特許 6294895 エンジンの温度を制御するためのガスケットおよびシステム

(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】6294895

(24)【登録日】2018年2月23日

(45)【発行日】2018年3月14日

(54)【発明の名称】エンジンの温度を制御するためのガスケットおよびシステム

(51)【国際特許分類】

   F02F 11/00 20060101AFI20180305BHJP

   F02F 1/10 20060101ALI20180305BHJP

   F01P 3/02 20060101ALI20180305BHJP

   F01P 7/16 20060101ALI20180305BHJP

   F16J 15/08 20060101ALN20180305BHJP

【ＦＩ】

   F02F11/00 D

   F02F1/10 B

   F01P3/02 M

   F01P7/16 505A

   F01P7/16 Z

   F02F11/00 L

   !F16J15/08 F

【請求項の数】46

【全頁数】30

(21)【出願番号】特願2015-556533(P2015-556533)

(86)(22)【出願日】2014年2月11日

(65)【公表番号】特表2016-513204(P2016-513204A)

(43)【公表日】2016年5月12日

(86)【国際出願番号】EP2014052648

(87)【国際公開番号】WO2014124937

(87)【国際公開日】20140821

【審査請求日】2015年10月2日

(31)【優先権主張番号】1302498.9

(32)【優先日】2013年2月13日

(33)【優先権主張国】GB

(73)【特許権者】

【識別番号】512308720

【氏名又は名称】ジャガー ランド ローバー リミテッド

【氏名又は名称原語表記】Ｊａｇｕａｒ Ｌａｎｄ Ｒｏｖｅｒ Ｌｉｍｉｔｅｄ

(74)【代理人】

【識別番号】100100158

【弁理士】

【氏名又は名称】鮫島 睦

(72)【発明者】

【氏名】ウィリアム・ハッチンス

【審査官】 二之湯 正俊

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０３２６３８０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１０−０４３５５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表昭５５−５００８３４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｆ １／００− １／４２

Ｆ０２Ｆ ７／００

Ｆ０１Ｐ １／００−１１／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

シリンダブロック、シリンダヘッド、およびシリンダブロックとシリンダヘッドとの間に配置されたガスケットとを有するエンジンを備えた車両であって、
シリンダブロックおよびシリンダヘッドはそれぞれ、シリンダヘッドおよびシリンダブロックの内部にあるボア開口部と連通する少なくとも１つのボア開口部を有し、
ガスケットは、ガスケット開口部を有し、
ガスケット開口部は、シリンダヘッドの内部にあるボア開口部とシリンダブロックの内部にあるボア開口部との間の流路を形成するような寸法を有して構成され、
ガスはシリンダブロックの内部にあるボア開口部を介して、シリンダヘッドの内部にあるボア開口部へ自由に通過させる一方、冷却剤は、シリンダブロックの内部にあるボア開口部を介して、シリンダヘッドの内部にあるボア開口部へ制限的にのみ通過させることができるように、ガスケットは流路を選択的に制限する手段を有し、
流路を選択的に制限する前記手段は、制御ギャップであり、
制御ギャップは、ガスケットがシリンダヘッドとシリンダブロックの間の所定位置にあるとき、ガスケット内に形成されるか、ガスケットにより形成され、
制御ギャップは、上壁、下壁、および側壁を有し、
制御ギャップの高さは、上壁と下壁の間の距離で定義され、
制御ギャップの高さは、エンジンの駆動温度範囲以下にあるとき、上壁と下壁の間を通過する冷却剤の粘性抵抗力がガスケット開口部からシリンダヘッドの内部にあるボア開口部へ流出する冷却剤の流れを防止または制限するような寸法を有し、
制御ギャップの上壁は、シリンダヘッドにより構成され、
制御ギャップの下壁は、ガスケットの下層により構成され、
ガスケットは、ガスケット開口部の少なくとも近傍において３つまたはそれ以上の層を有し、
第１の層は中間層の上方に配置され、中間層は第２の層の上方に配置され、
制御ギャップの側壁は第１の層により構成され、制御ギャップの下壁は中間層により構成され、
中間層はガスケットの下層であることを特徴とする車両。

【請求項2】

シリンダブロック、シリンダヘッド、およびシリンダブロックとシリンダヘッドとの間に配置されたガスケットとを有するエンジンを備えた車両であって、
シリンダブロックおよびシリンダヘッドはそれぞれ、シリンダヘッドおよびシリンダブロックの内部にあるボア開口部と連通する少なくとも１つのボア開口部を有し、
ガスケットは、ガスケット開口部を有し、
ガスケット開口部は、シリンダヘッドの内部にあるボア開口部とシリンダブロックの内部にあるボア開口部との間の流路を形成するような寸法を有して構成され、
ガスはシリンダブロックの内部にあるボア開口部を介して、シリンダヘッドの内部にあるボア開口部へ自由に通過させる一方、冷却剤は、シリンダブロックの内部にあるボア開口部を介して、シリンダヘッドの内部にあるボア開口部へ制限的にのみ通過させることができるように、ガスケットは流路を選択的に制限する手段を有し、
流路を選択的に制限する前記手段は、制御ギャップであり、
制御ギャップは、ガスケットがシリンダヘッドとシリンダブロックの間の所定位置にあるとき、ガスケット内に形成されるか、ガスケットにより形成され、
制御ギャップは、上壁、下壁、および側壁を有し、
制御ギャップの高さは、上壁と下壁の間の距離で定義され、
制御ギャップの高さは、エンジンの駆動温度範囲以下にあるとき、上壁と下壁の間を通過する冷却剤の粘性抵抗力がガスケット開口部からシリンダヘッドの内部にあるボア開口部へ流出する冷却剤の流れを防止または制限するような寸法を有し、
制御ギャップの上壁がガスケットの上層により構成され、制御ギャップの下壁がシリンダブロックにより構成され、
ガスケットは、ガスケット開口部の少なくとも近傍において３つまたはそれ以上の層を有し、
第１の層は中間層の上方に配置され、
中間層は第２の層の上方に配置され、
制御ギャップの側壁は、第２の層により構成され、
制御ギャップの上壁は、中間層により構成され、
中間層は、ガスケットの上層であることを特徴とする車両。

【請求項3】

制御ギャップの高さは、０．７ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の車両。

【請求項4】

制御ギャップの高さは、０．２ｍｍ〜０．７ｍｍの間であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１に記載の車両。

【請求項5】

制御ギャップの高さは、０．３ｍｍであることを特徴とする請求項１または２に記載の車両。

【請求項6】

第２の制御ギャップを有し、
第２の制御ギャップは、中間層により構成された上壁と、第２の層により構成された側壁と、シリンダブロックにより構成された下壁とを有することを特徴とする請求項１に記載の車両。

【請求項7】

第２の制御ギャップを有し、
第２の制御ギャップは、シリンダヘッドにより構成される上壁と、第１の層により構成される側壁と、中間層により構成される下壁とを有することを特徴とする請求項２に記載の車両。

【請求項8】

ガスケット開口部は、上側部分および下側部分を有し、
上側部分および下側部分の一方または両方におけるガスケット開口部の形状は、シリンダブロックの内部にある少なくとも１つのボア開口部とシリンダヘッドの内部にある少なくとも１つのボア開口部とを流体連通させるために、細長い形状を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１に記載の車両。

【請求項9】

ガスケット開口部の上側部分または下側部分の一方のみが細長い形状を有し、
ガスケット開口部の上側部分または下側部分のうちの他方が、シリンダブロックまたはシリンダヘッドのいずれか一方の内部にあるボア開口部に連通するように構成され、その幅が制御ギャップの幅より小さく、および／または円形断面を有することを特徴とする請求項８に記載の車両。

【請求項10】

制御ギャップは、だ円の断面形状を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１に記載の車両。

【請求項11】

制御ギャップは、２つの平行で直線的な辺と、２つの対向する半円端部とからなる断面形状を有することを特徴とする請求項１０に記載の車両。

【請求項12】

制御ギャップの幅が、制御ギャップの高さの少なくとも２倍であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１に記載の車両。

【請求項13】

制御ギャップの幅が、制御ギャップの高さの１０倍であることを特徴とする請求項１２に記載の車両。

【請求項14】

制御ギャップの幅が、３ｍｍ〜５ｍｍであることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１に記載の車両。

【請求項15】

制御ギャップの幅が、４ｍｍであることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１に記載の車両。

【請求項16】

エンジンの温度を管理するためのシステムを備え、
このシステムは、
ｉ）シリンダヘッドおよびシリンダブロックに連結され、冷却剤を送出するためのポンプであって、システム内の冷却剤の流量を調整できるように制御可能なポンプと、
ii）シリンダブロックおよび／またはシリンダヘッドを通って流れる冷却剤の流れを制限し、許容するように構成されたバルブとを備え、
第１の動作状態にある間、ポンプは第１の流量で動作するように制御可能であり、バルブはシリンダブロックを通って流れる冷却剤の流れを制限し、ガスケットの制御ギャップはシリンダブロックから流出する冷却剤の流れを制限することにより、システムはエンジンがエンジンの駆動温度範囲に達し得るように構成されることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１に記載の車両。

【請求項17】

ポンプは、最大流量の出力値を有し、
第１の流量は、最大流量より小さいことを特徴とする請求項１６に記載の車両。

【請求項18】

駆動温度範囲は、７０℃〜９０℃であることを特徴とする請求項１６または１７に記載の車両。

【請求項19】

システムは、
ｉ）ポンプから、シリンダブロックへの第１のインレットに入り、シリンダブロックの内部に形成された１つまたはそれ以上のウォータジャケットおよびボア開口部を通り、閉口状態にあるバルブで中断する第１の流路と、
ii）ポンプから、シリンダヘッドへの第２のインレットに入り、シリンダヘッドの第２のアウトレットから出て、ポンプに帰還する第２の流路と、
iii)ポンプから、シリンダブロックへの第１のインレットに入り、シリンダブロックの内部に形成された１つまたはそれ以上のウォータジャケットを通り、シリンダブロックの第１のアウトレットから出て、開口状態にあるバルブを通り、第２の流路の少なくとも一部を通ってポンプに帰還する第３の流路とを有し、
第１の動作状態にあるとき、シリンダブロックからの冷却剤の流出を制限するために、バルブが閉口状態にあり、第１および第２の流路のみが利用可能であり、
第２の動作状態にあるとき、ポンプは第２の流量で動作するように制御可能であり、冷却剤がシリンダブロックに流入し、シリンダブロックから流出できるように、バルブが開口状態にあり、第２および第３の流路が利用可能であり、
第１の流量は、第２の流量より小さいことを特徴とする請求項１６〜１８のいずれか１に記載の車両。

【請求項20】

流量がより小さいとき、上壁および下壁の間を流れる冷却剤の粘性抵抗は、冷却剤がガスケット開口部からシリンダヘッドの内部にあるボア開口部へ流れることを防止する上で大きいことを特徴とする請求項１９に記載の車両。

【請求項21】

第２の動作状態にあるとき、シリンダブロックが駆動温度範囲内の温度を有し、
バルブを開口し、冷却剤が１つまたはそれ以上のウォータジャケットに流入し、ウォータジャケットから流出できるようにすることにより、シリンダヘッド、シリンダ、および／またはシリンダブロックの温度が、駆動温度範囲内に維持されることを特徴とする請求項１９または２０に記載の車両。

