JP3850940B2 - エンジンのサーモハウジング構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はエンジン冷却水温度制御のためのサーモスタットに関し、特にそのハウジング構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
水冷式エンジンでは、エンジンを冷却して高温になった冷却水をラジエータを通して冷却してエンジン内を循環させる。始動時等のエンジンが低温で冷却水温度が低い時には冷却水をラジエータを通さずにバイパスさせてエンジン内のみを循環させ、エンジンの暖機後に冷却水通路をラジエータ側に切換える。このような冷却水温度を検知して冷却水通路を切換えるためにサーモスタットが用いられている。
【0003】
このようなサーモスタットは、エンジンのシリンダブロックとともにアルミダイカストにより一体成形されたサーモハウジング内に収納される。このサーモハウジングはシリンダブロックの外縁部に突出して設けられその下側にラジエータに連通する冷却水配管が接続され、上側にバイパス通路が連通する。このようなサーモハウジングは、実質上円環状の側壁を有し、その底面に冷却水配管のフランジ部が接合される。この側壁の一部が開口して冷却水の出口を形成し、この出口部に冷却水ポンプが設けられる。
【0004】
このような構成において、エンジン温度が低いときには、サーモスタットが冷却水配管の通路を閉じてバイパス通路を通してラジエータを介さずに冷却水を循環させ、暖機後にバイパス通路を閉じて冷却水配管の通路を開きラジエータを介して冷却水を循環させる。このようなエンジン冷却系において、サーモスタット部分の圧力損失をできるだけ小さくして効率的に冷却水を循環させるとともに冷却水ポンプの小型化を可能にしてコンパクトな構成の冷却系を実現することが望まれている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のエンジンのサーモハウジング構造において、流路抵抗を小さくするためにハウジング内容積を大きくすれば外形が大きくなり小型でコンパクトな構成が図られない。この場合、側壁の下端部は冷却水配管のフランジ部との間でシール面を形成するため、所定の幅を必要とし、壁厚を必要最小限以上薄くすることはできない。
【0006】
本発明は上記の点を考慮してなされたものであって、サーモスタット周囲の冷却水流路を拡大して圧力損失を低減させ、小容量で小型な冷却水ポンプを用いて冷却水の循環を可能とするサーモハウジング構造の提供を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明に係るエンジンのサーモハウジング構造は、シリンダブロックの外壁に突出してこのシリンダブロックと一体成形され、下方に向けて開口しかつサーモスタットを囲む円環状の側壁によって内部にサーモスタット収納部が形成されたサーモハウジングと、このサーモハウジングの下端部の開口部分に接続され、冷却水をラジエータ側からサーモスタット収納部内に導く冷却水配管とを備え、前記サーモスタット収納部の上部にバイパス通路から冷却水が流入するバイパス側冷却水入口を形成するとともに、前記側壁に冷却水出口を形成し、この冷却水出口に、冷却水を前記サーモスタット収納部内からエンジン側へ送る冷却水ポンプを接続したエンジンのサーモハウジング構造であって、前記サーモスタット収納部の側壁内面側に円周方向の溝を形成し、前記バイパス側冷却水入口と冷却水ポンプとの間に、サーモスタット収納部の上端からサーモスタットの上端部と隣接する部位まで下方に延びる縦壁を形成し、この縦壁を挟むように前記サーモハウジングと前記冷却水ポンプとを隣接させたものである。
【0008】
この構成によれば、サーモスタット収納部の側壁の下端部の厚さを所定の厚さに保ったまま、側壁内面に円周状の溝が形成されるため、外形を大きくすることなくサーモスタット周囲の冷却水流路が拡大され圧力損失が低減する。これにより、小容量で小型の冷却水ポンプが使用可能になりエンジンを小型形状にできるとともにコスト低減を図ることができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
好ましい実施の形態においては、前記サーモスタット収納部の上部にバイパス冷却水通路が連通し、前記サーモスタット収納部の側壁の一部が開口して冷却水出口が形成され、この冷却水出口側に冷却水ポンプが設けられたことを特徴としている。
【0010】
このような構成の冷却系に本発明を適用することにより、流路拡大による圧力損失の効果が高まり、より小型の冷却水ポンプの使用が可能になる。
【0011】
さらに好ましい実施の形態においては、前記サーモスタット収納部の側壁は、鋳造のための型抜き勾配を有し、前記円周方向の溝は鋳造後の機械加工により形成されたものであることを特徴としている。
【0012】
