JP2009036098A - エンジン冷却装置及びエンジン冷却装置における冷却用ハウジング製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン冷却装置を含むエンジン全体のコンパクト化を図る。
【解決手段】チェーンカバー１３の前面には冷却用ハウジング１８が止着されている。冷却用ハウジング１８は、ポンプハウジング１９とサーモスタットハウジング２０とウォータアウトレット２１と通路形成ハウジング２２とを備えており、冷却用ハウジング１８は、一体形成されている。サーモスタットハウジング２０にはウォータインレット２３が連結して固定されている。ウォータインレット２３に対するサーモスタットハウジング２０の接続口は、チェーンカバー１３の前面に対して平行な方向を指向しており、且つチェーンカバー１３の前面よりも外側にある。つまり、サーモスタットハウジング２０内の収容室２９は、前記前面に対して平行な方向に延びる直線形状の室であり、直線形状の収容室２９の入口（接続口）は、前記前面に対して平行な方向を指向している。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンを冷却するための冷却水を送り出すウォータポンプ及び前記冷却水の温度調整用のサーモスタットをサーモスタットハウジング内に備えたエンジン冷却装置及びエンジン冷却装置における冷却用ハウジング製造方法に関する。

この種のエンジン冷却装置が特許文献１，２，３に開示されている。特許文献１に開示の装置では、エンジンのシリンダブロックの側壁にサーモスタットケースが一体形成されており、サーモスタットケースにはラジエータリターン通路がキャップを介して接続されている。特許文献２に開示の装置では、ウォータポンプハウジングとサーモスタットハウジングとが並列に一体形成されている。特許文献３に開示の装置では、ベルトケースの一部がシリンダブロックの前側面に沿って外側に導出されており、その後側壁にウォータポンプ室が設けられていると共に、ここから導出した後方膨出部にサーモスタット室が設けられている。
特開昭６２−２５１４１７号公報 特開平４−２８４１２２号公報 特開平７−１１９４６１号公報

特許文献１，２，３に開示の装置では、いずれも水導入路に対応するサーモスタットハウジング（サーモスタットケース）の接続口がシリンダブロックから離れてゆく方向を指向している。そのため、シリンダブロックから離れてゆく方向へ出っ張るエンジン冷却装置の出っ張りが大きくなる。これは、エンジン冷却装置を含むエンジン全体を大きくする。

本発明は、エンジン冷却装置を含むエンジン全体のコンパクト化を図ることを目的とする。

請求項１乃至請求項３の発明は、エンジン本体内に形成された冷却流体通路に冷却流体を送り出すポンプと、前記冷却流体の温度調整用のサーモスタットを内包するサーモスタットハウジングとを備え、前記エンジン本体における前記冷却流体通路の出口が形成された面よりも外側に前記サーモスタットハウジングを配置したエンジン冷却装置を対象とし、請求項１の発明は、前記サーモスタットハウジングには冷却流体インレットが接続されており、前記冷却流体インレットに対する前記サーモスタットハウジングの接続口及び前記サーモスタットは、前記エンジン本体における前記冷却流体通路の出口が形成された面に対して平行な方向を指向していることを特徴とする。

このような構成では、接続口がシリンダブロックから離れてゆく方向を指向しないため、エンジン本体から離れてゆく方向へ出っ張る冷却流体インレットの出っ張りが少なくなり、エンジン冷却装置を含むエンジン全体がコンパクトになる。

好適な例では、前記冷却流体通路の出口が形成された面は、前記エンジンの出力軸に対して垂直な方向に延びている。
接続口がエンジン本体からエンジンの前後方向へ離れてゆく方向を指向しないため、エンジンの前後方向へ出っ張る冷却流体インレットの出っ張りが少なくなり、エンジン冷却装置を含むエンジン全体の前後方向の長さが短くなる。

好適な例では、前記サーモスタットハウジング及び前記ポンプのポンプハウジングは、一体形成されており、前記サーモスタットハウジングには冷却流体アウトレットが一体形成されている。

このように一体形成した構成は、部品点数減をもたらす。
請求項４の発明は、冷却流体インレットを接続され、且つ冷却流体の温度調整用のサーモスタットを内部に備えるサーモスタットハウジング、冷却流体を送り出すポンプのポンプハウジングを備えた冷却用ハウジングを製造する製造方法において、前記冷却流体インレットに対するサーモスタットハウジングの接続口及び該サーモスタットハウジング内の収容室を形成する第１型と、前記第１型が抜かれる方向に対して垂直な方向に抜かれ、前記収容室の流出口を形成する第２型と、前記第２型が抜かれる方向に対向する方向に抜かれ、前記サーモスタットハウジング及び前記ポンプのポンプハウジングの各外面を形成する第３型とによって、前記サーモスタットハウジング及び前記ポンプのポンプハウジングを一体形成することを特徴とする。

