JP2005083258A - Cooling structure of cylinder block - Google Patents
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Description
本発明は、シリンダブロックの冷却構造に関し、とくにシリンダブロック内ウォータジャケットにスペーサ(挿入物、インサート等と呼んでもよい)をシリンダブロックに固定せずに配置したシリンダブロックの冷却構造に関する。 The present invention relates to a cooling structure for a cylinder block, and more particularly to a cooling structure for a cylinder block in which a spacer (which may be called an insert or an insert) is not fixed to a cylinder block in a water jacket in the cylinder block.
内燃機関において、シリンダボア壁上部の温度は、シリンダボア壁下部の温度よりも高くなる傾向にある。このため、シリンダブロック内ウォータジャケットに一様に冷却水を流してシリンダボア壁上部の温度が高くなることを防止すると、シリンダボア壁下部が過冷却となり、ピストンとの摺動部に発生する摩擦損失が大きくなるといった不具合を招く。特開2002−30989号公報では、こうしたシリンダボア壁の温度分布を改善するために、シリンダブロック内ウォータジャケットにスペーサを設けることが提案されている。 In an internal combustion engine, the temperature at the upper part of the cylinder bore wall tends to be higher than the temperature at the lower part of the cylinder bore wall. For this reason, if the cooling water is allowed to flow uniformly through the water jacket in the cylinder block to prevent the temperature at the upper part of the cylinder bore wall from becoming high, the lower part of the cylinder bore wall will be overcooled, and friction loss generated at the sliding part with the piston will be reduced. Incurs problems such as an increase in size. Japanese Patent Laid-Open No. 2002-30989 proposes to provide a spacer in the water jacket in the cylinder block in order to improve the temperature distribution of the cylinder bore wall.
スペーサの組付け性等のため、シリンダブロック内ウォータジャケット内にスペーサをシリンダブロックに固定せずに設けた場合、シリンダブロック内ウォータジャケットを流れる冷却水の圧力変動やエンジンの振動により、スペーサが動いてシリンダヘッドガスケットと当たる。その当たりによる衝撃がシリンダヘッドガスケットのシリンダボア周りの燃焼ガスのシール部に伝わり、シール部に疲労亀裂が生じるおそれがあった。
本発明が解決しようとする問題点は、スペーサがシリンダブロック内ウォータジャケット内で動くことによりシリンダヘッドガスケットに当たり、この当たりによる衝撃がシリンダヘッドガスケットのシリンダボア周りのシール部に伝わってシリンダボア周りのシール部に亀裂を発生させることである。 The problem to be solved by the present invention is that the spacer hits the cylinder head gasket by moving in the water jacket in the cylinder block, and the impact due to this contact is transmitted to the seal portion around the cylinder bore of the cylinder head gasket, and the seal portion around the cylinder bore. It is to generate cracks.
本発明の目的は、スペーサがシリンダブロック内ウォータジャケット内で動いてシリンダヘッドガスケットに当たりその衝撃がシリンダヘッドガスケットのシリンダボア周りのシール部に伝わってシール部に亀裂を生じることを防止できるシリンダブロックの冷却構造を提供することにある。 An object of the present invention is to cool a cylinder block that can prevent the spacer from moving in the water jacket in the cylinder block and hitting the cylinder head gasket, and the impact is transmitted to the seal portion around the cylinder bore of the cylinder head gasket to cause cracks in the seal portion. To provide a structure.
上記目的を達成する本発明はつぎの通りである。
(1) シリンダブロックおよびシリンダヘッドと、前記シリンダブロック内に形成されたシリンダブロック内ウォータジャケットと、前記シリンダブロックおよび前記シリンダヘッドとで保持され前記シリンダブロック内ウォータジャケットに接するシリンダヘッドガスケットと、前記シリンダブロック内ウォータジャケット内に前記シリンダブロックに固定せずに設けられたスペーサと、を備えたシリンダブロックの冷却構造であって、前記シリンダヘッドガスケットに貫通孔を設け、前記スペーサの上部を前記貫通孔を通して前記シリンダヘッドにより受けたシリンダブロックの冷却構造。
(2) シリンダブロックおよびシリンダヘッドと、前記シリンダブロック内に形成されたシリンダブロック内ウォータジャケットと、前記シリンダブロックおよび前記シリンダヘッドとで保持され前記シリンダブロック内ウォータジャケットに接するシリンダヘッドガスケットと、前記シリンダブロック内ウォータジャケット内に前記シリンダブロックに固定せずに設けられたスペーサと、を備えたシリンダブロックの冷却構造であって、前記スペーサの上部を前記シリンダヘッドガスケットに接触させ、前記シリンダヘッドガスケットに、該シリンダヘッドガスケットのシリンダボア周りのシール部と前記スペーサが接触する接触部との間にスリットを設けたシリンダブロックの冷却構造。
The present invention for achieving the above object is as follows.
