JP6115928B2 - 規制部材 - Google Patents

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規制部材に関する。

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）を規制するための規制部材として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１〜４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、所定の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１，２参照）。
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１，２，４参照）。
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３参照）。
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１参照）。

特許第３９６７６３６号公報 特許第４１４９３２２号公報 特許第４４６５３１３号公報 特許第５５９３１３６号公報

ところで、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。

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規制部材を提供することを目的としている。

本発明に係る規制部材は、前記冷却水流路に配置可能な形状に形成された剛性を有する支持体と、前記支持体に支持されるとともに、前記冷却水流路を流通する冷却水の流れを規制する規制部と、を備え、前記規制部は、前記冷却水流路を流通する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。

本発明に係る規制部材によれば、当該規制部材を冷却水流路に配置する際、規制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、規制部材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、規制部は、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ため、冷却水流路の壁面に近接又は接触するようになり、これによって、冷却水を規制する機能が発揮される。また、規制部を構成する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規制部を圧縮状態に保つことができるため、規制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。

本発明に係る規制部材において、前記規制部は、前記セルロース系スポンジにおける前記冷却水流路の壁面と対面する少なくとも一部の面に被覆された前記セルロース系スポンジよりも強度が大である保護材をさらに含んで構成されているものとしても良い。
これによれば、当該規制部材を冷却水流路に挿入する際に、開口部の縁部や壁面に規制部材が触れても、規制部の傷付きを抑制することができる。また、冷却水流路内に配置された状態で、内燃機関の振動や水流によっても、規制部材の摩耗や損傷を抑制することができる。
この場合、前記保護材は、弾性を有する材料からなるものとしても良い。これによれば、弾性を有する保護材によって規制部の表面を被覆するため、規制部は前記保護材を介して冷却水流路の壁面に密着し易くなる。したがって、冷却水の流れを堰き止める要求がある場合には、確実にその要求に応えることができる。

本発明に係る規制部材において、前記支持体及び圧縮された状態における前記規制部の厚みの総和は、前記冷却水流路の幅よりも小さいものとしても良い。
これによれば、当該規制部材を冷却水流路内に挿入する際に荷重を受けないようにすることができる。

本発明に係る規制部材において、圧縮された状態から復元した前記規制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、規制部が冷却水に接触して復元した際は、規制部が冷却水流路の対向壁面に当接するから、冷却水の流れを堰き止める要求がある場合には、その要求により確実に応えることができる。

本発明に係る規制部材において、前記支持体は、前記内燃機関に設けられるシリンダボア壁の外形状に沿うように形成された円弧部を含み、前記規制部は、前記円弧部に固着されているものとしても良い。
これによれば、規制部をシリンダボア壁の外形状に沿うに形成された円弧部に固着させているので、冷却水流路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、シリンダボア壁の温度を適正にコントロールすることができる。
この場合、前記支持体は、複数の前記円弧部と、隣接する前記円弧部同士を接続する接続部とを備えており、前記規制部は、前記接続部を跨がないように複数の前記円弧部のそれぞれに分割して設けられているものとしても良い。
これによれば、規制部が接続部を跨がないように分割して設けられているので、規制部が圧縮された状態から復元する際に引っ張られる等して復元を阻害することを防ぐことができる。

本発明に係る規制部材において、前記規制部は、隣接する状態で少なくともその一部が前記冷却水流路の深さ方向に重なるように複数設けられたものとしても良い。
これによれば、規制部が複数分割して設けられることで生じる規制部と規制部との隙間に水の流れが発生する等、意図しない方向へ冷却水が流れることを防止することができる。

