JPH09133021A - 入口サーモ式内燃機関冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】サーモスタットＴ全閉時に内部循環量不足によ
るシール不良が発生する。 【解決手段】ウォータジャケットＷＪを備えるシリンダ
ブロック２とそれに取り付けられるシリンダヘッド３と
を備えるエンジンＥを冷却する冷却水を循環させるウォ
ータポンプＷＰと、ウォータジャケットＷＪの冷却水入
口ＷＩ側に取り付けられ冷却水が所定の温度を上回った
際に作動してラジエータＲで冷却された冷却水をウォー
タポンプＷＰに通過させるサーモスタットＴとを備えて
なり、サーモスタットＴがシリンダヘッド３に冷却水入
口ＷＩと一体に内設され、ウォータポンプＷＰがシリン
ダブロック２のサーモスタットＴ直下に取り付けられて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として車両に搭
載される内燃機関の入口サーモ式冷却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的な４シリンダガソリンエンジン
は、エンジンの過熱を防ぐため、シリンダヘッドとシリ
ンダブロックに内設されたウォータジャケット内に、た
とえば不凍液成分を含む冷却水などの冷却液を循環させ
てエンジンを冷却する冷却装置を備えている。

【０００３】このような冷却装置は通例、エンジンの前
面に設けられ冷却液を冷却するラジエータにウォータジ
ャケット冷却液出口からの冷却液を送る送水管とラジエ
ータで冷却された冷却液を再びウォータジャケット入口
に送り返す還流管からなるラジエータ回路と、ウォータ
ジャケット冷却液入口とウォータジャケット冷却液出口
とを直接連結するバイパス経路とが、ウォータジャケッ
トに並列に結合した構成となっており、また、冷却液を
強制的に循環させるウォータポンプを備えている。

【０００４】一般に、ウォータジャケットの冷却液入口
または冷却液出口に感温弁であるサーモスタットが設け
られる。たとえば実開平３ー１７１３５号公報のよう
な、ウォータジャケットの冷却液入口にサーモスタット
を設ける入口サーモ方式の冷却装置は、ラジエータで冷
却された冷却液がまずサーモスタットに流入し、冷却液
が所定の温度を上回っていればサーモスタットを通過し
てウォータポンプに流入するよう構成される。このよう
な構成のものであれば、ウォータジャケット内の冷却液
は、適温または高温の場合にその大部分がラジエータに
送られて冷却され、低温の場合にラジエータを通さずバ
イパス経路のみを通って循環を行なう。

【０００５】入口サーモ方式冷却装置のサーモスタット
は、ラジエータで冷却された冷却液が還流する還流管末
端とバイパス経路に連通するバイパス末端とウォータポ
ンプに連通するウォータポンプ入口とが開口するサーモ
ハウジングと、サーモハウジングを還流管末端のある側
とバイパス末端およびウォータポンプ入口のある側とに
分断する位置にあって、還流管末端のある側とバイパス
末端およびウォータポンプ入口のある側との連通を遮断
する方向にたとえばスプリングなどにより付勢されてい
るバルブと、バイパス末端近傍に設けられ周囲の水温に
応じて膨張し、還流管末端のある側とバイパス末端およ
びウォータポンプ入口のある側とを連通させる方向にバ
ルブを付勢し作動させる感温部とからなる。冷却液が所
定の温度より上昇すると、感温部がバルブを連通させる
方向に付勢する力が、スプリングなどによるバルブの連
通を遮断する方向に付勢する力を上回り、サーモスタッ
トが作動してラジエータで冷却された冷却液をウォータ
ポンプに通過させる。冷却液が所定の温度より下がる
と、感温部がバルブを連通させる方向に付勢する力が、
スプリングなどによるバルブの連通を遮断する方向に付
勢する力を下回り、サーモスタットは閉じてラジエータ
で冷却された冷却液がウォータポンプに入らないように
する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】入口サーモ方式の冷却
装置は、冷却液の温度が所定の温度より低く感温部がバ
ルブを連通させる方向に付勢する力がバルブの連通を遮
断する方向に付勢する力を下回りサーモスタットが閉じ
なければならない場面で、サーモスタットが開いたまま
になり、冷却液の温度による流路切替がうまく行なわれ
ない場合があった。これは、入口サーモ方式の冷却装置
ではウォータポンプがサーモスタットより下流に設けら
れているため、ウォータポンプに連通するサーモハウジ
ング部は常にウォータポンプから冷却液を吸われている
状態になり、内部循環量不足による負圧が生じ、サーモ
スタットが強制開弁されるためである。このような強制
開弁によるシール不良を防ぐには、サーモハウジング内
に部分的に高い負圧が発生しないよう、大きめのサーモ
ハウジングを採用することが好ましい。

