JP2014055530A - Engine cooling structure - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an engine cooling structure capable of changing a degree of cooling in each part of a cylinder while improving cooling performance with a simple structure.SOLUTION: An engine cooling structure includes a cylindrical cylinder 1 storing a vertically moving piston P and a cooling section 30 which is continuously provided along a vertical direction of the cylinder 1 on an outer periphery separated from a cylindrical surface 20a of the cylinder 1 so as to cool the cylinder 1. The cooling section 30 includes a water circulation cooling section 31 circulating cooling water W, a latent heat cooling section 32 performing cooling by phase transition of a latent heat material X, and a prevention section 33 which is interposed between the water circulation cooling section 31 and the latent heat cooling section 32 so as to prevent coming and going of the cooling water W and the latent heat material X. The latent heat cooling section 32 is provided in a part on the cylindrical surface 20a side in the cooling section 30.

Description

本発明は、エンジンのシリンダを冷却するエンジン冷却構造に関するものである。   The present invention relates to an engine cooling structure for cooling an engine cylinder.

シリンダ内で燃料を燃焼させてピストンを往復動させるエンジンには、シリンダを冷却する冷却構造が設けられている。このシリンダのシリンダヘッド側では、燃焼室内に存在する燃焼ガスの温度上昇を抑制するために積極的な冷却が有効である。一方、シリンダのシリンダブロック側では、ピストンの往復動による摺動を潤滑するオイルの温度低下を回避するうえで過度な冷却は好ましくない。このため、シリンダの各部によって冷却度合を変更する技術が開発されている。このような技術が特許文献１及び２に開示されている。   An engine that burns fuel in a cylinder and reciprocates a piston is provided with a cooling structure for cooling the cylinder. On the cylinder head side of this cylinder, active cooling is effective in order to suppress the temperature rise of the combustion gas existing in the combustion chamber. On the other hand, on the cylinder block side of the cylinder, excessive cooling is not preferable in order to avoid a decrease in the temperature of the oil that lubricates sliding due to the reciprocating motion of the piston. For this reason, a technique for changing the degree of cooling by each part of the cylinder has been developed. Such techniques are disclosed in Patent Documents 1 and 2.

特許文献１には、エンジンのシリンダブロックとシリンダヘッドとのそれぞれにウォータージャケットを分離形成したクローズドデッキ型の水冷構造が開示されている。シリンダブロック側のウォータージャケットに接続される冷却通路上には、流量制御用のバルブが介装されている。このバルブを開閉駆動することでシリンダヘッド側とシリンダブロック側とのそれぞれにおける冷却水の流れを互いに独立して制御することができ、シリンダ各部の温度を適切に制御することができる。   Patent Document 1 discloses a closed deck type water cooling structure in which a water jacket is separately formed on each of a cylinder block and a cylinder head of an engine. A flow rate control valve is interposed on the cooling passage connected to the water jacket on the cylinder block side. By opening and closing this valve, the flow of cooling water on the cylinder head side and the cylinder block side can be controlled independently of each other, and the temperature of each part of the cylinder can be appropriately controlled.

また、特許文献２には、蓄熱型の潜熱材が封入されたスペーサをウォータージャケットの内部に固定したシリンダブロックの冷却構造が開示されている。このスペーサは、ウォータージャケット内における上下方向の中間部に嵌め込まれている。したがって、シリンダブロックのうち、スペーサに接触する部分とスペーサに接触しない部分との冷却度合を相違させることが可能である。   Patent Document 2 discloses a cooling structure for a cylinder block in which a spacer enclosing a heat storage type latent heat material is fixed inside a water jacket. This spacer is fitted in an intermediate portion in the vertical direction in the water jacket. Therefore, it is possible to make the degree of cooling of the part which contacts a spacer, and the part which does not contact a spacer differ in a cylinder block.

特開平５−８６９７０号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-86970 特開２００７−１８２８３４号公報JP 2007-182834 A

しかしながら、特許文献１の技術では、シリンダブロック及びシリンダヘッドのそれぞれに上下に分断されたウォータージャケットを設ける必要があり、各ウォータージャケットをシリンダブロック及びシリンダヘッドのそれぞれの内部に形成する必要があるため、ウォータージャケットの構造が複雑になる。このため、製造コストが増大してしまうおそれがある。   However, in the technique of Patent Document 1, it is necessary to provide a water jacket that is divided into upper and lower parts on each of the cylinder block and the cylinder head, and each water jacket needs to be formed inside each of the cylinder block and the cylinder head. The structure of the water jacket becomes complicated. For this reason, there exists a possibility that manufacturing cost may increase.

一方、特許文献２の技術は、一つのウォータージャケットを設ければよいため、簡素な構造である。ところが、スペーサがウォータージャケット内における上下方向の中間部に設けられるため、冷却水の流通路がウォータージャケット内で上下に分断されることになり、冷却効率が低下してしまうおそれがある。
本発明は、かかる課題に鑑み創案されたものであり、簡素な構造で、冷却性を向上させつつ、シリンダの各部の冷却度合を変更することができるようにした、エンジン冷却構造を提供することを目的とする。 On the other hand, the technique of Patent Document 2 has a simple structure because only one water jacket needs to be provided. However, since the spacer is provided at an intermediate portion in the vertical direction in the water jacket, the flow path of the cooling water is divided in the vertical direction in the water jacket, which may reduce the cooling efficiency.
The present invention was devised in view of such a problem, and provides an engine cooling structure capable of changing the degree of cooling of each part of the cylinder while improving the cooling performance with a simple structure. With the goal.

（１）上記の目的を達成するために、本発明のエンジン冷却構造は、上下動するピストンを収容する円筒状のシリンダと、前記シリンダの筒面から離隔した外周において前記シリンダの上下方向に沿って連続して設けられ、前記シリンダを冷却する冷却部と、を備え、前記冷却部が、冷却水が流通する水流通冷却部と、潜熱材の相転移により冷却を行う潜熱冷却部と、前記水流通冷却部と前記潜熱冷却部との間に介装され前記冷却水及び前記潜熱材の往来を阻止する阻止部と、を備えて構成され、前記潜熱冷却部が、前記冷却部における前記筒面側の一部に設けられることを特徴としている。すなわち、前記水流通冷却部は、前記潜熱冷却部によって上下方向に分断されることなく、前記潜熱冷却部を外側（前記筒面側と反対側）から囲むように配置される。   (1) In order to achieve the above object, an engine cooling structure of the present invention includes a cylindrical cylinder that houses a vertically moving piston, and an outer periphery spaced from the cylinder surface of the cylinder along the vertical direction of the cylinder. And a cooling unit that continuously cools the cylinder, the cooling unit including a water circulation cooling unit through which cooling water flows, a latent heat cooling unit that performs cooling by phase transition of the latent heat material, and A blocking portion interposed between the water circulation cooling portion and the latent heat cooling portion and blocking the passage of the cooling water and the latent heat material, wherein the latent heat cooling portion is the tube in the cooling portion. It is characterized by being provided on a part of the surface side. That is, the water circulation cooling unit is arranged so as to surround the latent heat cooling unit from the outside (the side opposite to the cylindrical surface side) without being divided in the vertical direction by the latent heat cooling unit.

（２）前記潜熱冷却部が、前記シリンダ内に形成される燃焼室よりも下方に設けられることが好ましい。
（３）前記シリンダが、シリンダブロックと、前記シリンダブロックの上方に位置するシリンダヘッドとを有し、前記冷却部が、前記シリンダヘッドと前記シリンダブロックとに亘って設けられ、前記潜熱冷却部が、前記シリンダブロックのみに設けられることが好ましい。
（４）前記潜熱材が、キシリトール又はエリスリトールを含有することが好ましい。
（５）また、前記潜熱材が、水又はエチルアルコールを含有することが好ましい。
（６）前記阻止部が、前記冷却水及び前記潜熱材の浸透又は透過を阻止する例えばガラス状カーボンコートといった非透過性膜体であることが好ましい。
（７）前記阻止部が、前記シリンダと一体に形成されることが好ましい。 (2) It is preferable that the latent heat cooling unit is provided below a combustion chamber formed in the cylinder.
(3) The cylinder includes a cylinder block and a cylinder head positioned above the cylinder block, the cooling unit is provided across the cylinder head and the cylinder block, and the latent heat cooling unit is It is preferable that it is provided only in the cylinder block.
(4) It is preferable that the latent heat material contains xylitol or erythritol.
(5) Moreover, it is preferable that the said latent heat material contains water or ethyl alcohol.
(6) It is preferable that the blocking portion is a non-permeable film body such as a glassy carbon coat that blocks the penetration or permeation of the cooling water and the latent heat material.
(7) It is preferable that the blocking portion is formed integrally with the cylinder.

