WO2016104443A1 - ウォータージャケットスペーサー、内燃機関及び自動車 - Google Patents

Abstract

　内燃機関のシリンダブロックの溝状冷却水流路内に挿入されるウォータージャケットスペーサーであって、該溝状冷却水流路に沿った形状を有する本体部と、該本体部の内壁側に該本体部の内壁の長手方向に付設されており、該溝状冷却水流路のシリンダボア側の壁面に当接することにより、該ウォータージャケットスペーサーより内側の溝状冷却水流路を上下に区画するための内壁側当接部材、及び該本体部の外壁側に該本体部の外壁の長手方向に付設されており、該溝状冷却水流路の外側の壁面に当接することにより、該ウォータージャケットスペーサーより外側の溝状冷却水流路を上下に区画するための外壁側当接部材のうちのいずれか一方又は両方と、を有すること、を特徴とするウォータージャケットスペーサーである。本発明によれば、シリンダボア壁の壁温の均一性が高い内燃機関を提供することができる。

Description

ウォータージャケットスペーサー、内燃機関及び自動車

　本発明は、内燃機関のシリンダブロックの溝状冷却水流路内に挿入され、溝状冷却する流路内の冷却水の水流を制御するためのウォータージャケットスペーサー、それが設置されている内燃機関及びその内燃機関を有する自動車に関する。

　内燃機関では、ボア内のピストンの上死点で燃料の爆発が起こり、その爆発によりピストンが押し下げられるという構造上、シリンダボア壁の上側は温度が高くなり、下側は温度が低くなる。そのため、シリンダボア壁の上側と下側では、熱変形量に違いが生じ、上側は大きく膨張し、一方、下側の膨張が小さくなる。

　その結果、ピストンのシリンダボア壁との摩擦抵抗が大きくなり、これが、燃費を下げる要因となっているので、シリンダボア壁の上側と下側とで熱変形量の違いを少なくすることが求められている。

　そこで、従来より、シリンダボア壁の壁温を均一にするために、溝状冷却水流路内にウォータージャケットスペーサーを設置し、溝状冷却水流路内の冷却水の水流を調節して、冷却水によるシリンダボア壁の上側の冷却効率及び下側の冷却効率を制御することが試みられてきた。例えば、特許文献１には、内燃機関のシリンダブロックに形成された溝状冷却用熱媒体流路内に配置されることで溝状冷却用熱媒体流路内を複数の流路に区画する流路区画部材であって、前記溝状冷却用熱媒体流路の深さに満たない高さに形成され、前記溝状冷却用熱媒体流路内をボア側流路と反ボア側流路とに分割する壁部となる流路分割部材と、前記流路分割部材から前記溝状冷却用熱媒体流路の開口部方向に向けて形成され、かつ先端縁部が前記溝状冷却用熱媒体流路の一方の内面を越えた形に可撓性材料で形成されていることにより、前記溝状冷却用熱媒体流路内への挿入完了後は自身の撓み復元力により前記先端縁部が前記内面に対して前記溝状冷却用熱媒体流路の深さ方向の中間位置にて接触することで前記ボア側流路と前記反ボア側流路とを分離する可撓性リップ部材と、を備えたことを特徴とする内燃機関冷却用熱媒体流路区画部材が開示されている。

特開２００８－３１９３９号公報（特許請求の範囲）

　ところが、引用文献１の内燃機関冷却用熱媒体流路区画部材によれば、ある程度のシリンダボア壁の壁温の均一化が図れるので、シリンダボア壁の上側と下側との熱変形量の違いを少なくすることができるものの、近年、更に、シリンダボア壁の上側と下側とで熱変形量の違いを少なくすることが求められている。

　従って、本発明の課題は、シリンダボア壁の壁温の均一性を高くすることができるウォータージャケットスペーサー、それを備える内燃機関及び該内燃機関を有する自動車を提供することにある。

　本発明者らは、上記従来技術における課題を解決すべく、鋭意研究を重ねた結果、ウォータージャケットスペーサーの内壁側及び外壁側のいずれか又は両方に、ウォータージャケットスペーサーの長手方向に亘って、溝状冷却水流路の壁面に当接する当接部材を設けて、溝状冷却水流路を上下に区画することにより、溝状冷却水流路の上側の区画流路を流れる冷却水の流量と下側の区画流路を流れる冷却水の流量とを、別々に制御できるので、シリンダボア壁の上側と下側との冷却度合をそれぞれ別々に調節することができるということを見出し、本発明を完成させた。

　すなわち、本発明（１）は、内燃機関のシリンダブロックの溝状冷却水流路内に挿入されるウォータージャケットスペーサーであって、
　該溝状冷却水流路に沿った形状を有する本体部と、
　該本体部の内壁側に該本体部の内壁の長手方向に付設されており、該溝状冷却水流路のシリンダボア側の壁面に当接することにより、該ウォータージャケットスペーサーより内側の溝状冷却水流路を上下に区画するための内壁側当接部材、及び該本体部の外壁側に該本体部の外壁の長手方向に付設されており、該溝状冷却水流路の外側の壁面に当接することにより、該ウォータージャケットスペーサーより外側の溝状冷却水流路を上下に区画するための外壁側当接部材のうちのいずれか一方又は両方と、
を有すること、
を特徴とするウォータージャケットスペーサーを提供するものである。

