JP2015224627A - 多気筒エンジンの冷却構造 - Google Patents

Abstract

【課題】気筒間での温度差を小さく抑えることのできる多気筒エンジンの冷却構造を提供する。
【解決手段】シリンダブロック３に形成されたウォータジャケット３３に収容されるスペーサ部材４０を設け、スペーサ部材４０に、シリンダボア壁３２ａを囲むスペーサ本体部４１と、当該スペーサ本体部４１の外周面からジャケット内側面３３ｂに向かって突出する仕切壁５１を設け、仕切壁５１を、ウォータポンプ５と連通する導入口３６ａとスペーサ本体部４１の外周面との間の空間の少なくとも一部をシリンダヘッド側と反シリンダヘッド側とに区画するように、導入口３６ａと対向する位置においてスペーサ本体部４１の周方向に延びる形状とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、複数の気筒のシリンダと、これらシリンダのシリンダボア壁を囲むウォータジャケットとが形成されたシリンダブロックを有する多気筒エンジンの冷却構造に関する。

従来、エンジンの冷却構造として、シリンダブロックにシリンダボア壁を囲むようにウォータジャケットを形成し、このウォータジャケットにウォータポンプから圧送された冷却液を導入してエンジンを冷却する構造が知られている。

また、冷却性能の向上等を目的として、特許文献１に開示されるように、上記ウォータジャケット内にウォータジャケットの内部空間を区画するスペーサ部材を設けることが検討されている。具体的には、特許文献１には、ウォータポンプから圧送された冷却液をウォータジャケットに導入するための導入部がシリンダブロックに設けられるとともに、この導入部の開口部分と対向して上下に延びる板状の規制部材を備えたスペーサ部材がウォータジャケットに収容された構造が開示されている。この構造では、上記規制部材により、導入部から流入した冷却液がシリンダブロックの排気側の部分を通らずに吸気側の部分およびシリンダヘッド側に向かうのが抑制され、これによりシリンダブロックの排気側の部分を流通する冷却液流量が確保されエンジンが効率よく冷却される。

特許第４５４７０１７号公報

上記特許文献１の構造によれば、比較的高温になりやすいシリンダブロックの排気側部分を効率よく冷却して、この排気側部分と吸気側部分の温度差を小さくすることができると考えられる。しかしながら、この構造では、ウォータジャケット内での冷却液の流通が停止される一方ウォータポンプが駆動している場合に生じる気筒間での温度差を小さくすることはできず、この温度差に伴って燃焼状態が気筒間でばらついてしまうという問題が生じる。

具体的には、冷却液をウォータジャケットに圧送するウォータポンプとしてエンジンにより強制的に駆動されるものが用いられる場合には、シリンダの温度を高めること等を目的として、ウォータジャケットの出口を閉鎖する等によりウォータジャケット内での冷却液の流通を停止した場合であっても、エンジンの駆動に伴ってウォータポンプは駆動され、ウォータジャケットのうちウォータポンプと連通する部分付近の冷却液は撹拌される一方、他の部分の冷却液は撹拌されないという状態になり、ウォータポンプと連通する部分付近に設けられた気筒と、他の気筒との間で温度差が生じてしまう。すなわち、ウォータポンプと連通する部分付近では、上記撹拌によって、シリンダブロックのうち温度の高いシリンダヘッド側すなわち燃焼室に近い部分の周囲に存在する高温の冷却液と、反シリンダヘッド側すなわち燃焼室から離れた部分に位置する比較的低温の冷却液とが対流するため、燃焼室付近の温度が他の気筒よりも低くなり、燃焼室より離れた部分の温度が他の気筒よりも高くなる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、気筒間での温度差を小さく抑えることのできる多気筒エンジンの冷却構造を提供する。

上記課題を解決するために、本発明は、複数の気筒のシリンダと、これらシリンダのシリンダボア壁とが形成されたシリンダブロックを有する多気筒エンジンの冷却構造であって、上記シリンダブロックに形成されて、上記シリンダボア壁と当該シリンダボア壁を囲むジャケット内側面とにより区画されたウォータジャケットと、上記エンジンにより駆動されることで上記ウォータジャケットに冷却液を圧送するウォータポンプと、上記シリンダブロックに形成されて、上記ジャケット内側面に開口する導入口を有し、上記ウォータポンプにより圧送された冷却液を上記ウォータジャケットに導入する導入部と、上記ウォータジャケットに収容されるスペーサ部材とを備え、上記スペーサ部材は、上記シリンダボア壁を囲むスペーサ本体部と、当該スペーサ本体部の外周面から上記ジャケット内側面に向かって突出する仕切壁とを有し、上記仕切壁は、上記導入口と上記スペーサ本体部の外周面との間の空間の少なくとも一部をシリンダヘッド側と反シリンダヘッド側とに区画するように、上記導入口と対向する位置において上記スペーサ本体部の周方向に延びていることを特徴とする多気筒エンジンの冷却構造を提供する。（請求項１）。

本発明によれば、ウォータポンプと連通する導入部の導入口と対向する位置にスペーサ本体部からウォータジャケットの内側面に向かって突出するとともに周方向に延びる仕切壁が設けられて、この仕切壁により、導入口とスペーサ本体部の外周面との間の空間がシリンダヘッド側と反シリンダヘッド側とに区画されているので、ウォータポンプの駆動に伴う冷却液の撹拌によってウォータポンプと連通する導入部の導入口付近において比較的高温のシリンダヘッド側の冷却液と比較的低温の反シリンダヘッド側の冷却液とが対流するのを抑制することができ、導入口付近に配置された気筒と他の気筒との間に生じる温度差をより確実に小さく抑えることができる。

本発明において、上記仕切壁は、上記導入口のシリンダヘッド側の端部と対向する位置に配置されているのが好ましい（請求項２）。

このようにすれば、ウォータポンプによる撹拌の影響を仕切壁よりも反シリンダヘッド側の部分にとどめることができ、シリンダヘッド側と反シリンダヘッド側との間の冷却液の対流をより確実に小さく抑えることができる。

