JP6454566B2 - 規制部材 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関のシリンダブロックに設けられた冷却水流路（ウォータジャケット）に挿入されて用いられる規制部材に関する。

前記内燃機関のウォータジャケットには、ウォータジャケット内の冷却水の流れ（流量、流速等）を規制するための規制部材としてのスペーサが開口部から挿入されて配置される。スペーサを開口部よりウォータジャケット内に挿入する際、挿入荷重を少なくして組付け性を向上することが望まれる。特許文献１，２には、ウォータジャケットに挿入する前は、ウォータジャケットの対向壁面に非接触で、挿入後は変形し、或いは、厚みが大きくなって、冷却水の流れを規制するようになるスペーサが開示されている。特許文献１には、非水膨潤性の弾性変形可能な第１部材と、この第１部材に固着一体とされた水膨潤性エラストマーによる第２部材との板状の複合体からなる規制部材がスペーサ本体に固定されたウォータジャケットスペーサが記載されている。このウォータジャケットスペーサは、前記複合体の一側部が固定されており、ウォータジャケットに挿入する際は規制部材がウォータジャケットの対向壁面に接触せず、冷却水が流通したときは、第２部材が水で膨潤して規制部材が対向壁面に向くよう変形し、冷却水の流れの一部を規制するよう構成されている。また、特許文献２には、７０℃以上の冷却水と接触すると膨潤して、シリンダボア壁の冷却水流路（ウォータジャケット）側の壁面に接触するシリンダボア壁の過冷却防止部材が記載されている。

特開２０１２−１１７３９０号公報 特開２０１４−１９４２１９号公報

ところで、特許文献１に記載されたウォータジャケットスペーサにおいては、規制部材を構成する複合体の第２部材が、水を吸って膨潤すると冷却水の一部を堰止めるよう変形する。この変形した状態では、第２部材が冷却水の流れ方向の上流側に位置して冷却水の流れに直接晒されるから、冷却水の圧力を受けて、第２部材が過剰に変形することがある。これによって、規制部材の冷却水の堰止め機能が低下することになる。また、特許文献２には、樹脂成形支持体に取付けられた過冷却防止部材の側辺部に樹脂成形支持体による縦リブが形成され、この縦リブのシリンダボア壁側の突出部は、過冷却防止部材が水の流れによって変形することを防止することが記載されている。しかし、過冷却防止部材が水によって膨潤すると、過冷却防止部材の一部が縦リブのシリンダボア壁側の突出部より突出し、この突出部分が水の流れに直接晒され、なお変形の懸念が残存すると考えられる。

本発明は、前記に鑑みなされたもので、冷却水流路内への挿入性に優れ、冷却水流路内の冷却水の流通規制を効果的に発揮し、冷却水流路の幅方向に膨張可能な可変体に対する冷却水の圧力等の影響を抑制することができる規制部材を提供することを目的としている。

本発明に係る規制部材は、内燃機関のシリンダブロックに設けられた冷却水流路に、その開口部から挿入されて配置され、前記冷却水流路内の冷却水の流通規制を行う規制部材であって、前記冷却水流路内の所定位置に配置可能な形状に形成された基体と、前記基体に取付けられ、前記冷却水流路の幅方向に向け膨張可能とされた可変体と、前記可変体に取付けられ、当該可変体の膨張に伴い当該可変体とともに前記冷却水流路の幅方向に移動可能とされた可動体と、前記可変体よりも前記冷却水の流れ方向上流側位置の前記基体に、前記冷却水流路の幅方向に突出するよう設けられた突部と、を備え、前記可動体は、前記可変体における冷却水の流れ方向上流側に位置する側辺部を有していることを特徴とする。

本発明によれば、基体には、可変体よりも冷却水の流れ方向上流側近傍に、冷却水流路の幅方向に突出するように突部が形成されているから、この突部によって、可変体に対する冷却水の圧力等の直接的な影響を緩和することができる。これによって、冷却水の圧力等による可変体の変形等の懸念が少なくなる。また、可変体は前記冷却水流路の幅方向に向け膨張可能とされているから、可変体が膨張前の状態で当該規制部材を冷却水流路の開口部から挿入するようにすれば、規制部材と冷却水流路の開口部との干渉が少なくなる。したがって、当該規制部材の冷却水流路に対する挿入がスムースになされる。そして、可変体は冷却水流路内では、冷却水流路の幅方向に向け膨張するから、冷却水流路内の冷却水の流通を規制して、シリンダボア壁が適正に冷却される。加えて、冷却水流路の幅が異なっても、可変体が膨張することで、可動体と冷却水流路の壁面との位置関係を調整することができ、可変体及び可動体による冷却水の流通を規制する機能を効果的に発揮させることができる。さらに、可変体にはその膨張に伴い当該可変体とともに前記冷却水流路の幅方向に移動可能に可動体が取付けられているから、可変体の膨張を許容しながらも、その形状の安定性を保つことができる。また、基体に形成された突部と、可動体の側辺部とにより、可変体に対する冷却水の流通圧力等の影響をより効果的に緩和することができる。

