(57)【要約】【課題】  潜熱蓄熱材による良好な潜熱の保持及び放出が安定的に行われ得る、簡略な装置構成のエンジンの始動促進装置を提供する。【解決手段】  過冷却状態（ゲル状）の潜熱蓄熱材ＬＭにて微小な固相の核を生成するための発核装置３０は、箱状部材３１と、その箱状部材３１に収容された発核部材３２及びコイルスプリング３４とを備えている。箱状部材３１は、発核部材３２を往復移動可能に収容・支持し、コイルスプリング３４は、箱状部材３１の内部の空間である負圧室３１ｅ内に収容されている。エンジンの始動によって生じる負圧によって、接続部３３を介して負圧室３１ｅの内部の圧力が負圧にされると、発核部材３２がコイルスプリング３４の付勢に抗して移動し、潜熱蓄熱材ＬＭによる濡れが生じていない発核部材３２の第１側面３２ｃが潜熱蓄熱材ＬＭと接触する。これにより、発核が確実に行われる。【選択図】  図７
2007051593.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの始動を熱的に促進し得るように構成されたエンジンの始動促進装置において、
過冷却状態にて潜熱を保持し当該過冷却状態が解除されることで前記潜熱を放出する潜熱蓄熱材を、液密的に収容し得るように構成されていて、当該潜熱蓄熱材を外部に露出し得る潜熱蓄熱材露出開口が形成された潜熱蓄熱材収容部と、
表面が前記潜熱蓄熱材収容部における前記潜熱蓄熱材露出開口を塞ぐように配置されていて、当該潜熱蓄熱材露出開口から露出した前記潜熱蓄熱材と前記表面とが接触することで当該潜熱蓄熱材の前記過冷却状態を解除し得るように構成された発核部材と、
その発核部材における前記表面が常時前記潜熱蓄熱材露出開口を塞ぎつつ、当該発核部材が往復移動し得るように、当該発核部材を支持する支持部材と、
その支持部材によって往復移動可能に支持された前記発核部材を、前記エンジンの運転によって発生した流体の圧力を用いて移動させ得るように構成された駆動部と、
を備えたことを特徴とするエンジンの始動促進装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエンジンの始動促進装置であって、
前記支持部材は、前記発核部材を内部に収容し得る発核部材収容部が形成された箱状部材からなり、当該発核部材収容部の内壁面が前記発核部材の往復移動方向に沿った側面と気密的又は液密的に接触しつつ摺動するように構成されていて、
前記駆動部は、
前記発核部材を前記往復移動方向に沿って付勢し得るように、前記箱状部材における前記発核部材収容部内に収容された付勢部材と、
前記エンジンの運転によって大気圧と異なる流体の圧力が発生する圧力発生部における当該圧力を用いて、前記付勢部材による前記発核部材の付勢方向と反対の方向に当該発核部材を移動させ得るように、当該圧力発生部と前記発核部材収容部における前記発核部材の前記往復移動方向における端面が露出する空間とを気密的又は液密的に接続する圧力伝達路と、
を備えたことを特徴とするエンジンの始動促進装置。
【請求項３】
請求項２に記載のエンジンの始動促進装置において、
前記圧力伝達路は、前記エンジンの運転によって負圧が発生する負圧発生部と、前記発核部材収容部における前記付勢部材が収容されている部分とを接続するように構成されたことを特徴とするエンジンの始動促進装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のエンジンの始動促進装置において、
前記潜熱蓄熱材露出開口に近接して配置されていて、前記発核部材の当該潜熱蓄熱材露出開口を塞ぐ前記表面に付着した前記潜熱蓄熱材を拭き取り得るように構成された拭き取り部をさらに備えたことを特徴とするエンジンの始動促進装置。
【請求項５】
請求項４に記載のエンジンの始動促進装置であって、
前記発核部材を収容する前記支持部材の内側の空間内には、前記発核部材の前記表面における前記拭き取り部よりも前記付勢方向先の部分を外気と連通させるための空洞部が形成されたことを特徴とするエンジンの始動促進装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のエンジンの始動促進装置であって、
前記潜熱蓄熱材収容部は、前記エンジンの本体を構成するエンジンブロックに形成されたウォータージャケット内に収容された潜熱蓄熱材容器からなることを特徴とするエンジンの始動促進装置。
【請求項７】
請求項６に記載のエンジンの始動促進装置であって、
前記ウォータージャケットの内壁面と前記潜熱蓄熱材容器の外壁面との間に、冷却媒体が通過可能な間隙が形成されていることを特徴とするエンジンの始動促進装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のエンジンの始動促進装置であって、
前記潜熱蓄熱材収容部は、前記エンジンの本体を構成するシリンダブロックに形成された空洞部からなり、
その空洞部は、前記シリンダブロックに形成されたウォータージャケットと液密的に区分されていることを特徴とするエンジンの始動促進装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、始動が熱的に促進され得るように構成されたエンジンの始動促進装置（以下、単に「始動促進装置」と称する。）に関する。
【背景技術】
【０００２】
上述の始動促進装置として、いわゆる潜熱蓄熱材を利用した構成のものが知られている（例えば、下記特許文献１ないし５参照）。この潜熱蓄熱材は、過冷却状態にて潜熱を保持し得るとともに当該過冷却状態が解除されることで前記潜熱を放出し得る物質である。この潜熱蓄熱材としては、例えば、酢酸ナトリウム３水和物（ＣＨ3ＣＯＯＮa・３Ｈ2Ｏ）等が知られている。
【０００３】
この種の始動促進装置は、過冷却状態の前記潜熱蓄熱材に対して、始動時に何らかの刺激を与えることで、当該過冷却状態を解除させ得るように構成されている。例えば、下記特許文献１及び２に記載の装置は、過冷却状態の前記潜熱蓄熱材に対して、当該潜熱蓄熱材の固体結晶からなる活性体を露出させるように構成されている。また、下記特許文献３ないし５に記載の装置においては、所定の電源に接続された一対の電極が前記潜熱蓄熱材内に露出するように配置されている。
【０００４】
上述の構成を備えた始動促進装置は、以下のように動作する。
【０００５】
まず、運転中の当該エンジンからの伝熱によって前記潜熱蓄熱材が融点以上に加熱されることで、当該潜熱蓄熱材はゲル状となる。その後、エンジンが停止され、前記潜熱蓄熱材の温度が融点以下に低下しても、当該潜熱蓄熱材はゲル相から固相に相変化せずに過冷却状態となる。これにより、当該潜熱蓄熱材に潜熱が保持される。
【０００６】
そして、始動時に、過冷却状態のゲル状の前記潜熱蓄熱材に対して、所定の刺激が与えられる。すると、ゲル状の前記潜熱蓄熱材のうちの、上述の刺激が与えられた微小な部分にて、過冷却状態が解除される。これにより、当該過冷却状態が解除された部分の周囲の前記潜熱蓄熱材における過冷却状態が次々と解除されることで、ゲル相が順次固相に変化する。この相変化の際に放出される潜熱によって、エンジンの暖機が熱的に促進される。
【特許文献１】特開昭６３−１０５２１９号公報
【特許文献２】特開昭６３−１０５２７８号公報
【特許文献３】特開平６−１７３６７９号公報
【特許文献４】特開平８−５２７６号公報
【特許文献５】特開平１１−１８２３９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述のような従来の始動促進装置においては、始動時における、前記潜熱蓄熱材の前記過冷却状態の解除の確実性が乏しく、潜熱の保持及び放出が安定的に行われないという問題があった。
【０００８】
例えば、上述の特許文献１及び２に記載の装置においては、始動前に前記活性体が誤って前記潜熱蓄熱材に露呈してしまうことで、始動前に当該潜熱蓄熱材の前記過冷却状態が解除されてしまうことがあり得る。
【０００９】
また、上述の特許文献３ないし５に記載の構成においては、前記過冷却状態の解除動作の際の電気化学反応によって、陽極の表面が、銀等の酸化物によって覆われる。これにより、当該過冷却状態の解除動作が行われ難くなることがあり得る。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【００１０】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、潜熱蓄熱材による良好な潜熱の保持及び放出が安定的に行われ得る、簡略な装置構成の始動促進装置を提供することにある。
【００１１】