本発明に係る規制部材において、前記規制部は、前記支持部材のシリンダボア側であって、前記内燃機関のピストンが上死点にあるときに最も燃焼室に近いピストンリングの位置よりもクランクシャフト側に設けられているものとしても良い。
これによれば、ピストンが上死点に達した時の燃焼室側を流れる冷却水の流通流量を増やすことができる。つまり、シリンダボア壁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、シリンダボア壁を適正に冷却することができる。
本発明に係る規制部材において、前記支持体は、樹脂からなるとともに、その一部が前記規制部に含浸して固着しているものとしても良い。
また、本発明に係る規制部材において、前記セルロース系スポンジは、パルプ由来のセルロースと補強繊維とからなるものとしても良い。
さらに、本発明に係る規制部材において、前記セルロース系スポンジは、圧縮された状態における体積が、圧縮されていない状態の体積の１％〜３０％となるように圧縮されているものとしても良い。
そして、本発明に係る規制部材において、前記規制部は、前記円弧部のシリンダボア側の面及び前記シリンダボアとは反対側の面にそれぞれ固着されているものとしても良い。

本発明に係る規制部材によれば、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。

本発明に係る規制部材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断面図である。 同実施形態の規制部材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。 （ａ）は同実施形態における規制部材の支持体に対する支持構造の一例を示す要部の平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＹ−Ｙ線矢視断面図である。 同支持構造の別の例を示す要部の横断平面図である。 同支持構造のさらに別の例を示す要部の横断平面図である。 同支持構造のさらに別の例を示す要部の横断平面図である。 同支持構造のさらに別の例を示す要部の横断平面図である。 同支持構造のさらに別の例を示す要部の横断平面図である。 （ａ）（ｂ）は、本発明に係る規制部材の他の実施形態の要部の横断面図を模式的に示し、（ａ）は当該規制部材を内燃機関のウォータジャケットに配置した状態を、（ｂ）はさらにウォータジャケット内に冷却水が流通した状態を、それぞれ示す。 （ａ）（ｂ）は、本発明に係る規制部材のさらに他の実施形態の要部の横断面図を模式的に示し、（ａ）は当該規制部材を内燃機関のウォータジャケットに配置した状態を、（ｂ）はさらにウォータジャケット内に冷却水が流通した状態を、それぞれ示す。 同実施形態における規制部材の固着状態の一例を示し、図１におけるＺ−Ｚ線矢視部を模式的に示す斜視断面図である。 同実施形態における規制部材の固着状態の他の一例を示し、図１におけるＺ−Ｚ線矢視部を模式的に示す斜視断面図である。 （ａ）（ｂ）は、同実施形態における規制部材の固着状態の更に他の一例を示し、図１におけるＺ−Ｚ線矢視部を模式的に示す斜視断面図である。

以下に本発明の実施の形態について、図１〜図１４を参照して説明する。図１〜図３は本発明に係る規制部材の一実施形態を示し、図１は同実施形態の規制部材として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の溝側壁面は、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との両壁面３ｃ，３ｄにより構成される。規制部材としての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（支持体）７と、このスペーサ本体７に支持された規制部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、本実施形態の規制部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８１と、該セルロース系スポンジ８１の表面に被覆されたゴム材からなる保護材８２とを含んで構成されている。保護材８２は、セルロース系スポンジ８１の表面のうち、スペーサ本体７に支持される側とは反対側の全面を被覆している。セルロース系スポンジ８１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基）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８１は、多孔質の素材である。セルロース系スポンジ８１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７ｅ（シリンダボア２側の面）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（図例では６箇所）に一体とされた前記規制部８…とを備えている。図２に示すようなスペーサ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。このシート状体の片面にゴムシートからなる保護材８２を接着剤等で固着一体とする。ゴムシートからなる保護材８２は、セルロース系スポンジ８１より強度（特に、靱性及び耐擦過性等）が大であり好ましく採用されるが、ゴムシートに代え、樹脂シートや金属シートも保護材８２として採用可能である。そして、保護材８２が固着一体とされた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規制部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、この部位に規制部８を熱溶着させるようにしても良い。さらに、図４〜図９に示すような支持構造によって、規制部８をスペーサ本体７に一体化させるようにしても良い。図４〜図９に示す支持構造については後記する。またさらに、規制部８をスペーサ本体７に一体化する方法としては、上述に限定されず、インサート成型により一体成型しても良い。その一例として、以下成型方法が挙げられる。まず発泡状態のセルロース系スポンジからなる発泡体を厚み方向に圧縮してシート状態となし、このシート状態に圧縮された発泡体を乾燥させた後、発泡体の片面に接着剤を塗布し、表面状態を改質させる。その後、成型装置における下型のキャビティの所定位置に発泡体を配置し、上型を型締めし、溶融状態の樹脂をキャビティ内に射出してインサート成型する。そして、脱型工程を経て、樹脂によるスペーサ本体７に、圧縮状態の発泡体、すなわち規制部８が一体に形成されたスペーサ６を得ることができる。このように形成されたスペーサ６においては、スペーサ本体７の樹脂の一部が規制部８に含浸し、スペーサ本体７に規制部８が固着している。なお、このインサート成型による製造工程も、上述に限定されるものではない。

