(57)【要約】【課題】エンジンの冷間始動時には、噴射された燃料の気化を促進し、エンジンが高温運転状態のときは、蓄熱材の過熱を防止して変質などの不具合の発生を抑制する。【解決手段】シリンダヘッドブロック３０に形成された冷却水回路４０と、冷却水回路４０内に設置された蓄熱材２０を収容した蓄熱材収容室６１を有する蓄熱装置５０と、蓄熱材収容室６１を回転させる回転機構７０とを備え、蓄熱材収容室６１がシリンダヘッドブロック３０における燃焼室１３側の壁３５に接触する第１の位置と、当該壁３５から離間して冷却水回路４０の内側に配置される第２の位置との間で移動可能となるようにした。第１の位置で蓄熱材２０を放熱させることで、吸気ポート３１や吸気弁３２近傍のシリンダヘッドブロック３０を加熱できる一方、第２の位置で蓄熱材２０への蓄熱を行わせることで、蓄熱材２０の過熱を防止できる。【選択図】図２
2010127233.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のシリンダヘッドブロックに形成された冷却水が流通する冷却水回路と、
前記冷却水回路内に設置された蓄熱・放熱が可能な蓄熱要素を収容した蓄熱要素収容室を有する蓄熱装置と、
前記蓄熱要素収容室を前記冷却水回路内で移動させる移動機構と、を備え、
前記移動機構により、前記蓄熱要素収容室が前記冷却水回路内で前記シリンダヘッドブロックに接触する第１の位置と、前記シリンダヘッドブロックから離間して前記冷却水回路の内側に配置される第２の位置との間で移動可能となるように構成した
ことを特徴とする内燃機関の暖機装置。
【請求項２】
前記蓄熱要素は、過冷却状態で蓄熱が可能な潜熱蓄熱材からなり、
前記蓄熱装置は、前記蓄熱要素の過冷却状態を解除する過冷却解除手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の暖機装置。
【請求項３】
前記シリンダヘッドブロックの前記蓄熱要素収容室が接触する位置は、該シリンダヘッドブロックにおける前記内燃機関の燃焼室側の部位である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の暖機装置。
【請求項４】
前記移動機構は、
前記冷却水回路内で前記蓄熱要素収容室を回転可能に支持する回転軸と、
前記蓄熱要素収容室を前記回転軸周りに回転させるアクチュエータと、を備えた回転機構であり、
前記蓄熱要素収容室は、前記回転機構による回転で前記第１の位置と前記第２の位置との間を移動する
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の内燃機関の暖機装置。
【請求項５】
前記蓄熱要素収容室の一部を覆う断熱部材を備え、
前記蓄熱要素収容室が前記第１の位置にあるとき、前記断熱部材が前記冷却水回路の内側を向いて配置され、前記蓄熱要素収容室が前記第２の位置にあるとき、前記断熱部材が前記シリンダヘッドブロックにおける前記燃焼室側の部位を向いて配置される
ことを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の暖機装置。
【請求項６】
前記内燃機関は、前記燃焼室を複数有しており、
前記蓄熱装置は、前記複数の燃焼室それぞれに対応する複数の前記蓄熱要素収容室を備え、
前記回転軸は、該複数の蓄熱要素収容室を一体に回転可能とする一の回転軸であって、該回転軸には、前記複数の蓄熱要素収容室を連通する連通路が形成されている
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の内燃機関の暖機装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄熱要素による蓄熱・放熱作用を利用して内燃機関の始動時などにおける暖機を行うことができる内燃機関の暖機装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の始動時に燃料噴射装置から噴射される燃料の気化を促進するための技術として、特許文献１に記載された装置がある。特許文献１の装置は、保温容器に貯留された温水で燃料噴射弁（燃料噴射装置）を加熱する燃料噴射弁加熱装置である。これによれば、内燃機関の始動時に燃料噴射弁から噴射される燃料を温めることができるので、噴射された燃料の気化を促進することができる。したがって、内燃機関の始動性や燃費性能の向上、排気エミッションの低減を図ることができる。
