JP2006037889A - 内燃機関の冷却水経路の合流構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 バイパス通路からの冷却水をサーモスタットの感温部に案内する。
【解決手段】 サーモスタット１４が配設されたサーモハウジング１０に、バイパス通路９と、ラジエータ４で冷却された冷却水を導入するラジエータ戻り通路１１と、ヒータ６を経由した冷却水を導入するヒータ戻り通路１２と、が接続され、サーモハウジング１０に開口するバイパス通路９の開口部とサーモスタット１４が対向している。そして、バイパス通路９の開口部の周囲を覆い、かつサーモスタット１４の感温部１６を指向するようにサーモハウジング１０内に略筒状のデフレクタ１５が設けられている。これによって、バイパス通路９からサーモハウジング１０内に導入された冷却水は、安定してサーモスタット１４の感温部１６に導かれる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、内燃機関の冷却水経路の合流構造に関する。

特許文献１には、サーモスタット取付室に配設されたサーモスタットのバイパスバルブがサーモスタット取付室の一側面に形成されたバイパスホースの取付用貫通孔に対向し、サーモスタット取付室の下方にウォータポンプ導入孔が設けられ、サーモスタット取付室上方部分とサーモスタットのバイパスバルブとで形成される冷却水バイパス流通部の断面積をバイパスホース流通路断面積と略同じになるようにサーモスタット取付室上方部分を形成したサーモハウジングが開示されている。

この特許文献１においては、冷却水バイパス流通部を流れた冷却水がサーモスタットの感温シート部に導かれる構成となっており、この感温シート部に導かれた冷却水の温度に応じてバイパスバルブが開閉するようになっている。
実開平５−９６４３４号公報

しかしながら、この特許文献１においては、冷却水バイパス流通部を通った冷却水が感温シート部に至る経路の下方に、ウォータポンプ導入孔が位置している。そのため、サーモスタット取付室内の冷却水がウォータポンプ導入孔に吸い込まれると、冷却水バイパス流通部を通った冷却水の流れがウォータポンプ導入孔側に引き寄せられるため、感温シート部まで導かれる冷却水の水量が相対的に減少してしまい、感温シート部の感温性能が悪化してしまう虞がある。

そこで、本発明は、サーモハウジングに、バイパス通路と、ラジエータで冷却された冷却水を導入するラジエータ戻り通路と、ヒータを経由した冷却水を導入するヒータ戻り通路と、が接続された内燃機関の冷却水経路の合流構造において、バイパス通路の開口部の周囲を覆い、かつサーモスタットを指向するようにサーモハウジング内に突出する略筒状のデフレクタが設けられていることを特徴としている。これによって、サーモスタットの感温部にバイパス通路からの冷却水が案内される。

本発明によれば、バイパス通路からサーモハウジングに導入された冷却水の流れが、ヒータ戻り通路からサーモハウジングに導入される冷却水の流れの影響を受けることがない。そのため、バイパス通路からサーモハウジング内に導入された冷却水は、安定してサーモスタットの感温部に導かれるので、サーモスタットの感温性能が悪化してしまうことを確実に防止することができる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本実施形態における内燃機関の冷却系統の概要を示す説明図である。車両に搭載された水冷式の内燃機関は、ウォータポンプ１によって循環する冷却水（例えば、不凍液や防錆剤等を混合したいわゆるロングライフクーラント）によって冷却されている。

内燃機関のエンジン本体２内には、冷却水通路となるウォータジャケット（図示せず）が形成されており、冷却水のウォータジャケットへの入口部分となるウォータインレット（図示せず）にウォータポンプ１から冷却水が供給される。

エンジン本体２のウォータジャケット内を流れてエンジン本体２を冷却した冷却水は、ウォータジャケットからの出口部分でその流れが分岐する。すなわち、第１冷却水分岐通路３を介してラジエータ４に冷却水が導入され、第２冷却水分岐通路５を介してヒータ６、オイルクーラ７及びスロットルチャンバ８に冷却水が導入され、バイパス通路９を介してサーモハウジング１０に冷却水が供給されている。

つまり、サーモハウジング１０には、バイパス通路９によって、内燃機関からの出口部分における冷却水温度に相当する温度の冷却水も導入されている。

ラジエータ４に導入された冷却水は、ラジエータ戻り通路１１を介してサーモハウジング１０に導入されている。また、ヒータ６、オイルクーラ７及びスロットルチャンバ８に導入された冷却水は、ヒータ戻り通路１２を介してサーモハウジング１０に導入されている。

