JP2005194967A - シリンダブロックの冷却構造 - Google Patents

Abstract

【課題】寸法公差等の公差管理が容易で、且つ、冷却構造としての自由度も好適に確保することのできるシリンダブロックの冷却構造を提供する。
【解決手段】ウォータジャケット４はシリンダブロック本体３と別体形成のシリンダライナ２とに区画形成され、その性状はシリンダライナ２の外壁面２３に部分的に肉厚部を設けることで設定される。このようにスペーサの挿入性を考慮する必要がなくなるため、公差管理が容易となる。また、シリンダブロックの別体構造により、鋳造型の形状が簡素化となりウォータジャケットの設計自由度が高められる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ウォータジャケットを通じてエンジンのシリンダブロックを冷却するシリンダブロックの冷却構造に関する。

周知のように、エンジンのシリンダブロックには、各シリンダを囲むようにウォータジャケットが設けられており、このウォータジャケット内に冷却水を流通させることによって、それらシリンダの冷却を図るようにしている。また、通常、シリンダはその部位によって壁温が異なる。そこで、従来は、例えば特許文献１に見られるように、シリンダの各部位の壁温に基づきそれぞれの部位に適したウォータジャケットの性状が得られるように、スペーサを用いてそれら性状を設定するようにしたものなども提案されている。具体的には、ウォータジャケット内に冷却水の流路の一部を占める形で、別体のスペーサを配置し、該スペーサの形状、材質等を通じてウォータジャケットとしての性状を所要に変更することで、シリンダ各部位での冷却効率の改善を図るようにしている。

また、こうしてウォータジャケットに別体のスペーサを組み付けた場合、エンジン作動時の振動、あるいは冷却水の流圧等により、スペーサが不安定になりやすいため、従来は、スペーサと一体または別体の固定用部材を設けてスペーサを固定する技術等も提案されている（例えば特許文献２参照）。
特開２００２−３０９８９号公報 特開２００２−２６６６９５号公報

このように、スペーサを用いてウォータジャケットの性状を設定することで、シリンダブロックの冷却構造としてもその自由度が高められ、部位によって壁温が異なるシリンダに対しても、比較的容易にその冷却効率を改善することができるようになる。しかし、このような別体構造物であるスペーサを鋳造物であるシリンダブロックに挿入し、そのウォータジャケットの性状を設定するとなると、以下のような不都合も無視できないものとなる。

（１）上述のように、シリンダブロックは鋳造にて形成され、その中にウォータジャケットとする部分を同時に形成するため、このウォータジャケットとする部分の公差がそもそも大きい。このため、このような公差の大きいウォータジャケットとする部分に別体のスペーサを挿入しようとすると、該スペーサの挿入性を加味した特別な公差管理が必要となる。

（２）通常、シリンダは１００℃以上の高温となるため、上記スペーサとしても、熱負荷に耐える材料を使用する必要がある。
（３）エンジンの振動や冷却水の流圧等によるスペーサの動きを抑制するために、上記特許文献２に記載のように、スペーサを固定する固定部材を使用する技術等も提案されてはいるが、この場合、部品点数や工数等の増加が避けられず、エンジンとしての構造の複雑化はもとより、製造コストの増大をも招きかねない。

（４）さらに、スペーサの挿入は、オープンデッキ構造のシリンダブロックに限定され、クローズドデッキ構造のシリンダブロックには適用することができない。その意味では、上記冷却構造としての自由度も特定のシリンダブロックに限られたものとなる。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、寸法公差等の公差管理が容易で、且つ、冷却構造としての自由度も好適に確保することのできるシリンダブロックの冷却構造を提供することを目的とする。

以下、上記目的を達成するための手段、及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載のシリンダブロックの冷却構造は、シリンダの周囲にウォータジャケットを備え、該ウォータジャケットを流通する冷却媒体によってシリンダを冷却するシリンダブロックの冷却構造であって、前記シリンダブロックが前記ウォータジャケットとする部位を境に、前記シリンダ側を構成する第１の構造体と、前記ウォータジャケットの外側壁を構成する第２の構造体との別体構造からなり、これら第１および第２の構造体の少なくとも一方が前記ウォータジャケットとする側に突き出すかたちで部分的に肉厚に形成されて、同ウォータジャケットとしての性状が設定されてなることを特徴とする。

請求項２に記載のシリンダブロックの冷却構造は、請求項１において、前記ウォータジャケットは、前記シリンダの軸方向について、その燃焼室となる側に通路幅が広く、燃焼室から離間する側に通路幅が狭くなるように、その性状が設定されてなることを特徴とする。なお、ここでは、シリンダの軸方向とはピストンの摺動方向を指す。

