JPH04295164A - 内燃機関の冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の冷却装置に係
り、特にシリンダ内に燃焼室を有する内燃機関の冷却装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より実開昭　６３−１６８２４２号
に記載の如く、シリンダライナ外周に螺旋状又は環状の
冷却溝を設けて冷媒を流し、内燃機関の冷却を行う冷却
装置がある。

【０００３】図５（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）夫々は従来の
シリンダライナの一例の平面図、正面図、側面図を示す
。同図中、シリンダライナ１の外周には、複数の環状溝
２が夫々等間隔に形成されている。また、全ての環状溝
２は軸方向に形成された連通溝３，４により連通されて
いる。流入部５から流入する冷媒は連通溝３を通って各
環状溝２に分配され、連通溝４を通って流出部６から排
出される。

【０００４】図５に示すような構成の冷却装置では、流
入部から流出部に到るまで螺旋状の一本の冷却溝が形成
された構成の冷却装置に比べて圧力損失が小さくなり、
冷媒を環状溝２ヘ供給するポンプ出力を小さくすること
ができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】内燃機関のシリンダ壁
からの入熱は、高温の燃焼ガスと直接触れている時間の
長いシリンダ上部ほど大きい。図５に示すシリンダライ
ナ１による冷却装置では、環状溝２が等間隔に形成され
ているため、冷却能力はシリンダライナ１の軸方向にお
いて均等となる。このため、シリンダライナ１の燃焼室
に近い上部においては冷却不足の傾向が強く、ピストン
の焼き付きや、ガス漏れ等が懸念されている。またシリ
ンダライナ１の下部においては過冷却の傾向が強く、フ
リクションロスが増大する等の問題点があった。

【０００６】これに対して、■環状溝の間隔を上部ほど
密に形成する。■環状溝の断面積を上部ほど大きく形成
する。等の方法が考案されていたが、■の方法では、環
状溝の間隔が大きくなった部分において、シリンダの壁
温が段付きの分布となってしまう。■の方法では、断面
積が大きくなった分流速が低下し、熱伝達率が下がるた
め、期待するほどシリンダ上部の冷却能力を向上させる
ことができない。等の問題が残り、上記問題点の完全な
解決策とはならない。

【０００７】そこで本発明は上記課題に鑑みなされたも
ので、シリンダライナの周方向に形成された複数の冷却
溝と、この複数の冷却溝夫々を連通する連通溝との間に
、シリンダライナの燃焼室から離れた下部ほど絞り度を
大きくした絞り部を設けることにより、燃焼室に近い上
部の冷却溝ほど冷媒の流量を多くし、滑らかな分布でシ
リンダライナの上部ほど冷却能力を高めた内燃機関の冷
却装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、シリンダブロックに嵌装されるシリンダラ
イナの外周に、該シリンダライナの周方向に沿って複数
並設された冷却溝と、該複数の冷却溝夫々と連通して冷
媒を該複数の冷却溝夫々に供給する連通溝とを有する内
燃機関の冷却装置において、前記連通溝と前記複数の冷
却溝との間夫々に、前記シリンダライナの燃焼室から離
れた下部ほど絞り度を大きくした絞り部を設けた構成で
ある。

【０００９】

【作用】連通溝は、各冷却溝を連通して形成されている
ため、連通溝と冷却溝との間に設けられた絞り部の入口
側と出口側との圧力差は、いずれの絞り部においても均
一となる。従って、絞り部を通過する冷媒の流量は、絞
り部の通過面積に比例しする。このため、通過面積が小
さい、即ち絞り度が大きいシリンダライナの下部ほど冷
媒の流量は少なくなり、反対に上部の冷却溝ほど冷媒の
流量が増して流速が速くなり、冷却能力が高まる。この
ように絞り部は、等間隔で冷却溝を配設した場合でも冷
却能力の調整を可能とし、これにより、シリンダライナ
内周面の段付温度分布が防止される。

【００１０】

【実施例】図１（Ａ）、（Ｂ）は本発明になる内燃機関
の冷却装置の一実施例の平面図、断面図である。同図（
Ｂ）は、同図（Ａ）中Ｉｂ−Ｉｂ線に沿う断面を表して
いる。

【００１１】同図中、シリンダライナ１０の外周には、
従来のシリンダライナ１同様、冷媒を周方向に案内する
環状溝１１が、軸方向に沿って複数並設されている。各
環状溝１１は軸方向上、等間隔に配置されており、夫々
の断面形状は全て同一とされている。

