(57)【要約】【課題】構造の簡易化を図り、加工性や組み付け性の向上を図った蓄熱装置を備えた内燃機関を提供する。【解決手段】蓄熱装置２００に備えられる第１配管Ｐ２０は、幹管部Ｐ２１と、複数の枝管部Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２４，Ｐ２５とを備え、この幹管部Ｐ２１の一部と、複数の枝管部Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２４，Ｐ２５を、機関本体１００の内部に設けるように構成した。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関によって暖められた熱媒体を保温した状態で溜めておく蓄熱タンクと、
該蓄熱タンク内に溜めておいた熱媒体を機関本体内に送り込むための流路と、を有する蓄熱装置を備えた内燃機関において、
前記流路には、機関本体内部の複数の箇所に、各々熱媒体を分配して供給する供給部を有する供給流路が含まれており、
該供給流路のうち、最も上流側の供給部よりも下流側の部分は、機関本体を構成するシリンダヘッド又はシリンダブロックの内部に設けられていることを特徴とする蓄熱装置を備えた内燃機関。
【請求項２】
前記供給流路は、前記蓄熱タンクよりも下流側の幹流路部と、該幹流路部から各々分岐した複数の枝流路部を有し、
該枝流路部が前記供給部であることを特徴とする請求項１に記載の蓄熱装置を備えた内燃機関。
【請求項３】
機関本体の内部には、機関冷却のために熱媒体が通る水ジャケットが設けられており、
前記供給流路における前記下流側の部分は、該水ジャケットの中に配設されることを特徴とする請求項１または２に記載の蓄熱装置を備えた内燃機関。
【請求項４】
前記水ジャケット内に、機関冷却時の熱分布を調整するための水ジャケットスペーサが設けらており、
前記供給流路における前記下流側の部分は、該水ジャケットスペーサに形成されていることを特徴とする請求項３に記載の蓄熱装置を備えた内燃機関。
【請求項５】
前記水ジャケットスペーサは、断熱材によって構成されていることを特徴とする請求項４に記載の蓄熱装置を備えた内燃機関。
【請求項６】
前記供給流路を形成する外壁は断熱機能を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の蓄熱装置を備えた内燃機関。
【請求項７】
枝流路部内における熱媒体の流れを乱れさせる乱流形成手段を備えることを特徴とする請求項２〜６のいずれか一つに記載の蓄熱装置を備えた内燃機関。
【請求項８】
前記乱流形成手段は、枝流路部を形成する外壁の内面に形成された螺旋状突起であることを特徴とする請求項７に記載の蓄熱装置を備えた内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蓄熱装置を備えた内燃機関に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関には、冷間時において、始動性の向上，燃料消費量の低減、及び排気エミッションの向上等が要求される。そこで、これらの要求に応えるべく、早期に機関を暖める技術として、蓄熱装置の技術が知られている。これは、冷却装置における冷却液体を利用した技術である。すなわち、機関運転時に暖められた冷却液体の一部を、機関停止後も蓄熱タンクに保温した状態で蓄えておき、冷間時に、この暖まった冷却液体を機関に戻すという技術である（以下、暖まった冷却液体を機関に戻す動作をプレヒートと称する）。この蓄熱装置においては、暖まった冷却媒体を機関に戻す方式として、縦流し方式（例えば、特許文献１参照）と横流し方式（例えば、特許文献２参照）がある。
【０００３】
まず、縦流し方式を採用した蓄熱装置を備えた内燃機関について、図１１を参照して簡単に説明する。図１１は縦流し方式を採用した蓄熱装置を備えた内燃機関の模式図である。図示のように、この内燃機関は、機関本体１００と、蓄熱装置２００とを備える。機関本体１００には、複数のシリンダ１３０が設けられている。蓄熱装置２００は、暖められた冷却液体を、保温した状態で溜めておく蓄熱タンク２１０と、冷却液体を流れさせるための電動ポンプ２２０と、蓄熱タンク２１０よりも下流側の配管Ｐ２８及び上流側の配管Ｐ２９とを備えている。そして、配管Ｐ２８は機関本体１００の一端側に接続され、配管Ｐ２９は機関本体１００の他端側に接続されている。
【０００４】
このような構成により、プレヒート時には、機関本体１００の一端に設けられた流入口Ｋ１から暖まった冷却媒体が供給されて、この冷却媒体は機関本体１００内を通って、機関本体１００の他端に設けられた流出口Ｋ２から排出される。従って、機関本体１００内に設けられた複数のシリンダ１３０は、この冷却媒体によって、上流側に配置されたものから順次暖められることになる。そのため、縦流し方式を採用した場合には、冷却媒体の熱が上流側のシリンダによって奪われるため、各シリンダの暖まり方が不均一になり、また、これに伴い、必要な蓄熱容量が多くなってしまうという欠点がある。
