シリンダボア壁の保温構造体、内燃機関及び自動車
【課題】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。
【解決手段】内燃機関のシリンダブロックの溝状冷却水流路内に設置され、固定板２１と、該固定板２１に固定され、溝状冷却水流路側のシリンダボア壁の壁面に接するシリンダボア壁接触面１９を有し、冷却水滞留部の周囲を囲む枠部材２２、又は該固定板２１に固定され、溝状冷却水流路側のシリンダボア壁の壁面に接するシリンダボア壁接触面を有し、シリンダボア壁の壁面の保温部位の全体を覆うべた当たり部材と、該固定板２１を該シリンダボア壁方向に付勢する弾性部材２４と、冷却水の温度が高くなると、該固定板２１が該シリンダボア壁から遠ざかる方向に移動するように変形する温度変形部材２３と、を有することを特徴とするシリンダボア壁の保温構造体１ａ。
【解決手段】内燃機関のシリンダブロックの溝状冷却水流路内に設置され、固定板２１と、該固定板２１に固定され、溝状冷却水流路側のシリンダボア壁の壁面に接するシリンダボア壁接触面１９を有し、冷却水滞留部の周囲を囲む枠部材２２、又は該固定板２１に固定され、溝状冷却水流路側のシリンダボア壁の壁面に接するシリンダボア壁接触面を有し、シリンダボア壁の壁面の保温部位の全体を覆うべた当たり部材と、該固定板２１を該シリンダボア壁方向に付勢する弾性部材２４と、冷却水の温度が高くなると、該固定板２１が該シリンダボア壁から遠ざかる方向に移動するように変形する温度変形部材２３と、を有することを特徴とするシリンダボア壁の保温構造体１ａ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のシリンダブロックのシリンダボア壁の溝状冷却水流路側の壁面に接触させて配置される保温構造体及びそれを備える内燃機関並びに該内燃機関を有する自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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と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該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。
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−３１９３９号公報（特許請求の範囲）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。
【０００７】
従って、本発明の課題は、シリンダボア壁の壁温の均一性が高い保温構造体及びそれを備える内燃機関並びに該内燃機関を有する自動車を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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、シリンダボア壁の壁面と接することにより、シリンダボア壁の壁面を保温するための保温構造体に、保温構造体をシリンダボア壁方向に付勢する弾性部材又は保温構造体をシリンダボア壁から遠ざかる方向に付勢する弾性部材と、冷却水の温度が高くなると、保温構造体がシリンダボア壁から遠ざかる方向に移動するように変形する温度変形部材とを取り付けた保温構造体は、冷却水の温度が低いときには、弾性部材又は温度変形部材により、シリンダボア壁の壁面に押し付けられて、シリンダボア壁の壁面に接するので、シリンダボア壁が保温され、一方、冷却水の温度が高いときには、温度変形部材の作用により、保温構造体がシリンダボア壁から離間するので、シリンダボア壁の壁面付近を冷却水が流れ、シリンダボア壁の壁面が冷却されること、及びこれらの作用及び効果により、シリンダボア壁の壁面の温度を一定の温度範囲に保つことができること等を見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００９】
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設置され、
固定板と、
該固定板に固定され、溝状冷却水流路側のシリンダボア壁の壁面に接するシリンダボア壁接触面を有し、冷却水滞留部の周囲を囲む枠部材、又は該固定板に固定され、溝状冷却水流路側のシリンダボア壁の壁面に接するシリンダボア壁接触面を有し、シリンダボア壁の壁面の保温部位の全体を覆うべた当たり部材と、
該固定板を該シリンダボア壁方向に付勢する弾性部材と、
冷却水の温度が高くなると、該固定板が該シリンダボア壁から遠ざかる方向に移動するように変形する温度変形部材と、
を有することを特徴とするシリンダボア壁の保温構造体を提供するものである。
【００１０】
また、本発明（２）は、内燃機関のシリンダブロックの溝状冷却水流路内に設置され、
固定板と、
該固定板に固定され、溝状冷却水流路側のシリンダボア壁の壁面に接するシリンダボア壁接触面を有し、冷却水滞留部の周囲を囲む枠部材、又は該固定板に固定され、溝状冷却水流路側のシリンダボア壁の壁面に接するシリンダボア壁接触面を有し、シリンダボア壁の壁面の保温部位の全体を覆うべた当たり部材と、
該固定板を該シリンダボア壁から遠ざかる方向に付勢する弾性部材と、
冷却水の温度が高くなると、該固定板が該シリンダボア壁から遠ざかる方向に移動するように変形する温度変形部材と、
を有することを特徴とするシリンダボア壁の保温構造体を提供するものである。
【００１１】
また、本発明（３）は、本発明（１）又は（２）のシリンダボア壁の保温構造体が、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ことを特徴とする内燃機関を提供するものである。
【００１２】
また、本発明（４）は、本発明（３）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。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、内燃機関の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。そのため、本発明によれば、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できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明（１）の第一の形態例のシリンダボア壁の保温構造体がシリンダブロックに設置されている状態を示す模式的な平面図である。
【図２】図１のｘ−ｘ線断面図である。
【図３】図１に示す中のシリンダブロックの斜視図である。
【図４】本発明（１）の第一の形態例のシリンダボア壁の保温構造体の模式的な正面図である。
【図５】本発明（１）の第一の形態例のシリンダボア壁の保温構造体の模式的な背面図である。
【図６】本発明（１）の第一の形態例のシリンダボア壁の保温構造体の模式的な平面図である。
【図７】図４のｘ−ｘ端面図である。
【図８】図４のｙ−ｙ端面図である。
【図９】温度変形部材が変形する様子を示す模式的な端面図である。
【図１０】本発明（１）の第一の形態例のシリンダボア壁の保温構造体が、溝状冷却水流路内で移動する様子を示す模式的な側面図である。
【図１１】本発明の第一の形態例のシリンダボア壁の保温構造体が、溝状冷却水流路内で移動する様子を示す模式的は端面図である。
【図１２】枠部材がシリンダボア壁に接しているときの冷却水の流れを示す模式図である。
【図１３】枠部材がシリンダボア壁から離間しているときの冷却水の流れを示す模式図である。
【図１４】本発明（１）の第二の形態例のシリンダボア壁の保温構造体の模式的な正面図である。
【図１５】図１４のｘ−ｘ端面図である。
【図１６】本発明（２）の第三の形態例のシリンダボア壁の保温構造体が、溝状冷却水流路内で移動する様子を示す模式的な側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明（１）のシリンダボア壁の保温構造体は、内燃機関のシリンダブロックの溝状冷却水流路内に設置され、
固定板と、
該固定板に固定され、溝状冷却水流路側のシリンダボア壁の壁面に接するシリンダボア壁接触面を有し、冷却水滞留部の周囲を囲む枠部材、又は該固定板に固定され、溝状冷却水流路側のシリンダボア壁の壁面に接するシリンダボア壁接触面を有し、シリンダボア壁の壁面の保温部位の全体を覆うべた当たり部材と、
該固定板を該シリンダボア壁方向に付勢する弾性部材と、
冷却水の温度が高くなると、該固定板が該シリンダボア壁から遠ざかる方向に移動するように変形する温度変形部材と、
を有することを特徴とするシリンダボア壁の保温構造体である。
【００１６】
本発明（１）のシリンダボア壁の保温構造体及び本発明の内燃機関について、図１〜図１３を参照して説明する。図１は、本発明（１）の第一の形態例のシリンダボア壁の保温構造体がシリンダブロックに設置されている状態を示す模式的な平面図である。図２は、図１のｘ−ｘ線断面図である。図３は、図１に示す中のシリンダブロックの斜視図である。図４は、本発明（１）の第一の形態例のシリンダボア壁の保温構造体の模式的な正面図であり、シリンダボア壁に接する側から見た図である。図５は、本発明（１）の第一の形態例のシリンダボア壁の保温構造体の模式的な背面図であり、シリンダボア壁に接する側とは反対側から見た図である。図６は、本発明（１）の第一の形態例のシリンダボア壁の保温構造体の模式的な平面図である。図７は、図４をｘ−ｘ線で切ったときの端面図である。図８は、図４をｙ−ｙ線で切ったときの端面図である。図９は、温度変形部材が変形する様子を示す模式的な端面図であり、図９（Ａ）は、温度変形部材が変形する前の様子であり、図９（Ｂ）は、温度変形部材が変形した後の様子である。図１０は、本発明（１）の第一の形態例のシリンダボア壁の保温構造体が、溝状冷却水流路内で移動する様子を示す模式的な側面図であり、図１０（Ａ）は、温度変形部材が変形する前の様子であり、図１０（Ｂ）は、温度変形部材が変形した後の様子である。図１１は、本発明（１）の第一の形態例のシリンダボア壁の保温構造体が、溝状冷却水流路内で、移動する様子を示す模式的な端面図であり、図１１（Ａ）は、温度変形部材が変形する前の様子であり、図１１（Ｂ）は、温度変形部材が変形した後の様子である。図１２は、枠部材がシリンダボア壁に接しているときの冷却水の流れを示す模式図であり、図１２（Ａ）は、保温構造体を上側から見た平面図であり、図１２（Ｂ）は、保温構造体を水平方向で切ったときの端面図である。図１３は、枠部材がシリンダボア壁から離間しているときの冷却水の流れを示す模式図であり、図１３（Ａ）は、保温構造体を上側から見た平面図であり、図１３（Ｂ）は、保温構造体を水平方向で切ったときの端面図である。図１４は、本発明（１）の第二の形態例のシリンダボア壁の保温構造体の模式的な正面図であり、シリンダボア壁に接する側から見た図である。図１５は、図１４のｘ−ｘ端面図である。なお、説明の都合上、図１、図１２及び図１３では、保温構造体のうちの固定板及び枠部材のみを記載し、図９では、保温構造体のうちの固定板及び形状変化部材のみを記載し、図１０では、枠部材の右側面の位置より奥に見える固定板及び枠部材の記載を省略し、図２では、二点鎖線より下側部分については、記載を省略した。また、図１０及び図１１では、壁面１７及び壁面１８が垂直な例で示した。