この構成においては、サーモハウジングはアルミダイカスト等の鋳造成形によりシリンダブロックと一体成形され、その側壁部分は型抜き勾配を有し、その下端部が必要最小限の厚さを有している。したがって、側壁の中間部分は型抜き勾配のため駄肉が形成され、この駄肉部分に機械加工により溝を形成することができる。これにより、既設の鋳造設備をそのまま利用してエンジンおよびサーモハウジングを形成し、その後簡単なNC制御の機械加工により側壁部分にアンダーカット形状の溝を形成することができ、生産性の点で有利となる。
【0013】
【実施例】
図1は、本発明が適用されるエンジン全体の概略斜視図である。このエンジン1は水冷式でありラジエータ2が接続される。ラジエータ2の出口側の冷却水配管3を通してラジエータ2により冷却された冷却水がエンジン1に導入される。エンジン1を冷却して温度上昇した冷却水はエンジン1から出て、ラジエータ2の入口側の冷却水配管4を通してラジエータ2に供給される。ラジエータ2の出口側の冷却水配管3上には、サーモスタット5が設けられ、その出口側の冷却水配管(エンジンへの冷却水供給通路)上に冷却水ポンプ6が備る。
【0014】
図2は、上記エンジン1の冷却系配管の基本ブロック構成図である。エンジン1の出口側の冷却水配管4からバイパス管7が分岐して設けられる。このバイパス管7は、ラジエータ2の出口側の冷却水配管3とともに、サーモスタット5に接続される。サーモスタット5の出口側にはエンジン1への冷却水供給通路8が接続され、この冷却水供給通路8内に冷却水ポンプ6が設けられる。サーモスタット5は、冷却水温度に応じて、冷却水配管3またはバイパス管7のいずれか一方を冷却水供給通路8に連通させる。
【0015】
図3は、上記サーモスタット5の動作説明図である。(A)はエンジンおよび冷却水温度が低い冷機時を示し、(B)はエンジンおよび冷却水温度が高い暖機後の状態を示す。このサーモスタット5は、サーモハウジング5aの上部にバイパス管7が接続され、側面にエンジンへの冷却水供給通路8が接続され、下部にラジエータからの冷却水配管3の拡径部3aが接続された構成である。サーモハウジング5a内にはサーモ本体9が装着される。サーモ本体9は固定部材11に当接する駆動部10を有し、温度上昇すると駆動部10が伸び、保持枠18に上端を係止されたスプリング14に抗してサーモ本体9を上昇させる。スプリング14の下端にはメインバルブ12が装着される。このメインバルブ12は、サーモハウジング5aの下面を覆う仕切板19の開口13を開閉する。サーモ本体9の上部には、スプリング15に支持されたバイパスバルブ16が設けられる。
【0016】
冷機時には、(A)に示すように、メインバルブ12を閉じ、バイパスバルブ16を開いて、冷却水をラジエータを介さずにバイパス管7を通してエンジンのみを循環させる。
【0017】
暖機後は、(B)に示すように、サーモ本体9内のワックスが膨張して駆動部10を押出し、メインバルブ12を上昇させて開口13を開いて、ラジエータからの冷却水配管3を通して冷却水を循環させる。
【0018】
図4は、本発明の実施例に係るエンジンのサーモハウジング構造の縦断面図であり、図5はその要部水平断面図である。アルミダイカストにより成形されたサーモハウジング17は、エンジンのシリンダブロック(図示しない)の外縁に突出して一体成形されたものであり、実質上円環状の側壁21を有する。この円環状の側壁21の内面に囲まれた空間部がサーモスタット収納部17aを形成し、このサーモスタット収納部17a内にサーモスタット5が装着される。この側壁21は、鋳造のため、下端部が細くなった型抜き勾配を有する形状であり、その一部が開口して出口21aを形成し、この出口21aにエンジンへの冷却水供給通路8が連通する。この出口21aによって、本発明でいう冷却水出口が構成されている。このように側壁21に出口21aを形成することによって、側壁21の一部からなる縦壁21cが出口21aの上方に形成される。この縦壁21cは、図4に示すように、サーモスタット収納部17aの上端からサーモスタット5の上端部と隣接する部位まで下方に延びるように形成されている。前記冷却水供給通路8内に、軸6aにインペラー6bを装着した冷却水ポンプ6が設けられる。すなわち、この冷却水ポンプ6は、前記出口21aに接続されることになる。前記縦壁21cは、この冷却水ポンプ6と、サーモハウジング17の上部のバイパス通路7の連通路7aとの間に設けられている。この連通路7aの下端の開口によって、本発明でいうバイパス側冷却水入口が構成されている。また、前記サーモハウジング17と前記冷却水ポンプ6とは、前記縦壁21cを挟むように隣接している。
【0019】
