DE112013004291T5

DE112013004291T5 - Fahrzeug-Schallschutzabdeckung

Info

Publication number: DE112013004291T5
Application number: DE112013004291.6T
Authority: DE
Inventors: c/o Sumitomo Riko Company Li Hasegawa Koichi
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 2012-08-28
Filing date: 2013-04-22
Publication date: 2015-05-21
Anticipated expiration: 2033-04-23
Also published as: US20140305140A1; DE112013004291B4; WO2014034179A1; JP2014043196A; JP5977117B2; US9243821B2

Abstract

Eine Fahrzeug-Schallschutzabdeckung wird bereitgestellt, welche ein thermoelektrisches Element umfasst und die Fähigkeit besitzt, elektrische Energie effizient zu erzeugen. Die Fahrzeug-Schallschutzabdeckung (1) ist so angeordnet, dass sie eine Antriebskraft-Erzeugungseinrichtung (80) eines Fahrzeugs bedeckt. Die Fahrzeug-Schallschutzabdeckung (1) umfasst: einen Abdeckungskörper (2) mit einer Schalldämmschicht (20) aus einem geschäumten Harz; ein Wärmezufuhrglied (3A) mit einem Wärmesammelabschnitt (30), der auf einer Rückflächenseite des Abdeckungskörpers (2) angeordnet ist und unmittelbar oder mittelbar mit der Antriebskraft-Erzeugungseinrichtung (80) in Kontakt steht, einen Wärmezufuhrabschnitt (32), der auf einer Vorderflächenseite des Abdeckungskörpers (2) angeordnet ist, und einen Wärmeübertragungsabschnitt (31), der mit dem Wärmesammelabschnitt (30) und dem Wärmezufuhrabschnitt (32) verbunden ist und Wärme vom Wärmesammelabschnitt (30) an den Wärmezufuhrabschnitt (32) überträgt; und ein thermoelektrisches Element (4), das so angeordnet ist, dass sein eines Ende mit dem Wärmezufuhrabschnitt (32) des Wärmezufuhrglieds (3A) in Kontakt steht, und das mittels des Seebeck-Effekts, aufgrund eines Temperaturunterschieds zwischen dem einen Ende und dem anderen Ende, eine elektromotorische Kraft erzeugt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Schallschutzabdeckungen, die dazu dienen, Lärm und Schwingungen eines an einem Fahrzeug montierten Motors usw. zu verringern, und insbesondere auf Schallschutzabdeckungen, die ein thermoelektrisches Element umfassen und die Fähigkeit besitzen, mittels eines Temperaturunterschieds elektrische Energie zu erzeugen.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Bei einer zunehmenden Anzahl von Elektroteilen, die in Kraftwagen montiert sind, wird mehr elektrische Leistung benötigt, um die Elektroteile zu betreiben. Eine Lichtmaschine oder Batterie mit großer Kapazität ist erforderlich, um dafür die Leistungsversorgung sicherzustellen. Die Lichtmaschine wird mittels Leistung vom Motor angetrieben. Demgemäß führt eine Zunahme der Leistungsversorgung zu einer Verringerung der Kraftstoffsparsamkeit. In Kraftfahrzeugen wird eine große Menge Wärmeenergie von Einrichtungen zum Erzeugen der Antriebskraft, wie z. B. einer Verbrennungskraftmaschine und einem Motor, abgegeben. Also sind Versuche unternommen worden, elektrische Leistung mittels Nutzung der Abgaswärme des Motors usw. zu erzeugen.
Beispielsweise offenbart die Patentschrift 1 eine Einrichtung zur Rückgewinnung von Energie mit einem thermoelektrischen Element, das auf der Rückfläche einer Motorraumhaube angeordnet ist. Die Patentschrift 2 offenbart eine Abgaswärmesenke, die ein thermoelektrisches Element umfasst. Die Patentschrift 3 offenbart ein Fahrzeug, in dem eine Nebenbatterie aufgrund Temperaturunterschieds bei Nutzung einer Redox-Kupplung an einen Motor angeschlossen ist, um elektrische Leistung zu erzeugen. Die Patentschrift 4 offenbart eine Leistungserzeugungseinrichtung mit Nutzung von Restwärme, welche Wärme von einem Motor über ein Heizrohr an ein thermoelektrisches Element überträgt, um elektrische Leistung zu erzeugen.
[Dokumente des Stands der Technik]
[Patentschriften]

[Patentschrift 1] Japanische Patentanmeldung Veröffentlichung Nr. 2008-19674 ( JP 2008-19674 A )
[Patentschrift 2] Japanische Patentanmeldung Veröffentlichung Nr. 2001-210765 ( JP 2001-210765 A )
[Patentschrift 3] Japanische Patentanmeldung Veröffentlichung Nr. 2001-332293 ( JP 2001-332293 A )
[Patentschrift 4] Japanische Patentanmeldung Veröffentlichung Nr. 2009-55728 ( JP 2009-55728 A )

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
[Von der Erfindung zu lösendes Problem]
Thermoelektrische Elemente erzeugen mittels des Seebeck-Effekts aufgrund eines Temperaturunterschieds zwischen einem Heizende und einem Kühlende eine elektromotorische Kraft. Der Temperaturunterschied zwischen dem Heizende und dem Kühlende muss gesteigert werden, um die Leistungserzeugungseffizienz des thermoelektrischen Elements zu steigern. Insofern wird das thermoelektrische Element gemäß der Energierückgewinnungseinrichtung, die in der Patentschrift 1 beschrieben wird, auf der Rückfläche der Motorraumhaube angeordnet. Zwischen dem Heizende des thermoelektrischen Elements und einem Motor befindet sich eine Luftschicht. Da die Luftschicht geringe Wärmeleitfähigkeit besitzt, reicht die Wärmeübertragung vom Motor an das thermoelektrische Element nicht aus. Da ferner das Kühlende mit einem Geräuschabsorptionsmaterial in Kontakt steht, das eine Wärmeübertragung an die Vorderfläche der Motorraumhaube unterdrückt, reicht die Wärmeableitung vom Kühlende nicht aus. Also ist der Temperaturunterschied zwischen dem Heizende und dem Kühlende des thermoelektrischen Elements gering. Das thermoelektrische Element kann direkt am Motor befestigt werden, um elektrische Leistung zu erzeugen. Wenn das thermoelektrische Element jedoch direkt am Motor befestigt ist, wird die Temperatur um das thermoelektrische Element herum aufgrund einer großen Wärmeabgabe vom Motor hoch. Dadurch wird es schwer, einen großen Temperaturunterschied im thermoelektrischen Element zu erzeugen. D. h. die Leistungserzeugungseffizienz ist gering.
Wie zuvor beschrieben wird eine Verbrennungskraftmaschine bzw. ein Motor als Einrichtung zum Erzeugen einer Antriebskraft in Kraftfahrzeugen montiert. Der Motor erzeugt durch Explosion und Reibung Schwingungen und Schall in Synchronisierung mit Explosion. Auch im Motor wird aufgrund von Drehmomentschwankungen, die durch Rastmomente oder Exzentrizität verursacht werden, Schall erzeugt, und Hochfrequenzschall wird von einem Inverter erzeugt. Demgemäß wird eine Schallschutzabdeckung aus Urethanschaum usw. am Motor angebracht, um die Abgabe von Schall und Schwingungen nach außen zu unterdrücken. Ein geformtes Schaumprodukt wie z. B. Urethanschaum enthält eine große Anzahl von Zellen (Luftblasen) und besitzt deshalb geringe Wärmeleitfähigkeit. Also wird die Wärme in dem Fall, dass eine Schallschutzabdeckung um die Verbrennungskraftmaschine, den Motor usw. herum, die/der Wärme erzeugt, angeordnet wird, von der Schallschutzabdeckung aufgenommen.
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts solcher Situationen entwickelt, und es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Fahrzeug-Schallschutzabdeckung bereitzustellen, die ein thermoelektrisches Element umfasst und die Fähigkeit besitzt, elektrische Leistung effizient zu erzeugen.
[Mittel zum Lösen des Problems]

