(57)【要約】【課題】エンジンのシリンダーヘッドカバーを保温するために蓄電池などの電源が必要であり、長い期間に亙ってエンジンを停止させるような場合、シリンダーヘッドカバーの保温が実質的に不可能となる。【解決手段】本発明によるシリンダーヘッドカバー保温装置は、一端がエンジンフード１１のインナーパネル１１ｂに接合され、温度に応じてシリンダーヘッドカバー１４との対向方向に沿って伸縮するバイメタル１８と、このバイメタル１８の他端に接合され、当該バイメタル１８の伸縮動作に伴ってシリンダーヘッドカバー１４の表面に対して接触状態または非接触状態の何れかに切り替わる板状の伝熱部材１７と、一端面がこの板状の伝熱部材１７に接合されると共に他端面がエンジンフード１１のインナーパネル１１ｂに接合され、バイメタル１８の伸縮動作に伴って変形可能な第２の伝熱部材１９とを具える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端がエンジンフードパネルに接合され、温度に応じてシリンダーヘッドカバーとの対向方向に沿って伸縮するアクチュエーターと、
このアクチュエーターの他端に接合され、当該アクチュエーターの伸縮動作に伴って前記シリンダーヘッドカバーの表面に対して接触状態または非接触状態の何れかに切り替わる板状をなす第１の伝熱部材と、
一端面がこの第１の伝熱部材に接合されると共に他端面が前記エンジンフードパネルに接合され、前記アクチュエーターの伸縮動作に伴って変形可能な第２の伝熱部材と
を具えたことを特徴とするシリンダーヘッドカバー保温装置。
【請求項２】
前記アクチュエーターは、所定温度以上の場合に前記第１の伝熱部材が前記シリンダーヘッドカバーの表面に対して接触状態になると共に所定温度未満の場合に前記第１の伝熱部材が前記シリンダーヘッドカバーの表面に対して非接触状態になるように伸縮するバイメタルであることを特徴とする請求項１に記載のシリンダーヘッドカバー保温装置。
【請求項３】
前記第１の伝熱部材および前記シリンダーヘッドカバーは、相互に係合してこれらの接触面積を増大させるための凹凸部を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のシリンダーヘッドカバー保温装置。
【請求項４】
シリンダーヘッドカバーに形成されてエンジン冷却水が通る冷却水通路をさらに具えたことを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載のシリンダーヘッドカバー保温装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関におけるシリンダーヘッドカバー内に発生する結露を抑制し得るようにしたシリンダーヘッドカバー保温装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの冷態始動直後は、温度が上昇しつつあるシリンダーブロックやシリンダーヘッドと、シリンダーヘッド側からの伝熱が充分ではないシリンダーヘッドカバーとの間に温度差が生ずることとなる。このため、シリンダーヘッドカバー内に介在する比較的温度の高いブローバイガス中に含まれる水蒸気成分が凝結し、シリンダーヘッドカバーの内壁に結露する場合がある。このような結露がシリンダーヘッドカバー内に発生すると、これが原因となってシリンダーヘッドカバー内に流入するエンジンオイルの劣化を招き、スラッジとなってしまう。また、ブローバイガス中のＮＯXと水滴とが反応して腐食性の硝酸が形成され、劣化を招く可能性もある。
【０００３】
このような不具合を回避するため、特許文献１では温水が貯溜された蓄熱タンクとシリンダーヘッドカバーとを導通させ、シリンダーヘッドカバーを温水で加熱することにより、シリンダーヘッド内での結露発生を防止する技術を提案している。より具体的には、排ガスの熱やヒーターを利用して加熱される蓄熱タンク内の温水をその循環用配管の途中に組み込まれたポンプを駆動し、この温水を蓄熱タンクとシリンダーヘッドカバーとの間で循環させるようにしている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１９４１０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された方法では、ある程度の容積の蓄熱タンクを車両のエンジンルーム内に搭載する必要があり、特にエンジンルームが狭隘な車両においては、その組み込みが著しく困難となる可能性がある。また、温水を加熱するためのヒーターやこれを循環させるためのポンプが必要であり、エンジンの停止状態でこれを作動させた場合、蓄電池の蓄電容量が減ってしまう。特に、長い期間に亙ってエンジンを停止した場合には、エンジンの始動すらできなくなってしまう可能性もある。
