since the lower spacer suppresses the flow of the cooling water to the lower region of the water jacket, the heat retention of the cylinder bore wall can be well maintained. That is, since the cooling water does not flow into and circulate in the lower region of the water jacket as in the prior art document, the heat retaining property of the heat insulating portion is not adversely affected. Further, the amount of cooling water flowing to the upper part of the cylinder bore wall is not reduced, and the deterioration of the cooling performance in the upper region of the water jacket is prevented. As a result, it is possible to prevent the possibility that the combustion temperature in the combustion chamber rises and the knocking resistance of the engine deteriorates.
また、下部スペーサはウォータジャケットの内部にシリンダボア壁を囲うように環状に一体形成されているため、シリンダボア壁を保温する保温部をシリンダボア壁の周囲に片寄りなく配置でき、保温部による保温性を向上できる。 In addition, since the lower spacer is integrally formed inside the water jacket in an annular shape so as to surround the cylinder bore wall, the heat insulating part that keeps the cylinder bore wall warm can be arranged evenly around the cylinder bore wall, and the heat insulating part provides heat retention. Can be improved.
(2)また、幾つかの実施形態では、前記保温部は、前記シリンダボア壁の外周面に密着する保温材を有することを特徴とする。 (2) Further, in some embodiments, the heat insulating portion is characterized by having a heat insulating material that is in close contact with the outer peripheral surface of the cylinder bore wall.
上記構成(2)によれば、保温材がシリンダボア壁の外周面に密着するのでウォータジャケットの下部領域の保温性が良好に得られる。 According to the above configuration (2), since the heat insulating material is in close contact with the outer peripheral surface of the cylinder bore wall, the heat retaining property of the lower region of the water jacket can be obtained satisfactorily.
(3)また、幾つかの実施形態では、前記保温材は、前記下部スペーサに装着され、冷却水を吸収して膨張する膨張部材からなることを特徴とする。 (3) Further, in some embodiments, the heat insulating material is characterized by being attached to the lower spacer and comprising an expansion member that absorbs cooling water and expands.
上記構成(3)によれば、保温材が冷却水を吸収して膨張する膨張部材からなるので、ウォータジャケットの内部にウォータジャケットを挿入するときは、抵抗なく挿入可能であり、その後冷却水の導入によって膨張部材が膨張することでシリンダボア壁の外周面へ密着するので、ウォータジャケットスペーサの挿入作業の作業性が向上するともに、ウォータジャケットの下部領域の保温性も良好に得られる。 According to the above configuration (3), since the heat insulating material is composed of an expansion member that absorbs cooling water and expands, when the water jacket is inserted inside the water jacket, it can be inserted without resistance, and then the cooling water is inserted. Since the expansion member expands due to the introduction and adheres to the outer peripheral surface of the cylinder bore wall, the workability of the water jacket spacer insertion work is improved and the heat retention of the lower region of the water jacket is also satisfactorily obtained.
(4)また、幾つかの実施形態では、前記下部スペーサは、第1下部スペーサと第2下部スペーサとの2分割構造よりなり、前記保温材は、前記第1下部スペーサと前記第2下部スペーサとの間に挟まれて配置されることを特徴とする。 (4) Further, in some embodiments, the lower spacer has a two-divided structure of a first lower spacer and a second lower spacer, and the heat insulating material is the first lower spacer and the second lower spacer. It is characterized in that it is sandwiched between and placed.
上記構成(4)によれば、下部スペーサが、第1下部スペーサと第2下部スペーサとの2分割構造であり、その間に保温材が挟持されるので、保温材の下部スペーサへの装着が容易化する。 According to the above configuration (4), the lower spacer has a two-divided structure of a first lower spacer and a second lower spacer, and the heat insulating material is sandwiched between them, so that the heat insulating material can be easily attached to the lower spacer. To become.
(5)また、幾つかの実施形態では、前記第1下部スペーサは、前記シリンダボア壁の外周面側に設けられ、前記第2下部スペーサは、前記第1下部スペーサより外周側に並設され、前記第1下部スペーサの下端部は前記第2下部スペーサの下端部を下方より覆うように設けられことを特徴とする。 (5) Further, in some embodiments, the first lower spacer is provided on the outer peripheral surface side of the cylinder bore wall, and the second lower spacer is juxtaposed on the outer peripheral side of the first lower spacer. The lower end of the first lower spacer is provided so as to cover the lower end of the second lower spacer from below.
