JPH0949430A - 車両用エンジン暖機装置、および保温器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 保温器９内への注水性、および保温器９から
の空気抜け性を向上し、且つエンジンの即効暖機性能を
向上することが可能な保温器一体型リザーブタンク２６
を備えた自動車用暖房暖機装置を提供する。 【解決手段】 エンジンの冷却水が循環する冷却水回路
に設置した保温器一体型リザーブタンク２６を、タンク
ボディ６の上端部に固定されたリザーブタンク本体７、
タンクボディ６の出口パイプ４２とリザーブタンク本体
７内とを連通させる連通パイプ８、およびタンクボディ
６とリザーブタンク本体７との間に挟み込まれリザーブ
タンク本体７に覆われた保温器９等から構成した。そし
て、保温器９の上端部に保温器９の内部とリザーブタン
ク本体７の内部とを連通するエア抜きパイプ８２を取り
付け、保温器９の温水供給パイプ８４の取水口９９を保
温器９の内部空間８８の最上部付近に配した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、エンジンの冷却
水回路途中の保温器内に蓄熱保温された高温の冷却水を
利用してエンジン暖機などを行うようにした車両用エン
ジン暖機装置に関するもので、特に保温器内の空気抜き
性能を向上した車両用エンジン暖機装置に係わる。

【０００２】

【従来の技術】従来より、図１４に示したように、水冷
式のエンジン１０１を適正な温度に冷却するためにエン
ジン冷却装置１００が車両に搭載されている。また、車
両においては、車室内を暖房するためにエンジン１０１
から放熱される熱量を利用している。このようなエンジ
ン冷却装置１００は、エンジン１０１およびウォータポ
ンプ１０２に、ラジエータ１０３、温水バルブ１０４、
ヒータコア１０５等をそれぞれ環状に接続している。な
お、ラジエータ１０３のアッパータンク１０６には完全
密閉式のリザーブタンク１０７が接続され、ロアタンク
１０８にはサーモスタット１０９が接続されている。ま
た、エンジン冷却装置１００内の系統圧は、リザーブタ
ンク１０７に取り付けられる加圧キャップ１１０により
所定値に設定されている。

【０００３】そして、１１１はリザーブタンク１０７と
ウォータポンプ１０２の入口部とを連通し、加圧キャッ
プ１１０によりエンジン１０１の各部に均一な系統圧を
加える加圧回路である。１１２はラジエータ１０３のア
ッパータンク１０６とリザーブタンク１０７とを連通
し、空気抜きを行うためのエア抜け回路で、１１３はサ
ーモスタット１０９とウォータポンプ１０２の入口部と
を連通するサクションパイプである。１１４はエンジン
１０１の冷却水が低温のときにラジエータ１０３を迂回
するバイパスパイプである。

【０００４】そして、このような完全密閉式のリザーブ
タンク１０７を搭載した車両用エンジン１０１の冷却系
では、図１５に示したように、ラジエータ１０３とリザ
ーブタンク１０７、あるいはエンジン１０１とリザーブ
タンク１０７、さらにはリザーブタンク１０７とウォー
タポンプ１０２の入口部との連通において、ゴム製の連
通ホース１２１等を使用しており、その連通ホース１２
１は前述の各部にホースバンド等の締付け部材１２２、
１２３を用いて固定されている。

【０００５】ところが、第１従来例の車両用エンジン冷
却装置１００では、自動車等の車両において水冷式のエ
ンジン１０１を長時間停止した後に始動すると、特に外
気温が低い冬期の場合には、所定時間、エンジン１０１
を暖機運転する必要があった。この結果、燃料消費量が
極めて多く不経済となると共に、エンジン１０１が最適
な温度に到達するまで自動車等の走行性能も悪いという
問題が生じていた。

【０００６】そこで、上記の問題を解消する目的で、特
開昭５８−１３３４１５号公報や、実開平２−９２０５
４号公報に記載の技術が提案されている。先ず、特開昭
５８−１３３４１５号公報（第２従来例）には、エンジ
ンとラジエータとを結ぶ冷却水流路の途中に、冷却水回
路中の冷却水の略全量を貯蓄可能な保温タンクを配設
し、エンジンの始動時に保温タンク内の高温の冷却水を
エンジンに供給してエンジンを暖機する車両用エンジン
暖機装置が記載されている。

【０００７】また、実開平２−９２０５４号公報（第３
従来例）には、エンジンやラジエータとをパイプで結ん
だ蓄熱器を配設し、蓄熱器とエンジン（ラジエータ）内
に温度センサを取り付け、温度差により蓄熱器内の冷却
水とエンジン側の冷却水とを交換し、エンジンの暖機を
行うようにした車両用エンジン暖機装置が記載されてい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、第２従来例
では、保温タンク内の高温の冷却水をエンジンに供給す
る時に冷却水流路に設置された電磁弁を開弁する必要が
あった。その結果、電磁弁を開弁および閉弁するための
電磁弁の制御装置が必要となるので、非常に高コストと
なるという問題が生じている。

【０００９】また、保温器内の冷却水の温度は大なり小
なり低下するものであり、冷却水の温度が低下した部分
程保温器の下部に集まるが、第２従来例では保温器の出
口パイプが下部付近で開口している。その結果、保温タ
ンク内の冷却水をエンジンに供給する時には、温度が低
目の冷却水から供給されてしまうので、エンジンの暖機
性能を低下させてしまうという問題が生じている。

