JP2010053735A - エンジンのドレン装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、コネクタ側での脱着作業、ドレン口部でのドレン作業がそれぞれ単独で行なえるエンジンのドレン装置を提供する。
【解決手段】本発明のドレン装置は、外面部にドレン出口部１５に取り付く結合口部２３を有し、内部に結合口部と連通する通路２６を有した本体部２０と、本体部の外面部に形成され通路と連通するドレン口部２７と、本体部に設けられドレン口部を開閉するドレン操作部３１と、本体部の外面部に通路と連通するように形成されエンジン補機類１０からの戻り側通路部材１９端と着脱可能に接続されるコネクタ口部４２とをもつ構成とした。これにより、コネクタ口部から戻り側通路部材を外すと、エンジン補機類の戻り側通路部材は、ドレン口部を開放させずに外れ、ドレン操作部を開放側へ操作すると、戻り側通路部材と関係なく、ドレン口部だけ開放される。
【選択図】図２

Description

本発明は、エンジン本体から冷却媒体あるいは潤滑媒体を外部へドレンするドレン出口部に取り付けられるエンジンのドレン装置に関する。

車両に搭載されるエンジンの多くは、シリンダヘッドやシリンダブロックに冷却水路を形成して、エンジン本体を冷却水（冷却媒体に相当）で冷却する水冷式の構造が用いられている。
こうした水冷式エンジンでは、シリンダブロックの、冷却水路の最下部となる下側の地点に冷却水用のドレン出口部と当該ドレン出口部を開閉する栓部材を設けて、エンジン整備の際、内部の冷却水を外部へ抜き出せるドレン装置が用いられている。

一方、エンジンは、エンジン性能を高めるエンジン補機類、多くはターボ過給機が組み付けられる。近時では、潤滑性能の確保や吸気性能の向上などのため、冷却水通路をもつ水冷式のターボ過給機が搭載されつつある。
このターボ過給機の冷却には、新鮮な冷却水を水冷式ターボ過給機の冷却水入口部から供給し、冷却を終えた冷却水をターボ過給機の冷却水出口部から導出させてエンジン本体に戻す冷却経路が求められる。このため、エンジン本体の構造が、冷却経路により複雑になる傾向にある。

そこで、冷却経路の簡素化を図るために、ターボ過給機の冷却を終えた冷却水を、エンジンの冷却水用ドレン出口部からエンジン本体へ戻す経路を構築して、ドレン出口部をターボ過給機（補機）の冷却経路の一部として利用することが考えられている。
このドレン出口部へ戻す構造には、対象の媒体は異なるものの、特許文献１に開示されているようにドレン出口部は、内部に通路を有するボルト部材のねじ込みよって塞ぐ構造とし、ターボ過給機から延びる戻りパイプ端（戻り側通路部材端）にはコネクタを設け、このコネクタを、ドレン出口部を塞ぐボルト部材で共締めすることによって、コネクタを介して、ドレン出口部とターボ過給機のパイプ間を連通させた構造が提案されている。
実開平５− １０７２４号公報

そこで、同構造を適用することが考えられる。ところが、ドレン出口部を塞ぐボルト部材で、エンジン補機から延びるパイプ端を、直接、ドレン出口部に固定する構造は、整備の求めにより、パイプを取り外す場合、ボルト部材をドレン出口部から取りはずさないと、コネクタがドレン出口部から取り外せない。またドレン口部を開放させるためにボルト部材を取り外す場合は、取り外す必要のないパイプ端までもドレン口部から外れてしまい、スムースにドレンが行なえない。このため、エンジンの整備性はあまり良いものではない。

そこで、本発明の目的は、コネクタ側での脱着作業、ドレン口部でのドレン作業がそれぞれ単独で行なえるエンジンのドレン装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、上記目的を達成するために、エンジン本体のドレン出口部に取り付けられるドレン装置として、外面部にドレン出口部に取り付く結合口部を有し、内部に結合口部と連通する通路を有した本体部と、本体部の外面部に形成され通路と連通するドレン口部と、本体部に設けられドレン口部を開閉するドレン操作部と、本体部の外面部に通路と連通するように形成されエンジン補機類から延びる戻り側通路部材端と着脱可能に接続されるコネクタ口部とを具備した構造を採用した。

同構成により、コネクタ口部から戻り側通路部材端を外すだけで、エンジン補機類の戻り側通路部材端はエンジン本体から外れ、またドレン操作部を開放側へ操作するだけで、エンジン補機類から延びる戻り側通路部材と関係なく、ドレン口部だけが開放される。つまり、コネクタ側の作業、ドレン口部の作業とも、他に影響を与えずにそれぞれ単独で行なえる。