【０００６】
本発明の目的は、長い期間に亙ってエンジンを停止した場合であっても、車両に搭載された蓄電池などを用いることなく、シリンダーヘッドカバーの温度変化を抑制し得る保温装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によるシリンダーヘッドカバー保温装置は、一端がエンジンフードパネルに接合され、温度に応じてシリンダーヘッドカバーとの対向方向に沿って伸縮するアクチュエーターと、このアクチュエーターの他端に接合され、当該アクチュエーターの伸縮動作に伴って前記シリンダーヘッドカバーの表面に対して接触状態または非接触状態の何れかに切り替わる板状をなす第１の伝熱部材と、一端面がこの第１の伝熱部材に接合されると共に他端面が前記エンジンフードパネルに接合され、前記アクチュエーターの伸縮動作に伴って変形可能な第２の伝熱部材とを具えたことを特徴とするものである。
【０００８】
本発明において、アクチュエーターが伸長状態にある場合、第１の伝熱部材がエンジンフードパネルに接触状態となり、エンジンフードパネルとシリンダーヘッドカバーとの間で第１の伝熱部材および第２の伝熱部材を介して熱の伝達が効率よく行われる。この状態は、エンジンが作動してエンジンルーム内が温められた場合や、エンジンが停止中であっても日中に太陽光がエンジンフープパネルに照射されてエンジンフードパネルが温められた場合に起こる。これに対し、アクチュエーターが収縮状態にある場合、第１の伝熱部材とエンジンフードパネルとは非接触状態となり、これらの間には熱伝導率の低いエンジンルーム内の空気が介在することとなる。この状態は、エンジンを停止してからしばらく経過した後、特に夜間など、外気温が低い場合に起こる。
【０００９】
本発明によるシリンダーヘッドカバー保温装置において、アクチュエーターは、所定温度以上の場合に第１の伝熱部材がシリンダーヘッドカバーの表面に対して接触状態となるのに対し、逆の場合に非接触状態になるように伸縮するバイメタルであってよい。
【００１０】
第１の伝熱部材およびシリンダーヘッドカバーは、相互に係合してこれらの接触面積を増大させるための凹凸部を有することが有効である。
【００１１】
また、シリンダーヘッドカバーに形成されてエンジン冷却水が通る冷却水通路をさらに具えることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のシリンダーヘッドカバー保温装置によると、太陽光にてエンジンフードパネルが熱せられた場合、第２の伝熱部材および第１の伝熱部材を介してシリンダーヘッドカバーへとこの熱を効率よく伝熱させることができる。この結果、シリンダーヘッドカバー内の空間が温められ、エンジンの冷態始動時であってもシリンダーブロックやシリンダーヘッドとの温度差を少なくすることができ、シリンダーヘッドカバー内での結露やスラッジの発生を抑制することが可能である。
【００１３】
アクチュエーターがバイメタルの場合、これを駆動するための駆動源を不要にすることができ、イグニッションキースイッチをオフした状態であっても、アクチュエーターを自動的に作動させることができる。
【００１４】
第１の伝熱部材およびシリンダーヘッドカバーが、相互に係合してこれらの接触面積を増大させるための凹凸部を有する場合、第１の伝熱部材とシリンダーヘッドカバーとの間での熱伝導を効率よく行うことができる。
【００１５】
シリンダーヘッドカバーに形成され、エンジン冷却水が通る冷却水通路を具えた場合、金属よりも比熱の大きなエンジン冷却水によってシリンダーヘッドカバーの温度変化をさらに抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明によるシリンダーヘッドカバー保温装置の一実施形態について、その主要部の断面構造を表す図１およびシリンダーヘッドカバーの平面形状を模式的に表す図２を参照しながら詳細に説明する。しかしながら、本発明はこのような実施形態にのみ限定されるわけではなく、エンジンフードパネルやシリンダーヘッドカバーの形状およびエンジンルームの構造などに応じて適宜変更し得るものであることを理解すべきである。