上記構成(5)によれば、第1下部スペーサの下端部が第2下部スペーサの下端部を下方より覆うように設けられるので、第1下部スペーサと第2下部スペーサと保温材とが組み合わされたウォータジャケットスペーサを、シリンダブロックのデッキ側のウォータジャケットの開口から挿入して、ウォータジャケットの底に突き当たった際に、保温材が直接ウォータジャケットの底に突き当たることが防止される。これによって、保温材が衝撃によって損傷等を生じる問題がなくなる。 According to the above configuration (5), since the lower end portion of the first lower spacer is provided so as to cover the lower end portion of the second lower spacer from below, the first lower spacer, the second lower spacer, and the heat insulating material are combined. When the water jacket spacer is inserted through the opening of the water jacket on the deck side of the cylinder block and hits the bottom of the water jacket, the heat insulating material is prevented from directly hitting the bottom of the water jacket. This eliminates the problem that the heat insulating material is damaged by impact.
(6)また、幾つかの実施形態では、前記第1下部スペーサには、前記第1下部スペーサと前記第2下部スペーサとの間に挟まれた前記保温材が膨張した際に前記保温材が前記シリンダボア壁の外周面に密着可能なように開口部が形成されることを特徴とする。 (6) Further, in some embodiments, the first lower spacer is provided with the heat insulating material when the heat insulating material sandwiched between the first lower spacer and the second lower spacer expands. It is characterized in that an opening is formed so as to be in close contact with the outer peripheral surface of the cylinder bore wall.
上記構成(6)によれば、第1下部スペーサと第2下部スペーサとの間に、保温材が挟持される構造であっても、開口部を介して保温材をシリンダボア壁の外周面に密着させることができ、ウォータジャケットの下部においてシリンダボア壁を確実に保温することができる。 According to the above configuration (6), even if the heat insulating material is sandwiched between the first lower spacer and the second lower spacer, the heat insulating material is brought into close contact with the outer peripheral surface of the cylinder bore wall through the opening. The cylinder bore wall can be reliably kept warm at the bottom of the water jacket.
(7)また、幾つかの実施形態では、前記下部スペーサには、前記シリンダボア壁の外周面に対向する面に前記保温材を装着する保温材装着溝が形成されることを特徴とする。 (7) Further, in some embodiments, the lower spacer is characterized in that a heat insulating material mounting groove for mounting the heat insulating material is formed on a surface facing the outer peripheral surface of the cylinder bore wall.
上記構成(7)によれば、保温材の装着をシリンダボア壁の外周面に対向する面に形成された保温材装着溝に係合することによって行うので、保温材を簡単に装着可能である。なお、保温材装着溝への装着は、接着剤によってもその他係合手段によってもよい。 According to the above configuration (7), since the heat insulating material is mounted by engaging with the heat insulating material mounting groove formed on the surface facing the outer peripheral surface of the cylinder bore wall, the heat insulating material can be easily mounted. It should be noted that the heat insulating material may be mounted in the mounting groove by an adhesive or other engaging means.
(8)また、幾つかの実施形態では、前記区画部に、前記上部領域と前記下部領域とを連通する水穴が形成され、前記上部領域の冷却水を前記下部領域の保温材に供給して前記保温材を膨張せしめることを特徴とする。 (8) Further, in some embodiments, a water hole connecting the upper region and the lower region is formed in the compartment, and the cooling water in the upper region is supplied to the heat insulating material in the lower region. The heat insulating material is expanded.
上記構成(8)によれば、下部スペーサによってウォータジャケットの下部領域に冷却水を流通させないように構成しても、区画部に形成された上部領域と下部領域とを連通する水穴によって、下部スペーサに装着された保温材に冷却水を供給することができる。これによって、保温材を膨張せしめることができ、シリンダボア壁の外周面への密着性が得られて、ウォータジャケットの下部領域の保温性が良好に得られる。 According to the above configuration (8), even if the lower spacer is configured so that the cooling water does not flow to the lower region of the water jacket, the lower portion is formed by the water hole that communicates the upper region and the lower region formed in the compartment. Cooling water can be supplied to the heat insulating material attached to the spacer. As a result, the heat insulating material can be inflated, adhesion to the outer peripheral surface of the cylinder bore wall is obtained, and heat retaining property in the lower region of the water jacket can be obtained well.
(9)また、本発明のシリンダブロックに係る一実施形態では、上記(1)から(8)のいずれかのウォータジャケットスペーサを備えることを特徴とする。 (9) Further, in one embodiment according to the cylinder block of the present invention, the water jacket spacer according to any one of (1) to (8) above is provided.
上記構成(9)によれば、上記(1)から(8)のウォータジャケットスペーサが有する作用効果を備えたシリンダブロックを得ることができる。 According to the above configuration (9), it is possible to obtain a cylinder block having the effects of the water jacket spacers (1) to (8).
