JP6992671B2 - ウォータジャケット構造 - Google Patents

Description

本発明は、ウォータジャケット構造に関する。

従来、シリンダブロックの冷却水流路から冷却水が流入する下段ウォータジャケットと、下段ウォータジャケットから冷却水が流入する上段ウォータジャケットと、を有する二段流路を備えるシリンダヘッドが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１７－１９３９７１号公報

ところで、シリンダヘッド内に形成されたウォータジャケットを設ける場合、爆発荷重に対する剛性の確保と、冷却水の流れに伴う圧損を抑制することが求められる。特許文献１は、これらの点で、改良の余地があった。

そこで、本明細書開示のウォータジャケット構造は、爆発荷重に対する気筒間の剛性を確保しつつ、シリンダヘッドにおける冷却水の圧損を抑制することを課題とする。

本明細書に開示されたウォータジャケット構造は、シリンダブロックの上部に設置されたシリンダヘッドの内部に設けられた下段ウォータジャケットと、前記下段ウォータジャケットと連通し、前記下段ウォータジャケットよりも前記シリンダブロックから離れた側に設けられた上段ウォータジャケットと、を備え、前記下段ウォータジャケットは、各気筒間に前記上段ウォータジャケットと連通する連通流路と、補強柱が設置される補強柱形成部と、前記補強柱形成部よりもシリンダ配置方向に沿った冷却水の流れ方向の下流側に位置して、当該下段ウォータジャケットの後端部に設けられた排出口と、を有し、前記各気筒間において、前記補強柱形成部は、前記連通流路よりも気筒配列方向に沿う冷却水の流れ方向下流側に位置している。

前記下段ウォータジャケットは、前記補強柱形成部の近傍に、前記冷却水の通水を妨げる縮径部を備えるようにしてもよい。また、前記補強柱形成部は、吸気ポート形成部を形成する肉部と繋がっている構成とすることもできる。また、前記補強柱形成部は、前記各気筒間において、前記連通流路と対向する側に前記連通流路と離れる側に向かって凹んだ形状の第１の湾曲面を備えた構成とすることができる。さらに、前記補強柱形成部は、前記各気筒間において、前記連通流路と対向する側の面の裏面側に、前記連通流路と離れる側に向かって膨らんだ形状の第２の湾曲面を備えるようにしてもよい。

前記補強柱形成部は、前記各気筒間において、前記シリンダブロックに形成されたウォータジャケットと連通する開口部に近い側の端部を前記連通流路側に向けて傾斜させて配置してもよい。また、前記補強柱形成部は、その一部が気筒間中心にかかるように設けることができる。

本明細書開示のウォータジャケット構造によれば、爆発荷重に対する気筒間の剛性を確保しつつ、シリンダヘッドにおける冷却水の圧損を抑制することができる。

図１は実施形態のウォータジャケット構造が組み込まれたエンジンの冷却水流路の構成を模式的に示す説明図である。 図２は実施形態のウォータジャケット構造が備える下段ウォータジャケットを示す説明図である。 図３は実施形態のウォータジャケット構造が備える上段ウォータジャケットを示す説明図である。 図４は第１縮径部の周囲を拡大して示す説明図である。 図５は補強柱形成部を示す説明図である。 図６は第１気筒領域♯１における冷却水の流れを示す説明図である。 図７は第２気筒領域♯２における冷却水の流れを示す説明図である。 図８は第３気筒領域♯３における冷却水の流れを示す説明図である。 図９は他の実施形態における補強柱形成部の周囲を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。ただし、図面中、各部の寸法、比率等は、実際のものと完全に一致するようには図示されていない場合がある。また、図面によっては細部が省略されて描かれている場合もある。

