特開 2021-80857 エンジンの冷却構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2021-80857(P2021-80857A)

(43)【公開日】2021年5月27日

(54)【発明の名称】エンジンの冷却構造

(51)【国際特許分類】

   F02F 1/14 20060101AFI20210430BHJP

   F01P 3/02 20060101ALI20210430BHJP

【ＦＩ】

   F02F1/14 Z

   F02F1/14 A

   F01P3/02 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2019-207704(P2019-207704)

(22)【出願日】2019年11月18日

(71)【出願人】

【識別番号】000003137

【氏名又は名称】マツダ株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000225359

【氏名又は名称】内山工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100067828

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 悦司

(74)【代理人】

【識別番号】100115381

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 昌崇

(74)【代理人】

【識別番号】100176304

【弁理士】

【氏名又は名称】福成 勉

(72)【発明者】

【氏名】松本 大典

(72)【発明者】

【氏名】村中 宏彰

(72)【発明者】

【氏名】田畑 大介

(72)【発明者】

【氏名】高原 正輝

(72)【発明者】

【氏名】牧野 耕治

【テーマコード（参考）】

3G024

【Ｆターム（参考）】

3G024AA21

3G024AA28

3G024AA40

3G024BA01

3G024BA03

3G024CA01

3G024CA05

3G024CA08

3G024DA02

3G024DA03

3G024DA17

3G024DA18

3G024EA01

3G024HA13

(57)【要約】

【課題】分割構造を有するウォータージャケットスペーサが備えられたエンジンにおいて、ウォータージャケットスペーサの内側に意図せぬ水流が形成されることを抑制する。
【解決手段】気筒列２１Ｌを取り囲むウォータージャケット２２を備えたシリンダブロック２と、ウォータージャケット２２内に配置されたウォータージャケットスペーサ５を備えるエンジン１の冷却構造。ウォータージャケットスペーサ５は、気筒列方向の一端部で互いに重なり合う末端部４１Ａ、４２Ａを有する。シリンダブロック２は、前記一端部に対応する位置に冷却水（冷却液）を供給するブロック側入口１５（供給口）を備える。末端部４１Ａ、４２Ａは、上下方向（気筒軸方向）においてブロック側入口１５の長さＬ２よりも長い範囲に亘って互いに重なり合っている。
【選択図】図９

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の気筒が所定方向に一列に並んだ気筒列と、この気筒列の周囲を取り囲むように形成されたウォータージャケットと、を備えたシリンダブロックと、
前記気筒列の周囲を取り囲む筒型形状を成し、前記ウォータージャケット内に配置されて冷却水の水流をコントロールするウォータージャケットスペーサと、を備えたエンジンの冷却構造であって、
前記ウォータージャケットスペーサは、気筒列方向の少なくとも一端部で分割された分割構造を有し、かつ、当該一端部において互いに重なり合う末端部有し、
前記シリンダブロックは、前記ウォータージャケットスペーサの前記一端部に対応する位置に、前記ウォータージャケット内に冷却液を供給する供給口を備え、
前記ウォータージャケットスペーサの前記各末端部は、気筒軸方向において前記供給口の長さよりも長い範囲に亘って互いに重なり合っている、ことを特徴とするエンジンの冷却構造。

【請求項2】

請求項１に記載のエンジンの冷却構造において、
気筒列方向における前記ウォータージャケットスペーサの前記一端部と同じ側で前記シリンダブロックに取り付けられ、冷却水を前記供給口に向かって圧送するウォータポンプを備えている、ことを特徴とするエンジンの冷却構造。

【請求項3】

請求項１又は２に記載のエンジンの冷却構造において、
前記ウォータージャケットスペーサの前記各末端部には、互いに係合することにより各末端部の相対的な変位を規制する規制部が設けられている、ことを特徴とするエンジンの冷却構造。

【請求項4】

請求項３に記載のエンジンの冷却構造において、
前記各末端部は、気筒軸方向における前記規制部の位置以外の部分が互いに重なりあっている、ことを特徴とするエンジンの冷却構造。

【請求項5】

請求項４に記載のエンジンの冷却構造において、
前記ウォータージャケットは、前記シリンダブロックにおけるシリンダヘッド側から反シリンダヘッド側に向かって流路幅が漸次狭くなる形状を有しており、
前記規制部は、前記各末端部のうち、気筒軸方向における前記ウォータージャケットスペーサの中間部よりも前記シリンダヘッド側に偏った位置に設けられている、ことを特徴とするエンジンの冷却構造。

【請求項6】

請求項１乃至５の何れか一項に記載のエンジンの冷却構造において、
前記ウォータージャケットスペーサの内壁面のうち、前記供給口に対応する位置に膨張部材が備えられている、ことを特徴とするエンジンの冷却構造。

【請求項7】

請求項１乃至６の何れか一項に記載のエンジンの冷却構造において、
前記供給口は、気筒列方向及び気筒軸方向の双方に直交する直交方向において、気筒軸を境に対称な位置に各々備えられている、ことを特徴とするエンジンの冷却構造。

【請求項8】

請求項１乃至７の何れか一項に記載のエンジンの冷却構造において、
前記ウォータージャケットスペーサは、気筒列方向における一端部及び他端部で分割されており、当該一端部において互いに連結される前記各末端部を第１末端部と定義したときに、さらに、前記他端部において互いに連結される第２末端部を有しており、
前記各第１末端部及び前記各第２末端部のうち、各第１末端部のみが互いに重なり合っていることを特徴とするエンジンの冷却構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ウォータージャケット内に、冷却水の水流をコントロールするためのウォータージャケットスペーサが配置されたエンジンの冷却構造に関する。

【背景技術】

【0002】

多気筒エンジン（内燃機関）のシリンダブロックには、複数の気筒（気筒列）の周囲を包囲するように、冷却水の流通経路となるウォータージャケットが設けられる。ウォータージャケットの内部には、気筒を狙いの温度に設定するために、冷却水の水流をコントロールするウォータージャケットスペーサが配置される。

