(57)【要約】【課題】  エンジンブロック内に、所定量の潜熱蓄熱材を、不純物の混入なく、確実に封入し得るエンジンブロックの製造方法を提供する。また、当該製造方法に対して好適に用いられ得るエンジンブロック製造用中子を提供する。【解決手段】  蓄熱材収容室形成用塩中子６３は、無水酢酸ナトリウムから構成されている。蓄熱材収容室形成用塩中子６３の内部には、空洞部６３ａが形成されている。蓄熱材収容室形成用塩中子６３を支持するための支持中子６６及び電極付き支持中子６７が、空洞部６３ａにおける開口部６３ｂ及び６３ｃに挿入される。キャビティ５７に溶融金属を流し込んで冷却・固化させることで得られたシリンダヘッド成型品から、支持中子６６のみを除去して空洞部６３ａに水を注入することによって、当該成型品内に酢酸ナトリウム３水和物からなる潜熱蓄熱材が収容される。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンブロックの製造方法において、
水和物が潜熱蓄熱性を有する潜熱蓄熱材の無水物からなる塩中子を用いて、当該エンジンブロックを鋳造し、
前記塩中子が収容されている空間内に水を注入することで、前記潜熱蓄熱材を水和させる、
工程を含んでなる、エンジンブロックの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の、エンジンブロックの製造方法であって、
前記エンジンブロックを鋳造する工程は、
前記エンジンブロックにおける冷却水通路であるウォータージャケットを形成するためのウォータージャケット用中子を、前記塩中子と離隔するように配置することで、前記潜熱蓄熱材が収容される蓄熱材収容室を、前記ウォータージャケットと連通していない独立の空間として形成する工程であることを特徴とする、エンジンブロックの製造方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の、エンジンブロックの製造方法であって、
前記エンジンブロックを鋳造する工程は、
前記エンジンブロックを構成する材料よりも融点が高い材質からなり、前記塩中子を支持するための支持中子を、前記塩中子に形成された穴に挿入する工程を含み、
前記潜熱蓄熱材を水和させる工程は、
前記塩中子に形成された前記穴に、前記水を注入する工程である、
エンジンブロックの製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の、エンジンブロックの製造方法であって、
前記支持中子を挿入する工程は、
前記潜熱蓄熱材の水和物内にて電圧が印加される一対の電極を備えた前記支持中子を、前記電極が前記穴内に収容されるように、前記穴に挿入する工程である、
エンジンブロックの製造方法。
【請求項５】
エンジンブロックの内部に、液状又はゲル状の物体を収容可能な空洞部を形成するための、エンジンブロック製造用中子において、
水和物が潜熱蓄熱性を有する潜熱蓄熱材の無水物から構成されたことを特徴とする、エンジンブロック製造用中子。
【請求項６】
請求項５に記載の、エンジンブロック製造用中子であって、
当該エンジンブロック製造用中子には、前記潜熱蓄熱材の無水物を、所定の水和状態とするために必要な水の量に相当する体積の空洞部が形成されていて、
前記空洞部は、当該エンジンブロック製造用中子の外部に向かって開口する開口部を有することを特徴とする、エンジンブロック製造用中子。
【請求項７】
請求項６に記載の、エンジンブロック製造用中子において、
前記エンジンブロックを構成する材料よりも融点が高い材質からなり、前記潜熱蓄熱材の水和物内にて電圧が印加される一対の電極を備えた構成を有する支持中子を、さらに備え、
前記支持中子は、前記開口部を塞ぐように配置されていることを特徴とする、エンジンブロック製造用中子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンブロックの製造方法に関する。また、本発明は、エンジンブロックの内部に、液状又はゲル状の物体を収容可能な空洞部を形成するために用いられるエンジンブロック製造用中子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、潜熱蓄熱材を用いてエンジンの暖機の進行を促進し得る構成が、広く知られている（例えば、下記特許文献１参照）。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載の装置構成においては、シリンダブロックに蓄熱材収容室が形成されている。この蓄熱材収容室は、シリンダを囲むように形成されている。この蓄熱材収容室内に、例えば、酢酸ナトリウム３水和物（ＣＨ3ＣＯＯＮa・３Ｈ2Ｏ）からなる潜熱蓄熱材が収容されている。この酢酸ナトリウム３水和物は、融点（５８℃）を超える温度から融点以下の温度に冷却されてもゲル相から固相に相変化しない過冷却性を有していて、マイナス２０℃〜マイナス３０℃程度まで冷却されても潜熱を蓄えたまま過冷却状態を維持する特性を有している。また、蓄熱材収容室には、潜熱蓄熱材に電気的衝撃を与えるための一対の電極が配設されている。
【０００４】
かかる構成によれば、運転中のエンジンからの伝熱によって前記潜熱蓄熱材が融点以上に加熱されることで、当該潜熱蓄熱材がゲル状となる。その後、エンジンが停止され、前記潜熱蓄熱材の温度が融点以下に低下しても、当該潜熱蓄熱材はゲル相から固相に相変化せずに過冷却状態となる。これにより、当該潜熱蓄熱材に潜熱が保持される。
