JP2019173563A - ウォータジャケットスペーサ - Google Patents

Abstract

【課題】冷却性能の向上が可能なウォータジャケットスペーサを提供することを課題とする。【解決手段】ウォータジャケットに配置されるウォータジャケットスペーサであって、シリンダブロックは、順に整列した第１気筒、第２気筒および第３気筒を有し、前記ウォータジャケットスペーサは、前記ウォータジャケット内の供給口とは反対側に配置され、第１段部と、シリンダヘッド側に位置する第２段部と、を具備し、前記第１段部は前記第１気筒、前記第２気筒および前記第３気筒に対向し、前記第２段部は前記第１気筒および前記第２気筒に対向し、前記第１段部の前記第１気筒側の端部は、前記第１気筒側から前記第２気筒側にかけて前記シリンダヘッド側に向かう第１斜面を有し、前記第２段部の前記第１気筒側の端部は、前記第１気筒側から前記第２気筒側にかけて前記シリンダヘッド側に向かう第２斜面を有するウォータジャケットスペーサ。【選択図】図２

Description

本発明はウォータジャケットスペーサに関する。

内燃機関の冷却のため、シリンダブロックには冷却水の流通するウォータジャケットが設けられている。ウォータジャケット内にはウォータジャケットスペーサを配置し、冷却水の流通方向および流量などを調節する。特許文献１には、上方に突出する突出片を有するウォータジャケットスペーサを３気筒エンジンに配置する技術が記載されている。

特開２０１１−０２１５０８号公報

しかし冷却水の流れが突出片により阻害され、冷却水が中央の気筒に届きにくくなり、特に気筒の上端側に冷却水が流れにくい。このため中央の気筒の温度が上昇しやすい。そこで、冷却性能の向上が可能なウォータジャケットスペーサを提供することを目的とする。

上記目的は、シリンダヘッドが上に取り付けられるシリンダブロックのウォータジャケットに配置されるウォータジャケットスペーサであって、前記シリンダブロックは、順に整列した第１気筒、第２気筒および第３気筒を有し、冷却水は、前記ウォータジャケットに設けられた供給口から前記供給口とは反対側に向けて、前記第１気筒および前記第３気筒を回り込むように流れ、前記ウォータジャケットスペーサは、前記ウォータジャケット内の前記供給口とは反対側に配置され、第１段部と、前記第１段部よりも前記シリンダヘッド側に位置する第２段部と、を具備し、前記第１段部は前記第１気筒、前記第２気筒および前記第３気筒に対向し、前記第２段部は前記第１気筒および前記第２気筒に対向し、前記第１段部の前記第１気筒側の端部は、前記第１気筒側から前記第２気筒側にかけて前記シリンダヘッド側に向かう第１斜面を有し、前記第２段部の前記第１気筒側の端部は、前記第１気筒側から前記第２気筒側にかけて前記シリンダヘッド側に向かう第２斜面を有するウォータジャケットスペーサによって達成できる。

冷却性能の向上が可能なウォータジャケットスペーサを提供できる。

図１（ａ）は内燃機関を例示する正面図であり、図１（ｂ）はシリンダブロックを例示する平面図である。 図２はウォータジャケットスペーサを例示する正面図である。

（実施形態）
以下、図面を参照して本実施形態のウォータジャケットスペーサについて説明する。図１（ａ）は内燃機関１０を例示する正面図である。図１（ａ）に示すように、内燃機関１０はシリンダヘッド１１およびシリンダブロック１２を備える３気筒エンジンである。シリンダヘッド１１およびシリンダブロック１２は例えばアルミニウム合金などの金属で形成されている。シリンダヘッド１１はシリンダブロック１２の上側に装着される。

なお、Ｘ方向は気筒１４ａ〜１４ｃが整列する方向であり、＋Ｘ側がＦｒ側、−Ｘ側はＲｒ側である。Ｚ方向は気筒が延伸する方向であり、シリンダブロック１２の＋Ｚ側にシリンダヘッド１１が取り付けられる。Ｙ方向は例えばＸ方向およびＺ方向に直交し、＋Ｙ側がＥｘ側、−Ｙ側はＩｎ側である。