　また、本発明（２）は、シリンダブロックの溝状冷却水流路内に、本発明（１）のウォータージャケットスペーサーが設置されていることを特徴とする内燃機関を提供するものである。

　また、本発明（３）は、本発明（２）の内燃機関を有することを特徴とする自動車を提供するものである。

　本発明によれば、シリンダボア壁の壁温の均一性を高くすることができるウォータージャケットスペーサー、それを備える内燃機関及び該内燃機関を有する自動車を提供することができる。

本発明のウォータージャケットスペーサーが設置されるシリンダブロックの形態例を示す模式的な平面図である。 図１のｘ－ｘ線端面図である。 図１に示すシリンダブロックの斜視図である。 本発明のウォータージャケットスペーサーの形態例を示す模式的な斜視図である。 図４に示すウォータージャケットスペーサーを上側から見た平面図である。 図５のｙ－ｙ線端面図である。 図４に示すウォータージャケットスペーサーが図２に示すシリンダブロックに挿入される様子を示す模式図である。 図４に示すウォータージャケットスペーサーが図２に示すシリンダブロックの溝状冷却水流路内に設置されている様子を示す模式図である。 ウォータージャケットスペーサーが溝状冷却水流路内に設置されている状態で、溝状冷却水流路内を、シリンダボア側の壁面側から見た図である。 ウォータージャケットスペーサーが溝状冷却水流路内に設置されている状態の端面図である。 本体部の形態例を示す平面図である。 外側当接部材の形態例を示す模式図である。 内側当接部材の形態例を示す模式図である。 内側当接部材及び外側当接部材の形態例を示す模式図である。

　本発明のウォータージャケットスペーサー及び本発明のウォータージャケットスペーサーが組み付けられた内燃機関の形態例について、図１～図１０を参照して説明する。図１～図３は、本発明のウォータージャケットスペーサーが設置されるシリンダブロックの形態例を示すものであり、図１は、本発明のウォータージャケットスペーサーが設置されるシリンダブロックを示す模式的な平面図であり、図２は、図１のｘ－ｘ線端面図であり、図３は、図１に示すシリンダブロックの斜視図である。図４～図６は、本発明のウォータージャケットスペーサーの形態例を示すものであり、図４は、本発明のウォータージャケットスペーサーの形態例を示す模式的な斜視図であり、図５は、図４に示すウォータージャケットスペーサーを上側から見た平面図であり、図６は、図４に示すウォータージャケットスペーサーのｙ－ｙ線端面図である。図７は、図４に示すウォータージャケットスペーサーが図２に示すシリンダブロックに挿入される様子を示す模式図であり、図８は、図４に示すウォータージャケットスペーサーが図２に示すシリンダブロックの溝状冷却水流路内に設置されている様子を示す模式図であり、図９は、ウォータージャケットスペーサーが溝状冷却水流路内に設置されている状態で、溝状冷却水流路内を、シリンダボア側の壁面側から見た図であり、図１０は、ウォータージャケットスペーサーが溝状冷却水流路内に設置されている状態の端面図である。

　図１～図３に示すように、ウォータージャケットスペーサーが設置される車両搭載用内燃機関のオープンデッキ型のシリンダブロック１１には、ピストンが上下するためのボア１２、及び冷却水を流すための溝状冷却水流路１４が形成されている。そして、ボア１２と溝状冷却水流路１４とを区切る壁が、シリンダボア壁１３である。また、シリンダブロック１１には、溝状冷却水流路１４へ冷却水を供給するための冷却水供給口１５ａ、１５ｂ及び冷却水を溝状冷却水流路１１から排出するための冷却水排出口１６ａ、１６ｂが形成されている。冷却水供給口１５ａは、溝状冷却水流路１４の上側の区画流路に冷却水を供給するための供給口であり、冷却水供給口１５ｂは、溝状冷却水流路１４の下側の区画流路に冷却水を供給するための供給口であり、冷却水排出口１６ａは、溝状冷却水流路１４の上側の区画流路から冷却水を排出するための排出口であり、冷却水排出口１６ｂは、溝状冷却水流路１４の下側の区画流路から冷却水を排出するための排出口である。

　このシリンダブロック１１には、２つ以上のボア１２が直列に並ぶように形成されている。そのため、ボア１２には、１つのボアに隣り合っている端ボア１２ａ１、１２ａ２と、２つのボアに挟まれている中間ボア１２ｂ１、１２ｂ２とがある（なお、シリンダブロックのボアの数が２つの場合は、端ボアのみである。）。直列に並んだボアのうち、端ボア１２ａ１、１２ａ２は両端のボアであり、また、中間ボア１２ｂ１、１２ｂ２は、一端の端ボア１２ａ１と他端の端ボア１２ａ２の間にあるボアである。

