(57)【要約】【課題】安価で簡単な構成の内燃機関の暖機装置を提供する。【解決手段】内燃機関のウォータジャケット１３内に、潜熱型の蓄熱材Ｘを収容した蓄熱材収容容器１４を配設する。この蓄熱材収容容器内に、過冷却状態にある蓄熱材の相変化を促すように稼動する発核装置２を設ける。この発核装置に、バイメタルよりなる板状部材２９と、ウォータジャケット内に設けた水車２５と、蓄熱材収容容器内に設けられ、水車の回転に伴い回転する回転体２３と、回転体の中心より略放射線状に延びる複数の爪２４とを設ける。そして、水車を内燃機関の始動に伴いウォータジャケット内に流通する冷却水によって水車を回転させるとともに回転体の各爪を回転させ、この回転する各爪で引っ掻いた板状部材表面の新生面を過冷却状態の蓄熱材に直に接触させて蓄熱材を発核させるように発核装置を稼動させる。【選択図】図２
2007085329.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の内部に潜熱型の蓄熱材が収容され、
その蓄熱材の内部には、第１の摺動部材と第２の摺動部材との互いの摺動箇所を起点にして過冷却状態にある蓄熱材を発核させて相変化を促すように稼動する発核装置が設けられていることを特徴とする内燃機関の暖機装置。
【請求項２】
上記請求項１に記載の内燃機関の暖機装置において、
第１の摺動部材と第２の摺動部材とは、内燃機関の始動時に互いに摺動して蓄熱材を発核させるようにしていることを特徴とする内燃機関の暖機装置。
【請求項３】
上記請求項２に記載の内燃機関の暖機装置において、
第１の摺動部材は、
内燃機関の停止時に弾性体により一側に付勢されている一方、
内燃機関の始動時に発生する流体の圧力により他側に付勢されて第２の摺動部材と摺動することによって蓄熱材を発核させるようにしていることを特徴とする内燃機関の暖機装置。
【請求項４】
上記請求項３に記載の内燃機関の暖機装置において、
内燃機関の始動時に発生する流体の圧力としては、冷却水の圧力、潤滑油の圧力および吸気の負圧力のいずれかが適用されていることを特徴とする内燃機関の暖機装置。
【請求項５】
上記請求項２に記載の内燃機関の暖機装置において、
第１の摺動部材としては、内燃機関の始動に伴って蓄熱材の内部で回転する回転体が適用されており、
第２の摺動部材は、上記回転体の先端が摺動するようにその先端の回転軌跡上に配されていることを特徴とする内燃機関の暖機装置。
【請求項６】
上記請求項２に記載の内燃機関の暖機装置において、
第１の摺動部材としては、棒状物が適用されている一方、
第２の摺動部材としては、内燃機関の始動時に発する振動により上記棒状物に対し摺動するように移動する錘状物が適用されていることを特徴とする内燃機関の暖機装置。
【請求項７】
上記請求項２に記載の内燃機関の暖機装置において、
第１の摺動部材としては、蓄熱材内において懸架部材により揺動自在に懸架された錘の揺動方向と略直行する面より突出する爪体が適用されている一方、
第２の摺動部材としては、上記爪体の先端に対し懸架装置による錘の均衡状態で接触する金属板が適用されており、
内燃機関の始動時に発する振動により錘を懸架部材による均衡状態から揺動させて金属板に対し爪体の先端を摺動させることによって蓄熱材を発核させるようにしていることを特徴とする内燃機関の暖機装置。
【請求項８】
上記請求項７に記載の内燃機関の暖機装置において、
懸架装置としては、コイルスプリングが適用されていることを特徴とする内燃機関の暖機装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の始動時に内燃機関内部の温度を急速に上昇させて暖機する暖機装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、内燃機関の始動時に、内燃機関の内部温度、特にシリンダ壁温や燃焼室温度が低くなっていると、ピストンの運動に対するフリクションロスが増大する上、排気組成が悪くなる。
【０００３】
そのため、従来より、内燃機関の内部に潜熱型の蓄熱材を収容し、内燃機関の運転により発生する熱を蓄熱材に蓄えておき、その蓄熱材に蓄えた熱を次の内燃機関の始動時に放熱させて内燃機関の暖機を促進するようにした暖機装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この暖機装置は、蓄熱材の内部に挿通された一対の電極を有する発核装置を備えており、この電極に対し外部から電圧を印加して発核装置を稼働させることによって、過冷却状態にある蓄熱材を発核させて蓄熱材の相変化を促し、蓄熱材からの放熱が行われるようにしている。
【０００５】