【０００５】
次に、横流し方式を採用した蓄熱装置を備えた内燃機関について、図１２を参照して簡単に説明する。図１２は横流し方式を採用した蓄熱装置を備えた内燃機関の模式図である。なお、上記図１１に示した構成と同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。この内燃機関においては、蓄熱タンク２１０よりも下流側の幹管部Ｐ２１から分岐した複数の枝管部Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２４，Ｐ２５が設けられている。そして、これら複数の枝管部Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２４，Ｐ２５により、各シリンダ１３０に対して暖まった冷却媒体が分配供給される。従って、横流し方式を採用した場合には、暖まった冷却媒体が各シリンダに対して個々に供給されるため、各シリンダの暖まり方が均一になり、また、必要な蓄熱容量が少なくて済むという利点がある。
【０００６】
その他の関連する技術としては、特許文献３〜５に開示された技術がある。
【０００７】
【特許文献１】
特開平５−２５６１３３号公報
【特許文献２】
特開２００３−３８４３号公報
【特許文献３】
実開昭６２−１５８１３８号公報
【特許文献４】
実開昭５８−８４３４４号公報
【特許文献５】
特開平８−２９６４９５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
プレヒートの際に、複数のシリンダの暖まり方を均一にし、また、必要な蓄熱容量を少なくするためには、縦流し方式よりも横流し方式を採用したほうが良い。しかし、従来、横流し方式においては、機関本体の外部に幹管を配設していた。そのため、構造が複雑化し、部品点数が増加したり、内燃機関を大型化したりする原因になっていた。また、加工性や組み付け性が悪く、製造コストを増加させる原因にもなっていた。
【０００９】
そこで、本発明の目的の一つとして、構造の簡易化を図ることが挙げられる。
【００１０】
また、本発明の他の目的の一つとして、部品点数の低減を図ることが挙げられる。
【００１１】
また、本発明の他の目的の一つとして、内燃機関の小型化を図ることが挙げられる。
【００１２】
また、本発明の他の目的の一つとして、加工性や組み付け性の向上を図ることが挙げられる。
【００１３】
また、本発明の他の目的の一つとして、複数の加熱箇所の暖まり方を均一にすることが挙げられる。
【００１４】
また、本発明の他の目的の一つとして、加熱箇所を効率的に暖めることが挙げられる。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
【００１６】
本発明は、蓄熱タンクから機関本体内に熱媒体を送り込む流路のうち、複数の箇所に熱媒体を分配供給するための供給流路の一部を、シリンダヘッド又はシリンダブロックの内部に設ける構成を採用した。すなわち、熱媒体を分配供給するための供給流路は、一般的に構造が複雑化する。そのため、これを機関本体の外部に配設すると、内燃機関の構造が複雑化して、部品点数の増加、内燃機関の大型化などの原因となる。また、組み付け性や加工性の悪化につながる原因になる。そこで、本発明は、このような供給流路の一部をシリンダヘッド又はシリンダブロックの内部に設けることで、これらの問題を解消した。また、本発明は、複数の箇所（加熱したい複数の箇所）に個別に熱媒体を供給する、いわゆる横流し方式を採用する構成であるので、各箇所の暖まり方を均一にすることができる。
【００１７】
より具体的な、本発明の蓄熱装置を備えた内燃機関としては、
機関によって暖められた熱媒体を保温した状態で溜めておく蓄熱タンクと、
該蓄熱タンク内に溜めておいた熱媒体を機関本体内に送り込むための流路と、を有する蓄熱装置を備えた内燃機関において、
前記流路には、機関本体内部の複数の箇所に、各々熱媒体を分配して供給する供給部を有する供給流路が含まれており、
該供給流路のうち、最も上流側の供給部よりも下流側の部分は、機関本体を構成するシリンダヘッド又はシリンダブロックの内部に設けられていることを特徴とするものが挙げられる。
【００１８】
