JP2022189373A - エンジンブロック、樹脂ブロック及びエンジンブロックの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂ブロックを備えたエンジンブロックにおいて、熱効率を向上させる技術を提供する。【解決手段】エンジンブロック１０は、シリンダライナ１２０と、シリンダライナ１２０の外周面を筒状に覆う金属ブロック１４０と、金属ブロック１４０の外周面１４１を覆う熱硬化性樹脂の硬化物により構成される樹脂ブロック２００と、シリンダライナ１２０の外周の領域に設けられたウォータジャケット２３２と、を備え、樹脂ブロック２００は、金属ブロック１４０を覆う第１部分２１０と、第１部分２１０より外側に位置する第２部分２２０とを有し、第１部分２１０は、少なくともウォータジャケット１５２のシリンダライナ１２０側の壁面を構成しており、樹脂ブロック２００の金属ブロック１４０の外周面１４１と対向する面（壁面２１５）の面粗度に関して、ＪＩＳ Ｂ ０６０１（１９９４）に規定する十点平均粗さＲｚが４．０Ｚ以上２０Ｚ以下である。【選択図】図７

Description

本発明は、エンジンブロック、樹脂ブロック及びエンジンブロックの製造方法に関する。

世界の二酸化炭素排出量を減らすために、自動車分野では、自動車の軽量化と内燃機関の効率向上が依然として不可欠である。熱効率を向上させるには、燃焼過程で動力に変換されないで捨てられているエネルギー損失を大幅に低減できる新しい技術が必要である。軽量化の観点では、エンジンの軽量化において、アルミニウム合金やマグネシウム合金といった軽金属をエンジン部品として適用するのが主流だったが、樹脂化の実現により大幅な軽量化が見込めるようになっている。

非特許文献１には、鉄製のシリンダライナを囲む樹脂を備えるエンジンが開示されている。当該文献において、エンジンの冷却損失は、樹脂がシリンダライナを囲む場合において、アルミニウムがシリンダライナを囲む場合よりも低減することが記載されている。

特許文献１及び２には、金属のシリンダライナを囲む樹脂からなるブロックを備え、シリンダライナにウォータジャケットが形成されたエンジンブロックが開示されている。

米国特許出願公開第２０１５／０１５９５８１号明細書 米国特許出願公開第２０１５／０１５９５８２号明細書

水野 貴大、辻 龍希、藤村 俊夫「１次元シミュレーションを用いたＳＩエンジンの燃費性能改善予測」日本機械学会東海支部第６５期総会・講演会講演論文集（２０１６年３月１７－１８日）Ｎｏ．１６３－１

上述のように、シリンダライナを樹脂で囲むことで冷却損失の低減を図るエンジンが提案されているが、近年では一層のエネルギー利用効率の向上が求められており、そのようなエンジンにおいて新たな技術が必要とされていた。

本発明の目的は、樹脂ブロックを備えたエンジンブロックにおいて、熱効率を向上させる技術を実現することにある。

本発明によれば、
シリンダライナと、
前記シリンダライナの外周面を筒状に覆う金属ブロックと、
前記金属ブロックの外周面を覆う、熱硬化性樹脂の硬化物により構成される樹脂ブロックと、
前記シリンダライナの外周の領域に設けられた冷却用水路と、
を備え、
前記樹脂ブロックは、前記金属ブロックを覆う第１部分と、前記第１部分より外側に位置する第２部分とを有し、
前記第１部分は、少なくとも前記冷却用水路の前記シリンダライナ側の壁面を構成しており、
前記樹脂ブロックの前記金属ブロックの前記外周面と対向する面の面粗度について、ＪＩＳ Ｂ ０６０１（１９９４）に規定する十点平均粗さＲｚが４．０Ｚ以上２０Ｚ以下である、
エンジンブロックを提供できる。
本発明によれば、上述のエンジンブロックを構成する樹脂ブロックを提供できる。
本発明によれば、上述のエンジンブロックを製造法する方法であって、
シリンダライナの外周面に樹脂ブロックを嵌め込む、エンジンブロックの製造方法を提供できる。

本発明によれば、樹脂ブロックを備えたエンジンブロックにおいて、熱効率を向上させる技術を実現することができる。

実施形態に係るエンジンブロック及びシリンダヘッドの分解図である。 図１に示したエンジンブロックの製造方法の一例を説明するための図である。 図１に示したエンジンブロックの製造方法の一例を説明するための図である。 図１に示したエンジンブロックの製造方法の一例を説明するための図である。 図１に示したエンジンブロックの製造方法の一例を説明するための図である。 シリンダライナ及び金属ブロックの詳細の一例を説明するための横断面図である。 シリンダライナ及び金属ブロックの詳細の一例を説明するための縦断面図である。 第１部分において異なる熱抵抗を有する構造の一例を説明するための縦断面図である。 第１部分において異なる熱抵抗を有する構造の一例を説明するための縦断面図である。 第１部分において異なる熱抵抗を有する構造の一例を説明するための縦断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。