本発明に係る規制部材において、前記可動体は、前記可変体における冷却水流路の壁面に対向する部分に固着された前辺部を有し、前記側辺部は、前記前辺部の端部から前記可変体に非固着状態で延びるように形成されているものとしても良い。
本発明によれば、基体に形成された突部と、可動体の側辺部とにより、可変体に対する冷却水の圧力等の影響をより効果的に緩和することができる。加えて、側辺部は可変体に非固着状態とされているから、可変体の幅方向への膨張が側辺部によって阻害されることがない。

本発明に係る規制部材において、前記基体における突部と、前記可動体における側辺部とは、少なくとも一部が前記冷却水の流れ方向に重なるように形成されているものとしても良い。
本発明によれば、可変体に対する冷却水の流通圧力等の影響をより一層効果的に緩和することができる。

本発明に係る規制部材において、前記基体における突部は、リブ状に形成されているもの、或いは、前記基体に形成された屈曲部の一部をなすように形成されているもの、であっても良い。
これらの本発明によれば、可変体に対する冷却水の流通圧力等の影響を効果的に緩和することに加えて、基体の補強効果も増大する。

本発明に係る規制部材において、前記可変体は、少なくともその一部が圧縮された状態を自ら保持可能であり、水分又は熱に反応して少なくとも前記冷却水流路の幅方向に膨大化する発泡材料によって構成されているものとしても良い。
本発明によれば、当該規制部材を冷却水流路に配置する際、可変体を圧縮状態としておけば、冷却水流路の壁面に可変体及び可動体が干渉することを抑制でき、シリンダブロックに対する組付け性が向上する。そして、可変体は、冷却水流路に配置した後に、水分又は熱によって反応して膨大化し、可動体とともに冷却水の流通を規制する効果が発揮される。

本発明に係る規制部材において、前記可変体は、冷却水に反応して、圧縮された状態から復元可能なセルロース系スポンジによって構成されているものであっても良い。
セルロース系スポンジは、圧縮した状態で乾燥させるとセルロース分子間が水素結合して圧縮状態に維持される一方、この状態から水分に晒されると水分子がセルロース分子間の水素結合を解離して圧縮状態から復元する特性を有する。本発明によれば、可変体として、このような特性を有するセルロース系スポンジを用いているから、バインダー溶液やエマルジョン等を使用せずに可変体を圧縮状態に保つことができ、可変体を圧縮状態にするための工程を簡素化することができる。また、冷却水や環境に対する悪影響も生じる懸念が小さい。

本発明に係る規制部材において、前記圧縮状態の可変体は、前記冷却水流路に挿入される時に前記可動体が前記冷却水流路の壁面に干渉しないように構成されているものとしてもよい。
本発明によれば、当該規制部材を、冷却水流路の開口部から挿入する場合、可動体の開口縁部等による干渉及び荷重を受けないようにすることができ、挿入がスムースになされる。

本発明に係る規制部材において、前記可変体は、前記冷却水流路の幅方向に可逆的に膨張及び収縮可能な弾性体によって構成されているものとしても良い。
本発明によれば、例えば、内燃機関のメンテナンス等のために、冷却水流路に配置した当該規制部材を、冷却水流路から取り出した後、再度、冷却水流路に配置するような場合でも、可変体はその機能を発揮することができる。

本発明に係る規制部材において、前記可動体は、前記弾性体の弾力を伴い前記冷却水流路の対向壁面に当接する当接部を備え、前記可動体における前記冷却水流路の深さ方向底部側端部は、前記弾性体の非圧縮状態で前記冷却水流路の開口部に干渉せず、且つ、前記当接部の前記深さ方向底部側端部は、前記底部側且つ前記基体側に向け傾斜した形状とされているものとしても良い。
本発明によれば、可変体としての前記弾性体を圧縮させることなく、当該規制部材を冷却水流路に挿入する場合でも、可動体の深さ方向底部側端部が冷却水流路の開口縁部に引っかかることが抑制され、開口部からの挿入がスムースになされる。また、当接部の前記底部側端部が前記のように斜めに傾斜した形状とされているから、この傾斜した底部側端部がガイド部となり、当接部が冷却水流路の開口縁部に引っかかることがなく、前記開口部からの当該規制部材の挿入がスムースになされる。

本発明に係る規制部材によれば、冷却水流路内への挿入性に優れ、冷却水流路内の冷却水の流通規制を効果的に発揮し、且つ、冷却水流路の幅方向に膨張可能な可変体に対する冷却水の圧力等の影響を抑制することができる。

本発明に係る規制部材を内燃機関におけるシリンダブロックのウォータジャケットに挿入した状態を示す概略的平面図である。 本発明に係る規制部材の第一の実施形態であって、図１におけるＸ部の模式的拡大横断平面図である。 （ａ）（ｂ）は、同実施形態の第１の変形例を示し、（ａ）は同規制部材をウォータジャケット内に配置した状態を、（ｂ）は同規制部材の可変体が膨張した状態を、それぞれ示す模式的横断平面図である。 （ａ）（ｂ）は、同実施形態の第２の変形例を示す図３（ａ）（ｂ）と同様図である。 （ａ）（ｂ）は、同実施形態の第３の変形例を示す図３（ａ）（ｂ）と同様図である。 （ａ）（ｂ）は、本発明に係る規制部材の第二の実施形態を示す図３（ａ）（ｂ）と同様図である。 （ａ）（ｂ）は、同実施形態の第１の変形例を示す図６（ａ）（ｂ）と同様図である。 （ａ）（ｂ）は、同実施形態の第２の変形例を示す図６（ａ）（ｂ）と同様図である。 （ａ）（ｂ）は、同実施形態の第３の変形例を示す図６（ａ）（ｂ）と同様図である。 本発明に係る規制部材の第三の実施形態を示す図１のＸ部に対応する模式的横断平面図である。 同実施形態の第１の変形例を示す図１０と同様図である。 （ａ）は同実施形態の規制部材をウォータジャケットに挿入する際の状態を、（ｂ）は同規制部材をウォータジャケット内の所定位置に配置した状態を、それぞれ示す図１０のＹ−Ｙ線矢視部に対応する模式的断面図である。

