JP5809950B2 - Composite materials, internal combustion engines and automobiles - Google Patents

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Description

本発明は、温度変化に応じて変形する複合材料に関する。また、本発明は、シリンダブロックの溝状冷却水流路を流れる冷却水の流速を制御することにより、シリンダブロックのシリンダボア壁の壁温を均一にすることができる内燃機関及び該内燃機関を有する自動車に関する。   The present invention relates to a composite material that deforms in response to a temperature change. The present invention also provides an internal combustion engine capable of making the wall temperature of the cylinder bore wall of the cylinder block uniform by controlling the flow rate of the cooling water flowing through the grooved cooling water flow path of the cylinder block, and an automobile having the internal combustion engine. About.

内燃機関では、ボア内のピストンの上死点で燃料の爆発が起こり、その爆発によりピストンが押し下げられるという構造上、シリンダボア壁の上側は温度が高くなり、下側は温度が低くなる。そのため、シリンダボア壁の上側と下側では、熱変形量に違いが生じ、上側は大きく膨張し、一方、下側の膨張が小さくなる。   In the internal combustion engine, fuel explosion occurs at the top dead center of the piston in the bore, and the piston is pushed down by the explosion, so that the temperature is high on the upper side of the cylinder bore wall and the temperature is lower on the lower side. Therefore, there is a difference in the amount of thermal deformation between the upper side and the lower side of the cylinder bore wall, and the upper side expands greatly, while the lower side expansion decreases.

その結果、ピストンのシリンダボア壁との摩擦抵抗が大きくなり、これが、燃費を下げる要因となっているので、シリンダボア壁の上側と下側とで熱変形量の違いを少なくすることが求められている。   As a result, the frictional resistance with the cylinder bore wall of the piston increases, and this is a factor that lowers fuel consumption. Therefore, it is required to reduce the difference in thermal deformation between the upper side and the lower side of the cylinder bore wall. .

そこで、従来より、シリンダボア壁の壁温を均一にするために、溝状冷却水流路内にスペーサーを設置し、溝状冷却水流路内の冷却水の水流を調節して、冷却水によるシリンダボア壁の上側の冷却効率と及び下側の冷却効率を制御することが試みられてきた。例えば、特許文献1には、内燃機関のシリンダブロックに形成された溝状冷却用熱媒体流路内に配置されることで該溝状冷却用熱媒体流路内を複数の流路に区画する流路区画部材であって、前記溝状冷却用熱媒体流路の深さに満たない高さに形成され、前記溝状冷却用熱媒体流路内をボア側流路と反ボア側流路とに分割する壁部となる流路分割部材と、前記流路分割部材から前記溝状冷却用熱媒体流路の開口部方向に向けて形成され、かつ先端縁部が前記溝状冷却用熱媒体流路の一方の内面を越えた形に可撓性材料で形成されていることにより、前記溝状冷却用熱媒体流路内への挿入完了後は自身の撓み復元力により前記先端縁部が前記内面に対して前記溝状冷却用熱媒体流路の深さ方向の中間位置にて接触することで前記ボア側流路と前記反ボア側流路とを分離する可撓性リップ部材と、を備えたことを特徴とする内燃機関冷却用熱媒体流路区画部材が開示されている。   Therefore, conventionally, in order to make the wall temperature of the cylinder bore wall uniform, a spacer is installed in the grooved cooling water flow path, and the flow of the cooling water in the grooved cooling water flow path is adjusted so that the cylinder bore wall caused by the cooling water Attempts have been made to control the cooling efficiency on the upper side and the cooling efficiency on the lower side. For example, in Patent Document 1, the groove-shaped cooling heat medium flow path is partitioned into a plurality of flow paths by being arranged in a groove-shaped cooling heat medium flow path formed in a cylinder block of an internal combustion engine. A channel partition member formed at a height less than the depth of the groove-shaped cooling heat medium flow channel, and the bore-side flow channel and the anti-bore side flow channel in the groove-shaped cooling heat medium flow channel And a flow path dividing member that is a wall portion that is divided into the groove-shaped cooling heat medium flow path, and a tip edge portion formed in the groove-shaped cooling heat medium flow direction toward the opening of the groove-shaped cooling heat medium flow path. By being formed of a flexible material so as to extend beyond one inner surface of the medium flow path, the leading edge portion is caused by its own bending restoring force after completion of insertion into the groove-shaped cooling heat medium flow path. Is in contact with the inner surface at an intermediate position in the depth direction of the groove-shaped cooling heat medium channel, and the bore-side channel and the A flexible lip member, the internal combustion engine cooling heat medium flow passage partition member comprising the disclosed which separates the bore side flow path.

特開2008−31939号公報(特許請求の範囲)JP 2008-31939 A (Claims)

ところが、引用文献1の内燃機関冷却用熱媒体流路区画部材によれば、ある程度のシリンダボア壁の壁温の均一化が図れるので、シリンダボア壁の上側と下側との熱変形量の違いを少なくすることができるものの、近年、更に、シリンダボア壁の上側と下側との熱変形量の違いを少なくすることが求められている。   However, according to the heat medium flow path partition member for cooling the internal combustion engine of the cited document 1, the wall temperature of the cylinder bore wall can be made uniform to some extent, so that the difference in the amount of thermal deformation between the upper side and the lower side of the cylinder bore wall is reduced. In recent years, however, it has been demanded to further reduce the difference in the amount of thermal deformation between the upper side and the lower side of the cylinder bore wall.

従って、本発明の課題は、シリンダボア壁の壁温の均一性が高い内燃機関及び該内燃機関を有する自動車を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an internal combustion engine having a uniform wall temperature of a cylinder bore wall and an automobile having the internal combustion engine.

ところで、温度変化に応じて変化する材料としては、線膨張率が異なる2種の金属材を貼り合わせたバイメタル材が知られている。しかし、従来のバイメタル材は、金属材料で構成されているため、従来のバイメタルを、金属腐食が起こるような場所で使用することはできない。   By the way, as a material which changes according to a temperature change, the bimetal material which bonded together 2 types of metal materials from which a linear expansion coefficient differs is known. However, since the conventional bimetal material is composed of a metal material, the conventional bimetal cannot be used in a place where metal corrosion occurs.

従って、本発明の課題は、温度変化に応じて変形する、従来のバイメタルに代わる新規な材料を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to provide a novel material that replaces a conventional bimetal that deforms in response to a temperature change.

本発明者らは、上記従来技術における課題を解決すべく、鋭意研究を重ねた結果、(1)無機粉末の含有量又は種類が異なることにより線膨張率が異なるゴム材からなる2つの材料層を接合させて得られる複合材料は、温度変化に応じて変形すること、(2)このような複合材料をフィン部材として、シリンダブロックの溝状冷却水流路内に設置することにより、溝状冷却水流路内を流れる冷却水の流速を、冷却水の温度に応じて制御することができること、及び(3)このような作用により、シリンダボア壁の壁面の温度を一定の温度範囲に保つことができること等を見出し、本発明を完成させるに至った。   As a result of intensive studies to solve the above-described problems in the prior art, the present inventors have (1) two material layers made of rubber materials having different linear expansion coefficients due to different contents or types of inorganic powders. The composite material obtained by joining the members is deformed according to the temperature change. (2) By installing such a composite material as a fin member in the groove-shaped cooling water flow path of the cylinder block, the groove-shaped cooling is performed. The flow rate of the cooling water flowing in the water flow path can be controlled according to the temperature of the cooling water, and (3) the temperature of the wall surface of the cylinder bore wall can be kept in a certain temperature range by such an action. As a result, the present invention has been completed.

