(57)【要約】【課題】アクチュエータを備えずに潜熱蓄熱材を発核させることができる蓄熱装置を提供する。【解決手段】第１の蓄熱装置（１００）は、内燃機関に用いられる蓄熱装置であって、発核した場合に過冷却状態を破って液体から固体に相変化する潜熱蓄熱材（１０）を収容する収容部（２０）と、少なくとも一部が潜熱蓄熱材中に配置され、所定の力が加えられることによって潜熱蓄熱材を発核させるトリガ（３０）と、内燃機関の振動によって揺動する錘部（４２）と、錘部から延びるとともにトリガに接触可能に配置された腕部（４４）と、を有し、錘部の少なくとも一部が潜熱蓄熱材の外に露出するとともに内燃機関の振動によって錘部が揺動した場合にトリガに所定の力を加える振り子（４０）と、を備えることを特徴とするものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に用いられる蓄熱装置であって、
発核した場合に過冷却状態を破って液体から固体に相変化する潜熱蓄熱材を収容する収容部と、
少なくとも一部が前記潜熱蓄熱材中に配置され、所定の力が加えられることによって前記潜熱蓄熱材を発核させるトリガと、
前記内燃機関の振動によって揺動する錘部と、前記錘部から延びるとともに前記トリガに接触可能に配置された腕部と、を有し、前記錘部の少なくとも一部が前記潜熱蓄熱材の外に露出するとともに前記内燃機関の振動によって前記錘部が揺動した場合に前記トリガに前記所定の力を加える振り子と、を備えることを特徴とする蓄熱装置。
【請求項２】
内燃機関に用いられる蓄熱装置であって、
発核した場合に過冷却状態を破って液体から固体に相変化する潜熱蓄熱材を収容する収容部と、
少なくとも一部が前記潜熱蓄熱材中に配置され、所定の力が加えられることによって前記潜熱蓄熱材を発核させるトリガと、
前記内燃機関の振動によって揺動する錘部と、前記錘部から延びるとともに前記トリガに接触可能に配置された腕部と、を有し、前記内燃機関の振動によって前記錘部が揺動した場合に前記トリガに前記所定の力を加える振り子と、
前記錘部の揺動範囲を所定範囲内に規制する規制手段と、を備えることを特徴とする蓄熱装置。
【請求項３】
前記規制手段は、前記錘部の静止状態で前記錘部に接触する壁体を含む請求項２記載の蓄熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関においては、フリクション低減の観点から、内燃機関の暖機を早期に完了させることが好ましい。特許文献１には、内燃機関のシリンダブロックに配置され、潜熱蓄熱材を収容する容器と、潜熱蓄熱材を発核させるトリガと、トリガを押圧するアクチュエータと、を有する蓄熱装置が開示されている。この技術によれば、アクチュエータがトリガを押圧することによって過冷却の液体状態となっている潜熱蓄熱材が発核して固体化するとともに発熱する。この熱を内燃機関の暖機に利用することによって、内燃機関の暖機を早期に完了させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２８５５８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に係る蓄熱装置では、アクチュエータを備える必要があることから、構成が複雑化するおそれがある。
【０００５】
本発明は、アクチュエータを備えずに潜熱蓄熱材を発核させることができる蓄熱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】
【０００６】
