JP2006207459A - 内燃機関の冷却構造及び水路形成部材 - Google Patents

Abstract

【課題】 各シリンダボア間に冷却水通路を備えない多気筒エンジンであっても、このシリンダボア間を高効率且つ均一に冷却することができる内燃機関の冷却構造及びその構造を得るための水路形成部材を提供する。
【解決手段】 シリンダブロックのウォータジャケット内にジャケットパーティション１２を装着して、このウォータジャケット内を、シリンダバレル２に冷却水を直接接触させる上側水路２６、シリンダバレル２から遮熱された状態で冷却水を流す下側水路２４、シリンダブロックのサイアミーズ部に沿って鉛直上方に延び且つ下側水路２４に連通するサイアミーズ水路１６に区画する。シリンダバレル２から遮熱されることで低温度に維持された下側水路２４内の冷却水の一部がサイアミーズ水路１６に流れ込むことにより、シリンダブロックのサイアミーズ部を効果的に冷却する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、例えば自動車用エンジン等の内燃機関を冷却水によって冷却するための構造及びその構造を得るために冷却水通路（以下、ウォータジャケットという）内に配設される水路形成部材に係る。特に、本発明は、内燃機関の冷却を高効率で且つ均一に行うための対策に関する。

従来より、自動車用等として適用される多気筒エンジンにあっては、その小型軽量化や全長（シリンダ列方向の長さ）の短縮化を図るために、シリンダブロックにおいて互いに隣り合うシリンダボア同士を結合した所謂「サイアミーズ構造」のものが知られている。

このサイアミーズ構造のシリンダブロックは、各シリンダボア間（隣り合うシリンダボア同士が最も近接する領域、以下、この部分をサイアミーズ部と呼ぶ）の寸法が短いため、一般には、このサイアミーズ部には冷却水路が形成されていない。このため、特に、このサイアミーズ部での温度上昇が懸念されるものである。特に、燃焼室からの熱を直接受けるシリンダブロック上端部周辺のサイアミーズ部にあってはかなり高温になる。

近年、普及しつつあるアルミニウム合金製のシリンダブロックの場合、２００℃を越えるとその材料強度が十分に得られなくなる可能性があるが、このアルミニウム合金製のシリンダブロックにサイアミーズ構造を採用した場合には、上記サイアミーズ部上端部において２００℃を越える可能性があり、また周囲との温度差から熱歪みが懸念される。この熱歪みが生じた場合、シリンダボアの真円度が悪化して、ピストンリングとシリンダ内壁（シリンダライナ内面）との隙間から潤滑オイルが燃焼室内に流れ込んでオイル消費量が増大したり、ブローバイガスの量が大幅に増大してしまう等といった不具合を招くことになる。図１２は、サイアミーズ構造のシリンダブロックを使用したエンジンを運転した場合のサイアミーズ部周辺の温度分布（シリンダ列方向に対して直交する断面における温度分布）の一例を示している。また、図１３は、同部分のウォータジャケット内における冷却水の流速分布の一例を示している。図１２から明らかなように、サイアミーズ部の上端部では２００℃近くに達しており、この部分での熱歪みが懸念される状況となっている。また、シリンダブロックの冷却性能はウォータジャケット内における冷却水の流速によって左右されるが、図１３から判るようにシリンダブロックの上端部付近では冷却水の流速が低く、これも、サイアミーズ部上端部の冷却を十分に行うことができない要因の一つになっている。

この点に鑑み、下記の特許文献１及び特許文献２では、サイアミーズ構造のシリンダブロックに対し、サイアミーズ部の一部分を横断するように冷却水通路を形成し、この冷却水通路に冷却水を流すことによってサイアミーズ部の冷却が行えるようにした提案がなされている。また、下記の特許文献３には、サイアミーズ部を横断するように鋳込まれた板ケレンの両端をウォータジャケットに突出させ、その突出部分のうちサイアミーズ部に近い箇所に水平方向に貫通する通水孔を形成した構成が開示されている。つまり、この通水孔に冷却水を案内することによってサイアミーズ部近傍に冷却水を流れ込ませ、これによりサイアミーズ部の冷却効率が高められるようにしている。
特開平５−３２１７５３号公報 特開平６−８１６４４号公報 実開平６−８３９４０号公報

