(57)【要約】【課題】排気ガスの熱を利用して水冷式の内燃機関の暖機を促進させる。【解決手段】排気マニホルド１２から放射される熱を受ける受熱部材２０が、エンジン１１に対し冷却水を循環させる冷却回路のウォータインレット１８に設けられている。受熱部材２０は、受けた熱をウォータインレット１８を介して冷却水に伝達する。受熱部材２０は、排気マニホルド１２の集合管１７に面する受熱板部２１と、受熱板部２１をウォータインレット１８に支持する支持部２２とからなり、支持部２２は受熱板部２１が受けた熱をウォータインレット１８に伝達する。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関又は排気マニホルドから放射される熱を受ける受熱手段が、内燃機関に対し冷却水を循環させる冷却回路の構成要素に設けられ、前記受熱手段は受けた熱を前記構成要素を介して冷却水に伝達することを特徴とする車両における内燃機関の暖機構造。
【請求項２】
前記受熱手段は、前記内燃機関又は排気マニホルドから放射される熱を受ける受熱部と、該受熱部を前記構成要素に支持する支持部とを備えた受熱部材であって、
前記支持部は、内燃機関に設けられてラジエータホースが接続される冷却水導入管に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の車両における内燃機関の暖機構造。
【請求項３】
前記受熱部は、車両前方からラジエータを通過して内燃機関又は排気マニホルドに当たった空気を、前記冷却水導入管側に案内することを特徴とする請求項２に記載の車両における内燃機関の暖機構造。
【請求項４】
前記受熱部は、内燃機関又は排気マニホルドからラジエータホースへの熱の放射を遮るように設けられていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の車両における内燃機関の暖機構造。
【請求項５】
前記受熱部は、内燃機関又は排気マニホルドに面するように配置された受熱板部と、内燃機関又は排気マニホルドに面する受熱面上に設けられた突起部とを有することを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれか一項に記載の車両における内燃機関の暖機構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両における水冷式の内燃機関の暖機構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば水冷式のガソリンエンジンを備えた車両では、エンジンの始動後しばらくは冷却水の温度が低いため、エンジンオイルの粘度が高い状態となる。このため、エンジン内各部のフリクションに基づく動力損失が大きくなり、燃費が悪い状態となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、エンジンが発生する熱は、始動直後から排気ガスと共に車外に放出されている。しかしながら、エンジンが発生する熱を利用せずに捨てることはエネルギーを無駄に捨てていることであり、燃費を低下させる要因となっている。
【０００４】
そこで、エンジンが発生する熱を積極的に利用して、始動後に冷却水を暖めることが考えられるが、そのようなことを実現する技術は知られていない。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、排気ガスの熱を利用して水冷式の内燃機関の暖機を促進させることができる車両における内燃機関の暖機構造を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための手段及びその作用・効果を記載する。
請求項１に記載の発明は、内燃機関又は排気マニホルドから放射される熱を受ける受熱手段が、内燃機関に対し冷却水を循環させる冷却回路の構成要素に設けられ、前記受熱手段は受けた熱を前記構成要素を介して冷却水に伝達することを特徴とする。
【０００６】