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の内面７ｅに固着一体とされた規制部８…とによって構成される。この場合、規制部８…におけるセルロース系スポンジ８１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７ｅに沿うように固着されている。また、スペーサ本体７及び規制部８の厚みの総和ｄは、セルロース系スポンジ８１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を流通すると、各規制部８のセルロース系スポンジ８１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、規制部８…の片面（保護材８２が一体とされている側の面）が、ウォータジャケット３内のシリンダボア壁２ａ側内壁面（対向壁面）３ｃに当接する。図２において、２点鎖線で示す規制部８はセルロース系スポンジ８１が圧縮された状態であることを、実線で示す規制部８はセルロース系スポンジ８１が復元した状態を、それぞれ示す。

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、規制部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、規制部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、規制部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に近い側では、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、規制部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及び規制部８の厚みの総和ｄが、前記のように設定されているから、規制部８がウォータジャケット３の開口部３０の縁部や内壁面３ｃ，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。また、セルロース系スポンジ８１の表面は保護材８２で被覆されているから、この挿入の際に、規制部８の表面が、開口部３０の縁部や前記内壁面３ｃ，３ｄに触れても、セルロース系スポンジ８１の表面の傷付きが抑えられる。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、前記のとおりセルロース系スポンジ８１が圧縮状態から復元し、規制部８（保護材８２）の表面がウォータジャケット３のシリンダボア２側内壁（対向壁面）３ｃに当接する。このように規制部８の表面が対向壁面３ｃに当接した状態では、セルロース系スポンジ８１の表面は保護材８２で被覆されているから、エンジンの振動や水流によっても、規制部８の摩耗や損傷を抑制することができる。しかも、保護材８２は弾性を有するゴム材からなるから、規制部８は保護材８２を介してウォータジャケット３の対向壁面３ｃに密着し易くなる。したがって、冷却水ｗの流れを堰き止める要求がある場合には、確実にその要求に応えることができる。また、さらに、化学薬品等を使用せずに規制部８を圧縮状態に保つことができるため、規制部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８１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と規制部８とは面同士で結合されており、スペーサ本体７に対する規制部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圧縮状態に固定する場合は、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介在する。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、バインダーが冷却水に溶け出し、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。

図４（ａ）（ｂ）は、同実施形態における規制部８のスペーサ本体（支持体）７に対する支持構造の一例を示す。この例では、規制部８は、前記例のようにスペーサ本体７に固着一体とされず、スペーサ本体７のウォータジャケット３の深さ方向に沿った上下端部において、４個のクリップ１２…によって、規制部８をスペーサ本体７とともに厚み方向に挟んでスペーサ本体７に支持させるようにしている。このようにクリップ１２…によって規制部８をスペーサ本体７に支持させてなるスペーサ６も、前記例と同様にシリンダブロック１のウォータジャケット３内に配置される。そして、この配置状態で、冷却水がウォータジャケット３に流通され、規制部８のセルロース系スポンジ８１が冷却水に接すると、図４（ｂ）の２点鎖線で示すように、セルロース系スポンジ８１が、クリップ１２…で挟まれた部分を除いて、圧縮前の状態に復元する。これによって、規制部８の表面がウォータジャケット３のシリンダボア２側内壁面３ｃ（図２、図３（ｂ）参照）に当接する。したがって、本例のスペーサ６も前記例と同様の作用・効果を奏する。