先ず、図１～図３を参照して、実施形態のウォータジャケット構造１００が組み込まれたエンジン２の冷却水流路の構成を説明する。

本実施形態のウォータジャケット構造１００が組み込まれたエンジン２は、直列３気筒ガソリンエンジンであるが、複数の気筒がクランク軸方向に並べられたエンジン、すなわち、気筒間領域が形成されるものであれば、その気筒数は、３気筒に限定されるものではない。また、いわゆるＶ型エンジンや、水平対向エンジンであってもクランクシャフトの軸方向に沿って複数の気筒が配置され、気筒間領域が形成されるエンジンには、本実施形態と同様にウォータジャケット構造１００を組み込むことができる。本実施形態のエンジン２は、後に詳述するように、吸気弁を２本、排気弁を２本装備した４バルブエンジンであるが、吸気弁、排気弁の数は、これに限定されない。なお、以下の説明では、図２や図３に示すように、エンジン２の前側及び後側、冷却水の流通方向の上流側及び下流側を設定し、また、吸気（ＩＮ）側及び排気（ＥＸ）側を設定して説明する。また、図２及び図３において、肉部はハッチングを付して示されている。

図１を参照すると、エンジン２は、シリンダブロック４と、シリンダブロック４の上部に設けられたシリンダヘッド６と、を備えている。シリンダブロック４とシリンダヘッド６は、いずれも、従来公知のアルミ材で形成されている。シリンダブロック４は、ピストンが挿入されるシリンダ壁と、シリンダ壁を囲む外壁とを備えており、これらの壁の間に形成される空間がシリンダブロック４の流路であるブロックウォータジャケット（以下「ブロックＷ／Ｊ」ともいう。）８に相当する。

シリンダヘッド６の内部には、上下二段に分離した状態で設けられた下段ウォータジャケット（以下「下段Ｗ／Ｊ」ともいう。）１０と、上段ウォータジャケット（以下「上段Ｗ／Ｊ」ともいう。）１２が設けられている。すなわち、シリンダヘッド６には、二段構造のウォータジャケットが設けられている。

下段ウォータジャケット１０は、シリンダブロック４とシリンダヘッド６の間に挿入されているガスケット１４の所定位置に設けられた開口部１４ａを介してブロックＷ／Ｊ８と連通している。上段Ｗ／Ｊ１２は、連通流路１６を介して下段Ｗ／Ｊ１０と連通している。開口部１４ａと、連通流路１６の配置については、後に詳述する。

エンジン２は、ウォータポンプ（Ｗ／Ｐ）９を備える。本実施形態のエンジン２では、Ｗ／Ｐ９は、エンジン２のフロント側かつ吸気側に配置されている。Ｗ／Ｐ９が駆動されると、ブロックＷ／Ｊ８に冷却水が送られる。ブロックＷ／Ｊ８に流入した冷却水は、ここから下段Ｗ／Ｊ１０およびオイルクーラーに送られる。また、下段Ｗ／Ｊ１０に流入した冷却水は、連通流路１６を通じて上段Ｗ／Ｊ１２へ流れ、さらに、下段Ｗ／Ｊ１０の後端に設けられた排出口２０を通じてＥＧＲクーラーに送られる。また、上段Ｗ／Ｊ１２に流入した冷却水は、上段Ｗ／Ｊ１２の後端に設けられた排出口２１を通じてラジエータに送られる。オイルクーラー、ＥＧＲクーラー、ラジエータに流入した冷却水は、再びＷ／Ｐ９に流入する。このように冷却水が流れることで、エンジン２の本体、エンジンオイル、ＥＧＲガスまたは外気と、冷却水との間で熱交換が行われる。

図２を参照すると、下段Ｗ／Ｊ１０は、シリンダブロック４に近い側に、吸気（ＩＮ）側から排気（ＥＸ）側に亘って設けられており、燃焼室周りを効果的に冷却することができる。シリンダヘッド６は、第１気筒領域♯１、第２気筒領域♯２及び第３気筒領域♯３に区分けすることができる。第１気筒領域♯１の中心線ＣＣ１を通過する中心部、第２気筒領域♯２の中心線ＣＣ２を通過する中心部、第３気筒領域♯３の中心線ＣＣ３を通過する中心部には、それぞれ、点火プラグが装着される点火プラグ孔２２ａが設けられている。