また、その他の発核装置としては、蓄熱材の内部に反転変位可能な皿ばねと、この皿ばねを作動杆を介して連結された外部の加圧器とを備え、この加圧器により作動杆を往復運動させて皿ばねを反転変位させて発核装置を稼働させることによって、過冷却状態にある蓄熱材を発核させて蓄熱材の相変化を促し、蓄熱材からの放熱が行われるようにしたものもある（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１１−１８２３９３号公報
【特許文献２】特開平６−２５７９７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、上記従来のものでは、電極に対し電圧を印加したり、皿ばねを作動杆の往復運動により反転変位させることによって、蓄熱材を発核させているため、発核装置の構成が非常に複雑なものとなる上、コストアップが余儀なくされることになる。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、安価で簡単な構成の内燃機関の暖機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】
上記目的を達成するため、本発明では、内燃機関の暖機装置として、内燃機関の内部に潜熱型の蓄熱材を収容し、その蓄熱材の内部に、第１の摺動部材と第２の摺動部材との互いの摺動箇所を起点にして過冷却状態にある蓄熱材を発核させて相変化を促すように稼動する発核装置を設けている。
【０００９】
この特定事項により、発核装置は、蓄熱材の内部において第１の摺動部材と第２の摺動部材との互いの摺動箇所を起点にして蓄熱材の相変化を促すように稼動するので、電極に対し電圧を印加したり、皿ばねを作動杆の往復運動により反転変位させることによって蓄熱材を発核させていたものに比べて、発核装置の構成が非常に簡素なものとなる上、コストの低廉化を図ることも可能となる。
【００１０】
特に、蓄熱材の発核タイミングを特定するものとして、以下の構成が掲げられる。
【００１１】
つまり、第１の摺動部材と第２の摺動部材とを、内燃機関の始動時に互いに摺動させて蓄熱材を発核させるようにしている。
【００１２】
この特定事項により、内燃機関の始動時に第１の摺動部材と第２の摺動部材とを互いに摺動させて蓄熱材を発核させているので、内燃機関の始動時に蓄熱材からの放熱が行われ、内燃機関の暖機を円滑に行うことが可能となる。
【００１３】
特に、第１の摺動部材を特定するものとして、以下の構成が掲げられる。
【００１４】
つまり、第１の摺動部材を、内燃機関の停止時に弾性体により一側に付勢している一方、内燃機関の始動時に発生する流体の圧力、例えば、冷却水の圧力、潤滑油の圧力および吸気の負圧力のいずれかの適用により、他側に付勢して第２の摺動部材と摺動させることによって蓄熱材を発核させるようにしている。
【００１５】
この特定事項により、第１の摺動部材は、内燃機関の始動時に発生する冷却水の圧力、潤滑油の圧力および吸気の負圧力のいずれかの流体の圧力により弾性体の付勢力に抗して第２の摺動部材に対し摺動することによって蓄熱材が発核するため、内燃機関の始動時に発生する流体の圧力を駆動源として第２の摺動部材に対する第１の摺動部材の摺動が行えることになり、内燃機関の始動時に蓄熱材を発核させて蓄熱材からの放熱による内燃機関の暖機を確実に行うことが可能となる。
【００１６】
これに対し、第１の摺動部材として、内燃機関の始動に伴って蓄熱材の内部で回転する回転体を適用するとともに、上記回転体の先端が摺動するようにその先端の回転軌跡上に第２の摺動部材を配している場合には、内燃機関の始動に伴って回転する回転体の先端がその回転軌跡上に配した第２の摺動部材に摺動することによって蓄熱材が発核するため、蓄熱材からの放熱による内燃機関の暖機を確実に行うことが可能となる。
【００１７】
また  第１の摺動部材として棒状物を適用している一方、第２の摺動部材として、内燃機関の始動時に発する振動により上記棒状物に対し摺動するように移動する錘状物を適用している場合には、内燃機関の始動時に発する振動により錘状物が移動することによって蓄熱材が発核するため、蓄熱材からの放熱による内燃機関の暖機を確実に行うことが可能となる。
【００１８】
特に、第１の摺動部材および第２の摺動部材を特定するものとして、以下の構成が掲げられる。
【００１９】
つまり、第１の摺動部材として、蓄熱材内において懸架部材により揺動自在に懸架された錘の揺動方向と略直行する面より突出する爪体を適用する一方、第２の摺動部材として、上記爪体の先端に対し懸架装置による錘の均衡状態で接触する金属板を適用する。そして、内燃機関の始動時に発する振動により錘を懸架部材による均衡状態から揺動させて金属板に対し爪体の先端を摺動させることによって蓄熱材を発核させるようにしている。
【００２０】
この特定事項により、内燃機関の始動時に発する振動により錘が均衡状態から揺動した際に金属板に対し爪体の先端を摺動させることによって発核装置が稼動するので、発核装置が外部からの電気回路や加圧器などの動力源に依存することなく蓄熱材の内部にて独自の機構により単独で稼働することになり、金属板に対し爪体の先端を摺動させるように錘を揺動自在に懸架部材で懸架するといった非常に簡単な構成で効率の高い発核装置を提供することが可能となる。