【００１７】
図１〜図３に示すように、保温構造体１ａ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１１へ冷却水を供給するための冷却水供給口１５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１６が形成されている。そして、溝状冷却水流路１４内に、つまり、シリンダボア壁の壁面１７と壁面１７とは反対側の溝状冷却水流路の壁面１８の間に、保温構造体１ａが設置される。
【００１８】
図４〜図８に示すように、保温構造体１ａは、固定板２１と、固定板２１に固定されている枠部材２２と、温度変形部材２３と、弾性部材２４と、を有する。
【００１９】
固定板２１は、平面視で弧状の金属板であり、枠部材２２、温度変形部材２３及び弾性部材２４が固定される部材である。固定板２１を上及び下から見たときの形状は、溝状冷却水流路１４内に保温構造体１ａが収まり、且つ、枠部材２２のシリンダボア壁接触面１９がシリンダボア壁の壁面１７に接することができるように、溝状冷却水流路１４の形状に対応して弧状である。また、固定板２１をシリンダボア壁の壁面側及びその反対側から見たときの形状は、枠部材２２、温度変形部材２３及び弾性部材２４を固定ができる形状であれば、特に制限されない。
【００２０】
固定板２１の材質としては、特に制限されないが、耐ロングライフクーラント性（以下、「耐ＬＬＣ性」と言う。）が良く及び強度が高い点で、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、アルミニウム合金等が好ましい。
【００２１】
固定板２１の厚みは、特に制限されず、保温構造体１ａの強度、溝状冷却水流路の幅、必要とされる水流れ流路断面積等により、適宜選択される。
【００２２】
枠部材２２は、シリンダボア壁の壁面１７に接する部材であり、固定板２１に固定されている面とは反対側に、シリンダボア壁の壁面１７に接するシリンダボア壁接触面１９を有する。図２に示すように、シリンダボア壁接触面１９が、シリンダボア壁の壁面１７に接すると、シリンダボア壁の壁面１７と固定板２１と枠部材２２により、冷却水滞留部２５が形成される。そのため、枠部材２２は、冷却水滞留部２５が形成されるように、冷却水滞留部２５の周囲を囲むように、且つ、適切な厚みをもって、固定板２１の面上に設けられている。
【００２３】
枠部材２２の材質は、特に制限されず、例えば、ゴム、発泡ゴム等が挙げられ、ゴムはシール性及び磨耗防止に優れる点で好ましい。
【００２４】
枠部材２２の材質に用いられるゴムとしては、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）が挙げられる。これらのうち、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）が耐ＬＬＣ性及び耐熱性という点で好ましい。枠部材２２の材質が上記のゴムであれば、冷却水流路内において、−１０℃〜１５０℃、特に−４０℃〜２００℃の温度で、且つ１０年以上の長期間の環境において、十分な安定性を維持しつつ本願発明の作用効果を奏し、また、ＬＬＣによる腐食の問題も生じない。
【００２５】
枠部材２２及び枠部材２２のシリンダボア壁接触面１９を、シリンダボア壁の壁面側から見たときの形状は、図４に示す第一の形態例では、シリンダボア壁の壁面側から見たときに冷却水滞留部２５の外周の形状が長方形となるような形状であるが、これに制限されず、例えば、冷却水滞留部の外周の形状が円形、楕円形、正方形、多角形等の形状となるような形状であってもよい。また、冷却水滞留部２５の外周の形状が多角形の場合、その角が円弧状になっていてもよい。
【００２６】
また、枠部材２２の幅は、図４に示す第一の形態例のように、厚み方向に、枠部材２２のシリンダボア壁接触面１９の幅のまま一定であってもよいし、例えば、厚み方向に少しずつ幅が大きくなっていてもよい。
【００２７】
枠部材２２を上及び下から見たときの全体形状は、シリンダボア壁の壁面１７及び溝状冷却水流路１４の形状に対応して弧状である。そして、枠部材２２のシリンダボア壁接触面１９の表面形状は、シリンダボア壁の壁面１７の表面形状に対応した形状である。
【００２８】
枠部材２２の厚みは、特に制限されず、冷却水滞留部２５の容積の設計値、溝状冷却水流路の幅、必要とされる水流れ流路断面積等により、適宜選択される。また、枠部材２２のシリンダボア壁接触面の幅は、枠部材２２の材質、接触面圧、シール性等により、適宜選択される。
【００２９】
なお、シリンダボア壁の壁面１７と固定板２１と枠部材２２により形成される冷却水滞留部２５の容積及び形成位置は、エンジンの機種、耐久条件、エンジンの燃焼域、過大な圧力損失を招かないこと等により、適宜選択される。
【００３０】
枠部材２２を固定板２１に固定する方法としては、特に制限されず、例えば、接着剤で固定する方法、固定板２１に複数の貫通穴を開け、その穴に枠部材２２の固定面側に設けた突起を係合させて固定する方法、止め爪によるカシメ等があげられる。
【００３１】
枠部材２２のシリンダボア壁接触面１９は、冷却水滞留部２５内への外からの冷却水の侵入が完全になくなるほど、シリンダボア壁の壁面１７に密着して接している必要はない。枠部材２２がシリンダボア壁の壁面１７に接しているときに、冷却水滞留部２５内への冷却水の侵入がある程度抑えられていれば、冷却水滞留部２５内で冷却水が滞留して、温められるので、シリンダボア壁の保温効果が得られる。よって、シリンダボア壁の保温効果が得られる程度に、冷却水滞留部２５内での冷却水の滞留が起こるのであれば、冷却水滞留部２５内への、枠部材２２のシリンダボア壁接触面１９とシリンダボア壁の壁面１７との間からの冷却水の侵入は許容される。そして、枠部材２２がシリンダボア壁の壁面１７に接しているときに、冷却水滞留部２５内で冷却水が温められて、シリンダボア壁の保温効果が得られる程度の冷却水の滞留が起こるように、枠部材２２の材質、シリンダボア壁接触面１９の表面形状及び幅、面圧等が、適宜選択される。
【００３２】
弾性部材２４は、固定板２１の背面側（シリンダボア壁の壁面側とは反対側）に固定され、枠部材２２をシリンダボア壁の壁面１７方向に付勢する部材である。つまり、弾性部材２４は、固定板２１を、常に、シリンダボア壁の壁面１７方向に向かって押し続けるための部材である。
【００３３】
弾性部材２４は、図４〜図８に示す第一の形態例では、両端が固定板２４に固定され、側面視で弧状に曲げられている縦長の金属板である。図４〜図８に示す第一の形態例の弾性部材２４は、例えば、固定板２１の弾性部材２４の両端（上下）の固定位置の直線距離より長く、その上端及び下端がコ字状、Ｌ字状等に加工されている金属板を用意し、その金属板を弧状に曲げて、上端及び下端を固定板２１に設けられたスリットに係合させることにより、固定される。なお、弧状とは、円又は楕円の一部分の形状のように、曲率半径の中心が同一方向にある曲線が連続した形状を指す。
【００３４】
図４〜図８に示す第一の形態例では、溝状冷却流路の幅方向で見たときに、枠部材２２のシリンダボア壁の接触面１９から、弾性部材２４の壁面１８と接触する部位までの長さが、弾性部材２４が接触する位置の溝状冷却流路の幅よりも長くなるように、弾性部材２４の形状が選択される。このことにより、保温構造体１ａが溝状冷却流路内に設置されると、弾性部材２４の作用により、常に、枠部材２２がシリンダボア壁の壁面１７方向に付勢される。
【００３５】
温度変形部材２３は、固定板２１の枠部材側に固定されており、冷却水の温度が変化することにより、形状が変化する部材である。温度変形部材２３の材質としては、熱膨張率が異なる２種の金属を合わせたバイメタルが挙げられる。この場合、バイメタルの構造を、熱膨張率が高い方の金属を固定板２１側に、熱膨張率が低い方の金属をシリンダボア壁の壁面１７側に配置させた構造にする。
【００３６】
図９（Ａ）は、温度が低温のときの状態であり、図９（Ｂ）は、高温のときの状態である。温度変形部材２３は、側面視で弧状の板状の部材であるが、固定端２３１が固定板２１に固定されている。一方、自由端２３２は、どこにも固定されておらず、自由である。そして、温度変形部材２３は、図９（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、温度が高くなると、外側に向かって反るように変形するため、温度が高くなると、温度変形部材２３は、自由端２３２側が、固定板２１から遠ざかる方向に変形する。
【００３７】
そのため、図１０に示すように、溝状冷却水流路１４内に、保温構造体１ａが設置され、溝状冷却水流路１４内に冷却水が流された場合、冷却水の温度が低いときは、図１０（Ａ）のように、弾性部材２４の付勢力により、枠部材２２がシリンダボア壁の壁面１７に押し付けられるため、枠部材２２のシリンダボア壁接触面１９は、シリンダボア壁の壁面１７に接している。一方、冷却水の温度が高くなると、温度変形部材２３は、自由端２３２側が、固定板２１から遠ざかる方向に変形し、その変形により、弾性部材２４の付勢力に対抗して、シリンダボア壁の壁面１７から遠ざかる方向に、固定板２１を押し返す力が生じる。そして、弾性部材２４の付勢力より、温度変形部材２２による押し返す力が強くなると、図１０（Ｂ）のように、固定板２１がシリンダボア壁から遠ざかる方向に移動し、枠部材２２のシリンダボア壁接触面１９が、シリンダボア壁の壁面１７から離間する。
