JP6881223B2 - ウォータアウトレット - Google Patents

Description

本発明は、車載の内燃機関内を循環した冷却水をラジエータ内及びヒータ内の各々に導くためのウォータアウトレットに関する。

特許文献１には、車載の内燃機関内を循環した冷却水が流入するウォータアウトレットの一例が記載されている。このウォータアウトレットは、内燃機関に接続される流入部と、ラジエータに冷却水を導く第１の配管が接続される第１の流出部と、冷却水が吸収した内燃機関の熱を利用するヒータに当該冷却水を導く第２の配管が接続される第２の流出部とを備えている。

第２の流出部は、車両上下方向において第１の流出部よりも下方に配置されている。そのため、冷却水とともに流入部を介してウォータアウトレット内に流入した気泡が第２の配管内に流出されにくくなる。その結果、気泡が冷却水とともにヒータ内に流入したことに起因する流動音がヒータで発生することを抑制できる。

特開２００６−３７９１９号公報

特許文献１に記載のウォータアウトレットを内燃機関に取り付けることにより、冷却水とともにウォータアウトレット内に流入した気泡がヒータ内に流入することは抑制できる。しかしながら、車両上下方向において第１の流出部とは異なる位置に第２の流出部が配置されることとなるため、ウォータアウトレットの車両上下方向への大型化を招いてしまう。

上記課題を解決するためのウォータアウトレットは、車載の内燃機関における機関出力軸の延伸方向一端に取り付けられ、前記内燃機関内を循環した冷却水を、ラジエータに導く第１の配管内、及び、当該冷却水が吸収した前記内燃機関の熱を利用するヒータに導く第２の配管内に導くものである。当該ウォータアウトレットが取り付けられる前記内燃機関は前記ウォータアウトレットを取り付けるための接続部を有している。そして、前記内燃機関内を循環した冷却水が前記接続部を介してウォータアウトレット内に流出するようになっている。

ウォータアウトレットは、前記接続部の突出方向に延びる筒状部を備え、前記筒状部の一端には前記接続部に接続される流入部が設けられ、前記筒状部の他端は底壁によって閉塞されている。また、前記第１の配管が接続される第１の流出部、及び、前記第２の配管が接続される第２の流出部は、前記突出方向に延びる前記筒状部の中心軸を挟んだ両側であって、且つ、車両上下方向で互いに重複する位置に、それぞれ配置されている。また、前記筒状部内において同筒状部の中心軸よりも上部には、同筒状部内の上部を流れる流体の前記第２の流出部を介した前記第２の配管内への流出を規制する規制壁が設けられている。そして、前記規制壁は、前記突出方向において前記第２の流出部よりも前記流入部側に位置し、且つ、前記第１の流出部に近い部位ほど前記底壁の近くに位置するように、前記突出方向に対して傾斜する傾斜壁部と、前記傾斜壁部から前記底壁に向けて延出する延出壁部と、を有する。

上記構成によれば、冷却水とともに内燃機関内から流入部を介して筒状部内に流入した気体は、筒状部内の上部を流動することとなる。このように筒状部内の上部を底壁に向けて流動する気体における第２の流出部を介した第２の配管内への流出が、規制壁によって規制される。しかも、筒状部内の上部を底壁に向けて流動する流体は、規制壁の傾斜壁部によって第１の流出部側に案内される。そのため、当該流体が第１の流出部を介して第１の配管内に流出しやすくなる。すなわち、筒状部内に流入した気体が筒状部内で滞留し続けることを抑制できる。

また、上記構成では、第１の流出部及び第２の流出部は、車両上下方向で互いに重複するようにそれぞれ配置されている。そのため、車両上下方向において第１の流出部とは異なる位置に第２の流出部が配置されるようにウォータアウトレットを構成した場合と比較し、ウォータアウトレットの車両上下方向への大型化を抑制することができる。

