(57)【要約】      （修正有）【課題】ライナ保温性能に優れ、且つ冷却水の沸騰やライナ過熱を回避できるシリンダ冷却装置及び内燃機関を提供すること。【解決手段】ウォータージャケット内の領域を区切るウォータージャケットスペーサーは内側の斜め上方に向けて延びて内壁面に当接するボア側シールリップ部と、外側の斜め上方に向けて延びて反ボア側内壁面に当接する反ボア側シールリップ部とを備え、スペーサー本体とボア側シールリップ部との間にライナ保温部を形成する密封部が形成され、ボア側シールリップ部と前記反ボア側シールリップ部との間と、反ボア側シールリップ部とスペーサー本体との間に、２つの冷却水流路が各々形成され、ボア側シールリップ部に、１又は２以上の上部貫通孔を設け、スペーサー本体の下部側に、１又は２以上の下部貫通孔を設け、ライナ保温部の温度測定値に基づいて、２つの冷却水流路を流通する冷却水の流速を制御する制御部とを有することを特徴とする。【選択図】図２
2018105276.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボア周囲のシリンダブロックに設けられたウォータージャケット内に挿入され、該ウォータージャケット内の領域を、ライナ保温部を形成するための密封部と、前記密封部に隣接する少なくとも２つの冷却水流路とに区切るウォータージャケットスペーサーを備え、
前記ウォータージャケットスペーサーは、前記ウォータージャケットの全周に沿うように設けられるスペーサー本体と、該スペーサー本体の上端部に該スペーサー本体の内側の斜め上方に向けて延びてボア側内壁面に当接するボア側シールリップ部と、前記スペーサー本体の上端部に該スペーサー本体の外側の斜め上方に向けて延びて反ボア側内壁面に当接する反ボア側シールリップ部とを備え、
前記スペーサー本体とボア側シールリップ部との間にライナ保温部を形成するための前記密封部が形成され、
前記ボア側シールリップ部と前記反ボア側シールリップ部との間と、前記反ボア側シールリップ部と前記スペーサー本体との間に、前記２つの冷却水流路が各々形成され、
前記ボア側シールリップ部に、前記ボア側シールリップ部と前記反ボア側シールリップ部との間に形成される冷却水流路と、前記密封部を連通する１又は２以上の上部貫通孔を設け、
前記スペーサー本体の下部側に、前記反ボア側シールリップ部と前記スペーサー本体との間に形成される冷却水流路と、前記密封部を連通する１又は２以上の下部貫通孔を設け、
前記ライナ保温部の温度を測定する温度センサーから入力される温度測定値に基づいて、前記２つの冷却水流路を流通する冷却水の流速を制御する制御部とを有することを特徴とするシリンダ冷却装置。
【請求項２】
前記制御部は、ライナ保温部の所定の設定値を記憶する記憶部を備え、
前記温度測定値が記憶部に記憶された所定の設定値を読み込み、該所定の設定値を超えた場合に、前記２つの冷却水流路を流通する冷却水の流速に差が生じるように、一方又は両方の冷却水の流速を制御し、
前記温度測定値が所定の設定値以下の場合に、前記２つの冷却水流路を流通する冷却水の流速が等しくなるように、一方又は両方の冷却水の流速を制御することを特徴とする請求項１記載のシリンダ冷却装置。
【請求項３】
前記記憶部は、ライナ保温部の所定の設定値として、所定の上限値及び下限値を記憶し、
前記温度測定値が記憶部に記憶された所定の上限値及び下限値を読み込み、前記温度測定値が所定の上限値を超えた場合は、前記２つの冷却水流路を流通する冷却水の流速に差が生じるように、一方又は両方の冷却水の流速を制御し、
前記温度測定値が所定の下限値及び上限値の範囲内にある場合は、前記２つの冷却水流路を流通する冷却水の流速が等しくなるように、一方又は両方の冷却水の流速を制御し、
更に、前記温度測定値が、所定の下限値を下回った場合は、２つの冷却水流路を流通する冷却水の流速を下げることを特徴とする請求項１又は２記載のシリンダ冷却装置。
【請求項４】
前記２つの冷却水流路のそれぞれに、冷却水供給路が個別に接続されていることを特徴とする請求項１、２又は３記載のシリンダ冷却装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載のシリンダ冷却装置を備えることを特徴とする内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はシリンダ冷却装置及び内燃機関に関し、詳しくは、ライナ保温性能に優れ、且つ冷却水の沸騰やライナ過熱を回避できるシリンダ冷却装置及び内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用水冷エンジン等のシリンダブロックのボア壁の周囲には、冷却水用のウォータージャケットと呼ばれる溝が設けられており、このウォータージャケット内に冷却水を流通させることによってボア壁の冷却を行っている。