本発明の構成により、供給流路の一部は、シリンダヘッド又はシリンダブロックの内部に設けられる。従って、構造の簡易化、部品点数の低減、内燃機関の小型化が可能となる。また、組み付け性や加工性を向上させることができる。また、複数の供給部によって、各箇所に熱媒体を個別に供給できるため、各箇所の暖まり方を均一にできる。なお、シリンダヘッド又はシリンダブロックの内部に設けられる、供給流路の一部とは、少なくとも、供給流路のうち、最も上流側の供給部よりも下流側の部分である。当該箇所よりも上流側について、シリンダヘッド又はシリンダブロックの内部に設ける範囲は、適宜設定できる。
【００１９】
ここで、前記供給流路は、前記蓄熱タンクよりも下流側の幹流路部と、該幹流路部から各々分岐した複数の枝流路部を有し、
該枝流路部が前記供給部であるとよい。
【００２０】
このように構成すれば、幹流路部の形状を複雑にすることなく、複数の枝流路部によって、それぞれ加熱したい適切な箇所に熱媒体を供給することができる。
【００２１】
そして、一般的に、機関本体内部には、機関冷却のために熱媒体が通る水ジャケットが設けられているので、
前記供給流路における前記下流側の部分は、該水ジャケットの中に配設されるとよい。
【００２２】
このように構成すれば、水ジャケットのスペースを有効に利用できるため、より一層装置を小型化できる。
【００２３】
また、前記水ジャケット内に、機関冷却時の熱分布を調整するための水ジャケットスペーサが設けられている場合には、
前記供給流路における前記下流側の部分は、該水ジャケットスペーサに形成されているとよい。
【００２４】
このように構成すれば、水ジャケットスペーサに供給流路としての機能を持たすことができる。従って、別途、供給流路を配設しなくて良いため、構造の簡易化や装置の小型化に寄与する。
【００２５】
また、前記水ジャケットスペーサは、断熱材によって構成されているとよい。
【００２６】
これにより、水ジャケットスペーサに形成された供給流路からの放熱を抑制できる。従って、加熱したい箇所を効率的に暖めることができる。
【００２７】
また、前記供給流路を形成する外壁は断熱機能を有するとよい。
【００２８】
これにより、供給流路からの放熱を抑制できる。従って、加熱したい箇所を効率的に暖めることができる。なお、断熱機能を発揮させる構成としては、例えば、供給流路を形成する管を２重管にして、内管と外管との間を断熱層にすることが挙げられる。断熱層は空気層により構成することもできるし、断熱性を有する材料を充填することもできる。また、供給流路を形成する管自体の素材を、断熱性を有する材料、例えば、樹脂材料によって構成して、断熱機能を発揮させることもできる。勿論、これらを適宜組み合わせることもできる。
【００２９】
また、枝流路部内における熱媒体の流れを乱れさせる乱流形成手段を備えるとよい。
【００３０】
これにより、枝流路部から放出された熱媒体の流れが乱れることで、加熱したい箇所に対する熱媒体による熱交換作用が大きくなる。従って、加熱したい箇所を効率的に暖めることができる。
【００３１】
前記乱流形成手段は、枝流路部を形成する外壁の内面に形成された螺旋状突起であるとよい。
【００３２】
これにより、乱流を容易に形成できる。
【００３３】
なお、上記各構成は、可能な限り組み合わせて採用し得る。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００３５】
（第１の実施の形態）
図１〜図６を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る蓄熱装置を備えた内燃機関について説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係る機関本体の模式的断面図である。図２は本発明の実施の形態に係る蓄熱装置における幹管部の断面図である。図３〜図５は、本発明の実施の形態に係る蓄熱装置を備えた内燃機関全体の模式的構成図である。図３はプレヒート時の動作状態、図４は暖機初期時の動作状態、図５は暖機時及び通常運転時の動作状態を示している。図６は本発明の第１の実施の形態に係る蓄熱装置と機関本体との配置関係を示す配置構成図である。
【００３６】
＜蓄熱装置を備えた内燃機関の構成＞
まず、特に、図１及び図３〜図５を参照して、蓄熱装置を備えた内燃機関の全体構成を説明する。本実施の形態に係る蓄熱装置を備えた内燃機関は、概略、機関本体１００と、機関本体１００の暖機促進を行う蓄熱装置２００と、機関運転時に機関の冷却を行う冷却装置３００とを備えている。
【００３７】
＜＜機関本体＞＞
機関本体１００は、燃焼室を覆うシリンダヘッド１１０と、複数のシリンダ１３０が一体となったシリンダブロック１２０と、シリンダ１３０内を往復動するピストン１４０とを備えている。シリンダヘッド１１０には、冷却液体が通る水ジャケット１１１，新気がシリンダ１３０に導かれる吸気管１１２、及び、シリンダ１３０からの排気を放出する排気管１１３が設けられている。また、シリンダ１３０には、冷却液体が通る水ジャケット１３１が設けられている。
