(57)【要約】      （修正有）【課題】エンジン始動時の早い昇温と冷却水による高い冷却能力を兼ね備えたシリンダブロックを提供する。【解決手段】シリンダボア２を囲むようにウォータージャケット３が設けられたシリンダブロック１であって、シリンダボア内壁面４とウォータージャケットとの間に、有機相転移材と金属とからなる複合材層５を設けてなる、前記シリンダブロック。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダボアを囲むようにウォータージャケットが設けられたシリンダブロックであって、
シリンダボア内壁面とウォータージャケットとの間に、有機相転移材と金属とからなる複合材層を設けてなる、前記シリンダブロック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダブロックに関し、さらに詳しくはシリンダボア内壁面とウォータージャケットとの間に特定の構成材を設けることによってエンジン始動時の早い昇温とクーラントである冷却水による高い冷却能力を兼ね備えたシリンダブロックに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シリンダブロックについて、複数列設されたシリンダボアの外周に冷却水を流通させることのできるウォータージャケットを備えてなる構成を基本構造として、始動時の昇温を早く高温時には冷却水でオーバーヒートが生じないように様々な検討がなされてきた。
例えば、特許文献１には、ウォータージャケットと過冷却状態からの相変化に伴い潜熱を放出する潜熱型の蓄熱材とを備え、エンジンの始動時に蓄熱材に潜熱を放出させることによりシリンダボア壁を加熱するシリンダブロックが記載されており、前記の潜熱型の蓄熱材として金属材料製の容器に収容された酢酸ナトリウム・３水和物が示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、燃焼室を形成する母材の少なくとも一部の、燃焼室内に臨む壁面に２種の断熱材からなる断熱膜が形成されたシリンダブロックが記載されており、前記の断熱膜を構成する第１の断熱材として中実セラミックが、第２の断熱材として中空のセラミックビーズなどの微細多孔構造の断熱材が示されている。
さらに、特許文献３には、シリンダボアと冷却媒体通路との間に設けられた溝部と、溝部に設けられた高熱伝導材とを備え、前記高熱伝導材が、シリンダブロックの母材よりも高い線膨張係数を有するとともに、冷却媒体の温度が所定値よりも高い場合に溝部の壁面に接触するように、溝部の壁面に対して非接触の状態で設けられているシリンダブロックが記載されており、前記の高熱伝導材として亜鉛、アルミニウム合金が示されている。
【０００４】
しかし、これらの従来技術によっては、エンジン始動時の早い昇温と冷却水による高い冷却能力を兼ね備えたシリンダブロックを得ることは困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２４７４６０号公報
【特許文献２】国際公開第２００９／０２０２０６号公報
【特許文献１】特開２０１２−０９２７５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、エンジン始動時の早い昇温と冷却水による高い冷却能力を兼ね備えたシリンダブロックを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、シリンダボアを囲むようにウォータージャケットが設けられたシリンダブロックであって、
シリンダボア内壁面とウォータージャケットとの間に、有機相転移材と金属とからなる複合材層を設けてなる、前記シリンダブロックに関する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、エンジン始動時の早い昇温と冷却水による高い冷却能力を兼ね備えたシリンダブロックが得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の実施態様のシリンダブロックを説明するための断面模式図である。
【図２】図２は、本発明の実施態様のシリンダブロックの一部断面写真の写しである。
【図３】図３は、図１の一部断面拡大模式図である。
【図４】図４は、比較例１のシリンダブロックの一部断面拡大模式図である。
【図５】図５は、比較例２のシリンダブロックの一部断面拡大模式図である。
【図６】図６は、本発明の実施態様のシリンダブロックにおける種々の有機相転移材の特性を示す表である。
【図７】図７は、実施例において試料の測定を行った装置の各部材の構成を説明するための模式図である。
【図８】図８は、実施例において試料の測定を行った装置の平面模式図である。
【図９】図９は、実施例において試料の測定を行った簡易評価装置の模式図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施態様のシリンダブロックにおける有機相転移材と金属とからなる複合層の斜視模式図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施態様のシリンダブロックにおける有機相転移材と金属とからなる複合材層の平面および側面模式図である。
【図１２】図１２は、実施例１のシリンダブロックにおける複合材層の昇温時の昇温性（暖機特性）を比較例と比較して示すグラフある。
【図１３】図１３は、実施例２のシリンダブロックにおける複合材層の昇温時の昇温性を比較例の試料と比較して示すグラフある。
【図１４】図１４は、実施例３のシリンダブロックにおける複合材層の昇温時の昇温性を比較例の試料と比較して示すグラフある。
【図１５】図１５は、実施例１のシリンダブロックにおける複合材層の冷却特性を比較例の試料と比較して示すグラフある。
【図１６】図１６は、実施例２のシリンダブロックにおける複合材層の冷却特性を比較例の試料と比較して示すグラフある。