また、本発明において、上記複数のシリンダは、所定の気筒配列方向に沿って配列されており、上記導入口は、気筒配列方向端部に配置されたシリンダの外側に配置されており、上記スペーサ部材は、そのスペーサ本体部の外周面のうち上記導入口と対向する部分から、それぞれ上記ジャケットの内側面に向かって突出する分流壁と第１立壁と第２立壁とを有し、上記分流壁は、上記仕切壁よりも反シリンダヘッド側の位置において上記スペーサ本体部の周方向に延びる形状を有し、上記第１立壁は、上記分流壁から上記仕切壁に向かって延びる形状を有し、上記第２立壁は、上記分流壁から反シリンダヘッド側に延びる形状を有し、上記第１立壁と上記第２立壁とは、気筒配列方向について互いに離間した位置に配置されているのが好ましい（請求項３）。

このようにすれば、仕切壁に加えて分流壁によっても、導入口とスペーサ本体部の外周面との間の空間がシリンダヘッド側と反シリンダヘッド側とに区画されて、シリンダヘッド側の冷却液と反シリンダヘッド側の冷却液との間の対流を抑制することができるため、気筒間の温度差をより確実に小さく抑えることができる。さらに、これら仕切壁と分流壁と、第１立壁および第２立壁とによって、導入口からウォータジャケットに導入された冷却液をウォータジャケットの気筒配列方向一方側と他方側とに分流することができるため、エンジンを効果的に冷却することができる。特に、導入口が気筒配列方向端部に配置されたシリンダの外側に配置されていることにより、気筒配列方向一方側に分流した冷却液をウォータジャケットのうち気筒配列方向と直交する方向の一方側に向かわせ、気筒配列方向他方側に分流した冷却液を気筒配列方向と直交する方向の他方側に向かわせることができ、より効果的にエンジンを冷却することができる。

また、本発明において、上記スペーサ部材は、そのスペーサ本体部の外周面から上記ジャケットの内側面に向かって突出するとともに、当該スペーサ本体部のほぼ全周にわたってこのスペーサ本体部の周方向に延びて反シリンダヘッド側において上記スペーサ本体部の外周面と上記ウォータジャケットの内側面との間に冷却液が流通する冷却液経路を形成する区画壁を有するのが好ましい（請求項４）。

このようにすれば、区画壁によってもシリンダヘッド側と反シリンダヘッド側との間での冷却液の対流を抑制することができ、気筒間の温度差をより確実に小さくすることができる。

ここで、上記区画壁は、上記仕切壁と連続しているのが好ましい（請求項５）。

このようにすれば、区画壁と仕切壁とによりウォータジャケットの外周側部分全体をシリンダヘッド側と反シリンダヘッド側とに区画することができ、上記冷却液の対流を抑制して、気筒間の温度差をより確実に小さくすることができる。

また、上記構成において、上記スペーサ本体部は、そのシリンダヘッド側の部分が反シリンダヘッド側の部分よりもシリンダから離間する位置に配置されることによって形成された段部を有し、上記段部が、上記区画壁を構成し、上記区画壁によりシリンダヘッド側においてスペーサ本体部の内周面と各シリンダの外周面との間に冷却液が流通する冷却液経路が形成されているのが好ましい（請求項６）。

このようにすれば、比較的簡単な構成で区画壁を設けることができるとともに、ウォータジャケットのうちスペーサ本体部よりもシリンダ側の部分において、よりシリンダヘッドに近く高温となる部分に冷却液が流通する冷却液経路を確保することができ、シリンダボア壁を効果的に冷却することができる。

また、本発明において、上記スペーサ本体部は、上記ウォータジャケット全体をシリンダ側と反シリンダ側とに区画するように、当該ウォータジャケットの反シリンダヘッド側の端部からシリンダヘッド側の端部まで延びており、上記スペーサ本体部には、上記各シリンダボア間と対向する位置に、上記ウォータジャケットのうち当該スペーサ本体部よりもシリンダ側の部分と反シリンダ側の部分とを連通する導入孔が形成されているのが好ましい（請求項７）。

このようにすれば、スペーサ本体部によってウォータジャケットの内部空間全体がシリンダ側と反シリンダ側とに区画されるため、このスペーサ本体部よりも反シリンダ側で生じるウォータポンプの撹拌およびこれに伴う冷却液の対流の影響が、シリンダ側すなわちシリンダボア壁に及ぶのをより確実に回避することができ、この対流により生じるシリンダボアの気筒間での温度差をより小さく抑えることができる。また、各導入孔より各シリンダボア間に冷却液が導入されるため、高温となり易い各シリンダボア間を効果的に冷却することができる。

以上のように、本発明によれば、気筒間でのシリンダボア壁の温度差を小さく抑えることができる。

本発明の実施形態に係る多気筒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。 シリンダブロック周辺の概略分解斜視図である。 シリンダブロックの上面図である。 スペーサを排気側から見た斜視図である。 スペーサを吸気側から見た斜視図である。 スペーサを排気側から見た側面図である。 スペーサを吸気側から見た側面図である。 図３のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。 図３のＩＸ−ＩＸ線断面図である。 図３のＸ−Ｘ線断面図である。

以下、本発明の実施形態に係るエンジンの冷却構造を図面に基づいて説明する。

（１）全体構成
図１に示すように、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にガスケット７０（図２参照）を介して締結されるシリンダヘッド４とを含んでいる。本実施形態では、エンジン２は、４つの気筒（第１〜第４気筒♯１〜♯４）が直列に配列された直列４気筒エンジンであり、シリンダブロック３には、４つの略円筒状のシリンダが所定の方向に並んで形成されている。エンジン２は、いわゆるクロスフロー型のエンジンであり、エンジン２の吸気系および排気系は気筒配列方向と直交する方向の一方側と他方側とにそれぞれ設けられている。各図において、「ＩＮ」は吸気側を意味し、「ＥＸ」は排気側を意味している。以下、適宜、気筒配列方向を左右といい、第１気筒♯１側を右、第４気筒♯４側を左という。また、以下、シリンダの軸方向を上下方向といい、シリンダヘッド側を上、反シリンダヘッド側を下というとともに、この上下方向の位置を高さ位置という場合がある。また、シリンダの径方向内側を単に内側、径方向外側を単に外側という場合がある。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示しているため、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およびシリンダヘッド４には、それぞれ、冷却液が流通するウォータジャケット３３、６１が形成されており、シリンダブロック３およびシリンダヘッド４を含むエンジン２は、この冷却液により適宜冷却される。以下、シリンダブロック３に形成されたウォータジャケット３３をブロック側ジャケット３３といい、シリンダヘッド４に形成されたウォータジャケット６１をヘッド側ジャケット６１という。