【００３８】
なお、機関本体１００には、その他、ピストン１４０の往復運動を、連接棒を介して回転運動に変えるクランク軸１５１，電極間の放電によって混合気に点火する点火プラグ１５２，機関の燃焼室へ空気を吸入するための吸気弁１５３，機関の燃焼室から排気を排出させるための排気弁１５４、及び燃料を噴射する燃料噴射弁１５５などが設けられている。
【００３９】
＜＜蓄熱装置＞＞
蓄熱装置２００は、機関本体１００によって暖められた熱媒体としての冷却液体を、保温した状態で溜めておく蓄熱タンク２１０と、冷却液体を流れさせるための電動ポンプ２２０と、これら蓄熱タンク２１０及び電動ポンプ２２０を通る配管とを備えている。この配管は、冷却液体が流れる流路を形成する。そして、配管には、蓄熱タンク２１０よりも下流側に設けられ、機関本体１００に冷却液体を送るための第１配管Ｐ２０と、蓄熱タンク２１０よりも上流側に設けられ、機関本体１００から回収した冷却液体を蓄熱タンク２１０に送るための第２配管Ｐ２６とを備える。
【００４０】
第１配管Ｐ２０は、複数の加熱したい箇所に冷却液体を分配供給するための供給流路を形成する。そして、第１配管Ｐ２０は、幹流路部を形成する幹管部Ｐ２１と、幹管部Ｐ２１から分岐する複数の枝管部Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２４，Ｐ２５とを有する。枝管部Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２４，Ｐ２５は、幹流路部から各々分岐した枝流路部を形成する。また、第２配管Ｐ２６は、後述する冷却装置に設けられた第４配管Ｐ３２から分岐して設けられている。
【００４１】
＜＜冷却装置＞＞
冷却装置３００は、冷却液体を冷却するラジエータ３１０と、車室内の暖房に用いられるヒータコア３２０と、冷却液体の温度に応じて流路を切替えるためのサーモスタット３３０と、冷却液体を流れさせるためのポンプ３４０とを備える。また、冷却装置３００は、機関本体１００から出て、ラジエータ３１０，サーモスタット３３０及びポンプ３４０を通って、再び機関本体１００に戻る第３配管Ｐ３１と、機関本体１００から出て、ヒータコア３２０を通り、サーモスタット３３０よりも下流側で第３配管Ｐ３１に接続される第４配管Ｐ３２とを備える。また、第４配管Ｐ３２から、上述のように第２配管Ｐ２６が分岐されている。そして、この分岐部には３方向弁４００が設けられている。
【００４２】
ここで、ラジエータ３１０とヒータコア３２０は、いずれも熱交換器として機能する。また、ポンプ３４０は機関に設けられた不図示のベルトによって駆動されるように構成されている。また、サーモスタット３３０は、第３配管Ｐ３１内の流路を開閉する弁を備えている。そして、冷却液体の温度が所定温度以下になると弁を閉じ、冷却液体の温度が所定温度以上になると弁を開く機能を有する。これにより、弁が開いている場合には、第３配管Ｐ３１内を冷却液体が流れることができ、弁が閉じている場合には、第３配管Ｐ３１内を冷却液体が流れることはできない。従って、サーモスタット３３０は冷却液体の温度に応じて流路を切替える機能を発揮する。
【００４３】
＜蓄熱装置を備えた内燃機関の動作＞
＜＜プレヒート時＞＞
図３はプレヒート時の動作状態を示しており、図中の矢印は、そのときの冷却液体の流れを示している。プレヒートは、機関始動前に予め機関を暖めて暖機の促進を図るために行われる。このプレヒートは、例えば、ドアスイッチ信号などのプレヒートトリガー信号に応じて、その動作が開始される。すなわち、このプレヒートトリガー信号に応じて電動ポンプ２２０はオンにされる。そして、３方向弁４００については、ヒータコア３２０側に向かう弁が閉じられ、他の弁が開かれるように制御される。これにより、図示のように、第２配管Ｐ２６及び第１配管Ｐ２０を含む循環経路を、冷却液体が循環する。このとき、ポンプ３４０は作動しておらず、その他の流路で冷却液体の流れは生じていない。その後、電動ポンプ２２０をオフにして、この循環経路における冷却液体の流れを停止させて、プレヒートを終了する。
【００４４】
ここで、電動ポンプ２２０をオンにしておく時間は、蓄熱タンク２１０に溜めておいた暖かい冷却液体のみが機関本体１００に供給され、機関本体１００内の冷えた冷却液体が蓄熱タンク２１０を通って、再び機関本体１００に戻ってこないように設定される。以上のように、機関始動前の冷間時に、蓄熱タンク２１０に溜めておいた暖かい冷却液体によって、機関本体１００内の所望箇所（通常、シリンダ１３０の一部）を暖めておくことができる。これにより、以下に示す暖機を促進することが可能となる。
【００４５】
＜＜暖機初期時＞＞
