(57)【要約】【課題】簡素な構造で、冷却性を向上させつつ、シリンダの各部の冷却度合を変更することができるようにした、エンジン冷却構造を提供する。【解決手段】上下動するピストンＰを収容する円筒状のシリンダ１と、シリンダ１の筒面２０ａから離隔した外周においてシリンダ１の上下方向に沿って連続して設けられ、シリンダ１を冷却する冷却部３０と、を備え、冷却部３０が、冷却水Ｗが流通する水流通冷却部３１と、潜熱材Ｘの相転移により冷却を行う潜熱冷却部３２と、水流通冷却部３１と潜熱冷却部３２との間に介装され冷却水Ｗ及び潜熱材Ｘの往来を阻止する阻止部３３と、を備えて構成され、潜熱冷却部３２が、冷却部３０における筒面２０ａ側の一部に設けられたことを特徴としている。【選択図】図２
2014055530.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下動するピストンを収容する円筒状のシリンダと、
前記シリンダの筒面から離隔した外周において前記シリンダの上下方向に沿って連続して設けられ、前記シリンダを冷却する冷却部と、を備え、
前記冷却部が、冷却水が流通する水流通冷却部と、潜熱材の相転移により冷却を行う潜熱冷却部と、前記水流通冷却部と前記潜熱冷却部との間に介装され前記冷却水及び前記潜熱材の往来を阻止する阻止部と、を備えて構成され、
前記潜熱冷却部が、前記冷却部における前記筒面側の一部に設けられた
ことを特徴とする、エンジン冷却構造。
【請求項２】
前記潜熱冷却部が、前記シリンダ内に形成される燃焼室よりも下方に設けられた
ことを特徴とする、請求項１記載のエンジン冷却構造。
【請求項３】
前記シリンダが、シリンダブロックと、前記シリンダブロックの上方に位置するシリンダヘッドとを有し、
前記冷却部が、前記シリンダヘッドと前記シリンダブロックとに亘って設けられ、
前記潜熱冷却部が、前記シリンダブロックのみに設けられた
ことを特徴とする、請求項１又は２記載のエンジン冷却構造。
【請求項４】
前記潜熱材が、キシリトール又はエリスリトールを含有する
ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載のエンジン冷却構造。
【請求項５】
前記潜熱材が、水又はエチルアルコールを含有する
ことを特徴とする、請求項１〜４の何れか１項に記載のエンジン冷却構造。
【請求項６】
前記阻止部が、前記冷却水及び前記潜熱材の浸透又は透過を阻止する非透過性膜体である
ことを特徴とする、請求項１〜５の何れか１項に記載のエンジン冷却構造。
【請求項７】
前記阻止部が、前記シリンダと一体に形成された
ことを特徴とする、請求項１〜６の何れか１項に記載のエンジン冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンのシリンダを冷却するエンジン冷却構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シリンダ内で燃料を燃焼させてピストンを往復動させるエンジンには、シリンダを冷却する冷却構造が設けられている。このシリンダのシリンダヘッド側では、燃焼室内に存在する燃焼ガスの温度上昇を抑制するために積極的な冷却が有効である。一方、シリンダのシリンダブロック側では、ピストンの往復動による摺動を潤滑するオイルの温度低下を回避するうえで過度な冷却は好ましくない。このため、シリンダの各部によって冷却度合を変更する技術が開発されている。このような技術が特許文献１及び２に開示されている。
【０００３】
特許文献１には、エンジンのシリンダブロックとシリンダヘッドとのそれぞれにウォータージャケットを分離形成したクローズドデッキ型の水冷構造が開示されている。シリンダブロック側のウォータージャケットに接続される冷却通路上には、流量制御用のバルブが介装されている。このバルブを開閉駆動することでシリンダヘッド側とシリンダブロック側とのそれぞれにおける冷却水の流れを互いに独立して制御することができ、シリンダ各部の温度を適切に制御することができる。
【０００４】
また、特許文献２には、蓄熱型の潜熱材が封入されたスペーサをウォータージャケットの内部に固定したシリンダブロックの冷却構造が開示されている。このスペーサは、ウォータージャケット内における上下方向の中間部に嵌め込まれている。したがって、シリンダブロックのうち、スペーサに接触する部分とスペーサに接触しない部分との冷却度合を相違させることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−８６９７０号公報