【０００３】
ボア軸方向の壁温は、ボア上部の燃焼室側の方が高く、ボア下部のクランクシャフト側（シリンダライナ側）の方が低くなる傾向がある。この温度勾配によってボア内径寸法が軸方向に不均一になることで、ピストンのフリクションが大きくなり、エンジンの燃費性能に影響を及ぼすことが知られている。
【０００４】
従来、ウォータージャケット内にウォータージャケットスペーサーを挿入してボア壁軸方向の冷却効率をコントロールすることにより、軸方向の温度差を小さくして温度分布の均一化を図り、ピストンのフリクションを低減する技術が知られている（特許文献１、２）。
【０００５】
特許文献１，２のウォータージャケットスペーサーは樹脂単体か、樹脂と発泡吸水ゴムの組合せで構成されているが、何れの場合もウォータージャケットのボア側内壁面との間に隙間が発生することが避けられない。
【０００６】
ウォータージャケットスペーサーとウォータージャケットのボア側内壁面との間に隙間が発生すると、この隙間にも冷却水が流れてボア下部側も冷やされるため、ボア軸方向の温度勾配が大きくなって、ウォータージャケットスペーサーの機能が低下するおそれがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−２５６６６１号公報
【特許文献２】特開２００７−７１０３９号公報
【特許文献３】ＷＯ２０１６／１５８０４３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、ウォータージャケットのボア側内壁面との間に冷却水が入り込むことを簡単な構造で抑制するために、本出願人は、ゴムリップによってライナ保温部に接する冷却水を密封する構造のウォータージャケットスペーサーを提案している（特許文献３）。
【０００９】
しかし、特許文献３のウォータージャケットスペーサーを備えたシリンダ冷却装置においてもライナ保温性能の観点、及び、冷却水の沸騰やライナ過熱を回避する観点で、更なる改善の余地があった。
【００１０】
そこで、本発明は、ライナ保温性能に優れ、且つ冷却水の沸騰やライナ過熱を回避できるシリンダ冷却装置及び内燃機関を提供することを課題とする。
【００１１】
本発明の他の課題は、以下の記載によって明らかとなる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題は、以下の各発明によって解決される。
【００１３】
（請求項１）
ボア周囲のシリンダブロックに設けられたウォータージャケット内に挿入され、該ウォータージャケット内の領域を、ライナ保温部を形成するための密封部と、前記密封部に隣接する少なくとも２つの冷却水流路とに区切るウォータージャケットスペーサーを備え、
前記ウォータージャケットスペーサーは、前記ウォータージャケットの全周に沿うように設けられるスペーサー本体と、該スペーサー本体の上端部に該スペーサー本体の内側の斜め上方に向けて延びてボア側内壁面に当接するボア側シールリップ部と、前記スペーサー本体の上端部に該スペーサー本体の外側の斜め上方に向けて延びて反ボア側内壁面に当接する反ボア側シールリップ部とを備え、
前記スペーサー本体とボア側シールリップ部との間にライナ保温部を形成するための前記密封部が形成され、
前記ボア側シールリップ部と前記反ボア側シールリップ部との間と、前記反ボア側シールリップ部と前記スペーサー本体との間に、前記２つの冷却水流路が各々形成され、
前記ボア側シールリップ部に、前記ボア側シールリップ部と前記反ボア側シールリップ部との間に形成される冷却水流路と、前記密封部を連通する１又は２以上の上部貫通孔を設け、
前記スペーサー本体の下部側に、前記反ボア側シールリップ部と前記スペーサー本体との間に形成される冷却水流路と、前記密封部を連通する１又は２以上の下部貫通孔を設け、
前記ライナ保温部の温度を測定する温度センサーから入力される温度測定値に基づいて、前記２つの冷却水流路を流通する冷却水の流速を制御する制御部とを有することを特徴とするシリンダ冷却装置。
（請求項２）
前記制御部は、ライナ保温部の所定の設定値を記憶する記憶部を備え、
前記温度測定値が記憶部に記憶された所定の設定値を読み込み、該所定の設定値を超えた場合に、前記２つの冷却水流路を流通する冷却水の流速に差が生じるように、一方又は両方の冷却水の流速を制御し、
