特許 5939176 多気筒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】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5939176

(24)【登録日】2016年5月27日

(45)【発行日】2016年6月22日

(54)【発明の名称】多気筒エンジンの冷却構造

(51)【国際特許分類】

   F01P 3/02 20060101AFI20160609BHJP

   F02F 1/14 20060101ALI20160609BHJP

【ＦＩ】

   F01P3/02 A

   F01P3/02 T

   F01P3/02 R

   F02F1/14 D

   F02F1/14 A

【請求項の数】3

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2013-31900(P2013-31900)

(22)【出願日】2013年2月21日

(65)【公開番号】特開2014-163225(P2014-163225A)

(43)【公開日】2014年9月8日

【審査請求日】2015年3月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003137

【氏名又は名称】マツダ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100101454

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 卓二

(74)【代理人】

【識別番号】100081422

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 光雄

(74)【代理人】

【識別番号】100083013

【弁理士】

【氏名又は名称】福岡 正明

(72)【発明者】

【氏名】松本 大典

(72)【発明者】

【氏名】田畑 大介

(72)【発明者】

【氏名】内藤 雅博

【審査官】 川口 真一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−２４３４１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２５６６８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１１３７６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１２１９５９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０１Ｐ ３／０２

Ｆ０２Ｆ １／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

直列に配置された複数の気筒のシリンダボアを囲むようにシリンダブロックに設けられたウォータジャケットと、シリンダヘッドに設けられたウォータジャケットとを有し、ウォータポンプにより、これらのウォータジャケットとラジエータとを経由させて冷却液を循環させる冷却液経路が備えられた多気筒エンジンの冷却構造であって、
気筒列の一端側に、シリンダブロックのウォータジャケットへ冷却液を導入する導入部が設けられていると共に、
前記シリンダブロックのウォータジャケットに、前記複数の気筒のシリンダボアを囲む縦壁面を備えたスペーサが挿入され、
該スペーサの縦壁面に、
前記導入部の近傍において前記ウォータジャケットの吸気側部分への冷却液の流れを制限する絞り部と、
前記ウォータジャケットの排気側部分の上部に下部よりも流路断面積の大きな上部流路を形成する段部と、
気筒列の他端側において前記上部流路の冷却液の流れを前記ウォータジャケットの吸気側部分へ指向させると共に前記シリンダヘッド側へ指向させるように案内する案内部と、が設けられ、
前記絞り部は、前記シリンダブロックのウォータジャケットの外壁部に近接するように前記縦壁面の上部から外方に突出する上部絞り部と、前記シリンダブロックのウォータジャケットの外壁部と離間して前記ウォータジャケットの吸気側部分へ冷却液の一部が流れるように前記縦壁面の下部から外方に前記上部絞り部に比して小さく突出する下部絞り部とから構成され、
前記スペーサは、前記下部絞り部に隣接する気筒のシリンダボアを囲む前記縦壁面の下端部に、前記シリンダブロックのウォータジャケットの外壁部に近接するように前記縦壁面から外方に延びるつば部を備えており、
前記シリンダブロックのウォータジャケットの吸気側部分に接続されて冷却液を気筒列の中央側から排出する排出部が設けられ、該排出部は、前記シリンダブロックのウォータジャケットの外壁部における下方側に設けられ、
前記排出部から排出される冷却液が流れる冷却液経路に熱交換器が介設されている、
ことを特徴とする多気筒エンジンの冷却構造。

【請求項2】

前記上部流路は、気筒列の一端側から気筒列の他端側に亘って前記スペーサの縦壁面の上部と前記シリンダブロックのウォータジャケットの外壁部との間に形成され、前記段部は、気筒列の一端側から気筒列の他端側に亘って前記縦壁面の下部が上部に比して外方に突出して形成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の多気筒エンジンの冷却構造。

【請求項3】

前記縦壁面は、前記ウォータジャケットの吸気側部分の上部に配置された該縦壁面と前記シリンダブロックのウォータジャケットの外壁部との間の幅が前記ウォータジャケットの排気側部分の下部に配置された該縦壁面と前記シリンダブロックのウォータジャケットの外壁部との間の幅に比して大きくなるように形成され、前記案内部は、前記シリンダブロックのウォータジャケットの外壁部に近接するように前記縦壁面から外方に突出して形成されたリブである、
ことを特徴とする請求項２に記載の多気筒エンジンの冷却構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、多気筒エンジンの冷却構造に関する。

【背景技術】

【0002】

多気筒エンジンを備えた車両では一般に、多気筒エンジンのシリンダブロック及びシリンダヘッドに冷却液が流れるウォータジャケットを形成し、シリンダブロックの気筒列の一端側からシリンダブロック及びシリンダヘッドのウォータジャケットに冷却液を導入してシリンダボアを冷却することが行われている。

【0003】

また、シリンダブロック及びシリンダヘッドのウォータジャケットに導入された冷却液はシリンダボアを冷却することにより温められることとなるが、この温められた冷却液をシリンダヘッドの気筒列の他端側からラジエータに排出し、ラジエータによって冷却した冷却液をウォータポンプによって再びシリンダブロックの気筒列の一端側からシリンダブロックのウォータジャケットに導入して冷却液を循環させることも一般に行われている。

