(57)【要約】【課題】車両用内燃機関において、運転を１〜２時間停止してから再始動するに際しての暖機時間を低減させる。【解決手段】冷却水通路の途中に、エンジンルーム６に露出したタンク１７を設ける。再始動に際しては、タンク１７に溜まった冷却水が機関本体３を循環する。タンク１７はエンジンルーム６に露出していることで機関本体３に比べて温度低下が少ないため、温度が高い冷却水を機関本体３に供給して早期暖機を実現できる。日光２２がフロントグリル２０を介してタンク１７に当たるように設定すると、タンク１７が積極的に加温されて冷却水を高温状態に維持できるため、一層好ましい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両前部のエンジンルームに搭載される水冷式内燃機関であって、
冷却水通路の途中に、始動時に機関本体に流入する冷却水を貯留するタンクが、前記エンジンルームに露出するように設けられている、
車両用内燃機関。
【請求項２】
前記タンクは、エンジンルームの前部の日光が入り込む部位に配置している、
請求項１に記載した車両用内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、水冷式（液冷式）の車両用内燃機関に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両用内燃機関は一般に水冷式になっており、機関温度によって冷却水の流れを制御している（例えば特許文献１）。すなわち、冷却通路の途中に、冷却水の温度で開閉してラジェータへの通水を制御するサーモ弁を配置しており、機関温度が低い暖機運転状態ではサーモ弁は閉じていて、冷却水は、ラジェータに流れることなくシリンダヘッドとシリンダブロックとヒータとを循環し、機関が暖機されて冷却水の温度がある程度まで上昇すると、サーモ弁が開いて冷却水がラジェータを循環するようになっている。暖機運転時にシリンダブロックを冷却せず、シリンダヘッドのみを冷却する構成も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１８５５３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
冷却水は、シリンダヘッド及びシリンダブロックに設けたジャケットとラジェータ、及び配管の内部に溜まっているが、機関が運転を停止すると機関本体や配管等は温度が低下していき、それに連れて冷却水の温度も低下していく。このため、機関の温度がある程度まで低下すると、次の始動はコールドスタートになって機関が温まるまで暖機運転が成される。
【０００５】
そして、暖機運転状態では、オイルの粘度が高くてメカロスが大きいことや燃焼が不安定になりやすいことから、燃料噴射量を高めに設定しており、このため、暖機運転状態では燃料を多く使用している。従って、燃費の点からは、暖機運転時間はできるだけ短いのが好ましい。
【０００６】
本願発明はこのような現状に鑑み成されたものであり、例えば、スーパーマッケットでの買い物や医療機関での受診などで１〜２時間程度駐車してから再始動する場合のように、機関や車両が冷えきる前に再始動するに際しての暖機運転時間の短縮を図るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明は請求項１，２の構成を含んでおり、このうち請求項１の発明は、車両前部のエンジンルームに搭載される水冷式内燃機関において、冷却水通路の途中に、始動時に機関本体に流入する冷却水を貯留するタンクが、前記エンジンルームに露出するように設けられている。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１において、前記タンクは、エンジンルームの前部の日光が入り込む部位に配置している。
【発明の効果】
【０００９】
機関本体のうちシリンダブロックは下部に行くほど温度が低くなっており、シリンダヘッドが最も温度が高いが、シリンダブロック及びシリンダヘッドを構成する金属は伝熱性が高くかつ冷却水の単位量に対する表面積の割合も大きいため、運転後の温度低下速度が早いと云える。これに対してタンクはエンジンルームに露出しているが、空気は熱の不良導体で放熱性は低く、かつタンクは単位容量に対する表面積が小さいため、熱の放散は緩慢である。このため、例えば、機関の運転を呈してしてから１〜２時間が経過しても、相当の温度を維持できる（湯たんぽと同様である。）。
【００１０】
そして、機関を停止してから１〜２時間程度を経過して機関本体に多少の熱が残っているような状態では、再始動すると暖機運転モードになるが、タンクに保温・貯留されていて冷却水が機関本体を循環することで、機関本体を早期暖機できる。これにより、燃費の向上に貢献できる。
【００１１】
請求項２の構成を採用すると、タンクに日光が当たることで冷却水の保温性をより高めたり昇温させたりすることが可能になるため、早期暖機に一層貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態の概略平面図である。
【図２】図１のII-II 視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
(1).実施形態の構造
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。以下では方向を特定するため前後・左右の文言を使用するが、これは運転者の向きを基準にしている。
【００１４】
図１では、内燃機関の配置を大まかに表示している。内燃機関は、シリンダブロック１とシリンダヘッド２と主要要素とする機関本体３を備えており、クランク軸線４を左右横向きにした状態で車両５のエンジンルーム６に搭載している。シリンダヘッド２の上面にはシリンダヘッドカバー７を固定して、シリンダブロック１の仮面にはオイルパン８を固定している。
【００１５】