このような製造方法では、ダイキャスト成形のみで冷却用ハウジングの一体形成が可能であり、製造効率が向上する。

本発明は、エンジン冷却装置を含むエンジン全体のコンパクト化を図り得るという優れた効果を奏する。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図８に基づいて説明する。
図１（ａ）に示すように、エンジン本体１０を構成するシリンダブロック１１とシリンダヘッド１２との前面にはチェーンカバー１３が止着されている。エンジン本体１０とは、シリンダブロック１１やシリンダヘッド１２のことを指す。チェーンカバー１３内には出力軸としてのクランク軸１４がシリンダブロック１１内から突出しており、チェーンカバー１３内のクランク軸１４の突出端部には駆動スプロケット１５が止着されている。１６は、シリンダブロック１１の下部に連結されたオイルパンであり、１７は、シリンダヘッド１２の上部に連結されたヘッドカバーである。

図２に示すように、チェーンカバー１３の前面１３０には冷却用ハウジング１８がネジ止めされている。図１（ｂ）に示すように、冷却用ハウジング１８は、ポンプハウジング１９、サーモスタットハウジング２０、冷却流体アウトレットとしてのウォータアウトレット２１及び通路形成ハウジング２２を備えており、冷却用ハウジング１８は、一体形成されている。図５は、ポンプハウジング１９とサーモスタットハウジング２０とウォータアウトレット２１と通路形成ハウジング２２とを示し、図６は、ポンプハウジング１９とサーモスタットハウジング２０と通路形成ハウジング２２とを示す。

図１（ａ）に示すように、サーモスタットハウジング２０には冷却流体インレットとしてのウォータインレット２３が連結して固定されている。ウォータインレット２３は、チェーンカバー１３の前面１３０に対して平行に延びている。ウォータインレット２３にはホース２４の一端が接続されており、ホース２４の他端は、エンジン本体１０の前方に設けられたラジエータ（図示略）の水流出口に接続されている。ウォータアウトレット２１にはホース２５の一端が接続されており、ホース２４の他端は、前記ラジエータの水流入口に接続されている。

図４に示すように、チェーンカバー１３の前面１３０には連通路１３１が凹み形成されており、ポンプハウジング１９内にはポンプ室１９１が形成されている。ポンプ室１９１は、連通路１３１に連通しており、ポンプ室１９１にはファン２６が収容されている。ウォータポンプを構成するファン２６の支軸２６１は、チェーンカバー１３を貫通してチェーンカバー１３内に回転可能に突入しており、チェーンカバー１３内の支軸２６１の突入端部には被動スプロケット２７が止着されている。被動スプロケット２７と駆動スプロケット１５〔図１（ａ）参照〕とにはチェーン２８が掛け渡されており、被動スプロケット２７は、チェーン２８及び駆動スプロケット１５を介してクランク軸１４から回転駆動力を得る。

通路形成ハウジング２２内には通路２２１が形成されている。通路２２１は、ポンプ室１９１に連通している。チェーンカバー１３には供給通路１３２がシリンダブロック１１内のウォータジャケット（図示略）に連通するように形成されている。供給通路１３２は、通路２２１を介してポンプ室１９１に連通している。

図２に示すように、チェーンカバー１３の前面１３０には還流通路１３３が前記ウォータジャケットに連通するように形成されている。還流通路１３３は、出口１３４を介してウォータアウトレット２１内の通路２１１に連通されている。

サーモスタットハウジング２０内には収容室２９が形成されており、収容室２９にはサーモスタット３０が収容されている。収容室２９は、収容室２９の流出口としての流出通路３１を介して連通路１３１に連通されていると共に、バイパス通路１８１を介して還流通路１３３に接続されている。

エンジンの作動中は、ファン２６が回転しており、連通路１３１内の冷却水がファン２６の作動によって通路２２１へ送られ、通路２２１内の冷却水は、供給通路１３２へ流出する。供給通路１３２へ流出した冷却水は、前記ウォータジャケットを通って還流通路１３３へ還流する。供給通路１３２、前記ウォータジャケット及び還流通路１３３は、エンジン本体内に形成された冷却流体通路を構成し、前面１３０に開口する出口１３４，１３５は、前記冷却流体通路の出口である。前面１３０は、前記冷却流体通路の出口１３４，１３５が形成された面である。