【0004】

このように、シリンダブロックの気筒列の一端側からシリンダブロック及びシリンダヘッドのウォータジャケットに冷却液を導入してシリンダボアを冷却する場合、各気筒について燃焼室近傍のシリンダブロックの上部は下部に比して高温となることからシリンダボアの上下方向に温度差が生じることとなる。シリンダボアの上下方向に温度差が生じると、シリンダボア内面に変形が生じてピストンリングとの局部的な摩擦による該ピストンリングやシリンダボア内面の摩耗が増加することから、シリンダボアの上下方向の温度差を抑制することが望まれる。

【0005】

これに対し、例えば特許文献１には、シリンダブロックのウォータジャケット内に、複数の気筒のシリンダボアを囲む縦壁面を有するスペーサと該スペーサの上部に結合された流路分離部材とからなる区画部材を挿入し、気筒列の一端側から導入した冷却液を上下方向に分けてシリンダボアの上下方向の温度差を抑制するようにしたものが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第４８４５６２０号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１に記載のものは、シリンダボアの上下方向の温度差を抑制することができるものの、各気筒について排気側では吸気側に比して高温となることからシリンダボアの吸気側と排気側について温度差が生じることとなる。シリンダボアの吸気側と排気側についても温度差が生じると、シリンダボア内面に変形が生じてピストンリングとの局部的な摩擦による該ピストンリングやシリンダボア内面の摩耗が増加することから、シリンダボアの吸気側と排気側の温度差を抑制することが望まれる。

【0008】

また、多気筒エンジンにおいて、気筒列の一端側から冷却液を導入する場合、気筒列の一端側に比して気筒列の他端側では冷却液が温められることから冷却性能が低下し、気筒列方向に各シリンダボア間で温度差が生じることとなる。このシリンダボア間の温度差は、気筒ごとにピストンの摺動抵抗やシリンダボア内面の摩耗状況などが不均一となる原因となるので、シリンダボア間の温度差についても抑制することが望ましい。

【0009】

そこで、本発明は、シリンダボアの吸気側と排気側の温度差及び上下方向の温度差、並びにシリンダボア間の温度差を小さくすることができる多気筒エンジンの冷却構造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】

【0010】

前記課題を解決するため、本発明は次のように構成したことを特徴とする。

【0011】

まず、本願の請求項１に係る発明は、直列に配置された複数の気筒のシリンダボアを囲むようにシリンダブロックに設けられたウォータジャケットと、シリンダヘッドに設けられたウォータジャケットとを有し、ウォータポンプにより、これらのウォータジャケットとラジエータとを経由させて冷却液を循環させる冷却液経路が備えられた多気筒エンジンの冷却構造であって、気筒列の一端側に、シリンダブロックのウォータジャケットへ冷却液を導入する導入部が設けられていると共に、前記シリンダブロックのウォータジャケットに、前記複数の気筒のシリンダボアを囲む縦壁面を備えたスペーサが挿入され、該スペーサの縦壁面に、前記導入部の近傍において前記ウォータジャケットの吸気側部分への冷却液の流れを制限する絞り部と、前記ウォータジャケットの排気側部分の上部に下部よりも流路断面積の大きな上部流路を形成する段部と、気筒列の他端側において前記上部流路の冷却液の流れを前記ウォータジャケットの吸気側部分へ指向させると共に前記シリンダヘッド側へ指向させるように案内する案内部と、が設けられ、前記絞り部は、前記シリンダブロックのウォータジャケットの外壁部に近接するように前記縦壁面の上部から外方に突出する上部絞り部と、前記シリンダブロックのウォータジャケットの外壁部と離間して前記ウォータジャケットの吸気側部分へ冷却液の一部が流れるように前記縦壁面の下部から外方に前記上部絞り部に比して小さく突出する下部絞り部とから構成され、前記スペーサは、前記下部絞り部に隣接する気筒のシリンダボアを囲む前記縦壁面の下端部に、前記シリンダブロックのウォータジャケットの外壁部に近接するように前記縦壁面から外方に延びるつば部を備えており、前記シリンダブロックのウォータジャケットの吸気側部分に接続されて冷却液を気筒列の中央側から排出する排出部が設けられ、該排出部は、前記シリンダブロックのウォータジャケットの外壁部における下方側に設けられ、前記排出部から排出される冷却液が流れる冷却液経路に熱交換器が介設されていることを特徴とする。

【0012】

また、本願の請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記上部流路は、気筒列の一端側から気筒列の他端側に亘って前記スペーサの縦壁面の上部と前記シリンダブロックのウォータジャケットの外壁部との間に形成され、前記段部は、気筒列の一端側から気筒列の他端側に亘って前記縦壁面の下部が上部に比して外方に突出して形成されていることを特徴とする。