それぞれの点火プラグ孔２２ａの周囲には、下段Ｗ／Ｊ１０の流路を隔てて、肉部が形成されている。具体的には、点火プラグ孔２２ａよりも、吸気（ＩＮ）側に吸気ポート部２４ａ１、２４ａ２が形成されている。吸気ポート部２４ａ１、２４ａ２を形成する肉部に設けられる孔に吸気弁が軸方向に往復動可能に装着される。吸気弁は、吸気ポート部２４ａ１と吸気ポート部２４ａ２のそれぞれに１本ずつ装着されるので、１気筒当たり２本の吸気弁が装備される。

また、シリンダヘッド６には、点火プラグ孔２２ａよりも、排気（ＥＸ）側に排気ポート部２６ａ１、２６ａ２が形成されている。排気ポート部２６ａ１、２６ａ２を形成する肉部に設けられる孔に排気弁が軸方向に往復動可能に装着される。排気弁は、排気ポート部２６ａ１と排気ポート部２６ａ２のそれぞれに１本ずつ装着されるので、１気筒当たり２本の排気弁が装備される。

下段Ｗ／Ｊ１０は、第１気筒領域♯１において、中心線ＣＣ１よりも上流側で、かつ、吸気（ＩＮ）側に第１流路３１を備える。第１流路３１の端部には、ガスケット１４に設けられた開口部１４ａの一つである第１開口部１４ａ１が位置している。第１流路３１には、第１開口部１４ａ１を通じてシリンダブロック４に設けられたブロックＷ／Ｊ８から冷却水が導入される。第１流路３１は、第１気筒領域♯１に設けられた点火プラグ孔２２ａの前側（上流側）で第２流路３２と第３流路３３に分岐している。第２流路３２は点火プラグ孔２２ａの周囲を通過して第２気筒領域♯２側に向かって延びている。第３流路３３は、排気ポート部２６ａ２の前側（上流側）を通過して、排気（ＥＸ）側へ延び、排気（ＥＸ）側に設けられた第４流路３４に繋がっている。なお、第４流路３４は、第１気筒領域♯１～第３気筒領域♯３の全域に亘って延びている。

第１気筒領域♯１と第２気筒領域♯２との間には、気筒間中心ＣＳ１を通過するように第５流路３５が設けられている。第５流路３５は、第２流路３２と第４流路３４と繋がっている。

下段Ｗ／Ｊ１０は、第１気筒領域♯１において、中心線ＣＣ１よりも下流側で、かつ、吸気（ＩＮ）側に第６流路３６を備える。第６流路３６の端部には、ガスケット１４に設けられた開口部１４ａの一つである第２開口部１４ａ２が位置している。第６流路３６には、第２開口部１４ａ２を通じてシリンダブロック４に設けられたブロックＷ／Ｊ８から冷却水が導入される。

下段Ｗ／Ｊ１０は、第２気筒領域♯２において、中心線ＣＣ２よりも上流側で、かつ、吸気（ＩＮ）側に第７流路３７を備える。第７流路３７の端部には、ガスケット１４に設けられた開口部１４ａの一つである第３開口部１４ａ３が位置している。第７流路３７には、第３開口部１４ａ３を通じてシリンダブロック４に設けられたブロックＷ／Ｊ８から冷却水が導入される。第７流路３７は、第２気筒領域♯２に設けられた点火プラグ孔２２ａの前側（上流側）で第８流路３８と第５流路３５に分岐している。第８流路３８は点火プラグ孔２２ａの周囲を通過して第３気筒領域♯３側に向かって延びている。

第２気筒領域♯２と第３気筒領域♯３との間には、気筒間中心ＣＳ２を通過するように第９流路３９が設けられている。第９流路３９は、第８流路３８と第４流路３４と繋がっている。