本発明の一実施形態によれば、ウォータジャケットの下部においてシリンダボア壁を保温するとともに、ウォータジャケット内の冷却水がウォータジャケット下部の保温部に入り込んで流通することを抑制して、ウォータジャケット下部の保温性の悪化を防止し、さらにウォータジャケット上部での冷却水温度の上昇による冷却性の悪化を防止することができる。 According to one embodiment of the present invention, the cylinder bore wall is kept warm at the lower part of the water jacket, and the cooling water in the water jacket is suppressed from entering the heat insulating part at the lower part of the water jacket and flowing to the lower part of the water jacket. It is possible to prevent deterioration of the heat retention property, and further prevent deterioration of the cooling property due to an increase in the cooling water temperature at the upper part of the water jacket.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいてより詳細に説明する。
ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれらに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of the components described as embodiments or shown in the drawings are not intended to limit the scope of the present invention to these, but are merely explanatory examples. No.
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。 For example, expressions such as "same", "equal", and "homogeneous" that indicate that things are in the same state not only represent exactly the same state, but also have tolerances or differences to the extent that the same function can be obtained. It shall also represent the existing state. On the other hand, the expressions "equipped", "equipped", "equipped", "included", or "have" one component are not exclusive expressions excluding the existence of other components.
図1〜3、図9、図11を参照して本発明の一実施形態に係るウォータジャケットスペーサ1について説明する。
本発明の一実施形態に係るウォータジャケットスペーサ1が適用されるウォータジャケット3は、図11(A)、(B)、(C)に示すように、直列の3気筒の内燃機関におけるシリンダブロック5に形成されている。
The
As shown in FIGS. 11 (A), 11 (B), and 11 (C), the
シリンダブロック5には、3つのシリンダボア7が形成され、そのシリンダボア7を形成するシリンダボア壁9の周囲に、冷却水を循環させるウォータジャケット3が形成されている。
また、シリンダボア壁9の内側にはピストンが嵌合されて上下に摺動するように配置されている。なお、シリンダライナと呼ばれる円筒をシリンダボア壁9の内側に挿入して、そのシリンダライナの内側にピストンが上下に摺動されるように配置されてもよい。
Three cylinder bores 7 are formed in the
Further, a piston is fitted inside the cylinder bore
シリンダブロック5は、いわゆるオープンデッキ構造であり、本実施形態のウォータジャケットスペーサ1は、シリンダブロック5の上面に形成されたウォータジャケット3の開口11から挿入されて組み込まれるようになっている。
The
図9に示すように、ウォータジャケット3の開口11から挿入されて組み込まれたウォータジャケットスペーサ1は、ウォータジャケットスペーサ1の下端部1aがウォータジャケット3の底部3aに当接するまで挿入されるとともに、ウォータジャケットスペーサ1の上端部1bは図示しないシリンダヘッドとシリンダブロック5との間に介在されるガスケット13に接触してウォータジャケット3の内部に設置される。
As shown in FIG. 9, the