図５は、同実施形態における規制部８のスペーサ本体（支持体）７に対する支持構造の別の例を示す。この例では、スペーサ本体７の周方向に沿って規制部８の周方向長さに略等しい間隔を空けて厚み方向に貫く一対の縦長スリット状透孔７ａ，７ａが開設されている。この透孔７ａ，７ａに貫装された一対の縦長クリップ１２，１２によって、規制部８におけるセルロース系スポンジ８１の周方向両端部をスペーサ本体７とともに厚み方向に挟み、これによって、スペーサ本体７に規制部８を支持させるようにしている。このようにクリップ１２，１２によって規制部８をスペーサ本体７に支持させてなるスペーサ６も、前記例と同様にシリンダブロック１のウォータジャケット３内に配置される。そして、この配置状態で、冷却水がウォータジャケット３に流通され、規制部８のセルロース系スポンジ８１が冷却水に接すると、２点鎖線で示すように、セルロース系スポンジ８１が、クリップ１２，１２で挟まれた部分を除いて、圧縮前の状態に復元する。これによって、規制部８の表面がウォータジャケット３のシリンダボア２側内壁面３ｃ（同上）に当接する。したがって、本例のスペーサ６も前記例と同様の作用・効果を奏する。

図６は、同実施形態における規制部８のスペーサ本体（支持体）７に対する支持構造のさらに別の例を示す。この例では、スペーサ本体７のシリンダボア２側内面に周方向に沿って規制部８の周方向長さに略等しい間隔を空けて互いに向き合うように一対の縦長鉤型支持片７ｂ，７ｂが突設されている。この鉤型支持片７ｂ，７ｂによって、規制部８におけるセルロース系スポンジ８１の周方向両端部をスペーサ本体７とともに厚み方向に挟み、これによって、規制部８をスペーサ本体７に支持させるようにしている。このように鉤型支持片７ｂ，７ｂによって規制部８をスペーサ本体７に支持させてなるスペーサ６も、前記例と同様にシリンダブロック１のウォータジャケット３内に配置される。そして、この配置状態で、冷却水がウォータジャケット３に流通され、規制部８のセルロース系スポンジ８１が冷却水に接すると、２点鎖線で示すように、セルロース系スポンジ８１が、鉤型支持片７ｂ，７ｂで挟まれた部分を除いて、圧縮前の状態に復元する。これによって、規制部８の表面がウォータジャケット３のシリンダボア２側内壁面３ｃ（同上）に当接する。したがって、本例のスペーサ６も前記例と同様の作用・効果を奏する。

図７は、同実施形態における規制部８のスペーサ本体（支持体）７に対する支持構造のさらに別の例を示す。この例では、スペーサ本体７のシリンダボア２側内面に周方向に沿って規制部８の周方向長さに略等しい間隔を空けて厚み方向に貫く一対の縦長スリット状透孔７ｃ，７ｃが開設されている。この透孔７ｃ，７ｃに規制部８におけるセルロース系スポンジ８１の周方向両端部を、シリンダボア２側から差し込み、さらに互いに反方向に折り曲げることによって、規制部８をスペーサ本体７に支持させるようにしている。このように透孔７ｃ，７ｃを介し規制部８をスペーサ本体７に支持させてなるスペーサ６も、前記例と同様にシリンダブロック１のウォータジャケット３内に配置される。そして、この配置状態で、冷却水がウォータジャケット３に流通され、規制部８のセルロース系スポンジ８１が冷却水に接すると、２点鎖線で示すように、セルロース系スポンジ８１におけるシリンダボア２側の部分が、圧縮前の状態に復元する。これによって、規制部８の表面がウォータジャケット３のシリンダボア２側内壁面３ｃ（同上）に当接する。したがって、本例のスペーサ６も前記例と同様の作用・効果を奏する。

