JPH0730326U - エンジン冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案は、水冷式エンジンの冷却装置に関
し、ラジエータ通過後の空気の流れを改善し、気流に働
く抗力を下げ、ラジエータを通過する風量を増加してラ
ジエータの冷却性能を向上し、且つ熱害の原因である上
記の淀みおよび渦を減少する、エンジンの冷却装置を提
供することを目的とする。 【構成】 エンジンの前方にファンを配設し、そのファ
ンの前方にラジエータを配設し、前記ファンの外周にシ
ュラウドを配設し、前記ラジエータの駆動による冷却水
の循環と、ラジエータからエンジンルームへ通過する、
ファンあるいは車速による冷却風とにより、前記エンジ
ンを冷却する装置において、前記冷却風を受けるエンジ
ン正面の略中央側に開口する吸入口と、エンジン正面か
ら側方にかけてのエンジン周縁側に開口する排出口と、
前記吸入口から前記排出口に至る気道とを有する吸引風
案内板をエンジン正面に覆設して構成される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ラジエータの通風性を向上する、水冷式エンジンの冷却装置に関す る。

【０００２】

【従来の技術】

エンジンは混合気の燃焼によって多量の熱量を発生させ、この熱の一部はシリ ンダ、シリンダヘッド、ピストン等に伝達され、これを放置すればエンジン各部 の温度が過度に上昇し、例えば、オイルが焼けて潤滑出来なくなれば、ピストン およびバルブの焼付きを生じたり、燃焼室に異常燃焼を生じたり、エンジン各部 が熱膨張で変形したり等のトラブルを発生し、エンジン全体の効率が下がる。そ こでエンジンを適温に保つための冷却技術が発展してきた。

【０００３】 従来の水冷式エンジンの冷却装置の概略側面図を図４に示す。図中、１はエン ジン、２はエンジン１前面に配設した冷却ファン、３は冷却ファン２の前方に配 設したラジエータ、４はキャブフロア、５はアンダーカバー、６はシュラウド、 である。図中、特に示していないが、エンジン１はウォータジャケットを有し、 ウォータポンプを介してラジエータ３とウォータジャケットとの間で冷却水の循 環経路を作っている。

【０００４】 動作は以下のようになる。ウォータジャケットはエンジン内のシリンダヘッド 等に設けた冷却水通路で、燃焼室周辺の温度の上昇しやすい箇所を冷却する。冷 却によって温度の上昇した水は、ウォータポンプによってラジエータ３に送られ る。ラジエータ３は空気による熱交換器で、水は細い管に分けられて通過する。 管は一般にフィン等をつけて、放熱面積が大きくなっている。このフィンの間を 通過する車速風あるいは冷却ファン風によって、水は冷やされ、再び冷却水とし てウォータジャケットに戻る。冷却水は上記のように循環しながら、エンジン１ を適温に冷却している。

【０００５】 一方、ラジエータ３およびエンジン１近傍の空気の流れは次のようになる。ラ ジエータ３を通過する空気は車速風が利用できるが、アイドリングやのろのろ走 行時には、車速風が充分でないので冷却ファン２が必要となる。一般に冷却ファ ン２として軸流ファンが用いられる。冷却ファン２はラジエータ３とエンジン１ の間に配設され、ラジエータ３からエンジン１に向けて風を供給する。このとき 、冷却ファンの外周部付近に気流の乱れが発生すると、ファンの効率が下がる。 そこで、シュラウド６はラジエータ３から冷却ファン２の外周部までを覆って、 ファン風の乱れを減らしてファンの効率を上げる。冷却ファンを通過した後の空 気はエンジンルーム内に入り、エンジン周囲を流れる。

【０００６】 以上のエンジン冷却装置において、従来、ラジエータの通風性を向上させて冷 却性能を上げる考案として、実公昭６２−３３９５３号公報記載の水冷エンジン のラジエータ装置が提案されていた。以下図５の側面概略断面図に基づいて説明 する。

【０００７】 図中、１はエンジン、２は冷却ファン、３はラジエータ、３Ａは冷却ファン２ に面しないラジエータ通風部の偏心域、３Ｂは冷却ファン２に面したラジエータ 通風部の正対域、４はキャブフロア、５はエンジンアンダーカバー、６はシュラ ウド、１１は流路分離板である。