以下に本発明の実施の形態について、図１〜図１２を参照して説明する。図１及び図２は本発明に係る規制部材の第一の実施形態を示し、図１は同実施形態の規制部材を自動車用内燃機関１０におけるシリンダブロック１のウォータジャケット（冷却水流路）３に挿入した状態を示している。図１に示すシリンダブロック１は、３気筒の自動車用エンジン（内燃機関）を構成するものであり、３個のシリンダボア２…が隣接状態で直列に連なるように設けられている。１ａ…はシリンダヘッド（不図示）をシリンダブロック１に合体締結させるためのボルト（不図示）用挿通孔である。３個のシリンダボア２…の周囲には、オープンデッキタイプのウォータジャケット３が一連に形成されている。シリンダブロック１には、このウォータジャケット３に通じる冷却水（不凍液も含む）導入口１ｂと冷却水排出口１ｃとが設けられている。冷却水排出口１ｃは不図示のラジエータに配管接続され、ラジエータのアウトレット側は、ウォータポンプ（不図示）を介して冷却水導入口１ｂに配管接続される。これによって、ウォータジャケット３とラジエータとの間で冷却水が循環するように構成される。なお、シリンダヘッドにもウォータジャケット（不図示）が設けられる場合は、シリンダブロック１のウォータジャケット３と、シリンダヘッドのウォータジャケットとが連通するよう構成される。この場合は、シリンダブロック１には前記冷却水排出口１ｃがなくても良く、シリンダヘッドに冷却水排出口が設けられ、これにラジエータに通じる配管が接続される。ウォータジャケット３における冷却水導入口１ｂの近傍部には不図示の整流部材が配設され、冷却水導入口１ｂから導入された冷却水は、矢印ａで示す方向に流通するよう誘導され、前記冷却水排出口１ｃから排出するように構成される。以下、矢印ａを冷却水の流れ方向と言う。

ウォータジャケット３における隣接するシリンダボア２，２間の部分には、互いに接近して対をなすくびれ部３ａ…が形成されている。くびれ部３ａ…の溝幅はウォータジャケット３の他の円弧部３ｂの溝幅より大とされている。そして、凹溝形状をなすウォータジャケット３の側壁面は、シリンダボア２側の内壁面３ｃとシリンダボア２とは反対側の内壁面３ｄとの両内壁面３ｃ，３ｄにより構成される。本実施形態の規制部材４は、ウォータジャケット３内に、その開口部３０から挿入されて配置され、ウォータジャケット３内の冷却水の流通規制を行うよう構成される。図例では５個の規制部材４がウォータジャケット３内に配置されている。各規制部材４は、基体５と、基体５に取付けられた可変体６と、可変体６に取付けられた可動体７と、基体５に設けられた突部５０とを備える。基体５は、ウォータジャケット３との不図示の位置決め手段によって所定位置（図例では５か所）に配置可能な形状に形成されている。基体５は、具体的には、ウォータジャケット３の円弧部３ｂに沿うような断面円弧状に形成されるとともに、ウォータジャケット３の幅よりも小さい幅となるように形成されている。基体５は剛性を有し、図例では硬質合成樹脂の成型体からなる。突部５０は、リブ状に形成され、可変体６の後記する取付部６０よりも冷却水の流れ方向ａの上流側位置の基体５に設けられている。突部５０は、ウォータジャケット３の幅方向ｂに突出するよう成型一体に設けられている。

可変体６は、少なくとも基体５に対する取付部６０よりウォータジャケット３の幅方向ｂに向け膨張可能とされる。本実施形態の可変体６は、少なくともその一部が圧縮された状態を自ら保持可能であり、水分又は熱に反応して少なくともウォータジャケット３の幅方向ｂに膨大化する発泡材料によって構成されている。具体的には、図２に示す可変体６は、冷却水と接触することによって圧縮された状態から復元可能なセルロース系スポンジによって構成されている。セルロース系スポンジとは、パルプ由来のセルロースと、補強繊維として加えられた天然繊維とからなる天然素材である。また、セルロース系スポンジは、多孔質の素材である。セルロース系スポンジは、加圧した状態で乾燥させるとセルロース分子間が水素結合して圧縮状態に維持される一方、この状態から冷却水に晒されると水分子がセルロース分子間の水素結合を解離して圧縮状態から復元する特性を有する。このような可変体６は、市場で入手可能な発泡状態のセルロース系スポンジの原材を厚み方向に圧縮して乾燥し、シート状体となすことによって得られる。可変体６は、圧縮された状態で基体５の片面（シリンダボア２側の面）に固着されることによって取付けられている。可変体６を構成する発泡材料としては、セルロース系スポンジの他に、以下のものも採用可能である。即ち、発泡ゴムを水溶性バインダーによって圧縮状態に固定し、冷却水によってバインダーが溶け、非圧縮の状態に戻るように構成された発泡材料、或いは、発泡ゴムを熱可塑性バインダーによって圧縮状態に固定し、冷却水の温度によってバインダーが軟化、或いは、融解して、非圧縮の状態に戻るように構成された発泡材料等である。