【０００５】
そして、始動時に、前記一対の電極間に電圧が印加されることで、過冷却状態のゲル状の前記潜熱蓄熱材に電気的な刺激が与えられる。これにより、当該潜熱蓄熱材の固相への相変化が促進され、当該潜熱蓄熱材から潜熱が速やかに放出される。
【特許文献１】特開平１１−１８２３９３号公報（段落００２２〜００２３、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の特許文献１に記載の構成のように、前記潜熱蓄熱材を収容するための前記蓄熱材収容室をエンジンブロック（シリンダブロック）の内部に形成した構成においては、当該蓄熱材収容室内に前記潜熱蓄熱材を適切に収容させることが困難であった。
【０００７】
すなわち、前記蓄熱材収容室は、通常、以下のようにして形成される。まず、当該蓄熱材収容室に相当する形状を有する砂中子を用いて、鋳造によりエンジンブロック（シリンダブロック）が成型される。次に、鋳造後のエンジンブロック内から砂中子が取り除かれることで、前記蓄熱材収容室が形成される。この砂中子の除去工程において、砂中子を構成する材料が前記蓄熱材収容室内に残留した場合、当該残留物は前記潜熱蓄熱材中の不純物となる。この不純物が前記潜熱蓄熱材中に残留することで、当該潜熱蓄熱材による潜熱の蓄熱作用及び放出作用が適切に行われないことがあり得る。
【０００８】
また、前記蓄熱材収容室は、通常、複雑な形状に形成されるため、当該蓄熱材収容室内に前記潜熱蓄熱材を所定量封入する作業が困難となる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、エンジンブロック内に、所定量の潜熱蓄熱材を、不純物の混入なく、確実に封入し得るエンジンブロックの製造方法を提供することにある。また、本発明の目的は、上述のエンジンブロックの製造方法に対して好適に用いられ得る、エンジンブロック製造用中子を提供することにある。
【００１０】
（Ｍ１）かかる目的を達成するために、本発明のエンジンブロックの製造方法は、以下の工程を含む。（ｐ１）水和物が潜熱蓄熱性を有する潜熱蓄熱材の無水物からなる塩中子を用いて、当該エンジンブロックを鋳造する。（ｐ２）前記塩中子が収容されている空間内に水を注入することで、前記潜熱蓄熱材を水和させる。
【００１１】
前記潜熱蓄熱材の無水物は、前記エンジンブロックを構成する材料（鉄鋼やアルミニウム合金等）よりも融点が高い。よって、当該無水物は、前記エンジンブロックを鋳造する際の塩中子として良好に機能し得る。したがって、前記エンジンブロックを鋳造する工程（ｐ１）において、前記塩中子は、鋳造によって得られた当該エンジンブロックの成型品の内部にて所定の形状を保ったまま残留する。
【００１２】
続いて、前記潜熱蓄熱材を水和させる工程（ｐ２）において、当該成型品の内部における、前記塩中子が収容されている空間内に水が注入される。これにより、当該成型品の内部に残留していた塩中子が前記潜熱蓄熱材の水和物に変化し、当該水和物が収容されている空間（前記塩中子が収容されていた空間）によって蓄熱材収容室が形成される。
【００１３】
この潜熱蓄熱材の水和物の融点は、エンジンの暖機運転が終了した後の冷却液（クーラント）の温度よりも低温である。よって、当該水和物が運転中のエンジンからの伝熱によって前記潜熱蓄熱材が融点以上に加熱されることで、次回のエンジン始動時のために当該水和物に潜熱が蓄熱され得る。
【００１４】
このように、上述の方法においては、前記蓄熱材収容室を形成するための塩中子が、前記潜熱蓄熱材の無水物によって構成されている。そして、前記エンジンブロックの鋳造後に当該塩中子に水が加えられることで、前記潜熱蓄熱材の水和物が前記蓄熱材収容室内に収容される。よって、上述の方法によれば、前記潜熱蓄熱材を収容するための前記蓄熱材収容室が簡易な工程で確実に形成され得る。また、上述の方法によれば、当該蓄熱材収容室内に所定量の前記潜熱蓄熱材が確実に封入され得る。さらに、上述の方法によれば、砂中子の残留物等の不純物の、前記潜熱蓄熱材中への混入が防止され得る。
【００１５】
なお、ここでいう「エンジンブロック」には、シリンダブロックやシリンダヘッド等が含まれる。すなわち、本方法は、例えば、シリンダブロックの製造方法や、シリンダヘッドの製造方法等として適用され得る。さらに、ここでいう「エンジンブロック」には、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の、あらゆる種類のエンジンのエンジンブロックが含まれる。
【００１６】
（Ｍ２）前記（Ｍ１）に記載の方法において、前記エンジンブロックを鋳造する工程（ｐ１）は、前記エンジンブロックにおける冷却水（クーラント）の通路であるウォータージャケットを形成するためのウォータージャケット用中子を、前記塩中子と離隔するように配置することで、前記潜熱蓄熱材が収容される前記蓄熱材収容室を、前記ウォータージャケットと連通していない独立の空間として形成する工程であってもよい。
【００１７】
かかる方法によれば、前記蓄熱材収容室内にて前記潜熱蓄熱材が前記クーラントと混合することが防止される。これにより、前記蓄熱材収容室内における前記潜熱蓄熱材の含水率が、前記クーラントとの混合によって変動することが抑制される。また、前記クーラントの流動によって前記蓄熱材収容室から前記潜熱蓄熱材が移動してしまうことが防止される。よって、本方法によれば、当該蓄熱材収容室内における安定的な潜熱の蓄熱・放出動作が行われ得る、好適な構成のエンジンブロックを、簡易な製造工程で製造することが可能になる。