（シリンダブロック１２）
図１（ｂ）はシリンダブロック１２を例示する平面図である。図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、シリンダブロック１２はＸ軸方向において一列に並ぶ３つの気筒１４ａ〜１４ｃを有する。図１（ｂ）に示すように、シリンダブロック１２には、気筒１４ａ〜１４ｃを囲むウォータジャケット１８、および供給口１６が形成されている。シリンダブロック１２のボア間にボルト穴１３が設けられ、ボルト穴１３が設けられている部分ではウォータジャケット１８は湾曲している。冷却水は供給口１６からウォータジャケット１８に供給され、ウォータジャケット１８内を流れ、内燃機関１０を冷却する。冷却水はＷ１およびＷ２の二手に分かれる。冷却水Ｗ１は−Ｘ側から＋Ｙ側に回り込み、冷却水Ｗ２は＋Ｘ側から＋Ｙ側に回り込む。ウォータジャケット１８の内部にはウォータジャケットスペーサ２０が収納される。

（ウォータジャケットスペーサ）
図１（ｂ）に示すように、ウォータジャケットスペーサ２０は気筒１４ａ〜１４ｃの＋Ｙ側に配置され、−Ｙ側には配置されない。ウォータジャケットスペーサ２０は例えば樹脂などで形成され、気筒１４ａ〜１４ｃに沿って湾曲する。ウォータジャケットスペーサ２０とウォータジャケット１８の内壁との間は離間しており、これらの隙間に冷却水が流れる。

図２はウォータジャケットスペーサ２０を例示する正面図であり、−Ｙ側から見た様子を図示している。ウォータジャケットスペーサ２０はＸ方向に沿って３つの領域２０ａ〜２０ｃを有し、それぞれ気筒１４ａ〜１４ｃに対向する。またウォータジャケットスペーサ２０はＺ方向において段差を有し、−Ｚ側を第１段部２２、＋Ｚ側を第２段部２４とする。第２段部２４は第１段部２２に比べてシリンダヘッド１１に近い。第１段部２２は領域２０ａ〜２０ｃにわたって延伸し、図１（ｂ）の気筒１４ａ〜１４ｃに対向する。第２段部２４は領域２０ａおよび２０ｂに形成され、領域２０ｃには形成されない。したがって第２段部２４は気筒１４ａおよび１４ｂに対向し、気筒１４ｃには対向しない。

第１段部２２の−Ｘ側端部には斜面２６が形成され、＋Ｘ側端部には斜面３０（第１斜面）が形成されている。第２段部２４の−Ｘ側端部には壁面２８が形成され、＋Ｘ側端部には斜面３２（第２斜面）が形成されている。斜面２６は、気筒１４ｃ側から気筒１４ａ側にかけて（−Ｘ側から＋Ｘ側にかけて）、＋Ｚ側に向かう。壁面２８は傾斜せず、＋Ｚ方向に立ち上がった面である。斜面３０および３２は、気筒１４ａ側から気筒１４ｃ側にかけて（＋Ｘ側から−Ｘ側にかけて）、＋Ｚ側に向かう。

図１（ｂ）および図２に示す冷却水Ｗ１およびＷ２が、第１段部２２の形成する流路を流れることで、シリンダブロック１２の−Ｚ側が冷却される。冷却水Ｗ１およびＷ２が、第２段部２４の形成する流路を流れることで、シリンダブロック１２の＋Ｚ側が冷却される。

冷却水Ｗ１の一部は、斜面２６により＋Ｚ側に誘導され、第２段部２４付近にも流れる。冷却水Ｗ２の一部は斜面３０により＋Ｚ側に誘導される。第２段部２４に斜面３２が設けられているため、冷却水Ｗ２は第２段部２４の上端付近に向けて流れやすい。したがって、気筒の上端付近への冷却水の流量が多くなり、中央の気筒１４ｂの上端側にも冷却水が届きやすくなる。したがって気筒１４ｂの冷却が効果的に行われる。