そして、後述するサーモスタット１４（図１には図示せず）が配設されたサーモハウジング１０に導入された冷却水は、ウォータポンプ導入通路１３を介してウォータポンプ１に供給されている。

次に、本発明の要部となるサーモハウジング１０における冷却水の合流構造について図２〜図４を用いて詳述する。サーモハウジング１０は、エンジン本体２、より具体的にはシリンダブロックと一体に形成されている。

図２は、サーモハウジング１０を模式的に示した説明図であって、ラジエータ戻り通路１１は、サーモスタット１４を介してサーモハウジング１０に接続されている。そして、このサーモスタット１４と対向するように、バイパス通路９がサーモハウジング１０に接続されている。バイパス通路９からサーモハウジング１０に導入される冷却水は、サーモハウジング１０に開口するバイパス通路９の開口部に配設された金属製のデフレクタ１５を介して、サーモスタット１３の感温部１６に案内されている。尚、図２中の１７はシール部材である。

また、本実施形態におけるサーモスタット１４は、いわゆるワックスタイプのサーモスタットとであって、サーモスタット１４の感温部１６内に密封されたワックスの固体から液体への相変化の過程での急激な膨張を利用してピストン１８を押し上げることで弁１９を開き、ラジエータ戻り通路１１からサーモハウジング１０への冷却水の流れを許容する。

詳述すると、バイパス通路９からサーモハウジング１０に導入された冷却水の温度が低い場合には、サーモスタット１４の作用により、ラジエータ戻り通路１１からサーモハウジング１０への冷却水の流れが遮断され、冷却水がラジエータ４を経由せずに冷却系統内を循環する。つまり、サーモハウジング１０には、ヒータ戻り通路１２とバイパス通路９からの冷却水のみが流入する。一方、バイパス通路９からサーモハウジング１０に導入される冷却水温度が高くなると、サーモスタット１４の作用により、ラジエータ戻り通路１１からサーモハウジング１０への冷却水の流れが許容され、冷却水がラジエータ４を経由して冷却系統内を循環する。つまり、サーモハウジング１０には、ヒータ戻り通路１２とバイパス通路９からの冷却水に加え、ラジエータ戻り通路１１からの冷却水も流入する。

デフレクタ１５は、図２〜図４に示すように、一端側が大径部２０となり、他端側が小径部２１となる略段付き円筒形状を呈し、円筒形状の大径部２０がサーモハウジング１０内に突出し、小径部２１がバイパス通路９の内側に固定されている。

デフレクタ１５の大径部２０は、サーモスタット１４の感温部１６にバイパス通路９からの冷却水を案内すべく、その内径がサーモハウジング１０に開口するバイパス通路９の開口部より大径で、かつサーモスタット１４の感温部１６を指向するようサーモハウジング１０内に突出している。また、バイパス通路９の開口部は、デフレクタ１５の大径部２０によって、その周囲が覆われている。そして、大径部２０は、その内径がサーモスタット１４の外径よりも大径であり、かつサーモスタット１４の先端部分の外周を覆う程度に、サーモスタット１４に向かって突出するよう設定されている。換言すれば、大径部２０の軸方向に沿った長さは、サーモスタット１４の感温部１６の感温性能に応じて最適にチューニングされている。

デフレクタ１５の小径部２１は、大径部２０と連続する一端側が相対的に大径となっており、この相対的に大径となった部分がバイパス通路９の内周側に圧入されることによって、デフレクタ１５がエンジン本体２に固定されている。そして、小径部２１の他端面には、バイパス通路９内を流れる冷却水の流量を絞るための絞り部が形成されている。詳述すると、小径部２１は、略有底円筒形状を呈し、小径部２１の他端面となる底部２２に貫通穴２３が形成されている。つまり、この貫通穴２３が形成された底部２２が上述した絞り部に相当するものである。尚、貫通穴２３の径は、適宜設定変更可能である。