【００３８】
このように、温度変形部材２３は、冷却水の温度が高くなると、枠部材２２をシリンダボア壁の壁面１７から離間させるように変形する部材である。
【００３９】
温度変形部材２３としては、温度変化により、形状を変化させるものであれば、特に制限されない。温度変形部材２３の材質としては、例えば、熱膨張率の異なる２種の金属板を合わせたバイメタル、変態点以上の温度になると、変形を受けても、元の形状に戻る性質を有する形状記憶合金等が挙げられる。温度変形部材２３として、形状記憶合金を用いる場合は、変態点以上の温度で、図９（Ｂ）及び図１０（Ｂ）の形状となるような形状記憶合金を用いることにより、冷却水の温度が低温で変態点未満のときには、弾性部材２４の付勢力により、温度変形部材２３は、図９（Ａ）及び図１０（Ａ）の形状に変形しているが、冷却水の温度が高くなり、変態点以上の温度になると、図９（Ｂ）及び図１０（Ｂ）の形状に戻り、図９及び図１０に示すような形状変化が可能となる。また、温度変形部材２３の材質としては、バイメタルや形状記憶合金のような金属以外にも、複合樹脂材料、樹脂材料と金属材料の複合材料等、上記のバイメタルや形状記憶合金と同様の温度変化による変形が可能なものも用いられる。
【００４０】
図４〜図８に示す形態例では、温度変形部材の形状は、側面視で弧状の縦長の板状であるが、これに限定されず、適宜選択される。また、温度変形部材の固定位置及び固定方法は、適宜選択される。
【００４１】
保温構造体１ａにおいて、弾性部材２４の付勢力の大きさと、温度変形部材２３による固定板２１を押し返す力の大きさとの関係は、冷却水の温度が低いときには、「弾性部材２４の付勢力＞温度変形部材２３による固定板２１を押し返す力」であり、冷却水の温度が高いときには、「弾性部材２４の付勢力＜温度変形部材２３による固定板２１を押し返す力」であることが必要なので、このような関係となるように、弾性部材２４及び温度変形部材２３の組み合わせを適宜選択する。また、冷却水の温度が何度になったときに、枠部材２２のシリンダボア壁接触面１９が、シリンダボア壁の壁面１７から離間するようにするかは、エンジンの機種、シリンダボア壁の壁面温度等を考慮して、適宜選択される。そして、その選択された温度で、枠部材２２のシリンダボア壁接触面１９が、シリンダボア壁の壁面１７から離間するように、弾性部材２４及び温度変形部材２３の材質、形状、固定位置等が選択される。
【００４２】
次いで、保温構造体１ａの作用及び効果について、説明する。図１１（Ａ）に示すように、冷却水の温度が低いときには、枠部材２２のシリンダボア壁接触面１９が、シリンダボア壁の壁面１７に接しているので、シリンダボア壁１７と枠部材２２と固定板２１とにより、冷却水滞留部２５が形成される。このとき、図１２に示すように、冷却水２７は、固定板２１の背面側、つまり、固定板２１と壁面１８との間を流れるので、壁面１８側には冷却水が流れるのに対し、シリンダボア壁の壁面１７側は、冷却水が流れず、冷却水滞留部２５内で冷却水が滞留する。冷却水滞留部２５内に滞留している冷却水は、シリンダボア壁からの熱により加熱され、温度が高くなる。そのため、冷却水の温度が低いときには、シリンダボア壁の壁面１７は、冷却水滞留部２５内に滞留することにより温度が高くなった冷却水により保温されている状態となる。
【００４３】
シリンダボア壁の壁面が保温された状態が続くと、つまり、シリンダボア壁接触面１９がシリンダボア壁の壁面１７に接している状態が続くと、冷却水全体の温度が高くなる。そして、冷却水の温度が、特定の温度より高くなると、温度変形部材２３の変形により、図１１（Ｂ）に示すように、枠部材２２のシリンダボア壁接触面１９が、シリンダボア壁の壁面１７から離間し、冷却水滞留部２５での冷却水の滞留が解消されると共に、図１３に示すように、枠部材２２のシリンダボア壁接触面１９とシリンダボア壁の壁面１７との間の隙間２６を通って、シリンダボア壁の壁面１７側にも、冷却水２７が流れる。そのため、シリンダボア壁の壁面１７は、冷却される。
【００４４】
シリンダボア壁の壁面１７側に冷却水が流れて、冷却されている状態が続くと、つまり、シリンダボア壁接触面１９がシリンダボア壁の壁面１７から離間している状態が続くと、冷却水全体の温度が下がる。そして、冷却水の温度が、特定の温度より低くなると、温度変形部材２３の形状が低温のときの形状に戻り、図１１（Ａ）及び図１２の状態に戻る。図１１（Ａ）及び図１２の状態が続き、冷却水全体の温度が高くなると、再び、図１１（Ｂ）及び図１３の状態になり、以降、図１１（Ａ）及び図１２の状態と図１１（Ｂ）及び図１３の状態とが、繰り返される。
【００４５】
そして、冷却水全体の温度が、高くなり過ぎると、図１１（Ｂ）及び図１３の状態になって、シリンダボア壁の壁面が冷却され温度が下がり、冷却水の温度も低くなる。また、冷却水全体の温度が、低くなり過ぎると、図１１（Ａ）及び図１２の状態になって、シリンダボア壁の壁面が保温され温度が上がり、冷却水の温度も高くなる。このようなことから、保温構造体１ａでは、図１１（Ａ）及び図１２の状態と図１１（Ｂ）及び図１３の状態とが、繰り返されることにより、冷却水全体の温度は、高くなり過ぎず且つ低くなり過ぎない、一定の温度範囲内で推移する。そのため、シリンダボア壁の壁面１７の温度が、一定の温度範囲内に保たれる。
【００４６】
図１４及び図１５には、本発明（２）の第二の形態例のシリンダボア壁の保温構造体１ｂを示す。なお、保温構造体１ｂの平面図は、図６と同じである。図１４及び図１５に示すように、保温構造体１ｂでは、固定板２１に、べた当たり部材３０が固定されている。
【００４７】
べた当たり部材３０は、シリンダボア壁の壁面１７に接する部材であり、固体板２１に固定されている面とは反対側に、シリンダボア壁の壁面１７に接するシリンダボア壁接触面３１を有する。べた当たり部材３０のシリンダボア壁接触面３１は、シリンダボア壁の壁面１７の保温部位の全体を覆うようにして、シリンダボア壁の壁面１７に接する。つまり、べた当たり部材３０は、保温構造体１ａの枠部材２２の内側の冷却水滞留部２５の部分も、べた当たり部材の材質で埋められているものである。
【００４８】
そして、保温構造体１ｂは、枠部材２２が固定板２１固定されている代わりに、べた当たり部材３０が固定板２１に固定されていること以外は、保温構造体１ａと同様である。そのため、温度変形部材２３及び弾性部材２４の作用による固体板２１及びそれに固定されているべた当たり部材３０の移動は、図１０及び図１１に示す固体板２１及びそれに固定されている枠部材２２の移動と同様であり、固体板２１及び当たり部材３０が移動したときの冷却水の流れの変化も、図１２及び図１３に示す固体板２１及び枠部材２２が移動たときの冷却水の流れの変化と同様である。
【００４９】
つまり、保温構造体１ａでは、冷却水滞留部２５内に冷却水を滞留させることにより、冷却水滞留部２５内の冷却水が温められて、シリンダボア壁の壁面１７の保温部位が保温されるのに対し、保温構造体１ｂでは、べた当たり部材３０がシリンダボア壁の壁面１７の保温部位全体を覆うことにより、シリンダボア壁の壁面１７の保温部位が保温される。
【００５０】
べた当たり部材３０の材質は、枠部材２２の材質と同様である。
【００５１】
べた当たり部材３０を、シリンダボア壁の壁面側から見たときの形状は、図１４に示す第二の形態例では、長方形となるような形状であるが、これに制限されず、例えば、円形、楕円形、正方形、多角形等の形状となるような形状であってもよい。また、多角形の場合、その角が円弧状になっていてもよい。
【００５２】
べた当たり部材３０を上及び下から見たときの全体形状は、シリンダボア壁の壁面１７及び溝状冷却水流路１４の形状に対応して弧状である。そして、べた当たり部材３０のシリンダボア壁接触面３１の表面形状は、シリンダボア壁の壁面１７の表面形状に対応した形状である。
【００５３】
べた当たり部材３０の厚みは、特に制限されず、溝状冷却水流路の幅、必要とされる水流れ流路断面積等により、適宜選択される。
【００５４】
なお、べた当たり部材３０の位置は、エンジンの機種、耐久条件、エンジンの燃焼域、過大な圧力損失を招かないこと等により、適宜選択される。
【００５５】
べた当たり部材３０を固定板２１に固定する方法としては、特に制限されず、例えば、接着剤で固定する方法、固定板２１に複数の貫通穴を開け、その穴にべた当たり部材３０の固定面側に設けた突起を係合されて固定する方法、止め爪によるカシメ等があげられる。
【００５６】
べた当たり部材３０のシリンダボア壁接触面３１とシリンダボア壁の壁面１７との間に、冷却水が完全に侵入しなくなるほど、べた当たり部材３０のシリンダボア壁接触面３１は、シリンダボア壁の壁面１７に密着して接している必要はない。べた当たり部材３０がシリンダボア壁の壁面１７に接しているときに、シリンダボア壁の壁面１７への冷却水の接触が制限されていれば、シリンダボア壁の壁面１７の保温部位は温められるので、シリンダボア壁の保温効果が得られる。よって、シリンダボア壁の保温効果が得られる程度であれば、べた当たり部材３０のシリンダボア壁接触面３１とシリンダボア壁の壁面１７との間への、冷却水の侵入は許容される。そして、べた当たり部材３０がシリンダボア壁の壁面１７に接しているときに、シリンダボア壁の保温効果が得られるように、べた当たり部材３０の材質、シリンダボア壁接触面３１の表面形状及び幅、面圧等が、適宜選択される。
【００５７】
このように、本発明（１）のシリンダボア壁の保温構造体は、内燃機関のシリンダブロックの溝状冷却水流路内に設置され、
固定板と、
該固定板に固定され、溝状冷却水流路側のシリンダボア壁の壁面に接するシリンダボア壁接触面を有し、冷却水滞留部の周囲を囲む枠部材、又は該固定板に固定され、溝状冷却水流路側のシリンダボア壁の壁面に接するシリンダボア壁接触面を有し、シリンダボア壁の壁面の保温部位の全体を覆うべた当たり部材と、
該固定板を該シリンダボア壁方向に付勢する弾性部材と、
冷却水の温度が高くなると、該固定板が該シリンダボア壁から遠ざかる方向に移動するように変形する温度変形部材と、