ウォータジャケットスペーサ1は、ウォータジャケット3の内部に挿入されてシリンダボア壁9を囲うように、ウォータジャケット3の形状に合わせて形成され、平面視においては、図11(B)に示すように、第1気筒15、第2気筒17、及び第3気筒19の周囲に沿って湾曲するとともに環状に形成されている。
The
また、ウォータジャケットスペーサ1は、ウォータジャケット3の内部をシリンダのボア軸線L方向にシリンダブロック5のデッキ側を上方向として上下に仕切って上部領域と下部領域とに区画する区画部21を備えている。例えば、図9に示すように、ウォータジャケット3の深さHの略1/2に位置されるように形成される。
そして、ウォータジャケット3の上部領域には冷却水を流通せしめてシリンダボア壁9を冷却せしめる冷却部23が形成され、下部領域には冷却水の流通を抑制してシリンダボア壁9を保温せしめる保温部25が形成されている。
Further, the
A cooling
次に、図1〜3を参照して、ウォータジャケットスペーサ1についてさらに説明する。
ウォータジャケットスペーサ1は、区画部21に接続して区画部21の上方に形成され、区画部21より上方の上部領域を形成する上部スペーサ27と、区画部21に接続されて区画部21の下方にシリンダボア壁を囲うように環状に形成され、区画部21より下方の下部領域を形成する下部スペーサ29とを有している。
Next, the
The
そして、上部スペーサ27によって、区画部21より上方の上部領域に冷却水を流通せしめてシリンダボア壁9を冷却する冷却部23が形成され、下部スペーサ29によって、区画部21より下方の下部領域への冷却水の流通を抑制してシリンダボア壁9を保温する保温部25が形成されている。
Then, the
また、下部スペーサ29は、シリンダボア壁9の外周面側に設けられる第1下部スペーサ29aと、第1下部スペーサ29aより外周側に並設される第2下部スペーサ29bとの2分割構造よりなっている。
Further, the
また、下部スペーサ29の第2下部スペーサ29bと上部スペーサ27とは、区画部21を含めて一体に形成されてスペーサ本体部31を形成している。
これらスペーサ本体部31及び第1下部スペーサ29aは、それぞれ樹脂材料よりなり、インジェクションモールディングによって製造されて一体形成される。
Further, the second
The spacer
図1(A)は、スペーサ本体部31の斜視図を示し、図1(B)は、第1下部スペーサ29aと第2下部スペーサ29bとの間に挟まれて配置される保温材33の配置状態の斜視図を示し、図1(C)は、第1下部スペーサ29aの斜視図を示し、図1(D)は、これらスペーサ本体部31と保温材33と第1下部スペーサ29aとが組み合わされて形成されたウォータジャケットスペーサ1の斜視図を示す。
FIG. 1A shows a perspective view of the spacer
図1(A)、(D)に示すように、上部スペーサ27は、下端部が区画部21に接続され、上端部がガスケット13に接触するように配置される第1支柱部35と、第2支柱部37と、第3支柱部39とを有している。
第1支柱部35は、第1気筒15のシリンダボア壁9の外周面に対向して周方向の一部に設けられ、第2支柱部37は、第2気筒17のシリンダボア壁9の外周面に対向して周方向の一部に設けられ、第3支柱部39は、第3気筒19のシリンダボア壁9の外周面に対向して周方向の一部に設けられる。
As shown in FIGS. 1A and 1D, the
The
そして、シリンダヘッドのシリンダブロック5への締め付けによって、ガスケット13にこれら第1支柱部35、第2支柱部37、第3支柱部39の頂部が当接して、ウォータジャケットスペーサ1が、ウォータジャケット3の内部に配置される。
Then, by tightening the cylinder head to the
また、第1支柱部35について、その厚さ(シリンダボア径方向の厚さ)は、ウォータジャケット3を形成する内側壁面3bから外側壁面3cに渡って位置して、ウォータジャケット3の内部を周方向に仕切るように設けられる。すなわち、周方向への冷却水の流れを遮蔽するように設けられる。
Further, the thickness (thickness in the radial direction of the cylinder bore) of the
一方、第2支柱部37及び第3支柱部39の厚さ(シリンダボア径方向の厚さ)は、ウォータジャケット3を形成する内側壁面3bから外側壁面3cの長さの半分以下の厚さを有し、第2支柱部37及び第3支柱部39は、外側壁面3cに沿って接するように設けられ、第2支柱部37及び第3支柱部39とウォータジャケット3の内側壁面3bとの間には、冷却水が流通するように流路が形成される。
On the other hand, the thickness of the
図1(B)に示すように、保温材33は、各気筒のシリンダボア壁9の形状に合わせて平面視においては円弧状を有し、側面視においては矩形状を有して形成されている。本実施形態では、第1気筒用として保温材33a1、33a2が装着され、第2気筒用として保温材33b1、33b2が装着され、第3気筒用として保温材33c1、33c2、33c3が装着される。
なお、この保温材33は、冷却水を吸収して膨張する膨張部材からなっている。また、保温材33は、前述のように第1下部スペーサ29aと第2下部スペーサ29bとの間に挟まれて装着されるようになっている。