(1) Um die obengenannten Probleme zu lösen, ist eine Fahrzeug-Schallschutzabdeckung gemäß der vorliegenden Erfindung eine Fahrzeug-Schallschutzabdeckung, die so angeordnet ist, dass sie eine Antriebskraft-Erzeugungseinheit eines Fahrzeugs bedeckt, und dadurch gekennzeichnet, dass sie folgendes umfasst: einen Abdeckungskörper mit einer Schalldämmschicht bzw. Schallabsorptionsschicht aus einem geschäumten Harz; ein Wärmezufuhrglied mit einem Wärmesammelabschnitt, der auf der Rückflächenseite des Abdeckungskörpers angeordnet ist und unmittelbar oder mittelbar mit der Antriebskraft-Erzeugungseinheit in Kontakt steht, einen Wärmezufuhrabschnitt, der auf einer Vorderflächenseite des Abdeckungskörpers angeordnet ist, und einen Wärmeübertragungsabschnitt, der mit dem Wärmesammelabschnitt und dem Wärmezufuhrabschnitt verbunden ist und Wärme von dem Wärmesammelabschnitt an den Wärmezufuhrabschnitt überträgt; und ein thermoelektrisches Element, das so angeordnet ist, dass ein Ende mit dem Wärmezufuhrabschnitt des Wärmezufuhrglieds in Kontakt steht, und das mittels des Seebeck-Effekts aufgrund eines Temperaturunterschieds zwischen dem einen Ende und dem anderen Ende eine elektromotorische Kraft erzeugt.

Die Antriebskraft-Erzeugungseinrichtung des Fahrzeugs umfasst eine Verbrennungskraftmaschine, einen Motor usw. Wie zuvor beschrieben sammelt sich Wärme aufgrund der Wärmeisolierwirkung der Schallschutzabdeckung an, wenn die Schallschutzabdeckung am Motor befestigt ist. Bei der Fahrzeug-Schallschutzabdeckung der vorliegenden Erfindung wird diese angesammelte Wärme wirksam dazu verwendet, mittels des thermoelektrischen Elements elektrische Leistung zu erzeugen. Das thermoelektrische Element ist an der Vorderflächenseite des Abdeckungskörpers, nämlich auf der der Antriebskraft-Erzeugungseinrichtung entgegengesetzten Seite angeordnet. Wärme wird vom Wärmezufuhrglied an das thermoelektrische Element geliefert. Das Wärmezufuhrglied weist den Wärmesammelabschnitt, den Wärmezufuhrabschnitt und den Wärmeübertragungsabschnitt auf.
Der Wärmesammelabschnitt ist auf der Rückflächenseite des Abdeckungskörpers, nämlich auf der Antriebskraft-Erzeugungseinrichtungsseite angeordnet. Der Wärmesammelabschnitt steht unmittelbar oder mittelbar mit der Antriebskraft-Erzeugungseinrichtung in Kontakt. Wärme der Antriebskraft-Erzeugungseinrichtung wird also an den Wärmesammelabschnitt übertragen. Die an den Wärmesammelabschnitt übertragene Wärme wird über den Wärmeübertragungsabschnitt an den Wärmezufuhrabschnitt übertragen. Der Wärmezufuhrabschnitt ist auf der Vorderflächenseite des Abdeckungskörpers angeordnet. Der Wärmezufuhrabschnitt ist mit dem einen Ende (Heizende) des thermoelektrischen Elements verbunden. Der Abdeckungskörper weist die Schalldämmschicht auf. Die Schalldämmschicht ist aus geschäumtem Harz hergestellt. Die Schalldämmschicht besitzt also hochgradige Wärmeisolationseigenschaften. Wärme, die von der Antriebskraft-Erzeugungseinrichtung abgegeben wird, wird durch den Abdeckungskörper abgeschirmt. Demgemäß weist der Wärmezufuhrabschnitt auf der Vorderflächenseite des Abdeckungskörpers aufgrund der Wärme, die vom Wärmesammelabschnitt übertragen wird, eine hohe Temperatur auf, aber die Temperatur des ihn umgebenden Bereichs, nämlich des Bereichs um das thermoelektrische Element herum, neigt weniger dazu anzusteigen. Dadurch kann ein großer Temperaturunterschied zwischen dem einen Ende (Heizende in Kontakt mit dem Wärmezufuhrabschnitt) und dem anderen Ende (Kühlende) des thermoelektrischen Elements entstehen. Also kann effiziente thermoelektrische Leistungserzeugung erreicht werden.
Mehrere Hunderte von Sensoren sind in Kraftfahrzeugen montiert, um die Fahrleistung, die Sicherheit, den Komfort usw zu steigern. Eine Vielzahl von Verdrahtungen wie z. B. Leistungszufuhrleitungen, Erdungsleitungen und Signalleitungen sind mit den Sensoren verbunden. Wenn also die Anzahl der Sensoren gesteigert wird, wird auch das Gesamtgewicht der Verkabelung gesteigert, was zu einer Verringerung der Kraftstoffsparsamkeit führt. Wenn z. B. drahtlose Kommunikation mit niedrigem Stromverbrauch dazu verwendet wird, Sensorsignale und Schaltersignale zu übertragen, wird das Gesamtgewicht der Verkabelung verringert. Also können die Fahrleistung, die Sicherheit, der Komfort usw. sichergestellt werden und der Kraftstoffverbrauch wird verbessert, indem die von der Fahrzeug-Schallschutzabdeckung der vorliegenden Erfindung erzeugte elektrische Leistung bzw. Energie in der Batterie gespeichert wird und die Sensoren mit dieser elektrischen Leistung bzw. Energie betrieben werden.

