JPH0932551A - エンジンの水冷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】ポンプ出口１１とジャケット入口１２との
間をガスケット１３で封止した、エンジンの水冷装置に
おいて、ガスケット１３にバイメタル作動式の絞り弁１
４を設け、ジャケット出口５の冷却水温度がサーモスタ
ット６の全開設定温度１５を上回る所定の設定温度１６
に到達するまで、絞り弁１４周辺の冷却水温度の上昇に
伴って絞り弁１４の開度を次第に大きくしながら、絞り
弁１４でラジエータ８からシリンダジャケット４への冷
却水１７の導入量を制限する。 【効果】暖機運転中、エンジンに急負荷がかかり、全閉
のサーモスタット６が即座に全開に切り替わっても、絞
り弁１４でラジエータ８からシリンダジャケット４への
冷却水１７の導入量を制限しするので、シリンダ１８の
急冷による収縮が抑制され、シリンダ１８とピストン１
９の摺動抵抗の増加による損傷を抑制できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの水冷装
置に関し、詳しくは、急負荷時に起こるシリンダとピス
トンの損傷を抑制できるものに関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジンの水冷装置の従来技術として図
４に示すものがある。これは、本発明と同様、次のよう
な基本構造を備えている。すなわち、図４（Ａ）に示す
ように、シリンダヘッド１０１内のヘッドジャケット１
０２とシリンダブロック１０３内のシリンダジャケット
１０４とを連通させ、ヘッドジャケット１０２のジャケ
ット出口１０５にサーモスタット１０６を設け、このジ
ャケット出口１０５を温水導出パイプ１０７を介してラ
ジエータ１０８に連通させ、ラジエータ１０８に冷水導
出パイプ１０９を介して水ポンプ１１０を連通させ、水
ポンプ１１０のポンプ出口１１１とシリンダジャケット
１０４のジャケット入口１１２とを連通させ、このポン
プ出口１１１とジャケット入口１１２との間を、図２に
示すガスケット１１３で封止して構成してある。

【０００３】この従来技術では、ラジエータ１０８から
シリンダジャケット１０４内への冷却水１１７の導入量
は、サーモスタット１０６の開度によって制御されてお
り、暖機運転中、エンジンに急負荷がかかると、燃焼熱
の増加により、ジャケット出口１０５の冷却水温度が急
上昇し、全閉のサーモスタット１０６が即座に全開に切
り替わり、ラジエータ１０８から低温の冷却水１１７が
シリンダジャケット１０４内に一気に流入することがあ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、暖
機運転中、エンジンに急負荷がかかると、全閉のサーモ
スタット１０６が即座に全開に切り替わり、ラジエータ
１０８から低温の冷却水１１７がシリンダジャケット１
０４内に一気に流入し、シリンダ１１８が急冷によって
収縮し、シリンダ１１８とピストン１１９の摺動抵抗を
増加させ、これらを損傷させることがある。

【０００５】本発明の課題は、エンジンの急負荷時にシ
リンダやピストンが損傷するのを防止できる、エンジン
の水冷装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、図１（Ａ）に
示すように、シリンダヘッド１内のヘッドジャケット２
とシリンダブロック３内のシリンダジャケット４とを連
通させ、ヘッドジャケット２のジャケット出口５にサー
モスタット６を設け、このジャケット出口５を温水導出
パイプ７を介してラジエータ８に連通させ、ラジエータ
８に冷水導出パイプ９を介して水ポンプ１０を連通さ
せ、水ポンプ１０のポンプ出口１１とシリンダジャケッ
ト４のジャケット入口１２とを連通させ、このポンプ出
口１１とジャケット入口１２との間をガスケット１３で
封止した、エンジンの水冷装置において、次のようにし
たことを特徴とする。

【０００７】すなわち、図１〜図３に示すように、ガス
ケット１３にバイメタル作動式の絞り弁１４を設け、ジ
ャケット出口５の冷却水温度が図１（Ｄ）に示すサーモ
スタット６の全開設定温度１５を上回る所定の設定温度
１６に到達するまで、絞り弁１４周辺の冷却水温度の上
昇に伴って絞り弁１４の開度を次第に大きくしながら、
絞り弁１４でラジエータ８からシリンダジャケット４へ
の冷却水１７の導入量を制限するようにしたことを特徴
とする。

【０００８】

【作用】本発明では、図１（Ａ）に示すラジエータ８か
らシリンダジャケット４内への冷却水１７の導入量は、
サーモスタット６の開度と絞り弁１４の開度によって制
御されており、暖機運転中、エンジンに急負荷がかか
り、燃焼熱の増加により、ジャケット出口５の冷却水温
度が急上昇し、全閉のサーモスタット６が即座に全開に
切り替わっても、ジャケット出口５の冷却水温度が、図
１（Ｄ）に示すサーモスタット６の全開設定温度１５を
上回る所定の設定温度１６に到達するまで、絞り弁１４
でラジエータ８からシリンダジャケット４への冷却水１
７の導入量を制限する。