【０００８】 冷却ファン２とラジエータ３が図５に示すようにオフセット配置されている場 合、冷却ファン２に面しないラジエータ部分には冷却風が充分に通過しないので 、ラジエータの冷却性能が下がる。そこでラジエータ３の背面側に流路分離板１ １を設け、通風部偏心域３Ａの流れをエンジン１に遮られないエンジンルーム外 部へ導くことにより、偏心域３Ａへの冷却風の流入を促すようにした。その結果 、ラジエータ偏心域３Ａの通風性が良くなり、冷却性能が向上した。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】 しかし、従来の水冷式エンジンの冷却装置においては、以下の課題があった。 ラジエータ通過後の空気は、エンジン本体に直接当たるために大きな圧力抗力を 生じ、流れが阻害される。そのため、ラジエータを通過する風量が低下してラジ エータの冷却性能が悪化していた。

【００１０】 特に冷却ファンを利用する場合、冷却ファンに一般的に用いられている軸流フ ァンの性質として、遠心ファンに比較して低負荷時の風量は著しく大きいが、通 風抗力が大きいと急激に風量が低下する。そのため上記のように気流がエンジン 本体に当たって阻害される状態では、通風抗力が大きく、冷却ファンの効率は低 くなり、ラジエータを通過する風量が低下して冷却性能が悪化していた。また、 この問題を解決するために冷却ファンの効率を補う目的で、ファン回転数を上げ たり、大型のファンを用いると、余分なファン駆動力を必要とし、同時に騒音の 問題も生ずる。

【００１１】 また、ラジエータ通過後の空気がエンジン周囲を通過する際に、その気流は複 雑に流れ、様々な淀みおよび渦を生じる。特に、エンジン側方はエンジン正面に 沿って流れる気流がエンジン側方で廻り込めずに迂回して流れるため、大きな淀 み・渦を生じる。また、エンジンに正面からあたる気流はエンジン側方へ流れ難 いためエンジン前方中央付近に大きな淀み・渦を作る。特に冷却ファンを利用す る場合、ファン内周部を通過した気流は、外周部の気流と比較して風速が小さい ため、エンジンの正面にぶつかって外側へ流れ難く、ファン内周部とエンジン正 面との間にさらに大きな淀み・渦を生じる。エンジン周囲のこれらの淀み・渦は 、エンジン周囲の気流の通過を妨げると共に、エンジンからの放熱を妨げて熱害 の原因となる。

【００１２】 上記の実公昭６２−３３９５３号公報記載の水冷エンジンのラジエータ装置に おいても、ラジエータ３の通風部偏心域３Ａについては、気流をエンジンルーム 外部へ導くことにより、気流がエンジンに遮られずに気流にかかる抗力が低く、 通風性を高めるには有益であるが、ラジエ−タ通風部の大きな部分を占める通風 部正対域３Ｂについては、気流がエンジンに直接当たる為、上記と同様の課題が 残っている。即ち、ラジエータの通過後の気流がエンジンにより妨げられ、ラジ エータの冷却効率が悪化し、且つエンジン周囲に空気の淀み・渦を生じて熱害の 要因となっていた。

【００１３】 上記の事情を背景に、本考案はラジエータ通過後の空気の流れを改善し、気流 に働く抗力を下げることにより、ラジエータを通過する風量を増加してラジエー タの冷却性能を向上し、且つ熱害の原因である上記の淀みおよび渦を減少する、 エンジンの冷却装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】

請求項１記載の考案は、エンジンの前方にファンを配設し、そのファンの前方 にラジエータを配設し、前記ファンの外周にシュラウドを配設し、前記ラジエー タの駆動による冷却水の循環と、ラジエータからエンジンルームへ通過する、フ ァンあるいは車速による冷却風とにより、前記エンジンを冷却するエンジン冷却 装置において、前記冷却風を受けるエンジン正面の略中央側に開口する吸入口と 、エンジン正面から側方にかけてのエンジン周縁側に開口する排出口と、前記吸 入口から前記排出口に至る気道とを有する吸引風案内板をエンジン正面に覆設し たことを特徴とする。

