(57)【要約】【課題】内燃機関構成部材から内燃機関の冷却構造への熱伝達性を高めることができる内燃機関の冷却構造を提供することを目的とする。【解決手段】内燃機関構成部材５に設けられた冷媒流路７内に一部が突出すると共に、内燃機関構成部材に鋳込まれる、内燃機関の冷却構造であって、内燃機関の冷却構造１の鋳込み部分１ｃには、被覆層４が形成されており、被覆層４は、内燃機関構成部材５と同一の材料を用いて構成される、内燃機関の冷却構造。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関構成部材に設けられた冷媒流路内に一部が突出すると共に、前記内燃機関構成部材に鋳込まれる、内燃機関の冷却構造であって、
前記内燃機関の冷却構造の鋳込み部分には被覆層が形成されており、
前記被覆層は、前記内燃機関構成部材と同一の材料を用いて構成される、
内燃機関の冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の冷却構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、車載用内燃機関としてシリンダーブロックやシリンダーヘッド等の内燃機関構成部材を有する内燃機関が知られている。内燃機関を駆動すると、内燃機関構成部材は、高温になる。内燃機関構成部材に冷却構造を設けることによって、内燃機関の過熱を抑制することができる。
特許文献１には、内燃機関構成部材に設けられた冷媒流路内に一部が突出すると共に、内燃機関構成部材に鋳込まれる冷却構造が開示されている。
【０００３】
内燃機関構成部材の熱は、冷却構造を介して、冷媒流路内の冷媒に伝導される。冷却構造が設けられた内燃機関構成部材は、冷却構造が設けられていない内燃機関構成部材よりも、冷媒流路の表面積が大きくなる。したがって、放熱効率が良い。
【０００４】
内燃機関構成部材は、例えば、アルミニウム合金等の金属を用いて構成される。冷却構造は、内燃機関構成部材よりも、熱伝導率が高い金属を用いて構成されることが好ましい。つまり、内燃機関構成部材と冷却構造とは、異なる材料を用いて構成されることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１８８４１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
発明者らは、内燃機関の冷却構造に関し、以下の課題を見出した。
内燃機関構成部材と冷却構造とが異なる材料を用いて構成されているため、冷却構造を内燃機関構成部材に鋳込む際に、内燃機関構成部材と冷却構造との間に隙間が発生することがある。内燃機関構成部材と冷却構造との間に隙間が発生すると、隙間に入り込んだ空気によって、内燃機関構成部材から冷却構造への熱伝達性が低下する。したがって、隙間の発生を抑制することによって、内燃機関構成部材から冷却構造への熱伝達性を高めることができる。
【０００７】
本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、内燃機関構成部材から熱伝導部材への熱伝達性を高めることができる内燃機関の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】
上記目的を達成する一態様は、内燃機関構成部材に設けられた冷媒流路内に一部が突出すると共に、前記内燃機関構成部材に鋳込まれる、内燃機関の冷却構造であって、前記内燃機関の冷却構造の鋳込み部分には被覆層が形成されており、前記被覆層は、前記内燃機関構成部材と同一の材料を用いて構成される。
【０００９】
本発明に係る内燃機関の冷却構造では、内燃機関の冷却構造の鋳込み部分には被覆層が形成されており、被覆層は、内燃機関構成部材と同一の材料を用いて構成される。被覆層及び内燃機関構成部材が同一の材料を用いて構成されているため、内燃機関の冷却構造を内燃機関構成部材に鋳込む際に、内燃機関の冷却構造と内燃機関構成部材との間において隙間が発生することを抑制することができる。そのため、内燃機関構成部材から内燃機関の冷却構造への熱伝達性を高めることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、内燃機関構成部材から内燃機関の冷却構造への熱伝達性を高めることができる内燃機関の冷却構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】内燃機関構成部材の部分断面図である。
【図２】本実施の形態に係る内燃機関の冷却構造の断面図である。
【図３】熱伝導部材の断面図である。
【図４】熱伝導部材の正面図である。
【図５】熱伝導部材の変形例の断面図である。
【図６】熱伝導部材の変形例の正面図である。
【図７】熱伝導部材の変形例の斜視図である。
【図８】熱伝導部材の変形例の斜視図である。
【図９】熱伝導部材の変形例の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。
【００１３】
まず、図１〜４を参照して、内燃機関の冷却構造の構成について説明する。図１は、内燃機関構成部材の部分断面図である。内燃機関構成部材５は、図１に示すように、内燃機関の冷却構造１を有する。内燃機関構成部材５には、図１に示すように、冷媒流路７及び点火プラグ取付孔８が設けられている。なお、当然のことながら、図１及びその他の図面に示した右手系ｘｙｚ直交座標は、構成要素の位置関係を説明するための便宜的なものであり、図面間で共通である。