（１）本発明の対象となる始動促進装置は、過冷却状態にて潜熱を保持し当該過冷却状態が解除されることで前記潜熱を放出する潜熱蓄熱材を、液密的に収容し得るように構成された潜熱蓄熱材収容部を備えていて、エンジンの始動を熱的に促進し得るように構成されている。
【００１２】
そして、上述の目的を達成するため、本発明の始動促進装置は、以下の構成を備えていることを特徴としている。
【００１３】
前記潜熱蓄熱材収容部には、前記潜熱蓄熱材を外部に露出し得る潜熱蓄熱材露出開口が形成されている。また、本始動促進装置は、発核部材と、支持部材と、駆動部と、を備えている。
【００１４】
前記発核部材は、当該発核部材の表面が前記潜熱蓄熱材収容部における前記潜熱蓄熱材露出開口を塞ぐように配置されている。そして、当該発核部材は、当該潜熱蓄熱材露出開口から露出した前記潜熱蓄熱材と前記表面とが接触することで当該潜熱蓄熱材の前記過冷却状態を解除し得るように構成されている。
【００１５】
前記支持部材は、前記発核部材を支持する部材である。この支持部材によって、前記発核部材は、前記表面が常時前記潜熱蓄熱材露出開口を塞ぎつつ往復移動し得るように支持されている。
【００１６】
前記駆動部は、前記支持部材によって往復移動可能に支持された前記発核部材を、前記エンジンの運転によって発生した流体の圧力を用いて移動させ得るように構成されている。この流体は、例えば、空気（燃焼室に供給される吸入空気）、冷却水、潤滑油等である。
【００１７】
かかる構成を備えた本発明の始動促進装置においては、前記駆動部は、前記エンジンの始動時に、当該エンジンの運転によって発生した流体の圧力によって、前記発核部材を所定方向に沿って移動させる。この際、前記発核部材は、当該発核部材の前記表面が前記潜熱蓄熱材収容部における前記潜熱蓄熱材露出開口を常時塞ぐように、前記所定方向に沿って移動する。この発核部材の移動により、始動前（始動時における前記発核部材の前記所定方向に沿った移動が起こる前）に前記潜熱蓄熱材露出開口を塞いでいた部位とは異なる部位の前記表面が、当該潜熱蓄熱材露出開口における前記潜熱蓄熱材と接触する。これにより、当該表面と接触した過冷却状態の前記潜熱蓄熱材にて、過冷却状態の解除が起こり、微小な固相の核生成（発核）が生じる。そして、この固相の核と、その周囲のゲル相又は液相とが接触することで、当該固相の核の周囲のゲル相又は液相の過冷却状態が次々と解除される。このようにして、過冷却状態の前記潜熱蓄熱材から潜熱が放出される。この放出された潜熱により、前記エンジンの暖機運転の進行が促進される（すなわち前記エンジンの始動が熱的に促進される）。
【００１８】
（１’）ここで、前記発核部材の前記表面が、金属や合成樹脂（フッ素系を除く）等の、前記潜熱蓄熱材に対して良好ないし適度の濡れ性（wettability）・親和性（affinity）を有する材質の表面であることが好適である。特に、前記発核部材がバネ鋼から構成されることが好適である。
【００１９】
本発明の発明者らは、上述のような材質の表面が、前記潜熱蓄熱材が付着していない「清浄な」状態で、過冷却状態の前記潜熱蓄熱材と接触した場合に、この過冷却状態の当該潜熱蓄熱材にて良好に発核が生じることを見出した。
【００２０】
よって、本構成によれば、始動時に、前記潜熱蓄熱材が付着していない「清浄な」前記発核部材の前記表面が、前記潜熱蓄熱材露出開口にて、過冷却状態の前記潜熱蓄熱材と接触する。これにより、前記潜熱蓄熱材の過冷却状態が確実に解除され、この過冷却状態の当該潜熱蓄熱材から潜熱の放出が良好に行われ得る。
【００２１】
（１”）前記（１’）に記載の構成において、前記発核部材の前記表面が、上述の材質の表面である第１の表面と、その第１の表面と前記所定方向に沿って並ぶように配置されていて当該第１の表面よりも前記潜熱蓄熱材に対する濡れ性・親和性が低い材質の表面からなる第２の表面と、から構成されていてもよい。そして、前記エンジンの停止時にて、当該第２の表面が前記潜熱蓄熱材露出開口に対向し、前記エンジンの運転中にて、前記第１の表面が前記潜熱蓄熱材露出開口に対向するように、前記発核部材が構成されている。この場合、第２の表面を構成する材質は、フッ素系合成樹脂等の、前記潜熱蓄熱材に対する濡れ性・親和性が不良な材質から構成されていることが好適である。
【００２２】
かかる構成によれば、前記エンジンの停止中に、前記発核部材がきわめて低温になった場合であっても、前記潜熱蓄熱材に対する濡れ性・親和性が前記第１の表面よりも低い前記第２の表面が、前記潜熱蓄熱材露出開口における過冷却状態の前記潜熱蓄熱材と接触する。これにより、前記エンジンの始動前に、当該潜熱蓄熱材露出開口における過冷却状態の前記潜熱蓄熱材が誤って発核して潜熱が放出されてしまうことが抑制され得る。
【００２３】
（２）前記構成を有する本発明の始動促進装置が、さらに以下のように構成されていてもよい。
【００２４】
本始動促進装置における前記支持部材は、箱状部材からなる。この支持部材（箱状部材）には、前記発核部材を内部に収容し得る発核部材収容部が形成されている。そして、当該支持部材は、前記発核部材収容部の内壁面が前記発核部材の往復移動方向に沿った側面と気密的又は液密的に接触しつつ摺動するように構成されている。
【００２５】
また、本始動促進装置における前記駆動部は、付勢部材と、圧力伝達路とを備えている。前記付勢部材は、前記発核部材を前記往復移動方向に沿って付勢し得るように、前記箱状部材における前記発核部材収容部内に収容されている。前記圧力伝達路は、前記エンジンの運転によって大気圧と異なる流体の圧力が発生する圧力発生部と、前記発核部材収容部における前記発核部材の前記往復移動方向における端面が露出する空間とを気密的又は液密的に接続するように配置・構成されている。そして、当該圧力伝達路は、前記圧力発生部における前記流体の圧力を用いて、前記付勢部材による前記発核部材の付勢方向と反対の方向に当該発核部材を移動させ得るように構成されている。
【００２６】
かかる構成においては、前記エンジンの始動時に、前記圧力発生部にて、前記流体の大気圧と異なる圧力（正圧又は負圧）が生じる。この圧力の影響が、前記圧力伝達路を介して、前記発核部材の前記端面に及ぼされる。すなわち、前記発核部材収容部における前記発核部材の前記往復移動方向における端面が露出する空間内の圧力と、前記発核部材における当該端面と反対側の端面が露出する空間の圧力（例えば大気圧）との間に、差圧が生じる。この差圧により、前記発核部材が、前記付勢部材による付勢力に抗して、前記往復移動方向に沿って移動する。
【００２７】
一方、前記エンジンの停止時には、前記圧力発生部における圧力がほぼ大気圧まで変化する。この場合、上述の差圧がほとんどゼロになる。あるいは、前記エンジンの運転中であって、始動後（例えば始動時から所定時間経過後）において前記圧力伝達路が外気と連通された場合も、上述の差圧がほとんどゼロになる。これらの場合、前記発核部材は、前記付勢部材により、前記始動時の移動方向と反対の方向に移動する。
【００２８】
（３）前記（２）に記載の構成を有する始動促進装置において、前記圧力伝達路は、前記エンジンの運転によって負圧が発生する負圧発生部と、前記発核部材収容部における前記付勢部材が収容されている部分とを接続するように構成されていてもよい。この負圧発生部は、例えば、燃焼室に空気を吸入するための吸入空気通路や、冷却水通路、潤滑油通路である。
【００２９】
かかる構成においては、前記エンジンの始動によって前記負圧発生部に負圧が発生する。この負圧によって、前記発核部材収容部における前記発核部材の前記往復移動方向における端面が露出する空間内の圧力が負圧とされる。これにより、当該空間内の負圧と、前記発核部材における当該端面と反対側の端面が露出する空間の圧力（例えば大気圧）との間に、差圧が生じる。この差圧により、前記発核部材が、前記付勢部材による付勢力に抗して、前記往復移動方向に沿って移動する。
【００３０】
一方、前記エンジンの停止時や、前記圧力伝達路が外気と連通された際には、前記負圧発生部における圧力がほぼ大気圧まで上昇し、上述の差圧がほとんどゼロになる。よって、前記発核部材は、前記付勢部材により、前記始動時の移動方向と反対の方向に移動する。
【００３１】
ここで、前記流体として、燃焼室に供給される吸入空気が用いられる場合、前記圧力伝達路の一端が、前記吸入空気流路にて負圧が発生している部分（例えばサージタンク及びその周辺）と連通するように、当該圧力伝達路が形成され得る。前記流体として、前記エンジンの冷却のための冷却水が用いられる場合、前記冷却水通路にて負圧が発生している部分（例えばウォーターポンプの上流側）と連通するように、当該圧力伝達路が形成され得る。前記流体として、潤滑油が用いられる場合、前記潤滑油通路にて負圧が発生している部分（例えばオイルポンプの上流側）と連通するように、当該圧力伝達路が形成され得る。
【００３２】
