JP3399977B2 - エンジンの冷却装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、サーモスタットによ
り冷却水の循環方向を切り換えるようにしたエンジンの
冷却装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に自動車用エンジンにおける冷却装
置としては、例えば実開昭６２−６１９２３号公報に開
示されるように、エンジン内のウォータジャケットとラ
ジエータとを接続する冷却水通路の途中にサーモスタッ
トを内蔵したサーモスタットユニットを配置するととも
に、該ラジエータを迂回するバイパス通路を設け、該サ
ーモスタットにより冷却水温度に応じて通路を切り換え
て冷却水のラジエータへの循環あるいは迂回を自動的に
制御するようにしている。

【０００３】また、このサーモスタットは、温度変化に
応じて膨縮するワックスを備え、該ワックスの膨縮変化
によって弁機構を開閉作動させることにより通路切換え
を行うようになっているが、この場合、上掲公知例にも
開示されるように、ヒータユニットから戻される冷却水
をサーモスタット部分に導き、この戻り冷却水の温度を
感知することで上記サーモスタットが適宜に作動するよ
うにしている。

【０００４】尚、このようにサーモスタットをヒータユ
ニットからの戻り冷却水によって作動させるようにした
のは、ヒーター使用時と非使用時とにおいて冷却水の設
定温度を自動的に切り換えてヒーター使用時における暖
房性能の向上を図るためである。即ち、ヒーターの使用
・不使用に拘わらず常時ヒータユニットに冷却水を循環
させる構成のものにおいては、ヒーター使用時にはヒー
タユニットでの熱交換により該ヒータユニットからの戻
り冷却水の温度は、ヒーター不使用時におけるそれより
も低下するが、このように低下した冷却水温度に基づい
てサーモスタットが作動することで見掛け上、冷却水の
設定温度が高くなり、それだけより高温の冷却水がヒー
タユニットに供給され、暖房性能が高められるものであ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このよう
に、ヒータユニットからの戻り冷却水によってサーモス
タットの作動を制御する構成とした場合、後述する如き
理由によってエンジンのオーバーヒートを招来すること
も考えられる。即ち、ヒータユニットにはエンジン内の
ウォータジャケットを循環して温度上昇した冷却水が導
入されるが、このエンジンのウォータジャケット内には
エンジン製作時において切り屑等が残っていることも考
えられ、この場合には、この切り屑等が冷却水に混入し
た状態でヒータユニット側に導入されるということも起
こり得る。一方、ヒータユニットにおける熱交換器の伝
熱管は、伝熱面積の確保という観点から、一般に細管あ
るいは薄い偏平管で構成されている。

【０００６】従って、切り屑等が混入した冷却水がヒー
タユニット側に導かれると、該切り屑がこのヒータユニ
ット内で詰まって冷却水の循環が阻害され、場合によっ
ては、該ヒータユニット側から上記サーモスタット側へ
の冷却水の供給が停止してしまうことも有り得る。そし
て、このような冷却水の供給停止が、例えばサーモスタ
ットにより冷却水がラジエータを迂回している状態にお
いて発生した場合には、冷却水温度の上昇にも拘わらず
冷却水のラジエータ側への循環停止状態が持続されるこ
とから、冷却水温度が過上昇し、結果的にエンジンがオ
ーバーヒートするに至るものである。

【０００７】そこで本願発明は、ヒータユニット側から
サーモスタットへの冷却水の供給が阻害されたような場
合においても該サーモスタットの適正な作動を保証する
ことでエンジンのオーバーヒートの発生を未然に且つ確
実に防止し、以ってその信頼性を高め得るようにしたエ
ンジンの冷却装置を提供せんとしてなされたものであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本願発明ではかかる課題
を解決するための具体的手段として、請求項１記載の発
明では、エンジン内部の冷却水通路とラジエータとを接
続する冷却水通路の途中にサーモスタットを内蔵したサ
ーモスタットユニットを配置するとともに、該ラジエー
タを迂回するバイパス通路を設け、上記サーモスタット
により上記ラジエータへの冷却水の循環あるいは迂回を
制御するようにしたエンジンの冷却装置において、上記
サーモスタット部分に、空調用ヒータユニットからの戻
り側通路と、エンジン運転中常時エンジン冷却後の冷却
水が循環せしめられる冷却水循環部材からの戻り側通路
とをそれぞれ接続せしめたことを特徴としている。