図４は暖機初期時の動作状態を示しており、図中の矢印は、そのときの冷却液体の流れを示している。上記プレヒート終了後、機関が始動すると暖機が開始される。すなわち、機関の駆動によりポンプ３４０が作動する。また、３方向弁４００については、蓄熱タンク２１０側に向かう弁が閉じられ、他の弁が開かれるように制御される。そして、暖機を開始してから暫くの間は、冷却液体の温度はそれほど高くはないため、サーモスタット３３０の弁は閉じられている。従って、図示のように、冷却媒体は機関本体１００と第４配管Ｐ３２により形成される循環経路を循環する。なお、機関本体１００内部においては、シリンダヘッド１１０からシリンダブロック１２０に向かう冷却媒体の流れと、シリンダブロック１２０からシリンダヘッド１１０に向かう冷却媒体の流れが生じている。このように、上記プレヒート時に蓄熱タンク２１０から供給された暖かい冷却液体が、比較的短い循環経路を循環する。これにより、機関の暖機が行われる。
【００４６】
＜＜暖機時及び通常運転時＞＞
図５は暖機時及び通常運転時の動作状態を示しており、図中の矢印は、そのときの冷却液体の流れを示している。機関を運転してから暫くすると、機関によって冷却液体の温度が高くなる。これにより、サーモスタット３３０の弁が開く。これにより、図示のように、冷却媒体は機関本体１００と第４配管Ｐ３２により形成される循環経路を循環すると共に、機関本体１００と第３配管Ｐ３１により形成される循環経路も循環する。
【００４７】
そして、暖機が開始されてから暫くすると、機関温度が高くなり、暖機は終了する。その後は、冷却液体を通じて、ラジエータ３１０及びヒータコア３２０により熱交換が行われ、機関は適度な温度に維持される。なお、機関運転中あるいは機関運転停止後において、適当なタイミングで電動ポンプ２２０をオンにして、図３に示すような冷却液体の循環を行わせる。これにより、高温になった冷却液体を蓄熱タンク２１０に溜めておき、次回のプレヒートに備えておく。
【００４８】
＜蓄熱装置に備えられる配管＞
図１，２及び図６を参照して、蓄熱装置２００に備えられる第１配管Ｐ２０について、更に詳しく説明する。この第１配管Ｐ２０は、上記の通り、幹管部Ｐ２１と、複数の枝管部Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２４，Ｐ２５とを備える。そして、この幹管部Ｐ２１の一部と、複数の枝管部Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２４，Ｐ２５は、機関本体１００の内部に設けられている。ここで、幹管部Ｐ２１のうち、機関本体１００の内部に設ける領域は、最も上流側の枝管部Ｐ２２の分岐部よりも下流側の部分を含む領域である。なお、幹管部Ｐ２１の機関本体１００に対する挿入部は、図示の例に限らず、適宜任意に設定できる（例えば、後述する第２の実施の形態について示す図７参照）。このように、複数の枝管部Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２４，Ｐ２５と、幹管部Ｐ２１のうち、枝管部Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２４，Ｐ２５が分岐する複数の分岐部を含む部分を、機関本体１００の内部に設けたことにより、以下の効果がある。
【００４９】
第１に、これらの部分は構造が複雑になるが、これらを機関本体１００の内部に設けることで、内燃機関自体の構造は簡易になる。第２に、幹管部を機関本体外部に設ける場合には、例えば、機関本体に複数の枝管部を通すための孔を複数設ける必要が生じるため加工性が悪化する。これに対して、幹管部を機関本体内部に設けることで、そのような孔を複数設ける必要はなくなるため、加工性が向上する。第３に、幹管部を機関本体外部に設ける場合には、複数の枝管部を機関本体に組み付ける作業性が悪い。これに対して、幹管部を機関本体内部に設けることで、そのような作業は必要なくなる。なお、幹管部及び複数の枝管部を機関本体内部に設ける場合には、これらを鋳込みによって形成できる。第４に、幹管部を機関本体外部に設ける場合には、例えば、複数の枝管部について、機関本体に対する取り付け部に、それぞれシールが必要となるため、部品点数が増加する。これに対して、幹管部を機関本体内部に設けることで、シールの必要数が減る。第５に、幹管部を機関本体外部に設ける場合には、内燃機関が大型化してしまう。これに対して、幹管部を機関本体内部に設けることで、内燃機関の小型化が可能となる。
【００５０】