本発明に係る第１の蓄熱装置は、内燃機関に用いられる蓄熱装置であって、発核した場合に過冷却状態を破って液体から固体に相変化する潜熱蓄熱材を収容する収容部と、少なくとも一部が前記潜熱蓄熱材中に配置され、所定の力が加えられることによって前記潜熱蓄熱材を発核させるトリガと、前記内燃機関の振動によって揺動する錘部と、前記錘部から延びるとともに前記トリガに接触可能に配置された腕部と、を有し、前記錘部の少なくとも一部が前記潜熱蓄熱材の外に露出するとともに前記内燃機関の振動によって前記錘部が揺動した場合に前記トリガに前記所定の力を加える振り子と、を備えることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明に係る第１の蓄熱装置によれば、内燃機関の振動で錘部が揺動してトリガに所定の力を加えることにより、潜熱蓄熱材を発核させることができる。したがって、アクチュエータを備えずに潜熱蓄熱材を発核させることができる。また、錘部の少なくとも一部は潜熱蓄熱材の外に露出していることから、錘部の全体が潜熱蓄熱材内に配置されている場合に比較して、潜熱蓄熱材の粘度が錘部の揺動に与える影響を減少させることができる。
【０００８】
本発明に係る第２の蓄熱装置は、内燃機関に用いられる蓄熱装置であって、発核した場合に過冷却状態を破って液体から固体に相変化する潜熱蓄熱材を収容する収容部と、少なくとも一部が前記潜熱蓄熱材中に配置され、所定の力が加えられることによって前記潜熱蓄熱材を発核させるトリガと、前記内燃機関の振動によって揺動する錘部と、前記錘部から延びるとともに前記トリガに接触可能に配置された腕部と、を有し、前記内燃機関の振動によって前記錘部が揺動した場合に前記トリガに前記所定の力を加える振り子と、前記錘部の揺動範囲を所定範囲内に規制する規制手段と、を備えることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明に係る第２の蓄熱装置によれば、内燃機関の振動で錘部が揺動してトリガに所定の力を加えることにより、潜熱蓄熱材を発核させることができる。したがって、アクチュエータを備えずに潜熱蓄熱材を発核させることができる。また、規制手段によって錘部の揺動範囲が所定範囲内に規制されていることから、規制手段を備えない場合に比較して、トリガに想定外の応力が加わってトリガが破損することが抑制される。
【００１０】
上記構成において、前記規制手段は、前記錘部の静止状態で前記錘部に接触する壁体を含んでいてもよい。
【００１１】
この構成によれば、内燃機関の始動時以外のときに錘部が揺動することを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、アクチュエータを備えずに潜熱蓄熱材を発核させることができる蓄熱装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、実施例１に係る蓄熱装置の模式的断面図である。
【図２】図２は、実施例１に係る蓄熱装置の使用状態の一例を示す模式図である。
【図３】図３（ａ）は、図１の振り子近傍の拡大断面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）のトリガを振り子側から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態を説明する。
【実施例１】
【００１５】
本発明の実施例１に係る蓄熱装置１００について説明する。図１は、蓄熱装置１００の模式的断面図である。図１を参照して、蓄熱装置１００は、主として、潜熱蓄熱材１０と、潜熱蓄熱材１０を収容する収容部２０と、トリガ３０と、振り子４０と、規制手段５０と、を備える。
【００１６】
潜熱蓄熱材１０としては、過冷却状態となることができ、発核した場合に過冷却状態を破って液体（液体はゲル状態を含んでいてもよい）から固体に相変化するものを用いることができる。潜熱蓄熱材１０が液体から固体に相変化する場合、潜熱蓄熱材１０は発熱する。潜熱蓄熱材１０として、例えば、酢酸ナトリウム３水和物等の従来公知の潜熱蓄熱材を用いることができる。
【００１７】