請求項３に記載のシリンダブロックの冷却構造は、請求項１または２において、前記シリンダブロックには複数のシリンダが配列形成されてなり、前記ウォータジャケットは、前記シリンダの配列方向について、それらシリンダが互いに隣接する部位において通路断面積が広く、前記隣接する部位以外その他の部位において通路断面積が狭くなるように、その性状が設定されてなることを特徴とする。

請求項４に記載のシリンダブロックの冷却構造は、請求項１または２において、前記シリンダブロックには複数のシリンダが配列形成されてなり、前記ウォータジャケットは、前記シリンダの配列方向について、それらシリンダが互いに隣接する部位において通路断面積が広く、前記隣接する部位以外の部位において通路断面積が狭くなるように、且つ、前記シリンダブロックに対する前記冷却媒体の入口側ほど通路断面積が狭く、前記冷却媒体の出口側ほど通路断面積が広くなるように、その性状が設定されてなることを特徴とする。

請求項５に記載のシリンダブロックの冷却構造は、請求項１〜４のいずれか一項において、前記第１の構造体が、上部にフランジ部を有するシリンダライナからなり、前記第２の構造体が、上面に前記シリンダライナの前記フランジ部が載置される載置面を有するシリンダブロック本体からなることを特徴とする。

請求項６に記載のシリンダブロックの冷却構造は、請求項５において、前記ウォータジャケットとしての性状を設定する部分的な肉厚部が前記シリンダライナに設けられてなることを特徴とする。

請求項７に記載のシリンダブロックの冷却構造は、請求項１〜４のいずれか一項において、前記第１の構造体が、前記シリンダの下方周囲に張り出された面を有するシリンダブロック本体からなり、前記第２の構造体が、前記シリンダブロック本体の前記張り出された面に底面が載置されるシリンダブロック外側壁からなることを特徴とする。

請求項８に記載のシリンダブロックの冷却構造は、請求項７において、前記ウォータジャケットとしての性状を設定する部分的な肉厚部が前記シリンダブロック外側壁に設けられてなることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、シリンダブロックは、ウォータジャケットのシリンダ側を構成する第１構造体とウォータジャケットの外壁側を構成する第２の構造体との別体構造とされ、ウォータジャケットはその第１の構造体と第２の構造体とにより区画形成される。このため、ウォータジャケットをシリンダブロックと同時に鋳造にて一体形成する従来の方法と比べ、シリンダブロックの鋳造型が簡略化され、ウォータジャケットの設計自由度が高められる。

また、ウォータジャケットの性状は前記第１の構造体または第２の構造体に部分的に肉厚部を設けることにより設定されるため、シリンダブロックの鋳造型に対して複雑な形状変更を行わなくてもウォータジャケットの性状を比較的簡単に設定することが可能となる。勿論、スペーサを使用してウォータジャケット性状を設定する場合のような厳しい寸法の公差管理も不要となる。

こうしてウォータジャケットの性状設定の自由度が向上されれば、例えば請求項２〜４に記載のようなウォータジャケットの性状であれ、容易に設定することができる。ちなみに、これらのウォータジャケットの性状設定によれば、シリンダの冷却効率の改善により、シリンダの変形が抑制され、ひいてはピストンの追従性の悪化、フリクション増大、燃費悪化などの問題を効果的に解決することができる。

請求項２に記載の構成では、シリンダの軸方向について、ウォータジャケットの性状が、その燃焼室となる側に通路幅が広く、燃焼室から離間する側に通路幅が狭くなるように設定されている。すなわち、高温の燃焼ガスに曝されてシリンダ内からより多くの熱を受けるその燃焼室に近い部分においては、ウォータジャケットの通路幅を広くし、その周囲を循環される冷却媒体の流量を増大させるようにしている。一方、燃焼室から離間しており、シリンダ内から受ける熱が少ない部分においては、比較的少ない流量の冷却媒体で十分に冷却が可能なため、ウォータジャケットの幅を狭くし、その周囲の冷却媒体の流量を抑えるようにしている。そのため、シリンダ軸方向における該シリンダ内からの受熱状態の差違に応じて、効率的に冷却を行うことができる。

また請求項３に記載の構成では、シリンダブロックに複数のシリンダが配列形成された多気筒エンジンにおいて、それらシリンダが互いに隣接する部位において通路断面積が広く、前記隣接する部位以外の部位において通路断面積が狭くなるように、ウォータジャケットの性状が設定されるようになる。多気筒エンジンでは、シリンダ間の部分は左右両方のシリンダから熱を受けるため、他の部分よりも温度上昇が大きくなる傾向にある。その点、請求項３に記載の構成では、そうした温度上昇の大きい部位の周囲の冷却媒体の流量が局所的に増大されることから、各シリンダの冷却を効率的に行うことができる。