また、本実施の形態においては、幹管部Ｐ２１、及び複数の枝管部Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２４，Ｐ２５を、シリンダ１３０に設けられた水ジャケット１３１内に配設するようにした。このように、水ジャケット１３１のスペースを有効に利用することで、機関本体１００を大型化することなく、幹管部Ｐ２１、及び複数の枝管部Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２４，Ｐ２５を設けることができる。
【００５１】
また、本実施の形態においては、幹管部Ｐ２１、及び複数の枝管部Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２４，Ｐ２５を、シリンダブロック１２０側の水ジャケット１３１内に配設するようにした。これは、この水ジャケット１３１は、一般的に深さ方向のスペースが大きいので、これを有効利用したものである。すなわち、シリンダライナーに沿って設けられている水ジャケット１３１の形状に合せて、幹管部Ｐ２１を配設する。そして、各枝管部Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２４，Ｐ２５を、加熱したい箇所に合せて、幹管部Ｐ２１から上方に導くように配設する。このように、幹管部Ｐ２１、及び複数の枝管部Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２４，Ｐ２５を配設することで、機関本体１００を大型化する必要がなくなる。また、既に汎用されている機関に対しても、容易に適用することができる。なお、一般的に、シリンダヘッド１１０側の水ジャケット１１１と、シリンダブロック１２０側の水ジャケット１３１は、ヘッドガスケットにより遮断されている。この場合には、ヘッドガスケットに枝管部Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２４，Ｐ２５を挿通する挿通孔を設ければ良い。
【００５２】
また、本実施の形態においては、プレヒート時に、吸気管１１２のうち、燃料噴射弁１５５により噴射される燃料が直撃される部分が集中的に暖められるように構成した。すなわち、枝管部Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２４，Ｐ２５の各先端の開口部を、各吸気管１１２の外壁面に対して、それぞれ上記直撃される部分の裏側に向くように配設した。このようにした理由は、次の通りである。吸気管１１２の壁面温度が低いと、燃料噴射弁１５５により噴射される燃料が、吸気管１１２の壁面に対して、液状に付着してしまう。そして、壁面温度が低いため、この付着した燃料の揮発性は悪く、ミキシングは不十分となる。従って、燃焼性が低下してしまう。そこで、本実施の形態では、このような不具合を防止するために、プレヒート時に、吸気管１１２のうち上記直撃される部分を集中的に暖めるように構成した。
【００５３】
ところで、幹管部Ｐ２１、及び枝管部Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２４，Ｐ２５の外壁の熱伝導性が高いと、加熱したい箇所に冷却液体が到達する前に、冷却媒体の熱が奪われてしまう。従って、加熱効率が低くなってしまう。そこで、本実施の形態では、幹管部Ｐ２１、及び枝管部Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２４，Ｐ２５の外壁に断熱機能を持たせるようにした。断熱機能を発揮させる構成の一例を、図２に示す。図２においては、幹管部Ｐ２１についての断面を示しているが、枝管部についても同様の構造を採用できることは言うまでもない。
【００５４】
図２（Ａ）は、幹管部Ｐ２１を２重管とした場合の構成を示している。すなわち、幹管部Ｐ２１は、内管ｐ１と外管ｐ２から構成される。そして、これら内管ｐ１と外管ｐ２との間の環状隙間は、空気層となっている。このような構成により、内管ｐ１側の熱を、空気層によって遮断して、外管ｐ２側に伝わるのを抑制できる。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）の場合と同様に、幹管部Ｐ２１を２重管とした場合の構成を示している。すなわち、幹管部Ｐ２１は、内管ｐ１と外管ｐ２から構成される。そして、これら内管ｐ１と外管ｐ２との間の環状隙間に、断熱性を有する材料ｑが充填されている。このような構成により、内管ｐ１側の熱を、環状隙間に充填された材料ｑによって遮断して、外管ｐ２側に伝わるのを抑制できる。図２（Ｃ）は、幹管部Ｐ２１の素材を、断熱性を有する材料によって構成することによって、幹管内の熱が外部に放熱されてしまうことを抑制している。なお、断熱性を有する材料としては、熱伝導性の低い非金属材料（例えば、樹脂材料）が挙げられる。また、図２（Ａ）（Ｂ）における内管ｐ１と外管ｐ２の素材を、断熱性を有する材料によって構成することも好適である。
【００５５】