このように、本構成によれば、きわめて簡略な装置構成を用いて、前記発核部材を確実に動作させることができる。
【００３３】
（４）前記（１）ないし（３）に記載の構成を有する始動促進装置が、前記発核部材の当該潜熱蓄熱材露出開口を塞ぐ前記表面に付着した前記潜熱蓄熱材を拭き取り得るように構成された拭き取り部をさらに備えていてもよい。この拭き取り部は、前記潜熱蓄熱材露出開口に近接して配置されていることが好適である。
【００３４】
かかる構成においては、前記エンジンの停止時や前記圧力伝達路の外気との連通時にて、前記発核部材収容部における前記発核部材の前記往復移動方向における端面が露出する空間と、前記発核部材における当該端面と反対側の端面が露出する空間との間の差圧がほとんどゼロになる。すると、前記発核部材が前記付勢部材の付勢力によって前記往復移動方向に沿って移動する。この際に、前記潜熱蓄熱材露出開口と対向していて前記潜熱蓄熱材が付着していた当該発核部材の前記表面が、前記拭き取り部と摺動する。これにより、当該表面が前記潜熱蓄熱材露出開口と対向する位置から移動しつつ、当該表面に付着していた前記潜熱蓄熱材が拭き取られる。この潜熱蓄熱材が拭き取られた「清浄な」前記発核部材の前記表面は、前記潜熱蓄熱材露出開口と対向しない位置（当該潜熱蓄熱材露出開口を塞がない位置、すなわち前記潜熱蓄熱材と接触しない位置）まで移動する。
【００３５】
その後、前記エンジンの始動時に、前記潜熱蓄熱材が拭き取られた当該表面が、前記潜熱蓄熱材露出開口と対向する位置（当該潜熱蓄熱材露出開口を塞いで前記潜熱蓄熱材と接触する位置）まで移動する。これにより、前記潜熱蓄熱材が付着していない「清浄な」前記発核部材の前記表面が、前記エンジンの始動時にて前記潜熱蓄熱材と接触する。
【００３６】
（５）前記（４）に記載の構成を有する始動促進装置において、前記発核部材を収容する前記支持部材の内側の空間内には、前記発核部材の前記表面における前記拭き取り部よりも前記付勢方向先の部分を外気と連通させるための空洞部が形成されていてもよい。
【００３７】
かかる構成においては、前記エンジンの停止時等にて、前記発核部材が前記付勢部材の付勢力によって、前記付勢方向先に向けて移動する。これにより、前記潜熱蓄熱材露出開口と対向していて前記潜熱蓄熱材が付着していた当該発核部材の前記表面が、前記拭き取り部によって「清浄な」状態にされつつ、前記空洞部まで移動する。当該表面は、次回のエンジン始動時まで、「清浄な」状態に保たれたまま、当該空洞部内にて空気に曝される。
【００３８】
（６）前記（１）ないし（５）に記載の構成を有する始動促進装置において、前記潜熱蓄熱材収容部が、前記エンジンの本体を構成するエンジンブロックに形成されたウォータージャケット内に収容された潜熱蓄熱材容器から構成されていてもよい。
【００３９】
かかる構成によれば、前記潜熱蓄熱材容器を前記ウォータージャケット内に収容するという非常に簡略な構成で、良好に潜熱の保持（蓄熱）及び放出が実現され得る。
【００４０】
（７）前記（６）に記載の構成を有する始動促進装置において、前記ウォータージャケットの内壁面と前記潜熱蓄熱材容器の外壁面との間に、冷却媒体（冷却水）が通過可能な間隙が形成されていてもよい。
【００４１】
かかる構成においては、冷間始動の際に前記潜熱蓄熱材から潜熱が放出される。すると、この熱は前記潜熱蓄熱材容器と前記ウォータージャケットとの間隙に充填された前記冷却媒体に伝達される。そして、この冷却媒体に伝達された熱によって前記エンジンブロックが加熱される。これにより、可及的に偏りなくエンジンブロックが加熱され得る。
【００４２】
また、暖機運転終了後は、前記ウォータージャケットの内壁面と前記潜熱蓄熱材容器の外壁面との間隙を前記冷却媒体が通過する。すなわち、高負荷時（例えば登坂、高速運転時等）であっても、エンジンのサイクル運動によって発生する熱（燃焼熱及び摩擦熱）が、前記エンジンブロックを介して直接的に前記潜熱蓄熱材に伝達されるのではなく、前記ウォータージャケット内の前記冷却媒体を介して間接的に前記潜熱蓄熱材に伝達される。よって、暖機運転終了後における前記潜熱蓄熱材の過熱（例えば１３０℃以上になること）がより効果的に抑制され得る。
【００４３】
（８）前記（１）ないし（５）に記載の構成を有する始動促進装置において、前記潜熱蓄熱材収容部は、前記エンジンの本体（エンジンブロック）を構成するシリンダブロックに形成された空洞部からなり、その空洞部は、前記シリンダブロックに形成されたウォータージャケットと液密的に区分されていてもよい。
【００４４】
例えば、シリンダを囲むように前記シリンダブロックに形成された略円筒状（tubelike／tubular
type）の空間内を、前記シリンダの長手方向（ストローク方向）について液密的に２分し得るように構成されたセパレーターが、当該円筒状空間内に配置される。これにより、当該円筒状空間を、前記空洞部（潜熱蓄熱材収容部）と前記ウォータージャケットとに液密的に区分することができる。
【００４５】
かかる構成によれば、前記シリンダブロックに前記円筒状空間を形成した後に、当該円筒状空間内に前記セパレーターを収容するだけで、前記ウォータージャケットと前記潜熱蓄熱材収容部とが形成され得る。また、前記セパレーターによって前記円筒状空間が複数の空間に区分されたうちの１つの空間に、前記潜熱蓄熱材が充填される。すなわち、前記シリンダブロックと前記潜熱蓄熱材とが直接接触する。これにより、前記潜熱蓄熱材に保持された潜熱が当該シリンダブロックに直接的に伝熱される。よって、放出された当該潜熱によってシリンダブロックが効率的に暖められる。したがって、暖機運転がさらに促進され得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
以下、本発明の実施形態（本願の出願時点において取り敢えず出願人が最良と考えている実施形態）について図面を参照しつつ説明する。
【００４７】
＜実施形態が適用されたエンジンの概略構成＞
以下、本発明の実施形態が適用された直列３気筒のエンジンの概略構成について説明する。図１は、当該エンジン１０の内部構成を説明するための、気筒配列方向と垂直な断面における側断面図である。
【００４８】
エンジン１０の上方には、当該エンジン１０の本体であるエンジンブロックを構成するシリンダヘッド１２が配置されている。このシリンダヘッド１２には、燃料混合気の通路である吸気ポート１２ａと、燃焼後のガスの排出通路である排気ポート１２ｂとが形成されている。また、シリンダヘッド１２には、吸気ポート１２ａを開閉するための吸気弁１３ａと、排気ポート１２ｂを開閉するための排気弁１３ｂとが装着されている。
【００４９】
吸気ポート１２ａの下方、排気ポート１２ｂの下方、及び吸気ポート１２ａと排気ポート１２ｂとの間の位置には、冷却水Ｃの流路であるウォータージャケット１２ｃが形成されている。
【００５０】
シリンダヘッド１２の下方には、エンジン１０の本体であるエンジンブロックを構成するシリンダブロック１４が配置されている。
【００５１】
図２は、シリンダブロック１４を上方から見た平面図である。ここで、図２におけるＡ−Ａ断面図が、図１に相当するものとする。
【００５２】
図１及び図２を参照すると、シリンダブロック１４には、平面視にて略円形の貫通孔である３つのブロックボア１４ａが、前記気筒配列方向に沿って一列に形成されている。このブロックボア１４ａ内には、薄肉の円筒形状（tubelike）のシリンダライナ１５が嵌め込まれている。この当該シリンダライナ１５の内側の円筒面であるシリンダボア内壁１５ａの内側の空間によって、ピストン１６を往復運動可能に収容するシリンダ１４ｂが形成されている。
【００５３】
図１に示されているように、シリンダブロック１４の上部には、冷却水Ｃの流路であるウォータージャケット１４ｃが、シリンダ１４ｂ及びシリンダライナ１５の上部を囲むように形成されている。図２に示されているように、ウォータージャケット１４ｃは、各シリンダ１４ｂに対応するように配置された実質的に略円筒状（tubelike／tubular type）の空間を、前記気筒配列方向に連結した形状に形成されている。
【００５４】
図１を参照すると、シリンダヘッド１２とシリンダブロック１４との間には、シリンダヘッドガスケット１７が配置されている。シリンダヘッドガスケット１７には、エンジン１０を冷却するための冷却水が通過可能な貫通孔１７ａが形成されている。このシリンダヘッドガスケット１７の貫通孔１７ａを介して、シリンダブロック１４のウォータージャケット１４ｃからシリンダヘッド１２のウォータージャケット１２ｃへ冷却水が流入し得るように、シリンダヘッド１２とシリンダブロック１４とが接合されている。
【００５５】