更に請求項４によれば、請求項３に記載のようなウォータジャケット性状の設定を行いつつ、さらに冷却媒体の入口側ほど通路断面積が狭くなり、その出口側ほど通路断面積が広くなるようにしている。冷却媒体は、入口側から出口側に向かって流れる間に、シリンダの壁面から奪った熱により温度が上昇して、冷却効率が低下する。このため、冷却媒体の入口側より出口側に向かってウォータジャケットの通路断面積を順次広くすることで、そうした冷却媒体の温度上昇に伴うシリンダ毎の冷却効率のばらつきが縮小される。また温度上昇の大きくなるシリンダ同士の隣接部位についても、その周囲の冷却媒体の流量が局所的に増大されるようになってもいる。このため、多気筒内燃機関の各シリンダの冷却を更に効率的に行うことができる。

以上のような冷却構造は、ウォータジャケットのシリンダ側を構成する第１構造体とウォータジャケットの外壁側を構成する第２の構造体との別体構造とされたシリンダブロックに適用することができる。そうした別体構造を有するシリンダブロックとしては、例えば請求項５、請求項７に記載のようなものがある。

請求項５に記載の構成では、そのシリンダブロックは、ウォータジャケットのシリンダ側を構成するシリンダライナと、ウォータジャケットの外側壁を構成するシリンダブロック本体との別体構造となっている。そして、シリンダブロックの外側壁上部に設けられた載置面に、シリンダライナの上部に設けられたフランジ部が当接支持されるようにシリンダライナをシリンダブロック本体に嵌装することで、ウォータジャケットが区画形成されるようになっている。こうしたシリンダブロックでは、請求項６に記載のように、比較的構造の簡易なシリンダライナ側に上記肉厚部を設けることで、より容易にウォータジャケットの性状設定を行うことができる。

一方、請求項７に記載の構成では、そのシリンダブロックは、シリンダの下方周囲に張り出された面を有するシリンダブロック本体と、シリンダブロック本体の前記張り出された面に底面が載置されるシリンダブロック外側壁との別体構造となっている。そしてシリンダブロック本体のシリンダの下部周囲に張り出された面にシリンダブロック外側壁を載置することで、シリンダブロックが形成されるようになっている。こうしたシリンダブロックでは、請求項８に記載のように、比較的構造の簡易なシリンダブロック外側壁側に上記肉厚部を設けることで、より容易にウォータジャケットの性状設定を行うことができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明に係るシリンダブロックの冷却構造を具体化した第１の実施形態について、図に基づき説明する。なお本実施形態では、４つのシリンダが直列に配列された直列４気筒のエンジンに用いられるシリンダブロックに、本発明を適用した場合を例に説明する。

図１はシリンダブロック１の分解斜視構造を示す。同図に示すように、シリンダブロック１は、ウォータジャケットとする部位を境に、そのシリンダ側を構成するシリンダライナ２と、ウォータジャケットの外側壁を構成するシリンダブロック本体３との別体構造とされている。そしてシリンダライナ２をシリンダブロック本体３に嵌入してシリンダブロック１が形成されるようになっている。すなわち、本実施形態では、シリンダライナ２が上記第１の構造体に対応し、シリンダブロック本体３が上記第２の構造体に対応する構成となっている。

シリンダライナ２は、複数のシリンダ２１が一体に連結されたシリンダ連結体２０と、そのシリンダ連結体２０の上端部に設けられた略平板状のフランジ部２２とを備えて一体形成されている。フランジ部２２は、当該シリンダブロック１のシリンダヘッドとの組み付けに際して、シリンダヘッドが載置されるアッパデッキを構成する。そして、該フランジ部２２により、該シリンダブロック１はクローズドデッキ構造のシリンダブロックとなる。

また、シリンダ連結体２０の外壁面２３には２つの段差部２４ａ，２４ｂが設けられ、これらの段差部２４ａ，２４ｂにより外壁面２３はシリンダの軸方向において３つの部分、すなわち上部外壁面２３ａ、中部外壁面２３ｂ及び下部外壁面２３ｃに区分される。段差部２４ａよりも下側の中部外壁面２３ｂは、その段差部２４ａよりも上側の上部外壁面２３ａに対して、ウォータジャケットとする側、すなわちその外周側に突き出すかたちで部分的に肉厚に形成されている。また段差部２４ｂよりも下側の下部外壁面２３ｃは、上記中部外壁面２３ｂに対して、ウォータジャケットとする側に突き出すかたちで更に肉厚に形成されている。

本実施の形態においては、エンジンの軽量化を図るべくシリンダライナ２はアルミニウム合金やマグネシウム合金等からなり、ダイカスト製法等を用いて鋳造されている。また、ピストンの磨耗を考慮してシリンダ２１の内壁面には鉄等の保護膜が溶射等によって被覆形成されている。