【0013】

更に、本願の請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明において、前記縦壁面は、前記ウォータジャケットの吸気側部分の上部に配置された該縦壁面と前記シリンダブロックのウォータジャケットの外壁部との間の幅が前記ウォータジャケットの排気側部分の下部に配置された該縦壁面と前記シリンダブロックのウォータジャケットの外壁部との間の幅に比して大きくなるように形成され、前記案内部は、前記シリンダブロックのウォータジャケットの外壁部に近接するように前記縦壁面から外方に突出して形成されたリブであることを特徴とする。

【発明の効果】

【0017】

以上の構成により、本願各請求項の発明によれば、次の効果が得られる。

【0018】

まず、本願の請求項１に係る発明によれば、シリンダブロックのウォータジャケットに挿入されたスペーサの縦壁面に、気筒列の一端側に設けられた導入部の近傍においてウォータジャケットの吸気側部分への冷却液の流れを制限する絞り部と、ウォータジャケットの排気側部分の上部に下部よりも流路断面積の大きな上部流路を形成する段部と、気筒列の他端側において上部流路の冷却液の流れをウォータジャケットの吸気側部分へ指向させると共にシリンダヘッド側へ指向させるように案内する案内部とが設けられている。

【0019】

これにより、絞り部によって気筒列の一端側から導入された冷却液をウォータジャケットの吸気側部分に比して排気側部分に多く流すことができるので、シリンダボアの吸気側に比して高温となるシリンダボアの排気側の冷却性能を向上させることができ、シリンダボアの吸気側と排気側の温度差を小さくすることができる。

【0020】

また、段部によって気筒列の一端側から導入された冷却液をウォータジャケットの排気側部分の上部において下部に比して多く流すことができるので、シリンダボアの下部に比して高温となるシリンダボアの上部の冷却性能を向上させることができ、シリンダボアの上下方向の温度差を小さくすることができる。

【0021】

更に、気筒列の一端側から導入されてウォータジャケットの排気側部分の上部を流れる冷却液の冷却性能は気筒列の他端側では低下することとなるが、案内部によってウォータジャケットの排気側部分の上部を流れる冷却液を気筒列の他端側においてウォータジャケットの吸気側部分へＵターンして確実に流すことができるので、気筒列の他端側におけるシリンダボアの冷却性能を向上させることができ、気筒列方向においてシリンダボア間の温度差を小さくすることができる。加えて、ウォータジャケットの排気側部分の上部を流れる冷却液をシリンダヘッド側へ確実に流すことができるので、シリンダヘッドについても冷却性能を向上させることができる。
また更に、絞り部は、シリンダブロックのウォータジャケットの外壁部に近接するように縦壁面の上部から外方に突出する上部絞り部と、シリンダブロックのウォータジャケットの外壁部と離間してウォータジャケットの吸気側部分へ冷却液の一部が流れるように縦壁面の下部から外方に突出する下部絞り部とから構成されることにより、気筒列の一端側から導入された冷却液の一部をウォータジャケットの吸気側部分に流すことができるので、気筒列の一端側から導入された冷却液によるシリンダボアの吸気側と排気側の冷却性能を調整することができ、前記効果をより有効に奏することができる。
また更に、スペーサは、下部絞り部に隣接する気筒のシリンダボアを囲む縦壁面の下端部に、シリンダブロックのウォータジャケットの外壁部に近接するように縦壁面から外方に延びるつば部を備えていることにより、気筒列の一端側から導入されてウォータジャケットの吸気側部分に流れる冷却性能の高い冷却液が、スペーサの下方からスペーサの縦壁面とシリンダブロックのウォータジャケットの内壁部との間に流れてシリンダボアの下部が過度に冷却されることを抑制することができ、シリンダボアの上下方向の温度差が大きくなることを抑制することができる。
また更に、シリンダブロックのウォータジャケットの吸気側部分に接続されて冷却液を気筒列の中央側から排出する排出部が設けられていることにより、気筒列の一端側から導入された冷却液を、ウォータジャケットの排気側部分の上部において気筒列の一端側から他端側へ、次いで気筒列の他端側においてウォータジャケットの吸気側部分へ確実に流すことができ、前記効果をより有効に奏することができる。

【0022】

また、本願の請求項２に係る発明によれば、上部流路は、気筒列の一端側から気筒列の他端側に亘ってスペーサの縦壁面の上部とシリンダブロックのウォータジャケットの外壁部との間に形成され、段部は、気筒列の一端側から気筒列の他端側に亘って縦壁面の下部が上部に比して外方に突出して形成されていることにより、比較的簡単な構成によって、シリンダボアの上下方向の温度差を小さくすることができる。

【0023】

更に、本願の請求項３に係る発明によれば、縦壁面は、ウォータジャケットの吸気側部分の上部に配置された縦壁面とシリンダブロックのウォータジャケットの外壁部との間の幅がウォータジャケットの排気側部分の下部に配置された縦壁面とシリンダブロックのウォータジャケットの外壁部との間の幅に比して大きくなるように形成され、案内部は、シリンダブロックのウォータジャケットの外壁部に近接するように縦壁面から外方に突出して形成されたリブであることにより、比較的簡単な構成によって、気筒列方向においてシリンダボア間の温度差を小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明の実施形態に係る多気筒エンジンの冷却構造を模式的に示す図である。