図８は、同実施形態における規制部８のスペーサ本体（支持体）７に対する支持構造のさらに別の例を示す。この例では、スペーサ本体７のシリンダボア２側内面に周方向に沿って縦横に間隔を空けて４個の柱状突起７ｄ…が設けられている。また、規制部８には、この突起７ｄ…に対応する位置に、この突起７ｄ…の外径と略同径の貫通孔８ａ…が設けられている。そして、スペーサ本体７の突起７ｄ…を規制部８の貫通孔８ａ…に貫通させ、その突出端を熱かしめすることによって、規制部８をスペーサ本体７に支持させるようにしている。このように突起７ｄ…の熱かしめを介し規制部８をスペーサ本体７に支持させてなるスペーサ６も、前記例と同様にシリンダブロック１のウォータジャケット３内に配置される。そして、この配置状態で、冷却水がウォータジャケット３に流通され、規制部８のセルロース系スポンジ８１が冷却水に接すると、２点鎖線で示すように、セルロース系スポンジ８１におけるシリンダボア２側の部分が、圧縮前の状態に復元する。これによって、規制部８の表面がウォータジャケット３のシリンダボア２側内壁面３ｃ（同上）に当接する。したがって、本例のスペーサ６も前記例と同様の作用・効果を奏する。

図９は、同実施形態における規制部８のスペーサ本体（支持体）７に対する支持構造のさらに別の例を示す。この例では、スペーサ本体７のシリンダボア２側内面に規制部８を添わせた状態で、スペーサ本体７及び規制部８を厚み方向に貫く４個のリベット１４…によって規制部８をスペーサ本体７に一体に支持させるようにしている。このようにリベット１４…を介し規制部８をスペーサ本体７に支持させてなるスペーサ６も、前記例と同様にシリンダブロック１のウォータジャケット３内に配置される。そして、この配置状態で、冷却水がウォータジャケット３に流通され、規制部８のセルロース系スポンジ８１が冷却水に接すると、２点鎖線で示すように、セルロース系スポンジ８１におけるシリンダボア２側の部分が、圧縮前の状態に復元する。これによって、規制部８の表面がウォータジャケット３のシリンダボア２側内壁面３ｃ（同上）に当接する。したがって、本例のスペーサ６も前記例と同様の作用・効果を奏する。

図１０（ａ）（ｂ）は、本発明に係る規制部材の他の実施形態を示す。この例の規制部材６も前記例と同様にウォータジャケット３内に配置されるスペーサであって、当該規制部材としてのスペーサ６は、前記例と同様のスペーサ本体（支持体）７と、このスペーサ本体７に支持された規制部８とを備えている。規制部８は、スペーサ本体７の内面７ｅに固着されたゴム製リップ８３と、ゴム製リップ８３のスペーサ本体７に対する固着基部８３ａとスペーサ本体７の内面７ｅとの間に設けられたセルロース系スポンジ８１とによって構成される。リップ８３は、固着基部８３ａから折れ曲がり他側辺部８３ｂが冷却水の流通方向ａに対向するとともに、他側辺部８３ｂがシリンダボア２側の内壁面３ｃに接しないように形成されている。セルロース系スポンジ８１は、圧縮された状態でリップ８３及びスペーサ本体７の少なくとも一方の間に固着一体に設けられている。本実施形態のスペーサ６においては、図１０（ｂ）に示すように、ウォータジャケット３内に冷却水が流通すると、セルロース系スポンジ８１は、圧縮前の状態に復元し、リップ８３をシリンダボア２側に押し出す。その結果、リップ８３は、ウォータジャケット３の内壁面３ｃに近づくように弾性変形し、最終的に他側辺部８３ｂ側の部分がウォータジャケット３の内壁面３ｃに弾接する。これによって、規制部８は、その付近における冷却水の流通を規制するようになる。