図１は、実施形態に係るエンジンブロック１０の斜視図である。ここでは、エンジンブロック１０の上側に取り付けられるシリンダヘッドは省いて示し、ガスケット２８のみを示している。

＜エンジンブロック１０概要＞
図１を用いて、エンジンブロック１０の概要を説明する。エンジンブロック１０は、シリンダライナ１２０及び樹脂ブロック２００を備えている。図１では便宜的に樹脂ブロック２００を墨塗りで示している。以下では、２気筒エンジンのエンジンブロック１０について例示する。

樹脂ブロック２００は、第１部分２１０及び空隙２３０を含んでいる。第１部分２１０は、シリンダライナ１２０の金属外周面１２２を覆っている。空隙２３０は、第１部分２１０より外側に位置しており、ウォータジャケット２３２を画定している。

上述した構成によれば、シリンダライナ１２０から発生する熱による樹脂ブロック２００の損傷を低減することができる。

具体的には、上述した構成においては、樹脂ブロック２００の第１部分２１０は、ウォータジャケット２３２によって囲まれている。ウォータジャケット２３２に流れる冷媒（例えば、水）によって樹脂ブロック２００の第１部分２１０の熱損傷を低減することができる。

＜エンジンブロック１０＞
図１を用いて、エンジンブロック１０の詳細を説明する。
エンジンブロック１０は、ブロック部材１１０、シリンダライナ１２０、金属ブロック１４０、突起１３０及び樹脂ブロック２００を備えている。

ブロック部材１１０は、金属（例えば、鋳鉄、アルミニウム合金またはマグネシウム合金）からなっている。図１に示す例において、ブロック部材１１０は、樹脂ブロック２００を支持するためのベースとして機能している。

シリンダライナ１２０は、ブロック部材１１０に取り付けられている。シリンダライナ１２０は、ブロック部材１１０と一体となっていてもよいし、またはブロック部材１１０に取り付け可能かつ取り外し可能であってもよい。

シリンダライナ１２０は、金属（例えば、鉄またはアルミニウム）からなっている。シリンダライナ１２０は、金属からなる外周面（すなわち、金属外周面１２２）を有している。

金属ブロック１４０は、ブロック部材１１０の一部であり、シリンダライナ１２０の金属外周面１２２を覆うように筒状に設けられている。筒状は単一であってもよいし複数連結した構造であってもよい。金属ブロック１４０のブロック外周面１４２を覆うように樹脂ブロック２００が設けられている。なお、金属ブロック１４０が省かれて直接シリンダライナ１２０に樹脂ブロック２００が設けられてもよい。

突起１３０は、ブロック部材１１０からシリンダヘッド（またはガスケット２８）に向けて突出している。突起１３０は、開口１３２を有している。開口１３２には、固定具２２を挿入可能である。固定具２２は、ガスケット２８を挟んでシリンダヘッドをエンジンブロック１０に固定する。固定具２２は、例えば、ボルトにすることができる。

＜樹脂ブロック２００＞
樹脂ブロック２００は、第１部分２１０、第２部分２２０及び空隙２３０を含んでいる。第２部分２２０は、空隙２３０の外側に位置している。空隙２３０は、第１部分２１０及び第２部分２２０の間にある。第１部分２１０及び第２部分２２０は、樹脂ブロック２００の下方部分で互いに一体となっている。

樹脂ブロック２００の第１部分２１０は、例えば接着剤層３００（図４参照）を介して金属ブロック１４０のブロック外周面１４２に取り付けられる。接着剤層３００の接着剤は、樹脂ブロック２００の第１部分２１０及び金属ブロック１４０のブロック外周面１４２の間に位置し、樹脂ブロック２００の第１部分２１０及び金属ブロック１４０のブロック外周面１４２を互いに接着する。接着剤は、応力緩和層として機能してもよい。

樹脂ブロック２００の第１部分２１０は、接着剤を介さないで金属ブロック１４０のブロック外周面１４２と一体的に接合されていてもよい。この場合、樹脂ブロック２００の第１部分２１０及び金属ブロック１４０のブロック外周面１４２の間の界面では、樹脂（樹脂ブロック２００）及び金属（金属ブロック１４０）の直接接合が形成される。

