JP2017115613A - スペーサ - Google Patents

Abstract

【課題】簡易に作製可能で、冷却水や環境に対して悪影響を及ぼさない新規なスペーサを提供する。
【解決手段】内燃機関のシリンダブロック１に設けられた冷却水流路３に、その開口部３０から挿入されて配置されるスペーサ６であって、前記冷却水流路３に配置可能な形状に形成されたスペーサ本体７と、前記スペーサ本体７に固着され、当該スペーサ本体７を前記冷却水流路３の所定位置に位置決めする固定部８とを備え、前記固定部８は、冷却水と接触することによって圧縮された状態から復元可能なセルロース系スポンジを含んで構成されていることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関のシリンダブロックに設けられた冷却水流路（ウォータジャケット）に挿入されて用いられるスペーサに関する。

前記内燃機関のウォータジャケットには、流通する冷却水の流れ（流量、流速等）を規制するためのスペーサが開口部から挿入されて配置される。スペーサを開口部よりウォータジャケット内に挿入する際、挿入荷重をなくして組付け性を向上することが望まれる。特許文献１，２には、ウォータジャケットに挿入する前は、厚みが小さく、挿入後は、厚みが大きくなって、ウォータジャケット内の所定の位置に固定され、冷却水の流れの規制がなされるようにしたスペーサが開示されている。

これら特許文献に開示されたスペーサをウォータジャケットに挿入する際の挿入荷重をなくして組付け性を向上させる構成は、概ね以下のように大別される。
ａ）発泡ゴムをバインダー（水溶性物質）によって圧縮状態に固定し、ウォータジャケット内を流通する冷却水（不凍液：ＬＬＣ）によってバインダーが溶け、非圧縮の状態に戻るように構成されたスペーサ（特許文献１）。
ｂ）発泡ゴムをバインダー（熱可塑性物質）によって圧縮状態に固定し、前記冷却水の温度によってバインダーが軟化、或いは、融解して、非圧縮の状態に戻るように構成されたスペーサ（特許文献１）。
ｃ）エラストマーに吸水性高分子材料を配合し、前記冷却水を吸収して膨張させるように構成したスペーサ（特許文献２）。
ｄ）ばね部材によって支持させ、挿入前は、ばね部材を圧縮させておき、挿入後ばね部材を復元させるように構成したスペーサ（特許文献１）。
他方、特許文献３には、複数のシリンダボア（気筒）の全周を取り囲むスペーサの長手方向（シリンダボアの配列方向）両端部に、弾性体で構成される固定部材を設け、この固定部材をウォータジャケットの内側壁面に圧接することによってスペーサを高い強度でウォータジャケット内に固定することが開示されている。

特許第３９６７６３６号公報 特許第４４６５３１３号公報 特許第５０６４４７０号公報

ところで、特許文献１，２に開示された前記ａ）〜ｄ）のように構成されるスペーサは、それぞれ以下のような課題を内包する。
ａ），ｂ）の場合、製造工程で発泡ゴムをバインダーの溶液やエマルジョン中に含浸させる必要があるため、含浸液の管理や、環境への配慮が必要である。また、ＬＬＣ中にバインダー成分が混入し、ＬＬＣの成分に影響を及ぼす場合がある。
ｃ）の場合、水膨潤性エラストマーの膨張方向を規制するため、芯材に水膨潤性エラストマーを一体加工する必要があり、製造上複雑な工程が必要とされる。また、ＬＬＣ中に吸水性高分子材料が流出し、ＬＬＣの成分に影響を及ぼす場合がある。
ｄ）の場合、ばね部材の圧縮・復元作用を用いるため、ばね部材を圧縮状態に維持し、また、この圧縮状態を解放するための機械的な機構を組み込む必要があり、構造的に複雑となる。
さらに、特許文献３に開示されたスペーサは、長手方向の両端部に弾性材からなる固定部材が設けられているため、ウォータジャケットへの挿入時に荷重がかかり、組付けの作業性が悪いという難点がある。

本発明は、前記に鑑みなされたもので、簡易に作製可能で、冷却水や環境に対して悪影響を及ぼさない新規なスペーサを提供することを目的としている。

本発明に係るスペーサは、内燃機関のシリンダブロックに設けられた冷却水流路に、その開口部から挿入されて配置されるスペーサであって、前記冷却水流路に配置可能な形状に形成されたスペーサ本体と、前記スペーサ本体に固着され、当該スペーサ本体を前記冷却水流路の所定位置に位置決めする固定部とを備え、前記固定部は、冷却水と接触することによって圧縮された状態から復元可能なセルロース系スポンジを含んで構成されていることを特徴とする。

本発明に係るスペーサによれば、当該スペーサを冷却水流路に配置する際、固定部を圧縮状態にしておけば、荷重が作用しない状態で冷却水流路への挿入が可能となる。これによって、スペーサのシリンダブロックに対する組付け性が向上する。そして、セルロース系スポンジで構成される固定部は、冷却水流路に冷却水が流通した際に冷却水に接触して圧縮状態から復元することにより、スペーサ本体を冷却水流路内の所定位置に位置決めする機能を発揮する。さらに、セルロース系スポンジは、加圧した状態で乾燥させるとセルロース分子間が水素結合して圧縮状態に維持される一方、この状態から冷却水に晒されると水分子がセルロース分子間の水素結合を解離して圧縮状態から復元する特性を有する。したがって、バインダー溶液やエマルジョン等を使用せずに固定部を圧縮状態に保つことができるため、固定部の加工工程を簡素化することができ、また、冷却水や環境に対する悪影響も生じる懸念がない。