【0003】

ウォータージャケットスペーサは、各気筒に対応する部分が連なった筒型形状を有し、全体が一体に成型されたものが一般的である。しかし、近年では、機能性の確保や生産面の事情から、例えば特許文献１に開示されるように、互いに独立した２つのパーツから構成された分割構造のウォータージャケットスペーサも見られる。特許文献１に開示されるウォータージャケットスペーサは、気筒列方向における両端部分で分割された構成を有している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１８−１３１９６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

引用文献１に開示されるエンジンでは、シリンダブロックにおける気筒列方向の一端部分に冷却水供給口が設けられており、次のような問題が考えられる。すなわち、当該エンジンでは、冷却水供給口を通じてウォータージャケットに供給される冷却水の水圧が、ウォータージャケットスペーサを構成する２つのパーツの連結部分の近傍に作用し、当該水圧により２つのパーツの間に隙間が形成されてウォータージャケットスペーサの内側に冷却水が流入することが考えられる。このような場合には、ウォータージャケット内において狙った水流を得ることができず、気筒の冷却効果に影響が出ることが考えられる。このような現象は、冷却水供給口の近傍にウォータポンプが配置される場合に特に顕著になる。

【0006】

従って、分割構造を有するウォータージャケットスペーサがウォータージャケットに備えられる場合には、そのような不都合を回避するための対策が必要となるが、特許文献１には、この点についての開示や示唆は見られない。

【0007】

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、分割構造を有するウォータージャケットスペーサがウォータージャケット内に備えられたエンジンにおいて、ウォータージャケットスペーサの内側に意図せぬ水流が形成されることを抑制できる技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の課題を解決するために、本発明は、複数の気筒が所定方向に一列に並んだ気筒列と、この気筒列の周囲を取り囲むように形成されたウォータージャケットと、を備えたシリンダブロックと、前記気筒列の周囲を取り囲む筒型形状を成し、前記ウォータージャケット内に配置されて冷却水の水流をコントロールするウォータージャケットスペーサと、を備えたエンジンの冷却構造であって、前記ウォータージャケットスペーサは、気筒列方向の少なくとも一端部で分割された分割構造を有し、かつ、当該一端部において互いに重なり合う末端部有し、前記シリンダブロックは、前記ウォータージャケットスペーサの前記一端部に対応する位置に、前記ウォータージャケット内に冷却液を供給する供給口を備え、前記ウォータージャケットスペーサの前記各末端部は、気筒軸方向において前記供給口の長さよりも長い範囲に亘って互いに重なり合っているものである。

【0009】

この冷却構造によれば、ウォータージャケットスペーサの各末端部が供給口の長さよりも長い範囲に亘って互いに重なり合っているため、供給口から供給される冷却水の水圧がウォータージャケットスペーサの前記一端部に作用しても、両末端部が離間や変形をし難くい。つまり、両末端部の間に隙間が形成され難い。そのため、当該隙間が形成されて、ウォータージャケットスペーサの内側に意図せぬ水流が形成されることを抑制することが可能となる。

【0010】

特に、気筒列方向における前記ウォータージャケットスペーサの前記一端部と同じ側で前記シリンダブロックに取り付けられ、冷却水を前記供給口に向かって圧送するウォータポンプがエンジンに備えられている場合には、供給口から供給される冷却水の水圧が相対的に高くなるため、両末端部の間に前記隙間が形成されることが懸念される。しかし、各末端部が互いに重なり合っている上記構造によれば、両末端部の間に隙間が形成されることが効果的に抑制される。

【0011】

上記各態様の冷却構造において、前記ウォータージャケットスペーサの前記各末端部には、互いに係合することにより各末端部の相対的な変位を規制する規制部が設けられているのが好適である。

【0012】

この構造によれば、各末端部がより離間し難くなるため、冷却水の水圧によって両末端部の間に隙間が形成されることがより高度に抑制される。

【0013】

この冷却構造においては、前記各末端部は、気筒軸方向における前記規制部以外の部分が互いに重なりあっているのが好適である。

【0014】

この構成によれば、各末端部のうち規制部以外の部分、すなわち冷却水の水圧を受けたときに特に離間し易くなる部分が重なっているので、合理的な構造で両末端部の間に隙間が形成されることを抑制することが可能となる。

【0015】

この冷却構造において、前記ウォータージャケットは、前記シリンダブロックにおけるシリンダヘッド側から反シリンダヘッド側に向かって流路幅が漸次狭くなる形状を有しており、前記規制部は、前記各末端部のうち、気筒軸方向における前記ウォータージャケットスペーサの中間部よりも前記シリンダヘッド側に偏った位置に設けられている。

【0016】

この構成によると、ウォータージャケットのうちスペース的に余裕がある部分に規制部が位置するため、規制部が構造的な制約を受け難くい。そのため、各末端部の相対的な変位をより確実に規制可能な規制部を、余裕をもって設けることが可能となる。しかも、各末端部のうち反シリンダヘッド側の領域は、当該末端部が互いに重なり合っているため、冷却水の水圧によって当該領域に隙間が形成されることも抑制される。

【0017】

上記各態様の冷却構造において、前記ウォータージャケットスペーサの内壁面のうち、前記供給口に対応する位置に膨張部材が備えられているのが好適である。

【0018】

この構造によると、シリンダボア壁とウォータージャケットスペーサとの間に介在する膨張部材の膨張圧により両末端部が変位し難くなる。そのため、冷却水の水圧によって両末端部の間に隙間が形成されることがより確実に抑制される。

【0019】

なお、前記供給口が、気筒列方向及び気筒軸方向の双方に直交する直交方向において、気筒軸を境に対称な位置に各々備えられている場合には、両末端部に対してこれらを離間させるように水圧が作用する。そのため、上述した各態様の冷却構造は、前記供給口が前記直交方向において、気筒軸を境に対称な位置に各々備えられているような場合に特に有用なものとなる。

