JPH06185402A - 内燃機関の冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は冷却水がウォータジャケット内を循環
することにより内燃機関の冷却を行う内燃機関の冷却装
置に関し、生産性及び冷却効率を共に良好とすることを
目的とする。 【構成】シリンダブロック１のウォータジャケットを冷
却パイプ３を鋳ぐるむことにより形成する内燃機関の冷
却装置において、上記シリンダブロック１のシリンダボ
ア間近傍位置に、シリンダブロックトップデッキと上記
シリンダブロック１に鋳ぐまれた冷却パイプ３とを、シ
リンダ軸方向に連通する連通孔１３を形成する。

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、特に冷却水がウォータジャケット内を循環すること
により内燃機関の冷却を行う内燃機関の冷却装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に車両搭載用のエンジンは水冷式の
冷却装置が採用されており、シリンダブロック上にヘッ
ドガスケットを介してシリンダヘッドが設けられた構成
となっている。このシリンダブロック及びシリンダヘッ
ドには冷却水が通るウォータジャケットが形成されてお
り、冷却水はウォータポンプに付勢されてエンジン内を
循環しエンジンを冷却し、またエンジンを冷却して温度
が上昇した冷却水はラジエータに導入され冷却される。

【０００３】上記の様な、冷却装置を製造するにはシリ
ンダブロックにウォータジャケットを形成する必要があ
る。従来、高圧ダイカストによりクローズドデッキタイ
プのシリンダブロックを形成する場合には、ウォータジ
ャケットを砂中子を用いて形成することが困難であり、
またコストも上昇してしまう。このため、シリンダブロ
ックトップデッキから型を鋳抜くことによりウォータジ
ャケットを形成するオープンデッキタイプのシリンダブ
ロックとするのが一般的であった。しかるに、オープン
デッキのシリンダブロックでは剛性が低下するため、所
定の剛性を求めようとした場合にはクローズドデッキで
あることが望ましい。

【０００４】そこで、ウォータジャケットをパイプで形
成する構造が提案されている（実開昭６０−１７１９２
１号公報）。このウォータジャケットをパイプで形成す
る構造では、シリンダブロックに直接的にウォータジャ
ケットを形成する必要が無いため、シリンダブロックの
製造を容易に行うことができると共に、砂中子を用いる
こと無く容易にクローズドデッキタイプのシリンダブロ
ックとすることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、パイプをシ
リンダ外周に沿って配置する場合は、シリンダボアが円
筒形状であるために必然的に曲げ部分が発生する。水路
を確保した曲げ半径（Ｒ）の最小値は 1.5×Ｄ〜２×Ｄ
（Ｄはパイプの径寸法）であり、シリンダボア間に水路
となるパイプを近接配設するのは困難である。

【０００６】また、曲げ半径Ｒを小さくしシリンダボア
間にパイプを近づけようとすると、パイプがつぶれ流路
面積が著しく減少し冷却水の流れが滞ってしまう。この
ように冷却水の流れが滞ると、シリンダブロック内で冷
却効率の良い部分と悪い部分が発生し、シリンダブロッ
ク内における温度分布が不均一となる。このため、シリ
ンダブロックに温度分布差に起因した変形が発生し、シ
リンダボアの真円度不良から潤滑用のオイルが燃焼室内
に流入しオイル消費が悪化する等の問題点が生じる。

【０００７】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、ウォータジャケットをパイプを鋳ぐるむことによ
り形成すると共にしりんだボア間近傍にパイプを連通す
る連通孔を形成することにより、生産性及び冷却効率を
共に良好としうる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】上記課題を解決するため
に、本発明では、シリンダブロックのウォータジャケッ
トをパイプを鋳ぐるむことにより形成する内燃機関の冷
却装置であって、上記シリンダブロックのシリンダボア
間近傍位置に、シリンダブロックトップデッキと上記シ
リンダブロックに鋳ぐまれたパイプをシリンダ軸方向に
連通する連通孔を形成したことを特徴とするものであ
る。