【請求項22】

上壁、下壁、および／または側壁は、粗面化され、形成され、成形され、凹凸を有し、または摂動部を有することを特徴とする請求項１〜２１のいずれか１に記載の車両。

【請求項23】

シリンダブロックおよびシリンダヘッドを備えたエンジンのためのガスケット内を流れる冷却剤の流路を制御する方法であって、
シリンダブロックおよびシリンダヘッドはそれぞれ、シリンダヘッドおよびシリンダブロックの内部にあるボア開口部と連通する少なくとも１つのボア開口部を有し、
この方法は、
ｉ）シリンダヘッドの内部にあるボア開口部とシリンダブロックの内部にあるボア開口部との間の流路をガスケット内に形成するような寸法を有して構成された開口部を提供するステップと、
ii）ガスはシリンダブロックの内部にあるボア開口部を介して、シリンダヘッドの内部にあるボア開口部へ自由に通過させる一方、冷却剤は、ガスケット開口部を介し、シリンダブロックの内部にあるボア開口部を介して、シリンダヘッドの内部にあるボア開口部へ制限的に通過させることができるように、流路を選択的に制限するように配置構成された制御ギャップを形成するステップと、
ガスケット開口部の制御ギャップは、上壁、下壁、および側壁を有し、
制御ギャップの高さは、上壁と下壁の間の距離で定義され、
制御ギャップの高さは、エンジンの駆動温度範囲以下にあるとき、上壁と下壁の間を通過する冷却剤の粘性抵抗力が、ガスケット開口部からシリンダヘッドの内部にあるボア開口部へ流出する冷却剤の流れを防止または制限するような寸法を有し、
制御ギャップの上壁は、シリンダヘッドにより構成され、
制御ギャップの下壁は、ガスケットの下層により構成され、
ガスケットは、ガスケット開口部の少なくとも近傍において３つまたはそれ以上の層を有し、
第１の層は中間層の上方に配置され、中間層は第２の層の上方に配置され、
制御ギャップの側壁は第１の層により構成され、制御ギャップの下壁は中間層により構成され、
中間層はガスケットの下層であることを特徴とする方法。

【請求項24】

シリンダブロックおよびシリンダヘッドを備えたエンジンのためのガスケット内を流れる冷却剤の流路を制御する方法であって、
シリンダブロックおよびシリンダヘッドはそれぞれ、シリンダヘッドおよびシリンダブロックの内部にあるボア開口部と連通する少なくとも１つのボア開口部を有し、
この方法は、
ｉ）シリンダヘッドの内部にあるボア開口部とシリンダブロックの内部にあるボア開口部との間の流路をガスケット内に形成するような寸法を有して構成された開口部を提供するステップと、
ii）ガスはシリンダブロックの内部にあるボア開口部を介して、シリンダヘッドの内部にあるボア開口部へ自由に通過させる一方、冷却剤は、ガスケット開口部を介し、シリンダブロックの内部にあるボア開口部を介して、シリンダヘッドの内部にあるボア開口部へ制限的に通過させることができるように、流路を選択的に制限するように配置構成された制御ギャップを形成するステップと、
ガスケット開口部の制御ギャップは、上壁、下壁、および側壁を有し、
制御ギャップの高さは、上壁と下壁の間の距離で定義され、
制御ギャップの高さは、エンジンの駆動温度範囲以下にあるとき、上壁と下壁の間を通過する冷却剤の粘性抵抗力が、ガスケット開口部からシリンダヘッドの内部にあるボア開口部へ流出する冷却剤の流れを防止または制限するような寸法を有し、
制御ギャップの上壁がガスケットの上層により構成され、制御ギャップの下壁がシリンダブロックにより構成され、
ガスケットは、ガスケット開口部の少なくとも近傍において３つまたはそれ以上の層を有し、
第１の層は中間層の上方に配置され、
中間層は第２の層の上方に配置され、
制御ギャップの側壁は、第２の層により構成され、
制御ギャップの上壁は、中間層により構成され、
中間層は、ガスケットの上層であることを特徴とする方法。

【請求項25】

制御ギャップの高さは、０．２ｍｍ〜０．７ｍｍの間であり、および／または
制御ギャップは、細長い制御ギャップであることを特徴とする請求項２３または２４に記載の方法。

【請求項26】

制御ギャップは、２つの平行で直線的な辺と、２つの対向する半円端部とからなるだ円の断面形状を有し、
制御ギャップの幅が、３ｍｍ〜５ｍｍであることを特徴とする請求項２３〜２５のいずれか１に記載の方法。

【請求項27】

シリンダブロックおよびシリンダヘッドを備えたエンジンの温度を制御する方法であって、
シリンダブロックおよびシリンダヘッドはそれぞれ、シリンダヘッドおよびシリンダブロックの内部にあるボア開口部と連通する少なくとも１つのボア開口部を有し、
この方法は、
ｉ）シリンダヘッドの内部にあるボア開口部とシリンダブロックの内部にあるボア開口部との間の流路を形成するような寸法を有して構成された開口部を有するガスケットを、シリンダヘッドとシリンダブロックの間に配置するステップを有し、
温度および流量に依存して、ガスはシリンダブロックの内部にあるボア開口部を介して、シリンダヘッドの内部にあるボア開口部へ自由に通過させる一方、冷却剤は、ガスケットを介して、シリンダヘッドの内部にあるボア開口部へ制限的にのみ通過させることができるように、ガスケットは流路を制限する手段を有し、
この方法は、さらに
ii）異なる流量で制御可能なポンプを用いて、冷却剤を第１の流量で送出するステップと、
iii)シリンダブロック内に流れる冷却剤の流れを制限するバルブを用いるステップとを有し、
前記手段は、制御ギャップであり、
制御ギャップは、上壁、下壁、および側壁を有し、
制御ギャップの高さは、上壁と下壁の間の距離で定義され、
制御ギャップの高さは、エンジンの駆動温度範囲以下にあるとき、上壁と下壁の間を通過する冷却剤の粘性抵抗力がガスケット開口部からシリンダヘッドの内部にあるボア開口部へ流出する冷却剤の流れを防止または制限するような寸法を有し、
制御ギャップの上壁は、シリンダヘッドにより構成され、
制御ギャップの下壁は、ガスケットの下層により構成され、
ガスケットは、ガスケット開口部の少なくとも近傍において３つまたはそれ以上の層を有し、
第１の層は中間層の上方に配置され、中間層は第２の層の上方に配置され、
制御ギャップの側壁は第１の層により構成され、制御ギャップの下壁は中間層により構成され、
中間層はガスケットの下層であることを特徴とする方法。

【請求項28】

シリンダブロックおよびシリンダヘッドを備えたエンジンの温度を制御する方法であって、
シリンダブロックおよびシリンダヘッドはそれぞれ、シリンダヘッドおよびシリンダブロックの内部にあるボア開口部と連通する少なくとも１つのボア開口部を有し、
この方法は、
ｉ）シリンダヘッドの内部にあるボア開口部とシリンダブロックの内部にあるボア開口部との間の流路を形成するような寸法を有して構成された開口部を有するガスケットを、シリンダヘッドとシリンダブロックの間に配置するステップを有し、
温度および流量に依存して、ガスはシリンダブロックの内部にあるボア開口部を介して、シリンダヘッドの内部にあるボア開口部へ自由に通過させる一方、冷却剤は、ガスケットを介して、シリンダヘッドの内部にあるボア開口部へ制限的にのみ通過させることができるように、ガスケットは流路を制限する手段を有し、
この方法は、さらに
ii）異なる流量で制御可能なポンプを用いて、冷却剤を第１の流量で送出するステップと、
iii)シリンダブロック内に流れる冷却剤の流れを制限するバルブを用いるステップとを有し、
前記手段は、制御ギャップであり、
制御ギャップは、上壁、下壁、および側壁を有し、
制御ギャップの高さは、上壁と下壁の間の距離で定義され、
制御ギャップの高さは、エンジンの駆動温度範囲以下にあるとき、上壁と下壁の間を通過する冷却剤の粘性抵抗力がガスケット開口部からシリンダヘッドの内部にあるボア開口部へ流出する冷却剤の流れを防止または制限するような寸法を有し、
制御ギャップの上壁がガスケットの上層により構成され、制御ギャップの下壁がシリンダブロックにより構成され、
ガスケットは、ガスケット開口部の少なくとも近傍において３つまたはそれ以上の層を有し、
第１の層は中間層の上方に配置され、
中間層は第２の層の上方に配置され、
制御ギャップの側壁は、第２の層により構成され、
制御ギャップの上壁は、中間層により構成され、
中間層は、ガスケットの上層であることを特徴とする方法。

【請求項29】

ｉ）冷却剤を第１、第２、および第３の流路に送出するステップと、
ｉ−ａ）第１の流路は、ポンプから、シリンダブロックへの第１のインレットに入り、シリンダブロックの内部に形成された１つまたはそれ以上の通路を通り、閉口状態にあるバルブで中断するものと定義され、
ｉ−ｂ）第２の流路は、ポンプから、シリンダヘッドへの第２のインレットに入り、シリンダヘッドの第２のアウトレットから出て、ポンプに帰還するものと定義され、
ｉ−ｃ）第３の流路は、ポンプから、シリンダブロックへの第１のインレットに入り、シリンダブロックの内部に形成された１つまたはそれ以上の通路を通り、シリンダブロックの第１のアウトレットから出て、開口状態にあるバルブを通り、ポンプに帰還し、および／またはガスケットを介してシリンダブロックから出て、第２の流路の少なくとも一部を通ってポンプに帰還するものと定義され、
ii）バルブを制御して閉口状態と開口状態を選択するステップと、
iii)第１の動作状態にあるとき、ポンプを第１の流量で動作するように制御し、シリンダブロックからの冷却剤の流出を制限し、第１および第２の流路のみが利用可能となるようにバルブを閉じるステップと、
iv）第２の動作状態にあるとき、ポンプを第２の流量で動作するように制御し、第２および第３の流路が利用可能となり、冷却剤がシリンダブロックに流入し、シリンダブロックから流出できるように、バルブを開くステップとを有し、
ポンプを制御する前記ステップは、システムの第１の動作状態にあるとき、第１の流量を第２の流量より小さくして、シリンダヘッドとシリンダブロックの間に配置されたガスケットの制御ギャップを通って流れる冷却剤の流れを防止することを特徴とする請求項２７または２８に記載の方法。

【請求項30】

より小さい第１の流量において、冷却剤は、シリンダブロックから、ガスケットの制御ギャップを介して、シリンダヘッドの内部にあるボア開口部から流出できないことを特徴とする請求項２９に記載の方法。

【請求項31】

第１の動作状態にあるとき、シリンダブロックは駆動温度範囲以下の始動温度を有し、 バルブおよびガスケット開口部の制御ギャップを用いて冷却剤の流れを制限することにより、シリンダブロックを駆動温度範囲内の温度まで昇温させることを特徴とする請求項２９または３０に記載の方法。