【0020】

上記各態様の冷却構造において、前記ウォータージャケットスペーサは、気筒列方向における一端部及び他端部で分割されており、当該一端部において互いに連結される前記各末端部を第１末端部と定義したときに、さらに、前記他端部において互いに連結される第２末端部を有し、前記各第１末端部及び前記各第２末端部のうち、各第１末端部のみが互いに重なり合っている。

【0021】

この構造によれば、第１、第２の末端部のうち、冷却水の水圧により隙間が形成され易い各第１末端部のみが互いに重なり合った合理的な構造が達成される。

【発明の効果】

【0022】

以上説明したように、本発明のエンジンの冷却構造によれば、分割構造を有するウォータージャケットスペーサが備えられたエンジンにおいて、ウォータージャケットスペーサの内側に意図せぬ水流が形成されることを抑制することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明に係る冷却構造が適用されたエンジンの正面図である。

【図2】シリンダブロックとウォータージャケットスペーサとを併せて示す分解斜視図である。

【図3】シリンダブロック単体の正面図（−Ｘ側から視た図）である。

【図4】シリンダブロックのＹＺ平面の断面図（図２のＩＶ−ＩＶ線の位置での断面図）である。

【図5】気筒列方向の一端側（−Ｘ側）から視たウォータージャケットスペーサの斜視図である。

【図6】気筒列方向の一端側（−Ｘ側）から視たウォータージャケットスペーサの分解斜視図である。

【図7】気筒列方向の他端側（＋Ｘ側）から視たウォータージャケットスペーサの分解斜視図である。

【図8】第１連結部の構成を示すウォータージャケットスペーサの要部分解斜視図である。

【図9】ウォータージャケットスペーサの正面図（−Ｘ側から視た正面図）である。

【図10】ウォータージャケットスペーサの断面図（図９のＸ−Ｘ線断面図）である。

【図11】ウォータージャケットスペーサの断面図（図９のＸＩ−ＸＩ線断面図）である。

【図12】ウォータージャケットスペーサの断面図（図９のＸＩＩ−ＸＩＩ線断面図）である。

【図13】ウォータージャケットスペーサの断面図（図９のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線断面図）である。

【図14】第２連結部の構成を示すウォータージャケットスペーサの要部分解斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の一形態について詳述する。

【0025】

［エンジンの全体構成］
図１は、本発明に係る冷却構造が適用されたエンジン１の正面図である。エンジン１は、走行用の動力源として車両に搭載されるエンジンであって、例えば４サイクルの多気筒型ディーゼルエンジンである。

【0026】

エンジン１は、複数の気筒（シリンダボア）を内部に備えたシリンダブロック２と、シリンダブロック２の上面に取り付けられたシリンダヘッド３と、前記気筒内に収容されたピストン４（図４）と、を含むエンジン本体１０を備えている。エンジン１は、縦置き又は横置きで車両に搭載される。縦置きの場合、図１に付記する方向表示において、Ｙ方向は車幅方向に相当する左右方向、Ｚ方向は上下方向（＋Ｚ＝上、−Ｚ＝下）となる。

【0027】

エンジン１は、エンジン本体１０内に冷却水（冷却液）を強制循環させるためのウォータポンプ１１を備える。ウォータポンプ１１は、冷却水を圧送するインペラを備えたインペラ式ポンプである。ウォータポンプ１１は、エンジン本体１０が発生する駆動力で駆動される。すなわち、エンジン本体１０のクランクシャフトに取り付けられたクランクプーリ１２、及び、このクランクプーリ１２に架け渡されたストレッチベルト１３を介して、前記クランクシャフトの駆動力がウォータポンプ１１に伝達される。

【0028】

図１には、エンジン本体１０内へ冷却水を導入する冷却水入口ポート部１４と、エンジン本体１０内の冷却水の流通経路を通過した後の冷却水の出口となる冷却水出口ポート部１６とが示されている。冷却水入口ポート部１４及び冷却水出口ポート部１６は、エンジン本体１０に取り付けられた配管部材からなる。ウォータポンプ１１は、前記流通経路の途中に組み入れられている。なお、冷却水は、エンジン本体１０内の前記流通経路の他、図略の暖房用ヒータユニットや、放熱用のラジエータ等を経由する循環経路を循環する。

【0029】

［エンジン（シリンダブロック）の冷却構造］
図２は、エンジン本体１０における冷却水の流通経路のうち、シリンダブロック２の部分の流通経路を示す分解斜視図であり、同図には、シリンダブロック２と、このシリンダブロック２に組み付けられるウォータージャケットスペーサ５とが示されている。また、図３は、シリンダブロック２の単体の正面図である。

【0030】

図２に示すように、シリンダブロック２は、６個の気筒（シリンダボア）２１がＸ方向（所定方向）に一列に並んだ気筒列２１Ｌと、この気筒列２１Ｌの周囲を取り囲むように配置された溝からなるウォータージャケット２２とを備えている。なお、Ｘ方向は、エンジン１が縦置きされる場合は車両の前後方向となる。ウォータージャケットスペーサ５は、ウォータージャケット２２の内部に配置される。

【0031】

シリンダブロック２は、Ｘ方向に長い略直方体のブロックである。シリンダブロック２の−Ｘ側の側面には、ウォータポンプ１１が取り付けられるとともに、図３に示すように、ウォータージャケット２２への冷却水の入口となる２つのブロック側入口１５（本発明の「供給口」に相当する）が設けられている。各ブロック側入口１５は、図１に示した冷却水入口ポート部１４にウォータポンプ１１を介して連通している。つまり、冷却水は、冷却水入口ポート部１４からシリンダブロック２内に入り、ウォータポンプ１１の圧送力により、各ブロック側入口１５からウォータージャケット２２内に入る。そして、図２中の矢印ＦＬで示すように、冷却水は、シリンダブロック２の−Ｘ側側面から＋Ｘ側側面に向けてウォータージャケット２２内を流通する。すなわち、ウォータージャケット２２は、冷却水を気筒列２１Ｌの一端側（−Ｘ側）から他端側（＋Ｘ側）へ向かうように流通させる流通経路である。