【０００３】
ところで、上記のような燃料噴射装置には、燃料を内燃機関の吸気ポートに噴射するポート噴射式の装置がある。そして、このようなポート噴射式の燃料噴射装置では、燃料の霧化向上のため、噴射した燃料が吸気ポートや吸気弁の傘部に当るように構成したものがある。しかしながら、この場合、内燃機関の冷間始動時には、吸気ポートや吸気弁が冷えた状態になっているため、燃料噴射装置から噴射された燃料が吸気ポートや吸気弁に当ると温度が低下するおそれがある。特に、特許文献１のような燃料噴射弁加熱装置で加熱した燃料を噴射する場合でも、一度加熱した燃料が吸気ポートや吸気弁に当ることで冷えてしまい、加熱の効果が薄れてしまうおそれがある。これにより、燃料の気化が促進され難いという問題があった。このような事情から、内燃機関の始動性や燃費性能の向上には、内燃機関の始動時に、噴射される燃料が当るシリンダヘッドの吸気ポートあるいはその近傍を温めることが有効である。
【０００４】
一方、特許文献２には、過冷却状態で蓄熱が可能な潜熱蓄熱材を備え、内燃機関の冷間始動の際、潜熱蓄熱材から取り出した潜熱でシリンダを加熱する暖機装置が開示されている。特許文献２に記載の暖機装置では、シリンダを囲むシリンダブロックに形成された蓄熱材収容室に、酢酸ナトリウム三水和物からなる潜熱蓄熱材が充填されている。潜熱蓄熱材は、エンジンの運転中にシリンダブロックからの伝熱により融点以上に加熱されて液相（ゲル相）となることで蓄熱された後、エンジンの停止後、融点以下に温度が低下しても固相には相変化せず、液相のまま過冷却状態となることで蓄熱を保持するものである。
【０００５】
そして、特許文献２の暖機装置が備える蓄熱材収容室には、蓄熱材の過冷却状態を解除する発核装置が設置されている。したがって、内燃機関の冷間始動時に、発核装置で蓄熱材の過冷却状態を解除すると、蓄熱材に保持された熱が放出される。この放出される熱でエンジンの暖機を行うようになっている。
【０００６】
しかしながら、特許文献２に記載の暖機装置では、例えば、高回転時など、冷却水温が著しく高温になる状況下で内燃機関が運転された場合、潜熱蓄熱材が１００℃以上の過熱状態になる場合がある。そうすると、潜熱蓄熱材に変質が生じるおそれがあり、蓄熱・放熱作用が損なわれてしまうことがあった。
【特許文献１】特開２００１−１３２５７５号公報
【特許文献２】特開平１１−１８２３９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、内燃機関の冷間始動時には、燃焼室に向けて噴射される燃料の気化を促進でき、内燃機関が高温運転状態のときは、蓄熱要素の過熱を防止して変質などの不具合の発生を抑制できる暖機装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため本発明にかかる内燃機関の暖機装置は、内燃機関（１）のシリンダヘッドブロック（３０）に形成された冷却水（Ｗ）が流通する冷却水回路（４０）と、冷却水回路（４０）内に設置された蓄熱・放熱が可能な蓄熱要素（２０）を収容した蓄熱要素収容室（６１）を有する蓄熱装置（５０）と、蓄熱要素収容室（６１）を冷却水回路（４０）内で移動させる移動機構（７０）と、を備え、移動機構（７０）により、蓄熱要素収容室（６１）が冷却水回路（４０）内でシリンダヘッドブロック（３０）に接触する第１の位置と、シリンダヘッドブロック（３０）から離間して冷却水回路（４０）の内側に配置される第２の位置との間で移動可能となるように構成したことを特徴とする。なお、ここでの括弧内の符号は、後述する実施形態の対応する構成要素の符号を本発明の一例として示したものである。