【特許文献２】特開２００７−１８２８３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の技術では、シリンダブロック及びシリンダヘッドのそれぞれに上下に分断されたウォータージャケットを設ける必要があり、各ウォータージャケットをシリンダブロック及びシリンダヘッドのそれぞれの内部に形成する必要があるため、ウォータージャケットの構造が複雑になる。このため、製造コストが増大してしまうおそれがある。
【０００７】
一方、特許文献２の技術は、一つのウォータージャケットを設ければよいため、簡素な構造である。ところが、スペーサがウォータージャケット内における上下方向の中間部に設けられるため、冷却水の流通路がウォータージャケット内で上下に分断されることになり、冷却効率が低下してしまうおそれがある。
本発明は、かかる課題に鑑み創案されたものであり、簡素な構造で、冷却性を向上させつつ、シリンダの各部の冷却度合を変更することができるようにした、エンジン冷却構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）上記の目的を達成するために、本発明のエンジン冷却構造は、上下動するピストンを収容する円筒状のシリンダと、前記シリンダの筒面から離隔した外周において前記シリンダの上下方向に沿って連続して設けられ、前記シリンダを冷却する冷却部と、を備え、前記冷却部が、冷却水が流通する水流通冷却部と、潜熱材の相転移により冷却を行う潜熱冷却部と、前記水流通冷却部と前記潜熱冷却部との間に介装され前記冷却水及び前記潜熱材の往来を阻止する阻止部と、を備えて構成され、前記潜熱冷却部が、前記冷却部における前記筒面側の一部に設けられることを特徴としている。すなわち、前記水流通冷却部は、前記潜熱冷却部によって上下方向に分断されることなく、前記潜熱冷却部を外側（前記筒面側と反対側）から囲むように配置される。
【０００９】
（２）前記潜熱冷却部が、前記シリンダ内に形成される燃焼室よりも下方に設けられることが好ましい。
（３）前記シリンダが、シリンダブロックと、前記シリンダブロックの上方に位置するシリンダヘッドとを有し、前記冷却部が、前記シリンダヘッドと前記シリンダブロックとに亘って設けられ、前記潜熱冷却部が、前記シリンダブロックのみに設けられることが好ましい。
（４）前記潜熱材が、キシリトール又はエリスリトールを含有することが好ましい。
（５）また、前記潜熱材が、水又はエチルアルコールを含有することが好ましい。
（６）前記阻止部が、前記冷却水及び前記潜熱材の浸透又は透過を阻止する例えばガラス状カーボンコートといった非透過性膜体であることが好ましい。
（７）前記阻止部が、前記シリンダと一体に形成されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のエンジン冷却構造によれば、冷却部が、円筒状のシリンダの筒面から離隔した外周において上下方向に沿って連続して設けられているため、冷却部を上下に区画する部位を形成する必要がなく、クローズドデッキ型のシリンダブロックよりも構造が単純であり、オープンデッキ型のシリンダブロックのように簡素な構造とすることができる。これにより、製造コストの増大を抑制することができる。
【００１１】
また、潜熱冷却部は冷却部のうちシリンダの筒面側に設けられ、その外側に阻止部が設けられ、さらにその外側に水流通冷却部が設けられる。つまり、水流通冷却部は潜熱冷却部によって上下方向に分断されることなく、潜熱冷却部を外側（筒面側と反対側）から囲むように配置される。したがって、冷却水による冷却効率を確保することができ、冷却性を高めることができる。
また、潜熱冷却部と水流通冷却部との間には冷却水及び潜熱材の往来を阻止する阻止部が介装されているため、気化，液化又は固化（相転移）した潜熱材が冷却水に混入することがなく、冷却水による冷却効率を確保することができる。
【００１２】
冷却部に、その一部に潜熱冷却部が設けられる。このため、冷却部の他部には、水流通冷却部が設けられる。また、潜熱材により冷却を行う潜熱冷却部と、冷却水が流通する水流通冷却部とでは、冷却度合が異なる。したがって、シリンダの部位によって冷却度合を相違させることができる。
