JP2000130385A - 冷却水循環装置 - Google Patents

冷却水循環装置

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JP2000130385A
JP2000130385A JP10307389A JP30738998A JP2000130385A JP 2000130385 A JP2000130385 A JP 2000130385A JP 10307389 A JP10307389 A JP 10307389A JP 30738998 A JP30738998 A JP 30738998A JP 2000130385 A JP2000130385 A JP 2000130385A
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JP
Japan
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cooling water
engine
water
radiator
pump
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JP10307389A
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English (en)
Inventor
Naohiro Hara
直広 原
Yasuo Ozawa
保夫 小澤
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Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウォータポンプの揚程を増大させることな
く必要な冷却水流量を確保することが可能な冷却水循環
装置を提供すること。 【解決手段】 冷却水を供給する供給口8と供給された
冷却水をエンジン2側に吐出する第1吐出口9と供給さ
れた冷却水をラジエータ3側に吐出する第2吐出口10
とを有するウォータポンプ1と、冷却水温度が所定温度
以下ではラジエータ3と供給口8の間を遮断すると共に
エンジン2と供給口8の間を連通し、冷却水温度が所定
温度より大きい場合にはラジエータ3と供給口6の間及
びエンジン2と供給口8の間を連通するサーモスタット
4と、を備える冷却水循環装置30。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は流入した冷却水をウ
ォータポンプによりエンジン或いはラジエータに送出す
る冷却水循環装置関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より知られている冷却水循環装置の
システム図を図8に示す。冷却水潤滑装置は、エンジン
52側に冷却水を吐出するウォータポンプ51と、ラジ
エータ53から流出される冷却水をウォータポンプ51
と連通、遮断切替可能なサーモスタット54とを備えて
おり、エンジン52の水温が所定温度より低い時にはサ
ーモスタット54が閉じてラジエータ53からウォータ
ポンプ51への冷却水の流れを遮断して、エンジン52
側のみで冷却水を循環させ、エンジン52の素早い暖機
を行なっている。エンジン52の水温が所定温度より大
きくなるとサーモスタット54が開いてラジエータ53
からウォータポンプ51へ冷却水が流れるようにして、
エンジン52とラジエータ53の両方に冷却水が循環
し、エンジン52の水温を所定温度に保つものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記に示
すような従来の技術では、エンジン52の水温が所定温
度以上のときには、エンジン52側の冷却回路とラジエ
ータ53側の冷却回路が直列となり、冷却回路全体の通
水抵抗が大きくなってしまう。通水抵抗が大きいと、冷
却水の流量を確保するにはポンプによる冷却水の吐出性
能(揚程)を増加させなければならないが、ポンプの揚
程を増大するとウォータポンプの駆動力が増大して燃費
が悪化する、という問題があった。
【0004】そこで本発明は、上記問題点を解決すべ
く、ウォータポンプの揚程を増大させることなく必要な