本発明に係るスペーサにおいて、前記スペーサ本体及び圧縮された状態における前記固定部の厚みの総和は、前記冷却水流路の幅より小さいものとしても良い。
これによれば、当該スペーサを冷却水流路内に挿入する際に、より確実に荷重を受けないようにすることができる。

本発明に係るスペーサにおいて、圧縮された状態から復元した前記固定部の表面が、前記冷却水流路の対向壁面に当接するように設定されているものとしても良い。
これによれば、固定部が冷却水に接触して復元した際は、固定部が冷却水流路の対向壁面に当接するから、当該スペーサが冷却水流路内の所定位置に確実に位置決めされた状態で固定される。

本発明に係るスペーサにおいて、前記固定部は、前記スペーサ本体における前記冷却水流路の両壁面に対向する面のいずれか一方の面に固着され、前記スペーサ本体の前記固定部が固着された面とは反対側の面には、突部が設けられていることを特徴とするものとしても良い。
これによれば、固定部を構成するセルロース系スポンジが冷却水に接触して復元した際、固定部の表面及び突部の端面が冷却水流路の両壁面のそれぞれに当接し易くなる。したがって、当該スペーサを冷却水流路の幅方向の所定の位置に位置決めする機能が的確に発揮される。

本発明に係るスペーサにおいて、前記固定部は、前記スペーサ本体における前記冷却水流路の両壁面に対向する両面に固着されているものとしても良い。
これによれば、固定部を構成するセルロース系スポンジが冷却水に接触して復元した際、スペーサ本体の両面に固着された固定部が冷却水流路の両壁面のそれぞれに当接し易くなる。したがって、当該スペーサを冷却水流路の幅方向の所定の位置に位置決めする機能が的確に発揮される。

本発明に係るスペーサにおいて、前記スペーサ本体は、前記シリンダブロックの気筒を取り囲むように形成され、前記固定部は、当該スペーサ本体に複数固着され、当該複数の固定部のうち少なくとも２つの固定部は、前記気筒の回りの１８０度対向位置に対称に位置付けられているものとしても良い。
これによれば、固定部を構成するセルロース系スポンジが冷却水に接触して復元した際、１８０度対向位置の固定部が、冷却水流路のそれぞれの対向壁面に当接し易くなり、固定部に交差する方向における当該スペーサの位置決め機能が的確に発揮される。

本発明に係るスペーサによれば、簡易に作製可能で、冷却水や環境に対して悪影響を及ぼすことがない。

本発明に係るスペーサの一実施形態を示し、内燃機関におけるシリンダブロックのウォータジャケットに挿入した状態を示す概略的平面図である。 図１におけるＸ−Ｘ線矢視部を模式的に示す拡大縦断面図である。 同実施形態のスペーサを内燃機関のウォータジャケットに組付ける過程を模式的に示す図であり、（ａ）は当該スペーサをウォータジャケットに挿入した状態を示し、（ｂ）はウォータジャケット内に冷却水が流通した時の当該スペーサの状態を示す図である。 本発明に係るスペーサの他の実施形態を示し、当該スペーサをウォータジャケットに挿入しウォータジャケット内に冷却水が流通した時の状態を模式的に示す横断平面図である。 本発明に係るスペーサのさらに他の実施形態を示す図４と同様図である。 本発明に係るスペーサのさらに他の実施形態を示す図４と同様図である。 本発明に係るスペーサのさらに他の実施形態を示す図４と同様図である。 本発明に係るスペーサのさらに他の実施形態を示す図４と同様図である。 本発明に係るスペーサのさらに他の実施形態を示す図４と同様図である。 本発明に係るスペーサのさらに他の実施形態を示す図４と同様図である。 本発明に係るスペーサのさらに他の実施形態を示す図４と同様図である。 本発明に係るスペーサのさらに他の実施形態を示す図４と同様図である。 本発明に係るスペーサのさらに他の実施形態を示す図４と同様図である。 本発明に係るスペーサのさらに他の実施形態を示す図４と同様図である。 本発明に係るスペーサのさらに他の実施形態を示す図４と同様図である。 本発明に係るスペーサのさらに他の実施形態を示す図４と同様図である。 本発明に係るスペーサのさらに他の実施形態を示す図４と同様図である。 本発明に係るスペーサのさらに他の実施形態を示す図４と同様図である。 本発明に係るスペーサのさらに他の実施形態を示す図４と同様図である。 本発明に係るスペーサのさらに他の実施形態を示す図４と同様図である。

