(57)【要約】【課題】発核トリガ動作の確実性を向上させると共に、容器内の蓄熱剤の漏れを防止し、さらに、発核トリガを作動させるアクチュエータの動力を抑制することのできる蓄熱装置を提供することを課題とする。【解決手段】蓄熱装置（１）は、蓄熱剤（４）を封入した容器（３）、この容器（３）内に位置し、蓄熱剤（４）を発核させる発核トリガ（６）、この発核トリガ（６）を押圧するアクチュエータ（５）、このアクチュエータ（５）の押圧ピン（５ａ）によって発核トリガ（６）側に押し出され、発核トリガ（６）を押圧するロッド（９）、さらに、このロッド（９）に装着されたＯリング（１０）を備えている。発核トリガ（６）、ロッド（９）、Ｏリング（１０）は、フレーム（８）に組み付けられて一体構造の発核装置（７）を構成している。発核装置（７）は、シール剤を塗布する等して容器（３）へ装着される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄熱剤を封入した容器と、
前記容器内に位置し、前記蓄熱剤を発核させる発核トリガと、
当該発核トリガを押圧するアクチュエータと、
当該アクチュエータの押圧ピンによって前記発核トリガ側に押し出され、当該発核トリガを押圧する押圧手段と、
当該押圧手段に設けたシール手段と、
を備えたことを特徴とする蓄熱装置。
【請求項２】
請求項１記載の蓄熱装置において、
前記発核トリガと、前記押圧手段と、前記シール手段とを一体構造としたことを特徴とする蓄熱装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の蓄熱装置において、
前記発核トリガと、前記押圧手段と、前記シール手段とをフレームに組み込んで一体構造としたことを特徴とする蓄熱装置。
【請求項４】
請求項１又は２記載の蓄熱装置において、
前記発核トリガと、前記押圧手段と、前記シール手段とを前記容器内部に臨むフレームに組み込んで一体構造とし、
当該フレームを前記容器に装着したことを特徴とする蓄熱装置。
【請求項５】
請求項１又は２記載の蓄熱装置において、
前記発核トリガと、前記押圧手段と、前記シール手段とを前記容器内部に臨むフレームに組み込んで一体構造とし、
当該フレームの前記容器に対するシール手段を備えたことを特徴とする蓄熱装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項記載の蓄熱装置において、
前記押圧手段は、ロッドとしたことを特徴とする蓄熱装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項記載の蓄熱装置において、
前記容器をシリンダボア壁とシリンダブロック外壁との間に形成されたウォータジャケット内に収容することを特徴とした蓄熱装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項記載の蓄熱装置を搭載したことを特徴とするエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加温対象物の昇温、例えば、エンジンの暖機を効果的に行うことができる蓄熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンは、暖機が完了していない状態ではフリクションが大きい等の問題があることから早期の暖機完了が求められる。特に、シリンダボアやピストン、クランクシャフト等の摺動部を有する構成要素は効率のよい運転を実現するために早期暖機完了が望まれる。通常のエンジンは筒内爆発が開始されるとシリンダブロックやシリンダヘッド等のエンジン構成要素、さらに、これらのエンジン構成要素に形成された油路中を循環するエンジンオイルが温められ、徐々に暖機が進行する。従来、このようなエンジンの早期暖機完了を達成すべく、シリンダを囲むように形成した蓄熱材収納室に、潜熱型蓄熱材（蓄熱剤）を収納したエンジンの急速暖機装置が提案されている（特許文献１）。このような急速暖機装置は、エンジンの冷間始動時に、過冷却状態となっている蓄熱剤に対して電圧印加し、これにより相変化を開始させて潜熱を発生させるように構成されている。
【０００３】
【特許文献１】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】
【０００４】