【００２１】
ここで、懸架部材としてコイルスプリングを適用した場合には、内燃機関の始動時に発する振動により錘が揺動した際にコイルスプリングの付勢力によって爪体の先端が金属板に対し確実に接触し、この爪体の先端が金属板を追従しながら確実に擦って発核装置の稼動チャンスが多くなり、過冷却状態にある蓄熱材に相変化が促され易く、錘をコイルスプリングで揺動自在に懸架するだけの非常に簡単な構成で蓄熱材からの放熱を確実に行うことが可能となる。しかも、コイルスプリングは、内燃機関の始動時に発する振動に応じたばね定数に設定し易く、錘に応じたチューニングを容易に行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００２２】
以上、要するに、蓄熱材の内部において第１の摺動部材と第２の摺動部材との互いの摺動箇所を起点にして蓄熱材を発核させることで、電極に対する電圧の印加や皿ばねの反転変位によって蓄熱材を発核させていたものに比べて、発核装置の構成を非常に簡素なものにすることができる上、コストの低廉化を図ることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００２４】
図１は、本実施例１に係わる暖機装置を備えた内燃機関をクランク軸方向から見た断面図であって、この内燃機関１のシリンダブロック１１には、シリンダ１２を囲むようにウォータジャケット１３が形成されている。このウォータジャケット１３内には、例えば酢酸ナトリウム・３水和物（ＣＨ3ＣＯＯＮａ・３Ｈ2Ｏ）からなる潜熱型の蓄熱材Ｘを充填した蓄熱材収容容器１４が収容されている。この蓄熱材収容容器１４は、熱伝導率の高い合成樹脂により構成されている。蓄熱材Ｘとしての酢酸ナトリウム・３水和物は、融点（５８゜Ｃ）を越える温度状態から融点以下の温度状態に冷却しても液相から固相に相変化を起こさず、マイナス２０゜Ｃ〜マイナス３０゜Ｃ程度まで潜熱を蓄えたまま過冷却状態となる特性を有している。また、図２の（ａ）および（ｂ）に示すように、蓄熱材収容容器１４の内部には、蓄熱材Ｘの相変化を促すように稼動する発核装置２が配設されている。そして、内燃機関１の温度が低下し、蓄熱材Ｘが過冷却状態にあるときに、内燃機関１の始動時に発する振動により発核装置２が稼動すると、蓄熱材Ｘの固相への相変化が促され、速やかに潜熱が放出されるようになっている。また、蓄熱材Ｘは、固相への相変化により潜熱の放出を終えてシリンダブロック１１からの熱を受け、融点を越える温度状態から液相へ相変化して潜熱を蓄えるようになっている。
【００２５】
発核装置２は、蓄熱材収容容器１４内の側面に一側片２０ａ（図２では右側の片）が固着された断面略コ字状の支持枠２０と、この支持枠２０の他側片２０ｂ（図２では左側の片）に固設された支持片２１より支持枠２０の一側片２０ａに向かって緩やかに湾曲して延びる第２の摺動部材としての板状部材２９と、支持枠２０の一側片２０ａの上下方向略中央位置およびこれと対応する蓄熱材収容容器１４の側面を貫通して蓄熱材収容容器１４内とウォータジャケット１３内とに跨って配置され、内部に軸２２ａを回転自在に支持する略円筒形状の軸枠部材２２と、その蓄熱材収容容器１４内に位置する軸枠部材２２の他側端に設けられ、その内部の軸２２ａの他端（図２では左端）に対し略直行する方向（図２では紙面手前奥方向）に回転可能に連結された回転体２３と、この回転体２３の周囲に所定間隔置きに設けられ、その中心より略放射線状に延びる第１の摺動部材としての複数の爪２４，２４，…と、上記ウォータジャケット１３内に位置する軸枠部材２２の一側端に設けられ、その内部の軸２２ａの一端（図２では右端）に対し略直行する方向に回転可能に連結された水車２５とを備えている。
【００２６】
上記水車２５は、内燃機関１の始動に伴いウォータジャケット１３内に流通する冷却水によって回転するようになっている。この水車２５の回転力は、軸２２ａを介して蓄熱材収容容器１４内の回転体２３に伝達され、その回転体２３に伝達された回転力によって各爪２４が図２中の矢印Ａ方向に回転するようになっている。
【００２７】
上記板状部材２９は、バイメタルよりなり、蓄熱材収容容器１４内の蓄熱材Ｘが４０゜Ｃ未満の温度のときに回転体２３の各爪２４と摺動する摺動位置（図２の（ａ）に示す位置）まで変形する一方、蓄熱材Ｘが４０゜Ｃ以上の温度になったときに回転体２３の各爪２４と摺動不能な回避位置（図２の（ｂ）に示す位置）まで図２の（ｂ）中の矢印Ｂ方向に反るように変形している。
【００２８】