シリンダブロック３には、エンジン２により強制的に駆動されるウォータポンプ５が取り付けられており、ウォータジャケット３３、６１にはこのウォータポンプ５により冷却液が圧送される。詳細には、ウォータポンプ５は、エンジン２のクランクシャフト（不図示）に連結されており、クランクシャフトの回転すなわちエンジン２の回転に伴って冷却液を圧送する。

シリンダブロック３には、後述するようにウォータポンプ５の吐出口と連通する導入部３６が形成されている。ウォータポンプ５から吐出された冷却液は、この導入部３６からブロック側ジャケット３３に流入する。ブロック側ジャケット３３に流入した冷却液は、ヘッド側ジャケット６１に流入し、シリンダヘッド４に形成された導出口６２からエンジン２の外部に排出され、適宜、ラジエータ（不図示）等を通過した後、再びウォータポンプ５に戻る。

導出口６２には、運転条件等に応じて開閉されるバルブ（不図示）が設けられており、このバルブが開／閉されることで、ヘッド側ジャケット６１から外部への冷却液の導出ひいてはウォータジャケット３３、６１内の冷却液の流通が実行／停止される。例えば、暖機運転中において早期にエンジン２の温度を高めたい場合等には、このバルブが閉じられ冷却液の流通が停止されて、冷却液によるエンジン２の冷却が禁止される。

（２）シリンダブロック
シリンダブロック３の詳細構造について説明する。

図２は、シリンダブロック３周辺の分解斜視図である。図３は、シリンダブロック３周辺の概略平面図である。

上述のように、シリンダブロック３には、４つの略円筒状のシリンダが形成されている。各シリンダのシリンダボア３２は互いに結合されており、シリンダブロック３には、４つのシリンダを囲むシリンダボア壁３２ａが形成されている。

シリンダブロック３に形成されたウォータジャケット３３すなわちブロック側ジャケット３３は、シリンダボア壁３２ａを囲むように形成されている。すなわち、ブロック側ジャケット３３は、シリンダボア壁３２ａとこのシリンダボア壁３２ａを囲むジャケット内側面３３ｂとで区画されている。ブロック側ジャケット３３は、無端の凹溝であり、シリンダブロック３０の上面３１に連続して開口している。ブロック側ジャケット３３内には、ブロック側ジャケット３３内の空間を区画するスペーサ４０が挿入されている。このスペーサ４０の詳細は後述する。

シリンダブロック３には、ウォータポンプ５の吐出口とブロック側ジャケット３３とに連通する導入部３６が形成されている。この導入部３６は、ジャケット内側面３３ｂに開口する導入口３６ａを有しており、ウォータポンプ５から圧送された冷却液は、この導入部３６および導入口３６ａを介してブロック側ジャケット３３に導入される。本実施形態では、導入部３６および導入口３６ａは、シリンダブロック３の右端部の排気側に設けられている。すなわち、導入部３６および導入口３６ａは、右側端（気筒配列方向端部）に位置する第１気筒のシリンダの排気側部分の外側に設けられている。また、導入部３６および導入口３６ａは、シリンダブロック３の上端よりも下方の位置に設けられている。本実施形態では、導入部３６および導入口３６ａは、左右方向について、第１気筒のシリンダの左右中央部分と対応する位置に設けられている。

ブロック側ジャケット３３のうち導入口３６ａ付近の部分は、外側（反シリンダ側、すなわち、シリンダから離間する方向）に膨出しており、この部分には膨出部３３ｃが設けられている。

具体的には、図３等に示すように、ジャケット内側面３３ｂのうち第２〜第４気筒のシリンダボア３２と対向する部分および第１気筒のシリンダボア３２の吸気側部分と対向する部分は、シリンダボア３２と近接した位置でシリンダボア３２とほぼ平行に延びている。これに対して、ジャケット内側面３３ｂのうち第１気筒のシリンダボア３２の排気側部分と対向する部分は、第１気筒と第２気筒との連結部分から右側に向かうに従って外側すなわちシリンダボア３２から離間する方向に膨出している。この膨出部３３ｃは、導入口３６ａの右端と対向する位置まで延びており、ジャケット内側面３３ｂは、導入口３６ａの右端においてシリンダボア３２側に折れ曲がった後、シリンダボア３２とほぼ平行に延びている。なお、図２、３等には、膨出部３３ｃの上端付近の右側に下方にわずかに凹む段部（底面が後述する第１横壁５１と同じあるいはそれよりも上方に位置するように形成されたもの）が形成されたものを例示したが、この段部は省略してもよい。

（３）ガスケット
ガスケット７０の詳細構造について説明する。

ガスケット７０は、複数の金属板を重ね合わせた後これら金属板の複数個所をかしめて一体化することで形成された金属製のシートガスケットである。シリンダブロック３とシリンダヘッド４とは、このガスケット７０を間に挟んだ状態で複数のヘッドボルト（不図示）により締結される。なお、シリンダブロック３およびガスケット７０には、これらヘッドボルトが挿通、螺合するボルト穴が形成されているが、図では省略している。

ガスケット７０は、その全体形状がシリンダブロック３の上面３１に対応する形状に形成されており、ガスケット７０には、４つのシリンダに対応する位置に４つの円孔７１が設けられている。

ガスケット７０には、その表裏を貫通して、ブロック側ジャケット３３と、シリンダヘッド４に設けられたウォータジャケット６１すなわちヘッド側ジャケット６１とを相互に連通する複数の連通孔７２ａ、７２ｂ、７３ａ〜７３ｃ、７４ａ〜７４ｃが設けられている。

図２および図３に示すように、２つの第１連通孔７２ａ、７２ｂは、ガスケット７０の右端部に形成されており、ブロック側ジャケット３３の右端と対応する位置に設けられている。