【図2】本発明の実施形態に係る多気筒エンジンのシリンダブロック、スペーサ、ガスケットを示す図である。

【図3】スペーサが挿入されたシリンダブロックを示す斜視図である。

【図4】図３におけるＹ４−Ｙ４線に沿った前記シリンダブロックの断面図である。

【図5】図３におけるＹ５−Ｙ５線に沿った前記シリンダブロックの断面図である。

【図6】図３におけるＹ６−Ｙ６線に沿った前記シリンダブロックの断面図である。

【図7】スペーサを示す斜視図である。

【図8】図７におけるＡ方向から見たスペーサの斜視図である。

【図9】スペーサの上面図である。

【図10】スペーサの正面図である。

【図11】スペーサの背面図である。

【図12】スペーサの左側面図である。

【図13】スペーサの右側面図である。

【図14】図９におけるＹ１４−Ｙ１４線に沿ったスペーサの断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る多気筒エンジンの冷却構造を模式的に示す図である。なお、図１及び後述する図２から図６では、シリンダブロック及びシリンダヘッドについて、吸気側をＩＮとして表し、排気側をＥＸとして表している。

【0029】

図１に示すように、本発明の実施形態に係る多気筒エンジンの冷却構造１は、直列に配置された複数の気筒＃１〜＃４のシリンダボア２１を囲むようにシリンダブロック２０に設けられたウォータジャケット２２と、シリンダヘッド３０に設けられたウォータジャケット３２とを有し、ウォータポンプ３により、これらのウォータジャケット２２、３２と冷却液を冷却するためのラジエータ４とを経由させて冷却液を循環させる冷却液経路Ｌを備えている。

【0030】

本実施形態では、多気筒エンジン２は、４つの気筒＃１、＃２、＃３、＃４が直列に配置された直列４気筒エンジンであり、シリンダブロック２０には、４つの気筒＃１〜＃４のシリンダボア２１を囲むようにウォータジャケット２２が環状に形成されている。

【0031】

シリンダブロック２０には、気筒列の一端側に、具体的には第１気筒＃１側にシリンダブロック２０のウォータジャケット２２へ冷却液を導入する導入部２３が形成されている。シリンダブロック２０にはまた、ウォータジャケット２２の吸気側部分に接続され、冷却液を気筒列の中央側から排出する排出部２４が形成されている。

【0032】

シリンダブロック２０とシリンダヘッド３０とは、後述する図２に示すガスケット５０を挟んで結合されている。シリンダブロック２０のウォータジャケット２２とシリンダヘッド３０のウォータジャケット３２とは、ガスケット５０に形成された連通孔５２を通じて連通している。

【0033】

これにより、気筒列の一端側においてシリンダブロック２０のウォータジャケット２２に導入された冷却液は、その一部が連通孔５２を通じてシリンダヘッド３０のウォータジャケット３２に流れ、その残部が排出部２４を通じてシリンダブロック２０のウォータジャケット２２から排出される。

【0034】

シリンダヘッド３０のウォータジャケット３２は、各気筒＃１〜＃４の吸気ポート、排気ポート及びプラグポート（不図示）などの周囲を覆うようにして気筒列の一端側から他端側まで気筒列全体に亘って形成されている。

【0035】

シリンダヘッド３０には、気筒列の他端側に、具体的には第４気筒＃４側にシリンダヘッド３０のウォータジャケット３２から冷却液を排出する第１排出部３３及び第２排出部３４が形成されている。シリンダヘッド３０のウォータジャケット３２にシリンダブロック２０のウォータジャケット２２から導入された冷却液は、気筒列の他端側から排出される。

【0036】

第１排出部３３から排出された冷却液は、冷却液の温度を検出する温度検出センサを備えた温度検出ユニット６と、第１排出部３３とラジエータ４とを接続する冷却液経路Ｌ１とを通じてラジエータ４に流れ、ラジエータ４によって冷却された後に、ラジエータ４とバルブユニット５とを接続する冷却液経路Ｌ２を通じてバルブユニット５に流れるようになっている。

【0037】

バルブユニット５は、第１流量制御弁５ａ、第２流量制御弁５ｂ、第３流量制御弁５ｃ及びサーモスタット弁５ｄを備え、第１、第２及び第３流量制御弁５ａ、５ｂ、５ｃはそれぞれ、制御装置１５によって第１、第２及び第３流量制御弁５ａ、５ｂ、５ｃを流れる冷却液の流量が制御される。

【0038】

本実施形態では、第１、第２及び第３流量制御弁５ａ、５ｂ、５ｃはそれぞれ、開状態に設定されているが、第１、第２及び第３流量制御弁５ａ、５ｂ、５ｃは、温度検出ユニット６の温度検出センサによって検出された冷却液の温度に基づいて開閉制御及び流量制御を行うことが可能である。一方、サーモスタット弁５ｄは、該サーモスタット弁５ｄにおける冷却液の温度が所定温度になると開状態となるように構成されている。