【０００７】また、エンジン冷却液出口は一般にシリン
ダヘッド前面上部にあるため、サーモスタットがその近
傍に位置することが、配管上の制約を減らすことがで
き、たとえばバイパス末端をサーモスタット感温部に近
接する適当な位置に持ってくる等の目的に有利である。

【０００８】しかし従来の内燃機関冷却装置において
は、強制開弁によるシール不良の防止と良好な感温性の
達成との両立は困難であった。従来の内燃機関冷却装置
においては、サーモスタットとウォータポンプとの配置
方法として、別体のサーモスタットをシリンダヘッド
に、別体のウォータポンプをシリンダブロックに設けて
両者をウォータインレットパイプで接続する方法、また
は、ウォータポンプとサーモスタットを組み合わせた部
品をシリンダブロックに設ける方法がある。サーモスタ
ットをシリンダヘッドにウォータポンプをシリンダブロ
ックに設けて両者を接続する方法では、大きめのサーモ
ハウジングを採用することが困難であり、またエンジン
と別体の部品であるウォータインレットパイプを用いる
ためコストがかかる。ウォータポンプとサーモスタット
を組み合わせた部品をシリンダブロックに設ける方法で
は、大きめのサーモハウジングを採用できるが、冷却液
出口が一般にシリンダヘッド前面上部にあるため、たと
えばバイパス経路をサーモスタットに連結するにあたり
配管上の制約によりサーモスタット感温部に近接する適
当な位置に連結できないなどの問題点があり、またサー
モハウジングがエンジンと別体の部品であるためコスト
アップにつながる。

【０００９】本発明はこのような従来技術に鑑み、サー
モスタットの強制開弁防止をエンジンと別体の部品を用
いずかつ良好な感温性を保って達成できる入口サーモ方
式冷却装置の提供を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような課
題を解決するための入口サーモ式内燃機関冷却装置であ
って、冷却液が循環する循環路を備えるシリンダブロッ
クとそのシリンダブロックに取り付けられるシリンダヘ
ッドとを備える内燃機関を冷却する冷却液を前記冷却液
循環路に循環させるウォータポンプと、前記冷却液循環
路の冷却液入口側に取り付けられ冷却液が所定の温度を
上回った際に作動してラジエータで冷却された冷却液を
ウォータポンプに通過させる感温弁とを備えてなり、前
記感温弁が前記シリンダヘッドに前記冷却液入口と一体
に内設され、前記ウォータポンプが前記シリンダブロッ
クの前記感温弁直下に取り付けられていることを特徴と
する。

【００１１】このような構成のものであれば、前記感温
弁を前記シリンダヘッドに内設することにより、別体と
した場合に感温弁を構成するのに必要なハウジング相当
分の肉厚が省略できる上に、前記シリンダヘッド内のデ
ッドスペースを有効に利用することができ、前記感温弁
は充分なハウジング容積をとることができる。このため
前記冷却液循環路内の冷却液の液温が低いとき、前記感
温弁内に部分的な負圧は発生せず、前記感温弁は強制開
弁されることなく液温を反映して弁を閉じ、温度による
制御がうまく行なわれる。

【００１２】しかも、前記ウォータポンプが前記シリン
ダブロックの前記感温弁直下に取り付けられているた
め、たとえばウォータインレットパイプのような前記感
温弁と前記ウォータポンプを連結する手段を用いなくと
も、前記ウォータポンプと前記感温弁を直接接続するこ
とが可能となり、コストダウンが達成される。

【００１３】また、前記感温弁を配管方法の制約の少な
いシリンダヘッドに設けているため、前記バイパス末端
を前記感温弁の感温部に近い適当な位置に配置すること
が可能となり、前記感温弁の感温性を向上させることが
できる。

【００１４】このようにして、本発明により、たとえば
サーモスタットのような感温弁の強制開弁防止をエンジ
ンと別体の部品を用いずかつ良好な感温性を保って達成
できる入口サーモ方式冷却装置が提供される。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の入口サーモ式内燃
機関冷却装置の一実施形態である入口サーモ式エンジン
冷却装置１を図１〜図３を参照して説明する。