３つの第２連通孔７３ａ〜７３ｃは、ガスケット７０の吸気側の部分に形成されている。より詳細には、これら第２連通孔７３ａ〜７３ｃは、ブロック側ジャケット３３の吸気側の部分のうち、シリンダボア３２の連結部分であってシリンダボア３２に近接する部分と対応する位置に設けられている。すなわち、最も左側に位置する第２連通孔７３ａは、第４気筒のシリンダボア３２と第３気筒のシリンダボア３２との吸気側の連結部分であってこれらシリンダボア３２に近接する位置に設けられており、左右中央に位置する第２連通孔７３ｂは、第２気筒のシリンダボア３２と第３気筒のシリンダボア３２との吸気側の連結部分であってこれらシリンダボア３２に近接する位置に設けられており、最も右側に位置する第３連通孔７３ｃは、第２気筒のシリンダボア３２と第１気筒のシリンダボア３２との吸気側の連結部分であってこれらシリンダボア３２に近接する位置に設けられている。

３つの第３連通孔７４ａ〜７４ｃは、ガスケット７０の排気側の部分に形成されている。より詳細には、これら第３連通孔７４ａ〜７４ｃは、ブロック側ジャケット３３の排気側の部分のうち、シリンダボア３２間（シリンダボア３２の連結部分）であってシリンダボア３２よりの部分と対応する位置に設けられている。すなわち、最も左側に位置する第３連通孔７４ａは、第４気筒のシリンダボア３２と第３気筒のシリンダボア３２との排気側の連結部分であってこれらシリンダボア３２に近接する位置に設けられており、左右中央に位置する第３連通孔７４ｂは、第２気筒のシリンダボア３２と第３気筒のシリンダボア３２との排気側の連結部分であってこれらシリンダボア３２に近接する位置に設けられており、最も右側に位置する第３連通孔７４ｃは、第１気筒のシリンダボア３２と第２気筒のシリンダボア３２との排気側の連結部分であってこれらシリンダボア３２に近接する位置に設けられている。

（４）スペーサ
ブロック側ジャケット３３内に収容されるスペーサ４０の詳細構造について説明する。

図４は、排気側から見たスペーサ４０の斜視図である。図５は、吸気側から見たスペーサ４０の斜視図である。図６は、排気側から見たスペーサ４０の側面図である。図７は、吸気側から見たスペーサ４０の側面図である。また、図８は、図３のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図、図９は、図３のＩＸ−ＩＸ線断面図、図１０は、図３のＸ−Ｘ線断面図である。

（４−１）スペーサ本体部
スペーサ４０は、シリンダボア壁３２ａを囲むスペーサ本体部４１を有している。本実施形態では、スペーサ本体部４１は、シリンダボア壁３２ａ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り、シリンダボア壁３２ａの全周を囲んでいる。スペーサ本体部４１は、シリンダボア壁３２ａの外周面３３ａと近接して対向する内周面、および、ジャケット内側面３３ｂと近接して対向する外周面を有している。すなわち、スペーサ本体部４１は、上下方向に延びて、シリンダボア壁３２ａの外周面３３ａおよびジャケット内側面３３ｂとそれぞれ所定の間隔をあけて収容されるような板厚（つまり凹溝であるブロック側ジャケット３３の幅よりも薄い板厚）を有している。

スペーサ本体部４１は、シリンダブロック３の上面３１から突出しないような高さ（つまり凹溝であるブロック側ジャケット３３の深さよりも低い高さ）を有している。本実施形態では、スペーサ本体部４１は、その上端がシリンダブロック３の上面３１とほぼ同じ高さとなるような高さに設定されている。これに伴い、ブロック側ジャケット３３の内側空間は、その全体にわたってスペーサ本体部４１により内側（シリンダ側）と外側（反シリンダ側）とに区画されている。

スペーサ本体部４１の下端部には、その全周にわたってジャケット内側面３３ｂに向かって突出するフランジ４９が形成されており、スペーサ４０は、このフランジ４９がブロック側ジャケット３３の底面に当接した状態でブロック側ジャケット３３内に収容されている。

スペーサ本体部４１には、その上下中間位置に段部（区画壁）４２が形成されている。具体的には、スペーサ本体部４１の上側部分４３は、下側部分４４よりも外側（反シリンダ側）に位置しており、これら上側部分４３と下側部分４４との境界部分に、スペーサ本体部４１の下側部分から外側に突出する段部４２が形成されている。本実施形態では、この段部４２は、スペーサ本体部４１のほぼ全周にわたって設けられている。詳細には、上記ガスケット７０の第１連通孔７２ａ、７２ｂと対向する右端部４１ａおよび後述する隔壁部５０の右側部分を除く部分全体に、段部４２が形成されている。なお、スペーサ本体部４１の右端部４１ａは、その上下全体にわたってシリンダボア壁３２ａの外周面３３ａから一定距離離間しておりこの外周面３３ａと平行に延びている。

本実施形態では、スペーサ本体部４１の段部４２の排気側の部分４２ｅと吸気側の部分４２ｉの高さ位置は異なっており、吸気側の段部４２ｉの方が下方に位置している。すなわち、スペーサ本体部４１の段部４２より上側部分４３の排気側部分４３ｅの上下長さの方が、スペーサ本体部４１の段部４２より上側部分４３の吸気側の部分４３ｉの上下長さよりも短く、スペーサ本体部４１の段部４２より下側部分４４の排気側の部分４４ｅの上下長さの方が、スペーサ本体部４１の段部４２より下側部分４４の吸気側の部分４４ｉの上下長さよりも長く設定されている。そして、スペーサ本体部４１の左端部では、段部４２は排気側から吸気側に向かうに従って下方に傾斜している。

このように構成されることで、ブロック側ジャケット３３の下側の部分では、排気側のスペーサ本体部４１の外周面とジャケット内側面３３ｂとの間に形成された冷却液が流通する経路すなわち冷却液経路の流路面積の方が、吸気側のスペーサ本体部４１の外周面とジャケット内側面３３ｂとの間に形成された冷却液経路の流路面積よりも大きく確保され、温度が高くなる排気側の冷却性が高められている。一方、ブロック側ジャケット３３の上側の部分では、吸気側のスペーサ本体部４１の内周面とシリンダボア壁３２ａの外周面３３ａとの間の冷却液経路の流路面積の方が、排気側のスペーサ本体部４１の内周面とシリンダボア壁３２ａの外周面３３ａとの間の冷却液経路の流路面積よりも大きくなっている。