シリンダブロック１４のウォータージャケット１４ｃ内には、潜熱蓄熱材ＬＭを収容する潜熱蓄熱材容器２０が収容されている。本実施形態における潜熱蓄熱材ＬＭは、酢酸ナトリウム３水和物（ＣＨ3ＣＯＯＮa・３Ｈ2Ｏ：融点５８℃）からなる。この潜熱蓄熱材ＬＭは、暖機運転終了時点の冷却水温（すなわち上述の開弁温度：例えば８２℃程度）よりも低い融点を有する材料である。また、この潜熱蓄熱材ＬＭは、当該融点を超える温度に加熱されることで液相（ゲル相）となった後、融点以下の温度（マイナス２０℃〜マイナス３０℃程度まで）に冷却されても固相に相変化を起こさず潜熱を保持したまま液相（ゲル相）の状態を保つ特性（すなわち過冷却性）を有し、融点以下の温度にて外部からの刺激により過冷却状態が解除されることで潜熱を放出し得る材料である。
【００５６】
図２を参照すると、潜熱蓄熱材容器２０は、各シリンダ１４ｂに対応するように配置された実質的に略円筒状（tubelike／tubular type）の部材を、前記気筒配列方向に連結した形状に形成されている。また、ウォータージャケット１４ｃの内壁面と潜熱蓄熱材容器２０の外壁面との間（図１における潜熱蓄熱材容器２０の側方及び下方）には、冷却水Ｃが通過可能な間隙である冷却水通過ギャップ１４ｄが形成されている。
【００５７】
図１及び図２を参照すると、潜熱蓄熱材容器２０には、シリンダブロック１４の外部に向けて延びる管状部材からなる突出部２０ａが形成されている。この突出部２０ａは、シリンダブロック１４の外壁部に装着された発核装置３０と、潜熱蓄熱材ＬＭを収容する潜熱蓄熱材容器２０の内部の空間とを接続するように設けられている。発核装置３０は、箱状部材３１と、その箱状部材３１の内部に収容された発核部材３２と、エンジン１０の運転により負圧が発生する負圧発生部（後述）と箱状部材３１の内側の空間とを接続するための管状部材である接続部３３と、を備えている。
【００５８】
＜潜熱蓄熱材容器の構成＞
図３は、潜熱蓄熱材容器２０の詳細な構成を説明するための斜視図である。
【００５９】
潜熱蓄熱材容器２０は、アルミニウム製の棒状部材からなる骨格２１と、その骨格２１に支持されたバッグ２２と、そのバッグ２２の上方及び下方の端から延びるように設けられた上下スペーサー２３と、バッグ２２の外側面から外側に延びるように設けられた側方スペーサー２４とから構成されている。
【００６０】
骨格２１は、第１骨格２１ａと、第２骨格２１ｂと、第３骨格２１ｃとから構成されている。第１骨格２１ａは、平面視にて略瓢箪形状（同一径の複数の円を所定方向に配列しつつ互いに連結させた形状）に形成されている。第２骨格２１ｂは、第１骨格２１ａの内側に配置されていて、当該第１骨格２１ａと同様の形状に形成されている。一対の第１骨格２１ａ及び第２骨格２１ｂは、同一平面内に位置するように配置されていて、両者の間隔が略等しくなるように形成されている。第３骨格２１ｃは、真っ直ぐな棒状に形成されている。そして、複数対の第１骨格２１ａ及び第２骨格２１ｂを上下方向に配列し、すべての第１骨格２１ａを上下方向に複数の第３骨格２１ｃで接続し、すべての第２骨格２１ｂを上下方向に複数の第３骨格２１ｃで接続することにより、骨格２１が形成されている。
【００６１】
バッグ２２は、上述の潜熱蓄熱材に対する濡れ性（wettability）・親和性（affinity）が不良なフッ素系の合成樹脂から構成されている。このバッグ２２を構成する合成樹脂の厚さは、可撓性を示す３０〜４０μｍ程度に形成されている。かかる構成のバッグ２２は、骨格２１における第１骨格２１ａと、第２骨格２１ｂと、第３骨格２１ｃとによって囲まれた空間内にて、当該骨格２１によって溶着等により支持されている。すなわち、バッグ２２は、その外側から骨格２１によって支持されている。
【００６２】
上下スペーサー２３及び側方スペーサー２４は、図１及び図２に示されているように、潜熱蓄熱材容器２０の外壁面（外側面及び底面）とウォータージャケット１４ｃの内壁面（内側面及び底面）との間に冷却水が通過可能な冷却水通過ギャップ１４ｄを形成するための部材である。具体的には、上下スペーサー２３は、バッグ２２と同材質の合成樹脂製のブロック状の部材から構成されている。この上下スペーサー２３は、バッグ２２の上端面及び下端面に溶着されている。側方スペーサー２４は、バッグ２２と同材質の合成樹脂製のブロック状の部材から構成されている。この側方スペーサー２４は、バッグ２２の側面に溶着されている。
【００６３】
潜熱蓄熱材容器２０（バッグ２２）の側面には、上述の突出部２０ａが形成されている。この突出部２０ａは、バッグ２２と同材質の合成樹脂からなる管状部材であって、当該バッグ２２と一体に成形されている。この突出部２０ａの先端には、バッグ２２の内側に収容されている潜熱蓄熱材が外部に露出し得るように潜熱蓄熱材露出開口２０ｂが形成されている。
【００６４】
＜発核装置の構成＞
図４は、発核装置３０の詳細な構成を説明するための平断面図であり、図１におけるＢ−Ｂ断面図に相当する図である。発核装置３０は、シリンダブロック１４の外壁部に設けられた発核部材装着部１４ｅに形成された凹部１４ｆに嵌め込まれるように配置されている。この発核装置３０は、始動時に過冷却状態の潜熱蓄熱材ＬＭに微小な固相の核を生じさせる（以下、「発核させる」と称する）ように、以下の通り構成されている。
【００６５】
箱状部材３１は、板状部材からなる天板３１ａと、板状部材からなる底板３１ｂと、筒状部材からなる側板３１ｃとから構成されている。側板３１ｃの中心軸線に沿った方向（以下、長手方向と称する）における一端に、天板３１ａが配置されている。また、前記長手方向における他端に、底板３１ｂが配置されている。これらの天板３１ａ、底板３１ｂ、及び側板３１ｃは、一体に形成されている。
【００６６】
側板３１ｃの内面３１ｄによって囲まれた空間内には、発核部材３２が収容されている。この発核部材３２は、潜熱蓄熱材ＬＭに対して良好ないし適度の濡れ性（wettability）・親和性（affinity）を有する材質（例えばバネ鋼）から構成されている。
【００６７】
発核部材３２における、上述の底板３１ｂと対向する端面である底面３２ａと、上述の天板３１ａと対向する端面である上面３２ｂとが、前記長手方向と直交するように、当該発核部材３２が配置されている。また、発核部材３２は、その側面が側板３１ｃの内面３１ｄと所定の狭いギャップを隔てて倣うように形成されている。
【００６８】
すなわち、発核部材３２の側面と、側板３１ｃの内面３１ｄとの間に所定の小さなクリアランスが形成されることで、当該内面３１ｄによって囲まれた空間内にて発核部材３２が前記長手方向に沿ってスムーズに往復移動し得るように、発核部材３２が箱状部材３１によって支持されている。
【００６９】
発核部材３２の側面は、前記長手方向に沿って２分されている。すなわち、発核部材３２の側面は、底面３２ａ側の第１側面３２ｃと、上面３２ｂ側の第２側面３２ｄとを有している。第１側面３２ｃは、上述のように潜熱蓄熱材ＬＭに対して良好ないし適度の濡れ性・親和性を有する材質の表面からなる。第２側面３２ｄは、潜熱蓄熱材ＬＭに対する濡れ性・親和性が不良なフッ素系の合成樹脂のコーティング面からなる。
【００７０】
箱状部材３１における天板３１ａには、接続部３３が接続されている。接続部３３は、シリンダブロック１４における発核部材装着部１４ｅを貫通して、凹部１４ｆの外部に一端を露出するように設けられている。この接続部３３は、側板３１ｃの内面３１ｄと、天板３１ａの内面と、発核部材３２の上面３２ｂと、で囲まれた空間である負圧室３１ｅの内側の空気を、外部に排出し得るように構成されている。
【００７１】
負圧室３１ｅ内には、コイルスプリング３４が収容されている。このコイルスプリング３４は、一端が天板３１ａの内面と当接し、他端が発核部材３２の上面３２ｂと当接するように配置されていて、発核部材３２を底板３１ｂに向けて常時付勢するように構成されている。
【００７２】
側板３１ｃには、貫通孔３１ｆが形成されている。この貫通孔３１ｆを貫通しつつ、潜熱蓄熱材露出開口２０ｂが発核部材３２の側面（第１側面３２ｃ及び第２側面３２ｄ：以下同様）と当接（対向）することで当該側面によって塞がれるように、突出部２０ａが配置されている。また、突出部２０ａは、発核部材３２がコイルスプリング３４による付勢方向先である底板３１ｂと当接した状態（すなわち負圧室３１ｅ内の空気の圧力が大気圧と等しい状態）で、潜熱蓄熱材露出開口２０ｂが第２側面３２ｄにおける第１側面３２ｃとの境界近傍と当接するように配置されている。
【００７３】