冷却水流量を確保することが可能な冷却水循環装置を提
供することを技術的課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項1の発明は、エンジン或いはラジエータに冷却
水を循環させる冷却水循環装置において、冷却水を供給
する供給口、供給された冷却水をエンジン側に吐出する
第1吐出口、供給された冷却水をラジエータ側に吐出す
る第2吐出口を有するウォータポンプと、エンジンの水
温が所定温度以下ではラジエータと供給口の間を遮断す
ると共にエンジンと供給口の間を連通し、冷却水温度が
所定温度より大きい場合にはラジエータと供給口の間及
びエンジンと供給口の間を連通する制御機構とを備え
た。
【0006】請求項1によると、ウォータポンプから吐
出される冷却水は第1吐出口と第2吐出口との2つの吐出
口から吐出されるので、1つの吐出口からラジエータ側
とエンジン側の両方を循環する冷却水を吐出する場合に
比べて通水抵抗が低減し、ポンプ揚程を増大させること
なく充分な冷却水の流量を確保することが可能になる。
これにより燃費の向上にも繋がり、好適である。
【0007】請求項2の発明は、請求項1のウォータポ
ンプが、1つのロータの回転による遠心ポンプ作用によ
り第1吐出口と第2吐出口とに冷却水を吐出するようにし
たことである。
【0008】請求項2によると、ポンプの数及びポンプ
揚程を増加させることなくラジエータ及びエンジンに必
要な冷却水を供給することが可能になる。
【0009】請求項3の発明は、請求項1において、ウォ
ータポンプを、第1供給口から供給された冷却水を第1
ロータの回転により第1吐出口へ冷却水を吐出する第1
ウォータポンプと、第2供給口から供給された冷却水を
第2ロータの回転により第2吐出口へ冷却水を吐出する
第2ウォータポンプとの2つのウォータポンプにより構
成したことである。
【0010】請求項3によると、第1ウォータポンプはエ
ンジン側のみの冷却水の循環を行い、第2ウォータポン
プはラジエータ側のみの冷却水の循環を行なっており、
それぞれのウォータポンプの吐出口から冷却水を吐出し
ている。したがって、1つの吐出口からラジエータ側と
エンジン側の両方を循環する冷却水を吐出する場合に比
べて通水抵抗が低減し、ポンプ揚程を増大させることな
く充分な冷却水の流量を確保することが可能になる。
【0011】請求項4の発明は、請求項3の具体的な構
成を示すものであり、第1ロータと第2ロータを共通の
駆動軸に連結した場合に、エンジンの水温が所定温度以
下の時にはエンジンと第1ウォータポンプの第1供給口
とを連通するとともにエンジンと第2ウォータポンプの
第2供給口とを遮断するように制御機構を構成したもの
である。
【0012】請求項4によると、エンジン水温が所定温
度以下のときは第2供給口に冷却水が供給されないの
で、第1ロータが回転しても第2ロータには回転負荷が
かからず、燃費の向上に繋がり好適である。
【0013】
【実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面を参照
して説明する。図1から図4は本発明の第1の実施の形態
の冷却水潤滑装置に関するものであり、図1は冷却水循
環装置30のシステム図、図2はウォータポンプ1の断
面図、図3は図2のA視図、図4はポンプの特性図であ
る。
【0014】冷却水潤滑装置30は、エンジン2及びラ
ジエータ3に向けて冷却水を吐出可能なウォータポンプ
1と、ラジエータ3から流出される冷却水をウォータポ
ンプ1と連通、遮断切替可能な制御機構としてのサーモ
スタット4とを備えており、エンジン2の水温に応じて
ラジエータ3内に冷却水が循環される。
【0015】ウォータポンプ1は、図示しないクランク
軸とプーリーシート7にて連結され、クランク軸と連動
して回転する駆動軸5と、駆動軸5の先端に配設された
ロータ6と、冷却水を供給する供給口8と、供給された
冷却水をエンジン2側に吐出する第1吐出口9と、供給さ
れた冷却水をラジエータ3側に吐出する第2吐出口10
とを備えている。
【0016】第1の実施の形態の冷却水循環装置30の
作動について説明する。クランク軸の回転に連動して駆
動軸5及びロータ6が回転すると、ポンプ作用により供
給口8から冷却水を供給するとともに、供給された冷却