　また、本発明では、溝状冷却水流路１４の壁面のうち、シリンダボア１３側の壁面を、溝状冷却水流路のシリンダボア側の壁面１７と記載し、溝状冷却水流路１４の壁面のうち、溝状冷却水流路のシリンダボア側の壁面１７とは反対側の壁面を、溝状冷却水流路の外側の壁面１８と記載する。

　図４～図６に示すウォータージャケットスペーサー１は、本体部２と、内壁側当接部材６と、外壁側当接部材４と、からなる。

　本体部２は、溝状冷却水流路１４の中下部に配置され、溝状冷却水流路の中下部の幅方向の中央及びその近傍の隙間を埋める部材である。本体部２の形状は、上から見たときに、溝状冷却水流路１４の形状に沿う形状である。言い換えると、本体部２は、上から見たときに、溝状冷却水流路１４のシリンダボア側の壁面１７を囲む形状である。

　内壁側当接部材６は、溝状冷却水流路１４が設置されたときに、溝状冷却水流路１４のシリンダボア側の壁面１７を囲むように、本体部２の内壁の長手方向（横方向）に亘って付設される。この内壁側当接部材６は、本体部２の内壁側に形成されている内壁側当接部材嵌め込み部５に嵌め込まれて、本体部２の内壁側に付設されている。

　外壁側当接部材４は、本体部２を囲むように、本体部２の外壁の長手方向（横方向）に亘って付設される。この外壁側当接部材４は、本体部２の外壁側に形成されている外壁側当接部材嵌め込み部３に嵌め込まれて、本体部２の外壁側に付設されている。

　本体部２の内壁側当接部材４及び外壁側当接部材６の高さ方向の位置より下には、冷却水を、本体部２と溝状冷却水流路のシリンダボア側の壁面との間の冷却水流路に流し込むための内側流入用穴７が形成されており、また、本体部２の内壁側当接部材４及び外壁側当接部材６の高さ方向の位置より下には、冷却水を、本体部２と溝状冷却水流路のシリンダボア側の壁面との間の冷却水流路から、本体部２と溝状冷却水流路の外側の壁面との間の冷却水流路へ流し出すための外側流出用穴８が形成されている。

　図７に示すように、ウォータージャケットスペーサー１は、シリンダブロック１１の溝状冷却水流路１４に挿入され、図８～図１０に示すように、溝状冷却水流路１４内に設置される。なお、図９では、本体部と内壁側当接部材と溝状冷却水流路の外側の壁面のみを記載した。

　ウォータージャケットスペーサー１が、溝状冷却水流路１４内に設置されている状態では、内壁側当接部材６は、溝状冷却水流路１４のシリンダボア側の壁面１７に当接しており、また、外壁側当接部材４は、溝状冷却水流路１４の外側の壁面１８に当接している。

　そして、内壁側当接部材６が、溝状冷却水流路１４のシリンダボア側の壁面１７に当接し、外壁側当接部材４が、溝状冷却水流路１４の外側の壁面１８に当接することにより、溝状冷却水流路１４が、溝状冷却水流路の上側の区画流路２３と、溝状冷却水流路の下側の区画流路２４とに区画される。そのため、溝状冷却水流路の上側の区画流路２３に冷却水２１を供給するためのポンプと、溝状冷却水流路の下側の区画流路２４に冷却水２２を供給するためのポンプを、それぞれ別々に設ければ、溝状冷却水流路の上側の区画流路２３と溝状冷却水流路の下側の区画流路２４との冷却水の流量を異ならせることができ、且つ、溝状冷却水流路の上側の区画流路２３の冷却水の流量及び溝状冷却水流路の下側の区画流路２４の冷却水の流量を、それぞれ別々に調節することができる。

　本発明のウォータージャケットスペーサーは、内燃機関のシリンダブロックの溝状冷却水流路内に挿入されるウォータージャケットスペーサーであって、
　該溝状冷却水流路に沿った形状を有する本体部と、
　該本体部の内壁側に該本体部の内壁の長手方向に付設されており、該溝状冷却水流路のシリンダボア側の壁面に当接することにより、該ウォータージャケットスペーサーより内側の溝状冷却水流路を上下に区画するための内壁側当接部材、及び該本体部の外壁側に該本体部の外壁の長手方向に付設されており、該溝状冷却水流路の外側の壁面に当接することにより、該ウォータージャケットスペーサーより外側の溝状冷却水流路を上下に区画するための外壁側当接部材のうちのいずれか一方又は両方と、
を有すること、
を特徴とするウォータージャケットスペーサーである。

　この本発明のウォータージャケットスペーサーの形態としては、以下に示す形態が挙げられる。

　本発明の第一の形態のウォータージャケットスペーサーは、内燃機関のシリンダブロックの溝状冷却水流路内に挿入されるウォータージャケットスペーサーであって、
　該溝状冷却水流路の全周に沿った形状を有する本体部と、
　該本体部の内壁側に該本体部の内壁の長手方向の全体に亘って付設されており、該溝状冷却水流路のシリンダボア側の壁面に当接することにより、該ウォータージャケットスペーサーより内側の溝状冷却水流路を上下に区画するための内壁側当接部材と、
　該本体部の外壁側に該本体部の外壁の長手方向の全体に亘って付設されており、該溝状冷却水流路の外側の壁面に当接することにより、該ウォータージャケットスペーサーより外側の溝状冷却水流路を上下に区画するための外壁側当接部材と、
を有すること、
特徴とするウォータージャケットスペーサーである。