【００１８】
（Ｍ３）前記（Ｍ１）又は（Ｍ２）に記載の方法において、前記エンジンブロックを鋳造する工程（ｐ１）が、前記塩中子に形成された穴に、当該塩中子を支持するための支持中子を挿入する工程（ｐ１１）を含んでいて、前記潜熱蓄熱材を水和させる工程（ｐ２）が、前記塩中子に形成された前記穴に、前記水を注入する工程であってもよい。ここで、前記支持中子は、前記エンジンブロックを構成する材料よりも融点が高い材質からなる。
【００１９】
かかる方法によれば、前記エンジンブロックを鋳造する工程（ｐ１）において、前記水が注入される前記穴が前記支持中子によって塞がれることで、当該穴への溶湯の流入が抑制され得る。また、前記支持中子を除去した後に、前記穴に前記水が注入されることで、前記塩中子に対する前記水の添加が簡易な工程で確実に行われ得る。ここで、前記穴の寸法を適宜設定することにより、前記蓄熱材収容室内における前記潜熱蓄熱材の水和状態が、簡易な工程で最適に設定され得る。
【００２０】
（Ｍ４）前記（Ｍ３）に記載の方法の、前記支持中子を挿入する工程（ｐ１１）において、前記支持中子として、前記潜熱蓄熱材の水和物内にて電圧が印加される一対の電極を備えたもの（以下、「電極付き支持中子」と称する）が用いられてもよい。すなわち、前記支持中子を挿入する工程（ｐ１１）は、前記電極付き支持中子を、前記電極が前記穴内に収容されるように、前記穴に挿入する工程であってもよい。
【００２１】
ここで、例えば、前記（Ｍ３）に記載の方法にて前記塩中子を支持する複数の前記支持中子のうちの１つが、前記電極付き支持中子であればよい。この場合、前記潜熱蓄熱材を水和させる工程（ｐ２）において、前記電極付き支持中子が前記穴に装着された状態のまま、当該電極付き支持中子以外の他の前記支持中子が前記穴から脱着され、当該支持中子が脱着された当該穴に前記水が注入される。
【００２２】
かかる方法によれば、前記エンジンブロックを鋳造する工程（ｐ１）において、前記水が注入される前記穴が前記電極付き支持中子によって塞がれることで、当該穴への溶湯の流入が抑制され得る。また、当該電極付き支持中子は、前記エンジンブロックを鋳造する工程（ｐ１）によって前記エンジンブロックの成型品が得られた後において、前記蓄熱材収容室を構成する空間から前記潜熱蓄熱材が漏れ出さないようにするための栓としても機能する。
【００２３】
以上の通り、本方法によれば、前記潜熱蓄熱材を前記蓄熱材収容室内に確実に収容させることができる。
【００２４】
さらに、前記電極付き支持中子は、前記潜熱蓄熱材を水和させる工程（ｐ２）の後において、過冷却状態の前記潜熱蓄熱材から潜熱を放出させるための電極を支持する電極ホルダとして機能する。よって、前記塩中子を支持する複数の前記支持中子のうちの１つが、前記電極付き支持中子である場合、本方法によれば、前記電極ホルダを前記エンジンブロックに対して簡略な工程で装着することができる。
【００２５】
（Ｐｄ１）また、本発明のエンジンブロック製造用中子は、エンジンブロックの内部に、液状又はゲル状の物体を収容可能な空洞部を形成するためのエンジンブロック製造用中子であって、水和物が潜熱蓄熱性を有する潜熱蓄熱材の無水物から構成されたことを特徴としている。
【００２６】
かかる構成を有する本発明のエンジンブロック製造用中子を用いて、エンジンブロックを鋳造することにより、当該鋳造によって得られたエンジンブロックの成型品の内部の所定の位置にて、当該エンジンブロック製造用中子が、所定の形状を保ったまま収容される。その後、当該エンジンブロック製造用中子が収容されている空間内に水が注入されることで、当該空間内の前記エンジンブロック製造用中子が、前記潜熱蓄熱材の水和物に変化し、当該水和物が収容されている空間（前記エンジンブロック製造用中子が収容されていた空間）によって蓄熱材収容室が形成される。
【００２７】
このように、本発明のエンジンブロック製造用中子によれば、前記潜熱蓄熱材を収容するための蓄熱材収容室が簡易な工程で確実に形成され得る。また、本発明のエンジンブロック製造用中子によれば、当該蓄熱材収容室内に前記潜熱蓄熱材が確実に収容され得る。さらに、本発明のエンジンブロック製造用中子によれば、砂中子の残留物等の不純物の、前記潜熱蓄熱材中への混入が防止され得る。
【００２８】
（Ｐｄ２）前記構成（Ｐｄ１）のエンジンブロック製造用中子には、前記潜熱蓄熱材の無水物を、所定の水和状態とするために必要な水の量に相当する体積の空洞部が形成されていてもよい。この空洞部は、当該中子の外部に向かって開口する開口部を有する。
【００２９】
かかる構成によれば、前記開口部から前記空洞部内に前記水が注入されることで、前記蓄熱材収容室内の前記潜熱蓄熱材が所定の水和状態となる。よって、前記空洞部の体積を適切に設定することで、当該蓄熱材収容室内の前記潜熱蓄熱材の水和状態が、簡易な工程で最適に設定され得る。
【００３０】
（Ｐｄ３）前記構成（Ｐｄ２）のエンジンブロック製造用中子が、前記潜熱蓄熱材の水和物内にて電圧が印加される一対の電極を備えた構成を有する支持中子をさらに備えていて、当該支持中子が、前記開口部を塞ぐように配置されていてもよい。この支持中子は、前記エンジンブロックを構成する材料よりも融点が高い材質から構成されている。