【０００９】
本発明にかかる内燃機関の暖機装置によれば、冷却水回路内に蓄熱要素を収容した蓄熱要素収容室を設置し、蓄熱要素収容室を移動させる移動機構により、蓄熱要素収容室のシリンダヘッドブロックに対する接触・離間を切り換えるように構成したので、蓄熱要素の放熱を行わせる際は、蓄熱要素収容をシリンダヘッドブロックに接触させる一方、蓄熱要素への蓄熱を行わせる際は、蓄熱要素収容室をシリンダヘッドブロックから離間させて冷却水回路の内側に配置しておくことが可能となる。これにより、内燃機関の冷間始動時には、蓄熱要素収容室をシリンダヘッドブロックに接触させて、その状態で蓄熱要素の放熱を行わせることで、蓄熱要素でシリンダヘッドブロックを直接加熱することが可能となる。したがって、燃料噴射装置から噴射される燃料が当る吸気ポートや吸気弁を効果的に温めることができるので、燃料の気化が促進されて、内燃機関の始動性や燃費性能の向上、排気エミッションの低減を図ることができる。その一方で、内燃機関の始動後、内燃機関及び冷却水が十分に温まった状態では、蓄熱要素収容室をシリンダヘッドブロックから離間させて冷却水回路の内側に配置しおき、その状態で蓄熱要素への蓄熱を行わせることで、蓄熱要素が高温のシリンダブロックからの伝熱で過熱状態となることを防止できる。これらにより、内燃機関の冷間始動時には、噴射される燃料の気化を促進でき、内燃機関の高温運転時には、蓄熱要素が過熱状態になって変質することを防止できるようになる。
【００１０】
また、上記の暖機装置では、蓄熱要素（２０）は、過冷却状態で蓄熱が可能な潜熱蓄熱材（２０）からなり、蓄熱装置（５０）は、蓄熱要素（２０）の過冷却状態を解除する過冷却解除手段（２５）を備えるとよい。これによれば、内燃機関の冷間始動時には、蓄熱要素収容室をシリンダヘッドブロックに接触させて、その状態で潜熱蓄熱材の過冷却状態を解除（放熱）することで、潜熱蓄熱材の発熱でシリンダヘッドブロックを直接かつ迅速に加熱できる。その一方で、内燃機関の始動後、内燃機関及び冷却水が十分に温まった状態では、蓄熱要素収容室をシリンダヘッドブロックから離間させて冷却水回路の内側に配置しておくことで、冷却水の熱で潜熱蓄熱材の蓄熱を行わせることができる。この場合、潜熱蓄熱材には、高温に曝されることで変質し易い性質のものがあるが、本発明の暖機装置によれば、内燃機関のシリンダヘッドブロックが高温になった状態で、蓄熱要素収容室をシリンダヘッドブロックから離間させて冷却水回路の内部に配置しておくことができるので、潜熱蓄熱材が過熱状態になることを効果的に防止できる。
【００１１】
また、上記の暖機装置では、シリンダヘッドブロック（３０）の蓄熱要素収容室（６１）が接触する位置は、該シリンダヘッドブロック（３０）における内燃機関（１）の燃焼室（１３）側の部位（３５）が望ましい。これによれば、蓄熱要素収容室を第１の位置とすることで、シリンダヘッドブロックの燃焼室側の部位を蓄熱要素で直接的に加熱することが可能となる。したがって、当該部位の近傍にある吸気ポートや吸気弁を効果的に温めることができ、燃料噴射装置から噴射される燃料の気化が促進される。
【００１２】
また、上記の暖機装置では、移動機構（７０）は、冷却水回路（４０）内で蓄熱要素収容室（６１）を回転可能に支持する回転軸（５１）と、蓄熱要素収容室（６１）を回転軸（５１）周りに回転させるアクチュエータ（５５）とを備えた回転機構（７０）であり、蓄熱要素収容室（６１）は、回転機構（７０）による回転で第１の位置と第２の位置との間を移動するように構成するとよい。これによれば、蓄熱要素収容室の位置を切り換える機構を簡単な構成でコンパクトな機構とすることが可能となる。また、蓄熱要素収容室が第１の位置と第２の位置との間でスムーズに移動できるようになるので、蓄熱要素による内燃機関の暖機や蓄熱要素への蓄熱及び蓄熱要素の保護をより的確に行えるようになる。
【００１３】