以下に本発明の実施の形態について、図１〜図１９を参照して説明する。図１〜図３は、本発明に係るスペーサの一実施形態を示し、図１は、同実施形態のスペーサを内燃機関におけるシリンダブロックのウォータジャケットに挿入した状態を示している。図１に示すシリンダブロック１は、３気筒の自動車用エンジン（内燃機関）を構成するものであり、３個のシリンダボア（気筒）２…が隣接状態で直列に連なるように設けられている。１ａ…は、シリンダヘッド９（図２参照）をシリンダブロック１に合体締結させるためのボルト（不図示）用挿通孔である。３個のシリンダボア２…の周囲には、オープンデッキタイプの溝形状のウォータジャケット（冷却水流路）３が一連に形成されている。シリンダブロック１には、このウォータジャケット３に通じる冷却水（不凍液も含む）導入口４と冷却水排出口５とが設けられている。冷却水排出口５は、不図示のラジエータに配管接続され、ラジエータのアウトレット側は、ウォータポンプ（不図示）を介して冷却水導入口４に配管接続される。これによって、ウォータジャケット３とラジエータとの間で冷却水が循環するように構成される。なお、シリンダヘッド９にもウォータジャケット（不図示）が設けられる場合は、シリンダブロック１のウォータジャケット３と、シリンダヘッド９のウォータジャケットとが連通するよう構成される。この場合は、シリンダブロック１には、前記冷却水排出口５がなくても良く、シリンダヘッド９に冷却水排出口が設けられ、これにラジエータに通じる配管が接続される。

ウォータジャケット３における隣接するシリンダボア２，２間の部分には、互いに接近して対をなすくびれ部３ａ…が形成されている。くびれ部３ａ…の溝幅は、ウォータジャケット３の他の円弧部３ｂの溝幅より大とされている。そして、ウォータジャケット３の両壁面は、シリンダボア２側の内壁面３ｃと、シリンダボア２とは反対側の内壁面３ｄとにより構成される。本実施形態のスペーサ６は、図１に示すように、ウォータジャケット３内に、その開口部３０から挿入されて配置可能な筒状の形状とされたスペーサ本体７と、このスペーサ本体７に固着された固定部８とを備えている。スペーサ本体７は、剛性を有し、図例では、硬質合成樹脂の成型体からなる。また、本実施形態の固定部８は、冷却水と接触することによって圧縮された状態から復元可能なセルロース系スポンジによって構成されている。セルロース系スポンジとは、パルプ由来のセルロースと、補強繊維として加えられた天然繊維（例えば、綿等）とからなる天然素材である。なお、セルロースは、親水基（ＯＨ）を有しており、化学的に水分になじみ易い性質を有する。また、セルロース系スポンジは、多孔質の素材である。セルロース系スポンジは、前記従来例の発泡ゴムのようにバインダーを用いることなく、加圧した状態で乾燥させるとセルロース分子間が水素結合して圧縮状態に維持される一方、この状態から冷却水に晒されると水分子がセルロース分子間の水素結合を解離して圧縮状態から復元する特性を有する。

本実施形態のスペーサ６は、前記スペーサ本体７と、該スペーサ本体７の内面（シリンダボア２側の面）７ａであって、ウォータジャケット３の前記円弧部３ｂに相当する部位に一体とされた前記固定部８…とを備えている。図例では、６個の固定部８…が設けられ、これらの固定部８…は２個ずつ対をなし、これら各対は直列的に連なる３個のシリンダボア２…回りの１８０度対向位置に対称になるように設けられている。このようなスペーサ６は、以下の要領で製造される。即ち、市場で入手可能な発泡状態のセルロース系スポンジのマット状原材を厚み方向に圧縮して乾燥し、シート状体となす。具体例としては、セルロース系スポンジの原材をプレスローラにて加圧及び加熱することで、シート状となす。そして、セルロース系スポンジのシート状体を所定形状に裁断する一方、スペーサ本体７は、射出成型によって別個に作製する。その後接着剤によって固定部８をスペーサ本体７の所定位置に固着させるか、スペーサ本体７の対応箇所を熱溶融させ、この部位に固定部８を熱溶着させるようにしても良い。或いは、スペーサ本体７と圧縮されたシート状のセルロース系スポンジとをインサート成型によって一体に作製することも可能である。

このようにして得られたスペーサ６は、スペーサ本体７と、スペーサ本体７におけるウォータジャケット３の両壁面３ｃ，３ｄに対向する面の一方の面である内面７ａの前記所定位置に固着一体とされた６個の固定部８…とによって構成される。この場合、固定部８…を構成するセルロース系スポンジは、未だ圧縮前の状態に復元しておらず、スペーサ本体７の内面７ａに沿うように固着されている。また、スペーサ本体７及び固定部８の厚みの総和ｄは、固定部（セルロース系スポンジ）８が圧縮された状態で、ウォータジャケット３の幅Ｄよりも小さく設定される（図３（ａ）参照）。そして、スペーサ６は、ウォータジャケット３の開口部３０から挿入されてウォータジャケット３内に配置される。この挿入の際には、前記厚みの総和ｄがウォータジャケット３の幅Ｄよりも小さくされていることにより、当該スペーサ６の挿入荷重を小さくすることができる。冷却水がウォータジャケット３に冷却水導入口４から導入されてウォータジャケット３内を流通すると、各固定部８のセルロース系スポンジが冷却水に晒され、水分子がセルロース分子間の水素結合を解離して圧縮状態から復元する。この復元によって、固定部８…の表面（スペーサ本体７に固着されている面８ｂとは反対側の面、以下同様）８ａ…が、ウォータジャケット３内のシリンダボア壁２ａ側壁面３ｃに当接する。図２において、２点鎖線で示す固定部８は、セルロース系スポンジが圧縮された状態を示し、実線で示す固定部８は、セルロース系スポンジが復元した状態を示す。
なお、以下では、ウォータジャケット３の両壁面３ｃ，３ｄのうち、シリンダボア壁２ａ側の壁面３ｃを内側壁面と言い、その反対側の壁面３ｄを外側壁面と言う。