(1) a cylinder block and a cylinder head, a water jacket in the cylinder block formed in the cylinder block, a cylinder head gasket held by the cylinder block and the cylinder head and in contact with the water jacket in the cylinder block; A cylinder block cooling structure including a spacer provided in the water jacket in the cylinder block without being fixed to the cylinder block, wherein the cylinder head gasket is provided with a through hole, and an upper portion of the spacer is passed through the through hole. Cylinder block cooling structure received by the cylinder head through a hole.
(2) a cylinder block and a cylinder head, a water jacket in the cylinder block formed in the cylinder block, a cylinder head gasket held by the cylinder block and the cylinder head and in contact with the water jacket in the cylinder block; A cylinder block cooling structure comprising a spacer provided in the water jacket in the cylinder block without being fixed to the cylinder block, the upper part of the spacer being in contact with the cylinder head gasket, and the cylinder head gasket. And a cylinder block cooling structure in which a slit is provided between a seal portion around the cylinder bore of the cylinder head gasket and a contact portion where the spacer contacts.
上記(1)のシリンダブロックの冷却構造によれば、シリンダヘッドガスケットに貫通孔を設けスペーサの上部を貫通孔を通してシリンダヘッドにより受けるようにしたので、スペーサとシリンダヘッドガスケットとの接触を避けることができ、シリンダヘッドガスケットのシール部に亀裂が生じることを防止することができる。
上記(2)のシリンダブロックの冷却構造によれば、シリンダヘッドガスケットの、シリンダボア周りのシール部とスペーサが接触する接触部との間に、スリットを設けたので、スペーサとシリンダヘッドガスケットとの接触による衝撃がシリンダヘッドガスケットのシール部に伝わることを防止することができ、シリンダヘッドガスケットのシール部に亀裂が生じることを防止することができる。
According to the cooling structure of the cylinder block of (1) above, the cylinder head gasket is provided with a through hole so that the upper part of the spacer is received by the cylinder head through the through hole, so that contact between the spacer and the cylinder head gasket can be avoided. It is possible to prevent the cylinder head gasket from cracking.
According to the cooling structure of the cylinder block of (2) above, since the slit is provided between the seal portion around the cylinder bore of the cylinder head gasket and the contact portion where the spacer contacts, the contact between the spacer and the cylinder head gasket. Can be prevented from being transmitted to the seal portion of the cylinder head gasket, and cracks can be prevented from occurring in the seal portion of the cylinder head gasket.
以下に、本発明のシリンダブロックの冷却構造を図面を参照して説明する。
図面中、図1、図2は本発明のシリンダブロックの冷却構造の実施例1を示し、図3、図4は本発明のシリンダブロックの冷却構造の実施例2を示す。また、図5は本発明の実施例1、2に適用可能なスペーサの一例を示す。
そして、「課題を解決するための手段」の(1)が本発明の実施例1に対応し、「課題を解決するための手段」の(2)が本発明の実施例2に対応する。
Below, the cooling structure of the cylinder block of this invention is demonstrated with reference to drawings.
1 and 2 show a first embodiment of a cooling structure for a cylinder block according to the present invention, and FIGS. 3 and 4 show a second embodiment of a cooling structure for a cylinder block according to the present invention. FIG. 5 shows an example of a spacer applicable to the first and second embodiments of the present invention.
The “means for solving the problem” (1) corresponds to the first embodiment of the present invention, and the “means for solving the problem” (2) corresponds to the second embodiment of the present invention.
本発明の実施例1、2にわたって共通または類似する部分には、本発明の実施例1、2にわたって同じ符合を付してある。
まず、本発明の実施例1、2にわたって共通または類似する部分を、たとえば図1、図2を参照して、説明する。
Portions that are common or similar in the first and second embodiments of the present invention are denoted by the same reference numerals in the first and second embodiments of the present invention.
First, common or similar parts in the first and second embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2, for example.