【請求項32】

ガスケット開口部を有するエンジン用ガスケットであって、
シリンダヘッドとシリンダブロックの間の所定位置にあるとき、制御ギャップを有するように構成されるか、制御ギャップを形成するように構成され、
ガスケット開口部は、シリンダヘッドの内部にあるボア開口部とシリンダブロックの内部にあるボア開口部との間の流路を形成するような寸法を有して構成され、
ガスはガスケットの内部にある開口部を通って自由に通過させる一方、冷却剤はガスケットの内部にある開口部を通って制限的にのみ通過させることができるように、ガスケットは流路を選択的に制限するように配置構成され、
ガスケットの制御ギャップは、上壁、下壁、および側壁を有し、
制御ギャップの高さは、上壁と下壁の間の距離で定義され、
制御ギャップの高さは、エンジンの駆動温度範囲以下で使用されるとき、上壁と下壁の間を通過する冷却剤の粘性抵抗力が、ガスケット開口部からシリンダヘッドの内部にあるボア開口部へ流出する冷却剤の流れを防止または制限するような寸法を有し、
制御ギャップの上壁は、シリンダヘッドにより構成され、
制御ギャップの下壁は、ガスケットの下層により構成され、
ガスケットは、少なくともガスケット開口部の近傍において３層以上からなり、
第１の層は中間層の上方に配置され、中間層は第２の層の上方に配置され、
制御ギャップの側壁は第１の層により構成され、制御ギャップの下壁は中間層により構成され、
中間層は、ガスケットの下層であることを特徴とするガスケット。

【請求項33】

ガスケット開口部を有するエンジン用ガスケットであって、
シリンダヘッドとシリンダブロックの間の所定位置にあるとき、制御ギャップを有するように構成されるか、制御ギャップを形成するように構成され、
ガスケット開口部は、シリンダヘッドの内部にあるボア開口部とシリンダブロックの内部にあるボア開口部との間の流路を形成するような寸法を有して構成され、
ガスはガスケットの内部にある開口部を通って自由に通過させる一方、冷却剤はガスケットの内部にある開口部を通って制限的にのみ通過させることができるように、ガスケットは流路を選択的に制限するように配置構成され、
ガスケットの制御ギャップは、上壁、下壁、および側壁を有し、
制御ギャップの高さは、上壁と下壁の間の距離で定義され、
制御ギャップの高さは、エンジンの駆動温度範囲以下で使用されるとき、上壁と下壁の間を通過する冷却剤の粘性抵抗力が、ガスケット開口部からシリンダヘッドの内部にあるボア開口部へ流出する冷却剤の流れを防止または制限するような寸法を有し、
制御ギャップの上壁は、ガスケットの上層により構成され、
制御ギャップの下壁は、シリンダブロックにより構成され、
ガスケットは、少なくともガスケット開口部の近傍において３層以上からなり、
第１の層は中間層の上方に配置され、中間層は第２の層の上方に配置され、
制御ギャップの側壁は第２の層により構成され、
制御ギャップの上壁は中間層により構成され、
中間層はガスケットの上層であることを特徴とするガスケット。

【請求項34】

制御ギャップの高さは、０．７ｍｍ以下であることを特徴とする請求項３２または３３に記載のガスケット。

【請求項35】

制御ギャップの高さは、０．２ｍｍ〜０．７ｍｍの間であることを特徴とする請求項３２〜３４のいずれか１に記載のガスケット。

【請求項36】

制御ギャップの最大高さは、０．３ｍｍであることを特徴とする請求項３５に記載のガスケット。

【請求項37】

第２の制御ギャップを有し、
第２の制御ギャップは、中間層により構成された上壁と、第２の層により構成された側壁と、シリンダブロックにより構成された下壁とを有することを特徴とする請求項３２に記載のガスケット。

【請求項38】

第２の制御ギャップを有し、
第２の制御ギャップは、シリンダヘッドにより構成される上壁と、第１の層により構成された側壁と、中間層により構成された下壁とからなることを特徴とする請求項３３に記載のガスケット。

【請求項39】

ガスケット開口部は、上側部分および下側部分を有し、
ガスケット開口部の形状は、上側部分および下側部分の一方または両方において、シリンダブロックの内部にある少なくとも１つのボア開口部とシリンダヘッドの内部にある少なくとも１つのボア開口部とを流体連通させるために、細長い形状を有することを特徴とする請求項３２〜３８のいずれか１に記載のガスケット。

【請求項40】

ガスケット開口部の上側部分または下側部分の一方だけが細長く、ガスケット開口部の下側部分または上側部分の他方は、シリンダブロックまたはシリンダヘッドの内部に設けたボア開口部と連通し、制御ギャップの幅より小さい幅を有し、および／または円形の断面形状を有することを特徴とする請求項３９に記載のガスケット。

【請求項41】

制御ギャップの断面形状は、だ円であることを特徴とする請求項３２〜４０のいずれか１に記載のガスケット。

【請求項42】

制御ギャップは、２つの平行で直線的な辺と、２つの対向する半円端部とからなる断面形状を有することを特徴とする請求項４１に記載のガスケット。

【請求項43】

制御ギャップの幅が、制御ギャップの高さの少なくとも２倍であることを特徴とする請求項３２〜４２のいずれか１に記載のガスケット。

【請求項44】

制御ギャップの幅が、制御ギャップの高さの少なくとも１０倍であることを特徴とする請求項４３に記載のガスケット。

【請求項45】

制御ギャップの幅が、３ｍｍ〜５ｍｍであることを特徴とする請求項３２〜４４のいずれか１に記載のガスケット。

【請求項46】

制御ギャップの幅が、４ｍｍであることを特徴とする請求項３２〜４５のいずれか１に記載のガスケット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エンジンのためのガスケット、およびエンジンの温度を制御するためのガスケットを備えたシステムに関する。特に（ただしこれに限定するものではないが）、本発明は、シリンダブロックとシリンダヘッドの間にクーラント（冷却剤）が制限的に流れることを許容するとともに、シリンダブロックとシリンダヘッドの間にガスが自由に流れることを許容するように配置構成された制御ギャップを有するガスケットに関する。さらに特には（ただしこれに限定するものではないが）、本発明は、（これに限定するものではないが、ウォームアップ段階中にシステムにより案内されるクーラントの量を制限（規制）または制御することにより、１つまたはそれ以上のシリンダ、および／またはシリンダヘッド、および／またはシリンダブロック等の）エンジンの１つまたはそれ以上の構成部品のために暖機段階（ウォームアップ段階）を提供するガスケットを備えたスプリット（分割された）冷却システムに関する。

【0002】

本発明に係る態様は、車両、方法、ガスケット、およびプログラムに関する。

【背景技術】

【0003】

ガスケット（ヘッドガスケットともいう。）は、シリンダブロック（エンジンブロックともいう。）と、内燃エンジン内のシリンダヘッドとの間に配置される。ガスケットは、シリンダ、オイル流路開口部、およびクーラント流路開口部の周囲をシール（封止）するために設けられている。ウォータジャケットの周囲のクーラントフローを用いて、エンジンブロックや、シリンダ、ピストン、ピストンリング、ピストンのための潤滑剤を含む他の構成部品を冷却する。ガスケットは、たとえばガスケットをシリンダブロックに（ボルト等を用いて）固定できるように、特定のエンジンデザインに適応し、シリンダや、他の開口部球は貫通孔と同様、オイル流路開口部およびウォータ通路開口部に対してシール（封止）するように形成される。

【0004】

シリンダブロックおよびシリンダヘッドは、典型的には、鋳造部品であり、鋳造プロセス中に形成される付加的で冗長な鋳造レッグ（鋳造脚部）または鋳造孔を有する。これらの冗長な鋳造レッグは、穴または孔として形成され、シリンダヘッドとシリンダブロックの間の接合部付近に配置される。これらの冗長鋳造レッグは、充填、ブロック（遮断）、またはシール（封止）することができるが、そうすることにより追加的な製造コストが必要となる。ブロックせずに放置すると、ガスおよび／またはクーラント液がこれらの冗長鋳造レッグに集まることがある。シリンダヘッドとシリンダブロックの表面にある鋳造脚部の開口部は、クーラント液および／またはガスが冗長鋳造レッグに出入りするポイントを与える。エンジンの温度が上昇すると、これらの冗長鋳造レッグ内のクーラントおよびガスの制御できない漏れが生じる程度まで、クーラントおよびガスの圧力が増大することがある。こうした漏れは、エンジンの動作および使用寿命に悪影響を及ぼすことがある。

【0005】

製造時、シリンダヘッドおよびシリンダブロックの冗長鋳造レッグおよび表面開口部の寸法、形状、および配置位置は、製造公差範囲内に入る。冗長鋳造レッグの表面開口部の正確な寸法、形状、および配置位置は、製造後まで知ることはできない。これらの製造時の許容誤差（公差）に起因して、シリンダヘッドのレッグ鋳造の開口部を、対応するシリンダブロックのレッグ鋳造の開口部の上方に正確に位置合わせ、重ね合わせすることができない。実際のところ、シリンダブロックの開口部およびシリンダブロックの開口部は、互いに位置ずれし、部分的にのみ重ね合わされるか、まったく重ね合わされないことがある。

【0006】

典型的に、既知の内燃エンジンのための冷却システムは、エンジンにより駆動されるポンプを備える。冷却システムがエンジンにより駆動されるので、冷却システムは、エンジンが始動するとすぐに動作する。ただし、燃料効率を最適化し、エンジンの構成部品の消耗を最小限に抑えるために、エンジンにとっては温まった後に、冷却システムを動作させる方がよい。エンジンを始動させてすぐに冷却システムを動作させると、エンジンが温まり（ウォームアップし）、最適な駆動温度に達するまでの時間が長くなる。したがって、この動作は、エンジンの燃料効率を低減するとともに、エンジンの使用寿命を短くすることになる。特に重要なことは、ピストンおよびピストンリングの周りの潤滑剤の温度である。潤滑剤が最適温度より低いときにエンジンを駆動させると、エンジンに悪影響を与えることがある。

【0007】

本発明は、既知のガスケットに付随する問題に対処し、これを少なくとも低減する改善されたガスケットを提供しようとするものである。また本発明は、制御可能なポンプと組み合わせたガスケットを用いた、エンジンのための改善された冷却システムを提供する。本発明は、これに限定するものではないが、たとえばエンジンにおける発電機のための用途等、動力車両用途のためのエンジンの外側にある有利な用途を有する。

【0008】

本願に記載のクーラント（冷却剤）の用語は、具体的には、これに限定するものではないが、水、クーラント（たとえばエチレングリコール）、および水とクーラントの混合液等の任意の適当な温度管理液体を意味するために用いられる。以下の明細書を読めば理解されるように、「クーラント」および「水」は、エンジンを冷却させるために循環させる液体および／または流体を意味するために用いられる。さらに、本願開示内容の有利な態様において、クーラントは、始動しようとするエンジンを温めることができるように、流量をゼロまたはきわめて小さい値に維持される。「クーラント」の用語は、温度を下げる物質または液体に限定することを意図するものではなく、むしろ適当ならば、温度を上げるか、または温度を維持する物質または液体に限定することを意図するものである。