請求項２に記載の発明は、さらに取り扱いやすいドレン装置となるよう、本体部は、一端部に結合口部が形成され、内部に通路が形成された筒状部材から構成し、ドレン口部は、筒状部材の他端側の外周面に下向きの姿勢で配置し、ドレン操作部は、筒状部材の他端部に組み込まれ、外部からの操作でドレン出口部を開閉するコック部材から構成し、コネクタ口部は、筒状部材の中間部の外周面に、ドレン口部から所定間隔をおいて筒状部材の軸心方向に離れ、かつ当該ドレン口部から周方向へ所定の角度ずれた地点に設けた構成とした。

請求項３に記載の発明は、さらにドレン装置を設置性に優れた構造とするよう、結合口部は、本体部に形成されたテーパねじあるいはボルト部材により、エンジン本体に固定される構成とした。

請求項１の発明によれば、ドレン装置は、コネクタ口部とドレン口部とを一体化して、エンジン補機類の戻り側経路として用いるコネクタ機能とドレン機能とを単独使用可能な構造にしているから、他に影響を与えずに、コネクタ側の作業、ドレン口部の作業をそれぞれ単独で行なうことができる。
それ故、エンジンの整備性の向上を図ることができる。しかも、部品点数が抑えられる。

請求項２の発明によれば、さらに、ドレン装置は、エンジン本体から最も外側に配置されるドレン操作部の操作で、同ドレン操作部と直近のドレン口部からドレンが行なえるので、ドレン作業がしやすい。しかも、コネクタ口部は、このドレン口部から所定間隔で離れ、さらに周方向へ所定の角度ずれているので、その周りで脱着のための作業スペースが確保しやすく、エンジン補機類から延びる戻り側通路部材が脱着しやすい。このため、取り扱い性は良好である。特にコネクタ口部は、エンジン本体に搭載されたエンジン補機類の位置に向くように配置すると、最短経路で、エンジン補機類との間を結べる。

請求項３の発明によれば、さらに求められる自由度や支持強度などに応じたドレン装置の固定ができ、ドレン装置の設置性の向上を図ることができる。

以下、本発明を図１〜図５に示す第１の実施形態にもとづいて説明する。
図１はレシプロエンジン（内燃エンジン）、例えば過給機付きディーゼルエンジンを排気側から見た外観を示し、図２は同エンジンに装備されたドレン装置の断面（図１中Ａ−Ａ）を示している。
まず、エンジンについて説明する。図中１は車両に搭載されるエンジン本体である。エンジン本体１は、例えばピストンを収める気筒（いずれも図示しない）および各種冷却水路２などが形成されたシリンダブロック３と、同シリンダブロック３の頭部に搭載された、インテークマニホルド（図示しない）、エキゾーストマニホルド５、動弁機構（図示しない）、ロッカカバー６および各種冷却水路などを有するシリンダヘッド７と、シリンダブロック３の下部に組み付いたオイルパン８（エンジンオイルを貯留する部品）などから構成される。エンジン本体１は、例えば前方側を後方側より下げた傾斜の姿勢で車両に搭載されるものである。

このエンジン本体１には、ターボ過給機１０（本願のエンジン補機類に相当）が組み付いている。具体的にはターボ過給機１０は、排気ガスのエネルギーで回転するタービン部１０ａがエキゾーストマニホルド５の出口に直付けされ、タービン部１０ａで駆動される同軸上のコンプレッサ部１０ｂがインテークマニホルドに至る吸気経路中（図示しない）に組み込まれる。このターボ過給機１０には、潤滑性能の確保や吸気性能の向上などのため、例えば主要の各部に冷却ジャケット部１１を装備した水冷式のターボ過給機が用いられている。そして、冷却ジャケット部１１の冷却水入口部１１ａが、同地点から延びる供給側のパイプ部材１２を介して、新鮮な冷却水が供給される地点、例えばシリンダブロック３に組み込んであるウォータポンプの出口部（いずれも図示せず）に接続され、新鮮な冷却水（冷却媒体）がターボ過給機１０へ供給されるようにしている。