【００１２】また、全ての環状溝１１に連通する連通溝
１２，１３が軸方向に沿って形成されている。この連通
溝１２，１３は、図１（Ａ）に示すようにシリンダライ
ナ１０の平面上　１８０度離れた位置に夫々設けられ、
また、溝の形状は円弧状とされている。

【００１３】シリンダライナ１０が嵌装されるシリンダ
ブロック２０には、シリンダライナ１０の外周径と同等
の内周径を有するボア部２１が形成されている。従って
、シリンダライナ１０がボア部２１内に嵌装された状態
では、環状溝１１とボア部２１の内周面２１ａとによっ
て冷媒通路が形成される。また、連通溝１２，１３の部
分の内周面２１ａには、図１（Ａ）に示すように、上記
連通溝１２，１３と共に円形の断面形状を形成するよう
に連通溝２２，２３が形成されている。従って、シリン
ダライナ１０の嵌装状態では、連通溝１２，２２がシリ
ンダ状の連通路３２を形成し、同様に連通溝１３，２３
もシリンダ状の連通路３３を形成する。

【００１４】連通溝２２の下部には、冷媒が流入する流
入口２４が形成され、反対に連通溝２３の上部には、流
出口２５が形成されている。このような構成の冷却装置
では、流入口から流出口に到るまで螺旋状の一本の冷却
溝が形成された構成の冷却装置に比べて圧力損失が小さ
くなり、冷媒を環状溝１１ヘ供給するポンプ出力を小さ
くすることができる。

【００１５】本実施例の冷却装置では、上記連通路３２
，３３内に、各環状溝１１に分配する冷媒の量を調節す
るスペーサ３４，３５が挿入されている。図２は一方の
スペーサ３４の一部を拡大して示す斜視図である。

【００１６】同図中、スペーサ３４は、管状の本体３４
ａにスリット３４ｂ（スリット３４ｂ−１，３４ｂ−２
，３４ｂ−３…を、代表してスリット３４ｂで表す）が
複数穿設された構成である。本体３４ａは連通路３２，
３３に嵌装するように、連通路３２，３３の内径と同一
の外径で形成されている。スリット３４ｂは、図１（Ｂ
）に示すように、本体３４ａが連通路３２の底部までい
っぱいに挿入された状態で、各環状溝１１と同位置に形
成されている（各スリット３４ｂの上端辺が環状溝１１
の上面の位置と一致している）。このスリット３４ｂは
、図２に示すように外周に沿って湾曲した矩形状とされ
ているが、下方となるにしたがって軸方向の寸法が順次
小さく形成されている。従って、スリット３４ｂは、ス
リット３４ｂ−１，３４ｂ−２…の順に、下方へ下がる
ほど開口面積が小さくなる。即ち、絞り度が大きくなる
ように形成されている。また、本体３４ａを上記の如く
いっぱいに挿入し、且つスリット３４ｂをシリンダライ
ナ１０の軸心に対向させた状態で、上記流入口２４と対
接する本体３４ａ上には、流入口２４と同一形状とされ
た孔３４ｃが形成されている。

【００１７】他方のスペーサ３５は、上記孔３４ｃの代
わりに、流出口２５に対応した孔３５ｃを設けている以
外、全てスペーサ３４と同一構成である。

【００１８】このような構成のスペーサ３４，３５を、
スリット３４ｂがシリンダライナ１０の軸心に対向する
向きで連通路３２，３３に夫々挿入する。スペーサ３４
，３５が挿入された後、シリンダヘッド（図示せず）が
装着され、連通路３２，３３、及びシリンダライナ１０
は上部が塞がれた状態となる。

【００１９】スペーサ３４，３５が挿入完了した状態で
は、図１（Ｂ）に示すように、各スリット３４ｂが環状
溝１１内に位置してスペーサ３４，３５の内部と環状溝
１１とを連通し、また孔３４ｃ，３５ｃが、流入口２４
及び流出口２５とスペーサ３４，３５の内部とを連通す
る。従って、冷媒は、流入口２４から孔３４ｃを通って
スペーサ３４内に入り、各スリット３４ｂを通って各環
状溝１１に分配される。シリンダライナ１０の周方向に
沿って環状溝１１内を流れ、熱を吸収した冷媒は、他方
のスペーサ３５のスリット３４ｂ夫々を通ってスペーサ
３５内に入り、孔３５ｃを通って流出口２５から排出さ
れる。