【００１０】さらに、第２従来例では、冷却水回路中の
冷却水の略全量を貯蓄可能な大きな容積を有する保温タ
ンクを搭載しているが、近年の自動車等の車両のエンジ
ンルーム内は益々過密化の傾向にあり、大きな容積を必
要とする保温タンクの搭載は非常に困難となるという問
題が生じている。

【００１１】一方、第３従来例では、第２従来例と略同
様にして、蓄熱器内の高温の冷却水をエンジンに供給す
る時にバルブを開弁する必要があり、その結果、バルブ
を開弁および閉弁するためのバルブの制御装置が必要と
なるので、非常に高コストとなるという問題が生じてい
る。

【００１２】また、第３従来例の蓄熱器には、この蓄熱
器内の空気抜き通路が設けられておらず、蓄熱器内に冷
却水を注水する時に、蓄熱器の上部にどうしても空気が
貯まるため、保温器内の容積を全て冷却水で満たすこと
は困難であるという問題が生じている。

【００１３】

【発明の目的】この発明の目的は、保温器内への注水
性、および保温器からの空気抜け性を向上し、且つエン
ジンの暖機性能を向上することが可能な車両用エンジン
暖機装置を提供することにある。また、保温器内の冷却
水をリザーブタンクの冷却水と共用するため比較的低コ
ストでしかも小さい取付スペースで保温器を設置するこ
とが可能な車両用エンジン暖機装置を提供することにあ
る。さらに、保温器本体内への注水性、および保温器本
体からの空気抜け性を向上し、且つエンジンの暖機性能
を向上することが可能な保温器を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
よれば、保温器の少なくとも上部側がリザーブタンクに
覆われていると共に、保温器の最上部付近にリザーブタ
ンク内に連通する空気抜き通路を設けている。さらに、
保温器の最上部付近で開口し、内部より冷却水を流出さ
せる出口管を設けている。

【００１５】これにより、冷却水を保温器内に注水する
場合には、リザーブタンクの注水口より行う。注水口よ
りリザーブタンク内に注水された冷却水は、エンジンの
冷却水系内に供給されることにより、保温器内にも供給
される。ここで、保温器内の空気は、冷却水の供給に伴
い、保温器の最上部付近に設けられた空気抜き通路を通
ってリザーブタンク内に排出される。このように、保温
器内の空気抜け性能を向上できるので、保温器内への注
水性能を向上することができるという効果が得られる。

【００１６】エンジンの始動時に、保温器内の高温の冷
却水をエンジンに供給する場合には、保温器内の最上部
付近で開口した出口管より保温器内の冷却水がエンジン
に供給される。なお、保温器内では、比較的高目の温度
の冷却水が上部側に集まり、比較的低目の温度の冷却水
が下部側に集まる。この結果、比較的高目の温度の冷却
水をエンジンに供給することができるので、エンジンの
暖機性能を向上することができるという効果が得られ
る。

【００１７】保温器の少なくとも上部側がリザーブタン
クに覆われているので、比較的に小さい取付スペースに
保温器を設置することができる。また、保温器内に常に
エンジンの冷却水が循環しているので、保温器とエンジ
ンの冷却水系との連通状態を遮断する必要がない。この
結果、電磁弁やバルブが不要となると共に、それらを制
御する制御装置が不要となるので、製品コストを低減す
ることができるという効果が得られる。

【００１８】請求項２に記載の発明によれば、保温器の
上部とリザーブタンク本体の上部との間に挟み込まれた
押圧部材により、保温器を支持部材の内壁面に押し付け
ることによって、保温器とリザーブタンク本体との間の
隙間がばらついても確実に保温器をリザーブタンク本体
に固定できる。また、重心に対して上部で保温器を支持
することにより、ボルト、ナット等の機械的な結合部材
を削減できる。したがって、車両用エンジン暖機装置の
部品点数、組付工数および製品コストを低減できるとい
う効果が得られる。

【００１９】請求項３に記載の発明によれば、押圧部材
として弾性変形が可能な弾性体を利用することにより、
保温器とリザーブタンク本体との間の隙間がばらついて
も確実に保温器をリザーブタンク本体に固定できるとい
う効果が得られる。

【００２０】請求項４に記載の発明によれば、保温器本
体の最上部に空気抜き通路を設け、保温器本体の内部よ
り冷却水を流出させる出口管を保温器本体の最上部付近
で開口させることにより、冷却水を保温器本体内に注水
すると、冷却水の供給に伴い、保温器本体内の空気が保
温器本体の最上部付近に設けられた空気抜き通路を通っ
て外部へ排出される。

【００２１】このように、保温器本体内の空気抜け性能
を向上できるので、保温器本体内への注水性能を向上す
ることができるという効果が得られる。また、保温器本
体内では、比較的高目の温度の冷却水が上部側に集ま
り、比較的低目の温度の冷却水が下部側に集まるので、
比較的高目の温度の冷却水が保温器本体内の最上部付近
で開口した出口管より目標物に供給することができると
いう効果が得られる。

【００２２】

【発明の実施の形態】

〔第１実施例の構成〕図１ないし図３はこの発明の車両
用エンジン暖機装置を、自動車用暖機暖房装置に適用し
た第１実施例を示したもので、図１は保温器一体型リザ
ーブタンクを示した図で、図２は自動車用暖房暖機装置
の冷却系を示した図で、図３はその保温器一体型リザー
ブタンクの主要部を示した図である。