本発明のエンジン冷却構造によれば、冷却部が、円筒状のシリンダの筒面から離隔した外周において上下方向に沿って連続して設けられているため、冷却部を上下に区画する部位を形成する必要がなく、クローズドデッキ型のシリンダブロックよりも構造が単純であり、オープンデッキ型のシリンダブロックのように簡素な構造とすることができる。これにより、製造コストの増大を抑制することができる。   According to the engine cooling structure of the present invention, since the cooling part is continuously provided along the vertical direction on the outer periphery separated from the cylindrical surface of the cylindrical cylinder, a portion that divides the cooling part vertically is formed. Therefore, the structure is simpler than that of a closed deck type cylinder block, and a simple structure like an open deck type cylinder block can be obtained. Thereby, the increase in manufacturing cost can be suppressed.

また、潜熱冷却部は冷却部のうちシリンダの筒面側に設けられ、その外側に阻止部が設けられ、さらにその外側に水流通冷却部が設けられる。つまり、水流通冷却部は潜熱冷却部によって上下方向に分断されることなく、潜熱冷却部を外側（筒面側と反対側）から囲むように配置される。したがって、冷却水による冷却効率を確保することができ、冷却性を高めることができる。
また、潜熱冷却部と水流通冷却部との間には冷却水及び潜熱材の往来を阻止する阻止部が介装されているため、気化，液化又は固化（相転移）した潜熱材が冷却水に混入することがなく、冷却水による冷却効率を確保することができる。 The latent heat cooling unit is provided on the cylinder surface side of the cylinder in the cooling unit, the blocking unit is provided outside the cooling unit, and the water circulation cooling unit is provided outside the blocking unit. That is, the water circulation cooling unit is arranged so as to surround the latent heat cooling unit from the outside (the side opposite to the cylindrical surface side) without being divided in the vertical direction by the latent heat cooling unit. Therefore, the cooling efficiency by cooling water can be ensured and the cooling performance can be enhanced.
In addition, since a blocking unit for blocking the passage of the cooling water and the latent heat material is interposed between the latent heat cooling unit and the water circulation cooling unit, the latent heat material that has been vaporized, liquefied or solidified (phase transition) is cooled by the cooling water. The cooling efficiency by cooling water can be ensured.

冷却部に、その一部に潜熱冷却部が設けられる。このため、冷却部の他部には、水流通冷却部が設けられる。また、潜熱材により冷却を行う潜熱冷却部と、冷却水が流通する水流通冷却部とでは、冷却度合が異なる。したがって、シリンダの部位によって冷却度合を相違させることができる。
例えば、シリンダブロック側のシリンダの冷却度合よりもシリンダヘッド側のシリンダの冷却度合を強めるような分離冷却を行うことができる。この分離冷却により、シリンダブロック側の過度な冷却によるオイル温度の低下が抑制され、ピストンの上下動にかかる抵抗（フリクション）を低減させることができる。一方、シリンダブロック側のシリンダの過昇温も防止されるため、シリンダブロックの熱変形を防止することができる。また、シリンダヘッド側を積極的に冷却して、燃焼室の温度を十分に低下させることができる。これにより、燃焼ガスの温度上昇を抑制することができるため、ノッキングを抑制することができる。特に、圧縮比を高めた際における燃焼ガスの温度上昇の抑制は、ノッキングの抑制に効果的である。逆に言えば、燃焼ガスの温度上昇を抑制することにより、ノッキングを抑制することができるため、圧縮比を高めることができ、燃費を向上させることができる。 A latent heat cooling part is provided in a part of the cooling part. For this reason, a water circulation cooling unit is provided in the other part of the cooling unit. In addition, the degree of cooling differs between the latent heat cooling unit that performs cooling with the latent heat material and the water circulation cooling unit through which the cooling water flows. Therefore, the degree of cooling can be varied depending on the part of the cylinder.
For example, it is possible to perform separate cooling that increases the cooling degree of the cylinder on the cylinder head side rather than the cooling degree of the cylinder on the cylinder block side. By this separation cooling, a decrease in oil temperature due to excessive cooling on the cylinder block side is suppressed, and resistance (friction) applied to the vertical movement of the piston can be reduced. On the other hand, since excessive temperature rise of the cylinder on the cylinder block side is also prevented, thermal deformation of the cylinder block can be prevented. Further, the cylinder head side can be actively cooled to sufficiently reduce the temperature of the combustion chamber. Thereby, since the temperature rise of combustion gas can be suppressed, knocking can be suppressed. In particular, the suppression of the temperature rise of the combustion gas when the compression ratio is increased is effective in suppressing knocking. In other words, since the knocking can be suppressed by suppressing the temperature rise of the combustion gas, the compression ratio can be increased and the fuel consumption can be improved.

本発明の第１実施形態にかかるエンジン冷却構造の全体構成を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the whole structure of the engine cooling structure concerning 1st Embodiment of this invention. 図１の一部（一点鎖線で囲む領域）を示す拡大図である。It is an enlarged view which shows a part (area | region enclosed with a dashed-dotted line) of FIG. 本発明の第１実施形態にかかるエンジン冷却構造におけるシリンダの温度分布を示す図である。この図には、縦軸に温度ｔを規定し、横軸にシリンダの上下方向位置ｈを規定している。It is a figure which shows the temperature distribution of the cylinder in the engine cooling structure concerning 1st Embodiment of this invention. In this figure, the vertical axis defines the temperature t, and the horizontal axis defines the vertical position h of the cylinder. 本発明の第２実施形態にかかるエンジン冷却構造の一部を模式的に示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view showing typically a part of engine cooling structure concerning a 2nd embodiment of the present invention.

以下、図面を用いて、本発明のエンジン冷却構造にかかる実施形態について説明する。本実施形態では、エンジンの載置方向に拘らず、シリンダの中心軸線Ｃに沿った方向を上下方向として説明する。この上下方向は、エンジンのシリンダブロックからシリンダヘッドに向かう方向を上方とし、その逆方向を下方とする。   Hereinafter, an embodiment according to an engine cooling structure of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, the description will be made assuming that the direction along the center axis C of the cylinder is the vertical direction regardless of the mounting direction of the engine. In this vertical direction, the direction from the cylinder block of the engine toward the cylinder head is defined as the upward direction, and the opposite direction is defined as the downward direction.

〔第１実施形態〕
図１に示すように、本発明のエンジン冷却構造が適用されるエンジンのシリンダ１は、シリンダヘッド１０と、このシリンダヘッド１０の下方に配置されたシリンダブロック２０とを有して構成され、円柱状の空間である気筒を形成する円筒状のものである。シリンダヘッド１０とシリンダブロック２０との接合面には、気密性を確保するためのガスケットｇが挟装されている。また、シリンダブロック２０の下方には、クランクシャフトを支持するクランクケース（共に図示せず）が設けられている。 [First Embodiment]
As shown in FIG. 1, an engine cylinder 1 to which the engine cooling structure of the present invention is applied includes a cylinder head 10 and a cylinder block 20 disposed below the cylinder head 10. It is a cylindrical thing which forms the cylinder which is columnar space. A gasket g for securing airtightness is sandwiched between the joint surfaces of the cylinder head 10 and the cylinder block 20. A crankcase (both not shown) for supporting the crankshaft is provided below the cylinder block 20.

シリンダヘッド１０には、吸気又は排気が流通する吸排気通路１１（図１には一方のみ符号を付して示す）と、これらの吸排気通路１１の燃焼室Ｂ側の端部開口をそれぞれ開閉する吸排気バルブ１２（図１には一方のみ符号を付して示す）と、燃焼室Ｂにその一端が突出されて配設された点火プラグ１３とが備えられている。   The cylinder head 10 opens and closes an intake / exhaust passage 11 through which intake or exhaust flows (only one is indicated by a reference numeral in FIG. 1) and an opening at the end of the intake / exhaust passage 11 on the combustion chamber B side. The intake / exhaust valve 12 (only one is indicated by a reference numeral in FIG. 1) and a spark plug 13 with one end protruding from the combustion chamber B are provided.