すなわち、本発明(1)は、第一材層と第二材層とが、補強材を介して接合されており、
該第一材層及び該第二材層は、いずれもゴム材により形成されており、
該第一材層を形成するゴム材及び該第二材層を形成するゴム材のうち、少なくとも該第二材層を形成するゴム材は無機粉末を含有し、
該第一材層を形成するゴム材及び該第二材層を形成するゴム材中の無機粉末の含有量又は種類が異なることにより、該第一材層の線膨張率に比べ、該第二材層の線膨張率が大きくなっており、
該補強材が、線膨張率が異なる2種の金属材が直接又は中間金属層を介して接合されているバイメタル材であること、
を特徴とする複合材料を提供するものである。
That is, the present invention (1) comprises a first material layer and the second material layer are joined via the reinforcement material,
The first material layer and the second material layer are both formed of a rubber material,
Of the rubber material forming the first material layer and the rubber material forming the second material layer, at least the rubber material forming the second material layer contains an inorganic powder,
Since the content or type of inorganic powder in the rubber material forming the first material layer and the rubber material forming the second material layer is different, the second material layer is compared with the linear expansion coefficient of the first material layer. The linear expansion coefficient of the material layer has increased ,
Reinforcing material, bimetal member der Rukoto the two metals material linear expansion coefficient is different are bonded directly or via an intermediate metal layer,
A composite material characterized by the above is provided.

また、本発明(2)は、内燃機関のシリンダブロックの溝状冷却水流路内に、溝状冷却水流路内を流れる冷却水の流速を制御するためのフィン部材が設置されており、
該フィン部材が、本発明(1)の複合材料であること、
を特徴とする内燃機関を提供するものである。
Further, in the present invention (2), a fin member for controlling the flow rate of the cooling water flowing in the grooved cooling water flow path is installed in the grooved cooling water flow path of the cylinder block of the internal combustion engine.
The fin member is the composite material of the present invention (1);
An internal combustion engine characterized by the above is provided.

本発明(2)の内燃機関を有することを特徴とする自動車を提供するものである。   An automobile having the internal combustion engine of the present invention (2) is provided.

本発明によれば、内燃機関のシリンダボア壁の壁温の均一性を高くすることができる。そのため、本発明によれば、シリンダボア壁の上側と下側との熱変形量の違いを少なくすることができる。また、本発明によれば、温度変化に応じて変形する、従来のバイメタルに代わる新規な材料を提供することができる。   According to the present invention, the uniformity of the wall temperature of the cylinder bore wall of the internal combustion engine can be increased. Therefore, according to the present invention, the difference in the amount of thermal deformation between the upper side and the lower side of the cylinder bore wall can be reduced. Moreover, according to this invention, the novel material which replaces with the conventional bimetal which deform | transforms according to a temperature change can be provided.

本発明の複合材料の形態例を示す模式的な斜視図である。It is a typical perspective view which shows the example of a form of the composite material of this invention. 図1に示す複合材料1aが変形する様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the composite material 1a shown in FIG. 1 deform | transforms. 図1に示す複合材料1aの端面図である。It is an end view of the composite material 1a shown in FIG. 第一材層と第二材層とが、補強材を介して接合されている形態例の模式図である。It is a schematic diagram of the example in which the 1st material layer and the 2nd material layer are joined via the reinforcing material. 第一材層と第二材層とが、補強材を介して接合されている形態例の模式的な端面図である。It is a typical end elevation of the example in which the 1st material layer and the 2nd material layer are joined via the reinforcing material. 図1に示す複合材料1aの固定端91が、被固定物8に固定された状態を上側から見た図である。It is the figure which looked at the state to which the fixed end 91 of the composite material 1a shown in FIG. 1 was fixed to the to-be-fixed object 8 from the upper side. 符号12の方向で複合材料1aが反ったときの様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a mode when the composite material 1a curves in the direction of the code | symbol 12. FIG. 本発明の内燃機関に係るシリンダブロックを示す模式的な平面図である。It is a typical top view showing a cylinder block concerning an internal-combustion engine of the present invention. 図8に示すシリンダブロックの斜視図である。It is a perspective view of the cylinder block shown in FIG. 溝状冷却水流路にフィン部材が設置されているシリンダブロックを示す模式的な平面図である。It is a typical top view which shows the cylinder block by which the fin member is installed in the groove-shaped cooling water flow path. 図10のx−x線端面図である。FIG. 11 is an end view taken along line xx of FIG. 10. フィン部材が温度変化に応じて変形する様子を示す模式的な図である。It is a schematic diagram which shows a mode that a fin member deform | transforms according to a temperature change. 実施例における、数値流体力学的解析結果を示す図である。It is a figure which shows the numerical hydrodynamic analysis result in an Example.

本発明の複合材料は、第一材層と第二材層とが、直接又は補強材を介して接合されており、
該第一材層及び該第二材層は、いずれもゴム材により形成されており、
該第一材層を形成するゴム材及び該第二材層を形成するゴム材のうち、少なくとも該第二材層を形成するゴム材は無機粉末を含有し、
該第一材層を形成するゴム材及び該第二材層を形成するゴム材中の無機粉末の含有量又は種類が異なることにより、該第一材層の線膨張率に比べ、該第二材層の線膨張率が大きくなっていること、
を特徴とする複合材料である。
In the composite material of the present invention, the first material layer and the second material layer are joined directly or via a reinforcing material,
The first material layer and the second material layer are both formed of a rubber material,
Of the rubber material forming the first material layer and the rubber material forming the second material layer, at least the rubber material forming the second material layer contains an inorganic powder,
Since the content or type of inorganic powder in the rubber material forming the first material layer and the rubber material forming the second material layer is different, the second material layer is compared with the linear expansion coefficient of the first material layer. The coefficient of linear expansion of the material layer is increased,
Is a composite material characterized by

本発明の複合材料について、図1及び図2を参照して説明する。図1は、本発明の複合材料の形態例を示す模式的な斜視図であり、変形前の複合材料1aを示す図である。図1中、複合材料1aは、線膨張率が異なる2種の層状材料、すなわち、第一材層2と第二材層3とが接合されている複合材料である。第一材層2及び第二材層3は、いずれも、平面方向に広がる層状の形状であり、第一材層2の一方の面と第二材層3の一方の面とが、直接接合して、複合材料1aを形成している。そのため、複合材料1aの一方の面(図1に示す複合材料1aでは、上側の面)側には、第一材層2が配置され、複合材料1aの他方の面(図1に示す複合材料1aでは、下側の面)側に、第二材層3が配置されている。   The composite material of this invention is demonstrated with reference to FIG.1 and FIG.2. FIG. 1 is a schematic perspective view showing a composite material according to an embodiment of the present invention, and shows a composite material 1a before deformation. In FIG. 1, a composite material 1a is a composite material in which two types of layered materials having different linear expansion coefficients, ie, a first material layer 2 and a second material layer 3 are joined. Each of the first material layer 2 and the second material layer 3 has a layered shape extending in the plane direction, and one surface of the first material layer 2 and one surface of the second material layer 3 are directly bonded. Thus, the composite material 1a is formed. Therefore, the first material layer 2 is disposed on one side of the composite material 1a (the upper surface in the composite material 1a shown in FIG. 1), and the other surface of the composite material 1a (the composite material shown in FIG. 1). In 1a, the second material layer 3 is disposed on the lower surface side.