サーモハウジング17の側壁21の下端面には、ラジエータからの冷却水配管3の端部の拡径部3aのフランジ面3bが接合されシール面を形成する。このシール面にはシール材20を介して仕切板19が装着され、その中央開口部13がサーモ本体9と一体結合されたメインバルブ12で塞がれる。サーモ本体9内にはワックスとともに駆動部10が装着される。駆動部10の下端は、仕切板19に固定された固定部材11に当接する。仕切板19には、保持枠18が固定されこの保持枠18の上端部とメインバルブ12との間にスプリング14が装着される。サーモ本体9の上部にはスプリング15を介してバイパスバルブ16が装着され、サーモハウジング17の上部のバイパス通路7の連通路7aを開閉する(図は開いた状態を示す)。このような構成のサーモスタットは、前述の図3を参照して説明したとおりに、温度に応じて、メインバルブ12またはバイパスバルブ16の一方を冷却水供給通路8に連通させる。
【0020】
サーモハウジング17の円環状の側壁21の中間部内面には円周方向の溝22が形成される。この溝22は、ダイカストによりサーモハウジングを形成した後、機械加工により形成する。
【0021】
図6は、上記溝22を形成する方法の説明図である。(A)は、この溝22を形成するカッター23を示す。カッター23は回転軸23a上に装着される。このようなカッター23は、側壁21の下部開口21bから内部に挿入され、その回転軸23aをTで示す軌跡に沿って回動させることにより、側壁21の内壁面に中ぐり形状の溝22を形成する。このような溝22は、鋳造によればアンダーカット形状であるため容易には形成できないが、鋳造後の機械研削加工によればNC制御により容易に加工可能である。また、この溝22は、型抜き勾配を有する側壁21の中間部の肉厚となった駄肉部分に形成されるため、下端部のシール面の幅を狭めることなく形成され、また溝を形成してもその肉厚は充分な強度を有する。
【0022】
このような溝22を形成することにより、サーモハウジング17内のサーモスタット収納部17aの容積が広がり、メインバルブ12を開いて冷却水配管3から冷却水を流通させる場合(図3(B)参照)、流路が拡大されて圧力損失が低下する。
【0023】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明においては、サーモスタット収納部の側壁の下端部の厚さをシールに必要な所定の厚さに保ったまま、側壁内面に円周状の溝が形成されるため、外形を大きくすることなくサーモスタット周囲の冷却水流路が拡大され圧力損失が低減する。これにより、小容量で小型の冷却水ポンプが使用可能になりエンジンを小型形状にできるとともにコスト低減を図ることができる。また、このような溝は、側壁中間部分の型抜き勾配のための駄肉部分に機械加工により形成することができる。これにより、既設の鋳造設備をそのまま利用してエンジンおよびサーモハウジングを形成し、その後簡単なNC制御機械加工により側壁部分にアンダーカット形状の溝を形成することができ、生産性の点で有利となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明が適用されるエンジンの概略斜視図。
【図2】 図1のエンジンの冷却系のブロック配管図。
【図3】 サーモスタットの動作説明図。
【図4】 本発明の実施例の縦断面図。
【図5】 図5の実施例の要部水平断面図。
【図6】 図5の実施例の溝形成方法の説明図。
【符号の説明】
1:エンジン、2:ラジエータ、3,4:冷却水配管、5:サーモスタット、
6:冷却水ポンプ、7:バイパス通路、8:冷却水供給通路、
9:サーモ本体、10:駆動部、12:メインバルブ、13:開口、
16:バイパスバルブ、17:サーモハウジング、21:側壁、22:溝、
23:カッター。
Claims (2)
- シリンダブロックの外壁に突出してこのシリンダブロックと一体成形され、下方に向けて開口しかつサーモスタットを囲む円環状の側壁によって内部にサーモスタット収納部が形成されたサーモハウジングと、
このサーモハウジングの下端部の開口部分に接続され、冷却水をラジエータ側からサーモスタット収納部内に導く冷却水配管とを備え、
前記サーモスタット収納部の上部にバイパス通路から冷却水が流入するバイパス側冷却水入口を形成するとともに、前記側壁に冷却水出口を形成し、
この冷却水出口に、冷却水を前記サーモスタット収納部内からエンジン側へ送る冷却水ポンプを接続したエンジンのサーモハウジング構造であって、
前記サーモスタット収納部の側壁内面側に円周方向の溝を形成し、
前記バイパス側冷却水入口と冷却水ポンプとの間に、サーモスタット収納部の上端からサーモスタットの上端部と隣接する部位まで下方に延びる縦壁を形成し、
この縦壁を挟むように前記サーモハウジングと前記冷却水ポンプとを隣接させたことを特徴とするエンジンのサーモハウジング構造。 - 前記サーモスタット収納部の側壁は、鋳造のための型抜き勾配を有し、前記円周方向の溝は鋳造後の機械加工により形成されたものであることを特徴とする請求項1に記載のエンジンのサーモハウジング構造。
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