JP2007009784A - 冷却水流路構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 外部配管を少なくして部品点数の削減を図ることができ、冷却水配管のコンパクト化及び部品配置の自由度の向上が図れる冷却水流路構造を提供する。
【解決手段】 シリンダブロック２下部にオイルパン３が取り付けられるエンジン１と、エンジン１に取り付けられるオイルクーラー１２とを冷却する冷却水の流路構造であって、エンジン１に取り付けられるウォーターポンプ８の冷却水出口８ａ側と、オイルクーラー１２の冷却水入口１２ａとを接続して構成する冷却水流路の一部１０を、シリンダブロックフランジ２ａとオイルパンフランジ３ａの合せ面Ｐに形成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、エンジンの冷却システムにおける冷却水の流路構造に関するものである。

従来、水冷式エンジン１は、例えば図９に示すように、シリンダブロック２の下面にオイルパン３が設けられ、シリンダブロック２の上面にはシリンダヘッド５が設けられて構成されており、クランクプーリー５３の回転により駆動されるウォーターポンプ８と、潤滑オイルを冷却するオイルクーラー１２が設けられている。

ラジエターにより冷却された冷却水は、リターン流路配管５２を通りウォーターポンプ８に流入し、ウォーターポンプ８からシリンダブロック２及びシリンダヘッド５内のウォータージャケットに圧送されて、シリンダブロック２及びシリンダヘッド５を冷却した後に、アウトレットを介してラジエターに戻り、ラジエターの放熱作用により再び冷却されるように構成されている。

このような水冷式エンジン１において、エンジン各部を潤滑するオイルを冷却するためのオイルクーラー１２にも、ウォーターポンプ８から圧送された冷却水が循環されている。
この水冷式オイルクーラー１２は、ウォーターポンプ８の下流側冷却水流路と、オイルクーラー１２の冷却水流入口とを外部配管であるホース配管５４で接続し、また、オイルクーラー１２の冷却水出口とリターン流路配管５２とをホース配管５５で接続して、オイルクーラー１２に冷却水を循環させるように構成されている。

しかしながら、このような構造においては、エンジンとは別体の外部配管５４で接続する構成であるため、エンジンに取り付けられる各部品との干渉を避けるために、外部配管５４のレイアウトが複雑になり、冷却水流路の全長が長くなってしまうとともに、外部配管５４を保持する固定用のブラケット５６，５６の追加と、それに伴うブラケット５６，５６固定用のネジ孔の増加による加工数の増加、更には組み立て工数の増加を招くという問題があった。
このような問題を解決するために、特許文献１に開示されているような構造が提案されている。
この特許文献１に開示されている構造は、リターン流路配管５２をシリンダブロック２に一体で形成し、オイルクーラーをエンジンに装着するだけで、オイルクーラーの冷却水配管を形成させるように構成したものである。
実開平５−４７３４０号公報

上記特許文献１に開示されている構造では、オイルクーラーをエンジンに装着するだけで、オイルクーラーの冷却水配管を形成させることができるため、配管のレイアウトがシンプルとなり、部品点数を削減でき、組み付け作業の簡素化を図ることができるものである。
しかしながら、エンジンは様々な車両に搭載されるため、車両の種類毎に異なるエンジンルーム内に納めるために、エンジンに取り付ける各部品の配置を変更する必要が生じるが、特許文献１の構造では、オイルクーラーはシリンダブロックに取り付けなければならず、オイルクーラーの位置をシリンダブロック以外の位置に変更する必要が生じても、変更することが困難なものであった。

本発明は上記従来の問題点に鑑み案出したものであって、水冷式エンジンの冷却水流路用の外部配管を減少させて部品点数の削減を図るとともに、冷却水流路配管のコンパクト化及び部品配置の自由度の向上を図ることを目的とし、その請求項１は、シリンダブロック下部にオイルパンが取り付けられるエンジンと、該エンジンに取り付けられるオイルクーラーとを冷却する冷却水の流路構造であって、前記エンジンに取り付けられるウォーターポンプの冷却水出口側と前記オイルクーラーの冷却水流入口とを接続する冷却水流路の一部を、前記シリンダブロックのフランジと前記オイルパンのフランジの合せ面に形成したことである。

また請求項２は、前記フランジの合せ面の冷却水流路は、前記エンジンの前記オイルクーラーが取り付けられる側に、前記シリンダブロックのシリンダ配列方向と平行に形成されていることである。

また請求項３は、前記フランジの合せ面の冷却水流路は、前記シリンダブロックのフランジの面に設けられた溝が前記オイルパンのフランジで覆蓋されることにより形成されることである。

また請求項４は、前記フランジの合せ面の冷却水流路は、前記オイルパンのフランジの面に設けられた溝が前記シリンダブロックのフランジで覆蓋されることにより形成されることである。

