JP6200296B2

JP6200296B2 - 水冷構造

Info

Publication number: JP6200296B2
Application number: JP2013240239A
Authority: JP
Inventors: 川口　健一; 健一川口
Original assignee: Hino Motors Ltd
Current assignee: Hino Motors Ltd
Priority date: 2013-11-20
Filing date: 2013-11-20
Publication date: 2017-09-20
Anticipated expiration: 2033-11-20
Also published as: JP2015098862A

Description

本発明は、水冷構造に関するものである。

一般的に、車両用のエンジンの冷却系では、冷却水の循環経路にサーモスタットが設けられており、冷間始動時における冷却水の温度が低い時には、サーモスタットの作動によりエンジンとラジエータとの間で冷却水を循環する水路が閉じ且つエンジンからの冷却水をラジエータを経由させずにエンジンに戻す水路が開くことにより、冷却水をラジエータを経由させずに循環させてエンジンの暖機を優先するようになっている。

即ち、図２に示す如く、通常の運転状態においては、エンジン１を経由して昇温した冷却水２が水路３を介しサーモスタット４に導かれ、該サーモスタット４により水路５を介しラジエータ６に振り分けられるようになっており、該ラジエータ６にて空冷された冷却水２が水路７を介しウォータポンプ８に導かれ、該ウォータポンプ８により水路９を介し再びエンジン１に戻されるようになっている。

ただし、エンジン１の始動直後等における冷却水２の温度が低い時には、図３に示す如く、サーモスタット４の作動でエンジン１からラジエータ６に向かう水路５が閉じ且つエンジン１からの冷却水２をウォータポンプ８へ導く水路１０が開くことにより、冷却水２をラジエータ６を経由させずにウォータポンプ８へ直接送り込んでエンジン１の暖機を優先するようになっている。

図４に示す如く、この種のサーモスタット４は、従来より周知である通り、冷却水２の温度が高くなった時に本体１１内に封入したワックスが溶け、このワックスが溶ける時の膨張によりシャフト１２が本体１１から上方へ押し出される結果、相対的に本体１１が主弁体１３及び副弁体１４と一緒に下降し、前記主弁体１３が主弁座１５から離間することで水出口１６が開いて水路５が開通し且つ副弁体１４が副弁座１７に着座することで水出口１８が閉じて水路１０が閉塞するようになっている。

逆に冷却水２の温度が下降してくると、本体１１内のワックスが固体に戻って収縮し、外部のリターンスプリング１９の力により相対的に本体１１が主弁体１３及び副弁体１４と一緒に上昇してシャフト１２を本体１１内に引き込み、前記主弁体１３が主弁座１５に着座することで水出口１６が閉じて水路５が閉塞し且つ副弁体１４が副弁座１７から離間することで水出口１８が開いて水路１０が開通するようになっている。

また、斯かる従来の水冷構造においては、図示しないＥＧＲクーラやターボチャージャの水冷領域の天井部から空気抜きのために冷却水２の一部を抜き出す別系統の水路２０が前記水路１０の途中に接続されており、冷却水２の温度が低い時にサーモスタット４により水路１０が開通すると、前記別系統の水路２０の冷却水２もウォータポンプ８へ吸引されるようになっている。

尚、この種の水冷構造に関連する先行技術文献情報としては、例えば、下記の特許文献１等がある。

特開２００５−３３０８６３号公報

しかしながら、斯かる従来の水冷構造においては、エンジン１からの冷却水２が流れる水路１０の方が前記別系統の水路２０よりも圧力が大きくなるため、ウォータポンプ８の負荷を高めて強く吸引しないと、前記別系統の水路２０の冷却水２が逆流してしまう虞れがあり、前記ウォータポンプ８に無駄な負荷が生じて燃費の悪化を招くという問題があった。

本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、ウォータポンプを効率良く使用して燃費の大幅な向上を図り得る水冷構造を提供することを目的とする。

本発明は、エンジンから第一水路を通して導いた冷却水の温度が低い時にサーモスタットの作動によりラジエータを経由する第二水路を閉じ且つエンジンからの冷却水を前記ラジエータを経由させずに前記サーモスタットからウォータポンプへ直接戻す第三水路を開ける一方、エンジンから前記第一水路を通して導いた冷却水の温度が高い時に前記第二水路を開け且つ前記第三水路を閉じるようにした水冷構造において、前記第三水路へ通じるサーモスタットの水出口の直後に、別系統で冷却水を導く第四水路の下流側端を開口せしめ、該第四水路の下流側端から合流してくる冷却水を前記サーモスタットの水出口の直後に生じる圧力降下を利用して引き込み得るように構成したことを特徴とするものである。

而して、冷却水の温度が低い時にサーモスタットにより第二水路が閉じ且つ第三水路が開けられると、該第三水路へ通じるサーモスタットの水出口に第一水路の冷却水が流れ込み、この水出口を通過する際に流路断面積を絞り込まれて流速が高められる結果、前記水出口の直後で圧力降下が生じ、第四水路の下流側端から合流してくる冷却水の引き込みが前記圧力降下により助勢されるので、第四水路の圧力が第三水路の圧力と比べて相対的に小さくてもウォータポンプにより無理なく吸引して第四水路から冷却水を引き込むことが可能となる。