　本発明の第二の形態のウォータージャケットスペーサーは、内燃機関のシリンダブロックの溝状冷却水流路内に挿入されるウォータージャケットスペーサーであって、
　該溝状冷却水流路の全周に沿った形状を有する本体部と、
　該本体部の内壁側に該本体部の内壁の長手方向の全体に亘って付設されており、該溝状冷却水流路のシリンダボア側の壁面に当接することにより、該ウォータージャケットスペーサーより内側の溝状冷却水流路を上下に区画するための内壁側当接部材と、
を有すること、
特徴とするウォータージャケットスペーサーである。

　本発明の第三の形態のウォータージャケットスペーサーは、内燃機関のシリンダブロックの溝状冷却水流路内に挿入されるウォータージャケットスペーサーであって、
　該溝状冷却水流路の全周に沿った形状を有する本体部と、
　該本体部の外壁側に該本体部の外壁の長手方向の全体に亘って付設されており、該溝状冷却水流路の外側の壁面に当接することにより、該ウォータージャケットスペーサーより外側の溝状冷却水流路を上下に区画するための外壁側当接部材と、
を有すること、
特徴とするウォータージャケットスペーサーである。

　本発明の第四の形態のウォータージャケットスペーサーは、内燃機関のシリンダブロックの溝状冷却水流路内に挿入されるウォータージャケットスペーサーであって、
　該溝状冷却水流路の全周に沿った形状を有する本体部と、
　該本体部の内壁側に該本体部の内壁の長手方向の一部分に付設されており、該溝状冷却水流路のシリンダボア側の壁面に当接することにより、該ウォータージャケットスペーサーより内側の溝状冷却水流路を上下に区画するための内壁側当接部材と、
　該本体部の外壁側に該本体部の外壁の長手方向の一部分に付設されており、該溝状冷却水流路の外側の壁面に当接することにより、該ウォータージャケットスペーサーより外側の溝状冷却水流路を上下に区画するための外壁側当接部材と、
を有すること、
特徴とするウォータージャケットスペーサーである。

　本発明の第五の形態のウォータージャケットスペーサーは、内燃機関のシリンダブロックの溝状冷却水流路内に挿入されるウォータージャケットスペーサーであって、
　該溝状冷却水流路の全流路のうちの一部分に沿った形状を有する本体部と、
　該本体部の内壁側に該本体部の内壁の長手方向の全体に亘って付設されており、該溝状冷却水流路のシリンダボア側の壁面に当接することにより、該ウォータージャケットスペーサーより内側の溝状冷却水流路を上下に区画するための内壁側当接部材と、
　該本体部の外壁側に該本体部の外壁の長手方向の全体に亘って付設されており、該溝状冷却水流路の外側の壁面に当接することにより、該ウォータージャケットスペーサーより外側の溝状冷却水流路を上下に区画するための外壁側当接部材と、
を有すること、
特徴とするウォータージャケットスペーサーである。

　本発明の第六の形態のウォータージャケットスペーサーは、内燃機関のシリンダブロックの溝状冷却水流路内に挿入されるウォータージャケットスペーサーであって、
　該溝状冷却水流路の全流路のうちの一部分に沿った形状を有する本体部と、
　該本体部の内壁側に該本体部の内壁の長手方向の全体に亘って付設されており、該溝状冷却水流路のシリンダボア側の壁面に当接することにより、該ウォータージャケットスペーサーより内側の溝状冷却水流路を上下に区画するための内壁側当接部材と、
を有すること、
特徴とするウォータージャケットスペーサーである。

　本発明の第七の形態のウォータージャケットスペーサーは、内燃機関のシリンダブロックの溝状冷却水流路内に挿入されるウォータージャケットスペーサーであって、
　該溝状冷却水流路の全流路のうちの一部分に沿った形状を有する本体部と、
　該本体部の外壁側に該本体部の外壁の長手方向の全体に亘って付設されており、該溝状冷却水流路の外側の壁面に当接することにより、該ウォータージャケットスペーサーより外側の溝状冷却水流路を上下に区画するための外壁側当接部材と、
を有すること、
特徴とするウォータージャケットスペーサーである。

　本発明の第八の形態のウォータージャケットスペーサーは、内燃機関のシリンダブロックの溝状冷却水流路内に挿入されるウォータージャケットスペーサーであって、
　該溝状冷却水流路の全流路のうちの一部分に沿った形状を有する本体部と、
　該本体部の内壁側に該本体部の内壁の長手方向の一部分に付設されており、該溝状冷却水流路のシリンダボア側の壁面に当接することにより、該ウォータージャケットスペーサーより内側の溝状冷却水流路を上下に区画するための内壁側当接部材と、
　該本体部の外壁側に該本体部の外壁の長手方向の一部分に付設されており、該溝状冷却水流路の外側の壁面に当接することにより、該ウォータージャケットスペーサーより外側の溝状冷却水流路を上下に区画するための外壁側当接部材と、
を有すること、
特徴とするウォータージャケットスペーサーである。