シリンダブロック本体３は大きくは、クランクケース部３１と、その上端面３２より上方に突出形成されたシリンダブロック外壁面３０とを備えて一体形成されている。シリンダブロック外壁面３０の上端部にはその外周側に突出するようにフランジが設けられ、このフランジの上面は、前記シリンダライナ２のフランジ部２２が載置される載置面３３となっている。

シリンダブロック外壁面３０の内壁面３４は、前記シリンダ連結体２０の外壁面２３と対抗するように略環状に成形され、その上下方向略中間には、段差部３５が設けられている。そして、内壁面３４の段差部３５よりも下方の下内壁面３４a は、段差部３５よりも上方の上内壁面３４b と比べ上記シリンダ連結体２０の外壁面２３に近づくように成形されている。 本実施形態では、シリンダブロック本体３は、上記シリンダライナ２と同様、アルミニウム合金やマグネシウム合金等からなり、ダイカスト製法を用いて一体に鋳造されている。

そして、このシリンダブロック本体３に前記シリンダライナ２を嵌装したときに、シリンダライナ２のフランジ部２２の下面はシリンダブロック本体３の載置面３３に当接支持され、またシリンダライナ２の底面２５はシリンダブロック本体３の上端面３２に当接支持されるように構成されている。更にシリンダライナ２の下部外壁面２３c の下方部分は、シリンダブロック本体３の下内壁面３４a により当接支持されるように構成されている。

このようにシリンダライナ２は、その底面２５、そのフランジ部２２の下面、及びその外壁面２３の一部である２３c の３ヶ所にてシリンダブロック本体３に当接支持される。そのため、シリンダブロック本体３に対してシリンダライナ２を安定して固定することができ、シリンダライナ２の剛性を容易に確保することができる。

図２は、シリンダライナ２とシリンダブロック本体３とを組み付けした状態での断面構造を示している。同図に示すように、シリンダライナ２の外壁面２３と、シリンダブロック本体３の内壁面３４との対向面間に、冷却媒体となる冷却水を循環するためのウォータジャケット４が区画形成されている。

なおこうしたシリンダブロック１の各シリンダ２１におけるシリンダ内部からの受熱状態は、部位毎に異なっている。例えば各シリンダ２１にあって、高温の燃焼ガスに曝される燃焼室となる側に近い部位、すなわち各シリンダ２１の上端部近傍では、シリンダ２１内からの受熱は多くなり、そうした燃焼室から離間した部分においては、上記シリンダ２１の上端部近傍に比して、シリンダ２１内からの受熱は少なくなる。またシリンダ２１が互いに隣接するシリンダ間の部分は、左右両方のシリンダ２１から熱を受けるため、他の部分よりも多くの熱を受けることとなる。

そこで本実施形態では、ウォータジャケットとする側に突き出すかたちで部分的に肉厚とされた部位（中部外壁面２３ｂ、下部外壁面２３ｃ）を、上記シリンダライナ２に形成することで、ウォータジャケット４の性状を部位毎に変化させるようにしている。そしてこれにより、上記のようなシリンダ２１の各部位の受熱状態に応じた効率的、効果的な冷却を行なえるようにしている。

具体的には、同図２に示すように、各シリンダ２１の軸方向においてウォータジャケット４の通路幅は、上部外壁面２３a に対応する部分の通路幅がもっとも広くされ、中部外壁面２３b に対応する部分、下部外壁面２３c に対応する部分の順に段階的に通路幅が狭くなる構造となっている。

このようにこのシリンダブロック１では、シリンダライナ２の外壁面２３に部分的に肉厚に形成された部位を設けることで、シリンダ２１の軸方向について、その燃焼室となる側に通路幅が広く、燃焼室から離間する側に通路幅が狭くされている。そのため、燃焼室に近く、より多くの熱を受ける各シリンダ２１の上端部側ほど、その周囲により多くの冷却水が循環され、冷却性が高められるようになっている。一方、燃焼室から離間され、シリンダ２１内から受ける熱の少ない各シリンダ２１の下端部側では、その周囲に循環される冷却水の流量を必要十分な量に抑えることができるようになっている。

図３（Ａ）はシリンダライナ２の平面構造を示している。また、図３（Ｂ）は、シリンダライナ２の側面構造を示している。同図に示すように、シリンダライナ２の外壁面２３の段差部２４ａ，２４ｂは、シリンダの配列方向に沿って略波状に形成され、肉厚のもっとも薄い上部外壁面２３ａ及び肉厚のもっとも厚い下部外壁面２３ｃの上下方向の幅が部位によって異なる構造となっている。そのため、シリンダライナ２とシリンダブロック本体３とを組付けた際、ウォータジャケット４の断面積は、シリンダ２１の配列方向において部位により変化されている。