また、蓄熱要素収容室（６１）の一部を覆う断熱部材（６３）を備え、蓄熱要素収容室（６１）が第１の位置にあるとき、断熱部材（６３）が冷却水回路（４０）の内側を向いて配置され、蓄熱要素収容室（６１）が第２の位置にあるとき、断熱部材（６３）がシリンダヘッドブロック（３０）における燃焼室（１３）側の部位（３５）を向いて配置されるようにするとよい。これによれば、蓄熱要素収容室が第１の位置にあるとき、冷却水回路の内側を向いて配置された断熱部材により、蓄熱要素の発熱が冷却水側に流れることを抑制でき、シリンダヘッドブロックを効果的に加熱することが可能となる。その一方で、蓄熱要素収容室が第２の位置にあるとき、シリンダヘッドブロックの燃焼室側の部位を向いて配置される断熱部材により、燃焼室から放射される輻射熱が蓄熱要素に及ぶことを抑制できるので、蓄熱要素の過熱を効果的に防止できる。
【００１４】
また、この場合、内燃機関（１）は、燃焼室（１３）を複数有しており、蓄熱装置（５０）は、複数の燃焼室（１３）それぞれに対応する複数の蓄熱要素収容室（６１）を備え、回転軸（５１）は、該複数の蓄熱要素収容室（６１）を一体に回転可能とする一の回転軸（５１）であって、該回転軸（５１）には、複数の蓄熱要素収容室（６１）を連通する連通路（５１ａ）が形成されていてよい。これによれば、複数の燃焼室を有する内燃機関の各燃焼室に対して噴射される燃料の気化を一律に促進させることができると共に、各蓄熱要素収容室の蓄熱要素を保護することが可能な機構を簡単な構成で実現できる。また、回転軸に連通路を形成したことで、連通路の容積の分、蓄熱装置に収容される蓄熱要素の容量が多くなるので、蓄熱装置による蓄熱・放熱の作用を高めることができる。さらに、各蓄熱要素収容室を連通したことで、複数の蓄熱要素収容室で過冷却解除手段を共用できるので、過冷却解除手段の設置数を蓄熱要素収容室あるいは燃焼室の数よりも少なくすることが可能となる。したがって、暖機装置の部品点数が少なく抑えられるので、構成の簡素化や軽量化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明にかかる内燃機関の暖機装置によれば、内燃機関の冷間始動時には、燃焼室に向けて噴射される燃料の気化を促進することができ、内燃機関が高温運転状態のときは、蓄熱要素が過熱状態になること防止して、変質などの不具合の発生を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかる暖機装置を備えた内燃機関（以下、「エンジン」という。）１の全体構成例を示す概略図であり、図２は、図１に示すエンジン１が備える一の燃焼室１３及びその周辺の構成を示す概略側断面図である。本実施形態のエンジン１は、車両などに搭載されるもので、図２に示すように、シリンダブロック１０と、該シリンダブロック１０の上部に一体に固定されたシリンダヘッドブロック３０とを備えて構成されている。
【００１７】
シリンダブロック１０には、略円筒形状のシリンダボア１０ａが形成されている。シリンダボア１０ａ内には、ピストン１２を往復運動可能に収容する燃焼室（シリンダ）１３になっている。シリンダヘッドブロック３０には、燃焼室１３の上端に連通する燃料混合気の通路である吸気ポート３１が形成されており、吸気ポート３１と燃焼室１３との接続箇所には、吸気ポート３１を開閉する吸気弁３２が設置されている。また、燃焼室１３の上端における吸気ポート３１の反対側には、燃焼室１３から燃焼後のガスを排出する通路である排気ポート３３が連通しており、排気ポート３３と燃焼室１３との接続箇所には、排気ポート３３を開閉する排気弁３４が設置されている。吸気ポート３１内には、該吸気ポート３１内の燃焼室１３側へ向かって燃料を噴射する燃料噴射弁（燃料噴射装置）３７が設置されている。燃料噴射弁３７から噴射された燃料は、吸気ポート３１における燃焼室１３の近傍や吸気弁３２の傘部などに当るようになっている。
【００１８】