本発明のシリンダブロックの冷却構造10は、シリンダブロック11およびシリンダヘッド12と、シリンダブロック11内に形成されたシリンダブロック内ウォータジャケット13と、シリンダブロック11およびシリンダヘッド12とで保持されシリンダブロック内ウォータジャケット13に接するシリンダヘッドガスケット14と、シリンダブロック内ウォータジャケット13内にシリンダブロック11に固定せずに設けられたスペーサ15と、を備えている。
The cylinder
シリンダブロック内ウォータジャケット13は上方に開放しており、スペーサ15を上側からシリンダブロック内ウォータジャケット13内に挿入でき、スペーサ15の組付けを容易にしている。シリンダヘッドガスケット14はシリンダブロック内ウォータジャケット13に、シリンダブロック内ウォータジャケット13の上面で、接し、水孔部(シリンダブロック内ウォータジャケットとシリンダヘッド内ウォータジャケットとの連通水孔部)を除き、シリンダブロック内ウォータジャケット13を上側から覆っている。シリンダブロック内ウォータジャケット13を流れるエンジン冷却水はシリンダヘッドガスケット14に接する。
The
シリンダヘッドガスケット14は、積層された金属板(たとえば、ステンレス板)を有し、各シリンダボアの周りには、シリンダボアの周方向に連続して延びる、シール部16を有する。シール部16は、たとえば、シリンダヘッドガスケットを構成している金属板を屈曲させて凸状に形成したビードであってもよいし、あるいは複数の金属板の屈曲部間にシム板を挟んで凸状に形成したものであってもよい。シール部16は、シリンダボア内の吸気および燃焼ガスを外気およびエンジン冷却水から遮断し、シールする。このシール部16のガスケット金属板に亀裂が生じたり、ガスケットのシール部以外の部分に生じた割れや亀裂が伝播すると、シール不全、エンジン運転不全などの不具合が生じるので、シール部16の亀裂は許されない。
The
スペーサ15は、シリンダブロック内ウォータジャケット13の下部の一部を占め、シリンダブロック内ウォータジャケット13の下部に多量の冷却水が流れることを抑制し、シリンダボア壁下部が過冷却されるのを防止する。そのため、スペーサ15のうち、シリンダブロック内ウォータジャケット13の下部に挿入される部分15aは、シリンダブロック内ウォータジャケット13の上部に挿入される部分15bよりも厚さが大である。スペーサ15はシリンダブロック11に固定されていないので、シリンダブロック内ウォータジャケット13を流れる冷却水の流れや圧力の変動、およびエンジン振動(吸気、圧縮、爆発、排気行程による振動)により動き、スペーサ15の上端がシリンダヘッドガスケット14の下面に繰り返し当たる。スペーサ15の上部は下部に比べて厚さが小のため、シリンダヘッドガスケット14との接触面積は小さく、接触面積が小さい分当たった際の面圧は大きい。スペーサ15がシリンダヘッドガスケット14に当たった際の衝撃がシリンダヘッドガスケット14のシール部16に伝わり、それが繰り返されているうちに、シール部16に亀裂が発生するおそれがあるので、それを防がなければならない。
The
また、スペーサ15は、たとえば繊維(たとえば、ガラス繊維)などを混入して強化した強化樹脂から構成されており、スペーサ15の上端が、上記の小面積による大きな面圧で、シリンダヘッドガスケット14の下面に繰り返し当たっているうちに、スペーサ15の固い繊維がシリンダヘッドガスケット14のコーティング(ゴムまたは樹脂)および金属板(たとえば、ステンレス板)を削っていき、その結果、当たり部に亀裂や孔を生じる。スペーサ15には、シリンダブロックやシリンダヘッドの熱収縮により、スペーサ面内方向応力がかかっているので、この応力によって、当たり部に生じた亀裂や孔が拡がったり伝播してシール部16に達すると、シール部16に亀裂が発生するおそれがあり、それも防がなければならない。
The
本発明のシリンダブロックの冷却構造10では、シリンダヘッドガスケット14のシール部16に亀裂が発生することを防止する構造が設けられている。この亀裂発生防止構造は、本発明の実施例1と実施例2とで、構造が異なる。
以下に、本発明の実施例1と実施例2の特有の構造とその作用、効果を説明する。
In the
Below, the structure peculiar to Example 1 and Example 2, and its effect | action and effect of this invention are demonstrated.