水を第1吐出口9及び第2吐出口10に向けて吐出す
る。
【0017】ここで、冷間時等のエンジン2の水温が予
め定められた所定温度より低い場合には、エンジン2を
素早く暖機するためにラジエータ3内の冷却水をエンジ
ン2側に循環させないようになっている。この場合に
は、サーモスタット4が閉じてラジエータ3からウォー
タポンプ1の供給口8への冷却水の流通を遮断して、第
2吐出口10から吐出された冷却水は循環されずにラジ
エータ3内に貯留された状態となる。そして第1吐出口
9から吐出された冷却水はエンジン2内を流れてからサ
ーモスタット4を介して供給口8へ戻り、再びエンジン
2内を循環する。
【0018】上述の状態からエンジン2の水温が所定温
度以上になると、エンジン2の水温を所定温度に保つた
めに冷却水の温度を調整する必要がある。この場合に
は、サーモスタット4が開いてラジエータ3とウォータ
ポンプ1の供給口8とが連通し、ラジエータ3内にて冷
却された冷却水がエンジン2内を循環する冷却水ととも
にウォータポンプ1に供給され、第1吐出口9及び第2
吐出口10からエンジン2及びラジエータ3に吐出され
る。したがって、エンジン2にはラジエータ3により冷
却された冷却水が供給されることになり、エンジン2の
水温が所定温度に保持される。
【0019】第1の実施の形態におけるウォータポンプ
1の特性を図4に示す。図4はロータ6が所定の回転数
のときのポンプ揚程及び通水抵抗から算出される冷却水
の流量を示したものである。尚、点線で示すグラフは従
来技術で説明した冷却水循環装置に用いられるウォータ
ポンプ1の特性を示すものである。図4によると、ラジ
エータ3とエンジン2への冷却水の吐出を2系統にした
ことでウォータポンプ1のポンプ揚程は9b及び10b
と低くなるが、ラジエータ3とエンジン2への冷却水の
吐出は異なる吐出口により行われ、更にウォータポンプ
1内の冷却水はロータ6が半回転する間に各吐出口から
吐出されるので、ラジエータ3側及びエンジン2側での
通水抵抗9a及び10aはラジエータ3とエンジン2へ
の冷却水の吐出口が1つの場合に比べて約半分になる。
【0020】したがって、ポンプ揚程9b及び10bと
通水抵抗9a及び10aの交点で示されるラジエータ3
側及びエンジン2側での冷却水の循環流量Q及びQ
は、従来のウォータポンプ1の循環流量Qに比べて増加
する。
【0021】第1の実施の形態によると、ポンプの数を
増加させず、且つポンプ揚程を増大させることなくラジ
エータ3及びエンジン2を循環する冷却水の流量を増加
することが可能になる。これにより燃費が向上する。
【0022】本発明の第2の実施の形態について説明す
る。図5から図7は第2の実施の形態の冷却水循環装置
40に関する図であり、図5は冷却水循環装置のシステ
ム図、図6はウォータポンプ11の断面図、図7はポン
プの特性図である。
【0023】冷却水循環装置40は、エンジン12及び
ラジエータ13に向けて冷却水を吐出可能なウォータポ
ンプと、ラジエータ13から流出される冷却水をウォー
タポンプと連通、遮断切替可能な制御機構としてのサー
モスタット14と、を備えており、エンジン12の水温
に応じてラジエータ13内の冷却水の循環を行なってい
る。
【0024】ウォータポンプ11は、図示しないクラン
ク軸とプーリーシート17にて連結され、クランク軸と
連動して回転する駆動軸15と、駆動軸15上に対向し
て取付けられる第1ロータ16Aと第2ロータ16Bと
を備えており、共通の駆動軸15で回転するとともに互
いに冷却水が連通しにくいような第1ウォータポンプ1
1Aと第2ウォータポンプ11Bとを構成している。第
1ウォータポンプ11Aは、冷却水を供給する供給口1
8Aと、供給された冷却水をエンジン12側に吐出する
第1吐出口19とを有している。また第2ウォータポン
プ11Bは、冷却水を供給する供給口18Bと、供給さ
れた冷却水をラジエータ13側に吐出する第2吐出口2
0とを有している。第1ウォータポンプ11Aと第2ウ
ォータポンプ11Bとはお互いの内部に供給された冷却
水が流通しにくい構成となっている。
【0025】第2の実施の形態の冷却水循環装置40の
作動について説明する。クランク軸の回転に連動して駆
動軸15、第1ロータ16A及び第2ロータ16Bが回