複合材料1aでは、複合材料1aを構成する第一材層2と第二材層3の線膨張率とは異なっており、第一材層2の線膨張率に比べ、第二材層3の線膨張率の方が大きい。つまり、「第一材層2の線膨張率<第二材層3の線膨張率」である。図2は、図1に示す複合材料1aが変形する様子を示す模式的な図であり、図1に示す複合材料1aの固定端91が、被固定物8に固定された状態を正面から見た図である。図2(A)は、変形前の複合材料1aであり、温度がX℃のときの状態であり、図2(B)は、X℃より高温のY℃のときの状態である。つまり、「X<Y」である。   In the composite material 1a, the linear expansion coefficients of the first material layer 2 and the second material layer 3 constituting the composite material 1a are different, and compared with the linear expansion coefficient of the first material layer 2, the second material layer 3 The linear expansion coefficient is larger. That is, “the linear expansion coefficient of the first material layer 2 <the linear expansion coefficient of the second material layer 3”. FIG. 2 is a schematic view showing a state where the composite material 1a shown in FIG. 1 is deformed, and a state in which the fixed end 91 of the composite material 1a shown in FIG. It is a figure. FIG. 2 (A) shows the composite material 1a before deformation and is in a state when the temperature is X ° C., and FIG. 2 (B) is in a state when the temperature is Y ° C. higher than X ° C. That is, “X <Y”.

図2中、複合材料1aの固定端91は、被固定物8に固定されており、一方、自由端92は、どこにも固定されていない。図2(A)の温度では、第一材層2と第二材層3は同じ長さなので、複合材料1aは真っ直ぐになっている。そして、第一材層2に比べ第二材層3の方が線膨張率が大きいため、図2(A)の状態の温度より高温になると、第一材層2より第二材層3の方が熱膨張量が大きくなるので、図2(B)のように、複合材料1aは、上向けに反るように変形する。そのため、図2(B)中の自由端92の位置が、図2(A)中の自由端92の位置に比べ、変形量4の分だけ上に移動する。   In FIG. 2, the fixed end 91 of the composite material 1 a is fixed to the fixed object 8, while the free end 92 is not fixed anywhere. Since the first material layer 2 and the second material layer 3 have the same length at the temperature shown in FIG. 2A, the composite material 1a is straight. Since the second material layer 3 has a larger linear expansion coefficient than the first material layer 2, the second material layer 3 has a higher temperature than the temperature in the state of FIG. Since the amount of thermal expansion is larger, the composite material 1a is deformed to warp upward as shown in FIG. Therefore, the position of the free end 92 in FIG. 2B moves upward by the amount of deformation 4 compared to the position of the free end 92 in FIG.

また、温度が高くなって、図2(B)の状態に変形した後、図2(B)のときの温度より温度が低くなると、第一材層2より第二材層3の方が収縮量が大きくなるので、図2(A)の状態に戻るように変形し、自由端92の位置が、図2(B)の状態から下に移動する。そして、図2(A)の状態の温度まで温度が下がると、図2(A)の状態に戻る。   In addition, after the temperature is increased and deformed to the state of FIG. 2B, the second material layer 3 contracts more than the first material layer 2 when the temperature becomes lower than the temperature of FIG. Since the amount increases, the shape is deformed so as to return to the state of FIG. 2A, and the position of the free end 92 moves downward from the state of FIG. And when temperature falls to the temperature of the state of FIG. 2 (A), it will return to the state of FIG. 2 (A).

本発明の複合材料に係る第一材層及び第二材層は、いずれも、ゴム材により形成されている。第一材層及び第二材層を形成するゴム材としては、特に制限されないが、例えば、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)、ニトリルブタジエンゴム(NBR)、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム、等が挙げられる。なお、第一材層及び第二材層を形成するゴム材の種類は、複合材料が設置される場所や用途により、適宜選択される。   Both the first material layer and the second material layer according to the composite material of the present invention are formed of a rubber material. The rubber material for forming the first material layer and the second material layer is not particularly limited. For example, ethylene propylene diene rubber (EPDM), nitrile butadiene rubber (NBR), natural rubber, styrene butadiene rubber, chloroprene rubber, silicon Examples thereof include rubber and fluororubber. In addition, the kind of rubber material which forms a 1st material layer and a 2nd material layer is suitably selected by the place and application which a composite material is installed.

第一材層及び第二材層を形成するゴム材は、加硫剤、酸化防止剤等の添加剤などの他の成分を、適宜、本発明の効果を損なわない範囲で、含有していてもよい。   The rubber material forming the first material layer and the second material layer contains other components such as additives such as a vulcanizing agent and an antioxidant as long as the effects of the present invention are not impaired as appropriate. Also good.

第一材層及び第二材層を形成するゴム材のうち、少なくとも第二材層を形成するゴム材は無機粉末を含有する。つまり、表1に示す組み合わせである。   Of the rubber materials forming the first material layer and the second material layer, at least the rubber material forming the second material layer contains an inorganic powder. That is, the combinations shown in Table 1.

第一材層を形成するゴム材又は第二材層を形成するゴム材に含有されている無機粉末は、第一材層を形成するゴム材及び第二材層を形成するゴム材中の無機粉末の含有量又は種類を異ならせることにより、第一材層の線膨張率に比べ、第二材層の線膨張率を高くすることができるものであれば、特に制限されない。無機粉末としては、カーボン粉末や、シリカ粉末等の金属酸化物粉末などが挙げられる。これらのうち、無機粉末としては、カーボン粉末、シリカ粉末が、第二材層と第一材層との熱膨張率の差を制御し易い点で、好ましい。無機粉末は、1種単独であっても、2種以上の組み合わせであってもよい。また、第一材層を形成するゴム材に含有されている無機粉末と第二層を形成するゴム材に含有されている無機粉末の種類又は組み合わせが異なっていてもよい。   The inorganic powder contained in the rubber material forming the first material layer or the rubber material forming the second material layer is an inorganic material in the rubber material forming the first material layer and the rubber material forming the second material layer. There is no particular limitation as long as the linear expansion coefficient of the second material layer can be made higher than the linear expansion coefficient of the first material layer by changing the content or type of the powder. Examples of the inorganic powder include carbon powder and metal oxide powder such as silica powder. Among these, as the inorganic powder, carbon powder and silica powder are preferable because the difference in thermal expansion coefficient between the second material layer and the first material layer can be easily controlled. The inorganic powder may be a single type or a combination of two or more types. Moreover, the kind or combination of the inorganic powder contained in the rubber material forming the first material layer and the inorganic powder contained in the rubber material forming the second layer may be different.

そして、本発明の複合材料では、第一材層を形成するゴム材及び第二材層を形成するゴム材中の無機粉末の含有量又は種類が異なることにより、第一材層の線膨張率より、第二材層の線膨張率が大きくなっている。つまり、第一材層を形成するゴム材及び第二材層を形成するゴム材中の無機粉末の含有量又は含有させる無機粉末の種類、あるいは、無機粉末の種類及び含有量の両方を、適宜選択することにより、第二材層の線膨張率を、第一材層の線膨張率より大きくする。   In the composite material of the present invention, the linear expansion coefficient of the first material layer is different because the content or type of the inorganic powder in the rubber material forming the first material layer and the rubber material forming the second material layer is different. Thus, the linear expansion coefficient of the second material layer is increased. That is, the content of the inorganic powder in the rubber material forming the first material layer and the rubber material forming the second material layer or the type of inorganic powder to be contained, or both the type and content of the inorganic powder are appropriately determined. By selecting, the linear expansion coefficient of the second material layer is made larger than the linear expansion coefficient of the first material layer.