【0039】

ラジエータ４とバルブユニット５とを接続する冷却液経路Ｌ２を通じてバルブユニット５に流れた冷却液は、第１流量制御弁５ａを通じ、バルブユニット５とウォータポンプ３とを接続する冷却液経路Ｌ３を通じてウォータポンプ３に流れ、ウォータポンプ３によってシリンダブロック２０のウォータジャケット２２に導入される。

【0040】

第１排出部３３から排出された冷却液はまた、温度検出ユニット６と、第１排出部３３とバルブユニット５とを接続する冷却液経路Ｌ４とを通じてバルブユニット５に流れる。冷却液経路Ｌ４と冷却液経路Ｌ３とはサーモスタット弁５ｄにおいて接続されており、第１排出部３３から排出された冷却液はまた、温度検出ユニット６、冷却液経路Ｌ４、サーモスタット弁５ｄ及び冷却液経路Ｌ３を通じてウォータポンプ３に流れ、ウォータポンプ３によってシリンダブロック２０のウォータジャケット２２に導入される。

【0041】

一方、第２排出部３４から排出された冷却液は、第２排出部３４とバルブユニット５とを接続する冷却液経路Ｌ５を通じてバルブユニット５に流れる。冷却液経路Ｌ５にはまた、冷却液を補助的に圧送する補助ウォータポンプ７と、冷却液と空調用の風との間で熱交換するヒータユニット８と、排気ガスの一部を吸気側に還流させるＥＧＲシステムにおける冷却液と吸気側に還流される排気ガスとの間で熱交換するＥＧＲクーラ９及びＥＧＲクーラ９への冷却液の供給量を制御するＥＧＲバルブ１０とが介設されている。

【0042】

第２排出部３４とバルブユニット５とを接続する冷却液経路Ｌ５とを通じてバルブユニット５に流れた冷却液は、第３流量制御弁５ｃを通じ、バルブユニット５とウォータポンプ３とを接続する冷却液経路Ｌ３を通じてウォータポンプ３に流れ、ウォータポンプ３によってシリンダブロック２０のウォータジャケット２２に導入される。

【0043】

なお、第２排出部３４とバルブユニット５とを接続する冷却液経路Ｌ５を通じてバルブユニット５に流れる冷却液は、サーモスタット弁５ｄにも流れるように構成されており、サーモスタット弁５ｄにおいて冷却液が所定温度以上で開状態にある場合には、サーモスタット弁５ｄと冷却液経路Ｌ３とを通じてウォータポンプ３に流れるようになっている。

【0044】

本実施形態ではまた、シリンダブロック２０に排出部２４が形成されており、シリンダブロック２０の排出部２４から排出された冷却液は、シリンダブロック２０の排出部２４とバルブユニット５とを接続する冷却液経路Ｌ６を通じてバルブユニット５に流れる。冷却液経路Ｌ６にはまた、冷却液とエンジンオイルとの間で熱交換するオイルクーラ１１と、冷却液と自動変速機用オイルであるＡＴＦとの間で熱交換するＡＴＦウォーマ１２とが介設されている。

【0045】

シリンダブロック２０の排出部２４とバルブユニット５とを接続する冷却液経路Ｌ６を通じてバルブユニット５に流れた冷却液は、第２流量制御弁５ｂを通じ、冷却液経路Ｌ３を通じてウォータポンプ３に流れ、ウォータポンプ３によってシリンダブロック２０のウォータジャケット２２に導入される。

【0046】

このように、本実施形態に係る多気筒エンジンの冷却構造１は、シリンダブロック２０に設けられたウォータジャケット２２と、シリンダヘッド３０に設けられたウォータジャケット３２とを有し、ウォータポンプ３により、これらのウォータジャケット２２、３２とラジエータ４とを経由させて冷却液を循環させるようになっている。

【0047】

図２は、本発明の実施形態に係る多気筒エンジンのシリンダブロック、スペーサ、ガスケットを示す図である。図２に示すように、本実施形態に係る多気筒エンジン２では、シリンダブロック２０に設けられたウォータジャケット２２に、４つの気筒＃１〜＃４のシリンダボア２１を囲む縦壁面４１を備えたスペーサ４０が挿入される。

【0048】

そして、シリンダブロック２０のウォータジャケット２２にスペーサ４０が挿入された状態で、ガスケット５０がシリンダブロック２０に重ね合わせられ、ガスケット５０を介してシリンダブロック２０とシリンダヘッド３０とが図示しない締結ボルトを用いて結合される。

【0049】

ガスケット５０には、シリンダボア２１と同様に円形状に形成された４つの開口部５１が設けられると共に、シリンダブロック２０のウォータジャケット２２とシリンダヘッド３０のウォータジャケット３２との間で冷却液が流れることを可能にする連通孔５２が設けられている。なお、図２では、シリンダブロック２０のウォータジャケット２２の形状を二点鎖線で示している

【0050】

ガスケット５０には、４つの気筒＃１〜＃４に対応して形成された４つの開口部５１の排気側にそれぞれ１つの連通孔５２が設けられると共に、気筒列の中央側の２つの気筒＃２、＃３に対応して形成された２つの開口部５１の吸気側にそれぞれ１つの連通孔５２が設けられ、シリンダブロック２０の導入部２３が形成される気筒列の一端側に、４つの連通孔５２が形成されている。