転すると、第1ウォータポンプ11Aではポンプ作用に
より第1供給口18Aから冷却水を供給するとともに、
供給された冷却水を第1吐出口19に向けて吐出する。
また、第2ウォータポンプ11Bではポンプ作用により
第2供給口18Bから冷却水を供給するとともに、供給
された冷却水を第2吐出口20に向けて吐出する。
【0026】ここで、冷間時等のエンジン12の水温が
予め定められた所定温度より低い場合には、エンジン1
2を素早く暖機するためにラジエータ13内の冷却水を
エンジン12側に循環させないようになっている。この
場合には、サーモスタット14が閉じてラジエータ13
から第1供給口18A及び第2供給口18Bへの冷却水
の流通が遮断され、第2ウォータポンプ11Bの第2吐
出口20から吐出された冷却水は循環されずにラジエー
タ13内に貯留された状態となる。ここで、第1ウォー
タポンプ11Aはエンジン12側への冷却水の循環を行
なっており、第1吐出口19から吐出された冷却水はエ
ンジン12内を流れてからサーモスタット14を介して
第1供給口18Aへ戻り、再びエンジン12内を循環す
ることでエンジン12を素早く暖機する。第2ウォータ
ポンプ11Bはラジエータ13への冷却水の循環のみを
行なっているので、サーモスタット14が閉じた状態で
は第2ロータ16Bは回転するが冷却水は循環されず、
第2ロータ16Bにかかる回転負荷は非常に小さくな
る。
【0027】上述の状態からエンジン12の水温が所定
温度以上になると、エンジン12の水温を所定温度に保
つために冷却水の温度を調整する必要がある。この場合
には、サーモスタット14が開いてラジエータ13と第
1供給口18A及び第2供給口18Bとが連通し、ラジ
エータ13内にて冷却された冷却水がエンジン12から
流出した冷却水とともに第1ウォータポンプ11A及び
第2ウォータポンプ11Bに供給され、第1吐出口19
からエンジン12に吐出されるとともに第2吐出口20
からラジエータ13に吐出される。したがって、エンジ
ン12にはラジエータ13により冷却された冷却水が供
給されることになり、エンジン12の水温が所定温度に
保持される。このときには、第2ロータ16Bの回転駆
動によりラジエータ13内を冷却水が循環するので、第
2ロータ16Bにかかる回転負荷は第1ロータ16Aと
略同じ程度にまで大きくなる。
【0028】第2の実施の形態におけるウォータポンプ
の特性を図7に示す。図7は第1ロータ16A及び第2
ロータ16Bが所定の回転数のときのポンプ揚程及び通
水抵抗から算出される冷却水の流量を示したものであ
る。尚、点線で示すグラフは従来技術で説明した冷却水
循環装置に用いられるウォータポンプの特性を示すもの
である。図7によると、第1ウォータポンプ11Aと第
2ウォータポンプ11Bを用いてラジエータ13とエン
ジン12への冷却水の吐出を2系統にしたことでウォー
タポンプのポンプ揚程を19a及び20aと低くでき
る。ここで、ラジエータ13とエンジン12への冷却水
の吐出は異なる吐出口により行われるので、ラジエータ
13側及びエンジン12側での通水抵抗19a及び20
aはラジエータ13とエンジン12への冷却水の吐出口
が1つの場合に比べて約半分になる。
【0029】したがって、ポンプ揚程19b及び20b
と通水抵抗19a及び20aの交点で示されるラジエー
タ13側及びエンジン12側での冷却水の循環流量Q
及びQは、従来のウォータポンプの循環流量Qに比べ
て増加する。
【0030】第2の実施の形態によると、ポンプ揚程を
低下させてラジエータ13及びエンジン12を循環する
冷却水の流量を増加することが可能になる。これにより
燃費が向上する。
【0031】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明の冷却水循環装置は上述した実施の形態に
限定する意図はなく、本発明の主旨に沿った形態のもの
であればどのようなものでもよい。
【0032】
【発明の効果】請求項1によると、ウォータポンプから
吐出される冷却水は第1吐出口と第2吐出口との2つの吐
出口から吐出されるので、1つの吐出口からラジエータ
側とエンジン側の両方を循環する冷却水を吐出する場合
に比べて通水抵抗が低減し、ポンプ揚程を増大させるこ
となく充分な冷却水の流量を確保することが可能にな