(2) Vorzugsweise ist der Wärmeübertragungsabschnitt bei der Konfiguration von (1) in die Schalldämmschicht eingebettet. Der Wärmeübertragungsabschnitt des Wärmezufuhrglieds verbindet den Wärmesammelabschnitt und den Wärmezufuhrabschnitt. Der Wärmeübertragungsabschnitt kann in die Schalldämmschicht eingebettet sein. Alternativ kann lediglich Teil des Wärmeübertragungsabschnitts mit der Schalldämmschicht in Kontakt stehen, oder der Wärmeübertragungsabschnitt kann überhaupt nicht mit der Schalldämmschicht in Kontakt stehen. Dieser Konfiguration gemäß wird ein Verlust der Wärmeübertragung zwischen dem Wärmesammelabschnitt und dem Wärmezufuhrabschnitt durch die Wärmeisolierungswirkung der Schalldämmschicht verringert, da der Wärmeübertragungsabschnitt vollkommen von der Schalldämmschicht umgeben ist. Demgemäß kann die Wärme der Antriebskraft-Erzeugungseinrichtung, die vom Wärmesammelabschnitt gesammelt wird, effizient an den Wärmezufuhrabschnitt übertragen und effizient an das thermoelektrische Element geliefert werden.
(3) Vorzugsweise weisen der Wärmesammelabschnitt und der Wärmezufuhrabschnitt in der Konfiguration von (1) oder (2) jeweils eine Plattenform auf, und der Wärmeübertragungsabschnitt ist mit einem Teil des Wärmesammelabschnitts und einem Teil des Wärmezufuhrabschnitts verbunden. Dieser Konfiguration gemäß weist der Wärmesammelabschnitt eine Plattenform auf. Das erleichtert die Steigerung der Kontaktfläche des Wärmesammelabschnitts mit der Antriebskraft-Erzeugungseinrichtung, d. h. der Wärmeübertragungsfläche. Es ist wünschenswert, dass der Wärmesammelabschnitt und der Wärmezufuhrabschnitt aus einem Metallmaterial mit hoher Wärmeleitfähigkeit wie z. B. Aluminium, Kupfer oder Eisen gefertigt sind. Je leichter das Wärmezufuhrglied, desto wünschenswerter ist dies für eine Verbesserung der Kraftstoffsparsamkeit. Durch Nutzung der Form, wobei der Wärmeübertragungsabschnitt mit einem Teil des Wärmesammelabschnitts und einem Teil des Wärmezufuhrabschnitts verbunden ist, wie in dieser Konfiguration, kann das Gewicht des Wärmezufuhrglieds verringert werden, z. B. im Vergleich mit der Form, wobei das Wärmezufuhrglied in der Gestalt einer massiven Säule ausgebildet ist (der Form, wobei der Wärmeübertragungsabschnitt mit dem gesamten Wärmesammelabschnitt und dem gesamten Wärmezufuhrabschnitt verbunden ist).
(4) Vorzugsweise umfasst die Fahrzeug-Schallschutzabdeckung in einer beliebigen der Konfigurationen von (1) bis (3) ferner ein Wärmeabfuhrglied, das am anderen Ende des thermoelektrischen Elements angeordnet ist. Um die Energieerzeugungswirksamkeit des thermoelektrischen Elements zu steigern, ist es wünschenswerter, dass der Temperaturunterschied zwischen dem einen Ende (Heizende) und dem anderen Ende (Kühlende) des Elements größer ist. Dieser Konfiguration gemäß ist das Wärmeabfuhrglied am anderen Ende des thermoelektrischen Elements angeordnet. Damit wird die Temperatur am anderen Ende reduziert, und der Temperaturunterschied zwischen dem einen Ende und dem anderen Ende kann weiter gesteigert werden. Beispiele des Wärmeabfuhrglieds umfassen eine Wärmeabfuhrplatte, Rippen, ein Wärmeabfuhrblech bzw. eine Wärmeabfuhrfolie, einen Beschichtungsfilm aus Wärmeabfuhrlack und Kombinationen davon.
(5) Vorzugsweise ist das Wärmeabfuhrglied in der Konfiguration von (4) aus einem geformten Urethanschaumartikel gebildet, der Urethanschaum sowie magnetische Füllstoffe enthält, die so orientiert sind, dass sie im Urethanschaum miteinander verbunden sind. Der geformte Urethanschaumartikel dieser Konfiguration enthält die magnetischen Füllstoffe auf solche Weise orientiert, dass sie miteinander verbunden sind. Beispiele der magnetischen Füllstoffe umfassen Eisen, Nickel, Edelstahl, eine Kupfer-Eisen-Legierung usw. Da die magnetischen Füllstoffe hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisen, wird Wärme, die am einen Ende des geformten Urethanschaumartikels angelegt wird, über die magnetischen Füllstoffe an das andere Ende übertragen und schnell freigegeben. Dieser Konfiguration gemäß kann die Konstruktion einer Motorabdeckung verbessert werden, wenn die Fahrzeug-Schallschutzabdeckung als die Motorabdeckung ausgestaltet ist (siehe die Konfiguration von (8), nachstehend beschrieben).
(6) Vorzugsweise ist das Wärmezufuhrglied in einer beliebigen der Konfigurationen von (1) bis (5) im Abdeckungskörper umspritzt. Dieser Konfiguration gemäß kann das Wärmezufuhrglied gleichzeitig mit dem Schaumformen der Schalldämmschicht aus dem geschäumten Harz am Abdeckungskörper befestigt werden. Das erübrigt die Notwendigkeit eines besonderen Schritts zur Befestigung des Wärmezufuhrglieds am fertiggestellten Abdeckungskörper. Dadurch wird das Herstellungsverfahren erleichtert und die Herstellungskosten können gesenkt werden.
(7) Vorzugsweise ist das geschäumte Harz der Schalldämmschicht in einer beliebigen der Konfigurationen von (1) bis (6) Urethanschaum. Dieser Konfiguration gemäß kann die Fahrzeug-Schallschutzabdeckung mit hoher Schalldämmfähigkeit relativ kostengünstig realisiert werden.
(8) Vorzugsweise ist die Antriebskraft-Erzeugungseinrichtung in einer beliebigen der Konfigurationen von (1) bis (7) ein Motor, und die Fahrzeug-Schallschutzabdeckung wird als Motorabdeckung benutzt. Der Motor gibt mittels Explosion und Reibung eine große Menge Wärme ab. Dieser Konfiguration gemäß kann die vom Motor abgegebene Wärme effizient in elektrische Energie umgewandelt werden.
(9) Vorzugsweise ist das Wärmeabfuhrglied in der Konfiguration von (8) aus einem geformten Urethanschaumartikel gebildet, der Urethanschaum sowie magnetische Füllstoffe enthält, die so orientiert sind, dass sie im Urethanschaum miteinander verbunden sind, und das Wärmeabfuhrglied steht mit einer Motorraumhaube in Kontakt.

Bei der Fahrt des Fahrzeugs wird die Motorraumhaube der Luft ausgesetzt und gekühlt. Demgemäß kann die Wärmeabfuhrwirkung weiter gesteigert werden, indem das Wärmeabfuhrglied, das am anderen Ende (Kühlende) des thermoelektrischen Elements angeordnet ist, mit der Motorraumhaube in Kontakt gebracht wird. Um jedoch Fußgänger im Fall eines Aufpralls zu schützen, muss ein gewisser Raum (Stoßdämpfraum) zwischen der Motorraumhaube und der Motorabdeckung sichergestellt sein. Demgemäß kann das Wärmeabfuhrglied für den Fall, dass das Wärmeabfuhrglied aus einem harten Material wie z. B. einem Metall gefertigt ist, nicht mit der Motorraumhaube in Kontakt gebracht werden.
In dieser Hinsicht ist dieser Konfiguration gemäß ein Grundmaterial des Wärmeabfuhrglieds Urethanschaum. Demgemäß ist das Wärmeabfuhrglied elastisch und relativ weich. Das Wärmeabfuhrglied kann also mit der Motorraumhaube in Kontakt gebracht werden. Das erleichtert die Wärmeabfuhr vom anderen Ende des thermoelektrischen Elements und kann den Temperaturunterschied zwischen dem einen Ende und dem anderen Ende weiter steigern. Da das Wärmeabfuhrglied elastisch ist, wird das Wärmeabfuhrglied außerdem mittels einer Druckkraft von der Motorraumhaube zusammengedrückt, wobei ein Spalt (eine Luftschicht) zwischen dem Wärmeabfuhrglied und der Motorraumhaube beseitigt wird und die Wärmeübertragungsfähigkeit an die Motorraumhaube verbessert werden kann.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer Motorabdeckung einer ersten Ausführungsform.
2 ist eine Schnittansicht entlang der Richtung vorne-hinten der Motorabdeckung.
3 ist eine Schnittansicht entlang der Richtung vorne-hinten einer Motorabdeckung einer zweiten Ausführungsform.
4 ist eine Schnittansicht entlang der Richtung vorne-hinten einer Motorabdeckung einer dritten Ausführungsform.
5 zeigt perspektivische Ansichten von Wärmezufuhrglieden von anderen Ausführungsformen.
[Beschreibung der Bezugsziffern]