【００２３】自動車用暖房暖機装置１は、自動車の車室
内を暖房する車両用蓄熱式暖房装置と水冷式のエンジン
２を即効暖機する車両用エンジン暖機装置とエンジン２
を冷却する車両用エンジン冷却装置とを兼ね備えたもの
である。この自動車用暖房暖機装置１は、自動車に搭載
された空気調和装置のダクト３、このダクト３の上流側
に配設された遠心式送風機４、エンジン２の冷却水（温
水）が循環する冷却水回路５等から構成されている。こ
こで、冷却水とは、エチレングリコールを主成分とした
不凍液や、不凍液、防錆剤などを混合したロングライフ
クーラント（Ｌ・Ｌ・Ｃ・）などの冷却水を用いる。

【００２４】ダクト３の上流側には、内外気切替ドア１
０が回動自在に取り付けられている。この内外気切替ド
ア１０は、外気導入口１１から車室外空気（外気）を導
入する外気導入モードと内気導入口１２から車室内空気
（内気）を導入する内気循環モードとを切り替える内外
気切替手段である。

【００２５】遠心式送風機４は、車室内へ向かう空気流
を発生させるブロワ１３、このブロワ１３を回転駆動す
る電動モータとしてのブロワモータ１４、およびダクト
３の上流部を形成するスクロールケーシング等から構成
されている。なお、ブロワモータ１４の代わりに油圧モ
ータ等の駆動手段を用いても良い。

【００２６】次に、冷却水回路５を図１ないし図３に基
づいて詳細に説明する。この冷却水回路５は、エンジン
２の冷却水系を構成するもので、ラジエータ２１、サー
モスタット２２、ヒータコア２３、ヒータバルブ２４、
ウォータポンプ２５および保温器一体型リザーブタンク
２６等を有している。

【００２７】エンジン２は、水冷式のガソリンエンジン
または水冷式のディーゼルエンジン等の高温の冷却水を
供給する目標物であり、自動車のエンジンルーム内に配
されており、シリンダブロックとシリンダヘッドに形成
されたウォータジャケット内に冷却水が強制循環されて
エンジン２の各部が効率良く作動する適温となるように
冷却される。

【００２８】ラジエータ２１は、冷却水より空気中に放
熱する放熱器（熱交換器）であり、自動車のエンジンル
ーム内の走行風を受け易い場所に配されている。このラ
ジエータ２１は、自動車の走行風および冷却ファン２７
の冷却風によりチューブの外側を通過する空気とチュー
ブ内を流れる冷却水とを熱交換させて冷却水を冷却する
冷却水冷却手段である。そして、ラジエータ２１は、ア
ッパータンク２８とロアタンク２９との間に、複数のチ
ューブを列設したコア部３０を有している。冷却ファン
２７は、ファンモータ３１により回転駆動される電動フ
ァンである。なお、ファンモータ３１の代わりに油圧モ
ータ等の駆動手段を用いても良い。

【００２９】サーモスタット２２は、冷却水温の自動調
整弁であり、冷却水がラジエータ２１内を通る放熱流路
３２に取り付けられ、冷却水温が設定温度（例えば８５
℃）より低下している時、全閉して冷却水をラジエータ
２１から迂回させるバイパス流路３３を通してエンジン
２を早く適温に近づける働きをする。

【００３０】ヒータコア２３は、温水式ヒータであり、
ダクト３内を通過する空気中に放熱する放熱器（熱交換
器）である。このヒータコア２３は、ヒータ流路３４に
取り付けられ、車室内へ向かう空気とエンジン２の排熱
を吸収した冷却水とを熱交換させて空気を加熱して車室
内を暖房する空気加熱手段である。そして、ヒータコア
２３は、入口タンク３５と出口タンク３６との間に、複
数のチューブを列設したコア部３７を有している。

【００３１】ヒータバルブ２４は、ヒータ流路３４に取
り付けられ、ヒータ流路３４を開閉することにより、ヒ
ータコア２３へエンジン２の排熱を吸収した冷却水の供
給および供給の停止を行う温水弁である。なお、ヒータ
バルブ２４として、車室内の操作パネルに設置された温
度調整レバーに連動して、ヒータ流路３４の開度を調整
する流量調整弁を利用しても良い。

【００３２】ウォータポンプ２５は、エンジン２に付随
して設置され、エンジン２の流入口に取り付けられてい
る。このウォータポンプ２５は、駆動手段としてのエン
ジン２にベルト等の伝達部材を介して回転駆動されるこ
とによって、ラジエータ２１およびヒータコア２３から
流出した冷却水をエンジン２のウォータジャケット内に
強制循環させる循環流発生手段である。

【００３３】次に、保温器一体型リザーブタンク２６を
図１ないし図３に基づいて詳細に説明する。この保温器
一体型リザーブタンク２６は、タンクボディ６、このタ
ンクボディ６の上端部に固定されたリザーブタンク本体
７、タンクボディ６の内部とリザーブタンク本体７の内
部とを連通させる連通パイプ８、およびタンクボディ６
とリザーブタンク本体７との間に挟み込まれた保温器９
等から構成されている。