【００１４】
図２は、本実施の形態に係る内燃機関の冷却構造の断面図である。内燃機関の冷却構造１は、図２に示すように、熱伝導部材２及び被覆層４を備える。熱伝導部材２には、脱落防止部３が設けられている。図２には、内燃機関構成部材５の一部も図示されている。図３は、熱伝導部材の断面図である。図４は、熱伝導部材の正面図である。
【００１５】
内燃機関構成部材５は、シリンダーヘッドである。内燃機関構成部材５は、シリンダーブロック（不図示）と組み合わせられて、内燃機関として使用される。内燃機関内には、燃料を燃焼することができる燃焼室が設けられている。
【００１６】
内燃機関構成部材５には、点火プラグ取付孔８が設けられている。点火プラグ取付孔８には、点火プラグ（不図示）が取付けられる。また、内燃機関構成部材５内には、インテークポート（不図示）やエキゾーストポート（不図示）が設けられている。
【００１７】
燃焼室において燃料を燃焼する際には、まず、インテークポートから燃焼室に燃料と空気との混合ガスを取り込む。そして、燃焼室において、点火プラグを用いて、混合ガスに着火し、燃焼させる。混合ガスが燃焼されると、排気ガスが生じる。排気ガスは、エキゾーストポートから排気される。
【００１８】
燃焼室において混合ガスが燃焼されると、内燃機関構成部材５は、高温になる。そこで、内燃機関構成部材５に、冷媒流路７を設ける。冷媒流路７内には、冷媒が流通している。冷媒流路７に冷媒を流通することによって、内燃機関構成部材５の過熱を抑制することができる。冷媒は、例えば、水やエチレングリコールを用いて構成される。
【００１９】
冷媒流路７は、例えば、図１に示すように、点火プラグ取付孔８の近傍に設けられる。しかしながら、冷媒流路７が設けられる位置は、内燃機関構成部材５内であれば、特に限定されない。冷媒流路７は、例えば、インテークポートやエキゾーストポートの近傍に設けられてもよい。
【００２０】
内燃機関構成部材５は、例えば、アルミニウム合金等の金属を用いて構成される。内燃機関構成部材５の造形方法は、特に限定されない。内燃機関構成部材５は、例えば、低圧鋳造によって造形される。
【００２１】
内燃機関の冷却構造１は、図２に示すように、冷媒流路７に向かって一部が突出している。内燃機関の冷却構造１は、熱伝導部材２と、熱伝導部材２の表面の一部に形成される被覆層４と、を備える。図２に示すように、被覆層４が形成されていない領域を露出部１ａとする。被覆層４が形成されている領域を被覆部１ｂとする。また、内燃機関の冷却構造１が内燃機関構成部材５に鋳込まれている領域を、鋳込み部分１ｃとする。
【００２２】
熱伝導部材２は、例えば、円柱状の部材である。熱伝導部材２には、図２に示すように、脱落防止部３が設けられている。熱伝導部材２の造形方法は、十分な剛性を付与することができる方法であれば、特に限定されない。脱落防止部３が設けられた熱伝導部材２は、例えば、低圧鋳造によって造形される。熱伝導部材２は、内燃機関構成部材５よりも、熱伝導率が高い材料を用いて構成される。熱伝導部材２は、例えば、銅やグラファイトシートを用いて構成される。
【００２３】
脱落防止部３は、例えば、図３に示すように、熱伝導部材２の外周面から略垂直に突出するように設けられている。つまり、脱落防止部３は、図４に示すように、熱伝導部材２の外周面にフランジ状に設けられている。
【００２４】
熱伝導部材２の表面には、被覆層４が形成されている。具体的には、図２に示すように、被覆部１ｂに被覆層４が形成されている。被覆部１ｂには、被覆層４を形成する方法は、熱伝導部材２と被覆層４とを十分に接触させることができる方法であれば、特に限定されない。被覆層４は、例えば、熱伝導部材２に溶湯を溶射することによって形成される。また、予め造形された被覆層４と、熱伝導部材２と、は、溶接、ロウ付け、又は圧着等によって、接合されてもよい。熱伝導部材２及び被覆層４が十分に接触しているため、熱伝導部材２と被覆層４との間には、隙間が生じにくい。
【００２５】
被覆層４を形成する際には、被覆部１ｂにのみ被覆層４を形成する。つまり、露出部１ａには、被覆層４を形成しない。また、熱伝導部材２全体に被覆層４を形成した後に、切削加工を施すことによって、露出部１ａにおいて熱伝導部材２を露出させてもよい。露出部１ａの表面積が大きいほど、内燃機関の冷却構造１から冷媒への放熱効率が良くなる。したがって、熱伝導部材２に被覆層４を形成する際には、露出部１ａの表面積が大きくなるように被覆層４が形成されることが好ましい。
【００２６】
内燃機関の冷却構造１の鋳込み部分１ｃは、図１に示すように、内燃機関構成部材５に鋳込まれる。内燃機関の冷却構造１を鋳込む際には、図２に示すように、露出部１ａが冷媒流路７に突出するように配置される。露出部１ａは、図２に示すように、内燃機関構成部材５と直接接触しないように配置されることが好ましい。つまり、鋳込み部分１ｃ全体に、被覆層４が形成されていることが好ましい。また、脱落防止部３は、図２に示すように、内燃機関構成部材５に埋め込まれるように配置されていることが好ましい。
【００２７】