【００１７】
エンジンなどが収容されるエンジンルーム１０を覆うエンジンフード１１は、車体の外側に面するアウターパネル１１ａと、エンジンルーム１０側に面するようにアウターパネル１１ａに接合されるインナーパネル１１ｂとで主要部が構成されている。インナーパネル１１ｂには、エンジンフード１１の剛性を高めるため、エンジンルーム１０側に突出する箱型断面構造の補強部１２が形成されている。
【００１８】
一方、図示しない動弁機構や点火装置などが組み付けられるエンジンのシリンダーヘッド１３には、これら動弁機構などを覆うシリンダーヘッドカバー１４が固定されて内部を密閉状態に保持している。このシリンダーヘッドカバー１４には、シリンダーヘッド１３に形成されたエンジン冷却水循環通路１５に連通する冷却水通路１６が形成されている。従って、エンジンが作動中の間はシリンダーヘッドカバー１４を構成する金属よりも熱伝導率の低いエンジン冷却水がシリンダーヘッドカバー１４に形成された冷却水通路１６を流れることとなる。この結果、シリンダーヘッドカバー１４の温度をエンジンルーム１０内の雰囲気よりも高温に保つことができる。また、エンジンを停止させた場合であっても、高温のエンジン冷却水が冷却水通路１６内に介在しているため、シリンダーヘッドカバー１４の温度低下をこの冷却水通路１６が存在しない場合よりも抑制することができる。
【００１９】
先のエンジンフード１１のインナーパネル１１ｂには、シリンダーヘッドカバー１４の表面と対向する板状をなす第１の伝熱部材１７が、周囲の温度に応じてシリンダーヘッドカバー１４との対向方向に沿って伸縮するバイメタル１８を介して取り付けられている。つまり、一端がエンジンフード１１のインナーパネル１１ｂに接合されたバイメタル１８の他端に第１の伝熱部材１７が接合され、この第１の伝熱部材１７がバイメタル１８を介してエンジンフード１１のインナーパネル１１ｂに支持された状態となっている。本実施形態では、第１の伝熱部材１７として熱伝導率が２０００Ｗ/ｍ℃のヒートレーンプレート（ティーエス ヒートロニクス株式会社の製品名）を採用しており、これはヒートパイプのように作動流体を封入した中空構造を持つものである。このヒートレーンプレートに代えて、純アルミニウムと同程度の高い熱伝導率を有するアルミニウム合金（例えば昭和電工株式会社のＳＴ６０）などを第１の伝熱部材１７として採用することも可能である。
【００２０】
本発明におけるアクチュエーターとしてのバイメタル１８は、熱膨張率の異なる少なくとも二種類の金属を接合したものである。これは、所定温度、例えば３０℃以上の場合に第１の伝熱部材１７がシリンダーヘッドカバー１４の表面に対して接触状態となる。逆に、所定温度未満、例えば３０℃未満の場合に第１の伝熱部材１７がシリンダーヘッドカバー１４の表面に対して非接触状態になるように伸縮動作する。このバイメタル１８に代えて同様な機能を有する形状記憶合金などを本発明のアクチュエーターとして使用することも可能である。
【００２１】
エンジンフード１１のインナーパネル１１ｂと第１の伝熱部材１７との間には、バイメタル１８の変位に追従して伸縮、すなわち弾性変形可能な第２の伝熱部材１９が組み込まれている。これは、太陽光によって温められるエンジンフード１１からの熱を効率よく第１の伝熱部材１７に伝えるためであり、第２の伝熱部材１９の一端面が板状の伝熱部材１７に接合されると共にその他端面がエンジンフード１１のインナーパネル１１ｂに接合されている。従って、第１の伝熱部材１７は先のバイメタル１８に加え、この第２の伝熱部材１９によってもエンジンフード１１に支持されていると言うことができる。第２の伝熱部材１９は、インナーパネル１１ｂとシリンダーヘッドカバー１４との対向方向に沿って変形可能であり、バイメタル１８よりも熱伝導率の高いものであることが有効である。このような観点から、本実施形態では米国 Btech 社の高熱伝導性シート（ＴＩＭ）を採用している。もちろん、熱伝導率が相対的に高く、変形可能なものであれば、これ以外のものを採用することができる。