1: Motorabdeckung, 10: Ausnehmung, 11: Bolzen, 12: Unterlegscheibe, 100: Einführloch 2: Abdeckungskörper, 20: Schalldämmschicht, 21: Oberflächenschicht 3A bis 3F: Wärmezufuhrglied, 30: Wärmesammelabschnitt, 31: Wärmeübertragungsabschnitt, 32: Wärmezufuhrabschnitt, 300: Durchgangsloch 4: Thermoelektrisches Element 50: Wärmeabfuhrplatte (Wärmeabfuhrglied), 51: Wärmeabfuhrglied 80: Zylinderkopfabdeckung (Antriebskraft-Erzeugungseinrichtung), 81: Motorraumhaube

WEGE ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Ausführungsformen einer Fahrzeug-Schallschutzabdeckung der vorliegenden Erfindung werden nachstehend beschrieben. In den Ausführungsformen ist die Fahrzeug-Schallschutzabdeckung der vorliegenden Erfindung als eine Motorabdeckung verkörpert.
<Erste Ausführungsform>
[Konfiguration]
Zunächst wird die Konfiguration einer Motorabdeckung der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. 1 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Motorabdeckung der vorliegenden Ausführungsform. 2 ist eine Schnittansicht entlang der Richtung vorne-hinten der Motorabdeckung. In 1 und 2 sind die Richtungen in Betrachtung des nach vorne weisenden Fahrzeugs von hinten definiert. Wie in 1 und 2 dargestellt, ist eine Motorabdeckung 1 so angeordnet, dass eine Zylinderkopfabdeckung 80 als Bestandteil eines Motors bedeckt wird. Eine Ausnehmung 10 für einen darin einzusetzenden Bolzen 11 ist in den vier Ecken der Motorabdeckung 1 ausgebildet. Jede der vier Ausnehmungen 10 weist ein Einführloch 100 für den dadurch einzuführenden Bolzen 11 auf. Der Bolzen 11 erstreckt sich über eine Unterlegscheibe 12 durch das Einführloch 100 und ist an der Zylinderkopfabdeckung 80 befestigt, wobei die Motorabdeckung 1 an der oberen Oberfläche der Zylinderkopfabdeckung 80 befestigt ist.
Die Motorabdeckung 1 umfasst einen Abdeckungskörper 2, ein Wärmezufuhrglied 3A, ein thermoelektrisches Element 4 und eine Wärmeabfuhrplatte 50. Der Abdeckungskörper 2 weist eine Schalldämmschicht 20 und eine Oberflächenschicht 21 auf. Die Schalldämmschicht 20 ist aus Urethanschaum hergestellt und weist die Form einer flachen Schale auf, die nach unten hin offen ist. Die Oberflächenschicht 21 ist aus Polyamidharz hergestellt. Die Oberflächenschicht 21 ist auf der oberen Oberfläche der Schalldämmschicht 20 gebildet. Die Oberflächenschicht 21 liegt in einem Motorraum frei.
Das Wärmezufuhrglied 3A ist in einer Stellung angeordnet, die sich in der Richtung links-rechts in der Mitte näher am rückwärtigen Teil des Abdeckungskörpers 2 befindet. Das Wärmezufuhrglied 3A weist eine C-Form auf, die nach vorne hin offen ist. Das Wärmezufuhrglied 3A weist einen Wärmesammelabschnitt 30, einen Wärmezufuhrabschnitt 32 und einen Wärmeübertragungsabschnitt 31 auf.
Der Wärmesammelabschnitt 30 ist aus Aluminium und weist die Form einer rechteckigen Platte auf. Der Wärmesammelabschnitt 30 ist auf der unteren Oberflächenseite (Rückflächenseite) des Abdeckungskörpers 2 angeordnet. Der Wärmesammelabschnitt 30 ist so in die Schalldämmschicht 20 eingebettet, dass nur die untere Oberfläche des Wärmesammelabschnitts 30 nach unten freiliegt. Die untere Oberfläche des Wärmesammelabschnitts 30 schließt bündig mit der unteren Oberfläche der Schalldämmschicht 20 ab. Die untere Oberfläche des Wärmesammelabschnitts 30 steht in direktem Kontakt mit der Zylinderkopfabdeckung 80.
Der Wärmezufuhrabschnitt 32 ist aus Aluminium und weist die Form einer rechteckigen Platte auf. Der Wärmezufuhrabschnitt 32 ist so angeordnet, dass er dem Wärmesammelabschnitt 30 gegenüberliegt. Der Wärmezufuhrabschnitt 32 ist auf der oberen Oberflächenseite (Vorderflächenseite) des Abdeckungskörpers 2 angeordnet. Die Schalldämmschicht 20 liegt zwischen dem Wärmezufuhrabschnitt 32 und dem Wärmesammelabschnitt 30. Der Wärmezufuhrabschnitt 32 ist so in die Oberflächenschicht 21 eingebettet, dass nur die obere Oberfläche des Wärmezufuhrabschnitts 32 nach oben freiliegt. Die obere Oberfläche des Wärmezufuhrabschnitts 32 schließt bündig mit der oberen Oberfläche der Oberflächenschicht 21 ab.
Der Wärmeübertragungsabschnitt 31 ist aus Aluminium und weist die Form einer rechteckigen Platte auf. Der Wärmeübertragungsabschnitt 31 ist mit dem rückwärtigen Ende des Wärmesammelabschnitts 30 und dem rückwärtigen Ende des Wärmezufuhrabschnitts 32 verbunden. Der Wärmeübertragungsabschnitt 31 ist in die Schalldämmschicht 20 eingebettet.
Das thermoelektrische Element 4 ist ein Volumenelement, das ein Wismut-Tellurium(Bi2Te₃)-basiertes thermoelektrisches Umwandlungsmaterial benutzt. Das thermoelektrische Element 4 ist auf der oberen Oberfläche des Wärmezufuhrglieds 3A, d. h. auf der oberen Oberfläche des Wärmezufuhrabschnitts 32 angeordnet. Das untere Ende des thermoelektrischen Elements 4 dient als Heizende und das obere Ende davon dient als Kühlende. Das untere Ende des thermoelektrischen Elements 4 ist im Begriff „ein Ende” der vorliegenden Erfindung enthalten. Das obere Ende des thermoelektrischen Elements 4 ist im Begriff „anderes Ende” der vorliegenden Erfindung enthalten. Das thermoelektrische Element 4 ist mittels Verdrahtung mit einer Batterie, nicht dargestellt, verbunden.
Die Wärmeabfuhrplatte 50 ist aus Aluminium und weist eine rechteckige Form auf. Die Wärmeabfuhrplatte 50 ist auf der oberen Oberfläche des thermoelektrischen Elements 4 angeordnet. Die Wärmeabfuhrplatte 50 ist in dem Begriff „Wärmeabfuhrglied” der vorliegenden Erfindung enthalten.
[Herstellungsverfahren]
Ein Verfahren zur Herstellung der Motorabdeckung 1 der vorliegenden Ausführungsform wird nachstehend beschrieben. Zunächst wird die Oberflächenschicht 21, die im Voraus geformt wurde, an der oberen Formhälfte einer Form befestigt. Dann wird das Wärmezufuhrglied 3A an der unteren Formhälfte der Form befestigt und ein Urethanschaummaterial in die Form eingespritzt. Die obere Formhälfte mit der daran befestigten Oberflächenschicht 21 wird auf die untere Formhälfte aufgesetzt und die Form wird geschlossen, um das Schaumformen durchzuführen. Dann wird die Form geöffnet, um einen integralen geformten Verbundartikel der Oberflächenschicht 21, der Schalldämmschicht 20 und des Wärmezufuhrglieds 3A herauszunehmen. Danach wird das thermoelektrische Element 4 an die obere Oberfläche des Wärmezufuhrabschnitts 32 verbunden. Ferner wird die Wärmeabfuhrplatte 50 an die obere Oberfläche des thermoelektrischen Elements 4 verbunden. So wird die Motorabdeckung 1 hergestellt.
[Leistungserzeugungsverfahren]
