JP4213012B2 - 内燃機関の冷却水路構造 - Google Patents

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Description

本発明は、自動車用，産業機械用の内燃機関の冷却水路構造に関するものである。
従来、特許文献１に開示されているように、ウォータージャケットから排出された冷却水をウォーターポンプに導くバイパス通路を、シリンダブロックの側壁に設けた構造が存在する。
特開２００２−３６４３６０号公報
上記従来の構造においては、シリンダブロックの側壁に設けられた補強リブの外側に、バイパス通路を形成させる必要があり、バイパス通路分だけシリンダブロックの側壁の外側への突出量が大となり、内燃機関の外形が大きくなって、車両等への搭載性が損なわれるという問題点があった。
また、シリンダブロック上にシリンダヘッドをボルトを用いて締結する際に、シリンダブロックにボルトを大きな締結力で締め付けることで、シリンダブロックをシリンダヘッド側へ引き上げる作用力が発生し、この作用力により、シリンダボアの外周に形成されているウォータージャケットの底部付近から外側へ向かう変形が生じて、シリンダボアの真円度が悪化する事態が生じ、真円度の悪化により、シリンダボアの内部を摺動するピストンとの間の摩擦損失の増大を招き、内燃機関の出力の低下，ピストンリングのシール性能の悪化，ブローバイガスの増加等の問題が生じていた。
本発明は、上記従来の問題点に鑑み案出したものであって、内燃機関の外形が大きくなることなく、内燃機関を軽量化させることができ、また、シリンダボアの変形を抑えることができる内燃機関の冷却水路構造を提供することを課題の１つとするものであり、請求項１は、複数のシリンダボアと、該シリンダボアの周囲に設けられた冷却水の通るウォータージャケットと、シリンダヘッド締結用のボルト孔が形成されてなるシリンダブロックの側面に、前記ボルト孔の外側の、前記ウォータージャケットの底部付近の高さ位置に、前記複数のシリンダボアをまたぐように、前記ボルト孔に垂直なサクション横通路を一体形成し、該サクション横通路の後端側に前記シリンダブロックからシリンダヘッドに亘り立ち上がるサクション縦通路を一体形成し、シリンダヘッドの後面には、前記サクション縦通路に連通する開口と、シリンダボアを冷却した冷却水の出口開口とを形成し、前記サクション縦通路のシリンダブロック側上面開口と、シリンダヘッド側下面開口とをシリンダヘッドガスケットにより同時にシールするとともに、ヒーターへの出入り口及びラジエターへの出口を備え前記２つの開口をつなぐ通路を内蔵したウォーターパッセージを前記シリンダヘッドの後面に覆設したことである。
また、請求項２は、前記サクション横通路の前端側は、シリンダブロックの前端側に設けられたウォーターポンプに連通されていることである。
本発明は、複数のシリンダボアと、該シリンダボアの周囲に設けられた冷却水の通るウォータージャケットと、シリンダヘッド締結用のボルト孔が形成されてなるシリンダブロックの側面に、前記ボルト孔の外側の、前記ウォータージャケットの底部付近の高さ位置に、前記複数のシリンダボアをまたぐように、前記ボルト孔に垂直なサクション横通路を一体形成し、該サクション横通路の後端側に前記シリンダブロックからシリンダヘッドに亘り立ち上がるサクション縦通路を一体形成し、シリンダヘッドの後面には、前記サクション縦通路に連通する開口と、シリンダボアを冷却した冷却水の出口開口とを形成し、前記サクション縦通路のシリンダブロック側上面開口と、シリンダヘッド側下面開口とをシリンダヘッドガスケットにより同時にシールするとともに、ヒーターへの出入り口及びラジエターへの出口を備え前記２つの開口をつなぐ通路を内蔵したウォーターパッセージを前記シリンダヘッドの後面に覆設したことにより、ボルトの締め付け時に最も変形度が大きいウォータージャケットの底部付近の高さに、サクション横通路をボルトの締め付け方向と垂直に一体に配置することで、ボルト締め付けによるシリンダボアの変形を良好に抑えることができるものとなり、従来のようなシリンダブロックの側面のリブを削減することが可能となり、内燃機関の軽量化を図ることができ、また、サクション横通路の外側への突出量を少なくすることができて、内燃機関の外形を小さくすることができ、車両への搭載性を向上させることができるものとなる。