一方、シリンダブロック３の側部、詳しくはターボ過給機１０が配置されている側部の下側には、図２にも示されるように例えばボス形をなす冷却水用のドレン出口部１５が形成されている。このドレン出口部１５は、中央に冷却水路２と連通する通孔１５ａをもつ。この通孔１５ａの内周面にはめねじ部１６が形成してある（図２に図示）。同ドレン出口部１５は、シリンダブロック内部の冷却水を外部に排出するときに用いるものである。このため、冷却水用のドレン出口部１５は、シリンダブロック３の冷却水路２のうち、エンジンを搭載したとき最も下位に配置される水路部分、ここではエンジン前方で下側に配置される水路部分２ａと連なる部分に設けてある。

このドレン出口部１５にドレン装置１８が取り付けられている。このドレン装置１８には、冷却ジャケット部１１の冷却水出口１１ｂから延びた戻り側のパイプ部材１９（本願の戻り側通路部材に相当）が着脱可能に接続される。つまり、ターボ過給機１０の冷却を終えた冷却水は、ドレン出口部１５からエンジン本体１へ戻すようにしている。これにより、ドレン出口部１５を、ターボ過給機１０の冷却経路の一部として活用して、ターボ過給機１０の冷却経路を簡素化にしている。

ドレン装置１８には、図２や図３に示されるように単独で、それぞれドレンの使用と戻りパイプ部材１９の脱着作業を可能とした構造が採用されている。同ドレン装置１８の構造を図２および図３を参照して説明すると、図中２０は本体部を示す。本体部２０は所定長さの筒状部材から構成される。この筒状部材の一端部には、例えばねじ込みにより、シリンダブロック２のドレン出口部１５に固定される結合口部２３が形成されている。すなわち、結合口部２３は、本体部２０の一端部をなす筒形部分の外周面に、ドレン出口部１５のめねじ部１６と螺合可能なテーパおねじ部２４（本願のテーパねじに相当）を形成してなる。これで、図１および図２に示されるようにおねじ部２４をドレン出口部１５内へねじ込むと、本体部２０がシリンダブロック３（エンジン本体１）に組み付く。

本体部２０の内部には、結合口部２３（本体部の一端部）から本体部２０の他端側へ延びる通路２６が形成されている。また筒状部材の他端部の外周面には、口体として、例えば短筒状の口金部材２７ａが一体に取着されている。同口金部材２７ａは、通路２６と連通している。この口金部材２７ａは、本体部２０をシリンダブロック２に組み付けるとき、下向きの姿勢に位置決められる。この口金部材２７ａから、エンジン本体１内の冷却水を外部へドレンさせるドレン口部２７を形成している。

また図２に示されるように筒状部材の他端部には、ドレン口部２７を開閉操作するコック部３１（本願のドレン操作部に相当）が設けられている。ドレン口部２７と直近の地点に配置されたコック部３１は、ドレン口部２７端が臨む通路２６の内周面に形成した環状の弁座３２と、筒状部材の他端から通路２６の内周面に進退可能にねじ込まれる回転式のコック部材３４とを組み合わせた構造が用いられる。具体的にはコック部材３４は、通路２６の内面にねじ込まれるねじ込み部３５を有し、このねじ込み部３５の先端部に弁座部３２と接離する弁部３６が形成され、通路２６外に配置される後端部に六角形のボルト頭部３７が形成された構造となっている。これにより、外部からの操作、すなわちスパナなど工具（図示しない）を用いて、弁部３６が弁座３２に密接させるまで、ボルト頭部３７を回転させると、ドレン口部２７が閉じる（図２）。またボルト頭部３７を回転させて、弁座３２から弁部３６を離すと、弁座３２の弁孔３２ａ（図３のみ図示）が開き、ドレン口部２７が開放するようにしてある（図３）。なお、コック部３１は常時は閉じる。

また筒状部材の中間の外周部分には、図２にも示されるように戻り通路接続用のコネクタ口部４２が形成されている。コネクタ口部４２は、短筒状をなし、中央の通孔部が通路２６と連通している。このコネクタ口部４２に、ターボ過給機１０から延びるパイプ部材１９端が着脱可能に接続される。このときの接続具４３には、例えばコネクタ口部４２の外周面におねじ部４４を形成し、パイプ部材１９端に、キャップ形のねじ込み具４５を組み付ける構造が用いられている。ねじ込み具４５は、内面におねじ部４４と螺合可能なめねじ部４６が形成されていて、図２に示されるようにねじ込み具４５をコネクタ口部４２にねじ込むことで、パイプ部材１９端をコネクタ口部４２に着脱可能に固定させている。