【0032】

シリンダブロック２の上面（＋Ｚ面）には、気筒列２１Ｌの各気筒２１の上面開口を塞ぐようにシリンダヘッド３が取り付けられる。当該シリンダヘッド３には、各気筒２１へ吸気を供給する吸気ポート及び吸気バルブと、各気筒２１から燃焼ガスを排出する排気ポート及び排気バルブとが設けられる。

【0033】

図２には、気筒列２１Ｌの配列ライン（Ｘ方向のライン）に対して、前記吸気弁が配置される側として「吸気側」と、前記排気弁が配置される側として「排気側」との表示が記されている。ウォータージャケット２２は、気筒列２１Ｌの吸気側に配置された吸気側ジャケット２２ＩＮと、排気側に配置された排気側ジャケット２２ＥＸとを含む。

【0034】

シリンダブロック２の−Ｘ側の側面に形成される２つのブロック側入口１５は、図３に示すように、気筒軸２１Ｘ（気筒２１の仮想中心軸）を境に互いに左右対称な位置に設けられている。これにより、冷却水は、吸気側ジャケット２２ＩＮと排気側ジャケット２２ＥＸとにほぼ均等に分かれてウォータージャケット２２内を流通する。

【0035】

シリンダブロック２は、各気筒２１を区画する筒状の内ブロック（シリンダボア壁２３という）と、このシリンダボア壁２３の周囲を取り囲むように設けられた外ブロック２４とを含む。隣接する気筒２１を区画するシリンダボア壁２３同士は一体的に連結されており、従って、シリンダブロック２は、サイアミーズ型の気筒列２１Ｌを備えたシリンダブロックと言える。各気筒２１を区画するシリンダボア壁２３には、ピストン４が実際に摺接する内面となるシリンダライナ２６（図４）が配置されている。

【0036】

ウォータージャケット２２の内側の壁面は、シリンダボア壁２３の外壁面からなり、ウォータージャケット２２の外側の壁面は、外ブロック２４の内壁面からなる。つまり、シリンダボア壁２３の外壁面と外ブロック２４の内壁面との間の空間が、冷却水が流通するウォータージャケット２２の空間である。

【0037】

シリンダボア壁２３の肉厚は、隣り合う気筒２１間の壁であるボア間壁２５の部分を除いて略一定である。従って、シリンダボア壁２３の外壁面は、上面視において、Ｘ方向に並ぶ６個の気筒２１の輪郭に沿った凹凸曲面形状を有している。すなわち当該外壁面は、ボア間壁２５の領域付近では内側に窪んだ凹曲面を、一対のボア間壁２５の間の領域では外側に膨らむ凸曲面の形状を有している。外ブロック２４の内壁面も、シリンダボア壁２３の外壁面の凹凸曲面形状に対応した凹凸曲面形状を有している。従って、ウォータージャケット２２の延伸方向（Ｘ方向）において、シリンダボア壁２３の外壁面と外ブロック２４の内壁面との隙間（ウォータージャケット２２の溝幅）は概ね一定である。よって、ウォータージャケット２２は、上面視において、前記凹凸曲面形状に対応した形状を有しており、ウォータージャケットスペーサ５もまた、この凹凸曲面形状に対応した形状を有している。

【0038】

図４は、シリンダブロック２のＹＺ平面の断面図であり、具体的には、図２中のＩＶ−ＩＶ線の位置における断面図である。

【0039】

図４に示すように、ウォータージャケット２２は上下方向（Ｚ方向）に細長いＵ字型の溝形状を有しており、その流路幅（Ｙ方向の幅）は、シリンダヘッド３側から反シリンダヘッド３側に向かって漸次狭くなるように形成されている。

【0040】

ウォータージャケットスペーサ５は、上面視において、シリンダボア壁２３（気筒列２１Ｌ）を取り囲む筒型形状に形成されている。図４に示すように、ウォータージャケットスペーサ５は、ウォータージャケット２２の空間に挿入され、冷却水の流通経路をボア側経路２２Ａと反ボア側経路２２Ｂとの２つの領域に区分している。ボア側経路２２Ａは、気筒２１の径方向において、気筒２１に近い側の経路である。反ボア側経路２２Ｂは、ボア側経路２２Ａの外側に位置し、気筒２１から遠い側の経路である。

【0041】

ウォータージャケットスペーサ５は、ウォータージャケット２２内における冷却水の水流をコントロールする役目を果たす。例えば、ウォータージャケットスペーサ５は、反ボア側経路２２Ｂに冷却水の主流が形成されるように、ウォータージャケット２２内における冷却水の水流を分流する。つまり、反ボア側経路２２Ｂにおいては冷却水の水流を積極的に形成（主流の形成）する一方で、ボア側経路２２Ａにおいては水流を積極的には形成しないように、ウォータージャケットスペーサ５は水流をコントロールする。これにより、気筒２１が冷え過ぎて冷損を発生させることが抑制される。

【0042】

［ウォータージャケットスペーサの詳細構造］
図５は、ウォータージャケットスペーサ５の斜視図である。ウォータージャケットスペーサ５は、合成樹脂からなり、気筒列２１Ｌの周囲を取り囲むことが可能な筒型形状を有している。ウォータージャケットスペーサ５は、その上端（＋Ｚ端）に上端フランジ３１を、下端（−Ｚ端）に下端フランジ３２を各々備えている。これらフランジ３１、３２は、ウォータージャケット２２内でのウォータージャケットスペーサ５の姿勢維持、所望の水流の形成等に寄与する。上端フランジ３１のうち、矢印ＦＬで示す冷却水の流通方向下流端には、切り欠き部３３が設けられている。この切り欠き部３３を通して、冷却水がシリンダヘッド３内のウォータージャケットへ導かれる。