【００３１】
ここで、例えば、前記エンジンブロック製造用中子を支持するために当該エンジンブロック製造用中子に装着される複数の中子のうちの１つが、前記支持中子であればよい。
【００３２】
かかる構成によれば、前記支持中子は、前記エンジンブロックを鋳造する際に、前記蓄熱材収容室を構成する空間内に溶湯が流入しないようにするための栓として機能する。また、前記支持中子は、鋳造によって前記エンジンブロックの成型品が得られた後において、前記蓄熱材収容室を構成する空間から前記潜熱蓄熱材が漏れ出さないようにするための栓として機能する。
【００３３】
以上の通り、前記構成によれば、前記潜熱蓄熱材を前記蓄熱材収容室内に確実に収容させることができる。
【００３４】
さらに、前記支持中子は、過冷却状態の前記潜熱蓄熱材から潜熱を放出させるための電極を支持する電極ホルダとして機能する。よって、前記構成によれば、前記エンジンブロック製造用中子を支持する複数の中子のうちの１つが、前記一対の電極を備えた前記支持中子である場合、前記電極ホルダを前記エンジンブロックに対して簡略な工程で装着することができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、エンジンブロック内に、所定量の潜熱蓄熱材を、不純物の混入なく、確実に封入することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明の実施形態（本願の出願時点において取り敢えず出願人が最良と考えている実施形態）について図面を参照しつつ説明する。
【００３７】
＜エンジンの概略構成＞
図１は、本発明が適用され得るディーゼルエンジンの概略構成を示す側断面図である。また、図２は、当該エンジンの別の断面による側断面図である。図３は、当該エンジンが直列４気筒の構成を有している場合の、当該エンジンの平断面図である。ここで、図１におけるＡ−Ａ断面図が図３に相当し、図３におけるＢ−Ｂ断面図が図１に相当し、図３におけるＣ−Ｃ断面図が図２に相当する。
【００３８】
図１を参照すると、エンジン１０は、シリンダブロック２０と、シリンダヘッド３０とから構成されている。シリンダブロック２０の内部には、シリンダ２１が形成されている。このシリンダ２１を囲むように、シリンダブロック２０には、冷却水（クーラント）の通路であるウォータージャケット２２が形成されている。シリンダブロック２０の上端面には、シリンダヘッド３０が接合されている。シリンダヘッド３０の、シリンダブロック２０と対向する底面には、燃焼室ＣＣを構成する凹部３１が形成されている。この凹部３１と連通するように、シリンダヘッド３０には、ガス流路としての吸気ポート３２と排気ポート３３とが形成されている。
【００３９】
吸気ポート３２は、燃焼室ＣＣに導入される吸入空気の流路であって、凹部３１にて開口する吸気ポート開口３２ａを有している。排気ポート３３は、燃焼室ＣＣにて発生した燃焼ガスを排出するためのガス流路であって、凹部３１にて開口する排気ポート開口３３ａを有している。吸気ポート開口３２ａと排気ポート開口３３ａとは、エンジン１０の幅方向（図中左右方向：以下「エンジン幅方向」と略称する）について、シリンダ２１の中心を挟んで略対象に形成されている。吸気ポート３２は、吸気ポート開口３２ａからエンジン幅方向における一方（図中右方向）に向かって外側に延びるように形成されている。排気ポート３３は、排気ポート開口３３ａからエンジン幅方向における他方（図中左方向）に向かって外側に延びるように形成されている。
【００４０】
シリンダヘッド３０における、吸気ポート３２の下側には、潜熱蓄熱材を収容するための空間である蓄熱材収容室３４が形成されている。この蓄熱材収容室３４内には、酢酸ナトリウム３水和物（ＣＨ3ＣＯＯＮa・３Ｈ2Ｏ：融点５８℃）からなる潜熱蓄熱材が収容されている。この潜熱蓄熱材は、エンジン１０の暖機運転終了時点の冷却水温（例えば８２℃程度）よりも低い融点を有する材料である。また、この潜熱蓄熱材は、当該融点を超える温度に加熱されることで液相（ゲル相）となった後、融点以下の温度（マイナス２０℃〜マイナス３０℃程度まで）に冷却されても固相に相変化を起こさず潜熱を保持したまま液相（ゲル相）の状態を保つ特性（すなわち過冷却性）を有し、融点以下の温度にて外部からの刺激により過冷却状態が解除されることで潜熱を放出し得る材料である。
【００４１】
シリンダヘッド３０には、クーラントの通路であるウォータージャケット３５が形成されている。このシリンダヘッド３０における蓄熱材収容室３４とウォータージャケット３５とは、互いに独立した空間として（互いに連通しないように）形成されている。ウォータージャケット３５は、排気ポート３３の下方に形成された排気ポート下部ジャケット３５ａと、排気ポート３３の上方に形成された排気ポート上部ジャケット３５ｂと、吸気ポート３２と排気ポート３３との間に形成されたポート間ジャケット３５ｃとからなる。これらの排気ポート下部ジャケット３５ａ、排気ポート上部ジャケット３５ｂ、及びポート間ジャケット３５ｃは、クーラントが通行可能なクーラント通路を介して互いに連通されている。
【００４２】
蓄熱材収容室３４と、ポート間ジャケット３５ｃとの間には、吸気ポート開口３２ａを開閉するための吸気バルブ４１が介装されている。また、ポート間ジャケット３５ｃと、排気ポート上部ジャケット３５ｂとの間には、排気ポート開口３３ａを開閉するための排気バルブ４２が介装されている。