例えば、シリンダブロック側のシリンダの冷却度合よりもシリンダヘッド側のシリンダの冷却度合を強めるような分離冷却を行うことができる。この分離冷却により、シリンダブロック側の過度な冷却によるオイル温度の低下が抑制され、ピストンの上下動にかかる抵抗（フリクション）を低減させることができる。一方、シリンダブロック側のシリンダの過昇温も防止されるため、シリンダブロックの熱変形を防止することができる。また、シリンダヘッド側を積極的に冷却して、燃焼室の温度を十分に低下させることができる。これにより、燃焼ガスの温度上昇を抑制することができるため、ノッキングを抑制することができる。特に、圧縮比を高めた際における燃焼ガスの温度上昇の抑制は、ノッキングの抑制に効果的である。逆に言えば、燃焼ガスの温度上昇を抑制することにより、ノッキングを抑制することができるため、圧縮比を高めることができ、燃費を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態にかかるエンジン冷却構造の全体構成を模式的に示す断面図である。
【図２】図１の一部（一点鎖線で囲む領域）を示す拡大図である。
【図３】本発明の第１実施形態にかかるエンジン冷却構造におけるシリンダの温度分布を示す図である。この図には、縦軸に温度ｔを規定し、横軸にシリンダの上下方向位置ｈを規定している。
【図４】本発明の第２実施形態にかかるエンジン冷却構造の一部を模式的に示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を用いて、本発明のエンジン冷却構造にかかる実施形態について説明する。本実施形態では、エンジンの載置方向に拘らず、シリンダの中心軸線Ｃに沿った方向を上下方向として説明する。この上下方向は、エンジンのシリンダブロックからシリンダヘッドに向かう方向を上方とし、その逆方向を下方とする。
【００１５】
〔第１実施形態〕
図１に示すように、本発明のエンジン冷却構造が適用されるエンジンのシリンダ１は、シリンダヘッド１０と、このシリンダヘッド１０の下方に配置されたシリンダブロック２０とを有して構成され、円柱状の空間である気筒を形成する円筒状のものである。シリンダヘッド１０とシリンダブロック２０との接合面には、気密性を確保するためのガスケットｇが挟装されている。また、シリンダブロック２０の下方には、クランクシャフトを支持するクランクケース（共に図示せず）が設けられている。
【００１６】
シリンダヘッド１０には、吸気又は排気が流通する吸排気通路１１（図１には一方のみ符号を付して示す）と、これらの吸排気通路１１の燃焼室Ｂ側の端部開口をそれぞれ開閉する吸排気バルブ１２（図１には一方のみ符号を付して示す）と、燃焼室Ｂにその一端が突出されて配設された点火プラグ１３とが備えられている。
【００１７】
一方、シリンダブロック２０には、その内周面（筒面）２０ａを往復摺動（上下動）するピストンＰが収容されている。このピストンＰは、シリンダ１の内部をその中心軸線Ｃに沿って往復する。図１には、二点鎖線で上死点に位置するピストンＰの上部を例示している。ここでは、上死点に位置するピストンＰの上面Ｐtの上下方向位置が、シリンダヘッド１０とシリンダブロック２０との接合面の上下方向位置と一致するものを示すが、上死点の上面Ｐtの上下方向位置はこれに限られず、シリンダヘッド１０とシリンダブロック２０との接合面よりも上方であってもよいし下方であってもよい。
【００１８】
なお、燃焼室Ｂとは、シリンダヘッド１０の下面１０ａと、上死点に位置するピストンＰの上面Ｐtとで囲まれた空間をいう。ただし、上死点に位置するピストンＰの上面Ｐtの上下方向位置が、シリンダヘッド１０とシリンダブロック２０との接合面よりも下方にあれば、燃焼室Ｂは、シリンダヘッド１０の下面１０ａと上死点のピストンＰの上面Ｐtとシリンダブロック２０の内周面２０ａとで囲まれる空間である。
【００１９】
シリンダ１には、ウォータージャケット（冷却部）３０が設けられる。このウォータージャケット３０は、円筒状のシリンダ１においてその内周面２０ａの外周側を囲うように設けられた空洞である。ウォータージャケット３０は、エンジンを縦方向（上下方向）に切断したときの断面において同方向（上下方向）に延設されており、シリンダ１に形成された気筒の外周の略全体を冷却しうる形状をなしている。