【００３４】次に、タンクボディ６を図１および図３に
基づいて詳細に説明する。このタンクボディ６は、本発
明の支持部材であって、例えばナイロン樹脂またはポリ
プロピレン樹脂等の樹脂材料により所定の形状に一体成
形されている。このタンクボディ６は、保温器９内に冷
却水を流入させるための入口パイプ４１、および保温器
９内より冷却水を流出させるための出口パイプ４２を一
体成形している。入口パイプ４１は、水平方向に延びる
円管であって、内部に冷却水流路４３を有している。こ
の冷却水流路４３は、バイパス流路３３の途中より分岐
した分岐流路である。

【００３５】また、出口パイプ４２は、水平方向の部分
と垂直方向の部分を備える逆Ｌ字に延びる円管であっ
て、内部に冷却水流路４４を有している。この冷却水流
路４４は、加圧回路（冷却水流路）４５に合流する合流
流路である。なお、出口パイプ４２の途中には、連通パ
イプ８の下流端部が挿入される接続ポート４６が形成さ
れている。この接続ポート４６は、出口パイプ４２の外
壁から上方に向かって延長されている。

【００３６】そして、タンクボディ６の入口パイプ４１
よりも上側には、保温器９が載置される椀形状の支持部
４７、およびこの支持部４７の中央部分より垂下された
円筒形状の支持部４８が一体成形されている。その支持
部４８内には、冷却水流路４３に連通する連通室４９が
形成されている。また、支持部４８と入口パイプ４１と
の境には、冷却水流路４３と連通室４９とを区画する区
画部５０が形成されている。この区画部５０は、一部に
内側に突出した突出部５１、および上端側にテーパ形状
の傾斜面（傾斜部）５２を有している。

【００３７】次に、完全密閉式リザーブタンクであるリ
ザーブタンク本体７を図１および図３に基づいて詳細に
説明する。このリザーブタンク本体７は、本発明のリザ
ーブタンクであって、常に冷却水が循環し、冷却水回路
（冷却水系）５内の空気を内部にて気水分離させる気水
分離手段で、冷却水のみが連通パイプ８、タンクボディ
６の出口パイプ４２を介してエンジン２へ戻される。こ
のリザーブタンク本体７は、吸水率が低く、冷却水に対
して着色し難い例えばナイロン樹脂またはポリプロピレ
ン樹脂等の樹脂材料により一体成形されたアッパータン
ク５３およびロアタンク５４等から構成されている。

【００３８】アッパータンク５３は、逆Ｕ字形状の断面
を有し、最上部に円管形状のオーバーフローパイプ５５
を有するネックフィラ５６を一体成形している。アッパ
ータンク５３のネックフィラ５６の近傍には、円管形状
の入口パイプ５７が一体成形されている。この入口パイ
プ５７は、アッパータンク５３の外壁より側方に突出す
るように形成され、内部にエア抜け回路（冷却水流路）
５８を介してラジエータ２１のアッパータンク２８に連
通する入口流路５９を有している。また、ネックフィラ
５６により形成される冷却水の注水口６０は、金属製の
加圧キャップ３９により塞がれている。

【００３９】この加圧キャップ３９は、ネックフィラ５
６に緊密的に嵌め合わされ、リリーフバルブ（加圧弁）
とバキュームバルブ（負圧弁）とを兼ねるバキュームリ
リーフバルブ６１が取り付けられている。バキュームリ
リーフバルブ６１は、リザーブタンク本体７の内圧が予
め決定された圧力（例えば０．９ｋｇ／ｃｍ² ）になる
まで、オーバーフローパイプ５５の開口を抑える。ま
た、バキュームリリーフバルブ６１は、エンジン２の停
止時に冷却水回路５内の温度が下がり、リザーブタンク
本体７の内圧が大気圧より低くなったときに開き、外部
より空気を吸い込んで負圧状態をなくす。

【００４０】ロアタンク５４は、アッパータンク５３の
下端部に溶着された外筒壁６２、この外筒壁６２よりも
内側に設けられた内筒壁６３、この内筒壁６３の上端部
を連結する天井壁６４、および外筒壁６２と内筒壁６３
との連結部６５より下方に延長された取付フランジ６６
等から構成されている。外筒壁６２、内筒壁６３、天井
壁６４およびアッパータンク５３により囲まれた逆容器
形状の内部空間６７には、冷却水が貯溜される。外筒壁
６２の下部と内筒壁６３とからは、円筒形状のスカート
部５４１が形成される。

【００４１】外筒壁６２の下端部には、連通パイプ８の
上流側端部が挿入される円管形状の接続ポート６８が一
体成形されている。この接続ポート６８は、外筒壁６２
より側方に突出するように形成されている。天井壁６４
の中心部分には、上方に凹んだ丸穴形状の凹所６９が形
成されている。この凹所６９には、保温器９の内部と内
部空間６７とを連通するための円形状の連通孔７０が形
成されている。取付フランジ６６は、タンクボディ６の
支持部４７に形成されたフランジ部７１の上端面に、ア
ングル７２を介してボルトやナット等の締結具７３を複
数組み用いて締付け固定されている。

