(57)【要約】【課題】簡易な構成で蓄熱材を発核させる発核装置を提供することを目的とする。【解決手段】一端がエンジン１００の始動に伴う振動により該エンジン１００との距離が相対的に変わる部位５１に固定され、他端が振動により、該エンジン１００に含まれる蓄熱材ケース３３に設けられた発核トリガー３３ｃを押圧する押圧部材４０を具備することを特徴としている。また、押圧部材４０の一端が、弾性体を介して部位５１に固定されることを特徴としている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が内燃機関の始動に伴う振動により該内燃機関との距離が相対的に変わる部位に固定され、他端が前記振動により、該内燃機関に含まれる蓄熱材ケースに設けられた発核トリガーを押圧する押圧部材
を具備することを特徴とする発核装置。
【請求項２】
前記押圧部材の一端は、弾性体を介して前記部位に固定されることを特徴とする請求項１に記載の発核装置。
【請求項３】
前記押圧部材の他端は、一又は複数の部材を介して発核トリガーを押圧することを特徴とする請求項１又は２に記載の発核装置。
【請求項４】
前記部位は、エンジンマウントであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の発核装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄熱材を発核させる発核装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷間始動時のエンジンでは、フリクションの低下、排気組成の改善を図るため、早期の暖機完了が求められる。特に、シリンダボアやピストン、クランクシャフト等の摺動部を有する構成要素には効率のよい運転を実現すべく速やかな暖機完了が望まれる。
【０００３】
通常のエンジンが筒内爆発を開始すると、シリンダブロックやシリンダヘッド等のエンジン構成要素、さらに、これらのエンジン構成要素に形成された油路中を循環するエンジンオイルが温められ、徐々に暖機が進行する。
【０００４】
従来、このようなエンジンの早期暖機完了を達成すべく、ウォータージャケット内に配設された蓄熱材ケースに潜熱型の蓄熱材とこれを発核させる発核装置が収容され、エンジンの始動に伴う振動により発核装置が稼動する暖気装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−５６６９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した発核装置には、コイルスプリングで懸架された錘が設けられている。そして、この錘がエンジンの始動に伴う振動によって上下方向に揺れ動くことで蓄熱材が発核する。しかしながら、錘の重量が軽ければ正常な発核が行われない可能性がある。逆に、錘の重量が重すぎると、発核の際にコイルスプリングが破損するおそれがある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で蓄熱材を発核させる発核装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる課題を解決するための本発明の発核装置は、一端が内燃機関の始動に伴う振動により該内燃機関との距離が相対的に変わる部位に固定され、他端が振動により、該内燃機関に含まれる蓄熱材ケースに設けられた発核トリガーを押圧する押圧部材を具備することを特徴としている。
この構成によれば、内燃機関が始動により振動すると、該内燃機関に含まれる蓄熱材ケースに設けられた発核トリガーが押圧部材により押圧される。この結果、蓄熱材が発核する。
【０００９】
また、本発明の発核装置は、押圧部材の一端が、弾性体を介して部位に固定されることを特徴としている。
この構成によれば、発核トリガーの押圧部材側への相対的な変位量、発核トリガーが押圧部材によって押圧される押圧力が所定値以下に制限することが可能となる。この結果、発核トリガーの破損を抑制することができる。
【００１０】
また、本発明の発核装置は、押圧部材の他端が、一又は複数の部材を介して発核トリガーを押圧することを特徴としている。
このように、発核トリガーと押圧部材とを間接的に作用させるようにしてもよい。この結果、発核トリガーがさらに破損しにくくなる。
【００１１】
また、本発明の発核装置は、部位がエンジンマウントであることを特徴としている。
この構成によれば、内燃機関が始動した場合に、内燃機関との相対的な距離が変わる。この結果、発核トリガーは、一端が部位に固定された押圧部材により押圧される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、アクチュエータを利用せずに簡易な構成の発核装置により、蓄熱材を発核させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】エンジンの断面図である。
【図２】押圧部材と発核トリガーの接触部分を拡大した斜視図である。
【図３】押圧部材と発核トリガーの接触部分の拡大図である。
【図４】エンジンマウント周辺の部分拡大図である。
【図５】発核トリガー周辺の部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１実施形態）