可動体７は、可変体６の膨張に伴い可変体６とともにウォータジャケット３の幅方向ｂに移動可能とされる。可動体７は、可変体６より剛性のある樹脂の成型体からなる。可動体７は、可変体６におけるウォータジャケット３の内壁面３ｃに対向する部分（以下、前面部と言う）６１に固着された前辺部７１と、可変体６における冷却水の流れ方向ａの上流側の側部６２に沿うよう位置する側辺部７２とを有する。側辺部７２は、前辺部７１の冷却水の流れ方向ａの上流側端部７１ａから可変体６の前記側部６２に対して非固着状態でほぼ平行に延びるように形成されている。換言すれば、側辺部７２は、前辺部７１に対してほぼ垂直に延びるよう形成されている。図例では、側辺部７２は可変体６の側部６２より冷却水の流れ方向ａの上流側に離間した近傍位置に設けられている。側辺部７２は、ウォータジャケット３の幅方向ｂにおいて、基体５に対してシリンダボア２側に離間した近傍位置に設けられている。そして、基体５の突部５０と、可変体６の側辺部７２とは、少なくとも一部が冷却水の流れ方向ａに近接して重なるように形成されている。

前記のように構成される規制部材４は、ウォータジャケット３内に、その開口部３０より挿入されて所定の位置に配置される。この挿入の際には、可変体６が圧縮された状態とされているから、可変体６が開口部３０の縁部に干渉することなく、スムースな挿入がなされる。また、干渉がないことにより、可変体６の破損等も生じ難くなる。そして、冷却水導入口１ｂからウォータジャケット３内に冷却水が導入されると、可変体６を構成するセルロース系スポンジが冷却水に晒され、水分子がセルロース分子間の水素結合を解離して圧縮状態から復元する。この圧縮状態からの復元により、可変体６はウォータジャケット３の幅方向ｂに沿って内壁面３ｃに向け膨張する。可変体６の膨張に伴い、可動体７も内壁面３ｃに向け移動し、膨張した可変体６の前面部６１と可動体７の前辺部７１とが、シリンダボア２側の内壁面３ｃに当接する。図２において、実線で示す可変体６及び可動体７は、可変体６が膨張前の状態を示しており、２点鎖線で示す可変体６及び可動体７は、可変体６が膨張した状態を示している。可動体７の側辺部７２は、可変体６に対して非固着状態とされているから、可変体６の幅方向ｂへの膨張が側辺部７２によって阻害されることがない。可変体６が膨張した状態においても、基体５の突部５０と、可動体７の側辺部７２とは、その一部が冷却水の流れ方向ａ（基体５の周方向）に重なるように構成されている。

このようにしてウォータジャケット３内に配置された規制部材４においては、可変体６が冷却水の流通に伴い膨張して、ウォータジャケット３の内壁面３ｃに当接するから、冷却水の流通が規制されて、内壁面３ｃの冷却や過冷却の防止が適正になされる。そして、可変体６よりも流れ方向ａの上流側近傍には基体５の突部５０及び可動体７の側辺部７２が、一部が重なった状態で存在するから、可変体６に対する冷却水の流通圧力等の直接的な影響を緩和することができる。セルロース系スポンジは、その素材自体で水の流れを堰き止めるには不十分であるが、冷却水の流通圧力等の影響が緩和されることによって、冷却水の圧力等による可変体６の変形等の防止が効果的になされ、冷却水の流通を規制する効果が発揮される。また、可変体６は、規制部材４がウォータジャケット３に配置された後に膨張する。したがって、ウォータジャケット３の幅が異なっても、ウォータジャケット３の幅に応じて可変体６の膨張状態も変わるため、可動体７とウォータジャケット３の内壁面３ｃとの位置関係を調整することができ、可動体７による冷却水の流通を規制する機能を効果的に発揮させることができる。さらに、可変体６には、その膨張に伴い当該可変体６とともにウォータジャケット３の幅方向に移動可能に可動体７が取付けられているから、可変体６の膨張を許容しながらも、その形状の安定性を保つことができる。

図３〜図５は、第一の実施形態の変形例を示す。図３（ａ）（ｂ）に示す例では、可動体７が側辺部７２のみからなる。この場合、側辺部７２は可変体６の側部６２に固着されている。また、基体５の突部５０と側辺部７２とは、前記例と同様に、可変体６の膨張前及び膨張後において、その一部が冷却水の流れ方向ａに重なるように構成されている。この例の規制部材４においても、ウォータジャケット３内に配置された状態で、ウォータジャケット３内に冷却水が流通すると、可変体６が幅方向ｂに膨張する。この膨張に伴い、可変体６の内壁面３ｃに対向する前面部６１及び可動体７（側辺部７２）の一部が、シリンダボア２側の内壁面３ｃに当接する。図３（ｂ）は、このように可変体６が膨張した状態を示している。したがって、本例の規制部材４も図２に示す例の規制部材４と同様の作用・効果を奏する。