一方、シリンダブロック２０には、その内周面（筒面）２０ａを往復摺動（上下動）するピストンＰが収容されている。このピストンＰは、シリンダ１の内部をその中心軸線Ｃに沿って往復する。図１には、二点鎖線で上死点に位置するピストンＰの上部を例示している。ここでは、上死点に位置するピストンＰの上面Ｐ_tの上下方向位置が、シリンダヘッド１０とシリンダブロック２０との接合面の上下方向位置と一致するものを示すが、上死点の上面Ｐ_tの上下方向位置はこれに限られず、シリンダヘッド１０とシリンダブロック２０との接合面よりも上方であってもよいし下方であってもよい。 On the other hand, the cylinder block 20 accommodates a piston P that reciprocally slides (vertically moves) on its inner peripheral surface (cylindrical surface) 20a. The piston P reciprocates along the center axis C inside the cylinder 1. In FIG. 1, the upper part of piston P located in a top dead center with the dashed-two dotted line is illustrated. Here, vertical position of the upper surface P _t of the piston P located at the top dead center, but show a match with the vertical position of the joint surface between the cylinder head 10 and the cylinder block 20, the upper surface of the top dead center P The vertical position of _t is not limited to this, and may be above or below the joint surface between the cylinder head 10 and the cylinder block 20.

なお、燃焼室Ｂとは、シリンダヘッド１０の下面１０ａと、上死点に位置するピストンＰの上面Ｐ_tとで囲まれた空間をいう。ただし、上死点に位置するピストンＰの上面Ｐ_tの上下方向位置が、シリンダヘッド１０とシリンダブロック２０との接合面よりも下方にあれば、燃焼室Ｂは、シリンダヘッド１０の下面１０ａと上死点のピストンＰの上面Ｐ_tとシリンダブロック２０の内周面２０ａとで囲まれる空間である。 Note that the combustion chamber B, referred to the lower surface 10a of the cylinder head 10, a space surrounded by the upper surface P _t of the piston P located at the top dead center. However, vertical position of the upper surface P _t of the piston P located at the top dead center, if below the joint surface between the cylinder head 10 and the cylinder block 20, a combustion chamber B has a lower surface 10a of the cylinder head 10 it is a space surrounded by the upper surface P _t and the inner circumferential surface 20a of the cylinder block 20 of the piston P of top dead center.

シリンダ１には、ウォータージャケット（冷却部）３０が設けられる。このウォータージャケット３０は、円筒状のシリンダ１においてその内周面２０ａの外周側を囲うように設けられた空洞である。ウォータージャケット３０は、エンジンを縦方向（上下方向）に切断したときの断面において同方向（上下方向）に延設されており、シリンダ１に形成された気筒の外周の略全体を冷却しうる形状をなしている。   The cylinder 1 is provided with a water jacket (cooling unit) 30. The water jacket 30 is a cavity provided in the cylindrical cylinder 1 so as to surround the outer peripheral side of the inner peripheral surface 20a. The water jacket 30 extends in the same direction (vertical direction) in a cross section when the engine is cut in the vertical direction (vertical direction), and has a shape that can cool substantially the entire outer periphery of the cylinder formed in the cylinder 1. I am doing.

本実施形態のウォータージャケット３０の内部には、冷却水だけでなく、冷却水とは異なる物質が冷却水から分離された状態で封入される。このような点で、本実施形態のウォータージャケット３０は、従来の一般的なウォータージャケットとは機能が異なる。そこで以下、このウォータージャケット３０のことを「冷却部３０」と呼ぶ。
冷却部３０は、シリンダヘッド１０に設けられたヘッド冷却部３０ａと、シリンダブロック２０に設けられた３０ｂとを有する。つまり、冷却部３０は、シリンダヘッド１０とシリンダブロック２０とに亘って設けられ、シリンダ１を冷却するものである。 In the water jacket 30 of the present embodiment, not only the cooling water but also a substance different from the cooling water is enclosed in a state separated from the cooling water. In this respect, the water jacket 30 of the present embodiment has a function different from that of a conventional general water jacket. Therefore, hereinafter, the water jacket 30 is referred to as a “cooling unit 30”.
The cooling unit 30 includes a head cooling unit 30 a provided in the cylinder head 10 and a 30 b provided in the cylinder block 20. That is, the cooling unit 30 is provided across the cylinder head 10 and the cylinder block 20 and cools the cylinder 1.

ヘッド冷却部３０ａは、燃焼室Ｂの外周を囲むようにシリンダヘッド１０の一部を介して燃焼室Ｂに隣接して構成されている。このヘッド冷却部３０ａの下端の上下方向位置は、シリンダヘッド１０の下端の上下方向位置と一致する。つまり、ヘッド冷却部３０ａは、シリンダヘッド１０の下面に形成された開口を下端としている。
また、ブロック冷却部３０ｂは、シリンダブロック２０の内周面２０ａから離隔した外周において中心軸線Ｃに沿って連続して設けられた円筒形状をなしている。このブロック冷却部３０ｂの上端の上下方向位置は、シリンダブロック２０の上端の上下方向位置と一致する。つまり、ブロック冷却部３０ｂは、シリンダブロック２０の上面に形成された開口を上端としている。 The head cooling unit 30 a is configured adjacent to the combustion chamber B via a part of the cylinder head 10 so as to surround the outer periphery of the combustion chamber B. The vertical position of the lower end of the head cooling unit 30 a coincides with the vertical position of the lower end of the cylinder head 10. That is, the head cooling unit 30 a has an opening formed on the lower surface of the cylinder head 10 as a lower end.
Further, the block cooling unit 30 b has a cylindrical shape that is continuously provided along the central axis C on the outer periphery separated from the inner peripheral surface 20 a of the cylinder block 20. The vertical position of the upper end of the block cooling unit 30 b coincides with the vertical position of the upper end of the cylinder block 20. That is, the block cooling unit 30b has an opening formed in the upper surface of the cylinder block 20 as an upper end.

ヘッド冷却部３０ａの下端（シリンダヘッド１０の開口）とブロック冷却部３０ｂの上端（シリンダブロック２０の開口）とは合わせられて組み付けられている。すなわち、ヘッド冷却部３０ａとブロック冷却部３０ｂとは連通しており、これらが設けられるシリンダ１は所謂オープンデッキ型のものである。なお、ここでいうオープンデッキ型とは、シリンダブロック２０の上端に形成された開口の一部が部分的に連結されたセミオープンデッキ型を含むものを意味する。
ブロック冷却部３０ｂの内周面２０ａ側には、後述する潜熱冷却部３２が設けられている。この潜熱冷却部３２は、ブロック冷却部３０ｂの下端にまで延在している。 The lower end of the head cooling unit 30a (opening of the cylinder head 10) and the upper end of the block cooling unit 30b (opening of the cylinder block 20) are assembled and assembled. That is, the head cooling unit 30a and the block cooling unit 30b communicate with each other, and the cylinder 1 provided with these is a so-called open deck type. Here, the open deck type means a type including a semi-open deck type in which a part of an opening formed at the upper end of the cylinder block 20 is partially connected.
A latent heat cooling unit 32 described later is provided on the inner peripheral surface 20a side of the block cooling unit 30b. The latent heat cooling unit 32 extends to the lower end of the block cooling unit 30b.

次に、冷却部３０の詳細な構成を説明する。
図１の一点鎖線で囲む領域を拡大した図２に示すように、冷却部３０は、冷却水Ｗが流通する水流通冷却部３１と、潜熱材Ｘの溶解（相転移）により冷却を行う潜熱冷却部３２と、これらの冷却部３１，３２の間に介装された阻止膜体（阻止部）３３とを備えて構成されている。 Next, a detailed configuration of the cooling unit 30 will be described.
As shown in FIG. 2 in which the region surrounded by the alternate long and short dash line in FIG. The cooling unit 32 includes a blocking film body (blocking unit) 33 interposed between the cooling units 31 and 32.

この冷却部３０では、潜熱冷却部３２が内周面２０ａ側の一部に設けられている。具体的には、潜熱冷却部３２は、シリンダブロック２０側のブロック冷却部３０ｂ（図１参照）のみに設けられている。つまり、シリンダヘッド１０側のヘッド冷却部３０ａ（図１参照）には、水流通冷却部３１のみが設けられている。図２では、潜熱冷却部３２の上端の上下方向位置ｈ₁が、上死点に位置するピストンＰの上面Ｐ_tの上下方向位置よりも僅かに下方に位置するもの、即ち、潜熱冷却部３２が燃焼室Ｂよりも下方に設けられているものを実線で例示している。ただし、潜熱冷却部３２の上端の上下方向位置は、図２に二点鎖線で示すように、上死点に位置するピストンＰの上面Ｐ_tの上下方向位置と一致或いは略一致するように設けられていてもよい。 In the cooling unit 30, a latent heat cooling unit 32 is provided on a part on the inner peripheral surface 20a side. Specifically, the latent heat cooling unit 32 is provided only in the block cooling unit 30b (see FIG. 1) on the cylinder block 20 side. That is, only the water circulation cooling unit 31 is provided in the head cooling unit 30a (see FIG. 1) on the cylinder head 10 side. In FIG. 2, the vertical position h ₁ of the upper end of the latent heat cooling section 32 is located slightly below the vertical position of the upper surface P _t of the piston P located at the top dead center, that is, the latent heat cooling section 32. Is provided below the combustion chamber B by a solid line. However, vertical position of the upper end of the latent cooling unit 32, as shown in FIG. 2 by the two-dot chain line is provided so as to coincide or substantially coincide with the vertical position of the upper surface P _t of the piston P located at the top dead center It may be done.