As shown in FIG. 1 (B), the
The
図1(A)、(C)に示すように、下部スペーサ29は、第1気筒15、第2気筒17、及び第3気筒19のそれぞれのシリンダボア壁9の周囲に沿って環状に一体形成された第2下部スペーサ29bを有している。この第2下部スペーサ29bは、上部スペーサ27の第1支柱部35、第2支柱部37、および第3支柱部39と区画部21を介して一体的に形成されてスペーサ本体部31を形成している。
As shown in FIGS. 1A and 1C, the
また、第2下部スペーサ29bは、第1気筒15の吸気側の一部に冷却水供給切欠部41が形成され、その部分にシリンダブロック5に形成された冷却水入口43から冷却水がウォータジャケット3の内部に供給されるようになっている。
Further, in the second
また、第1下部スペーサ29aは、第2下部スペーサ29bと並設され、第2下部スペーサ29bよりシリンダボア壁9に近い側に設けられる。そして、第1下部スペーサ29aは、シリンダボア壁9を保温する保温材33を第2下部スペーサ29bとの間に挟み込む矩形形状の保温材装着部45を気筒毎に周方向に複数個所に有している。
従って、保温材装着部45は、第1気筒用としての保温材33a1、33a2、第2気筒用としての保温材33b1、33b2、第3気筒用としての保温材33c1、33c2、33c3に対応して設けられている。
Further, the first
Therefore, the heat insulating
各気筒の保温材装着部45の下端部は、下端連結部47によって連結される。この下端連結部47は、ウォータジャケット3の形状に沿って環状に形成されている。
さらに、第1下部スペーサ29aの下端連結部47には、第2下部スペーサ29bの下端部を下方より覆うように折り返し形状になった下端保護部49(図3参照)が形成されている。
The lower end of the heat insulating
Further, the lower
下端保護部49によって、シリンダブロック5のデッキ側のウォータジャケット3の開口11からウォータジャケットスペーサ1を挿入して、ウォータジャケット3の底部3a突き当たった際に、保温材33が直接にウォータジャケット3の底部3aに突き当たることが防止される。これによって、保温材33が衝撃によって損傷等を生じることが防止される。
When the
また、第1下部スペーサ29aの保温材装着部45には、第1下部スペーサ29aと第2下部スペーサ29bとの間に挟まれる保温材33が膨張した際に保温材33がシリンダボア壁9の外周面に密着可能なように保温材用開口部51が形成されている。
Further, in the heat insulating
このように、保温材用開口部51が形成されるため、保温材33が、第1下部スペーサ29aの保温材装着部45と第2下部スペーサ29bとの間に挟持される構造であっても、保温材33が膨張した際に保温材33をシリンダボア壁9の外周面に確実に密着させることができ、ウォータジャケット3の下部におけるシリンダボア壁9を確実に保温することができる。
Since the heat insulating
なお、これらスペーサ本体部31と保温材33と第1下部スペーサ29aとの組み立ては、図1(A)〜(D)に示すように、図1(C)の第1下部スペーサ29aの保温材用開口部51の外側に、図1(B)の保温材33を配置し、その保温材33の外側に図1(A)のスペーサ本体部31を組み付けて、保温材33を第1下部スペーサ29aとスペーサ本体部31の第2下部スペーサ29bとで挟み込むようにして、ウォータジャケットスペーサ1が組み立てられる。
Assembling the spacer
また、ウォータジャケット3内の冷却水の流れは、図1(D)、及び図11(B)、(C)に矢印Kで示す。冷却水入口43からウォータジャケット3の内部に供給された冷却水は、冷却水供給切欠部41及び第1支柱部35によって、第1気筒15の吸気側のウォータジャケット3内の上部領域に導かれ、その後第1気筒15の吸気側から排気側に導かれる。その後、冷却水は、第2気筒17、第3気筒19の排気側のウォータジャケット3内の上部領域を流通して、さらに冷却水はUターンして第3気筒19から第2気筒17、及び第1気筒15の吸気側のウォータジャケット3内の上部領域に戻ってきて、第1支柱部35に沿って上昇してガスケット13に形成された冷却水出口53からシリンダヘッドに排出する。このようにUターンフローの流れが形成されている。
The flow of the cooling water in the
図2には、図1のA方向切断面による断面図を示し、図3には、図2のM部分の拡大断面図を示す。
図2、3に示すように、第2下部スペーサ29bの内周面には、保温材33を挟んで第1下部スペーサ29aの保温材装着部45が篏合するように、保温材装着部45の大きさに対応した保温材装着溝55が形成されている。この保温材装着溝55に保温材33を挟んで保温材装着部45が篏合されると、保温材装着部45のシリンダボア壁9側の面と、第2下部スペーサ29bのシリンダボア壁9側の面と篏合される。
FIG. 2 shows a cross-sectional view taken along the cut surface in the A direction of FIG. 1, and FIG. 3 shows an enlarged cross-sectional view of the M portion of FIG.