【００４３】
図２を参照すると、シリンダヘッド３０には、貫通孔としての燃料噴射ノズル取付孔３６が形成されている。この燃料噴射ノズル取付孔３６は、燃焼室ＣＣ内にて開口する貫通孔として、蓄熱材収容室３４と排気ポート下部ジャケット３５ａとの間に形成されている。
【００４４】
図３を参照すると、蓄熱材収容室３４、及び排気ポート下部ジャケット３５ａは、気筒配列方向（シリンダ２１の配列方向、すなわち図中上下方向）に沿って、複数気筒に跨るように一体に形成されている。この蓄熱材収容室３４の前記気筒配列方向における両端には、貫通孔３４ｂ及び３４ｃが形成されている。貫通孔３４ｂにはシール栓３７が装着されていて、当該シール栓３７によって貫通孔３４ｂが液密的に閉塞されている。貫通孔３４ｃには電極付きシール栓３８が装着されていて、当該電極付きシール栓３８によって貫通孔３４ｃが液密的に閉塞されている。電極付きシール栓３８には、蓄熱材収容室３４内に収容された潜熱蓄熱材の過冷却状態を解除するための一対の発核用電極３８ａ及び３８ｂが装着されている。そして、当該一対の発核用電極３８ａ及び３８ｂが蓄熱材収容室３４内に露出するように、当該電極付きシール栓３８が貫通孔３４ｃに装着されている。
【００４５】
＜シリンダヘッド鋳造用金型の構成＞
図４は、図１ないし図３に示されているシリンダヘッド３０を鋳造するための金型の構成を示す側断面図である。当該金型５０は、固定盤５１と、上部可動盤５２と、一対の側盤５３（吸気サイド側盤５３ａ及び排気サイド側盤５３ｂ）と、インサート型５４と、一対の側型５５（吸気サイド側型５５ａ及び排気サイド側型５５ｂ）と、上型５６とを備えている。
【００４６】
固定盤５１は、平板状の部材であって、当該金型５０の底部に配置されている。上部可動盤５２は、固定盤５１と平行な平板状の部材であって、当該固定盤５１の上方に配置されている。一対の側盤５３における、吸気ポート３２（図１及び図３参照）が形成される側に位置する吸気サイド側盤５３ａと、排気ポート３３（図１及び図３参照）が形成される側に位置する排気サイド側盤５３ｂとの略中間位置には、燃焼室ＣＣ（図１参照）を形成するためのインサート型５４が配置されている。このインサート型５４は、固定盤５１に形成された凹部５１ａに収容されることで、当該固定盤５１によって支持されている。
【００４７】
吸気サイド側盤５３ａの「内側」（当該金型５０の内部に向かう側：以下同様）には、吸気サイド側型５５ａが配置されている。また、排気サイド側盤５３ｂの内側には、排気サイド側型５５ｂが配置されている。さらに、一対の側型５５（吸気サイド側型５５ａ及び排気サイド側型５５ｂ）の上端部には、上型５６が支持されている。この上型５６は、吸気サイド側型５５ａと排気サイド側型５５ｂとの間で架け渡されるように配置されている。そして、固定盤５１、インサート型５４、吸気サイド側型５５ａ、排気サイド側型５５ｂ、及び上型５６によって囲まれる空間によって、シリンダヘッド３０（図１ないし図３参照）を鋳造するためのキャビティ５７が形成されている。
【００４８】
キャビティ５７内には、吸気ポート３２（図１参照）を形成するための吸気ポート形成用砂中子６１が配置されている。この吸気ポート形成用砂中子６１の一端は、吸気サイド側型５５ａによって支持されている。また、吸気ポート形成用砂中子６１の他端は、インサート型５４によって支持されている。同様に、キャビティ５７内には、排気ポート３３（図１参照）を形成するための排気ポート形成用砂中子６２が配置されている。
【００４９】
キャビティ５７内には、蓄熱材収容室３４を形成するための蓄熱材収容室形成用塩中子６３が配置されている。この蓄熱材収容室形成用塩中子６３は、無水酢酸ナトリウム（ＣＨ3ＣＯＯＮa）から構成されている。また、キャビティ５７内には、ウォータージャケット３５（図１ないし図３参照）を形成するためのウォータージャケット形成用砂中子６４が配置されている。蓄熱材収容室形成用塩中子６３と、ウォータージャケット形成用砂中子６４とは、クーラントが通行可能なクーラント通路が形成されないように、互いに離隔して配置されている。
【００５０】
吸気バルブ４１が配置される貫通孔を形成するための吸気バルブガイド形成ピン７１、及び排気バルブ４２が配置される貫通孔を形成するための排気バルブガイド形成ピン７２が、金型５０における上部可動盤５２及び上型５６を貫通するように配置されている。
【００５１】
＜蓄熱材収容室形成用塩中子の周辺の構成＞
図５は、図４に示されている蓄熱材収容室形成用塩中子６３の構成を説明するために、キャビティ５７の内部の構造を示す平断面図である。この図５は、図４におけるＤ−Ｄ断面図に相当する図である。
【００５２】
図５に示されているように、燃料噴射ノズル取付孔形成用砂中子６５が、各気筒に対応するように配置されている。
【００５３】
蓄熱材収容室形成用塩中子６３の内部には、空洞部６３ａが形成されている。この空洞部６３ａは、蓄熱材収容室形成用塩中子６３の長手方向（前記気筒配列方向）に沿って形成された貫通孔から構成されている。また、当該空洞部６３ａは、蓄熱材収容室形成用塩中子６３の前記長手方向における両端の開口部６３ｂ及び６３ｃにて開口するように形成されている。
【００５４】