【図１７】図１７は、実施例３のシリンダブロックにおける複合材層の冷却特性を比較例の試料と比較して示すグラフある。
【図１８】図１８は、実施例１、２、３と比較例１のシリンダブロックにおける複合材層の冷却特性をまとめて比較して示すグラフある。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施態様について図面を参照して詳説する。
本発明の実施態様のシリンダブロック１は、図１−３に示すように、シリンダボア２を囲むようにウォータージャケット３が設けられ、シリンダボア内壁面４とウォータージャケット３との間に、有機相転移材と金属とからなる複合材層５を設けてなる。
【００１１】
本発明の実施態様のシリンダブロック１は、前記の構成によって、図４のようにシリンダボア内壁面４とウォータージャケット３とが直接接しているシリンダブロックと比べて同等以上の昇温性（暖機特性）を示し、また図５のようにシリンダボア内壁面４とウォータージャケット３との間に断熱材を設けたシリンダブロックと比べて良好な冷却能力を示す。
【００１２】
前記の有機相転移材と金属とからなる層を形成するための有機相転移材としては、パラフィン系炭化水素、例えば融点が３５℃以上、好適には融点が５０℃以上の、通常は融点が１００℃未満のパラフィン系炭化水素、例えば図６の表に示すように、エイコサン（融点：３６．６℃）、テトラコサン（融点：５０．６℃）、ペンタコサン（融点：５３．８℃）、ヘキサコサン（融点：５６．３℃）、ヘプタコサン（融点：５８．８℃）、オクタコサン（融点：６１．４℃）、トリアコンタン（６５．４℃）、ドトリアコンタン（融点：６９．６℃）などが挙げられる。
また、前記の金属としては、粉末状、繊維状、塊状、棒状のアルミニウム、マグネシウムなどが挙げられる。
前記の有機相転移材と金属との割合（有機相転移材：金属）は任意の割合であり得て、例えば５：９５〜９：１の範囲、例えば５：９５〜２５：５０（質量比）であり得る。
【００１３】
本発明によれば、始動時には固体状態の相転移材が熱抵抗になり昇温性が向上し、且つその後、相転移材が相転移して液化すると、熱流は金属部分を主に通過して冷却水へと移動するため、エンジン始動時の早い昇温と冷却水による高い冷却能力を兼ね備えたシリンダブロックを得ることができる。
【実施例】
【００１４】
以下、本発明の実施例を示す。
以下に示す例は、本発明のシリンダブロックの性能を比較するためのものであって、本発明を限定するものではない。
【００１５】
以下の各例においては、シリンダブロックの性能を比較するために、図７−９に模式図を示す簡易評価装置を用いて評価を行った。
前記評価装置において、図９における測温部１ではアルミニウム母材の昇温性を、測温部２では試料の抜熱性（冷却特性）を評価した。
評価試料としては、図１０−１１に模式図を示す形状の試料を作製し、評価を行った。
【００１６】
実施例１
アルミニウム母材に、金属と相転移材としてのエイコサンとを混合した複合材層とを接合して、図７、図１０および図１１に模式図に示す形状の試料を作製した。
得られた試料を用いて評価を行った。
得られた結果を、他の結果とまとめて図１２、図１５および図１８に示す。
【００１７】
実施例２
相転移材としてエイコサンに代えてヘキサコサンを用いた他は実施例１と同様にして試料を作製した。
得られた試料を用いて評価を行った。
得られた結果を、他の結果とまとめて図１３、図１６および図１８に示す。
【００１８】
実施例３
相転移材としてエイコサンに代えてトリアコンタンを用いた他は実施例１と同様にして試料を作製した。
得られた試料を用いて評価を行った。
得られた結果を、他の結果とまとめて図１４、図１７および図１８に示す。
【００１９】
比較例１
複合材層を用いない他は実施例１と同様にして試料を作製した。
得られた試料を用いて評価を行った。
得られた結果を、他の結果とまとめて図１２−１７に示す。
【００２０】
比較例２
アルミニウム母材に、断熱材（ポリスチレン）を接合した他は実施例１と同様にして試料を作製した。
得られた試料を用いて評価を行った。
得られた結果を、他の結果とまとめて図１２−１８に示す。
【００２１】
実施例１の複合材層によれば、図１２から、アルミニウム母材と昇温性は同等以上であること、図１５から、アルミニウム母材との温度差は５℃以下であり抜熱性（冷却特性）が良好であることが理解される。
実施例２の複合材層によれば、図１３から、アルミニウム母材と比較して６０℃までの昇温性向上効果が確認され、図１６から、アルミニウム母材との温度差は５℃以下であり抜熱性が良好であることが理解される。
実施例３の複合材層によれば、図１４から、アルミニウム母材と比較して７０℃までの昇温性向上効果が確認され、図１７から、アルミニウム母材との温度差は５℃以下であり抜熱性が良好であることが理解される。
また、実施例１−３の複合材層によれば、図１５−１８から、断熱材と比較してアルミニウム母材が最高温度に達したときの温度差が４０℃から５℃以下に低減し、抜熱性が良好であることが理解される。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明によれば、エンジンエンジン始動時の早い昇温と冷却水による高い冷却能力を兼ね備えたシリンダブロックが得られる。
【符号の説明】
【００２３】
１    本発明の実施態様のシリンダブロック
２    シリンダボア
３    ウォータージャケット
４    シリンダボア内壁面
５    有機相転移材と金属とからなる複合材層
【図１】
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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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図２】
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