下段Ｗ／Ｊ１０は、第２気筒領域♯２において、中心線ＣＣ２よりも下流側で、かつ、吸気（ＩＮ）側に第１０流路４０を備える。第１０流路４０の端部には、ガスケット１４に設けられた開口部１４ａの一つである第４開口部１４ａ４が位置している。第１０流路４０には、第４開口部１４ａ４を通じてシリンダブロック４に設けられたブロックＷ／Ｊ８から冷却水が導入される。

下段Ｗ／Ｊ１０は、第３気筒領域♯３において、中心線ＣＣ３よりも上流側で、かつ、吸気（ＩＮ）側に第１１流路４１を備える。第１１流路４１の端部には、ガスケット１４に設けられた開口部１４ａの一つである第５開口部１４ａ５が位置している。第１１流路４１には、第５開口部１４ａ５を通じてシリンダブロック４に設けられたブロックＷ／Ｊ８から冷却水が導入される。第１１流路４１は、第３気筒領域♯３に設けられた点火プラグ孔２２ａの前側（上流側）で第１２流路４２と第９流路３９に分岐している。第１２流路４２は点火プラグ孔２２ａの周囲を通過してシリンダヘッド６の後端部に向かって延びている。

下段Ｗ／Ｊ１０は、第３気筒領域♯３において、中心線ＣＣ３よりも下流側で、かつ、吸気（ＩＮ）側に第１３流路４３を備える。第１３流路４３の端部には、ガスケット１４に設けられた開口部１４ａの一つである第６開口部１４ａ６が位置している。第１３流路４３には、第６開口部１４ａ６を通じてシリンダブロック４に設けられたブロックＷ／Ｊ８から冷却水が導入される。

一方、連通流路１６を介して下段Ｗ／Ｊ１０と連通している上段Ｗ／Ｊ１２は、下段Ｗ／Ｊ１０よりもシリンダブロック４から離れた側に設けられている。すなわち、上段Ｗ／Ｊ１２は、下段Ｗ／Ｊ１０を挟んで、シリンダブロック４と反対側に設けられている。上段Ｗ／Ｊ１２は、図３に示すように、吸気（ＩＮ）側の端縁に切欠き部２２ｂを備える。切欠き部２２ｂは、点火プラグ孔２２ａの配置に対応させて、点火部プラグと干渉しないように設けられている。上段Ｗ／Ｊ１２には、排気（ＥＸ）ポート部２６ａ１、２６ａ２が延びている。このように、上段Ｗ／Ｊ１２は、排気（ＥＸ）側へオフセットさせて設けられている。上段Ｗ／Ｊ１２は、下段Ｗ／Ｊ１０と比較して、流路径が大きく、圧損も少ない。

再び図２を参照すると、下段Ｗ／Ｊ１０は、各気筒間に上段Ｗ／Ｊ１２と連通する連通流路１６ｂ、１６ｃと、補強柱が設置される補強柱形成部５０、５２を備えている。ここで、気筒間とは、第１気筒領域♯１と第２気筒領域♯２との間にあっては、第１気筒領域♯１の中心線ＣＣ１と第２気筒領域♯２の中心線ＣＣ２との間をいう。同様に、第２気筒領域♯２と第３気筒領域♯３との間にあっては、第２気筒領域♯２の中心線ＣＣ２と第３気筒領域♯３の中心線ＣＣ３との間をいう。

第１気筒領域♯１と第２気筒領域♯２との間には、第２連通流路１６ｂと、第１補強柱形成部５０が設けられている。第１補強柱形成部５０は、気筒間中心ＣＳ１にかかるように第５流路３５内に設けられている。これにより、第１気筒領域♯１側を流れる冷却水と第２気筒領域♯２側を流れる冷却水を分けることができる。一方、第２連通流路１６ｂは、第５流路３５よりも上流側に位置している第２流路３２の点火プラグ孔２２ａよりも下流側に設けられている。換言すると、第２連通流路１６ｂは、第１気筒領域♯１の中心線ＣＣ１と気筒間中心ＣＳ１との間に配置されている。