側板３１ｃの内側であって、貫通孔３１ｆよりもコイルスプリング３４による付勢方向先（底板３１ｂ側）には、シール溝３１ｇが形成されている。このシール溝３１ｇには、合成ゴムからなるシール部材３５が収容されている。シール溝３１ｇ及びシール部材３５は、発核部材３２がコイルスプリング３４による付勢方向先である底板３１ｂと当接した状態（すなわち負圧室３１ｅ内の空気の圧力が大気圧と等しい状態）で、第１側面３２ｃと第２側面３２ｄとの境界近傍と対向する位置に配置・形成されている。また、側板３１ｃの内側であって、前記長手方向における上述のシール溝３１ｇと反対側（天板３１ａ側）には、シール溝３１ｈが形成されている。このシール溝３１ｈには、合成ゴムからなるシール部材３６が収容されている。
【００７４】
すなわち、発核部材３２の側面と側板３１ｃの内面３１ｄとの間に所定の小さなクリアランスが形成されつつ、発核部材３２の側面とシール部材３５及び３６とが所定の圧力をもって（シール部材３５及び３６が弾性的に変形する程度に）接触するように、シール溝３１ｇ、シール溝３１ｈ、シール部材３５、及びシール部材３６が構成されている。そして、箱状部材３１の側板３１ｃの内面３１ｄと、発核部材３２の側面と、シール部材３５及び３６との間の接触部が気密的に保たれつつ、発核部材３２が移動し得るように、当該発核装置３０が構成されている。
【００７５】
箱状部材３１における底板３１ｂには、発核部材３２の底面３２ａを外気に露出するための貫通孔３１ｋが形成されている。この貫通孔３１ｋは、シリンダブロック１４の発核部材装着部１４ｅにおける貫通孔１４ｇと連通するように形成されている。
【００７６】
箱状部材３１の内側における、コイルスプリング３４による付勢方向先における端部（底板３１ｂの近傍）には、上述のシール溝３１ｇ及び３１ｈと同等の深さの溝である空気導入溝３１ｍが形成されている。空気導入溝３１ｍは、側板３１ｃにおける底板３１ｂ側の端部、及び底板３１ｂにおける貫通孔３１ｆと近接する側に形成されている。この空気導入溝３１ｍの内面と、発核部材３２における第１側面３２ｃ及び底面３２ａとの間には、貫通孔１４ｇ及び３１ｋを介して発核部材３２における第１側面３２ｃを外気に曝し得るように、空気導入ギャップ３１ｎが形成されている。
【００７７】
＜エンジンの冷却水循環系統の構成＞
図５は、図１に示したエンジン１０における冷却水の循環経路の概略構成を示す図である。このエンジン１０は、本実施形態においては、自動車に搭載されているものとする。ここで、図５（ａ）は、冷却水温が所定温度（例えば８２℃程度）よりも低温である暖機運転中の状態を示し、図５（ｂ）は、冷却水温が前記所定温度以上である暖機運転終了後の状態を示しているものとする。なお、図５においては、冷却水の流れる方向が矢印で示されている。
【００７８】
図５に示されているように、エンジン１０には、冷却水の循環経路である冷却水循環系統４０が設けられている。具体的には、冷却水循環系統４０は、以下の通り構成されている。
【００７９】
シリンダブロック１４には、ウォーターポンプ４１が設けられている。このウォーターポンプ４１は、シリンダブロック１４内に形成された冷却水通路内にて回転可能に支持された羽根車からなるロータ４１ａを備えている。このロータ４１ａは、シリンダブロック１４内に配置された図示しないクランクシャフトと、Ｖベルト等の駆動力伝達機構を介して連結されていて、当該クランクシャフトの回転駆動力がロータ４１ａに伝達され得るようになっている。
【００８０】
この冷却水循環系統４０は、ウォーターポンプ４１がエンジン１０の回転数に応じた回転数でロータ４１ａが回転することで、冷却水の循環経路における当該ウォーターポンプ４１の下流側に向けて前記冷却水が正圧で送出されるように構成されている。また、この冷却水循環系統４０は、ウォーターポンプ４１がエンジン１０の回転数に応じた回転数でロータ４１ａが回転することで、冷却水の循環経路における当該ウォーターポンプ４１の上流側（後述するウォーターバイパスパイプ４６側）に負圧が発生するように構成されている。そして、この正圧及び負圧によって、冷却水が、図５に示されている冷却水循環系統４０中を循環するように、当該冷却水循環系統４０が構成されている。
【００８１】
エンジン１０の外部には、車内暖房のために用いられるヒータ４２が配置されている。このヒータ４２は、エンジン１０（シリンダヘッド１２）と、ヒータ流入流路４２ａを介して接続されている。また、ヒータ４２とエンジン１０（後述する循環経路切換部４４）とは、ヒータ流出流路４２ｂを介して接続されている。すなわち、ヒータ４２は、エンジン１０（シリンダヘッド１２）からヒータ流入流路４２ａを介して冷却水の供給を受け、当該冷却水に蓄えられた熱を車内に放出させた後、ヒータ流出流路４２ｂの出口開口である還流口４２ｂ１を介して当該冷却水をエンジン１０（後述する循環経路切換部４４）に還流させるように、エンジン１０と接続されている。
【００８２】
エンジン１０の外部には、冷却水を外気との熱交換により冷却するためのラジエータ４３が配置されている。このラジエータ４３は、エンジン１０（シリンダヘッド１２）と、ラジエータ流入流路４３ａを介して接続されている。また、ラジエータ４３とエンジン１０（後述する循環経路切換部４４）とは、ラジエータ流出流路４３ｂを介して接続されている。すなわち、ラジエータ４３は、エンジン１０（シリンダヘッド１２）からラジエータ流入流路４３ａを介して冷却水の供給を受け、当該冷却水と外気との熱交換により当該冷却水温を低下させた後、ラジエータ流出流路４３ｂの出口開口である還流口４３ｂ１を介して当該冷却水をエンジン１０（後述する循環経路切換部４４）に還流させるように、エンジン１０と接続されている。
【００８３】
＜＜運転状態に応じた冷却水の循環経路の切り換えのための構成＞＞
エンジン１０には、当該エンジン１０の運転状態に応じて冷却水の循環経路を切り換えるための循環経路切換部４４が設けられている。本実施形態においては、循環経路切換部４４は、シリンダヘッド１２と接続して設けられている。シリンダヘッド１２と循環経路切換部４４とは隔壁４４ａを介して仕切られていて、当該隔壁４４ａに形成された連通孔４４ｂを介してシリンダヘッド１２から循環経路切換部４４に冷却水が流入し得るように、当該循環経路切換部４４が構成されている。また、ヒータ流出流路４２ｂの出口開口である還流口４２ｂ１、及びラジエータ流出流路４３ｂの出口開口である還流口４３ｂ１が、循環経路切換部４４内にて開口するように、当該循環経路切換部４４とヒータ４２及びラジエータ４３とが、ヒータ流出流路４２ｂ及びラジエータ流出流路４３ｂを介して接続されている。
【００８４】
このように、シリンダヘッド１２からヒータ流入流路４２ａを介しヒータ４２に達し、当該ヒータ４２からヒータ流出流路４２ｂを介して循環経路切換部４４に達する冷却水の流路は、冷却水の温度や圧力にかかわらず常時開通するように構成されている。
【００８５】
循環経路切換部４４内には、サーモスタット弁装置４５が配置されている。このサーモスタット弁装置４５は、いわゆるボトムバイパス型サーモスタット弁からなり、冷却水の温度及び圧力（ウォーターポンプ４１の送出圧）に応じて冷却水の循環経路を切り換えるように構成されている。具体的には、サーモスタット弁装置４５は、冷却水温によって作動する感温作動弁４５ａと、冷却水圧によって作動する感圧作動弁４５ｂとを備えている。
【００８６】
サーモスタット弁装置４５は、冷却水温に応じて、循環中の冷却水がラジエータ４３を通過するか否かを感温作動弁４５ａが切り換え得るように配置されている。具体的には、サーモスタット弁装置４５は、冷却水温に応じて、ラジエータ流出流路４３ｂの出口開口である還流口４３ｂ１を感温作動弁４５ａが塞ぐように配置されている。すなわち、当該感温作動弁４５ａは、冷却水温が前記所定温度（開弁温度：例えば８２℃程度）より低い場合に、図５（ａ）に示されているように還流口４４ｂ１を閉塞して、当該還流口４４ｂ１における冷却水の通過を禁止するように構成されている。また、当該感温作動弁４５ａは、冷却水温が前記所定温度（開弁温度）以上である場合に、図５（ａ）に示されているように還流口４４ｂ１を開放して、当該還流口４４ｂ１における冷却水の通過を可能とするように構成されている。
【００８７】
このように、シリンダヘッド１２からラジエータ流入流路４３ａを介しラジエータ４３に達し、当該ラジエータ４３からラジエータ流出流路４３ｂを介して循環経路切換部４４に達する冷却水の流路は、冷却水温に応じて開通するように構成されている。
【００８８】