【００１６】図１に模式的に示す入口サーモ式エンジン
冷却装置１は、シリンダヘッド３およびシリンダブロッ
ク２に内設された、これらを冷却する冷却液である冷却
水が循環する冷却液循環路であって、冷却液入口である
冷却水入口ＷＩと冷却液出口である冷却水出口ＷＯとを
シリンダヘッド２に備えたウォータジャケットＷＪと、
ラジエータＲと、冷却水出口ＷＯとラジエータ入口ＲＩ
とを連結する送水管ＯＰと、冷却水入口ＷＩとラジエー
タ出口ＲＯとを連結する還流管ＩＰと、冷却水入口ＷＩ
と冷却水出口ＷＯとを直接連結するバイパス経路Ｂとか
ら構成される。すなわち入口サーモ式エンジン冷却装置
１においては、ラジエータＲと送水管ＯＰと還流管ＩＰ
とからなるラジエータ回路ＲＲとバイパス経路Ｂとがウ
ォータジャケットＷＪに並列に結合している。入口サー
モ式エンジン冷却装置１はまた、冷却水入口ＷＩにサー
モスタットＴを内設し、また、冷却水を強制的に循環さ
せるウォータポンプＷＰを、シリンダブロック２内のサ
ーモスタットＴ直下に取り付けている。

【００１７】入口サーモ方式冷却装置１は、ラジエータ
Ｒで冷却された冷却水がまずサーモスタットＴに流入
し、冷却水が所定の温度を上回っていればサーモスタッ
トＴを通過してウォータポンプＷＰに流入するよう構成
される。このような構成のものであれば、ウォータジャ
ケットＷＪ内の冷却水は、適温または高温の場合にその
大部分がラジエータＲに送られて冷却され、低温の場合
にラジエータを通さずバイパス経路Ｂのみを通って循環
を行なう。

【００１８】サーモスタットＴは、サーモハウジングＴ
ＨとバルブＴＶと感温部ＴＳとからなる。サーモハウジ
ングＴＨは、ラジエータＲで冷却された冷却水が還流す
る還流管末端ＩＰＥとバイパス経路Ｂに連通するバイパ
ス末端ＢＥとをシリンダヘッド３表面に、ウォータポン
プＷＰに連通するウォータポンプ入口ＷＰＩをシリンダ
ヘッド３とシリンダブロック２との境界に開口させる。
バルブＴＶは、還流管末端ＩＰＥのある側とバイパス末
端ＢＥおよびウォータポンプ入口ＷＰＩのある側とにサ
ーモハウジングＴＨを分断する位置にあって、還流管末
端ＩＰＥのある側とバイパス末端ＢＥおよびウォータポ
ンプ入口ＷＰＩのある側との連通を遮断する方向に図示
しないスプリングにより付勢されている。サーモスタッ
ト感温部ＴＳは、バイパス末端ＢＥ近傍に設けられ周囲
の水温に応じて膨張し還流管末端ＩＰＥのある側とバイ
パス末端ＢＥおよびウォータポンプ入口ＷＰＩのある側
とを連通させる方向にバルブＴＶを付勢し作動させる。

【００１９】冷却水の水温が所定の温度より上昇する
と、感温部ＴＳがバルブＴＶを連通させる方向に付勢す
る力がスプリングによるバルブＴＶの連通を遮断する方
向の付勢力を上回り、サーモスタットＴが作動してラジ
エータＲからの冷却水をウォータポンプＷＰに通過させ
る。冷却水の水温が所定の温度より下がると、感温部Ｔ
Ｓの付勢力がスプリングの付勢力を下回り、サーモスタ
ットＴは閉じてラジエータＲからの冷却水がウォータポ
ンプＷＰに入らないようにする。

【００２０】すなわち、ラジエータＲから還流する冷却
水とバイパス経路Ｂからの冷却水がサーモスタットＴに
流れ込み、このうちバイパス経路Ｂからの冷却水は常に
ウォータポンプＷＰに流入し、ラジエータＲから還流す
る冷却水はサーモスタットＴが開いたときのみウォータ
ポンプＷＰに流入する。

【００２１】ウォータポンプＷＰはサーモスタットＴの
直下に接して位置し、上面にサーモスタットＴに連通す
るウォータポンプ入口ＷＰＩを、シリンダフロック２内
に面する側面の下側にシリンダフロック２内に開口する
ウォータポンプ出口ＷＰＯを有する。このウォータポン
プ入口ＷＰＩが同時にサーモスタットＴの出口となり、
サーモスタットＴとウォータポンプＷＰはウォータイン
レットパイプなど他の部品を介さず接続している。ウォ
ータポンプＷＰ内に流入した冷却水はシリンダブロック
２内に開口するウォータポンプ出口ＷＰＯを経てウォー
タジャケットＷＪ内に流入する。

【００２２】入口サーモ式エンジン冷却装置１が適用さ
れるＤＯＨＣエンジンＥ（以下、エンジンＥと呼ぶ）の
シリンダヘッド３には冷却水出口ＷＯが前面を向いて設
けられ、エンジンＥよりも車両前方に搭載されるラジエ
ータＲに連結される。シリンダヘッド３前面側面隅に冷
却水入口ＷＩが開口する。シリンダヘッド３前面側隅
は、ラジエータＲに面するため還流管ＩＰの長さを最短
とでき、冷却水出口ＷＯに近接するためバイパス経路Ｂ
の長さも最短とできるなど、冷却水入口ＷＩを取り付け
るにあたり、配管上の制約の最も少ない最適位置にあた
る。