図２は、スペーサ６がシリンダブロック１のウォータジャケット３内に配置され、シリンダブロック１の上面にシリンダヘッド９が、シリンダブロック１の下面にオイルパン１０がそれぞれ一体に締結された状態を示している。さらに、図２は、シリンダボア２とオイルパン１０間にピストン１１が組み込まれた状態を示している。シリンダヘッド９は、シリンダヘッドガスケット９ａを介してウォータジャケット３の開口部３０が閉塞されるようにシリンダブロック１に一体に締結される。この締結状態では、シリンダボア２の上側開口部上に燃焼室９ｂが位置付けられる。シリンダボア２内には、複数（図例では、３個）のピストンリング１１ａ，１１ｂ，１１ｃを有するピストン１１が、シリンダボア壁２ａの内面を摺接してその軸方向に沿って往復動可能に設けられる。このピストン１１の往復動は、コンロッド１１ｄ及びクランクピン１１ｅを介してクランクシャフト１１ｆの軸回転運動（１点鎖線）に変換される。図２は、ピストン１１が上死点にある状態を示している。そして、固定部８は、スペーサ６がウォータジャケット３内に配置された状態で、スペーサ本体７のシリンダボア２側であって、ピストン１１が上死点にあるときに最も燃焼室９ｂに近いピストンリング１１ａの位置よりウォータジャケット３の深さ方向に沿ってクランクシャフト１１ｆ側に位置するように設けられている。

前記のように構成されるエンジン（内燃機関）が作動すると、燃焼室９ｂによる熱によってシリンダボア壁２ａが加熱される。シリンダボア壁２ａの温度が高くなり過ぎると、ピストンリング１１ａ，ｂ，ｃに付着するオイルの粘性が下がり、これによってオイルが流出して、ピストン１１の前記シリンダボア２内での前記往復摺接運動が円滑になされなくなる。然るに、ウォータジャケット３内には、前記冷却水が流通しているから、シリンダボア壁２ａの過熱が抑制され、前記オイルの流出を抑えて、ピストン１１の円滑な往復動が維持される。そして、ウォータジャケット３内には、固定部８を備えたスペーサ６が配置されているから、ウォータジャケット３内を流通する冷却水の流れ（流量、流速等）を堰き止めるよう規制し、シリンダボア壁２ａの温度が適正にコントロールされる。特に、固定部８は、スペーサ本体７に対して前記のような位置関係となるように設けられているから、燃焼室９ｂの近い側では、冷却水の流量が大となり、燃焼室９ｂに近い側のシリンダボア壁２ａの過熱が効果的に抑制される。また、固定部８の存在により、ウォータジャケット３内での冷却水の流通が規制され、オイルパン１０側のシリンダボア壁２ａの過冷却も抑制される。即ち、シリンダボア壁２ａにおいて高温になり易い側の冷却性を上げる一方、シリンダボア壁２ａにおいて高温になり難い側の冷却性を下げることができ、シリンダボア壁２ａを適正に冷却することができる。

図３（ａ）（ｂ）は、本実施形態のスペーサ６をウォータジャケット３に組付ける過程を模式的に示している。図３（ａ）は、前記のように作製されたスペーサ６を、ウォータジャケット３内にその開口部３０から挿入して配置した状態を示している。スペーサ本体７及び固定部８の厚みの総和ｄが、前記のように設定されているから、固定部８がウォータジャケット３の開口部３０の縁部や内側壁面３ｃ或いは外側壁面３ｄに干渉することなく、荷重が作用しない状態でスペーサ６のウォータジャケット３内への挿入が可能とされる。そして、図３（ｂ）に示すように、シリンダブロック１にシリンダヘッド９が締結一体とされ、ウォータジャケット３に冷却水ｗが流通すると、前記のとおり固定部８を構成するセルロース系スポンジが圧縮状態から復元し、固定部８の表面８ａがウォータジャケット３の内側壁面３ｃに当接する。このように固定部８の表面８ａが内側壁面３ｃに当接した状態では、エンジンの振動や水流によっても、スペーサ６の位置移動が抑制されウォータジャケット３内の所定位置にスペーサ６が安定的に固定される。また、化学薬品等を使用せずに固定部８を圧縮状態に保つことができるため、固定部８の加工工程を簡素化することができる。また、冷却水ｗや環境に対する悪影響も生じる懸念がなく、しかも、セルロース系スポンジは、天然素材からなるから、安価に入手することができる上に、自然環境に悪影響を及ぼすこともなく、廃棄処理等も焼却等によって容易に行うことができる。さらに、スペーサ本体７と固定部８とは面同士で結合されており、スペーサ本体７に対する固定部８の位置を安定させることができる。因みに、従来のようにバインダーを用いて発泡ゴムを固定する場合は、発泡ゴムの表面がバインダーで被覆されることになり、バインダーがスペーサ本体と発泡ゴムとの界面に存在する。このようなスペーサが冷却水に晒されると、スペーサ本体と発泡ゴムとの界面に介在するバインダーも冷却水に晒されて冷却水に溶け出し、スペーサ本体と発泡ゴムとの接着強度が低下する懸念がある。これに対して、セルロース系スポンジを用いる場合は、このような懸念が生じない。
なお、固定部８の表面８ａにゴムシート等の保護材（不図示）を貼着しておけば、スペーサ６をウォータジャケット３内に挿入する際や、エンジンの作動時の振動等があった際にも、固定部８の表面８ａの傷付きが防止される。