サーモスタット１４は、バイパス通路９から導入された冷却水をサーモスタット９の感温部１６で受け、バイパス通路９から導入された冷却水の温度が高い場合には弁を開き、低い場合に分を閉じるように作動する。つまり、バイパス通路９からサーモハウジング１０内に導入された冷却水の流れが乱れると、サーモスタット１４の感温部１６の感温性能が悪化して所期の性能を発揮出来ない虞がある。

しかしながら、上述した実施形態においては、バイパス通路９からサーモハウジング１０に導入された冷却水の流れは、デフレクタ１５の大径部２０によってサーモスタット１４の感温部１６に案内されるので、ヒータ戻り通路１２からサーモハウジング１０に導入される冷却水の流れや、ウォータポンプ１によってサーモハウジング１０からウォータポンプ導入通路１３に吸い込まれる冷却水の流れの影響を受けることがない。そのため、バイパス通路９からサーモハウジング１０内に導入された冷却水は、安定してサーモスタット１４の感温部１６に導かれるので、サーモスタット１４の感温性能が悪化してしまうことを確実に防止することができると共に、サーモスタット１４の感温部１６の感温性能を所期の状態に安定して保つことができる。

また、バイパス通路９からサーモハウジング１０に導入される冷却水は、その流量が少なくても、デフレクタ１５の大径部２０によって確実にサーモスタット１４の感温部１６に案内されるので、デフレクタ１５の小径部２１に形成された絞り部（貫通穴２３の径）を適宜設定することによって、流量の大きいウォータポンプに変更することなく、ヒータ性能や冷却性能の向上を図ることができる。つまり、バイパス通路９から導入される冷却水の流量を絞り、その分をヒータ６やラジエータ４に回すことで、ヒータ性能や冷却性能の向上を図ることができる。

バイパス通路９からサーモハウジング１０に導入される冷却水の流量を絞ると、その流れも弱まることになる。そのため、バイパス通路９からサーモハウジング１０に導入された冷却水を、何らかの手段でサーモスタット１４の感温部１６に案内しなければ、ヒータ戻り通路１２からサーモハウジング１０に導入される冷却水の流れや、ウォータポンプ１によってサーモハウジング１０からウォータポンプ導入通路１３に吸い込まれる冷却水の流れの影響を受け、サーモスタット１４の感温部１６まで到達しなかったり、到達したとしてもその流量が少なくなり、サーモスタット１４の感温性能が著しく悪化してしまう虞がある。しかしながら、上述した本実施形態においては、バイパス通路９からサーモハウジング１０に導入される冷却水の流量が少なくても、デフレクタ１５の大径部２０によって、バイパス通路９からサーモハウジング１０に導入された冷却水の流れが確実に保護され、ヒータ戻り通路１２からサーモハウジング１０に導入される冷却水の流れや、ウォータポンプ１によってサーモハウジング１０からウォータポンプ導入通路１３に吸い込まれる冷却水の流れの影響を受けることはない。

また、デフレクタ１５の大径部２０は円筒形状となっているため、大径部２０の外周側を流れるヒータ戻り通路１２からの冷却水の流れに対する通流抵抗を下げ、かつ大径部２０の外周面に沿って円滑に流すことができるので、サーモハウジング１０内に淀みを作らないようにすることができる。

さらに、デフレクタ１５の大径部２０は、サーモハウジング１０への突出高さが全周に亙って同じであるので、デフレクタ１５の製作も容易である。

そして、現行車両においてヒータへの冷却水の流量が不足しているといった場合、ウォータポンプ１の変更により流量を増やすといったコストアップを伴う大規模な設計変更を行うのではなく、デフレクタ１５の形状（貫通穴２３の径）の変更のみでヒータ６へ流れる冷却水の流量を増加させることができる。換言すれば、冷却水経路のうち、ラジエータ戻り通路１１、ヒータ戻り通路１２及びバイパス通路９からの冷却水が合流する部分の構造を変更することでラジエータ４やヒータ６等へ流れ込む冷却水の流量を増加させることができる。

尚、上述した実施形態においては、デフレクタ１５はサーモハウジング１０とは別体、すなわちシリンダブロックとは別体となっているが、シリンダブロックと一体に形成することも可能である。この場合、上述した絞り部はバイパス通路９に直接設けられることになる。