また、シリンダヘッドガスケットを介して良好にシールすることができ、サクション縦通路を一体形成することで、更に剛性を高めることができ、ボルトの締め付けによるシリンダボアの変形をより良好に抑えることができるものとなる。
また、ウォーターパッセージにより良好にシリンダヘッドの後面の開口を覆蓋することができ、しかも、このウォーターパッセージを取り付けることで、ボルトの締め付け時の後面側のシリンダボアの変形を良好に抑えることができるものとなる。
また、サクション横通路の前端側は、シリンダブロックの前端側に設けられたウォーターポンプに連通されていることにより、ウォーターポンプをシリンダブロックの前端側に一体または別体で設けて、ボルトの締め付け時の前端側のシリンダボアの変形を良好に抑えることができるものとなる。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は、エンジンの外観斜視構成図であり、エンジン１は、シリンダブロック２の上面にシリンダヘッド３が締結されており、図２の縦断面拡大図で示すように、シリンダブロック２には、冷却水の通るウォータージャケット７，７が形成され、その外側にボルト孔６が形成されており、このボルト孔６内に上方よりヘッドボルト５が締め付けられて、複数のヘッドボルト５，５，５を介して、シリンダヘッドガスケット４を介在させてシリンダブロック２の上方にシリンダヘッド３が締結されている。
即ち、図５の平面拡大図で示すように、本例では４個のシリンダボア８，８，８，８の周囲にウォータージャケット７が形成されており、その外側に、複数のボルト孔６，６，６，６，６が形成されている。
また、本例では、シリンダブロック２の側面に、横方向にサクション横通路９ａ，９ｂが一体形成されており、このサクション横通路９ａ，９ｂは、シリンダブロック２を鋳造する際に一体形成されたものである。
図３には、後端側のサクション横通路９ａの縦断面構成図を示しており、また図４では、前端側のサクション横通路９ｂの縦断面構成図を示している。
サクション横通路９ａ，９ｂは、ボルト孔６，６，６の外側であって、ウォータージャケット７の底部付近の高さ位置に、複数のシリンダボア８，８をまたぐように、ボルト孔６，６に垂直な横方向に一体形成されている。即ち、このサクション横通路９ａ，９ｂは、ヘッドボルト５の締め付け方向と垂直な方向に形成されている。
なお、サクション横通路９ａの後端は、シリンダブロック２の後面に開口されており、この後面の開口には盲栓１２が取り付けられている。
また、サクション横通路９ａの後端側の盲栓１２の前側には、サクション横通路９ａから立ち上げられたサクション縦通路１３が形成されている。
このサクション縦通路１３は、シリンダブロック２からシリンダヘッド３に亘り立ち上げ形成されており、サクション横通路９ａから上方に向けてシリンダブロック２内に形成されて、シリンダブロックの上面に開口され、また、シリンダヘッド３内にも縦方向に形成されて、シリンダヘッド３の下面に開口されている。
このサクション縦通路１３を構成するシリンダブロック２側の上面開口と、シリンダヘッド３側の下面開口は整合されて、シリンダヘッドガスケット４により同時にシールされた構造となっている。
更に、このサクション縦通路１３の上方には、連通状にシリンダヘッド３内にシリンダヘッド内サクション通路１４が形成されており、このシリンダヘッド内サクション通路１４は、シリンダヘッド３の後面に開口されたものとなっている。
なお、シリンダヘッド３の後面には、ウォータージャケット７を通りシリンダボア８，８を冷却した冷却水の出口が開口されており、この冷却水の出口開口と、前記シリンダヘッド内サクション通路１４の開口は、シリンダヘッド３の後面に取り付けられたウォーターパッセージ１５により覆蓋されている。
ウォーターパッセージ１５内には、シリンダヘッド内サクション通路１４の開口と、冷却水の出口開口をつなぐ通路が内蔵されており、また、ウォーターパッセージ１５には、ラジエター側へ冷却水を送り出すウォーターアウトレット１５ａが備えられ、さらに、ヒーター側へ冷却水を送り出す出口コネクター１５ｂと、ヒーター側から冷却水を流入させる入口コネクター１５ｃが備えられている。
また、サクション横通路９ａとサクション横通路９ｂの途中には、ラジエターからの冷却水を流入させて、サクション横通路９ａ，９ｂを通る冷却水と混合させるために、ウォーターインレット１１が設けられている。