【０００９】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
エンジンの冷却装置において、上記冷却水循環部材を密
閉式サブタンクで構成したことを特徴としている。

【００１０】

【作用】本願各発明ではかかる構成とすることにより、
次のような作用が得られる。即ち、ヒータユニット側に
おける冷却水の循環状態が良好に維持されている場合に
は、該ヒータユニット側からの戻り冷却水がサーモスタ
ット部分に導入されることで、該サーモスタットによる
冷却水温度に対応した通路切換が行なわれ、エンジン温
度の過上昇もなく、しかもヒーターの使用あるいは不使
用に対応した冷却水の温度設定が自動的に行なわれる。

【００１１】一方、目詰まり等によってヒータユニット
側における冷却水の循環状態が悪化し、あるいは該ヒー
タユニットからサーモスタット側への冷却水の導入が停
止されたような場合には、該ヒータユニット側からの冷
却水によるサーモスタットの作動制御は困難あるいは不
可能となるが、この場合には、エンジン運転中において
常時冷却水が循環している密閉式サブタンク等の冷却水
循環部材からの戻り冷却水が上記サーモスタット部分に
常時導入されていることから、この冷却水循環部材から
の戻り冷却水によって上記サーモスタットが作動制御さ
れ、冷却水温度に対応した通路切換が行なわれ、エンジ
ン温度の過上昇が防止されるものである。

【００１２】

【発明の効果】従って、本願各発明のエンジンの冷却装
置によれば、ヒータユニット側における冷却水の循環状
態が阻害された場合においても、冷却水循環部材側から
の戻り冷却水によってサーモスタットの作動が保証され
ることから、常時、冷却水温度に対応した適正な冷却水
通路の切換制御が確保され、エンジンのオーバーヒート
の発生が未然に且つ確実に防止されることから、その信
頼性が一段と向上せしめられるという効果が得られるも
のである。

【００１３】

【実施例】図１には、本願発明の実施例にかかる冷却装
置を備えた自動車用エンジンの要部が示されており、同
図において符号１は所定のバンク角をもつ第１バンク１
Ａと第２バンク１Ｂとを備えた横置き式のＶ型６気筒エ
ンジンのシリンダブロックであり、該シリンダブロック
１の各バンク１Ａ,１Ｂにはそれぞれ独立したシリンダ
ヘッド２,２が取り付けられている。

【００１４】このシリンダブロック１のバンク間部１c
には、エンジン長手方向に沿って支持ブラケット３が締
着固定されている。この支持ブラケット３は、バンク間
部１cにおいてエンジン長手方向に向けて配置されるス
ーパーチャージャ(図示省略)を固定保持するためのもの
であって、上記シリンダブロック１の後端１aから前端
１bに跨って配置されるとともに、その内部には長手方
向に延びるブラケット内通路１８が形成されている。そ
して、このブラケット内通路１８の一端１８aは、上記
支持ブラケット３の一端３a側の端面に開口し且つ後述
のエンジン側連結管１９に接続され、また他端１８bは
該支持ブラケット３の他端３b側においてシリンダブロ
ック１側に向けて開口し且つ該シリンダブロック１側に
装着されたウォータポンプ(図示省略)を介して該シリン
ダブロック１内のウォータジャケット(図示省略)に接続
されている。

【００１５】上記シリンダブロック１の車体前方側位置
には、ラジエータ４が車幅方向に向けて配置されてい
る。このラジエータ４の幅方向の一端に設けられたヘッ
ダー４aには、可撓パイプで構成されるラジエータ送出
管１２の一端が接続されている。また、このラジエータ
送出管１２の他端は、上記一対のシリンダヘッド２,２
側からの戻り冷却水を集合させる二又状の集合管８に接
続されている。

【００１６】一方、上記ラジエータ４の幅方向の他端に
設けたヘッダー４bには、可撓パイプで構成されるラジ
エータ戻り管１１の一端が接続されている。さらに、こ
のラジエータ戻り管１１の他端は、図１〜図３に示すよ
うに、上記シリンダブロック１側に取り付けられるサー
モスタットカバー６内にサーモスタット７(図３及び図
５参照)を内蔵してなるサーモスタットユニット５の該
サーモスタットカバー６に形成した第１通路２５(図５
参照)に接続されている。