樹脂ブロック２００は上面２０２を有している。上面２０２は空隙２３０を形成する溝を有しており、空隙２３０がブロック部材１１０から露出している。このような構造においては、シリンダライナ１２０の上端及びその近傍における樹脂ブロック２００の熱損傷を特に低減することができる。したがって、上述した構造は、金属ブロック１４０やシリンダライナ１２０の温度がそれらの上端及びその近傍において特に上昇する場合において特に有意義である。更に、上述した構造においては、空隙２３０は、樹脂ブロック２００を金属ブロック１４０に取り付ける前だけでなく、樹脂ブロック２００を金属ブロック１４０に取り付けた後であっても、形成可能である。したがって、空隙２３０を形成するためのプロセスの自由度を高くすることができる。

空隙２３０は、樹脂ブロック２００の上面２０２から露出されていなくてもよく、樹脂ブロック２００の内部に存在していてもよい。この場合においても、ウォータジャケット２３２に流れる冷媒によって樹脂ブロック２００の第１部分２１０の熱損傷を低減することができる。

第２部分２２０は、開口２２２を有している。樹脂ブロック２００は、突起１３０が第２部分２２０の開口２２２を貫通するように、位置している。突起１３０は、樹脂ブロック２００をブロック部材１１０に取り付けるためのガイドとして機能することができる。

＜樹脂ブロック２００の材料および物性＞
樹脂ブロック２００の第１部分２１０及び第２部分２２０は、熱硬化樹脂の硬化物を含んでいる。言い換えると、樹脂ブロック２００は、熱硬化性樹脂からなっている。樹脂ブロック２００は、無機フィラー（例えば、ガラス繊維）を更に含んでいてもよい。樹脂ブロック２００は、樹脂ブロック２００の全重量に対して、例えば５０重量％以上の無機フィラーを含んでいてもよい。樹脂ブロック２００を形成する熱硬化性樹脂は、例えば、フェノール樹脂にすることができる。

樹脂ブロック２００を形成する熱硬化性樹脂の熱伝導率は、低くすることができ、例えば、１．００Ｗ／ｍ・Ｋ以下にすることができる。当該熱伝導率が低いことで、エンジンブロック１０の冷却損失を低減することができる。

樹脂ブロック２００を形成する熱硬化性樹脂の密度は、小さくすることができ、例えば、２．２ｇ／ｃｍ^３以下にすることができる。当該密度が小さいことで、エンジンブロック１０を軽量化することができる。

樹脂ブロック２００を形成する熱硬化性樹脂のガラス転移点は、高くすることができ、例えば、１６０℃以上、好ましくは２００℃以上にすることができる。当該ガラス転移点が高いことで、エンジンブロック１０を高温下で使用することができる。

樹脂ブロック２００を形成する熱硬化性樹脂の線膨張係数は、金属ブロック１４０のブロック外周面１４２を形成する金属の線膨張係数と等しくし、または近似させることができる。例えば、樹脂ブロック２００を形成する熱硬化性樹脂の機械方向（ＭＤ）線膨張係数は、金属ブロック１４０を形成する金属のＭＤ線膨張係数の７５％以上１２５％以下にしてもよく、樹脂ブロック２００を形成する熱硬化性樹脂の横断方向（ＴＤ）線膨張係数は、金属ブロック１４０を形成する金属のＴＤ線膨張係数の７５％以上１２５％以下にしてもよい。樹脂ブロック２００を形成する熱硬化性樹脂の線膨張係数及び金属ブロック１４０を形成する金属の線膨張係数が等しくし、または近似させることで、金属ブロック１４０及び樹脂ブロック２００の双方が加熱された際における金属ブロック１４０から樹脂ブロック２００への応力を緩和することができる。

樹脂ブロック２００を形成する熱硬化性樹脂のＭＤ線膨張係数及び金属ブロック１４０を形成する金属のＭＤ線膨張係数のそれぞれは、例えば、１０ｐｐｍ以上４０ｐｐｍ以下にすることができる。

樹脂ブロック２００を形成する熱硬化性樹脂のＴＤ線膨張係数及び金属ブロック１４０を形成する金属のＴＤ線膨張係数のそれぞれは、例えば、１０ｐｐｍ以上４０ｐｐｍ以下にすることができる。

なお、金属ブロック１４０が省かれシリンダライナ１２０に樹脂ブロック２００が設けられる場合は、上記の熱硬化性樹脂の線膨張係数はシリンダライナ１２０との関係で上記値とすることができる。

＜エンジンブロック１０の製造方法＞
図２から図５は、図１に示したエンジンブロック１０の製造方法の一例を説明するための図である。

図２、図３及び図５を用いて、エンジンブロック１０の製造方法の一例の概要を説明する。まず、図２に示すように、ベースブロック１００を形成する。ベースブロック１００は、シリンダライナ１２０及び金属ブロック１４０を有している。シリンダライナ１２０は、金属外周面１２２を有している。金属ブロック１４０は、シリンダライナ１２０を囲んでいる。次いで、図３に示すように、ベースブロック１００から金属ブロック１４０の肉厚が薄くなるように一部を除去するように加工する。加工前の金属ブロック１４０が所望の肉厚であれば除去する加工は不要である。つづいて図５に示すように、金属ブロック１４０を樹脂ブロック２００で囲む。