図４（Ａ）は、シリンダ配列方向において各シリンダ２１の中心軸に対応する部位（図３のＡ−Ａ断面）におけるウォータジャケット４近傍の縦断面構造を示している。また図４（Ｂ）は、シリンダ配列方向においてシリンダ２１が互いに隣接するシリンダ間の部位（図３のＢ−Ｂ断面）におけるウォータジャケット４近傍の縦断面構造を示している。これら図に示すように、シリンダ配列方向について、シリンダ２１が互いに隣接する部位におけるウォータジャケット４の通路断面積ＳＢは、各シリンダ２１の中心軸に対応する部位におけるウォータジャケット４の通路断面積ＳＡに比して広くされている（ＳＢ＞ＳＡ）。

こうしたシリンダ配列方向におけるウォータジャケット４の性状設定により、隣接する２つのシリンダから熱を受けるシリンダ間の部位については、その周囲を循環される冷却水の流量が、局所的に増大されるようになる。そのため、シリンダブロック１全体の冷却水の循環量の増大を抑えつつ、受熱量の多いシリンダ間の部位についても好適に冷却が行われるようになる。

本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）本実施形態では、シリンダブロック１が、ウォータジャケット４とする部位を境に、そのシリンダ２１側を構成するシリンダライナ２と、ウォータジャケット４の外側壁を構成するシリンダブロック本体３との別体構造とされている。このため、ウォータジャケットをシリンダブロックと鋳造にて一体形成する従来の方法と比べ、シリンダブロックの鋳造型が簡略化され、ウォータジャケットの設計自由度が高められる。またこれにより、鋳巣等の鋳造欠陥の発生やウォータジャケット成型用の型寿命の低下といった、ウォータジャケットをシリンダブロックに一体鋳造する従来の方法における問題を好適に回避することができるようにもなる。

（２）本実施形態では、シリンダライナ２の外壁面２３において、ウォータジャケット４とする側に突き出すかたちで部分的に肉厚となった部位を形成することで、ウォータジャケット４の性状を部位毎に変化させている。そのため、シリンダブロックの鋳造型に対して複雑な形状変更を行わなくてもウォータジャケット４の性状を比較的簡単に設定することが可能となる。またスペーサを使用する従来の手法にてウォータジャケット性状を設定する場合のような、スペーサの挿入性を加味した厳しい寸法の公差管理やエンジンの振動等によるスペーサの動きを抑制するための対策は不要となる。そのため、細密なウォータジャケット性状の設定に係る構造の複雑化や製造工数の増大を抑え、その設定に伴う製造コストの増大を抑制することができるようにもなる。

（３）本実施形態では、シリンダライナ２周囲への上記部分的に肉厚とされた部位の形成を通じて、シリンダ２１の軸方向について、その燃焼室となる側に通路幅が広く、燃焼室から離間する側に通路幅が狭くなるように、ウォータジャケット４の性状を設定している。すなわち、燃焼室に近く、シリンダ内からより多くの熱を受ける部位については、ウォータジャケットの通路幅を広くしてその周囲を循環される冷却水の流量を増大させている。また燃焼室から離間しており、シリンダ内から受ける熱の少ない部位については、ウォータジャケットの通路幅を狭くして、その周囲を循環される冷却水の流量を低減させている。そのため、シリンダ軸方向におけるシリンダ２１内からの受熱状態の差違に応じて、効率的、効果的に冷却を行うことができる。またその結果、シリンダ２１の軸方向における壁温分布のばらつきが縮小されるため、部位毎の熱膨張量の差違によるボア変形を効果的に抑制することができるようにもなる。

（４）本実施形態では上記部分的に肉厚とされた部位の形成を通じて更に、シリンダ配列方向について、シリンダ２１が互いに隣接する部位の通路断面積ＳＢを、各シリンダ２１の中心軸に対応する部位の通路断面積ＳＡに比して大きくするように、ウォータジャケット４の性状を設定している。これにより、左右両方のシリンダ２１から熱を受けることから他の部分よりも多くの熱を受ける部位について、その周囲を循環される冷却水の流量を局所的に増大し、各シリンダの冷却をより効率的に行うことができる。またその結果、シリンダ２１の周方向における壁温分布のばらつきが縮小されるため、部位毎の熱膨張差によるボア変形を効果的に抑制することができるようにもなる。

（第２の実施形態）
次に、本発明に係るシリンダブロックの冷却構造を具体化した第２の実施形態について、図５を参照して、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。なお本実施形態において、第１の実施形態のものと同等の構成及び作用を有する部材については、同一の符号を付してその説明は省略する。

多気筒エンジンに配列形成された各シリンダの周囲を順次に冷却媒体が循環されるようにウォータジャケットを構成した場合、冷却水の温度は、各シリンダの周囲を通過する毎に、シリンダからの奪った熱により上昇していくようになる。そのため、ウォータジャケット下流側に配設されたシリンダでは、その上流側に配設されたシリンダに比して冷却効率が低下してしまう。