【００２０】このような冷媒の循環時において、スペー
サ３４，３５の内部は、内部に仕切りを一切有さない構
造であるため均一な圧力分布を有している。また、複数
の環状溝１１内の圧力も、均一な圧力分布を有するスペ
ーサ３４，３５の間にあっていずれの環状溝１１内とも
同じ圧力となっている。従って、スペーサ３４のスリッ
ト３４ｂの部分に注目すると、軸方向に並設した各スリ
ット３４ｂの入口側と出口側との圧力差はいずれのスリ
ット３４ｂにおいても全て等しくなる。尚、各スリット
３４ｂの入口側、及び出口側夫々の圧力は、実際には重
力の作用により下方ほど圧力が高くなっているが、この
重力による圧力は、入口側、出口側夫々に均等にかかっ
ているため、入口側、出口側の圧力差を取った場合には
、重力による圧力を無視するとこができ、圧力差は全て
のスリット３４ｂにおいて等しくなる。このため、スリ
ット３４ｂを通過する冷媒の流量は、スリット３４ｂの
通過面積に単純に比例することになる。従って上記の如
く、各環状溝１１の入口に下部ほど開口面積が小さいス
リット３４ｂを設けた本実施例では、図１（Ｂ）に矢印
Ａの長さで示すように、上部の環状溝１１ほど、冷媒の
流量が増して流速が速くなり、冷却能力が高まる。

【００２１】また、本実施例においては、流出側のスペ
ーサ３５にもスペーサ３４同様の絞り度の変化を有した
スリット３４ｂが形成されている。このため、各環状溝
１１における冷媒流速の変化は、スペーサ３４のみを装
着した場合に比べてより顕著となる。

【００２２】このように本実施例では、絞り度を変えた
スリット３４ｂを各環状溝１１の夫々の入口に設けるこ
とにより、シリンダライナ１０の上部から下部にかけて
冷却能力を順次弱めた冷却装置を構成する。しかも、各
環状溝１１は等間隔に設けられているため、冷却能力の
分布は、段付き状ではなく、上部から下部にかけて滑ら
かとなる。従って、内燃機関運転時においては、シリン
ダライナ１０の内周面の温度を軸方向において均一化す
ることが達成できる。

【００２３】また、スペーサ３４，３５が挿入式である
ため、シリンダライナ１０、及びシリンダブロック２０
の形状は単純で良く、冷却装置の製造コストは、従来に
比べてさほど変わらない。

【００２４】更に、各環状溝の冷却能力は、スリットの
諸元の変更のみで調整可能なため、新しい内燃機関開発
時におけるシリンダライナ壁温最適化の調整作業は、従
来に比べて格段に容易となる。また、ボア径の等しい型
式の内燃機関に対しては、夫々の出力に対応したスリッ
ト諸元を有したスペーサを用意するだけで、シリンダラ
イナ１０本体は共用でき、これによるコスト低減も期待
できる。

【００２５】尚、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、スペーサ３４，３５は、何方か一方を連通路
３２，３３に嵌装すれば、上記同様の効果を得ることが
できる。また、図３に示す変形例も考えられる。

【００２６】図３（Ａ）、（Ｂ）は本発明になる内燃機
関の冷却装置の変形例の平面図、断面図である。同図（
Ｂ）は同図（Ａ）中ＩＩＩｂ−ＩＩＩｂ線に沿う断面を
表している。

【００２７】図３に示す変形例の冷却装置は、スペーサ
を除いては上記実施例と同一構成である。従って、図１
に示す構成部分と対応する部分には同一符号を付してそ
の説明を省略する。

【００２８】図３において、シリンダライナ１０、及び
シリンダブロック２０間には上記実施例同様にシリンダ
状の連通路３２，３３が形成されている。そして、流入
側の連通路３２にはスペーサ４０が嵌装されている。図
４はスペーサ４０の一部を拡大して示す斜視図である。

【００２９】同図中、スペーサ４０は、管状の本体４０
ａに孔４０ｂ（孔４０ｂ−１，４０ｂ−２，４０ｂ−３
…を、代表して孔４０ｂで表す）が複数穿設された構成
である。孔４０ｂは、図４に示すように外周に沿って湾
曲した矩形状とされており、全ての孔４０ｂは同一形状
とれさている。また、孔４０ｂの軸方向の寸法は、環状
溝１１の軸方向の幅寸法と同一とされている。そして、
各孔４０ｂは、図３（Ｂ）に示すように、本体４０ａが
連通路３２の底部までいっぱいに挿入された状態で、各
環状溝１１と同位置に形成されている。この孔４０ｂに
は、フィルタ４１（フィルタ４１−１，４１−２，４１
−３…を代表してフィルタ４１で表す）が孔４０ｂを覆
うように夫々装着されている。そして、このフィルタ４
１は、上部ほど薄く、下部ほど厚いものが使用されてい
る。