【００２３】シリンダヘッド３において、２本のカムシ
ャフトは上部に位置し、吸・排気弁は下端を中央部分に
集中させて傾斜している。このため、シリンダヘッド３
前下側隅部分にはデッドスペースが生じる。このデッド
スペースを利用して、図２に示すように、冷却水入口Ｗ
Ｉを略円形の開口形状とし、サーモハウジングＴＨを一
体に凹設する。シリンダヘッド２自体の肉厚を利用して
いるため、サーモハウジングＴＨは充分な広さを有す
る。

【００２４】図３に示すようにサーモハウジングＴＨは
略円筒形であり、シリンダヘッド３表面側にバイパス末
端ＢＥがサーモスタット感温部ＴＳの真横に開口する。
バイパス末端ＢＥがサーモスタット感温部ＴＳの真横に
開口させることが可能なのは、サーモハウジングＴＨを
配管上の制約の少ないシリンダヘッド３前面即隅に設け
たためである。このサーモハウジングＴＨの直下に、ウ
ォータポンプ入口ＷＰＩにより直接サーモハウジングＴ
Ｈに連通し、ウォータポンプ出口ＷＰＯによりシリンダ
フロック２に連通するウォータポンプＷＰが位置し、サ
ーモハウジングＴＨから流入する冷却水をウォータジャ
ケットＷＪ内に送り込む。

【００２５】このような構成の入口サーモ方式冷却装置
において、バイパス末端ＢＥから供給される冷却水の水
温が所定の温度より低く、感温部ＴＳの付勢力がスプリ
ングの付勢力を下回っているとする。ウォータポンプＷ
Ｐに連通するサーモハウジングＴＨ部は常にウォータポ
ンプＷＰから水を吸われている状態になるが、サーモハ
ウジングＴＨの容量が大きいため、サーモハウジングＴ
Ｈ内に部分的な負圧が発生せず、バルブＶは強制開弁さ
れることなく水温を反映して作動し、温度による制御が
うまく行なわれる。

【００２６】しかも、ウォータポンプＷＰがシリンダブ
ロック２のサーモスタットＴ直下に取り付けられている
ため、このウォータポンプ入口ＷＰＩが同時にサーモス
タットＴの出口となり、たとえばウォータインレットパ
イプのようなサーモスタットＴとウォータポンプＷＰを
連結する手段が不要となり、コストダウンが達成され
る。

【００２７】また、サーモスタットＴを配管上の制約の
少ないシリンダヘッド３前面上部に設けているため、バ
イパス末端ＢＥをサーモスタット感温部ＴＳの真横に持
ってくることができ、サーモスタット感温部ＴＳに的確
に冷却水が当たり、サーモスタットＴの感温性が良好と
なる。

【００２８】このようにして、本発明により、サーモス
タットＴの強制開弁防止をエンジンＥと別体の部品を用
いずかつ良好な感温性を保って達成できる入口サーモ方
式エンジン冷却装置１が提供される。

【００２９】なお、本発明は以上説明した実施形態に限
定されない。また、各部の構成は図示例に限定されず、
本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す模式図。

【図２】本発明の一実施形態の要部の正面図。

【図３】本発明の一実施形態の要部のＡ−Ａ線端面図。

【符号の説明】

１…入口サーモ式内燃機関冷却装置（入口サーモ式エン
ジン冷却装置） ２…シリンダブロック ３…シリンダヘッド Ｒ…ラジエータ Ｔ…感温弁（サーモスタット） ＷＩ…冷却液入口（冷却水入口） ＷＪ…冷却液循環路（ウォータジャケット） ＷＰ…ウォータポンプ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】冷却液が循環する循環路を備えるシリンダ
   ブロックとそのシリンダブロックに取り付けられるシリ
   ンダヘッドとを備える内燃機関を冷却する冷却液を前記
   冷却液循環路に循環させるウォータポンプと、前記冷却
   液循環路の冷却液入口側に取り付けられ冷却液が所定の
   温度を上回った際に作動してラジエータで冷却された冷
   却液をウォータポンプに通過させる感温弁とを備えてな
   る内燃機関の冷却装置であって、前記感温弁が前記シリ
   ンダヘッドに前記冷却液入口と一体に内設され、前記ウ
   ォータポンプが前記シリンダブロックの前記感温弁直下
   に取り付けられていることを特徴とする入口サーモ式内
   燃機関冷却装置。