シリンダヘッドブロック３０の内部には、冷却水Ｗを流通させるための冷却水回路４０が形成されている。冷却水回路４０は、シリンダヘッドブロック３０における燃焼室１３の上端に対向する上部に形成された空間であり、吸気ポート３１と排気ポート３３との間に位置している。冷却水回路４０の内部は、冷却水Ｗで満たされている。
【００１９】
図１に示すように、エンジン１は、横方向に並べて配置された複数の燃焼室１３を備えている。各燃焼室１３の下方には、クランクシャフト１５が設置されており、燃焼室１３内に設置されたピストン１６は、コネクティングロッド１７を介してクランクシャフト１５に連結されている。一方、各燃焼室１３の上方には、シリンダヘッドブロック３０に形成された上記の冷却水回路４０が配置されており、該冷却水回路４０の内部には、燃焼室１３の配列方向に延びて複数の燃焼室１３に跨って配置された回転軸５１と、該回転軸５１における各燃焼室１３に対応する位置に取り付けられた蓄熱材収容室（蓄熱要素収容室）６１とからなる蓄熱装置５０が設置されている。蓄熱材収容室２０には、蓄熱材（蓄熱要素）２０が充填されている。回転軸５１は、図示しない支持部により冷却水回路４０内で回転自在に支持されている。なお、図１では、冷却水回路４０や蓄熱装置５０などの構成は概略的に示している。
【００２０】
図３は、蓄熱装置５０を示す図で、（ａ）は、概略斜視図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ部分に対応する概略側断面図である。なお、図３（ｂ）では、後述するシリンダヘッドブロック３０の燃焼室１３側の壁３５も図示している。図３及び図２に示すように、蓄熱装置５０が備える蓄熱材収容室６１は、回転軸５１の軸方向から見た側面形状が略扇形に形成されており、軸方向に所定の厚みを有する中空容器状に形成されている。回転軸５１は、断面が円形の直線棒状で、各蓄熱材収容室６１の扇形状の中心部同士を連結している。回転軸５１は、内部に軸方向に延びる中空の連通路５１ａが形成されており、該連通路５１ａが各蓄熱材収容室６１を一体に繋げている。
【００２１】
蓄熱材収容室６１の回転軸５１側の面（扇形状の中心から弦方向に伸びる面）６１ａには、断熱板（断熱部材）６３が設置されている。断熱板６３は、合成樹脂材などで形成された略平板状の部材である。なお、断熱板６３の材質は、断熱性を有するものであれば合成樹脂材には限定されず、例えば、内部に真空の断熱層を形成した金属製の板材などで構成することも可能である。断熱板６３は、蓄熱材収容室６１における回転軸５１側の面６１ａの全体を覆うように設置されている。
【００２２】
回転軸５１の一端には、回転軸５１を回転させるアクチュエータ５５が設置されている。蓄熱材収容室６１及び断熱板６３は、アクチュエータ５５による回転軸５１の回転に伴い、回転軸５１と共に回転軸５１周りで一体に回転するようになっている。アクチュエータ５５は、エンジン１を搭載した車両が備えるＥＣＵ６０の指令に応じて動作するようになっている。また、連通路５１ａおよび蓄熱材収容室６１に充填された蓄熱材２０中には、該蓄熱材２０の過冷却状態を解除する過冷却解除手段（以下、「発核装置」という。）２５が設置されている。各図では、発核装置２５をアクチュエータ５５の近傍の連通路５１ａに設置した場合を示しているが、発核装置２５の位置は、蓄熱材２０中であれば図示する位置には限定されず、他の位置とすることも可能である。
【００２３】
蓄熱材２０は、過冷却状態で蓄熱が可能な潜熱蓄熱材であり、凝固点以下になっても液状のままで固化しない性質を有している。このような蓄熱材２０として、例えば、酢酸ナトリウム水和物からなる蓄熱材が挙げられる。酢酸ナトリウム水和物は、発核装置２５による過冷却状態の解除によって、平衡状態に戻って固化する際に発熱し、温度の低い他の媒体を加熱することができる。なお、ここでは、過冷却状態で蓄熱が可能な潜熱蓄熱材の代表例として酢酸ナトリウム水和物を挙げたが、他にも、水和塩化合物（化学式としてＭｘ・ｎＨ2Ｏ（ｎ：整数）で表わされるもの）を挙げることができ、Ｎａ2ＳＯ4・１０Ｈ2Ｏ，ＣａＣｌ2・６Ｈ2Ｏを例示することができる。
【００２４】