そして、板状部材２９と回転体２３の各爪２４とは、蓄熱材Ｘと直に接触しており、蓄熱材Ｘが４０゜Ｃ未満の温度、例えば過冷却状態まで冷却されている場合には、板状部材２９は摺動位置まで変形しているために、内燃機関１の始動に伴いウォータジャケット１３内に流通する冷却水によって水車２５が回転すると、この水車２５の回転力が軸２２ａを介して回転体２３に伝達されて各爪２４が回転し、この回転する爪２４が板状部材２９に対し摺動してその板状部材２９の表面が引っ掻かれ、その引っ掻かれた新生面を過冷却状態の蓄熱材Ｘに直に接触させることによって、蓄熱材Ｘを発核させるように発核装置２が稼動するようになっている。この発核装置２の稼動により、蓄熱材Ｘの固相への相変化が促され、速やかに潜熱がシリンダブロック１１に対し放出されるようになっている。この場合、水車２５は、内燃機関１の始動に伴いウォータジャケット１３内に流通する冷却水によって回転し易い向きに配されている。
【００２９】
したがって、上記実施例１では、発核装置２は、蓄熱材Ｘの内部において板状部材２９と回転体２３の各爪２４との互いの摺動箇所を起点にして蓄熱材Ｘを発核させるように稼動するので、電極に対し電圧を印加したり、皿ばねを作動杆の往復運動により反転変位させることによって、蓄熱材を発核させていたものに比べて、発核装置２の構成を非常に簡素なものにすることができる上、コストの低廉化を図ることもできる。
【００３０】
そして、板状部材２９と回転体２３の各爪２４とは、内燃機関１の始動に伴いウォータジャケット１３内に流通する冷却水によって回転する水車２５の回転力を軸２２ａを介して回転体２３に伝達することにより摺動し、その各爪２４により引っ掻いた板状部材２９表面の新生面を過冷却状態の蓄熱材Ｘに直に接触させることによって、蓄熱材Ｘを発核させるように発核装置２が稼動するので、内燃機関１の始動時に蓄熱材Ｘからの放熱が行われ、内燃機関１の暖機を円滑に行うことができる。
【００３１】
しかも、内燃機関１の始動に伴って回転する回転体２３の各爪２４がその回転軌跡上に配した板状部材２９に対し摺動して引っ掻くことによって蓄熱材Ｘが確実に発核するため、蓄熱材Ｘからの放熱により内燃機関１の暖機を行う上で非常に有利なものとなる。
【００３２】
なお、上記実施例１では、内燃機関１の始動に伴いウォータジャケット１３内に流通する冷却水によって水車２３を回転させ、その回転力を軸２２ａを介して回転体２３に伝達して各爪２４を回転させたが、図３に示すように、ウォータジャケット１３内に位置する軸枠部材２２の一側端に従動プーリ２６ａを設け、この従動プーリ２６ａを、軸枠部材２２の内部の軸２２ａの一端（図３では右端）に対し略直行する方向に回転可能に連結するとともに、この従動プーリ２６ａ近傍のウォータジャケット１３内に、クランクシャフトの回転により回動する駆動プーリ２６ｂを配置し、この駆動プーリ２６ｂと従動プーリ２６ａとの間に架け渡されたベルト２６ｃによって、駆動プーリ２６ｂの回転力を従動プーリ２６ａに伝達し、この従動プーリ２６ａに伝達された回転力を軸２２ａを介して回転体２３に伝達して各爪２４を回転させるようにしてもよい。
【００３３】
また、図４に示すように、ウォータジャケット１３内に位置する軸枠部材２２の一側端に従動ギヤ２７ａを設け、この従動ギヤ２７ａを、軸枠部材２２の内部の軸２２ａの一端（図３では右端）に対し略直行する方向に回転可能に連結するとともに、この従動ギヤ２７ａ近傍のウォータジャケット１３内に、クランクシャフトの回転により回動する駆動ギヤ２７ｂを配置し、この駆動ギヤ２７ｂと従動ギヤ２７ａとを噛合させて、駆動ギヤ２７ｂの回転力を従動ギヤ２７ａに伝達し、この従動ギヤ２７ａに伝達された回転力を軸２２ａを介して回転体２３に伝達して各爪２４を回転させるようにしてもよい。
【００３４】
更に、図５に示すように、軸枠部材２２の一側端が位置するウォータジャケット１３内に、クランクシャフトの回転により回動する回転体２８ａを配置するとともに、軸枠部材２２を一側部分２２ｂと他側部分２２ｃとに分割し、この一側部分２２ｂと他側部分２２ｃとの間に、軸２２ａを介した回転力の伝達を遮断または接続する電磁クラッチ２８ｂを設けてもよい。この場合には、各爪の回転が不要となったとき、つまり発核装置２の稼動により蓄熱材Ｘが４０゜Ｃ以上の温度となったときに、電磁クラッチ２８ｂによる軸２２ａを介した回転力の伝達を遮断すれば、各爪の不要な回転による騒音の低減を図ることが可能となる。
【実施例２】
【００３５】
次に、本発明の実施例２を図６に基づいて説明する。
【００３６】
この実施例２では、発核装置の構成を変更している。なお、発核装置を除くその他の構成は、上記実施例１の場合と同じであり、同一部分については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００３７】