そこで本実施形態では、上記部分的に肉厚とされた部位の形成を通じて、冷却媒体の入口側ほど通路断面積が狭くなり、その出口側ほど通路断面積が広くなるようなウォータジャケットの性状の設定を追加することで、上記冷却媒体の温度上昇に伴うシリンダ毎の冷却効率のばらつきについても低減するようにしている。以下、そうした本実施形態でのウォータジャケット性状の設定態様の詳細を説明する。

図５は、本実施形態のシリンダライナ２の側面構造を示している。なお、このシリンダライナ２がシリンダブロック本体３に組み付けられた際、その周囲に形成されるウォータジャケット４には、その内部を流れる冷却媒体となる冷却水の入口は、同図の左方側に設けられ、またその出口は同図の右方側に設けられるようになっている。すなわち、このシリンダライナ２の周囲では、冷却水はその左方側から右方側へと流されるようになっている。

同図に示すように、本実施形態においても、シリンダ連結体２０の外壁面２３には２つの段差部２４ａ，２４ｂが形成されている。そしてそれによりシリンダライナ２には、シリンダ軸方向について、その燃焼室となる側に通路幅が広く、燃焼室から離間する側に通路幅が狭くなるウォータジャケット性状を設定すべく、部分的に肉厚とされた部位が形成されている。

また上記２つの段差部２４ａ，２４ｂは、シリンダ配列方向において、受熱量の多いシリンダ間の部位においてはシリンダ下方に向かい、各シリンダ２１の中心軸に対応する部位においてはシリンダ上方に向かうように略波状に延伸されている。そして各段差部２４ａ，２４ｂの形成位置は、シリンダ配列方向において、そうして上下しつつも、上記冷却水の入口側から出口側に向かうにつれ、概ねシリンダ下方に位置されるようになっている。

図６は、そうしたシリンダライナ２を有するシリンダブロック１について、その図５の部位Ａ〜Ｇにそれぞれ対応する部位のウォータジャケット４近傍の縦断面構造を示している。ここで部位Ａ、Ｃ、Ｅ、Ｇは、シリンダ配列方向において各シリンダ２１ａ〜２１ｄの中心軸に対応する部位となっている。また部位Ｂ、Ｄ、Ｆは、シリンダ２１ａ〜２１ｄが互いに隣接するシリンダ間の部位となっている。なお以下では、各部位Ａ、Ｂ、・・・Ｇにおけるウォータジャケット４の通路断面積をそれぞれＳＡ、ＳＢ、・・・ＳＧと記載する。

同図に示すように、各シリンダ２１ａ〜２１ｄのそれぞれについては、他のシリンダに隣接するシリンダ間の部位の通路断面積が他の部位に比して大きくなるように、ウォータジャケット４が形成されている。すなわち、本実施形態においても、受熱量の大きいシリンダ間の部位のウォータジャケット４の通路断面積を局所的に拡大するようにしている。

一方、シリンダ間の部位Ｂ、Ｄ、Ｆを比較すると、冷却水の入口側から出口側に向かうにつれ、通路断面積が拡大されている（ＳＢ＜ＳＤ＜ＳＦ）。またシリンダ配列方向における各シリンダ２１の中心軸に対応する部位Ａ、Ｃ、Ｅ、Ｇを比較すると、やはり冷却水の入口側から出口側に向かうにつれ、通路断面積が拡大されている（ＳＡ＜ＳＣ＜ＳＥ＜ＳＧ）。このように本実施形態では大きくは、冷却水の入口側（図５の左側）ほど通路断面積が狭くなり、その出口側（図５の右側）ほど通路断面積が広くなるようにウォータジャケット４の性状が設定されている。

以上説明した本実施形態によれば、上記（１）〜（４）に記載の効果に加え、更に次の効果を奏することができる。
（５）本実施形態では、シリンダ２１の配列方向について、シリンダブロック１に対する冷却水の入口側ほど通路断面積が狭く、冷却水の出口側ほど通路断面積が広くなるように、ウォータジャケット４の性状が設定されている。これにより、入口側から出口側に向かう間に各シリンダ２１ａ〜２１ｄの壁面から奪った熱で冷却水の温度が上昇しても、その分、ウォータジャケット４の通路断面積が拡大され、シリンダ周囲の冷却水の流量が増大されるため、十分な冷却性を保持できるようになる。またその結果、上記冷却水の温度上昇に伴うシリンダ毎の冷却効率のばらつきが縮小されるようにもなる。このため、各シリンダ２１ａ〜２１ｄの冷却を更に効率的に行うことができる。

（その他の実施形態）
以上各実施形態の冷却構造は、ウォータジャケットとする部位を境に、そのシリンダ側を構成する第１の構造体と、そのウォータジャケットの外側壁を構成する第２の構造体との別体構造とされたシリンダブロックであれば、同様或いはそれに準じた態様で適用することができる。すなわち、分割態様の異なるシリンダブロックにも、それが上記のような第１及び第２の構造体の別体構造とされていれば、本発明に係る冷却構造を適用することができる。