Ein Verfahren zur Erzeugung von elektrischer Leistung mittels der Motorabdeckung 1 der vorliegenden Ausführungsform wird beschrieben. Wenn der Motor in Betrieb ist, wird aufgrund von Explosion und Reibung Wärme erzeugt. Die erzeugte Wärme wird durch die Zylinderkopfabdeckung 80 hindurch an den Wärmesammelabschnitt 30 des Wärmezufuhrglieds 3A übertragen. Die an den Wärmesammelabschnitt 30 übertragene Wärme wird vom Wärmeübertragungsabschnitt 31 an den Wärmezufuhrabschnitt 32 übertragen. Der Wärmezufuhrabschnitt 32 wird also heiß. Dadurch steigt die Temperatur des unteren Endes des thermoelektrischen Elements 4, das mit dem Wärmezufuhrabschnitt 32 in Kontakt steht. Die Temperatur des oberen Endes des thermoelektrischen Elements 4 steigt jedoch nicht so sehr, hauptsächlich aufgrund der Wärmeisolierwirkung der Schalldämmschicht 20 und der Wärmeabfuhrwirkung der Wärmeabfuhrplatte 50. Demgemäß besteht ein Temperaturunterschied zwischen dem unteren und dem oberen Ende des thermoelektrischen Elements 4. Mit diesem Temperaturunterschied erzeugt das thermoelektrische Element 4 mittels des Seebeck-Effekts seines thermoelektrischen Umwandlungsmaterials eine elektromotorische Kraft. Die elektrische Leistung, die in dem thermoelektrischen Element 4 erzeugt wird, wird verstärkt und dann in der Batterie gespeichert.
[Funktionen und Wirkungen]
Funktionen und Wirkungen der Motorabdeckung 1 der vorliegenden Ausführungsform werden nachstehend beschrieben. In der Motorabdeckung 1 ist die Schalldämmschicht 20, die den Abdeckungskörper 2 bildet, aus Urethanschaum. Die Schalldämmschicht 20 weist also hohe Wärmeisoliereigenschaften auf. Der Wärmesammelabschnitt 30 und der Wärmezufuhrabschnitt 32 des Wärmezufuhrglieds 3A sind so angeordnet, dass sie einander in der senkrechten Richtung gegenüberstehen, wobei die Schalldämmschicht 20 dazwischen liegt. Der Wärmeübertragungsabschnitt 31, der den Wärmesammelabschnitt 30 und den Wärmezufuhrabschnitt 32 verbindet, ist in die Schalldämmschicht 20 eingebettet. Jeder der Wärmesammelabschnitt 30, der Wärmeübertragungsabschnitt 31 und der Wärmezufuhrabschnitt 32, die das Wärmezufuhrglied 3A bilden, ist aus Aluminium mit hoher Wärmeleitfähigkeit hergestellt. Das ermöglicht es, vom Motor abgegebene Wärme ohne bedeutenden Verlust vom Wärmesammelabschnitt 30 an den Wärmezufuhrabschnitt 32 zu übertragen. D. h. die vom Motor abgegebene Wärme kann effizient an das thermoelektrische Element 4 geliefert werden. Die Temperatur in dem Raum auf der oberen Oberflächenseite des Abdeckungskörpers 2, nämlich dem Raum um das thermoelektrische Element 4 herum, neigt weniger dazu, sich zu vergrößern, hauptsächlich aufgrund der Wärmeisolierwirkung der Schalldämmschicht 20. Demgemäß kann ein großer Temperaturunterschied zwischen dem unteren Ende (Heizende) und dem oberen Ende (Kühlende) des thermoelektrischen Elements 4 erreicht werden. Effiziente thermoelektrische Leistungserzeugung kann also erreicht werden. D. h. gemäß der Motorabdeckung 1 kann vom Motor abgegebene Wärme effizient in elektrische Energie umgewandelt werden.
Die von der Motorabdeckung 1 erzeugte elektrische Leistung bzw. Energie kann in der Batterie gespeichert und zum Betrieb von verschiedenen Elektroteilen verwendet werden. Beispielsweise kann der Gebrauch dieser elektrischen Leistung als Antriebskraftquelle eines Sensors die Fahrleistung, die Sicherheit, den Komfort usw. verbessern, ohne die Kraftstoffsparsamkeit zu reduzieren.
Das Wärmezufuhrglied 3A weist eine C-Form auf. Das Wärmezufuhrglied 3A kann also leicht mittels Pressformen usw. hergestellt werden. Das Wärmezufuhrglied 3A ist leichter im Vergleich mit dem Fall, dass es in der Form einer massiven Säule ausgebildet ist. Das Wärmezufuhrglied 3A wird mittels eines Umspritzverfahrens integral mit der Schalldämmschicht 20 und der Oberflächenschicht 21 gebildet. Damit erübrigt sich der Bedarf, das Wärmezufuhrglied in einem besonderen Schritt am fertigen Abdeckungskörper zu befestigen. Damit wird das Herstellungsverfahren vereinfacht und die Herstellungskosten können gesenkt werden.
Die Wärmeabfuhrplatte 50 ist auf der oberen Oberfläche des thermoelektrischen Elements 4 angeordnet. Da die Temperatur des oberen Endes des thermoelektrischen Elements 4 mittels der Wärmeabfuhrwirkung der Wärmeabfuhrplatte 50 reduziert werden kann, kann der Temperaturunterschied zwischen dem oberen und dem unteren Ende davon weiter gesteigert werden.
Die Schalldämmschicht 20 des Abdeckungskörpers 2 ist aus Urethanschaum hergestellt. Die Schalldämmschicht 20 weist also eine große Schalldämmfähigkeit auf. Ferner kann die Schalldämmschicht 20 bei relativ geringen Kosten hergestellt werden. Das Wärmezufuhrglied 3A und die Wärmeabfuhrplatte 50 sind beide aus Aluminium. Die Motorabdeckung 1 ist deshalb relativ kostengünstig und leicht.
<Zweite Ausführungsform>
Eine Motorabdeckung der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich von derjenigen der ersten Ausführungsform, indem die Wärmeabfuhrplatte aus Aluminium mit einem Wärmeabfuhrglied als geformtem Urethanschaumartikel ersetzt wird, und indem das Wärmeabfuhrglied mit einer Motorraumhaube in Kontakt steht. Nur die Unterschiede werden nachstehend beschrieben.
3 ist eine Schnittansicht entlang der Richtung vorne-hinten der Motorabdeckung der vorliegenden Ausführungsform. Die Teile, die mit denen aus 2 übereinstimmen, werden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Wie in 3 dargestellt, ist eine Motorraumhaube 81 über der Motorabdeckung 1 angeordnet. Ein Wärmeabfuhrglied 51 ist auf der oberen Oberfläche des thermoelektrischen Elements 4 angeordnet. Das Wärmeabfuhrglied 51 ist zwischen der Motorraumhaube 81 und dem thermoelektrischen Element 4 angeordnet. Das Wärmeabfuhrglied 51 ist so angeordnet, dass es mittels einer Druckkraft von der Motorraumhaube 81 in der vertikalen Richtung aus seinem natürlichen Zustand zusammengedrückt wird (angedeutet durch die gestrichelte Linie in 3).
Das Wärmeabfuhrglied 51 weist die Form eines rechteckigen Parallelepipeds auf. Das Wärmeabfuhrglied 51 wird von einem geformten Urethanschaumartikel, der magnetische Füllstoffe enthält, gebildet. Die magnetischen Füllstoffe sind Edelstahlfasern. Die magnetischen Füllstoffe sind miteinander verbunden und sind im geformten Urethanschaumartikel (Wärmeabfuhrglied 51) in der vertikalen Richtung orientiert.
Was die Teile mit derselben Konfiguration wie in der ersten Ausführungsform anbetrifft, weist die Motorabdeckung 1 der vorliegenden Ausführungsform ähnliche Funktionen und Wirkungen auf wie die Motorabdeckung der ersten Ausführungsform. Gemäß der Motorabdeckung 1 der vorliegenden Ausführungsform steht das Wärmeabfuhrglied 51 mit der Motorraumhaube 81 in Kontakt. Dadurch wird die Wärmeabfuhr vom oberen Ende des thermoelektrischen Elements 4 erleichtert, und der Temperaturunterschied zwischen dem oberen und dem unteren Ende davon kann weiter gesteigert werden.