すなわち、本例では、図６の（ａ）に示すように、発核装置３は、蓄熱材収容容器１４内の側面に貫通し、かつその貫通孔１４ａに対し摺動自在に支持された第１の摺動部材としてのシャフト部材３１と、このシャフト部材３１の一側端（図６では右端）に一体的に取り付けられた円盤状板材３１ａと、ウォータジャケット１３内において上記円盤状板材３１ａと蓄熱材収容容器１４の側面との間に縮装され、上記シャフト部材３１を反蓄熱材収容容器１４側（図６では右側）に付勢する弾性体としての付勢スプリング３２と、上記シャフト部材３１の他側端（図６では左端）に取り付けられ、上記付勢スプリング３２により付勢されたシャフト部材３１の反蓄熱材収容容器１４側へのそれ以上の移動を規制するストッパ３１ｂと、蓄熱材収容容器１４の貫通孔１４ａ周縁に取り付けられ、シャフト部材３１に対し密接して該シャフト部材３１が軸線方向に摺動する際にそのシャフト部材３１の表面を扱く第２の摺動部材としての円環形状のゴム製扱き部材３３とを備えている。この場合、シャフト部材３１は、内燃機関１の停止時に付勢スプリング３２により反蓄熱材収容容器１４側へ付勢されてストッパ３１ｂによりそれ以上の移動が規制され、このとき、蓄熱材収容容器１４の側面より外方に突出している部分はウォータジャケット１３内の冷却水に触れている。
【００３８】
そして、図６の（ｂ）に示すように、上記シャフト部材３１は、内燃機関１の始動時にウォータジャケット１３内で発生する冷却水の圧力が円盤状板材３１ａに対し図６の（ｂ）に示す矢印Ｃ方向から作用すると、付勢スプリング３２の付勢力に抗して蓄熱材収容容器１４側（図６では左側）に付勢されてゴム製扱き部材３３と摺動し、このゴム製扱き部材３３との摺動によってシャフト部材３１の表面が扱かれて新生面を過冷却状態の蓄熱材Ｘに直に接触させることによって、蓄熱材Ｘを発核させるように発核装置３が稼動する。この発核装置３の稼動により、蓄熱材Ｘの固相への相変化が促され、速やかに潜熱がシリンダブロック１１に対し放出されるようになっている。この場合、シャフト部材３１一側端の円盤状板材３１ａは、内燃機関１の始動時にウォータジャケット１３内で発生する冷却水の圧力が作用し易い向きに配されている。
【００３９】
したがって、上記実施例２においても、発核装置３は、蓄熱材Ｘの内部においてシャフト部材３１とゴム製扱き部材３３との互いの摺動箇所を起点にして蓄熱材Ｘを発核させるように稼動するので、電極に対する電圧の印加や皿ばねの反転変位によって蓄熱材を発核させていたものに比べて、発核装置３の構成を非常に簡素なものにすることができる上、コストの低廉化を図ることもできる。
【００４０】
そして、シャフト部材３１は、内燃機関１の始動時にウォータジャケット１３内で発生する冷却水の圧力が円盤状板材３１ａに作用して蓄熱材収容容器１４側に付勢された際にゴム製扱き部材３３と摺動し、このゴム製扱き部材３３との摺動によって扱かれたシャフト部材３１表面の新生面を過冷却状態の蓄熱材Ｘに直に接触させることによって、蓄熱材Ｘを発核させるように発核装置３を稼動させているので、内燃機関１の始動時に発生する冷却水の圧力を駆動源としてゴム製扱き部材３３に対するシャフト部材３１の扱きが行えることになり、内燃機関１の始動時に発核装置３を稼動させて蓄熱材Ｘを発核させることによって蓄熱材Ｘからの放熱による内燃機関１の暖機を確実に行うことができる。
【００４１】
なお、上記実施例２では、付勢スプリング３２によりシャフト部材３１を反蓄熱材収容容器１４側に付勢したが、図７に示すように、ウォータジャケット１３内において円盤状板材３１ａと蓄熱材収容容器１４の側面との間に、弾性体としての板バネ部材３５，３５をシャフト部材の軸線回りに１８０゜間隔でそれぞれ架装してシャフト部材３１を反蓄熱材収容容器１４側（図７では右側）に付勢するようにしてもよい。
【００４２】
また、上記実施例２では、単一のシャフト部材３１をゴム製扱き部材３３に対して摺動させることによって扱いたが、図８に示すように、複数のピストン部材３６，３６，…（図８では３本）を径が拡大された円盤状板材３６ａに一体的に設け、蓄熱材収容容器１４のそれぞれの貫通孔１４ａ周縁に、各シャフト部材３６に対しそれぞれ個別に密接して該各シャフト部材３６の表面を扱く第２の摺動部材としての円環形状のゴム製扱き部材３７が取り付けられていてもよい。この場合には、内燃機関１の始動時に発生する冷却水の圧力により各ゴム製扱き部材３７に対する各シャフト部材３６の扱きがそれぞれ個々に行え、蓄熱材Ｘの発核を確実に行う上で非常に有利なものとなる。
【００４３】
そして、上記実施例２では、蓄熱材収容容器１４側面の貫通孔１４ａに対しシャフト部材３１を単に摺動自在に支持したが、蓄熱材収容容器１４側面の貫通孔１４ａのウォータジャケット１３側に円環状のシール材３８を設け、このシール材３８によってシャフト部材３１がウォータジャケット１３側からシールされるようにしてもよい。この場合には、ウォータジャケット１３側からのシール性能が向上し、蓄熱材収容容器１４内への冷却水の侵入を効果的に防止することが可能となる。
【００４４】
