JP2010203244A - 内燃機関の冷却構造 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却水のクロスフローの流通方式と縦流しの流通方式との間で相互に流用（共用）して汎用性を向上させること。
【解決手段】ウォータージャケット２０の気筒列方向に沿った一端側に挿入される第１仕切り部材３０ａ、３０ｂと、前記気筒列方向に沿った他端側に挿入される第２仕切り部材３０ｃ、３０ｃとによってクロスフローの流通方式が設定され、前記ウォータージャケット２０の気筒列方向に沿った一端側にのみ第２仕切り部材３０ｃ、３０ｃを挿入することにより、縦流しの流通方式が設定され、前記第１及び第２仕切り部材３０ａ〜３０ｃの着脱によって、前記クロスフローの流通方式と前記縦流しの流通方式との間で相互に変更可能に設けられる。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば、車両のエンジン等の内燃機関の冷却構造に関する。

従来から、例えば、水冷式多気筒内燃機関を構成するシリンダブロック及びシリンダヘッドには、内部を空洞化したウォータージャケットが形成され、前記ウォータージャケット内に冷却水を流通させることにより、燃焼室周りや点火プラグ周りのシリンダブロック及びシリンダヘッドの所定部位を適宜冷却している。

このウォータージャケットに対する冷却水の流通方向としては、大別して２種類の方式が知られている。例えば、特許文献１には、シリンダブロックに設けられたウォータージャケットに前記シリンダブロックの一端側から冷却水を送給し、直列気筒の左右両側で気筒列方向に沿って並行に冷却水を流通させ、その途中の数箇所で気筒列方向と略直交するシリンダヘッドのウォータージャケットに冷却水を持ち上げて前記シリンダヘッドにも左右両側で並行に冷却水を流通させた後、前記シリンダブロックの他端側で前記シリンダブロックを通過した後の冷却水をシリンダヘッドのウォータージャケットへ持ち上げて、シリンダブロックと同様に直列気筒の左右両側で並行に冷却水を流通させる、所謂、クロスフロー（横流し）の流通方式が開示されている。

また、特許文献２には、シリンダブロックの一端側から冷却水を送給し、直列気筒の左右片側のシリンダブロックのウォータージャケットを一筆書きのように１周した後、シリンダヘッドのウォータージャケットへ冷却水を流通させる、所謂、縦流しの流通方式が開示されている。さらに、前記特許文献２には、シリンダブロックのウォータージャケット内に対して、冷却水入口と冷却水出口とを仕切るために、ピン状に形成された仕切り部を嵌挿することが開示されている。

特開昭６０−１２５７１６号公報 特開２００２−１６１７４３号公報

ところで、このようなシリンダブロック及びシリンダヘッドのウォータージャケットに対する冷却水の流通方式は、内燃機関であるエンジンの特性に応じて選択されるものであるが、各種エンジンにおいてウォータージャケットの形状がそれぞれ異なることから、クロスフローの流通方式と縦流しの流通方式との間で相互に流用（共用）することが困難であった。

すなわち、前述したように、クロスフローの流通方式と縦流しの流通方式とでは、冷却水の流通経路（ウォータージャケット形状）が顕著に異なっているため、一方の流通方式を他方の流通方式に流用することが困難であり、クロスフロー用のエンジンと縦流し用のエンジンとの２種類をそれぞれ別個に製造する必要がある。このため、金型もクロスフローのエンジン用金型と、縦流しのエンジン用金型との２種類を準備する必要があり、製造コストが高騰するという問題がある。

本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、ウォータージャケットに対する冷却水のクロスフローの流通方式と縦流しの流通方式との間で相互に流用（共用）して汎用性を向上させると共に、製造コストを低減させることが可能な内燃機関の冷却構造を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、直列に並ぶ複数のシリンダボアの周囲に設けられるウォータージャケットと、前記ウォータージャケット内に挿入されて前記ウォータージャケットを周方向に分離する分離部材とを有する内燃機関の冷却構造であって、前記分離部材は、前記ウォータージャケットの気筒列方向に沿った一端側と、前記気筒列方向に沿った他端側とにそれぞれ着脱自在に設けられることを特徴とする。

本発明によれば、ウォータージャケットに対して着脱自在に挿入される分離部材を設け、前記分離部材の配置を適宜選択することにより、ウォータージャケットに対する冷却水のクロスフローの流通方式と縦流しの流通方式との間で相互に流用（共用）して汎用性を向上させることができる。

また、本発明は、前記ウォータージャケットを流通する冷却水が気筒列方向に沿って流通する縦流しの流通方式と、前記冷却水がシリンダヘッドを介して気筒列方向と直交する方向に流通するクロスフローの流通方式とを有し、前記ウォータージャケットの気筒列方向に沿った一端側と、前記気筒列方向に沿った他端側とにそれぞれ前記分離部材を挿入することにより、前記クロスフローの流通方式が設定され、前記ウォータージャケットの気筒列方向に沿った一端側にのみ前記分離部材を挿入することにより、前記縦流しの流通方式が設定され、前記分離部材の着脱によって、前記クロスフローの流通方式と前記縦流しの流通方式との間で相互に変更可能に設けられることを特徴とする。

本発明によれば、ウォータージャケットに対して着脱自在に挿入される分離部材を設け、前記分離部材の配置を適宜選択することにより、クロスフローの流通方式が採用された内燃機関（シリンダブロック）と、縦流しの流通方式が採用された内燃機関（シリンダブロック）を得ることができる。換言すると、従来技術では、クロスフローの流通方式と縦流しの流通方式とにおいて、冷却水の流通経路となるウォータージャケットの形状が顕著に異なっているため、一方の流通方式を他方の流通方式に流用（転用）することが困難であり、クロスフロー用のエンジン（シリンダブロック）と縦流し用のエンジン（シリンダブロック）との２種類を準備する必要があったのに対し、本発明では、ウォータージャケットの形状をそのまま共通とし、ウォータージャケットに対する分離部材の配置を相違させることにより、クロスフローの流通方式と縦流しの流通方式との両方を簡便に設定することができる。