第二材層の線膨張率を第一材層の線膨張率より大きくする方法としては、例えば、(1)第一材層を形成するゴム材には無機粉末を含有させず、且つ、第二材層を形成するゴム材に無機粉末を含有させること、(2)第一材層を形成するゴム材及び第二材層を形成するゴム材に同種の無機粉末を含有させ、且つ、第一材層を形成するゴム材中の無機粉末の体積比に比べ、第二材層を形成するゴム材中の無機粉末の体積比を多くすること、(3)第一材層を形成するゴム材と第二材層を形成するゴム材とには異種の無機粉末を同程度の体積比で含有させ、且つ、第二材層を形成するゴム材に含有させる無機粉末の線膨張率を、第一材層を形成するゴム材に含有させる無機粉末の線膨張率より、大きくすること、(4)第一材層を形成するゴム材及び第二材層を形成するゴム材に2種以上の無機粉末を含有させ、且つ、線膨張率が小さい無機粉末に対する線膨張率が大きい無機粉末の体積比を、第一材層を形成するゴム材より、第二材層を形成するゴム材の方が高くなるようにすること等が挙げられる。なお、これらは例示であって、ゴム材、無機粉末の種類、その含有量、組み合わせ等を適宜選択することにより、第二材層の線膨張率を第一材層の線膨張率より大きくするものは、本発明に含まれる。   Examples of a method for making the linear expansion coefficient of the second material layer larger than the linear expansion coefficient of the first material layer include: (1) the rubber material forming the first material layer does not contain inorganic powder, and (2) the rubber material forming the two-material layer contains an inorganic powder, (2) the rubber material forming the first material layer and the rubber material forming the second material layer contain the same kind of inorganic powder, and Increasing the volume ratio of the inorganic powder in the rubber material forming the second material layer compared to the volume ratio of the inorganic powder in the rubber material forming the one material layer, (3) Rubber forming the first material layer The rubber material forming the material and the second material layer contains different types of inorganic powders in the same volume ratio, and the linear expansion coefficient of the inorganic powder contained in the rubber material forming the second material layer is Making it larger than the linear expansion coefficient of the inorganic powder contained in the rubber material forming the first material layer, (4) the rubber material forming the first material layer The rubber material forming the second material layer contains two or more inorganic powders, and the first material layer is formed with a volume ratio of the inorganic powder having a large linear expansion coefficient to the inorganic powder having a small linear expansion coefficient. For example, the rubber material forming the second material layer may be higher than the rubber material. In addition, these are illustrations, and the linear expansion coefficient of the second material layer is made larger than the linear expansion coefficient of the first material layer by appropriately selecting the kind of rubber material, inorganic powder, its content, combination, and the like. Are included in the present invention.

本発明の複合材料では、第一材層と第二材層とが、直接接合されていてもよく、あるいは、第一材層と第二材層とが、バイメタル材を介して接合されていてもよい。図3は、図1に示す複合材料1aの端面図であり、図1に示す複合材料1aの正面の面と平行な面で切ったときの端面図である。図3に示す複合材料1aは、第一材層2と第二材層3とが、直接接合されている形態例である。図4及び図5は、第一材層と第二材層とが、バイメタル材を介して接合されている形態例の模式的な端面図である。図4(A)は、複合材料1bの端面図であり、図4(B)は、複合材料1bの平面図である。なお、図4(B)では、第一材層2と第二材層3との間に配置されているバイメタル材10aの輪郭を、点線で示した。図5は、複合材料1cの端面図である。図4に示す複合材料1b及び図5に示す複合材料1cのいずれも、バイメタル材10aが、第一材層2と第二材層3との間に配置されている。複合材料1bでは、第一材層2及び第二材層3の接合面の一部は、直接接合されており、他部は、バイメタル材10aを介して接合されている。また、複合材料1cでは、第一材層2及び第二材層3の接合面の全部が、バイメタル材10aを介して接合されている。   In the composite material of the present invention, the first material layer and the second material layer may be directly bonded, or the first material layer and the second material layer are bonded via a bimetal material. Also good. FIG. 3 is an end view of the composite material 1a shown in FIG. 1, and is an end view taken along a plane parallel to the front surface of the composite material 1a shown in FIG. The composite material 1a shown in FIG. 3 is an example in which the first material layer 2 and the second material layer 3 are directly joined. 4 and 5 are schematic end views of an embodiment in which the first material layer and the second material layer are joined via a bimetal material. 4A is an end view of the composite material 1b, and FIG. 4B is a plan view of the composite material 1b. In FIG. 4B, the outline of the bimetal material 10a disposed between the first material layer 2 and the second material layer 3 is indicated by a dotted line. FIG. 5 is an end view of the composite material 1c. In both the composite material 1 b shown in FIG. 4 and the composite material 1 c shown in FIG. 5, the bimetal material 10 a is disposed between the first material layer 2 and the second material layer 3. In the composite material 1b, a part of the joining surface of the first material layer 2 and the second material layer 3 is directly joined, and the other part is joined via the bimetal material 10a. Moreover, in the composite material 1c, all the joining surfaces of the first material layer 2 and the second material layer 3 are joined via the bimetal material 10a.

バイメタル材は、線膨張率が異なる2種の金属材が直接又は中間金属層を介して接合されている材料である。そして、本発明の複合材料のうち、第一材層と第二材層とが、バイメタル材を介して接合されている形態の場合、バイメタル材に接合されている2種の金属材のうち、線膨張率が低い方の金属材が第一材層側になり、線膨張率が高い方の金属材が第二材層側になるように、第一材層と第二材層との間にバイメタル材を配置させることにより、バイメタル材が本発明の複合材料の温度変化による変形をサポートして、複合材料の温度変化による変形をし易くすることができる。   The bimetal material is a material in which two kinds of metal materials having different linear expansion coefficients are joined directly or via an intermediate metal layer. And in the case where the first material layer and the second material layer of the composite material of the present invention are joined via the bimetal material, among the two kinds of metal materials joined to the bimetal material, Between the first material layer and the second material layer so that the metal material with the lower linear expansion coefficient is on the first material layer side and the metal material with the higher linear expansion coefficient is on the second material layer side. By arranging the bimetal material in the bimetal material, the bimetal material can support the deformation due to the temperature change of the composite material of the present invention, and can be easily deformed due to the temperature change of the composite material.

第一材層の厚み(図1中の符号5)、第二材層の厚み(図1中の符号6)及び本発明の複合材料の厚み(図1中の符号7)は、本発明の複合材料が適用される用途や場所により、適宜選択される。   The thickness of the first material layer (reference numeral 5 in FIG. 1), the thickness of the second material layer (reference numeral 6 in FIG. 1), and the thickness of the composite material of the present invention (reference numeral 7 in FIG. 1) are as follows. It is appropriately selected depending on the use and place where the composite material is applied.

第一材層の弾性率及び第二材層の弾性率は、適宜選択されるが、第一材層の弾性率と第二材層の弾性率との差が小さいほど、複合材料の変形量が大きくなる点で、好ましい。   The elastic modulus of the first material layer and the elastic modulus of the second material layer are appropriately selected. The smaller the difference between the elastic modulus of the first material layer and the elastic modulus of the second material layer, the more the deformation amount of the composite material. Is preferable in that it increases.

本発明の複合材料において、いずれの面側に、第一材層と第二材層を配置するかは、いずれの面側に反るように変形させるかということと、複合材料の温度を高くすることにより変形させるのか、複合材料の温度を低くすることにより変形させるのかということにより、適宜選択される。   In the composite material of the present invention, on which surface side the first material layer and the second material layer are arranged is to be deformed so as to warp which surface side, and the temperature of the composite material is increased. It is appropriately selected depending on whether it is deformed by making it, or by making the temperature of the composite material low.