しかしながら、特許文献１や特許文献２に開示されているようにサイアミーズ部を横断する冷却水通路を形成する場合、この冷却水通路の流路面積をある程度（十分な冷却性能が得られる程度に）確保しながらシリンダライナを含めたシリンダブロックの剛性を高く維持しようとすると、シリンダブロック全長の短縮化を図るには限界がある。

一方、特許文献３に開示されているように、板ケレンの両端に通水孔を形成する構成の場合、各シリンダボア同士の間に介在する板ケレンの厚み寸法だけシリンダブロック全長が長くなってしまい（例えば直列６気筒エンジンの場合、シリンダブロック全長は板ケレンの厚み寸法の５倍分も長くなる）、この場合にもシリンダブロック全長の短縮化を図るには限界がある。

そればかりでなく、この特許文献３のものでは、冷却水はシリンダ列方向（水平方向）に流れることになるため、特定のシリンダの上端部周辺の冷却性能が劣ってしまうことになる。詳しく説明すると、例えば直列４気筒エンジンの場合、ラジエータからの冷却水はウォータジャケット内を第１番気筒から第４番気筒に向かって水平方向に流れることになる。この際、第１番気筒と第２番気筒との間のサイアミーズ部の上端部周辺には比較的温度の低い冷却水が流れる状況となっており、この冷却水の温度とサイアミーズ部の温度との差が大きいためにサイアミーズ部は効率良く冷却される。このサイアミーズ部の上端部周辺を冷却した冷却水は、そのまま水平方向に流れて、第２番気筒と第３番気筒との間のサイアミーズ部の上端部周辺を冷却した後に、第３番気筒と第４番気筒との間のサイアミーズ部の上端部周辺に流れ込む。この際、既に冷却水はかなりの高温度に達しており、この冷却水の温度とサイアミーズ部（第３番気筒と第４番気筒との間のサイアミーズ部）の温度との差は極端に小さくなっている。このため、この第３番気筒と第４番気筒との間のサイアミーズ部の上端部周辺を十分に冷却することは困難になる。

尚、上記シリンダブロックに形成されているウォータジャケットは、ガスケットに形成されている開口を経てシリンダヘッドのウォータジャケットに連通しており、シリンダブロックからシリンダヘッドに向かう冷却水の流れが生じるようになっている。つまり、この冷却水の流れ（上方に向かう流れ）によってサイアミーズ部の上端部周辺を冷却することができる構成となっている。しかしながら、上述した如く、シリンダブロックに形成されているウォータジャケット内の冷却水流れの最下流端に位置する気筒（上述の場合は第４番気筒）付近のサイアミーズ部の上端部周辺にはかなり高温度の冷却水が流れており、しかも、その流速はウォータジャケット内の圧力損失等によって低下している。その結果、特定のシリンダの上端部周辺の冷却性能が劣るといった状況を避けることはできない。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、各シリンダボア間に冷却水通路を備えない多気筒エンジンであっても、このシリンダボア間を高効率且つ均一に冷却することができる内燃機関の冷却構造及びその構造を得るための水路形成部材を提供することにある。

上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決手段は、多気筒内燃機関のシリンダボアの外周囲を囲むように形成された冷却水通路を備え、シリンダ列方向に沿って冷却水を流すことによってシリンダを冷却する内燃機関の冷却構造を前提とする。この内燃機関の冷却構造に対し、互いに隣り合うシリンダボア同士の境界部分近傍における冷却水通路の一部を、その冷却水通路におけるシリンダ軸線方向のクランク側から燃焼室側に向けて冷却水を流通させる分岐水路として形成している。つまり、上記サイアミーズ構造の内燃機関の場合にあっては、シリンダボア同士の境界部分である上記サイアミーズ部近傍においては、その下端近傍位置から上端に向けて冷却水を流通させることによってサイアミ
ーズ部を冷却するようにしている。