【００４２】次に、連通パイプ８を図１および図３に基
づいて詳細に説明する。この連通パイプ８は、例えばナ
イロン樹脂またはポリプロピレン樹脂等の樹脂材料によ
り一体成形された円管であって、上端側が下端側に対し
て折り曲げられている。この連通パイプ８は、上流側端
部（上端部）がリザーブタンク本体７の接続ポート６８
内に挿入され、下流側端部（下端部）がタンクボディ６
の出口パイプ４２に一体成形された接続ポート４６内に
挿入されている。この連通パイプ８の内部には、リザー
ブタンク本体７の内部空間６７と出口パイプ４２内の冷
却水流路４４とを連通する連通流路７４が形成されてい
る。

【００４３】そして、連通パイプ８の上流側端部の外周
と接続ポート６８の内周との間には、冷却水の外部への
漏れを防ぐＯリング等のシール材７５が装着されてい
る。また、連通パイプ８の下流側端部の外周と接続ポー
ト４６の内周との間には、冷却水の外部への漏れを防ぐ
Ｏリング等のシール材７６が装着されている。なお、連
通パイプ８は、タンクボディ６またはリザーブタンク本
体７に一体成形されていても良い。また、連通パイプ８
を金属管により形成して、タンクボディ６またはリザー
ブタンク本体７にインサート成形しても良い。

【００４４】次に、保温器９を図１ないし図３に基づい
て詳細に説明する。この保温器９は、タンクボディ６と
リザーブタンク本体７とに覆われた状態で保持された保
温器本体８１、この保温器本体８１の最上端部に設けら
れたエア抜きパイプ８２、このエア抜きパイプ８２を保
持するインサート８３、および保温器本体８１より冷却
水（温水）をエンジン２に供給する温水供給パイプ８４
等から構成されている。

【００４５】保温器本体８１は、ステンレス製の金属材
料よりなるアウタ（外側容器）８５とインナ（内側容
器）８６との間に真空層８７を備えたもので、内部空間
８８に流入した冷却水を蓄熱保温する。なお、真空層８
７の代わりに、内部と外部とを断熱する断熱材を配した
断熱層を設けても良い。そして、保温器本体８１の下端
側は、タンクボディ６の支持部４７の上端面に、アング
ル８９を介してボルトやナット等の締結具９０を複数組
み用いて保持固定されている。

【００４６】そして、保温器本体８１の下端部に形成さ
れた円筒形状の突出部９１には、温水供給パイプ８４が
挿通し、且つタンクボディ６の冷却水流路４３と内部空
間８８とを連通する入口流路９２が形成されている。な
お、突出部９１は、先端部の外周がテーパ形状とされ、
先端が区画部５０の突出部５１と略同一水平面上に位置
するように、タンクボディ６の連通室４９内に差し込ま
れている。また、突出部９１の外周とタンクボディ６の
支持部４８の内周との間には、冷却水の外部への漏れを
防ぐＯリング等のシール材９３が装着されている。さら
に、保温器本体８１内に、潜熱型のパラフィン系ワック
ス等の蓄熱剤を挿入しても良い。

【００４７】エア抜きパイプ８２は、図２に示したよう
に、例えばナイロン樹脂またはポリプロピレン樹脂等の
樹脂材料あるいはステンレス等の金属材料により一体成
形された空気抜き管であって、保温器本体８１の最上端
部を貫通するように設けられている。このエア抜きパイ
プ８２の内部には、保温器本体８１の内部空間８８とリ
ザーブタンク本体７の内部空間６７とを連通するエア抜
き通路（空気抜き通路）９４が形成されている。そし
て、エア抜きパイプ８２の上端部は、リザーブタンク本
体７の連通孔７０内に差し込まれている。また、エア抜
きパイプ８２の下端部には、保温器本体８１のインナ８
６の内周面に当接するフランジ部９５が一体成形されて
いる。

【００４８】インサート８３は、例えばナイロン樹脂ま
たはポリプロピレン樹脂等の樹脂材料あるいはステンレ
ス等の金属材料により一体成形され、リザーブタンク本
体７の凹所６９内に収容され、プレート９６を介して保
温器本体８１のアウタ８５に保持されている。このイン
サート８３は、内周でエア抜きパイプ８２を保持固定し
ている。また、インサート８３の外周と凹所６９の内壁
との間には、冷却水の外部への漏れを防ぐＯリング等の
シール材９７が装着されている。

【００４９】温水供給パイプ８４は、本発明の出口管で
あって、例えばナイロン樹脂またはポリプロピレン樹脂
等の樹脂材料により一体成形された円管であって、保温
器本体８１の中央部分に上下方向に配されている。この
温水供給パイプ８４の内部には、保温器本体８１の内部
空間８８とタンクボディ６の出口パイプ４２内の冷却水
流路４４とを連通する出口流路９８が形成されている。
また、温水供給パイプ８４の上端部には、保温器本体８
１の最上部付近で開口する取水口９９が形成されてい
る。さらに、温水供給パイプ８４の下端部は、タンクボ
ディ６の出口パイプ４２の上端部に液密的に接続されて
いる。

【００５０】〔第１実施例の作用〕次に、この実施例の
自動車用暖房暖機装置１の作用を図１ないし図３に基づ
いて簡単に説明する。

【００５１】冷却水を保温器本体８１内に注水する場合
には、ネックフィラ５６に形成された注水口６０よりリ
ザーブタンク本体７の内部空間６７内に注水された冷却
水は、接続ポート６８、連通パイプ８の連通流路７４、
タンクボディ６の出口パイプ４２内の冷却水流路４４等
を通って冷却水回路５内に供給されることにより、エン
ジン２のウォータジャケット、ラジエータ２１等の各部
に供給される。さらに、冷却水回路５のバイパス流路３
３、タンクボディ６の入口パイプ４１内の冷却水流路４
３、入口流路９２等を通って保温器本体８１の内部空間
８８内にも供給される。