図6は、図2(A)の平面図であり、図1に示す複合材料1aの固定端91が、被固定物8に固定された状態を上側から見た図である。温度を変化させたときの第一材層2及び第二材層3が、複合材料1aを平面視したときの固定端91側の複合材料1aの辺に対して垂直な方向(図6中の符号11で示す方向)に選択的に膨張した場合、図2(B)に示すように、符号11の方向で複合材料1aが反るように変形する。   FIG. 6 is a plan view of FIG. 2 (A), and shows a state in which the fixed end 91 of the composite material 1a shown in FIG. The first material layer 2 and the second material layer 3 when the temperature is changed are perpendicular to the side of the composite material 1a on the fixed end 91 side when the composite material 1a is viewed in plan (in FIG. 6). When selectively expanded in the direction indicated by reference numeral 11, the composite material 1 a is deformed so as to warp in the direction indicated by reference numeral 11 as shown in FIG.

一方、温度を変化させたときの第一材層2及び第二材層3が、複合材料1aを平面視したときの固定端91側の複合材料1aの辺に平行な方向(図6中の符号12で示す方向)に選択的に膨張した場合、図7に示すように、符号12の方向で複合材料1aが反るように変形する。なお、図7は、符号12の方向で複合材料1aが反ったときの様子を示す模式図であり、自由端92側から複合材料1aを見た図である。   On the other hand, the first material layer 2 and the second material layer 3 when the temperature is changed are parallel to the side of the composite material 1a on the fixed end 91 side when the composite material 1a is viewed in plan (in FIG. 6). When selectively expanded in the direction indicated by reference numeral 12, the composite material 1a is deformed so as to warp in the direction indicated by reference numeral 12, as shown in FIG. FIG. 7 is a schematic view showing a state where the composite material 1a is warped in the direction of reference numeral 12, and is a view of the composite material 1a as seen from the free end 92 side.

なお、本発明の複合材料に、変形方向を制御する手段が施されていない場合には、本発明の複合材料は、温度を変化させたときに、複合材料を平面視したときの固定端側の複合材料の辺に対して垂直な方向にも平行な方向にも反る。   When the composite material of the present invention is not provided with a means for controlling the deformation direction, the composite material of the present invention has a fixed end side when the composite material is viewed in plan when the temperature is changed. Both the direction perpendicular to and parallel to the sides of the composite material are warped.

本発明の複合材料の用途が、複合材料を平面視したときの固定端側の複合材料の辺に対して垂直な方向にも平行な方向にも、複合材料が反ってもよいような用途の場合には、特に、複合材料の変形方向を制御しなくてもよい。   The use of the composite material of the present invention is such that the composite material may warp in a direction perpendicular to or parallel to the side of the composite material on the fixed end side when the composite material is viewed in plan. In some cases, in particular, the deformation direction of the composite material need not be controlled.

それに対して、本発明の複合材料の用途によっては、複合材料が、一定方向に選択的に変形するように制御する必要がある場合もある。   On the other hand, depending on the use of the composite material of the present invention, it may be necessary to control the composite material so as to selectively deform in a certain direction.

複合材料を平面視したときの固定端側の辺に対して垂直な方向(図6中、符号11の方向)に、選択的に反らせる場合を例に、複合材料の変形方向を制御する方法について説明する。   Regarding a method of controlling the deformation direction of the composite material, taking as an example a case where the composite material is selectively warped in a direction perpendicular to the side of the fixed end when viewed in plan (the direction of reference numeral 11 in FIG. 6). explain.

本発明の複合材料を、複合材料を平面視したときの固定端側の辺に対して垂直な方向に選択的に反らせる方法としては、例えば、第一材層を形成するゴム材及び第二材層を形成するゴム材を、複合材料を平面視したときの固定端側の辺に対して垂直な方向に配向させる方法が挙げられる。つまり、複合材料を反らせたい方向に、第一材層を形成するゴム材及び第二材層を形成するゴム材を配向させることにより、複合材料が反る方向を制御する方法である。   As a method of selectively warping the composite material of the present invention in a direction perpendicular to the side on the fixed end when the composite material is viewed in plan, for example, a rubber material and a second material forming a first material layer There is a method in which the rubber material forming the layer is oriented in a direction perpendicular to the side of the fixed end when the composite material is viewed in plan. That is, this is a method of controlling the direction in which the composite material warps by orienting the rubber material forming the first material layer and the rubber material forming the second material layer in the direction in which the composite material is desired to be warped.

図1〜図7では、説明の都合上、変形前の複合材料の形状が、平らな板状である場合について説明したが、変形前後の複合材料の形状は、複合材料が設置される場所や用途等に応じて、適宜選択される。   1 to 7, for convenience of explanation, the case where the shape of the composite material before deformation is a flat plate shape has been described. However, the shape of the composite material before and after deformation depends on the location where the composite material is installed, It is appropriately selected according to the application.

本発明の複合材料は、図2に示すように、温度変化に応じて変形するので、例えば、サーモスタットのように温度変化に応じて電源をON/OFFするためのスイッチのように温度変化に応じて電気回路を切り替えるための温度検知部材や、AT用の弁、電動チョーク、キャブ用エアクリーナーのように自動車用の各種流量制御バルブ等温度変化に応じて位置が変化するという本発明の複合材料の作用を用いることができる用途に、広く適用される。   As shown in FIG. 2, the composite material of the present invention is deformed according to the temperature change. For example, the composite material according to the temperature change like a switch for turning on / off the power according to the temperature change like a thermostat. The composite material of the present invention whose position changes according to temperature changes such as a temperature detection member for switching an electric circuit, an AT valve, an electric choke, and various flow control valves for automobiles such as a cab air cleaner. It is widely applied to applications that can use the above action.

特に、本発明の複合材料は、複合材料の第一材層及び第二材層が、ゴム材により形成されているので、金属腐食の問題が起こらない。そのため、従来のバイメタルが適用できなかった用途にも、本発明の複合材料の適用が可能となる。例えば、自動車等の内燃機関の冷却水は、非常に腐食性が強いが、本発明の複合材料では、金属腐食の問題が起こらないので、内燃機関の冷却水と接触するような場所で、本発明の複合材料を用いることができる。   In particular, in the composite material of the present invention, since the first material layer and the second material layer of the composite material are formed of a rubber material, the problem of metal corrosion does not occur. Therefore, the composite material of the present invention can also be applied to uses where conventional bimetals cannot be applied. For example, the cooling water of an internal combustion engine such as an automobile is very corrosive. However, the composite material of the present invention does not cause the problem of metal corrosion. The inventive composite material can be used.

例えば、本発明の複合材料は、内燃機関のシリンダブロックの溝状冷却水流路内に設置され、該溝状冷却水流路内を流れる冷却水の流速を制御するためのフィン部材として、好適に用いられる。   For example, the composite material of the present invention is suitably used as a fin member for controlling the flow rate of cooling water that is installed in a grooved cooling water flow path of a cylinder block of an internal combustion engine and flows in the grooved cooling water flow path. It is done.

本発明の内燃機関は、内燃機関のシリンダブロックの溝状冷却水流路内に、該溝状冷却水流路内を流れる冷却水の流速を制御するためのフィン部材が設置されており、
該フィン部材が、本発明の複合材料の成形体であること、
を特徴とする内燃機関である。
In the internal combustion engine of the present invention, a fin member for controlling the flow rate of the cooling water flowing in the grooved cooling water flow path is installed in the grooved cooling water flow path of the cylinder block of the internal combustion engine.
The fin member is a molded body of the composite material of the present invention;
An internal combustion engine characterized by the above.