なお、図２では、潜熱冷却部３２及び阻止膜体３３の上部の形状が矩形状のものを示すが、これに限られず、潜熱冷却部３２及び阻止膜体３３の上部の形状は、扇形状や三角形状などの上方から下方に向かうに連れて水流通冷却部３１を狭めるような形状でもよい。また、図２では、潜熱冷却部３２の厚みが冷却部３０の幅（中心軸線Ｃに直交する方向の長さ）の半分よりも小さいものを示す。   In FIG. 2, the upper shape of the latent heat cooling unit 32 and the blocking film body 33 is rectangular, but the shape is not limited to this, and the upper shape of the latent heat cooling unit 32 and the blocking film body 33 is a fan shape. The shape which narrows the water circulation cooling part 31 as it goes downward from upper direction, such as a triangle shape, may be sufficient. In FIG. 2, the thickness of the latent heat cooling unit 32 is smaller than half the width of the cooling unit 30 (the length in the direction orthogonal to the central axis C).

水流通冷却部３１は、シリンダ１の上下方向に亘って設けられている。つまり、冷却水Ｗの流通路は、シリンダ１の上下方向を連通して構成されている。この水流通冷却部３１よりも内周面２０ａ側の一部には、阻止膜体３３を介して潜熱冷却部３２が設けられている。逆に言えば、潜熱冷却部３２の内周面２０ａ側と反対側には、阻止膜体３３を介して冷却水Ｗが流通する水流通冷却部３１が設けられている。換言すれば、水流通冷却部３１は、潜熱冷却部３２によって上下方向に分断されることなく、潜熱冷却部３２を外側から囲むように配置される。   The water circulation cooling unit 31 is provided over the vertical direction of the cylinder 1. That is, the flow path of the cooling water W is configured to communicate with the vertical direction of the cylinder 1. A latent heat cooling section 32 is provided through a blocking film body 33 at a part on the inner peripheral surface 20 a side of the water circulation cooling section 31. In other words, the water circulation cooling unit 31 through which the cooling water W flows through the blocking film body 33 is provided on the side opposite to the inner peripheral surface 20a side of the latent heat cooling unit 32. In other words, the water circulation cooling unit 31 is arranged so as to surround the latent heat cooling unit 32 from the outside without being divided in the vertical direction by the latent heat cooling unit 32.

潜熱冷却部３２は、内周面２０ａにシリンダブロック２０の一部を介して隣接し、潜熱材Ｘを保持している部位である。この潜熱材Ｘとしては、キシリトール又はエリスリトールを含有するものが挙げられる。キシリトールの融点（相転移温度）は９４℃であり、エリスリトールの融点は１２１℃である。これらの融点は、シリンダブロック２０が熱変形する温度よりも十分に低く、シリンダブロック２０の内周面２０ａに供給されたオイルの機能（潤滑機能）を発揮させるのに適した温度範囲に含まれる。   The latent heat cooling unit 32 is a part that is adjacent to the inner peripheral surface 20 a via a part of the cylinder block 20 and holds the latent heat material X. Examples of the latent heat material X include those containing xylitol or erythritol. The melting point (phase transition temperature) of xylitol is 94 ° C., and the melting point of erythritol is 121 ° C. These melting points are sufficiently lower than the temperature at which the cylinder block 20 is thermally deformed, and are included in a temperature range suitable for exerting the function (lubricating function) of the oil supplied to the inner peripheral surface 20a of the cylinder block 20. .

潜熱冷却部３２における潜熱材Ｘは、例えば、潜熱冷却部３２を囲む阻止膜体３３により保持され、又は、潜熱材Ｘに混入された粘着剤或いは接着剤によりシリンダブロック２０に付着することで保持される。   The latent heat material X in the latent heat cooling unit 32 is held by, for example, the blocking film body 33 surrounding the latent heat cooling unit 32 or by adhering to the cylinder block 20 with an adhesive or adhesive mixed in the latent heat material X. Is done.

阻止膜体３３は、水流通冷却部３１の冷却水Ｗと潜熱冷却部３２の潜熱材Ｘとの往来を阻止する非透過性の膜体である。この阻止膜体３３としては、ガラス状カーボンコートを用いることができる。なお、ここでいう非透過性とは、冷却水Ｗや溶融した潜熱材Ｘといった液体が浸透することができない性質を意味する。
阻止膜体３３は、水流通冷却部３１と潜熱冷却部３２との境界面をなすように配置されており、その上端と下端とはシリンダブロック２０に固定されている。 The blocking film body 33 is an impermeable film body that blocks the passage of the cooling water W of the water circulation cooling unit 31 and the latent heat material X of the latent heat cooling unit 32. As this blocking film body 33, a glassy carbon coat can be used. In addition, the non-permeability here means the property which liquids, such as the cooling water W and the molten latent heat material X cannot osmose | permeate.
The blocking film body 33 is disposed so as to form a boundary surface between the water circulation cooling unit 31 and the latent heat cooling unit 32, and an upper end and a lower end thereof are fixed to the cylinder block 20.

第１実施形態のエンジン冷却構造は、上述のように構成されているため、以下のような作用及び効果を得ることができる。
冷却部３０が、円筒状のシリンダ１の内周面２０ａから離隔した外周において上下方向に沿って連続して設けられているため、冷却部３０を上下に区画する部位を形成する必要がなく、クローズドデッキ型のシリンダブロックよりも構造が単純なオープンデッキ型のシリンダブロック２０に設けられるものであるため、簡素な構造とすることができる。これにより、製造コストの増大を抑制することができる。 Since the engine cooling structure of the first embodiment is configured as described above, the following operations and effects can be obtained.
Since the cooling unit 30 is continuously provided along the vertical direction on the outer periphery separated from the inner peripheral surface 20a of the cylindrical cylinder 1, it is not necessary to form a part that partitions the cooling unit 30 up and down. Since the open deck type cylinder block 20 is simpler in structure than the closed deck type cylinder block, the structure can be simplified. Thereby, the increase in manufacturing cost can be suppressed.

また、水流通冷却部３１は、潜熱冷却部３２によって上下方向に分断されることなく、潜熱冷却部３２を外側から囲むように配置されるため、冷却水Ｗによるシリンダ１の冷却効率を確保することができ、冷却性を高めることができる。
冷却部３０には、その一部に潜熱冷却部３２が設けられる。このため、冷却部３０の他部には、水流通冷却部３１が設けられる。また、潜熱材Ｘにより冷却を行う潜熱冷却部３２と、冷却水Ｗが流通する水流通冷却部３１とでは、冷却度合が異なる。したがって、シリンダ１の部位によって冷却度合を相違させることができる。 Moreover, since the water circulation cooling unit 31 is arranged so as to surround the latent heat cooling unit 32 from the outside without being divided in the vertical direction by the latent heat cooling unit 32, the cooling efficiency of the cylinder 1 by the cooling water W is ensured. Can be improved.
A part of the cooling unit 30 is provided with a latent heat cooling unit 32. For this reason, the water circulation cooling part 31 is provided in the other part of the cooling part 30. Further, the degree of cooling differs between the latent heat cooling unit 32 that performs cooling with the latent heat material X and the water circulation cooling unit 31 through which the cooling water W flows. Therefore, the degree of cooling can be varied depending on the part of the cylinder 1.