更に、上記実施例２では、内燃機関１の停止時に蓄熱材収容容器１４の側面より外方に突出しているシャフト部材３１部分をウォータジャケット１３内の冷却水に触れさせたが、図１０の（ａ）および（ｂ）に示すように、円盤状板材３１ａの外縁部と蓄熱材収容容器１４の側面との間をブーツ３９によって囲むようにし、蓄熱材収容容器１４の側面より外方に突出しているシャフト部材３１部分が、冷却水の圧力が円盤状板材３１ａに対し作用する前の状態（図１０の（ａ）に示す状態）と、冷却水の圧力が円盤状板材３１ａに対し作用している状態（図１０の（ｂ）に示す状態）とのいずれの状態においてもウォータジャケット１３内の冷却水に触れないようにしてもよい。
【実施例３】
【００４５】
次に、本発明の実施例３を図１１に基づいて説明する。
【００４６】
この実施例３では、発核装置の構成を変更している。なお、発核装置を除くその他の構成は、上記実施例１の場合と同じであり、同一部分については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００４７】
すなわち、本例では、図１１の（ａ）に示すように、発核装置４は、蓄熱材収容容器１４内に設けられた金属よりなる第１の摺動部材としての円柱形状のシャフト部材４１（棒状物）と、このシャフト部材４１の両端に取り付けられたストッパ部材４２ａ，４２ｂと、このストッパ部材４２ａ，４２ｂ間においてシャフト部材４１の外周面上に空隙を存してシャフト部材４１の軸線ｍ方向に移動可能に支持された円筒形状のカラー部材４３と、このカラー部材４３をシャフト部材４１上においてストッパ部材４２ａ，４２ｂ間の略中央に位置させるように均衡状態に付勢する付勢スプリング４４ａ，４４ｂと、上記シャフト部材４１との間の空隙を埋めるようにカラー部材４３の内周面の一側端（図１１では左端）および他側端（図１１では右端）にそれぞれ取り付けられ、内燃機関１の始動時に発する振動により付勢スプリング４４ａ，４４ｂによる均衡状態を解除させてシャフト部材４１上を上記カラー部材４３が移動する際にシャフト部材４１の外周面に対し密接状態で摺動して扱く第２の摺動部材としての円環形状の金属製扱き部材４５，４５（錘状物）とを備えている。この各金属製扱き部材４５は、シャフト部材４１の外周面に対し鋭角な頂点を接触させるように断面三角形状に形成されている。
【００４８】
上記一方の付勢スプリング４４ａ（図１１では左側のもの）は、一方のストッパ部材４２ａ（図１１では左側のもの）とカラー部材４３の一側端面（図１１では左側端面）との間に縮装されている。一方、他方の付勢スプリング４４ｂ（図１１では右側のもの）は、他方のストッパ部材４２ｂ（図１１では右側のもの）とカラー部材４３の他側端（図１１では右側端面）との間に縮装されている。
【００４９】
そして、図１１の（ｂ）に示すように、上記カラー部材４３は、内燃機関１の始動時に発する振動により付勢スプリング４４ａ，４４ｂによる均衡状態を解除させてシャフト部材４１上を摺動する際に金属製扱き部材４５，４５がシャフト部材４１の外周面を扱いて新生面を過冷却状態の蓄熱材Ｘに直に接触させることによって、蓄熱材Ｘを発核させるように発核装置４を稼動させている。この発核装置４の稼動により、蓄熱材Ｘの固相への相変化が促され、速やかに潜熱がシリンダブロック１１に対し放出されるようになっている。この場合、発核装置４は、内燃機関１の始動時に発する振動により付勢スプリング４４ａ，４４ｂによる均衡状態が解除されてカラー部材４３がシャフト部材４１の軸線ｍ方向に移動し易い向きとなるように、シャフト部材４１の軸線ｍを略上下方向に延ばして取り付けられている。
【００５０】
したがって、上記実施例３においても、発核装置４は、蓄熱材Ｘの内部においてシャフト部材４１と金属製扱き部材４５，４５との互いの摺動箇所を起点にして蓄熱材Ｘを発核させるように稼動するので、電極に対する電圧の印加や皿ばねの反転変位によって蓄熱材を発核させていたものに比べて、発核装置４の構成を非常に簡素なものにすることができる上、コストの低廉化を図ることもできる。
【００５１】
そして、内燃機関１の始動時に発する振動により付勢スプリング４４ａ，４４ｂによる均衡状態が解除されてカラー部材４３がシャフト部材４１上を摺動する際に金属製扱き部材４５，４５がシャフト部材４１の外周面を扱いて新生面を過冷却状態の蓄熱材Ｘに直に接触させることによって、蓄熱材Ｘを発核させるように発核装置４を稼動させているので、内燃機関１の始動時に発生する振動を駆動源としてシャフト部材４１に対する金属製扱き部材４５，４５の扱きが行えることになり、内燃機関１の始動時に蓄熱材Ｘを発核させて蓄熱材Ｘからの放熱による内燃機関１の暖機を確実に行うことができる。
【実施例４】
【００５２】
次に、本発明の実施例４を図１２に基づいて説明する。
【００５３】
この実施例４では、発核装置の構成を変更している。なお、発核装置を除くその他の構成は、上記実施例１の場合と同じであり、同一部分については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００５４】