本発明の内燃機関について、図8〜図12を参照して説明する。図8は、本発明の内燃機関に係るシリンダブロックを示す模式的な平面図であり、フィン部材が設置されていない状態の図である。図9は、図8に示す中のシリンダブロックの斜視図である。図10は、溝状冷却水流路にフィン部材が設置されているシリンダブロックを示す模式図である。図11は、図10のx−x断面図である。図12は、フィン部材が温度変化に応じて変形する様子を示す模式的な図であり、溝状冷却水流路を上側から見た図である。図12(A)は、冷却水の温度が低いときの状態を示す図であり、また、図12(B)は、冷却水の温度が高いときの状態を示す図である。   The internal combustion engine of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a schematic plan view showing a cylinder block according to the internal combustion engine of the present invention, in a state where no fin member is installed. FIG. 9 is a perspective view of the cylinder block in FIG. FIG. 10 is a schematic diagram showing a cylinder block in which fin members are installed in the groove-shaped cooling water flow path. 11 is a sectional view taken along line xx of FIG. FIG. 12 is a schematic view showing a state in which the fin member is deformed in accordance with a temperature change, and is a view of the grooved cooling water flow path as viewed from above. FIG. 12A is a diagram showing a state when the temperature of the cooling water is low, and FIG. 12B is a diagram showing a state when the temperature of the cooling water is high.

図8及び図9に示すように、車両搭載用内燃機関のオープンデッキ型のシリンダブロック21には、ピストンが上下するためのボア22、及び冷却水を流すための溝状冷却水流路24が形成されている。そして、ボア22を形成している壁が、シリンダボア壁23である。また、シリンダブロック21には、溝状冷却水流路24へ冷却水を供給するための冷却水供給口25及び冷却水を溝状冷却水流路24から排出するための冷却水排出口26が形成されている。なお、シリンダボア壁23のうち、ボア22と隣のボア22との間のボア壁を、ボア間壁32と呼び、また、溝状冷却水流路24のうち、ボア間壁32の近傍の溝状冷却水流路を、溝状冷却水流路のボア間壁近傍31と呼ぶ。   As shown in FIGS. 8 and 9, the open deck type cylinder block 21 of the vehicle-mounted internal combustion engine is formed with a bore 22 for moving the piston up and down and a grooved cooling water flow path 24 for flowing cooling water. Has been. The wall forming the bore 22 is the cylinder bore wall 23. Further, the cylinder block 21 is formed with a cooling water supply port 25 for supplying cooling water to the grooved cooling water channel 24 and a cooling water discharge port 26 for discharging cooling water from the grooved cooling water channel 24. ing. Of the cylinder bore wall 23, the bore wall between the bore 22 and the adjacent bore 22 is referred to as an inter-bore wall 32, and the groove-like cooling water flow path 24 has a groove shape in the vicinity of the inter-bore wall 32. The cooling water flow path is referred to as an inter-bore wall vicinity 31 of the groove-shaped cooling water flow path.

図10及び図11に示すように、溝状冷却水流路24内に、つまり、シリンダボア壁の壁面27と壁面27とは反対側の溝状冷却水流路の壁面28の間に、フィン部材29が設置される。図12及び図13に示す形態例では、フィン部材29の固定端291が、壁面28に固定されることにより、フィン部材29が、溝状冷却水流路24内に設置されている。また、フィン部材29の自由端292は、どこにも固定されておらず、フィン部材29の自由端292が、溝状冷却水流路のボア間壁近傍31に位置するように、フィン部材29が設置されている。   As shown in FIGS. 10 and 11, the fin member 29 is disposed in the grooved cooling water channel 24, that is, between the wall surface 27 of the cylinder bore wall and the wall surface 28 of the grooved cooling water channel opposite to the wall surface 27. Installed. In the embodiment shown in FIGS. 12 and 13, the fin member 29 is installed in the grooved coolant flow path 24 by fixing the fixed end 291 of the fin member 29 to the wall surface 28. Further, the free end 292 of the fin member 29 is not fixed anywhere, and the fin member 29 is installed so that the free end 292 of the fin member 29 is located in the vicinity of the inter-bore wall 31 of the grooved cooling water flow path. Has been.

このフィン部材29は、本発明の複合材料の成形体である。フィン部材29では、第一材層がシリンダボア壁の壁面27側に配置され、第二材層が壁面28側に配置されている。そのため、温度が高くなると、自由端292がシリンダボア壁の壁面27に近づくように、フィン部材29が反る。   The fin member 29 is a molded body of the composite material of the present invention. In the fin member 29, the first material layer is disposed on the wall surface 27 side of the cylinder bore wall, and the second material layer is disposed on the wall surface 28 side. Therefore, when the temperature increases, the fin member 29 warps so that the free end 292 approaches the wall surface 27 of the cylinder bore wall.

内燃機関では、円形のボア22が複数形成されているので、シリンダボア壁23の溝状冷却水流路24側の輪郭は、図8に示すように、複数の円が重なり合った形状となる。そして、溝状冷却水流路24は、シリンダボア壁23の溝状冷却水流路24側の輪郭に沿った形状に形成される。そのため、溝状冷却水流路のボア間壁近傍31で、冷却水が、鋭角に流れを変えることになるので、冷却水は、溝状冷却水流路のボア間壁近傍31で、滞留し易くなる。更に、ボア間壁32は、隣合う2つのボアの両方からの燃焼熱の影響を受けるので、ボア間壁及びその近傍のシリンダボア壁は、他の部分のシリンダボア壁に比べ、温度が高くなる。これらが、シリンダボア壁の壁温の不均一化を招く原因となる。   In the internal combustion engine, since a plurality of circular bores 22 are formed, the contour of the cylinder bore wall 23 on the grooved coolant flow channel 24 side has a shape in which a plurality of circles overlap each other as shown in FIG. The grooved cooling water flow path 24 is formed in a shape along the contour of the cylinder bore wall 23 on the grooved cooling water flow path 24 side. Therefore, since the cooling water changes its flow at an acute angle in the vicinity of the inter-bore wall 31 of the groove-shaped cooling water flow path, the cooling water tends to stay in the vicinity of the inter-bore wall 31 of the groove-shaped cooling water flow path. . Further, since the bore wall 32 is affected by the combustion heat from both adjacent two bores, the bore wall and the cylinder bore wall in the vicinity thereof have a higher temperature than the other cylinder bore walls. These cause non-uniformity of the wall temperature of the cylinder bore wall.

図12は、本発明の複合部材により形成されているフィン部材29が、溝状冷却水流路24内で変形する様子を示す模式図であり、溝状冷却水流路を上側から見た図である。図12(A)は、冷却水の温度が低いときの状態であり、また、図12(B)は、冷却水の温度が高いときの状態である。   FIG. 12 is a schematic view showing a state in which the fin member 29 formed of the composite member of the present invention is deformed in the grooved cooling water flow path 24, and is a view of the grooved cooling water flow path as viewed from above. . FIG. 12A shows a state when the temperature of the cooling water is low, and FIG. 12B shows a state when the temperature of the cooling water is high.

図12(A)のように、冷却水の温度が低いときは、フィン部材29の自由端292は、壁面28側によっているため、自由端292とシリンダボア壁の壁面27との距離34は、大きくなっている。そして、距離34が大きいと、シリンダボア壁の壁面27の近傍を流れる冷却水の流速は遅くなるので、冷却効率が低い。また、距離34が大きいと、図12(A)に示すように、溝状冷却水流路のボア間壁近傍31から離れた位置を、冷却水33の多くが流れるため、冷却水33が、溝状冷却水流路のボア間壁近傍31に流れ込み難くなる。この状態が続くと、シリンダボア壁の壁面27の温度が高くなり、そのため、冷却水全体の温度が高くなる。   As shown in FIG. 12 (A), when the temperature of the cooling water is low, the free end 292 of the fin member 29 is located on the wall surface 28 side, so the distance 34 between the free end 292 and the wall surface 27 of the cylinder bore wall is large. It has become. If the distance 34 is large, the flow rate of the cooling water flowing in the vicinity of the wall surface 27 of the cylinder bore wall becomes slow, so the cooling efficiency is low. Further, when the distance 34 is large, as shown in FIG. 12A, most of the cooling water 33 flows through a position away from the vicinity of the inter-bore wall 31 of the groove-shaped cooling water flow path. It becomes difficult to flow into the vicinity 31 between the bore walls of the cooling water flow path. If this state continues, the temperature of the wall surface 27 of the cylinder bore wall increases, and therefore the temperature of the entire cooling water increases.