【００３０】また、本体４０ａが嵌装した状態で、流入
口２４と対向する本体４０ａ上には、流入口２４と同一
形状とされた孔４０ｃが形成されている。

【００３１】上記構成のスペーサ４０を連通路３２に嵌
装した状態では、冷媒は、流入口２４から、孔４０ｃを
通ってスペーサ４０内に入り、各フィルタ４１、及び孔
４０ｂを通って各環状溝１１に分配される。シリンダラ
イナ１０を冷却した冷媒は、連通路３３内に集まり、流
出口２５から排出される。

【００３２】この時、各フィルタ４１は、スペーサ４０
内から環状溝１１内に流れる冷媒の抵抗となり、上記実
施例のスリット３４ｂと同様に、環状溝１１内に流れ込
む冷媒を絞る絞り部として作用する。そして、フィルタ
４１の厚さを変えることは、抵抗値、即ち絞り度を変化
させることと同じ作用となる。従って、冷媒の循環時に
おいては、フィルタ４１の薄い上部ほどスペーサ４０内
から環状溝１１内に流れる冷媒の流量が多く、また反対
にフィルタ４１の厚い下部は、大きな抵抗を受け、冷媒
の流量が低下する。

【００３３】このように、孔４０ｂの大きさを同一とし
、そこに下部ほど厚くしたフィルタ４１を装着した本変
形例においても、冷媒の流量が調節されて、上部の環状
溝１１ほど冷却能力が高められた上記実施例と同様の効
果を得ることができる。

【００３４】また、フィルタ４１は、ゴミや錆等が環状
溝１１内に入り込むことを防止する。このため、従来に
おいて、シリンダライナ１０をシリンダブロック２０か
ら抜き取って冷媒通路内のゴミや錆等の除去していたメ
ンテナンス作業は、本変形例においてはスペーサ４０を
交換するだけの簡単な作業で済む。このように本変形例
によれば、上記実施例による効果の他に、内燃機関のメ
ンテナンスを簡略化し、運転コストを低減させる効果を
も有する。

【００３５】

【発明の効果】上述の如く本発明によれば、連通溝と冷
却溝との間に、シリンダライナの下部ほど絞り度を大き
くした絞り部を夫々設けたことにより、滑らかな分布で
シリンダライナの上部ほど冷却能力を高めた冷却装置を
構成することができ、内燃機関運転時においては、シリ
ンダライナの内周面の温度を軸方向において均一化する
ことができる。しかも、冷却装置の製造コストは従来に
比べてさほど上昇しない。

【００３６】また、各冷却溝の冷却能力は、絞り度の変
更のみで調整可能なため、シリンダライナ壁温最適化の
調整作業を容易とすることができ、また、ボア径の等し
い型式の内燃機関に対しては、夫々の出力に対応した絞
り部を設けるだけで、シリンダライナ本体は共用できる
ため、これによるコスト低減も期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になる内燃機関の冷却装置の一実施例の
構造図である。

【図２】図１中スペーサの一部を拡大して示す斜視図で
ある。

【図３】本発明になる内燃機関の冷却装置の変形例の構
造図である。

【図４】図３中スペーサの一部を拡大して示す斜視図で
ある。

【図５】従来装置のシリンダライナの一例の構造図であ
る。

【符号の説明】 １０　　シリンダライナ １１　　環状溝 １２，１３，２２，２３　　連通溝 ２０　　シリンダブロック ２４　　流入口 ２５　　流出口 ３２，３３　　連通路 ３４，３５，４０　　スペーサ ３４ａ，４０ａ　　本体 ３４ｂ　　スリット ３４ｃ，３５ｃ，４０ｂ，４０ｃ　　孔４１　　フィル
タ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　シリンダブロックに嵌装されるシリン
   ダライナの外周に、該シリンダライナの周方向に沿って
   複数並設された冷却溝と、該複数の冷却溝夫々と連通し
   て冷媒を該複数の冷却溝夫々に供給する連通溝とを有す
   る内燃機関の冷却装置において、前記連通溝と前記複数
   の冷却溝との間夫々に、前記シリンダライナの燃焼室か
   ら離れた下部ほど絞り度を大きくした絞り部を設けたこ
   とを特徴とする内燃機関の冷却装置。