図４〜図２０は、本発明に係るスペーサの他の実施形態を示す。以下、順次説明する。図４〜図１４に示すスペーサ６は、スペーサ本体７が、図１に示すように隣接状態で直列に並ぶ３個のシリンダボア２…の回りを取り囲むように筒状に形成されている点で共通する。また、図１５〜図２０に示すスペーサ６は、スペーサ本体７が筒状ではなくウォータジャケット３内に部分的に配置されるいわゆる部分スペーサである点で共通する。
なお、図４〜図２０では、便宜上ウォータジャケット３及びこれに挿入されるスペーサ６のみを図示し、シリンダブロック及びシリンダボア（気筒）の図示は、省略して簡略化している。また、図４〜図２０では、固定部８はいずれもセルロース系スポンジが冷却水に接して、復元した状態を示している。

図４に示すスペーサ６においては、スペーサ本体７におけるシリンダボア２…（図１、図２参照、以下同様）の配列方向（長手方向）両端部の内面７ａ，７ａに、一対の固定部８，８が３個のシリンダボア２…回りの１８０度対向位置に対称になるように固着されている。図４では、固定部８を構成するセルロース系スポンジの復元により、一対の固定部８，８の表面８ａ，８ａが、ウォータジャケット３の内側壁面３ｃに当接した状態を示している。このような状態では、スペーサ本体７に対して、長手方向（シリンダボア２…の配列方向）に押し広げるような力が作用する。これによって、スペーサ６がウォータジャケット３内の所定の位置に安定的に固定される。

図５に示すスペーサ６においては、前記内面７ａとは反対側の面である外面（シリンダボア２とは、反対側の面）７ｂ，７ｂに、一対の固定部８，８が３個のシリンダボア２…回りの１８０度対向位置に対称になるように固着されている。図５では、固定部８を構成するセルロース系スポンジの復元により、一対の固定部８，８の表面８ａ，８ａが、ウォータジャケット３の外側壁面３ｄに当接した状態を示している。このように、一対の固定部８，８がその対向するウォータジャケット３の外側壁面３ｄに当接することにより、スペーサ本体７に対して、長手方向両端部より圧縮するような力が作用する。これによって、スペーサ６がウォータジャケット３内の所定の位置に安定的に固定される。

図６に示すスペーサ６においては、スペーサ本体７におけるシリンダボア２…の配列方向両端部のウォータジャケット３の内側壁面３ｃ及び外側壁面３ｄに対向するスペーサ本体７の内面７ａ，７ａ及び外面７ｂ，７ｂに、各一対の固定部８，８が３個のシリンダボア２…回りの１８０度対向位置に対称になるように固着されている。スペーサ本体７の両面に固着される固定部８，８は、スペーサ本体７を挟むように位置付けられている。図６では、固定部８を構成するセルロース系スポンジの復元により、各一対の固定部８，８の表面８ａ，８ａが、ウォータジャケット３の内側壁面３ｃ及び外側壁面３ｄに当接した状態を示している。このような状態では、スペーサ本体７を内外より挟むように位置付けられる固定部８，８が、ウォータジャケット３の内側壁面３ｃ及び外側壁面３ｄに対して楔状に作用する。これによって、スペーサ６はウォータジャケット３における内側壁面３ｃ及び外側壁面３ｄ間の所定の位置に安定的に固定される。

図７に示すスペーサ６においては、スペーサ本体７の周方向の一箇所でウォータジャケット３の円弧部３ｂに対応する部位の内外両面７ａ，７ｂに固定部８，８がスペーサ本体７を挟むように固着されている。図７では、固定部８を構成するセルロース系スポンジの復元により、一対の固定部８，８の表面８ａ，８ａが、ウォータジャケット３の内側壁面３ｃ及び外側壁面３ｄに当接した状態を示している。このような状態では、スペーサ本体７を内外より挟むように位置付けられる固定部８，８が、ウォータジャケット３の内側壁面３ｃ及び外側壁面３ｄに対して楔状に作用する。これによって、スペーサ６がウォータジャケット３における内側壁面３ｃ及び外側壁面３ｄ間の所定の位置に安定的に固定される。

図８に示すスペーサ６においては、スペーサ本体７におけるウォータジャケット３のくびれ部３ａ…に対応する部分の内面７ａにその形状に沿うように４個の固定部８…が固着されている。図８では、各固定部８を構成するセルロース系スポンジの復元により、各固定部８…の表面８ａ…がウォータジャケット３におけるくびれ部３ａ…の内側壁面３ｃに当接した状態を示している。このような状態では、スペーサ６がウォータジャケット３内の所定の位置に安定的に固定される。特に、ウォータジャケット３のくびれ部３ａ…に固定部８…が位置することにより、Ｖ字状の固定部８…がくびれ部３ａ…によって拘束され、スペーサ６のウォータジャケット３内での安定的固定が効果的になされる。