【００２０】
本実施形態のウォータージャケット３０の内部には、冷却水だけでなく、冷却水とは異なる物質が冷却水から分離された状態で封入される。このような点で、本実施形態のウォータージャケット３０は、従来の一般的なウォータージャケットとは機能が異なる。そこで以下、このウォータージャケット３０のことを「冷却部３０」と呼ぶ。
冷却部３０は、シリンダヘッド１０に設けられたヘッド冷却部３０ａと、シリンダブロック２０に設けられた３０ｂとを有する。つまり、冷却部３０は、シリンダヘッド１０とシリンダブロック２０とに亘って設けられ、シリンダ１を冷却するものである。
【００２１】
ヘッド冷却部３０ａは、燃焼室Ｂの外周を囲むようにシリンダヘッド１０の一部を介して燃焼室Ｂに隣接して構成されている。このヘッド冷却部３０ａの下端の上下方向位置は、シリンダヘッド１０の下端の上下方向位置と一致する。つまり、ヘッド冷却部３０ａは、シリンダヘッド１０の下面に形成された開口を下端としている。
また、ブロック冷却部３０ｂは、シリンダブロック２０の内周面２０ａから離隔した外周において中心軸線Ｃに沿って連続して設けられた円筒形状をなしている。このブロック冷却部３０ｂの上端の上下方向位置は、シリンダブロック２０の上端の上下方向位置と一致する。つまり、ブロック冷却部３０ｂは、シリンダブロック２０の上面に形成された開口を上端としている。
【００２２】
ヘッド冷却部３０ａの下端（シリンダヘッド１０の開口）とブロック冷却部３０ｂの上端（シリンダブロック２０の開口）とは合わせられて組み付けられている。すなわち、ヘッド冷却部３０ａとブロック冷却部３０ｂとは連通しており、これらが設けられるシリンダ１は所謂オープンデッキ型のものである。なお、ここでいうオープンデッキ型とは、シリンダブロック２０の上端に形成された開口の一部が部分的に連結されたセミオープンデッキ型を含むものを意味する。
ブロック冷却部３０ｂの内周面２０ａ側には、後述する潜熱冷却部３２が設けられている。この潜熱冷却部３２は、ブロック冷却部３０ｂの下端にまで延在している。
【００２３】
次に、冷却部３０の詳細な構成を説明する。
図１の一点鎖線で囲む領域を拡大した図２に示すように、冷却部３０は、冷却水Ｗが流通する水流通冷却部３１と、潜熱材Ｘの溶解（相転移）により冷却を行う潜熱冷却部３２と、これらの冷却部３１，３２の間に介装された阻止膜体（阻止部）３３とを備えて構成されている。
【００２４】
この冷却部３０では、潜熱冷却部３２が内周面２０ａ側の一部に設けられている。具体的には、潜熱冷却部３２は、シリンダブロック２０側のブロック冷却部３０ｂ（図１参照）のみに設けられている。つまり、シリンダヘッド１０側のヘッド冷却部３０ａ（図１参照）には、水流通冷却部３１のみが設けられている。図２では、潜熱冷却部３２の上端の上下方向位置ｈ1が、上死点に位置するピストンＰの上面Ｐtの上下方向位置よりも僅かに下方に位置するもの、即ち、潜熱冷却部３２が燃焼室Ｂよりも下方に設けられているものを実線で例示している。ただし、潜熱冷却部３２の上端の上下方向位置は、図２に二点鎖線で示すように、上死点に位置するピストンＰの上面Ｐtの上下方向位置と一致或いは略一致するように設けられていてもよい。
【００２５】
なお、図２では、潜熱冷却部３２及び阻止膜体３３の上部の形状が矩形状のものを示すが、これに限られず、潜熱冷却部３２及び阻止膜体３３の上部の形状は、扇形状や三角形状などの上方から下方に向かうに連れて水流通冷却部３１を狭めるような形状でもよい。また、図２では、潜熱冷却部３２の厚みが冷却部３０の幅（中心軸線Ｃに直交する方向の長さ）の半分よりも小さいものを示す。
【００２６】
水流通冷却部３１は、シリンダ１の上下方向に亘って設けられている。つまり、冷却水Ｗの流通路は、シリンダ１の上下方向を連通して構成されている。この水流通冷却部３１よりも内周面２０ａ側の一部には、阻止膜体３３を介して潜熱冷却部３２が設けられている。逆に言えば、潜熱冷却部３２の内周面２０ａ側と反対側には、阻止膜体３３を介して冷却水Ｗが流通する水流通冷却部３１が設けられている。換言すれば、水流通冷却部３１は、潜熱冷却部３２によって上下方向に分断されることなく、潜熱冷却部３２を外側から囲むように配置される。
【００２７】