冷媒流路７は、内燃機関構成部材５を造形する際に、中子を用いて形成される。そこで、中子に内燃機関の冷却構造１を固定した後に、内燃機関構成部材５を造形することによって、内燃機関の冷却構造１を所定の位置に鋳込むことができる。
【００２８】
被覆層４は、内燃機関構成部材５と同一の材料を用いて構成される。被覆層４は、例えば、アルミニウム合金を用いて構成される。被覆層４及び内燃機関構成部材５は、同一の材料で構成されているため、異なる材料を用いて構成されている部材同士よりも、親和性が高い。したがって、被覆層４及び内燃機関構成部材５は、鋳込まれる際に、十分に接触しやすい。そのため、被覆層４と内燃機関構成部材５との間には、隙間が生じにくい。
【００２９】
被覆層４と内燃機関構成部材５との間に隙間が生じにくいため、内燃機関構成部材５から被覆層４への熱伝達性は、高い。また、熱伝導部材２と被覆層４との間に隙間が生じにくいため、被覆層４から熱伝導部材２への熱伝達性は、高い。したがって、被覆層４を形成することによって、内燃機関構成部材５から熱伝導部材２への熱伝達性が、被覆層４を形成しない場合よりも向上される。
【００３０】
被覆層４が形成されない場合、内燃機関の冷却構造１と内燃機関構成部材５との間に隙間が生じることがある。隙間が生じている場合、内燃機関構成部材５は、内燃機関の冷却構造１の形状に対応する凹部を有する状態に近い強度を有する。
【００３１】
被覆層４が形成される場合、熱伝導部材２と被覆層４との間には、隙間が生じにくく、かつ、被覆層４と内燃機関構成部材５との間には、隙間が生じにくい。隙間が生じていない場合、内燃機関構成部材５は、内燃機関の冷却構造１の形状に対応する凹部を有する状態に近い強度を有する。つまり、被覆層４が形成される場合、被覆層４が形成されない場合よりも、内燃機関構成部材５の強度が高い。
【００３２】
被覆層４と内燃機関構成部材５との間に隙間が生じにくいため、被覆層４は、内燃機関構成部材５から剥離しにくい。また、熱伝導部材２及び被覆層４は、十分に接触しているため、被覆層４は、熱伝導部材２から剥離しにくい。したがって、内燃機関の冷却構造１は、内燃機関構成部材５から剥離しにくい。
【００３３】
また、熱伝導部材２は、脱落防止部３が設けられているため、脱落防止部３が設けられていない場合よりも、被覆層４に引っかかりやすい。そのため、万一、熱伝導部材２から被覆層４が剥離しても、熱伝導部材２は、脱落しにくい。したがって、熱伝導部材２が冷媒流路７内に脱落することによって、冷媒流路７が封鎖される虞が少ない。そのため、冷媒流路７内における冷媒の通液が、冷媒流路７が封鎖されることによって、妨げられる虞が少ない。
【００３４】
次に、図２及び図５〜９を参照して、熱伝導部材２の変形例について説明する。図５は、熱伝導部材の変形例の断面図である。図６は、熱伝導部材の変形例の正面図である。図７〜９は、熱伝導部材の変形例の斜視図である。なお、図５〜９は、熱伝導部材２の形状の一例を示すものであり、熱伝導部材２の形状を限定するものではない。
【００３５】
熱伝導部材２は、図５に示すように、脱落防止部３が熱伝導部材２に対して斜めに設けられていてもよい。つまり、図６に示すように、傘状の脱落防止部３が設けられていてもよい。脱落防止部３の形状が傘状である場合、脱落防止部３の形状がフランジ状である場合よりも、熱伝導部材２は、被覆層４に、さらに引っかかりやすい。
【００３６】
図２及び図５〜６では、熱伝導部材２が円柱状である場合について説明した。しかしながら、熱伝導部材２の形状は特に限定されない。熱伝導部材２は、例えば、図７〜９に示すように、板状であってもよい。熱伝導部材２が板状である場合、例えば、図７に示すように、貫通孔状の脱落防止部３を熱伝導部材２に設けてもよい。あるいは、図８に示すように、脱落防止部３を、ｘｙ平面に平行な凸部としてもよい。図９に示すように、円柱状の脱落防止部３を熱伝導部材２の側面から延設してもよい。
【００３７】
本実施の形態に係る発明によって、内燃機関構成部材から内燃機関の冷却構造への熱伝達性を高めることができる内燃機関の冷却構造を提供することができる。
【００３８】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。本実施の形態では、内燃機関構成部材５がシリンダーヘッドである場合について説明した。しかしながら、本発明は、内燃機関を構成する部材であれば、どのような技術にも適用することができる。本発明は、例えば、内燃機関構成部材５がシリンダーブロックである場合に適用することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１  内燃機関の冷却構造
１ａ  露出部
１ｂ  被覆部
１ｃ  鋳込み部分
２  熱伝導部材
３  脱落防止部
４  被覆層
５  内燃機関構成部材
７  冷媒流路
８  点火プラグ取付孔
【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】
2019157778.tif 000009
【図８】
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【図９】
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