チェーンカバー１３の前面１３０は、エンジン本体１０における冷却用ハウジング１８の取り付け面である。図２に示すように、前面１３０は、クランク軸１４の軸線１４１の方向（エンジン本体１０の前後方向）に対して垂直な方向に延びる面である。ウォータインレット２３に対するサーモスタットハウジング２０の接続口２０１は、前面１３０に対して平行な方向を指向しており、且つ前面１３０よりも外側にある。又、接続口２０１は、収容室２９に隣接している。ここにおける前面１３０よりも外側とは、前面１３０を境としてエンジン本体１０とは反対側の領域のことである。

ウォータアウトレット２１内の通路２１１は、直線形状の出口側通路２１２と、出口側通路２１２に対して直交する直線形状の入口側通路２１３とからなる。ウォータアウトレット２１の流入口となる入口側通路２１３は、前面１３０に対して垂直な方向（軸線１４１の方向）を指向しており、ウォータアウトレット２１の流出口となる出口側通路２１２は、前面１３０に対して平行な方向（軸線１４１に対して垂直な方向）を指向している。流出通路３１は、前面１３０に対して垂直な方向（軸線１４１の方向）に延びる直線形状の通路である。バイパス通路１８１は、直線形状の入口側通路１８２と、入口側通路１８２に対して直交する直線形状の出口側通路１８３とからなり、入口側通路１８２は、前面１３０に対して垂直な方向（軸線１４１の方向）を指向しており、出口側通路１８３は、前面１３０に対して平行な方向を指向している。

図３に示すように、サーモスタットハウジング２０に内包されたサーモスタット３０は、サーモスタットハウジング２０とウォータインレット２３との接合部に設けられた弁座３２と、弁座３２に止着されたフレーム３５と、弁座３２に設けられた弁孔３２１を開閉する第１弁体３３と、バイパス通路１８１を開閉する第２弁体３４とを備えている。収容室２９は、弁孔３２１を介してウォータインレット２３内の通路２３１に接続されている。第１弁体３３は、弁孔３２１を閉じる位置に向けて圧縮バネ３６によって付勢されており、第２弁体３４は、バイパス通路１８１を閉じる位置に向けて圧縮バネ３７によって付勢されている。又、サーモスタット３０は、感温部材３８を備えており、感温部材３８は、内蔵されたサーモワックス３８１の熱膨張によって弁孔３２１を開く位置に向けて第１弁体３３を作動し、且つバイパス通路１８１を閉じる位置に向けて第２弁体３４を作動する。

サーモスタット３０は、エンジン本体における前記冷却流体通路の出口１３４，１３５が形成された面（前面１３０）に対して平行な方向を指向している。ここにおけるサーモスタット３０の指向方向とは、第１弁体３３及び第２弁体３４の作動方向（前面１３０に対して平行な方向）のことを意味する。

収容室２９内の冷却水の温度が低いときには、第１弁体３３が弁孔３２１を閉じると共に、第２弁体３４がバイパス通路１８１を開く。従って、シリンダブロック１１内のウォータジャケットから還流通路１３３へ還流する冷却水は、バイパス通路１８１を経由して収容室２９へ流入し、バイパス通路１８１から収容室２９へ流入した冷却水は、流出通路３１及び連通路１３１を介して供給通路１３２へ流出する。

収容室２９内の冷却水の温度が上昇してくると、バイパス通路１８１における第２弁体３４の弁開度が低減し、且つ第１弁体３３が弁孔３２１を開く。従って、シリンダブロック１１内のウォータジャケットから還流通路１３３へ還流する冷却水の一部又は全部は、ウォータアウトレット２１内の通路２１１及びホース２５を介してラジエータへ流れ、ラジエータ内の冷却水は、ホース２４、ウォータインレット２３内の通路２３１及び弁孔３２１を介して収容室２９へ流入する。ウォータインレット２３から収容室２９へ流入した冷却水は、流出通路３１及び連通路１３１を介して供給通路１３２へ流出する。

このような冷却水の流れによってシリンダブロック１１内のウォータジャケットへ流出する冷却水の温度が適正温度に維持される。
次に、冷却用ハウジング１８の製造方法を図７及び図８に基づいて説明する。

