(57)【要約】  【課題】エンジンを小型にすることができるエンジンの冷却装置を提供する。  【解決手段】エンジン振動部１に振動発電素子デバイス２が取り付けられ、この振動発電素子デバイス２に熱電素子デバイス３が電気的に接続され、この熱電素子デバイス３が吸気通路壁４に取り付けられ、エンジンの振動により振動発電素子デバイス２で発電がなされ、振動発電素子デバイス２で発電された電力により熱電素子デバイス３で吸気通路壁４から吸熱がなされるように構成されている。振動発電素子デバイス２と熱電素子デバイス３とが一体化された板状の発電冷却デバイス５が、吸気通路壁４に貼り付けられている。発電冷却デバイス５はオイルパン壁６にも取り付けられている。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン振動部(１)に振動発電素子デバイス(２)が取り付けられ、この振動発電素子デバイス(２)に熱電素子デバイス(３)が電気的に接続され、この熱電素子デバイス(３)が吸気通路壁(４)に取り付けられ、エンジンの振動により振動発電素子デバイス(２)で発電がなされ、振動発電素子デバイス(２)で発電された電力により熱電素子デバイス(３)で吸気通路壁(４)から吸熱がなされるように構成されている、ことを特徴とするエンジンの冷却装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたエンジンの冷却装置において、
振動発電素子デバイス(２)と熱電素子デバイス(３)とが一体化された板状の発電冷却デバイス(５)が、吸気通路壁(４)に貼り付けられている、ことを特徴とするエンジンの冷却装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載されたエンジンの冷却装置において、
過給機を備えていない自然吸気式のエンジンに用いられている、ことを特徴とするエンジンの冷却装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載されたエンジンの冷却装置において、
熱電素子デバイス(３)がオイルパン壁(６)にも取り付けられ、振動発電素子デバイス(２)で発電された電力により熱電素子デバイス(３)でオイルパン壁(６)からも吸熱がなされるように構成されている、ことを特徴とするエンジンの冷却装置。
【請求項５】
請求項４に記載されたエンジンの冷却装置において、
振動発電デバイス(２)と熱電素子デバイス(３)とが一体化された板状の発電冷却デバイス(５)が、オイルパン壁(６)にも貼り付けられている、ことを特徴とするエンジンの冷却装置。
【請求項６】
請求項５に記載されたエンジンの冷却装置において、
発電冷却デバイス(５)が貼り付けられたオイルパン壁(６)が板金製とされている、ことを特徴とするエンジンの冷却装置。
【請求項７】
エンジン振動部(１)に振動発電素子デバイス(２)が取り付けられ、この振動発電素子デバイス(２)に熱電素子デバイス(３)が電気的に接続され、この熱電素子デバイス(３)がオイルパン壁(６)に取り付けられ、エンジンの振動により振動発電素子デバイス(２)で発電がなされ、振動発電素子デバイス(２)で発電された電力により熱電素子デバイス(３)でオイルパン壁(６)から吸熱がなされるように構成されている、ことを特徴とするエンジンの冷却装置。
【請求項８】
請求項７に記載されたエンジンの冷却装置において、
振動発電デバイス(２)と熱電素子デバイス(３)とが一体化された板状の発電冷却デバイス(５)が、オイルパン壁(６)に貼り付けられている、ことを特徴とするエンジンの冷却装置。
【請求項９】
請求項８に記載されたエンジンの冷却装置において、
発電冷却デバイス(５)が貼り付けられたオイルパン壁(６)が板金製とされている、ことを特徴とするエンジンの冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの冷却装置に関し、詳しくは、エンジンを小型にすることができるエンジンの冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンの冷却装置として、吸気やエンジンオイルの冷却装置がある。
吸気の冷却は、過給機付きエンジンの場合には、水冷式や空冷式のインタークーラで行われている(特許文献１参照)。
エンジンオイルの冷却は、水冷式や空冷式のオイルクーラで行われている(特許文献２参照)。
【０００３】
この種のエンジンの冷却装置によれば、吸気の充填効率を高め、或いは、潤滑性能を高めることができる利点がある。
【０００４】
しかし、この従来技術では、空冷式や水冷式のインタークーラやオイルクーラが用いられているため、問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２５１５３３号公報(図３参照)