収容部２０は、内部に潜熱蓄熱材１０を収容している。収容部２０の上面には、トリガ３０および振り子４０を配置するための開口部が形成されている。なお、蓄熱装置１００の使用時には、収容部２０は、発核時の潜熱蓄熱材１０の熱によって内燃機関を暖めることが可能な内燃機関の部位に配置される。図２は、蓄熱装置１００の使用状態の一例を示す模式図である。例えば、収容部２０は、内燃機関のシリンダブロック２００の下部に配置されて用いられる。この場合、発核時の潜熱蓄熱材１０の熱によってオイルパン２５０のオイルを暖めることができる。また、収容部２０は、内燃機関のウォータジャケット部等に配置されて用いられてもよい。収容部２０がウォータジャケット部に配置された場合、発核時の潜熱蓄熱材１０の熱によって冷却水を温めることができる。
【００１８】
図３（ａ）は、図１の振り子４０近傍の拡大断面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）のトリガ３０を振り子４０側から見た図である。トリガ３０は、所定の力が加えられることによって潜熱蓄熱材１０を発核させる機能を有する。本実施例においてトリガ３０は、一方の側に張り出した凸面を有する弾性部材からなる。また、トリガ３０は、複数のスリット３２を有している。トリガ３０に所定の力が加えられると、スリット３２が擦れる。それにより、トリガ３０は、潜熱蓄熱材１０を発核させることができる。
【００１９】
トリガ３０は、少なくとも一部が潜熱蓄熱材１０中に配置されていればよい。本実施例において、トリガ３０は、一部のスリット３２が潜熱蓄熱材１０に浸るように、トリガ固定手段６０によって収容部２０に固定されている。なお、トリガ固定手段６０は、トリガ３０を収容部２０に固定できるものであれば、特に限定されない。本実施例においてトリガ固定手段６０は断面コの字型の部材であり、一端が収容部２０の内面に接続している。
【００２０】
振り子４０は、内燃機関の振動によって揺動する錘部４２と、錘部４２から延びるとともにトリガ３０に接触可能に配置された腕部４４と、を有する。本実施例においては、後述するように、腕部４４はトリガ３０に接触している。この構成によれば、内燃機関の振動によって錘部４２が揺動すると、腕部４４はトリガ３０に力を与えることができる。その結果、トリガ３０のスリット３２部分が擦れることによって、潜熱蓄熱材１０が発核する。すなわち、振り子４０は、内燃機関の振動によって錘部４２が揺動した場合にトリガ３０に対して発核に必要な所定の力を加える機能を有している。
【００２１】
本実施例において、振り子４０は、トリガ３０の凸面側に、腕部４４の軸線方向がトリガ３０の凸面の接線方向に略平行になるように配置されている。腕部４４の錘部４２とは反対側の端部は、略９０度に曲げられている。腕部４４は、その端部の軸線方向がトリガ３０の凸面の法線方向に略平行になるように、トリガ３０に接続されている。具体的には、腕部４４の端部は、トリガ固定手段６０およびトリガ３０に形成された貫通孔に挿通されて溶接接続されている。より具体的には、腕部４４の端部とトリガ３０およびトリガ固定手段６０とは、溶接部６２によって接続されている。
【００２２】
また、錘部４２の少なくとも一部は、潜熱蓄熱材１０の外に露出している。本実施例においては、錘部４２の全部および腕部４４の一部が潜熱蓄熱材１０の外に露出している。錘部４２の少なくとも一部が潜熱蓄熱材１０の外に露出することによる効果については、後述する。
【００２３】
規制手段５０は、収容部２０に接続されている。規制手段５０は、錘部４２の揺動範囲を所定範囲内に規制する機能を有する。本実施例において規制手段５０は、振り子４０を覆うような容器形状を有している。また、規制手段５０の壁体５２は、錘部４２の静止状態において錘部４２に接触する部分を含んでいる。具体的には、錘部４２は、静止状態において壁体５２を付勢している。すなわち、規制手段５０は、錘部４２の静止状態で錘部４２に接触する壁体５２を含んでいる。この構成によれば、内燃機関が始動した場合、錘部４２は静止状態で接触している壁体５２から離れる方向へ揺動する。また錘部４２は、静止状態で接触している壁体５２と、静止状態で接触している壁体５２以外の壁体５２と、の間の範囲内を揺動する。