蓄熱材収容室形成用塩中子６３の前記長手方向における一端側に形成された開口部６３ｂには、支持中子６６が挿入されていて、他端側に形成された開口部６３ｃには、電極付き支持中子６７が挿入されている。すなわち、蓄熱材収容室形成用塩中子６３は、開口部６３ｂ及び６３ｃに挿入された支持中子６６及び電極付き支持中子６７によって、キャビティ５７内にて支持されている。
【００５５】
開口部６３ｂ及び６３ｃに支持中子６６及び電極付き支持中子６７が装着された状態における空洞部６３ａの内部の容積が「所定の容積」となるように、当該空洞部６３ａの形状・寸法が設定されている。この「所定の容積」は、無水酢酸ナトリウム（ＣＨ3ＣＯＯＮa）からなる当該蓄熱材収容室形成用塩中子６３のほぼ全量が酢酸ナトリウム３水和物（ＣＨ3ＣＯＯＮa・３Ｈ2Ｏ）となるために必要な常温（２５℃）の水の体積に相当する容積に設定されている。
【００５６】
電極付き支持中子６７は、図３に示されている電極付きシール栓３８に相当する部材であって、シリンダヘッド３０（図１ないし図３参照）を構成する金属材料よりも融点の高い材質（例えばセラミックス）から構成されている。一対の電極６７ａ及び６７ｂは、上述の電極付きシール栓３８における発核用電極３８ａ及び３８ｂに相当する部材であり、銀から構成されている。
【００５７】
＜エンジンの動作説明＞
次に、上述の構成のエンジン１０の動作について、図１ないし図３を参照しつつ説明する。
【００５８】
暖機運転終了後は、ウォータージャケット２２及び３５内のクーラントが前記温度（８２℃程度）よりも高温の状態となる。このとき、蓄熱材収容室３４内に収容されている潜熱蓄熱材（酢酸ナトリウム３水和物：融点５８℃）の全量が、融点よりも高温となる。これにより、当該潜熱蓄熱材はゲル相となる。その後、エンジンが停止され、当該潜熱蓄熱材が外気温程度にまで冷却されても、当該潜熱蓄熱材は、固相に相変化せずゲル相のまま過冷却状態となることで潜熱を保持する。
【００５９】
その後、エンジンが再始動されて再び暖機運転が行われる際、電極付きシール栓３８に設けられた発核用電極３８ａと発核用電極３８ｂとの間に所定の電圧が印加される。これにより、当該潜熱蓄熱材の過冷却状態が局部的に解除され、微小な固相の核が生成する（発核動作）。この固相の核が、その周囲の過冷却状態の潜熱蓄熱材と接触することで、当該固相の核の周囲の潜熱蓄熱材の過冷却状態が順次解除され、潜熱蓄熱材に蓄熱された潜熱が放出される。この放出された潜熱が、シリンダヘッド３０に伝わることで、冷間始動時における暖機運転の進行が促進され得る。
【００６０】
＜シリンダヘッドの製造方法＞
図６は、図４及び図５に示されている構成の金型５０を用いて、図１ないし図３に示されているシリンダヘッド３０を鋳造する場合の、各工程を示した流れ図である。以下、図６、及び必要に応じてその他の図面を参照しつつ、当該シリンダヘッド３０の製造方法について説明する。
【００６１】
まず、ステップ（以下、「ステップ」を「Ｓ」と略称する）６１０において、図４及び図５に示されているように、金型５０に形成されたキャビティ５７内に中子がセットされる（中子セット工程）。すなわち、図５に示されているように、蓄熱材収容室形成用塩中子６３の開口部６３ｂ及び６３ｃに、支持中子６６及び電極付き支持中子６７を挿入することで、蓄熱材収容室形成用塩中子６３がキャビティ５７内の所定の位置にて支持される。また、図４及び図５に示されているように、蓄熱材収容室形成用塩中子６３は、ウォータージャケット形成用砂中子６４と離隔するように、当該キャビティ５７内に配置される。
【００６２】
次に、Ｓ６２０において、図４及び図５におけるキャビティ５７内に、溶融した金属（溶湯）が流し込まれる（注型工程）。ここで、蓄熱材収容室形成用塩中子６３は、当該溶湯よりも融点が高い無水酢酸ナトリウム（ＣＨ3ＣＯＯＮa）から構成されている。また、電極付き支持中子６７の本体部分も、当該溶湯よりも融点が高い材質（セラミックス等）から構成されている。よって、当該蓄熱材収容室形成用塩中子６３は、注型工程Ｓ６２０において溶融されることなく、蓄熱材収容室３４（図１ないし図３参照）の形状に相当する所定の形状を保持しつつ、当該蓄熱材収容室３４が形成されるべき所定の位置に支持される。
【００６３】
このとき、電極付き支持中子６７に備えられた銀電極である一対の電極６７ａ及び６７ｂは、蓄熱材収容室形成用塩中子６３の内部に形成された空間である空洞部６３ａ内にて露出するように配置されている。すなわち、一対の電極６７ａ及び６７ｂのうちの、キャビティ５７内に位置する部分は、溶湯よりも融点が高い電極付き支持中子６７の本体部分及び蓄熱材収容室形成用塩中子６３によって覆われている。よって、注型工程Ｓ６２０において当該電極６７ａ及び６７ｂが溶湯からの伝熱によって溶融・変形することが防止され得る。
【００６４】
その後（溶湯が固化・冷却された後）、Ｓ６３０において、金型５０が開かれ、キャビティ５７の形状に対応した形状を有する成型品が金型５０から取り出される（型開き工程）。なお、この成型品が、図１ないし図３に示されているシリンダヘッド３０となるまでには、研磨等の所定の機械加工がなされる必要がある。もっとも、当該成型品とシリンダヘッド３０とは、基本的な形状において略同一である。そこで、以下の説明では、説明の簡略化のため、当該成型品を「シリンダヘッド３０」と略称する。
【００６５】