潜熱冷却部３２は、内周面２０ａにシリンダブロック２０の一部を介して隣接し、潜熱材Ｘを保持している部位である。この潜熱材Ｘとしては、キシリトール又はエリスリトールを含有するものが挙げられる。キシリトールの融点（相転移温度）は９４℃であり、エリスリトールの融点は１２１℃である。これらの融点は、シリンダブロック２０が熱変形する温度よりも十分に低く、シリンダブロック２０の内周面２０ａに供給されたオイルの機能（潤滑機能）を発揮させるのに適した温度範囲に含まれる。
【００２８】
潜熱冷却部３２における潜熱材Ｘは、例えば、潜熱冷却部３２を囲む阻止膜体３３により保持され、又は、潜熱材Ｘに混入された粘着剤或いは接着剤によりシリンダブロック２０に付着することで保持される。
【００２９】
阻止膜体３３は、水流通冷却部３１の冷却水Ｗと潜熱冷却部３２の潜熱材Ｘとの往来を阻止する非透過性の膜体である。この阻止膜体３３としては、ガラス状カーボンコートを用いることができる。なお、ここでいう非透過性とは、冷却水Ｗや溶融した潜熱材Ｘといった液体が浸透することができない性質を意味する。
阻止膜体３３は、水流通冷却部３１と潜熱冷却部３２との境界面をなすように配置されており、その上端と下端とはシリンダブロック２０に固定されている。
【００３０】
第１実施形態のエンジン冷却構造は、上述のように構成されているため、以下のような作用及び効果を得ることができる。
冷却部３０が、円筒状のシリンダ１の内周面２０ａから離隔した外周において上下方向に沿って連続して設けられているため、冷却部３０を上下に区画する部位を形成する必要がなく、クローズドデッキ型のシリンダブロックよりも構造が単純なオープンデッキ型のシリンダブロック２０に設けられるものであるため、簡素な構造とすることができる。これにより、製造コストの増大を抑制することができる。
【００３１】
また、水流通冷却部３１は、潜熱冷却部３２によって上下方向に分断されることなく、潜熱冷却部３２を外側から囲むように配置されるため、冷却水Ｗによるシリンダ１の冷却効率を確保することができ、冷却性を高めることができる。
冷却部３０には、その一部に潜熱冷却部３２が設けられる。このため、冷却部３０の他部には、水流通冷却部３１が設けられる。また、潜熱材Ｘにより冷却を行う潜熱冷却部３２と、冷却水Ｗが流通する水流通冷却部３１とでは、冷却度合が異なる。したがって、シリンダ１の部位によって冷却度合を相違させることができる。
【００３２】
具体的には、潜熱冷却部３２が燃焼室Ｂよりも下方に設けられているため、ピストンＰが摺動するシリンダブロック２０の内周面２０ａは、この内周面２０ａにシリンダブロック２０の一部を介して隣接する潜熱材Ｘにより冷却される。一方、水流通冷却部３１は、燃焼室Ｂの外周を囲むように設けられているため、燃焼室Ｂは、シリンダヘッド１０の一部を介して冷却水Ｗにより冷却される。潜熱材Ｘによる冷却と冷却水Ｗによる冷却とではその度合が異なるため、燃焼室Ｂを囲むシリンダヘッド１０とシリンダブロック２０の内周面２０ａとの冷却度合を変更することができる。
【００３３】
潜熱材Ｘは潜熱冷却部３２に保持されているが、冷却水Ｗは水流通冷却部３１を流通する。よって、潜熱材Ｘの温度変化度合は、冷却水Ｗの温度変化度合よりも緩慢であり、潜熱材Ｘよりも冷却水Ｗの方が冷却効率が高い。ただし、潜熱材Ｘの温度が融点にある場合には、その温度を保ちながら融解潜熱による冷却を行うため、冷却効率が高い。つまり、潜熱材Ｘは、融点では冷却効率が高く、融点以下の温度では冷却効率が低い。
【００３４】
このため、例えば潜熱材Ｘの融点が冷却水Ｗの温度よりも高い場合、シリンダブロック２０の内周面２０ａの温度が潜熱材Ｘの融点よりも高いときに、この内周面２０ａは潜熱材Ｘの融点に近づくように冷却される。この際、潜熱材Ｘは、阻止膜体３３を介して隣接して流通する冷却水Ｗとの熱交換を行う。つまり、潜熱材Ｘは、その融点とシリンダブロック２０の内周面２０ａの温度との温度差が大きくならないように冷却する。一方、燃焼室Ｂを囲むシリンダヘッド１０は冷却水Ｗの温度（この例では潜熱材Ｘの融点よりも低い温度）に近づくように冷却される。このように、シリンダブロック２０の内周面２０ａの冷却度合よりもシリンダヘッド１０の冷却度合を強めた分離冷却を行うことができる。
【００３５】
このような分離冷却が行われている場合には、シリンダ１における温度分布が図３に示すようになる。なお、図３には、縦軸に温度ｔを規定し、横軸にシリンダ１の上下方向位置ｈを規定している。また、位置ｈ1は、潜熱冷却部３２の上端の上下方向位置（図２参照）に対応している。