を有することを特徴とするシリンダボア壁の保温構造体である。なお、以下では、本発明（１）の第一の形態例の保温構造体及び本発明（１）の第二の形態例の保温構造体と同様な点については、本発明（１）の第一の形態例の保温構造体及び本発明（１）の第二の形態例の保温構造体の記載を参照し、その記載を省略する。
【００５８】
本発明（１）のシリンダボア壁の保温構造体は、固定板と、固定板に固定されている枠部材又はべた当たり部材と、温度変形部材と、弾性部材と、を有する。
【００５９】
固定板は、本発明（１）の第一の形態例で説明した固定板２１と同様である。また、枠部材は、本発明（１）の第一の形態例で説明した枠部材２２と同様である。また、べた当たり部材は、本発明（１）の第二の形態例で説明したべた当たり部材３０と同様である。
【００６０】
本発明（１）のシリンダボア壁の保温構造体に係る弾性部材は、固定部材をシリンダボア壁の壁面方向に付勢する部材であり、弾性部材は、固定板を、常に、シリンダボア壁の壁面方向に向かって押し続けるための部材であるので、弾性部材としては、固定板をシリンダボア壁の壁面方向に付勢することができるものであれば、特に制限されず、第一の形態例の弾性部材２４以外には、例えば、コイル状のバネ等が挙げられる。また、弾性部材の材質としては、冷却水に対する耐食性を有する材質であれば、特に制限されない。
【００６１】
本発明（１）のシリンダボア壁の保温構造体に係る温度変形部材は、冷却水の温度が変化することにより、形状が変化する部材であり、冷却水の温度が高くなると、固定板がシリンダボア壁の壁面から遠ざかる方向に移動するように変形する部材であるので、温度変形部材としては、そのような変形をするものであれば、特に制限されず、第一の形態例で説明したものが挙げられる。
【００６２】
弾性部材及び温度変化部材の材質、形状、固定方法、固定位置等は、冷却水の温度が低いときは、枠部材又はべた当たり部材のシリンダボア壁接触面がシリンダボア壁の壁面に接するように、且つ、冷却水の温度が高くなると、固定板をシリンダボア壁の壁面から遠ざかる方向に移動させることができるものであれば、特に制限されない。そして、冷却水の温度が低いときには、「弾性部材の付勢力＞温度変形部材による固定板を押し返す力」となり、冷却水の温度が高いときには、「弾性部材の付勢力＜温度変形部材による固定板を押し返す力」となるように、弾性部材及び温度変形部材が適宜選択される。また、冷却水の温度が何度になったときに、枠部材又はべた当たり部材のシリンダボア壁接触面が、シリンダボア壁の壁面から離間するようにするかは、エンジンの機種、シリンダボア壁の壁面温度等を考慮して、適宜選択される。そして、その温度で、枠部材又はべた当たり部材のシリンダボア壁接触面が、シリンダボア壁の壁面から離間するように、弾性部材及び温度変形部材の組み合わせが選択される。
【００６３】
本発明（２）のシリンダボア壁の保温構造体は、内燃機関のシリンダブロックの溝状冷却水流路内に設置され、
固定板と、
該固定板に固定され、溝状冷却水流路側のシリンダボア壁の壁面に接するシリンダボア壁接触面を有し、冷却水滞留部の周囲を囲む枠部材、又は該固定板に固定され、溝状冷却水流路側のシリンダボア壁の壁面に接するシリンダボア壁接触面を有し、シリンダボア壁の壁面の保温部位の全体を覆うべた当たり部材と、
該固定板を該シリンダボア壁から遠ざかる方向に付勢する弾性部材と、
冷却水の温度が高くなると、該固定板が該シリンダボア壁から遠ざかる方向に移動するように変形する温度変形部材と、
を有することを特徴とするシリンダボア壁の保温構造体である。
【００６４】
本発明（２）のシリンダボア壁の保温構造体の形態例としては、図４〜図８に示す保温構造体１ａ又は図１４及び図１５に示す保温構造体１ｂの温度変形部材２３及び弾性部材２４の固定板２１への固定位置が、表裏反対のもの、すなわち、枠部材２２又はべた当たり部材３０が固定されている方の固定板２１の面側に、弾性部材２４が固定され、固定板２１の背面側に、温度変形部材２３が固定されている形態例（第三の形態例とも記載する。）が挙げられる。
【００６５】
本発明（２）のシリンダボア壁の保温構造体の第三の形態例では、弾性部材２４は、固定板がシリンダボア壁の壁面から遠ざかる方向に付勢する部材である。つまり、弾性部材は、固定板を、常に、シリンダボア壁の壁面１７方向から遠ざかる方向に押し続けるための部材である。
【００６６】
また、本発明（２）のシリンダボア壁の保温構造体の第三の形態例では、温度変形部材２３は、冷却水の温度が低いときには、自由端側が最も離れた位置にあり、冷却水の温度が高くなると、自由端が固定板２１に近づく方向に変形する。このような、変形をする温度変形部材としては、熱膨張率が低い方の金属を固定板２１側に、熱膨張率の高い方の金属を壁面１８側に配置させたバイメタルが挙げられる。
【００６７】
そして、本発明（２）のシリンダボア壁の保温構造体の第三の形態例では、冷却水の温度が低いときは、図１６（Ａ）のように、温度変形部材２３が固定板２１を押す力が、弾性部材２４による付勢力より強くなり、且つ、冷却水の温度が高いときには、図１６（Ｂ）のように、温度変形部材２３が、温度変形部材２３の自由端と固定板２１との距離が短くなるように変形するように、温度変形部材２３及び弾性部材２４を選択する。このことにより、本発明（２）のシリンダボア壁の保温構造体の第三の形態例では、冷却水の温度が低いときは、図１６（Ａ）のように、温度変形部材２３が固定板２１を押す力により、枠部材２２（べた当たり部材３０）のシリンダボア壁接触面が、シリンダボア壁の壁面１７に接し、冷却水の温度が高いときには、温度変形部材２３が自由端と固定板２１との距離が短くなるように変形することにより、弾性部材２４の付勢力で、固定板２１がシリンダボア壁の壁面１７から遠ざかる方向に移動し、枠部材２２（べた当たり部材３０）のシリンダボア壁接触面が、シリンダボア壁の壁面１７から離間する。
【００６８】
本発明（２）のシリンダボア壁の保温部材の固定板及び枠部材又はべた当たり部材が、溝状冷却水流路内で移動することによる冷却水の流れの変化は、本発明（１）のシリンダボア壁の保温部材の固定板及び枠部材又はべた当たり部材が、溝状冷却水流路内で移動することによる冷却水の流れの変化と同様である。
【００６９】
本発明の内燃機関は、本発明（１）又は（２）のシリンダボア壁の保温部材が、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。なお、本発明の内燃機関は、シリンダブロック及び保温構造体の他に、ピストン、シリンダヘッド、ヘッドガスケット等を有する。
【００７０】
図１では、シリンダブロックに、１つの保温構造体が設置されているが、２以上の保温構造体が設置されていてもよい。また、保温構造体の設置位置は、適宜選択される。
【００７１】
本発明の自動車は、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。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
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。
【符号の説明】
【００７３】
１ａ、１ｂ 保温構造体
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
１５ 冷却水供給口
１６ 冷却水排出口
１７ シリンダボア壁１３の壁面
１８ シリンダボア壁１３とは反対側の溝状冷却水流路１４の壁面
１９ 枠部材２２のシリンダボア壁接触面
２１ 固定板
２２ 枠部材
２３ 温度変形部材
２４ 弾性部材
２５ 冷却水滞留部
２６ 隙間
２７ 冷却水
３０ べた当たり部材
３１ べた当たり部材３０のシリンダボア壁接触面
２３１ 固定端
２３２ 自由端
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のシリンダブロックのシリンダボア壁の溝状冷却水流路側の壁面に接触させて配置される保温構造体及びそれを備える内燃機関並びに該内燃機関を有する自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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と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該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。
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−３１９３９号公報（特許請求の範囲）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。
【０００７】
従って、本発明の課題は、シリンダボア壁の壁温の均一性が高い保温構造体及びそれを備える内燃機関並びに該内燃機関を有する自動車を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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、シリンダボア壁の壁面と接することにより、シリンダボア壁の壁面を保温するための保温構造体に、保温構造体をシリンダボア壁方向に付勢する弾性部材又は保温構造体をシリンダボア壁から遠ざかる方向に付勢する弾性部材と、冷却水の温度が高くなると、保温構造体がシリンダボア壁から遠ざかる方向に移動するように変形する温度変形部材とを取り付けた保温構造体は、冷却水の温度が低いときには、弾性部材又は温度変形部材により、シリンダボア壁の壁面に押し付けられて、シリンダボア壁の壁面に接するので、シリンダボア壁が保温され、一方、冷却水の温度が高いときには、温度変形部材の作用により、保温構造体がシリンダボア壁から離間するので、シリンダボア壁の壁面付近を冷却水が流れ、シリンダボア壁の壁面が冷却されること、及びこれらの作用及び効果により、シリンダボア壁の壁面の温度を一定の温度範囲に保つことができること等を見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００９】
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設置され、
固定板と、