前記温度測定値が所定の設定値以下の場合に、前記２つの冷却水流路を流通する冷却水の流速が等しくなるように、一方又は両方の冷却水の流速を制御することを特徴とする請求項１記載のシリンダ冷却装置。
（請求項３）
前記記憶部は、ライナ保温部の所定の設定値として、所定の上限値及び下限値を記憶し、
前記温度測定値が記憶部に記憶された所定の上限値及び下限値を読み込み、前記温度測定値が所定の上限値を超えた場合は、前記２つの冷却水流路を流通する冷却水の流速に差が生じるように、一方又は両方の冷却水の流速を制御し、
前記温度測定値が所定の下限値及び上限値の範囲内にある場合は、前記２つの冷却水流路を流通する冷却水の流速が等しくなるように、一方又は両方の冷却水の流速を制御し、
更に、前記温度測定値が、所定の下限値を下回った場合は、２つの冷却水流路を流通する冷却水の流速を下げることを特徴とする請求項１又は２記載のシリンダ冷却装置。
（請求項４）
前記２つの冷却水流路のそれぞれに、冷却水供給路が個別に接続されていることを特徴とする請求項１、２又は３記載のシリンダ冷却装置。
（請求項５）
請求項１〜４の何れかに記載のシリンダ冷却装置を備えることを特徴とする内燃機関。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ライナ保温性能に優れ、且つ冷却水の沸騰やライナ過熱を回避できるシリンダ冷却装置及び内燃機関を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施形態に係るシリンダ冷却装置におけるシリンダブロックの平面図
【図２】図１中の(ii)-(ii)線に沿う断面図
【図３】ウォータージャケットから取り外した状態のウォータージャケットスペーサーの断面図
【図４】ウォータージャケットから取り外した状態のウォータージャケットスペーサーの斜視図
【図５】第１の実施形態に係るシリンダ冷却装置全体の概略構成を説明する図
【図６】流量制御の一例に係る機能ブロック図
【図７】流量制御の一例を示す制御フロー図
【図８】第２の実施形態に係るシリンダ冷却装置全体の概略構成を説明する図
【図９】第３の実施形態に係るシリンダ冷却装置全体の概略構成を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１７】
〔第１の実施形態〕
図１は第１の実施形態に係るシリンダ冷却装置におけるシリンダブロックの平面図であり、シリンダブロックを１点鎖線で示している。図２は図１中の(ii)-(ii)線に沿う断面図、図３はウォータージャケットから取り外した状態のウォータージャケットスペーサーの断面図、図４はウォータージャケットから取り外した状態のウォータージャケットスペーサーの斜視図である。
【００１８】
シリンダブロック１００には複数のボア１０１と、その周囲を取り囲むオープンデッキタイプの溝状のウォータージャケット１０２が形成されている。ボア１０１とウォータージャケット１０２の間にライナ１０３（図２参照）が配置されている。各ボア１０１内にはピストン１０４が軸方向（図２中の上下方向）に往復移動可能に配置されている。
【００１９】
ライナ１０３は、ボア１０１の周囲に装着され、ピストン１０４の摺動に対して耐摩耗性に優れる筒状体である。
【００２０】
ウォータージャケット１０２にはシリンダブロック１００に形成された冷却水供給路１０５を介して内部に冷却水が供給され、冷却水排出路１０６を介して内部の冷却水が排出されるようになっている。冷却水供給路１０５からの流入口、冷却水排出路１０６への流出口は、ウォータージャケット１０２の反ボア側内壁面１０２ｂの所定の高さに位置してそれぞれ開口している。
【００２１】
シリンダブロック１００の上部には、図２に示すように、シリンダヘッド２００が設けられている。シリンダヘッド２００は、シリンダブロック１００との間にシリンダヘッドガスケット３００を介して、図示しないボルトによって固定されている。これにより、ボア１０１の上部はシリンダヘッド２００によって閉塞され、ウォータージャケット１０２の上部はシリンダヘッド２００及びシリンダヘッドガスケット３００によって閉塞されている。これらシリンダヘッド２００及びシリンダヘッドガスケット３００は、ウォータージャケット１０２の上部を閉塞する閉塞部材である。但し、シリンダヘッドガスケット３００は必ずしもウォータージャケット１０２の上部を閉塞していなくてもよい。
【００２２】
ウォータージャケット１０２内にウォータージャケットスペーサー１が挿入されている。
【００２３】