また、本発明においては、第四水路の少なくとも下流側端が第一水路に沿って該第一水路と一体的に形成されていることが好ましく、このようにすれば、第三水路へ通じるサーモスタットの水出口の直後に第四水路の下流側端が開口した構造が極めて容易に実現され、しかも、サーモスタット周辺の配管構造の大幅なコンパクト化が図られる。

上記した本発明の水冷構造によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。

（Ｉ）本発明の請求項１に記載の発明によれば、第三水路へ通じるサーモスタットの水出口の直後で生じる圧力降下を利用することによって、ウォータポンプに無理な負荷をかけることなく第四水路から冷却水をスムーズに引き込んで第三水路の冷却水の流れに合流させることができるので、ウォータポンプを効率良く使用することができて燃費の大幅な向上を図ることができる。

（ＩＩ）本発明の請求項２に記載の発明によれば、第三水路へ通じるサーモスタットの水出口の直後に第四水路の下流側端が開口した構造を極めて容易に実現することができると共に、サーモスタット周辺の配管構造のコンパクト化を図ることもできる。

本発明を実施する形態の一例を示す断面図である。従来の水冷構造の一例を示す系統図である。図２の暖機時の作動状態を示す系統図である。従来の水冷構造の要部を拡大して示す断面図である。

以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。

図１は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図２〜図４と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、エンジン１（図２及び図３参照）から水路３（第一水路）を通して導いた冷却水２の温度が低い時にサーモスタット４の作動によりラジエータ６（図２及び図３参照）を経由する水路５（第二水路）を閉じ且つエンジン１からの冷却水２を前記ラジエータ６を経由させずに前記サーモスタット４からウォータポンプ８へ直接戻す水路１０（第三水路）を開けるようにしてあるが、図示しないＥＧＲクーラやターボチャージャの水冷領域の天井部から空気抜きのために冷却水２の一部を抜き出す別系統の水路２１（第四水路）の下流側端が、前記水路１０へ通じるサーモスタット４の水出口１８の直後に開口されており、この水路２１の下流側端から合流してくる冷却水２を前記サーモスタット４の水出口１８の直後に生じる圧力降下を利用して引き込み得るようにしている。

特に本形態例においては、水路２１の下流側の所要範囲が水路３に沿って該水路３と一体的に形成されており、水路２１と水路３とを隔てている隔壁部分２１’の下流側端が、そのままサーモスタット４の副弁座１７に連続するように形成されていて、水路２１の下流側端が前記副弁座１７に隣接して水出口１８の直後に開口されるようになっている。

而して、冷却水２の温度が低い時にサーモスタット４により水路５が閉じ且つ水路１０が開けられると、該水路１０へ通じるサーモスタット４の水出口１８に水路３の冷却水２が流れ込み、この水出口１８を通過する際に流路断面積を絞り込まれて流速が高められる結果、前記水出口１８の直後で圧力降下が生じ、水路２１の下流側端における開口付近に渦流が形成されて乱流状態となり、水路２１の下流側端から合流してくる冷却水２の引き込みが前記圧力降下により助勢されるので、水路２１の圧力が水路１０の圧力と比べて相対的に小さくてもウォータポンプ８により無理なく吸引して水路２１から冷却水２を引き込むことが可能となる。

従って、上記形態例によれば、水路１０へ通じるサーモスタット４の水出口１８の直後で生じる圧力降下を利用することによって、ウォータポンプ８に無理な負荷をかけることなく水路２１から冷却水２をスムーズに引き込んで水路１０の冷却水２の流れに合流させることができるので、ウォータポンプ８を効率良く使用することができて燃費の大幅な向上を図ることができ、また、特に本形態例のように、水路２１の下流側の所要範囲を水路３に沿って該水路３と一体的に形成しておけば、水路１０へ通じるサーモスタット４の水出口１８の直後に水路２１の下流側端が開口した構造を極めて容易に実現することができ、サーモスタット４周辺の配管構造のコンパクト化を図ることもできる。

尚、本発明の水冷構造は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

１エンジン
２冷却水
３水路（第一水路）
４サーモスタット
５水路（第二水路）
６ラジエータ
８ウォータポンプ
１０水路（第三水路）
１８水出口
２１水路（第四水路）

Claims

エンジンから第一水路を通して導いた冷却水の温度が低い時にサーモスタットの作動によりラジエータを経由する第二水路を閉じ且つエンジンからの冷却水を前記ラジエータを経由させずに前記サーモスタットからウォータポンプへ直接戻す第三水路を開ける一方、エンジンから前記第一水路を通して導いた冷却水の温度が高い時に冷却水の温度が高い時に前記第二水路を開け且つ前記第三水路を閉じるようにした水冷構造において、前記第三水路へ通じるサーモスタットの水出口の直後に、別系統で冷却水を導く第四水路の下流側端を開口せしめ、該第四水路の下流側端から合流してくる冷却水を前記サーモスタットの水出口の直後に生じる圧力降下を利用して引き込み得るように構成したことを特徴とする水冷構造。
第四水路の少なくとも下流側端が第一水路に沿って該第一水路と一体的に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の水冷構造。