上述したプロセスによれば、金属ブロック１４０及びシリンダライナ１２０を樹脂ブロック２００で囲むための製造プロセスを低コストで実現することができる。具体的には、上述したプロセスにおいては、金属ブロック１４０を含むベースブロック１００は、既存のエンジンブロックを形成するための既存の設備（例えば、既存のエンジンブロックを形成するための鋳造に用いられる金型）を用いて形成することができる。つまり、金属ブロック１４０を一部除去加工する場合でも、金属ブロック１４０が取り除かれたベースブロック１００を形成するための新規の設備を設ける必要がない。したがって、金属ブロック１４０及びシリンダライナ１２０を樹脂ブロック２００で囲むための製造プロセスを低コストで実現することができる。

図２から図５を用いて、エンジンブロック１０の製造方法の一例の詳細を説明する。
まず、図２に示すように、ベースブロック１００を形成する。ベースブロック１００は、ブロック部材１１０、シリンダライナ１２０及び金属ブロック１４０を有している。ブロック部材１１０、シリンダライナ１２０及び金属ブロック１４０のそれぞれは、金属からなっている。特に、金属ブロック１４０は、例えば、鋳鉄、アルミニウム合金またはマグネシウム合金からなっている。

ベースブロック１００は、シリンダライナ１２０及び金属ブロック１４０の間の空隙１５０を有している。空隙１５０は、ウォータジャケット１５２を画定している。ベースブロック１００は、既存のエンジンブロック（すなわち、ウォータジャケット１５２を有するエンジンブロック）を形成するための既存の設備を用いて形成することができる。一例において、ベースブロック１００は、鋳造、より具体的には、ダイカストによって形成することができる。この例において、ダイカストに用いられる金型は、既存のエンジンブロックを形成するための金型を用いることができる。

ベースブロック１００は、開口１３２を更に有している。図１を用いて説明したように、開口１３２には、固定具２２（図１）を挿入可能である。ベースブロック１００は、図３に示す突起１３０を形成する部分を含んでいる。この部分は、図３に示す工程（金属ブロック１４０を除去する工程）において、突起１３０を形成する。

次いで、図３に示すように、ベースブロック１００から金属ブロック１４０の一部を除去し肉厚を薄くする。図３に示す例では、金属ブロック１４０は、シリンダライナ１２０の周囲に肉厚が薄くなるように加工されるとともに、突起１３０が形成され、かつ開口１３２が残るように、除去されている。

次いで、図４に示すように、金属ブロック１４０のブロック外周面１４２上に接着剤層３００を形成する。図４に示すように、接着剤層３００は、突起１３０の外周面上にも形成してもよい。

次いで、図５に示すように、樹脂ブロック２００を金属ブロック１４０に囲むように嵌め込む。樹脂ブロック２００は、突起１３０が樹脂ブロック２００の開口２２２を貫通するように取り付けられる。樹脂ブロック２００の第１部分２１０及び金属ブロック１４０のブロック外周面１４２は、接着剤層３００を介して互いに接着され、樹脂ブロック２００の開口２２２の内面及び突起１３０の外周面は、接着剤層３００を介して互いに接着される。

接着剤層３００は形成しなくてもよい。接着剤層３００を形成しない場合、樹脂ブロック２００の第１部分２１０は、接着剤を介さないで金属ブロック１４０のブロック外周面１４２と一体的に接合されていてもよい。

図５に示す例において、樹脂ブロック２００は、第１部分２１０、第２部分２２０及び空隙２３０を含んでいる。空隙２３０は、ウォータジャケット２３２を画定している。空隙２３０は、金属ブロック１４０を樹脂ブロック２００で囲む前に形成されてもよいし、または金属ブロック１４０を樹脂ブロック２００で囲んだ後に形成されてもよい。

エンジンブロック１０の製造方法は、図２から図５に示した例に限定されない。エンジンブロック１０は、以下の例のようにして製造されてもよい。

第１に、図２に示したベースブロック１００を形成することなく、図３に示したブロック（ブロック部材１１０、シリンダライナ１２０及び突起１３０）を形成してもよい。図３に示したブロックは、鋳造、より具体的には、ダイカストによって形成することができる。この例において、ダイカストに用いられる金型は、図３に示すブロックに沿った形状を有している。