また、本発明では、一旦、冷却水の流通方式をクロスフロー又は縦流しのいずれか一方に設定した後、分離部材の種類及び配置を交換することにより、他方の流通方式に簡便に変更することができる。

さらに本発明は、前記分離部材が、前記ウォータージャケットへ冷却水を導入する冷却水入口に対する前記シリンダボアの周方向に沿った両側と、前記冷却水入口に対して点対称の位置とにそれぞれ着脱自在に設けられることを特徴とする。

本発明によれば、分離部材は、ウォータージャケットへ冷却水を導入する冷却水入口に対するシリンダボアの周方向に沿った両側と、前記冷却水入口に対して点対称の位置とにそれぞれ設けることにより、クロスフローの流通方式と縦流しの流通方式とにそれぞれ対応することができ、シリンダブロックを共用化して製造コストを低減することができる。

さらにまた、本発明は、前記冷却水入口と連通するウォータージャケットの外側壁に、シリンダボアの径方向外側に向かって窪む係合用凹部が形成され、前記ウォータージャケットの気筒列方向に沿った一端側に配設される前記分離部材の少なくとも一部は、前記係合用凹部と係合するように設けられることを特徴とする。

本発明によれば、分離部材は、冷却水入口に臨む係合用凹部を利用してウォータージャケットの所定部位に係合されるため、冷却水の吐出圧力が比較的に強い冷却水入口近傍部位であっても、確実に分離部材を固定することができる。

またさらに本発明は、内燃機関が、Ｖバンクに沿って複数のシリンダボアが形成されたＶ型エンジンからなり、ウォータージャケットの気筒列方向の他端側には、前記ウォータージャケットの外側壁が切り欠かれることによって前記Ｖバンク間の凹部と連通する連通孔が設けられることを特徴とする。

本発明によれば、例えば、エンドミル等の切削加工手段によってウォータージャケットの外側壁を切り欠いて連通孔を形成することにより、クロスフローの流通方式用の冷却水出口を簡便に形成することができる。この場合、前記冷却水入口及び前記連通孔を、気筒列中心線に対してＶバンク間側に設けることにより、冷却水通路を短縮して通路抵抗を低減することができる。なお、前記切り欠かれるウォータージャケットの外側壁が、他の部位と比較して薄肉に形成された薄肉部からなることにより、切削加工を容易に遂行することができる。

本発明によれば、ウォータージャケットに対する冷却水のクロスフローの流通方式と縦流しの流通方式との間で相互に流用（共用）して汎用性を向上させると共に、製造コストを低減させることが可能な内燃機関の冷却構造を得ることができる。

本発明の実施形態に係る内燃機関の冷却構造が適用されたＶ型エンジンにおいて、冷却水の縦流し用の冷却回路をフロント側からみた斜視図である。 図１に示す縦流し用の冷却回路をリア側から見た斜視図である。 本発明の実施形態に係る内燃機関の冷却構造が適用されたＶ型エンジンにおいて、冷却水のクロスフロー用の冷却回路をフロント側からみた斜視図である。 図３に示すクロスフロー用の冷却回路をリア側から見た斜視図である。 クロスフローの流通方式が採用された場合であって、シリンダブロックのウォータージャケットに対して４つの仕切り部材が装着された状態を示す平面図である。 （ａ）は、ウォータージャケットに対して一方の第１仕切り部材が装着された状態を示す部分拡大平面図、（ｂ）は、他方の第１仕切り部材が装着された状態を示す部分拡大平面図、（ｃ）は、第２仕切り部材が装着された状態を示す部分拡大平面図である。 （ａ）は、クロスフロー専用の一方の第１仕切り部材の平面図、（ｂ）は、前記一方の第１仕切り部材の正面図である。 （ａ）は、クロスフロー専用の他方の第１仕切り部材の平面図、（ｂ）は、前記他方の第１仕切り部材の正面図である。 （ａ）は、クロスフロー及び縦流し共用の第２仕切り部材の平面図、（ｂ）は、前記第２仕切り部材の一部断面正面図である。 （ａ）は、クロスフローの流通方式において、インレットポートから導入された冷却水を初めに外側のウォータージャケットから流通させた場合の流通経路を示す説明図、（ｂ）は、クロスフローの流通方式において、インレットポートから導入された冷却水を初めに内側のウォータージャケットから流通させた場合の流通経路を示す説明図である。 縦流しの流通方式が採用された場合であって、シリンダブロックのウォータージャケットに対して２つの仕切り部材が装着された状態を示す平面図である。 （ａ）は、ウォータージャケットに対して一方の第２仕切り部材が装着された状態を示す部分拡大平面図、（ｂ）は、他方の第２仕切り部材が装着された状態を示す部分拡大平面図である。 クロスフローの流通方式を採用した場合にシリンダブロックのウォータージャケットに対して第１及び第２仕切り部材がそれぞれ着脱自在に装着される状態を示す説明図である。 縦流しの流通方式を採用した場合にシリンダブロックのウォータージャケットに対して第２仕切り部材のみが着脱自在に装着される状態を示す説明図である。 ウォータージャケット内に装着された第１仕切り部材の軸方向に沿った一部省略縦断面図である。 シリンダブロックの外側壁の一部が切り欠かれて連通孔が形成された状態を示す平面図である。 （ａ）は、図１６のＢ−Ｂ線に沿った縦断面図、（ｂ）は、図１６のＤ−Ｄ線に沿った縦断面図である。 シリンダブロックとシリンダヘッドとの間に介装されるガスケットに形成される孔部と、ウォータージャケット内に挿入される仕切り部材とを関係を示す平面図である。 クロスフローの流通方式を採用した際、シリンダブロックとシリンダヘッドとの間に介装されるガスケットの平面図である。 本発明の他の実施形態に係る内燃機関の冷却構造を直列４気筒エンジンに適用した場合であって、（ａ）は、クロスフローの流通方式の場合における仕切り部材の配置を示した平面図、（ｂ）は、縦流しの流通方式の場合における仕切り部材の配置を示した平面図である。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る内燃機関の冷却構造が適用されたＶ型エンジンにおいて、冷却水の縦流し用の冷却回路をフロント側からみた斜視図、図２は、図１に示す縦流し用の冷却回路をリア側から見た斜視図である。