【0043】

ウォータージャケットスペーサ５の上端であって気筒列２１Ｌの各ボア間壁２５に対応する位置には、上端フランジ３１から上向きに突出する上端突起３１ａが設けられている。また、ウォータージャケットスペーサ５の下端であって気筒列２１Ｌの各ボア間壁２５に対応する位置には、下端フランジ３２から下向きに突出する下端突起３２ａ（図６、図７）が設けられている。上端突起３１ａは、シリンダブロック２とシリンダヘッド３との間に介設される図略のガスケットに下側から当接し、下端突起３２ａは、ウォータージャケット２２の内底面に当接する。これにより、図４に示すように、ウォータージャケット２２内においてウォータージャケットスペーサ５が上下方向（Ｚ方向）に位置決めされている。

【0044】

ウォータージャケットスペーサ５は、さらにその内周面に膨張部材３６を備えている。具体的には、ウォータージャケットスペーサ５の上下方向の中間部よりも下側の領域には、後記連結部５Ａ、５Ｂの位置を除くほぼ全周に亘って膨張部材３６が設けられている。

【0045】

膨張部材３６は、外的要因により膨張し、ウォータージャケット２２の空間においてウォータージャケットスペーサ５を気筒列方向（Ｘ方向）及び気筒列方向と直交する横幅方向（Ｙ方向）に位置決めする。当例では、膨張部材３６は、セルロース系スポンジからなり、エンジン組立時には収縮状態にあり、冷却水が浸潤（外的要因）することにより膨張する。この膨張により、ウォータージャケットスペーサ５が下端フランジ３２を介して外ブロック２４の内壁面に押し当てられて位置決めされる。その結果、図４に示すように、ボア側経路２２Ａの経路幅ｄ１（ウォータージャケットスペーサ５の内周面とシリンダボア壁２３の外壁面との隙間）及び反ボア側経路２２Ｂの経路幅ｄ２（ウォータージャケットスペーサ５の外周面と外ブロック２４の内壁面との隙間）が所定寸法に設定される。当例では、ｄ２＞ｄ１となるように、ウォータージャケットスペーサ５が位置決めされることにより、上記の通り、反ボア側経路２２Ｂにおいて冷却水の水流が積極的に形成（主流が形成）される。なお、膨張部材３６としては、当例のように冷却水の浸潤により膨張する部材の他に、熱（外的要因）に反応して膨張する部材を適用することも可能である。

【0046】

図６は、気筒列方向（Ｘ方向）の一端側（−Ｘ側）から視たウォータージャケットスペーサ５の分解斜視図であり、図７は、気筒列方向の他端側（＋Ｘ側）から視たウォータージャケットスペーサ５の分解斜視図である。

【0047】

図６及び図７に示すように、ウォータージャケットスペーサ５は、気筒列方向（Ｘ方向）のラインに沿った半割れ構造（分割構造）を有しており、＋Ｙ側の吸気側スペーサ５ＩＮと、−Ｙ側の排気側スペーサ５ＥＸとを含む。吸気側スペーサ５ＩＮは、ウォータージャケット２２の吸気側ジャケット２２ＩＮ内に配置される部分であり、排気側スペーサ５ＥＸは排気側ジャケット２２ＥＸ内に配置される部分である。

【0048】

吸気側スペーサ５ＩＮと排気側スペーサ５ＥＸは、気筒列方向における一端（−Ｘ端）同士及び他端（＋Ｘ端）同士が連結されることにより一体化されている。すなわち、ウォータージャケットスペーサ５は、気筒列方向における一端部と他端部とに、吸気側スペーサ５ＩＮと排気側スペーサ５ＥＸとの連結部（第１連結部５Ａ、第２連結部５Ｂ）を有する。

【0049】

第１連結部５Ａは、吸気側スペーサ５ＩＮの一端側（−Ｘ側）の末端部４１Ａと、排気側スペーサ５ＥＸの一端側（−Ｘ側）の末端部４２Ａとが連結された部分である。第１連結部５Ａには、吸気側スペーサ５ＩＮと排気側スペーサ５ＥＸとを連結するとともに、この連結状態において、気筒列方向（Ｘ方向）、上下方向（気筒軸方向／Ｚ方向）、及び、気筒列方向と上下方向との双方に直交する前記横幅方向（Ｙ方向）における末端部４１Ａ、４２Ａの相対的な変位を規制する規制部が設けられている。具体的には、第１連結部５Ａには、末端部４１Ａ、４２Ａの気筒列方向の相対変位を規制する第１上側規制部５１Ａと、末端部４１Ａ、４２Ａの上下方向及び横幅方向の相対変位を規制する第１下側規制部５２Ａとを含む。この実施形態では、末端部４１Ａ、４２Ａが本発明に係る「末端部」と「第１末端部」に相当し、第１上側規制部５１Ａ及び第１下側規制部５２Ａが、本発明の「規制部」に相当する。

【0050】

図８は、第１連結部５Ａを示すウォータージャケットスペーサ５の要部分解斜視図であり、図９は、ウォータージャケットスペーサ５の正面図（−Ｘ側から視た正面図）である。また、図１０〜図１３は、ウォータージャケットスペーサ５のＸＹ平面の断面図であり、具体的には、図９中のＸ−Ｘ線、ＸＩ−ＸＩ線、ＸＩＩ−ＸＩＩ線、及びＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿った断面図である。なお、図１０〜図１３については、膨張部材３６の図示を省略している。

【0051】

第１上側規制部５１Ａ及び第１下側規制部５２Ａは、上下方向（Ｚ方向）におけるウォータージャケットスペーサ５のほぼ中間部よりも上側、すなわちシリンダヘッド３側に偏った位置に設けられている。第１上側規制部５１Ａは、ウォータージャケットスペーサ５の上端部分に設けられ、第１下側規制部５２Ａは、第１上側規制部５１Ａの下側に隣接して設けられている。

【0052】

第１上側規制部５１Ａは、図８に示すように、吸気側スペーサ５ＩＮの末端部４１Ａから−Ｙ方向に延びる板状突片５５と、排気側スペーサ５ＥＸの外壁面５０１に沿って設けられた規制壁部５６とを含む。

