JPH03495Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は、水冷式内燃機関の冷却装置の改良
に関する。

（従来の技術） この種の冷却装置として、例えば第５図のよう
に構成したものが知られている（実開昭55−
140715号公報参照）。

ウオータポンプ１からの冷却水はオイルクーラ
２、機関本体３（シリンダブロツク、シリンダヘ
ツド）のウオータジヤケツト、ラジエータ５の順
に流れてウオータポンプ１の吸込口に戻り、オイ
ルクーラ２及び機関本体３を通過する時に奪つた
熱をラジエータ５で大気中に放熱する。

この場合、機関本体３のウオータジヤケツト出
口には複数のサーモスタツト４が介装され、この
サーモスタツト４は冷却水温が所定値以下の時に
機関本体３からの冷却水をラジエータ５を通さず
に、バイパス通路８を介しウオータポンプ１へと
戻す。

９は冷却水を貯溜するウオータタンクで、ウオ
ータタンク９は、補給通路１３を介してウオータ
ポンプ１の吸込口側に連通され、その内部は通気
機能を有するキヤツプ９ａを介して大気圧下に開
放される。１０はラジエータ５のアツパタンク５
ａを、１１は各気筒のウオータジヤケツトをシリ
ンダヘツドの外部で継ぐ通路１２をそれぞれウオ
ータタンク９の内部（大気圧）と連通する脱気通
路である。

尚、このような冷却装置において、暖機性能を
向上させるために、暖機運転時にエンジンウオー
タジヤケツト内の冷却水を一時的に抜き取るよう
にしたものは、本出願人により例えば実願昭59−
125204号（実開昭61−39426号）に提案さている。

（考案が解決しようとする問題点） ところで、このような冷却装置にあつては、例
えば冬期において冷却水を不凍液に換えるのを忘
れてしまうと、冷却水の凍結によつて機関本体の
ウオータジヤケツト等に亀裂や破損を生じるとい
う問題点があつた。

この考案は、特に機関本体の冷却水の凍結によ
る亀裂や破損の発生を防止することを目的とす
る。

（問題点を解決するための手段） そのため、この考案は、水冷式内燃機関の冷却
装置において、断熱材で覆われるとともに、内圧
に応じて拡縮する作動室をもつサブタンクを設け
ると共に、サブタンクの作動室を、ウオータジヤ
ケツトの中央部に延びる断熱パイプを介してウオ
ータジヤケツトと連通させたものである。

（作用） 機関停止時にウオータジヤケツト内の冷却水は
水温が氷点以下に下がると、ジヤケツトの内面付
近より凍結し始めて、やがて全体が凍結するが、
この凍結過程において、冷却水の一部はジヤケツ
ト中央部から断熱パイプを介してサブタンクへと
押し出される。つまり、凍結に伴う体積膨張に相
当する冷却水がウオータジヤケツトからサブタン
クへと逃げるため、シリンダブロツク及びシリン
ダヘツドの亀裂や破損は回避される。また機関の
始動後冷却水は自動的にジヤケツト内に押し戻さ
れる。

（実施例） 第１図において、機関本体２０の外部には断熱
材で被覆したサブタンク２１が取り付けられる。

サブタンク２１はその内部に摺動自由にピスト
ン２２が収装され、これにより内圧の上昇に応じ
てピストン２２がリターンスプリング２３を圧縮
する方向に摺動するのに伴つて、容積の拡大する
作動室２４が画成される。

作動室２４は断熱材で被覆したパイプ２５と２
６を介してシリンダヘツド２７とシリンダブロツ
ク２８のウオータジヤケツト２９と３０に連通さ
れ、断熱パイプ２５と２６のウオータジヤケツト
側開口部はそれぞれ各気筒のジヤケツト中央部
（後述のように冷却水の凍結が最も遅れる領域）
に向けて突出される。

即ち、エンジン停止時に水温が氷点以下に低下
すると、ウオータジヤケツト２９，３０内の冷却
水はジヤケツト内面付近から徐々に凍結しはじ
め、やがて全体が凍結することになるが、この凍
結過程において冷却水の一部は凍結に伴う体積膨
張によつて断熱パイプ２５，２６を介してサブタ
ンク２１の作動室２４へと押し出される。

一方、機関始動時等にウオータジヤケツト２
９，３０内の氷が解けると、サブタンク２１内の
冷却水はピストン２２を介してスプリング２３の
バネ力によりウオータジヤケツト２９，３０内に
押し戻されるのである。

尚、サブタンク２１は各気筒に対応して個別的
に設けてもよい。

ところで、機関本体２０の冷却系は第２図のよ
うに構成される。

３１は電磁クラツチ３２を介して機関本体２０
のクランク軸に連係したウオータポンプ、３３は
オイルクーラ、３４はラジエータで、ウオータポ
ンプ３１からの冷却水は従前と同じく、オイルク
ーラ３３、機関本体２０のウオータジヤケツト２
９，３０、ラジエータ３４の順に流れて、ウオー
タポンプ３１の吸込口に戻り、オイルクーラ３３
及び機関本体２０を通過する時に奪つた熱をラジ
エータ３４で大気中に放散する。