【００２２】
本実施形態では、シリンダーヘッドカバー１４と第１の伝熱部材１７との接触面積を増大させるため、これらの表面には相互に密着状態となって係合し合うプリズム状の凹凸部２０，２１が図示しないクランク軸の長手方向に沿って相互に平行に形成している。これら凹凸部２０，２１は、シリンダーヘッドカバー１４と第１の伝熱部材１７との接触面積を増大させるためのものであるので、相互に密着し得る凹凸形状でありさえすれば、本実施形態以外のどのような輪郭形状であってもかまわない。
【００２３】
上述したように、本実施形態ではエンジンフード１１のインナーパネル１１ｂに第１および第２の伝熱部材１７，１９を取り付けるようにしている。しかしながら、エンジンフード１１の構成によっては、インナーパネル１１ｂではなく、アウターパネル１１ａに第１および第２の伝熱部材１７，１９を取り付けるようにしても何ら問題は生じない。前述したように、太陽光からの熱を伝えるという観点からは、アウターパネル１１ａに第１および第２の伝熱部材１７，１９を取り付けることがより好ましいと言えよう。
【００２４】
乗用自動車、特にセダン型や２ボックス型の乗用自動車においては、いわゆるボンネット、つまりエンジンフード１１が地面に対してほぼ平行に近い状態となっていることがほとんどであり、太陽光からの熱を受けやすい構造である。本発明においては、このようなエンジンフード１１の特性を利用し、日中、太陽光によって温められるエンジンフード１１の熱を第２の伝熱部材１９および第１の伝熱部材１７を介してシリンダーヘッドカバー１４に効率よく伝えることができる。このため、エンジンが長期間に亙って停止中であっても、日中、太陽光がエンジンフード１１に照射されている限り、シリンダーヘッドカバー１４の保温を自動的に行うことが可能となる。また、本実施形態ではバイメタル１８をアクチュエーターとして用いているため、伝熱部材１７を駆動するための駆動源が本質的に不要である。このため、エンジンが運転中であっても、逆に長期間に亙って停止中であっても、エンジンルーム１０内の温度変化に応じてシリンダーヘッドカバー１４に対する伝熱部材１７の接触状態と非接触状態とを自動的に切り換えることができる。また、夜間など外気温が低下した場合には、伝熱部材１７がシリンダーヘッドカバー１４の表面に対して非接触状態となってこれらの間に隙間が形成され、シリンダーヘッドカバー１４の熱がエンジンフード１１側へ伝熱させないようにすることができる。この結果、太陽光のない夜間や雨天時においても、シリンダーヘッドカバー１４側からの放熱を最小限に止めることができ、その保温が効果的になされることとなる。従って、エンジンの冷態始動時であっても、シリンダーヘッドカバー１４と図示しないシリンダーブロックおよびシリンダーヘッド１３との温度差を少なくすることができる。これにより、シリンダーヘッドカバー１４内に流入する比較的温度の高いブローバイガス中に含まれる水蒸気成分がシリンダーヘッドカバー１４の内壁に凝結せず、スラッジの発生を抑制することが可能となる。
【００２５】
なお、本発明はその特許請求の範囲に記載された事項のみから解釈されるべきものであり、上述した実施形態においても、本発明の概念に包含されるあらゆる変更や修正が記載した事項以外に可能である。つまり、上述した実施形態におけるすべての事項は、本発明を限定するためのものではなく、本発明とは直接的に関係のないあらゆる構成を含め、その用途や目的などに応じて任意に変更し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明によるシリンダーヘッドカバー保温装置の一実施形態の概略構造を表す断面図である。
【図２】図１に示した実施形態におけるシリンダーヘッドカバーの平面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０  エンジンルーム
１１  エンジンフード
１１ａ  アウターパネル
１１ｂ  インナーパネル
１２  補強部
１３  シリンダーヘッド
１４  シリンダーヘッドカバー
１５  エンジン冷却水循環通路
１６  冷却水通路
１７  第１の伝熱部材
１８  バイメタル
１９  第２の伝熱部材
２０，２１  凹凸部
【図１】
2010156212.tif 000003
【図２】
2010156212.tif 000004