第２に、エンジンブロック１０をインサート成形によって製造してもよい。この例においては、図３に示したブロック（ブロック部材１１０（金属ブロック１４０）、シリンダライナ１２０及び突起１３０）を金型内に配置して、樹脂ブロック２００を形成する樹脂を金型内に供給する。この例によれば、図４に示した接着剤層３００を設けることなく、樹脂ブロック２００を金属ブロック１４０に直接的に接合させることができる。接着剤層３００の接着剤として、例えば、高放熱１成分縮合型ＲＴＶシリコン接着シール剤（熱伝達率：０．８３W/ｍｋ）を用いることができる。

＜シリンダライナ１２０及び金属ブロック１４０＞
図６及び図７は、シリンダライナ１２０及び金属ブロック１４０の詳細の一例を説明するための断面図である。図６はシリンダライナ１２０及び金属ブロック１４０の横断面を示している。図７はシリンダライナ１２０及び金属ブロック１４０の横断面を示している。

シリンダライナ１２０は、鉄層１２０ａ及びアルミニウム層１２０ｂを含んでいる。鉄層１２０ａは、シリンダライナ１２０の内周面を形成している。鉄層１２０ａは、鉄及び合金鉄のうちの少なくとも一方を含んでいる。アルミニウム層１２０ｂは、鉄層１２０ａの外側に位置しており、金属外周面１２２を形成している。アルミニウム層１２０ｂは、アルミニウム及びアルミニウム合金のうちの少なくとも一方を含んでいる。

金属ブロック１４０は、シリンダライナ１２０のアルミニウム層１２０ｂの周囲を囲むように設けられている。

金属ブロック１４０のブロック外周面１４２の表面粗さＲａ（算術平均粗さ）は、例えば、０．２μｍ以上３．０μｍ以下にすることができる。

金属ブロック１４０のブロック外周面１４２は、９０°未満の先端角を有する突出部を有しないようにしてもよい。このような突出部は、金属ブロック１４０及び樹脂ブロック２００の熱応力の集中部になり得、樹脂ブロック２００のクラックを引き起こし得る。このような突出部がない場合、樹脂ブロック２００のクラックを低減することができる。

＜樹脂ブロック２００と金属ブロック１４０の接合部分＞
樹脂ブロック２００と金属ブロック１４０の接合について、樹脂ブロック２００の金属ブロック１４０の外周面１４１と対向する壁面２１５（すなわち外周面１４１と壁面２１５の境界面における壁面２１５）の面粗度に着目して説明する。

樹脂ブロック２００の壁面２１５は、ＪＩＳ Ｂ ０６０１（１９９４）に規定する十点平均粗さＲｚが４．０Ｚ以上２０Ｚ以下である。すなわち、壁面２１５は、十点平均粗さＲｚが上記範囲の壁面凹凸部２１６を有している。壁面凹凸部２１６の凹凸構造は、例えば、溝を周回させるように形成することで得られる。溝の幅、深さ、数を領域毎に調整することで、所望の十点平均粗さＲｚを実現でき、その結果、所望の熱抵抗Ｒｔを実現できる。

十点平均粗さＲｚの下限値は、好ましくは５．０Ｚ以上であり、より好ましくは６．４Ｚ以上である。十点平均粗さＲｚの下限値を上記範囲とすることで、熱伝達の面積を確保することができる。また、接着剤層３００により金属ブロック１４０と樹脂ブロック２００を接着する際に、接着剤を適切ない領域に定着させる、その接着を確実にすることができる。

十点平均粗さＲｚの上限値は、好ましくは１５．０Ｚ以上であり、より好ましくは１０．０Ｚ以上である。十点平均粗さＲｚの上限値を上記範囲とすることで、金属ブロック１４０から樹脂ブロック２００への熱伝達（すなわち熱抵抗Ｒｔ）を適切な範囲にすることができる。すなわち、壁面凹凸部２１６の凹凸構造により空気層を作ることができる。空気層があると熱抵抗Ｒｔが大きくなることから、空気層の大きさを調整することで、保温と放熱のバランスをとることができ、燃焼条件を良好にすることができ、ひいては熱効率の向上を実現できる。

図８～図１０を参照して、第１部分２１０の金属ブロック１４０側の壁面２１５と金属ブロック１４０の外周面１４１との境界において、空気層を設けて熱抵抗Ｒｔを調整する構成について説明する。以下では、空気層を設ける構成として、壁面２１５の壁面凹凸部２１６を設ける構成および接着剤層３００を設ける構成について説明する。図８～図１０は、それぞれ図７の領域Ａを拡大して示した図である。

図８に示す構造例では、壁面２１５の面粗度（十点平均粗さＲｚ）が上死点ＴＤＣ側と下死点ＢＤＣ側とで異なった第１の面粗度領域１８１と第２の面粗度領域１８２が設けられている。第１の面粗度領域１８１と第２の面粗度領域１８２の面粗度は、目標となる熱抵抗Ｒｔにもとづき設定される。