　本体部は、溝状冷却水流路の中下部又は下部に配置されたときに、溝状冷却水流路の中下部又は下部の幅方向の中央及びその近傍の隙間を埋める部材である。そして、本体部は、内壁側当接部材又は外壁側当接部材の溝状冷却水流路内での位置が、所定の位置に固定されるように、溝状冷却水流路内で、内壁側当接部材又は外壁側当接部材を支持するための部材でもある。そのため、本体部の形状は、上から見たときに、溝状冷却水流路の形状に沿う形状であり、溝状冷却水流路の全流路のうちの一部分又は全体に沿う形状である。

　図４に示す形態例では、本体部の形状は、溝状冷却水流路のシリンダボア側の壁面を全て囲む形状であるが、内壁側当接部材及び外壁側当接部材の溝状冷却水流路内での位置が、所定の位置に固定されるように、内壁側当接部材又は外壁側当接部材を支持でき、且つ、溝状冷却水流路の上側の区画流路の冷却水流量と下側の区画流路の冷却水流量を、別々に調節することができる形状であれば、特に制限されない。例えば、本体部の形状が、溝状冷却水流路のシリンダボア側の壁面の全てを囲むのではなく、図１１に示す形態例のように、長手方向の一部分が欠けているような形状、すなわち、溝状冷却水流路の全流路のうちの一部分に沿う形状であっても、内壁側当接部材及び外壁側当接部材を支持することにより、溝状冷却水流路の上側の区画流路の冷却水流量と下側の区画流路の冷却水流量を、実質的に別々に調節できるように区画できるものであればよい。

　図４に示す形態例では、冷却水を、本体部と溝状冷却水流路のシリンダボア側の壁面との間の冷却水流路に流し込むための内側流入用穴が形成されており、また、冷却水を、本体部と溝状冷却水流路のシリンダボア側の壁面との間の冷却水流路から、本体部と溝状冷却水流路の外側の壁面との間の冷却水流路へ流し出すための外側流出用穴が形成されているが、冷却水が、本体部と溝状冷却水流路のシリンダボア側の壁面との間の冷却水流路に流入し、本体部と溝状冷却水流路のシリンダボア側の壁面との間の冷却水流路から流出できるものであれば、特に制限されない。例えば、内壁側当接部材又は外壁側当接部材の高さ方向の位置より下の部分の一部が切り欠かれているような形状、内壁側当接部材又は外壁側当接部材の高さ方向の位置より下の部分が一部しかないような形状等が挙げられる。

　本体部の高さは、内壁側当接部材又は外壁側当接部材の溝状冷却水流路内での位置が、所定の位置に固定されるように、内壁側当接部材又は外壁側当接部材を支持できるのであれば、特に制限されない。図４に示す形態例では、本体部の高さは、長手方向に一定となっているが、これに制限されるものではなく、高さが異なる部分があってもよい。

　本体部の材質は、耐ロングライフクーラント性（以下、「耐ＬＬＣ性」と言う。）が良く、溝状冷却水流路内の温度に耐える耐熱性を有するものであれば、特に制限されず、例えば、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリロトリル、ブタンジエン、スチレン樹脂、ポリ塩化ビニル、アクリロ二トリル、スチレン樹脂、メタクリル樹脂、塩化ビニル、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ＧＦ強化ポリエチレンテレフタレート、超高分子量ポリエチレン、ポリフェニレンスルフィド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、液晶ポリマー等の熱可塑性樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、液晶ポリエステル等のポリエステルや、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン等のポリオレフィンや、ポリオキシメチレン、ポリアミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリケトン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン、ポリエーテルニトリル、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素系樹脂、液晶ポリマーなどの結晶性樹脂、スチレン系樹脂の他や、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリフェニレンエーテル、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリアリレートなどの非晶性樹脂、その他、フェノール系樹脂、フェノキシ樹脂、更にポリスチレン系、ポリオレフィン系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系、ポリイソプレン系、フッ素系、およびアクリロニトリル系等の熱可塑エラストマー等や、これらの共重合体および変性体等の熱硬化性樹脂、鋳鉄、ステンレス、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属材料等が挙げられる。

　内壁側当接部材は、溝状冷却水流路に設置されたときに、溝状冷却水流路のシリンダボア側の壁面に当接し、本体部の内壁の長手方向（横方向）の全体に亘って又は長手方向の一部分に付設される。また、外壁側当接部材は、本体部の外壁の長手方向（横方向）の全体に亘って又は長手方向の一部分に付設される。そして、ウォータージャケットスペーサーが、溝状冷却水流路内に設置されて、内壁側当接部材が溝状冷却水流路のシリンダボア側の壁面に当接し、且つ、外壁側当接部材が溝状冷却水流路の外側の壁面に当接することにより、溝状冷却水流路が、上側の区画流路と下側の区画流路とに区画される。

