JP3156210B2 - 水冷エンジンの冷却構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水冷エンジンの冷却構
造に関し、詳細には冷却水の温度勾配によるスリーブの
不均一変形を防止でき、かつ中子構造，製造工程を簡略
化できるようにした冷却通路の構造の改善に関する。

【０００２】

【従来の技術】水冷エンジンの冷却構造としては、従来
から、シリンダブロックのスリーブ周囲にブロック側水
冷ジャケットを形成するとともに、シリンダヘッドの燃
焼室周囲にヘッド側水冷ジャケットを形成し、該両水冷
ジャケットをシリンダブロックの合面付近にスリーブを
避けるように形成された連通孔によって連通させ、また
シリンダブロックの一側端のブロック側水冷ジャケット
に冷却水の供給口を形成したものが一般的である。

【０００３】この従来の冷却構造では、冷却水は、上記
一側端のヘッド側水冷ジャケットに供給され、ここから
順次隣のブロック側水冷ジャケットに流れるとともに、
上記連通孔を通って各ヘッド側水冷ジャケットに流入
し、他側端のヘッド側水冷ジャケットから排出される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の冷却構造では、冷却水を一側端から供給し、順次隣
の水冷ジャケットを通過させる構造であるから、冷却水
に温度勾配が生じ、このため他側端の冷却が不十分とな
り、該他側端のスリーブの熱変形が大きくなり、その結
果エンジンオイルの劣化，あるいはオイル消費の増大の
原因となるという問題がある。このようなスリーブの不
均一な熱変形があると、そこからブローバイガスが洩れ
てオイル室のオイルと接触し、これによりオイルの劣化
が生じる。その結果、例えば空調設備等においてコンプ
レッサを駆動するＧＨＰ用エンジンに要求されるような
ノーメンテナンスでの数千時間連続運転に対応できなく
なる。

【０００５】また上記従来の冷却構造では、上記両水冷
ジャケットを連通させる連通孔を、シリンダブロックの
合面付近にスリーブを迂回するように形成しているの
で、この連通孔部分の鋳造用中子が複雑になり、製造工
程が増加するという問題もある。

【０００６】本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたもので、冷却水の温度勾配を抑制してスリーブの不
均一な熱変形を回避でき、中子構造及び製造工程を簡素
化できる水冷エンジンの冷却構造を提供することを目的
としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで本発明は、シリン
ダブロックのスリーブ周囲に形成されたブロック側水冷
ジャケットと、シリンダヘッドに形成されたヘッド側水
冷ジャケットとを連通孔により連通させ、冷却水を上記
ブロック側水冷ジャケットからヘッド側水冷ジャケット
に流動させるようにした水冷エンジンの冷却構造におい
て、上記ブロック側水冷ジャケットはシリンダヘッド側
開口を有し、該シリンダヘッド側開口は上記スリーブの
フランジ部をシリンダブロックに形成された嵌合穴に嵌
合させることにより閉塞され、隣合う気筒のフランジ部
の対向部分には干渉を防止する逃げが形成されており、
上記フランジ部の上記逃げを除く部分の外周と上記嵌合
穴の内周との間には連通孔となる切欠き部が形成され、
隣合う気筒のブロック側水冷ジャケット同士の境界部分
に冷却水の供給口が形成され、冷却水は水冷ジャケット
の接線方向に供給されることを特徴としている。

【０００８】

【作用】本発明に係る水冷エンジンの冷却構造によれ
ば、隣接するブロック側水冷ジャケット同士の境界部分
に冷却水の供給口を形成し、冷却水を水冷ジャケットの
接線方向に供給するようにしたので、冷却水は両ジャケ
ット内に均一に流入し、該両ブロック側ジャケット内を
旋回しつつスリーブの切欠き部で構成された連通孔を通
ってヘッド側水冷ジャケット内に流入することとなる。
これにより冷却水の温度勾配を大幅に抑制でき、その結
果温度勾配によるスリーブの不均一変形を回避でき、エ
ンジンオイル劣化やオイル消費の増大等の問題を回避で
き、ひいては長時間連続運転に対応できる。

【０００９】また、本発明では、スリーブの上端フラン
ジ部に切欠き部を形成し、該切欠き部を連通孔としたの
で、シリンダブロックに連通孔を鋳造によって形成する
必要はなくなり、それだけ鋳造用中子の構造，及び製造
工程を簡素化できる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。図１ないし図４は、本発明の一実施例による水冷エ
ンジンの冷却構造を説明するための図である。本実施例
では、冷暖房用空調設備に採用されるＧＨＰユニットの
エンジンに適用した場合を例にとって説明する。