【００１５】 請求項２記載の考案は、前記吸引風案内板を設け、さらに、前記シュラウドを 前記エンジン周縁側の外周まで延設していることを特徴とする。

【００１６】

【作用】

請求項１記載の考案は以下の作用を有する。ラジエータ通過後の空気の内、吸 引風案内板に当たる空気は、吸引風案内板の外壁側に沿って流れる気流となる。 この気流が吸引風案内板のエンジン周縁側に開口する排出口の近傍を通過する際 に負圧を生じる。この負圧は排出口から空気を吸出する向きにかかる。それ故、 エンジン正面の略中央側に開口する吸入口から前記排出口に至る吸引風案内板内 壁側の気流を促す。この気流によってエンジン前方中央付近の気流の淀みは前記 吸入口から吸入され、エンジン側方の淀みに向けて前記排出口から気流が排出さ れる。このように、上記の淀みが減少すると、気流の等価な通過面積が広くなり 、気流に働く抗力が低下する。従って、ラジエータの通風性は向上し、ラジエー タの冷却性能が向上する。さらに、エンジン周囲の熱害の原因である空気の淀み が減少することでエンジンから空気中への放熱性は向上する。

【００１７】 上記作用は車速風およびファン風に共通の作用であるが、特にファン風の場合 、ファン外周部の風速は早く、ファン内周部の風速は遅い。ファン内周部に相当 するエンジン正面の略中央側に、吸引風案内板の前記吸入口を設けるので、ファ ン外周部の速い気流は吸引風案内板の外壁側を流れ、その際に、前記排出口に負 圧を生じ、吸引風案内板の内壁側を流れるファン内周部の遅い気流を促す。この ようにファン外周部からファン内周部に効率的に風圧が分配され、ファンの効率 は上がり、ラジエータの通風性は向上する。

【００１８】 請求項２記載の考案の作用は、請求項１記載の吸引風案内板と、エンジン周縁 側の外周まで延設したシュラウドとの組合せにより、一種の空気エゼクタの構造 を構成し、請求項１記載の考案の作用をさらに強めるものである。即ち、前記シ ュラウドによって吸引風案内板の外壁側の気流を覆ってエンジン側方へ導くこと で、この気流に淀み・渦が発生するのを防止し、且つ気流の拡がりを抑え、吸引 風案内板の排出口近傍の風速を高める。故に、吸引風案内板の排出口に上記以上 に大きな負圧を生じさせることが出来る。この負圧は吸引風案内板の内壁側の気 流をより促し、エンジン前方中央付近の気流の淀みを前記吸入口から吸入する。 エンジン周縁側の前記排出口から排出された気流は吸引風案内板の外壁側の気流 と合流してエンジン側方の淀みに向けて排出される。以上のように、エンジン周 囲を流れる気流を整え、淀みが減少することで、気流の等価な通過面積が広くな り、気流に働く抗力が低下し、ラジエータの通風性は向上する。さらに、エンジ ン周囲の熱害の原因である空気の淀みが減少し、エンジンから空気中への放熱性 を向上する。

【００１９】

【実施例】

以下、請求項１記載の考案について、その実施例を詳細に説明する。図１に本 実施例の側面概略断面図を示す。図中、１はエンジン、２は冷却ファン、３はラ ジエータ、４はキャブフロア、５はアンダーカバー、６はシュラウド、８は吸引 風案内板、９は前記吸引風案内板８の中央開口部、１０は前記吸引風案内板８の 外縁開口部、１２はエンジン下部に突出したオイルパンである。

【００２０】 本実施例の吸引風案内板８は例えば次のように構成する。吸引風案内板８の外 郭形状はエンジン１の前方部形状に合わせ、エンジン１との間に気流の通る空間 を設けてエンジン正面に覆設される。その中央部には穴を設け、冷却ファンの駆 動軸を貫通し、且つ気流が通れる中央開口部９とする。吸引風案内板８の前記中 央開口部９から外縁に向かう断面はなだらかな山形形状をなし、エンジン正面か ら周縁部をＲをつけて覆う。吸引風案内板８の外縁はエンジン側面に沿ってスリ ット状に開口し、気流が通る外縁開口部１０とする。以上の吸引風案内板８をエ ンジン１からステーなどで支持して固定する。

【００２１】 なお、エンジン前方部・周縁部の形状に突出部などがあり、吸引風案内板８で 覆うことで逆に気流の抗力を増す箇所は、吸引風案内板８をその手前で曲断して 覆わない。例えば、図１のエンジン下部では、突出部以外は吸引風案内板８の点 線表示のようにそのままエンジン下部を覆い、突出部（オイルパン１２など）の ある箇所はその手前で吸引風案内板８を曲断して外縁開口部１０_X を設け、この 突出部を覆わない。