ウォータージャケットスペーサー１は、ウォータージャケット１０２の全周に沿うように設けられたスペーサー本体１０を備えている。
【００２４】
本実施形態において、スペーサー本体１０は、芯材１１と、この芯材１１の表面に被覆形成された弾性体１２とによって構成されている。
【００２５】
本実施形態において、芯材１１は、ライナ１０３の平面形状と略相似形状となるように形成されている。すなわち、芯材１１は、複数のボア１０１を取り囲むように、複数の円筒面を波状に繋げた環状をなしてウォータージャケット１０２の全周に沿って延びるように形成されている。芯材１１は、例えば金属や樹脂等によって構成することができる。樹脂としては、例えばポリアミド系の樹脂等が挙げられる。
【００２６】
本実施形態において、弾性体１２は芯材１１の全周に亘って設けられている。弾性体１２としては一般にゴムが使用されるが、非発泡で吸水性高分子材料を含まないゴム、すなわちソリッドゴムであることが好ましい。
【００２７】
ソリッドゴムとしては、例えばＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）、ＨＮＢＲ（水素化ニトリルゴム）、ＦＫＭ（フッ素ゴム）等が好ましく使用できる。このようなソリッドゴムは芯材１１の表面に焼付けによって一体化することができる。また、図示しないが、芯材１１に穴をあけ、この穴にソリッドゴムが通るように被覆することで、芯材１１に対して非接着で機械的に固定されるようにしてもよい。
【００２８】
スペーサー本体１０には、その内側面の上端部に、該スペーサー本体１０の内側の斜め上方に向けて延びるボア側シールリップ部１３が、スペーサー本体１０の全周に亘って一体に設けられている。
【００２９】
また、スペーサー本体１０には、その外側面の上端部に、該スペーサー本体１０の外側の斜め上方に向けて延びる反ボア側シールリップ部１４が、スペーサー本体１０の全周に亘って一体に設けられている。この反ボア側シールリップ部１４は、スペーサー本体１０からの突出長さが、ボア側シールリップ部１３よりも十分に長く形成されている。
【００３０】
これらボア側シールリップ部１３及び反ボア側シールリップ部１４は、芯材１１を被覆している弾性体１２と同じ弾性体によって一体に形成されている。
【００３１】
図３に示すように、ウォータージャケットスペーサー１をウォータージャケット１０２から取り外した状態で、ボア側シールリップ部１３の先端から反ボア側シールリップ部１４の先端までの幅ｗは、ウォータージャケット１０２の溝幅よりも大きく形成されている。これにより、ボア側シールリップ部１３及び反ボア側シールリップ部１４はウォータージャケット１０２に対して幅方向の締め代を形成している。
【００３２】
かかるウォータージャケットスペーサー１は、スペーサー本体１０に対してボア側シールリップ部１３及び反ボア側シールリップ部１４がそれぞれ上向きになるように、ウォータージャケット１０２内の下部に挿入される。
【００３３】
このとき、ウォータージャケットスペーサー１の幅ｗは、上述したように、ウォータージャケット１０２の幅よりも大きく形成されている（締め代を形成している）。そのため、ボア側シールリップ部１３は、ウォータージャケット１０２のボア側内壁面１０２ａの全周に沿って当接する。また、反ボア側シールリップ部１４は、ウォータージャケット１０２の反ボア側内壁面１０２ｂの全周に沿って当接する。これにより、セルフシール機能が実現される。また、これにより、ウォータージャケットスペーサー１はウォータージャケット１０２内で位置決めされる。
【００３４】
これにより、スペーサー本体１０とボア側シールリップ部１３との間に密封部Ｓが形成される。この密封部Ｓによって、該密封部Ｓに隣接するボア下部側（シリンダライナ側）にライナ保温部Ｌ（図２参照）が形成される。また、ボア側シールリップ部１３と反ボア側シールリップ部１４との間に上部冷却水流路Ｕ１が形成される。更にまた、反ボア側シールリップ部１４とスペーサー本体１０との間に下部冷却水流路Ｕ２が形成される。
【００３５】
密封部Ｓは、ライナ保温部Ｌを形成することによって、ボア上部側に対して相対的に温度が低いボア下部側（シリンダライナ側）を保温する。通常の使用時において、スペーサー本体１０の下端部はウォータージャケット１０２の溝底に当接している。また、上述したように、ボア側シールリップ部１３はライナ内壁面１０２ａと当接している。そのため、ウォータージャケット１０２内の冷却水流路Ｕ１、Ｕ２に冷却水を流通させても、この密封部Ｓには、外部からの冷却水が入り込みにくい。
【００３６】