スペーサ本体部４１には、図４〜７および図１０に示すように、その表裏を貫通して、ブロック側ジャケット３３のうちスペーサ本体部４１よりも外側の部分と内側の部分とを連通する複数の導入孔４５ａ〜４５ｃ、４６ａ〜４６ｃが形成されている。これら導入孔４５ａ〜４５ｃ、４６ａ〜４６ｃは、ウォータポンプ５から圧送されてブロック側ジャケット３３のうちスペーサ本体部４１よりも外側の部分に流入した冷却液をスペーサ本体部４１よりも内側の部分に導入するための孔である。上述のように、本実施形態では、スペーサ本体部４１によりブロック側ジャケット３３の内側空間全体が内側と外側に区画されている。そのため、導入部３６を通ってウォータポンプ５から圧送された冷却水は、まず、ブロック側ジャケット３３の外側部分に流入し、その後、これら導入孔４５ａ〜４５ｃ、４６ａ〜４６ｃを通過することで内側部分に流入する。

本実施形態では、スペーサ本体部４１のうち、各シリンダのシリンダボア３２間と対向する位置に、それぞれ導入孔４５ａ〜４５ｃ、４６ａ〜４６ｃが形成されている。具体的には、スペーサ本体部４１のうち第３気筒と第４気筒とのシリンダボア３２間の排気側部分と吸気側部分にそれぞれ第１導入孔４５ａ、第２導入孔４６ａが形成され、スペーサ本体部４１のうち第２気筒と第３気筒とのシリンダボア３２間の排気側部分と吸気側部分にそれぞれ第１導入孔４５ｂ、第２導入孔４６ｂが形成され、スペーサ本体部４１のうち第１気筒と第２気筒とのシリンダボア３２間の排気側部分と吸気側部分にそれぞれ第１導入孔４５ｃ、第２導入孔４６ｃが形成されている。

これら導入孔４５ａ〜４５ｃ、４６ａ〜４６ｃは、平面視で、それぞれ、ガスケット７０に形成された第２連通孔７３ａ〜７３ｃおよび第３連通孔７４ａ〜７４ｃと同じ位置に配置されている。具体的には、スペーサ本体部４１の排気側に設けられた第１導入孔４５ａ〜４５ｃは、それぞれ第３連通孔７４ａ〜７４ｃとそれぞれ対応する位置に配置されており、スペーサ本体部４１の吸気側に設けられた第２導入孔４６ａ〜４６ｃは、それぞれ第２連通孔７３ａ〜７３ｃとそれぞれ対応する位置に配置されている。

また、本実施形態では、スペーサ本体部４１の吸気側部分には、スペーサ本体部４１の外周面から外側に突出して左右に延びる冷却液案内板４８が設けられている。この冷却液案内板４８は、吸気側に導入された冷却液をシリンダヘッド４側に案内するためのものである。冷却液案内板４８は、フランジ４９の左端部から右側に向かって上方に傾斜した後、一定の高さでさらに右側に延びている。

また、スペーサ本体部４１のうち、ブロック側ジャケット３３の膨出部３３ｃ内に配置される部分、すなわち、導入口３６ａ付近であって第１気筒のシリンダボア３２の排気側部分の外側に位置する部分には、スペーサ本体部４１の外周面からジャケット内側面３３ｂに向かって突出する隔壁部５０が設けられている。

（４−２）隔壁部
隔壁部５０の詳細について説明する。

隔壁部５０は、スペーサ本体部４１の外周面からそれぞれジャケット内側面３３ｂに向かってそれぞれ突出する、第１横壁（仕切壁）５１、第２横壁（分流壁）５２、第３横壁５３、第１立壁５４、第２立壁５５を含む。これら各壁５１〜５５は、それぞれ、ジャケット内側面３３ｂと近接する位置まで延びている。

第１横壁５１、第２横壁５２、第３横壁５３は、図４、図６および図８等に示すように、左右に延びる板状部材である。これら第１横壁５１、第２横壁５２、第３横壁５３は、この順で上から配置されている。これら横壁５１〜５３は、図３および図４等に示すように、平面視で、膨出部３３ｃとほぼ同じ形状を有している。すなわち、各横壁５１〜５３は、第１気筒と第２気筒の連結部分から右側に向かうに従って外側に延びる略三角形状を有している。詳細には、各横壁５１〜５３は、第１気筒と第２気筒の連結部分よりもわずかに右側の位置から、外側に膨出しつつ導入口３６ａの右端と対向する位置まで延びている。このように構成されることで、各横壁５１〜５３により、膨出部３３ｃ内の空間、すなわち、スペーサ本体部４１の外周面とジャケット内側面３３ｂとの間の空間のうち第１気筒と第２気筒との連結部分から導入口３６ａの右端までの間の空間は、上下３つの領域に区画されている。具体的には、第１横壁５１よりも上方の領域と、第１横壁５１と第２横壁５２との間の領域と、第２横壁５２と第３横壁５３との間の領域とに区画されている。

第１横壁５１は、図６等に示すように、導入口３６ａの上端と同じ高さ位置に設けられており、この高さ位置で左右に延びている。また、本実施形態では、第１横壁５１と段部４２とは連続しており、第１横壁５１の左側部分から左に向かって段部４２が延びている。

第１横壁５１の右端からは、第１横壁５１と連続して右側に延出壁５６が延びている。この延出壁５６も、スペーサ本体部４１の外周面から外側に突出しているが、その突出量は第１横壁５１よりも小さく設定されている。

第１横壁５１の下方に配置された第２横壁５２は、その右側部分が、導入口３６ａと対向するように配置されている。本実施形態では、第１横壁５１の右側部分は導入口３６ａの上下中央位置とほぼ同じ高さ位置に設けられており、この高さ位置で左右に延びている。一方、第２横壁５２の左側部分は、その左端において第１横壁５１の左端に接続するように左に向かうに従って上方に傾斜している。