【００２２】 なお、請求項１記載の考案と本実施例との対応を示すと、前記吸入口は中央開 口部９と対応し、前記排出口は外縁開口部１０と対応している。 本実施例の動作は以下のようになる。ラジエータ通過後の空気の内、吸引風案 内板８に当たる空気は、吸引風案内板８の外壁側に沿って流れる気流となる（図 １矢印Ａ）。この気流Ａが吸引風案内板のエンジン周縁側に開口する外縁開口部 １０を覆う形で通過する際に、外縁開口部１０には負圧を生じる。この負圧は外 縁開口部１０から空気を吸出する向きにかかり、前記中央開口部９から前記外縁 開口部１０に至る吸引風案内板の内壁側を流れる気流を促す（図１矢印Ｂ）。こ の気流Ｂによって、エンジン前方中央付近にラジエータ通過後の気流が当たって できる気流の淀みは前記中央開口部９から吸入され、吸引風案内板８の内壁側を 通過して、前記外縁開口部１０からエンジン側方の淀みに向けて排出されて、前 記の淀みが減少する。

【００２３】 前記淀みが減少することで、ラジエータ通過後の気流の等価な通過面積が広く なり、気流に働く抗力が低下する。従って、ラジエータの通風性は向上し、ラジ エータの冷却性能が向上する。さらに、エンジン周囲の熱害の原因である空気の 淀みが減少することでエンジンから空気中への放熱性は向上する。

【００２４】 上記動作は車速風およびファン風に共通の作用であるが、特にファン風の場合 は次のように動作する。冷却ファンとして用いられる軸流ファンの特徴として、 ファン外周部の風速は速く、ファン内周部の風速は遅い。そのため通常は、ファ ン内周部を通過した低速の気流はエンジン前方中央付近に正面から当たって、大 きな気流の淀みを発生する。この淀みはファン風の等価な通過面積を狭くするの で気流に働く抗力を増してファンの効率を下げてしまうが、一方のファン外周部 を通過した速い気流は吸引風案内板８の外壁側に沿って流れて、前記外縁開口部 １０を覆う形でファン外周部の速い気流が通過するので、前記外縁開口部１０に 負圧を生じ、吸引風案内板８の内側を流れる気流を促す。そのため、吸引風案内 板８の中央開口部９から、ファン内周部の大きな淀みが吸引される。このように ファン外周部からファン内周部に風圧が効率的に分配されるので、ファンの効率 は上がり、ラジエータの通風性は向上する。

【００２５】 なお、通常エンジン形状を気流の抗力係数の低い形状にすることは難しいが、 吸引風案内板８の形状を気流の抗力係数の低い形状に設計することは自由度が高 くて容易である。本実施例においても、例えば吸引風案内板８の断面をなだらか な山形形状としたり、角にＲを設けている。そのことで、吸引風案内板８の外壁 側に沿って流れる気流に掛かる抗力が減少し、外壁側の通風性が向上するととも に、前述した外縁開口部１０の負圧がより高く発生するので、吸引風案内板８の 内壁側の通風性も向上する。その結果、相乗的に全体の通風性が向上する。

【００２６】 なお、本実施例では外縁開口部１０をエンジン側面に沿って曲げてスリット状 に開口したが、それに限定されるものではなく、例えば別の実施例の側面概略断 面図として図２に示すように、エンジン側方へ曲がらずにエンジン周縁側で開口 する外縁開口部１０_Y を有する吸引風案内板８_Y でも良く、この場合も外壁側の 気流によって、外縁開口部１０_Y に負圧を生じるので、前述の動作を成し、本考 案の目的を実現できる。（８_Y 、１０_Y を除く図２に示す数字は、前述した図１ に示す数字と同じ意味である。） なお、本実施例では吸引風案内板８の吸入口をエンジン正面中央に設け、中央 開口部１０としたが、それに限定されるものではなく、エンジン前方に生じる淀 みを吸引できる位置に設ければ本考案の目的は達成されるので、エンジン正面の 略中央側に設ければ良いことは勿論である。

【００２７】 なお、本実施例ではエンジン正面の全体を吸引風案内板８で覆っているが、そ れに限定されず、エンジン正面の少なくとも一部を吸引風案内板８で覆っても、 覆った程度に応じて本考案の目的は得られるので良いことは勿論である。

【００２８】 なお、本実施例では吸引風案内板８をエンジンから支持しているが、それに限 定されず、例えばエンジンルームやシュラウドなどからステーなどで吊るして支 持しても良いことは勿論である。