【発明の概要】

【0009】

本発明の態様は、添付したクレームで定義されたガスケット、方法、プログラム、および車両を提供するものである。

【0010】

保護を求める本発明に係る態様によれば、シリンダブロック、シリンダヘッド、およびシリンダブロックとシリンダヘッドとの間に配置されたガスケットとを有するエンジンを備えた車両が提供される。シリンダブロックおよびシリンダヘッドはそれぞれ、シリンダヘッドおよびシリンダブロックの内部にあるボア開口部と連通する少なくとも１つのボア開口部を有し、ガスケットは、ガスケット開口部を有し、ガスケット開口部は、シリンダヘッドの内部にあるボア開口部とシリンダブロックの内部にあるボア開口部との間の流路を形成するような寸法を有して構成され、ガスはシリンダブロックの内部にあるボア開口部を介して、シリンダヘッドの内部にあるボア開口部へ自由に通過させる一方、冷却剤は、シリンダブロックの内部にあるボア開口部を介して、シリンダヘッドの内部にあるボア開口部へ制限的にのみ通過させることができるように、ガスケットは流路を選択的に制限する手段を有する。

【0011】

任意的には、前記手段は制御ギャップである。

【0012】

任意的には、ガスケット開口部の制御ギャップは、上壁、下壁、および側壁を有し、制御ギャップの高さは、上壁と下壁の間の距離で定義され、制御ギャップの高さは、特定の動作温度にあるとき、上壁と下壁の間を通過する冷却剤の粘性抵抗力は、ガスケット開口部からシリンダヘッドの内部にあるボア開口部へ流出する冷却剤の流れを防止し、少なくとも極力抑えるような寸法を有する。上壁と下壁の間の距離が均一でない場合、制御ギャップの高さを最大高さ、最小高さ、または平均高さとして定義してもよい。

【0013】

任意的には、制御ギャップの高さは、約０．７ｍｍ以下である。

【0014】

任意的には、制御ギャップの高さは、約０．２ｍｍ〜約０．７ｍｍの間であり、または約０．３ｍｍである。

【0015】

任意的には、制御ギャップの上壁は、シリンダヘッドまたはガスケットの上層により構成され、制御ギャップの下壁は、シリンダブロックまたはガスケットの下層により構成される。

【0016】

任意的には、ガスケットは、ガスケット開口部の少なくとも近傍において３つまたはそれ以上の層を有し、第１の層は中間層の上方に配置され、中間層は第２の層の上方に配置され、制御ギャップの上壁は、シリンダヘッドにより構成され、制御ギャップの側壁は、第１の層により構成され、制御ギャップの下壁は、中間材料層により構成される。

【0017】

任意的には、ガスケットは、ガスケット開口部の少なくとも近傍において３つまたはそれ以上の層を有し、第１の層は中間層の上方に配置され、中間層は第２の層の上方に配置され、制御ギャップの上壁は、中間材料層により構成され、制御ギャップの側壁は、中間材料層により構成され、制御ギャップの下壁は、シリンダブロックにより構成される。

【0018】

任意的には、ガスケット開口部は２つの領域を有し、いずれか一方または両方の領域は、シリンダヘッドの内部にあるボア開口部とシリンダブロックの内部にあるボア開口部の相対的な配置位置に関係なく、制御ギャップとして機能することができ、第１の制御ギャップは、シリンダヘッドにより構成される上壁と、中間材料層により構成される下壁とを有し、第２の制御ギャップは、中間材料層により構成される上壁と、中間材料層により構成される側壁と、シリンダブロックにより構成される下壁とを有する。

【0019】

任意的には、ガスケットは、単一の材料層を有し、制御ギャップの上壁は、シリンダヘッドにより構成され、制御ギャップの下壁は、ガスケットの単一の材料層の凹部により構成される。制御ギャップの側壁は、単一の材料層により構成される。

【0020】

任意的には、ガスケットは、単一の材料層を有し、制御ギャップの上壁は、ガスケットの単一の材料層の凹部により構成され、制御ギャップの下壁は、シリンダブロックにより構成される。

【0021】

任意的には、ガスケットは、第１および第２の材料層を有し、第１の材料層は、第２の材料層上に配置され、制御ギャップの上壁は、シリンダヘッドにより構成され、制御ギャップの側壁は、第１および第２の材料層により構成され、制御ギャップの下壁は、第２の材料層の上側表面により構成される。

【0022】

任意的には、ガスケットは、第１および第２の材料層を有し、第１の材料層は、第２の材料層上に配置され、制御ギャップの上壁は、第１の材料層の下側表面により構成され、制御ギャップの側壁は、第２の材料層により構成され、制御ギャップの下壁は、シリンダブロックにより構成される。

【0023】

任意的には、ガスケット開口部は、上側部分および下側部分を有し、上側部分および下側部分の一方または両方におけるガスケット開口部の形状は、シリンダブロックの内部にある少なくとも１つのボア開口部とシリンダヘッドの内部にある少なくとも１つのボア開口部とを流体連通させるために、ほぼ細長い形状を有する。こうして、シリンダヘッドの内部にあるボア開口部とシリンダブロックの内部にあるボア開口部の相対的な配置位置に関係なく、２つの開口部の間の流体連通を実現するように形成され、配置され、構成される（ただし、シリンダヘッドおよびシリンダブロックは期待され製造公差内で製造される必要がある。）。

【0024】

任意的には、ガスケット開口部の上側部分または下側部分のみが細長い形状を有し、ガスケット開口部の上側部分または下側部分のうちの他方が、シリンダブロックまたはシリンダヘッドのいずれか一方の内部にあるボア開口部に連通するように構成され、その幅が制御ギャップの幅より小さく、および／またはほぼ円形断面を有する。

【0025】

任意的には、制御ギャップは、少なくともほぼだ円の断面形状を有する。

【0026】

任意的には、制御ギャップは、２つの平行で直線的な辺と、２つの対向する半円端部とからなる断面形状を有する。

【0027】

任意的には、制御ギャップの幅が、制御ギャップの高さの少なくとも２倍である。

【0028】

任意的には、制御ギャップの幅が、制御ギャップの高さの少なくとも１０倍である。

【0029】

任意的には、制御ギャップの幅が、約３ｍｍ〜約５ｍｍである。

【0030】

任意的には、制御ギャップの幅が、約４ｍｍである。

【0031】

さらに任意の特徴として、エンジンの温度を管理するためのシステムを備え、このシステムは、
ｉ）シリンダヘッドおよびシリンダブロックに連結され、冷却剤を送出するためのポンプであって、システム内の冷却剤の流量を調整できるように制御可能なポンプと、
ii）シリンダブロックおよび／またはシリンダヘッドを通って流れる冷却剤の流れを制限し、許容するように構成されたバルブとを備え、
第１の動作状態にある間、ポンプは第１の流量で動作するように制御可能であり、バルブはシリンダブロックを通って流れる冷却剤の流れを制限し、ガスケットの制御ギャップはシリンダブロックからボア開口部を介して流出する冷却剤の流れを制限することにより、システムはエンジンが第１の駆動温度に達し得るように構成される。

【0032】

任意的には、ポンプは、最大流量の出力値を有し、第１の流量は最大流量より小さい。

【0033】

任意的には、第１の駆動温度は、約７０℃〜約９０℃である。

【0034】

任意的には、システムは、
ｉ）ポンプから、シリンダブロックへの第１のインレットに入り、シリンダブロックの内部に形成された１つまたはそれ以上の冷却剤通路（ウォータジャケット）およびボア開口部を通り、閉口状態にあるバルブで中断する第１の流路と、
ii）ポンプから、シリンダヘッドへの第２のインレットに入り、シリンダヘッドの第２のアウトレットから出て、ポンプに帰還する第２の流路と、
iii)ポンプから、シリンダブロックへの第１のインレットに入り、シリンダブロックの内部に形成された１つまたはそれ以上の冷却剤通路（ウォータジャケット）を通り、シリンダブロックの第１のアウトレットから出て、開口状態にあるバルブを通り、第２の流路の少なくとも一部を通ってポンプに帰還する第３の流路とを有し、
第１の動作状態にあるとき、シリンダブロックからの冷却剤の流出を制限するために、バルブが閉口状態にあり、第１および第２の流路のみが利用可能であり、
第２の動作状態にあるとき、ポンプは第２の流量で動作するように制御可能であり、冷却剤がシリンダブロックに流入し、シリンダブロックから流出できるように、バルブが開口状態にあり、第２および第３の流路が利用可能であり、
第１の流量は、第２の流量より小さい。

【0035】

任意的には、流量がより小さいとき、上壁および下壁の間を流れる冷却剤の粘性抵抗は、冷却剤がガスケット開口部からシリンダヘッドの内部にある開口部へ流れることを防止する上で実質的に大きい。

【0036】

任意的には、第２の動作状態にあるとき、シリンダブロックが少なくとも実質的に駆動温度範囲内の温度を有し、バルブを開口し、冷却剤が１つまたはそれ以上の冷却剤通路（ウォータジャケット）に流入し、冷却剤通路（ウォータジャケット）から流出できるようにすることにより、シリンダヘッド、シリンダ、および／またはシリンダブロックの温度が、少なくとも実質的に駆動温度範囲内に維持される。

【0037】

任意的には、冷却剤は、水、冷却剤、および水と冷却剤の混合物からなる群から選択される。

【0038】

任意的には、上壁、下壁、および／または側壁は、粗面化され、形成され、成形され、凹凸を有し、または摂動部を有する。

【0039】

保護を求める本発明に係る別の態様によれば、シリンダブロックおよびシリンダヘッドを備えたエンジンのためのガスケット内を流れる冷却剤の流路を制御する方法が提供され、シリンダブロックおよびシリンダヘッドはそれぞれ、シリンダヘッドおよびシリンダブロックの内部にあるボア開口部と連通する少なくとも１つのボア開口部を有し、
この方法は、
ｉ）シリンダヘッドの内部にあるボア開口部とシリンダブロックの内部にあるボア開口部との間の流路をガスケット内に形成するような寸法を有して構成されたガスケット開口部を提供するステップと、
ii）ガスはシリンダブロックの内部にあるボア開口部を介して、シリンダヘッドの内部にあるボア開口部へ自由に通過させる一方、冷却剤は、シリンダブロックの内部にあるボア開口部を介して、シリンダヘッドの内部にあるボア開口部へ制限的に通過させることができるように、流路を選択的に制限するように配置構成された制御ギャップを形成するステップと、
ガスケット開口部の制御ギャップは、上壁、下壁、および側壁を有し、
制御ギャップの高さは、上壁と下壁の間の距離で定義され、
制御ギャップの高さは、特定の動作温度にあるとき、上壁と下壁の間を通過する冷却剤の粘性抵抗力が、ガスケット開口部からシリンダヘッドの内部にあるボア開口部へ流出する冷却剤の流れを防止し、少なくとも極力抑えるような寸法を有する。

【0040】

任意的には、制御ギャップの高さは、約０．２ｍｍ〜約０．７ｍｍの間であり、任意的には約０．３ｍｍであり、および／または制御ギャップは、細長い制御ギャップである。

【0041】

任意的には、制御ギャップは、２つの平行で直線的な辺と、２つの対向する半円端部とからなる少なくともほぼだ円の断面形状を有し、制御ギャップの幅が、約３ｍｍ〜約５ｍｍであり、任意的には約４ｍｍである。