図９に示すスペーサ６においては、スペーサ本体７におけるウォータジャケット３のくびれ部３ａ…に対応する部分の外面７ｂにその形状に沿うように４個の固定部８…が固着されている。図９では、各固定部８を構成するセルロース系スポンジの復元により、各固定部８…の表面８ａ…が、ウォータジャケット３におけるくびれ部３ａ…の外側壁面３ｄに当接した状態を示している。このような状態では、スペーサ６がウォータジャケット３内の所定の位置に安定的に固定される。特に、ウォータジャケット３のくびれ部３ａ…に固定部８…が位置することにより、Ｖ字状の固定部８…がくびれ部３ａ…によって拘束され、スペーサ６のウォータジャケット３内での安定的固定が効果的になされる。

図１０に示すスペーサ６においては、スペーサ本体７におけるウォータジャケット３のくびれ部３ａ…に対応する部分の内外両面７ａ，７ｂにその形状に沿うように８個の固定部８…が固着されている。図１０では、各固定部８を構成するセルロース系スポンジの復元により、各固定部８の表面８ａがウォータジャケット３におけるくびれ部３ａ…の内側壁面３ｃ及び外側壁面３ｄに当接した状態を示している。このような状態では、スペーサ６がウォータジャケット３内の所定の位置に安定的に固定される。特に、各くびれ部３ａ…に固定部８…がスペーサ本体７を内外両面から挟むように位置することにより、各くびれ部３ａにおける一対の固定部８，８の楔的作用とも相俟ってスペーサ６のウォータジャケット３内での安定的固定が効果的になされる。

図１１に示すスペーサ６においては、スペーサ本体７における左端のシリンダボア２に対応する部分の外面７ｂであって、当該シリンダボア２の回りの１８０度対向位置に対称に一対の固定部８，８が固着されている。図１１では、各固定部８を構成するセルロース系スポンジの復元により、各固定部８の表面８ａが、ウォータジャケット３における円弧部３ｂの外側壁面３ｄに当接した状態を示している。このような状態では、スペーサ６がウォータジャケット３内の所定の位置に安定的に固定される。
なお、本実施形態の固定部８の配置態様は、１個のシリンダボア２の回りを１８０度以上の範囲で取り囲む部分スペーサにも適用することができる。

図１２に示すスペーサ６においては、スペーサ本体７における、シリンダボア２の配列方向の両端部の外面７ｂ、及び、中央のシリンダボア２に対応する部分の前記配列方向に直交する部分の外面７ｂに、４個の固定部８…が固着されている。これら４個の固定部８…は、３個のシリンダボア２…の回りの１８０度対向位置に対称に位置付けられている。図１２では、各固定部８を構成するセルロース系スポンジの復元により、４個の固定部８…の各表面８ａがウォータジャケット３における円弧部３ｂの外側壁面３ｄに当接した状態を示している。このような状態では、スペーサ６がウォータジャケット３内の所定の位置に安定的に固定される。特に、４個の固定部８…が、スペーサ本体７における３個のシリンダボア２…の回りの１８０度対向位置の外面７ｂに対称に位置付けられているから、スペーサ本体７に対して内方に向け均等に圧縮するように作用して、その反力によってスペーサ６の安定的固定が効果的になされる。

図１３に示すスペーサ６においては、スペーサ本体７における中央のシリンダボア２に対応する部分であってシリンダボア２…の配列方向に直交する部分の内面７ａに、一対の固定部８，８がシリンダボア２…の回りの１８０度対向位置に対称に固着されている。図１３では、各固定部８を構成するセルロース系スポンジの復元により、各固定部８の各表面８ａがウォータジャケット３における円弧部３ｂの内側壁面３ｃに当接した状態を示している。このような状態では、スペーサ６がウォータジャケット３内の所定の位置に安定的に固定される。

図１４に示すスペーサ６においては、図１３に示す例に加えて、スペーサ本体７におけるシリンダボア２の配列方向の両端部の外面７ｂに、一対の固定部８，８が固着されている。そして都合４個の固定部８…が、シリンダボア２…の回りの１８０度対向位置に対称に位置付けられている。図１４では、各固定部８を構成するセルロース系スポンジの復元により、両端部の固定部８，８の表面８ａ，８ａがウォータジャケット３における円弧部３ｂの内側壁面３ｃに、中央部の固定部８，８の表面８ａ，８ａが同外側壁面３ｄにそれぞれ当接した状態を示している。このような状態では、スペーサ６がウォータジャケット３内の所定の位置に安定的に固定される。

図１５〜図２０に示すスペーサ６は、前述のとおりスペーサ本体７が筒状ではなくウォータジャケット３内に部分的に配置されるいわゆる部分スペーサであることを示している。図１５に示すスペーサ６においては、スペーサ本体７のシリンダボア２側に向く面である内面７ａ及びその反対側の面である外面７ｂのそれぞれの平面視して略中央に、各１個の固定部８が固着されている。図１５では、各固定部８を構成するセルロース系スポンジの復元により、スペーサ本体７の内外両面７ａ，７ｂに固着された固定部８，８の各表面８ａ，８ａが、ウォータジャケット３における円弧部３ｂの内側壁面３ｃ及び外側壁面３ｄに、それぞれ当接した状態を示している。このような状態では、スペーサ６がウォータジャケット３内の所定の位置に安定的に固定される。