Das Wärmeabfuhrglied 51 enthält orientierte magnetische Füllstoffe und weist also eine hohe Wärmeabfuhrwirkung auf. Ferner ist ein Grundmaterial des Wärmeabfuhrglieds 51 Urethanschaum. Demgemäß ist das Wärmeabfuhrglied 51 elastisch und relativ weich. Das Wärmeabfuhrglied 51 kann also in einem zusammengedrückten Zustand zwischen dem thermoelektrischen Element 4 und der Motorraumhaube 81 angeordnet sein. Also besteht kein Spalt (keine Luftschicht) zwischen dem Wärmeabfuhrglied 51 und der Motorraumhaube 81, und die Wärmeübertragungsfähigkeit zur Motorraumhaube 81 kann verbessert werden.
<Dritte Ausführungsform>
Eine Motorabdeckung der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich von der Motorabdeckung der ersten Ausführungsform in der Stellung und der Form des Wärmezufuhrglieds. Lediglich die Unterschiede werden nachstehend beschrieben.
4 ist eine Schnittansicht entlang der Richtung vorne-hinten der Motorabdeckung der vorliegenden Ausführungsform. Die Teile, die denen aus 2 entsprechen, sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Wie in 1 und 4 dargestellt, ist ein Wärmezufuhrglied 3B am rechten, rückwärtigen Teil des Abdeckungskörpers 2 positioniert. Das Wärmezufuhrglied 3B weist eine gestufte Form in der Richtung vorne-hinten auf. Das Wärmezufuhrglied 3B weist den Wärmesammelabschnitt 30, den Wärmezufuhrabschnitt 32 und den Wärmeübertragungsabschnitt 31 auf.
Der Wärmesammelabschnitt 30 ist aus Aluminium und weist die Form einer rechteckigen Platte auf. Der Wärmesammelabschnitt 30 ist auf der unteren Oberflächenseite (Rückflächenseite) der Motorabdeckung 1 angeordnet. Der Wärmesammelabschnitt 30 ist so in die Schalldämmschicht 20 eingebettet, dass nur die untere Oberfläche des Wärmesammelabschnitts 30 nach unten freiliegt. Die untere Oberfläche des Wärmesammelabschnitts 30 schließt bündig mit der unteren Oberfläche der Schalldämmschicht 20 ab. Die untere Oberfläche des Wärmesammelabschnitts 30 steht mit der Zylinderkopfabdeckung 80 in direktem Kontakt. Der Wärmesammelabschnitt 30 weist ein Durchgangsloch 300 für den dadurch durchzusteckenden Bolzen 11 auf. Der Bolzen 11, der von der Seite der Oberflächenschicht 21 eingesteckt wird, erstreckt sich durch das Durchgangsloch 300 und ist an der Zylinderkopfabdeckung 80 befestigt.
Der Wärmezufuhrabschnitt 32 ist aus Aluminium und weist die Form einer rechteckigen Platte auf. Der Wärmezufuhrabschnitt 32 ist auf der oberen Oberflächenseite (Vorderflächenseite) der Motorabdeckung 1 angeordnet. Der Wärmezufuhrabschnitt 32 ist vor dem Wärmesammelabschnitt 30 positioniert. Der Wärmezufuhrabschnitt 32 ist so in die Oberflächenschicht 21 eingebettet, dass nur die obere Oberfläche des Wärmezufuhrabschnitts 32 nach oben freiliegt. Die obere Oberfläche des Wärmezufuhrabschnitts 32 schließt bündig mit der oberen Oberfläche der Oberflächenschicht 21 ab.
Der Wärmeübertragungsabschnitt 31 ist aus Aluminium und weist die Form einer rechteckigen Platte auf. Der Wärmeübertragungsabschnitt 31 ist mit dem vorderen Ende des Wärmesammelabschnitts 30 und dem hinteren Ende des Wärmezufuhrabschnitts 32 verbunden. Der Wärmeübertragungsabschnitt 31 ist in der Richtung vorne-hinten zwischen der Schalldämmschicht 20 und der Oberflächenschicht 21 angeordnet.
Was die Teile mit derselben Konfiguration wie die der ersten Ausführungsform anbetrifft, weist die Motorabdeckung 1 der vorliegenden Ausführungsform ähnliche Funktionen und Wirkungen wie die Motorabdeckung der ersten Ausführungsform auf. Gemäß der Motorabdeckung 1 der vorliegenden Ausführungsform ist der Wärmesammelabschnitt 30 zusammen mit dem Abdeckungskörper 2 an der Zylinderkopfabdeckung 80 befestigt. Das erlaubt es dem Wärmesammelabschnitt 30, ohne Spalt dazwischen mit der Zylinderkopfabdeckung 80 in Kontakt zu stehen. Das Wärmezufuhrglied 3B ist an der Position des Bolzens 11, der den Abdeckungskörper 2 befestigt, angeordnet. Demgemäß ist es weniger wahrscheinlich, dass das Wärmezufuhrglied 3B die Konstruktion der Motorabdeckung 1 beeinträchtigt und die Elemente auf der Motorseite behindert.
<Sonstige>
Die Ausführungsformen der Motorabdeckung der vorliegenden Erfindung sind oben beschrieben. Die Ausführungsformen sind jedoch nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt. Die vorliegende Erfindung kann in verschiedenen abgeänderten Formen oder verbesserten Formen verkörpert sein, und verschiedene Abänderungen und Besserungen können von Fachleuten vorgenommen werden.
Beispielsweise ist die Fahrzeug-Schallschutzabdeckung der vorliegenden Erfindung in den obigen Ausführungsformen als Motorabdeckung verkörpert. Die Fahrzeug-Schallschutzabdeckung der vorliegenden Erfindung kann aber auch als eine Schallschutzabdeckung für andere Antriebskraft-Erzeugungseinrichtungen als den Fahrzeugmotor, wie z. B. eine Kraftmaschine, verkörpert werden.
Die Form des Wärmezufuhrglieds ist nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt. 5 zeigt andere Beispiele für die Form des Wärmezufuhrglieds. Das Wärmezufuhrglied kann eine zylindrische Form wie ein in 5(a) dargestelltes Wärmezufuhrglied 3C aufweisen. In diesem Fall dient eine seiner unteren Oberflächen als Wärmesammelabschnitt 30, und die andere untere Oberfläche dient als Wärmezufuhrabschnitt 32. Das Wärmezufuhrglied kann die Form einer Hantel aufweisen, wie ein in 5(b) dargestelltes Wärmezufuhrglied 3D. Das Wärmezufuhrglied kann eine I-Form aufweisen, wie ein in 5(c) dargestelltes Wärmezufuhrglied 3E. Das Wärmezufuhrglied kann die Form einer Schraubenfeder besitzen, wie ein in 5(d) dargestelltes Wärmezufuhrglied 3F. Das Wärmezufuhrglied 3F ist elastisch und kann deshalb der Verformung des Abdeckungskörpers gemäß verformt werden. Das steigert die Stoßdämpfungsfähigkeit der Fahrzeug-Schallschutzabdeckung.
Hinsichtlich der Größe des Wärmezufuhrglieds liegt keine besondere Einschränkung vor. Die Größe des Wärmesammelabschnitts ist nicht unbedingt dieselbe wie die des Wärmezufuhrabschnitts. Für das Wärmezufuhrglied ist es wünschenswert, eine größere Fläche des Wärmesammelteils, die mit der Antriebskraft-Erzeugungseinrichtung in Kontakt steht, vorzusehen. Die Größe des Wärmezufuhrabschnitts kann dem Bedarf entsprechend gemäß der Größe des einen Endes des thermoelektrischen Elements bestimmt werden. In dem Wärmezufuhrglied können der Wärmesammelabschnitt, der Wärmeübertragungsabschnitt und der Wärmezufuhrabschnitt entweder aus demselben Material oder aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sein. Es ist wünschenswert, dass jeder der Wärmesammelabschnitt, der Wärmeübertragungsabschnitt und der Wärmezufuhrabschnitt aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit gefertigt ist. Beispielsweise ist ein Metall wie z. B. Aluminium, Kupfer oder Eisen vorzuziehen. Je geringer die Masse des Wärmezufuhrglieds, desto wünschenswerter.