【0051】

図３から図１４を参照して、本発明の実施形態に係る多気筒エンジンの冷却構造について、さらに詳細に説明する。
図３は、スペーサが挿入されたシリンダブロックを示す斜視図、図４は、図３におけるＹ４−Ｙ４線に沿った前記シリンダブロックの断面図、図５は、図３におけるＹ５−Ｙ５線に沿った前記シリンダブロックの断面図、図６は、図３におけるＹ６−Ｙ６線に沿った前記シリンダブロックの断面図である。

【0052】

図３から図６に示すように、シリンダブロック２０のウォータジャケット２２に挿入されるスペーサ４０は、４つの気筒＃１〜＃４のシリンダボア２１を囲む縦壁面４１を備え、シリンダブロック２０のウォータジャケット２２の内壁部２５とシリンダブロック２０のウォータジャケット２２の外壁部２６との間に配置される。なお、図５及び図６に示すように、シリンダブロック２０のウォータジャケット２２の内壁部２５には、耐摩耗性を有するライナー２７が一体成形されている。

【0053】

図７は、スペーサを示す斜視図であり、図８は、図７におけるＡ方向から見たスペーサの斜視図、図９は、スペーサの上面図、図１０は、スペーサの正面図、図１１は、スペーサの背面図、図１２は、スペーサの左側面図、図１３は、スペーサの右側面図、図１４は、図９におけるＹ１４−Ｙ１４線に沿ったスペーサの断面図である。

【0054】

図７から図１４に示すように、スペーサ４０の縦壁面４１は、４つの気筒＃１〜＃４のシリンダボア２１を囲むように環状に形成されると共に上下方向に延びるように形成されている。縦壁面４１には、気筒列の一端側において吸気側に、シリンダブロック２０の導入部２３の近傍においてウォータジャケット２２の吸気側部分２２ｂへの冷却液の流れを制限する絞り部４２が設けられている。

【0055】

絞り部４２は、縦壁面４１から外方に平面視で略断面三角形状に突出して形成され、縦壁面４２の上部から外方に突出する上部絞り部４２ａと、縦壁面４２の下部から外方に上部絞り部４２ａに比して小さく突出する下部絞り部４２ｂとから構成されている。

【0056】

上部絞り部４２ａは、図４に示すように、シリンダブロック２０のウォータジャケット２２の外壁部２６に近接するように設けられ、下部絞り部４２ｂは、シリンダブロック２０のウォータジャケット２２の外壁部２６と離間するように設けられる。

【0057】

縦壁面４１にはまた、気筒列の一端側に、シリンダブロック２０の導入部２３から導入された冷却液をウォータジャケット２２の排気側部分２２ａの上部へ指向させる傾斜部４３が設けられている。傾斜部４３は、縦壁面４１の吸気側の下部から縦壁面４１の排気側に向かって上方へ傾斜して延び、縦壁面４１から外方に突出するリブによって形成されている。

【0058】

縦壁面４１にはまた、ウォータジャケット２２の排気側部分２２ａの上部に下部よりも流路断面積の大きな上部流路Ｌ１１を形成する段部４４が設けられている。段部４４は、ウォータジャケット２２の排気側部分２２ａに配置される縦壁面４１の下部が上部に比して外方に突出して形成されている。

【0059】

図５及び図６に示すように、ウォータジャケット２２の排気側部分２２ａに配置される縦壁面４１は、該縦壁面４１の上部とシリンダブロック２０のウォータジャケット２２の外壁部２６との間の幅が、該縦壁面４１の下部とシリンダブロック２０のウォータジャケット２２の外壁部２６との間の幅に比して大きく形成されている。

【0060】

これにより、ウォータジャケット２２の排気側部分２２ａの上部において縦壁面４１とシリンダブロック２０のウォータジャケット２２の外壁部２６との間に形成される冷却液が流れる上部流路Ｌ１１の流路断面積が、ウォータジャケット２２の排気側部分２２ａの下部において縦壁面４１とシリンダブロック２０のウォータジャケット２２の内壁部２５との間に形成される冷却液が流れる下部流路Ｌ１２の流路断面積に比して大きく形成されている。

【0061】

スペーサ４０では、縦壁面４１の下部に設けられた段部４４の内部に上下方向に延びるリブ４５が形成されている。リブ４５は、縦壁面４１から内方に向かって延び、図９に示すように、リブ４５の先端が縦壁面４１の上部と一致するように形成されている。

【0062】

縦壁面４１にはまた、気筒列の他端側において、気筒列の一端側から他端側に向かう上部流路Ｌ１１の冷却液の流れをウォータジャケット２２の吸気側部分２２ａへ指向させると共にシリンダヘッド３０側へ指向させるように案内する案内部４６が設けられている。

【0063】

案内部４６は、気筒列の他端側において段部４４に連続して縦壁面４１の排気側から吸気側に向かって上方へ傾斜して延びると共に第４気筒＃４のシリンダボア２１を囲む縦壁面４１の吸気側に水平方向に連続して延び、縦壁面４１から外方に突出するリブによって形成されている。