図８（ａ）の構造では、壁面２１５の上死点ＴＤＣ側（境界点１４５より上側）の面粗度の値が大きい第１の面粗度領域１８１であり、下死点ＢＤＣ側（境界点１４５より下側）の面粗度の値が小さい第２の面粗度領域１８２である。この結果、第１部分２１０における金属ブロック１４０からウォータジャケット２３２への方向の熱抵抗Ｒｔは、第１の面粗度領域１８１が設けられている部分で大きく、第２の面粗度領域１８２が設けられている部分では小さくなる。
このように下死点ＢＤＣ側より上死点ＴＤＣ側の面粗度の値を大きくし熱抵抗Ｒｔを大きくした構成を採用することとで、燃料が燃焼室内で燃焼するタイミング（すなわちピストン１９０が上死点ＴＤＣ付近にあるとき）において、燃焼時の熱がウォータジャケット２３２に逃げてしまうことを抑制することで高い熱効率を実現できる。燃焼タイミング（すなわち発熱タイミング）を考慮した場合、ストローク長に対して上死点ＴＤＣから３０％までの範囲（クランク角で概ね４５度の範囲）、特に２０％までの範囲について、第１の面粗度領域１８１を設け、燃焼室を保温することが好ましい。

図８（ｂ）の構造は、図８（ａ）の構造と逆に、壁面２１５の下死点ＢＤＣ側（境界点１４５より下側）の面粗度の値が大きい第１の面粗度領域１８１であり、上死点ＴＤＣ側（境界点１４５より上側）の面粗度の値より大きい。
このように上死点ＴＤＣ側より下死点ＢＤＣ側の面粗度の値を大きくし熱抵抗Ｒｔを大きくした構成を採用することとで、燃料が燃焼室内で燃焼するタイミング（すなわちピストン１９０が上死点ＴＤＣ付近にあるとき）において、熱をウォータジャケット２３２に逃がし冷却を促すことができる。燃焼時に燃焼室内の温度が高くなりノッキングが生じやすいエンジンにおいて効果的である。燃焼タイミング（すなわち発熱タイミング）を考慮した場合、ストローク長に対して上死点ＴＤＣから３０％までの範囲（クランク角で概ね４５度の範囲）、特に２０％までの範囲について、第１の面粗度領域１８１を設け、燃焼室の冷却を促すことが好ましい。

図９に示す構造例は、図８に示した構造例において、さらに、第１部分２１０の厚みｔに変化を設けた構成としたものである。具体的には、断面視においてウォータジャケット２３２と第１部分２１０との境界、すなわちウォータジャケット２３２の壁面２３２Ａが連続的に変化している連続変化領域２１１となっており、特に直線状に変化している直線部２１２を有する。

図９（ａ）の構造は、壁面２３２Ａが断面視で斜め直線状（傾斜）の直線部２１２であって、第２部分２２０の厚みｔが下死点ＢＤＣ側より上死点ＴＤＣ側が厚くなっている。換言すると、図示で上側（上死点ＴＤＣ側）が熱抵抗Ｒｔの大きい第１の領域１７１であって、下側（下死点ＢＤＣ側）が第１の領域１７１より熱抵抗Ｒｔの小さい第２の領域１７２と言える。さらに、壁面２１５において、第１の領域１７１が設けられた領域は面粗度の値が大きい第１の面粗度領域１８１となっており、第２の領域１７２が設けられた領域は面粗度の値が小さい第２の面粗度領域１８２でとなっている。
このように第１部分２１０の厚みｔを上死点ＴＤＣ側を厚くし更に面粗度を大きくすることで熱抵抗Ｒｔを大きくした構成とすることで、燃料が燃焼室内で燃焼するタイミング（すなわちピストン１９０が上死点ＴＤＣ付近にあるとき）において、燃焼時の熱がウォータジャケット２３２に逃げてしまうことを抑制することで高い熱効率を実現できる。また、厚みｔが連続的に直線状に変化するため、熱歪みや熱応力が局所的に集中することを避けることができる。

図９（ｂ）の構造は、壁面２３２Ａが断面視で斜め直線状の直線部２１２であって、第２部分２２０の厚みｔが上死点ＴＤＣ側より下死点ＢＤＣ側が厚くなっている。換言すると、図示で下側（下死点ＢＤＣ側）が熱抵抗Ｒｔの大きい第１の領域１７１であって、上側（上死点ＴＤＣ側）が第１の領域１７１より熱抵抗Ｒｔの小さい第２の領域１７２と言える。さらに、壁面２１５において、第１の領域１７１が設けられた領域は面粗度の値が大きい第１の面粗度領域１８１となっており、第２の領域１７２が設けられた領域は面粗度の値が小さい第２の面粗度領域１８２でとなっている。