密封部Ｓによるライナ保温性が発揮されると、ウォータージャケットスペーサー１によって、ライナ１０３の軸方向の温度分布を均一化して、ピストン１０４のフリクションを低減する機能が発揮される。
【００３７】
本実施形態では、ウォータージャケットスペーサー１のスペーサー本体１０に下部貫通孔１０ａが設けられ、ボア側シールリップ部１３に上部貫通孔１３ａが設けられている（図４参照）。
【００３８】
かかるウォータージャケットスペーサー１を用い、冷却水流路Ｕ１、Ｕ２における冷却水の流速を制御することによって、ライナ保温性能に優れ、且つ冷却水の沸騰やライナ過熱を回避できる効果が得られる。これについて、以下に詳しく説明する。
【００３９】
図５は第１の実施形態に係るシリンダ冷却装置全体の概略構成を示している。
図５に示す第１の実施形態は、機械式ポンプとマルチコントロールバルブで流速を制御する方式の例である。
冷却水を取り込んだ機械式ポンプ２０は供給管３を介してマルチコントロールバルブ４０に供給する。機械式ポンプ２０は、遠心式や容積式などの各種の吐出方式のものを含む。この実施形態では、ポンプの回転数を制御したり、あるいはストロークやプランジヤーなどを制御して容積を制御したりできる、いわゆる流量可変タイプのものは含まない。流量乃至流速は、マルチコントロールバルブ４０で可変するからである。
マルチコントロールバルブ４０としては、３方弁が用いられる。３方弁の構造は格別限定されない。この形態では、３方弁４０によって、第１の冷却水供給路１０５と第２の冷却水供給路１０６に流路を変更したり、あるいは第１の冷却水供給路１０５と第２の冷却水供給路１０６に流れる冷却水の流量を可変できるものであればよい。
なお、供給管３や、第１の冷却水供給路１０５と第２の冷却水供給路１０６の管径が同じであれば、管断面積が変更ないので、流量と流速は比例する。
３方弁４０としては、弁の開度調整を比例制御可能であればよい。
【００４０】
ウォータージャケット１０２における第１の冷却水供給路１０５の開口部は、上部冷却水流路Ｕ１に冷却水を導入するように設けられている。冷却水流路Ｕ１を流通した後の冷却水は、そのまま廃棄されてもよいし、第１の冷却水排出路１０７から返送管８を介して返送されるようにしてもよい。その場合、返送された返送水は温度上昇している可能性が高いので、図示しない冷却部(空冷等)で冷却することが好ましい。
【００４１】
一方、ウォータージャケット１０２における第２の冷却水供給路１０６の開口部は、下部冷却水流路Ｕ２に冷却水を導入するように設けられている。冷却水流路Ｕ２を流通した後の冷却水は、第２の冷却水排出路１０８から返送管８を介して返送される。
【００４２】
温度センサー６は、ライナ保温部の温度を測定するが、具体的には、ウォータージャケット１０２における密封部Ｓ内の冷却水の温度を測定可能に構成されている。温度センサー６としては、例えば熱電対等を用いることができる。
【００４３】
制御部５は、温度センサー６から入力される測定温度値に基づいて、上部冷却水流路Ｕ１における流速ｖ１及び下部冷却水流路Ｕ２における流速ｖ２を制御するように構成されている。
本実施形態において、制御部５は、３方弁４０の切り替え制御や開度制御によって、これらの流速を制御する。
【００４４】
図６は流速制御の一例を示す機能ブロック図であり、図７は制御フロー図である。
【００４５】
図６に示すように、本実施形態では、制御部５、温度センサー６及び実行部７によって制御系が構成されている。
【００４６】
制御部５は、入出力部５１と、記憶部５２とを少なくとも備えている。入出力部５１は、温度センサー６からの温度測定データの入力と、実行部７への制御信号の出力を行う。記憶部５１には、制御のための目標温度範囲の閾値（例えば、上限値Ｔｍａｘ及び下限値Ｔｍｉｎ）が記憶されている。
【００４７】
温度センサー６は、温度測定を行う測定部６１と、温度測定データを制御部５に出力する出力部６２とを備えている。
【００４８】
実行部７は、制御部５からの制御信号が入力される入力部７１と、制御信号に基づいて流量制御を実行する実行装置７２とを備えている。本実施形態において、実行装置７２は、３方弁４０によって構成されている。
【００４９】
図７に示すように、流速制御の処理では、まず、温度センサー６から制御部５に、温度測定値Ｔを含む温度測定データを入力する（Ｓ１０）。
【００５０】
次いで、制御部５は、入力された温度測定値Ｔが、密封部Ｓの下限温度と上限温度との範囲内（Ｔｍｉｎ＜Ｔ＜Ｔｍａｘ）か否かを判断する（Ｓ１１）。
【００５１】