【0042】

保護を求める本発明に係るさらに別の態様によれば、シリンダブロックおよびシリンダヘッドを備えたエンジンの温度を制御する方法が提供され、シリンダブロックおよびシリンダヘッドはそれぞれ、シリンダヘッドおよびシリンダブロックの内部にあるボア開口部と連通する少なくとも１つのボア開口部を有し、
この方法は、
ｉ）シリンダヘッドの内部にあるボア開口部とシリンダブロックの内部にあるボア開口部との間の流路を形成するような寸法を有して構成された開口部を有するガスケットを、シリンダヘッドとシリンダブロックの間に配置するステップを有し、
ガスケットは、温度および流量に依存して、ガスはシリンダブロックの内部にあるボア開口部を介して、シリンダヘッドの内部にあるボア開口部へ自由に通過させる一方、冷却剤は、ガスケットの制御ギャップを介して、シリンダヘッドの内部にあるボア開口部へ制限的にのみ通過させることができるように流路を制限するように配置構成された制御ギャップを有し、
この方法は、さらに
ii）異なる流量で制御可能なポンプを用いて、冷却剤を第１の流量で送出するステップと、
iii)シリンダブロック内に流れる冷却剤の流れを制限するバルブを用いるステップとを有する。

【0043】

任意的には、この方法は、さらに
ｉ）冷却剤を第１、第２、および第３の流路に送出するステップと、
ｉ−ａ）第１の流路は、ポンプから、シリンダブロックへの第１のインレットに入り、シリンダブロックの内部に形成された１つまたはそれ以上の冷却剤通路を通り、閉口状態にあるバルブで中断するものと定義され、
ｉ−ｂ）第２の流路は、ポンプから、シリンダヘッドへの第２のインレットに入り、シリンダヘッドの第２のアウトレットから出て、ポンプに帰還するものと定義され、
ｉ−ｃ）第３の流路は、ポンプから、シリンダブロックへの第１のインレットに入り、シリンダブロックの内部に形成された１つまたはそれ以上の冷却剤通路を通り、シリンダブロックの第１のアウトレットから出て、開口状態にあるバルブを通り、ポンプに帰還し、および／またはガスケットを介してシリンダブロックから出て、第２の流路の少なくとも一部を通ってポンプに帰還するものと定義され、
ii）バルブを制御して閉口状態と開口状態を選択するステップと、
iii)第１の動作状態にあるとき、ポンプを第１の流量で動作するように制御し、シリンダブロックからの冷却剤の流出を制限し、第１および第２の流路のみが利用可能となるようにバルブを閉じるステップと、
iv）第２の動作状態にあるとき、ポンプを第２の流量で動作するように制御し、第２および第３の流路が利用可能となり、冷却剤がシリンダブロックに流入し、シリンダブロックから流出できるように、バルブを開くステップとを有し、
ポンプを制御する前記ステップは、システムの第１の動作状態にあるとき、第１の流量を第２の流量より小さくして、シリンダヘッドとシリンダブロックの間に配置されたガスケットの制御ギャップを通って流れる冷却剤の流れを防止する。

【0044】

任意的には、より小さい第１の流量において、冷却剤は、シリンダブロックから、ガスケットの制御ギャップを介して、シリンダヘッドの内部にあるボア開口部から流出できない。

【0045】

任意的には、第１の動作状態にあるとき、シリンダブロックは駆動温度範囲以下の始動温度を有し、バルブおよびガスケット開口部の制御ギャップを用いて冷却剤の流れを制限することにより、シリンダブロックを少なくとも実質的に駆動温度範囲内まで昇温させる。

【0046】

保護を求める本発明に係るさらに別の態様によれば、ガスケット開口部を有するエンジン用ガスケットが提供され、このガスケットは、シリンダヘッドとシリンダブロックの間の所定位置にあるとき、制御ギャップを有するように構成されるか、制御ギャップを形成するように構成され、ガスケット開口部は、シリンダヘッドの内部にあるボア開口部とシリンダブロックの内部にあるボア開口部との間の流路を形成するような寸法を有して構成され、ガスはガスケットの内部にある開口部を通って自由に通過させる一方、冷却剤はガスケットの内部にある開口部を通って制限的にのみ通過させることができるように、ガスケットは流路を選択的に制限するように配置構成される。

【0047】

任意的には、ガスケットの制御ギャップは、上壁、下壁、および側壁を有し、制御ギャップの高さは、上壁と下壁の間の距離で定義され、制御ギャップの高さは、特定の動作温度にあるとき、上壁と下壁の間を通過する冷却剤の粘性抵抗力が、ガスケット開口部からシリンダヘッドの内部にあるボア開口部へ流出する冷却剤の流れを防止し、少なくとも極力抑えるような寸法を有する。

【0048】

任意的には、制御ギャップの高さは、約０．７ｍｍ以下である。

【0049】

任意的には、制御ギャップの高さは、約０．２ｍｍ〜約０．７ｍｍの間である。

【0050】

任意的には、制御ギャップの最大高さは、約０．３ｍｍである。

【0051】

任意的には、制御ギャップの上壁は、シリンダヘッドまたはガスケットの上層により構成され、制御ギャップの下壁は、シリンダブロックまたはガスケットの下層により構成される。

【0052】

任意的には、ガスケットは、少なくともガスケット開口部の近傍において３層以上からなり、第１の層は中間層の上方に配置され、中間層は第２の層の上方に配置され、制御ギャップの上壁はシリンダヘッドにより構成され、制御ギャップの側壁は第１の層により構成され、制御ギャップの下壁は中間材料層により構成される。

【0053】

任意的には、ガスケットは、少なくともガスケット開口部の近傍において３層以上からなり、第１の層は中間層の上方に配置され、中間層は第２の層の上方に配置され、制御ギャップの上壁は中間材料層により構成され、制御ギャップの側壁は第２の材料層により構成され、制御ギャップの下壁はシリンダブロックにより構成される。

【0054】

任意的には、ガスケット開口部は２つの領域を有し、一方または両方の領域は、シリンダヘッドの内部にあるボア開口部とシリンダブロックの内部にあるボア開口部の相対的な配置位置に無関係に制御ギャップとして機能し、第１の制御ギャップは、第１の層により構成された側壁と、中間材料層により構成された下壁とからなり、第２の制御ギャップは、中間材料層により構成された上壁と、第２の材料層により構成された側壁とからなる。

【0055】

任意的には、ガスケットは、第１および第２の材料層からなり、第１の材料層は第２の材料層の上方に配置され、制御ギャップの側壁は第１の材料層により構成され、制御ギャップの下壁は第２の材料層の上側表面により構成される。

【0056】

任意的には、ガスケットは、第１および第２の材料層からなり、第１の材料層は第２の材料層の上方に配置され、制御ギャップの上壁は第１の材料層の下側表面により構成され、制御ギャップの側壁は第２の材料層により構成される。

【0057】

任意的には、ガスケット開口部は、上側部分および下側部分を有し、ガスケット開口部の形状は、上側部分および下側部分の一方または両方において、シリンダブロックの内部にある少なくとも１つのボア開口部とシリンダヘッドの内部にある少なくとも１つのボア開口部とを流体連通させるために、ほぼ細長い形状を有する。

【0058】

任意的には、ガスケット開口部の上側部分または下側部分の一方だけが細長く、ガスケット開口部の他方の下側部分または上側部分は、シリンダブロックまたはシリンダヘッドの内部に設けたボア開口部と連通し、制御ギャップの幅より実質的に小さい幅を有し、および／またはほぼ円形の断面形状を有する。

【0059】

任意的には、制御ギャップの断面形状は、少なくともほぼだ円である。

【0060】

任意的には、制御ギャップは、２つの平行で直線的な辺と、２つの対向する半円端部とからなる断面形状を有する。

【0061】

任意的には、制御ギャップの幅が、制御ギャップの高さの少なくとも２倍である。

【0062】

任意的には、制御ギャップの幅が、制御ギャップの高さの少なくとも１０倍である。

【0063】

任意的には、制御ギャップの幅が、約３ｍｍ〜約５ｍｍである。

【0064】

任意的には、制御ギャップの幅が、約４ｍｍである。

【0065】

保護を求める本発明に係るさらに別の態様によれば、車両に搭載されたプログラムが提供され、このプログラムは、上記段落にて説明した方法を実行するものである。

【0066】

本願の範囲において、上記段落、クレーム、および／または以下の詳細な説明、および図面に記載された、さまざまな態様、実施形態、実施例、特徴、および変形例は、独立して、または任意に組み合わせて採用できることが想定される。たとえば実施形態に関連して説明した特徴は、特に矛盾するものでなければすべての実施形態に対して適用可能である。

【図面の簡単な説明】

【0067】

添付図面を参照しながら、本発明に係る１つまたはそれ以上の実施形態を単なる具体例として以下説明する。

【図1】ガスケットの一部を示す平面図であって、ガスケットの線図はシリンダブロックを示す線図の上にシリンダヘッドを示す線図を重ね合わせて示し、シリンダヘッドを示す線図はガスケットの上に重ね合わせて示したものである。

【図1A】図１の拡大断面図であって、シリンダヘッドの鋳造ボアに対する開口部およびシリンダブロックの鋳造ボアに対する開口部と少なくとも部分的に重なり合うガスケット開口部を示す。

【図2】図１のガスケットの一部の拡大平面図である。

【図3】シリンダヘッドおよびシリンダブロックの一部の間に配置された図１、図１Ａ、および図２に示すガスケットの概略的な断面図である。

【図4】シリンダヘッドおよびシリンダブロックの一部の間に配置された図１、図１Ａ、および図２に示すガスケットの別の概略的な断面図である。

【図5A】さらに別の実施形態に係る二重層のガスケットのガスケット開口部および制御ギャップを概略的に示す断面図である。

【図5B】さらに別の実施形態に係る単一層のガスケットのガスケット開口部および制御ギャップを概略的に示す断面図である。

【図5C】さらに別の実施形態に係る三重層のガスケットのガスケット開口部および制御ギャップを概略的に示す断面図である。

【図5D】さらに別の実施形態に係る三重層のガスケットのガスケット開口部および制御ギャップを概略的に示す断面図である。

【図6】本発明の態様に係るガスケットを用いた本願開示内容の任意的な態様に係る温度管理システムの概略図である。

【図6A】第２の流路を通って流れる冷却剤の流れを追加的に強調した図６の概略図である。

【図6B】第２および第３の流路を通って流れる冷却剤の流れを追加的に強調した図６の概略図である（シリンダブロックからシリンダヘッドに流れる冷却座の流れを示すボア３０内の追加的な矢印を参照されたい）。

【発明を実施するための形態】

【0068】

本発明の特定の実施形態に係る温度管理システム（温度制御システム）、ガスケット、およびそのシステムを備えた車両について、以下詳細に説明する。理解されるように、開示された実施形態は、本発明に係る特定の態様が実現される単なる具体例であり、本発明を具現化できるすべての実施例の網羅的なリストを示すものではない。実際のところ、理解されるように、本願明細書で開示された温度管理システム、ガスケット、およびそのシステムを備えた車両は、さまざまな択一的な態様で具現化することができる。図面は、必ずしも同一縮尺比で表されておらず、特定の構成部品が誇張されて、または極力抑えられて表されている。本願開示内容が曖昧となることを避けるために、既知の構成部品、材料、または方法については、必ずしも詳細には説明しない。任意の特定の構造的および機能的な詳細内容は、本発明を制限するものと解釈されるべきでなく、クレームのための基本例、およびさまざまな手法で本発明を実施できるように当業者に教示するための代表的な基本例と解釈されるべきである。