また請求項５は、前記フランジの合せ面の冷却水流路は、前記シリンダブロックのフランジ面と前記オイルパンのフランジ面のそれぞれに設けられた溝が、前記シリンダブロックのフランジと前記オイルパンのフランジを結合することにより形成されることである。

また請求項６は、前記フランジの合せ面の冷却水流路は、前記シリンダブロックのフランジと前記オイルパンのフランジとを締結する締結部よりも外側に設けたことである。

本発明の冷却水流路構造は、ウォーターポンプの冷却水出口側とオイルクーラーの冷却水流入口とを接続する冷却水流路の一部を、シリンダブロックのフランジとオイルパンのフランジの合せ面に形成したことにより、外部配管を簡略化できて、冷却水流路の全長を短縮することができ、部品点数を削減できるものとなる。
また、オイルクーラーをシリンダブロックだけでなくオイルパンに配置する場合であっても、フランジの合せ面に設けた冷却水流路の出口側とオイルクーラーの冷却水流入口とを接続する配管を変更するだけで良いため、エンジンに取り付ける部品の配置設計の自由度が向上するものとなる。

また、フランジの合せ面の冷却水流路は、エンジンのオイルクーラーが取り付けられる側に、シリンダブロックのシリンダ配列方向と平行に形成されていることにより、シリンダ配列方向と平行に冷却水流路を形成したため、冷却水流路の全長を短縮できるとともに、フランジの合せ面に設けた冷却水流路の入口側と出口側との圧力差を利用して、ウォーターポンプからの冷却水をオイルクーラーへ送ることができるものとなる。

また、フランジの合せ面の冷却水流路は、シリンダブロックのフランジの面に設けられた溝がオイルパンのフランジで覆蓋されることにより形成されているため、外部配管を簡略化できて部品点数を削減でき、且つエンジンに取り付ける部品の配置設計の自由度が向上できるとともに、シリンダブロック鋳造時に金型で溝を形成することができ、安価に製造できるものとなる。

また、フランジの合せ面の冷却水流路は、オイルパンのフランジ面に設けられた溝がシリンダブロックのフランジで覆蓋されることにより形成されているため、外部配管を簡略化できて部品点数を簡略化でき、且つエンジンに取り付ける部品の配置設計の自由度が向上されるとともに、オイルパン鋳造時に金型で溝を形成することができるので、安価に製造できるものとなる。

また、フランジの合せ面の冷却水流路は、シリンダブロックのフランジ面とオイルパンのフランジの面のそれぞれに設けられた溝が、シリンダブロックのフランジとオイルパンのフランジを結合することにより形成されているため、外部配管を簡略化できて部品点数を削減でき、且つエンジンに取り付ける部品の配置設計の自由度が向上できるとともに、シリンダブロック鋳造時及びオイルパン鋳造時に、金型で溝を形成することができ、安価に製造できるものとなる。
また、シリンダブロックのフランジとオイルパンのフランジの両方に溝を形成して、冷却水流路を構成させるものであるため、それぞれのフランジの肉厚をその分薄くできるものとなる。

また、フランジの合せ面の冷却水流路は、シリンダブロックのフランジとオイルパンのフランジとを締結する締結部よりも外側に設けたことにより、フランジ締結部の外側に冷却水流路を設けたため、エンジン作動時における爆発力やピストン，クランクの慣性力によるフランジの変形を抑えるためにフランジを締結するボルト本数を増やしたり、フランジの肉厚を厚くする必要がなく、軽量且つ安価に製造できるものとなる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は、第１実施例のエンジンの正面概略構成図であり、また図２は、図１の左側面構成図である。
エンジン１のシリンダブロック２の下端にはシリンダブロックフランジ２ａが形成されており、このシリンダブロックフランジ２ａに、複数の締結ボルト４，４，４により、オイルパン３の上端のオイルパンフランジ３ａが接合されて、シリンダブロック２の下端にオイルパン３が取り付けられている。
また、シリンダブロック２の上面には、シリンダヘッド５が設けられ、シリンダヘッド５の上面には、ヘッドカバー６が設けられている。

本例では、シリンダブロック２内に、リターン流路７がシリンダ配列方向と平行に形成されており、このリターン流路７には、図示しないラジエターで冷された冷却水が流されるものである。
リターン流路７の下流端には、ウォーターポンプ８が設けられており、このウォーターポンプ８は、クランクプーリーの回転により回転駆動されるもので、ウォーターポンプ８の冷却水出口８ａから垂下状に連結ホース９が設けられ、連結ホース９の下端はコネクタ１０ａにクリップＫを用いて接続されている。
コネクタ１０ａは、シリンダブロックフランジ２ａとオイルパンフランジ３ａの合せ面Ｐに形成された溝１０に連通してシリンダブロックフランジ２ａから上方へ立ち上げ形成されたものである。