（第２の実施の形態）
図７には、本発明の第２の実施の形態が示されている。上記第１の実施の形態では、幹管部自体は分岐のない構成として、幹管部から順次枝管部を分岐させる構成の場合を説明した。本実施の形態では、幹管部自体にも分岐部を設けた場合の構成を示す。その他の構成および作用については第１の実施の形態と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。図７は本発明の第２の実施の形態に係る蓄熱装置と機関本体との配置関係を示す配置構成図である。
【００５６】
本実施の形態における第１配管Ｐ２０’についても、上記第１の実施の形態の場合と同様に、幹管部Ｐ２１’と、複数の枝管部Ｐ２２’，Ｐ２３’，Ｐ２４’，Ｐ２５’とを備える。そして、本実施の形態の場合には、幹管部Ｐ２１’は、機関本体１００内で分岐した構成となっている。そして、幹管部Ｐ２１’のうち、分岐した一方の側から枝管部Ｐ２２’，Ｐ２３’がそれぞれ分岐し、他方の側から枝管部Ｐ２４’，Ｐ２５’がそれぞれ分岐するように構成されている。本実施の形態においても、上記第１の実施の形態の場合と同様に、幹管部Ｐ２１’のうち、機関本体１００の内部に設ける領域は、最も上流側の枝管部Ｐ２３’，Ｐ２４’の分岐部よりも下流側の部分を含む領域である。
【００５７】
以上のように、本実施の形態においても、複数の枝管部Ｐ２２’，Ｐ２３’，Ｐ２４’，Ｐ２５’と、幹管部Ｐ２１’のうち、幹管部Ｐ２１’自体の分岐部、及び枝管部Ｐ２２’，Ｐ２３’，Ｐ２４’，Ｐ２５’が分岐する複数の分岐部を含む部分を、機関本体１００の内部に設けたので、上記第１の実施の形態の場合と同様の効果が得られる。なお、本実施の形態の場合には、上記第１の実施の形態の場合に比べて、幹管部が機関本体１００内に入ってから、最も下流側の枝管部に到達するまでの距離を短くできる。従って、幹管部から機関本体１００に奪われる熱量を抑制できる利点がある。
【００５８】
（第３の実施の形態）
図８には、本発明の第３の実施の形態が示されている。上記の実施の形態では、幹流路部及び枝流路部のいずれも、全て管（幹管部及び枝管部）によって構成する場合を説明した。本実施の形態では、幹流路部の一部及び枝流路部を水ジャケットスペーサに形成する場合について説明する。その他の構成および作用については第１の実施の形態と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００５９】
シリンダの熱分布を均一にするために、水ジャケット内に、水ジャケットスペーサを配設する場合がある。以下、この水ジャケットスペーサについて簡単に説明する。シリンダの熱分布を均一にするためには、水ジャケットを流れる冷却液体の流れを調整する必要がある。これを水ジャケットの形状により行うことも考えられる。しかし、一般的に、製造上の問題により、水ジャケットの形状を自由に設定することはできない。そこで、所望の形状の水ジャケットスペーサを、例えば、樹脂成形により形成し、これを水ジャケット内に配設することで、冷却液体の流れを調整することが可能となる。本実施の形態は、このような水ジャケットスペーサを採用した内燃機関に関するものである。
【００６０】
図８は本発明の第３の実施の形態に係る内燃機関の模式的断面図の一部である。本実施の形態では、水ジャケット１３１内に、水ジャケットスペーサ１６０が設けられている。そして、この水ジャケットスペーサ１６０に、幹流路部Ｐ２１”の一部及び複数の枝流路部（図では一つの枝流路部Ｐ２２”のみ開示されている）が形成されている。これらは、水ジャケットスペーサ１６０に形成された穴によって構成される。すなわち、上記第１及び第２の実施の形態で説明した幹管部のうち機関本体１００内部に設ける部分、及び複数の枝管部を、本実施の形態では、水ジャケットスペーサ１６０に一体的に設けるように構成した。
【００６１】
本実施の形態の場合にも、上記第１の実施の形態あるいは第２の実施の形態の場合と同様の効果を得られることは言うまでもない。また、水ジャケットスペーサ１６０の素材を、断熱性を有する材料で構成することで、幹流路部Ｐ２１”及び複数の枝流路部から機関本体１００に熱が奪われてしまうことを抑制できる。
【００６２】
（第４の実施の形態）
図９には、本発明の第４の実施の形態が示されている。本実施の形態では、枝流路部内における冷却液体の流れを乱れさせる乱流形成手段を備える構成について説明する。なお、この乱流形成手段は、上記いずれの実施の形態に対しても適用可能である。図９は本発明の第４の実施の形態に係る枝流路部内を示す模式図である。
【００６３】