図３に示すように、シリンダ１における内周面２０ａ沿った上下方向位置の温度ｔは、位置ｈ1よりも上方では温度ｔ1に抑えられており、位置ｈ1よりも下方では温度ｔ1よりも高い温度ｔ2になっている。つまり、燃焼室Ｂを区画しているシリンダ１の部位は十分に低い温度ｔ1に抑えられ、ピストンＰが摺動する内周面２０ａは、過度な冷却が回避された適当な温度ｔ2にされている。
【００３６】
上記の分離冷却により、シリンダブロック２０の内周面２０ａを過度に冷却することがないため、内周面２０ａのオイル温度の低下が抑制され、ピストンＰの摺動（上下動）にかかる抵抗（フリクション）を低減させることができる。また、シリンダブロック２０の内周面２０ａの過昇温も防止されるため、シリンダブロック２０の熱変形を防止することができる。一方、シリンダヘッド１０を十分に冷却して、燃焼室Ｂの温度を十分に低下させることができる。これにより、燃焼ガスの温度上昇を抑制することができるため、ノッキングを抑制することができる。特に、圧縮比を高めた際における燃焼ガスの温度上昇の抑制は、ノッキングの抑制に効果的である。逆に言えば、燃焼ガスの温度上昇を抑制することにより、ノッキングを抑制することができるため、圧縮比を高めることができ、燃費を向上させることができる。
【００３７】
また、水流通冷却部３１と潜熱冷却部３２との間には冷却水Ｗ及び潜熱材Ｘの往来を阻止する阻止膜体３３が介装されているため、溶解した潜熱材Ｘが冷却水Ｗに混入することがなく、冷却水Ｗによる冷却効率を確保することができ、冷却性を向上させることができる。
【００３８】
一般的に、シリンダヘッドの冷却水流通路は複雑な形状であるのに対し、シリンダブロックの冷却水流通路は単純な形状であるが、潜熱冷却部３２はシリンダブロック２０のみに設けられているため、この潜熱冷却部３２を容易に設けることができる。これにより、潜熱冷却部３２の設置にかかるコストを低減することができる。
【００３９】
潜熱材Ｘがキシリトール又はエリスリトールを含有するものであれば、キシリトール又はエリスリトールの融点が、シリンダブロック２０の熱変形温度よりも十分に低く、シリンダブロック２０の内周面２０ａに供給されたオイルの機能（潤滑機能）を発揮させるのに適した温度範囲に含まれるため、潜熱材Ｘが固相と液相とで相転移（溶解潜熱を伴う）することによりシリンダブロック２０を良好に冷却することができる。また、キシリトール又はエリスリトールは安価であるため、潜熱材Ｘの導入コストを抑制することができる。
【００４０】
水流通冷却部３１の冷却水Ｗと潜熱冷却部３２の潜熱材Ｘとの往来を阻止するものが阻止膜体３３であるため、例えば従来のウォータージャケットに潜熱冷却部３２及び阻止膜体３３を追加することが容易であり、シリンダブロック２０の構造を複雑にすることがない。また、阻止膜体３３にガラス状カーボンコートを用いれば、熱容量が小さいため、熱交換（冷却）を高効率に行うことができ、熱変形が小さく、耐食性に優れ、強度が大きく、軽量であるなどの利点を得ることができる。
【００４１】
〈変形例〉
次に、本発明の第１実施形態にかかる変形例について説明する。本発明の変形例にかかるエンジン冷却構造では、潜熱冷却部が保持する潜熱材と阻止膜体とが異なる。その他の構成は、上述の第１実施形態の構成と同様の構成になっており、これらについては、同様の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００４２】
本発明の変形例にかかるエンジン冷却構造の潜熱冷却部３２は、気化（相転移）により冷却を行う潜熱材Ｙを保持する部位である。この潜熱材Ｙとしては、水又はエチルアルコールを含有するものが挙げられる。水の沸点（相転移温度）は１００℃であり、エチルアルコールの沸点は７８℃である。これらの沸点は、シリンダブロック２０が熱変形する温度よりも十分に低く、シリンダブロック２０の内周面２０ａに供給されたオイルの潤滑機能を発揮させるのに適した温度範囲に含まれる。
【００４３】
潜熱冷却部３２における潜熱材Ｙは、例えば、潜熱冷却部３２を囲む阻止膜体（阻止部）３３′により保持され、又は、メッシュ状の部材により保持される。潜熱材Ｙがメッシュ状の部材に保持される場合には、このメッシュ状部材が阻止膜体３３′に保持され、若しくは、メッシュ状部材の一部がシリンダブロック２０に結合されている。