この特定事項により、燃焼室から離れた位置を流れることで比較的低温度である冷却水通路の下端部分（クランク側）の冷却水をサイアミーズ部近傍に流すことができ、このサイアミーズ部を効果的に冷却できる。また、このサイアミーズ部を冷却するための冷却水を流す分岐水路は、シリンダボア同士の境界部分近傍における冷却水通路の一部として形成されており、その流路断面積は比較的小さくなっている。このため、この分岐水路には高い流速で冷却水を流すことができ、サイアミーズ部の冷却効果を高めることができる。このように、本解決手段によれば、サイアミーズ部を横断する冷却水通路を形成することなく、また、冷却水通路の下端近傍位置を流れている比較的低温度の冷却水をサイアミーズ部の上端に向けて流すことができるため、シリンダブロック全長の短縮化を図りながらも、シリンダブロックの上端部分（燃焼室側）を効率良く冷却することが可能になりシリンダブロック全体を均一に冷却することができる。

上記各水路の構成としてより具体的には以下のものが掲げられる。つまり、冷却水通路を、シリンダ列方向に沿って延びる仕切部材により、シリンダボアの燃焼室側部分（直列エンジンの場合には上側部分）をシリンダ列方向に沿って冷却水を流す燃焼室側水路と、シリンダボアのクランク側部分（直列エンジンの場合には下側部分）をシリンダ列方向に沿って冷却水を流すクランク側水路とに区画する一方、分岐水路を上記クランク側水路に連通して形成している。

このように各水路を形成するために冷却水通路内には水路形成部材が配設されている。そして、上記燃焼室側水路は、水路形成部材と冷却水通路におけるシリンダボア側の側壁との間で形成されている一方、クランク側水路は、水路形成部材と冷却水通路におけるシリンダボア側とは反対側の側壁との間で形成されている。

この特定事項によれば、燃焼室側水路を流れる冷却水は、シリンダボア側の側壁に直接的に接触されてシリンダボアを冷却する。このシリンダボアの燃焼室側部分は燃焼室が近いため比較的高温度になっており、冷却水との温度差を大きく取ることができて各気筒それぞれにおいて効果的に冷却が行われる。一方、クランク側水路を流れる冷却水は、シリンダボア側の側壁から遮熱された状態で流れるため、このクランク側水路を流れている間の温度上昇は僅かである。つまり、このクランク側水路から分岐水路に導入される冷却水の温度を低く維持することができ、サイアミーズ部を効果的に冷却することが可能になる。

尚、上述した各解決手段が適用される内燃機関として具体的にはサイアミーズ構造のシリンダブロックを備えた内燃機関が掲げられる。このサイアミーズ構造のシリンダブロックを備えた内燃機関は、一般的にシリンダボア同士の間（サイアミーズ部）には冷却水路が形成されないため、このサイアミーズ部での温度上昇が懸念されるものであった。特に、燃焼室からの熱を直接受ける上端部（燃焼室側部分）周辺にあってはかなり高温になることが懸念されていた。このような内燃機関に上述した解決手段を適用することにより、サイアミーズ部、特にその上端部周辺での温度上昇が緩和でき、熱歪み等の不具合を回避することが可能となる。

尚、上記冷却構造を得るために冷却水通路内に配設される水路形成部材も本発明の技術的思想の範疇である。つまり、多気筒内燃機関のシリンダボアの外周囲を囲むように形成された冷却水通路の内部に配設されて、この冷却水通路内に複数の水路を区画形成するための水路形成部材であって、シリンダボアの燃焼室側部分をシリンダ列方向に沿って冷却水を流す燃焼室側水路を形成する燃焼室側水路形成部と、シリンダボアのクランク側部分をシリンダ列方向に沿って冷却水を流すクランク側水路を形成するクランク側水路形成部
と、このクランク側水路に連通し且つ互いに隣り合うシリンダボア同士の境界部分において冷却水通路のクランク側位置から燃焼室側に向けて冷却水を流通させる分岐水路を形成する分岐水路形成部とを備えたものである。

本発明では、燃焼室から離れた位置を流れることで比較的低温度である冷却水をシリンダボア間の燃焼室近傍付近に流すことができ、サイアミーズ構造の内燃機関にあっては、そのサイアミーズ部を効果的に冷却することができる。また、このサイアミーズ部を冷却するための冷却水を流す分岐水路は、シリンダボア同士の境界部分近傍における冷却水通路の一部として形成されており、その流路断面積は比較的小さくなっているため、この分岐水路には高い流速で冷却水を流すことができ、サイアミーズ部の冷却効果を高めることができて、シリンダブロックを均一に冷却することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、サイアミーズ構造で成る自動車用直列４気筒ガソリンエンジンに本発明を適用した場合について説明する。