上述したように、シリンダヘッド３０の鋳造工程（ｐ１）は、中子セット工程Ｓ６１０、注型工程Ｓ６２０、及び型開き工程Ｓ６３０からなる。また、中子セット工程Ｓ６１０には、蓄熱材収容室形成用塩中子６３に形成された開口部６３ｂ及び６３ｃに、支持中子６６及び電極付き支持中子６７を挿入する工程（ｐ１１）を含む。
【００６６】
続いて、Ｓ６４０において、当該成型品から、吸気ポート形成用砂中子６１、排気ポート形成用砂中子６２、及びウォータージャケット形成用砂中子６４（図４参照）、並びに燃料噴射ノズル取付孔形成用砂中子６５（図５参照）が除去される（砂中子除去工程）。
【００６７】
続いて、Ｓ６５０において、当該成型品から支持中子６６が脱着され、当該支持中子６６が装着されていた開口部６３ｂを介して、蓄熱材収容室形成用塩中子６３に形成された空洞部６３ａ内に水が注入される。すなわち、シリンダヘッド３０に形成された貫通孔３４ｂ（図３参照）を介して、無水酢酸ナトリウムからなる蓄熱材収容室形成用塩中子６３を収容している蓄熱材収容室３４（図１ないし図３参照）内に、上述の「所定の容積」に相当する「所定量」の水が注入される。これにより、Ｓ６５０において、当該蓄熱材収容室３４内に収容された無水酢酸ナトリウムのほぼ全量が、酢酸ナトリウム３水和物となる（潜熱蓄熱材調製工程）。その後、図３に示されているように、上述の貫通孔３４ｂにシール栓３７が装着される。これにより、図１ないし図３の蓄熱材収容室３４内に、所定の水和状態の潜熱蓄熱材が液密的に収容される。
【００６８】
上述したように、潜熱蓄熱材を水和させる工程（ｐ２）は、潜熱蓄熱材調製工程Ｓ６５０からなる。
【００６９】
＜本実施形態の作用・効果＞
本実施形態の蓄熱材収容室形成用塩中子６３、支持中子６６、電極付き支持中子６７、及びこれらを用いたシリンダヘッド３０の製造方法によれば、以下の通りの作用・効果を奏する。
【００７０】
・本実施形態においては、蓄熱材収容室３４を形成するための蓄熱材収容室形成用塩中子６３が、溶湯よりも融点が高い無水酢酸ナトリウム（潜熱蓄熱材としての酢酸ナトリウム３水和物に対応する無水物）から構成されている。そして、シリンダヘッド３０の鋳造後に当該蓄熱材収容室形成用塩中子６３に水が加えられることで、潜熱蓄熱材（酢酸ナトリウム３水和物）が蓄熱材収容室３４内に収容される。よって、本実施形態によれば、所定の形状の蓄熱材収容室３４が、簡易な工程で確実に形成され得る。また、本実施形態によれば、蓄熱材収容室３４内に所定量の潜熱蓄熱材が確実に封入され得る。さらに、本実施形態によれば、不純物（砂中子の残留物等）の、潜熱蓄熱材中への混入が防止され得る。
【００７１】
・本実施形態においては、ウォータージャケット形成用砂中子６４と蓄熱材収容室形成用塩中子６３とが離隔するように配置されることで、蓄熱材収容室３４が、ウォータージャケット３５と連通していない独立の空間として形成される。よって、本実施形態によれば、蓄熱材収容室３４内における潜熱蓄熱材とクーラントとの混合が抑制される。これにより、蓄熱材収容室３４内における潜熱蓄熱材の含水率ないし水和状態の、クーラントとの混合による変動が抑制される。また、クーラントの流動によって蓄熱材収容室３４から潜熱蓄熱材が流出してしまうことが防止される。
【００７２】
・本実施形態においては、シリンダヘッド３０を鋳造する工程のうちの、中子セット工程Ｓ６１０にて、蓄熱材収容室形成用塩中子６３に形成された穴（空洞部６３ａにおける開口部６３ｂ及び６３ｃ）に、当該蓄熱材収容室形成用塩中子６３を支持するための支持中子６６及び電極付き支持中子６７が挿入される。この支持中子６６及び電極付き支持中子６７は、シリンダブロック３０を構成する材料よりも融点が高い材料から構成されている。その後、注型工程Ｓ６２０において、キャビティ５７内に溶湯が注入される。よって、本実施形態によれば、注型工程Ｓ６２０において、蓄熱材収容室３４を構成する空間内に溶湯が流入することが、支持中子６６及び電極付き支持中子６７によって抑制される。また、本実施形態によれば、シリンダヘッド３０の成型後において、蓄熱材収容室３４から潜熱蓄熱材の無水物が漏れ出すことが、支持中子６６及び電極付き支持中子６７によって抑制される。
【００７３】
・本実施形態においては、蓄熱材収容室形成用塩中子６３に形成された穴としての空洞部６３ａに、当該空洞部６３ａの容積に相当する「所定量」の水が注入された場合に、当該蓄熱材収容室形成用塩中子６３を構成する無水酢酸ナトリウムのほぼ全量が酢酸ナトリウム３水和物となるように、当該空洞部６３ａの容積が設定されている。そして、注型・型開き後に、支持中子６６のみが除去され、当該支持中子６６が除去された開口部６３ｂを介して、蓄熱材収容室形成用塩中子６３に形成された空洞部６３ａに「所定量」の水が注入される。よって、本実施形態によれば、蓄熱材収容室形成用塩中子６３に対する所定量の水の添加が簡易な工程で確実に行われ、蓄熱材収容室３４内における潜熱蓄熱材の水和状態が簡易な工程で最適に設定され得る。
【００７４】
・本実施形態においては、蓄熱材収容室形成用塩中子６３に形成された穴（空洞部６３ａにおける開口部６３ｂ及び６３ｃ）に挿入される、当該蓄熱材収容室形成用塩中子６３を支持するための中子の一方に、電極付き支持中子６７が用いられる。この電極付き支持中子６７は、電極付きシール栓３８として機能する。すなわち、本実施形態によれば、電極付きシール栓３８が装着されたままの状態で、シリンダヘッド３０の鋳造による成型、及び当該シリンダヘッド３０内の蓄熱材収容室３４内における潜熱蓄熱材の調製が行われる。