【特許文献２】特開２０１２−９７９４８号公報(図１参照)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
《問題点》  エンジンが大型化する。
空冷式や水冷式のインタークーラやオイルクーラが用いられるため、エンジンが大型化する。
【０００７】
本発明の課題は、エンジンを小型にすることができるエンジンの冷却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】
(請求項１に係る発明)
請求項１に係る発明の発明特定事項は、次の通りである。
図１(Ａ)に例示するように、エンジン振動部(１)に振動発電素子デバイス(２)が取り付けられ、この振動発電素子デバイス(２)に熱電素子デバイス(３)が電気的に接続され、この熱電素子デバイス(３)が吸気通路壁(４)に取り付けられ、エンジンの振動により振動発電素子デバイス(２)で発電がなされ、この振動発電素子デバイス(２)で発電された電力により熱電素子デバイス(３)で吸気通路壁(４)から吸熱がなされるように構成されている、ことを特徴とするエンジンの冷却装置。
【０００９】
(請求項７に係る発明)
請求項７に係る発明の発明特定事項は、次の通りである。
図１(Ｂ)に例示するように、エンジン振動部(１)に振動発電素子デバイス(２)が取り付けられ、この振動発電素子デバイス(２)に熱電素子デバイス(３)が電気的に接続され、この熱電素子デバイス(３)がオイルパン壁(６)に取り付けられ、エンジンの振動により振動発電素子デバイス(２)で発電がなされ、この振動発電素子デバイス(２)で発電された電力により熱電素子デバイス(３)でオイルパン壁(６)から吸熱がなされるように構成されている、ことを特徴とするエンジンの冷却装置。
【発明の効果】
【００１０】
(請求項１に係る発明)
請求項１に係る発明は、次の効果を奏する。
《効果》  エンジンを小型にすることができる。
図１(Ａ)に例示するように、振動発電素子デバイス(２)で発電された電力により熱電素子デバイス(３)で吸気通路壁(４)から吸熱がなされるように構成されているので、大きな空冷式や水冷式のインタークーラが不要になり、エンジンを小型にすることができる。
【００１１】
《効果》  出力向上や排気ガス性能向上を図ることができる。
図１(Ａ)に例示するように、熱電素子デバイス(３)で吸気(７)を冷却することができ、外気温度が高くても、吸気(４ａ)の充填効率が高められ、出力性能が向上するとともに、ＮＯＸやＰＭの低減で排気ガス性能の向上を図ることができる。
【００１２】
《効果》  エンジンの振動を有効利用することができる。
図１(Ａ)に例示するように、エンジン振動部(１)に振動発電素子デバイス(２)が取り付けられ、振動発電素子デバイス(２)で発電された電力により熱電素子デバイス(３)で吸気通路壁(４)から吸熱がなされるように構成されているので、エンジンの振動を有効利用することができる。
【００１３】
(請求項２に係る発明)
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  エンジンを小型にすることができる。
図１(Ａ)に例示するように、振動発電素子デバイス(２)と熱電素子デバイス(３)とが一体化された板状の発電冷却デバイス(５)が、吸気通路壁(４)に貼り付けられているので、冷却装置がエンジンにコンパクトに装着され、エンジンを小型にすることができる。
【００１４】
《効果》  吸気の充填効率が高い。
図１(Ａ)に例示するように、振動発電素子デバイス(２)と熱電素子デバイス(３)とが一体化された板状の発電冷却デバイス(５)が、吸気通路壁(４)に貼り付けられているので、吸熱面積を広く確保することができ、吸気(４ａ)の冷却効率が高い。
【００１５】
(請求項３に係る発明)
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  出力性能や排気性能の向上を図ることができる。
図１(Ａ)に例示するように、熱電素子デバイス(３)による吸気(４ａ)の冷却で吸気(７)の充填効率が高まり、過給機を備えていない自然吸気式のエンジンでありながら、出力性能や排気性能の向上を図ることができる。
【００１６】
(請求項４に係る発明)
請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  エンジンを小型にすることができる。
図１(Ｂ)に例示するように、振動発電素子デバイス(２)で発電された電力により熱電素子デバイス(３)でオイルパン壁(６)からも吸熱がなされるように構成されているので、大きな空冷式や水冷式のオイルクーラが不要になり、エンジンを小型にすることができる。