上記実施形態から把握し得る本発明の技術的思想について、その効果とともに列記する。

（１） サーモスタットが配設されたサーモハウジングに、内燃機関からの出口部分における冷却水温度に相当する温度の冷却水を導入するバイパス通路と、ラジエータで冷却された冷却水を導入するラジエータ戻り通路と、ヒータを経由した冷却水を導入するヒータ戻り通路と、が接続され、サーモハウジングに開口するバイパス通路の開口部と対向するサーモスタットがバイパス通路から導入される冷却水温度に応じてラジエータ戻り通路を開閉する内燃機関の冷却水経路の合流構造において、バイパス通路の開口部の周囲を覆い、かつサーモスタットの感温部を指向するようにサーモハウジング内に突出する略筒状のデフレクタが設けられている。これによって、サーモスタットの感温部にバイパス通路からの冷却水が案内されるため、バイパス通路からサーモハウジングに導入された冷却水の流れが、ヒータ戻り通路からサーモハウジングに導入される冷却水の流れの影響を受けることがない。そのため、バイパス通路からサーモハウジング内に導入された冷却水は、安定してサーモスタットの感温部に導かれるので、サーモスタットの感温性能が悪化してしまうことを確実に防止することができる。

（２） 上記（１）に記載の内燃機関の冷却水経路の合流構造は、具体的には、サーモハウジングに、ウォータポンプへの導入口が形成されている。

（３） 上記（１）または（２）に記載の内燃機関の冷却水経路の合流構造は、
より具体的には、デフレクタによって、サーモスタットの先端部分の周囲が覆わ （４） 上記（１）〜（３）のいずれかに記載の内燃機関の冷却水経路の合流構造は、バイパス通路内に、バイパス通路内を流れる冷却水の流量を絞る絞り部が設けられている。バイパス通路からサーモハウジングに導入される冷却水は、その流量が少なくても、デフレクタによって確実にサーモスタットの感温部に案内されるので、バイパス通路に絞り部を設けることで、、流量の大きいウォータポンプに変更することなく、ヒータ性能や冷却性能の向上を図ることができる。

（５） 上記（４）に記載の内燃機関の冷却水経路の合流構造は、より具体的には、デフレクタが、バイパス通路の開口部の周囲を覆い、かつサーモスタットを指向するようにサーモハウジング内に突出する略筒状の大径部と、大径部からバイパス通路内に延長された略筒状の小径部と、を有し、小径部に冷却水の流量を絞る絞り部が設けられている。

本実施形態における内燃機関の冷却系統の概要を示す説明図。 本発明に係る内燃機関の冷却水経路の合流構造を模式的に示した説明図。 デフレクタの断面図。 デフレクタの側面図。

符号の説明

９…バイパス通路
１０…サーモハウジング
１１…ラジエータ戻り通路
１２…ヒータ戻り通路
１３…ウォータポンプ導入通路
１４…サーモスタット
１５…デフレクタ
１６…感温部
２０…大径部
２１…小径部
２２…底部
２３…貫通穴

Claims (5)

1. サーモスタットが配設されたサーモハウジングに、内燃機関からの出口部分における冷却水温度に相当する温度の冷却水を導入するバイパス通路と、ラジエータで冷却された冷却水を導入するラジエータ戻り通路と、ヒータを経由した冷却水を導入するヒータ戻り通路と、が接続され、サーモハウジングに開口するバイパス通路の開口部と対向するサーモスタットがバイパス通路から導入される冷却水温度に応じてラジエータ戻り通路を開閉する内燃機関の冷却水経路の合流構造において、
   バイパス通路の開口部の周囲を覆い、かつサーモスタットの感温部を指向するようにサーモハウジング内に突出する略筒状のデフレクタが設けられていることを特徴とする内燃機関の冷却水経路の合流構造。
2. サーモハウジングには、ウォータポンプへの導入口が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の冷却水経路の合流構造。
3. デフレクタによって、サーモスタットの先端部分の周囲が覆われていることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の冷却水経路の合流構造。
4. バイパス通路内に、バイパス通路内を流れる冷却水の流量を絞る絞り部が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の冷却水経路の合流構造。
5. デフレクタは、バイパス通路の開口部の周囲を覆い、かつサーモスタットを指向するようにサーモハウジング内に突出する略筒状の大径部と、大径部からバイパス通路内に延長された略筒状の小径部と、を有し、小径部に冷却水の流量を絞る絞り部が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の冷却水経路の合流構造。

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