−シリンダブロックの構成−
図１は、本実施形態に係る直列４気筒エンジンの各シリンダボア４，４，…及びその周辺部を示すシリンダブロック１の平面図であって、シリンダ列とウォータジャケット（冷却水通路）６の配置状態とを示している（シリンダブロック１の外縁形状については省略している）。図２は、本実施形態の特徴とする部材であって上記ウォータジャケット６内部に装着されるジャケットパーティション（水路形成部材）１２を示す側面図である。図３は、図２におけるIII矢視図である。ここでは、図１において左端に位置する気筒を第
１番気筒♯１とし、その右側に位置する気筒を第２番気筒♯２、更に、その右側に位置する気筒を第３番気筒♯３、そして、右端に位置する気筒を第４番気筒♯４として説明する。また、図１における下側を吸気側とし、上側を排気側として説明する。気筒番号や吸排気の形態はこれに限るものではない。

本実施形態に係る直列４気筒エンジンの構成部材であるシリンダブロック１は、アルミニウム合金製であって、図１に示すように、直列状態で配置された４個のシリンダバレル２，２，…が一体成形されて成るサイアミーズシリンダバレル３を備えている。そして、各シリンダバレル２，２，…の内面にはシリンダボア４の内面を形成するシリンダライナ５がそれぞれ鋳込まれている（図１におけるIV-IV線に沿った断面図である図４参照）。

また、本実施形態に係るシリンダブロック１は、オープンデッキ型に構成されている。つまり、シリンダブロック１の頂面（シリンダヘッド１０（図４参照）の組み付け面）にウォータジャケット６が開放されていると共に、このウォータジャケット６が、上記サイアミーズシリンダバレル３の略全周囲を囲むようにシリンダブロック１の外壁とサイアミーズシリンダバレル３との間に形成されている。

つまり、このウォータジャケット６は、図１の如く、各シリンダバレル２，２，…の外周面である円筒面形状に沿って延びるメインジャケット領域Ａと、互いに隣り合うシリンダバレル２，２同士の間に形成されて冷却水の流れ方向が変化するサイアミーズジャケット領域Ｂ（平面視において略Ｖ字状の凹部で形成された領域）とを備えた構成となっている。

また、ウォータジャケット６には、図示しないラジエータからの冷却水が導入される冷却水入口通路６１がシリンダ列方向の一端側（図１における左端側）、つまり、第１番気
筒♯１の近傍に形成されている。そして、ウォータジャケット６における冷却水の主な流れとしては、この冷却水入口通路６１から導入された冷却水が各シリンダバレル２，２，…の配列方向に沿ってサイアミーズシリンダバレル３の片側（図１における下側である吸気側）を第１番気筒♯１から第４番気筒♯４に向かって流れ、この第４番気筒♯４の外周囲に沿って流れ方向が反転した後、再び、各シリンダバレル２，２，…の配列方向に沿ってサイアミーズシリンダバレル３の他方の片側（図１における上側である排気側）を第１番気筒♯１に向かって流れるようになっている（その他の流れ（分岐流）については後述する）。そして、この第１番気筒♯１の周囲に戻った冷却水は、この第１番気筒♯１の近傍に形成された出口８，９からシリンダヘッド１０に向かって導出されることになる。シリンダブロック１とシリンダヘッド１０との間にはガスケット１１（図４参照）が介在されており、上記出口８，９は、このガスケット１１及びシリンダヘッド１０にそれぞれ形成されていて、シリンダブロック１からシリンダヘッド１０に向かって冷却水の導入が可能となっている。

−ジャケットパーティション１２の構成−
次に、上記ウォータジャケット６の内部に装着されるジャケットパーティション１２（以下、単にパーティションと呼ぶ）について上記図１〜図３及び図４〜図７を用いて説明する。尚、図４は図１におけるIV-IV線に沿った断面図、図５は図１におけるＶ−Ｖ線に
沿った断面図、図６は図１におけるVI-VI線に沿った断面図であり、図７は図６におけるVII-VII線に対応した位置の断面図である。