図１１（ａ）（ｂ）は、本発明に係る規制部材のさらに他の実施形態を示す。この例の規制部材６も、前記例と同様にウォータジャケット３内に配置されるものであるが、ウォータジャケット３における冷却水導入口４から冷却水排出口５までの最短経路に配置されて、この部分での冷却水の流通を堰き止めるべく機能するものである。当該規制部材６は、支持体としての樹脂製の柱状芯材９と、該芯材９の外周面を覆うように支持された規制部８とを備えている。規制部８は芯材９の外周面を覆うように接着剤で固着一体とされた圧縮状態のセルロース系スポンジ８１によって構成されている。芯材９はウォータジャケット３の深さ方向に沿って下向きに先細状となる棒状体からなる。そして、当該規制部材６が配置されるウォータジャケット３の両内壁面３ｃ，３ｄには、それぞれが対向関係の凹部３ｃａ，３ｄａが形成されており、規制部材６はこの凹部３ｃａ，３ｄａに両側部が嵌り込むようにして、ウォータジャケット３内に位置付けられる。この場合、芯材９の幅寸法ｔ１は、ウォータジャケット３の溝幅寸法ｔ２より大とされ、圧縮状態のセルロース系スポンジ８１を含む幅寸法ｔ３は、凹部３ｃａ，３ｄａ間の最大幅ｔ４より小とされている。そして、ウォータジャケット３に冷却水が流通されると、図１１（ｂ）に示すようにセルロース系スポンジ８１が圧縮状態から復元して、凹部３ｃａ，３ｄａの内面に当接する。これにより、冷却水導入口４から最短経路で冷却水排出口５に向かおうとする冷却水の流通が遮断される。そのため、冷却水導入口４から導入された冷却水は矢印ａ（流通方向）に示すようにウォータジャケット３の略全周を一方向に略一周した後、冷却水排出口５からシリンダヘッド（不図示）側に排出されることになる。

図１２〜図１４は、同実施形態における規制部の固着状態の様々な例を示す。これらの例では、インサート成型によりスペーサ本体７に規制部８が固着一体とされている例について説明する。ただし、図１〜図３の実施形態のように接着剤により規制部８をスペーサ本体７に固着させるようにしてもよいし、図４〜図９に示して説明した支持構造を用いて規制部８をスペーサ本体７に支持させるようにしても良い。なお、図１２〜図１４では、共通する部分には共通の符号を付し、共通する説明は省略する。また図１２〜図１４では、詳細に示していないが、規制部８は、上述と同様に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８１を含んで構成されたものを採用している。また、図１２〜図１４の実施形態では、セルロース系スポンジ８１の表面を被覆するゴム材からなる保護材８２を含む規制部８を採用してもよい。さらに図１２〜図１４は、図１におけるＺ−Ｚ線矢視部を模式的に示す斜視断面図であり、いずれもスペーサ本体７の内面７ｅに規制部８を固着した例を示しているが、規制部８の大きさや形状、固着されている枚数等はこれらに限定されるものではない。また、スペーサ本体７の外面に規制部８を固着してもよいし、スペーサ本体７の内面７ｅ及び外面の両方に規制部８を固着してもよい。例えば、図２に示す例のように、ウォータジャケット３の深さ方向クランクシャフト１１ｆ側に固着するようにしてもよい。

図１２に示すように、スペーサ本体７は、シリンダボア壁２ａの外形状に沿うように形成された円弧部７０と、ウォータジャケット３のくびれ部３ａの外形状に沿うように内向きに突出して形成された接続部７１とを有している。隣接して固着される規制部８の端部８ｂ，８ｂは、直線状に形成され、接続部７１の部分に端部８ｂ，８ｂが固着されないように一定の隙間を空けて固着されている。円弧部７０は、シリンダボア２の数に応じて形成され、円弧部７０と円弧部７０との間に接続部７１が形成されている。円弧部７０は、シリンダボア２側の内壁面３ｃに沿うような曲面状の内周面７０ａ（内面７ｅ）と、シリンダボア２とは反対側の外側内壁面３ｄに沿うような曲面状の外周面（不図示）とを備えている。図１２において、規制部８は、接続部７１を跨がないように複数の円弧部７０，７０，７０のそれぞれに分割して設けられているものとしても良い。
このように規制部８が接続部７１を跨がないように分割して設けられているものとすれば、規制部８が圧縮された状態から復元する際に引っ張られる等して復元が阻害されることを防ぐことができる。
なお、隣接して固着される規制部８の端部８ｂ，８ｂの形状等は図例に限定されるものではない。

図１３は、図１２とは規制部８が、１つの接続部７１を跨ぐようにして設けられている点で異なる例である。規制部８が多くとも１つしか接続部７１を跨がないように構成した場合には、規制部８をスペーサ本体７に一体成形する際に規制部８にしわがよること、或いは規制部８が破損することを抑制できる。またこの例においても隣接して固着される規制部８の端部８ｂ，８ｂの形状等は図例に限定されるものではない。