図４は、発核装置２５の構成例を示す概略側面図である。発核装置２５は、蓄熱材２０中に設置された円形平板状の金属バネ部材２６と、金属バネ部材２６に打撃を与えるソレノイド２７とを備えている。ソレノイド２７は、ＥＣＵ６０の指令に応じて動作する。金属バネ部材２６は、同図（ａ）に示す状態において、ソレノイド２７による打撃で中央部２６ａが押圧されると、同図（ｂ）に示すように、該中央部２６ａが反転するようになっている。これにより、蓄熱材２０中に核が生成（発核）され、蓄熱材２０の過冷却状態が解除されて固化が始まる。なお、過冷却解除手段の具体的構造としては、蓄熱材２０中に核を生成可能な構造であれば、他の構造でもよく、上記以外にも、例えば、蓄熱材２０中で金属摩擦あるいは電圧印加などを施す機構であってもよい。
【００２５】
図５は、蓄熱材収容室６１の動作を説明するための図で、シリンダヘッドブロック３０に形成した冷却水回路４０の部分拡大断面図である。冷却水回路４０の下壁、すなわちシリンダヘッドブロック３０における燃焼室１３側の壁３５は、その内面３５ａが蓄熱材収容室６１の外周面（円弧状の面）６１ｂに沿う略円弧面形状に形成されており、図５（ａ）に示すように、蓄熱材収容室６１が回転軸５１の下側に位置するとき、蓄熱材収容室６１の外周面６１ｂが燃焼室１３側の壁３５の内面３５ａに面接触で当接するようになっている。以下、図５（ａ）に示す蓄熱材収容室６１の位置を第１の位置と称す。一方、図５（ｂ）に示すように、蓄熱材収容室６１が回転軸５１の上側に位置するとき、蓄熱材収容室６１は、燃焼室１３側の壁３５から離間して、冷却水回路４０の内側で冷却水Ｗ中に配置される。以下、図５（ｂ）に示す蓄熱材収容室６１の位置を第２の位置と称す。
【００２６】
次に、上記構成の蓄熱装置５０によるエンジン１の暖機などの動作について説明する。エンジン１の運転において、始動後の暖機運転が終了した後の定常運転時には、蓄熱材収容室６１は、図５（ｂ）に示す第２の位置に配置しておく。これにより、蓄熱材収容室６１がシリンダヘッドブロック３０の燃焼室１３側の壁３５から離間して冷却水回路４０の内側に配置される。この状態で、蓄熱材収容室６１に収容されている蓄熱材２０が、冷却水Ｗによって融点を超える温度に加熱されることで、蓄熱材２０に熱が蓄えられて液状になる。その後、エンジン１が停止して長時間が経過すると、冷却水回路４０内の冷却水Ｗの温度が外気温程度にまで低下するが、そのときも蓄熱材２０は固体状には相変化せず、液状のまま過冷却状態となって蓄熱が保持される。
【００２７】
この状態で、次回、エンジン１を始動する際、回転機構７０で蓄熱材収容室６１を回転させて、図５（ａ）に示す第１の位置に配置する。これにより、蓄熱材収容室６１がシリンダヘッドブロック３０の燃焼室１３側の壁３５に接触する。この状態で、発核装置２５をオンして発核動作を行わせることで、蓄熱材収容室６１の蓄熱材２０の過冷却状態を解除する。すなわち、発核装置２５のオンにより、発核装置２５と接する蓄熱材２０に固相の核が生成する。その後、該固層が周囲の過冷却状態の液相と順次に接触することで、液相の固化が周囲に伝播してゆき、やがて各蓄熱材収容室６１及び連通路５１ａに収容された蓄熱材２０全体の過冷却状態が解除される。こうして、各蓄熱材収容室６１の蓄熱材２０が保持している蓄熱が放出され、蓄熱材２０が発熱する。
【００２８】
蓄熱材２０の発熱により、蓄熱材収容室６１と接しているシリンダヘッドブロック３０の燃焼室１３側の壁３５が直接加熱される。これにより、燃焼室１３の上端に位置する当該壁３５及びその近傍の吸気ポート３１や吸気弁３２が温められる。したがって、エンジン１の始動時に吸気ポート３１や吸気弁３２に当る燃料噴射弁３７から噴射された燃料の気化が促進される。これにより、エンジン１の始動性や燃費性能の向上、排気エミッションの低減を図ることができる。
【００２９】