　図４に示す形態例では、内壁側当接部材及び外壁側当接部材のいずれも、本体部の長手方向に一周途切れることなく繋がっているが、これに制限されるものではない。例えば、内壁側当接部材又は外壁側当接部材の一部に連続していない部分があっても、溝状冷却水流路の上側の区画流路の冷却水流量と下側の区画流路の冷却水流量を、実質的に別々に調節できるように区画できるのであればよい。

　内壁側当接部材又は外壁側当接部材の付設方法であるが、図４に示す形態例では、内壁側当接部材又は外壁側当接部材は、本体部の内壁側又は外壁側に形成されている嵌め込み部に嵌め込まれることにより、本体部の内壁側又は外壁側に付設されているが、これに制限されるものではなく、内壁側当接部材又は外壁側当接部材を本体部に付設できる方法であればよい。

　内壁側当接部材又は外壁側当接部材の厚み（図６中、符号２５で示す長さ）は、特に制限されないが、好ましくは０．１～５．０ｍｍ、特に好ましくは０．５～３．０ｍｍである。また、内壁側当接部材の当接部位から外壁側当接部材の当接部位までの長さ（図６中、符号２６で示す長さ）は、溝状冷却水流路に合わせて適宜選択される。

　内壁側当接部材又は外壁側当接部材の材質は、溝状冷却水流路のシリンダボア側の壁面又は外側の壁面に当接して溝状冷却水流路を実質的に上下の区画流路に区画でき、耐ＬＬＣ性が良く、溝状冷却水流路内のシリンダボア側の壁面温度に耐える耐熱性を有するものであれば、特に制限されない。そして、内壁側当接部材及び外壁側当接部材は、ゴム硬度が５～５０度のゴム材からなることが好ましく、ゴム硬度が１０～３０度のゴム材からなることが特に好ましい。また、内壁側当接部材又は外壁側当接部材の材質としては、シリコンゴム、フッ素ゴム、天然ゴム、ブタジエンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）等が挙げられ、シリコンゴム、フッ素ゴム、天然ゴム、ブタジエンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）及びニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）の感熱膨張ゴムが好ましい。感熱膨張ゴムは、ベースフォーム材にベースフォーム材より融点が低い熱可塑性物質を含浸させ圧縮した複合体であり、常温では少なくともその表層部に存在する熱可塑性物質の硬化物により圧縮状態が保持され、且つ、加熱により熱可塑性物質の硬化物が軟化して圧縮状態が開放される材料である。内壁側当接部材又は外壁側当接部材の材質の材質が感熱膨張ゴムの場合は、本発明のウォータージャケットスペーサーが溝状冷却水流路に設置され、感熱膨張ゴムに熱が加えられることで、感熱膨張ゴムが膨張して、所定の形状に膨張変形する。感熱膨張ゴムに係るベースフォーム材としては、シリコンゴム、フッ素ゴム、天然ゴム、ブタジエンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）及びニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）が挙げられる。感熱膨張ゴムに係る熱可塑性物質としては、ガラス転移点、融点又は軟化温度のいずれかが１２０℃未満であるものが好ましい。感熱膨張ゴムに係る熱可塑性物質としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリアクリル酸エステル、スチレンブタジエン共重合体、塩素化ポリエチレン、ポリフッ化ビニリデン、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレン酢酸ビニル塩化ビニルアクリル酸エステル共重合体、エチレン酢酸ビニルアクリル酸エステル共重合体、エチレン酢酸ビニル塩化ビニル共重合体、ナイロン、アクリロニトリルブタジエン共重合体、ポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビニル、ポリクロロプレン、ポリブタジエン、熱可塑性ポリイミド、ポリアセタール、ポリフェニレンサルファイド、ポリカーボネート、熱可塑性ポリウレタン等の熱可塑性樹脂、低融点ガラスフリット、でんぷん、はんだ、ワックス等の各種熱可塑性化合物が挙げられる。

　図４に示す形態例では、内壁側当接部材又は外壁側当接部材は、本体部の高さ方向の位置が、本体部の長手方向に亘って一定であるが、これに制限されるものではない。例えば、図１２に示す形態例のように、本体部の長手方向の全体に亘って高さ方向の位置が変化するように、外壁側当接部材３４ａが本体部３２ａの外側の壁面に付設されていてもよく、また、図１３に示す形態例のように、本体部の長手方向の一部分が、他の部分とは高さ方向の位置が異なるように、内壁側当接部材３６ｂが本体部３２ｂの外側の壁面に付設されていてもよい。

　図４に示す形態例では、内壁側当接部材及び外壁側当接部材の高さ方向の位置が、本体部の長手方向の全体に亘って同じであるが、これに制限されるものではない。例えば、図１４の（Ａ）に示す形態例のように、内壁側当接部材３６ｃの高さ方向の位置が、外壁側当接部材３４ｃの高さ方向の位置より高くなるように、内壁側当接部材３６ｃ及び外壁側当接部材３４ｃが、本体部３２ｃに付設されていてもよく、また、図１４の（Ｂ）に示す形態例のように、内壁側当接部材３６ｄの高さ方向の位置が、外壁側当接部材３４ｄの高さ方向の位置より低くなるように、内壁側当接部材３６ｄ及び外壁側当接部材３４ｄが、本体部３２ｄに付設されていてもよい。