【００７５】
＜変形例の示唆＞
なお、上述の実施形態は、上述した通り、出願人が取り敢えず本願の出願時点において最良であると考えた本発明の代表的な実施形態を単に例示したものにすぎない。よって、本発明はもとより上述の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の本質的部分を変更しない範囲内において種々の変形を施すことができることは当然である。
【００７６】
以下、先願主義の下で本願の出願の際に追記し得る程度（時間の許す限り）で、変形例について幾つか例示するが、変形例とてこれらに限定されるものではないことはいうまでもない。本願発明を、上述の実施形態の記載に基づき限定解釈すること（特に、本発明の課題を解決するための手段を構成する各要素における、作用・機能的に表現されている要素を、実施形態等の記載に基づき限定解釈すること）は、先願主義の下で出願を急ぐ出願人の利益を不当に害する反面、模倣者を不当に利するものであって、発明の保護及び利用を目的とする特許法の目的に反し、許されない。
【００７７】
（ｉ）本発明は、上述の実施形態のようなディーゼルエンジン用途に限定されず、ガソリンエンジン等にも適用され得る。ここで、本発明が、ガソリンエンジンにおけるシリンダヘッドに適用された場合、冷間始動直後に当該シリンダヘッドが急速に温められることで、吸気ポート内壁への燃料ガスの凝結が抑制される。よって、当該冷間始動直後における空燃比の変動が抑制され得る。また、本発明は、シリンダヘッドのみならず、シリンダブロックにも適用され得る。
【００７８】
（ii）本発明は、直列４気筒その他の直列エンジンの他にも、単気筒エンジンや、バンク角度が０度を超え１８０度以下のＶ型エンジン、及び水平対向エンジンにも適用され得る。ここで、本発明が複数気筒のエンジンに適用される場合、気筒毎に蓄熱材収容室３４（蓄熱材収容室形成用塩中子６３）及び電極付きシール栓３８（電極付き支持中子６７）が独立して別個に設けられていてもよい。
【００７９】
（iii）潜熱蓄熱材の材質としては、潜熱蓄熱作用を奏する任意の物質が用いられ得る。例えば、酢酸ナトリウム、シュウ酸、酢酸マグネシウム、酢酸マンガン、硫酸ニッケル、硫酸マグネシウム、硫酸銅、硫酸亜鉛、チオ硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、及びこれらの水和物や、ナフタレン、パルミチン酸、安息香酸、高純度パラフィン等、及びこれらの混合物等が採用可能である。
【００８０】
（iv）図１を参照すると、蓄熱材収容室３４は、排気ポート下部ジャケット３５ａ、排気ポート上部ジャケット３５ｂ、及びポート間ジャケット３５ｃの位置にも形成され得る。この場合、図１における蓄熱材収容室３４が形成されている位置にはウォータージャケット３５が形成され得る。その他、蓄熱材収容室３４の形状や形成位置について、特に限定は無い。
【００８１】
（ｖ）本発明の製造方法も、図６に示されている工程流れ図に限定されない。
【００８２】
（vi）その他、本発明の課題を解決するための手段を構成する各要素における、作用・機能的に表現されている要素は、上述の実施形態・実施例や変形例にて開示されている具体的構造の他、当該作用・機能を実現可能な、いかなる構造をも含む。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明が適用され得るディーゼルエンジンの概略構成を示す側断面図である。
【図２】図１に示したエンジンの別の断面による側断面図である。
【図３】図１に示したエンジンが直列４気筒の構成を有している場合の、当該エンジンの平断面図である。
【図４】図１ないし図３に示されているシリンダヘッドを鋳造するための金型の構成を示す側断面図である。
【図５】図４に示されている本発明の実施形態の蓄熱材収容室形成用塩中子の構成を示す平断面図である。
【図６】本発明の実施形態の方法を示す工程の流れ図である。
【符号の説明】
【００８４】
１０…エンジン、            ２０…シリンダブロック、  ３０…シリンダヘッド、
３２…吸気ポート、          ３３…排気ポート、
３４…蓄熱材収容室、        ３４ｂ…貫通孔、          ３４ｃ…貫通孔、
３５…ウォータージャケット、３７…シール栓、
３８…電極付きシール栓、    ３８ａ…発核用電極、      ３８ｂ…発核用電極、
５０…金型、                ５１…固定盤、            ５２…上部可動盤、
５３…側盤、                ５４…インサート型、      ５５…側型、
５６…上型、                ５７…キャビティ、
６１…吸気ポート形成用砂中子、          ６２…排気ポート形成用砂中子、
６３…蓄熱材収容室形成用塩中子、
６３ａ…空洞部、            ６３ｂ…開口部、          ６３ｃ…開口部、
６４…ウォータージャケット形成用砂中子、６６…支持中子、
６７…電極付き支持中子、    ６７ａ…電極、            ６７ｂ…電極
【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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