JP2002097958A - 内燃機関の冷却水温制御装置 - Google Patents

内燃機関の冷却水温制御装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジンに直付けしても、振動負荷に対する
耐久性を確保できる内燃機関の冷却水温制御装置を提供
する。 【解決手段】 内燃機関100の冷却水が循環するラジ
エータ200およびバイパス流路300から成る冷却流
路内に設けられ、ラジエータ200側と接続されるラジ
エータ流通口411、バイパス流路300側と接続され
るバイパス流通口412、内燃機関100側と接続され
る内燃機関流通口413が開口するハウジング410内
に、ラジエータ流通口411およびバイパス流通口41
2を開閉するバルブ420が収容され、複数のギアから
成る減速手段431を介して、バルブ420を駆動する
駆動手段432を有する内燃機関の冷却水温制御装置に
おいて、減速手段431を、ハウジング410内で冷却
水に浸るように収容し、ハウジング410を、内燃機関
100に当接するように設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用エンジン
等の内燃機関に使用する冷却水温制御装置に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来の内燃機関の冷却水温制御装置40
0(例えば、特開平3ー185211号公報に開示のも
の)は、図5に示すように、エンジン100の冷却水を
冷却するラジエータ200の流路210の途中に設けら
れ、冷却水温に基づいて制御手段によりモータが駆動さ
れ、減速手段を介して、ラジエータ流路210とラジエ
ータ200を迂回するバイパス流路300に流す冷却水
の流量を可変するバルブを有するものが知られている。
減速手段としては、複数のギアを組み合わせたものとし
ている。
【0003】これによれば、ラジエータ200に流され
る冷却水の流量を冷却水温に応じて制御でき、また、冷
却水温が高い場合は、バイパス流路300に冷却水が流
れるのを抑え、冷却水をすべてラジエータ200に流
し、充分な冷却を可能としている。
【0004】また、この冷却水温制御装置400の本体
を実質的な分岐管継手とすることができるようにしてい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この冷
却水温制御装置400は、ラジエータ流路210の途中
に設けられており、ラジエータ200の流出側のラジエ
ータ流路210と接続されるバイパス流路300は、長
い配管を要することになり、この配管コストを低減する
ために、冷却水温制御装置400自身をエンジン100
に直付けしようとすると、エンジン100の振動負荷に
より、減速手段のギア間のバックラッシュ部で振動摩耗
が進み、耐久性を充分に確保できないという問題が生ず
る。
【0006】本発明の目的は、上記問題に鑑み、エンジ
ンに直付けしても、振動負荷に対する耐久性を確保でき
る内燃機関の冷却水温制御装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、以下の技術的手段を採用する。
【0008】請求項1に記載の発明では、内燃機関(1
00)の冷却水が循環するラジエータ(200)および
このラジエータ(200)を迂回するバイパス流路(3
00)から成る冷却流路内に設けられ、ラジエータ(2
00)側と接続されるラジエータ流通口(411)、バ
イパス流路(300)側と接続されるバイパス流通口
(412)、内燃機関(100)側と接続される内燃機
関流通口(413)が開口するハウジング(410)内
に、ラジエータ流通口(411)およびバイパス流通口
(412)を開閉するバルブ(420)が収容され、複
数のギアから成る減速手段(431)を介して、バルブ
(420)を駆動する駆動手段(432)を有する内燃
機関の冷却水温制御装置において、減速手段(431)
を、ハウジング(410)内で冷却水に浸るように収容
し、ハウジング(410)を、内燃機関(100)に当
接するように設けたことを特徴としている。
【0009】これによれば、冷却水の粘性抵抗により、
減速手段(431)のギアに対するエンジンからの振動
負荷を減衰させ、バックラッシュ部における振動摩耗を
抑制し耐久性を向上できるので、エンジン(100)へ
の直付けが可能となる。そしてエンジン(100)との
間でバイパス配管を簡便に構成でき安価にできる。
【0010】また、付随的には、バイパス配管が簡便に
なった分、配管内の冷却水容量を低減できる。更に、冷
却水の潤滑効果によりギア(431)の噛み合い、ギア
(431)の支持部等の円滑な作動が得られ、安定した
バルブ(420)の開閉が得られるようになる。
【0011】尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述す
る実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すもので
ある。
【0012】