　本発明のウォータージャケットスペーサーが、溝状冷却水流路内に設置されて、内壁側当接部材が溝状冷却水流路のシリンダボア側の壁面に当接し、又は外壁側当接部材が溝状冷却水流路の外側の壁面に当接することにより、ウォータージャケットスペーサーより内側又はウォータージャケットスペーサーより外側の溝状冷却水流路が、上側の区画流路と下側の区画流路とに区画されるので、溝状冷却水流路の上側の区画流路の冷却水の流量と下側の区画流路の冷却水の流量とを、それぞれ別々に且つ所望の流量に制御できる。そのため、シリンダボア壁の壁温の上下の差異に応じて、あるいは、壁温の変化に応じて、シリンダボア壁の上下の温度が均一になるように、溝状冷却水流路の上側の区画流路の冷却水の流量と下側の区画流路の冷却水の流量とを、それぞれ調節することができる。このようなことから、本発明のウォータージャケットスペーサーによれば、シリンダボア壁の壁温の均一性を高くすることができる。

　本発明の内燃機関は、前記本発明のウォータージャケットスペーサーが、シリンダブロックの溝状冷却水流路に設置されていることを特徴とする内燃機関である。また、本発明の自動車は、前記本発明の内燃機関を有することを特徴とする自動車である。

　本発明によれば、内燃機関のシリンダボア壁の上側と下側との変形量の違いを少なくすることができるので、ピストンの摩擦を低くすることができるため、省燃費の内燃機関を提供できる。

１　　　　　　　　ウォータージャケットスペーサー
２、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ　　本体部
３　　　　　　　　外壁側当接部材嵌め込み部
４、３４ａ、３４ｃ、３４ｄ　　外壁側当接部材
５　　　　　　　　内壁側当接部材嵌め込み部
６、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ　　内壁側当接部材
７　　　　　　　　内側流入用穴
１１　　　　　　　シリンダブロック
１２　　　　　　　ボア
１３　　　　　　　シリンダボア壁
１４　　　　　　　溝状冷却水流路
１５ａ、１５ｂ　　冷却水供給口
１６ａ、１６ｂ　　冷却水排出口
１７　　　　　　　溝状冷却水流路のシリンダボア側の壁面
１８　　　　　　　溝状冷却水流路の外側の壁面
２３　　　　　　　溝状冷却水流路の上側の区画流路
２４　　　　　　　溝状冷却水流路の下側の区画流路

Claims (15)