図１６に示すスペーサ６においては、図１５に示す例と同様のスペーサ本体７に、その周方向の両端部側の内外両面７ａ，７ｂに、各一対の固定部８，８が固着されている。図１６では、各固定部８を構成するセルロース系スポンジの復元により、スペーサ本体７の内外両面７ａ，７ｂに固着された各一対の固定部８，８の各表面８ａ，８ａが、ウォータジャケット３における円弧部３ｂの内側壁面３ｃ及び外側壁面３ｄに、それぞれ当接した状態を示している。このような状態では、スペーサ６がウォータジャケット３内の所定の位置に安定的に固定される。

図１７に示すスペーサ６においては、図１５に示す例と同様のスペーサ本体７の外面７ｂに１個の固定部８が固着されている。図１７では、各固定部８を構成するセルロース系スポンジの復元により、スペーサ本体７の外面７ｂに固着された固定部８の表面８ａが、ウォータジャケット３における円弧部３ｂの外側壁面３ｄに当接した状態を示している。このような状態では、スペーサ６がウォータジャケット３内の所定の位置に安定的に固定される。この場合、スペーサ本体７の内面７ａの曲率とウォータジャケット３の内壁面３ｃの曲率とを略同じとしておくことが望ましい。これによりスペーサ６がより安定的に固定される。

図１８に示すスペーサ６においては、スペーサ本体７の一方の面である外面７ｂに１個の固定部８が固着され、この固定部８が固着される面７ｂとは反対側の面である内面７ａに右端のシリンダボア２の中心側に向く２個の突部７ｃ，７ｃが平面視して下駄刃状に設けられている。２個の突部７ｃ，７ｃの突出高さは、略同じとされている。また、突部７ｃ，７ｃは、スペーサ本体７の上下方向（ウォータジャケット３の深さ方向）に沿って延びるとともに、スペーサ本体７の上下方向と直交する断面形状が矩形状に形成されている。固定部８はウォータジャケット３の周方向に沿う方向において、２個の突部７ｃ，７ｃの間に位置している。２個の突部７ｃ，７ｃのそれぞれは、スペーサ本体７の上下方向と直交する方向において、その幅が、固定部８の幅より小さくなるように形成されている。図１８では、固定部８を構成するセルロース系スポンジの復元により、スペーサ本体７の外面７ｂに固着された固定部８の表面８ａがウォータジャケット３における円弧部３ｂの外側壁面３ｄに当接し、且つ、２個の突部７ｃ，７ｃの端面７ｃａ，７ｃａが同内側壁面３ｃに当接した状態を示している。このような状態では、スペーサ６がウォータジャケット３内の所定の位置に安定的に固定される。

図１９に示すスペーサ６においては、スペーサ本体７の一方の面である内面７ａに１個の固定部８が固着され、この固定部８が固着される面７ａとは反対側の面である外面７ｂに右端のシリンダボア２の遠心側に向く２個の突部７ｄ，７ｄが平面視して下駄刃状に設けられている。２個の突部７ｄ，７ｄの構成は図１８の２個の突部７ｃ，７ｃと同様である。図１９では、固定部８を構成するセルロース系スポンジの復元により、スペーサ本体７の内面７ａに固着された固定部８の表面８ａがウォータジャケット３における円弧部３ｂの内側壁面３ｃに当接し、且つ、２個の突部７ｄ，７ｄの端面７ｄａ，７ｄａが同外側壁面３ｄに当接した状態を示している。このように、固定部８の表面８ａ及び突部７ｄ，７ｄの端面７ｄａ，７ｄａが対向するウォータジャケット３の内側壁面３ｃ及び外側壁面３ｄにそれぞれ当接することにより、スペーサ６がウォータジャケット３内の所定の位置に安定的に固定される。

図２０に示すスペーサ６においては、図１９に示す例の突部７ｄ，７ｄに代え、１個の突部７ｅが平面視して固定部８と重なる位置に設けられており、その他の構成は図１９に示す例と同様である。つまり、突部７ｅは、スペーサ本体７又は外面７ｂに直交する方向において、固定部８と重なる位置に設けられている。この場合、固定部８を構成するセルロース系スポンジが復元したときに生じる復元反力は、スペーサ本体７より突部７ｅに伝わり易くなり、固定部８及び突部７ｅの端面７ｅａがそれぞれウォータジャケット３の内側壁面３ｃ及び外側壁面３ｄに当接する力が大きくなる。したがって、スペーサ６がウォータジャケット３における内側壁面３ｃ及び外側壁面３ｄ間の所定の位置に安定的に固定される。