また、サーモスタット弁装置４５は、隔壁４４ａの両側の圧力差（シリンダヘッド１２と循環経路切換部４４との差圧）に応じて、当該隔壁４４ａに形成された連通孔４４ｂの開閉状態（シリンダヘッド１２と循環経路切換部４４との連通状態）を感圧作動弁４５ｂが切り換え得るように配置されている。すなわち、感圧作動弁４５ｂは、ウォーターポンプ４１のロータ４１ａの回転数が低く当該ウォーターポンプ４１の送出圧が低い場合に前記連通孔４４ｂを塞ぐように構成されている。また、当該感圧作動弁４５ｂは、ウォーターポンプ４１のロータ４１ａの回転数が高く当該ウォーターポンプ４１の送出圧が高い場合に、図５（ａ）や図５（ｂ）に示されているように、循環経路切換部４４の内部に向けて押し込まれることで、当該連通孔４４ｂを介してシリンダヘッド１２と循環経路切換部４４とが連通し、冷却水がシリンダヘッド１２から循環経路切換部４４へ流入し得る（冷却水がラジエータ４３をバイパスし得る）ように構成されている。
【００８９】
循環経路切換部４４とウォーターポンプ４１とは、ウォーターバイパスパイプ４６を介して常時接続されている。このウォーターバイパスパイプ４６は、ヒータ４２を経て循環経路切換部４４に還流した冷却水、暖機運転終了後にてラジエータ４３を経て循環経路切換部４４に還流した冷却水、及び連通孔４４ｂを介してシリンダヘッド１２から循環経路切換部４４に流入した冷却水を、ウォーターポンプ４１に向けて還流させ得るように構成されている。
【００９０】
＜エンジンの吸気系統の構成＞
図６は、図１に示したエンジン１０における吸気系統及び制御系統の概略構成を示す図である。
【００９１】
図６に示されているように、吸気系統８０は、シリンダヘッド１２の吸気ポート１２ａと接続された吸気管８１と、その吸気管８１の上流側（吸入空気の流動方向における上流側）に配置されたエアフィルタ８２とを備えている。
【００９２】
吸気管８１の内部であって、エアフィルタ８２の下流側（吸入空気の流動方向における下流側）には、スロットルバルブ８３が配置されている。このスロットルバルブ８３は、ＤＣモータからなるスロットルバルブアクチュエータ８３ａを介して駆動されることで、吸気管８１の開口断面積を可変とするように構成されている。
【００９３】
吸気管８１の内部であって、スロットルバルブ８３の下流側には、燃焼室にスワール流を発生させるためのスワールコントロールバルブ８４が配置されている。このスワールコントロールバルブ８４は、ＤＣモータからなるＳＣＶアクチュエータ８４ａを介して駆動されることで、スワール量を調整し得るように構成されている。このスワールコントロールバルブ８４の下流側には、燃料を吸気ポート１２ａ内に噴射するインジェクタ（燃料噴射装置）１８が配置されている。
【００９４】
吸気管８１における、スロットルバルブ８３とスワールコントロールバルブ８４との間の位置には、吸気の脈動を防止するためのサージタンク８５が設けられている。このサージタンク８５と、上述の接続部３３とは、負圧伝達管８６を介して接続されている。この負圧伝達管８６は、吸気管８１にて発生する負圧によって、発核装置３０における負圧室３１ｅ（図４参照）内から接続部３３を介して空気をサージタンク８５内に排出し得るように構成されている。
【００９５】
負圧伝達管８６には、チェックバルブ８７が介装されている。このチェックバルブ８７は、サージタンク８５から負圧伝達管８６及び接続部３３を介して発核装置３０における負圧室３１ｅ（図４参照）内に空気が流入することを禁止し、負圧伝達管８６からサージタンク８５へ空気が流入することを許可し得るように構成されている。
【００９６】
負圧伝達管８６における、チェックバルブ８７よりも接続部３３側の位置には、当該負圧伝達管８６から分岐するように分岐管８８が設けられている。分岐管８８は、負圧伝達管８６（接続部３３）と外気とを連通させ得るように、その端部が外気に向かって開口して形成されている。この分岐管８８には、開閉弁８９ａが介装されている。この開閉弁８９ａは、閉弁されることによって負圧伝達管８６（接続部３３）と外気との連通を遮断し得るように構成されている。また、負圧伝達管８６における、分岐管８８よりもサージタンク８５側の位置には、開閉弁８９ｂが介装されている。
【００９７】
＜制御系統の構成＞
図６に示されているように、制御装置９０は、ＣＰＵ９１と、ＲＯＭ９２と、ＲＡＭ９３と、バックアップＲＡＭ９４と、インターフェース９５とを備えている。これらは互いにバスで接続されている。ＲＯＭ９２には、ＣＰＵ９１が実行するルーチン（プログラム）、テーブル（ルックアップテーブル、マップ）、及びパラメータ等が予め格納されている。ＲＡＭ９３及びバックアップＲＡＭ９４は、ＣＰＵ９１がルーチンを実行する際に、必要に応じてデータを一時的に格納し得るように構成されている。バックアップＲＡＭ９４は、電源が投入された状態でデータが格納されるとともに、この格納されたデータが電源遮断後も保持され得るように構成されている。
【００９８】
インターフェース９５は、エアフローメータ９６、スロットルポジションセンサ９７、水温センサ９８、開閉弁８９ａ、及び開閉弁８９ｂ等と電気的に接続されている。エアフローメータ９６は、エアフィルタ８２とスロットルバルブ８３との間に介装されている。このエアフローメータ９６は、周知の熱線式エアフローメータからなり、吸気管８１内を流れる吸入空気の単位時間あたりの質量流量に応じた電圧を出力するように構成されている。水温センサ９８は、シリンダブロック１４におけるウォータージャケット１４ｃ内の冷却水温（この冷却水温と暖機運転の進行状況とは高い相関関係を有している）に応じた電圧を出力するように構成されている。
【００９９】
上述の通りの構成を有する制御装置９０は、エアフローメータ９６、スロットルポジションセンサ９７、水温センサ９８等の各種センサからの信号がインターフェース９５を介してＣＰＵ９１に供給され、当該信号に応じたＣＰＵ９１の演算結果に応じて開閉弁８９ａ等の各種アクチュエータを作動させるための駆動信号を当該各種アクチュエータに向けて送出するように構成されている。
【０１００】
＜実施形態の構成による動作説明＞
まず、エンジン１０における冷却水の循環の様子について、図６を参照しつつ説明する。
【０１０１】
エンジン１０の運転によって、ウォーターポンプ４１のロータ４１ａがエンジン回転数に応じた回転数で回転駆動される。これにより、エンジン１０の回転数に応じた送出圧（正圧）で、冷却水がウォーターポンプ４１の下流に向けて送出される。また、ウォーターポンプ４１の上流側にて、エンジン１０の回転数に応じた負圧が発生し、この負圧によって、ウォーターバイパスパイプ４６を介してエンジン１０（循環経路切換部４４）からウォーターポンプ４１に冷却水が還流する。
【０１０２】
このウォーターポンプ４１における送出圧により、シリンダブロック１４内の冷却水は、シリンダヘッドガスケット１７の貫通孔１７ａを介してシリンダヘッド１２に流入する。シリンダヘッド１２を経た冷却水は、ヒータ流入流路４２ａを介してヒータ４２に供給され、当該ヒータ４２にて車室内に向けて熱を放出した後、ヒータ流出流路４２ｂを介して循環経路切換部４４に還流する。循環経路切換部４４に還流した冷却水は、ウォーターバイパスパイプ４６を介してウォーターポンプ４１に還流する。
【０１０３】
ここで、冷却水温が前記開弁温度よりも低い暖機運転中においては、図６（ａ）に示されているように、サーモスタット弁装置４５における感温作動弁４５ａによって、循環経路切換部４４とラジエータ流出流路４３ｂとの接続部である還流口４３ｂ１が閉塞されている。すなわち、冷却水がラジエータ４３を通過しないように、冷却水の循環経路が設定されている。これにより、暖機運転中は、冷却水がラジエータ４３によって冷却されず、エンジン１０で発生して冷却水に吸収された熱が有効にエンジン１０自身の暖機に用いられる。また、ラジエータ４３、ラジエータ流入流路４３ａ、及びラジエータ流出流路４３ｂの内側に存在する冷却水は、冷却水循環系統４０内を循環せず滞留している。よって、暖機運転中にてエンジン１０と共に昇温すべき冷却水量が少量となり、エンジン１０の昇温が早められ、以て暖機運転の進行が促進される。
【０１０４】
一方、暖機運転終了後においては、図６（ｂ）に示されているように、サーモスタット弁装置４５における感温作動弁４５ａによって、循環経路切換部４４とラジエータ流出流路４３ｂとの接続部である還流口４３ｂ１が開放される。これにより、冷却水は、シリンダヘッド１２からラジエータ流入流路４３ａを介してラジエータ４３に流入し、ラジエータ４３にて外気との熱交換によって冷却された後、ラジエータ流出流路４３ｂを介して循環経路切換部４４に還流する。
【０１０５】
また、エンジン回転数が高くなり、ウォーターポンプ４１の冷却水送出圧が高くなると、サーモスタット弁装置４５における感圧作動弁４５ｂが開く。これにより、シリンダヘッド１２から循環経路切換部４４に冷却水がバイパスし、このバイパスした冷却水は、ウォーターバイパスパイプ４６を介してウォーターポンプ４１に還流する。よって、ウォーターポンプ４１の吸込側と吐出側の圧力差、及びサーモスタット弁装置４５の上流側と下流側との圧力差が緩和され、冷却水の低圧部におけるキャビテーションの発生が低減され得る。