ここで、両者の位置関係を整理すると、第１補強柱形成部５０は、第２連通流路１６ｂよりも気筒配列方向に沿う冷却水の流れ方向下流側に位置している。本実施形態においては、第２連通流路１６ｂを前側に配置し、その後側に第１補強柱形成部５０が配置されている。両者をこのように配置することで、冷却水は、第２連通流路１６ｂを通じて上段Ｗ／Ｊ１２へ流れ込み易くなる。

すなわち、第１開口部１４ａ１から導入された冷却水は、第１流路３１、第２流路３２を流れ、第１補強柱形成部５０の上流側に設けられた第２連通流路１６ｂを通じて上段Ｗ／Ｊ１２へ流れ込む。

ここで、第１補強柱形成部５０に設けられる補強柱について説明する。補強柱は、シリンダヘッド６の一部として、シリンダヘッド６を形成するアルミ素材によって形成される。補強柱は、下段Ｗ／Ｊ１０を形成する肉部と、上段Ｗ／Ｊ１２を形成する肉部とを繋ぐ。これにより、シリンダヘッド６の強度が向上し、爆発荷重に対する剛性が増す。補強柱は、シリンダヘッドの強度を向上させるだけでなく、冷却水の流れを制御する機能も有する。具体的には、第６流路３６を流れる冷却水と、第７流路３７を流れる冷却水を第２気筒領域♯２側へ流す。すなわち、第１補強柱形成部５０に設けられる補強柱は、その後側へ冷却水を流すように設けられている。

下段Ｗ／Ｊ１０は、図４に拡大して示すように、第１補強柱形成部５０の近傍に、冷却水の通水を妨げる第１縮径部５１を備えている。第１縮径部５１は、流路径が狭くなっていることで、通水しにくい状態となっている。本実施形態において、第１縮径部５１は、第１補強柱形成部５０の近傍、具体的に、第１補強柱形成部５０と吸気ポート部２４ａ２との間に設けられている。第１縮径部５１は、第６流路３６と繋がっているが、第１縮径部５１は、周囲と比較して流路径が狭められており、通水しにくい状態となっている。このため、第６流路３６を流れる冷却水の第１縮径部５１への通水は妨げられ、第６流路３６から第２流路３２へ冷却水が流れることが抑制される。このような冷却水の流れが抑制されると、圧損の低減が可能となる。

第２気筒領域♯２と第３気筒領域♯３との間には、第３連通流路１６ｃと、第２補強柱形成部５２が設けられている。第２補強柱形成部５２は、気筒間中心ＣＳ２にかかるように第９流路３９内に設けられている。これにより、第２気筒領域♯２側を流れる冷却水と第３気筒領域♯３側を流れる冷却水を分けることができる。一方、第３連通流路１６ｃは、第９流路３９よりも上流側に位置している第８流路３８の点火プラグ孔２２ａよりも下流側に設けられている。換言すると、第３連通流路１６ｃは、第２気筒領域♯２の中心線ＣＣ２と気筒間中心ＣＳ２との間に配置されている。

ここで、両者の位置関係を整理すると、第２補強柱形成部５２は、第３連通流路１６ｃよりも気筒配列方向に沿う冷却水の流れ方向下流側に位置している。両者をこのように配置することで、冷却水は、第３連通流路１６ｃを通じて上段Ｗ／Ｊ１２へ流れ込み易くなる。

すなわち、第３開口部１４ａ３から導入された冷却水は、第７流路３７、第８流路３８を流れ、第２補強柱形成部５２の上流側に設けられた第３連通流路１６ｃを通じて上段Ｗ／Ｊ１２へ流れ込む。

ここで、第２補強柱形成部５２に設けられる補強柱は、第１補強柱形成部５０に設けられる補強柱と同様に、シリンダヘッド６の一部として、シリンダヘッド６を形成するアルミ素材によって形成される。補強柱は、下段Ｗ／Ｊ１０を形成する肉部と、上段Ｗ／Ｊ１２を形成する肉部とを繋ぐ。これにより、シリンダヘッド６の強度が向上し、爆発荷重に対する剛性が増す。補強柱は、シリンダヘッドの強度を向上させるだけでなく、冷却水の流れを制御する機能も有する。具体的には、第１０流路４０を流れる冷却水と、第１１流路４１を流れる冷却水を第３気筒領域♯３側へ流す。すなわち、第２補強柱形成部５２に設けられる補強柱は、その後側へ冷却水を流すように設けられている。