以上説明したように特許文献１記載のエンジンの急速暖機装置は、冷間始動直後に直接シリンダ周辺を局部的に昇温することができ、効率よく機関の昇温を図ることができるものである。ここで、蓄熱剤は過冷却状態で液体であり、このような蓄熱剤を内燃機関の内部、より具体的には、シリンダブロックに収容する場合、蓄熱剤はエンジン冷却水と分離して収容することが求められる。この点、特許文献１記載の内燃機関の急速暖機装置は、シリンダブロックの壁内に蓄熱材収容室を形成し、この蓄熱材収容室内に蓄熱剤を収容しているので蓄熱剤とエンジン冷却水との分離は図られている。
しかしながら、特許文献１記載の内燃機関の急速暖機装置のようにシリンダブロックに蓄熱材収容室を形成し、さらにその中に蓄熱剤を収容することは、製造上困難であると考えられる。
【０００５】
このような問題を解決する手段として、蓄熱剤を容器に封入し、この容器をシリンダブロックに形成したウォータジャケット内に収容する構成が考えられる。このような構成とすれば、蓄熱剤のエンジンブロックへの装着が容易となる。ところが、容器をウォータジャケット内に収容した構成とすると、蓄熱剤を発核させる、すなわち、過冷却状態にある蓄熱剤の相変化を誘発する発核トリガをどのように配置するかが問題となる。すなわち、アクチュエータの押圧ピンが迫り出すことによって作動する発核トリガが、容器の適切な位置へ、適切な取り付けがなされないと、効率よく蓄熱剤を発核させることが困難となる。また、発核トリガを容器に装着する際は、アクチュエータの押圧ピンに押圧されることによる容器、発核トリガの破損を回避し、さらには、容器内の蓄熱剤が漏れ出すことがないようにシール性を考慮することも必要となる。また、容器の内部に発核トリガを装着し、容器の外部からアクチュエータによって発核トリガを押圧して作動させようとすると、容器の外壁を押さなければならない等、アクチュエータの動力を大きくしなければならない等の問題もある。
【０００６】
そこで、本発明は、エンジンのシリンダブロック等の加温対象物を効率よく昇温させることができるように、発核トリガ動作の確実性を向上させると共に、容器内の蓄熱剤の漏れを防止し、さらに、発核トリガを作動させるアクチュエータの動力を抑制することのできる蓄熱装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる課題を解決するための、本発明の蓄熱装置は、蓄熱剤を封入した容器と、前記容器内に位置し、前記蓄熱剤を発核させる発核トリガと、当該発核トリガを押圧するアクチュエータと、当該アクチュエータの押圧ピンによって前記発核トリガ側に押し出され、当該発核トリガを押圧する押圧手段と、当該押圧手段に設けたシール手段と、を備えたことを特徴とする（請求項１）。ここで、発核トリガは、例えば、弾性を有する金属板にスリットを設けたような形状のもの、すなわち、アクチュエータ等によって押圧されることによって過冷却状態にある蓄熱剤の相変化を誘発する形式のものを想定している。このような発核トリガに対する本発明の押圧手段は、例えば、ロッドとすることができる（請求項６）。このロッドは、先端部を発核トリガの近傍に配置しておき、先端側に向かって押圧されることにより発核トリガを確実に押圧できるものである。このようなロッドは、後端部にアクチュエータの押圧ピンを当接させる等して先端側に押し出せば、発核トリガを押圧することができる。すなわち、本発明の蓄熱装置は、アクチュエータによって発核トリガを押圧する際に、前記ロッドのような押圧手段を、アクチュエータの押圧ピンと発核トリガとの間に介在させている。
【０００８】
以上のように本発明の蓄熱装置では、ロッドに代表される発核トリガの押圧手段を有する。ここで、発核トリガは容器内の蓄熱剤と接していることが必要である。また、アクチュエータの負荷を軽減し、必要動力を抑制する観点から押圧手段は直接発核トリガを押圧することが望ましい。これらの事情を考慮すると、押圧手段の先端側も蓄熱剤と接する構成となる。そこで、押圧手段におけるシール手段を有する構成とする。例えば、押圧手段としてロッドを用いた場合には当該ロッドの摺動部となる側面にシール手段を備えた構成とする。シール手段としては、例えば、Ｏリング等を採用することができる。
【０００９】