以下、上記各実施形態とは分割態様の異なるシリンダブロックに対する本発明の適用例を、図７及び図８を参照して説明する。
図７は、そうしたシリンダブロック１０１の分解斜視構造を示している。シリンダブロック１０１は、ウォータジャケットとなる部位を境に、そのシリンダ側を構成するシリンダブロック本体１０３と、ウォータジャケットの外側壁を構成する外周シリンダブロック１０２との別体構造とされている。

シリンダブロック本体１０３は、各シリンダ１３１の形成されたシリンダライナ部と、クランクケースを構成するスカート部とを備え構成されており、鋳造等によって一体形成されている。またシリンダブロック本体１０３のシリンダ１３１の下方周囲には、載置面１３２が張り出されるように形成されている。

一方、外周シリンダブロック１０２は、シリンダブロック本体１０３の上記シリンダ１３１の外壁面１３３と対向される内壁面１２３を有して、上記シリンダライナ部の周りを囲む環状に形成されており、鋳造等により一体形成されている。

こうした外周シリンダブロック１０２は、上記シリンダブロック本体１０３の上記載置面１３２上に載置されるようになっている。そしてその状態で外周シリンダブロック１０２とシリンダブロック本体１０３とを組み付けることで、シリンダブロックが形成されるようになっている。このとき、シリンダブロック本体１０３の上記外壁面１３３及び載置面１３２、及び外周シリンダブロック１０２の内壁面１２３により、シリンダ１３１の周囲にウォータジャケットが区画形成されるようになっている。すなわち、このシリンダブロックでは、シリンダブロック本体１０３が上記第１の構造体に、外周シリンダブロック１０２が上記第２の構造体にそれぞれ対応する構成となっている。

さて、こうしたシリンダブロックの外周シリンダブロック１０２の内壁面１２３には、段差部１２４ａが設けられ、この段差部１２４ａにより、内壁面１２３は上部内壁面１２３ａと肉厚部としての下部内壁面１２３ｂとに区分されている。そして下部内壁面１２３ｂは、上部内壁面１２３ａに対して、ウォータジャケットとなる側に突き出すかたちで部分的に肉厚に形成されている。

図８は、上記外周シリンダブロック１０２とシリンダブロック本体１０３とを組み付けて形成されたシリンダブロックの縦断面構造を示している。同図に示すように、そのシリンダ軸方向についてウォータジャケット１０４は、上記部分的に肉厚に形成された下部内壁面１２３ｂにより、その燃焼室となる側に通路幅が広く、燃焼室から離間する側に通路幅が狭くなるように形成される。

こうしたシリンダブロックにおいても、上記（１）〜（３）に記載の効果を同様或いはそれに準じた態様で奏することができる。
なお、外周シリンダブロック１０２の内壁面１２３への部分的な肉厚とされた部位の形成を通じては、上記各実施形態と同様に、シリンダの配列方向についても、部位毎にウォータジャケット１０４の性状を異ならせるようにすることもできる。すなわち、ウォータジャケット１０４の性状を、シリンダが互いに隣接する部位において通路断面積が広く、各シリンダの中心軸に対応する部位において通路断面積が狭くなるように設定したり、或いはシリンダブロックに対する冷却水の入口側ほど通路断面積が狭く、冷却水の出口側ほど通路断面積が広くなるように設定したりすることもできる。そうした場合、上記（４）或いは上記（５）に記載の効果を、同様或いはそれに準じた態様で享受することができる。

以上説明した各実施形態及びその変形例は以下のように変更して実施することもできる。
・上記各実施形態及びその変形例では、シリンダの内壁面に鉄等の保護膜を溶射等によって被覆形成していたが、シリンダ内壁面の耐摩耗性等が十分確保できるのであれば、そうした保護膜を省略しても良い。また別体のシリンダライナをシリンダ内に挿入することで、シリンダ内壁面の耐摩耗性を確保するようにしてもよい。

・上記各実施形態及びその変形例では、外周シリンダブロック１０２の内壁面１２３またはシリンダライナ２の外壁面２３における上記部分的に肉厚とされた部位を、対応する鋳型の成形部分の形状を変更することによって形成するようにしていたが、例えば機械加工等の別の方法により、そうした部位を形成するようにしても良い。

・上記各実施形態及びその変形例では、外周シリンダブロック１０２の内壁面１２３やシリンダライナ２の外壁面２３（図１及び図２参照）に、段差部２４ａ，２４ｂ（図１及び図２参照），１２４ａを設けて肉厚とされた部位を設定していたが、そうした段差を設けず、肉厚とされた部位の壁面とそれ以外の部位の壁面とを滑らかに接続するようにしても良い。