【００２９】 次に請求項２記載の考案について、その実施例を詳細に説明する。図３に本実 施例の側面概略断面図を示す。図中、１はエンジン、２は冷却ファン、３はラジ エータ、４はキャブフロア、５はアンダーカバー、７はシュラウド、８は吸引風 案内板、９は前記吸引風案内板８の中央開口部、１０は前記吸引風案内板８の外 縁開口部、１２はエンジン下部に突出したオイルパンを示す。

【００３０】 本実施例は、前記実施例にシュラウド７を付加して構成される。通常シュラウ ドはラジエータから冷却ファン２の外周部までを覆うが、本実施例におけるシュ ラウド７はエンジン周縁側の外周まで延設する。するとシュラウド７と吸引風案 内板８との組合わせから一種の空気エゼクタ（ｅｊｅｃｔｏｒ）の構造を呈し、 以下に示すように、前記実施例で述べた外縁開口部の吸引動作を強めている。

【００３１】 通常シュラウドが短いとシュラウドとキャブフロア４等との間に気流が回り込 み、淀み・渦が発生する。しかしエンジン周縁側の外周まで延設した前記シュラ ウド７により、気流をエンジン側方へ導くことで、吸引風案内板の外壁側に沿っ て流れる気流に淀み・渦が発生するのを防止する（図３矢印Ａ）。

【００３２】 また、シュラウド７と吸引風案内板８とに挟まれて、吸引風案内板８の外壁側 気流は外縁開口部１０の近傍で風速を高めるので、吸引風案内板８の外縁開口部 により大きな負圧を生じさせることが出来る。即ち、吸引風案内板８の内壁側気 流の吸引作用を強めている。それ故に前記シュラウド７を設けることで、前実施 例で述べた作用をより強めることが出来る。即ち、この負圧は吸引風案内板の内 側の気流をより促し、エンジン前方中央付近の気流の淀みを前記中央開口部９か ら吸入して、エンジン側方の淀みに向けて前記外縁開口部１０から気流が排出さ れる（図３矢印Ｂ）。前記淀みが減少することで、気流の等価な通過面積が広く なり、気流に働く抗力が低下し、ラジエータの通風性は向上する。さらに、エン ジン周囲の熱害の原因である空気の淀みが減少することでエンジンから空気中へ の放熱性は向上する。

【００３３】

【考案の効果】

以上説明したように本考案は、ラジエータ通過後の気流のエンジンルーム内で の抗力を著しく下げ、通風性を向上してラジエータの冷却性能を向上できる。

【００３４】 且つ、エンジン周囲の気流の淀み・渦を減少し、エンジンから空気中への放熱 を向上させることが出来る。 故に、エンジンの過度な温度上昇を防ぎ、エンジン系全体の駆動効率を、安全 に高めることが出来る。

【００３５】 また、本考案は特別な駆動系などを付加せずに、吸引風案内板の敷設とシュラ ウドの形状変更という簡便な構造によって実現しているので、コスト面、重量面 、工数面に於いて非常に優れている。

【００３６】 また、本考案によってラジエータの通風性が向上し、冷却効率が上がる分だけ 、冷却ファン小型化やファン駆動力の節約が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１記載の実施例を示す側面概略断面図

【図２】請求項１記載の別の実施例を示す側面概略断面
図

【図３】請求項２記載の実施例を示す側面概略断面図

【図４】従来のエンジン冷却装置を示す図

【図５】実公昭６２−３３９５３公報記載のエンジン冷
却装置を示す図

【符号の説明】

１ エンジン ２ 冷却ファン ３ ラジエータ ４ キャブフロア ５ アンダーカバー ６ シュラウド ７ エンジン前縁部まで延設したシュラウド ８ 吸引風案内板 ９ 吸引風案内板８の中央開口部 １０ 吸引風案内板８の外縁開口部

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンの前方にファンを配設し、その
   ファンの前方にラジエータを配設し、前記ファンの外周
   にシュラウドを配設し、前記ラジエータの駆動による冷
   却水の循環と、ラジエータからエンジンルームへ通過す
   る、ファンあるいは車速による冷却風とにより、前記エ
   ンジンを冷却する装置において、前記冷却風を受けるエ
   ンジン正面の略中央側に開口する吸入口と、エンジン正
   面から側方にかけてのエンジン周縁側に開口する排出口
   と、前記吸入口から前記排出口に至る気道とを有する吸
   引風案内板をエンジン正面に覆設したことを特徴とする
   エンジン冷却装置。
2. 【請求項２】 前記シュラウドが前記エンジン周縁側の
   外周まで延設していることを特徴とする請求項１記載の
   エンジン冷却装置。