下段Ｗ／Ｊ１０は、第２補強柱形成部５２の近傍に、第２縮径部５３を備えている。第２縮径部５３の構成は、第１縮径部５１の構成と共通しているため、その詳細な説明は省略する。

ここで、図５を参照して、補強柱形成部５０、５２の形状について説明する。補強柱形成部５０、５２の構成は共通するため、第１補強柱形成部５０について説明する。第１補強柱形成部５０は、第１気筒領域♯１と第２気筒領域♯２との間において、第２連通流路１６ｂと対向する側に第２連通流路１６ｂと離れる側に向かって凹んだ形状の第１の湾曲面５０ａを備えている。このような第１の湾曲面５０ａを備えることで、第２連通流路１６ｂへ冷却水を導入しやすくしている。

また、第１補強柱形成部５０は、第１気筒領域♯１と第２気筒領域♯２との間において、第２連通流路１６ｂと対向する側の面（第１の湾曲面５０ａ）の裏面側に、第２連通流路１６ｂと離れる側に向かって膨らんだ形状の第２の湾曲面５０ｂを備える。第２の湾曲面５０ｂを備えることで、第１補強柱形成部５０は、ブロックＷ／Ｊ８と連通する第２開口部１４ａ２や第３開口部１４ａ３に近い側を気筒配列方向に沿う冷却水の流れ方向上流側に向けて傾斜させて配置している。このような配置とすることで、第２開口部１４ａ２や第３開口部１４ａ３から流れ込んだ冷却水を第１補強柱形成部５０に設けられる補強柱に対し、その後側に流し易くなる。この結果、第２開口部１４ａ２や第３開口部１４ａ３から流れ込んだ冷却水を第２気筒領域♯２において、いわゆる縦流しの状態にし易くなる。なお、本実施形態において、縦流しとは、クランクシャフトの軸方向に沿う方向に冷却水を流すことをいう。

第２補強柱形成部５２も第１補強柱形成部５０と同様の構成を有するため、第４開口部１４ａ４や第５開口部１４ａ５から流れ込んだ冷却水を第２補強柱形成部５２に設けられる補強柱に対し、その後側に流すことができる。この結果、第４開口部１４ａ４や第５開口部１４ａ５から流れ込んだ冷却水を第３気筒領域♯３において、いわゆる縦流しの状態にし易くなる。

なお、下段Ｗ／Ｊ１０の前側の端部には、第１連通流路１６ａが設けられている。第１連通流路１６ａを通じても下段Ｗ／Ｊ１０から上段Ｗ／Ｊ１２へ冷却水が導入される。また、下段Ｗ／Ｊ１０の後端部には、排出口２０が設けられている。排出口２０から排出された冷却水は、ＥＧＲクーラーへ送られる。

第１連通流路１６ａ～第３連通流路１６ｃは、ドリル加工で設けることができる。第１連通流路１６ａ～第３連通流路１６ｃは、上面側からプラグを嵌め込むことで封止されている。

このように、本実施形態のウォータジャケット構造１００では、気筒毎の縦流しを実現することができる。

つまり、第１気筒領域♯１では、図６において、矢示６１で示すように第１開口部１４ａ１から流れ込んだ冷却水が第１流路３１を経由して矢示６２、６３で示すように第２流路３２へ流れ込む。そして、矢示６４、６５で示すように点火プラグ孔２２ａの周囲、吸気ポート部２４ａ１、２４ａ２と排気ポート部２６ａ１、２６ａ２間を通過する。そして、このように縦流しされた冷却水は、第２連通流路１６ｂを経由して、圧損の低い上段Ｗ／Ｊ１２へ抜ける。なお、冷却水の流れは、矢示６６、６７で示すように、第３流路３３、第４流路３４へ向かう流れや、矢示６８のように、排気ポート部２６ａ１、２６ａ２間を通過する流れもある。