【００１７】
(請求項５に係る発明)
請求項５に係る発明は、請求項４に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  エンジンを小型にすることができる。
図１(Ｂ)に例示するように、振動発電デバイス(２)と熱電素子デバイス(３)とが一体化された板状の発電冷却デバイス(５)が、オイルパン壁(６)にも貼り付けられているので、冷却装置がエンジンにコンパクトに装着され、エンジンを小型にすることができる。
【００１８】
《効果》  エンジンオイルの冷却効率が高い。
図１(Ｂ)に例示するように、振動発電デバイス(２)と熱電素子デバイス(３)とが一体化された板状の発電冷却デバイス(５)が、オイルパン壁(６)にも貼り付けられているので、吸熱面積を広く確保することができ、エンジンオイル(６ａ)の冷却効率が高い。
【００１９】
(請求項６に係る発明)
請求項６に係る発明は、請求項５に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  エンジンオイルの冷却効率が高い。
図１(Ｂ)に例示するように、発電冷却デバイス(５)が貼り付けられたオイルパン壁(６)が板金製とされているので、オイルパン壁(６)が振動しやすく、振動発電デバイス(２)で発電できる電力も大きい。また、板金製のオイルパン壁(６)は薄く、エンジンオイル(６ａ)から熱電素子デバイス(３)への熱伝導効率も高いので、エンジンオイル(６ａ)の冷却性能が高い。
【００２０】
(請求項７に係る発明)
請求項７に係る発明は次の効果を奏する。
《効果》  エンジンを小型にすることができる。
図１(Ｂ)に例示するように、振動発電素子デバイス(２)で発電された電力により熱電素子デバイス(３)でオイルパン壁(６)から吸熱がなされるように構成されているので、大きな空冷式や水冷式のオイルクーラが不要になり、エンジンを小型にすることができる。
【００２１】
《効果》  潤滑性能の向上を図ることができる。
図１(Ｂ)に例示するように、熱電素子デバイス(３)でエンジンオイル(６ａ)を冷却することができ、潤滑性能の向上を図ることができる。
【００２２】
《効果》  エンジンの振動を有効利用することができる。
図１(Ｂ)に例示するように、エンジン振動部(１)に振動発電素子デバイス(２)が取り付けられ、振動発電素子デバイス(２)で発電された電力により熱電素子デバイス(３)でオイルパン壁(６)から吸熱がなされるように構成されているので、エンジンの振動を有効利用することができる。
【００２３】
(請求項８に係る発明)
請求項８に係る発明は、請求項７に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  エンジンを小型にすることができる。
図１(Ｂ)に例示するように、振動発電デバイス(２)と熱電素子デバイス(３)とが一体化された板状の発電冷却デバイス(５)が、オイルパン壁(６)に貼り付けられているので、冷却装置がエンジンにコンパクトに装着され、エンジンを小型にすることができる。
【００２４】
《効果》  エンジンオイルの冷却効率が高い。
図１(Ｂ)に例示するように、振動発電デバイス(２)と熱電素子デバイス(３)とが一体化された板状の発電冷却デバイス(５)が、オイルパン壁(６)に貼り付けられているので、吸熱面積を広く確保することができ、エンジンオイル(６ａ)の冷却効率が高い。
【００２５】
(請求項９に係る発明)
請求項９に係る発明は、請求項８に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  エンジンオイルの冷却効率が高い。
図１(Ｂ)に例示するように、発電冷却デバイス(５)が貼り付けられたオイルパン壁(６)が板金製とされているので、オイルパン壁(６)が振動しやすく、振動発電デバイス(２)で発電できる電力も大きい。また、板金製のオイルパン壁(６)は薄いため、エンジンオイル(６ａ)から熱電素子デバイス(３)への熱伝導効率も高く、エンジンオイルの冷却性能が高い。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態に係るエンジンの冷却装置を説明する図で、図１(Ａ)は吸気通路壁に取り付けられた発電冷却デバイスの横断平面図、図１(Ｂ)はオイルパン壁に取り付けられた発電冷却デバイスの横断平面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る冷却装置を備えたエンジンの側面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る冷却装置を備えたエンジンの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１〜図３は本発明の実施形態に係るエンジンの冷却装置を説明する図であり、この実施形態では、立形水冷の直列２気筒ディーゼルエンジンの冷却装置について説明する。