図７（ｂ）に示すように、冷却用ハウジング１８は、４つの型３９，４０，４１，４２を用いてダイキャスト成形によって一体形成される。図７（ａ）は、第１型３９、第４型４０、第２型４１及び第３型４２を組み合わせた状態を示す。第１型３９と第４型４０とは対向するように配置され、第２型４１と第３型４２とは対向するように配置される。これら４つの型３９，４０，４１，４２を組み合わせた組み合わせ型内には金属溶湯Ｍが充填される。図７（ｂ）は、４つの型３９，４０，４１，４２を分離した状態を示す。

図８（ａ）は、組み合わせられた４つの型のうちの第２型４１と第３型４２とを示し、図８（ｂ）は、第２型４１と第３型４２とを分離した状態を示す。
第１型３９は、収容室２９及びバイパス通路１８１の出口側通路１８３を形成し、第４型４０は、通路２１１の出口側通路２１２を形成する。第２型４１は、流出通路３１と、通路２１１の入口側通路２１３と、バイパス通路１８１の入口側通路１８２と、ポンプ室１９１と、通路２２１とを形成する。第３型４２は、ポンプハウジング１９の外面１９２、サーモスタットハウジング２０の外面２０３、ウォータアウトレット２１の外面２１４及び通路形成ハウジング２２の外面２２２を形成する。

第２型４１は、接続口２０１及び収容室２９を形成する第１型３９が抜かれる方向に対して垂直な方向に抜かれて収容室２９の流出口（流出通路３１）を形成する。第３型４２は、第２型４１が抜かれる方向に対向する方向に抜かれてサーモスタットハウジング２０の外面２０３及びポンプハウジング１９の外面１９２を形成する。第４型４０は、第１型３９が抜かれる方向に対向する方向に抜かれてウォータアウトレット２１の出口側通路２１２を形成する。

第１の実施形態では以下の効果が得られる。
（１）ウォータインレット２３に対するサーモスタットハウジング２０の接続口２０１を前面１３０（取り付け面）に対して平行な方向に指向させ、且つ前面１３０よりも外側に設けた構成では、エンジン本体１０の前後方向（前面１３０に垂直な方向）へのウォータインレット２３の出っ張りが少なくなる。そのため、エンジン冷却装置を含むエンジン全体の前後方向の長さが短くなるという効果が得られる。

（２）サーモスタットハウジング２０、ポンプハウジング１９及びウォータアウトレット２１を一体形成した構成は、部品点数減をもたらし、冷却用ハウジング１８、ホース２４，２５等のエンジン冷却装置のチェーンカバー１３に対する組み付け性が向上する。

（３）冷却用ハウジング１８をチェーンカバー１３に取り付ける構成では、チェーンカバー１３内の機構（クランク軸１４からカム機構、補機への駆動力伝達機構等）の保守点検、修理等の際には、冷却用ハウジング１８をチェーンカバー１３から取り外すことなくシリンダブロック１１からチェーンカバー１３を取り外すことができる。そのため、チェーンカバー１３内の機構の保守点検、修理等の作業性が向上する。

（４）図９は、ウォータインレット２３Ａに対するサーモスタットハウジング２０Ａの接続口２０１Ａがエンジン本体１０〔図１（ａ）参照〕の前後方向を指向している一例（従来例）を示す。ウォータアウトレット（図示略）は、サーモスタットハウジング２０Ａと一体形成されているが、ポンプハウジング１９Ａは、サーモスタットハウジング２０Ａとは別体に形成されている。

バイパス通路１８１Ａから収容室２９Ａへ流入した冷却水は、収容室２９Ａの流出口２９１から通路４３へ流出してポンプ室１９１Ａへ向かう。熱感応によるサーモスタット３０Ａの作動性能を高めるために、流出口２９１の通路断面積を小さくして収容室２９Ａ内の冷却水流を調整する必要があり、そのために壁２０２が設けられる。この壁２０２の存在は、ダイキャスト成形のみによって流出口２９１を形成することを不可能にする。図９のような構造の場合には砂型で形成する必要がある。

本実施形態では、サーモスタットハウジング２０の接続口２０１が冷却用ハウジング１８の外部に開口しており、且つ収容室２９の出口となる流出通路３１が冷却用ハウジング１８の外部に開口しているため、砂型を用いることなく４つの型３９，４０，４１，４２を用いて冷却用ハウジング１８をダイキャスト成形することができる。砂型を用いて製作する必要がないため、製造効率が向上し、製造コストが低減する。