具体的には、潜熱冷却部３２が燃焼室Ｂよりも下方に設けられているため、ピストンＰが摺動するシリンダブロック２０の内周面２０ａは、この内周面２０ａにシリンダブロック２０の一部を介して隣接する潜熱材Ｘにより冷却される。一方、水流通冷却部３１は、燃焼室Ｂの外周を囲むように設けられているため、燃焼室Ｂは、シリンダヘッド１０の一部を介して冷却水Ｗにより冷却される。潜熱材Ｘによる冷却と冷却水Ｗによる冷却とではその度合が異なるため、燃焼室Ｂを囲むシリンダヘッド１０とシリンダブロック２０の内周面２０ａとの冷却度合を変更することができる。   Specifically, since the latent heat cooling unit 32 is provided below the combustion chamber B, the inner peripheral surface 20a of the cylinder block 20 on which the piston P slides is connected to the inner peripheral surface 20a of the cylinder block 20. It is cooled by the latent heat material X adjacent through the section. On the other hand, since the water circulation cooling unit 31 is provided so as to surround the outer periphery of the combustion chamber B, the combustion chamber B is cooled by the cooling water W through a part of the cylinder head 10. Since the degree of cooling is different between the cooling by the latent heat material X and the cooling by the cooling water W, the degree of cooling between the cylinder head 10 surrounding the combustion chamber B and the inner peripheral surface 20a of the cylinder block 20 can be changed.

潜熱材Ｘは潜熱冷却部３２に保持されているが、冷却水Ｗは水流通冷却部３１を流通する。よって、潜熱材Ｘの温度変化度合は、冷却水Ｗの温度変化度合よりも緩慢であり、潜熱材Ｘよりも冷却水Ｗの方が冷却効率が高い。ただし、潜熱材Ｘの温度が融点にある場合には、その温度を保ちながら融解潜熱による冷却を行うため、冷却効率が高い。つまり、潜熱材Ｘは、融点では冷却効率が高く、融点以下の温度では冷却効率が低い。   Although the latent heat material X is held in the latent heat cooling unit 32, the cooling water W flows through the water circulation cooling unit 31. Therefore, the temperature change degree of the latent heat material X is slower than the temperature change degree of the cooling water W, and the cooling water W has higher cooling efficiency than the latent heat material X. However, when the temperature of the latent heat material X is at the melting point, the cooling efficiency is high because cooling is performed by latent heat of fusion while maintaining the temperature. That is, the latent heat material X has a high cooling efficiency at the melting point and a low cooling efficiency at a temperature below the melting point.

このため、例えば潜熱材Ｘの融点が冷却水Ｗの温度よりも高い場合、シリンダブロック２０の内周面２０ａの温度が潜熱材Ｘの融点よりも高いときに、この内周面２０ａは潜熱材Ｘの融点に近づくように冷却される。この際、潜熱材Ｘは、阻止膜体３３を介して隣接して流通する冷却水Ｗとの熱交換を行う。つまり、潜熱材Ｘは、その融点とシリンダブロック２０の内周面２０ａの温度との温度差が大きくならないように冷却する。一方、燃焼室Ｂを囲むシリンダヘッド１０は冷却水Ｗの温度（この例では潜熱材Ｘの融点よりも低い温度）に近づくように冷却される。このように、シリンダブロック２０の内周面２０ａの冷却度合よりもシリンダヘッド１０の冷却度合を強めた分離冷却を行うことができる。   For this reason, for example, when the melting point of the latent heat material X is higher than the temperature of the cooling water W, when the temperature of the inner peripheral surface 20a of the cylinder block 20 is higher than the melting point of the latent heat material X, the inner peripheral surface 20a Cooled to approach the melting point of X. At this time, the latent heat material X performs heat exchange with the cooling water W that flows adjacently through the blocking film body 33. That is, the latent heat material X is cooled so that the temperature difference between the melting point and the temperature of the inner peripheral surface 20a of the cylinder block 20 does not increase. On the other hand, the cylinder head 10 surrounding the combustion chamber B is cooled so as to approach the temperature of the cooling water W (in this example, a temperature lower than the melting point of the latent heat material X). In this way, it is possible to perform separation cooling in which the degree of cooling of the cylinder head 10 is higher than the degree of cooling of the inner peripheral surface 20a of the cylinder block 20.

このような分離冷却が行われている場合には、シリンダ１における温度分布が図３に示すようになる。なお、図３には、縦軸に温度ｔを規定し、横軸にシリンダ１の上下方向位置ｈを規定している。また、位置ｈ₁は、潜熱冷却部３２の上端の上下方向位置（図２参照）に対応している。
図３に示すように、シリンダ１における内周面２０ａ沿った上下方向位置の温度ｔは、位置ｈ₁よりも上方では温度ｔ₁に抑えられており、位置ｈ₁よりも下方では温度ｔ₁よりも高い温度ｔ₂になっている。つまり、燃焼室Ｂを区画しているシリンダ１の部位は十分に低い温度ｔ₁に抑えられ、ピストンＰが摺動する内周面２０ａは、過度な冷却が回避された適当な温度ｔ₂にされている。 When such separate cooling is performed, the temperature distribution in the cylinder 1 is as shown in FIG. In FIG. 3, the vertical axis defines the temperature t, and the horizontal axis defines the vertical position h of the cylinder 1. The position h ₁ corresponds to the vertical position of the upper end of the latent heat cooling unit 32 (see FIG. 2).
As shown in FIG. 3, the temperature t of the vertical position along the inner circumferential surface 20a of the cylinder 1, the position h ₁ was suppressed to the temperature t ₁ is above the temperature t ₁ is lower than the position h ₁ The temperature t ₂ is higher than that. That is, the portion of the cylinder 1 that defines the combustion chamber B is suppressed to a sufficiently low temperature t _1, and the inner peripheral surface 20a on which the piston P slides has an appropriate temperature t ₂ that avoids excessive cooling. Has been.

上記の分離冷却により、シリンダブロック２０の内周面２０ａを過度に冷却することがないため、内周面２０ａのオイル温度の低下が抑制され、ピストンＰの摺動（上下動）にかかる抵抗（フリクション）を低減させることができる。また、シリンダブロック２０の内周面２０ａの過昇温も防止されるため、シリンダブロック２０の熱変形を防止することができる。一方、シリンダヘッド１０を十分に冷却して、燃焼室Ｂの温度を十分に低下させることができる。これにより、燃焼ガスの温度上昇を抑制することができるため、ノッキングを抑制することができる。特に、圧縮比を高めた際における燃焼ガスの温度上昇の抑制は、ノッキングの抑制に効果的である。逆に言えば、燃焼ガスの温度上昇を抑制することにより、ノッキングを抑制することができるため、圧縮比を高めることができ、燃費を向上させることができる。   Since the inner peripheral surface 20a of the cylinder block 20 is not excessively cooled by the above-described separation cooling, a decrease in the oil temperature of the inner peripheral surface 20a is suppressed, and the resistance (sliding up and down) of the piston P ( (Friction) can be reduced. Moreover, since excessive temperature rise of the inner peripheral surface 20a of the cylinder block 20 is prevented, thermal deformation of the cylinder block 20 can be prevented. On the other hand, the temperature of the combustion chamber B can be sufficiently lowered by sufficiently cooling the cylinder head 10. Thereby, since the temperature rise of combustion gas can be suppressed, knocking can be suppressed. In particular, the suppression of the temperature rise of the combustion gas when the compression ratio is increased is effective in suppressing knocking. In other words, since the knocking can be suppressed by suppressing the temperature rise of the combustion gas, the compression ratio can be increased and the fuel consumption can be improved.

また、水流通冷却部３１と潜熱冷却部３２との間には冷却水Ｗ及び潜熱材Ｘの往来を阻止する阻止膜体３３が介装されているため、溶解した潜熱材Ｘが冷却水Ｗに混入することがなく、冷却水Ｗによる冷却効率を確保することができ、冷却性を向上させることができる。   In addition, since the blocking film body 33 that prevents the cooling water W and the latent heat material X from coming and going is interposed between the water circulation cooling unit 31 and the latent heat cooling unit 32, the dissolved latent heat material X is supplied to the cooling water W. Therefore, the cooling efficiency by the cooling water W can be ensured, and the cooling performance can be improved.

一般的に、シリンダヘッドの冷却水流通路は複雑な形状であるのに対し、シリンダブロックの冷却水流通路は単純な形状であるが、潜熱冷却部３２はシリンダブロック２０のみに設けられているため、この潜熱冷却部３２を容易に設けることができる。これにより、潜熱冷却部３２の設置にかかるコストを低減することができる。   In general, the cooling water flow passage of the cylinder head has a complicated shape, whereas the cooling water flow passage of the cylinder block has a simple shape, but the latent heat cooling section 32 is provided only in the cylinder block 20, The latent heat cooling unit 32 can be easily provided. Thereby, the cost concerning installation of the latent-heat cooling part 32 can be reduced.