【０１０６】
＜＜実施形態の発核装置の動作説明＞＞
次に、発核装置３０の動作について、図６及び図７を用いて説明する。
【０１０７】
図７（ａ）に示されているように、始動前（エンジン１０の停止中）においては、負圧室３１ｅ内の圧力が外気（発核部材３２の底面３２ａが露出している外気）の圧力と等しい。よって、発核部材３２は、コイルスプリング３４によって付勢されることで、箱状部材３１の底板３１ｂに当接する。このとき、突出部２０ａの先端の潜熱蓄熱材露出開口２０ｂは、発核部材３２の第２側面３２ｄと当接する。すなわち、潜熱蓄熱材露出開口２０ｂにて突出部２０ａの外部に向けて露出している潜熱蓄熱材ＬＭは、当該潜熱蓄熱材ＬＭに対する濡れ性（wettability）・親和性（affinity）が不良なフッ素系の合成樹脂の表面である第２側面３２ｄと接触する。
【０１０８】
これにより、発核部材３２が極低温（例えばマイナス３０℃程度）になった場合であっても、当該発核部材３２の第２側面３２ｄと接触することで過冷却状態の潜熱蓄熱材ＬＭにて不用意な発核が発生することが抑制され得る。
【０１０９】
図６を参照すると、エンジン１０が始動される直前に、ＣＰＵ９１の制御下で開閉弁８９ａが閉弁され、開閉弁８９ｂが開弁される。これにより、サージタンク８５と接続部３３（図７における負圧室３１ｅ）とが気密的に接続される。そして、エンジン１０が始動されると、吸気管８１にて負圧が生じる。この吸気管８１（サージタンク８５）の負圧によって、負圧室３１ｅ（図７参照）内の空気が、接続部３３及び負圧伝達管８６を介して排出される。
【０１１０】
図７（ｂ）を参照すると、上述のように、負圧室３１ｅ内から接続部３３を介して空気が排出されると、当該負圧室３１ｅ内の圧力が大気圧よりも低くなる。すなわち、当該負圧室３１ｅ内の圧力が、発核部材３２の底面３２ａが露出している外気の圧力よりも低くなる。このような、負圧室３１ｅと外気との差圧に基づいて、発核部材３２の底面３２ａが、当該外気の圧力によって、コイルスプリング３４の付勢力に抗して押される。そして、図７（ｂ）に示されているように、発核部材３２がコイルスプリング３４の付勢力に抗して図中左方に移動する。
【０１１１】
ここで、発核部材３２の側面と側板３１ｃの内面３１ｄとの間に所定の小さなクリアランスが形成されつつ、発核部材３２の側面とシール部材３５及び３６とが接触している。よって、発核部材３２がコイルスプリング３４の付勢力に抗して図中左方に移動する際、発核部材３２の側面と、シール部材３５及び３６とが、気密的に接触しつつ摺動する。
【０１１２】
そして、潜熱蓄熱材露出開口２０ｂにて突出部２０ａの外部に向けて露出している潜熱蓄熱材ＬＭは、当該潜熱蓄熱材ＬＭに対する濡れ性・親和性が適度又は良好な第１側面３２ｃと接触する。これにより、当該第１側面３２ｃと接触した過冷却状態の潜熱蓄熱材ＬＭにて、過冷却状態が局部的に解除され、微小な固相の核が生成する（発核する）。
【０１１３】
この第１側面３２ｃとの接触部にて生成した固相の核と、その周囲の過冷却状態（ゲル相）の潜熱蓄熱材ＬＭとが接触することで、当該固相の核と接触したゲル相が順次固相に相転移する。このようにして、始動時にて潜熱が過冷却状態の潜熱蓄熱材ＬＭから確実に放出される。この潜熱がシリンダブロック１４に伝わることにより、暖機運転が熱的に促進される。
【０１１４】
本実施形態の発核装置３０によれば、上述の通り、潜熱蓄熱材ＬＭに対して良好ないし適度の濡れ性（wettability）・親和性（affinity）を有する材質の表面である発核部材３２の第１側面３２ｃを、過冷却状態の潜熱蓄熱材ＬＭと接触させることによって、発核が行われる。これにより、過冷却状態の潜熱蓄熱材ＬＭにおける、第１側面３２ｃとの接触部にて、発核が確実に行われる。例えば、潜熱蓄熱材ＬＭが１２０℃程度の高温まで加熱されても良好に行われ得る。
【０１１５】
その後、ＣＰＵ９１の制御下で、開閉弁８９ｂが閉弁された後、開閉弁８９ａが開弁される。すると、負圧室３１ｅ内の圧力が外気（発核部材３２の底面３２ａが露出している外気）の圧力と等しくなる。よって、図７（ｃ）に示されているように、発核部材３２は、コイルスプリング３４によって付勢されることで、箱状部材３１の底板３１ｂに当接する位置まで移動する。このとき、発核部材３２の第１側面３２ｃは、シール部材３５と摺動しつつ図中右方に移動する。これにより、当該第１側面３２ｃに付着していた潜熱蓄熱材ＬＭが剥ぎ取られ、潜熱蓄熱材ＬＭによる濡れが生じていない「清浄な」第１側面３２ｃが生成される。この「清浄な」第１側面３２ｃは、次回の始動時まで、空気導入ギャップ３１ｎ内にて外気に曝された状態で保持される。この「清浄な」第１側面３２ｃが、上述のように、次回の始動時にて、過冷却状態の潜熱蓄熱材ＬＭと接触することで、発核動作が良好かつ確実に行われ得る。
【０１１６】
＜＜潜熱の保持・放出動作＞＞
次に、実施形態の構成による潜熱の保持・放出動作について、図１を参照しつつ説明する。
【０１１７】
暖機運転終了後であって、冷却水が前記開弁温度（８２℃程度）よりも高温の状態においては、潜熱蓄熱材容器２０内に収容されている潜熱蓄熱材ＬＭ（酢酸ナトリウム３水和物：融点５８℃）の全量が、シリンダブロック１４のウォータージャケット１４ｃ内の冷却水によって、融点を超える温度に加熱されてゲル相となる。その後、エンジン１０が停止され、シリンダブロック１４及びウォータージャケット１４ｃ内の冷却水が外気温程度にまで低下しても、潜熱蓄熱材ＬＭは、固相に相変化せずゲル相のまま過冷却状態となって潜熱を保持している。
【０１１８】
エンジン１０が再始動され、暖機運転が行われる際、上述のように、発核装置３０によって、潜熱蓄熱材容器２０における突出部２０ａの先端（図７における潜熱蓄熱材露出開口２０ｂ）にて、発核動作が行われる。これにより、潜熱蓄熱材容器２０内に収容されている潜熱蓄熱材ＬＭの過冷却状態が順次解除され、当該潜熱蓄熱材ＬＭに蓄熱された潜熱が放出される。
【０１１９】
このようにして過冷却状態の潜熱蓄熱材ＬＭから取り出された潜熱が、潜熱蓄熱材容器２０内の周囲のウォータージャケット１４ｃ内の冷却水Ｃを介して、シリンダブロック１４の上部に伝達される。これにより、冷間始動時における暖機運転の進行が促進され得る。また、上述のように取り出された潜熱によって温められた冷却水Ｃが、シリンダヘッド１２のウォータージャケット１２ｃに流入することで、シリンダヘッド１２の吸気ポート１２ａ及び吸気弁１３ａの近傍位置が温められる。これにより、冷間始動時において吸気ポート１２ａの内壁や吸気弁１３ａの表面に気化燃料が凝縮して付着することが可及的に抑制され、以て混合気の空燃比変動が可及的に抑制され得る。
【０１２０】
よって、本実施形態の構成によれば、エンジン１０の始動時に、シリンダブロック１４の内部のウォータージャケット１４ｃ内にて、潜熱蓄熱材ＬＭの過冷却状態の解除及び潜熱の放出が行われる。したがって、当該過冷却状態の解除によって生じた熱が、外気に逃がされることなく、シリンダブロック１４に対して効率的に伝達される。
【０１２１】
また、潜熱蓄熱材容器２０がシリンダブロック１４に内蔵されているので、エンジン１０が小型化されるとともに、当該シリンダブロック１４の外側面に冷却フィンを障害なく形成することが可能になる。さらに、潜熱蓄熱材容器２０を前記ウォータージャケット１４ｃ内に収容するという非常に簡略な構成で、良好な潜熱の保持（蓄熱）及び放出が実現され得る。
【０１２２】
本実施形態においては、シリンダブロック１４のウォータージャケット１４ｃの内壁面と潜熱蓄熱材容器２０の外壁面との間に、冷却水Ｃが通過可能な冷却水通過ギャップ１４ｄが形成されていて、潜熱蓄熱材容器２０の下方及び側方のほぼ全体が、この冷却水通過ギャップ１４ｄによって囲まれている。
【０１２３】
よって、本実施形態によれば、冷間始動の際に潜熱蓄熱材ＬＭから潜熱が放出されると、この熱は潜熱蓄熱材容器２０とウォータージャケット１４ｃとの間隙に充填された冷却水Ｃに伝達される。
【０１２４】
これにより、この冷却水Ｃに伝達された熱によって、シリンダブロック１４が、シリンダ１４ｂの高さ方向について可及的に偏りなく加熱される。また、温度が上昇した冷却水Ｃがシリンダブロック１４のウォータージャケット１４ｃからシリンダヘッド１２のウォータージャケット１２ｃに供給されることで、吸気ポート１２ａを効率的に暖めることができる。また、冷間始動直後から、冷却水Ｃに伝えられた熱を介して、ヒータ４２（図５参照）が効率的に暖められる。
【０１２５】
さらに、暖機運転終了後は、シリンダブロック１４のウォータージャケット１４ｃの内壁面と潜熱蓄熱材容器２０の外壁面との間隙を冷却水Ｃが通過することで、潜熱蓄熱材容器２０内の潜熱蓄熱材ＬＭの過熱が防止され得る。