図４（ａ）（ｂ）に示す例では、図２に示す例と同様に、可動体７が前辺部７１と側辺部７２とからなるが、前辺部７１が可変体６における前面部６１の流れ方向ａの上流側角部に形成された段部６１ａに嵌るように固着されている。そして、可変体６の前面部６１と可動体７の前辺部７１とは同一面となるように構成されている。また、可動体７の側辺部７２は可変体６の側部６２に非固着状態で接するように形成されている。さらに、基体５の突部５０と側辺部７２とは、前記例と同様に、可変体６の膨張前及び膨張後において、その一部が冷却水の流れ方向ａに重なるように構成されている。この例の規制部材４においても、ウォータジャケット３内に配置された状態で、ウォータジャケット３内に冷却水が流通すると、可変体６が幅方向ｂに膨張する。この膨張に伴い、可変体６の内壁面３ｃに対向する前面部６１及び可動体７の前辺部７１が、シリンダボア２側の内壁面３ｃに当接する。図４（ｂ）は、このように可変体６が膨張した状態を示している。したがって、本例の規制部材４も図２に示す例の規制部材４と同様の作用・効果を奏する。

図５（ａ）（ｂ）に示す例では、基体５が２個の突部５０，５０を有し、可変体６はこの２個の突部５０，５０間に位置するように基体５に取付けられている。可動体７は、図４に示す例と同様に、前辺部７１と側辺部７２とからなり、可変体６の前面部６１の両端角部にほぼ左右対称となるように２個設けられている。２個の可動体７は、可変体６における前面部６１の流れ方向ａの上流側及び下流側両端角部に形成された段部６１ａ，６１ｂに各前辺部７１，７１が嵌るように固着され、可変体６の前面部６１と両可動体７の前辺部７１とは同一面となるように構成されている。そして、２個の可動体７の各側辺部７２，７２は、可変体６の流れ方向ａの上流側及び下流側の両側部６２，６３に非固着状態で接するように形成され、且つ、２個の突部５０，５０のそれぞれに、可変体６の膨張前及び膨張後において、その一部が冷却水の流れ方向ａに重なるように構成されている。冷却水は、通常方向ａに沿って流れるように設定されるが、冷却水の温度変化や、不図示のウォータポンプのオン・オフ動作の際に一部が方向ａとは逆方向に流れることがある。このような場合に、可変体６における流れ方向ａの下流側に設けられる突部５０及び可動体７の側辺部７２により、方向ａとは逆方向に流れる冷却水による可変体６に対する圧力が緩和され、可変体６における流れ方向ａの下流側部分の変形も防止される。この例の規制部材４においても、ウォータジャケット３内に配置された状態で、ウォータジャケット３内に冷却水が流通すると、可変体６が幅方向ｂに膨張する。この膨張に伴い、可変体６の内壁面３ｃに対向する前面部６１及び可動体７の前辺部７１が、シリンダボア２側の内壁面３ｃに当接する。図５（ｂ）は、このように可変体６が膨張した状態を示している。したがって、本例の規制部材４も図２に示す例の規制部材４と同様の作用・効果を奏する。

図６及び図７〜図９は、本発明に係る規制部材の第二の実施形態及びその変形例を示す。本実施形態では、基体５における突部５０が、基体５に形成された屈曲部５００の一部をなすように形成されていることで特徴付けられる。
図６（ａ）（ｂ）及び図７（ａ）（ｂ）に示す例では、基体５における流れ方向ａの上流側部分が内壁面３ｃ側にＬ形に屈曲している。そして、この屈曲部５００におけるシリンダボア２の径方向に向く部分が突部５０とされている。そして、図６（ａ）（ｂ）の例では、基体５における屈曲部５００より流れ方向ａの下流側部分のシリンダボア２側の面に、図３に示す例と同様の可動体７を備えた可変体６が固着されている。また、図７（ａ）（ｂ）の例では、基体５における屈曲部５００より流れ方向ａの下流側部分のシリンダボア２側の面に図４に示す例と同様の可動体７を備えた可変体６が固着されている。これらの例では、基体５に突部５０を含む屈曲部５００が形成されていることにより、可変体６に至る冷却水の量が図３及び図４に示す例とは異なるが、可変体６に至る冷却水に対する突部５０及び可動体７の作用・効果は、図３及び図４に示す例の場合と同様に発揮される。したがって、図３及び図４に示す例と共通する部分には同一の符号を付し、その作用・効果等の説明は割愛する。

図８（ａ）（ｂ）の例では、基体５における流れ方向ａの上流側部分及び下流側部分が内壁面３ｃ側にＬ形に屈曲し、この２個の屈曲部５００，５００の間の部分が内壁面３ｄ側に凹んだ凹形状部５０１とされている。そして、この２個の屈曲部５００，５００におけるシリンダボア２の径方向に向く部分が突部５０，５０とされている。前記凹形状部５０１の内壁面３ｃ側の面に、図５に示す例と同様の２個の可動体７を備えた可変体６が取付けられている。この例では、基体５に突部５０を含む２個の屈曲部５００，５００が形成されている。そして、この例では、上流側或いは下流側から可変体６に至る冷却水の量が図５に示す例とは異なるが、可変体６に至る冷却水に対する突部５０，５０及び可動体７の側辺部７２，７２の作用・効果は、図５に示す例の場合と同様に発揮される。その他の構成は、図５に示す例と同様であるから、共通する部分には同一の符号を付し、その作用・効果等の説明は割愛する。