該固定板に固定され、溝状冷却水流路側のシリンダボア壁の壁面に接するシリンダボア壁接触面を有し、冷却水滞留部の周囲を囲む枠部材、又は該固定板に固定され、溝状冷却水流路側のシリンダボア壁の壁面に接するシリンダボア壁接触面を有し、シリンダボア壁の壁面の保温部位の全体を覆うべた当たり部材と、
該固定板を該シリンダボア壁方向に付勢する弾性部材と、
冷却水の温度が高くなると、該固定板が該シリンダボア壁から遠ざかる方向に移動するように変形する温度変形部材と、
を有することを特徴とするシリンダボア壁の保温構造体を提供するものである。
【００１０】
また、本発明（２）は、内燃機関のシリンダブロックの溝状冷却水流路内に設置され、
固定板と、
該固定板に固定され、溝状冷却水流路側のシリンダボア壁の壁面に接するシリンダボア壁接触面を有し、冷却水滞留部の周囲を囲む枠部材、又は該固定板に固定され、溝状冷却水流路側のシリンダボア壁の壁面に接するシリンダボア壁接触面を有し、シリンダボア壁の壁面の保温部位の全体を覆うべた当たり部材と、
該固定板を該シリンダボア壁から遠ざかる方向に付勢する弾性部材と、
冷却水の温度が高くなると、該固定板が該シリンダボア壁から遠ざかる方向に移動するように変形する温度変形部材と、
を有することを特徴とするシリンダボア壁の保温構造体を提供するものである。
【００１１】
また、本発明（３）は、本発明（１）又は（２）のシリンダボア壁の保温構造体が、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ことを特徴とする内燃機関を提供するものである。
【００１２】
また、本発明（４）は、本発明（３）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。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、内燃機関の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。そのため、本発明によれば、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できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明（１）の第一の形態例のシリンダボア壁の保温構造体がシリンダブロックに設置されている状態を示す模式的な平面図である。
【図２】図１のｘ−ｘ線断面図である。
【図３】図１に示す中のシリンダブロックの斜視図である。
【図４】本発明（１）の第一の形態例のシリンダボア壁の保温構造体の模式的な正面図である。
【図５】本発明（１）の第一の形態例のシリンダボア壁の保温構造体の模式的な背面図である。
【図６】本発明（１）の第一の形態例のシリンダボア壁の保温構造体の模式的な平面図である。
【図７】図４のｘ−ｘ端面図である。
【図８】図４のｙ−ｙ端面図である。
【図９】温度変形部材が変形する様子を示す模式的な端面図である。
【図１０】本発明（１）の第一の形態例のシリンダボア壁の保温構造体が、溝状冷却水流路内で移動する様子を示す模式的な側面図である。
【図１１】本発明の第一の形態例のシリンダボア壁の保温構造体が、溝状冷却水流路内で移動する様子を示す模式的は端面図である。
【図１２】枠部材がシリンダボア壁に接しているときの冷却水の流れを示す模式図である。
【図１３】枠部材がシリンダボア壁から離間しているときの冷却水の流れを示す模式図である。
【図１４】本発明（１）の第二の形態例のシリンダボア壁の保温構造体の模式的な正面図である。
【図１５】図１４のｘ−ｘ端面図である。
【図１６】本発明（２）の第三の形態例のシリンダボア壁の保温構造体が、溝状冷却水流路内で移動する様子を示す模式的な側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明（１）のシリンダボア壁の保温構造体は、内燃機関のシリンダブロックの溝状冷却水流路内に設置され、
固定板と、
該固定板に固定され、溝状冷却水流路側のシリンダボア壁の壁面に接するシリンダボア壁接触面を有し、冷却水滞留部の周囲を囲む枠部材、又は該固定板に固定され、溝状冷却水流路側のシリンダボア壁の壁面に接するシリンダボア壁接触面を有し、シリンダボア壁の壁面の保温部位の全体を覆うべた当たり部材と、
該固定板を該シリンダボア壁方向に付勢する弾性部材と、
冷却水の温度が高くなると、該固定板が該シリンダボア壁から遠ざかる方向に移動するように変形する温度変形部材と、
を有することを特徴とするシリンダボア壁の保温構造体である。
【００１６】
本発明（１）のシリンダボア壁の保温構造体及び本発明の内燃機関について、図１〜図１３を参照して説明する。図１は、本発明（１）の第一の形態例のシリンダボア壁の保温構造体がシリンダブロックに設置されている状態を示す模式的な平面図である。図２は、図１のｘ−ｘ線断面図である。図３は、図１に示す中のシリンダブロックの斜視図である。図４は、本発明（１）の第一の形態例のシリンダボア壁の保温構造体の模式的な正面図であり、シリンダボア壁に接する側から見た図である。図５は、本発明（１）の第一の形態例のシリンダボア壁の保温構造体の模式的な背面図であり、シリンダボア壁に接する側とは反対側から見た図である。図６は、本発明（１）の第一の形態例のシリンダボア壁の保温構造体の模式的な平面図である。図７は、図４をｘ−ｘ線で切ったときの端面図である。図８は、図４をｙ−ｙ線で切ったときの端面図である。図９は、温度変形部材が変形する様子を示す模式的な端面図であり、図９（Ａ）は、温度変形部材が変形する前の様子であり、図９（Ｂ）は、温度変形部材が変形した後の様子である。図１０は、本発明（１）の第一の形態例のシリンダボア壁の保温構造体が、溝状冷却水流路内で移動する様子を示す模式的な側面図であり、図１０（Ａ）は、温度変形部材が変形する前の様子であり、図１０（Ｂ）は、温度変形部材が変形した後の様子である。図１１は、本発明（１）の第一の形態例のシリンダボア壁の保温構造体が、溝状冷却水流路内で、移動する様子を示す模式的な端面図であり、図１１（Ａ）は、温度変形部材が変形する前の様子であり、図１１（Ｂ）は、温度変形部材が変形した後の様子である。図１２は、枠部材がシリンダボア壁に接しているときの冷却水の流れを示す模式図であり、図１２（Ａ）は、保温構造体を上側から見た平面図であり、図１２（Ｂ）は、保温構造体を水平方向で切ったときの端面図である。図１３は、枠部材がシリンダボア壁から離間しているときの冷却水の流れを示す模式図であり、図１３（Ａ）は、保温構造体を上側から見た平面図であり、図１３（Ｂ）は、保温構造体を水平方向で切ったときの端面図である。図１４は、本発明（１）の第二の形態例のシリンダボア壁の保温構造体の模式的な正面図であり、シリンダボア壁に接する側から見た図である。図１５は、図１４のｘ−ｘ端面図である。なお、説明の都合上、図１、図１２及び図１３では、保温構造体のうちの固定板及び枠部材のみを記載し、図９では、保温構造体のうちの固定板及び形状変化部材のみを記載し、図１０では、枠部材の右側面の位置より奥に見える固定板及び枠部材の記載を省略し、図２では、二点鎖線より下側部分については、記載を省略した。また、図１０及び図１１では、壁面１７及び壁面１８が垂直な例で示した。
【００１７】
図１〜図３に示すように、保温構造体１ａ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１１へ冷却水を供給するための冷却水供給口１５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１６が形成されている。そして、溝状冷却水流路１４内に、つまり、シリンダボア壁の壁面１７と壁面１７とは反対側の溝状冷却水流路の壁面１８の間に、保温構造体１ａが設置される。
【００１８】
図４〜図８に示すように、保温構造体１ａは、固定板２１と、固定板２１に固定されている枠部材２２と、温度変形部材２３と、弾性部材２４と、を有する。
【００１９】
固定板２１は、平面視で弧状の金属板であり、枠部材２２、温度変形部材２３及び弾性部材２４が固定される部材である。固定板２１を上及び下から見たときの形状は、溝状冷却水流路１４内に保温構造体１ａが収まり、且つ、枠部材２２のシリンダボア壁接触面１９がシリンダボア壁の壁面１７に接することができるように、溝状冷却水流路１４の形状に対応して弧状である。また、固定板２１をシリンダボア壁の壁面側及びその反対側から見たときの形状は、枠部材２２、温度変形部材２３及び弾性部材２４を固定ができる形状であれば、特に制限されない。
【００２０】
固定板２１の材質としては、特に制限されないが、耐ロングライフクーラント性（以下、「耐ＬＬＣ性」と言う。）が良く及び強度が高い点で、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、アルミニウム合金等が好ましい。
【００２１】
固定板２１の厚みは、特に制限されず、保温構造体１ａの強度、溝状冷却水流路の幅、必要とされる水流れ流路断面積等により、適宜選択される。
【００２２】
枠部材２２は、シリンダボア壁の壁面１７に接する部材であり、固定板２１に固定されている面とは反対側に、シリンダボア壁の壁面１７に接するシリンダボア壁接触面１９を有する。図２に示すように、シリンダボア壁接触面１９が、シリンダボア壁の壁面１７に接すると、シリンダボア壁の壁面１７と固定板２１と枠部材２２により、冷却水滞留部２５が形成される。そのため、枠部材２２は、冷却水滞留部２５が形成されるように、冷却水滞留部２５の周囲を囲むように、且つ、適切な厚みをもって、固定板２１の面上に設けられている。
【００２３】
枠部材２２の材質は、特に制限されず、例えば、ゴム、発泡ゴム等が挙げられ、ゴムはシール性及び磨耗防止に優れる点で好ましい。
【００２４】
枠部材２２の材質に用いられるゴムとしては、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）が挙げられる。これらのうち、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）が耐ＬＬＣ性及び耐熱性という点で好ましい。枠部材２２の材質が上記のゴムであれば、冷却水流路内において、−１０℃〜１５０℃、特に−４０℃〜２００℃の温度で、且つ１０年以上の長期間の環境において、十分な安定性を維持しつつ本願発明の作用効果を奏し、また、ＬＬＣによる腐食の問題も生じない。