【００５２】保温器本体８１の内部空間８８内に冷却水
が供給されると、保温器本体８１の内部空間８８内の空
気は、冷却水の供給に伴って徐々に保温器本体８１の上
部側に押し上げられ、最終的には保温器本体８１の最上
部付近に取り付けられたエア抜きパイプ８２内のエア抜
き通路９４、天井壁６４の連通孔７０を通ってリザーブ
タンク本体７の内部空間６７内に排出される。これによ
り、保温器本体８１の内部空間８８の全容積を冷却水で
満たすことができる。

【００５３】ここで、エンジン２を運転すると、冷却水
温が設定温度（例えば８５℃）以上に上昇すると、サー
モスタット２２が開弁して、エンジン２のウォータジャ
ケット内でエンジン２の排熱を吸熱した高温の冷却水が
ラジエータ２１のアッパータンク２８→コア部３０→ロ
アタンク２９→サーモスタット２２→ウォータポンプ２
５を通ってエンジン２に戻る第１循環経路（放熱経路）
が形成される。

【００５４】また、エンジン２のウォータジャケット→
ラジエータ２１のアッパータンク２８→リザーブタンク
本体７の内部空間６７→連通パイプ８内の連通流路７４
→タンクボディ６の出口パイプ４２内の冷却水流路４４
→加圧回路４５→ウォータポンプ２５を通ってエンジン
２に戻る第２循環経路が形成される。

【００５５】さらに、エンジン２のウォータジャケット
→バイパス流路３３→タンクボディ６の入口パイプ４１
内の冷却水流路４３→保温器本体８１の内部空間８８→
温水供給パイプ８４内の出口流路９８→タンクボディ６
の出口パイプ４２内の冷却水流路４４→加圧回路４５→
ウォータポンプ２５を通ってエンジン２に戻る第３循環
経路が形成される。そして、ヒータバルブ２４が開弁し
ている時には、エンジン２のウォータジャケット→ヒー
タバルブ２４→ヒータコア２３→ウォータポンプ２５を
通ってエンジン２に戻る第４循環経路（暖房経路）が形
成される。

【００５６】なお、図１に示したように、保温器本体８
１の内部空間８８内の冷却水を満水状態にしなくても、
エンジン２の運転中には、すなわち、自動車の走行中に
は、冷却水回路５中の冷却水温の上昇に伴って冷却水が
膨張するため、保温器本体８１の内部空間８８内が満水
になる。さらに、冷却水温が上昇した場合には、保温器
本体８１の内部空間８８の上端部よりエア抜きパイプ８
２内のエア抜き通路９４、天井壁６４の連通孔７０を通
ってリザーブタンク本体７の内部空間６７内に冷却水が
オーバーフローする。したがって、リザーブタンク本体
７の内部空間６７と保温器本体８１の内部空間８８は、
常に同じ水位に保たれることになる。

【００５７】そして、エンジン２の運転を停止すると、
保温器本体８１の内部空間８８内の冷却水は高い温度に
保温される。次に、エンジン２を即効暖機する場合に
は、エンジン２の始動時、冷たい冷却水がタンクボディ
６の入口パイプ４１内の冷却水流路４３を通って保温器
本体８１の内部空間８８内に流入するが、温かい冷却水
程、保温器本体８１の内部空間８８の上部に集まってい
る。このため、冷たい冷却水に押された高温の冷却水
は、取水口９９から温水供給パイプ８４内の出口流路９
８に流入して、タンクボディ６の出口パイプ４２内の冷
却水流路４４→加圧回路４５→ウォータポンプ２５を通
ってエンジン２に供給される。これにより、エンジン２
に比較的に高目の温度の冷却水が供給されることによ
り、エンジン２の即効暖機効果を向上できる。

【００５８】〔第１実施例の効果〕以上のように、自動
車用暖房暖機装置１では、冷却水回路５中に保温器一体
型リザーブタンク２６を接続している。すなわち、リザ
ーブタンク本体７とタンクボディ６との間に保温器９を
挟み込むことにより、保温器９をリザーブタンク本体７
により覆っているので、比較的に狭い取付スペースの小
さいエンジンルーム内においても保温器９を容易に設置
することができる。

【００５９】また、エンジン２の運転中には、保温器本
体８１（保温器９）内に常に冷却水が循環しているの
で、保温器本体８１と冷却水回路５との連通状態をバル
ブや電磁弁等を用いて遮断する必要はない。この結果、
電磁弁やバルブが不要となると共に、それらを制御する
制御装置が不要となるので、冷却水回路５の製品コスト
を低減することができる。これにより、安価な冷却水回
路５を搭載した自動車の価格を低減することができる。

【００６０】そして、保温器本体８１（保温器９）の最
上部にリザーブタンク本体７内に保温器本体８１内の空
気を抜くためのエア抜きパイプ８２を設けることによ
り、保温器本体８１の空気抜け性能を向上できるので、
保温器本体８１内への注水性能を向上することができ
る。また、比較的高目の温度の冷却水をエンジンに供給
することができるので、エンジン２の即効暖機性能を向
上することができる。また、図示はしていないが、冷却
水によって温度コントロールされる油温等の暖機にも寄
与すると共にヒータ性能も向上するため更に効果が期待
できる。