第２気筒領域♯２では、図７において、矢示７１で示すように第２開口部１４ａ２から流れ込んだ冷却水が第６流路３６を経由して、矢示７３、７４で示すように第８流路３８へ流れ込む。また、矢示７２で示すように第３開口部１４ａ３から流れ込んだ冷却水が第７流路３７を経由して矢示７３、７４で示すように第８流路３８へ流れ込む。そして、矢示７５、７６で示すように点火プラグ孔２２ａの周囲、吸気ポート部２４ａ１、２４ａ２と排気ポート部２６ａ１、２６ａ２間を通過する。このように縦流しされた冷却水は、第３連通流路１６ｃを経由して、圧損の低い上段Ｗ／Ｊ１２へ抜ける。なお、冷却水の流れは、矢示７７、７８で示すように、第５流路３５、第４流路３４へ向かう流れや、矢示７９のように、排気ポート部２６ａ１、２６ａ２間を通過する流れもある。

最も後端に位置する気筒、本実施形態にあっては、第３気筒領域♯３では、図８において、矢示８１で示すように第４開口部１４ａ４から流れ込んだ冷却水が第１０流路４０を経由し、矢示８３、８４で示すように第１２流路４２へ流れ込む。また、矢示８２で示すように第５開口部１４ａ５から流れ込んだ冷却水が第１１流路４１を経由して矢示８３、８４で示すように第１２流路４２へ流れ込む。そして、矢示８５、８６で示すように点火プラグ孔２２ａの周囲、吸気ポート部２４ａ１、２４ａ２と排気ポート部２６ａ１、２６ａ２間を通過する。最も後端に位置する第３気筒領域♯３では、縦流しされた冷却水は、そのまま排出口２０から排出される。なお、冷却水の流れは、矢示８７で示すように第９流路３９へ向かう流れや、矢示８８のように、排気ポート部２６ａ１、２６ａ２間を通過する流れもある。また、矢示８９、９０で示すように排出口２０へ向かう流れもある。

本実施形態のウォータジャケット構造１００によれば、補強柱を備えることができるので、爆発荷重に対する気筒間の剛性が確保される。また、補強柱と、下段Ｗ／Ｊ１０と上段Ｗ／Ｊ１２を連通する連通流路との位置関係によって気筒毎の縦流しが実現される。本実施形態における気筒毎の縦流しは、第２連通流路１６ｂや第３連通流路１６ｃを経由して、圧損の低い上段Ｗ／Ｊ１２へ冷却水が抜けるので、圧損が少なく、冷却効果が高い。また、これに加え、本実施形態では、縦流しの距離が短いため、圧損がさらに低くなり、冷却効果がさらに高まる。

つぎに、図９を参照しつつ、変形例について説明する。図９に示す例では、第１補強柱形成部５０に代えて、第１補強柱形成部６０が設けられている。図５に示す第１補強柱形成部５０は、周囲に冷却水の流路が形成されており、吸気ポート部２４ａ２との間に第１縮径部５１が設けられていたが、変形例の第１補強柱形成部６０は、吸気ポート部２４ａ２を形成する肉部と繋がっている。つまり、第１縮径部５１を備えていない。このように、第１縮径部５１を備えていない形態では、第２流路３２と第６流路３６とが分断されるため、第６流路３６から第２流路３２側へ冷却水が流れることがない。この結果、圧損が低減され、気筒毎の縦流しの効率が向上し、ひいては、冷却効率が向上する。なお、第２補強柱形成部５２についても、同様に吸気ポート部２４ａ２と繋げた構成とすることができる。