以上のような蓄熱装置では、前記発核トリガと、前記押圧手段と、前記シール手段とを一体構造とした構成とすることができる（請求項２）。このとき、前記発核トリガと、前記押圧手段と、前記シール手段とをフレームに組み込んで一体構造とした構成とすることができる（請求項３）。このように発核トリガ等を組み込んだフレームは、容器内部に臨むフレームとすることができる（請求項４）。このようなフレームの容器の内部に臨む位置に発核トリガを組み込み、さらに、押圧手段を組み込んで、シール手段を装着すれば、発核トリガを容器内部の蓄熱剤に接触させると共に、蓄熱剤のシール対策とすることもできる。
【００１０】
また、このように主要部品をフレームに組み込んで一体構造とすれば、容器に取り付け穴を設けておき、この取り付け穴へフレームを装着すれば、押圧手段や当該押圧部材のシール手段、発核トリガを一度に容器に装着することができる。このとき、当該フレームの前記容器に対するシール手段を備えるようにする（請求項５）。これにより、フレームの容器への取り付け箇所における蓄熱剤の漏れを防止することができる。当該フレームの容器への取り付け方法としては、容器側に取り付け穴を設けるとともに、フレーム外周縁にネジ部を設け、両者を螺合する方法がある。この場合、管用テーパネジを用いたり、シール剤を用いたりする等により、フレームの前記容器に対するシール手段とすることができる。また、ロウ付けや圧入といった手法を用いることもできる。このような手法を用いる場合にも、シール剤の併用をすることが望ましい。
【００１１】
以上のような蓄熱装置は、あらゆるものを加温対象物とすることができるが、エンジンの暖機に用いる場合には、前記容器をシリンダボア壁とシリンダブロック外壁との間に形成されたウォータジャケット内に収容する構成とすることができる（請求項７）。この場合、アクチュエータはシリンダブロックに装着し、ウォータジャケット内に収容した容器に装着した発核トリガを、押圧手段を介して押圧する。これにより、アクチュエータと発核トリガの位置がズレ難く、また、アクチュエータの押圧ピンは、押圧手段を押すことによって発核トリガを作動させることができるのでアクチュエータの出力を抑制することができる。
【００１２】
以上説明したような蓄熱装置を種々のエンジンに組み込めば本発明のエンジンとすることができる（請求項８）。
【００１３】
なお、本発明における蓄熱剤としては、過冷却状態となることができ、所定の発核条件、すなわち、過冷却状態からの相変化を開始する条件が整うことにより発熱を伴った相変化を起こすことができるものであれば採用することができる。例えば、酢酸ナトリウム３水和物を採用することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、アクチュエータの押圧ピンによって発核トリガ側に押し出され、当該発核トリガを押圧する押圧手段を備え、また、当該押圧手段におけるシール手段を設けたので、蓄熱剤の漏れを伴うことなく、確実に発核トリガを作動させることができる。これにより、発核トリガを作動させるためのアクチュエータの動力も抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。
【実施例】
【００１６】
図１は、蓄熱装置１を装着した４気筒のエンジン５０のシリンダブロック２を上面側から見た断面図である。図２は、図１におけるＡ−Ａ線断面図である。シリンダブロック２には、シリンダボア２ａを形成するシリンダボア壁２ｂ１と、シリンダブロック外壁２ｂ２との間に形成したウォータジャケット２ｂが形成されている。シリンダブロック外壁２ｂ２には、アクチュエータ５が装着されている。ウォータジャケット２ｂ内には、二つの容器３が、向かい合わせて収容されている。この容器３には蓄熱剤４が封入されている。蓄熱剤４は、酢酸ナトリウム３水和物が採用されている。
【００１７】
図３は、図１、図２における容器３を取り出し、拡大して示した斜視図である。容器３は、図３に示したような半割り形状をなしている。容器３は、シリンダボア壁２ｂ１を両側から挟み込むことができるように２分割されている。図３は、容器３をシリンダブロック外壁２ｂ２と対向する外壁３ａ側から見た状態を示している。図３に示すような二つの容器３は、シリンダボア壁２ｂ１を両側から挟み込むような状態でウォータジャケット２ｂ内に収容される。
【００１８】