【0053】

板状突片５５は、Ｚ方向を短辺、Ｙ方向を長辺とする長方形であって、排気側スペーサ５ＥＸの外壁面５０１に沿って接するように、吸気側スペーサ５ＩＮの末端部４１Ａからやや外側（−Ｘ側）にオフセットされて設けられるとともに、全体がやや湾曲した形状を有している。一方、規制壁部５６は、外壁面５０１との間に板状突片５５の厚み分の隙間を隔てて設けられている。規制壁部５６も外壁面５０１に沿って湾曲している。なお、規制壁部５６は、外壁面５０１に設けられる後記凸条部６４の上面に立設されるとともに、当該凸条部６４と外壁面５０１と上端フランジ３１とを連結する縦壁部５０２に繋がっている。

【0054】

この構成により、吸気側スペーサ５ＩＮの末端部４１Ａと排気側スペーサ５ＥＸの末端部４２Ａとが付き合わされると、図９及び図１０に示すように、板状突片５５の一部が排気側スペーサ５ＥＸの外壁面５０１と規制壁部５６との間に嵌入される。この状態では、外壁面５０１及び規制壁部５６によって板状突片５５がＸ方向の両側から拘束される。これにより、吸気側スペーサ５ＩＮの末端部４１Ａと排気側スペーサ５ＥＸの末端部４２Ａとの気筒列方向（Ｘ方向）の相対変位が規制される。

【0055】

第１下側規制部５２Ａは、図８に示すように、吸気側スペーサ５ＩＮの末端部４１Ａから−Ｙ方向に延びる係合片部６２と、排気側スペーサ５ＥＸの外壁面５０１に設けられた被係合部６３とを含む。

【0056】

係合片部６２は、先端（−Ｙ端）に爪部６２ａを備えた概略長方形の板状の突片であり、前記板状突片５５と同様に、吸気側スペーサ５ＩＮの末端部４１Ａからやや外側（−Ｘ側）にオフセットして設けられる。係合片部６２の上下縁部（＋Ｚ側縁部及び−Ｚ側縁部）には上下方向に各々凹む上下一対の凹部６２ｂが形成されている。これにより、係合片部６２の先端部と基端部との間の部分がくびれた形状となっている。

【0057】

被係合部６３は、排気側スペーサ５ＥＸの末端部４２Ａから−Ｙ側に互いに平行に延びる上下一対の凸条部６４を含む。これら凸条部６４の間隔（Ｚ方向の間隔）は、係合片部６２の縦幅（Ｚ方向の幅）とほぼ同等又はそれよりも若干広い間隔に設定されている。各凸条部６４の対向面には各々係合凸部６５が向かい合わせに突設されている。各係合凸部６５には、＋Ｙ側から−Ｙ側に向かって徐々に−Ｘ側に迫り出すように傾斜したスロープ６５ａが形成されている。また、各係合凸部６５の対向面のうち−Ｙ側の端部には、当該対向面から各々Ｚ方向に延びる延設部６６が連設されている。

【0058】

この構成により、吸気側スペーサ５ＩＮの末端部４１Ａと排気側スペーサ５ＥＸの末端部４２Ａとが付き合わされると、係合片部６２が被係合部６３の両凸条部６４の間に挿入されるとともに、当該係合片部６２がスロープ６５ａに沿って案内されつつ−Ｘ側に撓み変形する。そして、爪部６２ａが各係合凸部６５を乗り越えて係合片部６２が弾性復帰することにより、当該係合片部６２が爪部６２ａを介して係合凸部６５及び延設部６６に係合するとともに、係合片部６２の各凹部６２ｂに各係合凸部６５が介在した状態となる。

【0059】

この状態では、図９、図１１及び図１２に示すように、吸気側スペーサ５ＩＮの末端部４１Ａと排気側スペーサ５ＥＸの末端部４２Ａとが突き合わされた状態で、係合片部６２が係合凸部６５及び延設部６６に係合する。そのため、吸気側スペーサ５ＩＮの末端部４１Ａと排気側スペーサ５ＥＸの末端部４２Ａとの横幅方向（Ｙ方向）の相対的な変位が規制される。この場合、係合片部６２の凹部６２ｂに係合凸部６５が介在していることにより当該横幅方向の相対変位の規制効果が高められている。また、各凸条部６４が上下両側（Ｚ方向両側）から係合片部６２に当接することにより、当該係合片部６２が上下両側から拘束される。そのため、吸気側スペーサ５ＩＮの末端部４１Ａと排気側スペーサ５ＥＸの末端部４２Ａとの上下方向（Ｚ方向）の相対的な変位が規制される。

【0060】

第１連結部５Ａのうち、第１上側規制部５１Ａ及び第１下側規制部５２Ａが設けられている箇所の下側（−Ｚ側）には、図５、図８及び図９に示すように、吸気側スペーサ５ＩＮの末端部４１Ａと排気側スペーサ５ＥＸの末端部４２Ａとが互いに重なる重合部７０が設けられている。具体的には、排気側スペーサ５ＥＸの末端部４２Ａに、両末端部４１Ａ、４２Ａの突き当たり位置からさらに＋Ｙ方向に突出して上下方向に延びる板状の延設部７２が設けられる一方、吸気側スペーサ５ＩＮの末端部４１Ａに、前記延設部７２に対応した形状の段差部７１が設けられている。

【0061】

この構成により、吸気側スペーサ５ＩＮの末端部４１Ａと排気側スペーサ５ＥＸの末端部４２Ａとが付き合わされると、図１３示すように、延設部７２と段差部７１とが重なり、両末端部４１Ａ、４２Ａが隙間無く連結される。