【０００９】

【発明の効果】本発明によれば、次の効果を奏する。 暖機運転中、エンジンに急負荷がかかり、全閉のサー
モスタット６が即座に全開に切り替わっても、絞り弁１
４でラジエータ８からシリンダジャケット４への冷却水
１７の導入量を制限するため、シリンダ１８の急冷によ
る収縮が抑制され、シリンダ１８とピストン１９の摺動
抵抗の増加による損傷を抑制できる。

【００１０】絞り弁１４周辺の冷却水温度の上昇に伴
って、絞り弁１４の開度が次第に大きくなるので、暖機
後の通常運転中、冷却水の循環不足によるエンジンのオ
ーバーヒートを抑制できる。

【００１１】ガスケット１３に絞り弁１４を設けるの
で、エンジンへの絞り弁１４の装着が簡単である。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。図１に示す第１実施形態では、水冷装置
を備えた縦型多気筒ディーゼルエンジンを用いており、
このエンジンは、シリンダブロック３の上部にシリンダ
ヘッド１を設け、シリンダブロック３の前部にエンジン
冷却ファン２０を設け、シリンダブロック３の後部にフ
ライホイル２１を設けて構成してある。シリンダブロッ
ク３内にはシリンダ１８を設け、その内部にピストン１
９を摺動自在に内嵌している。

【００１３】このエンジンの冷却装置は、図１（Ａ）に
示すように、シリンダヘッド１内のヘッドジャケット２
とシリンダブロック３内のシリンダジャケット４とを連
通させ、ヘッドジャケット２のジャケット出口５にサー
モスタット６を設け、このジャケット出口５を温水導出
パイプ７を介してラジエータ８に連通させ、ラジエータ
８に冷水導出パイプ９を介して水ポンプ１０を連通さ
せ、水ポンプ１０のポンプ出口１１とシリンダジャケッ
ト４のジャケット入口１２とを連通させ、このポンプ出
口１１とジャケット入口１２との間をガスケット１３で
封止してある。

【００１４】水ポンプ１０の羽根は、エンジン冷却ファ
ン２４の回転軸２５に取り付け、クランクプーリ２６か
らファンベルト２７を介して連動されるようにしてあ
る。そして、サーモスタット６よりも流路上手側で、ジ
ャケット出口５から常時開通状態のバイパス路２８を導
出し、このバイパス路２８を水ポンプ１０に接続してあ
る。このため、サーモスタット６が閉弁状態を維持する
暖機運転中は、ジャケット出口５の冷却水は、バイパス
路２８からシリンダジャケット４に戻る。

【００１５】図４（Ｄ）は、ジャケット出口５の冷却水
温度と、サーモスタット６及び絞り弁１４の開度の関係
を示すグラフであるが、サーモスタット６は、実線で示
すように、ジャケット出口５の冷却水温度が開弁開始設
定温度２９（７０゜Ｃ）になると、開弁を開始し、全開
開弁温度１５（８０゜Ｃ）で全開する。

【００１６】この実施形態では、急負荷時に起こるシリ
ンダ１８とピストン１９の損傷を抑制するため、次のよ
うな構成を採用した。すなわち、図１（Ｂ）・（Ｃ）に
示すように、ガスケット１３にバイメタル作動式の絞り
弁１４を設け、ジャケット出口５の冷却水温度が、図１
（Ｄ）に示すサーモスタット６の全開設定温度１５（８
０゜Ｃ）を上回る所定の設定温度１６（１００゜Ｃ）に到
達するまで、絞り弁１４周辺の冷却水温度の上昇に伴っ
て絞り弁１４の開度を次第に大きくしながら、絞り弁１
４でラジエータ８からシリンダジャケット４への冷却水
１７の導入量を制限するようにしてある。

【００１７】このような構成によれば、図１（Ａ）に示
すラジエータ８からシリンダジャケット４内への冷却水
１７の導入量は、サーモスタット６の開度と絞り弁１４
の開度によって制御されており、暖機運転中、エンジン
に急負荷がかかり、燃焼熱の増加により、ジャケット出
口５の冷却水温度が急上昇し、全閉のサーモスタット６
が即座に全開に切り替わっても、ジャケット出口５の冷
却水温度が、図１（Ｄ）に示すサーモスタット６の全開
設定温度１５（８０゜Ｃ）を上回る所定の設定温度１６
（１００゜Ｃ）に到達するまで、絞り弁１４でラジエー
タ８からシリンダジャケット４への冷却水１７の導入量
を制限する。

【００１８】ガスケット１３は円環状に形成してある。
絞り弁１４はガスケット１３からその中心に向けて導出
したバイメタル製の複数の舌片２２で構成し、その感知
温度が高まるにつれて舌片２２が湾曲して、絞り弁１４
の開度を次第に大きくするようにしてある。絞り弁１４
の中央部には常時開通状の通水口２３を設け、その開口
面積は絞り弁１４の全開面積の２０％に設定してあるた
め、絞り弁１４は最も絞られた状態でも、２０％の開度
を有し、暖機運転時にバイパス路２８からシリンダジャ
ケット４に流入する冷却水の抵抗にならないようにして
ある。この絞り弁１４は、開弁開始設定温度４４（３０
゜Ｃ）で開弁を開始し、上記設定温度（１００゜Ｃ）で全
開する。