【００２５】
枠部材２２及び枠部材２２のシリンダボア壁接触面１９を、シリンダボア壁の壁面側から見たときの形状は、図４に示す第一の形態例では、シリンダボア壁の壁面側から見たときに冷却水滞留部２５の外周の形状が長方形となるような形状であるが、これに制限されず、例えば、冷却水滞留部の外周の形状が円形、楕円形、正方形、多角形等の形状となるような形状であってもよい。また、冷却水滞留部２５の外周の形状が多角形の場合、その角が円弧状になっていてもよい。
【００２６】
また、枠部材２２の幅は、図４に示す第一の形態例のように、厚み方向に、枠部材２２のシリンダボア壁接触面１９の幅のまま一定であってもよいし、例えば、厚み方向に少しずつ幅が大きくなっていてもよい。
【００２７】
枠部材２２を上及び下から見たときの全体形状は、シリンダボア壁の壁面１７及び溝状冷却水流路１４の形状に対応して弧状である。そして、枠部材２２のシリンダボア壁接触面１９の表面形状は、シリンダボア壁の壁面１７の表面形状に対応した形状である。
【００２８】
枠部材２２の厚みは、特に制限されず、冷却水滞留部２５の容積の設計値、溝状冷却水流路の幅、必要とされる水流れ流路断面積等により、適宜選択される。また、枠部材２２のシリンダボア壁接触面の幅は、枠部材２２の材質、接触面圧、シール性等により、適宜選択される。
【００２９】
なお、シリンダボア壁の壁面１７と固定板２１と枠部材２２により形成される冷却水滞留部２５の容積及び形成位置は、エンジンの機種、耐久条件、エンジンの燃焼域、過大な圧力損失を招かないこと等により、適宜選択される。
【００３０】
枠部材２２を固定板２１に固定する方法としては、特に制限されず、例えば、接着剤で固定する方法、固定板２１に複数の貫通穴を開け、その穴に枠部材２２の固定面側に設けた突起を係合させて固定する方法、止め爪によるカシメ等があげられる。
【００３１】
枠部材２２のシリンダボア壁接触面１９は、冷却水滞留部２５内への外からの冷却水の侵入が完全になくなるほど、シリンダボア壁の壁面１７に密着して接している必要はない。枠部材２２がシリンダボア壁の壁面１７に接しているときに、冷却水滞留部２５内への冷却水の侵入がある程度抑えられていれば、冷却水滞留部２５内で冷却水が滞留して、温められるので、シリンダボア壁の保温効果が得られる。よって、シリンダボア壁の保温効果が得られる程度に、冷却水滞留部２５内での冷却水の滞留が起こるのであれば、冷却水滞留部２５内への、枠部材２２のシリンダボア壁接触面１９とシリンダボア壁の壁面１７との間からの冷却水の侵入は許容される。そして、枠部材２２がシリンダボア壁の壁面１７に接しているときに、冷却水滞留部２５内で冷却水が温められて、シリンダボア壁の保温効果が得られる程度の冷却水の滞留が起こるように、枠部材２２の材質、シリンダボア壁接触面１９の表面形状及び幅、面圧等が、適宜選択される。
【００３２】
弾性部材２４は、固定板２１の背面側（シリンダボア壁の壁面側とは反対側）に固定され、枠部材２２をシリンダボア壁の壁面１７方向に付勢する部材である。つまり、弾性部材２４は、固定板２１を、常に、シリンダボア壁の壁面１７方向に向かって押し続けるための部材である。
【００３３】
弾性部材２４は、図４〜図８に示す第一の形態例では、両端が固定板２４に固定され、側面視で弧状に曲げられている縦長の金属板である。図４〜図８に示す第一の形態例の弾性部材２４は、例えば、固定板２１の弾性部材２４の両端（上下）の固定位置の直線距離より長く、その上端及び下端がコ字状、Ｌ字状等に加工されている金属板を用意し、その金属板を弧状に曲げて、上端及び下端を固定板２１に設けられたスリットに係合させることにより、固定される。なお、弧状とは、円又は楕円の一部分の形状のように、曲率半径の中心が同一方向にある曲線が連続した形状を指す。
【００３４】
図４〜図８に示す第一の形態例では、溝状冷却流路の幅方向で見たときに、枠部材２２のシリンダボア壁の接触面１９から、弾性部材２４の壁面１８と接触する部位までの長さが、弾性部材２４が接触する位置の溝状冷却流路の幅よりも長くなるように、弾性部材２４の形状が選択される。このことにより、保温構造体１ａが溝状冷却流路内に設置されると、弾性部材２４の作用により、常に、枠部材２２がシリンダボア壁の壁面１７方向に付勢される。
【００３５】
温度変形部材２３は、固定板２１の枠部材側に固定されており、冷却水の温度が変化することにより、形状が変化する部材である。温度変形部材２３の材質としては、熱膨張率が異なる２種の金属を合わせたバイメタルが挙げられる。この場合、バイメタルの構造を、熱膨張率が高い方の金属を固定板２１側に、熱膨張率が低い方の金属をシリンダボア壁の壁面１７側に配置させた構造にする。
【００３６】
図９（Ａ）は、温度が低温のときの状態であり、図９（Ｂ）は、高温のときの状態である。温度変形部材２３は、側面視で弧状の板状の部材であるが、固定端２３１が固定板２１に固定されている。一方、自由端２３２は、どこにも固定されておらず、自由である。そして、温度変形部材２３は、図９（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、温度が高くなると、外側に向かって反るように変形するため、温度が高くなると、温度変形部材２３は、自由端２３２側が、固定板２１から遠ざかる方向に変形する。
【００３７】
そのため、図１０に示すように、溝状冷却水流路１４内に、保温構造体１ａが設置され、溝状冷却水流路１４内に冷却水が流された場合、冷却水の温度が低いときは、図１０（Ａ）のように、弾性部材２４の付勢力により、枠部材２２がシリンダボア壁の壁面１７に押し付けられるため、枠部材２２のシリンダボア壁接触面１９は、シリンダボア壁の壁面１７に接している。一方、冷却水の温度が高くなると、温度変形部材２３は、自由端２３２側が、固定板２１から遠ざかる方向に変形し、その変形により、弾性部材２４の付勢力に対抗して、シリンダボア壁の壁面１７から遠ざかる方向に、固定板２１を押し返す力が生じる。そして、弾性部材２４の付勢力より、温度変形部材２２による押し返す力が強くなると、図１０（Ｂ）のように、固定板２１がシリンダボア壁から遠ざかる方向に移動し、枠部材２２のシリンダボア壁接触面１９が、シリンダボア壁の壁面１７から離間する。
【００３８】
このように、温度変形部材２３は、冷却水の温度が高くなると、枠部材２２をシリンダボア壁の壁面１７から離間させるように変形する部材である。
【００３９】
温度変形部材２３としては、温度変化により、形状を変化させるものであれば、特に制限されない。温度変形部材２３の材質としては、例えば、熱膨張率の異なる２種の金属板を合わせたバイメタル、変態点以上の温度になると、変形を受けても、元の形状に戻る性質を有する形状記憶合金等が挙げられる。温度変形部材２３として、形状記憶合金を用いる場合は、変態点以上の温度で、図９（Ｂ）及び図１０（Ｂ）の形状となるような形状記憶合金を用いることにより、冷却水の温度が低温で変態点未満のときには、弾性部材２４の付勢力により、温度変形部材２３は、図９（Ａ）及び図１０（Ａ）の形状に変形しているが、冷却水の温度が高くなり、変態点以上の温度になると、図９（Ｂ）及び図１０（Ｂ）の形状に戻り、図９及び図１０に示すような形状変化が可能となる。また、温度変形部材２３の材質としては、バイメタルや形状記憶合金のような金属以外にも、複合樹脂材料、樹脂材料と金属材料の複合材料等、上記のバイメタルや形状記憶合金と同様の温度変化による変形が可能なものも用いられる。
【００４０】
図４〜図８に示す形態例では、温度変形部材の形状は、側面視で弧状の縦長の板状であるが、これに限定されず、適宜選択される。また、温度変形部材の固定位置及び固定方法は、適宜選択される。
【００４１】
保温構造体１ａにおいて、弾性部材２４の付勢力の大きさと、温度変形部材２３による固定板２１を押し返す力の大きさとの関係は、冷却水の温度が低いときには、「弾性部材２４の付勢力＞温度変形部材２３による固定板２１を押し返す力」であり、冷却水の温度が高いときには、「弾性部材２４の付勢力＜温度変形部材２３による固定板２１を押し返す力」であることが必要なので、このような関係となるように、弾性部材２４及び温度変形部材２３の組み合わせを適宜選択する。また、冷却水の温度が何度になったときに、枠部材２２のシリンダボア壁接触面１９が、シリンダボア壁の壁面１７から離間するようにするかは、エンジンの機種、シリンダボア壁の壁面温度等を考慮して、適宜選択される。そして、その選択された温度で、枠部材２２のシリンダボア壁接触面１９が、シリンダボア壁の壁面１７から離間するように、弾性部材２４及び温度変形部材２３の材質、形状、固定位置等が選択される。
【００４２】
次いで、保温構造体１ａの作用及び効果について、説明する。図１１（Ａ）に示すように、冷却水の温度が低いときには、枠部材２２のシリンダボア壁接触面１９が、シリンダボア壁の壁面１７に接しているので、シリンダボア壁１７と枠部材２２と固定板２１とにより、冷却水滞留部２５が形成される。このとき、図１２に示すように、冷却水２７は、固定板２１の背面側、つまり、固定板２１と壁面１８との間を流れるので、壁面１８側には冷却水が流れるのに対し、シリンダボア壁の壁面１７側は、冷却水が流れず、冷却水滞留部２５内で冷却水が滞留する。冷却水滞留部２５内に滞留している冷却水は、シリンダボア壁からの熱により加熱され、温度が高くなる。そのため、冷却水の温度が低いときには、シリンダボア壁の壁面１７は、冷却水滞留部２５内に滞留することにより温度が高くなった冷却水により保温されている状態となる。
【００４３】
シリンダボア壁の壁面が保温された状態が続くと、つまり、シリンダボア壁接触面１９がシリンダボア壁の壁面１７に接している状態が続くと、冷却水全体の温度が高くなる。そして、冷却水の温度が、特定の温度より高くなると、温度変形部材２３の変形により、図１１（Ｂ）に示すように、枠部材２２のシリンダボア壁接触面１９が、シリンダボア壁の壁面１７から離間し、冷却水滞留部２５での冷却水の滞留が解消されると共に、図１３に示すように、枠部材２２のシリンダボア壁接触面１９とシリンダボア壁の壁面１７との間の隙間２６を通って、シリンダボア壁の壁面１７側にも、冷却水２７が流れる。そのため、シリンダボア壁の壁面１７は、冷却される。
【００４４】