潜熱材Ｘがキシリトール又はエリスリトールを含有するものであれば、キシリトール又はエリスリトールの融点が、シリンダブロック２０の熱変形温度よりも十分に低く、シリンダブロック２０の内周面２０ａに供給されたオイルの機能（潤滑機能）を発揮させるのに適した温度範囲に含まれるため、潜熱材Ｘが固相と液相とで相転移（溶解潜熱を伴う）することによりシリンダブロック２０を良好に冷却することができる。また、キシリトール又はエリスリトールは安価であるため、潜熱材Ｘの導入コストを抑制することができる。   If the latent heat material X contains xylitol or erythritol, the melting point of xylitol or erythritol is sufficiently lower than the thermal deformation temperature of the cylinder block 20, and the function of the oil supplied to the inner peripheral surface 20a of the cylinder block 20 Since it is included in a temperature range suitable for exhibiting (lubricating function), the cylinder block 20 can be satisfactorily cooled by the phase change of the latent heat material X between the solid phase and the liquid phase (with latent heat of dissolution). it can. Moreover, since xylitol or erythritol is inexpensive, the introduction cost of the latent heat material X can be suppressed.

水流通冷却部３１の冷却水Ｗと潜熱冷却部３２の潜熱材Ｘとの往来を阻止するものが阻止膜体３３であるため、例えば従来のウォータージャケットに潜熱冷却部３２及び阻止膜体３３を追加することが容易であり、シリンダブロック２０の構造を複雑にすることがない。また、阻止膜体３３にガラス状カーボンコートを用いれば、熱容量が小さいため、熱交換（冷却）を高効率に行うことができ、熱変形が小さく、耐食性に優れ、強度が大きく、軽量であるなどの利点を得ることができる。   Since the blocking film body 33 prevents the cooling water W of the water circulation cooling section 31 and the latent heat material X of the latent heat cooling section 32 from coming and going, the latent heat cooling section 32 and the blocking film body 33 are provided on a conventional water jacket, for example. It is easy to add, and the structure of the cylinder block 20 is not complicated. In addition, if a glassy carbon coat is used for the blocking film body 33, since the heat capacity is small, heat exchange (cooling) can be performed with high efficiency, thermal deformation is small, corrosion resistance is excellent, strength is high, and light weight. Etc. can be obtained.

〈変形例〉
次に、本発明の第１実施形態にかかる変形例について説明する。本発明の変形例にかかるエンジン冷却構造では、潜熱冷却部が保持する潜熱材と阻止膜体とが異なる。その他の構成は、上述の第１実施形態の構成と同様の構成になっており、これらについては、同様の符号を付し、詳細な説明を省略する。 <Modification>
Next, a modification according to the first embodiment of the present invention will be described. In the engine cooling structure according to the modification of the present invention, the latent heat material held by the latent heat cooling unit and the blocking film body are different. Other configurations are the same as the configurations of the first embodiment described above, and the same reference numerals are given to these, and detailed descriptions thereof are omitted.

本発明の変形例にかかるエンジン冷却構造の潜熱冷却部３２は、気化（相転移）により冷却を行う潜熱材Ｙを保持する部位である。この潜熱材Ｙとしては、水又はエチルアルコールを含有するものが挙げられる。水の沸点（相転移温度）は１００℃であり、エチルアルコールの沸点は７８℃である。これらの沸点は、シリンダブロック２０が熱変形する温度よりも十分に低く、シリンダブロック２０の内周面２０ａに供給されたオイルの潤滑機能を発揮させるのに適した温度範囲に含まれる。   The latent heat cooling unit 32 of the engine cooling structure according to the modification of the present invention is a part that holds the latent heat material Y that is cooled by vaporization (phase transition). As this latent heat material Y, the thing containing water or ethyl alcohol is mentioned. The boiling point of water (phase transition temperature) is 100 ° C., and the boiling point of ethyl alcohol is 78 ° C. These boiling points are sufficiently lower than the temperature at which the cylinder block 20 is thermally deformed, and are included in a temperature range suitable for exerting the lubricating function of the oil supplied to the inner peripheral surface 20a of the cylinder block 20.

潜熱冷却部３２における潜熱材Ｙは、例えば、潜熱冷却部３２を囲む阻止膜体（阻止部）３３′により保持され、又は、メッシュ状の部材により保持される。潜熱材Ｙがメッシュ状の部材に保持される場合には、このメッシュ状部材が阻止膜体３３′に保持され、若しくは、メッシュ状部材の一部がシリンダブロック２０に結合されている。   The latent heat material Y in the latent heat cooling unit 32 is held by, for example, a blocking film body (blocking unit) 33 ′ surrounding the latent heat cooling unit 32, or is held by a mesh member. When the latent heat material Y is held by the mesh member, the mesh member is held by the blocking film body 33 ′, or a part of the mesh member is coupled to the cylinder block 20.

阻止膜体３３′は、水流通冷却部３１の冷却水Ｗと潜熱冷却部３２の潜熱材Ｙとの往来を阻止する非透過性の膜体である。ここでいう非透過性とは、冷却水Ｗや溶融している潜熱材Ｙといった液体が浸透することができない性質を意味するとともに、気化した潜熱材Ｙが透過することができない性質を意味する。なお、阻止膜体３３′の形状は、上記の阻止膜体３３（図２参照）と同様に、水流通冷却部３１と潜熱冷却部３２との境界面をなすように配置されている。また、阻止膜体３３′としては、ガラス状カーボンコートを用いることができ、阻止膜体３３′の上端と下端とはシリンダブロック２０に固定されている。   The blocking film body 33 ′ is an impermeable film body that blocks the passage of the cooling water W of the water circulation cooling unit 31 and the latent heat material Y of the latent heat cooling unit 32. The non-permeability here means the property that the liquid such as the cooling water W and the molten latent heat material Y cannot permeate, and the property that the vaporized latent heat material Y cannot permeate. The shape of the blocking film body 33 ′ is arranged so as to form a boundary surface between the water circulation cooling unit 31 and the latent heat cooling unit 32, similarly to the blocking film body 33 (see FIG. 2). Further, a glassy carbon coat can be used as the blocking film body 33 ′, and the upper end and the lower end of the blocking film body 33 ′ are fixed to the cylinder block 20.

したがって、潜熱材Ｙが水又はエチルアルコールを含有するものであれば、水又はエチルアルコールの沸点（気化温度）が、シリンダブロック２０の熱変形温度よりも十分に低く、シリンダブロック２０の内周面２０ａに供給されたオイルの潤滑機能を発揮させるのに適した温度範囲に含まれるため、潜熱材Ｙが液相と気相とで相転移（気化潜熱を伴う）することによりシリンダブロック２０を良好に冷却することができる。また、水又はエチルアルコールは安価であるため、潜熱材Ｙの導入コストを抑制することができる。   Therefore, if the latent heat material Y contains water or ethyl alcohol, the boiling point (vaporization temperature) of water or ethyl alcohol is sufficiently lower than the thermal deformation temperature of the cylinder block 20, and the inner peripheral surface of the cylinder block 20. The cylinder block 20 is excellent because the latent heat material Y undergoes a phase transition (with vaporization latent heat) between the liquid phase and the gas phase because it is included in a temperature range suitable for exerting the lubricating function of the oil supplied to 20a. Can be cooled to. Moreover, since water or ethyl alcohol is cheap, the introduction cost of the latent heat material Y can be suppressed.

水流通冷却部３１の冷却水Ｗと潜熱冷却部３２の潜熱材Ｙとの往来を阻止するものが阻止膜体３３′であるため、例えば従来のウォータージャケットに潜熱冷却部３２及び阻止膜体３３′を追加することが容易であり、シリンダブロック２０の構造を複雑にすることがない。また、阻止膜体３３′にガラス状カーボンコートを用いれば、熱容量が小さいため、冷却を高効率に行うことができ、熱変形が小さく、耐食性に優れ、強度が大きく、軽量であるなどの利点を得ることができる。   Since the blocking film body 33 ′ prevents the cooling water W of the water circulation cooling section 31 and the latent heat material Y of the latent heat cooling section 32 from coming and going, the latent heat cooling section 32 and the blocking film body 33 are added to a conventional water jacket, for example. 'Can be easily added, and the structure of the cylinder block 20 is not complicated. Further, if a glassy carbon coat is used for the blocking film body 33 ', the heat capacity is small, so that cooling can be performed with high efficiency, thermal deformation is small, corrosion resistance is high, strength is high, and light weight. Can be obtained.

〔第２実施形態〕
次に、図面を用いて本発明の第２実施形態について説明する。本発明の第２実施形態にかかるエンジン冷却構造は、冷却部の構成が第１実施形態の冷却部の構成と異なる。なお、ここで説明する点を除いては第１実施形態と同様の構成になっており、これらについては、同様の符号を使用し、各部の説明を省略する。 [Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the engine cooling structure according to the second embodiment of the present invention, the configuration of the cooling unit is different from the configuration of the cooling unit of the first embodiment. Except for the points described here, the configuration is the same as that of the first embodiment, and for these, the same reference numerals are used and description of each part is omitted.