図１及び図２に示すように、本発明の実施形態に係る内燃機関の冷却構造が適用されたエンジン（内燃機関）１０は、Ｖバンク１２に沿って６つの気筒（シリンダボア１４ａ〜１４ｆ）が相互に対向配置されたＶ型６気筒エンジンからなり、図示しない車両のエンジンルーム内に縦置きに設置される。このエンジン１０は、例えば、アルミニウム合金製のシリンダブロック１６と、前記シリンダブロック１６の上側に組み付けられる、例えば、アルミニウム合金製のシリンダヘッド１８と、前記シリンダヘッド１８の上側に装着されるヘッドカバー１９（図２参照）とによって構成される。

なお、本実施形態では、Ｖ型６気筒エンジンを例に挙げて以下説明するが、これに限定されるものではなく、後記する他の実施形態に示されるように、例えば、直列エンジン等にも適用することができると共に、気筒数も問わない。

また、以下の説明において、図示しない車両のフロント側を図中において「ＦＲ側」と示し、図示しない車両のリア側を図中において、「ＲＲ側」と示している。さらに、図１及び図２中では、ラジエータ（Ｒ／Ａ）で放熱された冷水からなる冷却水の流通経路を太線の実線で示し、例えば、燃焼室近傍を流通して加熱されることによって温水となった冷却水の流通経路を細線の実線で示している。この点は、後記する図３及び図４も同様である。さらにまた、上下方向とは、シリンダボア１４ａ〜１４ｆの軸線に沿ったシリンダヘッド１８側を上側として以下に説明する。

前記シリンダブロック１６及びシリンダヘッド１８の内部には、冷却水が流通するウォータージャケット２０、２２がそれぞれ設けられる。また、シリンダブロック１６の一端側（フロント側）には、前記ウォータージャケット２０に対して冷却水を供給する冷却水入口として機能する左右一対のインレットポート２４が設けられ、前記一対のインレットポート２４には、それぞれ、ウォーターポンプ２６の一対の吐出ポートが接続される。

前記シリンダブロック１６のウォータージャケット２０は、平面視して、気筒列方向に沿ったシリンダボア１４ａ〜１４ｆの略外周を囲繞するように連続し且つ周回するように形成される。前記シリンダブロック１６の上下方向において、前記ウォータージャケット２０の上端部は、開口して形成されると共に、前記ウォータージャケット２０の下端部（底部）は、シリンダブロック１６の内部で閉塞するように形成される。前記シリンダボア１４ａ〜１４ｆには、円筒体からなるシリンダライナ２８（図１７参照）が装着されている。なお、前記ウォータージャケット２０の上端部開口は、シリンダブロック１６とシリンダヘッド１８との間に介装されるガスケット（後記する）によってシールされる。

前記シリンダブロック１６のウォータージャケット２０の溝内には、前記ウォータージャケット２０を分断（分離）する仕切り部材（分離部材）が上方から着脱自在に装着（挿入）される。この場合、前記仕切り部材は、後記するクロスフロー専用の２本の第１仕切り部材３０ａ、３０ｂと、縦流し及びクロスフロー共用の２本の第２仕切り部材３０ｃ、３０ｃとから構成される。前記仕切り部材３０ａ〜３０ｃ（総称して仕切り部材３０ともいう）の配置及び形状等については、後記で詳細に説明する。

次に、冷却水の縦流しの流通方式とクロスフローの流通方式とを順次説明する。
先ず、図１及び図２に示される冷却回路に基づき、縦流しの流通方式における冷却水の流通経路について説明する。

ラジエータ（Ｒ／Ａ）から送給された冷却水は、先ず、サーモスタットケーシング３２に導入された後、Ｖバンク１２間の凹部３４内に配設されたウォーターギャラリカバー３６及びシリンダブロック１６のポート３８を経由してウォーターポンプ２６に導入される。前記ウォーターポンプ２６の左右一対の吐出ポートに接続された左右一対のインレットポート２４から導入された冷却水は、シリンダブロック１６の内側（吸気側、以下、ＩＮ側という）のウォータージャケット２０を気筒列方向に沿ってそれぞれ流通した後、Ｕターンしてシリンダブロック１６の外側（排気側、以下、ＥＸ側という）のウォータージャケット２０を気筒列方向に沿ってそれぞれ流通する。

シリンダブロック１６の左右のウォータージャケット２０をそれぞれ周回（１周）した冷却水は、左右一対のシリンダヘッド１８にそれぞれ送給され、各シリンダヘッド１８のウォータージャケット２２に沿って流通した後、前記左右一対のシリンダヘッド１８の端部からウォーターアウトレット部材４０に冷却水がそれぞれ導入される。このウォーターアウトレット部材４０に接続されるウォーターギャラリカバー３６及びポート４２を介してラジエータ（Ｒ／Ａ）に冷却水が導入され、上記のような経路に沿って冷却水が循環する。