制御部５は、Ｔｍｉｎ＜Ｔ＜Ｔｍａｘを満たすと判断した場合、いわゆるライナ保温部Ｌは、保温状態と判断し、Ｓ１０に戻って、温度センサーからの入力待機状態となる。この場合、制御部５は、上部冷却水流路Ｕ１における流速ｖ１及び下部冷却水流路Ｕ２における流速ｖ２の流速は等しくなるように、３方弁４０の開度を調整する。
【００５２】
次いで、Ｔｍｉｎ＜Ｔ＜Ｔｍａｘを満たさないと判断した場合、Ｔ＜Ｔｍｉｎを満たすか否かを判断する（Ｓ１２）。
【００５３】
Ｔ＜Ｔｍｉｎを満たすと判断した場合（Ｓ１２のＹｅｓ）、つまり、エンジン始動時等で、まだライナ温度が、低温の場合である。
【００５４】
この場合には、３方弁４０のうち、ポンプ側の弁の開度を下げる制御信号を実行部７に出力する（Ｓ１３）。これによって、ポンプから供給される冷却水全体の流速が小さくなるため、ライナ温度は上昇する。この結果、エンジンエンジンの温度がすばやく上昇する。
【００５５】
一方、Ｔ＜Ｔｍｉｎを満たしてないと判断した場合（Ｓ１２のＮｏ）、すなわち、Ｔ＞Ｔｍａｘと判断することができる。つまり、密封部Ｓは、上限温度Ｔｍａｘを超えた高温状態であるため、ライナ温度を下げる必要がある。
【００５６】
この場合、３方弁４０のうち、上部冷却水流路Ｕ１側の開度を下げ、下部冷却水流路Ｕ２側の開度を上げる制御信号を実行部７に出力する（Ｓ１４）。これにより、上部冷却水流路Ｕ１側の流速ｖ１が下がり、下部冷却水流路Ｕ２側の流速ｖ２が上がる。この結果、ｖ１＜ｖ２の状態になり、上部冷却水流路Ｕ１側から下部冷却水流路Ｕ２側への冷却水の流動が生じることになり、密封部Ｓの温度を下げることができる。
【００５７】
Ｓ１３及びＳ１４の実行により、密封部Ｓの下限温度と上限温度との範囲内（Ｔｍｉｎ＜Ｔ＜Ｔｍａｘ）にして、上部冷却水流路Ｕ１における流速ｖ１及び下部冷却水流路Ｕ２における流速ｖ２を等しくするように（ｖ１＝ｖ２）、３方弁４０の開度を調整することによって、ライナ温度の状態を適切に保つことができる。
【００５８】
制御部５は、以上の処理を繰り返し実行でき、例えば所定の時間間隔で実行できる。
【００５９】
以上に説明した制御によって、ライナ保温性能に優れ、且つ冷却水の沸騰やライナ過熱を回避できる効果が得られる。
【００６０】
本発明では、上述した流速制御によって、流速ｖ１と流速ｖ２とを等しく（ｖ１＝ｖ２）することができる。これにより、上部冷却水流路Ｕ１と下部冷却水流路Ｕ２との間の静圧差を実質的になくすことができる。そのため、密封部Ｓ内の冷却水を該密封部Ｓ内に維持できる。これにより、ライナ保温性能に優れる効果が発揮されているものと推定される。
【００６１】
更に、本発明によれば、上述した流速制御によって、密封部Ｓの温度が閾値を超えた場合に、流速ｖ１を流速ｖ２よりも小さく（ｖ１＜ｖ２）することができる。これにより、上部冷却水流路Ｕ１と下部冷却水流路Ｕ２との間に静圧差を発生させて、冷却水を流動させることができる。この流動によって、密封部Ｓ内の冷却水が下部冷却水流路Ｕ２側に排出されると共に、上部冷却水流路Ｕ１側から密封部Ｓ内に、より低温である冷却水が導入される。ウォータージャケットスペーサー１に貫通孔１０ａ、１３ａが設けられていることによって、このような流動を確実に形成することができる。これにより、密封部Ｓが冷却され、冷却水の沸騰やライナ過熱を回避できる効果が発揮されているものと推定される。
【００６２】
このように、流速制御によって密封部Ｓは、常に最適なライナ温度を保つことができる。第１の実施形態によれば、ライナ保温性能に優れ、且つ冷却水の沸騰やライナ過熱を回避できる効果が得られる。
【００６３】
更に、密封部Ｓの流量調整を該密封部Ｓに隣接する冷却水流路の流速差で行えるため、密封部Ｓの流量を直接的に調整するための部品を設ける必要がなく、コストに優れ、且つ部品重量の増加を抑えることができる。
【００６４】
なお、本実施形態では、下限値及び上限値を設けた態様で説明されているが、これに限定されず、上限値（設定値）だけを設けても良い。この場合、所定の設定値を超えていない場合は、流速ｖ１と流速ｖ２とを等しく（ｖ１＝ｖ２）する処理を実行し、所定の設定値を超えた場合は、Ｓ１４の処理を実行することもできる。
【００６５】
〔第２の実施形態〕
図８は、第２の実施形態に係るシリンダ冷却装置全体の概略構成を説明する図である。
この第２の実施形態は、２つの機械式ポンプで流速を制御する方式の例である。
【００６６】
二つのポンプのうちの一つのポンプ２１は、冷却水を第１の冷却水供給路１０５に送液するように構成され、機械式ポンプ又は電動ポンプが用いられる。
また、他の一つのポンプ２２は冷却水を第２の冷却水供給路１０６に送液するように構成され、機械式ポンプが用いられる。