シリンダボア壁の壁面１７側に冷却水が流れて、冷却されている状態が続くと、つまり、シリンダボア壁接触面１９がシリンダボア壁の壁面１７から離間している状態が続くと、冷却水全体の温度が下がる。そして、冷却水の温度が、特定の温度より低くなると、温度変形部材２３の形状が低温のときの形状に戻り、図１１（Ａ）及び図１２の状態に戻る。図１１（Ａ）及び図１２の状態が続き、冷却水全体の温度が高くなると、再び、図１１（Ｂ）及び図１３の状態になり、以降、図１１（Ａ）及び図１２の状態と図１１（Ｂ）及び図１３の状態とが、繰り返される。
【００４５】
そして、冷却水全体の温度が、高くなり過ぎると、図１１（Ｂ）及び図１３の状態になって、シリンダボア壁の壁面が冷却され温度が下がり、冷却水の温度も低くなる。また、冷却水全体の温度が、低くなり過ぎると、図１１（Ａ）及び図１２の状態になって、シリンダボア壁の壁面が保温され温度が上がり、冷却水の温度も高くなる。このようなことから、保温構造体１ａでは、図１１（Ａ）及び図１２の状態と図１１（Ｂ）及び図１３の状態とが、繰り返されることにより、冷却水全体の温度は、高くなり過ぎず且つ低くなり過ぎない、一定の温度範囲内で推移する。そのため、シリンダボア壁の壁面１７の温度が、一定の温度範囲内に保たれる。
【００４６】
図１４及び図１５には、本発明（２）の第二の形態例のシリンダボア壁の保温構造体１ｂを示す。なお、保温構造体１ｂの平面図は、図６と同じである。図１４及び図１５に示すように、保温構造体１ｂでは、固定板２１に、べた当たり部材３０が固定されている。
【００４７】
べた当たり部材３０は、シリンダボア壁の壁面１７に接する部材であり、固体板２１に固定されている面とは反対側に、シリンダボア壁の壁面１７に接するシリンダボア壁接触面３１を有する。べた当たり部材３０のシリンダボア壁接触面３１は、シリンダボア壁の壁面１７の保温部位の全体を覆うようにして、シリンダボア壁の壁面１７に接する。つまり、べた当たり部材３０は、保温構造体１ａの枠部材２２の内側の冷却水滞留部２５の部分も、べた当たり部材の材質で埋められているものである。
【００４８】
そして、保温構造体１ｂは、枠部材２２が固定板２１固定されている代わりに、べた当たり部材３０が固定板２１に固定されていること以外は、保温構造体１ａと同様である。そのため、温度変形部材２３及び弾性部材２４の作用による固体板２１及びそれに固定されているべた当たり部材３０の移動は、図１０及び図１１に示す固体板２１及びそれに固定されている枠部材２２の移動と同様であり、固体板２１及び当たり部材３０が移動したときの冷却水の流れの変化も、図１２及び図１３に示す固体板２１及び枠部材２２が移動たときの冷却水の流れの変化と同様である。
【００４９】
つまり、保温構造体１ａでは、冷却水滞留部２５内に冷却水を滞留させることにより、冷却水滞留部２５内の冷却水が温められて、シリンダボア壁の壁面１７の保温部位が保温されるのに対し、保温構造体１ｂでは、べた当たり部材３０がシリンダボア壁の壁面１７の保温部位全体を覆うことにより、シリンダボア壁の壁面１７の保温部位が保温される。
【００５０】
べた当たり部材３０の材質は、枠部材２２の材質と同様である。
【００５１】
べた当たり部材３０を、シリンダボア壁の壁面側から見たときの形状は、図１４に示す第二の形態例では、長方形となるような形状であるが、これに制限されず、例えば、円形、楕円形、正方形、多角形等の形状となるような形状であってもよい。また、多角形の場合、その角が円弧状になっていてもよい。
【００５２】
べた当たり部材３０を上及び下から見たときの全体形状は、シリンダボア壁の壁面１７及び溝状冷却水流路１４の形状に対応して弧状である。そして、べた当たり部材３０のシリンダボア壁接触面３１の表面形状は、シリンダボア壁の壁面１７の表面形状に対応した形状である。
【００５３】
べた当たり部材３０の厚みは、特に制限されず、溝状冷却水流路の幅、必要とされる水流れ流路断面積等により、適宜選択される。
【００５４】
なお、べた当たり部材３０の位置は、エンジンの機種、耐久条件、エンジンの燃焼域、過大な圧力損失を招かないこと等により、適宜選択される。
【００５５】
べた当たり部材３０を固定板２１に固定する方法としては、特に制限されず、例えば、接着剤で固定する方法、固定板２１に複数の貫通穴を開け、その穴にべた当たり部材３０の固定面側に設けた突起を係合されて固定する方法、止め爪によるカシメ等があげられる。
【００５６】
べた当たり部材３０のシリンダボア壁接触面３１とシリンダボア壁の壁面１７との間に、冷却水が完全に侵入しなくなるほど、べた当たり部材３０のシリンダボア壁接触面３１は、シリンダボア壁の壁面１７に密着して接している必要はない。べた当たり部材３０がシリンダボア壁の壁面１７に接しているときに、シリンダボア壁の壁面１７への冷却水の接触が制限されていれば、シリンダボア壁の壁面１７の保温部位は温められるので、シリンダボア壁の保温効果が得られる。よって、シリンダボア壁の保温効果が得られる程度であれば、べた当たり部材３０のシリンダボア壁接触面３１とシリンダボア壁の壁面１７との間への、冷却水の侵入は許容される。そして、べた当たり部材３０がシリンダボア壁の壁面１７に接しているときに、シリンダボア壁の保温効果が得られるように、べた当たり部材３０の材質、シリンダボア壁接触面３１の表面形状及び幅、面圧等が、適宜選択される。
【００５７】
このように、本発明（１）のシリンダボア壁の保温構造体は、内燃機関のシリンダブロックの溝状冷却水流路内に設置され、
固定板と、
該固定板に固定され、溝状冷却水流路側のシリンダボア壁の壁面に接するシリンダボア壁接触面を有し、冷却水滞留部の周囲を囲む枠部材、又は該固定板に固定され、溝状冷却水流路側のシリンダボア壁の壁面に接するシリンダボア壁接触面を有し、シリンダボア壁の壁面の保温部位の全体を覆うべた当たり部材と、
該固定板を該シリンダボア壁方向に付勢する弾性部材と、
冷却水の温度が高くなると、該固定板が該シリンダボア壁から遠ざかる方向に移動するように変形する温度変形部材と、
を有することを特徴とするシリンダボア壁の保温構造体である。なお、以下では、本発明（１）の第一の形態例の保温構造体及び本発明（１）の第二の形態例の保温構造体と同様な点については、本発明（１）の第一の形態例の保温構造体及び本発明（１）の第二の形態例の保温構造体の記載を参照し、その記載を省略する。
【００５８】
本発明（１）のシリンダボア壁の保温構造体は、固定板と、固定板に固定されている枠部材又はべた当たり部材と、温度変形部材と、弾性部材と、を有する。
【００５９】
固定板は、本発明（１）の第一の形態例で説明した固定板２１と同様である。また、枠部材は、本発明（１）の第一の形態例で説明した枠部材２２と同様である。また、べた当たり部材は、本発明（１）の第二の形態例で説明したべた当たり部材３０と同様である。
【００６０】
本発明（１）のシリンダボア壁の保温構造体に係る弾性部材は、固定部材をシリンダボア壁の壁面方向に付勢する部材であり、弾性部材は、固定板を、常に、シリンダボア壁の壁面方向に向かって押し続けるための部材であるので、弾性部材としては、固定板をシリンダボア壁の壁面方向に付勢することができるものであれば、特に制限されず、第一の形態例の弾性部材２４以外には、例えば、コイル状のバネ等が挙げられる。また、弾性部材の材質としては、冷却水に対する耐食性を有する材質であれば、特に制限されない。
【００６１】
本発明（１）のシリンダボア壁の保温構造体に係る温度変形部材は、冷却水の温度が変化することにより、形状が変化する部材であり、冷却水の温度が高くなると、固定板がシリンダボア壁の壁面から遠ざかる方向に移動するように変形する部材であるので、温度変形部材としては、そのような変形をするものであれば、特に制限されず、第一の形態例で説明したものが挙げられる。
【００６２】
弾性部材及び温度変化部材の材質、形状、固定方法、固定位置等は、冷却水の温度が低いときは、枠部材又はべた当たり部材のシリンダボア壁接触面がシリンダボア壁の壁面に接するように、且つ、冷却水の温度が高くなると、固定板をシリンダボア壁の壁面から遠ざかる方向に移動させることができるものであれば、特に制限されない。そして、冷却水の温度が低いときには、「弾性部材の付勢力＞温度変形部材による固定板を押し返す力」となり、冷却水の温度が高いときには、「弾性部材の付勢力＜温度変形部材による固定板を押し返す力」となるように、弾性部材及び温度変形部材が適宜選択される。また、冷却水の温度が何度になったときに、枠部材又はべた当たり部材のシリンダボア壁接触面が、シリンダボア壁の壁面から離間するようにするかは、エンジンの機種、シリンダボア壁の壁面温度等を考慮して、適宜選択される。そして、その温度で、枠部材又はべた当たり部材のシリンダボア壁接触面が、シリンダボア壁の壁面から離間するように、弾性部材及び温度変形部材の組み合わせが選択される。
【００６３】
本発明（２）のシリンダボア壁の保温構造体は、内燃機関のシリンダブロックの溝状冷却水流路内に設置され、
固定板と、
該固定板に固定され、溝状冷却水流路側のシリンダボア壁の壁面に接するシリンダボア壁接触面を有し、冷却水滞留部の周囲を囲む枠部材、又は該固定板に固定され、溝状冷却水流路側のシリンダボア壁の壁面に接するシリンダボア壁接触面を有し、シリンダボア壁の壁面の保温部位の全体を覆うべた当たり部材と、
該固定板を該シリンダボア壁から遠ざかる方向に付勢する弾性部材と、
冷却水の温度が高くなると、該固定板が該シリンダボア壁から遠ざかる方向に移動するように変形する温度変形部材と、
を有することを特徴とするシリンダボア壁の保温構造体である。
【００６４】
本発明（２）のシリンダボア壁の保温構造体の形態例としては、図４〜図８に示す保温構造体１ａ又は図１４及び図１５に示す保温構造体１ｂの温度変形部材２３及び弾性部材２４の固定板２１への固定位置が、表裏反対のもの、すなわち、枠部材２２又はべた当たり部材３０が固定されている方の固定板２１の面側に、弾性部材２４が固定され、固定板２１の背面側に、温度変形部材２３が固定されている形態例（第三の形態例とも記載する。）が挙げられる。
【００６５】
本発明（２）のシリンダボア壁の保温構造体の第三の形態例では、弾性部材２４は、固定板がシリンダボア壁の壁面から遠ざかる方向に付勢する部材である。つまり、弾性部材は、固定板を、常に、シリンダボア壁の壁面１７方向から遠ざかる方向に押し続けるための部材である。
【００６６】