３５は冷却水温が所定値以下の時に、機関本体
２０からの冷却水をバイパス通路３６を介してウ
オータポンプ３１へと戻すサーモスタツト、５
５，５６は脱気通路、３６はウオータタンクで、
この場合補給通路３７と３８を介してラジエータ
３４のアツパタンク３４ａとウオータポンプ３１
の吸込口側とにそれぞれ連通される。

そして、ウオータタンク３６及び補給通路３
７，３８を含む冷却回路３９は、機関本体２０と
ラジエータ３４を除く全部が断熱材で覆われ保温
化される。

ラジエータ３４の下方には、ラジエータ３４内
の冷却水が凍結する恐れのあるときに、これを抜
きとるための保温タンク４０が設けられ、保温タ
ンク４０は通路４１を介してウオータタンク３６
の内部（大気圧）に連通される。

保温タンク４０は周囲を断熱材で被覆したもの
で、途中に電磁弁４２を介装した水抜き通路４３
を介してラジエータ３４のロアタンク３４ｂに、
また途中に電動ポンプ４４を介装した戻し通路４
５を介してウオータタンク３６に連通される。
尚、水抜き、戻し通路４３と４５は、補給通路３
７，３８等と同じく断熱材で被覆される。

一方、補給通路３７の途中には電磁弁４６が、
またラジエータ３４のロアタンク３４ｂとウオー
タポンプ３１の吸込口を継ぐ冷却通路４７の途中
（補給通路３８合流部下流）には電磁弁４８が
各々介装される。

そして、制御回路５０はラジエータ３４内の冷
却水が凍結する恐れのあるときに、これを保温タ
ンク４０に抜きとるように、電磁弁４２，４６，
４８及び電動ポンプ４４の駆動を制御する。

具体的には、機関停止時に第３図に示すフロー
チヤートのように、水温センサ５３で検出される
冷却水温が氷点付近に低下すると、電磁弁４６と
４８を閉じてラジエータ３４への冷却水の流入を
阻止すると同時に、電磁弁４２を開きラジエータ
３４内の冷却水を保温タンク４０に流下させる。

この状態で所定時間（ラジエータ３４内の冷却
水の抜きとり時間）を経過すると、電動モータ４
４を駆動して、保温タンク４０内の冷却水をウオ
ータタンク３６へとくみ上げ、保温タンク４０内
の液面レベルが液面センサ５２での検出レベルま
で低下すると、電動ポンプ４４を停止する。

尚、機関始動時には第４図で示すフローチヤー
トのように、電磁弁４２を閉じて電磁弁４６と４
８を開き重力を利用してラジエータ３４内に冷却
水を導入すると共に、水温センサ５３で検出され
るウオータジヤケツト２９，３０内の冷却水温が
所定値に達するまでは、電磁クラツチ３２をオフ
にして冷却フアンの回転を停止し、暖機後にはじ
めて電磁クラツチ３２をオンにする。

ところで、この実施例によれば、機関本体２０
内の冷却水の凍結時に、凍結に伴う体積膨張によ
つて冷却水の一部を断熱パイプ２５，２６を介し
てサブタンク２１の作動室２４に逃がすようにし
たので、シリンダブロツク２８及びシリンダヘツ
ド２７の、冷却水の凍結による亀裂や破損の発生
は防止される。

また、機関本体２０とラジエータ３４を除くす
べての冷却系回路３９を断熱材で覆うと共に、ラ
ジエータ３４内の冷却水が凍結する恐れのあると
きに、これを保温タンク４０に抜きとるようにし
たので、機関本体２０以外の冷却水の凍結も防止
される。

このため、寒冷時にも冷却水として普通の水が
使用可能で、不凍液を使用する必要もない。

（考案の効果） 以上要するに、この考案によれば、ウオータジ
ヤケツト内の冷却水の凍結時に、その冷却水の一
部が凍結に伴う体積膨張により断熱パイプを介し
て、断熱材で被覆した内圧に応じて拡縮するサブ
タンクへと押し出されるようにしたので、仮に不
凍液を使用せずに機関本体の冷却水が凍結したと
しても、シリンダブロツクやシリンダヘツドの亀
裂や破損の発生は防止できるという効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の実施例を示す機関本体の断
面図、第２図は同じく冷却系の概略構成図、第３
図は機関停止時の、第４図は機関始動時の制御動
作の一例をそれぞれ示すフローチヤート、第５図
は従来装置の構成図である。 ２０…機関本体、２１…サブタンク、２５，２
６…断熱パイプ、２９，３０…ウオータジヤケツ
ト。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 水冷式内燃機関の冷却装置において、断熱材で
   覆われるとともに、内圧に応じて拡縮する作動室
   をもつサブタンクを設けると共に、サブタンクの
   作動室を、ウオータジヤケツトの中央部に延びる
   断熱パイプを介してウオータジヤケツトと連通さ
   せたことを特徴とする内燃機関の冷却装置。