これら図に示すように、パーティション１２は、耐熱性を有する合成樹脂により一体成形されていると共に、ウォータジャケット６の全周囲に亘って嵌め込まれて、このウォータジャケット６の内部に複数の水路を区画形成している。以下、このパーティション１２の形状及びこのパーティション１２により区画形成される水路について説明する。

パーティション１２は、その高さ寸法（図２における寸法Ｈ）がウォータジャケット６の高さ寸法に対して略一致して設定されている。このため、図５及び図６に示すように、このパーティション１２をウォータジャケット６の内部に挿入した状態で上記ガスケット１１及びシリンダヘッド１０をシリンダブロック１に組み付けると、ウォータジャケット６の底部にパーティション１２の下端１９が、ガスケット１１の下面にパーティション１２の上端２０がそれぞれ当接した状態で高さ方向に略位置決めができる状態となる。

そして、このパーティション１２は、その主要部として、上下方向の中央部よりも上側のアッパ部（上側水路形成部）２７と、下側のロア部（下側水路形成部）２８とを備えていると共に、このアッパ部２７の下端とロア部２８の上端との境界部分で水平方向に延びる隔壁２１を備えている。これにより、ウォータジャケット６の内部には、上記隔壁２１よりも上側でアッパ部２７とウォータジャケット外壁との間に形成される上側水路（燃焼室側水路）２６と、上記隔壁２１よりも下側でロア部２８とウォータジャケット内壁との間に形成される下側水路（クランク側水路）２４とがウォータジャケット６の略全周囲に亘って形成されている。尚、上記冷却水入口通路６１の周辺にあっては隔壁２１が形成されておらず、この冷却水入口通路６１に導入された冷却水が、第１番気筒♯１のところで上側水路２６及び下側水路２４に分流される構成となっている。この各水路２４，２６に分流された冷却水は互いに合流されることなく、後述する経路を経てそれぞれ出口８，９からシリンダヘッド１０のウォータジャケットに流れ込むようになっている（詳しくは後述する）。

また、この冷却水入口通路６１と上記出口９との間には仕切部３５が上下方向の全体に亘って形成されており、この仕切部３５の外周部はウォータジャケット６の外壁の内面（以下、外壁という）６ａに当接している。これにより、冷却水入口通路６１から導入され
た冷却水が上記出口８，９に短絡することなしに上記上側水路２６及び下側水路２４の全体に亘って流通するようになっている。

図２に示すように、上側水路２６は、隔壁２１によって下側水路２４から隔離された状態のままガスケット１１及びシリンダヘッド１０に亘って形成された一方の出口８に連通している。つまり、冷却水入口通路６１から上側水路２６に分流された冷却水は、図２及び図３に矢印Ｕで示すように、第１気筒♯１の吸気側→第２気筒♯２の吸気側→第３気筒♯３の吸気側→第４気筒♯４の吸気側及び排気側→第３気筒♯３の排気側→第２気筒♯２の排気側→第１気筒♯１の排気側の順に流れて出口８からシリンダヘッド１０のウォータジャケットに導出されるようになっている。

同様に、下側水路２４は、隔壁２１によって上側水路２６から隔離された状態のままガスケット１１及びシリンダヘッド１０に亘って形成された他方の出口９に連通している。つまり、冷却水入口通路６１から下側水路２４に分流された冷却水の大部分は、図２及び図３に矢印Ｌで示すように、第１気筒♯１の吸気側→第２気筒♯２の吸気側→第３気筒♯３の吸気側→第４気筒♯４の吸気側及び排気側→第３気筒♯３の排気側→第２気筒♯２の排気側→第１気筒♯１の排気側の順に流れて出口９からシリンダヘッド１０のウォータジャケットに導出されるようになっている。尚、この下側水路２４から分流された冷却水の一部は、後述するようにサイアミーズ部１３を冷却するための専用の冷却水として更に分流されるようになっている（図２における矢印Ｄ参照）。