In den obigen Ausführungsformen schließt die untere Oberfläche des Wärmesammelabschnitts bündig mit der unteren Oberfläche der Schalldämmschicht ab. Auf ähnliche Weise schließt die obere Oberfläche des Wärmezufuhrabschnitts bündig mit der oberen Oberfläche der Oberflächenschicht ab. Der Wärmesammelabschnitt kann jedoch so angeordnet sein, dass er in Richtung der Antriebskraft-Erzeugungseinrichtung von der Schalldämmschicht vorspringt. Auf ähnliche Weise kann der Wärmezufuhrabschnitt so angeordnet sein, dass er in Richtung auf das thermoelektrische Element von der Oberflächenschicht (dem Abdeckungskörper) vorspringen. Falls der Wärmesammelabschnitt von der Schalldämmschicht vorspringt, kann ein Plattenelement mit hoher Wärmeleitfähigkeit zwischen dem Wärmesammelabschnitt und der Antriebskraft-Erzeugungseinrichtung angeordnet sein, so dass weder anormaler Schall noch Wackeln durch den Kontakt zwischen dem Wärmesammelabschnitt und der Antriebskraft-Erzeugungseinrichtung verursacht wird. Ein Beispiel eines solchen Plattenelements ist ein geformter Urethanschaumartikel, der einen hoch wärmeleitfähigen Füllstoff enthält. Also kann der Wärmesammelabschnitt entweder unmittelbar mit der Antriebskraft-Erzeugungseinrichtung oder mittelbar mit der Antriebskraft-Erzeugungseinrichtung in Kontakt stehen, wobei das Plattenelement usw. dazwischen angeordnet ist.
In der ersten und der zweiten Ausführungsform ist der Wärmeübertragungsabschnitt in die Schalldämmschicht eingebettet. Ein Teil des Wärmeübertragungsabschnitts kann jedoch wie in der dritten Ausführungsform mit der Schalldämmschicht in Kontakt stehen, oder der Wärmeübertragungsabschnitt kann überhaupt nicht mit der Schalldämmschicht in Kontakt stehen.
In den obigen Ausführungsformen sind das Wärmezufuhrglied und der Abdeckungskörper mittels eines Umspritzverfahrens integral geformt. Das Herstellungsverfahren der Fahrzeug-Schallschutzabdeckung der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt. Das Wärmezufuhrglied und der Abdeckungskörper, die getrennt voneinander hergestellt werden, können aneinander befestigt werden.
Das thermoelektrische Element ist nicht auf die Volumenstruktur beschränkt, und ein thermoelektrisches Element mit einer dünnen Filmstruktur kann verwendet werden. Bezüglich des anzuwendenden thermoelektrischen Umwandlungsmaterials liegt keine besondere Einschränkung vor.
In den obigen Ausführungsformen ist das Wärmeabfuhrglied auf der oberen Oberfläche des thermoelektrischen Elements angeordnet. Das Wärmeabfuhrglied ist aber nicht zwingend vorgesehen. Auch wenn das Wärmeabfuhrglied vorhanden ist, sind das Material, die Form usw. davon nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt. Zusätzlich zu der Wärmeabfuhrplatte aus Metall wie in der ersten Ausführungsform und dem geformten Urethanschaumartikel der zweiten Ausführungsform können eine Rippe, ein Wärmeabfuhrblech, ein Beschichtungsfilm aus Wärmeabfuhrlack usw. dem Bedarf entsprechend in Kombination verwendet werden.
Das Material der Schalldämmschicht des Abdeckungskörpers ist nicht auf Urethanschaum beschränkt. Verschiedene Schaumharze wie z. B. Silikonschaum können für die Schalldämmschicht verwendet werden. Das Material der Schalldämmschicht kann ein Schaumharz sein, das einen hoch wärmeleitfähigen Füllstoff enthält. Das Material der Oberflächenschicht ist nicht auf Polyamidharz beschränkt. Harze wie z. B. Polyesterharz, Polycarbonatharz und Polyolefinharz können für die Oberflächenschicht benutzt werden. Die Oberflächenschicht kann mittels eines In-Mold-Verfahrens geformt werden, indem Lack auf Urethanharzbasis oder Acrylharzbasis verwendet wird. In diesem Fall kann die Oberflächenschicht auf der Oberfläche der Schalldämmschicht gebildet werden, indem die Formfläche einer Form mit dem Lack beschichtet wird und dann ein Schaumharzmaterial in die Form eingespritzt wird, um das Schaumformen durchzuführen.
Der Unterschied in dem Maß der Leistungserzeugung des thermoelektrischen Elements zwischen der Konfiguration mit Wärmeisoliermaterial und der Konfiguration ohne Wärmeisloiermaterial wurde mittels der folgenden Experimente untersucht.
<Beispiel (mit Wärmeilosiermaterial)>
Zunächst wurde eine Motorabdeckung mit derselben Konfiguration wie die erste Ausführungsform, mit Ausnahme der Form des Wärmezufuhrglieds, an der oberen Oberfläche einer Zylinderkopfabdeckung befestigt. Ein zylindrisches Element aus Aluminium (siehe 5(a), oben beschrieben) wurde als Wärmezufuhrglied verwendet. Die untere Oberfläche (Wärmesammelteil) des zylindrischen Elements (Wärmezufuhrglied) stand direkt mit der oberen Oberfläche der Zylinderkopfabdeckung in Kontakt. Die obere Oberfläche (Wärmezufuhrabschnitt) des zylindrischen Elements stand direkt mit einem thermoelektrischen Element in Kontakt. Die Seitenfläche des zylindrischen Elements war von der Schalldämmschicht umgeben. D. h. der Wärmeübertragungsabschnitt des Wärmezufuhrglieds war in die Schalldämmschicht eingebettet. Dann wurde der Motor in Gang gesetzt und der Temperaturunterschied zwischen dem oberen und dem unteren Ende des thermoelektrischen Elements und das Maß der Leistungserzeugung des thermoelektrischen Elements wurden gemessen. Der gemessene Temperaturunterschied betrug 5 bis 8°C, und das gemessene Maß an Leistungserzeugung betrug etwa 1 mW.
<Vergleichsbeispiel (ohne Wärmeisoliermaterial)>
Zunächst wurde ein zylindrisches Wärmezufuhrglied aus Aluminium auf der oberen Oberfläche einer Zylinderkopfabdeckung angeordnet. Dann wurde ein thermoelektrisches Element auf der oberen Oberfläche des Wärmezufuhrglieds angeordnet, und eine Wärmeabfuhrplatte aus Aluminium wurde darauf gesetzt. Alle Teile, das Wärmezufuhrglied, das thermoelektrische Element und die Wärmeabfuhrplatte, sind die gleichen wie in dem obigen Beispiel. Dann wurde der Motor in Gang gesetzt und der Temperaturunterschied zwischen dem oberen und dem unteren Ende des thermoelektrischen Elements und das Maß der Leistungserzeugung des thermoelektrischen Elements wurden gemessen. Der gemessene Temperaturunterschied betrug 2 bis 3°C, und das gemessene Maß an Leistungserzeugung betrug etwa 500 μW.
<Auswertung>
Wenn kein Wärmeisoliermaterial (hauptsächlich die Schalldämmschicht des Abdeckungskörpers) zwischen dem thermoelektrischen Element und der Zylinderkopfabdeckung (Wärmequelle) vorhanden ist, wie in dem Vergleichsbeispiel, steigt nicht nur die Temperatur des unteren Endes des thermoelektrischen Elements, sondern auch die Temperatur um das thermoelektrische Element herum an. Der Temperaturunterschied zwischen dem oberen und dem unteren Ende des thermoelektrischen Elements war deshalb gering.
Wenn andererseits Wärmeisoliermaterial (hauptsächlich die Schalldämmschicht des Abdeckungskörpers) zwischen dem thermoelektrischen Element und der Zylinderkopfabdeckung (Wärmequelle) vorhanden ist, wie in dem Beispiel, neigt die Temperatur um das thermoelektrische Element nicht zu einem Anstieg. Der Temperaturunterschied zwischen dem oberen und dem unteren Ende des thermoelektrischen Elements war groß, und das Maß der Leistungserzeugung war auch groß.