上記実施形態は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。

２ エンジン
４ シリンダブロック
６ シリンダヘッド
８ ブロックＷ／Ｊ
１０ 下段Ｗ／Ｊ
１２ 上段Ｗ／Ｊ
１４ａ、１４ａ１～１４ａ６ 開口部
１６、１６ａ～１６ｃ 連通流路
２２ａ 点火プラグ孔
２４ａ１、２４ａ２ 吸気ポート部
２６ａ１、２６ａ２ 排気ポート部
３１～４３ 流路
５０、６０ 第１補強柱形成部
５１ 第１縮径部
５２ 第２補強柱形成部
５３ 第２縮径部
１００ ウォータジャケット構造

Claims (9)

1. シリンダブロックの上部に設置されたシリンダヘッドの内部に設けられた下段ウォータジャケットと、
   前記下段ウォータジャケットと連通し、前記下段ウォータジャケットよりも前記シリンダブロックから離れた側に設けられた上段ウォータジャケットと、を備え、
   前記下段ウォータジャケットは、各気筒間に前記上段ウォータジャケットと連通する連通流路と、
   補強柱が設置される補強柱形成部と、
   前記補強柱形成部よりもシリンダ配置方向に沿った冷却水の流れ方向の下流側に位置して、当該下段ウォータジャケットの後端部に設けられた排出口と、を有し、
   前記各気筒間において、前記補強柱形成部は、前記連通流路よりも気筒配列方向に沿う冷却水の流れ方向下流側に位置しているウォータジャケット構造。
2. 前記補強柱形成部は、前記各気筒間において、前記連通流路と対向する側の面の裏面側に、前記連通流路と離れる側に向かって膨らんだ形状の湾曲面を備えた請求項１に記載のウォータジャケット構造。
3. 前記補強柱形成部は、前記各気筒間において、前記シリンダブロックに形成されたウォータジャケットと連通する開口部に近い側の端部を前記連通流路側に向けて傾斜させて配置した請求項１又は２に記載のウォータジャケット構造。
4. シリンダブロックの上部に設置されたシリンダヘッドの内部に設けられた下段ウォータジャケットと、
   前記下段ウォータジャケットと連通し、前記下段ウォータジャケットよりも前記シリンダブロックから離れた側に設けられた上段ウォータジャケットと、を備え、
   前記下段ウォータジャケットは、各気筒間に前記上段ウォータジャケットと連通する連通流路と、
   補強柱が設置される補強柱形成部と、を有し、
   前記各気筒間において、前記補強柱形成部は、前記連通流路よりも気筒配列方向に沿う冷却水の流れ方向下流側に位置し、前記連通流路と対向する側の面の裏面側に、前記連通流路と離れる側に向かって膨らんだ形状の湾曲面を備えたウォータジャケット構造。
5. シリンダブロックの上部に設置されたシリンダヘッドの内部に設けられた下段ウォータジャケットと、
   前記下段ウォータジャケットと連通し、前記下段ウォータジャケットよりも前記シリンダブロックから離れた側に設けられた上段ウォータジャケットと、を備え、
   前記下段ウォータジャケットは、各気筒間に前記上段ウォータジャケットと連通する連通流路と、
   補強柱が設置される補強柱形成部と、を有し、
   前記各気筒間において、前記補強柱形成部は、前記連通流路よりも気筒配列方向に沿う冷却水の流れ方向下流側に位置し、前記シリンダブロックに形成されたウォータジャケットと連通する開口部に近い側の端部を前記連通流路側に向けて傾斜させて配置したウォータジャケット構造。
6. 前記下段ウォータジャケットは、前記補強柱形成部の近傍に、前記冷却水の通水を阻害する縮径部を備えた請求項１から５のいずれか一項に記載のウォータジャケット構造。
7. 前記補強柱形成部は、吸気ポート形成部を形成する肉部と繋がっている請求項１から５のいずれか一項に記載のウォータジャケット構造。
8. 前記補強柱形成部は、前記各気筒間において、前記連通流路と対向する側に前記連通流路と離れる側に向かって凹んだ形状の湾曲面を備えた請求項１から７のいずれか一項に記載のウォータジャケット構造。
9. 前記補強柱形成部は、その一部が気筒間中心にかかる請求項１から８のいずれか１項に記載のウォータジャケット構造。

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