このフランジ２ａ，３ａの合せ面Ｐに形成されている溝１０は冷却水流路を構成するもので、シリンダ配列方向と平行に形成されており、溝１０の下流端側には、シリンダブロックフランジ２ａから上方へ立ち上げて出口コネクタ１０ｂが設けられており、この出口コネクタ１０ｂにクリップＫを用いてフィードホース１１が連結されており、フィードホース１１は下方側へ曲げて垂下状に配設されて、その下端は、オイルパン３にオイルクーラー取付部１４を介して取り付けられたオイルクーラー１２の入口コネクタ１２ａにクリップＫを用いて接続されている。
また、オイルクーラー１２から上方へ突出したオイルクーラー出口コネクタ１２ｂには、リターンホース１３の下端がクリップＫを用いて接続されており、リターンホース１３は上方へ延びて、その上端はリターン流路７に接続されている。

なお、前記溝１０は、図３の右側面拡大断面図で示すように、シリンダブロックフランジ２ａとオイルパンフランジ３ａを締結するボルト４の外側に形成されており、本例では、シリンダブロックフランジ２ａの面に溝１０が形成されて、この溝１０がオイルパンフランジ３ａにより覆蓋されたものとなっている。
なお、この溝１０は、シリンダブロック２を鋳造する時に、同時にシリンダブロックフランジ２ａに凹み状に一体形成させることができるものである。

なお、オイルパンフランジ３ａとシリンダブロックフランジ２ａとの合せ面Ｐには、液体シールを塗布して、フランジの合せ面Ｐから冷却水が漏れることのないように構成されている。
このように、溝１０を締結ボルト４の外側に設けた理由は、シリンダブロック２は、エンジン作動時の燃焼によるピストンの上下運動やクランクの回転運動等の慣性力や、燃焼室内での爆発力等が影響し、図３に示すように微小振動しており、合せ面Ｐが離れる力が作用しているためである。

即ち、本例では、溝１０は締結ボルト４の外側に設けられているため、合せ面Ｐが離れる力が作用する締結ボルト４の内側よりも、離れた外側に位置し、合せ面Ｐが離れる力の影響を受け難くなる。そのため、合せ面Ｐの気密性を確保するために締結ボルト４の本数を増やしたり、フランジ２ａ，３ａの肉厚を厚くしたり、補強リブを設ける必要がないものとなる。

このように本例では、シリンダブロックフランジ２ａとオイルパンフランジ３ａの合せ面Ｐに冷却水流路を構成する溝１０を形成したため、外部配管はホース９，１１，１３のみで簡略化でき、冷却水流路の全長を短くすることができるものとなる。
また、各ホース９，１１，１３は、コネクタに挿入してクリップＫで留めるだけであるため、従来のようなブラケットやブラケット取付用のボスをエンジンに設ける必要がなく、取付作業も容易に行えるものである。

なお、このようなエンジン１においては、図４の概略構成図で示すように、ウォーターポンプ８から圧送される冷却水は、シリンダブロック２及びシリンダヘッド５内を通り、アウトレットからラジエターに戻されて冷却され、ラジエターからリターン流路７を通りウォーターポンプ８に流入される。
なお、ウォーターポンプ８から圧送された冷却水の一部が、フランジ合せ面Ｐに形成された冷却水流路（溝）１０を通りオイルクーラー１２内に流れ込んで、潤滑用のオイルを良好に冷却させることができるものであり、オイルクーラー１２から冷却水はリターンホース１３を通りリターン流路７に循環されるものである。

なお、溝１０が、水圧の高いシリンダ入口側から水圧の低いシリンダ出口側に向かってシリンダ配列方向と平行に形成されているため、溝１０の入口１０ａ側と出口１０ｂ側との圧力差を利用して、オイルクーラー１２へ冷却水を良好に送ることができ、またリターン流路７は水圧が低いために、良好にリターンホース１３を通して、冷却水をリターン流路７に戻すことができるものである。

なお、図５の正面図で、また図６の左側面図で示すものは、変更例を示すものであり、図５及び図６では、オイルクーラー１２を取り付けるためのオイルクーラー取付部１４の内部に、内部通路１５をドリル加工等で形成したものであり、この内部通路１５は、フランジ２ａ，３ａの合せ面Ｐに形成された溝１０に連通されており、しかも下流端がオイルクーラー１２に連通されたものである。