図１４（ａ）、（ｂ）は、複数固着された規制部８が、隣接する状態で設けられ、少なくともその一部がウォータジャケット３の深さ方向に重なるように複数設けられた例を示している。この場合も、規制部８が２以上の接続部７１を跨ぐことがないようにスペーサ本体７に固着される。
図１４（ａ）に示す例は、隣接する規制部８の向き合う端部８ｂ，８ｂが段差状に形成されており、隣接する規制部８同士が重なり合わないように互い違いに一定の隙間を空けて固着されている。図１４（ｂ）に示す例は、隣接する規制部８の向き合う端部８ｂ，８ｂが傾斜状に形成されており、隣接する規制部８同士が重なり合わないように一定の隙間を空けて固着されている。
これによれば、規制部８が複数分割して設けられることで生じる規制部８と規制部８との隙間に水の流れが発生する等、意図しない方向へ冷却水が流れることを防止することができる。
なお、隣接する規制部８の向き合う端部８ｂ，８ｂの形状は、図例に限定されるものではなく、例えば波形状であってもよいし、一方を凹状、他方を凸状としてもよい。また隣接する規制部８の向き合う端部８ｂ，８ｂ同士が重なり合わなければ、互い違いに突出した延出部が形成されているものであってもよい。また、図１４（ａ）、（ｂ）で示す規制部８の端部８ｂの形状は、１つの接続部７１を跨ぐような規制部８を複数設けた構成に適用されているが、接続部７１を跨らず、１つの円弧部７０に複数の規制部８を設けるような場合に適用してもよい。

なお、セルロース系スポンジ８１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。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８１は、圧縮状態の体積が非圧縮状態の体積の１％〜３０％となるように圧縮してもよく、好ましくは、２％〜１５％となるように圧縮してもよい。またセルロース系スポンジ８１は、非圧縮状態における平均孔径が０．１ｍｍ〜３．５ｍｍとされたものとしてもよく、好ましくは、０．５ｍｍ〜１．０ｍｍとされたものとしてもよい。また、セルロース系スポンジ８１は、非圧縮状態かつ乾燥状態における見掛比重が０．０２ｇ／ｃｃ（２×１０ｋｇ／ｍ³〜０．０６ｇ／ｃｃ（６×１０ｋｇ／ｍ³）とされたものとしてもよく、好ましくは、０．０３５ｇ／ｃｃ（３．５×１０ｋｇ／ｍ³）〜０．０４５ｇ／ｃｃ（４．５×１０ｋｇ／ｍ³）とされたものとしてもよい。さらに、セルロース系スポンジ８１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８１とは、セルロース自体からなるスポンジの他、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、あるいはこれらの混合物からなるスポンジのいずれから選ばれるものであっても良い。
そしてまた、実施形態ではセルロース系スポンジ８１の片面（スペーサ本体７に支持される側とは反対側の面）の全面に保護材８２が被覆されている例について述べたが、保護材８２は当該片面の一部に被覆されるものであっても良い。この部分的な被覆の態様は、横縞状、縦縞状、波形状、斑点状、その他の態様が可能であり、保護材８２がウォータジャケット３における対向壁面３ｃに当接しても、セルロース系スポンジ８１の露出面が当該対向壁面３ｃに当接しないような態様とすることが望ましい。また、例えば、セルロース系スポンジ８１がある程度靱性や耐擦過性を備えており、そのセルロース系スポンジ８１の性能だけで満足できるような要求仕様の場合には、保護材８２で被覆しないようにしても良い。さらに、規制部８の断熱性能をより高めるために、セルロース系スポンジ８１の片面（スペーサ本体７に支持される側とは反対側の面）にセルロース系スポンジよりも断熱性の高い（熱伝導率の低い）断熱層を設けても良い。
そして、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８１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における規制部８を固着させる位置は、目的に応じて適宜変更しても良い。例えば、ウォータジャケット３のくびれ部３ａに相当するスペーサ本体７の内面７ｅの部位に規制部８を固着しても良い。また、スペーサ本体７は、ウォータジャケット３の全体の形状に整合する筒状体としているが、ウォータジャケット３内の適所に配置可能ないわゆる部分スペーサを構成するものであっても良い。つまり、規制部８を支持する支持体として機能を果たすことができるのであればどのような形状であっても良い。さらに、圧縮された状態から復元した規制部８の表面が当接する対向壁面が、ウォータジャケット３のシリンダボア２側の内壁面３ｃとしたが、これに限らず、外側内壁面３ｄであっても良い。この場合は、規制部８がスペーサ本体７の外側面（シリンダボア２とは反対側の面）に支持されることになる。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。