【００４４】
阻止膜体３３′は、水流通冷却部３１の冷却水Ｗと潜熱冷却部３２の潜熱材Ｙとの往来を阻止する非透過性の膜体である。ここでいう非透過性とは、冷却水Ｗや溶融している潜熱材Ｙといった液体が浸透することができない性質を意味するとともに、気化した潜熱材Ｙが透過することができない性質を意味する。なお、阻止膜体３３′の形状は、上記の阻止膜体３３（図２参照）と同様に、水流通冷却部３１と潜熱冷却部３２との境界面をなすように配置されている。また、阻止膜体３３′としては、ガラス状カーボンコートを用いることができ、阻止膜体３３′の上端と下端とはシリンダブロック２０に固定されている。
【００４５】
したがって、潜熱材Ｙが水又はエチルアルコールを含有するものであれば、水又はエチルアルコールの沸点（気化温度）が、シリンダブロック２０の熱変形温度よりも十分に低く、シリンダブロック２０の内周面２０ａに供給されたオイルの潤滑機能を発揮させるのに適した温度範囲に含まれるため、潜熱材Ｙが液相と気相とで相転移（気化潜熱を伴う）することによりシリンダブロック２０を良好に冷却することができる。また、水又はエチルアルコールは安価であるため、潜熱材Ｙの導入コストを抑制することができる。
【００４６】
水流通冷却部３１の冷却水Ｗと潜熱冷却部３２の潜熱材Ｙとの往来を阻止するものが阻止膜体３３′であるため、例えば従来のウォータージャケットに潜熱冷却部３２及び阻止膜体３３′を追加することが容易であり、シリンダブロック２０の構造を複雑にすることがない。また、阻止膜体３３′にガラス状カーボンコートを用いれば、熱容量が小さいため、冷却を高効率に行うことができ、熱変形が小さく、耐食性に優れ、強度が大きく、軽量であるなどの利点を得ることができる。
【００４７】
〔第２実施形態〕
次に、図面を用いて本発明の第２実施形態について説明する。本発明の第２実施形態にかかるエンジン冷却構造は、冷却部の構成が第１実施形態の冷却部の構成と異なる。なお、ここで説明する点を除いては第１実施形態と同様の構成になっており、これらについては、同様の符号を使用し、各部の説明を省略する。
【００４８】
図４に示すように、本実施形態の冷却部４０は、冷却水Ｗが流通する水流通冷却部４１と、潜熱材Ｘの溶解（相転移）により冷却を行う潜熱冷却部４２と、これらの冷却部４１，４２の間に介装された隔壁（阻止部）４３とを備えて構成されている。この隔壁４３は、シリンダブロック２０と一体に形成されている。換言すれば、隔壁４３は、シリンダブロック２０の一部である。
【００４９】
この冷却部４０では、潜熱冷却部４２が内周面２０ａ側の一部に設けられている。具体的には、潜熱冷却部４２は、シリンダブロック２０のみに設けられている。つまり、シリンダヘッド１０には、水流通冷却部４１のみが設けられている。潜熱冷却部４２の上端の上下方向位置ｈ′1は、上死点に位置するピストンＰの上面Ｐtの上下方向位置よりも僅かに下方に位置する、即ち、潜熱冷却部４２が燃焼室Ｂよりも下方に設けられている。一方、図示省略するが、潜熱冷却部４２の下端の上下方向位置は、シリンダブロック２０の下端の上下方向位置よりも上方に設けられている。
なお、図４では、潜熱冷却部４２及び隔壁４３の上部の形状が角を丸められた矩形状のものを示すが、潜熱冷却部４２及びこれに対応する隔壁４３の上部の形状はこれに限られず、角張った矩形状や円弧形状や三角形状でもよい。
【００５０】
水流通冷却部４１は、シリンダ１の上下方向に亘って設けられている。つまり、冷却水Ｗの流通路は、シリンダ１の上下方向を連通して構成されている。この水流通冷却部４１よりも内周面２０ａ側の一部には、隔壁４３を介して潜熱冷却部４２が設けられている。逆に言えば、潜熱冷却部４２の内周面２０ａ側と反対側には、隔壁４３を介して冷却水Ｗが流通する水流通冷却部４１が設けられている。
この水流通冷却部４１の幅、即ちシリンダ１の中心軸線Ｃ（図１参照）に直交する方向の長さは、潜熱冷却部４２が設けられている上下方向位置において、上述した第１実施形態の水流通冷却部３１の幅（図２参照）とは異なり狭められていない。
【００５１】
潜熱冷却部４２は、内周面２０ａにシリンダブロック２０の一部を介して隣接し、潜熱材Ｘを保持している部位である。この潜熱冷却部４２は、シリンダブロック２０の内周面２０ａと水流通冷却部４１との間に形成された中空状の空間に潜熱材Ｘが充填されたものである。つまり、潜熱材Ｘは、潜熱冷却部４２を囲んでいるシリンダブロック２０（隔壁４３を含む）により保持されている。