請求項１に記載の発明によれば、排気ガスの熱が受熱手段によって回収され、この熱によって冷却水が加熱される。このため、冷間時での内燃機関の始動後に、排気ガスの熱によって冷却水の温度がより速やかに上昇し、内燃機関の暖機が促進される。従って、冷間時での内燃機関の始動後、エンジンオイルの粘度がより速やかに低下し、フリクションによる動力損失が大きい状態が改善される。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記受熱手段は、前記内燃機関又は排気マニホルドから放射される熱を受ける受熱部と、該受熱部を前記構成要素に支持する支持部とを備えた受熱部材であって、前記支持部は、内燃機関に設けられてラジエータホースが接続される冷却水導入管に固定されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明において、受熱部材から冷却水に伝達された熱がより少ない損失でエンジン内部に導入されるので、エンジンオイルの温度がより一層速やかに上昇する。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記受熱部は、車両前方からラジエータを通過して内燃機関又は排気マニホルドに当たった空気を、前記冷却水導入管側に案内することを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明の作用に加えて、車両の走行開始後に、ラジエータを通過して内燃機関又は排気マニホルドに当たって加熱された空気によっても冷却水が加熱され、その温度がより速やかに上昇する。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は請求項３に記載の発明において、前記受熱部は、内燃機関又は排気マニホルドからラジエータホースへの熱の放射を遮るように設けられていることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明によれば、請求項２又は請求項３に記載の発明の作用に加えて、内燃機関又は排気マニホルドから放射される熱がラジエータホースに伝わり難く、ラジエータホースが熱害を受け難い。従って、内燃機関の近くにラジエータホースを配置したり、あるいは、ラジエータホースの近くに排気マニホルドを配置することができる。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項２〜請求項４のいずれか一項に記載の発明において、前記受熱部は、内燃機関又は排気マニホルドに面するように配置された受熱板部と、内燃機関又は排気マニホルドに面する受熱面上に設けられた突条部とを有することを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載の発明によれば、請求項２〜請求項４のいずれか一項に記載の発明の作用に加えて、冷却回路の構成要素との一体成形が容易となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を車両に横置きされたガソリンエンジンの暖機構造に具体化した第１実施形態を図１〜図４に従って説明する。
【００１６】
図２に示すように、車両１０に備えられた水冷式のガソリンエンジン（内燃機関。以下、単にエンジンという。）１１は、車両１０の前部に横置きされている。エンジン１１は、その前側に設けられた排気マニホルド１２を介して排気ガスを排出する。
【００１７】
エンジン１１の前方には、ラジエータ１３が設けられている。ラジエータ１３は、ラジエータホース１４を介してエンジン１１に、冷却後の冷却水を供給する。また、ラジエータ１３は、ラジエータホース１５を介してエンジン暖機後の冷却水を導入する。各ラジエータホース１４，１５は、エンジン１１に対しその前面から接続されている。
【００１８】
図１に示すように、排気マニホルド１２は、エンジン１１の各気筒の図示しない排気ポートにそれぞれ連通された分岐管１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄと、各分岐管１６ａ〜１６ｄが集合された集合管１７とからなる。集合管１７の内部には三元触媒が収容され、その端部は図示しない排気管に接続されている。
【００１９】
図１及び図３に示すように、集合管１７は、各気筒の排気ポートよりも下方に、かつ、エンジン１１に対し右寄り（図３における左右方向で）に、ほぼ延長方向に延びるように配置されている。各分岐管１６ａ〜１６ｄは、集合管１７の上端からそれぞれの気筒まで延出されている。
【００２０】
図１及び図４に示すように、ラジエータホース１４は、エンジン１１の前面に固定されたウォータインレット（冷却水導入管）１８に接続されている。ウォータインレット１８は、例えばアルミニウム、マグネシウム、鉄等の熱伝導性の高い金属、あるいは、それらを主成分とする合金によって一体成形されている。
【００２１】
本実施形態では、ラジエータ１３、ラジエータホース１４，１５及びウォータインレット１８が、エンジン１１に対して冷却水を循環させる冷却回路の構成要素である。