第２横壁５２の下方に配置された第３横壁５３は、導入口３６ａの下端と同じ高さ位置に設けられている。第３横壁５３は、この高さ位置で一定に左右に延びている。

第１立壁５４、第２立壁５５は、図４および図８等に示すように、上下に延びる板状部材である。

第１立壁５４は、導入口３６ａと対向する位置において、第２横壁５２と第１横壁５１との間で上下に延びている。本実施形態では、第１立壁５４は、導入口３６ａの左縁と対向して上下に延びている。

第２立壁５５は、導入口３６ａと対向する位置において、第２横壁５２と第３横壁５３との間で上下に延びている。本実施形態では、第２立壁５５は、導入口３６ａの右縁と対向して上下に延びている。

このように構成されることで、スペーサ本体部４１の外周面とジャケット内側面３３ｂとの間であって導入口３６ａと対向する部分は、上下に区画されるとともに、その上側部分のみが導入口３６ａよりも右側の部分と連通し、その下側部分のみが導入口３６ａよりも左側の部分と連通するようになっている。

具体的には、ブロック側ジャケット３３のうち導入口３６ａと対向する部分の上側部分は、第１横壁５１と第１立壁５４と第２横壁５２とで囲まれた部分で区画されて、第１立壁５４によりブロック側ジャケット３３の左側部分と遮断される一方、第１横壁５１と第２横壁５２の右縁どうしの間の部分５０ａを介して、ブロック側ジャケット３３の右側部分と連通する。なお、上述のように膨出部３３ｃを構成するジャケット内側面３３ｂは、導入口３６ａの右端においてシリンダボア３２側に折れ曲がっており、本実施形態では、第１横壁５１と第２横壁５２の右縁どうしの間の部分５０ａのうちシリンダボア３２近くの部分のみが、上記延出部５６の下側部分を介して、ブロック側ジャケット３３の導入口３６ａよりも右側の部分のみと連通している。

そして、ブロック側ジャケット３３のうち導入口３６ａと対向する部分の下側部分は、第２横壁５２と第２立壁５５と第３横壁５３とで囲まれた部分で区画されて、第２立壁５５によりブロック側ジャケット３３の右側部分と遮断される一方、第２横壁５２と第３横壁５３の左縁どうしの間の部分５０ｂを介して、ブロック側ジャケット３３の左側部分と連通する。

（５）冷却液の流通経路および冷却液流通時の作用
上記のように構成されることで、本実施形態では、ウォータポンプ５が駆動されてブロック側ジャケット３３およびヘッド側ジャケット６１での冷却液の流通が許容されている場合において、冷却液は次のように流通する。

まず、ウォータポンプ５から圧送された冷却水は、導入部３６および導入口３６ａを通ってブロック側ジャケット３３内に流入する。このとき、冷却液の一部（導入部３６の上側部分を主として流通する冷却液）は、第１横壁５１と第２横壁５２と第１立壁５４とで区画された部分に流入し、この部分から第１横壁５１と第２横壁５２の右縁どうしの間の部分５０ａを通ってブロック側ジャケット３３のうち導入口３６ａよりも右側の部分に流入する。この右側部分に流入した冷却液は、上記第１連通孔７２ａ、７２ｂを通ってヘッド側ジャケット６１に流入する。

一方、残りの冷却液（導入部３６の下側部分を主として流通する冷却液）は、第２横壁５２と第３横壁５３と第２立壁５５とで区画された部分に流入し、この部分から第２横壁５２と第３横壁５３の左側縁どうしの間の部分５０ｂを通ってブロック側ジャケット３３のうち導入口３６ａよりも左側の部分に流入し、ブロック側ジャケット３３の排気側部分を通ってブロック側ジャケット３３の左端部に向かう。

このように、本実施形態では、導入部３６および導入口３６ａから流入した冷却液は左右に分流され、一部の冷却液（右側に分流された冷却液）は、ブロック側ジャケット３３の排気側部分を通過することなく、流入後比較的早期に、すなわち、比較的低温の状態で、ヘッド側ジャケット６１に導入される。そのため、冷却液によってシリンダヘッド４は効果的に冷却される。なお、冷却液の分流量は、第２横壁５２の高さ位置等により変更可能であり、第２横壁５２は予め設定された適切な分流量となる位置に配置されている。

上記第２横壁５２と第３横壁５３の左側縁どうしの間の部分５０ｂを通ってブロック側ジャケット３３の左側部分すなわち排気側部分に流入した冷却液は、主としてブロック側ジャケット３３の段部４２よりも下側に形成された冷却液経路を通ってブロック側ジャケット３３の左端部に向かって移動する。この移動途中において、一部の冷却液は、導入孔４５ａ〜４５ｃを介してブロック側ジャケット３３のうちスペーサ本体部４１よりも内側の部分に流入し、この内側部分を流通するとともに、第３連通孔７４ａ〜７４ｃを通ってヘッド側ジャケット６１に流入する。

このように、本実施形態では、シリンダボア３２間に対応する位置に設けられた導入孔４５ａ〜４５ｃから冷却液がスペーサ本体部４１よりも内側の部分に流入するとともに、シリンダボア３２間に対応する位置に設けられた第３連通孔７４ａ〜７４ｃから冷却液がヘッド側ジャケット６１内に流入することで、シリンダボア３２間付近が効果的に冷却される。また、スペーサ本体部４１よりも内側の部分に流入した冷却液は、主に流路面積が確保された段部４２よりも上側の部分を通過するため、シリンダボア壁３２ａのうちシリンダヘッド４に近く高温になりやすい上側部分が効果的に冷却される。

特に、上述のように、排気側部分ではスペーサ本体部４１の外周面とジャケット内側面３３ｂとの空間からなる冷却液経路のうち段部５３よりも下方の部分であって冷却液が最初に通過する部分の流路面積が吸気側より大きく確保され、また、導入口３６ａから比較的に低温の冷却液がシリンダボア３２間に対応する位置に設けられた導入孔４５ａ〜４５ｃから流入するため、より高温になりやすいシリンダボア壁３２ａの排気側部分が効果的に冷却される。