As shown in FIGS. A heat insulating
さらに、区画部21を貫通して水穴57が形成されている。この水穴57は区画部21の上部領域と区画部21の下方側の保温材装着溝55内とを連通している。また、各保温材装着溝55にそれぞれ水穴57が形成されている。
水穴57によって上部領域の冷却水が保温材装着溝55内の保温材33に冷却水が供給されて、保温材33は冷却水を吸収して膨張する。これによって、膨張した保温材33が保温材用開口部51超えてシリンダボア壁9の外周面に密着する。
Further, a
The cooling water in the upper region is supplied to the
この膨張する状態の概念図を図9(A)、(B)に示す。図9(A)は、冷却水がウォータジャケット3の内部に供給される前であり、保温材33の膨張前の状態を示す。図9(B)は、冷却水がウォータジャケット3の内部に供給されて、水穴57によって上部領域の冷却水が保温材装着溝55内の保温材33に供給され、保温材33が膨張した後の状態を示す。
Conceptual diagrams of this expanding state are shown in FIGS. 9A and 9B. FIG. 9A shows a state before the cooling water is supplied to the inside of the
また、水穴57は、図11(B)に示すように、第1気筒15のシリンダボア壁9を囲うウォータジャケットスペーサ1の部分には、周方向に略90°間隔に3か所設けられ、第2気筒17のシリンダボア壁9を囲うウォータジャケットスペーサ1の部分には、周方向に略180°間隔に2か所設けられ、第3気筒19のシリンダボア壁9を囲うウォータジャケットスペーサ1の部分には、周方向に略90°間隔に3か所設けられている。
なお、図3に示すように、水穴57は、冷却水を通過させる機能だけでなく、ウォータジャケットスペーサ1を組み立てたときに保温材33が保温材装着部45と第2下部スペーサ29bとの間に介装されているかを確認する視認窓の機能も有する。
Further, as shown in FIG. 11B, three
As shown in FIG. 3, the
以上の一実施形態によれば、ウォータジャケットスペーサ1に、ウォータジャケット3の内部をシリンダのボア軸線L方向にシリンダブロック5のデッキ側を上方向として上下に仕切って上部領域と下部領域とに区画する区画部21を備え、区画部21に接続した下部スペーサ29によって、ウォータジャケット3の下部領域への冷却水の流通が抑制されるので、すなわち、冷却水が下部領域を循環するように流れてシリンダヘッドに流れることが抑制されるので、シリンダボア壁9の下部の保温性を良好に維持できる。
According to the above embodiment, the inside of the
先行技術文献のようなウォータジャケットの下部領域に冷却水が流れ込んで流通する構成でないので、ウォータジャケット3の下部領域の保温部の保温性に悪影響を及ぼさない。また、シリンダボア壁の上部に流れる冷却水量が減ることなくウォータジャケット3の上部領域の冷却性能の低下も防止される。その結果、燃焼室内の燃焼温度が上昇してエンジンの耐ノッキング性能が悪化する虞が防止される。
Since the cooling water does not flow into and circulate in the lower region of the water jacket as in the prior art document, it does not adversely affect the heat retention of the heat insulating portion in the lower region of the
また、ウォータジャケットスペーサ1は、ウォータジャケット3の内部にシリンダボア壁9を囲うように環状に一体形成されているため、シリンダボア壁9を保温する保温材33を片寄りなく配置できるため、保温性を向上できる。さらに、保温材33がシリンダボア壁9の外周面に密着するのでウォータジャケット3の下部領域の保温性が良好に得られる。
Further, since the
また、下部スペーサ29は、第1下部スペーサ29aと第2下部スペーサ29bとの2分割構造よりなり、保温材33が、第1下部スペーサ29aと第2下部スペーサ29bとの間に挟まれて配置される構造であるので、保温材33の下部スペーサ29への装着が容易になる。すなわち、第2下部スペーサ29bの保温材装着溝55に、保温材33を挟んで第1下部スペーサ29aの保温材装着部45を篏合することで、保温材33を装着できるので、保温材33の組み付けが簡単化する。
Further, the
また、これらスペーサ本体部31及び第1下部スペーサ29aは、それぞれ樹脂材料よりなり、インジェクションモールディングによって製造されて一体形成されるので、第1気筒15、第2気筒17、及び第3気筒19のシリンダボア壁9の周囲に沿って湾曲する環状形状の形成、及び保温材33の大きさの変更に対応した保温材装着溝55を製作が容易である。
Further, since the spacer
次に、図4〜6に他の実施形態を示す。
図4〜6は、図1〜3に対して、下部スペーサ59の構造が相違する。図1〜3の実施形態では、下部スペーサ29は、第1下部スペーサ29aと第2下部スペーサ29bとの2分割構造であるが、図4〜6の実施形態では、下部スペーサ59は、図1〜3の実施形態の第1下部スペーサ29aが無く第2下部スペーサ29bに相当する部分だけの構造である。図1〜3の一実施形態と同一の構成については同一符号を付して説明を省略する。
Next, FIGS. 4 to 6 show other embodiments.
4 to 6 differ from FIGS. 1 to 3 in the structure of the
本実施形態のウォータジャケットスペーサ50は、区画部21より上方の上部領域を形成する上部スペーサ27と、区画部21より下方の下部領域を形成する下部スペーサ59とを有し、下部スペーサ59と上部スペーサ27とは、区画部21を含めて一体に形成されてスペーサ本体部61を形成している。スペーサ本体部61は、樹脂材料よりなり、インジェクションモールディングによって製造されて環状に一体形成されている。
The
図4(A)は、スペーサ本体部61の斜視図を示し、図4(B)は、下部スペーサ59に取り付けられる保温材33の配置状態の斜視図を示し、図4(C)は、スペーサ本体部61と保温材33とが組み合わされたウォータジャケットスペーサ50の斜視図を示す。
4 (A) shows a perspective view of the spacer
図5には、図4のB方向切断面による断面図を示し、図6には、図5のN部分の拡大断面図を示す。
図5、6に示すように、下部スペーサ59の内周面には、保温材33を装着する保温材装着溝55が保温材33の矩形形状に合わせて形成され、保温材33が接着剤によってこの保温材装着溝55の内部に接着されて装着される。水穴57については図2、3と同様である。下部スペーサ59の構造以外は、図1〜3の実施形態と同様の構造である。
FIG. 5 shows a cross-sectional view taken along the cut surface in the B direction of FIG. 4, and FIG. 6 shows an enlarged cross-sectional view of the N portion of FIG.