【0069】

図１〜図４を参照して、例示した実施形態に係るガスケット１１２を説明する。図１は、ガスケット１１２の一部を線画で示し、内燃エンジン（図示せず）のシリンダブロック１１６およびシリンダヘッド１１０の輪郭を示す。図２は、ガスケット１１２の一部の上部から見た図を示し、図３および図４は、シリンダブロック１１６の一部とシリンダヘッド１１０の一部との間に配設されたガスケット１１２の概略的な断面を示す。シリンダブロック１１６は、流路１４４の１つまたはそれ以上のネットワークから構成されるウォータジャケット１４４（水被膜部、図４参照）を備え、ウォータジャケットは、シリンダブロック内に鋳造され、シリンダ１１４の周囲に配置される。ウォータジャケット１４４は、温度制御流体（たとえばクーラント、水、またはクーラントと水の混合物）を保持することができる流路のネットワークを提供する。（図６、図６Ａ、および図６Ｂは、破線で追加的な流路４４を示し、流路４４が配置される平面と、図６、図６Ａ、および図６Ｂの概略的な断面図で示すように、シリンダブロック１１６が通る平面とは必ずしも同一面にはないことを示す。）

【0070】

ガスケット１１２は、任意的には１つまたはそれ以上の層を有し、図１〜図４に示すガスケット１１２において、上方外側層１１２ａ、中間層１１２ｂ、および下方外側層１１２ｃからなる３つの層を有する。層１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃは、同一の材料または異なる材料で形成してもよい。ガスケット１１２は、一連のシリンダ開口部１３２と、シリンダブロック１１６内に形成されるシリンダ１１４の周囲を封止するためのシーリング部材（封止部材）１１８とを有する（シーリング部材１１８については図２を、シリンダ１１４については図４を参照されたい。）外側層１１２ａ，１１２ｃのうちの一方または両方は、圧力により変形可能であり、その層構造（Ｖ状断面構造）によりシリンダ１１４の周囲を封止することができる。ガスケット１１２は、たとえばガスケットを貫通するように一体に成形された孔または開口（図示せず）等、ガスケット１１２をシリンダヘッド１１０および／またはシリンダブロック１１６に固定する手段を有し、こうした孔または開口にボルトまたはその他の機械的な固定部品を挿入することができる。任意的には、ガスケット１１２は、シリンダブロック１１６内の主要クーラント流路とシリンダヘッド１１０内の主要クーラント流路とを連通させるために設けられた１つまたはそれ以上のクーラント開口部１３５を有する。任意的には、ガスケット１１２は、１つまたはそれ以上のオイル流路開口部１３５ｂを有する。

【0071】

さらにガスケット１１２は、１つまたはそれ以上のガスケット開口部１２３を有する。ガスケット開口部１２３は、鋳造プロセス中にシリンダブロック１１６内に形成された「冗長な」鋳造レッグすなわち鋳造ボア１４５のボア開口部と、シリンダヘッド１１０内に形成された「冗長な」鋳造レッグすなわち鋳造ボア１３０のボア開口部１３１とを連通させるように配設されている。「冗長な」鋳造レッグ鋳造ボア１４５，１３０は、鋳造プロセスを用いて製造したシリンダヘッド１１０およびシリンダブロック１１６の製造時に形成される。「冗長な」鋳造レッグすなわち鋳造ボア１４５，１３０は、鋳造プロセスの結果として形成され、冷却システムまたはウォータジャケット１４４の流路と流体連通することができる。したがって、シリンダブロック１１６内のボアまたは孔１４５は、クーラントおよび／またはガスを含むことができる。

【0072】

ガスは、シリンダブロック１１６内のボアすなわち鋳造レッグ１４５内に集まり、滞留することを防止することができ、本願開示内容に記載のガスケット１１２内に有利に設けられたガス開口部１２３を介して、ガスを排出することができる。ガスがシリンダ１１４内に漏れることを防止するために、ガスをシリンダヘッド１１０内に直接的に制御しつつ排出することができる。したがって、１つまたはそれ以上のガスケット開口部１２３は、シリンダブロック１１６内に形成された鋳造レッグ開口部１４６と、ガスをシリンダヘッド１１０内に形成された鋳造レッグ開口部１３１との間の流体連通を実現し、好適には、ガスがシリンダブロック１１６からシリンダヘッド１１０へ自由に流れるような寸法、形状、および構造を有する。ガスケット１１２は、冗長な鋳造レッグすなわち鋳造ボア１４５と冗長な鋳造レッグすなわち鋳造ボア１３０を連通する制限流路を実現する。このようにガスケット１１２を用いて、シリンダブロック１１６の冗長な鋳造レッグすなわち鋳造ボア１４５から出て、シリンダヘッド１１０の冗長な鋳造レッグすなわち鋳造ボア１３０に入る流体（ガスおよび液体）のフローを制御および管理することができる。

【0073】

製造時、シリンダブロック１１６の鋳造レッグ１４５およびその開口部１４６の寸法、形状、および配置位置は、製造公差範囲内に入る。製造されたシリンダブロック１１６の鋳造レッグ１４５およびその開口部１４６の正確な寸法、形状、および配置位置は、製造後まで知ることはできない。同様に、シリンダヘッド１１０の鋳造レッグ１３０およびその開口部１３１の寸法、形状、および配置位置は、製造公差範囲内に入るが、シリンダヘッド１１０の鋳造レッグ１３０およびその開口部１３１の正確な寸法、形状、および配置位置は、製造後まで知ることはできない。したがって、シリンダヘッド１１０の開口部１３１は、シリンダブロック１１６の開口部１４６の上方に正確に位置合わせ、または重ね合わせることができない。実際のところ、シリンダヘッド１１０の開口部１３１とシリンダブロック１１６の開口部１４６は、互いに位置ずれし、部分的にのみ重ね合わされるか、まったく重ね合わされないことがある。有利にも、本願開示内容に記載のガスケット１１２には、細長い形状を有するガスケット開口部１２３が設けられ、このガスケット開口部は、有益にも（これらの鋳造レッグの両方が製造時の公差範囲内で製造された場合）、鋳造レッグ１３０，１４５の寸法、形状、および配置位置に関係なく、シリンダブロック１１６の鋳造レッグ１４５とシリンダヘッド１１０の鋳造レッグ１３０との間における流体連通を実現するものである。これは、図１および図１Ａに図示され、ガスケット１１２の細長い開口部１２３は、シリンダヘッド１１０のほぼ円形形状の開口部１３１およびシリンダブロック１１６の開口部１４６（一点鎖線で図示）に重複する（または重なり合う）ように図示されている。ガスケット１１２のガスケット開口部１２３の通常形状が細長く、および／または形状が延伸する（たとえば実質的な長だ円）ことに起因して、開口部１２３は、シリンダブロック１１６およびシリンダヘッド１１０の（位置合わせされず）位置ずれが生じる可能性のある開口部１４６，１３１の間における流体連通を実現することができる。

【0074】

さらに図３を参照すると、ガスケット１１２の開口部１２３は、制御ギャップ１２０を有し、制御ギャップは、上壁１０３、下壁１０５、側壁１０６ａ，１０６ｂにより構成される。制御ギャップ１２０の高さｘは、上壁１０３と下壁１０５の間の（最大、最小、または平均の）距離として定義される。特定の動作温度およびクーラント流量において、上壁１０３と下壁１０５の間に流れるクーラントの粘性抵抗が、ガスケット開口部１２３の上側部分１０７からシリンダヘッド１１０の孔１３０内へのクーラントフロー（流れ）を防止または少なくとも極力抑えるのに十分となるように、制御ギャップ１２０の高さｘが寸法設計される。制御ギャップ開口部１２３は幅ｙを有してもよい（図３）。任意的には、幅ｙは約２ｍｍ〜約６ｍｍの範囲であってもよく、好適には、ただし任意的には、約４ｍｍであってもよい。任意的には、ガスケット１１２の制御ギャップ１２０の断面形状は、２つの平行で直線的な辺および２つの半円形の端部で構成されている。

【0075】

ここで制御ギャップ１２０の構造を考えると、（制御ギャップ１２０は細長いことが好ましく、任意的には実質的に長だ円の断面形状を有するので）、高さより実質的に長く、薄い「トンネル」が形成されることが好ましい。こうしてクーラントの薄い層が制御ギャップ１２０の硬い壁の間に流れ、粘性抵抗力は、極めて大きくなり、制御ギャップ１２０に流れるクーラントを制限し、クーラントがシリンダヘッド１１０の鋳造レッグすなわち鋳造孔１３０に到達することを防止することができる。

【0076】

図示した実施形態において、制御ギャップ１２０の上壁１０３は、シリンダヘッド１１０により構成されている。別の実施形態では、上壁は、ガスケット１１２の上側層により構成される。図３に示す実施形態では、制御ギャップ１２０の下壁１０５は、ガスケット１１２の中間層１１２ｂにより構成されている。別の実施形態では、下壁は、シリンダブロック１１６またはガスケット１１２の下側材料層により構成される。好適には、ただし任意的ではあるが、図示したように、ガスケット１１２は、３つまたはそれ以上の層１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃで構成されている。ガスケットの全体的構成は、好適には一様なマルチレイヤ（複数層）構造を有するが、別の想定される実施形態では、ガスケットは、少なくともガスケット開口部１２３に近接した位置においてマルチレイヤ構造を有する。第１の層１１２ａは、中間層１１２ｂの上方に配設され、中間層１１２ｂは、第２の層１１２ｃの上方に配設されている。制御ギャップ１２０の上壁１０３は、シリンダヘッド１１０により構成され、制御ギャップ１２０の側壁１０６ａ，１０６ｂは、第１の層１１２ａにより構成され、制御ギャップ１２０の下壁１０５は、中間材料層１１２ｂにより構成されている。

【0077】

ガスケット開口部１２３は上側部分１０７と下側部分１０８とを含み、シリンダブロック１１６に設けられた少なくとも１つのボア開口部１４６と、シリンダヘッド１１０に設けられた少なくとも１つのボア開口部１３１とを流体連通させるために、上側部分１０７と下側部分１０８の一方または両方におけるガスケット開口部１２３の形状は、一般に細長い。このように、シリンダブロックの開口部１４６およびシリンダヘッドの開口部１３１の正確な配置位置とは関係なく、ガスケット開口部１２３は、一対の開口部１４６，１３１を連通させるように形成され、配置構成される（ただし、シリンダヘッド１１０の開口部１３１およびシリンダブロック１１６の開口部１４６が予定された製造公差範囲内で製造される必要はある。）。図３に示す構成において、ガスケット開口部１２３の上側部分１０７は、その形状が細長い。ガスケット開口部１２３の下側部分１０８は、シリンダブロック１１６の鋳造レッグ開口部１４６に連通するように構成され、制御ギャップ１２０の幅ｙより実質的に小さい幅を有する。任意的には、鋳造レッグ開口部１４６は、ほぼ円形の断面形状を有する。想定されるように、別の実施形態では、ガスケット開口部１２３を対向するように構成してもよい。想定されるように、こうした実施形態では、ガスケット開口部１２３の下側部分１０８の形状は細長く、ガスケット開口部１２３の上側部分１０７は、シリンダヘッド１１０の鋳造レッグ開口部１３０と連通するように構成されるものであるが、制御ギャップ１２０の幅ｙより実質的に小さい幅を有し、ほぼ円形の断面形状を有してもよい。