容器３の外壁３ａには発核装置７が装着されている。図４（ａ）は、発核装置７の斜視図、図４（ｂ）は発核装置７の断面図である。発核装置７は、筒状のフレーム８の内側に金属片を屈曲成形すると共に図示しないスリットを設けた発核トリガ６が取り付けられている。また、フレーム８には、本発明における押圧手段に相当するロッド９が挿通されている。ロッド９の先端部９ａは発核トリガ６に当接できるようになっている。また、基端側には、シリンダブロック外壁２ｂ２に装着されたアクチュエータ５の押圧ピン５ａに押圧される接触部９ｂが形成されている。この接触部９ｂは、押圧ピン５ａが確実に接触することができるように面積が大きくなっている。このようなロッド９には、フレーム８との間に２本のＯリング１０が装着されている。このＯリング１０は、本発明におけるシール手段に相当する。さらに、フレーム８は、図４に示すように発核トリガ６を装着したのとは異なる端部の外周縁にネジ部８ａが設けられている。また、筒状の胴部に内部と連通する窓部８ｂが形成されている。以上、説明したように、発核トリガ６、ロッド９、Ｏリングは、フレーム８に組み付けられることにより一体構造の発核装置７が構成されている。
【００１９】
このような発核装置７は、容器３の外壁３ａに装着される。図５は、図２において参照番号Ｂを付して示した領域を拡大して示した図であるが、発核装置７は、フレーム８が容器３内部に臨むように容器３の外壁３ａに穿設した取り付け穴３ａ１に装着される。取り付け穴３ａ１の内周には、ネジ山が設けてあり、このネジ山にフレーム８に形成したネジ部８ａを螺合させて発核装置７を容器３に装着する。ネジ部８ａと取り付け穴３ａ１に設けたネジ山とを螺合させる際には本発明におけるシール手段に相当するシール剤を塗布する。これにより、内部の蓄熱剤４の漏れを防止することができる。
【００２０】
以上のように容器３に装着された発核装置７は、フレーム８に設けた窓部８ｂからフレーム８の内部への蓄熱剤４が流入できるので、発核トリガ６は蓄熱剤４と接触することができる。一方、Ｏリング１０が装着されていることからフレーム８から蓄熱剤４が外部に漏れ出すことはない。
【００２１】
以上のように構成される蓄熱装置１は、図示しないＥＣＵからの指令に基づいてアクチュエータ５が作動し、押圧ピン５ａが迫り出すと、押圧ピン５は、ロッド９を発核トリガ６側へ押し出し、発核トリガ６を作動させる。これにより、過冷却状態の蓄熱剤４の発核、すなわち、相変化を誘発する。このような動作は、エンジン５０の冷間始動時に行われ、この動作により蓄熱剤４が発熱し、この熱がエンジン５０の暖機に利用される。暖機完了後は温まった冷却水から蓄熱剤４に熱が与えられることにより蓄熱剤４は再び過冷却状態に戻り、次回の発核に備えることができる。
【００２２】
このようにロッド９が動作するときであっても、Ｏリング１０の作用により、蓄熱剤４が外部へ漏れ出ることはない。また、アクチュエータ５は、ロッド９を押圧すればよいので、大きな動力を必要としない。また、発核トリガ６は、ロッド９によって位置がずれることなく確実に押圧されるので、確実に作動し、蓄熱剤４の相変化を誘発することができる。
【００２３】
上記実施例は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。例えば、本実施例では、シール手段としてＯリングを用いているが、このＯリングに代えて、従来公知の種々のシール手段、例えば、ガスケットを用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】蓄熱装置を装着したシリンダブロックを上面側から見た断面図である。
【図２】図１に示したＡ−Ａ線で断面とした拡大説明図である。
【図３】容器をウォータジャケット内に収容した際にシリンダブロック外壁と対向する面側から見た斜視図である。
【図４】発核装置を示す図で、（ａ）は、斜視図、（ｂ）は、断面図である。
【図５】図２における領域Ｂを拡大して示した図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  蓄熱装置
２  シリンダブロック
２ａ  シリンダボア
２ｂ  ウォータジャケット
２ｂ１  シリンダボア壁
２ｂ２  シリンダブロック外壁
３  容器
４  蓄熱剤
５  アクチュエータ
５  押圧ピン
６  発核トリガ
７  発核装置
８  フレーム
８ａ  ネジ部
８ｂ  窓部
９  ロッド
９ａ  先端部
９ｂ  接触部
１０  Ｏリング
５０  エンジン
【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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