このように上死点ＴＤＣ側の第１部分２１０の厚みｔを薄くし、さらに上死点ＴＤＣ側の面粗度の値が下死点ＢＤＣより小さくなるようにすることで、上死点ＴＤＣ側の熱抵抗Ｒｔを下死点ＢＤＣ側より小さくした構成である。この構成であるため、燃料が燃焼室内で燃焼するタイミング（すなわちピストン１９０が上死点ＴＤＣ付近にあるとき）において、熱をウォータジャケット２３２に逃がし冷却を促すことができる。燃焼時に燃焼室内の温度が高くなりノッキングが生じやすいエンジンにおいて効果的である。特に、燃焼タイミング（すなわち発熱タイミング）を考慮した場合、ストローク長に対して上死点ＴＤＣから３０％までの範囲、特に２０％までの範囲について、第２の領域１７２の熱抵抗Ｒｔの設計が重要である。また、厚みｔが連続的に直線状に変化するため、熱歪みや熱応力が局所的に集中することを避けることができる。

なお、第１部分２１０の厚みが変化する連続変化領域２１１は、直線部２１２に限らず、曲線状に設けられてもよい。さらに、第１部分２１０の厚みは、連続的に変化せず段差が設けられた非連続に設けられてもよい。

図１０に示す構造例は、第１部分２１０の熱抵抗Ｒｔに領域毎に違いを与えるために、樹脂ブロック２００を金属ブロック１４０（またはシリンダライナ１２０）に取り付ける際に用いる接着剤層３００の接着剤に違いを設けている。

図１０（ａ）の構造では、金属ブロック１４０の外周面１４１とシリンダ部２０の壁面２１５との境界に設けられる接着剤層３００は、上死点ＴＤＣ側（境界点１４５より上側）の第１の接着剤層領域３０１、下死点ＢＤＣ側（境界点１４５より下側）の第２の接着剤層領域３０２とを有して構成される。第１の接着剤層領域３０１は第２の接着剤層領域３０２より接着剤の量が多く設けられている。その結果、第１の接着剤層領域３０１では、第２の接着剤層領域３０２より、空気層が多くなり、熱抵抗Ｒｔが大きくなっている。
このように下死点ＢＤＣ側より上死点ＴＤＣ側の接着剤層３００の厚みを厚くし熱抵抗Ｒｔを大きくした構成を採用することとで、燃料が燃焼室内で燃焼するタイミング（すなわちピストン１９０が上死点ＴＤＣ付近にあるとき）において、燃焼時の熱がウォータジャケット２３２に逃げてしまうことを抑制することで高い熱効率を実現できる。

図１０（ｂ）の構造は、図１０（ａ）の構造と逆に、金属ブロック１４０の外周面１４１とシリンダ部２０の壁面２１５との境界に設けられる接着剤層３００は、接着剤が厚い下死点ＢＤＣ側（境界点１４５より下側）の第１の接着剤層領域３０１、接着剤が薄い上死点ＴＤＣ側（境界点１４５より上側）の第２の接着剤層領域３０２とを有して構成される。すなわち、第１の接着剤層領域３０１は第２の接着剤層領域３０２と比較して、接着剤が厚いことで空気層が多くなり、熱抵抗Ｒｔが大きくなる。上死点ＴＤＣ側の熱抵抗Ｒｔを小さくした構成を採用することとで、燃料が燃焼室内で燃焼するタイミング（すなわちピストン１９０が上死点ＴＤＣ付近にあるとき）において、熱をウォータジャケット２３２に逃がし冷却を促すことができる。燃焼時に燃焼室内の温度が高くなりノッキングが生じやすいエンジンにおいて効果的である。

なお、図１０の接着剤層３００（第１の接着剤層領域３０１、第２の接着剤層領域３０２）の構成は、図８や図９の構成に適用されてもよい。

以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。例えば、上記の実施形態では、樹脂ブロック２００を２気筒のエンジン（エンジンブロック１０）へ適用した例を説明したが、気筒数に拘わらず単気筒のエンジンや３気筒以上のエンジンに適用することができる。