冷却水の温度が高くなると、フィン部材29の温度が高くなるため、フィン部材29は、変形をはじめ、図12(B)のように、自由端292がシリンダボア壁の壁面27に近づくように、変形する。そのため、自由端292とシリンダボア壁の壁面27との距離34が、小さくなる。そして、距離34が小さいと、シリンダボア壁の壁面27の近傍を流れる冷却水の流速が速くなるので、冷却効率が高くなる。また、距離34が小さいと、図12(B)に示すように、溝状冷却水流路のボア間壁近傍31に、冷却水33の多くが流れ込むことになる。この状態が続くと、シリンダボア壁の壁面27の温度が低くなり、そのため、冷却水全体の温度が低くなる。   When the temperature of the cooling water increases, the temperature of the fin member 29 increases, so that the fin member 29 starts to be deformed so that the free end 292 approaches the wall surface 27 of the cylinder bore wall as shown in FIG. Deform. Therefore, the distance 34 between the free end 292 and the wall surface 27 of the cylinder bore wall is reduced. When the distance 34 is small, the flow rate of the cooling water flowing in the vicinity of the wall surface 27 of the cylinder bore wall is increased, so that the cooling efficiency is increased. Further, when the distance 34 is small, as shown in FIG. 12B, most of the cooling water 33 flows into the vicinity 31 between the bore walls of the grooved cooling water flow path. If this state continues, the temperature of the wall surface 27 of the cylinder bore wall becomes low, so that the temperature of the entire cooling water becomes low.

冷却水の温度が低くなると、フィン部材29の温度が低くなるため、フィン部材29は、自由端292がシリンダボア壁の壁面27から遠ざかるように、変形する。そして、図12(A)の状態に戻る。図12(A)の状態が続き、冷却水全体の温度が高くなると、再び、図12(B)の状態になり、以後、図12(A)の状態と図12(B)の状態とが、繰り返される。   When the temperature of the cooling water is lowered, the temperature of the fin member 29 is lowered, so that the fin member 29 is deformed so that the free end 292 is away from the wall surface 27 of the cylinder bore wall. Then, the state returns to the state of FIG. When the state of FIG. 12 (A) continues and the temperature of the entire cooling water rises, the state of FIG. 12 (B) is obtained again. Thereafter, the state of FIG. 12 (A) and the state of FIG. ,Repeated.

そして、冷却水全体の温度が、高くなり過ぎると、図12(B)の状態になって、シリンダボア壁の壁面が冷却され温度が下がり、冷却水の温度も低くなる。また、冷却水全体の温度が、低くなり過ぎると、図12(A)の状態になって、シリンダボア壁の壁面の温度が上がり、冷却水の温度も高くなる。このようなことから、本発明の内燃機関では、図12(A)の状態と図12(B)の状態とが、繰り返されることにより、冷却水全体の温度は、高くなり過ぎず且つ低くなり過ぎない、一定の温度範囲内で推移する。そのため、シリンダボア壁の壁面27の温度が、一定の温度範囲内に保たれる。   And if the temperature of the whole cooling water becomes too high, it will be in the state of FIG. 12 (B), the wall surface of a cylinder bore wall will be cooled, temperature will fall, and the temperature of cooling water will also become low. Moreover, if the temperature of the whole cooling water becomes too low, it will be in the state of FIG. 12 (A), the temperature of the wall surface of a cylinder bore wall will rise, and the temperature of cooling water will also become high. For this reason, in the internal combustion engine of the present invention, the state of FIG. 12A and the state of FIG. 12B are repeated, so that the temperature of the entire cooling water does not become too high and becomes low. It moves within a certain temperature range. Therefore, the temperature of the wall surface 27 of the cylinder bore wall is kept within a certain temperature range.

フィン部材29の第一材層及び第二材層を形成するゴム材としては、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)、ニトリルブタジエンゴム(NBR)が挙げられ、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)が耐ロングライフクーラント性(以下、耐LLC性とも記載する。)及び耐熱性が高い点で好ましい。フィン部材29の第一材層及び第二材層を形成するゴム材が、上記のゴムであれば、冷却水流路内において、−10℃〜150℃、特に−40℃〜200℃の温度で、且つ10年以上の長期間の環境において、十分な安定性を維持しつつ本発明の作用効果を奏し、また、LLCによる腐食の問題も生じない。   Examples of the rubber material for forming the first material layer and the second material layer of the fin member 29 include ethylene propylene diene rubber (EPDM) and nitrile butadiene rubber (NBR), and ethylene propylene diene rubber (EPDM) has a long life resistance. It is preferable in terms of high coolant resistance (hereinafter also referred to as LLC resistance) and heat resistance. If the rubber material forming the first material layer and the second material layer of the fin member 29 is the above-mentioned rubber, it is -10 ° C to 150 ° C, particularly -40 ° C to 200 ° C in the cooling water flow path. In addition, in a long-term environment of 10 years or longer, the effects of the present invention are exhibited while maintaining sufficient stability, and the problem of corrosion due to LLC does not occur.

図10及び図11に示す形態例では、フィン部材29の縦方向の設置位置は、溝状冷却水流路24の略上側半分であるが、これは、シリンダボア壁の壁面27の上側の温度が、下側の温度に比べ高いため、フィン部材29を、溝状冷却水流路24の上側に設置するのが効率的であるためである。しかし、本発明は、これに限定されるものではなく、フィン部材29の設置位置は、適宜選択され、例えば、フィン部材29が、溝状冷却水流路24の縦方向の全体に亘って設置されている形態であってもよい。   In the embodiment shown in FIGS. 10 and 11, the installation position of the fin member 29 in the vertical direction is substantially the upper half of the grooved coolant flow path 24, and this is because the temperature above the wall surface 27 of the cylinder bore wall is This is because it is efficient to install the fin member 29 on the upper side of the groove-like cooling water flow path 24 because it is higher than the temperature on the lower side. However, the present invention is not limited to this, and the installation position of the fin member 29 is appropriately selected. For example, the fin member 29 is installed over the entire longitudinal direction of the grooved coolant flow path 24. It may be a form.

フィン部材29の設置方法は、特に制限されず、例えば、溝状冷却水流路24内の冷却水流れを制御するために、溝状冷却水流路24内に設置されるスペーサーに、フィン部材29を固定する方法、フィン部材29の固定端を支持部材に固定し、その支持部材を溝状冷却水流路24内に設置する方法等が挙げられる。   The installation method of the fin member 29 is not particularly limited. For example, in order to control the flow of the cooling water in the grooved cooling water channel 24, the fin member 29 is attached to the spacer installed in the grooved cooling water channel 24. Examples of the fixing method include a method of fixing the fixed end of the fin member 29 to the support member, and a method of installing the support member in the grooved cooling water flow path 24.

図10及び図11に示す形態例では、シリンダブロックに、4つのフィン部材が設置されているが、フィン部材の数は、ボアの数、冷却効率等を考慮して、適宜選択される。   In the embodiment shown in FIGS. 10 and 11, four fin members are installed in the cylinder block. The number of fin members is appropriately selected in consideration of the number of bores, cooling efficiency, and the like.