【００６１】〔第２実施例〕図４および図５はこの発明
の第２実施例を示したもので、図４は保温器一体型リサ
ーブタンクの全体構造を示した図で、図５は保温器一体
型リサーブタンクの主要構造を示した図である。

【００６２】この実施例の保温器一体型リザーブタンク
２６は、第１実施例と同様にして、タンクボディ６、リ
ザーブタンク本体７、連通パイプ８および保温器９等か
ら構成されている。そして、リザーブタンク本体７は、
加圧キャップ３９、アッパータンク５３、ロアタンク５
４およびこのロアタンク５４に一体成形された接続ポー
ト（連通孔）６８を有している。

【００６３】さらに、リザーブタンク本体７の下部に
は、保温器９への冷却水の入口パイプ４１と出口パイプ
４２、および出口パイプ４２に一体成形された接続ポー
ト（連通孔）４６を有している。保温器９は、略椀形状
のタンクボディ６と逆容器形状の内部空間６７を有する
リザーブタンク本体７との間に挟み込まれでタンクボデ
ィ６とリザーブタンク本体７に覆われるように組み付け
られている。

【００６４】また、この保温器一体型リザーブタンク２
６のエンジン２のエンジンブロック２０１への装着は、
外周にＯリング等のシール材２０２が装着された出口パ
イプ４２の先端部を、エンジンブロック２０１の連通口
２０３内に挿入した後に、リザーブタンク支持具（ステ
ー）２０４およびボルト等の締付部材２０５によって強
固に装着する。

【００６５】そして、タンクボディ６の接続ポート４６
とリザーブタンク本体７の接続ポート６８との接続は、
図５に示したように連通パイプ８によって成されてい
る。この連通パイプ８の両端には、冷却水のシールのた
めにＯリング等のシール材７５、７６がこのシール材７
５、７６のサイズに合わせた周溝内に装着されている。
そして、連通パイプ８の両端は、冷却水のシールのため
に寸法管理された接続ポート４６、６８にぞれぞれ挿入
されており、図１５に示したようなホースバンド等の締
付け部材１２２、１２３を使用しない、部品点数、組付
工数および製品コストの低減を可能にした冷却水回路
（冷却水循環路）５の接続を可能にしている。また、こ
の実施例では、図５に示した矢印方向への荷重が生じて
も、接続ポート４６、６８への挿入代を適正に取ること
により連通パイプ８が抜け落ちることを防止している。

【００６６】なお、連通パイプ８の装着は以下の手順で
行う。リザーブタンク本体７の接続ポート６８に、Ｏリ
ング等のシール材７５を装着した連通パイプ８の後端部
を差し込んだ後に、リザーブタンク本体７内に保温器９
を嵌め込む。そして、保温器９の下部にタンクボディ６
を組み付けると共に、出口パイプ４２の接続ポート４６
に、Ｏリング等のシール材７６を装着した連通パイプ８
の先端部を差し込む。そして、タンクボディ６、リザー
ブタンク本体７および保温器９を、アングル７２、８
９、ボルトやナット等の締結具７３、９０を用いて締付
け固定する。

【００６７】〔第３実施例〕図６ないし図８はこの発明
の第３実施例を示したもので、図６は保温器一体型リサ
ーブタンクの主要構造を示した図で、図７は保温器一体
型リサーブタンクの全体構造を示した図である。

【００６８】この実施例の保温器９は、アウタ８５とイ
ンナ８６との間に真空層（断熱層）８７を設けており、
アウタ８５とインナ８６とはインサート８３、プレート
９６、エアぬきパイプ８２を介して固定されている。イ
ンサート８３の外周部には、Ｏリング等のシール材９７
が装着され、さらに外側のリザーブタンク本体７のロア
タンク５４の上部に一体成形された凹所６９とシールす
ることにより冷却水が外部に漏れることを防止してい
る。

【００６９】そして、ロアタンク５４の凹所６９の周縁
に設けられた切欠部２１１には、フランジ部２１２を有
する板ばね（押圧部材、弾性体）２１３が設けられてい
る。この板ばね２１３のフランジ部２１２は、ロアタン
ク５４の切欠部２１１に挿入固定されている。なお、板
ばね２１３の形状は、図８（ａ）、（ｂ）に示した形状
だでなく、保温器９の容量が多い程、フランジ部２１２
より突出する支持部（脚部）２１４の本数を増やすよう
にすれば良い。また、図８（ｂ）の実線は板ばね２１３
の組付前のばね形状を示し、図８（ｂ）の破線は板ばね
２１３の組付後のばね形状を示す。

【００７０】そして、保温器本体８１をリザーブタンク
本体７に嵌め込むと、保温器本体８１のアウタ８５の一
部（上端部）は板ばね２１３の支持部２１４と接触す
る。そして、さらに保温器本体８１をリザーブタンク本
体７に嵌め込んでいくと、インサート８３の上面がリザ
ーブタンク本体７の凹所６９の天井壁面に接触して組付
作業が終了する。このとき、板ばね２１３は、ある規定
の荷重で圧縮されて弾性力を与えられている。このた
め、保温器本体８１とリザーブタンク本体７との間の隙
間がばらついても確実に保温器本体８１をリザーブタン
ク本体７に固定できる。