【０００９】

【作用】上記構成とされた内燃機関の冷却装置では、ウ
ォータジャケットをパイプにより形成することにより、
中子を使用せずにウォータジャケットを形成することが
できるため冷却装置を容易に製造することができる。

【００１０】また、パイプ鋳ぐるみにより製造されたシ
リンダブロックであっても、シリンダボア間近傍位置に
はシリンダブロックトップデッキとバイプをシリンダ軸
方向に連通する連通孔が形成され、この連通孔によりバ
イプ流路面積を適切な寸法に確保でき、シリンダボア間
近傍位置を適切に冷却することができるためシリンダブ
ロックの温度分布を均一化でき、シリンダボアの真円度
不良から生じるオイル消費の悪化を防止することができ
る。

【００１１】

【実施例】次に本発明の実施例について図面と共に説明
する。図１は本発明の第１実施例である冷却装置を適用
したシリンダブロック１の横断面図（シリンダ軸に対し
て直交する平面で切った断面図）であり、図２（Ａ）は
図１におけるＡ−Ａ線に沿う断面図、図２（Ｂ）は図１
におけるＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

【００１２】図１に示されるように、シリンダブロック
１には例えば４本のシリンダ２ａ〜２ｄが形成されてお
り、その外周位置には冷却パイプ３が上記シリンダ２ａ
〜２ｄを囲繞するように配設されると共に、シリンダヘ
ッド等（図示せず）をシリンダブロック１に固定するた
めの複数のボルト孔５がシリンダ２ａ〜２ｄの軸方向に
沿って穿設されている。尚、４はシリンダヘッドからの
オイル戻し孔を示している。

【００１３】冷却パイプ３は、図２（Ａ）に示されるよ
うに複数本積層された状態で配設されており、その内部
に冷却水が導入されることによりシリンダブロック１を
冷却する構成とされている。この冷却パイプ３は、シリ
ンダブロック１を鋳造する際に予め冷却パイプ３を鋳型
に配設した状態で溶湯を鋳型に流し込む、いわゆるパイ
プ鋳ぐるみによりシリンダブロック１に内設されてい
る。

【００１４】図３はパイプ鋳ぐるみを行う前の状態の冷
却パイプ３を示している。この状態における冷却パイプ
３は、互いに対向する一対の波形部材６とＣ形部材７と
により構成されており、図中参照符号８で示す部位（接
合部位）で波形部材６とＣ形部材７は接合（溶接）され
て一体化した構成とされている。

【００１５】図４は、上記構成とされた冷却パイプ３の
製造方法を説明するための図である。冷却パイプ３を製
造するには、波形部材６とＣ形部材７を夫々別個に形成
した後、これを組合せて上記接合部位８を溶接する。先
ず、波形部材６の製造方法について説明する。波形部材
６を製造するには、同図（Ａ）に示すように、複数のパ
イプ９を並設させた後、この複数のパイプ９をロウ付け
することにより一体化する。続いて、この一体化された
複数のパイプ９に対して所定の金型を用いてプレス加工
を施し、複数のパイプ９を同図（Ｂ）に示されるような
シリンダ２ｂ〜２ｃに対応した湾曲形状とする。続い
て、湾曲形状とされた複数のパイプ９の両端不要部分を
切断し、同図（Ｃ）に示される波形部材６が製造され
る。

【００１６】一方、Ｃ形部材７を製造するには、同図
（Ａ）に示すように、パイプ１０をコイル状に巻回した
後、この複数のパイプ１０をロウ付けすることにより一
体化する。続いて、パイプ端部を含む不要部分を切断除
去すると共に、拡径処理を行うことにより形状を成形し
て同図（Ｅ）に示すＣ形状を有するＣ形部材７が形成さ
れる。

【００１７】そして、波形部材６及びＣ形部材７の各端
部を偏平となるようつぶして閉じた後に、前記の通り波
形部材６とＣ形部材７を突き合わせた接合部位８を溶接
することにより、同図（Ｆ）及び（Ｇ）に示される冷却
パイプ３が製造される。