図３は、本発明の実施形態に係る内燃機関の冷却構造が適用されたＶ型エンジンにおいて、冷却水のクロスフロー用の冷却回路をフロント側からみた斜視図、図４は、図３に示すクロスフロー用の冷却回路をリア側から見た斜視図である。

続いて、図３及び図４に示される冷却回路に基づき、クロスフローの流通方式における冷却水の流通経路について説明する。

図３及び図４に示されるように、ラジエータ（Ｒ／Ａ）から送給された冷却水は、先ず、サーモスタットケーシング３２に導入された後、Ｖバンク１２間の凹部３４内に配設されたウォーターギャラリカバー３６及びシリンダブロック１６のポート３８を経由してウォーターポンプ２６に導入される。前記ウォーターポンプ２６の左右一対の吐出ポートに接続された左右一対のインレットポート２４から導入された冷却水は、シリンダブロック１６の外側（ＥＸ側）のウォータージャケット２０を気筒列方向に沿ってそれぞれ流通すると同時に、左右一対のシリンダヘッド１８にもそれぞれ送給される。

左右一対のシリンダヘッド１８に送給された冷却水は、前記シリンダヘッド１８のウォータージャケット２２に沿って気筒列方向と直交する方向に流通した後、シリンダブロック１６の内側（ＩＮ側）のウォータージャケット２０に戻される。このように冷却水は、シリンダブロック１６及びシリンダヘッド１８にそれぞれ形成されたウォータージャケット２０、２２の気筒列方向及び気筒列方向と直交する方向に沿って送給された後、インレットポート２４から最も離間した奥側のシリンダボア１４ｃ、１４ｆにシリンダヘッド１８からの戻りの冷却水がＶバンク１２間の凹部３４の隔壁に形成された連通孔４４を通じてＶバンク１２間の凹部３４内に導入される。さらに、前記Ｖバンク１２間の凹部３４内に導入された冷却水は、さらに、ウォーターギャラリカバー３６及びポート４２を介してラジエータ（Ｒ／Ａ）に導入され、上記のような経路に沿って冷却水が循環する。

次に、ウォータージャケットを分断する仕切り部材の配置及び形状について説明する。
図５は、クロスフローの流通方式が採用された場合であって、シリンダブロックのウォータージャケットに対して４つの仕切り部材が装着された状態を示す平面図、図６（ａ）は、ウォータージャケットに対して一方の第１仕切り部材が装着された状態を示す部分拡大平面図、図６（ｂ）は、他方の第１仕切り部材が装着された状態を示す部分拡大平面図、図６（ｃ）は、第２仕切り部材が装着された状態を示す部分拡大平面図である。

先ず、クロスフローの場合における仕切り部材３０の配置を図５に基づいて説明する。
クロスフローの流通方式では、図５に示されるように、４つの仕切り部材３０が用いられ、この４つの仕切り部材３０は、クロスフロー専用であってそれぞれ異形状からなる２つの第１仕切り部材３０ａ、３０ｂと、クロスフロー及び縦流し共用であってそれぞれ同形状からなる２つの第２仕切り部材３０ｃ、３０ｃによって構成される。

なお、第１仕切り部材３０ａ、３０ｂは、ウォータージャケット２０の気筒列方向に沿った一端側に着脱自在に設けられる分離部材として機能するものであり、第２仕切り部材３０ｃ、３０ｃは、ウォータージャケット２０の気筒列方向に沿った他端側に着脱自在に設けられる分離部材として機能するものである。

専用の一方の第１仕切り部材３０ａは、図５及び図６（ａ）に示されるように、一方のインレットポート２４に近接するウォータージャケット２０の一端側（ＦＲ側）に挿入され、前記インレットポート２４に臨む部位に形成された係合用凹部４４によって保持される。専用の他方の第１仕切り部材３０ｂは、図５及び図６（ｂ）に示されるように、他方のインレットポート２４に近接するウォータージャケット２０の一端側に挿入され、前記インレットポート２４に臨む部位に形成されると共に、ウォータージャケット２０を構成するシリンダブロック１６の内壁に上下方向に沿って形成された断面円弧状の係止溝４６によって保持される。なお、前記係合用凹部４４に代替して、断面円弧状の係止溝４６を形成するようにしてもよい。

この場合、専用の第１仕切り部材３０ａ、３０ｂは、インレットポート２４に臨む係合用凹部４４又は係止溝４６を利用してウォータージャケット２０の所定部位に保持されるため、冷却水の吐出圧力が比較的に強いインレットポート２４近傍部位であっても、確実に第１仕切り部材３０ａ、３０ｂを保持（固定）することができる。

また、共用の一方の第２仕切り部材３０ｃは、一方のインレットポート２４（又は一方の第１仕切り部材３０ａ）と略点対称の位置からなるウォータージャケット２０の他端側に挿入され、共用の他方の第２仕切り部材３０ｃは、他方のインレットポート２４（又は他方の第１仕切り部材３０ｂ）と点対称の位置からなるウォータージャケット２０の他端部側に挿入される。共用の第２仕切り部材３０ｃ、３０ｃは、ウォータージャケット２０内に挿入された際、断面円弧状の係止溝４６によって保持される。

この場合、「点対称」とは、インレットポート２４が設けられている気筒列方向の一端側に対して前記気筒列方向の他端側であって、インレットポート２４が気筒列中心線Ｃ（平面視して各シリンダボア列の中心を通る直線）から偏位（オフセット）している距離と同一距離だけ気筒列中心線から反対側に偏位（オフセット）していることをいう。