以下、このパーティション１２により区画形成される水路の各部の断面形状について説明する。

＜冷却水入口通路６１の近傍の断面形状＞
上記冷却水入口通路６１の近傍における水路の断面形状では、図４に示すように、パーティション１２の上側部分に比較的大型の開口２９が形成されており、この開口２９によって第１番気筒♯１のシリンダバレル２の吸気側外面の上側部分（燃焼室に近い部分）が冷却できるようになっている。また、この部分における段部６２は他の部分におけるジャケット底に相当する部分であり、冷却水入口通路６１がジャケット底よりも低い場合にパーティション１２の下側部分が流れを妨げないように、その下端１９はこの段部６２に対向している。更に、パーティション１２は、その内面が第１番気筒♯１のシリンダバレル２の下側部分の外面に当接または近接しており、このパーティション１２によってシリンダバレル２の下側部分が冷却されることを防いでいる。

＜メインジャケット領域Ａの断面形状＞
メインジャケット領域Ａの断面形状では、図５に示すように、上述した如く、ウォータジャケット６の内部がパーティション１２の隔壁（仕切部材）２１によって上側水路２６と下側水路２４とに区画されている。この部分での特徴の一つとして、パーティション１２における隔壁２１よりも上側のアッパ部２７は、その外面がウォータジャケット６の外壁面６ａに当接または近接しており、これによって、アッパ部２７の内面２７ａとシリンダバレル２の外面２ａとの間で上記上側水路２６が形成されている。つまり、この部分では、この上側水路２６を流れる冷却水がシリンダバレル２に直接接触してその外面２ａの上側部分（燃焼室に近い部分）を冷却する構成となっている。一方、この部分におけるもう一つの特徴として、パーティション１２における隔壁２１よりも下側のロア部２８は、その内面がシリンダバレル２の外面に当接または近接しており、これによって、ロア部２８の外面２８ａとウォータジャケット６の外壁面６ａとの間で上記下側水路２４が形成されている。つまり、この部分では、この下側水路２４を流れる冷却水がシリンダバレル２に直接接触することなく、シリンダバレル２から遮熱された状態でウォータジャケット６を流れていく構成となっている。

＜サイアミーズジャケット領域Ｂの断面形状＞
サイアミーズジャケット領域Ｂの断面形状では、図６及び図７に示すように、ウォータジャケット６の内部がパーティション１２の隔壁２１によって上側水路２６と下側水路２４とに区画されているばかりでなく、このパーティション１２とサイアミーズ部１３との間で鉛直方向に延びるサイアミーズ部冷却専用のサイアミーズ水路（分岐流路）１６が形成されている。以下、これら水路について説明する。

パーティション１２における隔壁２１よりも上側のアッパ部２７は、ウォータジャケット６の幅方向（図６における左右方向）の中央部に位置しており、これによって、アッパ部２７の外面２７ｂとウォータジャケット６の外壁面６ａとの間で上記上側水路２６が形成されている。つまり、この部分では、この上側水路２６を流れる冷却水がサイアミーズ部１３に直接接触することなしにウォータジャケット６を流れていく構成となっている。

一方、パーティション１２における隔壁２１下側のロア部２８も、ウォータジャケット６の幅方向（図６における左右方向）の中央部に位置しており、これによって、ロア部２８の外面２８ａとウォータジャケット６の外壁面６ａとの間で上記下側水路２４が形成されている。つまり、この部分では、上述したメインジャケット領域Ａにおける下側水路２４と同様に、この下側水路２４を流れる冷却水がシリンダバレル２に直接接触することなしにウォータジャケット６を流れていく構成となっている。また、上記アッパ部２７とロア部２８とは略面一状態で成形されており、その外側に上記上側水路２６及び下側水路２４をそれぞれ形成していると共に、その内側にはサイアミーズ部１３との間で鉛直方向に延びる上記サイアミーズ水路１６を形成している。より具体的には、図７にも示すように、メインジャケット領域Ａにおいて外面がウォータジャケット６の外壁面６ａに当接していたアッパ部２７が、ヘッドボルトボス２２付近において切り欠かれて上記サイアミーズ水路１６を形成するためのパーティション壁（分岐流路形成部）１５として形成されている。この形状により、パーティション１２を樹脂成形するのに支障を来すことのない形状で（成形時の脱型を可能とする形状で）、上記サイアミーズシリンダバレル３の外周を周回する冷却水の流れと、この流れ方向に直交する方向の流れであるサイアミーズ水路１６を上方に向かう冷却水の流れとを仕切るパーティション壁１５の形成が可能になる。

