JP2000502768A - 冷却媒体のフローを制御する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、チャネル（５）内に配設され、流れる冷却媒体を所定の方向に方向制御する少なくとも１つのフロー方向制御部材（１４、１７、２３）を備えた、内燃機関（１）内のチャネル（５）を通して導かれる冷却媒体のフローを制御する装置に関する。本発明は、上記フロー方向制御部材（１４、１７、２３）が、上記内燃機関（１）上に搭載されるように意図された支持部材（１３、１１、１６、２０）によって支持され、上記フロー方向制御部材（１４、１７、２３）が、上記支持部材（１３、１１、１６、２０）から上記チャネル（５）内へと突出するように配設されていることを特徴とする。本発明は、内燃機関内において冷却媒体のフローの方向を制御する改良された装置を提供し、内燃機関のより最適な冷却を行う。

Description

【発明の詳細な説明】 冷却媒体のフローを制御する装置 技術分野： 本発明は、請求項１の前提部に記載される冷却媒体のフローを制御する装置に 関する。本発明の主な用途は、自動車両における内燃機関の冷却媒体のフローを 制御することに関連する。 技術背景： 例えば、自動車両用に意図された内燃機関に関連して、通常、異なるエンジン 部品の冷却が必要である。従来より公知の種類の内燃機関において、シリンダは 、成形シリンダブロックにおいて直線またはＶ形に配置されている。シリンダの 外部には、冷却チャネルが存在する。冷却チャネルはケーシングを形成し、そこ では、冷却媒体（通常、水またはグリコール混合物）がシリンダブロックを冷却 するように流れ得る。この従来より公知の内燃機関において、冷却水は、水ポン プからシリンダブロックに供給される。冷却水は、シリンダを通過した後、シリ ンダヘッドに到達し、そこで、エンジンの他の部分、例えば、シリンダヘッドの 排気弁および引入弁を冷却するのに用いられる。 上記のシリンダブロックの冷却は、原則的に良好に機能するが、冷却は不均一 になりやすいため問題がある。この問題は、特に、シリンダブロックがプレス成 形を用いてアルミニウムで製造されるエンジンにおいて顕著である。これは、こ の製造方法によると、成形物が、例えば、所望の厚みおよび形状を所望されるす べての場所において常に有するとは限らないため、鋳造品（および、さらに冷却 チャネル）が目的に合わせて調整されにくいことに起因する。例えば、この鋳造 方法を用いて、鋳造物において、必要に応じて、鋭いエッジおよび狭い通路を有 するシリンダブロックを形成することはできない。このため、冷却チャネルの形 状は、シリンダブロックの冷却に対して最適になるとは限らず、これは、様々な 程度に冷却されるシリンダブロックの異なる部分にも当てはまる。この結果、シ リンダブロックにおいて材料が変形する可能性があり、冷却は最適でなくなる。 従って、シリンダブロックをより均一で、より最適に冷却できるように、シリ ンダの周囲の冷却チャネル内の冷却媒体のフローをより活発に制御する必要があ る。 内燃機関の改善された冷却を成し遂げることを目的とする従来より公知の配設 がある。シリンダブロック内の冷却媒体を制御する制御手段を有する配設は、EP 0 261 506号より以前から公知である。この配設は、複数の「乱流シート」を有 し、このシートは、エンジン内の各シリンダ上に設けられるものである。乱流シ ートは、より最適な冷却が得られるように、冷却媒体のフローを制御するように 配設されている。 しかし、この公知の配設は、内燃機関内のすべてのシリンダ上に上記の乱流シ ートを設ける必要があるため、時間とコストがかかるという問題を有し、この問 題の解決法は比較的複雑である。 従って、この問題を解決し、特に、シリンダブロック上での簡単、迅速かつ効 率的な搭載を可能にするコストの面からより効率的な解決法を確立する必要があ る。 発明の要旨： 従って、本発明の主な目的は、上述の問題を解決して、内燃機関内の冷却媒体 のフローの方向を制御する改良された構成を得ることである。これは、最初に言 及したタイプの構成によって実現される。この構成の特徴は、請求項１から明ら かとなり得る。 冷却チャネル内に配設され、支持部材によってさらに支持される複数のフロー 方向制御部材を用いることによって、一体化され且つ組立が容易なユニットが得 られる。