本発明の実施例1のシリンダブロックの冷却構造では、図1、図2に示すように、シリンダヘッドガスケット14に貫通孔17が設けられており、スペーサ15の上部を、貫通孔17を通してシリンダヘッド12により受ける構造としてある。
In the cooling structure of the cylinder block according to the first embodiment of the present invention, as shown in FIGS. 1 and 2, the
貫通孔17は、シリンダヘッドガスケット14のうち、多気筒エンジンの複数のシリンダボアまわりに連続して延びる単一のスペーサ15(図5参照)の、延設方向の一部(この一部は複数箇所あり、該複数の箇所は互いに離れている)の上方に位置する部分で、かつ、シリンダヘッド12の、鋳造時の中子砂抜き孔の無い部分の下方に設けられている。スペーサ15には、上部に(スペーサ15の上部の他の部分から)上方に向かって突出する凸部15cが設けられており、この凸部15cの上面が、シリンダヘッドガスケット14の貫通孔17を通り抜けてシリンダヘッド12の、鋳造時の中子砂抜き孔の無い部分の、下面に当たっている。
スペーサ15の凸部15cの上面がシリンダヘッド12の下面に当たっている状態では、スペーサ15の上部の、凸部15c以外の部分の上面は、シリンダヘッドガスケット14の下面に当たらないように、スペーサ15の凸部15cの高さが定められている。
The through-
In a state where the upper surface of the
本発明の実施例1のシリンダブロックの冷却構造の作用、効果については、シリンダヘッドガスケット14に貫通孔17を設けスペーサ15の上部(の凸部15c)を貫通孔17を通してシリンダヘッド12により受けるようにしたので、スペーサ15とシリンダヘッドガスケット14との当たり、接触を避けることができる。その結果、シリンダヘッドガスケット14のうち、従来、スペーサ15の上部が当たっていた部分に、当たりによる亀裂や孔あきが生じることを防止でき、従来は、当たりによるシリンダヘッドガスケット14の亀裂や孔あきが、シリンダヘッドガスケット14にかかる引張応力などによってシリンダヘッドガスケット14のシール部16に伝わり、最終的にシリンダヘッドガスケット14のシール部16に亀裂が生じていたのを、防止することができる。
シリンダヘッドガスケット14のシール部16の亀裂を防止するのに、スペーサ15をシリンダブロック11に固定する必要がないので、スペーサ15のウォータジャケット13への挿入、組付け性は良好なままである。
With respect to the operation and effect of the cooling structure of the cylinder block according to the first embodiment of the present invention, the
Since it is not necessary to fix the
本発明の実施例2のシリンダブロックの冷却構造では、図3、図4に示すように、スペーサ15の上部がシリンダヘッドガスケット14に接触しており、シリンダヘッドガスケット14に、シリンダヘッドガスケット14のシリンダボア周りのシール部16とスペーサ15が接触する接触部(「当たり部」ともいう)18との間にスリット(細い切れ目)19が設けられている。
In the cylinder block cooling structure according to the second embodiment of the present invention, as shown in FIGS. 3 and 4, the upper portion of the
スペーサ15の上部は、シリンダヘッドガスケット14の下面に当たることが許されており、シリンダヘッドガスケット14の、スペーサ15が接触する接触部18には、スペーサ15の上部が当たった際に、当たりの衝撃が生じる。スリット19は、当たりの衝撃がシリンダヘッドガスケット14のシリンダボア周りのシール部16に伝わるのを防止または抑制するためのものである。スリット19は、スペーサ15が接触する接触部18をシール部16側から囲むように設けられている。
The upper part of the
本発明の実施例2のシリンダブロックの冷却構造の作用、効果については、シリンダヘッドガスケット14の、シリンダボア周りのシール部16とスペーサ15が接触する接触部18との間に、スリット19を設けたので、スペーサ16とシリンダヘッドガスケット14との接触(当たり)による衝撃がシリンダヘッドガスケット14のシール部16に伝わることを防止することができ、シリンダヘッドガスケット14のシール部16に亀裂が生じることを防止することができる。また、繰り返しの当たりにより、接触部18に孔や割れがが生じて、それがシリンダヘッドガスケット14にかかる熱応力により拡大していっても、スリット19により、シリンダヘッドガスケット14のシール部16に伝わることを防止することができる。衝撃、孔や割れはスリット19で止まり、そこからシール部16側に伝わらない。
本発明の実施例2においても、本発明の実施例1と同様に、シリンダヘッドガスケット14のシール部16の亀裂を防止するのに、スペーサ15をシリンダブロック11に固定する必要がないので、スペーサ15のウォータジャケット13への挿入、組付け性は良好なままである。
Regarding the operation and effect of the cooling structure of the cylinder block according to the second embodiment of the present invention, the
In the second embodiment of the present invention, as in the first embodiment of the present invention, it is not necessary to fix the
10 シリンダブロックの冷却構造
11 シリンダブロック
12 シリンダヘッド
13 シリンダブロック内ウォータジャケット
14 シリンダヘッドガスケット
15 スペーサ
15a スペーサのうちシリンダブロック内ウォータジャケットの下部に挿入される部分
15b スペーサのうちシリンダブロック内ウォータジャケットの上部に挿入される部分
15c 凸部
16 シール部
17 貫通孔
18 シリンダヘッドガスケットの、スペーサが接触する接触部(当たり部)
19 スリット
DESCRIPTION OF
19 Slit
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