すなわち、本例では、図１２に示すように、発核装置５は、蓄熱材収容容器１４内の底面に固着された断面略コ字状の金属部材５０と、この金属部材５０の一側縦面５０ａ（図１２では左側縦面）に一端が取り付けられ、略サイコロ状の錘５１を他端に取り付けて懸架する懸架部材としてのコイルスプリング５２と、このコイルスプリング５２の一端を支点とする錘５１の揺動方向（図１２では上下方向）と略直行する他側面（図１２では右側面）より突出する第１の摺動部材としての略円錐形状の爪体５３とを備えている。また、上記金属部材５０の他側縦面５０ｂ（図１２では右側縦面）は、爪体５３の先端に対し錘５１の均衡状態で接触する第２の摺動部材（金属板）として機能するようになっている。そして、コイルスプリング５２は、内燃機関１の始動時に発する振動により金属部材５０の一側縦面５０ａに取り付けた一端を支点にして錘５１を均衡状態（図１２に示す状態）から上下方向に揺動させると、爪体５３の先端が金属部材５０の他側縦面５０ｂを摺動して新生面を蓄熱材Ｘに対し露出させるように発核装置５が稼動し、この発核装置５の稼動によって蓄熱材Ｘの固相への相変化が促され、速やかに潜熱がシリンダブロック１１に対し放出されるようにしている。一方、コイルスプリング５２は、内燃機関１の始動時に発する振動が収まった際に錘５１の上下方向への揺動が収束し、錘５１を均衡状態に保つようにしている。
【００５５】
したがって、上記実施例４では、内燃機関１の始動時に発する振動により錘５１が均衡状態からコイルスプリング５２の一端を支点にして上下方向に揺動した際に爪体５３の先端が金属部材５０の他側縦面５０ｂを摺動して新生面を蓄熱材Ｘに対し露出させるように発核装置５が稼働するので、電極に対する電圧の印加や皿ばねの反転変位によって蓄熱材を発核させていたものに比べて、発核装置５の構成を非常に簡素なものにすることができる上、コストの低廉化を図ることもできる。
【００５６】
しかも、錘５１を均衡状態に保っているコイルスプリング５２は、内燃機関１の始動時に発する振動により一端を支点にして錘５１を上下方向に揺動させた際に爪体５３の先端を金属部材５０の他側縦面５０ｂに押し付けて確実に接触させ、この爪体５３の先端が金属部材５０の他側縦面２０ｂを追従しながら確実に摺動して発核装置５の稼動チャンスが多くなり、過冷却状態にある蓄熱材Ｘに相変化が促され易く、蓄熱材Ｘからの放熱を確実に行うことができる。
【００５７】
更に、コイルスプリング５２は、内燃機関１の始動時に発する振動に応じたばね定数に設定し易く、錘５１に応じたチューニングを容易に行うことができる。
【実施例５】
【００５８】
次に、本発明の実施例５を図１３に基づいて説明する。
【００５９】
この実施例５では、発核装置の構成を変更している。なお、発核装置を除くその他の構成は、上記実施例１の場合と同じであり、同一部分については同じ符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００６０】
すなわち、本実施例では、図１３に示すように、発核装置６は、蓄熱材収容容器１４内の底面に固着された略平板状の第１支持部材６０と、この第１支持部材６０の上方に対峙するように蓄熱材収容容器１４内の上面に固着された略平板状の第２支持部材６１と、この第１および第２支持部材６０，６１に下端および上端が取り付けられた第２の摺動部材としての略平板状の金属板６２と、上記第１および第２支持部材６０，６１の間で略サイコロ状の錘６３を上下方向に揺動自在に懸架する懸架部材としての上下一対のコイルスプリング６４，６５と、上記錘６３の揺動方向と略直行する面（図１３では右側面）より金属板６２に向かって突設され、先端が金属板６２に対し接触する第１の摺動部材としての略円錐形状の爪体６６とを備えている。
【００６１】
そして、各コイルスプリング６４，６５は、内燃機関１の始動時に発する振動により錘６３を均衡状態から上下方向に揺動させるように伸縮すると、金属板６２に対し接触する爪体６６の先端が金属板３２の表面を摺動して新生面を蓄熱材Ｘに対し露出させるように発核装置６が稼動し、この発核装置６の稼動により、蓄熱材Ｘの固相への相変化が促され、速やかに潜熱がシリンダブロック１１に対し放出されるようにしている。一方、各コイルスプリング６４，６５は、内燃機関１の始動時に発する振動が収まった際に錘６３の上下方向への揺動が収束し、錘６３を均衡状態（図１３に示す状態）に保つようにしている。
【００６２】
したがって、上記実施例６では、内燃機関１の始動時に発する振動により錘６３を均衡状態から上下方向に揺動させるように各コイルスプリング６４，６５が伸縮した際に爪体６６の先端が金属板６２を摺動して新生面を蓄熱材Ｘに対し露出させるように発核装置６が稼働するので、電極に対する電圧の印加や皿ばねの反転変位によって蓄熱材を発核させていたものに比べて、発核装置６の構成を非常に簡素なものにすることができる上、コストの低廉化を図ることもできる。