また、サクション横通路９ｂの前端は、ウォーターポンプハウジング１０に連通されており、このウォーターポンプハウジング１０はシリンダブロック２に一体形成されたものとなっている。なお、このウォーターポンプハウジング１０は別体で取り付けられたものであっても良い。
このように、本例では、サクション横通路９ａ，９ｂをシリンダブロック２の側面に一体形成させたものであるため、従来のようなサクションパイプ，ホース，ホースクリップ等の部品が不要となり、部品点数が削減されて軽量化され、組み立てが容易なものとなっている。
また、サクション横通路９ａ，９ｂは、ヘッドボルト５の締め付け方向に対し垂直に形成されているため、ヘッドボルト５を締め付けた時のシリンダボア８，８を変形させる力は、図５の矢印で示すように、内側では互いに打ち消し合う方向に作用し、そのため、ヘッドボルト５の締め付けによるシリンダボア８，８の変形を良好に抑えることができるものとなる。
また、シリンダブロック２およびシリンダヘッド３の後端側には、縦方向にサクション縦通路１３が形成されており、また、後面にはウォーターパッセージ１５が取り付けられているため、後端側のシリンダボア８の変形もこれらにより良好に抑えられるものとなる。
また更に、シリンダブロック２の前端側には、ウォーターポンプハウジング１０が一体形成されているため、ウォーターポンプハウジング１０により前端側のシリンダボア８の変形も抑えることができるものとなる。
特に、ヘッドボルト５を締め付けた時に、ウォータージャケット７の底部付近から変形して、シリンダボア８の真円度が悪化するが、本例では、この変形の大きいウォータージャケット７の底部付近にサクション横通路９ａ，９ｂが一体形成されているため、より確実にボルト５を締め付けた時の変形を抑えることができるものとなる。
このように良好に変形を抑えることができるため、従来のようなシリンダブロック２の側面リブを削減することが可能となり、サクション横通路９ａ，９ｂの外側への突出量を少なくすることができ、エンジンの外形を小さくすることができるものとなる。
エンジンの外観斜視構成図である。 シリンダブロックとシリンダヘッドをヘッドボルトで締結した状態の縦断面概略構成図である。 シリンダブロックの後端側の縦断面拡大構成図である。 シリンダブロックの前端側の縦断面拡大構成図である。 シリンダブロックの平面拡大概略構成図である。
符号の説明
１ エンジン
２ シリンダブロック
３ シリンダヘッド
４ シリンダヘッドガスケット
５ ヘッドボルト
６ ボルト孔
７ ウォータージャケット
８ シリンダボア
９ａ，９ｂ サクション横通路
１０ ウォーターポンプハウジング
１１ ウォーターインレット
１３ サクション縦通路
１４ シリンダヘッド内サクション通路
１５ ウォーターパッセージ
１５ａ ウォーターアウトレット
１５ｂ 出口コネクター
１５ｃ 入口コネクター

Claims (2)

  1. 複数のシリンダボアと、該シリンダボアの周囲に設けられた冷却水の通るウォータージャケットと、シリンダヘッド締結用のボルト孔が形成されてなるシリンダブロックの側面に、前記ボルト孔の外側の、前記ウォータージャケットの底部付近の高さ位置に、前記複数のシリンダボアをまたぐように、前記ボルト孔に垂直なサクション横通路を一体形成し、該サクション横通路の後端側に前記シリンダブロックからシリンダヘッドに亘り立ち上がるサクション縦通路を一体形成し、
    シリンダヘッドの後面には、前記サクション縦通路に連通する開口と、シリンダボアを冷却した冷却水の出口開口とを形成し、
    前記サクション縦通路のシリンダブロック側上面開口と、シリンダヘッド側下面開口とをシリンダヘッドガスケットにより同時にシールするとともに、ヒーターへの出入り口及びラジエターへの出口を備え前記２つの開口をつなぐ通路を内蔵したウォーターパッセージを前記シリンダヘッドの後面に覆設したこと
    を特徴とする内燃機関の冷却水路構造。
  2. 前記サクション横通路の前端側は、シリンダブロックの前端側に設けられたウォーターポンプに連通されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の冷却水路構造。
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