そして、このサイアミーズジャケット領域Ｂの最も特徴とするところは、上記ロア部２８の下端近傍位置に、水平方向に貫通して上記下側水路２４とサイアミーズ水路１６とを連通する冷却水分流開口２５が形成されている点にある。つまり、このサイアミーズジャケット領域Ｂおいては、上記メインジャケット領域Ａの下側水路２４を流れてきた冷却水の一部が冷却水分流開口２５からサイアミーズ水路１６に流れ込み、このサイアミーズ水路１６を鉛直上方に流れる構成となっている（図２，６，７における矢印Ｄ参照）。上述した如く、メインジャケット領域Ａにあっては、下側水路２４の冷却水はシリンダバレル２に直接接触することなく流れてきているため、比較的温度は低くなっており（上側水路２６を流れている冷却水よりも大幅に低いものである）、この比較的低温度の冷却水が冷却水分流開口２５を経てサイアミーズ水路１６に導入される構成となっている。また、このサイアミーズ水路１６の上端に対応して上記ガスケット１１には水孔１８が形成されており、サイアミーズ水路１６の上端に達した冷却水がこの水孔１８を経てシリンダヘッド１０のウォータジャケットに導出されるようになっている。更に、このサイアミーズ水路１６の平面視における断面形状（流路断面形状）は、その下端から上端に亘って略均一な断面積が得られる形状となっている。このため、冷却水分流開口２５からサイアミーズ水路１６に流れ込んだ冷却水は、サイアミーズ水路１６内での流速が高く維持されたまま、その上端からシリンダヘッド１０のウォータジャケットに導出されることになる。尚、このサイアミーズ水路１６の平面視における断面積は、上記ガスケット１１の水孔１８の断面積よりも僅かに大きく設計されている。

−実施形態の効果−
次に、従来のウォータジャケットにおける冷却水の流れと、本実施形態における冷却水の流れとを比較しながら本実施形態の効果について説明する。図８は従来のウォータジャケットのサイアミーズ部周辺を示す横断面図（図７に相当する図）、図９は従来のウォータジャケットのサイアミーズ部周辺を示す縦断面図（図６に相当する図）である。一方、図１０は本実施形態に係るウォータジャケットのサイアミーズ部１３の周辺を示す横断面図、図１１は本実施形態に係るウォータジャケットのサイアミーズ部１３の周辺を示す縦断面図である。

先ず、従来のウォータジャケットａにあっては、図９における領域Ｉでの冷却水の流速が高くなっている。この領域Ｉは、ウォータジャケットａの外側の領域であり、しかも高さ位置の低い（ウォータジャケットの深い）領域となっている。このため、シリンダバレルｂの全体を均一に冷却すること、特に、燃焼室に近いシリンダバレルｂの上端部分を効果的に冷却することは困難である。また、ガスケットｃに形成される水孔ｄの開口面積を小さくすることによってこの部分での流速を高めることは可能である（図９における領域II）。しかしながら、この流速の高い領域IIをシリンダバレルｂの上端部分の広範囲にまで広げることは困難であり、この手段を用いてもシリンダバレルｂの全体を均一に冷却することは難しい。

これに対し、本実施形態のものにあっては、サイアミーズ水路１６の下端から上端に亘って均一且つ高い流速で冷却水を流すことができる。しかも、この冷却水は、サイアミーズ部１３の極近傍を流れている。更には、このサイアミーズ水路１６に流れ込む冷却水は、シリンダバレル２から遮熱された状態で下側水路２４を流れてきた比較的温度の低いものである。このため、特に、燃焼室に近くて高温度になりやすいシリンダバレル２の上端部分を効果的に冷却することが可能であり、サイアミーズシリンダバレル３の全体を均一に冷却することができる。

−その他の実施形態−
上述した実施形態では、自動車用直列４気筒ガソリンエンジンに本発明を適用した場合について説明したが、エンジンとしては自動車用に限らず、その他の用途に使用されるものに対しても本発明は適用可能である。また、気筒数は４気筒に限らず、エンジン形式も直列型に限らず、Ｖ型や水平対向型等にも適用可能である。