【００１９】図２に示す第２実施形態では、円環状のガ
スケット１３に通水口３０を備えた壁３１を設け、この
壁３１に回転軸３２を挿通し、この回転軸３２に通水口
３３を備えた円板３４を固定し、この円板３４を壁３１
に重ね合わせ、壁３１と回転軸３２との間にバイメタル
製のコイル３５を介設し、コイル３５の感知温度が高ま
るにつれて、コイル３５の変形によって円板３４の回転
角度が大きくなり、各通水口３０・３３のオーバーラッ
プ面積が次第に増加して、絞り弁１４の開度が次第に大
きくなるようにしてある。

【００２０】尚、各通水口３０・３３のオーバーラップ
面積は、最も絞られた状態でも、絞り弁１４の全開面積
の２０％に設定し、暖機運転時にバイパス路２８からシ
リンダジャケット４に流入する冷却水の抵抗にならない
ようにしてある。他の構造は第１実施形態と同様の構成
になっており、図２中、第１実施形態と同一の要素に
は、同一の符号を付してある。

【００２１】図３に示す第３実施形態では、矩形環状の
ガスケット１３に通水口３６を備えた壁３７を設け、こ
の壁３７にシャッター３８を昇降自在に取り付け、シャ
ッター３８にラックギヤ３９を付設し、壁３７にブラケ
ット４０を介して回転軸４１を架設し、この回転軸４１
にピニオンギヤ４２を固定し、このピニオンギヤ４２と
ブラケット４０との間にバイメタル製のコイル４３を介
設し、ピニオンギヤ４２をラックギヤ３９に噛み合わ
せ、コイル４３の感知温度が高まるにつれて、コイル４
３の変形によってピニオンギヤ４２の回転角度が大きく
なり、通水口３６の開口面積が増加し、絞り弁１４の開
度が次第に大きくなるようにしてある。

【００２２】尚、通水口３６の開口面積は、最も絞られ
た状態でも、絞り弁１４の全開面積の２０％に設定し、
暖機運転時に図１（Ａ）に示すバイパス路２８からシリ
ンダジャケット４に流入する冷却水の抵抗にならないよ
うにしてある。他の構造は第１実施形態と同様の構成に
なっており、図３中、第１実施形態と同一の要素には、
同一の符号を付してある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態を説明する図で、図１（Ａ）はエ
ンジンの縦断側面図、図１（Ｂ）は絞り弁周辺の縦断側
面図、図１（Ｃ）は絞り弁の正面図、図１（Ｄ）はサー
モスタット及び絞り弁の開弁特性を示すグラフである。

【図２】第２実施形態を説明する図で、図２（Ａ）は絞
り弁周辺の縦断側面図、図２（Ｂ）は絞り弁の分解斜視
図である。

【図３】第３実施形態を説明する図で、図３（Ａ）は絞
り弁周辺の縦断側面図、図３（Ｂ）は絞り弁の斜視図で
ある。

【図４】従来技術を説明する図で、図４（Ａ）はエンジ
ンの縦断側面図、図４（Ｂ）は絞り弁周辺の縦断側面図
である。

【符号の説明】

１…シリンダヘッド、２…ヘッドジャケット、３…シリ
ンダブロック、４…シリンダジャケット、５…ジャケッ
ト出口、６…サーモスタット、７…温水導出パイプ、８
…ラジエータ、９…冷水導出パイプ、１０…水ポンプ、
１１…ポンプ出口、１２…ジャケット入口、１３…ガス
ケット、１４…絞り弁、１５…全開温度、１６…設定温
度、１７…冷却水。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダヘッド(１)内のヘッドジャケッ
   ト(２)とシリンダブロック(３)内のシリンダジャケット
   (４)とを連通させ、ヘッドジャケット(２)のジャケット
   出口(５)にサーモスタット(６)を設け、このジャケット
   出口(５)を温水導出パイプ(７)を介してラジエータ(８)
   に連通させ、ラジエータ(８)に冷水導出パイプ(９)を介
   して水ポンプ(１０)を連通させ、水ポンプ(１０)のポン
   プ出口(１１)とシリンダジャケット(４)のジャケット入
   口(１２)とを連通させ、このポンプ出口(１１)とジャケ
   ット入口(１２)との間をガスケット(１３)で封止した、
   エンジンの水冷装置において、 ガスケット(１３)にバイメタル作動式の絞り弁(１４)を
   設け、ジャケット出口(５)の冷却水温度がサーモスタッ
   ト(６)の全開設定温度(１５)を上回る所定の設定温度
   (１６)に到達するまで、絞り弁(１４)周辺の冷却水温度
   の上昇に伴って絞り弁(１４)の開度を次第に大きくしな
   がら、絞り弁(１４)でラジエータ(８)からシリンダジャ
   ケット(４)への冷却水(１７)の導入量を制限するように
   した、ことを特徴とするエンジンの水冷装置。