１０ エンジンブロック
２０ シリンダヘッド
１００ ベースブロック
１１０ ブロック部材
１２０ シリンダライナ
１２０ａ 鉄層
１２０ｂ アルミニウム層
１２２ 金属外周面
１４０ 金属ブロック
１４２ ブロック外周面
１５０ 空隙
１５２ ウォータジャケット（冷却用水路）
１７１ 第１の領域
１７２ 第２の領域
１８１ 第１の面粗度領域
１８２ 第２の面粗度領域
２００ 樹脂ブロック
２１０ 第１部分
２１１ 連続変化領域
２１２ 直線部
２１３ 曲線部
２１４ 境界
２１５ 壁面
２１６ 壁面凹凸部
２２０ 第２部分
２３０ 空隙
２３２ ウォータジャケット（冷却用水路）
２３２Ａ 壁面
３００ 接着剤層
３０１ 第１の接着剤層領域
３０２ 第２の接着剤層領域

Claims (13)

1. シリンダライナと、
   前記シリンダライナの外周面を筒状に覆う金属ブロックと、
   前記金属ブロックの外周面を覆う、熱硬化性樹脂の硬化物により構成される樹脂ブロックと、
   前記シリンダライナの外周の領域に設けられた冷却用水路と、
   を備え、
   前記樹脂ブロックは、前記金属ブロックを覆う第１部分と、前記第１部分より外側に位置する第２部分とを有し、
   前記第１部分は、少なくとも前記冷却用水路の前記シリンダライナ側の壁面を構成しており、
   前記樹脂ブロックの前記金属ブロックの前記外周面と対向する面の面粗度が、ＪＩＳ Ｂ ０６０１（１９９４）に規定する十点平均粗さＲｚが４．０Ｚ以上２０Ｚ以下である、
   エンジンブロック。
2. 前記壁面は、面粗度が異なる第１の面粗度領域および第２の面粗度領域を有し、
   前記第１の面粗度領域は、前記第２の面粗度領域より面粗度が大きく、かつ、前記第２の面粗度領域よりもピストンのストローク方向の上死点側に設けられている、請求項１に記載のエンジンブロック。
3. 前記壁面は、面粗度が異なる第１の面粗度領域および第２の面粗度領域を有し、
   前記第１の面粗度領域は、前記第２の面粗度領域より面粗度が大きく、かつ、前記第２の面粗度領域よりもピストンのストローク方向の下死点側に設けられている、請求項１に記載のエンジンブロック。
4. 前記第１部分が前記壁面を構成している領域において、前記シリンダライナから前記冷却用水路への方向を厚み方向としたときに、厚みの異なる第１の領域および第２の領域を有し、前記第１の領域の厚みは前記第２の領域の厚みより厚く、
   前記第１の領域は、前記第１の面粗度領域に設けられている、請求項２または３に記載のエンジンブロック。
5. 前記樹脂ブロックの前記第１部分と前記金属ブロックとの間に接着剤が設けられた接着剤層を有している、請求項１から４までのいずれか１項に記載のエンジンブロック。
6. 前記接着剤層は、接着剤の厚みが異なる第１の接着剤層領域と第２の接着剤層領域とを有し、
   前記第１の接着剤層領域の接着剤が、前記第２の接着剤層領域の接着剤よりも厚く設けられており、かつ、前記第１の面粗度領域に設けられている、請求項５に記載のエンジンブロック。
7. 前記樹脂ブロックの前記第１部分を形成する前記熱硬化性樹脂の硬化物の熱伝導率は、１．００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下である、請求項１から６までのいずれか１項に記載のエンジンブロック。
8. 前記樹脂ブロックの前記第１部分を形成する前記熱硬化性樹脂の硬化物のＭＤ線膨張係数は、前記金属ブロックを形成する金属のＭＤ線膨張係数の７５％以上１２５％以下であり、
   前記樹脂ブロックの前記第１部分を形成する前記熱硬化性樹脂の硬化物のＴＤ線膨張係数は、前記金属ブロックを形成する金属のＴＤ線膨張係数の７５％以上１２５％以下である、請求項１から７までのいずれか１項に記載のエンジンブロック。
9. 前記樹脂ブロックの前記第１部分を形成する前記熱硬化性樹脂の硬化物の密度は、２．２ｇ／ｃｍ^３以下である、請求項１から８までのいずれか１項に記載のエンジンブロック。
10. 前記樹脂ブロックの前記第１部分を形成する前記熱硬化性樹脂の硬化物のガラス転移点（Ｔｇ）は１６０℃以上である、請求項１から９までのいずれか１項に記載のエンジンブロック。
11. 前記樹脂ブロックの前記第１部分を形成する前記熱硬化性樹脂の硬化物はフェノール樹脂からなる、請求項１から１０までのいずれか１項に記載のエンジンブロック。
12. 請求項１から１１までのいずれか１項に記載のエンジンブロックを構成する樹脂ブロック。
13. 請求項１から１１までのいずれか１項に記載のエンジンブロックを製造法する方法であって、
    シリンダライナの外周面に樹脂ブロックを嵌め込む、エンジンブロックの製造方法。

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