また、蓄熱材収容室６１が第１の位置にあるときは、断熱板６３が蓄熱材収容室６１の内側を向いて配置され、蓄熱材収容室６１と冷却水回路４０の内側の冷却水Ｗとの間を遮った状態となる。この断熱板６３により、蓄熱材２０の発熱が冷却水Ｗ側に流れることを抑制できるので、蓄熱材２０でシリンダヘッドブロック３０の燃焼室１３側の壁３５を効果的に加熱することが可能となる。
【００３０】
一方、エンジン１の始動時に行う蓄熱材２０による暖機動作が完了したら、アクチュエータ５５で蓄熱材収容室６１を回転させることで、蓄熱材収容室６１を第１の位置から第２の位置へ移動させる。これにより、エンジン１の定常運転中は、蓄熱材収容室６１がシリンダヘッドブロック３０の燃焼室１３側の壁３５から離間して、冷却水回路４０の内側に配置される。この状態で、上述のように蓄熱材収容室６１に収容されている蓄熱材２０が冷却水Ｗで加熱されて、蓄熱材２０に熱が蓄えられる。
【００３１】
また、蓄熱材収容室６１が第２の位置にあるときは、断熱板６３がシリンダヘッドブロック３０の燃焼室１３側の壁３５を向いて配置され、燃焼室１３側の壁３５と蓄熱材収容室６１との間を遮った状態となる。この断熱板６３により、エンジン１の運転時に、エンジン１が高回転あるいは高負荷となることで燃焼室１３が高温になっても、燃焼室１３からの高温の輻射熱が蓄熱材２０に及ぶことを抑制できる。したがって、蓄熱材２０が過熱状態（例えば、１００℃以上の高温状態）になることを防げるので、蓄熱材２０の変質を防止して本来の性能を維持でき、車両で発生する熱を有効に活用することが可能となる。
【００３２】
つまり、蓄熱材収容室６１が第１の位置にあるとき、冷却水回路４０の内側を向いて配置される断熱板６３により、蓄熱材２０の放熱が冷却水Ｗ側に流れるれことを抑制でき、シリンダヘッドブロック３０を効果的に加熱できる。その一方で、蓄熱材収容室６１が第２の位置にあるとき、燃焼室１３側の壁３５を向いて配置される断熱板６３により、燃焼室１３から放射される熱（輻射熱）が蓄熱材２０に及ぶことを抑制できるので、蓄熱材２０の過熱状態を防止できる。
【００３３】
以上説明したように、本実施形態の暖機装置では、冷却水回路４０の内部に蓄熱材２０を収容した蓄熱材収容室６１を移動可能に設置し、蓄熱材収容室６１の移動により、シリンダヘッドブロック３０における燃焼室１３側の壁３５に対する接触・離間を切り換えるように構成したので、エンジン１の冷間始動時には、噴射される燃料の気化を促進でき、エンジン１の高温運転時には、蓄熱材２０が過熱状態になって変質することを防止できるようになる。
【００３４】
特に、本実施形態の暖機装置では、シリンダヘッドブロック３０の蓄熱材収容室６１が接する部位は、燃焼室１３側の壁３５であるので、当該燃焼室１３側の壁３５を蓄熱材２０で直接的に加熱することが可能となる。したがって、燃焼室１３の上端近傍に配された吸気ポート３１や吸気弁３２を効果的に温めることができるので、燃料噴射弁３７から噴射される燃料の気化を促進できる。
【００３５】
また、本実施形態の暖機装置は、冷却水回路４０の内部で蓄熱材収容室６１を回転可能に支持する回転軸５１と、蓄熱材収容室６１を回転軸５１周りで回転させるアクチュエータ５５とからなる回転機構７０を備えており、蓄熱材収容室６１は、回転機構７０による回転で第１の位置と第２の位置との間を移動するようになっている。これにより、蓄熱材収容室６１の位置を切り換える機構の簡素化や小型化が図れる。また、回転動作により蓄熱材収容室６１の移動がスムーズに行えるので、蓄熱材２０によるエンジン１の暖機や蓄熱材２０への蓄熱及び蓄熱材２０の保護を的確に行えるようになる。
【００３６】