本発明の内燃機関は、本発明の複合材料の成形体であるフィン部材が、シリンダブロックの溝状冷却水流路に設置されていることを特徴とする内燃機関であるが、シリンダブロック及びフィン部材の他に、ピストン、シリンダヘッド、ヘッドガスケット等を有する。   The internal combustion engine of the present invention is an internal combustion engine in which a fin member, which is a molded body of the composite material of the present invention, is installed in a groove-like cooling water flow path of a cylinder block. In addition, it has a piston, a cylinder head, a head gasket, and the like.

本発明の内燃機関において、フィン部材を、シリンダブロックの溝状冷却水流路に設置する方法としては、特に制限されず、例えば、溝状冷却水流路の中下部の冷却水の流れを制御するために溝状冷却水流路の中下部に設置されるスペーサーに、フィン部材の固定端側を固定する方法、シリンダヘッドにフィン部材の固定端の上部を固定する方法等が挙げられる。   In the internal combustion engine of the present invention, the method for installing the fin member in the groove-shaped cooling water flow path of the cylinder block is not particularly limited. For example, in order to control the flow of the cooling water in the lower part of the groove-shaped cooling water flow path And a method of fixing the fixed end side of the fin member to the spacer installed in the middle and lower part of the groove-like cooling water flow path, a method of fixing the upper part of the fixed end of the fin member to the cylinder head, and the like.

本発明の自動車は、本発明の内燃機関を有することを特徴とする自動車である。   The automobile of the present invention is an automobile having the internal combustion engine of the present invention.

(数値流体力学的解析)
(i)自由端292とシリンダボア壁の壁面27との距離が1.5mmとなるようにフィン部材が変形したときと、(ii)自由端292とシリンダボア壁の壁面27との距離が6.7mmとなるようにフィン部材が変形したときの、公知の数値流体力学的(Computational Fluid Dynamics)解析を行った。その結果を図13に示す。
(Numerical hydrodynamic analysis)
(I) when the fin member is deformed so that the distance between the free end 292 and the wall surface 27 of the cylinder bore wall is 1.5 mm; and (ii) the distance between the free end 292 and the wall surface 27 of the cylinder bore wall is 6.7 mm. A known computational fluid dynamics analysis was performed when the fin member was deformed so that The result is shown in FIG.

本発明によれば、内燃機関のシリンダボア壁の上側と下側との変形量の違いを少なくすることができるので、ピストンの摩擦を低くすることができるため、省燃費の内燃機関を提供できる。   According to the present invention, since the difference in deformation amount between the upper side and the lower side of the cylinder bore wall of the internal combustion engine can be reduced, the friction of the piston can be reduced, so that a fuel-saving internal combustion engine can be provided.

1a、1b、1c 複合材料
2 第一材層
3 第二材層
4 変形量
5 第一材層の厚み
6 第二材層の厚み
7 複合材料の厚み
8 被固定物
10a バイメタル材
11 複合材料を平面視したときの固定端側の辺に対して垂直な方向
12 複合材料を平面視したときの固定端側の辺に平行な方向
21 シリンダブロック
22 ボア
23 シリンダボア壁
24 溝状冷却水流路
25 冷却水供給口
26 冷却水排出口
27 シリンダボア壁23の壁面
28 シリンダボア壁23とは反対側の溝状冷却水流路24の壁面
29 フィン部材
31 溝状冷却水流路のボア間壁近傍
32 ボア間壁
34 自由端292とシリンダボア壁の壁面27との距離
91、291 固定端
92、292 自由端
1a, 1b, 1c Composite material 2 First material layer 3 Second material layer 4 Deformation amount 5 First material layer thickness 6 Second material layer thickness 7 Composite material thickness 8 Fixed object 10a Bimetal material 11 Composite material A direction perpendicular to the side of the fixed end when viewed in plan 12 A direction parallel to the side of the fixed end when viewed from the top of the composite material 21 Cylinder block 22 Bore 23 Cylinder bore wall 24 Grooved coolant flow path 25 Cooling Water supply port 26 Cooling water discharge port 27 Wall surface 28 of cylinder bore wall 23 Wall surface 29 of grooved cooling water flow channel 24 opposite to cylinder bore wall 23 Fin member 31 Neighborhood of bore wall 32 of grooved cooling water flow channel 34 Bore wall 34 Distance 91,291 between free end 292 and wall surface 27 of cylinder bore wall Fixed end 92,292 Free end

Claims (6)

第一材層と第二材層とが、補強材を介して接合されており、
該第一材層及び該第二材層は、いずれもゴム材により形成されており、
該第一材層を形成するゴム材及び該第二材層を形成するゴム材のうち、少なくとも該第二材層を形成するゴム材は無機粉末を含有し、
該第一材層を形成するゴム材及び該第二材層を形成するゴム材中の無機粉末の含有量又は種類が異なることにより、該第一材層の線膨張率に比べ、該第二材層の線膨張率が大きくなっており、
該補強材が、線膨張率が異なる2種の金属材が直接又は中間金属層を介して接合されているバイメタル材であること、
を特徴とする複合材料。
A first material layer and the second material layer are joined via the reinforcement material,
The first material layer and the second material layer are both formed of a rubber material,
Of the rubber material forming the first material layer and the rubber material forming the second material layer, at least the rubber material forming the second material layer contains an inorganic powder,
Since the content or type of inorganic powder in the rubber material forming the first material layer and the rubber material forming the second material layer is different, the second material layer is compared with the linear expansion coefficient of the first material layer. The linear expansion coefficient of the material layer has increased ,
Reinforcing material, bimetal member der Rukoto the two metals material linear expansion coefficient is different are bonded directly or via an intermediate metal layer,
A composite material characterized by
前記第一材層及び前記第二材層を形成するゴム材が、エチレンプロピレンジエンゴムであることを特徴とする請求項1記載の複合材料。   The composite material according to claim 1, wherein the rubber material forming the first material layer and the second material layer is ethylene propylene diene rubber. 前記第一材層を形成ゴム材及び前記第二材層を形成するゴム材のうちいずれか一方又は両方に含有されている前記無機粉末が、カーボン粉末及びシリカ粉末のうちのいずれか1種又は2種であることを特徴とする請求項1又は2いずれか1項記載の複合材料。   The inorganic powder contained in any one or both of the rubber material forming the first material layer and the rubber material forming the second material layer is any one of carbon powder and silica powder, or The composite material according to claim 1, wherein there are two kinds. 内燃機関のシリンダブロックの溝状冷却水流路内に設置され、溝状冷却水流路内を流れる冷却水の流速を制御するためのフィン部材用であることを特徴とする請求項1〜いずれか1項記載の複合材料。 Is installed in a groove-like cooling water channel of a cylinder block of an internal combustion engine, any one of claims 1-3, characterized in that the fin member for controlling the flow rate of cooling water flowing through the groove-like cooling water channel The composite material according to Item 1. 内燃機関のシリンダブロックの溝状冷却水流路内に、溝状冷却水流路内を流れる冷却水の流速を制御するためのフィン部材が設置されており、
該フィン部材が、請求項1〜4いずれか1項記載の複合材料であること、
を特徴とする内燃機関。
A fin member for controlling the flow rate of the cooling water flowing in the grooved cooling water flow path is installed in the grooved cooling water flow path of the cylinder block of the internal combustion engine,
The fin member is the composite material according to any one of claims 1 to 4.
An internal combustion engine characterized by the above.
請求項記載の内燃機関を有することを特徴とする自動車。 An automobile having the internal combustion engine according to claim 5 .
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