１つの好適な実施形態では、支持部材は従来のガスケットにより構成さ れる。このユニットは、フロー方向制御部材が支持部材からチャネル内へと突出 するように取り付けられる。 １つの特定の実施形態では、ガスケットは複数の層で構成され、フロー方向制 御部材はこれらの層の２つの間に固定配設される。 別の実施形態では、ガスケットは、埋設された複合層の一部が突出するための 孔を含む。複合層のこの突出部分はガスケットから下向きに曲がり、これにより 、フロー方向制御部材として使用される羽部を形成する。 図面の説明： 以下に、本発明を添付の図面を参照してさらに詳細に示す。図面において、 図１は、本発明の構成が用いられ得るシリンダブロックの簡略平面図である。 図２は、本発明の第１の実施形態の斜視図である。 図３は、本発明の別の実施形態の斜視図である。 図４ａおよび図４ｂは、図３に示す実施形態での本発明の構成を示す。 図５は、ワッシャの一部の斜視図であり、別の実施形態での本発明を示す。 図６は、さらに別の実施形態での本発明を示す。 好適な実施形態： 図１は、例えば自動車両およびトラック等の自動車両用を意図した、主に従来 型の内燃機関における主要構成要素であるシリンダブロック１の平面図を示す。 この図面は、幾分単純化されており、従来のシリンダブロックを構成する全ての 構成要素を示していない。好適にはプレス鋳造アルミニウムまたはアルミニウム 合金によって形成されたシリンダブロック１は、５つのシリンダ２を含む。しか し、当業者は、シリンダの数が変化し得ることを理解するであろう。各シリンダ ２は、好適にはスチール製のシリンダライニング３を装備している。図示されて いる例では、シリンダ２間には、４つの細い孔４が存在する。 シリンダブロック１の上側は、ワッシャ（図１には不図示）を支持するように 配設されるが、これの機能および外観は、以下に詳細に説明される。内燃機関が 、さらにシリンダヘッド（不図示）（このシリンダヘッドは、さらなる機関構成 要素、すなわち燃料を注入し、排ガスを排出する弁を備える）を有する。 シリンダブロック１全体にわたって冷却媒体を導くことを意図したチャネル５ が、５つのシリンダ２の回りに配設される。チャネル５は、ある幅およびシリン ダブロック１内部へと下向きのある深さを有する。対応するチャネルもまた、上 記シリンダヘッド（不図示）に配設される。幅および深さは、問題のシリンダブ ロック１の冷却の必要性に応じて、必要な大きさにされる。シリンダブロック１ は、さらに、冷却媒体の供給のためのパイプ７が接続される注入口６を備える。 次に、パイプ７は、車両に配設される（好適には内燃機関の近く）ポンプ（不図 示）に接続される。冷却媒体は、好適には、水またはグリコール混合物であるが 、他の冷却媒体も可能である。冷却媒体は、図１の矢印で示されるように、各シ リンダ２の外側の周りに導かれる。冷却媒体が全てのシリンダ２を通過すると、 上記（および不図示）のガスケットに形成された孔８を介して機関のシリンダヘ ッドにおける冷却チャネルへと導かれる。孔８は、図１において破線で示される 。 図１は、例えば突出部９の形状に不規則さを有するようなチャネル５を示す。 チャネル５のこのような部分は、主に製造プロセス（すなわち、シリンダブロッ ク１のプレス鋳造）によって生じる。最初に言及したように、この製造方法は、 シリンダブロック１の成形を制限する。例えば突出部９等の部分の存在により、 冷却媒体が流れ去った時に、冷却媒体の圧力低下が生じ得る。次に、これは、上 記のようにシリンダブロック１の不均一な冷却を引き起こす。 この問題を解決するために、チャネル５は、冷却チャネル５においてある所定 の方向に冷却媒体のフローを方向制御する、ウィング、フラップ、または「スポ イラー」１０の形状のフロー方向制御部材を装備する。図１は、ただ１つのウィ ング１０を図示するが、複数のウィングが、チャネル５に沿った異なる位置に（ 例えばチャネル５の比較的広い部分に）配設され得ることが明らかである。もし そうでなければ、冷却媒体の圧力低下が引き起こされるであろう。図２は、この ようなフロー方向制御部材が、本発明に従ってどのように配設され得るかをより 詳細に示す。 図２は、５つのシリンダ２と、シリンダ２の周辺に延びる冷却チャネル５とを 含むシリンダブロック１を示す。冷却媒体を供給するパイプ７は、冷却チャネル ５の注入口６に接続される。シリンダブロック１は、主に従来型のガスケット１ １も有する。