る。これにより燃費の向上にも繋がり、好適である。
【0033】請求項2によると、ポンプの数及びポンプ
揚程を増加させることなくラジエータ及びエンジンに必
要な冷却水を供給することが可能になる。
【0034】請求項3によると、第1ウォータポンプはエ
ンジン側のみの冷却水の循環を行い、第2ウォータポン
プはラジエータ側のみの冷却水の循環を行なっており、
それぞれのウォータポンプの吐出口から冷却水を吐出し
ている。したがって、1つの吐出口からラジエータ側と
エンジン側の両方を循環する冷却水を吐出する場合に比
べて通水抵抗が低減し、ポンプ揚程を増大させることな
く充分な冷却水の流量を確保することが可能になる。
【0035】請求項4によると、エンジン水温が所定温
度以下のときは第2供給口に冷却水が供給されないの
で、第1ロータが回転しても第2ロータには回転負荷が
かからず、燃費の向上に繋がり好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態における冷却水潤滑
装置のシステム図である。
【図2】第1の実施の形態におけるウォータポンプの断
面図である。
【図3】図1のA視図である。
【図4】第1の実施の形態におけるポンプ揚程とポンプ
流量の関係を示すグラフである。
【図5】本発明の第2の実施の形態における冷却水潤滑
装置のシステム図である。
【図6】本発明の第2の実施の形態におけるウォータポ
ンプの断面図である。
【図7】第2の実施の形態におけるポンプ揚程とポンプ
流量の関係を示すグラフである。
【図8】従来技術における冷却水潤滑装置のシステム図
である。
【符号の説明】
1、11・・・ウォータポンプ 2、12・・・エンジン 3、13・・・ラジエータ 4、14・・・サーモスタット(制御機構) 5、15・・・駆動軸 6、16・・・ロータ 7、17・・・プーリー 8、18・・・供給口 9、19・・・第1吐出口 10、20・・・第2吐出口 30、40・・・冷却水循環装置

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジン或いはラジエータに冷却水を循
    環させる冷却水循環装置であって、 冷却水を供給する供給口と、供給された冷却水をエンジ
    ン側に吐出する第1吐出口と、供給された冷却水をラジ
    エータ側に吐出する第2吐出口とを有するウォータポン
    プと、 エンジンの水温が所定温度以下ではラジエータと供給口
    の間を遮断すると共にエンジンと供給口の間を連通し、
    冷却水温度が所定温度より大きい場合にはラジエータと
    供給口の間及びエンジンと供給口の間を連通する制御機
    構と、 を備えることを特徴とする冷却水循環装置。
  2. 【請求項2】 前記ウォータポンプは、1つのロータの
    回転による遠心ポンプ作用により前記第1吐出口と第2吐
    出口とに冷却水を吐出することを特徴とする、請求項1
    の冷却水循環装置。
  3. 【請求項3】 前記ウォータポンプは、第1供給口から
    供給された冷却水を第1ロータの回転により第1吐出口
    へ冷却水を吐出する第1ウォータポンプと、第2供給口
    から供給された冷却水を第2ロータの回転により第2吐
    出口へ冷却水を吐出する第2ウォータポンプとの2つの
    ウォータポンプにより構成されることを特徴とする、請
    求項1の冷却水循環装置。
  4. 【請求項4】 前記第1ロータと第2ロータは共通の駆
    動軸に連結され、前記制御機構は、エンジンの水温が前
    記所定温度以下の時にはエンジンと前記第1ウォータポ
    ンプの第1供給口とを連通するとともにエンジンと前記
    第2ウォータポンプの第2供給口とを遮断することを特
    徴とする、請求項3の冷却水循環装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9680137B2 (en) 2003-12-26 2017-06-13 Sony Corporation Battery device and electronic apparatus

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