【００２２】
ウォータインレット１８には、排気マニホルド１２から放射される熱を受け、受けた熱をウォータインレット１８を介して冷却水に伝達する受熱部材（受熱手段）２０が設けられている。受熱部材２０は、ウォータインレット１８と一体に形成されている。
【００２３】
受熱部材２０は、排気マニホルド１２から放射される熱を受ける受熱板部（受熱部）２１と、この受熱板部２１をウォータインレット１８に支持する支持部２２とを備えている。支持部２２は、受熱板部２１が受けた熱を、ウォータインレット１８を介して冷却水に伝達する。なお、受熱板部２１は、ウォータインレット１８と共に一体形成し易い形状とされている。
【００２４】
受熱板部２１は、集合管１７とラジエータホース１４との間に配置され、集合管１７からラジエータホース１４側へ放射される熱を遮るようになっている。
また、受熱板部２１は、集合管１７の上部に面するように設けられ、集合管１７から放射される熱をその受熱面２１ａ全体でより均等に受けるようになっている。なお、集合管１７の上部は、各分岐管１６ａ〜１６ｄが集合しており、三元触媒が収容されている中部や、その下流側である下部よりも高温となる。
【００２５】
受熱板部２１の受熱面２１ａ上には突条部（突起部）２３が設けられている。突条部２３は、受熱板部２１の受熱面積を、受熱面２１ａの面積に対してより大きく確保している。また、突条部２３は、受熱板部２１の剛性を向上させている。
【００２６】
さらに、受熱板部２１は、図４に示すように、車両前後方向に対して鋭角的に傾斜するように配置され、車両前方からラジエータ１３を通過して排気マニホルド１２及びエンジン１１の前面に当たった空気をウォータインレット１８側に案内するようになっている。そして、排気マニホルド１２及びエンジン１１によって加熱された空気によって冷却水を加熱し、その温度上昇を促進させる。
【００２７】
次に、以上詳述した本実施形態が有する効果を列記する。
（１）　排気マニホルド１２から放射される熱を受ける受熱部材（受熱手段）２０がウォータインレット（冷却回路の構成要素）１８に設けられ、この受熱部材２０は、受けた熱をウォータインレット１８を介して冷却水に伝達する。
【００２８】
そして、排気ガスの熱が受熱部材２０によって回収され、この熱によって冷却水が加熱される。このため、エンジン１１の始動後に、排気ガスの熱によって冷却水の温度がより速やかに上昇し、エンジン１１の暖機が促進される。従って、エンジン１１の始動後、エンジンオイルの粘度がより速やかに低下し、フリクションによる動力損失が少なくなる。その結果、例えば、エンジン始動後の燃費が低い状態が改善される。しかも、冷却水が外部から加熱されるので、エンジン１１の温度がより均一に上昇する。
【００２９】
（２）　受熱部材２０は、排気マニホルド１２から放射される熱を受ける受熱板部（受熱部）２１と、受熱板部２１をウォータインレット１８に支持する支持部２２とからなる。そして、支持部２２は、ラジエータホース１４が接続されるウォータインレット１８に固定されている。このため、冷却水に伝達された熱がより少ない損失でエンジン１１内部に導入されるので、エンジンオイルの温度がより迅速に上昇する。また、製造が容易な簡単な構成で実施できる。
【００３０】
（３）　受熱板部２１は、車両前方からラジエータ１３を通過して排気マニホルド１２及びエンジン１１に当たった空気をウォータインレット１８側に案内するように設けられている。このため、車両の走行開始後に、排気マニホルド１２及びエンジン１１に当たって加熱された空気によっても冷却水が加熱され、冷却水の温度がより速やかに上昇する。
【００３１】
（４）　受熱部材２０の受熱板部２１は、排気マニホルド１２の集合管１７からラジエータホース１４への熱の放射を遮るように配置されている。従って、集合管１７から放射される熱による熱害からラジエータホース１４を守り、ラジエータホース１４の近くに集合管１７を配置することができるので、例えばエンジン１１の補機類のレイアウト自由度が向上する。
【００３２】
（５）　受熱部材２０は、集合管１７に面するように配置された受熱板部２１を備え、集合管１７に面するその受熱面２１ａ上には突条部（突起部）２３が設けられている。このため、受熱部材２０をウォータインレット１８と共に容易に一体成形することができる。そして、より薄く成形が容易な受熱板部２１と突条部２３とによってより大きな受熱面積が確保され、かつ、受熱板部２１の剛性が突条部２３によって確保される。
【００３３】