【００１７】さらに、上記シリンダブロック１とラジエ
ータ４との中間位置には、密閉式のサブタンク１０が配
置されている。このサブタンク１０の上部は、サブタン
ク送出管１５を介して上記ラジエータ４の一方のヘッダ
ー４aに接続される一方、該サブタンク１０の下部は、
図１〜図３に示すように、サブタンク戻り管１４を介し
て上記サーモスタットカバー６に形成した第４通路２８
(図５参照)に接続されている。そして、このサブタンク
１０には、エンジンの運転中、シリンダヘッド２側から
の戻り冷却水が常時循環されるようになっている。

【００１８】また、上記シリンダヘッド２と上記サーモ
スタットカバー６内の第５通路２９(図５参照)との間
は、上記ラジエータ４を迂回した状態でバイパス管１３
を介して接続されている。

【００１９】さらに、上記第１バンク１Ａの後端１b側
には、その内部のウォータジャケット(図示省略)に接続
されたヒータ送出管１６が設けられている。そして、こ
のヒータ送出管１６の他端は別設置のヒータユニット９
に接続されるとともに、該ヒータユニット９はさらにヒ
ータ戻り管１７を介して後述のヒータ側連結管２０に接
続されている。

【００２０】一方、上記エンジン側連結管１９は、図１
〜図４に示すように、鋼管によって一体形成されるもの
であって、その一端１９aにはオイルシール３０を装着
する一方、その他端１９bはこれを小曲率でＬ字状に屈
曲形成するとともにその端部に取付フランジ２２を取り
付けている。そして、このエンジン側連結管１９は、そ
の一端１９a側を上記サーモスタットカバー６内の第２
通路２６の口端部に形成した受口２６a内にオイルシー
ル３０を適度に弾圧させた状態で嵌挿せしめるととも
に、上記取付フランジ２２を上記支持ブラケット３の一
端３aに締着固定せしめることで、上記シリンダブロッ
ク１の前端１aに近接して沿い、且つ上記サーモスタッ
トカバー６に対して軸方向に相対変位可能な状態で該シ
リンダブロック１側に組み付けられている。

【００２１】また、上記ヒータ側連結管２０は、上記エ
ンジン側連結管１９と同様に鋼管で構成され、その一端
２０aはオイルシール３１を介して上記サーモスタット
カバー６内の第３通路２７の口端部に形成した受口２７
aに対して軸方向に相対変位可能に嵌挿される一方、そ
の他端２０bには上記ヒータ戻り管１７の一端が接続さ
れている。そして、このヒータ側連結管２０は、その軸
方向の中間部に設けた連結部材２１によって上記エンジ
ン側連結管１９とほぼ平行とされた状態で一体的に連結
され、該エンジン側連結管１９とともに一体的に着脱さ
れるようになっている。

【００２２】一方、上記サーモスタットユニット５のサ
ーモスタットカバー６には、上述のように、ラジエータ
戻り管１１とバイパス管１３とサブタンク戻り管１４と
エンジン側連結管１９及びヒータ側連結管２０がそれぞ
れ接続されるが、その内部構造は、説明の便宜上これを
模式的に示すと図５の通りである。即ち、上記ラジエー
タ戻り管１１が接続された第１通路２５と上記エンジン
側連結管１９が接続された第２通路２６とを相互に連通
させてその中間位置にワックス７aを備えたサーモスタ
ット７を配置する一方、該サーモスタット７のワックス
７aの近傍位置に、上記ヒータ側連結管２０が接続され
た第３通路２７と上記サブタンク戻り管１４が接続され
た第４通路２８とをそれぞれ開口させ、さらにこれら第
３通路２７及び第４通路２８より下流側位置に上記バイ
パス管１３が接続された第５通路２９を開口させてい
る。

