(57)【要約】【課題】エンジンの冷却構造によれば、エンジンの燃費の低減を図ることにある。【解決手段】エンジンの冷却構造は、少なくとも１個以上のシリンダ３が設けられたシリンダブロック２と、シリンダブロック２に形成されて冷却水を流通させるウォータージャケット４と、ウォータージャケット４のシリンダブロック側壁面４ａに設けられた複数の熱膨張部材５とを備えている。熱膨張部材５は、冷却水が所定の低温時は、収縮していて基端側５ａとシリンダボア側壁面４ｂとは非接触である。冷却水が所定の高温時になると、ウォータージャケット４のシリンダボア側壁面４ｂに向かって熱膨張及び隆起して、所定時間経過後に基端側５ａとシリンダボア側壁面４ｂとが接触する。熱膨張部材５は、プレート状に形成され、シリンダブロック側壁面４ａにその下方から上方に向かって冷却水の流れ方向に沿って配置される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１個以上のシリンダが設けられたシリンダブロックと、
前記シリンダブロックに形成されて冷却水を流通させるウォータージャケットと、
前記ウォータージャケットのシリンダブロック側壁面に設けられた複数の熱膨張部材と、を備え、
前記熱膨張部材は、前記冷却水が所定の高温時に前記ウォータージャケットのシリンダボア側壁面に向かって熱膨張して前記シリンダボア側壁面と接触し、
前記冷却水が所定の低温時に収縮して、前記シリンダボア側壁面と非接触となる
ことを特徴とするエンジンの冷却構造。
【請求項２】
前記熱膨張部材がプレート状に形成され、前記シリンダブロック側壁面にその下方から上方に向かって冷却水の流れ方向に沿って配置された
請求項１のエンジンの冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの冷却構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用のエンジンでは、シリンダブロックおよびシリンダヘッド内でシリンダ周りにウォータージャケットを設け、このウォータージャケット内を流れる冷却水によってエンジンの冷却を行う冷却構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１５８９３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ウォータージャケットのシリンダボア側壁面の方がシリンダブロック側壁面よりも高温になり、ウォータージャケットの両壁間に温度差が生じる。
【０００５】
これにより、十分にシリンダボア側壁面が冷却されない場合には、シリンダブロック側壁面は熱膨張のために変形してしまい、シリンダボアの変形によるオイル上がりや、シリンダブロック表面が変形してガスケットのシール不良につながる。
【０００６】
また、エンジンの始動時などエンジンが暖機されていない状態では、燃焼により発生した冷却損失を高い割合でエンジンオイルへ伝熱させるのが望ましく、シリンダボアへの伝熱は低い割合に抑えたい。しかしながらエンジンが始動することで冷却水はシリンダ壁の冷却を始めてしまうので、この冷却水によってシリンダ壁の温度上昇が妨げられ、シリンダボアへの伝熱を低い割合に抑えることができない。その結果、エンジンが暖機を終了するのに要する時間が長くなり、エンジンオイルの粘性が低い状態が続くため、フリクション増加等による燃費の悪化を招く課題がある。
【０００７】
本発明は、暖機時におけるシリンダから冷却水への熱伝達を抑制すると共に、暖機終了後におけるシリンダから冷却水への熱伝達を促進して、エンジンの燃費を効果的に低減することができるエンジンの冷却構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明のエンジンの冷却構造は、少なくとも１個以上のシリンダが設けられたシリンダブロックと、前記シリンダブロックに形成されて冷却水を流通させるウォータージャケットと、前記ウォータージャケットのシリンダブロック側壁面に設けられた複数の熱膨張部材と、を備え、前記熱膨張部材は、前記冷却水が所定の高温時に前記ウォータージャケットのシリンダボア側壁面に向かって熱膨張して前記シリンダボア側壁面と接触し、前記冷却水が所定の低温時に収縮して、前記シリンダボア側壁面と非接触となることを特徴とする。
【０００９】
また、熱膨張部材がプレート状に形成され、前記シリンダブロック側壁面にその下方から上方に向かって冷却水の流れ方向に沿って配置されていてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のエンジンの冷却構造によれば、暖機時におけるシリンダから冷却水への熱伝達を抑制すると共に、暖機終了後におけるシリンダから冷却水への熱伝達を促進して、エンジンの燃費を効果的に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係るエンジンの冷却構造の要部を示す模式的な組立斜視図である。
【図２】本実施形態に係るエンジンの冷却構造の要部における冷却水の流れを示す模式的な斜視図である。
【図３】本実施形態に係るエンジンの冷却構造の模式的な上面図である。
【図４】本実施形態に係るエンジンの冷却構造の模式的な断面図である。
【図５】本実施形態に係るエンジンの冷却構造の要部を拡大した模式的な斜視図である。
【図６】本実施形態に係る熱膨張部材の低温時を示す模式的な上視図である。
【図７】本実施形態に係る熱膨張部材の高温時を示す模式的な上視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図に基づいて、本発明の一実施形態に係るエンジン１の冷却構造について説明する。なお、添付図において、シリンダヘッド側を上方とした。