【００１８】尚、この溶接前の段階において波形部材６
及びＣ形部材７の内部には砂１１（或いは塩。図３に梨
地で示す）を詰めておき、鋳造時における溶湯圧によっ
てパイプ９，１０がつぶされないよう構成されている。
また、図４（Ｆ）及び（Ｇ）に符号１２で示すのは、冷
却パイプ３を鋳型に装着した際に位置決め部材として用
いるオイル通路用パイプである。

【００１９】上記構成とされた冷却パイプ３は、オイル
通路用パイプ１２に位置決めされた状態で鋳型に装着さ
れ、シリンダブロック１はいわゆるパイプ鋳ぐるみで形
成される。

【００２０】このように、ウォータジャケットとして機
能する冷却パイプ３はパイプ鋳ぐるみでシリンダブロッ
ク１内に形成されるため、従来ウォータジャケットを形
成する際必要であった中子が不要となり、シリンダブロ
ック１の製造が簡単となる。また、砂中子を用いずにシ
リンダブロック１の構造をクローズドデッキとすること
ができるため、シリンダブロック１の剛性を高めること
ができる。

【００２１】再び図１に戻り説明を続ける。鋳造直後の
シリンダブロック１では、前記した通り冷却パイプ３の
接合部位８はパイプ９，１０がつぶされた状態で溶接さ
れている。また、この部位はちょうどシリンダボア間近
傍位置となっている。本発明では、このシリンダボア間
近傍位置、即ち接合部位８にシリンダ２ａ〜２ｄの軸方
向に孔加工を行うことにより各パイプ６，７を連通する
連通孔１３を形成したことを特徴とするものである。

【００２２】図２（Ｂ）はしりんだボア間近傍位置の断
面を示しており、図１におけるＢ−Ｂ線に沿う断面図で
ある。同図に示されるように、冷却パイプ３を構成する
複数のパイプ６，７は連通孔１３により連通されてお
り、この連通孔１３を通って各パイプ６，７間で冷却水
が流れる構成となっている。

【００２３】ここで、連通孔１３の形成位置に注目する
と、前記の通り連通孔１３はしりんだボア間近傍位置に
形成されている。このシリンダボア間近傍位置は、単に
冷却パイプ３をシリンダブロック１に組み込んだだけの
構成では、冷却パイプ３を十分にシリンダ２ａ〜２ｄに
近づけることが困難で、また無理に冷却パイプ３をシリ
ンダ２ａ〜２ｄに近づけようとした場合には冷却パイプ
３がつぶれて流路面積が著しく減少し冷却水の流れが滞
り、シリンダブロック内における温度分布が不均一とな
る。

【００２４】しかるに、本発明の如く冷却パイプ３を構
成する各パイプ６，７を連通する連通孔１３を形成する
ことにより、パイプ鋳ぐるみにより製造されたシリンダ
ブロック１であっても、シリンダボア間近傍位置には冷
却パイプ３をシリンダ軸方向に連通する連通孔１３が形
成され、この連通孔１３内を流れる冷却水によりシリン
ダボア間近傍位置も効率良く冷却することができる。こ
のため、シリンダブロック１の温度分布を均一化でき、
シリンダボア１の真円度不良から生じるオイル消費の悪
化を防止することができる。

【００２５】尚、前記したとおり、シリンダボア１の鋳
造時においては冷却パイプ３内に砂１１が詰め込まれた
状態であるが、この連通孔１３はこの砂１１の除去を行
う孔としても機能する。この際、冷却パイプ３は密閉さ
れた状態で鋳造処理が行われるため、鋳造時に冷却パイ
プ３内に溶湯が侵入することはなく、冷却パイプ３内の
砂１１にレジンは含まれないため、砂抜き用の孔であっ
ても連通孔１３を小さな径寸法（即ち、冷却のみを考慮
した径寸法）とすることができる。