本実施形態の内燃機関は前排気方式の３気筒であり、シリンダヘッド２の前面に排気マニホールド９を固定している。排気マニホールド９の集合部９ａは水平方向に延びており、集合部９ａを機関本体３の左外側において斜め下向きに曲げて、これに触媒ケース１０を接続している。
【００１６】
機関本体３の手前側には、触媒ケース１０の側に寄せた状態でラジェータ１１を配置しており、ラジェータ１１の上にはエアコンのコンデンサ（凝縮器）１２を配置している。ラジェータ１１及びコンデンサ１２とも、車両の正面視では、部分的に機関本体３と重複しているが、その配置態様は任意に設定できる。
【００１７】
シリンダブロック１のうち触媒ケース１０と反対側の一側部にはウォータポンプ１３を配置している一方、シリンダヘッド２のうちウォータポンプ１３と反対側の他側部には、サーモ弁が内蔵された冷却水制御部１４を設けており、冷却水制御部１４とラジェータ１１とは送り管１５，１６で接続されている。正確には、ラジェータ１１のアッパータンクに送り管１５が接続されて、ロアタンクに戻り管１６が接続されている。
【００１８】
ラジェータ１１の上面は排気マニホールド９よりも下に位置し、コンデンサ１２は排気マニホールド９よりも上に位置している。そして、おおよそ排気マニホールド９における水平状集合部９ａの手前側の部位に、冷却水を溜めるタンク１７を配置している。タンク１７は円筒形で軸線を左右横向きにして配置しており（縦置きでもよい）、入口ポート１８は往路管１９によって冷却水制御部１４に接続されて、出口ポート２０は復路管２１によってウォータポンプ１３に接続されている。なお、タンク１７の容量は機関本体３の排気量に比例するが、例えば、排気量６６０ｃｃの軽自動車であると１リットル程度で足りる。
【００１９】
また、タンク１７は、車両のフロントグリ２２に近付けて配置している。フロントグリ２２には通風穴２３が空いているが、通風穴２３から日光２４が入り込むことが可能であり、タンク１７は、日光２４が当たり得るように配置している。
【００２０】
排気マニホールド９の水平状集合部９ａは、遮蔽板（インシュレータ）２５で手前から覆われている。また、タンク１７の下方には、日光をタンク１７に向けて反射させる反射板２６を配置している。反射板２６は遮蔽板２５と連続しているが、互いに分離させてもよい。さらに、フロントグリルの通風穴２３を透過性の板で塞ぐ構造とし、反射板の形状をタンク１７の下方、後方、上方を覆う構造として、当該透過性の板と反射板２６とでタンクを取り囲む構造にしてもよい。言い換えると、透過性の板と反射板２６とで作る閉空間にタンクを配置する構造としてもよい。
【００２１】
(2).まとめ
以上の構成において、機関本体３を巡って受熱した冷却水はタンク１７を経由してウォータポンプ１３に戻るが、機関を停止すると、タンク１７には高い温度の冷却水が溜まったままになる。そして、タンク１７は容量に対して表面積が小さく、しかも、空気は熱の不良導体であるため、機関本体３の温度低下に比べてタンク１７の内部の冷却水の温度低下は緩慢である。
【００２２】
このため、例えば機関を１〜２時間程度停止させてから再始動するに際しては、タンク１７の内部の冷却水はまだ相当の温度に維持されている。その結果、再始動時には機関本体３を早期昇温させて暖機時間を短縮できる。
【００２３】
特に、実施形態のようにタンク１７をフロントグリル２２に近付けて配置すると、屋外に駐車した場合は、日光２４でタンク１７を暖めることができるため、冷却水の温度低下を抑制して（或いは逆に昇温させて）、早期暖機に一層貢献できる。実施形態のように反射板２６を設けると、日光の照射面積を拡大できるため、特に好適である。
【００２４】
更に、実施形態のようにタンク１７を排気マニホールド９の手前に配置すると、タンク１７は排気マニホールド９の余熱によっても加温されるため、冷却水の温度低下を抑制して早期暖機に一層貢献できる。加えて、実施形態のようにタンク１７をコンデンサ１２とラジェータ１１とで上下から覆うと、タンク１７の後ろで熱が籠もりがちになることから、排気マニホールド９の熱をタンク１７に効率的に伝えることができる。これにより、冷却水を降温状態に維持して再始動時の早期暖機をより確実化できる。
【００２５】
上記の説明では、タンク１７の出口ポート１９とウォータポンプ１３とを接続しているが、運転停止前に冷却水がラジェータ１１を循環していると、ラジェータ１１で温度低下した冷却水がタンク１７に溜まることになる。これに対して、図１に一点鎖線で示すように、タンク１７の出口ポート２０と冷却水制御部１４とを中間管路２７で接続して、冷却水がタンク１７を経由してラジェータ１１に流入し、ラジェータ１１で冷却された冷却水は冷却水制御部１４から戻り管２８でウォータポンプ１３に戻るように設定すると、最も温度が高い冷却水をタンク１７に貯留できる利点がある。
【００２６】
本願発明は、上記の実施形態の他にも様々に具体化できる。例えば、タンクを排気ガスで積極的に加温することも可能である。また、暖機運転時のみ冷却水がタンクを循環して、通常運転時にはタンクを経由しない構成とすることも可能である（この場合は、切り換え弁を設ける必要がある。）。更に、タンクを断熱材で覆うことも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本願発明は、実際に車両用内燃機関に適用できる。従って、産業上利用できる。
【符号の説明】
【００２８】
２  シリンダヘッド
３  機関本体
６  エンジンルーム
９  排気マニホールド
９ａ  排気マニホールドの集合部
１１  ラジェータ
１２  エアコンのコンデンサ
１３  ウォータポンプ
１４  冷却水制御部
１７  タンク
【図１】
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【図２】
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