図４に示すように、本実施形態の冷却部４０は、冷却水Ｗが流通する水流通冷却部４１と、潜熱材Ｘの溶解（相転移）により冷却を行う潜熱冷却部４２と、これらの冷却部４１，４２の間に介装された隔壁（阻止部）４３とを備えて構成されている。この隔壁４３は、シリンダブロック２０と一体に形成されている。換言すれば、隔壁４３は、シリンダブロック２０の一部である。   As shown in FIG. 4, the cooling unit 40 of the present embodiment includes a water circulation cooling unit 41 through which the cooling water W flows, a latent heat cooling unit 42 that performs cooling by dissolution (phase transition) of the latent heat material X, and these A partition wall (blocking portion) 43 interposed between the cooling portions 41 and 42 is provided. The partition wall 43 is formed integrally with the cylinder block 20. In other words, the partition wall 43 is a part of the cylinder block 20.

この冷却部４０では、潜熱冷却部４２が内周面２０ａ側の一部に設けられている。具体的には、潜熱冷却部４２は、シリンダブロック２０のみに設けられている。つまり、シリンダヘッド１０には、水流通冷却部４１のみが設けられている。潜熱冷却部４２の上端の上下方向位置ｈ′₁は、上死点に位置するピストンＰの上面Ｐ_tの上下方向位置よりも僅かに下方に位置する、即ち、潜熱冷却部４２が燃焼室Ｂよりも下方に設けられている。一方、図示省略するが、潜熱冷却部４２の下端の上下方向位置は、シリンダブロック２０の下端の上下方向位置よりも上方に設けられている。
なお、図４では、潜熱冷却部４２及び隔壁４３の上部の形状が角を丸められた矩形状のものを示すが、潜熱冷却部４２及びこれに対応する隔壁４３の上部の形状はこれに限られず、角張った矩形状や円弧形状や三角形状でもよい。 In the cooling unit 40, the latent heat cooling unit 42 is provided in a part on the inner peripheral surface 20a side. Specifically, the latent heat cooling unit 42 is provided only in the cylinder block 20. That is, the cylinder head 10 is provided with only the water circulation cooling unit 41. The vertical position h ′ ₁ of the upper end of the latent heat cooling section 42 is positioned slightly below the vertical position of the upper surface P _t of the piston P located at the top dead center, that is, the latent heat cooling section 42 is in the combustion chamber B. It is provided below. On the other hand, although not shown, the vertical position of the lower end of the latent heat cooling unit 42 is provided above the vertical position of the lower end of the cylinder block 20.
In FIG. 4, the shape of the upper part of the latent heat cooling unit 42 and the partition wall 43 is a rectangular shape with rounded corners, but the shape of the upper part of the latent heat cooling unit 42 and the corresponding partition wall 43 is not limited thereto. Instead, the rectangular shape, the circular arc shape, or the triangular shape may be used.

水流通冷却部４１は、シリンダ１の上下方向に亘って設けられている。つまり、冷却水Ｗの流通路は、シリンダ１の上下方向を連通して構成されている。この水流通冷却部４１よりも内周面２０ａ側の一部には、隔壁４３を介して潜熱冷却部４２が設けられている。逆に言えば、潜熱冷却部４２の内周面２０ａ側と反対側には、隔壁４３を介して冷却水Ｗが流通する水流通冷却部４１が設けられている。
この水流通冷却部４１の幅、即ちシリンダ１の中心軸線Ｃ（図１参照）に直交する方向の長さは、潜熱冷却部４２が設けられている上下方向位置において、上述した第１実施形態の水流通冷却部３１の幅（図２参照）とは異なり狭められていない。 The water circulation cooling unit 41 is provided over the vertical direction of the cylinder 1. That is, the flow path of the cooling water W is configured to communicate with the vertical direction of the cylinder 1. A latent heat cooling part 42 is provided via a partition wall 43 at a part of the inner circumferential surface 20 a side of the water circulation cooling part 41. In other words, a water circulation cooling unit 41 through which the cooling water W flows through the partition wall 43 is provided on the opposite side of the latent heat cooling unit 42 from the inner peripheral surface 20a side.
The width of the water circulation cooling unit 41, that is, the length in the direction perpendicular to the central axis C of the cylinder 1 (see FIG. 1) is the above-described first embodiment at the vertical position where the latent heat cooling unit 42 is provided. Unlike the width of the water circulation cooling section 31 (see FIG. 2), it is not narrowed.

潜熱冷却部４２は、内周面２０ａにシリンダブロック２０の一部を介して隣接し、潜熱材Ｘを保持している部位である。この潜熱冷却部４２は、シリンダブロック２０の内周面２０ａと水流通冷却部４１との間に形成された中空状の空間に潜熱材Ｘが充填されたものである。つまり、潜熱材Ｘは、潜熱冷却部４２を囲んでいるシリンダブロック２０（隔壁４３を含む）により保持されている。
隔壁４３は、上記の通りシリンダブロック２０の一部であり、水流通冷却部４１の冷却水Ｗと潜熱冷却部４２の潜熱材Ｘとの往来を阻止する部位である。この隔壁４３は、水流通冷却部４１と潜熱冷却部４２との間に所定の厚みを有して上下方向に延在している。 The latent heat cooling unit 42 is a part that is adjacent to the inner peripheral surface 20 a via a part of the cylinder block 20 and holds the latent heat material X. The latent heat cooling part 42 is a part in which a hollow space formed between the inner peripheral surface 20 a of the cylinder block 20 and the water circulation cooling part 41 is filled with the latent heat material X. That is, the latent heat material X is held by the cylinder block 20 (including the partition wall 43) surrounding the latent heat cooling unit 42.
The partition wall 43 is a part of the cylinder block 20 as described above, and is a part that prevents the cooling water W of the water circulation cooling unit 41 and the latent heat material X of the latent heat cooling unit 42 from coming and going. The partition wall 43 has a predetermined thickness between the water circulation cooling unit 41 and the latent heat cooling unit 42 and extends in the vertical direction.

したがって、第２実施形態のエンジン冷却構造によれば、隔壁４３がシリンダブロック２０と一体に形成されているため、隔壁４３は変形し難く堅牢である。このため、潜熱材Ｘを確実に保持することができ、冷却水Ｗ及び潜熱材Ｘの往来を確実に阻止し、これらの混入を確実に防止することができる。
また、水流通冷却部４１の幅は、潜熱冷却部４２が設けられている上下方向位置において狭められていないため、冷却水Ｗの流通抵抗を増加させることがない。これにより、冷却効率を向上させることができる。 Therefore, according to the engine cooling structure of the second embodiment, since the partition wall 43 is formed integrally with the cylinder block 20, the partition wall 43 is not easily deformed and is robust. For this reason, the latent heat material X can be reliably held, the passage of the cooling water W and the latent heat material X can be reliably prevented, and the mixing of these can be reliably prevented.
Further, since the width of the water circulation cooling unit 41 is not narrowed at the vertical position where the latent heat cooling unit 42 is provided, the circulation resistance of the cooling water W is not increased. Thereby, cooling efficiency can be improved.

第２実施形態のエンジン冷却構造においても、第１実施形態のエンジン冷却構造と同様に、分離冷却することができ、潜熱冷却部４２の上端の上下方向位置ｈ′₁よりも上方では冷却水Ｗによる十分な冷却が行われ、上下方向位置ｈ′₁よりも下方では潜熱材Ｘにより過度な冷却が回避することができる。
なお、潜熱冷却部４２の潜熱材Ｘに替えて、第１実施形態の変形例に上述した潜熱材Ｙを用いてもよい。 The engine cooling structure of the second embodiment can also be separated and cooled as in the case of the engine cooling structure of the first embodiment. The cooling water W is above the vertical position h ′ _{1 at} the upper end of the latent heat cooling unit 42. Therefore, excessive cooling can be avoided by the latent heat material X below the vertical position h ′ ₁ .
In addition, it may replace with the latent heat material X of the latent heat cooling part 42, and may use the latent heat material Y mentioned above in the modification of 1st Embodiment.