【００２６】図５乃至図７は本発明の第２実施例である
冷却装置を適用したシリンダブロック２０を示してい
る。図６は図５におけるＣ−Ｃ線に沿う断面を示してお
り、図７は図５におけるＤ−Ｄ線に沿う断面を示してい
る。尚、図１乃至図４を用いて説明した第１実施例に係
るシリンダブロック１と同一の構成については同一符号
を付してその説明を省略する。

【００２７】各図に示される冷却装置は、シリンダブロ
ック２０の上面２０ａにジャケット（溝）２１を形成す
ることによりミドルデッキ構造としたことを特徴とする
ものである。このジャケット（溝）２１内にも冷却水は
流れる構成とされており、また本発明の特徴となる連通
孔１３は第１実施例に係るシリンダブロック１と同様に
しりんだボア間近傍位置に形成されている。

【００２８】上記構成とされたシリンダブロック２０で
は、冷却パイプ３は図６に示されるようにジャケット２
１の下部に配設された構成となっている。従って、シリ
ンダブロック２０では、ジャケット２１内を流れる冷却
水と冷却パイプ３内を流れる冷却水が協働してシリンダ
ブロック２０を冷却する構成となる。このように、ミド
ルデッキ構造とされたシリンダブロック２０に対しても
本発明は適用することができ、第１実施例に係るシリン
ダブロック１と同様の効果を得ることができる。

【００２９】これに加え、第２実施例に係るシリンダブ
ロック２０では、ジャケット２１は鋳型により形成され
るため、図７に示されるようにしりんだボア間近傍に深
く食い込む食い込み部２２を形成することができるた
め、冷却効率をより向上することができる。

【００３０】また、鋳造時においては、このジャケット
２１を形成するために鋳型に形成されたジャケット形成
用型部はシリンダボア間の深い位置（図７中、参照符号
２３で示す）まで入り込むため、鋳造時に冷却パイプ３
を保持する機能を奏し、冷却パイプ３の変形を防止する
ことができる。

【００３１】

【発明の効果】上述の如く本発明によれば、ウォータジ
ャケットをパイプにより形成することにより、砂中子を
使用せずにウォータジャケットを形成することができる
ため冷却装置を容易に製造することができ、またパイプ
を鋳ぐるむことにより製造されたシリンダブロックであ
っても、シリンダボア間近傍位置には連通孔が形成さ
れ、この連通孔内を流れる冷却水によりシリンダボア間
近傍位置も冷却することができるためシリンダブロック
の温度分布を均一化でき、シリンダボアの真円度不良か
ら生じるオイル消費の悪化を防止することができる等の
特長を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例である冷却装置を適用した
シリンダブロックの横断面図（シリンダ軸に対して直交
する平面で切った断面図）である。

【図２】（Ａ）は図１におけるＡ−Ａ線に沿う断面図、
（Ｂ）は図１におけるＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

【図３】パイプ鋳ぐるみを行う前の状態の冷却パイプを
示す図である。

【図４】冷却パイプの製造方法を説明するための図であ
る。

【図５】図５は本発明の第２実施例である冷却装置を適
用したシリンダブロックの横断面図（シリンダ軸に対し
て直交する平面で切った断面図）である。

【図６】図５におけるＣ−Ｃ線に沿う断面図である。

【図７】図５におけるＤ−Ｄ線に沿う断面図である。

【符号の説明】

１，２０ シリンダブロック ２ａ〜２ｄ シリンダ ３ 冷却パイプ ６ 波形部材 ７ Ｃ形部材 ８ 接合部位 ９，１０ パイプ １１ 砂 １２ オイル通路用パイプ １３ 連通孔 ２１ ジャケット ２２ 食い込み部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダブロックのウォータジャケット
   をパイプを鋳ぐるむことにより形成する内燃機関の冷却
   装置であって、 該シリンダブロックのシリンダボア間近傍位置に、シリ
   ンダブロックトップデッキと上記シリンダブロックに鋳
   ぐまれたパイプをシリンダ軸方向に連通する連通孔を形
   成したことを特徴とする内燃機関の冷却装置。