本実施形態では、例えば、ドリル等の穿孔手段によってシリンダブロック１６の側面からインレットポート２４を穿孔した場合、インレットポート２４が臨む部位に係合用凹部４４を設けることにより、断面鋭角状のドリル先端部がウォータージャケット２０の内壁に到達することがなく、縮径されたドリル先端部で形成された縮径状孔部によってウォータージャケット２０に連通する冷却水の導入通路が絞られることを回避することができる。

図７（ａ）は、クロスフロー専用の一方の第１仕切り部材の平面図、図７（ｂ）は、前記一方の第１仕切り部材の正面図である。前記クロスフロー専用の一方の第１仕切り部材３０ａは、図７に示されるように、正面視してピン状部材からなり、装着された際にウォータージャケット２０の上下方向に沿って延在する柱状部４８と、前記柱状部４８の上端及び中間部位から略直交する方向に突出すると共に、平面視してインレットポート２４に近接して形成された係合用凹部４４の形状に対応する形状からなる水平部５０とを有する。

インレットポート２４に近接して形成された係合用凹部４４に対して前記一方の第１仕切り部材３０ａの水平部５０がそれぞれ係着されることにより、前記一方の第１仕切り部材３０ａがウォータージャケット２０内の所定位置に位置決めされる。また、前記一方の第１仕切り部材３０ａの柱状部４８がウォータージャケット２０を構成する一方と他方の隔壁間で挟持されて前記柱状部４８と前記隔壁とが当接してシールされることにより、ウォータージャケット２０を周方向に分断することができる。

前記第１仕切り部材３０ａの少なくとも一部が、前記係合用凹部４４と係合するように設けられる。この場合、インレットポート２４から導入された冷却水は、係合用凹部４４によって保持される一方の水平部５０と他方の水平部５０との上下方向に沿った離間空間を通じてウォータージャケット２０側に流通するように設けられる。

なお、インレットポート２４に近接して形成される係合用凹部４４は、例えば、シリンダブロック１６をアルミニウム合金等の金属製材料を用いて鋳造成形する際、図示しない複数の金型を型開きする際の鋳抜き穴によって形成される。

図８（ａ）は、クロスフロー専用の他方の第１仕切り部材の平面図、図８（ｂ）は、前記他方の第１仕切り部材の正面図である。前記クロスフロー専用の他方の第１仕切り部材３０ｂは、図８に示されるように、正面視してピン状部材からなり、ウォータージャケット２０の上下方向に沿って延在する柱状部５２と、前記柱状部５２の上端及び中間部位から略直交する方向に突出すると共に、平面視してインレットポート２４に近接して形成された断面円弧状の係止溝４６に対応する形状からなる断面円弧状突起部５４が形成された水平部５６とを有する。

インレットポート２４に近接して形成された断面円弧状の係止溝４６に対して前記他方の第１仕切り部材３０ｂの水平部５６の断面円弧状突起部５４がそれぞれ係着されることにより、前記他方の第１仕切り部材３０ｂがウォータージャケット２０内の所定位置に位置決めされる。また、前記他方の第１仕切り部材３０ｂの柱状部５２がウォータージャケット２０を構成する一方と他方の隔壁間で挟持されて前記柱状部５２と前記隔壁とが当接してシールされることにより、ウォータージャケット２０を周方向に分断することができる。この場合、インレットポート２４から導入された冷却水は、係止溝４６によって保持される一方の水平部５６と他方の水平部５６との上下方向に沿った離間空間を通じてウォータージャケット２０側に流通するように設けられる。

図９（ａ）は、クロスフロー及び縦流し共用の第２仕切り部材の平面図、図９（ｂ）は、前記第２仕切り部材の一部断面正面図である。前記共用の第２仕切り部材３０ｃは、図９に示されるように、正面視してピン状部材からなり、ウォータージャケット２０の上下方向に沿って延在する柱状部５８と、前記柱状部５８の上端部及び下端部から略直交する方向に折曲すると共に、平面視して断面円弧状の係止溝４６と係合する湾曲部６０が設けられた水平部６１とを有する。

ウォータージャケット２０の他端側に形成された断面円弧状の係止溝４６に対して前記第２仕切り部材３０ｃの湾曲部６０が係着されることにより、前記第２仕切り部材３０ｃがウォータージャケット２０内の所定位置に位置決めされる。また、前記第２仕切り部材３０ｃの柱状部５８がウォータージャケット２０を構成する一方と他方の隔壁間で挟持されて前記柱状部５８と前記隔壁とが当接してシールされることにより、ウォータージャケット２０を周方向に分断することができる。

なお、専用の第１仕切り部材３０ａ、３０ｂ及び共用の第２仕切り部材３０ｃは、例えば、図９（ｂ）に示されるように、金属製の芯材６２と、前記芯材６２をゴム等で被覆した弾性材６４とから構成され、前記弾性材６４はウォータージャケット２０の湾曲形状や係止溝４６等に対応して弾性変形するように設けられる。

図１０（ａ）は、クロスフローの流通方式において、インレットポートから導入された冷却水を初めに外側のウォータージャケットから流通させた場合の流通経路を示す説明図、図１０（ｂ）は、クロスフローの流通方式において、インレットポートから導入された冷却水を初めに内側のウォータージャケットから流通させた場合の流通経路を示す説明図である。

なお、図１０中において、太線からなる実線は、インレットポート２４から導入された冷水の冷却水を示し、破線は、シリンダヘッド１８側のウォータージャケット２２に上げられた冷却水が燃焼室等で加熱されて温水となった冷却水がシリンダブロック１６側のウォータージャケット２０に戻されて流通する状態を示している。