本発明では以下のような実施形態も可能である。
○ウォータアウトレット２１をサーモスタットハウジング２０とは別体に形成してもよい。

○冷却用ハウジング１８に電動モータを組み付け、該電動モータによってファン２６を回転するようにしてもよい。
○冷却用ハウジングをシリンダブロック１１の側面に取り付けるようにしてもよい。この場合、冷却用ハウジングの取り付け面は、エンジンの前後方向に対して平行な面である。

○冷却流体として、冷却水の代わりに、冷却油を用いてもよい。
前記した実施形態から把握できる技術思想を以下に記載する。
〔１〕前記サーモスタットハウジング及び前記ポンプのポンプハウジングを一体形成した冷却用ハウジングは、チェーンケースに固定されている請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のエンジン冷却装置。

〔２〕前記第１型は、バイパス通路の入口側通路を形成し、前記第２型は、バイパス通路の出口側通路を形成する請求項４に記載のエンジン冷却装置における冷却用ハウジング製造方法。

第１の実施形態を示し、（ａ）はエンジンの正面図。（ｂ）は冷却用ハウジングの正面図。（ｃ）は冷却用ハウジングの背面図。 図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図。 サーモスタットを示す平断面図。 図１（ａ）のＢ−Ｂ線断面図。 冷却用ハウジングの側面図。 冷却用ハウジングの側面図。 （ａ）は、型を組み付けた状態を示す平断面図。（ｂ）は、型を分離した状態を示す平断面図。 （ａ）は、型を組み付けた状態を示す側断面図。（ｂ）は、型を分離した状態を示す側断面図。 従来の一例を示す側断面図。

符号の説明

１０…エンジン本体。１３０…面としての前面。１３２…冷却流体通路を構成する供給通路。１３３…冷却流体通路を構成する還流通路。１３４，１３５…出口。１４…出力軸としてのクランク軸。１８…冷却用ハウジング。１９…ポンプハウジング。１９２，２０３，２１４，２２２…外面。２０…サーモスタットハウジング。２０１…接続口。２１…冷却流体アウトレットとしてのウォータアウトレット。２１２…流出口としての出口側通路。２１３…流入口としての入口側通路。２３…冷却流体インレットとしてのウォータインレット。２６…ポンプとしてのウォータポンプを構成するファン。２９…収容室。３０…サーモスタット。３１…流出口としての流出通路。３９…第１型。４０…第４型。４１…第２型。４２…第３型。

Claims (4)

1. エンジン本体内に形成された冷却流体通路に冷却流体を送り出すポンプと、前記冷却流体の温度調整用のサーモスタットを内包するサーモスタットハウジングとを備え、前記エンジン本体における前記冷却流体通路の出口が形成された面よりも外側に前記サーモスタットハウジングを配置したエンジン冷却装置において、
   前記サーモスタットハウジングには冷却流体インレットが接続されており、前記冷却流体インレットに対する前記サーモスタットハウジングの接続口及び前記サーモスタットは、前記エンジン本体における前記冷却流体通路の出口が形成された面に対して平行な方向を指向しているエンジン冷却装置。
2. 前記冷却流体通路の出口が形成された面は、前記エンジンの出力軸に対して垂直な方向に延びている請求項１に記載のエンジン冷却装置。
3. 前記サーモスタットハウジング及び前記ポンプのポンプハウジングは、一体形成されており、前記サーモスタットハウジングには冷却流体アウトレットが一体形成されている請求項１及び請求項２のいずれか１項に記載のエンジン冷却装置。
4. 冷却流体インレットを接続され、且つ冷却流体の温度調整用のサーモスタットを内部に備えるサーモスタットハウジング、冷却流体を送り出すポンプのポンプハウジングを備えた冷却用ハウジングを製造する製造方法において、
   前記冷却流体インレットに対するサーモスタットハウジングの接続口及び該サーモスタットハウジング内の収容室を形成する第１型と、前記第１型が抜かれる方向に対して垂直な方向に抜かれ、前記収容室の流出口を形成する第２型と、前記第２型が抜かれる方向に対向する方向に抜かれ、前記サーモスタットハウジング及び前記ポンプのポンプハウジングの各外面を形成する第３型とによって、前記サーモスタットハウジング及び前記ポンプのポンプハウジングを一体形成するエンジン冷却装置における冷却用ハウジング製造方法。

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