（６）　受熱部材２０がウォータインレット１８と一体で形成されているので、部品点数及び組立工数の増加を招かない。
次に、上記一実施形態以外の実施形態を列記する。
【００３４】
・　前記一実施形態で、受熱板部２１の受熱面２１ａに、複数の突条部２３を設けた構成とする。この場合には、前記一実施形態の（５）に記載した効果が顕著となる。
【００３５】
・　前記一実施形態で、受熱板部２１が、ラジエータ１３を通過した空気をウォータインレット１８側に案内しない状態で集合管１７に面するように配置されている構成であってもよい。
【００３６】
・　前記一実施形態で、突条部２３を持たない受熱板部２１が、波状の断面で延びるように形成され、その広がり投影面積よりも大きな受熱面積を有するように形成されている構成とする。または、集合管１７を囲むように湾曲した形状とする。この場合にも、前記一実施形態の（５）に記載した効果がある。
【００３７】
・　前記一実施形態で、受熱板部２１が、ラジエータホース１４に最も近い位置に配置された分岐管１６ａと、ラジエータホース１４との間に配置され、その分岐管１６ａからラジエータホース１４へ放射される熱を遮る構成とする。この場合にも、前記一実施形態の（４）に記載した効果がある。
【００３８】
・　前記一実施形態で、集合管１７からの熱を遮る受熱部材と、分岐管１６ａからの熱を遮る受熱部材とがウォータインレット１８に設けられている構成とする。
【００３９】
・　前記一実施形態で、ウォータインレット１８に設けられた受熱部材が、集合管１７から放射される熱と、各分岐管１６ａ〜１６ｄから放射される熱を共に遮るように形成されている構成とする。
【００４０】
・　前記一実施形態で、受熱部材２０の支持部２２が、ラジエータ１３に設けられてラジエータホース１４が接続される冷却水排出管に固定され、受熱板部２１が、集合管１７からラジエータホース１４へ放射される熱を遮る構成とする。この場合にも、前記一実施形態の（２）に記載した効果がある。
【００４１】
・　前記一実施形態で、受熱部材２０が、排気マニホルド１２から放熱される熱を受ける受熱部と、受熱部をウォータインレットに支持する支持部とがほぼ等しい幅に形成され、その区別が明確でない構成とする。この場合にも、前記一実施形態の（１）に記載した効果がある。
【００４２】
・　前記一実施形態で、ウォータインレット１８に設けられた受熱部材が、エンジン１１のシリンダヘッドの排気ポート側から放熱される熱を受け、受けた熱を冷却水に伝達する構成とする。この場合にも、前記一実施形態の（１）〜（６）に記載した各効果を得ることができる。
【００４３】
以下、前記各実施形態から把握される技術的思想を記載する。
（１）　請求項１に記載の発明において、前記受熱手段は、前記内燃機関又は排気マニホルドから放射される熱を受ける受熱部と、該受熱部を前記構成要素に支持する支持部とを備えた受熱部材であって、前記支持部は、前記受熱部が受けた熱を前記構成要素に伝達することを特徴とする車両における内燃機関の暖機構造。このような構成によれば、製造が容易な簡単な構成で実施できる。
【００４４】
（２）　請求項２〜請求項５のいずれか一項に記載の発明において、前記受熱部材は、前記冷却水導入管と一体形成されていることを特徴とする車両における内燃機関の暖機構造。このような構成によれば、部品点数及び組立工数の増加を招かない。
【００４５】
（３）　請求項１〜請求項５のいずれか一項、若しくは、技術的思想（１）又は（２）に記載の車両における内燃機関の暖機構造を備えた車両。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態のエンジンの暖機構造を示す模式斜視図。
【図２】車両を示す模式平面図。
【図３】暖機構造を示す模式正面図。
【図４】同じく模式平面図。
【符号の説明】
１０…車両、１１…内燃機関としてのガソリンエンジン、１２…排気マニホルド、１３…冷却回路を構成する構成要素としてのラジエータ、１４…同じくラジエータホース、１５…同じくラジエータホース、１６ａ〜１６ｄ…排気マニホルドを構成する分岐管、１７…同じく集合部、１８…冷却回路を構成する構成要素としてのウォータインレット、２０…受熱手段としての受熱部材、２１…受熱部としての受熱板部、２１ａ…受熱面、２２…支持部、２３…突起部としての突条部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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