【0064】

縦壁面４１はまた、ウォータジャケット２２の吸気側部分２２ｂの上部に配置された該縦壁面４１とシリンダブロック２０のウォータジャケット２２の外壁部２６との間の幅がウォータジャケット２２の排気側部分２２ａの下部に配置された該縦壁面４１とシリンダブロック２０のウォータジャケット２２の外壁部２６との間の幅に比して大きくなるように形成されている。

【0065】

スペーサ４０の縦壁面４１はまた、下部絞り部４２ｂに隣接する気筒、具体的には第１及び第２気筒＃１、＃２のシリンダボア２１を囲む縦壁面４１の下端部に、縦壁面４１から外方に延びるつば部４７を備えている。つば部４７は、シリンダブロック２０のウォータジャケット２２の外壁部２６に近接するように、ウォータジャケット２２の外壁部２６の形状に応じて平面視で略台形状に形成されている。

【0066】

なお、スペーサ４０は、ポリアミド系熱可塑性樹脂などの材料を用いて射出成形によって一体的に形成されている。

【0067】

次に、スペーサ４０を挿入したシリンダブロック２０のウォータジャケット２２に導入された冷却液の流れについて説明する。
図７に示すように、気筒列の一端側においてシリンダブロック２０に導入された冷却液は、矢印Ｓ１で示すように、絞り部４２によってウォータジャケット２２の吸気側部分２２ｂへの流れが制限されて主にウォータジャケット２２の排気側部分２２ａへ流れ、傾斜部４３によってウォータジャケット２２の排気側部分２２ａの上部へ流れる。

【0068】

ウォータジャケット２２の排気側部分２２ａの上部へ流れた冷却液は、図８に示すように、ウォータジャケット２２の排気側部分２２ａにおいて、矢印Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５の順に気筒列の他端側へ、段部４４によって主にウォータジャケット２２の排気側部分２２の上部に形成された下部よりも流路断面積の大きい上部流路Ｌ１１を流れる。ウォータジャケット２２の排気側部分２２ａの上部において気筒列の他端側へ流れた冷却液は、案内部４６によって、矢印Ｓ６に示すように、ウォータジャケット２２の吸気側部分２２ｂへ流れると共にシリンダヘッド３０側へ流れる。

【0069】

気筒列の他端側においてウォータジャケット２２の吸気側部分２２ｂへ流れると共にシリンダヘッド３０側へ流れた冷却液は、図７及び図１０において矢印Ｓ７及びＳ８に示すように、ウォータジャケット２２の吸気側部分２２ｂにおいて気筒列の一端側へ流れると共にシリンダヘッド３０側へ流れる。シリンダヘッド３０側へ流れた冷却液は、前述したように、ガスケット５０の連通孔５２を通じてシリンダヘッド３０のウォータジャケット３２に流れる。

【0070】

本実施形態では、シリンダブロック２０の吸気側部分２２ｂに接続される排出部２４が気筒列の中央側に形成されているので、ウォータジャケット２２の吸気側部分２２ｂにおいて気筒列の他端側から一端側へ流れる冷却液の一部が、矢印Ｓ１０に示すように、シリンダブロック２０の排出部２４に向かって下方に流れ、排出部２４から排出される。

【0071】

本実施形態ではまた、気筒列の一端側においてシリンダブロック２０に導入された冷却液は、絞り部４２によってウォータジャケット２２の吸気側部分２２ｂへの流れが制限されているものの、絞り部４２を構成する下部絞り部４２ｂは、シリンダブロック２０のウォータジャケット２２の外壁部２６と離間するように形成されているので、気筒列の一端側においてシリンダブロック２０に導入された冷却液の一部が、図７及び図１０において矢印Ｓ１１、Ｓ１２に示すように、ウォータジャケット２２の吸気側部分２２ｂに流れ、排出部２４から排出される。

【0072】

このように、本実施形態に係る多気筒エンジンの冷却構造１では、シリンダブロック２０のウォータジャケット２２に挿入されたスペーサ４０の縦壁面４１に、気筒列の一端側に設けられた導入部２３の近傍においてウォータジャケット２２の吸気側部分２２ｂへの冷却液の流れを制限する絞り部４２と、ウォータジャケット２２の排気側部分２２ａの上部に下部よりも流路断面積の大きな上部流路Ｌ１１を形成する段部４４と、気筒列の他端側において上部流路Ｌ１１の冷却液の流れをウォータジャケット２２の吸気側部分２２ｂへ指向させると共にシリンダヘッド３０側へ指向させるように案内する案内部４６とが設けられている。

【0073】

これにより、絞り部４２によって気筒列の一端側から導入された冷却液をウォータジャケット２２の吸気側部分２２ｂに比して排気側部分２２ａに多く流すことができるので、シリンダボア２１の吸気側に比して高温となるシリンダボア２１の排気側の冷却性能を向上させることができ、シリンダボア２１の吸気側と排気側の温度差を小さくすることができる。