【００１１】図４において、１は冷暖房用空調設備の駆
動部を構成する駆動ユニットである。この駆動ユニット
１は、本実施例構造が適用された４サイクル４気筒ガス
エンジン２にギャボックス３を介してコンプレッサ４を
接続した構造のものである。該エンジン２からの動力は
ギアボックス３を介してコンプレッサ４に伝達され、こ
のコンプレッサ４は冷媒ガスを圧縮し、この圧縮された
冷媒ガスは図示しない室内熱交換器を介して室内空気に
よって冷却液化される。このときの凝縮熱により室内空
気が暖められ、暖房効果が生じる。

【００１２】上記ギアボックス３はエンジン２のシリン
ダブロック５及びオイルパン８にボルト締めにより一体
的に結合されている。このオイルパン８及びギアボック
ス３内にはエンジンオイル１００が充填されており、こ
のオイル１００の一部はクランク軸１７の一端部１７ａ
の軸受部を潤滑した後上記ギヤボックス３内に流入し、
該ギャボックス３の駆動力伝達ギヤ１９等を潤滑した
後、落下し、オイル連通孔８ａを介してオイルパン８内
に戻る。

【００１３】上記ガスエンジン２は、主としてアルミダ
イキャスト製のシリンダブロック５の上合面にシリンダ
ヘッド６をボルト締め締結し、該ヘッド６の上面にヘッ
ドカバー７を締結し、さらに上記シリンダブロック５の
下合面にオイルパン８を装着した構造のものである。

【００１４】また、上記シリンダヘッド６の吸気ポート
１１ａ，排気ポート１１ｂの燃焼室開口にはそれぞれ吸
気バルブ１２ａ，排気バルブ１２ｂが配設されている。
この各バルブ１２ａ，１２ｂは、ロッカアーム１３，プ
ッシュロッド１４を介してカムシャフト１５で開閉駆動
される。なお、２１は上記吸気ポート１１ａに混合気を
供給する供給管である。

【００１５】上記シリンダブロック５にはシリンダボア
５ａが４つ並行に形成されており、該各シリンダブロッ
クボア５ａ内には鋳鉄製スリーブ２５が挿入されてい
る。該各スリーブ２５内にはピストン９が挿入されてお
り、該各ピストン９はコンロッド１６でクランク軸１７
に連結されている。該クランク軸１７の一端部１７ａは
上記ギアボックス３内に突出しており、駆動力伝達ギア
１９，クラッチ２０を介して上記コンプレッサ４の入力
軸４ａに連結されている。

【００１６】上記各スリーブ２５は筒体２５ｃの上端に
外側に拡がるフランジ部２５ａを一体形成してなるもの
である。上記筒体２５ｃは上記シリンダボア５ａ内に挿
入され、また上記フランジ部２５ａの外周面はシリンダ
ブロック５の嵌合穴５ｂに嵌合している。なお、２６は
上記スリーブ２５の筒体２５ｃとシリンダブロックボア
５ａとの間をシールするシールリングである。

【００１７】上記シリンダブロック５にはスリーブ２５
を囲むようにブロック側水冷ジャケット２７が形成され
ている。また上記シリンダヘッド６には燃焼室を囲むよ
うにヘッド側水冷ジャケット２８が形成されており、該
各ヘッド側水冷ジャケット２８は図示しない回収管を介
してラジエータに接続されている。

【００１８】上記各気筒のブロック側水冷ジャケット２
７は該気筒のヘッド側水冷ジャケット２８に気筒軸方向
に延びる複数の連通孔３５で連通されている。この各連
通孔３５のシリンダブロック５側部分は、上記各スリー
ブ２５のフランジ部２５ａの外周面に円弧状に形成され
た切欠き部２５ｂによって構成されている。この切欠き
部２５ｂはブロック側水冷ジャケット２７に膨出部２７
ａを介して連通している。また上記連通孔３５のシリン
ダヘッド６側部分は、上記シリンダヘッド６に上記切欠
き部２５ｂに臨むように形成された鋳物孔２８ａよって
構成されている。なお、２５ｄは上記フランジ部２５ａ
の対抗部分に直線状に形成された逃げであり、これは各
気筒を近接配置したことによるフランジ部２５ａ同士の
干渉を回避するためのものである。

【００１９】また上記シリンダブロック５の、隣接する
各組の気筒の境界部には、気筒軸と直交方向に延びる供
給通路（冷却水供給口）３３，３３が形成されており、
該各供給通路３３の下流端は上記隣合う気筒の両水冷ジ
ャケット２７，２７の境界部に開口している。

【００２０】また上記各供給通路３３の上流端はジョイ
ント３１，ホース３２を介して冷却水ポンプ（図示せ
ず）に接続されている。なお上記各ジョイント３１は上
記シリンダブロック５の一側壁にボルト締め固定されて
いる。