図９（ａ）（ｂ）の例では、基体５における流れ方向ａの上流側部分及び下流側部分が内壁面３ｄ側にＬ形に屈曲し、この２個の屈曲部５００，５００の間の部分が内壁面３ｃ側に張出した凸形状部５０２とされている。そして、この２個の屈曲部５００，５００におけるシリンダボア２の径方向に向く部分が突部５０，５０とされている。可変体６は、前記凸形状部５０２の内壁面３ｃ側の面に取付けられている。可動体７は，１個の前辺部７１と、当該前辺部７１の両端に一体に形成された２個の側辺部７２，７２とからなる。可動体７は、可変体６及び基体５の凸形状部５０２を覆うような凹形に形成されている。可動体７の前辺部７１は、可変体６の前面部６１の全体に固着されている。可動体７の両側辺部７２，７２は、可変体６の流れ方向ａの上流側及び下流側の両側部６２，６３に非接触（非固着）状態で、且つ、基体５の突部５０，５０と、可変体６の膨張前及び膨張後において、一部が流れ方向ａに重なるように構成されている。この例では、基体５に突部５０を含む２個の屈曲部５００，５００が形成されていることにより、上流側或いは下流側から可変体６に至る冷却水の量が図５に示す例とは異なるが、可変体６に至る冷却水に対する突部５０，５０及び可動体７の側辺部７２，７２の作用・効果は、図５に示す例の場合と同様に発揮される。その他の構成は、図５に示す例と同様であるから、共通する部分には同一の符号を付し、その作用・効果等の説明は割愛する。

図１０及び図１１は、本発明に係る規制部材の第三の実施形態及びその変形例を示す。本実施形態は、可変体６がウォータジャケット３の幅方向ｂに可逆的に膨張及び収縮可能な弾性体によって構成されていることで特徴付けられる。このような弾性体としては、図例のような圧縮スプリングの他にエラストマー等が採用される。
図１０に示す例では、基体５に図２〜図４に示す例と同様に１個の突部５０が形成され、この突部５０の流れ方向ａの下流側の基体５に圧縮スプリングからなる可変体６が取付けられている。可変体６としての圧縮スプリングは、ウォータジャケット３の深さ方向に少なくとも２本（個）取付けられている（図１２参照）。可変体６のウォータジャケット３の内壁面３ｃに対向する部分（以下、先端部と言う）６４には、可動体７が固着されている。可動体７は前辺部７１及び側辺部７２からなり、前辺部７１は可変体６の先端部６４に固着されているが、側辺部７２は可変体６に対して非固着状態とされている。

本実施形態の規制部材４も、前記例と同様に、ウォータジャケット３内に開口部３０から挿入されて配置される。この挿入は、圧縮スプリングからなる可変体６を圧縮した状態でなされる。図１０における可動体７の２点鎖線部は、可変体６が圧縮される前の状態を示している。そして、規制部材４が所定位置に配置された後圧縮を解除すると、可変体６が膨張するように伸長し、可動体７の前辺部７１が、ウォータジャケット３の内壁面３ｃに弾性的に当接する。この状態で、基体５の突部５０と、可動体７の側辺部７２とは、一部が冷却水の流れ方向ａに重なり、これによって冷却水の流通規制が適正になされる。また、突部５０と側辺部７２との重なりによって、可変体６が冷却水の流通圧力等による直接的な影響を受け難く、可動体７の内壁面３ｃに対する当接が安定的になされる。また、可変体６は、可逆的に膨張及び収縮可能であるから、メンテナンス等のために、ウォータジャケット３に配置した当該規制部材４を取り出して、再度ウォータジャケット３に配置するような場合でも、可変体６はその機能を発揮することができる。

図１１に示す例では、基体５に２個の突部５０，５０が流れ方向に間隔を空けて設けられ、この２個の突部５０，５０間の部分に流れ方向ａに沿って２（個）本の可変体（圧縮スプリング）６，６が間隔を空けて取付けられている。この例でも、可変体６としての各圧縮スプリングは、ウォータジャケット３の深さ方向に少なくとも２本（個）取付けられている（図１２参照）。可変体６，６の先端部６４，６４には可動体７１が固着されている。可動体７１は、１個の前辺部７１と、当該前辺部７１の両端に一体に形成された２個の側辺部７２，７２とからなり、前辺部７１が可変体６，６の先端部６４，６４に固着されている。両側辺部７２，７２は、両突部５０，５０間に近接状態で位置し、且つ、両突部５０，５０と一部が流れ方向ａに重なるように形成されている。