【００１３】
図１〜４に示すように、本実施形態のエンジン１は、直列４気筒のエンジン１であり、シリンダブロック２と、ウォータージャケット４（図３，４のみに示す）と、複数の熱膨張部材５（図１に一部のみ示す）と、ウォーターギャラリー６（図２のみに示す）と、ウォータージャケット導入口７（図２のみに示す）と、連通孔８（図２のみに示す）と、を備えている。
【００１４】
シリンダブロック２は、１列に配列された４つのシリンダ３を備えている。ウォータージャケット４は、シリンダブロック２において４つのシリンダ３の周囲を取り囲んでおり、シリンダブロック２のトップデッキから彫り込まれて形成されて、シリンダブロック側壁面４ａと、シリンダ側にシリンダボア側壁面４ｂとを備える。熱膨張部材５は、シリンダブロック側壁面４ａに配置されている。ウォーターギャラリー６は、シリンダブロック２内にシリンダ３の列方向に沿って形成されている。ウォーターギャラリーの入口６ａには図示しないウォーターポンプを備える。ウォータージャケット導入口７は、４つのシリンダに対応して設けられており、ウォーターギャラリー６からウォータージャケット４に向けて開口している。連通孔８は、シリンダブロック２とシリンダヘッドとの間に介在される図示しないガスケットに設けられ、４つのシリンダ３に対応して、シリンダヘッド側の図示しないウォータージャケットと連通している。
【００１５】
熱膨張部材５は、図５に示すように、基端側５ａがシリンダブロック側壁面４ａと接合され、周方向に所定の間隔で複数配置されている。より詳しくは、熱膨張部材５はプレート状に形成され、シリンダブロック側壁面４ａの下方から上方に向かって、冷却水の流れ方向に沿うように螺旋状又は傾斜して設けられている。
【００１６】
また、熱膨張部材５は、冷却水が所定の低温時（例えば０〜５０℃）では、図６に示すように、収縮していて先端側５ｂとシリンダボア側壁面４ｂとは非接触である。冷却水が所定の高温時（例えば６０〜８０℃）になると、熱膨張部材５はウォータージャケット４のシリンダボア側壁面４ｂに向かって熱膨張及び隆起して、図７に示すように、所定時間経過後に先端側５ｂとシリンダボア側壁面４ｂとが接触する。
【００１７】
次に、本実施形態に係るエンジン１の冷却構造の作用効果について説明する。
【００１８】
ウォーターポンプによってウォーターギャラリーの入口６ａからウォーターギャラリー６に圧送された冷却水は、ウォータージャケット導入口７を通り、ウォータージャケット４に流入する。ウォータージャケット４へ流入した冷却水はそれぞれのシリンダ３間をシリンダヘッド側に向かい流れる。その後冷却水は、連通孔８を通りシリンダヘッド側のウォータージャケットに流入する。
【００１９】
エンジン１の始動時、冷却水の温度は低く、熱膨張部材５は収縮するため、先端側５ｂとシリンダボア側壁面４ｂとは非接触となる（図６参照）。この場合、シリンダボア側壁面４ｂ付近での水流の向きは乱雑になっているため、シリンダボア側壁面４ｂの熱は冷却水へ伝達されにくくなる。
【００２０】
一方、エンジン１始動時から時間が経過して、暖機終了後の通常時において冷却水が所定の温度になると、熱膨張部材５はシリンダボア側壁面４ｂに向かい熱膨張及び隆起して、先端側５ｂがシリンダボア側壁面４ｂ側に移動する。所定の時間の経過後に先端側５ｂとシリンダボア側壁面４ｂとは接触する（図７参照）。
【００２１】
この場合、ウォータージャケット４内をシリンダヘッド側に向かう冷却水は、シリンダブロック側壁面４ａからシリンダボア側壁面４ｂにわたり、下方から上方に向けて熱膨張部材５の側面５ｃにより整流される。これにより、水流の向きが乱雑になっている場合と比べ、シリンダボア側壁面４ｂの熱が冷却水へ伝達されやすくなる。
【００２２】
また、熱膨張部材５により、シリンダブロック側壁面４ａとシリンダボア側壁面４ｂが連結されるため、シリンダボア側壁面４ｂの熱がシリンダブロック側壁面４ａに伝導される。
【００２３】
したがって、熱膨張部材５は、エンジン１の始動時から所定時間の暖機時は収縮しているため、シリンダボア側壁面４ｂから熱伝導を介した冷却水への伝熱がされにくくなり、結果として燃焼により発生する冷却損失エネルギが高い割合でオイルへ流れてオイル温度の上昇が加速され、オイルの粘性が低下によりフリクションが低減する。また、暖機終了後の通常時は、熱膨張及び隆起してシリンダボア側壁面４ｂと接触するため、暖機性を損なうことなく系に必要な除熱量が確保され、シリンダの変形が抑制される。以上より効果的に燃費を低減させることができる。
【００２４】
なお、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、適宜変形して実施することが可能である。
【００２５】
例えば直列４気筒のエンジンに限定されず、直列以外のエンジンや、１気筒以上の複数気筒のエンジンなど、他のエンジンにも広く適用することが可能である。
【符号の説明】
【００２６】
１  エンジン
２  シリンダブロック
３  シリンダ
４  ウォータージャケット
４ａ  シリンダブロック側壁面
４ｂ  シリンダボア側壁面
５  熱膨張部材
５ａ  基端側
５ｂ  先端側
５ｃ  側面
６  ウォーターギャラリー
６ａ  ウォーターギャラリーの入口
７  ウォータージャケット導入口
８  連通孔
【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】
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