【００６７】
バルブ４１は第２の冷却水供給路１０６上に設けられている。バルブ４１としては、第１の実施形態で用いた制御可能な３方弁や、比例制御式のコントロールバルブを用いることができる。
【００６８】
制御部５は、第１の実施形態と同様に、温度センサー６から入力される測定温度値Ｔを含む温度測定データに基づいて、上部冷却水流路Ｕ１における流速ｖ１及び下部冷却水流路Ｕ２における流速ｖ２を制御する。
【００６９】
第２の実施形態において、制御部５は、バルブ４１開度調整によって、流速ｖ１と流速ｖ２とを等しく（ｖ１＝ｖ２）する制御、及び、流速ｖ１を流速ｖ２より小さく（ｖ１＜ｖ２）する制御を実行する。
この場合、例えば、バルブ４１の開度をある程度小さくした状態（即ち、ｖ２を小さくした状態）でｖ１＝ｖ２を満たすようにポンプの選択や流路断面積の設定等をしておく。この状態から、バルブ４１の開度を大きくすることで、ｖ１＜ｖ２を満たすことができる。
【００７０】
これにより、第２の実施形態においても第１の実施形態と同様の流速制御や流量制御を行うことができ、ライナ保温性能に優れ、且つ冷却水の沸騰やライナ過熱を回避できる効果が得られる。
【００７１】
〔第３の実施形態〕
図９は、第３の実施形態に係るシリンダ冷却装置全体の概略構成を説明する図である。
図９に示す第３の実施形態は、機械式ポンプと電動ポンプで流速制御する方式の例である。
【００７２】
二つのポンプのうちの一つのポンプ２３は、冷却水を第１の冷却水供給路１０５に送液するように構成され、機械式ポンプ又は電動ポンプが用いられる。
また、他の一つのポンプ２４は冷却水を第２の冷却水供給路１０６に送液するように構成され、機械式ポンプが用いられる。
第３の実施形態において、ポンプ２３や２４で用いられる機械式ポンプ又は電動ポンプは流量調整可能であるものが用いられる。
流量調整可能なポンプとしては、ポンプを回転するモータの回転数を制御する手法、ギア式ポンプのギアの回転数を制御する手法などの各種の制御手法を備えたポンプを用いることができる。
第３の実施形態では、第１の実施形態について説明した流量制御の実行装置を、ポンプ２４のみによって機能させるようにしてもよい。
【００７３】
制御部５は、第１の実施形態と同様に、温度センサー６から入力される測定温度値に基づいて、上部冷却水流路Ｕ１における流速ｖ１及び下部冷却水流路Ｕ２における流速ｖ２を制御する。
【００７４】
第３の実施形態において、制御部５は、ポンプ２４の流量調整によって、流速ｖ１と流速ｖ２とを等しく（ｖ１＝ｖ２）する制御、及び、流速ｖ１を流速ｖ２より小さく（ｖ１＜ｖ２）する制御を実行する。
この場合、例えば、ポンプ２４の流量をある程度小さくした状態（即ち、ｖ２を小さくした状態）でｖ１＝ｖ２を満たすようにポンプの選択や流路断面積の設定等をしておく。この状態から、ポンプ２４の流量を大きくすることで、ｖ１＜ｖ２を満たすことができる。
【００７５】
これにより、第３の実施形態においても第１の実施形態と同様の流量制御を行うことができ、ライナ保温性能に優れ、且つ冷却水の沸騰やライナ過熱を回避できる効果が得られる。
【００７６】
第１の冷却水供給路１０５には、流量を比較的大きく確保することが望ましい。上述した第１〜第３の実施形態では、かかる第１の冷却水供給路１０５に冷却水を供給するポンプ２０、２１、２３として、流量を確保し易い機械式ポンプを好ましく適用できる利点もある。
【００７７】
以上の説明では、温度センサーが、密封部Ｓ内の冷却水の温度を測定する場合について示したが、これに限定されない。温度センサーは、ライナ温度を直接的あるいは間接的に反映できるものであればよく、例えば、ライナやライナ近傍の温度を測定するように設けられてもよい。
【００７８】
以上の説明では、流速ｖ１と流速ｖ２とを等しく（ｖ１＝ｖ２）する制御と、流速ｖ１を流速ｖ２より小さく（ｖ１＜ｖ２）する制御からなる２段階の流量制御を行っているが、これに限定されない。例えば、測定温度値Ｔの大きさに応じて、３段階以上の流量制御を行ってもよい。
【００７９】
３段階以上の流量制御を行う場合、制御部５は、測定温度値Ｔが、予め設定されているランクに該当するかを判断し、判断されたランクに対応する流速差を形成するための制御信号を、実行部７に出力することもできる。
【００８０】
以上の説明では、温度測定値Ｔの上限値Ｔｍａｘと下限値Ｔｍｉｎとを異なる値に設定しているが、これらは同じ値に設定されてもよい。
【００８１】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、上記形態に限定されない。