1. 　内燃機関のシリンダブロックの溝状冷却水流路内に挿入されるウォータージャケットスペーサーであって、
   　該溝状冷却水流路に沿った形状を有する本体部と、
   　該本体部の内壁側に該本体部の内壁の長手方向に付設されており、該溝状冷却水流路のシリンダボア側の壁面に当接することにより、該ウォータージャケットスペーサーより内側の溝状冷却水流路を上下に区画するための内壁側当接部材、及び該本体部の外壁側に該本体部の外壁の長手方向に付設されており、該溝状冷却水流路の外側の壁面に当接することにより、該ウォータージャケットスペーサーより外側の溝状冷却水流路を上下に区画するための外壁側当接部材のうちのいずれか一方又は両方と、
   を有すること、
   を特徴とするウォータージャケットスペーサー。
2. 　内燃機関のシリンダブロックの溝状冷却水流路内に挿入されるウォータージャケットスペーサーであって、
   　該溝状冷却水流路の全周に沿った形状を有する本体部と、
   　該本体部の内壁側に該本体部の内壁の長手方向の全体に亘って付設されており、該溝状冷却水流路のシリンダボア側の壁面に当接することにより、該ウォータージャケットスペーサーより内側の溝状冷却水流路を上下に区画するための内壁側当接部材と、
   　該本体部の外壁側に該本体部の外壁の長手方向の全体に亘って付設されており、該溝状冷却水流路の外側の壁面に当接することにより、該ウォータージャケットスペーサーより外側の溝状冷却水流路を上下に区画するための外壁側当接部材と、
   を有すること、
   特徴とする請求項１記載のウォータージャケットスペーサー。
3. 　内燃機関のシリンダブロックの溝状冷却水流路内に挿入されるウォータージャケットスペーサーであって、
   　該溝状冷却水流路の全周に沿った形状を有する本体部と、
   　該本体部の内壁側に該本体部の内壁の長手方向の全体に亘って付設されており、該溝状冷却水流路のシリンダボア側の壁面に当接することにより、該ウォータージャケットスペーサーより内側の溝状冷却水流路を上下に区画するための内壁側当接部材と、
   を有すること、
   特徴とする請求項１記載のウォータージャケットスペーサー。
4. 　内燃機関のシリンダブロックの溝状冷却水流路内に挿入されるウォータージャケットスペーサーであって、
   　該溝状冷却水流路の全周に沿った形状を有する本体部と、
   　該本体部の外壁側に該本体部の外壁の長手方向の全体に亘って付設されており、該溝状冷却水流路の外側の壁面に当接することにより、該ウォータージャケットスペーサーより外側の溝状冷却水流路を上下に区画するための外壁側当接部材と、
   を有すること、
   特徴とする請求項１記載のウォータージャケットスペーサー。
5. 　内燃機関のシリンダブロックの溝状冷却水流路内に挿入されるウォータージャケットスペーサーであって、
   　該溝状冷却水流路の全周に沿った形状を有する本体部と、
   　該本体部の内壁側に該本体部の内壁の長手方向の一部分に付設されており、該溝状冷却水流路のシリンダボア側の壁面に当接することにより、該ウォータージャケットスペーサーより内側の溝状冷却水流路を上下に区画するための内壁側当接部材と、
   　該本体部の外壁側に該本体部の外壁の長手方向の一部分に付設されており、該溝状冷却水流路の外側の壁面に当接することにより、該ウォータージャケットスペーサーより外側の溝状冷却水流路を上下に区画するための外壁側当接部材と、
   を有すること、
   特徴とする請求項１記載のウォータージャケットスペーサー。
6. 　内燃機関のシリンダブロックの溝状冷却水流路内に挿入されるウォータージャケットスペーサーであって、
   　該溝状冷却水流路の全流路のうちの一部分に沿った形状を有する本体部と、
   　該本体部の内壁側に該本体部の内壁の長手方向の全体に亘って付設されており、該溝状冷却水流路のシリンダボア側の壁面に当接することにより、該ウォータージャケットスペーサーより内側の溝状冷却水流路を上下に区画するための内壁側当接部材と、
   　該本体部の外壁側に該本体部の外壁の長手方向の全体に亘って付設されており、該溝状冷却水流路の外側の壁面に当接することにより、該ウォータージャケットスペーサーより外側の溝状冷却水流路を上下に区画するための外壁側当接部材と、
   を有すること、
   特徴とする請求項１記載のウォータージャケットスペーサー。
7. 　内燃機関のシリンダブロックの溝状冷却水流路内に挿入されるウォータージャケットスペーサーであって、
   　該溝状冷却水流路の全流路のうちの一部分に沿った形状を有する本体部と、
   　該本体部の内壁側に該本体部の内壁の長手方向の全体に亘って付設されており、該溝状冷却水流路のシリンダボア側の壁面に当接することにより、該ウォータージャケットスペーサーより内側の溝状冷却水流路を上下に区画するための内壁側当接部材と、
   を有すること、
   特徴とする請求項１記載のウォータージャケットスペーサー。
8. 　内燃機関のシリンダブロックの溝状冷却水流路内に挿入されるウォータージャケットスペーサーであって、
   　該溝状冷却水流路の全流路のうちの一部分に沿った形状を有する本体部と、
   　該本体部の外壁側に該本体部の外壁の長手方向の全体に亘って付設されており、該溝状冷却水流路の外側の壁面に当接することにより、該ウォータージャケットスペーサーより外側の溝状冷却水流路を上下に区画するための外壁側当接部材と、
   を有すること、
   特徴とする請求項１記載のウォータージャケットスペーサー。
9. 　内燃機関のシリンダブロックの溝状冷却水流路内に挿入されるウォータージャケットスペーサーであって、
   　該溝状冷却水流路の全流路のうちの一部分に沿った形状を有する本体部と、
   　該本体部の内壁側に該本体部の内壁の長手方向の一部分に付設されており、該溝状冷却水流路のシリンダボア側の壁面に当接することにより、該ウォータージャケットスペーサーより内側の溝状冷却水流路を上下に区画するための内壁側当接部材と、
   　該本体部の外壁側に該本体部の外壁の長手方向の一部分に付設されており、該溝状冷却水流路の外側の壁面に当接することにより、該ウォータージャケットスペーサーより外側の溝状冷却水流路を上下に区画するための外壁側当接部材と、
   を有すること、
   特徴とする請求項１記載のウォータージャケットスペーサー。
10. 　前記内壁側当接部材の厚み又は前外壁側当接部材の厚みが、０．１～５．０ｍｍであることを特徴とする請求項１項記載のウォータージャケットスペーサー。
11. 　前記内壁側当接部材又は前記外壁側当接部材が、ゴム硬度が５～５０度のゴム材からなることを特徴とする請求項１記載のウォータージャケットスペーサー。
12. 　前記内壁側当接部材又は前記外壁側当接部材が、シリコンゴム、フッ素ゴム、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）又はニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）からなることを特徴とする請求項１記載のウォータージャケットスペーサー。
13. 　前記内壁側当接部材又は前記外壁側当接部材が、シリコンゴム、フッ素ゴム、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）及びニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）のうちいずれかの感熱膨張ゴムからなることを特徴とする請求項１２記載のウォータージャケットスペーサー。
14. 　シリンダブロックの溝状冷却水流路内に、請求項１～１３いずれか１項記載のウォータージャケットスペーサーが設置されていることを特徴とする内燃機関。
15. 　請求項１４記載の内燃機関を有することを特徴とする自動車。

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