【００２１】次に本実施例の作用効果について説明す
る。本実施例の冷却構造では、冷却水は、供給管３１か
ら供給通路３３を通って隣合うブロック側水冷ジャケッ
ト２７，２７の境界部分に接線方向に供給され、この接
線方向の供給によって各ブロック側水冷ジャケット２７
内を旋回しながら上方に流れ、連通孔３５を通ってヘッ
ド側水冷ジャケット２８内に流入する。そして各部を冷
却した冷却水は回収管を通ってラジエータからポンプに
戻ることとなる。

【００２２】このように本実施例の冷却構造によれば、
供給通路３３を隣合う気筒の水冷ジャケット２７，２７
の境界部に形成したので、各気筒のブロック側水冷ジャ
ケット２７に略同じ温度の冷却水を均一に供給すること
ができ、各スリーブ２５の熱変形を均一化できる。その
結果、スリーブの不均一変形に起因するブローバイガス
とエンジンオイルとの接触によるエンジンオイルの汚染
等を抑制でき、ノーメンテナンス長時間連続運転に対応
できる。

【００２３】また、本実施例では、スリーブ２５のフラ
ンジ部２５ａに切欠き部２５ｂを形成し、該切欠き部２
５ｂによって連通孔３５のシリンダブロック側部分を構
成したので、シリンダブロック５の中子構造，製造工程
を簡略化できる。

【００２４】さらに本実施例では、スリーブ２５のフラ
ンジ部２５ａに直線状の逃げ２５ｄを形成するととも
に、４つの切欠き部２５ｂを上記逃げ２５ｄを対称線と
する位置に配設したので、上記スリーブ２５の向きを変
えるだけで何れの気筒用にもすることができ、部品の共
用化を図ることができる。

【００２５】さらにまた本実施例の駆動ユニット１で
は、図４に示すように、ガスエンジン２とギアボックス
３とを一体化し、それぞれのオイル室を連通させたので
潤滑用オイルを共用でき、結果的にオイル量を増大で
き、この点からも長時間運転に対応できる。従来装置の
場合、エンジンとギアボックスとのオイル室が別個独立
となっていたので、オイルを兼用することはできなかっ
た。

【００２６】なお、上記実施例では、空調設備に採用さ
れるガスエンジンを例にとって説明したが、本発明の適
用範囲はこれに限られるものではなく、車両用水冷エン
ジン等にも勿論適用できる。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本発明に係る水冷エンジン
の冷却構造によれば、隣合う気筒用ブロック側水冷ジャ
ケットの境界部分に冷却水の供給口を形成し、冷却水を
水冷ジャケットの接線方向に供給するようにしたので、
スリーブの不均一変形に起因するブローバイガスとエン
ジンオイルとの接触によるオイル汚染等を抑制できる効
果があり、またブロック側水冷ジャケットとヘッド側水
冷ジャケットとの連通孔のブロック側部分をスリーブの
上端フランジ部に形成された切欠き部で構成したので、
中子構造，製造工程を簡素化できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による水冷エンジンの冷却構
造を説明するための断面図である。

【図２】図２おII-II 線断面図である。

【図３】上記実施例のスリーブの切欠き部を説明するた
めの平面図である。

【図４】上記実施例エンジンの側面図である。

【符号の説明】

２ 水冷エンジン ５ シリンダブロック ６ シリンダヘッド ２５ スリーブ ２５ａ フランジ部 ２５ｂ 切欠き部 ２７ ブロック側水冷ジャケット ２８ ヘッド側水冷ジャケット ３３ 供給通路（冷却水供給口） ３５ 連通孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 稔 静岡県磐田市新貝2500番地 ヤマハ発動 機株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−81920（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−75145（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F01P 3/02

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダブロックのスリーブ周囲に形成
   されたブロック側水冷ジャケットと、シリンダヘッドに
   形成されたヘッド側水冷ジャケットとを連通孔により連
   通させ、冷却水を上記ブロック側水冷ジャケットからヘ
   ッド側水冷ジャケットに流動させるようにした水冷エン
   ジンの冷却構造において、上記ブロック側水冷ジャケッ
   トはシリンダヘッド側開口を有し、該シリンダヘッド側
   開口は上記スリーブのフランジ部をシリンダブロックに
   形成された嵌合穴に嵌合させることにより閉塞され、隣
   合う気筒のフランジ部の対向部分には干渉を防止する逃
   げが形成されており、上記フランジ部の上記逃げを除く
   部分の外周と上記嵌合穴の内周との間には連通孔となる
   切欠き部が形成され、隣合う気筒のブロック側水冷ジャ
   ケット同士の境界部分に冷却水の供給口が形成され、冷
   却水は水冷ジャケットの接線方向に供給されることを特
   徴とする水冷エンジンの冷却構造。