第１仕切り部材３０ａ、３０ｂ及び第２仕切り部材３０ｃ、３０ｃからなる４本のピン状部材がウォータージャケット２０内に配置されたクロスフローの流通方式を採用し、インレットポート２４から導入された冷却水を先に外側（ＥＸ側）のウォータージャケット２０から流通させた場合（図１０（ａ）参照）には、先に内側（ＩＮ側）のウォータージャケット２０から流通させた場合（図１０（ｂ）参照）と比較して、冷却水流路長が略距離Ａだけ短縮されて圧力損失（通路抵抗）を低減することができる利点がある。

なお、本実施形態では、図３及び図４に示されるように、クロスフローの流通方式において冷却水を先に外側（ＥＸ側）のウォータージャケット２０から流通させた場合を例示しているが、これに限定されるものではなく、図１０（ｂ）に示されるように、先に内側（ＩＮ側）のウォータージャケット２０から流通させるようにしてもよい。

図１１は、縦流しの流通方式が採用された場合であって、シリンダブロックのウォータージャケットに対して２つの仕切り部材が装着された状態を示す平面図、図１２（ａ）は、ウォータージャケットに対して一方の第２仕切り部材が装着された状態を示す部分拡大平面図、図１２（ｂ）は、他方の第２仕切り部材が装着された状態を示す部分拡大平面図である。

縦流しの流通方式を採用する場合、図１１に示されるように、クロスフローと共用の２本の第２仕切り部材３０ｃ、３０ｃのみが用いられる。図面に向かって左側に配置された一方の第２仕切り部材３０ｃは、ウォータージャケット２０の気筒列方向に沿った一端側であって、一方のインレットポート２４から僅かに離間して気筒列中心線Ｃをわたった外側（ＥＸ側）の部位に挿入される（図１２（ａ）参照）。また、図面に向かって右側に配置された他方の第２仕切り部材３０ｃは、同様に、ウォータージャケット２０の一端側であって、他方のインレットポート２４から僅かに離間して気筒列中心線Ｃをわたった外側（ＥＸ側）の部位に挿入される（図１２（ｂ）参照）。

このように縦流しの流通方式では、インレットポート２４を有するウォータージャケット２０の気筒列方向に沿った一端側のみに共用の第２仕切り部材３０ｃ、３０ｃが装着される。従って、インレットポート２４から導入された冷却水は、シリンダブロック１６のウォータージャケット２０に沿って１周した後、前記第２仕切り部材３０ｃ、３０ｃを間にしてインレットポート２４と反対側の部位からシリンダヘッド１８側のウォータージャケット２２へ流出される。

なお、シリンダブロック１６のウォータージャケット２０からシリンダヘッド１８のウォータージャケット２２へと流出される部位は、前記第２仕切り部材３０ｃ、３０ｃを間にしたインレットポート２４と反対側の部位の他に、例えば、ウォータージャケット２０中の中間部位や隣接するシリンダボア１４ａ〜１４ｆ間の部位からも流出される。

なお、両方の第２仕切り部材３０ｃ、３０ｃは、それぞれ、ウォータージャケット２０の内壁に形成された係止溝４６によって所定位置に保持される。

図１３は、クロスフローの流通方式を採用した場合にシリンダブロックのウォータージャケットに対して第１及び第２仕切り部材がそれぞれ着脱自在に装着される状態を示す説明図、図１４は、縦流しの流通方式を採用した場合にシリンダブロックのウォータージャケットに対して第２仕切り部材のみが着脱自在に装着される状態を示す説明図である。

図１３及び図１４から了解されるように、本実施形態では、ウォータージャケット２０に対して着脱自在に装着される複数の仕切り部材３０を設け、前記複数の仕切り部材３０の配置を適宜選択することにより、クロスフローの流通方式が採用されたエンジン（シリンダブロック１６）と、縦流しの流通方式が採用されたエンジン（シリンダブロック１６）を得ることができる。

換言すると、従来技術では、クロスフローの流通方式と縦流しの流通方式とにおいて、冷却水の流通経路となるウォータージャケット２０の形状が顕著に異なっているため、一方の流通方式を他方の流通方式に流用（転用）することが困難であり、クロスフロー用のエンジン（シリンダブロック）と縦流し用のエンジン（シリンダブロック）との２種類を準備する必要があったのに対し、本実施形態では、ウォータージャケット２０の形状をそのまま共通とし、複数の仕切り部材３０の配置を相違させることにより、クロスフローの流通方式と縦流しの流通方式との両方を簡便に設定することができる。

また、冷却水の流通方式をクロスフロー又は縦流しのいずれか一方に設定した後、仕切り部材３０の種類及び配置を交換することにより、他方の流通方式に簡便に変更することができる。この結果、本実施形態では、ウォータージャケット２０に対する冷却水のクロスフローの流通方式と縦流しの流通方式との間で相互に流用（共用）して汎用性を向上させることができる。

この場合、図１３に示される一方の第１仕切り部材３０ａと図１４に示される一方の第２仕切り部材３０ｃとは、冷却水入口（一方のインレットポート２４）に対するシリンダボア１４ｄの周方向の両側に配設された分離部材として機能するものであり、図１３に示される他方の第１仕切り部材３０ｂと図１４に示される他方の第２仕切り部材３０ｃとは、冷却水入口（他方のインレットポート２４）に対するシリンダボア１４ａの周方向の両側に配設された分離部材として機能するものである。

なお、本実施形態では、クロスフロー専用の第１仕切り部材３０ａ、３０ｂと、クロスフロー及び縦流し共用の第２仕切り部材３０ｃ、３０ｃとの２種類の仕切り部材３０を用いて説明しているが、これに限定されるものではなく、例えば、全ての仕切り部材３０を共通化してクロスフロー及び縦流し共用の仕切り部材のみとしてもよい。この場合、仕切り部材の部品点数が減少して、製造コストを低減化することができると共に、部品管理が容易となる利点がある。