１ シリンダブロック
２ シリンダボア
３ ウォータジャケット（冷却水流路）
３ｃ，３ｄ ウォータジャケットの内壁面（壁面、対向壁面）
３０ 開口部
６ スペーサ（規制部材）
７ スペーサ本体（支持体）
８ 規制部
８１ セルロース系スポンジ
８２ 保護材
９ 芯材（支持体）
１１ ピストン
１１ａ 最も燃焼室に近いピストンリング
１１ｆ クランクシャフト
ｄ 圧縮された状態における規制部の厚みの総和
Ｄ ウォータジャケット（冷却水流路）の幅
ｗ 冷却水

Claims (13)

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規制部材であって、
   前記冷却水流路に配置可能な形状に形成された剛性を有する支持体と、
   前記支持体に支持されるとともに、前記冷却水流路を流通する冷却水の流れを規制する規制部と、を備え、
   前記規制部は、前記冷却水流路を流通する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規制部材。
2. 請求項１に記載の規制部材において、
   前記規制部は、前記セルロース系スポンジにおける前記冷却水流路の壁面と対面する少なくとも一部の面に被覆された前記セルロース系スポンジよりも強度が大である保護材をさらに含んで構成されていることを特徴とする規制部材。
3. 請求項２に記載の規制部材において、
   前記保護材は、弾性を有する材料からなることを特徴とする規制部材。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の規制部材において、
   前記支持体及び圧縮された状態における前記規制部の厚みの総和は、前記冷却水流路の幅よりも小さいことを特徴とする規制部材。
5. 請求項４に記載の規制部材において、
   圧縮された状態から復元した前記規制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規制部材。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の規制部材において、
   前記支持体は、前記内燃機関に設けられるシリンダボア壁の外形状に沿うように形成された円弧部を含み、
   前記規制部は、前記円弧部に固着されていることを特徴とする規制部材。
7. 請求項６に記載の規制部材において、
   前記支持体は、複数の前記円弧部と、隣接する前記円弧部同士を接続する接続部とを備えており、
   前記規制部は、前記接続部を跨がないように複数の前記円弧部それぞれに分割して設けられていることを特徴とする規制部材。
8. 請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の規制部材において
   前記規制部は、隣接する状態で少なくともその一部が前記冷却水流路の深さ方向に重なるように複数設けられたことを特徴とする規制部材。
9. 請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の規制部材において、
   前記規制部は、前記支持部材のシリンダボア側であって、前記内燃機関のピストンが上死点にあるときに最も燃焼室に近いピストンリングの位置よりもクランクシャフト側に設けられていることを特徴とする規制部材。
10. 請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の規制部材において、
    前記支持体は、樹脂からなるとともに、その一部が前記規制部に含浸して固着していることを特徴とする規制部材。
11. 請求項１〜請求項１０のいずれか一項に記載の規制部材において、
    前記セルロース系スポンジは、パルプ由来のセルロースと補強繊維とからなることを特徴とする規制部材。
12. 請求項１〜請求項１１に記載の規制部材において、
    前記セルロース系スポンジは、圧縮された状態における体積が、圧縮されていない状態の体積の１％〜３０％となるように圧縮されていることを特徴とする規制部材。
13. 請求項６に記載の規制部材において、
    前記規制部は、前記円弧部のシリンダボア側の面及び前記シリンダボアとは反対側の面にそれぞれ固着されていることを特徴とする規制部材。

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