このように、溝１０とともに内部通路１５を形成させておけば、フィードホース１１を省略して、外部配管を連結ホース９とリターンホース１３のみとすることができ、外部配管を簡略化できて、冷却水流路の全長を短縮することができ、部品点数を削減できるものとなり、連結ホース９及びリターンホース１３を容易に取り付けすることができるものとなる。

次に、図７の正面図で、また図８の左側面図で示すものは、第３実施例であり、図７及び図８では、シリンダブロック２の側面に、オイルクーラー取付部１４を介してオイルクーラー１２を設けたものであり、フランジ２ａ，３ａの合せ面Ｐに形成された溝１０から突出する出口コネクタ１０ｂに、フィードホース１１の下端をクリップＫで繋ぎ、フィードホース１１の上端をオイルクーラー１２の入口コネクタ１２ａに接続したものであり、オイルクーラー１２の出口コネクタ１２ｂには、短いリターンホース１３の下端をクリップＫを用いて繋ぎ、リターンホース１３の上端は、リターン流路７に接続したものである。

このように、オイルクーラー１２は、図１，図２のようにオイルパン３側に設けても、また図７，図８のようにシリンダブロック２側に設けても、フィードホース１１及びリターンホース１３を変更するだけで良く、オイルクーラー１２の配置設計の自由度が向上するものとなる。

なお、本例では、冷却水流路を構成する溝１０は、シリンダブロックフランジ２ａの面に形成させたものを例示しているが、溝１０は、オイルパンフランジ３ａの面に凹み状に形成してシリンダブロックフランジ２ａで覆蓋するように構成しても良く、この場合は、オイルパン３を鋳造する時に、同時にオイルパンフランジ３ａの面に溝１０を安価に形成させることができるものである。

また、更には、シリンダブロックフランジ２ａの面と、オイルパンフランジ３ａの面にそれぞれ凹み状に溝１０を形成させておき、シリンダブロックフランジ２ａとオイルパンフランジ３ａを結合させることで、両側の溝１０が整合されるようにしても良く、このように溝１０をシリンダブロックフランジ２ａとオイルパンフランジ３ａの両側に形成させる場合には、それぞれのフランジ２ａ，３ａの肉厚をその分薄くすることができるものとなる。

第１実施例のエンジンの正面概略構成図である。 図１の左側面概略構成図である。 図１の右側面要部拡大断面構成図である。 冷却水の流れを示す冷却システムの概略構成図である。 第２実施例のエンジンの正面概略構成図である。 図５の左側面概略構成図である。 第３実施例のエンジンの正面概略構成図である。 図７の左側面概略構成図である。 従来のエンジンの斜視構成図である。

符号の説明

１ エンジン
２ シリンダブロック
２ａ シリンダブロックフランジ
３ オイルパン
３ａ オイルパンフランジ
４ 締結ボルト
５ シリンダヘッド
７ リターン流路
８ ウォーターポンプ
８ａ 冷却水出口
９ 連結ホース
１０ 溝（冷却水流路）
１０ａ 入口コネクタ
１０ｂ 出口コネクタ
１１ フィードホース
１２ オイルクーラー
１２ａ 流入口コネクタ
１２ｂ 流出口コネクタ
１３ リターンホース
１４ オイルクーラー取付部
１５ 内部通路

Claims (6)

1. シリンダブロック下部にオイルパンが取り付けられるエンジンと、該エンジンに取り付けられるオイルクーラーとを冷却する冷却水の流路構造であって、前記エンジンに取り付けられるウォーターポンプの冷却水出口側と前記オイルクーラーの冷却水流入口とを接続する冷却水流路の一部を、前記シリンダブロックのフランジと前記オイルパンのフランジの合せ面に形成したことを特徴とする冷却水流路構造。
2. 前記フランジの合せ面の冷却水流路は、前記エンジンの前記オイルクーラーが取り付けられる側に、前記シリンダブロックのシリンダ配列方向と平行に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の冷却水流路構造。
3. 前記フランジの合せ面の冷却水流路は、前記シリンダブロックのフランジの面に設けられた溝が前記オイルパンのフランジで覆蓋されることにより形成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷却水流路構造。
4. 前記フランジの合せ面の冷却水流路は、前記オイルパンのフランジの面に設けられた溝が前記シリンダブロックのフランジで覆蓋されることにより形成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷却水流路構造。
5. 前記フランジの合せ面の冷却水流路は、前記シリンダブロックのフランジ面と前記オイルパンのフランジ面のそれぞれに設けられた溝が、前記シリンダブロックのフランジと前記オイルパンのフランジを結合することにより形成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷却水流路構造。
6. 前記フランジの合せ面の冷却水流路は、前記シリンダブロックのフランジと前記オイルパンのフランジとを締結する締結部よりも外側に設けたことを特徴とする請求項１ないし請求項５の何れかに記載の冷却水流路構造。

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