【００２８】
このエンジンの概要は次の通りである。
図２に示すように、シリンダブロック(７)の上部にシリンダヘッド(８)が組付けられ、シリンダヘッド(８)の上部にシリンダヘッドカバー(９)が組み付けられ、シリンダブロック(７)の前部にギヤケース(１０)が組み付けられ、ギヤケース(１０)の前部にエンジン冷却ファン(１１)に配置され、シリンダブロック(７)の下部にオイルパン(１２)が組み付けられ、シリンダブロック(７)の後部にフライホイールハウジング(１３)が組み付けられ、シリンダブロック(７)の横一側に燃料噴射ポンプ(１４)が配置されている。シリンダヘッド(８)の横一側には吸気マニホルド(１５)が組み付けられ、図３に示すように、シリンダヘッド(８)の横他側には排気マニホルド(１６)が組み付けられている。
このエンジンには冷却装置が取り付けられている。
【００２９】
冷却装置の構成は、次の通りである。
図１(Ａ)に示すように、エンジン振動部(１)に振動発電素子デバイス(２)が取り付けられ、この振動発電素子デバイス(２)に熱電素子デバイス(３)が電気的に接続され、この熱電素子デバイス(３)が吸気通路壁(４)に取り付けられ、エンジンの振動により振動発電素子デバイス(２)で発電がなされ、振動発電素子デバイス(２)で発電された電力により熱電素子デバイス(３)で吸気通路壁(４)から吸熱がなされるように構成されている。
エンジン振動部(１)は吸気通路壁(４)である。
【００３０】
図１(Ａ)に示すように、振動発電素子デバイス(２)と熱電素子デバイス(３)とが一体化された板状の発電冷却デバイス(５)が、吸気通路壁(４)に貼り付けられている。
このエンジンは、過給機を備えていない自然吸気式のエンジンである。
図１(Ｂ)に示すように、熱電素子デバイス(３)がオイルパン壁(６)にも取り付けられ、振動発電素子デバイス(２)で発電された電力により熱電素子デバイス(３)でオイルパン壁(６)からも吸熱がなされるように構成されている。
図１(Ｂ)に示すように、振動発電デバイス(２)と熱電素子デバイス(３)とが一体化された板状の発電冷却デバイス(５)が、オイルパン壁(６)にも貼り付けられている。
図１(Ｂ)に示すように、発電冷却デバイス(５)が貼り付けられたオイルパン壁(６)が板金製とされている。
【００３１】
図１(Ｂ)に示すように、オイルパン壁(６)に貼り付けられた発電冷却デバイス(５)は、吸気マニホルド壁(４)に貼り付けられた発電冷却デバイス(５)と同じ構造である。
すなわち、図１(Ｂ)に示すように、エンジン振動部(１)であるオイルパン壁(６)に振動発電素子デバイス(２)が取り付けられ、この振動発電素子デバイス(２)に熱電素子デバイス(３)が電気的に接続され、この熱電素子デバイス(３)がオイルパン壁(６)に取り付けられ、エンジンの振動により振動発電素子デバイス(２)で発電がなされ、振動発電素子デバイス(２)で発電された電力により熱電素子デバイス(３)でオイルパン壁(６)から吸熱がなされるように構成されている。
【００３２】
図１(Ａ)(Ｂ)に示すように、発電冷却デバイス(５)は、ケース(１７)内に、振動発電素子デバイス(２)と熱電素子デバイス(３)と整流回路(１８)とが収容され、振動発電素子デバイス(２)に整流回路(１８)を介して熱電素子デバイス(３)が電気的に接続されている。振動発電素子デバイス(２)には、薄膜フィルム状の強誘電体の表裏面に電極を形成した薄膜圧電フィルム(１９)が用いられている。熱電素子デバイス(３)には、ペルチェ素子が用いられ、吸熱側電極(２０)と発熱側電極(２１)(２２)との間にＮ型半導体(２３)とＰ型は半導体(２４)が配置され、吸熱側電極(２０)に接合された吸熱側板材(２５)が吸気マニホルド壁(４)側やオイルパン壁(８)側に向けられ、発熱側電極(２１)(２２)に接合された発熱側板材(２６)がエンジン周囲空間(２７)に向けられている。
【符号の説明】
【００３３】
(１) エンジン振動部
(２) 振動発電素子デバイス
(３) 熱電素子デバイス
(４) 吸気通路壁
(５) 発電冷却デバイス
(６) オイルパン壁
【図１】
2014190300.tif 000003
【図２】
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【図３】
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