【0078】

使用時、ガスケット１１２の外側層１１２ｃは、シリンダヘッド１１０とシリンダブロック１１６の間に配置されたとき（このときガスケット１１２は有効なシーリングを構成することができる。）、いくぶん圧縮される（すなわち形状が変化する）ように構成してもよい。ただし、ガスケット１１２のもう一方の外側層および／またはガスケット１１２の中間層１１２ｂは、圧縮されないことが好ましい。このようにして、制御ギャップ１２０の高さｘを維持し、好適には約０．７ｍｍ以下に維持される。任意的には、外側層１１２ａ，１１２ｃおよび中間層１１２ｂのすべてをスチール（鋼）で構成してもよく、圧縮されない。

【0079】

さらに図示された実施形態に係るガスケット２１２の開口部２２３の制御ギャップ２２０が図５Ａの断面図に図示されており、二重層ガスケット２１２からなる制御ギャップ２２０が概略的に図示されている。制御ギャップ２２０は、シリンダヘッド（図示せず）の直近に配置された上方外側層２１２ａに形成されている。ガスケット開口部２２３は、第１の材料層２１２ａと第２の材料層２１２ｂとを有する。第１の層２１２ａは、第２の層２１２ｂの上面上に配置され、制御ギャップ２２０の上壁２０３がシリンダヘッドにより構成され、制御ギャップ２２０の側壁２０６ａ，２０６ｂが第１の材料層２１２ａにより構成され、制御ギャップ２２０の上壁２０３が第２の材料層２１２ｂの上面により構成されている。

【0080】

任意的には、他の想定される実施形態では、ガスケットが第１および第２の材料層からなり、第１の層が第２の層の上に配置され、制御ギャップの上壁が第１の材料層の下面により構成され、制御ギャップ２２０の側壁が第２の材料層により構成され、制御ギャップの下壁がシリンダブロックにより構成される。

【0081】

図５Ｂにおいて、単一層ガスケット３１２が概略的に図示されており、制御ギャップ３２０は、単一層ガスケット３１２内に一体化した凹部として形成されている。任意的には、ガスケット３１２は、単一材料層３１２ａを有し、制御ギャップ３２０の上壁３０３がシリンダヘッドにより構成され、制御ギャップ３２０の下壁３０５が単一材料層の凹部により構成される。

【0082】

別の想定される実施形態では、ガスケットは、単一材料層を有し、制御ギャップの上壁が単一材料層の凹部により構成され、制御ギャップの下壁がシリンダブロックにより構成される。

【0083】

図５Ｃにおいて、別の想定される変形例に係るガスケット３１２が図示されており、このガスケット３１２は、複数の制御ギャップを有し、とりわけ２つの制御ギャップ３２０ａ，３２０ｂを有する。上側制御ギャップ３２０ａは、マルチレイヤ（複数層）構造のガスケット３１２の上方外側層３１２ａ内に形成されている。下側制御ギャップ３２０ｂは、マルチレイヤ（複数層）構造のガスケット３１２の下方外側層３１２ｃ内に形成されている。複数の制御ギャップ３２０ａ，３２０ｂを設けることにより、シリンダブロック３１６の鋳造レッグ３４５からシリンダヘッド３１０の鋳造レッグ３３０へのクーラントのフロー（流れ）を制限するガスケット３１２の機能を向上させることができる。別の想定されるガスケット構成では、複数の制御ギャップが設けられ、マルチレイヤ構造のガスケットの最も外側の層に配置されてもよいし、配置されていなくてもよい。

【0084】

図５Ｄでは、さらに別の想定される変形例に係るガスケット４１２が図示されており、制御ギャップ４２０の複数の表面が処理され、無秩序化され、凸凹にし、不規則に形成し、粗面化し、制御ギャップ４２０内のクーラントのフロー（流れ）をさらに制限するように成形または仕上げられている。任意的には、制御ギャップ４２０の底面４０５は（３層構造における中間層４１２ｂの上面により構成されるものであってもよい）、均一の大きさおよび分布を有するか、もしくは有さない一連のランプ（こぶ）またはバンプ（突起）を有する。これらのランプ（こぶ）またはバンプ（突起）は、摂動部ともいい、クーラントの温度が低い場合、および／またはクーラントの流量が小さい場合、エンジンおよび１つまたはそれ以上のエンジン部品が最適動作温度範囲まで（摂動部を有さない場合に比して）より迅速に十分にウォームアップされる（温められる）ように、制御ギャップ４２０のフロー（流れ）を抑制するように作用する。

【0085】

駆動に伴いエンジンブロック１１６の温度が上昇し、許容可能な動作範囲内にエンジン温度を維持するために冷却システムが必要となる。エンジンを冷えた状態から始動するとき、エンジン内の潤滑液（たとえばシリンダ１１４内で移動するピストンの周囲に配置されたオイル１６２等、図４参照。）は、その温度があまりに低く、効率的または最適な状態で動作させることはできない。この理由およびその他の理由から、エンジンを迅速にウォームアップできることが好ましい。典型的には、エンジンが始動するとすぐに、冷却システムは作動するので、エンジンは直ちに冷却されることになる。しかしながら、最適な駆動温度に達するまでの十分な時間が経過するまで、冷却システムが十分に動作することを遅らせることが好ましい。これを実現するために、クーラントの流れを遅延または抑制し、水通路開口部１３５を閉じて遮断し、または制限することができる。さらに、エンジンをより迅速にウォームアップできるように、制御ギャップ１２０を用いて、鋳造ボア開口部１４６，１３１を自由に流れるクーラントを制限的に制御することが有利である。クーラントの自由な流れを制限することにより、クーラントは、シリンダブロック１１６内に滞留し、エンジン駆動により加熱される。したがって、エンジン内の潤滑液および他のエンジン部品は、より迅速にウォームアップすることができる。エンジンが十分な駆動温度（その温度はエンジン設計によって異なる）になるまでウォームアップすると、クーラントは再び自由に流れることができ、エンジン温度を安全な温度範囲内に制御し、維持するように冷却システムを効率的に機能させるためには、クーラントの自由な流れが必要となる。この時点で、ガスケット１１２内の制御ギャップ１２０はクーラントの流れを許容する。

【0086】

ウォームアップ段階中にクーラントの流れを制限するために、本願開示内容に記載のガスケット１１２は、有利にも、制御ギャップ１２０を有する。制御ギャップ１２０は、ガスケット開口部１２３内に形成される。制御ギャップ１２０は、クーラントの自由な流れを抑制する比較的に薄い流路を画定する。制御ギャップ１２０の上壁１０３および下壁１０５の硬い表面により画定された境界面は、クーラント液が制御ギャップ１２０の上壁１０３および下壁１０５を通過しようとするとき、クーラント液の粘性抵抗力に起因する効果をクーラントの流れにもたらす。エンジンの温度が低いとき、クーラント液の粘性は十分に高く、その粘性抵抗力は、クーラント液を制御ギャップ１２０内に保持し、（鋳造レッグまたは鋳造孔１３０を介した）シリンダヘッドへの自由な流れを制限する上で十分に大きい。ガスの粘性は、十分に小さく、開口部１２３に形成された制御ギャップ１２０を介して自由に通過することができるので、ガスの任意の流量および温度において、開口部１２３を介してシリンダヘッド１１０の鋳造レッグ１３０から排気することができる。より高い温度では、クーラントの粘性は低減し、クーラントの流れの性質も同様に変化し、クーラントは制御ギャップ１２０の中を自由に流れることができる。これは、クーラントが制御ギャップ１２０を通って流れるのに十分な温度に達すると、エンジンが「ウォームアップ」され、駆動温度に達するためであるので有利なことである。
２つの極端な場合（クーラントが制御ギャップ１２０の中をまったく流れない場合と、制御ギャップ１２０を通って自由に流れる場合）の間において、ある程度のクーラントが制御ギャップ１２０から漏れ出すことはあるが、それでもクーラント液の流れが実質的に制限されるので、エンジンはより迅速にウォームアップすることができる。

【0087】

本願開示内容に係るさらに別の実施形態では、温度管理システム１００が提供される。可能ならば同様の参照符号を用いて上記説明し、上述の符号で引用した構成要素を図示する。ただし、明細書の先の部分で上記説明した構成要素と、以下説明する冷却システムの構成要素とを区別するために、参照符号は先のものから「１００」を差引いたものを用いることがある。

【0088】

図６は、車両（図示せず）の内燃エンジン（一部のみ図示）のための温度管理システム１００を概略的に示す。温度管理システム１００のほとんどの動作状態において、温度管理システム１００は冷却システムとして機能する。ただし、第１の動作モード中（すなわちエンジンのウォームアップ段階中ともいう。）、温度管理システム１００が冷却システムとして機能することは好ましくなく、温度管理システム１００は、初期の始動段階時では、温度維持システムまたは加熱システムとして機能することが有利である。本願明細書を通して、冷却システム１００と温度管理システム１００の用語は、置換可能に用いられるが、理解されるように、適当な場合には、冷却システム１００は、温度維持システムおよび／または加熱システムも同様に含むものと解釈されるべきである。

【0089】

温度管理システム１００は、内燃エンジンのシリンダブロック１６（ブロックともいう。）およびシリンダヘッド１０（ヘッドともいう。）の内部で用いられ、これと一体に形成される。シリンダブロック１６および／またはシリンダヘッド１０はそれぞれ鋳造部品であってもよく、任意的にはアルミニウムで鋳造されたものであってもよい。シリンダブロック１６は、ピストンロッド４２に連結されたピストンを収容するための１つまたはそれ以上のシリンダ１４を有する（図示された実施例では、４つのシリンダがインライン４気筒構成すなわち直列４気筒構成に配置され、別の実施形態では他の構成およびピストン数が想到される。）。ピストン６０は（広く知られているように）、たとえばオイル等の潤滑剤６２に支援されて、シリンダ１４内を移動でき、潤滑剤はピストン６０の周囲に保持され、任意的には１つまたはそれ以上のピストンリング（図示せず）により保持されている。

【0090】

第１の動作状態すなわちウォームアップ段階中、内燃エンジンは十分な量の熱を生成していないので、エンジン構造を保護するために、シリンダブロック１６および／またはシリンダ１４および／またはシリンダヘッド１０を冷却する必要はない。内燃エンジンのための既知の冷却システムにおいて、冷却システムはエンジンにより駆動され、エンジンが始動するとすぐに冷却システムとして機能する。しかしながら、有利なことに、本発明に係るシステム１００は、ウォームアップ段階中、温度管理システムにより、エンジンブロック１６およびその構成部品（たとえば潤滑剤６２）が燃料の燃焼で生成される熱エネルギを保持し、シリンダをたとえば約７０℃〜約９０℃の最適な駆動温度に維持することができるように構成されている。