As shown in FIGS. 5 and 6, on the inner peripheral surface of the
以上の図4〜6の実施形態によれば、保温材33の装着を下部スペーサ59の内周面に形成された保温材装着溝55に接着によって装着するので、下部スペーサを2分割構造にして挟み込むものに比べて下部スペーサの構成部品が少なく簡素化して、簡単に保温材33を装着することができる。
According to the above embodiments of FIGS. 4 to 6, since the
次に、図7、8に他の実施形態を示す。
図7、8の実施形態は、図4〜6の実施形態に対して、保温材33を保温材装着溝55に装着する手段が相違し、接着剤による接着ではなく、ハンガー63とクリップ65により装着することが相違する。他の構成は図4〜6の実施形態と同様である。
Next, FIGS. 7 and 8 show other embodiments.
The embodiments of FIGS. 7 and 8 differ from the embodiments of FIGS. 4 to 6 in the means for mounting the
図7(A)は保温材33が下部スペーサ59に装着される前を示し、図7(B)は下部スペーサ59に保温材33が装着された状態を示す。
図7(A)に示すように、保温材33には、頂部に首部67と、該首部67と直交する係止部69からなるT字状のハンガー63が設けられている。そして、そのハンガー63が区画部21の上面に設けられた保温材ガイド71に係合して、保温材33が保温材装着溝55の内部に吊り下げられる。さらに保温材33の下部は、クリップ65によって保持される。クリップ65は、金属製クリップからなり、下部スペーサ59に形成されたクリップ溝73内に係合されて取り付けられる。
FIG. 7A shows a state before the
As shown in FIG. 7A, the
水穴57については、図1、4の実施形態における水穴57の位置に、保温材ガイド71が設けられ、T字状のハンガー63の首部67が貫通する穴部が水穴の機能を有するように首部67より大きく設けられていることで機能するようになっている。なお、保温材ガイド71の設置部位とは関係なく保温材ガイド71とは異なる位置に設けてもよい。
Regarding the
図8は、図7(A)の矢印C方向の矢視図であり、第1気筒15の吸気側にも保温材33を装着することができることを示す概略図である。
下部スペーサ59の第1気筒15の吸気側には、冷却水入口43に対応して冷却水供給切欠部41が設けられるため、下部スペーサ59に保温材33を設置するスペースを確保しにくいが、図8に示すように、第1気筒15の吸気側の狭い場所でも保温材33を装着可能であることを示す概略図である。
なお、図1、図4に示す実施形態においても同様に第1気筒15の吸気側に保温材33を設置してもよい。
FIG. 8 is an arrow view in the direction of arrow C in FIG. 7A, and is a schematic view showing that the
Since the cooling
In the embodiment shown in FIGS. 1 and 4, the
次に、図10に幾つかの実施形態を示す。
図10に示すウォータジャケットスペーサ1'、50'は、図9に示すウォータジャケットスペーサ1、50に対して、肉抜きが行われている構造を示す概念図である。図1〜3に示す実施形態、図4〜6に示す実施形態、及び図7、8に示す実施形態においては、図9(A)、(B)に示すように、下部スペーサ(図1〜3の実施形態においては第2下部スペーサ29b、図4〜8の実施形態においては下部スペーサ59)の厚さ(シリンダボア径方向の厚さ)は、ウォータジャケット3の内側壁面3bから外側壁面3cに達するまでの厚さを有している(なお、ウォータジャケット3内部にウォータジャケットスペーサ1、50を挿入可能な隙間は有している)。
Next, FIG. 10 shows some embodiments.