以下、本発明を実施するための実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
図１は、エンジン１００の断面図である。より詳しくは、シリンダヘッドを取り外したエンジン１００の断面を模式的に示す図である。図２は、押圧部材４０と発核トリガー３３ｃの接触部分を拡大した斜視図である。
内燃機関としてのエンジン１００は、シリンダブロック１０、クランクシャフト２０、オイルパン３０を含んで構成される。
【００１６】
オイルパン３０は、図１に示すように、シリンダブロック１０の下方に取り付けられる。オイルパン３０内には、潤滑油としてのエンジンオイル３１が貯蔵される。このエンジンオイルは、ポンプの吸引力に基づき、異物を取り除くオイルストレーナー３２から吸い上げられる。そして、吸い上げられたエンジンオイル３１は、エンジン１００の各構成要素（例えばピストン１２、コンロッド１３やクランクシャフト２０等）に送られ、各構成要素に供給されたエンジンオイル３１はオイルパン３０に戻る。すなわち、エンジンオイル３１はエンジン１００の各構成要素を循環する。
【００１７】
また、オイルパン３０の内部には、蓄熱材ケース３３が収容される。この蓄熱材ケース３３は、その一部がオイルパン３０の側壁に沿って搭載されている。この際、蓄熱材ケース３３は、オイルパン３０の側壁に接触していてもよいし、接触していなくてもよい。このように、蓄熱材ケース３３を、オイルパン３０の内部に、配置したのは、エンジン１００の各構成要素から滴下してくるエンジンオイル３１を温めるためである。蓄熱材ケース３３の形状は、後述するように、楕円を含む円柱の形状としてもよいし、多角柱の形状としてもよい。また、その材質は、軽量の金属（例えばアルミニウム）が利用される。
【００１８】
さらに、蓄熱材ケース３３の端部３３ａには、穴部３３ｂが形成されている。その穴部３３ｂの底部には発核トリガー３３ｃが設けられている。この発核トリガー３３ｃは、底部が押圧部材４０の方向に隆起して形成されている。より詳しくは、図２に示すように、発核トリガー３３ｃは、隆起により円錐の土台の形状となっている。例えば蓄熱材ケース３３が四角柱の形状であれば、発核トリガー３３ｃを、立方体の形状や四角錐の土台形状としてもよい。立方体である場合には、大きくても１０ｃｍ３程度である。この発核トリガー３３ｃがエンジン１００の始動により振動すると、押圧部材４０によって押圧される、蓄熱材ケース３３内の蓄熱材３５が発核する。
【００１９】
蓄熱材ケース３３の内部には、蓄熱材３５が充填されている。蓄熱材３５は、酢酸ナトリウム・水和物（ＣＨ３ＣＯＯＮａ・ｎＨ２Ｏ、ｎ＝２．５〜３．５）である。蓄熱材３５として上記酢酸ナトリウム水和物を用いる場合は、含水量は４０〜６０ｗｔ％の範囲に保つのが好ましい。４０ｗｔ％未満では固相を融点以上に十分加熱しても、水化に用いられる水分が不足するため一部固相が残留し、潜熱を放出してしまって蓄熱が不可能となる。逆に、６０ｗｔ％以上では、発熱量が低下してしまう。
【００２０】
特に、酢酸ナトリウム水和物（ＣＨ３ＣＯＯＮａ・ｎＨ２Ｏ）においては、ｎ＝３すなわち水分量３９．５ｗｔ％の時に発熱量が大きいことが知られているが、これよりもやや水分量が多いほうが発熱量は少し下がるものの過冷却状態が安定して維持でき、含水率は４５ｗｔ％程度が最も好ましい。
【００２１】
さらに、上述した押圧部材４０やエンジンマウント（より詳しくは、リヤエンジンマウント）５０とエンジン１００との配置構成を説明すると、図１及び図２に示すように、穴部３３ｂには、エンジン停止時には、押圧部材４０の一部が蓄熱材ケース３３と接触しないが、エンジン始動時には、これらが接触するように配置されている。特に、エンジン停止時には、押圧部材４０の他端が発核トリガー３３ｃと接触しないが、始動時には接触するように配置されている。
【００２２】
一方、押圧部材４０の一端は、エンジンマウント５０によって固定される。より詳しくは、エンジンマウントを構成する部品５１，５２のうち、車両側に固定されて取り付けられる部品５１によって固定される。これは、押圧部材４０の他端を、エンジン側に固定されて取り付けられる部品５２に固定した場合、エンジン１００の始動に伴う振動と同期し、発核トリガー３３ｃが押圧部材４０によって押圧されなくなってしまうためである。尚、部品５１が、エンジン１００の始動に伴う振動により該エンジン１００との距離が相対的に変わる部位の一例である。押圧部材４０の形状は、例えば直径１ｃｍ程度の円柱とすることができる。
【００２３】
押圧部材４０の周囲には、ベアリング４５が配置されている。押圧部材４０は、ベアリング４５により軸方向に摺動可能に支持されている。
【００２４】
続いて、第１実施形態に係る発核装置の動作について図１及び図３を参照して説明する。
図３は、押圧部材４０と発核トリガー３３ｃの接触部分の拡大図である。同図（ａ）は、エンジン停止時の一例、同図（ｂ）はエンジン始動時の一例を示している。
【００２５】
図３（ａ）に示すように、エンジン１００の停止時においては、押圧部材４０と接触トリガー３３ｃとは接触しない。この状態では、蓄熱材３５は過冷却状態、すなわち液相にある。この状態で、発核トリガー３３ｃに押圧力を加えると蓄熱材３５は発核する。尚、発核とは、過冷却状態にある蓄熱材に刺激を与え、液相から固相に相変化させることをいう。
【００２６】