【0091】

これを実現するために、温度管理システム１００は、（上述したような）制御ギャップ２０を有するガスケット１２を備え、ガスケットは、少なくともウォームアップ段階中、１つまたはそれ以上の鋳造レッグ、鋳造孔、または排出孔１３０からのクーラントの流出を制限するように構成されている。このシステム１００は、異なる流量を出力するよう構成された制御可能なポンプ４０を備える。

【0092】

ポンプ４０は、ウォームアップ段階中、小さいまたはゼロの流量を出力するように制御可能である。ポンプ４０は、これにより出力される流量が徐々に（たとえば段階的に、またはほとんど連続的に変化する程度に頻繁に段階的に）増大するように制御することができる。このようにポンプ４０は、ウォームアップ状態と最大冷却状態の間で、制御可能で漸次的に調整することができる。ウォームアップ状態と最大冷却状態の間で、ポンプ４０は、これらの状態の範囲で制御可能であってもよい。ポンプ４０は、ウォームアップ状態にあるとき、ゼロまたは小さい流量を出力する。ポンプ４０は、最大冷却状態にあるとき、最大の流量を出力する。このようにポンプ４０は、少なくとも２つの異なる流量で動作するように構成され、たとえばポンプ周波数または（往復運度ポンプの場合）ピストンストロークの長さを調整し、あるいはモータ速度を調整することにより、（遠心ポンプ４０のブレードまたはパドルの上方に配置されたスリーブを用いて）ポンプを物理的に遅延させて、異なる流量で動作する。こうして、ポンプ４０から出力される流量を制御することができる。

【0093】

有利にも、流量が小さいとき、ガスケット１２，１１２，２１２，３１２，４１２の制御ギャップ２０，１２０，２２０，３２０，４２０を通過しようとするクーラントの粘性抵抗力の効果は、調整可能なポンプ４０から出力される小さい流量とともに増大し、制御ギャップ２０，１２０，２２０，３２０，４２０は、クーラントがガスケット１２，１１２，２１２，３１２，４１２を通ってシリンダブロック１１６からシリンダヘッド１１０へ流れることを制限することに対して相乗効果を呈する。

【0094】

図６をより詳細に参照すると、（典型的にはクーラント液の態様にある）クーラントがポンプ４０からシリンダブロック１６へ供給できるように、図示された温度管理システム１００は、シリンダブロックに設けられた第１のインレット（入口）４６を有する。シリンダブロック１６は、この図示された実施形態では、シリンダブロック１６内に形成された１つまたはそれ以上のウォータジャケット通路４４に接続された１つまたはそれ以上の孔または鋳造レッグ４５を有する。第１のアウトレット（出口）５２が設けられ、任意的には、第１のインレット４６に対してシリンダブロック１６の対向側面に設けられる。クーラントは、１つまたはそれ以上のウォータジャケット通路４４から出て、アウトレット５２から出ることができる。バルブ５４を第１のアウトレット５２に隣接して設け、閉口状態において、バルブ５４は、ポンプ４０から、シリンダブロック１６内の１つまたはそれ以上のウォータジャケット通路４４を介して閉口バルブ５４まで延びる流路を中断させることができる。この流路を第１の流路１０２という。

【0095】

シリンダヘッド１０は、クーラントがポンプ４０からシリンダヘッド１０を通り、帰還パイプ２１を介してポンプ４０に戻ることを可能にする別の流路１０４（第３の流路１０４という。）を有する。シリンダヘッド１０は、クーラントをポンプ４０からシリンダヘッド１０内に形成されたウォータジャケットに送出できるように設けられた第２のインレット（入口）４８および第２のアウトレット（出口）５０を有する。また流路１０４は、１つまたはそれ以上の流出孔すなわち鋳造孔３０を有する。

【0096】

ガスケット１２は、シリンダヘッド１０とシリンダブロック１６の間に配置される。ガスケット１２は、（上述したように）シリンダ１４とバルブ３６の周囲をシーリング（封止）するための一連のシール開口部３２を有する。制御ギャップ２０はそれぞれ、シリンダブロック１６の孔またはボア４５と、（上述したような）シリンダヘッド１０の孔またはボア４５との間の制限通路を提供するように構成される。さらに、このシステム１００は、温度制御流体から熱を取り除くための熱交換器または放熱器（図示せず）を有してもよい。

【0097】

図６Ａおよび図６Ｂに示すように、このシステム１００は、以下の３つの流路が利用可能であるように構成されている。
ｉ）ポンプ４０から、シリンダブロック１６への第１のインレット４６に入り、シリンダブロック１６内に形成された１つまたはそれ以上のシリンダジャケット４４を通り、バルブ５４で中断する第１の流路１０２（図６Ａ参照）。
ii）ポンプ４０から、シリンダヘッド１０への第２のインレット４８に入り、１つまたはそれ以上の孔またはボアまたはレッグ３０を通って、第２のアウトレット５０を介してシリンダヘッド１０から出て、（放熱器を通過する）帰還パイプ２１を介してポンプ４０に帰還する第２の流路１０４（図６Ａおよび図６Ｂ参照）。
iii)ポンプ４０から、シリンダブロック１６への第１のインレット４６に入り、シリンダブロック１６内に形成された１つまたはそれ以上のシリンダジャケット４４を通り、シリンダブロック１６の第１のアウトレット５２から出て、バルブ５４を通り、帰還パイプ２１を介してポンプ４０に帰還し、１つまたはそれ以上の孔またはボア４５を通り、ガスケット２３の制御ギャップ２０を通り、第２の流路の一部を通ってポンプ４０に帰還する第３の流路１０６（図６Ｂ参照）。

【0098】

ピストン６０のシリンダ１４内での滑動を支援する上での潤滑剤６２の有効性は、少なくとも部分的には潤滑剤の温度により決定される。したがって、初期の始動段階にある期間、たとえば約５分であってもよいが、本願開示内容によれば、潤滑剤６２を温め、または加熱することができる。これを実現するためには、初期始動段階中、ウォータジャケット４４内のクーラントが流れることを制限する。したがってクーラントは、システム１００内で循環するより冷たい温度管理液体と置換されず、温度管理液体が放熱器により冷却されることはない。これを実現するために、バルブ５４を閉じ、ポンプ４０をより小さい流量で駆動して、第１の流路１０２を用いる。バルブ５４を閉じているので、クーラントの循環および流れは制限される。さらに、クーラントがシリンダヘッド１０内へ流れることを防ぐ点で、ガスケット１２の制御ギャップ２０は、第１の流量がより小さいとき、よりいっそう効果的である。これは、流量（速度）が小さいほど、１つまたはそれ以上の制御ギャップ２０内にある温度管理液体の粘性抵抗効果は大きくなり、制御ギャップ２０からすべての温度管理液体が流出することを防ぐのに十分に強くなるためである。これにより、ウォームアップ段階中、冷却剤が循環しないため冷却されず、１つまたはそれ以上のウォータジャケット４４に含まれる冷却剤が昇温し、少なくとも潤滑剤６２に近接する各シリンダ１４の周囲において、潤滑剤に対する（冷却ジャケットではなく）保温ジャケットを提供することができる。

【0099】

潤滑剤６２が好適な温度に達し、および／または所定の時間（たとえば約５分間）が経過すると、システム１００は、クーラントが第２および第３の流路１０４，１０６を通ってシステム１００の周囲を循環し、放熱器により冷却され、エンジンを冷却するように動作できるように構成される。バルブ５４を開いて（開口させて）、第２および第３の流路１０４，１０６を用いる。

【0100】

理解されるように、本発明の範疇において、さまざまな変形例が想到され、たとえば
シリンダヘッドの鋳造ボアと、これにほぼ対向してシリンダブロックに配置され、任意的には寸法の異なる鋳造レッグとの間を連通させる制御ギャップの有利な特徴を、独立して、たとえば調整可能に制御されるポンプ等の本発明の他の追加的な有益な態様を用いることなく、利用することができる。

【0101】

さらに、冗長鋳造ボアを連通させるガスケットに対して、制御ギャップに関連付けて、本発明について説明してきたが、理解されるように、本願開示内容に係る制御ギャップは、他のタイプの液体を、他のタイプの流路間で、他のタイプの用途において制限的または選択的に利用することができる。

【0102】

本発明の他の実施形態において、想定されるように、シリンダヘッドおよび／またはシリンダブロックは、たとえばスチール（鋼）等のアルミニウム以外の材料で構成してもよい。本発明の他の実施形態では、想定されるように、シリンダヘッドおよび／またはシリンダブロックは、互いに異なる材料で形成してもよい。

【0103】

他の実施形態において、想定されるように、ガスケット開口部は２つの領域を有し、いずれか一方または両方の領域は、シリンダヘッドにあるレッグ開口部とシリンダブロックにあるレッグ開口部の相対的な配置位置に関係なく、制御ギャップとして機能することができる。たとえばシリンダヘッドの開口部とシリンダブロックの開口部の位置がずれる傾向とは関係なく、第１の制御ギャップは、クーラントの流れを止めるのに効果的であってもよく、または第２の制御ギャップを利用してもよい。想定される実施形態において、第１の制御ギャップは、シリンダヘッドにより構成される上壁と、第１の層により構成される側壁と、中間材料層により構成される下壁とを有し、第２の制御ギャップは、中間材料層により構成される上壁と、中間材料層により構成される側壁と、シリンダブロックにより構成される下壁とを有する。

【0104】

本願明細書で用いられる「ボア」、「鋳造ボア」、「レッグ」、「鋳造レッグ」、「孔」、「流出孔」は、シリンダブロックおよびシリンダヘッドの内部の形成物を意味する。こうした形成物は、通常、円筒断面形状を有し、その径は、一定または不定であってもよく、中空内部にはガスおよび／またはクーラントが集まるものであってもよい。これらの形成物は、シリンダヘッドおよびシリンダブロックのウォータジャケット（冷却システムの一部を構成する流路ネットワーク）の一部を構成するものでも、構成しないものであってもよい。「ボア」の用語が用いられる文脈において、ピストンが往復運動するシリンダとは異なるものである。シリンダは、シリンダボアまたはピストンボアを意味する場合があるが、いずれの用語もいくつかの文脈において「ボア」と短縮されることがある。

【0105】

理解されるように、本願開示内容に記載のガスケットは、冗長な鋳造ボアである冗長な中空形成物を有する内燃エンジンにおいて有益な実用性を有する。冗長な鋳造ボアは、鋳造金型がレッグ、突起物、または突出物を有し、これらの隆起物が反転して、シリンダヘッドおよび／またはシリンダブロックのボア、孔、中空物等の形成物を形成する。

【符号の説明】

【0106】

１０３…上壁、１０５…下壁、１０６ａ，１０６ｂ…側壁、１１０…シリンダヘッド、１１２…ガスケット、１１２ａ…上方外側層、１１２ｂ…中間層、１１２ｃ…下方外側層、１１６…シリンダブロック、１１８…シーリング部材（封止部材）、１２０…制御ギャップ、１２３…ガスケット開口部、１３０…冗長な鋳造レッグ（鋳造ボア）、１３１…開口部、１３２…シリンダ開口部、１３５…クーラント開口部、１３５ｂ…オイル流路開口部、１４４…ウォータジャケット（流路）、１４５…冗長な鋳造レッグ（鋳造ボア）、１４６…開口部。

【図1】

【図1A】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図5D】

【図6】

【図6A】

【図6B】