【0062】

当例では、図９に示すように、ウォータージャケット２２に冷却水を導入するための２つのブロック側入口１５が、第１上側規制部５１Ａ及び第１下側規制部５２Ａよりも下側の位置でウォータージャケットスペーサ５の−Ｘ側端部に対向している。しかも、これらの冷却水入口１４はウォータポンプ１１の近傍であって、上記の通り、気筒軸２１Ｘを境に互いに左右対称な位置に備えられている。このことにより、吸気側スペーサ５ＩＮ及び排気側スペーサ５ＥＸには、これらを離間させるような比較的高い水圧（ブロック側入口１５から吐出される冷却水の水圧）が作用する。しかし、ウォータージャケットスペーサ５の第１連結部５Ａに上記のような重合部７０が設けられていることで、吸気側スペーサ５ＩＮと排気側スペーサ５ＥＸとが水圧を受けて多少変形して離間しても、両末端部４１Ａ、４２Ａの間に隙間が形成されないようになっている。そのため、両末端部４１Ａ、４２Ａの間からウォータージャケットスペーサ５の内側に冷却水が流れ込むことが防止される。このような効果をより確実に享受するために、図９に示すように、重合部７０の上下方向（Ｚ方向）の長さＬ１とブロック側入口１５の上下方向の長さ（入口径）Ｌ２との関係がＬ１＞Ｌ２となるように、当該重合部７０の長さＬ１が設定されている。

【0063】

図１４は、第１連結部５Ａとは反対側（＋Ｘ側）の連結部である第２連結部５Ｂを示すウォータージャケットスペーサ５の要部分解斜視図である。

【0064】

第２連結部５Ｂは、吸気側スペーサ５ＩＮの他端側（＋Ｘ側）の末端部４１Ｂと、排気側スペーサ５ＥＸの他端側（＋Ｘ側）の末端部４２Ｂとが連結された部分である。第２連結部５Ｂの構成は、第１連結部５Ａの構成と基本的に同じである。すなわち、第２連結部５Ｂは、吸気側スペーサ５ＩＮと排気側スペーサ５ＥＸとを連結するとともに、この連結状態において、末端部４１Ｂ、４２Ｂの気筒列方向（Ｘ方向）の相対変位を規制する第２上側規制部５１Ｂと、末端部４１Ｂ、４２Ｂの上下方向（Ｚ方向）及び横幅方向（Ｙ方向）の相対変位を規制する第２下側規制部５２Ｂとを含む。

【0065】

第２上側規制部５１Ｂは、前記第１上側規制部５１Ａと同様に、吸気側スペーサ５ＩＮの末端部４１Ｂから−Ｙ方向に延びる板状突片５５と、排気側スペーサ５ＥＸの外壁面５０１に沿って設けられた規制壁部５６とを含む。そして、板状突片５５の一部が排気側スペーサ５ＥＸの外壁面５０１と規制壁部５６との間に嵌入されることにより、吸気側スペーサ５ＩＮの末端部４１Ｂと排気側スペーサ５ＥＸの末端部４２Ｂとの気筒列方向（Ｘ方向）の相対変位が規制される。

【0066】

また、第２下側規制部５２Ｂは、第１下側規制部５２Ａと同様に、吸気側スペーサ５ＩＮの末端部４１Ｂから−Ｙ方向に延びる係合片部６２と、排気側スペーサ５ＥＸの外壁面５０１に設けられた被係合部６３とを含む。そして、係合片部６２が被係合部６３に係合することにより、吸気側スペーサ５ＩＮの末端部４１Ｂと排気側スペーサ５ＥＸの末端部４２Ｂとの上下方向（Ｚ方向）及び横幅方向（Ｚ方向）の相対的な変位が規制される。

【0067】

なお、第２連結部５Ｂには、第１連結部５Ａのような重合部７０は設けられていない。これは、ウォータージャケットスペーサ５の＋Ｘ側端部には、ブロック側入口１５が対向しておらず、当該ブロック側入口１５から吐出される冷却水の水圧が吸気側スペーサ５ＩＮの末端部４１Ｂ及び排気側スペーサ５ＥＸの末端部４２Ｂに直接作用することが無いからである。なお、この実施形態では、末端部４１Ｂ、４２Ｂが本発明に係る「第２末端部」に相当する。

【0068】

［作用効果］
上記エンジン１の冷却構造において、ウォータージャケットスペーサ５は、気筒列方向の一端（−Ｘ端）及び他端（＋Ｘ端）で互いに連結される吸気側スペーサ５ＩＮと排気側スペーサ５ＥＸとから構成されるものである。これら吸気側スペーサ５ＩＮ及び排気側スペーサ５ＥＸは、上記の通り、気筒列方向（Ｘ方向）、上下方向（Ｚ方向）及び横幅方向（Ｙ方向）の互い直交する３方向の相対変位が規制された状態で連結される。そのため、吸気側スペーサ５ＩＮと排気側スペーサ５ＥＸがずれ難く、両スペーサ５ＩＮ、ＥＸの連結状態、すなわちウォータージャケットスペーサ５の組立状態が安定的に維持される。

【0069】

従って、エンジン組立時に、吸気側スペーサ５ＩＮと排気側スペーサ５ＥＸとがずれてウォータージャケット２２への挿入が困難となったり、吸気側スペーサ５ＩＮと排気側スペーサ５ＥＸとがずれた状態でウォータージャケット２２に挿入されることによって狙いの水流（冷却水の流れ）を得ることができない、ひいては所望の冷却効果を得ることができないといった不都合を招くことが抑制される。

【0070】

また、このウォータージャケットスペーサ５は、上記相対変位を規制する部分である上側規制部５１Ａ、５１Ｂ及び下側規制部５２Ａ、５２Ｂが、Ｚ方向におけるウォータージャケットスペーサ５のほぼ中間部よりも上側（＋Ｚ側）に偏って設けられている。つまり、ウォータージャケット２２の空間のうち比較的余裕のある領域に上側規制部５１Ａ、５１Ｂ及び下側規制部５２Ａ、５２Ｂが配置されるようにウォータージャケットスペーサ５が構成されている。そのため、このようなウォータージャケットスペーサ５の構成によれば、吸気側スペーサ５ＩＮと排気側スペーサ５ＥＸとを隙間無く連結できかつ上記各方向（Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向）の変位を確実に規制することが可能な上側規制部５１Ａ、５１Ｂ及び下側規制部５２Ａ、５２Ｂを、余裕をもって設けることができるという利点がある。