ここで、エンジン１００を始動させるとエンジン１００は振動する。すなわち、エンジンルーム内にエンジンマウント５０によって位置決めされたエンジン１００は、停止時における固定された位置で振動する。このため、エンジン１００の一部としてのオイルパン３０も振動し、その内部に収容された蓄熱材ケース３３も振動する。一方、図１に示すように、押圧部材４０は一端がエンジンマウント５０に固定されているため、エンジン１００が振動しても、押圧部材４０はほぼ振動しない。
【００２７】
したがって、図１及び図３に示すように、蓄熱材ケース３３が押圧部材４０の方向に振動すると、押圧部材４０の他端が発核トリガー３３ｃと接触し、押圧部材４０の他端が発核トリガー３３ｃを押圧する。特に、支持部材４６に固定されたベアリング４５により押圧部材４０が支持されているため、押圧部材４０は、安定して発核トリガー３３ｃを押圧することができる。これにより、発核トリガー３３ｃは、図３（ｂ）に示すように、その一部が凹む。尚、図３（ｂ）の示す発核トリガー３３ｃの凹みは、一例として極端に示している。したがって、この図に示すような凹みが生じなくても、押圧により蓄熱材３５が発核する可能性がある。蓄熱材ケース３３が押圧部材４０の方向と逆方向に振動すると、発核トリガー３３ｃは、図３（ａ）に示すように、弾性復帰により元に戻る。
【００２８】
このように、発核装置は、図３（ａ）及び（ｂ）の状態を繰り返す。この結果、蓄熱材ケース３３に充填された蓄熱材３５は発核する。このため、蓄熱材ケース３３は温められ、これに触れたエンジンオイル３１が温まる。そして、温まったエンジンオイル３１が循環することで、エンジン１００の早期暖機が完了する。
【００２９】
以上説明したように、発核作用を受けた蓄熱材３５は、熱を放出しつつ、固相に変化する。一方、エンジン１００は、燃焼熱により自らの暖機を進行させる。固相となった蓄熱材３５は、エンジン１００の燃焼熱により温められ、再び液相状態に変化する。蓄熱材３５は、エンジン１００が停止すると、液相状態を維持しつつ冷却される。すなわち、蓄熱材３５は、再び過冷却状態に復帰する。
【００３０】
（第２実施形態）
続いて、本発明の第２実施形態について図４を参照して説明する。
図４は、エンジンマウント５０周辺の部分拡大図である。尚、図１に示されるエンジン１００の各部と同様の構成には同一符号を付し、その説明を省略する。後述する図面についても同様とする。
【００３１】
図４に示すように、エンジンマウント５０には、弾性体としてのバネ６０（例えばコイルスプリング）が固定されている。そして、バネ６０のエンジン側には押圧部材４０が固定されている。
【００３２】
このため、蓄熱材ケース３３が押圧部材４０の方向に振動すると、押圧部材の他端が発核トリガー３３ｃと接触し、押圧部材４０の他端が発核トリガー３３ｃを押圧する。しかし、バネ６０の復元力により、発核トリガー３３ｃから押圧部材４０へ作用する変位量、押圧力が所定値以下に制限される。このため、発核トリガー３３ｃへの過度な押圧が制限され、発核トリガー３３ｃの破損が回避されつつ、蓄熱材３５が発核する。
【００３３】
なお、蓄熱材３５が固相状態となっていると、発核トリガー３３ｃは変形し難いことが想定される。このような状態の発核トリガー３３ｃにエンジン１００の振動に起因して押圧部材４０が接触すると押圧部材４０が損傷を受けることも懸念される。しかし、バネ６０を備えていることにより、押圧部材の破損も抑制される。
【００３４】
（第３実施形態）
続いて、本発明の第３実施形態について図５を参照して説明する。
図５は、発核トリガー３３ｃ周辺の部分拡大図である。
【００３５】
図１及び図２では、押圧部材４０が発核トリガー３３ｃと直接的に接触するように示しているが、一又は複数の部材をこれらの間に介在させて間接的に接触させるようにしてもよい。図５においては、複数の部材７０として発泡体を利用している。発泡体としてはスポンジやウレタン等がある。部材７０に硬化ゴムを利用してもよい。これにより、発核トリガー３３ｃが破損されにくくなる。
【００３６】
以上、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施することが可能である。例えば、第２実施形態と第３実施形態とを組み合わせるようにしてもよい。
【００３７】
また、上述した実施形態では、押圧部材４０の一端がエンジンマウント５０に固定されるようにたが、エンジン１００の始動に伴う振動によりエンジン１００との相対的な距離が変わる部位であれば、例えばエンジンマウント５０に代えてシャシへの固定としてもよい。また、エンジンマウント５０は、上述したリヤマウント以外にもフロントエンジンマウント、ライトエンジンマウント、レフトエンジンマウントであってもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１０  シリンダブロック
１２  ピストン
１３  コンロッド
２０  クランクシャフト
３０  オイルパン
３１  エンジンオイル
３２  オイルストレーナー
３３  蓄熱材ケース
３３ｃ  発核トリガー
３５  蓄熱材
４０  押圧部材
４５  ベアリング
４６  支持部材
５０  エンジンマウント
６０  バネ
７０  発泡体
【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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