The water jacket spacers 1'and 50'shown in FIG. 10 are conceptual diagrams showing a structure in which the
本実施形態においては、図10に示すように、下部スペーサ(第2下部スペーサ29b、下部スペーサ59)の厚さにウォータジャケット3の外側壁面3c側に肉抜部75が設けられて薄くなっている。この肉抜部75は第2下部スペーサ29b、下部スペーサ59の環状形状の全周に渡って形成されている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 10, the thickness of the lower spacer (second
この肉抜部75には、冷却水入口43からウォータジャケット3内に流入した冷却水は流通しないようになっているため、保温材33の保温効果が影響を受けることが無く、肉抜部75による軽量化が達成できる。また、仮に肉抜部75に冷却水が流入しても肉抜部75への流れが制限されているため、シリンダボア壁の上部に流れる冷却水量が減ることなく、冷却性能を害する恐れがない。
Since the cooling water flowing into the
本発明の一実施形態によれば、ウォータジャケットの下部においてシリンダボア壁を保温するとともに、ウォータジャケット内の冷却水がウォータジャケット下部の保温部に入り込んで流通することを抑制して、ウォータジャケット下部の保温性の悪化を防止し、さらにウォータジャケット上部での冷却水温度の上昇による冷却性の悪化を防止することができるウォータジャケットスペーサを得ることができるので、ウォータジャケットスペーサへの利用に適している。 According to one embodiment of the present invention, the cylinder bore wall is kept warm at the lower part of the water jacket, and the cooling water in the water jacket is suppressed from entering the heat insulating part at the lower part of the water jacket and flowing to the lower part of the water jacket. It is suitable for use as a water jacket spacer because it is possible to obtain a water jacket spacer that can prevent deterioration of heat retention and further prevent deterioration of cooling performance due to an increase in the cooling water temperature at the upper part of the water jacket. ..
1、50、1'、50' ウォータジャケットスペーサ
3 ウォータジャケット
5 シリンダブロック
9 シリンダボア壁
13 ガスケット
21 区画部
23 冷却部
25 保温部
27 上部スペーサ
29、59 下部スペーサ
29a 第1下部スペーサ
29b 第2下部スペーサ
31、61 スペーサ本体部
33(33a1、33a2、33b1、33b2、33c1、33c2、33c3) 保温材(膨張部材)
35 第1支柱部
37 第2支柱部
39 第3支柱部
41 冷却水供給切欠部
43 冷却水入口
45 保温材装着部
47 下端連結部
49 下端保護部
51 保温材用開口部(開口部)
53 冷却水出口
55 保温材装着溝
57 水穴
63 ハンガー
71 保温材ガイド
75 肉抜部
1, 50, 1', 50'
35
53
Claims (4)
前記ウォータジャケットの内部に前記シリンダボア壁を囲うように形成され、前記ウォータジャケットの内部をシリンダのボア軸線方向にシリンダブロックのデッキ側を上方向として上下に仕切って上部領域と下部領域とに区画する区画部を備え、
前記区画部の上方に形成され、区画部より上方の上部領域に冷却水を流通せしめて前記シリンダボア壁を冷却する冷却部を形成する上部スペーサと、
前記区画部の下方にシリンダボア壁を囲うように環状に形成され、区画部より下方の下部領域への冷却水の流通を抑制して前記シリンダボア壁を保温する保温部を形成する下部スペーサと、を有し、
前記保温部は、前記シリンダボア壁の外周面に密着する保温材を有し、
前記保温材は、前記下部スペーサに装着され、冷却水を吸収して膨張する膨張部材からなり、
前記下部スペーサは、第1下部スペーサと第2下部スペーサとの2分割構造よりなり、
前記保温材は、前記第1下部スペーサと前記第2下部スペーサとの間に挟まれて配置され、
前記第1下部スペーサには、前記第1下部スペーサと前記第2下部スペーサとの間に挟まれた前記保温材が膨張した際に前記保温材が前記シリンダボア壁の外周面に密着可能なように開口部が形成されることを特徴とするウォータジャケットスペーサ。 A water jacket spacer placed inside a water jacket formed along the outer circumference of the cylinder bore wall of the cylinder block of an internal combustion engine.
The inside of the water jacket is formed so as to surround the cylinder bore wall, and the inside of the water jacket is divided into an upper region and a lower region by vertically partitioning the inside of the water jacket in the direction of the bore axis of the cylinder with the deck side of the cylinder block facing upward. Equipped with a compartment,
An upper spacer formed above the compartment and forming a cooling portion for cooling the cylinder bore wall by flowing cooling water to the upper region above the compartment.
A lower spacer that is formed in an annular shape below the compartment so as to surround the cylinder bore wall and forms a heat insulating portion that suppresses the flow of cooling water to the lower region below the compartment and keeps the cylinder bore wall warm. Yes, and
The heat insulating portion has a heat insulating material that is in close contact with the outer peripheral surface of the cylinder bore wall.
The heat insulating material is an expansion member that is attached to the lower spacer and absorbs cooling water to expand.
The lower spacer has a two-divided structure consisting of a first lower spacer and a second lower spacer.
The heat insulating material is arranged so as to be sandwiched between the first lower spacer and the second lower spacer.
The first lower spacer is provided so that the heat insulating material can be brought into close contact with the outer peripheral surface of the cylinder bore wall when the heat insulating material sandwiched between the first lower spacer and the second lower spacer expands. A water jacket spacer characterized in that an opening is formed.
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