【００２４】
蓄熱装置１００は、以下のように作動する。内燃機関が始動すると、錘部４２は、内燃機関の振動を受けて揺動を開始する。なお、錘部４２が揺動を開始した場合、規制手段５０によって、錘部４２の揺動範囲は所定範囲内に規制される。錘部４２が揺動することによって、腕部４４がトリガ３０に発核に必要な所定の力を加えた場合、トリガ３０は潜熱蓄熱材１０を発核させる。それにより、潜熱蓄熱材１０の過冷却状態は破られて潜熱蓄熱材１０は液体から固体に相変化する。潜熱蓄熱材１０が液体から固体に相変化する際、潜熱蓄熱材１０は発熱する。その結果、内燃機関に蓄熱装置１００が配置されていない場合に比較して、内燃機関の暖機を早期に完了させることができる。なお、潜熱蓄熱材１０が固体になった場合、錘部４２の揺動は潜熱蓄熱材１０によって拘束されて停止する。
【００２５】
次いで、内燃機関の暖機が完了して内燃機関の温度が上昇すると、潜熱蓄熱材１０は内燃機関の熱を吸熱する。潜熱蓄熱材１０が内燃機関の熱を吸熱して融点（酢酸ナトリウム３水和物の場合は約５８℃）以上になった場合、潜熱蓄熱材１０は、液体になる。潜熱蓄熱材１０が液体になると、錘部４２は、内燃機関の振動を受けて揺動を再開する。この場合、規制手段５０によって錘部４２の揺動範囲は所定範囲内に規制される。次いで、内燃機関が停止して内燃機関の温度が低下すると、潜熱蓄熱材１０は過冷却状態になる。以上のように蓄熱装置１００は作動する。
【００２６】
本実施例に係る蓄熱装置１００によれば、内燃機関の振動で錘部４２が揺動してトリガ３０に所定の力を加えることにより、潜熱蓄熱材１０を発核させることができる。したがって、アクチュエータを備えずに潜熱蓄熱材１０を発核させることができる。
【００２７】
ここで、仮に、錘部４２の全体が潜熱蓄熱材１０内に配置されている場合には、錘部４２の揺動は、潜熱蓄熱材１０の粘度の影響を受ける。その結果、例えば、潜熱蓄熱材１０の温度が低い場合には、潜熱蓄熱材１０の粘度が高くなることから、内燃機関の振動による錘部４２の揺動時の運動エネルギは低下する。それにより、トリガ３０に加わる力が低下することから、潜熱蓄熱材１０の発核確率が低くなるおそれがある。その点、本実施例に係る蓄熱装置１００によれば、錘部４２の少なくとも一部は潜熱蓄熱材１０の外に露出している。それにより、錘部４２の全体が潜熱蓄熱材１０内に配置されている場合に比較して、潜熱蓄熱材１０の粘度が錘部４２の揺動に与える影響を減少させることができる。その結果、潜熱蓄熱材１０の温度低下による潜熱蓄熱材１０の発核確率の低下を抑制することができる。
【００２８】
また、本実施例に係る蓄熱装置１００によれば、規制手段５０によって錘部４２の揺動範囲が所定範囲内に規制されている。ここで、蓄熱装置１００が規制手段５０を備えていない場合には、内燃機関の振動によって錘部４２が想定範囲を超えて揺動するおそれがある。この場合、トリガ３０に想定外の応力が加わって、トリガ３０が破損するおそれがある。その点、本実施例に係る蓄熱装置１００によれば、規制手段５０を備えていることから、トリガ３０の破損を抑制することができる。
【００２９】
また、本実施例に係る蓄熱装置１００によれば、規制手段５０は、錘部４２の静止状態で錘部４２に接触する壁体５２を含んでいる。それにより、錘部４２が内燃機関の始動時以外のときに揺動することを抑制することができる。
【００３０】
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００３１】
１０  潜熱蓄熱材
２０  収容部
３０  トリガ
３２  スリット
４０  振り子
４２  錘部
４４  腕部
５０  規制手段
５２  壁体
６０  トリガ固定手段
６２  溶接部
１００  蓄熱装置
２００  シリンダブロック
２５０  オイルパン
【図１】
2010174667.tif 000003
【図２】
2010174667.tif 000004
【図３】
2010174667.tif 000005