Claims

Fahrzeug-Schallschutzabdeckung, so angeordnet, dass sie eine Antriebskraft-Erzeugungseinrichtung eines Fahrzeugs bedeckt, umfassend: einen Abdeckungskörper mit einer Schalldämmschicht aus Schaumharz; ein Wärmezufuhrglied mit einem Wärmesammelabschnitt, der auf einer Rückflächenseite des Abdeckungskörpers angeordnet ist und unmittelbar oder mittelbar mit der Antriebskraft-Erzeugungseinrichtung in Kontakt steht, einem Wärmezufuhrabschnitt, der auf einer Vorderflächenseite des Abdeckungskörpers angeordnet ist, und einem Wärmeübertragungsabschnitt, der mit dem Wärmesammelabschnitt und dem Wärmezufuhrabschnitt verbunden ist und Wärme vom Wärmesammelabschnitt an den Wärmezufuhrabschnitt überträgt; und ein thermoelektrisches Element, so angeordnet, dass sein eines Ende mit dem Wärmezufuhrabschnitt des Wärmezufuhrglieds in Kontakt steht, und das mittels des Seebeck-Effekts, aufgrund eines Temperaturunterschieds zwischen dem einen Ende und dem anderen Ende, eine elektromotorische Kraft erzeugt.
Fahrzeug-Schallschutzabdeckung nach Anspruch 1, wobei der Wärmeübertragungsabschnitt in die Schalldämmschicht eingebettet ist.
Fahrzeug-Schallschutzabdeckung nach Anspruch 1 oder 2, wobei jeder Abschnitt, der Wärmesammelabschnitt und der Wärmezufuhrabschnitt, eine Plattenform aufweist, und der Wärmeübertragungsabschnitt mit einem Teil des Wärmesammelabschnitts und einem Teil des Wärmezufuhrabschnitts verbunden ist.
Fahrzeug-Schallschutzabdeckung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner umfassend: ein Wärmeabfuhrglied, das am anderen Ende des thermoelektrischen Elements angeordnet ist.
Fahrzeug-Schallschutzabdeckung nach Anspruch 4, wobei das Wärmeabfuhrglied aus einem geformten Urethanschaumartikel gebildet ist, der Urethanschaum und magnetische Füllstoffe enthält, die so orientiert sind, dass sie im Urethanschaum miteinander verbunden sind.
Fahrzeug-Schallschutzabdeckung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Wärmezufuhrglied in dem Abdeckungskörper umspritzt ist.
Fahrzeug-Schallschutzabdeckung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Schaumharz der Schalldämmschicht Urethanschaum ist.
Fahrzeug-Schallschutzabdeckung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Antriebskraft-Erzeugungseinrichtung ein Motor ist, und die Fahrzeug-Schallschutzabdeckung als Motorabdeckung benutzt wird.
Fahrzeug-Schallschutzabdeckung nach Anspruch 8, wobei das Wärmeabfuhrglied aus einem geformten Urethanschaumartikel gebildet ist, der Urethanschaum und magnetische Füllstoffe enthält, die so orientiert sind, dass sie im Urethanschaum miteinander verbunden sind, und das Wärmeabfuhrglied mit einer Motorraumhaube in Kontakt steht.