図１５は、ウォータージャケット内に装着された第１仕切り部材の軸方向に沿った一部省略縦断面図である。図１５に示されるように、クロスフロー流通方式又は縦流し流通方式のいずれの冷却水の流通方式を選択した場合であっても、専用の第１仕切り部材３０ａ、３０ｂ及び共用の第２仕切り部材３０ｃ、３０ｃの下部は、ウォータージャケット２０の底面２０ａまで到達しないように挿入される。

すなわち、ウォータージャケット２０内の所定部位に挿入される専用の第１仕切り部材３０ａ、３０ｂ及び共用の第２仕切り部材３０ｃ、３０ｃがウォータージャケット２０の底面２０ａまで到達してウォータージャケット２０を完全に遮断した場合には、前記ウォータージャケット２０内の下部において冷却水の澱みが発生するおそれがある。

そこで、本実施形態では、専用の第１仕切り部材３０ａ、３０ｂ及び共用の第２仕切り部材３０ｃ、３０ｃのそれぞれの下部と、ウォータージャケット２０の底面２０ａとの間に間隙６６を形成し、前記間隙６６によってインレットポート２４側からポート４２側に冷却水を流通させる連通路を設けることにより、前記冷却水の澱みの発生を防止することができる。

換言すると、前記間隙６６を形成することにより、仕切り部材３０の下端部近傍における冷却水流れの滞留を好適に抑制することができる。なお、図１５では、一方の第１仕切り部材３０ａを例示しているが、他の仕切り部材３０も同様にウォータージャケット２０の底面２０ａとの間で間隙６６が形成される。

次に、クロスフローの流通方式を採用した場合にウォータージャケット２０を構成するシリンダブロック１６の外側壁に対して切削加工される加工孔について説明する。図１６は、シリンダブロックの外側壁の一部が切り欠かれて連通孔が形成された状態を示す平面図、図１７（ａ）は、図１６のＢ−Ｂ線に沿った縦断面図、図１７（ｂ）は、図１６のＤ−Ｄ線に沿った縦断面図である。

クロスフローの流通方式では、シリンダブロック１６の一端部（ＦＲ側）のインレットポート２４から導入された冷却水がシリンダブロック１６のウォータージャケット２０の外側（ＥＸ側）を通って気筒列方向に流通すると共に、シリンダヘッド１８側に導入された冷却水がシリンダブロック１６のウォータージャケット２０の内側（ＩＮ側）に戻って気筒列方向に流通する（図３及び図４参照）。従って、インレットポート２４から最も離間するシリンダボア１４ｃ、１４ｆに近接するウォータージャケット２０の他端側に到達した冷却水がＶバンク１２間の凹部３４を介して導出する必要がある。

そこで、本実施形態では、鋳造成形品からなるシリンダブロック１６に対して、例えば、図示しないエンドミル等の切削加工手段を用いてＶバンク１２間の凹部３４内の外側壁の一部を切削加工し、冷却水出口として機能する連通孔６８を形成する（図１７参照）。この連通孔６８を介してウォータージャケット２０とＶバンク１２間の凹部３４とが連通し、前記ウォータージャケット２０から流出された冷却水は、Ｖバンク１２間の凹部３４に沿って流通してポート４２（図３参照）から導出される。

また、本実施形態では、図１６に示されるように、ウォータージャケット２０の気筒列方向に沿った一端側に冷却水入口（インレットポート２４）が設けられ、前記ウォータージャケット２０の気筒列方向に沿った他端側であって、インレットポート２４から最も離間するシリンダボア１４ｃ、１４ｆの気筒列方向に対する側方に冷却水出口（連通孔６８）が設けられる。

さらに、本実施形態が適用されたＶ型エンジン１０では、冷却水入口（インレットポート２４）及び連通孔６８が気筒列中心線Ｃに対して一方のＶバンク１２と他方のＶバンク１２との間に設けられることにより、冷却水入口よりも上流側で、連通孔６８よりも下流側の冷却水通路を短縮することができる（図１０ａ参照）。

さらにまた、図示しないエンドミル等の切削加工手段によって切削加工されるＶバンク１２間の外側壁（冷却水出口用壁部）は、図１６に示されるように、他の部位と比較して薄肉に形成された薄肉部８０からなり、前記エンドミル等によって簡便に切り欠くことができるため、冷却水出口（連通孔６８）を容易に形成することができる。

なお、本実施形態では、クロスフローの流通方式を採用する場合、外側壁の一部を切削加工することによってウォータージャケット２０の冷却水出口（連通孔６８）を形成しているが、これを縦流しの流通方式に変更する場合、前記切削加工によって形成された連通孔６８を、図示しない閉塞部材（例えば、盲栓部材）で閉塞することによって簡便に変更することができる。

図１８は、シリンダブロックとシリンダヘッドとの間に介装されるガスケットに形成される孔部と、ウォータージャケット内に挿入される仕切り部材とを関係を示す平面図である。

ウォータージャケット２０内に挿入される仕切り部材３０は、図１８に示されるように、シリンダボアの中心を通る気筒列中心線Ｃから偏位したウォータージャケット２０内に挿入される。その際、気筒列中心線Ｃ上に仕切り部材３０を挿入した場合、ガスケット７０の気筒列中心線Ｃ上に孔部を設けることが困難であるため、図１８に示されるＥ部の冷却水が澱むおそれがある。そこで、本実施形態では、ガスケット７０の孔部の位置を変更することがなく、気筒列中心線Ｃから偏位した部位に仕切り部材３０を挿入することにより、前記澱みの発生を防止することができる。