また、本発明（２）のシリンダボア壁の保温構造体の第三の形態例では、温度変形部材２３は、冷却水の温度が低いときには、自由端側が最も離れた位置にあり、冷却水の温度が高くなると、自由端が固定板２１に近づく方向に変形する。このような、変形をする温度変形部材としては、熱膨張率が低い方の金属を固定板２１側に、熱膨張率の高い方の金属を壁面１８側に配置させたバイメタルが挙げられる。
【００６７】
そして、本発明（２）のシリンダボア壁の保温構造体の第三の形態例では、冷却水の温度が低いときは、図１６（Ａ）のように、温度変形部材２３が固定板２１を押す力が、弾性部材２４による付勢力より強くなり、且つ、冷却水の温度が高いときには、図１６（Ｂ）のように、温度変形部材２３が、温度変形部材２３の自由端と固定板２１との距離が短くなるように変形するように、温度変形部材２３及び弾性部材２４を選択する。このことにより、本発明（２）のシリンダボア壁の保温構造体の第三の形態例では、冷却水の温度が低いときは、図１６（Ａ）のように、温度変形部材２３が固定板２１を押す力により、枠部材２２（べた当たり部材３０）のシリンダボア壁接触面が、シリンダボア壁の壁面１７に接し、冷却水の温度が高いときには、温度変形部材２３が自由端と固定板２１との距離が短くなるように変形することにより、弾性部材２４の付勢力で、固定板２１がシリンダボア壁の壁面１７から遠ざかる方向に移動し、枠部材２２（べた当たり部材３０）のシリンダボア壁接触面が、シリンダボア壁の壁面１７から離間する。
【００６８】
本発明（２）のシリンダボア壁の保温部材の固定板及び枠部材又はべた当たり部材が、溝状冷却水流路内で移動することによる冷却水の流れの変化は、本発明（１）のシリンダボア壁の保温部材の固定板及び枠部材又はべた当たり部材が、溝状冷却水流路内で移動することによる冷却水の流れの変化と同様である。
【００６９】
本発明の内燃機関は、本発明（１）又は（２）のシリンダボア壁の保温部材が、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。なお、本発明の内燃機関は、シリンダブロック及び保温構造体の他に、ピストン、シリンダヘッド、ヘッドガスケット等を有する。
【００７０】
図１では、シリンダブロックに、１つの保温構造体が設置されているが、２以上の保温構造体が設置されていてもよい。また、保温構造体の設置位置は、適宜選択される。
【００７１】
本発明の自動車は、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。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
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。
【符号の説明】
【００７３】
１ａ、１ｂ 保温構造体
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
１５ 冷却水供給口
１６ 冷却水排出口
１７ シリンダボア壁１３の壁面
１８ シリンダボア壁１３とは反対側の溝状冷却水流路１４の壁面
１９ 枠部材２２のシリンダボア壁接触面
２１ 固定板
２２ 枠部材
２３ 温度変形部材
２４ 弾性部材
２５ 冷却水滞留部
２６ 隙間
２７ 冷却水
３０ べた当たり部材
３１ べた当たり部材３０のシリンダボア壁接触面
２３１ 固定端
２３２ 自由端
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のシリンダブロックの溝状冷却水流路内に設置され、
固定板と、
該固定板に固定され、溝状冷却水流路側のシリンダボア壁の壁面に接するシリンダボア壁接触面を有し、冷却水滞留部の周囲を囲む枠部材、又は該固定板に固定され、溝状冷却水流路側のシリンダボア壁の壁面に接するシリンダボア壁接触面を有し、シリンダボア壁の壁面の保温部位の全体を覆うべた当たり部材と、
該固定板を該シリンダボア壁方向に付勢する弾性部材と、
冷却水の温度が高くなると、該固定板が該シリンダボア壁から遠ざかる方向に移動するように変形する温度変形部材と、
を有することを特徴とするシリンダボア壁の保温構造体。
【請求項２】
前記固定板は、平面視で弧状の金属板であり、
前記弾性部材は、両端が該固定板に固定され、側面視で弧状に曲げられている金属板であり、
前記温度変形部材は、固定端が該固定板に固定され、冷却水の温度が高くなると、自由端側が該固定板から遠ざかる方向に変形する板状部材であること、
を特徴とする請求項１記載のシリンダボア壁の保温構造体。
【請求項３】
内燃機関のシリンダブロックの溝状冷却水流路内に設置され、
固定板と、
該固定板に固定され、溝状冷却水流路側のシリンダボア壁の壁面に接するシリンダボア壁接触面を有し、冷却水滞留部の周囲を囲む枠部材、又は該固定板に固定され、溝状冷却水流路側のシリンダボア壁の壁面に接するシリンダボア壁接触面を有し、シリンダボア壁の壁面の保温部位の全体を覆うべた当たり部材と、
該固定板を該シリンダボア壁から遠ざかる方向に付勢する弾性部材と、
冷却水の温度が高くなると、該固定板が該シリンダボア壁から遠ざかる方向に移動するように変形する温度変形部材と、
を有することを特徴とするシリンダボア壁の保温構造体。
【請求項４】
前記固定板は、平面視で弧状の金属板であり、
前記弾性部材は、両端が該固定板に固定され、側面視で弧状に曲げられている金属板であり、
前記温度変形部材は、固定端が該固定板に固定され、冷却水の温度が高くなると、自由端側が該固定板に近づく方向に変形する板状部材であること、
を特徴とする請求項１記載のシリンダボア壁の保温構造体。
【請求項５】
前記温度変形部材が、バイメタル又は形状記憶合金であることを特徴とする請求項１〜５いずれか１項シリンダボア壁の保温構造体。
【請求項６】
前記枠部材又は前記べた当たり部材が、ゴム材質からなることを特徴とする請求項１〜５いずれか１項記載のシリンダボア壁の保温構造体。
【請求項７】
請求項１〜６いずれか１項記載のシリンダボア壁の保温構造体が、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ことを特徴とする内燃機関。
【請求項８】
請求項７記載の内燃機関を有することを特徴とする自動車。
【請求項１】
内燃機関のシリンダブロックの溝状冷却水流路内に設置され、
固定板と、
該固定板に固定され、溝状冷却水流路側のシリンダボア壁の壁面に接するシリンダボア壁接触面を有し、冷却水滞留部の周囲を囲む枠部材、又は該固定板に固定され、溝状冷却水流路側のシリンダボア壁の壁面に接するシリンダボア壁接触面を有し、シリンダボア壁の壁面の保温部位の全体を覆うべた当たり部材と、
該固定板を該シリンダボア壁方向に付勢する弾性部材と、
冷却水の温度が高くなると、該固定板が該シリンダボア壁から遠ざかる方向に移動するように変形する温度変形部材と、
を有することを特徴とするシリンダボア壁の保温構造体。
【請求項２】
前記固定板は、平面視で弧状の金属板であり、
前記弾性部材は、両端が該固定板に固定され、側面視で弧状に曲げられている金属板であり、
前記温度変形部材は、固定端が該固定板に固定され、冷却水の温度が高くなると、自由端側が該固定板から遠ざかる方向に変形する板状部材であること、
を特徴とする請求項１記載のシリンダボア壁の保温構造体。
【請求項３】
内燃機関のシリンダブロックの溝状冷却水流路内に設置され、
固定板と、
該固定板に固定され、溝状冷却水流路側のシリンダボア壁の壁面に接するシリンダボア壁接触面を有し、冷却水滞留部の周囲を囲む枠部材、又は該固定板に固定され、溝状冷却水流路側のシリンダボア壁の壁面に接するシリンダボア壁接触面を有し、シリンダボア壁の壁面の保温部位の全体を覆うべた当たり部材と、
該固定板を該シリンダボア壁から遠ざかる方向に付勢する弾性部材と、
冷却水の温度が高くなると、該固定板が該シリンダボア壁から遠ざかる方向に移動するように変形する温度変形部材と、
を有することを特徴とするシリンダボア壁の保温構造体。
【請求項４】
前記固定板は、平面視で弧状の金属板であり、
前記弾性部材は、両端が該固定板に固定され、側面視で弧状に曲げられている金属板であり、
前記温度変形部材は、固定端が該固定板に固定され、冷却水の温度が高くなると、自由端側が該固定板に近づく方向に変形する板状部材であること、
を特徴とする請求項１記載のシリンダボア壁の保温構造体。
【請求項５】
前記温度変形部材が、バイメタル又は形状記憶合金であることを特徴とする請求項１〜５いずれか１項シリンダボア壁の保温構造体。
【請求項６】
前記枠部材又は前記べた当たり部材が、ゴム材質からなることを特徴とする請求項１〜５いずれか１項記載のシリンダボア壁の保温構造体。
【請求項７】
請求項１〜６いずれか１項記載のシリンダボア壁の保温構造体が、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ことを特徴とする内燃機関。
【請求項８】
請求項７記載の内燃機関を有することを特徴とする自動車。
【図４】
【図８】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１】
【図２】
【図３】
【図５】
【図６】
【図７】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１５】
【図１６】
【図８】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１】
【図２】
【図３】
【図５】
【図６】
【図７】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−１１２２４５（Ｐ２０１２−１１２２４５Ａ）
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５９０５９（Ｐ２０１０−２５９０５９）
【出願日】平成２２年１１月１９日（２０１０．１１．１９）
【出願人】（０００１１０８０４）ニチアス株式会社 (432)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１９日（２０１０．１１．１９）
【出願人】（０００１１０８０４）ニチアス株式会社 (432)
【Ｆターム（参考）】
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