また、本実施形態の暖機装置では、エンジン１が有する複数の燃焼室１３それぞれに対応する複数の蓄熱材収容室６１を備えており、回転軸５１は、複数の蓄熱材収容室６１を連結する一の回転軸５１であり、回転軸５１には、複数の蓄熱材収容室６１を連通する連通路５１ａが形成されており、発核装置２５は、連通路５１ａで連通された複数の蓄熱材収容室６１に対して一個のみ設置されている。このような構成を採用したことにより、エンジン１の各燃焼室１３に向けて噴射される燃料の気化を一律に促進させることができると共に、各蓄熱材収容室６１の蓄熱材２０を保護することが可能な機構を簡単な構成で実現できる。また、回転軸５１に連通路５１ａを形成したことで、連通路５１ａの容積の分、蓄熱装置５０に収容される蓄熱材２０の全容量が多くなるので、蓄熱装置５０による蓄熱・放熱の作用を高めることができる。また、各蓄熱材収容室６１を連通して発核装置２５を共用したことで、蓄熱装置５０の部品点数が少なく抑えられるので、構成の簡素化や軽量化が図れる。なお、上記実施形態では、発核装置２５を一個のみ設置した場合を示したが、発核装置２５は、複数個設置することも可能である。発核装置２５を複数個設置すれば、各蓄熱材収容室６１に収容された蓄熱材２０をより効率良く発核させることが可能となるので、蓄熱材２０によるエンジン１の暖機が効果的に行なえるようになる。
【００３７】
以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお直接明細書及び図面に記載のない何れの形状・構造・材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。
【００３８】
例えば、上記実施形態では、回転軸５１に連通路５１ａを形成して各蓄熱材収容室６１を連通させた場合を示したが、各蓄熱材収容室６１は、必ずしも連通させなくてよい。各蓄熱材収容室６１を連通させない場合は、各蓄熱材収容室６１にそれぞれ発核装置２５を設置し、蓄熱材収容室６１に収容した蓄熱材２０ごとに発核動作を行わせるようにする。また、蓄熱材収容室６１の具体的な形状、個数は、上記実施形態に示すものには限定されない。また、蓄熱材収容室６１の具体的な配置は、燃料噴射弁３７から噴射された燃料が当る吸気ポート３１や吸気弁３２を温めることが可能な配置であれば、上記実施形態に示す以外の位置に設けることも可能である。
【００３９】
また、上記実施形態では、冷却水回路４０の内部で蓄熱材収容室６１を移動させる移動機構として、蓄熱材収容室６１を回転させる回転機構７０を示したが、本発明の移動機構は、上記の回転機構７０以外の機構であってもよく、例えば、蓄熱材収容室６１を直線移動させてシリンダヘッドブロック３０の壁３５に対する当接・離間を切り換えるようにした機構であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施形態にかかる暖機装置を備えたエンジンの構成例を示す概略図である。
【図２】エンジンが有する一の燃焼室及びその周辺の構成を示す概略側断面図である。
【図３】冷却水回路の内部に設置された蓄熱装置を示す図で、（ａ）は、概略斜視図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ部分に対応する概略側断面図である。
【図４】発核装置の構成例を示す概略側面図である。
【図５】蓄熱材収容室の動作を説明するための図で、（ａ）は、蓄熱材収容室がシリンダヘッドブロックに接する第１の位置にある状態を示す図、（ｂ）は、蓄熱材収容室が冷却水回路の内側に配置された第２の位置にある状態を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  エンジン（内燃機関）
１０  シリンダブロック
１３  燃焼室
２０  蓄熱材（蓄熱要素）
２５  発核装置（過冷却解除手段）
３０  シリンダヘッドブロック
３１  吸気ポート
３２  吸気弁
３３  排気ポート
３４  排気弁
３５  燃焼室側の壁
３７  燃料噴射弁（燃料噴射装置）
４０  冷却水回路
５０  蓄熱装置
５１  回転軸
５１ａ  連通路
５５  アクチュエータ
６０  ＥＣＵ
６１  蓄熱材収容室（蓄熱要素収容室）
６３  断熱板（断熱部材）
７０  回転機構（移動機構）
Ｗ  冷却水
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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