【0074】

また、段部４４によって気筒列の一端側から導入された冷却液をウォータジャケット２２の排気側部分２２ａの上部において下部に比して多く流すことができるので、シリンダボア２１の下部に比して高温となるシリンダボア２１の上部の冷却性能を向上させることができ、シリンダボア２１の上下方向の温度差を小さくすることができる。

【0075】

更に、気筒列の一端側から導入されてウォータジャケット２２の排気側部分２２ａの上部を流れる冷却液の冷却性能は気筒列の他端側では低下することとなるが、案内部４６によってウォータジャケット２２の排気側部分２２ａの上部を流れる冷却液を気筒列の他端側においてウォータジャケット２２の吸気側部分２２ｂへＵターンして確実に流すことができるので、気筒列の他端側におけるシリンダボア２１の冷却性能を向上させることができ、気筒列方向においてシリンダボア２１間の温度差を小さくすることができる。加えて、ウォータジャケット２２の排気側部分２２ａの上部を流れる冷却液をシリンダヘッド３０側へ確実に流すことができるので、シリンダヘッド３０についても冷却性能を向上させることができる。

【0076】

また、上部流路Ｌ１１は、スペーサ４０の縦壁面４１の上部とシリンダブロック２０のウォータジャケット２２の外壁部２６との間に形成され、段部４４は、縦壁面４１の下部が上部に比して外方に突出して形成されていることにより、比較的簡単な構成によって、シリンダボア２１の上下方向の温度差を小さくすることができる。

【0077】

更に、縦壁面４１は、ウォータジャケット２２の吸気側部分２２ｂの上部に配置された縦壁面４１とシリンダブロック２０のウォータジャケット２２の外壁部２６との間の幅がウォータジャケット２２の排気側部分２２ａの下部に配置された縦壁面４１とシリンダブロック２０のウォータジャケット２２の外壁部２６との間の幅に比して大きくなるように形成され、案内部４６は、シリンダブロック２０のウォータジャケット２２の外壁部２６に近接するように縦壁面４１から外方に突出して形成されたリブであることにより、比較的簡単な構成によって、気筒列方向においてシリンダボア２１間の温度差を小さくすることができる。

【0078】

また更に、絞り部４２は、シリンダブロック２０のウォータジャケット２２の外壁部２６に近接するように縦壁面４１の上部から外方に突出する上部絞り部４２ａと、シリンダブロック２０のウォータジャケット２２の外壁部２６と離間するように縦壁面４１の下部から外方に突出する下部絞り部４２ｂとから構成されていることにより、気筒列の一端側から導入された冷却液の一部をウォータジャケット２２の吸気側部分２２ｂに流すことができるので、気筒列の一端側から導入された冷却液によるシリンダボア２１の吸気側と排気側の冷却性能を調整することができる。

【0079】

また、スペーサ４０は、下部絞り部４２ｂに隣接する気筒＃１、＃２のシリンダボア２１を囲む縦壁面４１の下端部に縦壁面４１から外方に延びるつば部４７を備えていることにより、気筒列の一端側から導入されてウォータジャケット２２の吸気側部分２２ｂに流れる冷却性能の高い冷却液が、スペーサ４０の下方からスペーサ４０の縦壁面４１とシリンダブロック２０のウォータジャケット２２の内壁部２５との間に流れてシリンダボア２１の下部が過度に冷却されることを抑制することができ、シリンダボア２１の上下方向の温度差が大きくなることを抑制することができる。

【0080】

また更に、シリンダブロック２０のウォータジャケット２２の吸気側部分２２ｂに接続され、冷却液を気筒列の中央側から排出する排出部２４が設けられていることにより、気筒列の一端側から導入された冷却液を、ウォータジャケット２２の排気側部分２２ａの上部において気筒列の一端側から他端側へ次いで気筒列の他端側においてウォータジャケット２２の吸気側部分２２ｂへ確実に流すことができ、気筒列の他端側におけるシリンダボア２１の冷却性能を向上させることができ、気筒列方向においてシリンダボア２１間の温度差を小さくすることができる。

【0081】

本発明は、例示された実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能である。

【産業上の利用可能性】

【0082】

以上のように、本発明によれば、多気筒エンジンにおいて、シリンダボアの吸気側と排気側の温度差及び上下方向の温度差、並びにシリンダボア間の温度差を小さくすることが可能となるから、多気筒エンジンを搭載する車両などの製造産業分野において好適に利用される可能性がある。

【符号の説明】

【0083】

２ 多気筒エンジン
３ ウォータポンプ
４ ラジエータ
２０ シリンダブロック
２１ シリンダボア
２２ シリンダブロックのウォータジャケット
２２ａ ウォータジャケットの排気側部分
２２ｂ ウォータジャケットの吸気側部分
２３ 導入部
２４、３３、３４ 排出部
２６ ウォータジャケットの外壁部
３０ シリンダヘッド
３２ シリンダヘッドのウォータジャケット
４０ スペーサ
４１ 縦壁面
４２ 絞り部
４２ａ 上部絞り部
４２ｂ 下部絞り部
４４ 段部
４６ 案内部
４７ つば部
Ｌ 冷却液経路
Ｌ１１ 上部流路
＃１、＃２、＃３、＃４ 気筒

【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】