図１８〜図２０に示すスペーサ６は、部分スペーサであるが、固定部８がスペーサ本体７の内面７ａ及び外面７ｂのいずれか一方に固着されている場合であっても、突部７ｃ，７ｄ，７ｅが存在することで、スペーサ本体７がウォータジャケット３の内側壁面３ｃ又は外側壁面３ｄのいずれかに当接することが回避されている。また、図１８〜図２０に示すスペーサ６は、固定部８及び突部７ｃ，７ｄ，７ｅによって、スペーサ本体７を位置決めする構造であるため、スペーサ本体の体積を減らすことができる。さらに、固定部８が固着される面とは反対側の面とウォータジャケット３の内側壁面３ｃ及び外側壁面３ｄとの間に冷却水が流通する経路を容易に確保することができ、冷却水を循環させる際に生じる抵抗が増大することを抑制できる。なお、図１８〜図２０に示すスペーサ６における突部７ｃ，７ｄ，７ｅは、いずれもウォータジャケット３の上下方向に沿って延びるように形成されているものとしたが、これに限らず、例えば、ウォータジャケット３の周方向に沿って延びるように形成されたものでも良い。また、突部７ｃ，７ｄ，７ｅは、所定の方向に沿って連続的に延びる形状に限らず、部分的に突出するように形成されたものでも良い。

なお、セルロース系スポンジとして、種々の種類のものが挙げられるが、特に限定されない。例えば、気泡の大きさが非常に小さい微粒品、気泡の大きさが小程度の小粒品、気泡の大きさが中程度の中粒品のいずれを用いても良い。具体的には、気泡の大きさ（径）が０．１〜５ｍｍ程度のセルロース系スポンジを用いても良い。これらの気泡の大きさはセルロース系スポンジの作製過程で使用される結晶ぼう硝の粒度によって決定される。また、セルロース系スポンジは、セルロースと補強繊維とからなるものに限らず、セルロース単独で構成されるものであっても良い。また、セルロース系スポンジとは、セルロース自体からなるスポンジの他、圧縮状態を保持できる程度にセルロースの水酸基を残したセルロース誘導体、例えば、セルロースエ−テル類、セルロースエステル類等からなるスポンジ、或いは、これらの混合物からなるスポンジのいずれかから選ばれるものであっても良い。

また、スペーサ本体７が合成樹脂の成型体からなる例について述べたが、金属など、セルロース系スポンジより剛性を有するものであれば、他の材料からなるものであっても良い。また、スペーサ本体７に対する固定部８を固着させる位置（周方向の位置、ウォータジャケット３の深さ方向位置）や固定部８の数（周方向の数、ウォータジャケット３の深さ方向の数）は、ウォータジャケット３内におけるスペーサ６の安定性、或いは、ウォータジャケット３内を流通する冷却水の冷却機能等、求められる仕様に応じて適宜変更しても良い。また、図１５〜図１９に示すいわゆる部分スペーサ６は１個に限らず、固定安定性を勘案して、ウォータジャケット３の周方向の適所に複数配置することも可能である。さらにまた、本発明のスペーサが適用される内燃機関として、３気筒のエンジンを例示したが、これに限らず他の気筒数のエンジンにも適用可能である。また、本発明のスペーサは、クローズドデッキタイプのウォータジャケットを備えたエンジンにも適用可能である。

１ シリンダブロック
２ シリンダボア（気筒）
３ ウォータジャケット（冷却水流路）
３ｃ ウォータジャケットの内側壁面（壁面）
３ｄ ウォータジャケットの外側壁面（壁面）
３０ 開口部
６ スペーサ
７ スペーサ本体
７ａ 内面（一方の面、反対側の面）
７ｂ 外面（反対側の面、一方の面）
７ｃ，７ｄ，７ｅ 突部
７ｃａ，７ｄａ，７ｅａ 端面
８ 固定部
８ａ 表面（スペーサ本体に固着された面とは反対側の面）
８ｂ スペーサ本体に固着された面
ｄ 圧縮された状態におけるスペーサの厚みの総和
Ｄ ウォータジャケット（冷却水流路）の幅
ｗ 冷却水

Claims (6)

1. 内燃機関のシリンダブロックに設けられた冷却水流路に、その開口部から挿入されて配置されるスペーサであって、
   前記冷却水流路に配置可能な形状に形成されたスペーサ本体と、
   前記スペーサ本体に固着され、当該スペーサ本体を前記冷却水流路の所定位置に位置決めする固定部とを備え、
   前記固定部は、冷却水と接触することによって圧縮された状態から復元可能なセルロース系スポンジを含んで構成されていることを特徴とするスペーサ。
2. 請求項１に記載のスペーサにおいて、
   前記スペーサ本体及び圧縮された状態における前記固定部の厚みの総和は、前記冷却水流路の幅より小さいことを特徴とするスペーサ。
3. 請求項１又は、請求項２に記載のスペーサにおいて、
   圧縮された状態から復元した前記固定部の表面が、前記冷却水流路の対向壁面に当接するように設定されていることを特徴とするスペーサ。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のスペーサにおいて、
   前記固定部は、前記スペーサ本体における前記冷却水流路の両壁面に対向する面のいずれか一方の面に固着され、
   前記スペーサ本体の前記固定部が固着された面とは、反対側の面には、突部が設けられていることを特徴とするスペーサ。
5. 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のスペーサにおいて、
   前記固定部は、前記スペーサ本体における前記冷却水流路の両壁面に対向する両面に固着されていることを特徴とするスペーサ。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のスペーサにおいて、
   前記スペーサ本体は、前記シリンダブロックの気筒を取り囲むように形成され、
   前記固定部は、当該スペーサ本体に複数固着され、当該複数の固定部のうち少なくとも２つの固定部は、前記気筒の回りの１８０度対向位置に対称に位置付けられていることを特徴とするスペーサ。
   
   

Images