図１９は、クロスフローの流通方式を採用した際、シリンダブロックとシリンダヘッドとの間に介装されるガスケットの平面図である。図１９に示されるように、クロスフロー用のガスケット７０ａ、７０ｂには、複数の略楕円形状孔部７２ａや略三角形状孔部７２ｂが気筒列中心線Ｃに沿って略対称位置に配置される。

なお、図１９中において、網点が付された略楕円形状孔部７２ａ及び略三角形状孔部７２ｂは、シリンダブロック１６のウォータージャケット２０とシリンダヘッド１８とのウォータージャケット２２とを連通させる孔部であって、シリンダブロック１６のウォータージャケット２０からシリンダヘッド１８のウォータージャケット２２へ冷却水が送られる孔部を示す。また、網線が付された略楕円形状孔部７２ａ及び略三角形状孔部７２ｂは、前記とは反対にシリンダヘッド１８のウォータージャケット２２からシリンダブロック１６のウォータージャケット２０へ冷却水が戻される孔部を示している。

次に、本発明の他の実施形態に係る内燃機関の冷却構造を他のエンジンに適用した場合を以下に示す。図２０は、本発明の他の実施形態に係る内燃機関の冷却構造を直列４気筒エンジンに適用した場合であって、図２０（ａ）は、クロスフローの流通方式の場合における仕切り部材の配置を示した平面図、図２０（ｂ）は、縦流しの流通方式の場合における仕切り部材の配置を示した平面図である。なお、前記実施形態と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。

図２０（ａ）に示されるように、クロスフローの流通方式では、インレットポート２４に近接するウォータージャケット２０の一端側にクロスフロー専用の第１仕切り部材３０ａが着脱自在に挿入されると共に、前記インレットポート２４から最も離間するウォータージャケット２０の他端側にクロスフロー及び縦流し共用の第２仕切り部材３０ｃが着脱自在に挿入される。このように、直列４気筒エンジン１０ａでは、気筒列方向に沿ったウォータージャケット２０の一端側及び他端側にそれぞれ第１仕切り部材３０ａ及び第２仕切り部材３０ｃが挿入される。

図（ｂ）に示されるように、縦流しの流通方式では、インレットポート２４に近接するウォータージャケット２０の一端側にクロスフロー及び縦流し共用の第２仕切り部材３０ｃが着脱自在に挿入される。なお、第１仕切り部材３０ａ及び第２仕切り部材３０ｃの構成並びに作用効果は、前記実施形態と同様であるため、その詳細な説明を省略する。

１０、１０ａ エンジン（内燃機関）
１２ Ｖバンク
１４ａ〜１４ｆ シリンダボア
１６ シリンダブロック
１８ シリンダヘッド
２０、２２ ウォータージャケット
２４ インレットポート（冷却水入口）
３０、３０ａ〜３０ｃ 仕切り部材（分離部材）
４４ 係合用凹部
６８ 連通孔
Ｃ 気筒列中心線

Claims (7)

1. 直列に並ぶ複数のシリンダボアの周囲に設けられるウォータージャケットと、前記ウォータージャケット内に挿入されて前記ウォータージャケットを周方向に分離する分離部材とを有する内燃機関の冷却構造であって、
   前記分離部材は、前記ウォータージャケットの気筒列方向に沿った一端側と、前記気筒列方向に沿った他端側とにそれぞれ着脱自在に設けられることを特徴とする内燃機関の冷却構造。
2. 請求項１記載の内燃機関の冷却構造において、
   前記ウォータージャケットを流通する冷却水が気筒列方向に沿って流通する縦流しの流通方式と、前記冷却水がシリンダヘッドを介して気筒列方向と直交する方向に流通するクロスフローの流通方式とを有し、
   前記ウォータージャケットの気筒列方向に沿った一端側と、前記気筒列方向に沿った他端側とにそれぞれ前記分離部材を挿入することにより、前記クロスフローの流通方式が設定され、
   前記ウォータージャケットの気筒列方向に沿った一端側にのみ前記分離部材を挿入することにより、前記縦流しの流通方式が設定され、
   前記分離部材の着脱によって、前記クロスフローの流通方式と前記縦流しの流通方式との間で相互に変更可能に設けられることを特徴とする内燃機関の冷却構造。
3. 請求項１記載の内燃機関の冷却構造において、
   前記分離部材は、前記ウォータージャケットへ冷却水を導入する冷却水入口に対する前記シリンダボアの周方向に沿った両側と、前記冷却水入口に対して点対称の位置とにそれぞれ着脱自在に設けられることを特徴とする内燃機関の冷却構造。
4. 請求項３記載の内燃機関の冷却構造において、
   前記冷却水入口と連通するウォータージャケットの外側壁には、シリンダボアの径方向外側に向かって窪む係合用凹部が形成され、前記ウォータージャケットの気筒列方向に沿った一端側に配設される前記分離部材の少なくとも一部は、前記係合用凹部と係合するように設けられることを特徴とする内燃機関の冷却構造。
5. 請求項１記載の内燃機関の冷却構造において、
   前記内燃機関は、Ｖバンクに沿って複数のシリンダボアが形成されたＶ型エンジンからなり、前記ウォータージャケットの気筒列方向の他端側には、前記ウォータージャケットの外側壁が切り欠かれることによって前記Ｖバンク間の凹部と連通する連通孔が設けられることを特徴とする内燃機関の冷却構造。
6. 請求項５記載の内燃機関の冷却構造において、
   前記冷却水入口及び前記連通孔は、気筒列中心線に対して前記Ｖバンク間側に設けられることを特徴とする内燃機関の冷却構造。
7. 請求項５記載の内燃機関の冷却構造において、
   前記切り欠かれる前記ウォータージャケットの外側壁は、他の部位と比較して薄肉に形成された薄肉部からなることを特徴とする内燃機関の冷却構造。
   

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