【０１２６】
＜変形例の示唆＞
なお、上述の実施形態は、上述した通り、出願人が取り敢えず本願の出願時点において最良であると考えた本発明の代表的な実施形態を単に例示したものにすぎない。よって、本発明はもとより上述の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の本質的部分を変更しない範囲内において種々の変形を施すことができることは当然である。
【０１２７】
以下、先願主義の下で本願の出願の際に追記し得る程度（時間の許す限り）で、変形例について幾つか例示するが、変形例とてこれらに限定されるものではないことはいうまでもない。本願発明を、上述の実施形態及び下記変形例の記載に基づき限定解釈すること（特に、本発明の課題を解決するための手段を構成する各要素における、作用・機能的に表現されている要素を、実施形態等の記載に基づき限定解釈すること）は、先願主義の下で出願を急ぐ出願人の利益を不当に害する反面、模倣者を不当に利するものであって、発明の保護及び利用を目的とする特許法の目的に反し、許されない。
【０１２８】
（ｉ）本発明は、上述の実施形態のようなエンジン用途や自動車用途に限定されない。また、本発明は、電気的発核その他の発核メカニズムにも適用可能である。また、本発明は、直列３気筒その他の直列エンジンの他にも、単気筒エンジンや、バンク角度が０度を超え１８０度以下のＶ型エンジン、水平対向エンジンにも適用され得る。さらに、本発明が複数気筒のエンジンに適用される場合、気筒毎に蓄熱材収容部（潜熱蓄熱材容器）が独立して別個に設けられていてもよい。
【０１２９】
（ii）潜熱蓄熱材の材質としては、酢酸ナトリウム３水和物（ＣＨ3ＣＯＯＮa・３Ｈ2Ｏ）の他、シュウ酸、酢酸マグネシウム、酢酸マンガン、硫酸ニッケル、硫酸マグネシウム、硫酸銅、硫酸亜鉛、チオ硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、及びこれらの水和物や、ナフタレン、パルミチン酸、安息香酸、高純度パラフィン等、及びこれらの混合物等が採用可能である。
【０１３０】
（iii）図１を参照すると、潜熱蓄熱材容器２０は、シリンダブロック１４の外表面に接するように配置されていてもよい。また、発核装置３０は、シリンダブロック１４の外表面に着接されていてもよい。
【０１３１】
（iv）図１を参照すると、潜熱蓄熱材容器２０及び発核装置３０は、シリンダヘッド１２側（シリンダヘッド１２の内部又は外部）に配置されていてもよい。
【０１３２】
（ｖ）図３を参照すると、潜熱蓄熱材容器２０におけるバッグ２２を、所定の剛性を有する構成（例えば厚さ１ｍｍ程度の合成樹脂）とすることで、骨格２１を省略することが可能である。
【０１３３】
（vi）図４を参照すると、第２側面３２ｄは省略可能である。すなわち、発核部材３２の側面が、すべて第１側面３２ｃから構成されていてもよい。
【０１３４】
（vii）図４を参照すると、接続部３３を、箱状部材３１の底板３１ｂに設け、エンジンにおける正圧発生部と気密的又は液密的に接続してもよい。すなわち、発核部材３２がエンジンの始動によって生じる正圧によって移動するように、発核装置３０が構成されていてもよい。
【０１３５】
（viii）図４の接続部３３及び負圧室３１ｅは、図５の冷却水循環系統４０における負圧発生部（例えばウォーターバイパスパイプ４６におけるウォーターポンプ４１近傍の位置）と接続されていてもよい。あるいは、図４の接続部３３及び負圧室３１ｅは、エンジンの潤滑油の循環系統における負圧発生部と接続されていてもよい。あるいは、図４の接続部３３及び負圧室３１ｅは、ブレーキや各種のバルブ制御のためにエンジンに備えられるバキュームポンプと接続されていてもよい。さらに、図４の接続部３３及び負圧室３１ｅは、図５の冷却水循環系統４０又はエンジンの潤滑油の循環系統における正圧発生部と接続されていてもよい。
【０１３６】
（ix）図６における、分岐管８８、開閉弁８９ａ、及び開閉弁８９ｂは、省略可能である。すなわち、エンジン１０の運転中に発核装置３０が図７（ｂ）の状態となり、エンジン１０の停止中に発核装置３０が図７（ａ）及び図７（ｃ）の状態となるように、発核装置３０が構成されていてもよい。
【０１３７】
（ｘ）図８に示されているように、図１における潜熱蓄熱材容器２０を省略して、潜熱蓄熱材ＬＭをシリンダブロック１４内に直接的に収容してもよい。
【０１３８】
すなわち、図８における変形例のシリンダブロック１４においては、ウォータージャケット１４ｃと潜熱蓄熱材収容ジャケット１４ｋとが、シリンダ１４ｂを囲む略円筒状（tubelike／tubular type）の空洞部として一体に形成されている。そして、ウォータージャケット１４ｃと潜熱蓄熱材収容ジャケット１４ｋとを液密的に仕切るように、セパレーター１９が配置されている。この潜熱蓄熱材収容ジャケット１４ｋ内には、潜熱蓄熱材ＬＭが収容されている。
【０１３９】
かかる構成によれば、シリンダブロック１４に形成された上述の略円筒状の空洞部内にセパレーター１９を単に収容するだけで、ウォータージャケット１４ｃと潜熱蓄熱材収容ジャケット１４ｋとが簡略な製造工程で形成され得る。また、シリンダブロック１４における、潜熱蓄熱材収容ジャケット１４ｋの内壁面と、潜熱蓄熱材ＬＭとが、直接接触する。これにより、潜熱蓄熱材ＬＭに保持された潜熱がシリンダブロック１４に直接的に伝熱される。よって、放出された当該潜熱によってシリンダブロック１４が効率的に暖められる。したがって、暖機運転がさらに促進され得る。
【０１４０】
なお、かかる構成においては、潜熱蓄熱材収容ジャケット１４ｋの内壁面に、潜熱蓄熱材ＬＭに対する濡れ性（wettability）・親和性（affinity）が不良なフッ素系の合成樹脂等のコーティングを設けることが好適である。
【０１４１】
（xi）その他、本発明の課題を解決するための手段を構成する各要素における、作用・機能的に表現されている要素は、上述の実施形態・実施例や変形例にて開示されている具体的構造の他、当該作用・機能を実現可能な、いかなる構造をも含む。
【図面の簡単な説明】
【０１４２】
【図１】エンジンの気筒配列方向と垂直な断面における側断面図である。
【図２】図１に示したエンジンのシリンダブロックを上方から見た平面図である。
【図３】図１に示した潜熱蓄熱材容器の具体的な構成を説明するための斜視図である。
【図４】図１におけるＢ−Ｂ断面図であり、発核装置の具体的な構成を説明するための平断面図である。
【図５】図１に示したエンジンを冷却するための冷却水（冷却媒体）の循環経路の概略構成図である。ここで、図５（ａ）は、冷却水温が所定温度よりも低温である暖機運転中の状態を示し、図５（ｂ）は、冷却水温が前記所定温度以上である暖機運転終了後の状態を示している。
【図６】図１に示したエンジンにおける吸気系統及び制御系統の概略構成を示す図である。
【図７】図４に示した発核装置の動作を説明するための平断面図である。
【図８】変形例の構成を説明するための、エンジンの気筒配列方向と垂直な断面における側断面図である。
【符号の説明】
【０１４３】
１０…エンジン、            １２…シリンダヘッド、    １４…シリンダブロック、
１４ｃ…ウォータージャケット、１４ｄ…冷却水通過ギャップ、
１４ｋ…潜熱蓄熱材収容ジャケット、１９…セパレーター、２０…潜熱蓄熱材容器、
２０ａ…突出部、            ２０ｂ…潜熱蓄熱材露出開口、３０…発核装置、
３１…箱状部材、            ３１ｅ…負圧室、          ３１ｎ…空気導入ギャップ、
３２…発核部材、            ３２ｃ…第１側面、        ３２ｄ…第２側面、
３３…接続部、              ３４…コイルスプリング、  ３５…シール部材、
４０…冷却水循環系統、  ４１…ウォーターポンプ、４６…ウォーターバイパスパイプ、
８０…吸気系統、            ８１…吸気管、            ８５…サージタンク、
８６…負圧伝達管、          ８７…チェックバルブ、    ８８…分岐管、
８９ａ…開閉弁、            ８９ｂ…開閉弁、          ９０…制御装置、
９１…ＣＰＵ、              ９８…水温センサ、        Ｃ…冷却水、
ＬＭ…潜熱蓄熱材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2007051593.tif 000007
【図６】
2007051593.tif 000008
【図７】
2007051593.tif 000009
【図８】
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