本実施形態の規制部材４も、前記例と同様に、ウォータジャケット３内に開口部３０から挿入されて配置される。この挿入は、圧縮スプリングからなる可変体６を圧縮した状態でなされる。図１１における可動体７の２点鎖線部は、可変体６が圧縮される前の状態を示している。そして、規制部材４が所定位置に配置された後圧縮を解除すると、可変体６が膨張するように伸長し、可動体７の前辺部７１が、ウォータジャケット３の内壁面３ｃに弾性的に当接する。この状態で、基体５の突部５０と、可動体７の側辺部７２とは、一部が冷却水の流れ方向ａに重なり、これによって冷却水の流通規制が適正になされる。また、突部５０と側辺部７２との重なりによって、可変体６が冷却水の流通圧力等による直接的な影響を受け難く、可動体７の内壁面３ｃに対する当接が安定的になされる。また、この例の規制部材４も、メンテナンス等のために、ウォータジャケット３から取り出して、再度ウォータジャケット３に配置するような場合でも、その機能を発揮することができる。

図１２（ａ）（ｂ）は、同実施形態の規制部材４をウォータジャケット３に挿入する過程を模式的に示している。本実施形態の前記説明では、当該規制部材４をウォータジャケット３に挿入する際、可変体６を圧縮した上で挿入を行うものとした。図１２は、可変体６を圧縮しなくても規制部材４をスムースにウォータジャケット３に挿入し得るように構成した例を示している。即ち、本例において、可動体７は、可変体（圧縮スプリング）６の弾力を伴い前記ウォータジャケット３の対向内壁面３ｃに当接する当接部７０を備える。また、可動体７におけるウォータジャケット３の深さ方向底部側端部７００は、可変体６の非圧縮状態でウォータジャケット３の開口部（開口縁部）３０に干渉しないようになされている。即ち、可変体６の非圧縮状態における可動体７の深さ方向底部側端部７００及びこの部分に相当する基体５の幅方向ｂに沿った合計幅寸法ｄ１は、開口部３０の幅寸法ｄより小とされている。さらに、当接部７０の深さ方向底部側端部７０ａは、ウォータジャケット３の深さ方向底部側且つ基体５側に向け傾斜した形状とされている。当接部７０の深さ方向底部側端部７０ａの内壁面３ｃに対する傾斜角度αは、６０°より小さく設定されている。図例のウォータジャケット３は開口部３０より底部側に向け溝幅が狭くなるよう両内壁面３ｃ，３ｄがテーパ形状をなすように形成されている。したがって、規制部材４の基体５及び可動体７も、その幅方向ｂの外側面が内壁面３ｃ，３ｄのテーパ形状に沿うように構成されている。

図１２に示された構造の規制部材４も、前記例と同様に、ウォータジャケット３内に開口部３０から挿入されて配置される。図１２（ａ）は規制部材４の挿入の初期の状態を示している。この時、可変体６を圧縮することなく規制部材４の挿入がなされるが、可動体７の深さ方向底部側端部７００は、ウォータジャケット３の開口部（開口縁部）３０に干渉することなく規制部材４がスムースに挿入がなされる。規制部材４の挿入を継続すると、可動体７の当接部７０が内壁面３ｃに弾性的に摺接し、テーパ形状の内壁面３ｃの当接部７０に対する作用によって、可変体６が圧縮されながら、規制部材４が所定位置に配置される。この配置状態では、図１２（ｂ）に示すように、規制部材４は、可変体６が圧縮され、可動体７の当接部７０が内壁面３ｃに弾性的に当接した状態で静止される。そして、前記挿入初期の段階で、規制部材４がシリンダボア２側に多少ずれて、当接部７０の底部側端部７０ａが開口部（開口縁部）３０に当たることがある。この場合、傾斜した底部側端部７０ａのガイド作用により、底部側端部７０ａがウォータジャケット３の開口部（開口縁部）３０に引っかかることがなく、開口部３０からの当該規制部材４の挿入がスムースになされる。因みに、前記傾斜角度αが６０°より大きい場合、前記ガイド作用が充分に発揮されず、当接部７０の底部側端部７０ａがウォータジャケット３の開口部３０に引っかかり、規制部材４の挿入性が悪くなる傾向となる。

なお、ウォータジャケット３内に配置される規制部材４の配置位置や個数は図１に示す例に限らず、仕様等によって適宜定められる。また、前記実施形態では、複数の規制部材４が、ウォータジャケット３内の所定位置に配置されるものである例について述べたが、規制部材４がウォータジャケット３の全周に沿った筒形状をなすものであっても良い。さらに、本発明の規制部材が適用される内燃機関として、３気筒のエンジンを例示したが、これに限らず他の気筒数のエンジンにも適用可能である。

可変体６に採用される望ましい発泡材料としてセルロース系スポンジを例示したが、このセルロース系スポンジとしては、種々の種類のものが挙げられる。例えば、気泡の大きさが非常に小さい微粒品、気泡の大きさが小程度の小粒品、気泡の大きさが中程度の中粒品のいずれを用いても良い。これらの気泡の大きさはセルロース系スポンジの作製過程で使用される結晶ぼう硝の粒度によって決定される。また、セルロース系スポンジは、セルロースと補強繊維とからなるものに限らず、セルロース単独で構成されるものであっても良い。また、セルロース系スポンジとは、セルロース自体からなるスポンジの他、セルロース誘導体、例えば、ビスコースやセルロースエ−テル類、セルロースエステル類等からなるスポンジ、あるいはこれらの混合物からなるスポンジのいずれから選ばれるものであっても良い。