上記形態では、密封部Ｓを冷却する際に、上部冷却水流路Ｕ１における冷却水の流速ｖ１を、下部冷却水流路Ｕ２における冷却水の流速ｖ２より小さく（ｖ１＜ｖ２）する制御を行っているが、これに限定されず、ｖ１とｖ２に差を生じるものであればよい。
【００８２】
例えば、ｖ１＜ｖ２とする制御に代えて、ｖ１＞ｖ２とする制御を行うことができる。この場合、下部冷却水流路Ｕ２から、密封部Ｓを介して、上部冷却水流路Ｕ１に向かう液流を形成できる。結果として、密封部Ｓの冷却水が流動、置換され、密封部が冷却される。
【００８３】
また上記形態では、貫通孔１０ａ、１３ａの形状を円形にしているが、これに限定されない。貫通孔１０ａ、１３ａは、例えば、楕円形でもよいし、三角形、四角形、五角形、六角形等のような多角形であってもよい。
【００８４】
また上記形態では、各下部貫通孔１０ａをシール本体１０の周方向に所定の間隔を置いて複数（図示の例では１０個）設けているが、これに限定されない。下部貫通孔１０ａの配置間隔や個数は、流量制御のために適宜設定することができる。下部貫通孔１０ａの個数は、例えば１個又は２個でもよいが、流量制御をより好適に行う観点では３個以上であることが好ましい。これらは、第１シールシップ部１３に設けられる上部貫通孔１３ａについても同様である。
【００８５】
シール本体１０における下部貫通孔１０ａの形成位置は格別限定されないが、シール本体１０の下端部側であることが好ましい。これにより、冷却時に、密封部Ｓ内の冷却水を効率的に置換できる。また、ボア側シールシップ部１３における上部貫通孔１３ａの形成位置は格別限定されないが、ボア側シールシップ部１３によるシール面よりも基端部側であることが好ましい。これにより、冷却時に、密封部Ｓ内の冷却水を効率的に置換できる。
【００８６】
さらに上記形態では、スペーサー本体１０を、芯材１１と、この芯材１１の表面に被覆形成された弾性体１２とによって構成しているが、これに限定されない。スペーサー本体１０は、芯材１１のみにより構成されてもよい。この場合、ボア側シールリップ部１３及び反ボア側シールリップ部１４のみを弾性体１２によって構成することができる。
【００８７】
さらに上記形態では、反ボア側シールリップ部１４の長さは、ウォータージャケット１０２内に挿入された際に、閉塞部材であるシリンダヘッドガスケット３００に接しない程度の長さであるが、これに接する長さを有してもよい。なお、反ボア側シールリップ部１４の長さを閉塞部材に接するように設計しても、ウォータージャケット１０２の溝幅や深さの公差が大きいこと等に起因して、実際には閉塞部材との間に隙間を生じ得る。
【００８８】
また上記形態では、スペーサー本体１０を、ウォータージャケット１０２の溝底に直接接触させているが、スペーサー本体１０の下端部にシールリップ部又はビード部を設けて、このシールリップ部又はビード部をウォータージャケット１０２の溝底に接触させるようにしてもよい。
【００８９】
また上記形態では、ウォータージャケット１０２が溝底に向かうにつれて幅狭になるように形成されているが、これに限定されない。ウォータージャケット１０２は、冷却水が流通可能であればよく、例えば、深さ方向に一定の幅で形成されてもよい。
【００９０】
本発明の内燃機関は、以上に説明したシリンダ冷却装置を備える。これにより、ライナ保温性能に優れ、且つ冷却水の沸騰やライナ過熱を回避できる効果が得られる。内燃機関は格別限定されず、例えば自動車用エンジンや産業機械用エンジン等、種々の分野に幅広く使用できる。
【符号の説明】
【００９１】
１：ウォータージャケットスペーサー
１０：スペーサー本体
１０ａ：貫通孔
１１：合成樹脂芯材
１２：弾性体
１３：ボア側シールリップ部
１３ａ：貫通孔
１４：反ボア側シールリップ部
１００：シリンダブロック
１０１：ボア
１０２：ウォータージャケット
１０２ａ：ボア側内壁面
１０２ｂ：反ボア側内壁面
１０３：ボア壁
１０４：ピストン
１０５：冷却水供給路
１０６：冷却水排出路
２００：シリンダヘッド
３００：シリンダヘッドガスケット
Ｓ：密封部
５：制御部
５１：入出力部
５２：記憶部
６：温度センサー
６１：測定部
６２：出力部
７：実行部
７１：入力部
７２：実行装置
８：返送管
２０、２１、２３、２４：ポンプ  
４０：マルチコントロールバルブ（３方弁）
４１：バルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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