以上のように、本実施形態によれば、第１段部２２の気筒１４ａ側の端部に斜面３０が設けられ、第２段部２４の気筒１４ａ側の端部に斜面３２が設けられている。第１段部２２の斜面３０により、冷却水Ｗ２の一部は第２段部２４側に導かれ、かつ斜面３２があるため冷却水Ｗ２の流れは阻害されにくい。このため冷却水Ｗ２が気筒１４ｂに到達しやすくなる。冷却水の流量が多くなることで、中央の気筒１４ｂが効果的に冷却され、冷却性能が向上する。これにより、ノッキングの抑制、燃費の改善および出力の向上が可能となる。

第２段部２４を設けることで、冷却水が−Ｚ側に落下しにくくなり、冷却水の流速も向上する。このため気筒１４ａ〜１４ｃの＋Ｚ側における冷却水の流量が多くなり、気筒１４ａ〜１４ｃの上部を冷却することができる。しかし冷却水がウォータジャケットスペーサ２０に衝突することで圧力損失が大きくなる。例えば第２段部２４の＋Ｘ側の端部が壁面２８と同様に垂直に立ち上がる壁面である場合、冷却水Ｗ２が壁面に衝突し、流れが阻害されてしまう。本実施形態では、第２段部２４の＋Ｘ側端部は斜面３２が形成され、左上部分に切り欠きを設けた形状である。したがって圧力損失が低減され、領域２０ａ〜２０ｃの上部における流量が多くなる。このため気筒１４ａ〜１４ｃの上部が効果的に冷却される。

冷却水Ｗ１は斜面２６により上部に導入される。領域２０ｃには第２段部２４が設けられておらず、領域２０ｃは大きく切り欠かれた形状を有する。このため、冷却水Ｗ１の圧力損失は低減され、流量が増加する。

ウォータジャケット１８の−Ｘ側は＋Ｘ側よりも広いため冷却水Ｗ１の流量は冷却水Ｗ２よりも多くなる。−Ｘ側を流れる冷却水Ｗ１は斜面２６により上側に導かれ、かつ領域２０ｃにおける圧力損失は小さい。＋Ｘ側を流れる冷却水Ｗ２は、斜面３０および３２により上側に導かれ、斜面３２が設けられているため圧力損失も低減される。これにより冷却水Ｗ１およびＷ２の流量を調整し、流量のバランスを改善することができる。

斜面２６、３０および３２の傾斜角度は任意に定めることができる。内燃機関１０は３気筒エンジン以外に、４つ以上の気筒を有するエンジンであればよい。複数の気筒が１列に整列し、その周囲をウォータジャケット１８が囲む構成に本実施形態のウォータジャケットスペーサ２０を用いることができる。

以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１０ 内燃機関
１１ シリンダヘッド
１２ シリンダブロック
１３ 穴
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ 気筒
１６ 供給口
１８ ウォータジャケット
２０ ウォータジャケットスペーサ
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ 領域
２２ 第１段部
２４ 第２段部
２６、３０、３２ 斜面
２８ 壁面

Claims (1)

1. シリンダヘッドが上に取り付けられるシリンダブロックのウォータジャケットに配置されるウォータジャケットスペーサであって、
   前記シリンダブロックは、順に整列した第１気筒、第２気筒および第３気筒を有し、
   冷却水は、前記ウォータジャケットに設けられた供給口から前記供給口とは反対側に向けて、前記第１気筒および前記第３気筒を回り込むように流れ、
   前記ウォータジャケットスペーサは、前記ウォータジャケット内の前記供給口とは反対側に配置され、
   第１段部と、
   前記第１段部よりも前記シリンダヘッド側に位置する第２段部と、を具備し、
   前記第１段部は前記第１気筒、前記第２気筒および前記第３気筒に対向し、
   前記第２段部は前記第１気筒および前記第２気筒に対向し、
   前記第１段部の前記第１気筒側の端部は、前記第１気筒側から前記第２気筒側にかけて前記シリンダヘッド側に向かう第１斜面を有し、
   前記第２段部の前記第１気筒側の端部は、前記第１気筒側から前記第２気筒側にかけて前記シリンダヘッド側に向かう第２斜面を有するウォータジャケットスペーサ。

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