したがって、上記構成によれば、ウォータアウトレットの大型化を抑制しつつも、ウォータアウトレット内に流入した気体がヒータに供給されることを抑制できる。

実施形態のウォータアウトレットが内燃機関に取り付けられた状態を模式的に示す図。 同ウォータアウトレットの概略を示す断面図。 同ウォータアウトレットの斜視図。 同ウォータアウトレットを構成するインサート部材の斜視図。 図２における５−５線矢視断面図。 図２における６−６線矢視断面図。 ウォータアウトレット内を冷却水が流れる様子を模式的に示す作用図。 ウォータアウトレット内を冷却水が流れる様子を模式的に示す作用図。

以下、ウォータアウトレットの一実施形態を図１〜図８に従って説明する。
図１には、車載の内燃機関１０のシリンダヘッド１１に本実施形態のウォータアウトレット２０が取り付けられている様子が図示されている。図１に示すように、ウォータアウトレット２０は、内燃機関１０の機関出力軸の延伸方向（図中左右方向）における一端に取り付けられている。シリンダヘッド１１には、機関出力軸の延伸方向にほぼ平行な方向に突出する接続部１１１が設けられており、この接続部１１１にウォータアウトレット２０が取り付けられる。そして、内燃機関１０内を循環した冷却水が、接続部１１１を介してウォータアウトレット２０内に流出される。このようにウォータアウトレット２０内に流入した冷却水は、ラジエータ１２に接続されている第１の配管１２Ａ内、及び、ヒータ１３に接続されている第２の配管１３Ａ内に流出する。なお、このヒータ１３は、冷却水が吸収した内燃機関１０の熱を利用するものである。

図１及び図２に示すように、ウォータアウトレット２０は、接続部１１１の突出方向Ｘに延伸する筒状部２１を有している。筒状部２１の突出方向Ｘにおける一端（図中上端）には、接続部１１１が接続される流入部２１１となっている。流入部２１１の先端面が接続部１１１の先端面に面接触する態様で、流入部２１１が接続部１１１に接続される。また、筒状部２１の突出方向Ｘにおける他端（図中下端）は、底壁２１２によって閉塞されている。また、ウォータアウトレット２０には、第１の配管１２Ａが接続される第１の流出部２２と、第２の配管１３Ａが接続される第２の流出部２３とが設けられている。第１の流出部２２は筒状部２１内と第１の配管１２Ａ内とを繋ぐための部位であり、第２の流出部２３は筒状部２１内と第２の配管１３Ａ内とを繋ぐための部位である。

図２及び図３に示すように、第１の流出部２２及び第２の流出部２３は、突出方向Ｘにおいて、筒状部２１のうちの流入部２１１よりも底壁２１２の近くの部分にそれぞれ連結されている。また、第１の流出部２２及び第２の流出部２３は、突出方向Ｘに延びる筒状部２１の中心軸２１ａを挟んだ両側であって、且つ、車両上下方向Ｙで互いに重複するようにそれぞれ配置されている。

筒状部２１内には、インサート部材３０が挿入されている。詳しくは、図２及び図３に示すように、インサート部材３０は、その外周面が筒状部２１の内周面に面接触する態様で筒状部２１内に配置されている。図２及び図４に示すように、インサート部材３０のうち、突出方向Ｘにおける底壁２１２から遠い側の部位は、突出方向Ｘに直交する方向に切断した場合の断面形状が円弧状（具体的には、優弧状）をなす第１の部位３０Ａである。図４及び図５に示すように、第１の部位３０Ａの外周面には、複数（図５では４つ）の凸部３０１が設けられている。これら各凸部３０１は、中心軸２１ａを中心とする周方向で互いに異なる位置に配置されている。そして、各凸部３０１が、筒状部２１の内周面に圧接している。また、シリンダヘッド１１の接続部１１１の先端には、径方向内側に突出する複数の突起が設けられており、これら各突起にインサート部材３０の先端が接触する。そのため、筒状部２１内におけるインサート部材３０の突出方向Ｘへの移動が規制される。