また、基体５に可変体６を構成する発泡材料を固着する形態は特に限定されない。例えば、可変体６を接着剤によって基体５に固着しても良いし、可変体６を基体と一体成型することで、基体５に固着しても良い。そして、可変体６を基体５と一体成型する場合、基体５に整合する形状のキャビティ（不図示）を有する射出成形機（不図示）内の所定位置に、前記可変体６の前面部６１がキャビティ壁に接するように配置し、樹脂を射出してインサート成型する。なお、このインサート成型を行う際に、可変体６がセルロース系スポンジからなる場合、溶融樹脂の一部がセルロース系スポンジの一部が繊維間に含浸して、成型後は可変体６と基体５とが強固に一体とされる。
また、発泡材料からなる可変体６に可動体７を固着する形態は特に限定されない。例えば、可動体７を接着剤によって可変体６に固着しても良いし、可変体６を可動体７と一体成型することによって、可変体６に固着しても良い。

また、基体５が合成樹脂の成型体からなる例について述べたが、金属など、セルロース系スポンジ及び他の発泡材料より剛性を有するものであれば、他の材料からなるものであっても良い。また、基体５に対する可変体６の取付部６０の位置は、目的に応じて適宜変更しても良い。例えば、ウォータジャケット３のくびれ部３ａに相当する基体５の内面の部位に可変体６を取付けても良い。さらに、基体５の突部５０の突出方向及び可変体６の膨張方向が、ウォータジャケット３のシリンダボア２側内壁面３ｃに向く例について述べたが、シリンダボア２とは反対側の内壁面３ｄに向くようにしても良い。

１０ 内燃機関
１ シリンダブロック
２ シリンダボア
３ ウォータジャケット（冷却水流路）
３ｃ，３ｄ ウォータジャケットの内壁面（壁面、対向壁面）
３０ 開口部
４ 規制部材
５ 基体
５０ 突部
５００ 屈曲部
６ 可変体
６１ 前面部（壁面に対向する部分）
７ 可動体
７１ 前辺部
７１ａ 前辺部の端部
７２ 側辺部
７０ 当接部
７０ａ 当接部の深さ方向底部側端部
７００ 可動体の深さ方向底部側端部
ａ 冷却水の流れ方向
ｂ ウォータジャケットの幅方向

Claims (10)

1. 内燃機関のシリンダブロックに設けられた冷却水流路に、その開口部から挿入されて配置され、前記冷却水流路内の冷却水の流通規制を行う規制部材であって、
   前記冷却水流路内の所定位置に配置可能な形状に形成された基体と、
   前記基体に取付けられ、前記冷却水流路の幅方向に向け膨張可能とされた可変体と、
   前記可変体に取付けられ、当該可変体の膨張に伴い当該可変体とともに前記冷却水流路の幅方向に移動可能とされた可動体と、
   前記可変体よりも前記冷却水の流れ方向上流側位置の前記基体に、前記冷却水流路の幅方向に突出するよう設けられた突部と、を備え、
   前記可動体は、前記可変体における冷却水の流れ方向上流側に位置する側辺部を有していることを特徴とする規制部材。
2. 請求項１に記載の規制部材において、
   前記可動体は、前記可変体における冷却水流路の壁面に対向する部分に固着された前辺部を有し、前記側辺部は、前記前辺部の端部から前記可変体に非固着状態で延びるように形成されていることを特徴とする規制部材。
3. 請求項１又は請求項２に記載の規制部材において、
   前記基体における突部と、前記可動体における側辺部とは、少なくとも一部が前記冷却水の流れ方向に重なるように形成されていることを特徴とする規制部材。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の規制部材において、
   前記基体における突部は、リブ状に形成されていることを特徴とする規制部材。
5. 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の規制部材において、
   前記基体における突部は、前記基体に形成された屈曲部の一部をなすように形成されていることを特徴とする規制部材。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の規制部材において、
   前記可変体は、少なくともその一部が圧縮された状態を自ら保持可能であり、水分又は熱に反応して少なくとも前記冷却水流路の幅方向に膨大化する発泡材料によって構成されていることを特徴とする規制部材。
7. 請求項６に記載の規制部材において、
   前記可変体は、冷却水に反応して、圧縮された状態から復元可能なセルロース系スポンジによって構成されていることを特徴とする規制部材。
8. 請求項６又は請求項７に記載の規制部材において、
   前記圧縮状態の可変体は、前記冷却水流路に挿入される時に前記可動体が前記冷却水流路の壁面に干渉しないように構成されていることを特徴とする規制部材。
9. 請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の規制部材において、
   前記可変体は、前記冷却水流路の幅方向に可逆的に膨張及び収縮可能な弾性体によって構成されていることを特徴とする規制部材。
10. 請求項９に記載の規制部材において、
    前記可動体は、前記弾性体の弾力を伴い前記冷却水流路の対向壁面に当接する当接部を備え、前記可動体における前記冷却水流路の深さ方向底部側端部は、前記弾性体の非圧縮状態で前記冷却水流路の開口部に干渉せず、且つ、前記当接部の前記深さ方向底部側端部は、前記底部側且つ前記基体側に向け傾斜した形状とされていることを特徴とする規制部材。

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