［その他］
以上、本発明の実施形態について説明したが、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種々変形して実施することができる。
上述の実施形態におけるシリンダブロック２０には、シリンダライナが嵌挿されていてもよい。つまり、シリンダライナの内周面が上記の内周面２０ａに対応するものであってもよい。この場合、ピストンＰの往復摺動による耐摩耗性を向上させることができる。
また、エンジンには、少なくとも一つの気筒が形成されていればよい。つまり、本発明のエンジン冷却構造は、多気筒エンジンであっても単気筒エンジンであっても適用することができる。 [Others]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
A cylinder liner may be inserted into the cylinder block 20 in the above-described embodiment. That is, the inner peripheral surface of the cylinder liner may correspond to the inner peripheral surface 20a. In this case, wear resistance due to reciprocating sliding of the piston P can be improved.
Further, it is sufficient that at least one cylinder is formed in the engine. That is, the engine cooling structure of the present invention can be applied to a multi-cylinder engine or a single-cylinder engine.

また、上述の実施形態では、キシリトール又はエリスリトールを含有する潜熱材Ｘと、水又はエチルアルコールを含有する潜熱材Ｙを別個に示したが、これらの潜熱材Ｘ，Ｙを併用してもよい。例えば、潜熱材Ｘを保持する潜熱冷却部３２（以下、単に「潜熱冷却部３２Ｘ」という）と、潜熱材Ｙを保持する潜熱冷却部３２（以下、単に「潜熱冷却部３２Ｙ」という）とが交互に配設されてもよく、また、潜熱冷却部３２Ｘ及び潜熱冷却部３２Ｙの一方の外周に潜熱冷却部３２Ｘ及び潜熱冷却部３２Ｙの他方を配設してもよい。   Moreover, although the latent heat material X containing xylitol or erythritol and the latent heat material Y containing water or ethyl alcohol were shown separately in the above-mentioned embodiment, you may use these latent heat materials X and Y together. For example, a latent heat cooling unit 32 holding the latent heat material X (hereinafter simply referred to as “latent heat cooling unit 32X”) and a latent heat cooling unit 32 holding the latent heat material Y (hereinafter simply referred to as “latent heat cooling unit 32Y”). Alternatively, the other of the latent heat cooling unit 32X and the latent heat cooling unit 32Y may be disposed on the outer periphery of one of the latent heat cooling unit 32X and the latent heat cooling unit 32Y.

上述の第１実施形態では、潜熱冷却部３２の厚みが冷却部３０の幅の半分よりも小さいもの（図２参照）を示したが、潜熱冷却部３２の厚みが冷却部３０の幅の半分よりも大きくてもよい。潜熱冷却部３２の厚みが薄くなるに連れて、潜熱冷却部３２が設けられている上下方向領域の水流通冷却部３１の幅が拡がるため、潜熱冷却部３２の厚みを薄くするに従って、冷却水Ｗの流通抵抗が小さくなる。また、潜熱材Ｘは、潜熱冷却部３２の厚薄に応じた量が保持される。したがって、潜熱冷却部３２の厚みは、冷却水Ｗの流通抵抗と潜熱材Ｘの必要量とを考慮して設定されることが好ましい。   In the first embodiment described above, the thickness of the latent heat cooling unit 32 is smaller than half the width of the cooling unit 30 (see FIG. 2). However, the thickness of the latent heat cooling unit 32 is half the width of the cooling unit 30. May be larger. As the thickness of the latent heat cooling unit 32 is reduced, the width of the water circulation cooling unit 31 in the vertical direction area where the latent heat cooling unit 32 is provided is increased. The distribution resistance of W is reduced. The latent heat material X is held in an amount corresponding to the thickness of the latent heat cooling unit 32. Therefore, the thickness of the latent heat cooling unit 32 is preferably set in consideration of the flow resistance of the cooling water W and the necessary amount of the latent heat material X.

上述の実施形態では、阻止膜体３３を備えた冷却部３０と、隔壁４３を備えた冷却部４０とを別個に示したが、これらの冷却部３０，４０を併用してもよい。例えば、多気筒エンジンでは気筒毎に冷却部３０及び冷却部４０の何れか一方を適用することができ、単気筒エンジンでは気筒の外周の一部に冷却部３０を適用するとともに他部に冷却部４０を適用することができる。   In the above-described embodiment, the cooling unit 30 including the blocking film body 33 and the cooling unit 40 including the partition wall 43 are separately shown. However, the cooling units 30 and 40 may be used in combination. For example, in a multi-cylinder engine, one of the cooling unit 30 and the cooling unit 40 can be applied to each cylinder, and in a single-cylinder engine, the cooling unit 30 is applied to a part of the outer periphery of the cylinder and the cooling unit is provided to the other part. 40 can be applied.

１ シリンダ
１０ シリンダヘッド
１０ａ 下面
２０ シリンダブロック
２０ａ 内周面（筒面）
３０，４０ 冷却部
３１，４１ 水流通冷却部
３２，４２ 潜熱冷却部
３３，３３′ 阻止膜体（阻止部），４３ 隔壁（阻止部）
Ｘ，Ｙ 潜熱材
Ｗ 冷却水
Ｐ ピストン
Ｂ 燃焼室
Ｃ 中心軸線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cylinder 10 Cylinder head 10a Lower surface 20 Cylinder block 20a Inner peripheral surface (cylinder surface)
30, 40 Cooling unit 31, 41 Water circulation cooling unit 32, 42 Latent heat cooling unit 33, 33 'Blocking film body (blocking unit), 43 Partition (blocking unit)
X, Y Latent heat material W Cooling water P Piston B Combustion chamber C Center axis

Claims (7)

上下動するピストンを収容する円筒状のシリンダと、
前記シリンダの筒面から離隔した外周において前記シリンダの上下方向に沿って連続して設けられ、前記シリンダを冷却する冷却部と、を備え、
前記冷却部が、冷却水が流通する水流通冷却部と、潜熱材の相転移により冷却を行う潜熱冷却部と、前記水流通冷却部と前記潜熱冷却部との間に介装され前記冷却水及び前記潜熱材の往来を阻止する阻止部と、を備えて構成され、
前記潜熱冷却部が、前記冷却部における前記筒面側の一部に設けられた
ことを特徴とする、エンジン冷却構造。 A cylindrical cylinder that houses a vertically moving piston;
A cooling unit that is continuously provided along the vertical direction of the cylinder on the outer periphery separated from the cylinder surface of the cylinder, and cools the cylinder;
The cooling unit is interposed between a water circulation cooling unit through which cooling water flows, a latent heat cooling unit that performs cooling by phase transition of the latent heat material, and the water circulation cooling unit and the latent heat cooling unit. And a blocking portion for blocking the passage of the latent heat material,
The engine cooling structure according to claim 1, wherein the latent heat cooling unit is provided in a part of the cooling unit on the cylindrical surface side. 前記潜熱冷却部が、前記シリンダ内に形成される燃焼室よりも下方に設けられた
ことを特徴とする、請求項１記載のエンジン冷却構造。 2. The engine cooling structure according to claim 1, wherein the latent heat cooling section is provided below a combustion chamber formed in the cylinder. 前記シリンダが、シリンダブロックと、前記シリンダブロックの上方に位置するシリンダヘッドとを有し、
前記冷却部が、前記シリンダヘッドと前記シリンダブロックとに亘って設けられ、
前記潜熱冷却部が、前記シリンダブロックのみに設けられた
ことを特徴とする、請求項１又は２記載のエンジン冷却構造。 The cylinder has a cylinder block and a cylinder head located above the cylinder block;
The cooling section is provided across the cylinder head and the cylinder block;
The engine cooling structure according to claim 1 or 2, wherein the latent heat cooling section is provided only in the cylinder block. 前記潜熱材が、キシリトール又はエリスリトールを含有する
ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載のエンジン冷却構造。 The engine cooling structure according to any one of claims 1 to 3, wherein the latent heat material contains xylitol or erythritol. 前記潜熱材が、水又はエチルアルコールを含有する
ことを特徴とする、請求項１〜４の何れか１項に記載のエンジン冷却構造。 The engine cooling structure according to any one of claims 1 to 4, wherein the latent heat material contains water or ethyl alcohol. 前記阻止部が、前記冷却水及び前記潜熱材の浸透又は透過を阻止する非透過性膜体である
ことを特徴とする、請求項１〜５の何れか１項に記載のエンジン冷却構造。 The engine cooling structure according to any one of claims 1 to 5, wherein the blocking portion is a non-permeable membrane body that blocks penetration or permeation of the cooling water and the latent heat material. 前記阻止部が、前記シリンダと一体に形成された
ことを特徴とする、請求項１〜６の何れか１項に記載のエンジン冷却構造。 The engine cooling structure according to claim 1, wherein the blocking portion is formed integrally with the cylinder.

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