またコネクタ口部４２は、ターボ過給機１０の戻り側のパイプ部材１９が、最も短い経路で結ぶ地点に配置されている。ここでは、ドレン出口部１５の上方にターボ過給機１０が配置されている。そのため、図４に示されるようにコネクタ口部４２は、上方を所定位置として配置してある。具体的には、下向きのドレン口体２７から１８０°位相した角度θの地点に配置してある。またコネクタ口部４２は、ドレン口体２７に対し周方向へ所定の角度ずらしてあるだけでなく、パイプ部材１９端を着脱するときの作業スペースを稼ぐために図２に示されるようにドレン口体２７から本体部２０の軸心方向に対し所定の間隔Ｌを離した地点に配置してある。つまり、コネクタ口体４２は、ドレン口体２７から離しつつターボ過給機１０側へ向くように配置してあり、これによってパイプ部材１９における最短経路と、コネクタ口体４２の周りに作業用の十分な開放したスペースとが確保されるようにしている。

このように構成されたドレン装置１８は、エンジンの整備のため、エンジン本体１の冷却水路２から冷却水を抜き取るときは、図２に示されるように閉じてあるコック部３１のボルト頭部３７に、スパナなどの工具を嵌めて、開放側へ回す。すると、図３に示されるようにコック部３１の弁部３６が弁座３２から離れ、弁孔３２ａが開き、ドレン口部２７が開放する。これにより、シリンダブロック３内やシリンダヘッド７内を満たしていた冷却水（冷却媒体）が最下部の冷却水路部分から、通路２６を経て、ドレン口部２７から外部に排出される。

ドレン口部２７を閉じるときは、ボルト頭部３７に工具を嵌めて、コック部３１の弁部３６が弁座３２と突き当たるまで、ボルト頭部３７を回せばよい。
またエンジンの整備のため、ターボ過給機１０から延びる戻り側パイプ部材１９端を外すときは、ねじ込み具４５に、スパナなどの工具を嵌めて、離脱側へ回す。すると、図５に示されるようにねじ込み具４５がコネクタ口部４２から外れ、パイプ部材１９端が本体部１から外れる。

再び本体部１にパイプ部材１９端を接続するときは、工具を用いて、ねじ込み具４５をコネクタ口部４２にねじ込めばよい。
このようにドレン装置１８は、ドレン口部２７とコネクタ口部４２との一体化により、ターボ過給機１０（エンジン補機類）の戻り側経路として用いるコネクタ機能とドレン機能とを単独使用可能な構造にしているので、他に影響を与えず、コネクタ側の作業、ドレン側の作業をそれぞれ単独で行なうことができる。

したがって、コネクタ側の作業、ドレン側の作業は、双方共、効率良く作業が進められる。このため、エンジンの整備性が向上する。しかも、ドレン口部２７とコネクタ口部４２とは本体部２０上で一体化されるから、従来の別々構造に比べ、部品点数は格段に抑えられる。
特にドレン装置１８は、筒状部材で構成された本体部２０の一端部に結合口部２３を形成し、同本体部２０の他端側に下向きでドレン口部２７を形成し、同他端部にコック部３１を組み込み、同中間部の外周面にコネクタ口部４２をドレン口部２７から所定間隔で離し、さらに周方向へ所定の角度ずらして配置したことで、取り扱いやすくなる。すなわち、最も外側に配置されるコック部３４（ドレン操作部）の操作で、同コック部３４と直近のドレン口部２７からドレンするので、ドレン作業が行いやすい。しかも、コネクタ口部４２は、このドレン口部２７から所定間隔で前後に離れ、さらに周方向へ所定の角度ずれているので、コネクタ口部４２の周りで脱着のための作業スペースが確保しやすく、ターボ過給機１０から延びる戻りパイプ部材１９の脱着がしやすい。このため、高い取り扱い性をもたらす。特にコネクタ口部４２は、ターボ過給機１０が有る方向へ向かせると、ターボ過給機１０との間を最短経路で結べる。

そのうえ、テーパねじで結合口部２３をドレン出口部１５に固定する構造は、ドレン出口部１５の内面にめねじ部１６が形成されてさえいれば、どのような形状でも対応でき、自由度が高い。このため、エンジンの求めに応じて容易にドレン装置１８を組み付けることができる。
図６は、本発明の第２の実施形態を示す。

本実施形態は、第１の実施形態のようにコネクタ口部４２を、ドレン口部２７から１８０°位相した地点に設けるのではなく、図６中の実線あるいは二点鎖線に示されるようにドレン口部２７から９０°位相した地点に設けるようにしたものである。このようにしても第１の実施形態と同様の効果を奏する。
図７は、本発明の第３の実施形態を示す。