図２及び図４に示すように、インサート部材３０のうち、突出方向Ｘにおいて第１の部位３０Ａよりも底壁２１２側の部位である第２の部位３０Ｂは、底壁２１２に対向する対向壁３１と、対向壁３１から突出方向Ｘにおける底壁２１２の反対側に延出する平板部３２とを有している。この平板部３２は、車両上下方向Ｙと概ね直交しているとともに、筒状部２１の中心軸２１ａよりもやや下方に配置されている。また、第２の部位３０Ｂは、中心軸２１ａよりも上方であって、且つ、中心軸２１ａよりも第２の流出部２３側に配置されている規制壁３３を有している。規制壁３３の下端は、平板部３２よりも上方に配置されている。そのため、規制壁３３と平板部３２との間には、インサート部材３０内と外部（具体的には第２の流出部２３内）とを連通する連通部３４が介在している。

なお、図６に示すように、筒状部２１のうち、第２の部位３０Ｂの平板部３２に対向する部分は平板状をなしており、第２の部位３０Ｂの平板部３２の下面は、当該下面に対向する筒状部２１の面に面接触している。また、第２の部位３０Ｂには、平板部３２から第２の流出部２３側に突出するストッパ部３５が設けられている。このストッパ部３５を設けることにより、インサート部材３０が筒状部２１内で図６における反時計回り方向に回転することが規制される。

図２に示すように、規制壁３３は、突出方向Ｘにおいて第２の流出部２３よりも流入部２１１側に位置する傾斜壁部３３１と、傾斜壁部３３１から底壁２１２に向けて延出する延出壁部３３２とを有している。傾斜壁部３３１は、第１の流出部２２に近い部位ほど底壁２１２の近くに位置するように、突出方向Ｘに対して傾斜している。そして、傾斜壁部３３１のうち、突出方向Ｘにおいて最も流入部２１１から離れている部分に延出壁部３３２が接続されている。なお、延出壁部３３２は、対向壁３１に接続されている。

次に、図７及び図８を参照し、接続部１１１を介して冷却水が気体とともにウォータアウトレット２０内に流入した際の作用を効果とともに説明する。なお、図７において、多数の白抜きの丸が描かれている部分は冷却水と気体（気泡）とが混在していることを示し、多数のドットが描かれている部分は、冷却水に気泡がほとんど混入していないことを示している。

冷却水とともに気体が流入部２１１を介してウォータアウトレット２０内に流入した場合、図７に示すように、気体は、筒状部２１内の上部を流動することとなる。すなわち、筒状部２１内の上部には、気体及び冷却水が存在している。一方、筒状部２１内の下部には、冷却水は存在しているものの、気体はほとんど存在していない。

そして、筒状部２１内の下部を流動する冷却水のうち、第１の流出部２２に到った冷却水は、第１の配管１２Ａ内に流入してラジエータ１２に導かれる。一方、第２の流出部２３に到った冷却水は、第２の配管１３Ａ内に流入してヒータ１３内に導かれる。

図８には、冷却水とともに気体が流れる筒状部２１内の上部の様子が模式的に図示されている。図８に示すように、筒状部２１内の上部を流れる流体（冷却水及び気体を含む。）は、突出方向Ｘにおける底壁２１２に向けて流れる。筒状部２１のうち、中心軸２１ａよりも第２の流出部２３側には規制壁３３が設けられている。そのため、筒状部２１内の上部を流れる流体が第２の流出部２３側に導かれることが、規制壁３３によって規制される。

しかも、規制壁３３のうち、第２の流出部２３よりも流入部２１１側に傾斜壁部３３１が配置されている。そのため、図８に矢印で示すように筒状部２１内の上部を流れる流体が、第１の流出部２２側に導かれる。その結果、当該流体は、第１の流出部２２を介して第１の配管１２Ａ内に導かれやすくなっている。これにより、筒状部２１内の上部に、気体が滞留し続けることを抑制できる。