【発明の実施の形態】(第1実施形態)本実施形態は、
本発明に係る内燃機関の冷却水温制御装置を車両走行用
の水冷式内燃機関(エンジン)の冷却装置に適用したも
のであり、図1は冷却装置全体の模式図を示したもので
ある。
【0013】ラジエータ200は、内燃機関(以下、エ
ンジンと呼ぶ)100内の冷却水を冷却する熱交換器で
あり、エンジン100との間は冷却水が循環するラジエ
ータ流路210で接続されている。
【0014】ラジエータ流路210のうち、ラジエータ
200の流出口側には、冷却水温制御装置(以下、制御
装置と呼ぶ)400が設けられ、エンジン100から流
出する冷却水をラジエータ200を迂回させて冷却水を
導くバイパス流路300(本実施形態では、エンジンブ
ロック内に形成されたものとしている)が合流するよう
に接続されている。制御装置400は、内部に設けられ
たロータリーバルブ420(図2)の開度を可変するこ
とによって、ラジエータ流路210とバイパス流路30
0との流量を分配し、冷却水温を制御するものであり、
詳細については後述する。
【0015】制御装置400より冷却水流れ下流側(エ
ンジン100側)には、冷却水を循環させるポンプ50
0が設けられおり、ポンプ500の下流側は、エンジン
100の流入側に接続されている。
【0016】電子制御装置(以下ECUと呼ぶ。)60
0は、エンジン100の吸入負圧、回転数等から得られ
るエンジン負荷信号および冷却流路(ラジエータ流路2
10およびバイパス流路300)各部の冷却水温の信号
を得て、制御装置400を制御するものである。具体的
には、エンジン負荷信号から制御すべき目標水温を定
め、実際の冷却水温を目標水温に収束させるように、制
御装置400のバルブ開度を可変させる。
【0017】次に、本発明の要部となる制御装置400
の構成について、図2、図3を用いて詳細説明する。
【0018】制御装置400は、ハウジング410、ロ
ータリーバルブ420、減速手段431、ステップモー
タ432、ポテンショメータ433等から構成されてい
る。
【0019】ハウジング410は、内部が中空で略円筒
状を成すもので、下側部には、ラジエータ流路210と
接続されるラジエータポート(ラジエータ流通口)41
1、バイパス流路300と接続されるバイパスポート
(バイパス流通口)412、下面側には、ポンプ500
と接続されるポンプポート(内燃機関流通口)413が
開口しており、樹脂材により一体で成形されている。バ
イパスポート412の付根部近傍には、後述するエンジ
ンブロック101とのシール面を構成するために平面部
412aが設けられている。また、上壁面418には、
外部と連通するエア抜き孔416と、このエア抜き孔4
16を閉塞するキャップ417が設けられている。
【0020】そして、ハウジング410内には、樹脂材
から成り、円筒上面420aと円筒側面420bとから
成る円筒状(コップ状)のロータリバルブ(以下、バル
ブと呼ぶ)420が、ハウジング410の内壁面と簡易
シールを成すように微少隙間をもって回転可能に収容さ
れている。
【0021】バルブ420の円筒側面420bには、そ
の円筒側面420b内外を連通させる合同形状(本実施
形態では、等しい直径寸法を有する円形状)の第1、2
バルブポート421、422が形成されており、両バル
ブポート421、422は、バルブ420の円筒軸に対
して約90度ずれている。そして、バルブ420の回転
角度位置に応じて、第1バルブポート421とラジエー
タポート411とが円周方向に互いに連通、閉塞するよ
うにしており、また、第2バルブポート422とバイパ
スポート412とが円周方向に互いに連通、閉塞するよ
うにしている。また、バルブ420の円筒軸下端側に対
応する部位は、円筒内部420cとハウジング410の
ポンプポート413とが連通するようにしている。更
に、円筒上面420aには、ハウジング410内の上側
の空間と連通する連通孔423が設けられている。
【0022】複数枚のギア431からなる減速手段は、
ハウジング410内のバルブ420の上側に設けられて
おり、出力ギア431bがバルブ420の回転シャフト
424に接続されている。
【0023】ステップモータ432は、ハウジング41
0の上壁面418に設けられ、シャフト孔414を通し
て入力ギア431aと接続されている。そして、ステッ
プモータ432のシャフト部は、内径側に襞状のリップ
が形成されゴム材より成るオイルシール415によって
回転駆動可能に且つ、ハウジング410の内部とのシー
ルが成されるようにしている。
【0024】ステップモータ432には、シャフトの回
転角度、即ちバルブ420の回転角度を検出するポテン
ショメータ433が設けられており、このポテンショメ
ータ433の検出信号は、ECU600に入力されてる
ようにしている。
【0025】そして、この制御装置400は、ゴム材よ
り成るパッキン440、441を介してエンジン100
のエンジンブロック101に当接され、図示しないハウ
ジング410の締結部を介してボルトにより締結されて
いる。ハウジング410のラジエータポート411はラ
ジエータ流路210と接続され、バイパスポート412