一方、ブロック側ジャケット３３の左端部に到達した冷却液は、ブロック側ジャケット３３の吸気側に回り込み、スペーサ本体部４１よりも外側において、右端部に向かって移動する。この吸気側においても、スペーサ本体部４１よりも外側では、冷却液は主として、ブロック側ジャケット３３の段部４２よりも下側に形成された冷却液経路を通過する。ただし、吸気側部分では、冷却液は、上記冷却液案内板４８により上方に案内される。ここで、導入口３６ａから離れるに従って冷却液の流速が低下する。これに対して、本実施形態では、冷却液案内板４８により冷却液を上方に案内して冷却液が通過する流路を狭めているため、冷却液の流速低下を抑制することができる。そして、これにより、各第２導入孔４６ａ〜４６ｃからシリンダボア３２間に流入する冷却液流量を確保し、シリンダボア３２間の冷却性を維持しつつ、シリンダヘッド４に近い部分を効果的に冷却することができる。

このように、本実施形態では、吸気側においても、シリンダボア３２間に対応する位置に設けられた導入孔４６ａ〜４６ｃから冷却液がスペーサ本体部４１よりも内側の部分に流入するとともに、シリンダボア間に対応する位置に設けられた第２連通孔７３ａ〜７３ｃから冷却液がヘッド側ジャケット６１内に流入し、これにより、シリンダボア３２間付近が効果的に冷却されるとともに、スペーサ本体部４１よりも内側の部分において冷却液が主として段部４２よりも上側の空間部分（冷却液経路）を通過し、これにより、シリンダボア壁３２ａのうちシリンダヘッド４に近く高温になりやすい上側部分が効果的に冷却される。

ブロック側ジャケット３３の吸気側部分を経て右端部に到達した冷却液は、第１連通孔７２ａ、７２ｂを通ってヘッド側ジャケット６１に流入する。

各連通孔７２ａ、７２ｂ、７３ａ〜７３ｃ、７４ａ〜７４ｃを通じてヘッド側ジャケット６１に流入した冷却液は、ヘッド側ジャケット６１を流通した後、導出口６２からエンジン２の外部に排出される。

（６）冷却液流通停止時の作用
本実施形態では、エンジン２の暖機運転の初期等において、シリンダボア壁３２ａおよびシリンダヘッド４の温度を早期に高めて適正な燃焼を早期に実現させるべく、ウォータジャケット３３、６１内の冷却液の流通を停止する。具体的には、本実施形態では、上記導出口６２に設けられたバルブを含む各部を制御するコントロールユニット、および、冷却水の温度を検出する検出手段が設けられており、コントロールユニットは、上記検出手段で検出された冷却水の温度が所定温度以下であると判定すると、上記バルブに閉弁するよう指令信号を出力する。

ここで、上述のように、ウォータポンプ５はエンジン２により強制的に駆動される。そのため、上記バルブを閉弁して冷却液の流通を停止しても、ウォータポンプ５の回転に伴いウォータポンプ５と連通する導入部３６周辺では冷却液が撹拌される。このように撹拌されると、導入口３６ａ付近において、上側すなわちシリンダヘッド側の比較的高温の冷却液と下側すなわち反シリンダヘッド側の比較的低温の冷却液との間で対流が生じるおそれがある。そして、このように導入口３６ａ付近において対流が生じると、導入口３６ａ付近の気筒のシリンダボア３２の温度と他の気筒のシリンダボアの温度とに差が生じ、気筒間で燃焼状態がばらつくおそれがある。すなわち、導入口３６ａ付近では、上記撹拌によって、シリンダブロックのうち温度の高いシリンダヘッド側すなわち燃焼室に近い部分の周囲に存在する高温の冷却液と、反シリンダヘッド側すなわち燃焼室から離れた部分に位置する比較的低温の冷却液とが対流する結果、燃焼室付近の温度が他の気筒よりも低くなり、燃焼室より離れた部分の温度が他の気筒よりも高くなるという状態になるおそれがある。

これに対して、本実施形態では、導入口３６ａと対向する位置に、上記第１横壁５１が設けられて、この第１横壁５１により、ブロック側ジャケット３３のうち導入口３６ａとスペーサ本体部４１の外周面との間の部分が上下に区画されている。そのため、上記対流が生じるのを抑制することができ、気筒間でのシリンダボア壁の温度差を小さく抑えることができる。

特に、本実施形態では、第１横壁５１が、導入口３６ａの開口部分の上端と対向する位置に配置されている。そのため、ウォータポンプ５による撹拌の影響を、第１横壁５１の下方にのみとどめることができ、上下方向での冷却液の対流をより確実に回避することができる。

さらに、本実施形態では、第２横壁５２が設けられており、この第２横壁５２によっても、ブロック側ジャケット３３のうち導入口３６ａ付近の部分が上下に区画されているため、上記対流をより確実に回避することができる。すなわち、本実施形態では、冷却液を右側ひいてはシリンダヘッド４側と、左側ひいてはシリンダブロック３側とに分流するための第２横壁５２を利用して、上記対流をも抑制することができる。

また、本実施形態では、段部４２がスペーサ本体部４１のほぼ全周にわたって設けられているため、導入口３６ａ付近以外の領域においても、上下方向における冷却液の対流を抑制することができ、上記気筒間での温度差をより確実に抑制することができる。また、上記対流により上側すなわちシリンダヘッド４側であって燃焼室に近い側のシリンダボア壁３２ａの温度が低下するのを抑制することができ、燃焼室付近の温度をより早期に高めることができる。特に、段部４２と第１横壁５１とが連続しており、これらによってブロック側ジャケット３３のほぼ全体が上下に区画されているため、上記対流をより確実に抑制することができる。

また、本実施形態では、スペーサ本体部４１がブロック側ジャケット３３の上端から下端にわたって上下に延びて、ブロック側ジャケット３３全体が内側と外側に区画されているため、ブロック側ジャケット３３のうちスペーサ本体部４１よりも外側の部分で生じる対流が内側ひいてはシリンダボア壁３２ａに影響するのを抑制することができ、シリンダボア３２どうしの温度差を小さく抑えることができる。そして、このようにスペーサ本体部４１によってブロック側ジャケット３３全体を内側と外側に区画しつつ、スペーサ本体部４１のシリンダボア３２間と対向する位置に導入孔４５ａ〜４５ｃ、４６ａ〜４６ｃを形成していることで、上記温度差を小さく抑えつつ、ブロック側ジャケット３３の内側へ冷却液を流入させることができる。しかも、上述のように、シリンダボア間を効果的に冷却することができる。