ガスケット１１は、好適には、金属シートおよび／またはプラスチ ック材料で形成され、孔１２を備える。孔１２の位置および寸法は、シリンダ２ の位置および寸法に対応する。シリンダヘッド（不図示）は、次に、ガスケット １１の上に搭載される。本発明によれば、図１に図示されるウィング１０と同種 の複数のフロー方向制御部材１４を支持する、金属またはプラスチックシート形 状の支持部材１３がさらに存在する。支持部材１３は、ガスケット１１と基本的 に同じ外寸法（outer dimension）を有し、シリンダ２の位置に対応した切り抜 き部分１５を有する。 フロー方向制御部材１４は、支持部材１３の下側から概ね垂直方向に突出し、 好適には、概ね細長くされた薄いウィングとして成形される。フロー方向制御部 材１４はまた、シリンダヘッドにおける上記チャネル（不図示）へと突出し得る ことが注目されるべきである。ウィング１４は、冷却媒体が方向制御される、ま たは再方向制御される必要がある所定の位置において、チャネル５内へと、ある 距離だけ下方へ突出するように寸法が決められる。断面で見ると、ウィング１４ は、幾分カーブ形状（これは、通過する冷却媒体の最適制御をもたらす）である 。 ガスケット１１および支持部材１３は、図１に関連して上記に説明したように 、チャネル５から機関の他の部分（好適にはシリンダヘッド）への冷却媒体の通 過を可能とする孔８を装備している。 シリンダブロック１の製造の際に、支持部材１３は、シリンダブロック１の上 に容易に配設され得、それによって、ウィング１４は、チャネル５へと下方にあ る距離だけ突出する。続いて、ガスケット１２は、支持部材１３の上に配設され 、その上には、シリンダヘッドおよび残りの構成要素が搭載され得る。 本発明の代替の実施形態によれば、ガスケット１１および支持部材１３は、単 一の統合ユニットとして結合されている。これは、例えば、接着または溶接等に よって行われ得る。ガスケット１１および支持部材１３が、「予め組み立てられ た」ユニットを構成する場合には、機関を製造するときに、これは、シリンダブ ロック１の上に容易且つ簡単に搭載され得る。このように、ガスケット１１は、 ウィング１４のための支持部材としても機能し得る。 図３、図４ａ、および図４ｂでは、本発明のさらなる実施形態が示される。こ の実施形態では、ガスケット１６は、積層ガスケットを共に形成する、少なくと も２つの層１６ａおよび１６ｂから構成される。この実施形態はまた、上記と同 様の機能を有するフロー方向制御部材１７を備える。図４ａは、ガスケット１６ の構造を示す。この実施形態によれば、ガスケット１６は、２つの分離したガス ケット層１６ａおよび１６ｂから構成され、その間に、ウィング等の形状をした 、少なくとも１つのフロー方向制御部材１７が固定されている。複数のウィング １７が使用される場合には、これらは、ガスケットの層１６ａおよび１６ｂと基 本的に同じ寸法を有し得るシート等により接続され得る。これらはまた、図４ａ に示されるように、実質的にシート形状のタブ１８を装備した複数の分離した部 材１７から構成され、ガスケット層１６ａと１６ｂとの間に固定され得る。フロ ー方向制御部材１７は、ガスケット１６の下層１６ｂに作られた孔１９を通って 下方へ突出することが意図されている。 ガスケット１６を組み立てる時に、異なる層１６ａおよび１６ｂが互いに結合 され、そこでは、ウィング１７のフラップ１８が、層１６ａと１６ｂとの間の定 位置に固定されている。必要であれば、フラップ１８はまた、接着または溶接に よって、例えば下層１６ｂに取り付けられ得る。従って、図４ｂに図示される完 成したガスケット１６は、上記のように、シリンダブロック１の上に搭載された 場合に、予めアレンジされた位置において冷却チャネル内へと下方へ突出するフ ロー方向制御部材１７のための支持部材として機能する、統合されたガスケット およびフロー方向制御器を構成する。 フラップ１８はまた、２つ以上のフロー方向制御部材を支持する、より大きな シート形状の部材から構成され得る。 図５は、本発明のさらなる実施形態を示す。この実施形態は、金属等で形成さ れ、強化積層として機能する埋設された層２１を有するガスケット２０を使用す る。ガスケット２０はさらに、複数の孔２２を装備し得る。これらの孔２２の位 置には、金属層２１が、ガスケット２０の面に対して概ね垂直方向に湾曲した突 出つまみまたは同様の部分を有して形成されている。