【００６３】
そして、錘６３を均衡状態に保っているコイルスプリング６４，６５は、内燃機関１の始動時に発する振動により均衡状態が解除された錘６３を上下方向に揺動させるように伸縮した際にその伸縮が収まるまでの間、爪体６６の先端が金属板６２の表面を頻繁に摺動して発核装置６の稼動チャンスが多くなり、過冷却状態にある蓄熱材Ｘに相変化が促され易くなって蓄熱材Ｘからの放熱を確実に行うことができる。
【００６４】
なお、上記各実施例では、蓄熱材収容容器１４をウォータジャケット１３内に配設したが、シリンダブロックに専用の収容室を形成し、その収容室に蓄熱材収容容器が配設されるようにしてもよい。
【００６５】
また、上記実施例４および５では、懸架部材としてコイルスプリング５２，６４，６５を適用したが、複数の板バネなどの線状部材をパンタグラフ状に組み付けた懸架部材であってもよく、要するに、内燃機関の始動時に発する振動により錘を上下方向に揺動させるように相隣なる線状部材同士が接触または離間した際に過冷却状態にある蓄熱材に衝撃を与えて相変化を促すことができる懸架部材であればなんでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施例１に係わる暖機装置を備えた内燃機関をクランクシャフト方向から見た断面図である。
【図２】同じく暖機装置の発核装置の図であって、図２（ａ）は回転体の各爪との摺動位置まで板状部材が変形した状態を示す断面図であり、図２（ｂ）は回転体の各爪との回避位置まで板状部材が変形した状態を示す断面図である。
【図３】実施例１の変形例に係わる発核装置の断面図である。
【図４】実施例１のその他の変形例に係わる発核装置の断面図である。
【図５】実施例１のその他の変形例に係わる発核装置の断面図である。
【図６】本発明の実施例２に係わる暖機装置の発核装置の図であって、図６（ａ）は冷却水の圧力が円盤状板材に対し作用する前の状態を示す断面図であり、図６（ｂ）は冷却水の圧力が円盤状板材に対し作用している状態を示す断面図である。
【図７】実施例２の変形例に係わる発核装置の断面図である。
【図８】実施例２のその他の変形例に係わる発核装置の断面図である。
【図９】実施例２のその他の変形例に係わる発核装置の断面図である。
【図１０】実施例２のその他の変形例に係わる発核装置の図であって、図１０（ａ）は冷却水の圧力が円盤状板材に対し作用する前の状態を示す断面図であり、図１０の（ｂ）は冷却水の圧力が円盤状板材に対し作用している状態を示す断面図である。
【図１１】本発明の実施例３に係わる暖機装置の発核装置の図であって、図１１（ａ）は付勢スプリングによるカラー部材の均衡状態を示す断面図であり、図１１（ｂ）は付勢スプリングによるカラー部材の均衡状態が解除された状態を示す断面図である。
【図１２】本発明の実施例４に係わる暖機装置の発核装置の側面図である。
【図１３】本発明の実施例５に係わる暖機装置の発核装置の側面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１          内燃機関
２          発核装置
２３        回転体（第１の摺動部材）
２９        板状部材（第２の摺動部材）
３          発核装置
３１        シャフト部材（第１の摺動部材）
３２        付勢スプリング（弾性体）
３３        ゴム製扱き部材（第２の摺動部材）
３６        シャフト部材（第１の摺動部材）
３７        ゴム製扱き部材（第２の摺動部材）
４          発核装置
４１        シャフト部材（第１の摺動部材、棒状物）
４５        金属製扱き部材（第２の摺動部材、錘状物）
５          発核装置
５０ｂ      金属部材の他側縦面（第２の摺動部材、金属板）
５１        錘
５２        コイルスプリング（懸架部材）
５３        爪体（第１の摺動部材）
６          発核装置
６２        金属板  （第２の摺動部材）
６３        錘
６４，６５  コイルスプリング（懸架部材）
６６        爪体（第１の摺動部材）
Ｘ          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】
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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】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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