【００２３】続いて、以上の如き通路構成及び配管構成
とした場合における冷却水の循環状態を説明する。先
ず、エンジン冷却用の循環系であるが、この循環系は、
ラジエータ戻り管１１からエンジン側連結管１９→支持
ブラケット３内のブラケット内管１８→エンジン内のウ
ォータジャケット→集合管８→ラジエータ送出管１２を
経てラジエータ４に至るメイン循環系と、バイパス管１
３によって上記ラジエータ４を迂回するサブ循環系とで
構成されている。そして、冷却水温度が設定値以上であ
る場合には、メイン循環系により冷却水は矢印a及び矢
印b→矢印c→矢印d→矢印eと循環し、また冷却水温度が
設定値以下の場合にはサブ循環系により冷却水は矢印a
及び矢印b→矢印f→矢印eと循環し、これによりエンジ
ンの適正な冷却が達成されるものである。

【００２４】また、ヒーター用の循環系は、ヒータ送出
管１６とヒータ戻り管１７とヒータ側連結管２０及びエ
ンジン側連結管１９で構成され、冷却水はヒータユニッ
ト９の使用の有無にかかわらずエンジン運転中は常時矢
印i→矢印eの順序で循環する。

【００２５】さらに、冷却水補充及び気液分離用の循環
系は、ラジエータ送出管１２とサブタンク送出管１５と
サブタンク１０とサブタンク戻り管１４とエンジン側連
結管１９とで構成され、冷却水はエンジン運転中は連続
的に矢印c→矢印g→矢印h→矢印eと流れる。

【００２６】ここで、上記エンジン冷却用の循環系を冷
却水温度に応じて切り替える上記サーモスタット７は、
図５に示すように第３通路２７からのヒータユニット戻
り冷却水のみならず、第４通路２８からのサブタンク戻
り冷却水によっても感温作動し得る構成となっている。
従って、エンジンのウォータジャケット内の残留切り屑
等によってヒータユニット９部分に目詰まりが生じてヒ
ータユニットからの冷却水導入が停止したような場合で
あっても、エンジン運転中常時循環しているサブタンク
１０からの戻り冷却水によってサーモスタット７の作動
が確保されることになる。

【００２７】このため、従来のように単にヒータユニッ
ト９からの戻り冷却水のみによってサーモスタット７を
作動させるようにしていた場合のように、ヒータユニッ
ト９の目詰まりによりサーモスタット７の作動が停止さ
れ、その停止時のサーモスタット７の作動状態の如何に
よってはエンジン温度が過上昇してオーバーヒートに至
るというような事態の発生が確実に回避できるものであ
り、これによってエンジンの信頼性が格段と高められる
ものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の実施例にかかる冷却装置を備えたエ
ンジンの要部平面図である。

【図２】図１のII部の拡大図である。

【図３】図２のIII-III矢視図である。

【図４】図２のIV-IV断面図である。

【図５】サーモスタット部分における通路構成を模式的
に示す断面図である。

【符号の説明】

１はシリンダブロック、２はシリンダヘッド、３は支持
ブラケット、４はラジエータ、５はサーモスタットユニ
ット、６はサーモスタットカバー、７はサーモスタッ
ト、８は集合管、９はヒータユニット、１０はサブタン
ク、１１はラジエータ戻り管、１２はラジエータ送出
管、１３はバイパス管、１４はサブタンク戻り管、１５
はサブタンク送出管、１６はヒータ送出管、１７はヒー
タ戻り管、１８はブラケット内通路、１９はエンジン側
連結通路、２０はヒータ側連結通路、２１は連結部材、
２２は取付フランジ、２５は第１通路、２６は第２通
路、２７は第３通路、２８は第４通路、２９は第５通
路、３０及び３１はオイルシールである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−124626（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−25816（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F01P 7/16 502 F01P 7/16 504 F01P 11/00 F02D 35/00 345

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジン内部の冷却水通路とラジエータ
   とを接続する冷却水通路の途中にサーモスタットを内蔵
   したサーモスタットユニットを配置するとともに、該ラ
   ジエータを迂回するバイパス通路を設け、上記サーモス
   タットにより上記ラジエータへの冷却水の循環あるいは
   迂回を制御するようにしたエンジンの冷却装置であっ
   て、上記サーモスタット部分に、空調用ヒータユニット
   からの戻り側通路と、エンジン運転中常時エンジン冷却
   後の冷却水が循環せしめられる冷却水循環部材からの戻
   り側通路とをそれぞれ接続せしめたことを特徴とするエ
   ンジンの冷却装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、上記冷却水循環部材
   が密閉式サブタンクであることを特徴とするエンジンの
   冷却装置。