また、上記実施形態では、ジャケットパーティション１２を一体成形品としたが、複数の部材が組み合わされてジャケットパーティション１２を構成する組立部品で構成してもよい。

実施形態に係るエンジンの各シリンダボア及びその周辺部を示すシリンダブロックの平面図である。 ジャケットパーティションを示す側面図である。 図２におけるIII矢視図である。 図１におけるIV-IV線に沿った断面図である。 図１におけるＶ−Ｖ線に沿った断面図である。 図１におけるVI-VI線に沿った断面図である。 図６におけるVII-VII線に対応した位置の断面図である。 従来のウォータジャケットのサイアミーズ部周辺を示す横断面図である。 従来のウォータジャケットのサイアミーズ部周辺を示す縦断面図である。 実施形態に係るウォータジャケットのサイアミーズ部周辺を示す横断面図である。 実施形態に係るウォータジャケットのサイアミーズ部周辺を示す縦断面図である。 従来例におけるサイアミーズ部周辺の温度分布の一例を示す図である。 従来例におけるウォータジャケット内の冷却水流速分布の一例を示す図である。

符号の説明

１ シリンダブロック
４ シリンダボア
６ ウォータジャケット（冷却水通路）
１２ ジャケットパーティション（水路形成部材）
１５ パーティション壁（分岐流路形成部）
１６ サイアミーズ水路（分岐流路）
２１ 隔壁（仕切部材）
２４ 下側水路（クランク側水路）
２６ 上側水路（燃焼室側水路）
２７ アッパ部（上側水路形成部）
２８ ロア部（下側水路形成部）

Claims (5)

1. 多気筒内燃機関のシリンダボアの外周囲を囲むように形成された冷却水通路を備え、シリンダ列方向に沿って冷却水を流すことによってシリンダを冷却する内燃機関の冷却構造において、
   互いに隣り合うシリンダボア同士の境界部分近傍における冷却水通路の一部は、その冷却水通路におけるシリンダ軸線方向のクランク側から燃焼室側に向けて冷却水を流通させる分岐水路として形成されていることを特徴とする内燃機関の冷却構造。
2. 上記請求項１記載の内燃機関の冷却構造において、
   冷却水通路は、シリンダ列方向に沿って延びる仕切部材により、シリンダボアの燃焼室側部分をシリンダ列方向に沿って冷却水を流す燃焼室側水路と、シリンダボアのクランク側部分をシリンダ列方向に沿って冷却水を流すクランク側水路とに区画されている一方、
   分岐水路は上記クランク側水路に連通して形成されていることを特徴とする内燃機関の冷却構造。
3. 上記請求項２記載の内燃機関の冷却構造において、
   燃焼室側水路、クランク側水路及び分岐水路は、冷却水通路内に配設された水路形成部材によって区画形成されており、
   上記燃焼室側水路は、水路形成部材と冷却水通路におけるシリンダボア側の側壁との間で形成されている一方、クランク側水路は、水路形成部材と冷却水通路におけるシリンダボア側とは反対側の側壁との間で形成されていることを特徴とする内燃機関の冷却構造。
4. 上記請求項１、２または３記載の内燃機関の冷却構造において、
   サイアミーズ構造のシリンダブロックを備えた内燃機関に適用されていることを特徴とする内燃機関の冷却構造。
5. 多気筒内燃機関のシリンダボアの外周囲を囲むように形成された冷却水通路の内部に配設されて、この冷却水通路内に複数の水路を区画形成するための水路形成部材であって、
   シリンダボアの燃焼室側部分をシリンダ列方向に沿って冷却水を流す燃焼室側水路を形成する燃焼室側水路形成部と、シリンダボアのクランク側部分をシリンダ列方向に沿って冷却水を流すクランク側水路を形成するクランク側水路形成部と、このクランク側水路に連通し且つ互いに隣り合うシリンダボア同士の境界部分において冷却水通路のクランク側位置から燃焼室側に向けて冷却水を流通させる分岐水路を形成する分岐水路形成部とを備えていることを特徴とする水路形成部材。

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