したがって、本実施形態では、ウォータアウトレット２０内に流入した気体がヒータ１３内に供給されることを抑制できる。
また、本実施形態のウォータアウトレット２０では、第１の流出部２２と第２の流出部２３とが車両上下方向Ｙで重複するようにそれぞれ配置されている。そのため、第１の流出部２２と第２の流出部２３とが車両上下方向Ｙで互いに異なる位置にそれぞれ配置されるような構成のウォータアウトレットの場合と比較し、ウォータアウトレット２０の車両上下方向Ｙにおける大型化を抑制することができる。

なお、上記実施形態は以下のような別の実施形態に変更してもよい。
・ウォータアウトレット２０は、第１の流出部２２と第２の流出部２３とが車両上下方向Ｙで重複するように配置されているのであれば、第３の流出部を設けた構成であってもよい。この場合、内燃機関１０内からウォータアウトレット２０内に流出した冷却水を、ラジエータ１２及びヒータ１３以外の他の車載装置にも供給することができる。

・ウォータアウトレット２０は、第１の流出部２２と第２の流出部２３とが車両上下方向Ｙで重複するように配置されているのであれば、冷却水の温度を検出するためのセンサを筒状部２１内に挿入するための挿入部を設けた構成であってもよい。

・上記実施形態では、規制壁３３は、傾斜壁部３３１のうちの第１の流出部２２に近い側の端に延出壁部３３２が接続されている。しかし、これに限らず、規制壁３３は、傾斜壁部３３１のうちの第１の流出部２２に近い側の端とは異なる位置に延出壁部３３２が接続されている構成であってもよい。

１０…内燃機関、１１１…接続部、１２…ラジエータ、１２Ａ…第１の配管、１３…ヒータ、１３Ａ…第２の配管、２０…ウォータアウトレット、２１…筒状部、２１ａ…中心軸、２１１…流入部、２１２…底壁、２２…第１の流出部、２３…第２の流出部、３３…規制壁、３３１…傾斜壁部、３３２…延出壁部。

Claims (1)

1. 車載の内燃機関における機関出力軸の延伸方向一端に取り付けられ、前記内燃機関内を循環した冷却水を、ラジエータに導く第１の配管内、及び、当該冷却水が吸収した前記内燃機関の熱を利用するヒータに導く第２の配管内に導くウォータアウトレットであって、
   前記内燃機関は前記ウォータアウトレットを取り付けるための接続部を有し、前記内燃機関内を循環した冷却水が前記接続部を介して流出するようになっており、
   前記接続部の突出方向に延びる筒状部を備え、前記筒状部の一端には前記接続部に接続される流入部が設けられ、前記筒状部の他端は底壁によって閉塞され、
   前記第１の配管が接続される第１の流出部、及び、前記第２の配管が接続される第２の流出部は、前記突出方向に延びる前記筒状部の中心軸を挟んだ両側であって、且つ、車両上下方向で互いに重複する位置に、それぞれ配置されており、
   前記筒状部内において同筒状部の中心軸よりも上部には、同筒状部内の上部を流れる流体の前記第２の流出部を介した前記第２の配管内への流出を規制する規制壁が設けられ、
   前記規制壁は、
   前記突出方向において前記第２の流出部よりも前記流入部側に位置し、且つ、前記第１の流出部に近い部位ほど前記底壁の近くに位置するように、前記突出方向に対して傾斜する傾斜壁部と、
   前記傾斜壁部から前記底壁に向けて延出する延出壁部と、を有し、
   前記筒状部は、前記一端から前記他端まで前記突出方向に直線状に延びており、
   前記規制壁は、前記筒状部における、前記一端と前記他端との間に位置しており、
   前記筒状部内において、前記一端から視て前記他端に向かう方向を流体の流れ方向としたとき、
   前記傾斜壁部は、前記筒状部内において、流体の前記流れ方向の下流に向かうにしたがって前記第１の流出部に近づいている
   ウォータアウトレット。

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