このように、フロー方向制 御部材として機能する、下方へ突出するつまみ２３が形成される。従ってフロー 方向制御部材２３のための支持部材としても機能するガスケット２０が、シリン ダブロック１の上に搭載され得、この場合には、フロー方向制御部材２３が、上 記のように冷却媒体用のチャネル内へと下方へ突出する。 図６は、好適には金属シートで形成されたガスケット２４を使用する本発明の さらなる実施形態を示す。ガスケット２４では、フラップまたはウィング形状の 細部が切り抜かれ、次に曲げられ、それによって、ガスケット２４の面に対して 主に垂直方向に配設される。これは、上記のように、冷却媒体用のチャネル内へ と突出するフロー方向制御部材の機能をウィング２５に与える。ウィング２５が 切り抜かれる位置は、シリンダヘッドに全く接触しないように選択され得る。こ のように、シリンダヘッドとの意図的ではない接触が回避される。図６からわか るように、ウィング２５は、スクリュー形状に似た形態で設けられ得る。 本発明は、記載の実施形態に限定されず、添付の請求の範囲内で変更され得る 。例えば、フロー方向制御部材が、冷却媒体のフローを所望なように方向制御す るために、チャネル５内の複数の様々な位置に配置され得る。フロー方向制御部 材は、チャネルのある部分を完全に塞ぐように配置され得、それによって、冷却 媒体が、シリンダを通過した代替の通路に沿って導かれる。例えば、冷却媒体が １つ以上の孔４（図１参照）を通るように方向制御することが望ましい場合には 、後者の代替法が望ましいかもしれない。 フロー方向制御部材はさらに、多数の様々な方法で、例えばウィング、つまみ 、またはフラップ形状に成形され得る。これらの部材は、飛行機の翼に似せるた めに、カーブ形状の断面を有し得る。また、これらの部材は、支持部材１３、１ １、１６、または２０から、平角または斜めに突出し得る。フロー方向制御部材 が直線状、またはスクリューラインに沿ってねじれ得る（図６参照）。フロー方 向制御部材はさらに、チャネル５に対するより優れた付着を実現するために、シ リンダブロックの底または壁と接触するように配設され得る。 最後に、本発明は、例えば、シリンダブロックおよびシリンダヘッド等の内燃 機関の異なる部分に配設される冷却チャネルにおいて使用され得る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．チャネル（５）内に配設され、流れる冷却媒体を所定の方向に方向制御する 少なくとも１つのフロー方向制御部材（１４、１７、２３）を備えた、内燃機関 （１）内のチャネル（５）を通して導かれる冷却媒体のフローを制御する装置で あって、 該フロー方向制御部材（１４、１７、２３）が、該内燃機関（１）上に搭載さ れるように意図された支持部材（１３、１１、１６、２０）によって支持され、 該フロー方向制御部材（１４、１７、２３）が、該支持部材（１３、１１、１６ 、２０）から該チャネル（５）内へと突出するように配設されていることを特徴 とする装置。 ２．前記支持部材（１３、１６、２０）が、前記内燃機関上に搭載されるように 配設されたガスケットの統合された一部であることを特徴とする、請求項１に記 載のフローを制御する装置。 ３．前記ガスケット（１６）が複数の層（１６ａ、１６ｂ）で構成され、前記フ ロー方向制御部材（１７）が該層（１６ａ、１６ｂ）の２つの間に固定配設され ていることを特徴とする、請求項２に記載のフローを制御する装置。 ４．前記フロー方向制御部材（１７）が、前記層（１６ａ、１６ｂ）の２つの間 に固定配設されるシート状部材（１８）を含むことを特徴とする、請求項３に記 載のフローを制御する装置。 ５．前記ガスケット（２０）が、該ガスケット内に埋設された積層シート(lamin ate sheet)（２１）の一部分（２３）が突出するための少なくとも１つの孔（２ ２）を含み、該突出部分（２３）がフロー方向制御部材として機能することを特 徴とする、請求項２に記載のフローを制御する装置。 ６．前記支持部材（１３）が、前記内燃機関のシリンダブロック（１）とシリン ダヘッドとの間に配設されていることを特徴とする、請求項１に記載のフローを 制御する装置。 ７．前記フロー方向制御部材（１４、１７、２３）が、実質的に羽形(wing-shap ed)の断面を有することを特徴とする、上記請求項のいずれかに記載のフローを 制御する装置。