はバイパス流路300と連通し、ポンプポート413は
ポンプ500に連通するようにしている。
【0026】上記構成により、制御装置400は、EC
U600によりポテンショメータ433の検出信号を踏
まえ、ステップモータ432が駆動し、ギア431で回
転数が減速され、バルブ420が所定の回転角度位置に
回転するように作動する。バルブ420の回転角度位置
に応じて、ラジエータポート411の開閉状態は、全閉
状態(図3(a))から全開状態(図3(b))の間で
可変され、ラジエータ流路210内の流量(以下、ラジ
エータ流量Vrと呼ぶ)を最小から最大に可変する。ま
た、バイパスポート412の開閉状態は、全開状態(図
3(b))から全閉状態(図3(a))の間で可変さ
れ、バイパス流路300内の流量(以下、バイパス流量
Vbと呼ぶ)を最大から最小に可変する。このように、
ラジエータ流量Vrとバイパス流量Vbを分配すること
で制御装置400は冷却水温を制御する。
【0027】この時、バルブ420の円筒内部420c
に流入する冷却水は、連通孔423を通してギア431
が収容される空間に流入し、ギア431は冷却水に浸さ
れる。空間内に残存するエアはキャップ417をはず
し、エア抜き孔416を開口することで流出させること
ができ、ギア431は、常に冷却水で浸されるようにな
る。
【0028】以上に述べたように、本実施形態によれ
ば、ギア431は、ハウジング410内で常に冷却水で
浸されるようにしているので、冷却水の粘性抵抗(所
謂、振動に対する制動力)により、ギア431に対する
エンジンからの振動負荷を減衰させ、バックラッシュ部
における振動摩耗を抑制し、耐久性を向上でき、エンジ
ンへの直付けを可能としている。そしてエンジン100
との間でバイパス配管を簡便に構成できるので、安価に
することができる。
【0029】また、付随的には、バイパス配管が簡便に
なった分、配管内の冷却水容量を低減できる。更に、冷
却水の潤滑効果によりギア431の噛み合い、ギア43
1の支持部等の円滑な作動が得られ、安定したバルブ4
20の開閉が得られるようになる。
【0030】(その他の実施形態)上記第1実施形態で
は、制御装置400をラジエータ200の流出側に設け
たが、図4に示すようにエンジン100の流出側に設け
るようにしてもよい。
【0031】また、バイパス流路300は、エンジンブ
ロック101内に設けられたものに限らず、エンジン1
00の外部に設けられたものでも、制御装置400との
接続においてはその配管長さは短縮化でき、同様の効果
が得られる。
【0032】尚、ハウジング410、バルブ420は、
樹脂材で構成するようにしたが、これに限らず、金属材
(例えば、アルミニュウム材)にしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態を冷却装置に適用した場
合の全体構成を示す模式図である。
【図2】本発明の第1実施形態の内部構成を示す断面図
である。
【図3】図2におけるA−A部の断面図であり、(a)
はラジエータポート側のバルブ開度全閉時、(b)はラ
ジエータポート側のバルブ開度全開時を示す。
【図4】その他の実施形態における冷却装置全体の構成
を示す模式図である。
【図5】従来技術を冷却装置に適用した場合の全体構成
を示す模式図である。
【符号の説明】
100 エンジン(内燃機関) 200 ラジエータ 300 バイパス流路 400 冷却水制御装置 410 ハウジング 411 ラジエータポート(ラジエータ流通口) 412 バイパスポート(バイパス流通口) 413 ポンプポート(内燃機関流通口) 420 ロータリーバルブ(バルブ) 431 複数のギア(減速手段) 432 ステップモータ(駆動手段)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関(100)の冷却水が循環する
    ラジエータ(200)およびこのラジエータ(200)
    を迂回するバイパス流路(300)から成る冷却流路内
    に設けられ、 前記ラジエータ(200)側と接続されるラジエータ流
    通口(411)、前記バイパス流路(300)側と接続
    されるバイパス流通口(412)、前記内燃機関(10
    0)側と接続される内燃機関流通口(413)が開口す
    るハウジング(410)と、 前記ハウジング(410)内に収容され、前記ラジエー
    タ流通口(411)および前記バイパス流通口(41
    2)を開閉するバルブ(420)と、 複数のギアから成る減速手段(431)を介して、前記
    バルブ(420)を駆動する駆動手段(432)とを有
    する内燃機関の冷却水温制御装置において、 前記減速手段(431)は、前記ハウジング(410)
    内で冷却水に浸るように収容され、 前記ハウジング(410)は、前記内燃機関(100)
    に当接するように設けられたことを特徴とする内燃機関
    の冷却水温制御装置。
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