・上記各実施形態及びその変形例では、シリンダライナ２の外壁面２３や外周シリンダブロック１０２の内壁面１２３に、部分的に肉厚とされた部位を形成してウォータジャケットの性状を設定するようにしていた。そうした肉厚に形成された部位を、それら外壁面２３、内壁面１２３に対向されるシリンダブロック本体３の内壁面３４（図１及び図２参照）、シリンダブロック本体１０３の外壁面１３３側に設けるようにしても、同様のウォータジャケット性状の設定を行うことができる。また部分的に肉厚とされた部位を、ウォータジャケットとなる部位を挟んで対向される両面にそれぞれ設けるようにしても良い。

・シリンダブロックの各構成部品の材料は、上記各実施形態及びその変形例で例示したものに限らず適宜変更しても良い。

本発明の第１の実施形態についてそのシリンダブロックの分解構造を示す斜視図。 同シリンダブロックの縦断面構造を示す断面図。 （Ａ）は同シリンダライナの平面構造を示す平面図。（Ｂ）は同シリンダライナの側面構造を示す側面図。 （Ａ）、（Ｂ）同シリンダライナについてその図４のＡ部分及びＢ部分における縦断面構造を各示す断面図。 本発明の第２の実施形態についてそのシリンダブロックにおけるシリンダライナの側部構造を示す側面図。 （Ａ）〜（Ｇ）同シリンダライナの部位ごとのウォータジャケット形状の変化態様を示す図。 本発明のその他の実施形態についてそのシリンダブロックの分解構造を示す斜視図。 同シリンダブロックの縦断面構造を示す断面図。

符号の説明

１，１０１…シリンダブロック、２…シリンダライナ、３，１０３…シリンダブロック本体、４，１０４…ウォータジャケット、２１，２１ａ〜ｄ，１３１…シリンダ、２２…フランジ部、３３，１３２…載置面。

Claims (8)

1. シリンダの周囲にウォータジャケットを備え、該ウォータジャケットを流通する冷却媒体によってシリンダを冷却するシリンダブロックの冷却構造であって、
   前記シリンダブロックが前記ウォータジャケットとする部位を境に、前記シリンダ側を構成する第１の構造体と、前記ウォータジャケットの外側壁を構成する第２の構造体との別体構造からなり、これら第１および第２の構造体の少なくとも一方が前記ウォータジャケットとする側に突き出すかたちで部分的に肉厚に形成されて、同ウォータジャケットとしての性状が設定されてなる
   ことを特徴とするシリンダブロックの冷却構造。
2. 前記ウォータジャケットは、前記シリンダの軸方向について、その燃焼室となる側に通路幅が広く、燃焼室から離間する側に通路幅が狭くなるように、その性状が設定されてなる
   請求項１に記載のシリンダブロックの冷却構造。
3. 前記シリンダブロックには複数のシリンダが配列形成されてなり、
   前記ウォータジャケットは、前記シリンダの配列方向について、それらシリンダが互いに隣接する部位において通路断面積が広く、前記隣接する部位以外その他の部位において通路断面積が狭くなるように、その性状が設定されてなる
   請求項１または２に記載のシリンダブロックの冷却構造。
4. 前記シリンダブロックには複数のシリンダが配列形成されてなり、前記ウォータジャケットは、前記シリンダの配列方向について、それらシリンダが互いに隣接する部位において通路断面積が広く、前記隣接する部位以外その他の部位において通路断面積が狭くなるように、且つ、前記シリンダブロックに対する前記冷却媒体の入口側ほど通路断面積が狭く、前記冷却媒体の出口側ほど通路断面積が広くなるように、その性状が設定されてなる
   請求項１または２に記載のシリンダブロックの冷却構造。
5. 前記第１の構造体が、上部にフランジ部を有するシリンダライナからなり、前記第２の構造体が、上面に前記シリンダライナの前記フランジ部が載置される載置面を有するシリンダブロック本体からなる
   請求項１〜４のいずれか一項に記載のシリンダブロックの冷却構造。
6. 前記ウォータジャケットとしての性状を設定する部分的な肉厚部が前記シリンダライナに設けられてなる
   請求項５に記載のシリンダブロックの冷却構造。
7. 前記第１の構造体が、前記シリンダの下方周囲に張り出された面を有するシリンダブロック本体からなり、前記第２の構造体が、前記シリンダブロック本体の前記張り出された面に底面が載置されるシリンダブロック外側壁からなる
   請求項１〜４のいずれか一項に記載のシリンダブロックの冷却構造。
8. 前記ウォータジャケットとしての性状を設定する部分的な肉厚部が前記シリンダブロック外側壁に設けられてなる
   請求項７に記載のシリンダブロックの冷却構造。

Images