【0071】

特に、第１下側規制部５２Ａ及び第２下側規制部５２Ｂは、上下方向（Ｚ方向）及び横幅方向（Ｚ方向）の２方向の変位を各々規制するので、上下方向の変位を規制するための規制部と横幅方向の変位を規制する規制部とを別個独立に設ける場合に比べて規制部が集約される。そのため、上記のようにウォータージャケット２２の空間のうち余裕のある上側の限られた領域内に規制部（第１下側規制部５２Ａ及び第２下側規制部５２Ｂ）を設ける上で有利な構成と言える。

【0072】

しかも、ウォータージャケットスペーサ５の第１連結部５Ａ（−Ｘ側の連結部）のうち両規制部５１Ａ、５１Ｂよりも下側の部分、つまり、ブロック側入口１５が対向する部分については上記の通り吸気側スペーサ５ＩＮと排気側スペーサ５ＥＸとの重合部７０が設けられているので、第１下側規制部５２Ａのように、吸気側スペーサ５ＩＮと排気側スペーサ５ＥＸとを係止する部分は無いが、末端部４１Ａ、４２Ａの間に隙間が形成されることが抑制される。すなわち、ブロック側入口１５から吐出される冷却水の水圧によって吸気側スペーサ５ＩＮと排気側スペーサ５ＥＸとが多少離間したとしても、延設部７２と段差部７１とが重なっていることで、末端部４１Ａ、４２Ａの間に隙間が形成されることが抑制される。従って、第１連結部５Ａのうち第１上側規制部５１Ａ及び第１下側規制部５２Ａよりも下側の部分からウォータージャケットスペーサ５の内側に冷却水が侵入して意図せぬ水流が形成されること、ひいては所望の冷却効果を得ることができないといった不都合を招くことが効果的に抑制される。

【0073】

この場合、上記の通りウォータージャケットスペーサ５の内周面（ブロック側入口１５に対向する位置）には膨張部材３６が設けられており、この膨張部材３６の膨張圧によりウォータージャケットスペーサ５が外ブロック２４の内壁面に押し当てられている。そのため、吸気側スペーサ５ＩＮの末端部４１Ａと排気側スペーサ５ＥＸの末端部４２Ａとが相対的に変位し難くい。従って、この点でも、ブロック側入口１５から吐出される冷却水の水圧によって吸気側スペーサ５ＩＮの末端部４１Ａと排気側スペーサ５ＥＸの末端部４２Ａとの間に隙間が形成されることが抑制される。

【0074】

［変形例等］
以上説明したエンジン１の冷却構造は、本発明に係るエンジンの冷却構造の好ましい実施形態の例示であって、その具体的な構成は本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば以下のような構成を採用することもできる。

【0075】

（１）実施形態では、ウォータージャケットスペーサ５は、気筒列方向（Ｘ方向）のラインに沿った半割れ構造を有している。すなわち、ウォータージャケットスペーサ５は、吸気側スペーサ５ＩＮと排気側スペーサ５ＥＸとから構成されている。しかし、本発明は、このような完全な分割構造に限らず、ウォータージャケットスペーサの一端部のみが分割され、当該一端部において、ウォータージャケットスペーサの周方向における末端部同士が連結されるような、一部が分割構造のウォータージャケットスペーサを備えるエンジンにも適用可能であり、その場合も上記実施形態と同様の作用効果を享受可能である。

【0076】

（２）実施形態では、前記重合部７０は、排気側スペーサ５ＥＸの末端部４２Ａの延設部７２と、吸気側スペーサ５ＩＮの末端部４１Ａの段差部７１とが互いに重なり合うように構成されている。しかし、重合部７０の具体的な構成は、吸気側スペーサ５ＩＮの末端部４１Ａと、排気側スペーサ５ＥＸの末端部４２Ａとが互いに重なり合う構成であれば、実施形態の構成に限定されるものではなく、適宜変更可能である。

【0077】

（３）実施形態では、各規制部５１Ａ、５１Ｂ、５２Ａ，５２Ｂは、ウォータージャケットスペーサ５の上下方向の中間部よりも上側に設けられている。しかし、各規制部５１Ａ、５１Ｂ、５２Ａ，５２Ｂの位置はこれに限定されるものではなく、適宜変更可能である。その場合、第１連結部５Ａにおいては、上下方向（Ｚ方向）における規制部（第１上側規制部５１Ａ及び第１下側規制部５２Ａ）以外の部分に重合部７０が設けられているのが好ましい。

【0078】

（４）実施形態では、ウォータージャケットスペーサ５の内周面（内壁面）のほぼ全周に亘って膨張部材３６が設けられているが、例えば、ウォータージャケットスペーサ５のうち−Ｘ側端部に対応する位置、すなわちブロック側入口１５に対応する位置にのみ膨張部材３６が設けられていてもよい。この場合も、ウォータージャケットスペーサ５の−Ｘ側端部において、膨張部材３６の膨張圧によりウォータージャケットスペーサ５が外ブロック２４の内壁面に押し当てられることで、吸気側スペーサ５ＩＮの末端部４１Ａと排気側スペーサ５ＥＸの末端部４１Ｂとの相対変位が抑制される。そのため、実施形態と同様の作用効果が期待できる。

【符号の説明】

【0079】

１ エンジン
２ シリンダブロック
５ ウォータージャケットスペーサ
５ＩＮ 吸気側スペーサ
５ＥＸ 排気側スペーサ
５Ａ 第１連結部
５Ｂ 第２連結部
１４ 給水入口ポート部
１５ ブロック側入口（供給口）
２１ 気筒
２１Ｌ 気筒列
２２ ウォータージャケット
３６ 膨張部材
４１Ａ 末端部（第１末端部）
４１Ｂ 末端部（第２末端部）
４２Ａ 末端部（第１末端部）
４２Ｂ 末端部（第２末端部）
５１Ａ 第１上側規制部（規制部）
５１Ｂ 第２上側規制部
５２Ａ 第１下側規制部（規制部）
５２Ｂ 第２下側規制部
７０ 重合部
７１ 段差部
７２ 延設部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】