隔壁４３は、上記の通りシリンダブロック２０の一部であり、水流通冷却部４１の冷却水Ｗと潜熱冷却部４２の潜熱材Ｘとの往来を阻止する部位である。この隔壁４３は、水流通冷却部４１と潜熱冷却部４２との間に所定の厚みを有して上下方向に延在している。
【００５２】
したがって、第２実施形態のエンジン冷却構造によれば、隔壁４３がシリンダブロック２０と一体に形成されているため、隔壁４３は変形し難く堅牢である。このため、潜熱材Ｘを確実に保持することができ、冷却水Ｗ及び潜熱材Ｘの往来を確実に阻止し、これらの混入を確実に防止することができる。
また、水流通冷却部４１の幅は、潜熱冷却部４２が設けられている上下方向位置において狭められていないため、冷却水Ｗの流通抵抗を増加させることがない。これにより、冷却効率を向上させることができる。
【００５３】
第２実施形態のエンジン冷却構造においても、第１実施形態のエンジン冷却構造と同様に、分離冷却することができ、潜熱冷却部４２の上端の上下方向位置ｈ′1よりも上方では冷却水Ｗによる十分な冷却が行われ、上下方向位置ｈ′1よりも下方では潜熱材Ｘにより過度な冷却が回避することができる。
なお、潜熱冷却部４２の潜熱材Ｘに替えて、第１実施形態の変形例に上述した潜熱材Ｙを用いてもよい。
【００５４】
［その他］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
上述の実施形態におけるシリンダブロック２０には、シリンダライナが嵌挿されていてもよい。つまり、シリンダライナの内周面が上記の内周面２０ａに対応するものであってもよい。この場合、ピストンＰの往復摺動による耐摩耗性を向上させることができる。
また、エンジンには、少なくとも一つの気筒が形成されていればよい。つまり、本発明のエンジン冷却構造は、多気筒エンジンであっても単気筒エンジンであっても適用することができる。
【００５５】
また、上述の実施形態では、キシリトール又はエリスリトールを含有する潜熱材Ｘと、水又はエチルアルコールを含有する潜熱材Ｙを別個に示したが、これらの潜熱材Ｘ，Ｙを併用してもよい。例えば、潜熱材Ｘを保持する潜熱冷却部３２（以下、単に「潜熱冷却部３２Ｘ」という）と、潜熱材Ｙを保持する潜熱冷却部３２（以下、単に「潜熱冷却部３２Ｙ」という）とが交互に配設されてもよく、また、潜熱冷却部３２Ｘ及び潜熱冷却部３２Ｙの一方の外周に潜熱冷却部３２Ｘ及び潜熱冷却部３２Ｙの他方を配設してもよい。
【００５６】
上述の第１実施形態では、潜熱冷却部３２の厚みが冷却部３０の幅の半分よりも小さいもの（図２参照）を示したが、潜熱冷却部３２の厚みが冷却部３０の幅の半分よりも大きくてもよい。潜熱冷却部３２の厚みが薄くなるに連れて、潜熱冷却部３２が設けられている上下方向領域の水流通冷却部３１の幅が拡がるため、潜熱冷却部３２の厚みを薄くするに従って、冷却水Ｗの流通抵抗が小さくなる。また、潜熱材Ｘは、潜熱冷却部３２の厚薄に応じた量が保持される。したがって、潜熱冷却部３２の厚みは、冷却水Ｗの流通抵抗と潜熱材Ｘの必要量とを考慮して設定されることが好ましい。
【００５７】
上述の実施形態では、阻止膜体３３を備えた冷却部３０と、隔壁４３を備えた冷却部４０とを別個に示したが、これらの冷却部３０，４０を併用してもよい。例えば、多気筒エンジンでは気筒毎に冷却部３０及び冷却部４０の何れか一方を適用することができ、単気筒エンジンでは気筒の外周の一部に冷却部３０を適用するとともに他部に冷却部４０を適用することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１    シリンダ
１０    シリンダヘッド
１０ａ    下面
２０    シリンダブロック
２０ａ    内周面（筒面）
３０，４０    冷却部
３１，４１    水流通冷却部
３２，４２    潜熱冷却部
３３，３３′    阻止膜体（阻止部），４３    隔壁（阻止部）
Ｘ，Ｙ    潜熱材
Ｗ    冷却水
Ｐ    ピストン
Ｂ    燃焼室
Ｃ    中心軸線
【図１】
2014055530.tif 000003
【図２】
2014055530.tif 000004
【図３】
2014055530.tif 000005
【図４】
2014055530.tif 000006