本実施形態は、結合口部２３をテーパねじでなく、ボルト部材５０を用いて、シリンダブロック３に固定したものである。具体的には固定構造には、本体部２０の一端部に、通孔５１ａを各部にもつフランジ部５１を形成し、ドレン出口部１５として、通孔１５ａの周囲にねじ穴５２が形成されたボス部５３を用い、ボルト部材５０を、通孔５１ａからねじ穴５２へねじ込んで、フランジ部５１をボス部５３にボルト止めする構造が用いてある。

こうしたボルト止めは、高い支持強度が確保できるので、支持強度が求められる場合、有効である。
但し、図６および図７において、第１の実施形態と同じ部分には同一符号を付してその説明を省略した。
なお、本発明は上述したいずれの実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々可変して実施しても構わない。例えば上述した実施形態では、冷却水（冷却媒体）を対象として、冷却水（冷却媒体）をシリンダブロック３のドレン出口部１５からドレンしたり、エンジン補機類の冷却水（冷却媒体）をドレン出口部１５からエンジン本体１へ戻したりするドレン装置１８に本発明を適用したが、これに限らず、エンジンの潤滑油（潤滑媒体）を対象として、オイルパン内の潤滑油をドレンするドレン出口部に、本発明のドレン装置、すなわちドレン口部とコネクタ口部とを一体化して、潤滑油のドレン機能と、ターボ過給機などエンジン補機類から戻る潤滑油を受けるコネクタ機能とを単独で用いるようにしたドレン装置を適用してもよい。この場合、ドレン装置５５は、例えば図１中の二点鎖線に示されるようにオイルパン８の最下部に形成したドレン出口部６０に組み付ければよい。また上述した実施形態では、エンジン補機類としてターボ過給機を用いた例を挙げているが、これに限らず、他の冷却媒体や潤滑媒体を用いるエンジン補機類であれば構わない。

本発明の第１の実施形態に係るエンジンに組み付けられたドレン装置の外観を示す斜視図。 図１中Ａ−Ａ線に沿うドレン装置の断面図。 同ドレン装置から冷却水をドレンしている状態を示す断面図。 図２中のＢ矢視方向の側面図。 ドレン装置からターボ過給機から延びる戻りパイプ部材を外したとき状態を示す断面図。 本発明の第２の実施形態の要部となるコネクタ位置を説明する側面図。 本発明の第３の実施形態の要部となる結合口部の固定構造を説明する断面図。

符号の説明

１ エンジン本体
１０ ターボ過給機（エンジン補機類）
１５ ドレン出口部
１９ パイプ部材（戻り側通路部材）
２０ 本体部
２３ 結合口部
２６ 通路
２７ ドレン口部
３１ コック部（ドレン操作部）
４２ コネクタ口部

Claims (3)

1. エンジン本体から冷却媒体あるいは潤滑媒体を外部へドレンするドレン出口部に取り付けられるエンジンのドレン装置であって、
   外面部に前記ドレン出口部に取り付く結合口部を有し、内部に前記結合口部と連通する通路を有した本体部と、
   前記本体部の外面部に形成され、前記通路と連通し、外部へ冷却媒体あるいは潤滑媒体をドレンさせるドレン口部と、
   前記本体部に設けられ前記ドレン口部を開閉するドレン操作部と、
   前記本体部の外面部に前記通路と連通するように形成され、エンジン補機類から延びる冷却媒体あるいは潤滑媒体の戻り側通路部材端と着脱可能に接続されるコネクタ口部と
   を具備することを特徴とするエンジンのドレン装置。
2. 前記本体部は、一端部に前記結合口部が形成され、内部に前記通路が他端側に延びるように形成された筒状部材から構成され、
   前記ドレン口部は、前記筒状部材の他端側の外周面に下向きの姿勢で配置され、
   前記ドレン操作部は、前記筒状部材の他端部に組み込まれ、外部からの操作で前記ドレン出口部を開閉するコック部材から構成され、
   前記コネクタ口部は、前記筒状部材の中間部の外周面に、前記ドレン口部から所定間隔をおいて筒状部材の軸心方向に離れ、かつ当該ドレン口部から周方向へ所定の角度ずれた地点に設けられる
   ことを特徴とする請求項１に記載のエンジンのドレン装置。
3. 前記結合口部は、本体部に形成されたテーパねじあるいはボルト部材により、前記エンジン本体に固定されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエンジンのドレン装置。

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