（７）変形例
ここで、上記実施形態では、スペーサ本体部４１に段部４２を設け、この段部４２によって、ブロック側ジャケット３３のうち導入口３６ａと対向する部分を除く部分を上下に区画した場合について説明したが、例えば、スペーサ本体部４１をまっすぐ上下に延びる筒状とし、このスペーサ本体部４１の外周面の上下中間部分から外側に突出する区画壁をスペーサ本体部４１のほぼ全周にわたって設けるようにしてもよい。

ただし、上記実施形態のように、スペーサ本体部４１に段部４２を設けてスペーサ本体部４１の上側部分を下側部分よりも外側に位置するように構成すれば、比較的簡単な構成で上記対流を防止することができるとともに、ブロック側ジャケット３３のうちスペーサ本体部４１よりも内側の部分に流入した冷却液を重点的に上側すなわちシリンダヘッド４に近く比較的高温の部分に流通させることができ、シリンダボア壁３２ａを効果的に冷却することができる。

また、上記実施形態では、第１横壁５１と第２横壁５２との間で上下に延びる第１立壁５４を左側に配置し、第２横壁５２から下方に延びる第２立壁５５を右側に配置した場合について説明したが、これら第１立壁５４と第２立壁５５との左右の位置は反対側であってもよい。

さらに、上記実施形態では、各気筒のシリンダボア壁３２ａがシリンダボア間で一体成形されて連結された形状であるが、各気筒のシリンダボア壁３２ａが夫々独立した多気筒エンジンにも本発明は適応できる。

２ エンジン
３ シリンダブロック
４ シリンダヘッド
３２ シリンダボア
３２ａ シリンダボア壁
３３ ブロック側ジャケット（ウォータジャケット）
３３ｂ ジャケット内側面
４０ スペーサ部材
４１ スペーサ本体部
４２ 段部（区画壁）
５１ 第１横壁（仕切壁）
５２ 第２横壁（分流壁）
５４ 第１立壁
５５ 第２立壁

Claims (7)

1. 複数の気筒のシリンダと、これらシリンダのシリンダボア壁とが形成されたシリンダブロックを有する多気筒エンジンの冷却構造であって、
   上記シリンダブロックに形成されて、上記シリンダボア壁と当該シリンダボア壁を囲むジャケット内側面とにより区画されたウォータジャケットと、
   上記エンジンにより駆動されることで上記ウォータジャケットに冷却液を圧送するウォータポンプと、
   上記シリンダブロックに形成されて、上記ジャケット内側面に開口する導入口を有し、上記ウォータポンプにより圧送された冷却液を上記ウォータジャケットに導入する導入部と、
   上記ウォータジャケットに収容されるスペーサ部材とを備え、
   上記スペーサ部材は、上記シリンダボア壁を囲むスペーサ本体部と、当該スペーサ本体部の外周面から上記ジャケット内側面に向かって突出する仕切壁とを有し、
   上記仕切壁は、上記導入口と上記スペーサ本体部の外周面との間の空間の少なくとも一部をシリンダヘッド側と反シリンダヘッド側とに区画するように、上記導入口と対向する位置において上記スペーサ本体部の周方向に延びていることを特徴とする多気筒エンジンの冷却構造。
2. 請求項１に記載の多気筒エンジンの冷却構造において、
   上記仕切壁は、上記導入口のシリンダヘッド側の端部と対向する位置に配置されていることを特徴とする多気筒エンジンの冷却構造。
3. 請求項１または２に記載の多気筒エンジンの冷却構造において、
   上記複数のシリンダは、所定の気筒配列方向に沿って配列されており、
   上記導入口は、気筒配列方向端部に配置されたシリンダの外側に配置されており、
   上記スペーサ部材は、そのスペーサ本体部の外周面のうち上記導入口と対向する部分から、それぞれ上記ジャケットの内側面に向かって突出する分流壁と第１立壁と第２立壁とを有し、
   上記分流壁は、上記仕切壁よりも反シリンダヘッド側の位置において上記スペーサ本体部の周方向に延びる形状を有し、
   上記第１立壁は、上記分流壁から上記仕切壁に向かって延びる形状を有し、
   上記第２立壁は、上記分流壁から反シリンダヘッド側に延びる形状を有し、
   上記第１立壁と上記第２立壁とは、気筒配列方向について互いに離間した位置に配置されていることを特徴とする多気筒エンジンの冷却構造。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の多気筒エンジンの冷却構造において、
   上記スペーサ部材は、そのスペーサ本体部の外周面から上記ジャケットの内側面に向かって突出するとともに、当該スペーサ本体部のほぼ全周にわたってこのスペーサ本体部の周方向に延びて反シリンダヘッド側において上記スペーサ本体部の外周面と上記ウォータジャケットの内側面との間に冷却液が流通する冷却液経路を形成する区画壁を有することを特徴とする多気筒エンジンの冷却構造。
5. 請求項４に記載の多気筒エンジンの冷却構造において、
   上記区画壁は、上記仕切壁と連続していることを特徴とする多気筒エンジンの冷却構造。
6. 請求項４または５に記載の多気筒エンジンの冷却構造において、
   上記スペーサ本体部は、そのシリンダヘッド側の部分が反シリンダヘッド側の部分よりもシリンダから離間する位置に配置されることによって形成された段部を有し、
   上記段部が、上記区画壁を構成し、
   上記区画壁によりシリンダヘッド側においてスペーサ本体部の内周面と各シリンダの外周面との間に冷却液が流通する冷却液経路が形成されていることを特徴とする多気筒エンジンの冷却構造。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の多気筒エンジンの冷却構造において、
   上記スペーサ本体部は、上記ウォータジャケット全体をシリンダ側と反シリンダ側とに区画するように、当該ウォータジャケットの反シリンダヘッド側の端部からシリンダヘッド側の端部まで延びており、
   上記スペーサ本体部には、上記各シリンダボア間と対向する位置に、上記ウォータジャケットのうち当該スペーサ本体部よりもシリンダ側の部分と反シリンダ側の部分とを連通する導入孔が形成されていることを特徴とする多気筒エンジンの冷却構造。

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