本実施の形態では、図示のように、枝流路部Ｐ２２’’’を形成する外壁の内面に、螺旋状突起ｒが設けられている。このように螺旋状突起ｒを設けたことで、枝流路部Ｐ２２’’’内においては、冷却液体の流れは乱れる。そして、枝流路部Ｐ２２’’’から放出される冷却液体の流れも乱れる。これにより、加熱したい箇所に対する冷却液体による熱交換作用が大きくなり、当該加熱したい箇所を効率的に暖めることができる。なお、加熱したい箇所の具体例については、上記第１の実施の形態で説明した通りである。
【００６４】
（その他）
図１０は吸気管の一例を示す模式図である。なお、図１０（Ａ）は吸気管を吸気方向に沿って切断した断面を示し、図１０（Ｂ）は吸気管を吸気方向に対して垂直に切断した断面を示している。上記第１の実施の形態で説明した通り、プレヒート時に加熱したい箇所の一例としては、吸気管１１２のうち、燃料噴射弁１５５により噴射される燃料が直撃される部分である。しかし、プレヒート時に供給される暖かい冷却液体は、吸気管１１２の外壁面側に供給される。そこで、冷却液体の熱が、吸気管１１２の外壁面側から内壁面側に効率的に伝わるようにすれば、加熱効率が高まることになる。そこで、図１０に示すように、吸気管１１２の外壁面に複数の突起１１２ａを設けると良い。このように、複数の突起１１２ａを設けることで、吸気管１１２の外壁面の実質的な面積が大きくなる。従って、冷却液体の熱を、吸気管１１２の外壁面側から内壁面側に効率的に伝えることが可能となる。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、構造の簡易化を図ることができる。また、部品点数の低減や内燃機関の小型化を図ることができる。また、加工性や組み付け性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る機関本体の模式的断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る蓄熱装置における幹管部の断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る蓄熱装置を備えた内燃機関全体の模式的構成図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る蓄熱装置を備えた内燃機関全体の模式的構成図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る蓄熱装置を備えた内燃機関全体の模式的構成図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る蓄熱装置と機関本体との配置関係を示す配置構成図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る蓄熱装置と機関本体との配置関係を示す配置構成図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係る内燃機関の模式的断面図の一部である。
【図９】本発明の第４の実施の形態に係る枝流路部内を示す模式図である。
【図１０】吸気管の一例を示す模式図である。
【図１１】従来技術に係る蓄熱装置（縦流し方式）と機関本体との配置関係を示す配置構成図である。
【図１２】従来技術に係る蓄熱装置（横流し方式）と機関本体との配置関係を示す配置構成図である。
【符号の説明】
１００  機関本体
１１０  シリンダヘッド
１１１  水ジャケット
１１２  吸気管
１１２ａ  突起
１１３  排気管
１２０  シリンダブロック
１３０  シリンダ
１３１  水ジャケット
１４０  ピストン
１５１  クランク軸
１５２  点火プラグ
１５３  吸気弁
１５４  排気弁
１５５  燃料噴射弁
１６０  水ジャケットスペーサ
２００  蓄熱装置
２１０  蓄熱タンク
２２０  電動ポンプ
３００  冷却装置
３１０  ラジエータ
３２０  ヒータコア
３３０  サーモスタット
３４０  ポンプ
４００  ３方向弁
Ｐ２０，Ｐ２０’  第１配管
Ｐ２１，Ｐ２１’  幹管部
Ｐ２１”  幹流路部
Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２４，Ｐ２５  枝管部
Ｐ２２’，Ｐ２３’，Ｐ２４’，Ｐ２５’  枝管部
Ｐ２２”，Ｐ２２’’’  枝流路部
Ｐ２６  第２配管
Ｐ３１  第３配管
Ｐ３２  第４配管
ｐ１  内管
ｐ２  外管
ｑ  断熱性を有する材料
ｒ  螺旋状突起
【図１】
2005030273.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2005030273.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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