【００７１】また、この実施例では、アングル７２を介
してボルトやナット等の締結具７３を用いてタンクボデ
ィ（支持部材）６とリザーブタンク本体７とを組み付
け、これらの間に保温器本体８１を、板ばね２１３によ
って重心に対して上部で支持することにより組み付ける
ことによって、第１実施例では必要であったアングル８
９やボルト、ナット等の機械的な締結具９０が不要とな
る。したがって、保温器一体型リザーブタンク２６の機
械的な組付部品がボルトやナット（共に４個）等の締結
具７３のみとなり、機械的な組付部品の部品点数を低減
できるので、組付工数および製品コストを低減できる。

【００７２】〔第４実施例〕図９ないし図１１はこの発
明の第４実施例を示したもので、図９は保温器本体の成
形型を示した図である。

【００７３】車両用冷却系の完全密閉式リザーブタンク
（リザーブタンク本体）７は、全水容量から温度上昇時
の体積膨張分、系統圧付加のためのエア量等によってそ
の容積が決定される。ところが、同一容積であっても、
車両搭載時の制約により、その形状は種々様々であり、
製造においてはその分の成形型が必要となっており、そ
れが保温器一体型リサーブタンク２６の製品コストの上
昇の要因になっている。

【００７４】そこで、この実施例では、リザーブタンク
本体７の成形型、特にロアタンク５４の成形型２２０と
して、分割式共通型２２１、分割式固有型２２２および
分割式共通型２２３とを用意した。なお、リザーブタン
ク本体７のアッパータンク５３は水容量の差に拘らず、
成形型（図示せず）の共用が可能である。一方、ロアタ
ンク５４の成形型２２０は、保温器９を覆う部分のほと
んどは共用できる。つまり、水容量の変化分を分割式固
有型２２２の高さ方向の寸法で吸収するようにしてい
る。

【００７５】したがって、ロアタンク５４の成形型２２
０は、上から分割式共通型２２１、分割式固有型２２２
および分割式共通型２２３となり、前述したように、そ
のほとんどの部分の成形型の共用化を実現している。し
かし、水容量によって決定される分割式固有型２２２は
単なる円筒形状を得る成形型であり、成形型の製作も大
して困難ではない。

【００７６】例えば図１０（ａ）に示したような水容量
が２．５リットルの保温器９と図１０（ｂ）に示したよ
うな水容量が３．０リットルの保温器９とが必要な場合
には、図１１（ａ）、（ｂ）に示したように、高さ方向
の寸法が短い分割式固有型２２２と高さ方向の寸法が長
い分割式固有型２２４のみの型変更で２種類の水容量の
保温器９を覆うリザーブタンク本体７を一体成形するこ
とができる。

【００７７】すなわち、高温の冷却水を蓄えておく保温
器本体８１とそれを覆うように配置されたリザーブタン
ク本体７とを一体化した保温器一体型リザーブタンク２
６において、車両用冷却系の水容量と保温器本体８１の
水容量の総和（全水容量）によって決定されるリザーブ
タンク本体７の容積を全水容量（特に保温器本体８１の
水容量）が車種や仕様毎に変化しても、一部の型（固有
型２２２、２２４等）の変更のみで対応できるので、リ
ザーブタンク本体７を樹脂成形するための型費用を低減
できる。したがって、保温器一体型リザーブタンク２
６、特にリザーブタンク本体７の製品コストを低減する
ことができる。

【００７８】〔第５実施例〕図１２および図１３はこの
発明の第５実施例を示したもので、図１２は自動車用暖
房暖機装置の全体構造を示した図である。

【００７９】図１４に示したような完全密閉式リザーブ
タンク１０７を搭載した車両の冷却系では、ラジエータ
１０３とリザーブタンク１０７、エンジン１０１とリザ
ーブタンク１０７、さらにウォータポンプ１０２の入口
部とリザーブタンク１０７とを連通させている。これら
の連通の内で完全密閉式リザーブタンク１０７の機能で
あるエア抜け（気液分離）、系統圧の付加、冷却水の注
入を果たすには、ウォータポンプ１０２の入口部とリザ
ーブタンク１０７とを連通する加圧回路１１１が最も重
要である。

【００８０】しかしながら、リザーブタンク１０７の出
口からウォータポンプ１０２の入口部までは長いゴムホ
ースで連通されているのが一般的であり、そのため、か
なりの通水抵抗となっており、せっかく加圧キャップ１
１０によって付加した系統圧も、図１３の模式図で示し
たように、圧力低下（ΔＰｗ大）により有効に付加され
ない。ここで、一般的に、冷却水回路内の圧力が冷却水
の飽和蒸気圧より低くなるとウォータポンプ１０２の入
口部でキャビテーションが発生する。したがって、近
年、車両の通水系は益々厳しくなっており、通水系特に
ウォータポンプ１０２にとって問題となるキャビテーシ
ョン対策に余裕がないという不具合が生じている。

【００８１】この実施例の冷却水回路５内の主要な冷却
水の流れを説明する。ラジエータ２１のアッパータンク
２８から流出した冷却水は、エア抜け回路５８を通って
リザーブタンク本体７内に流入する。このとき、冷却水
中に空気が入っていると、リザーブタンク本体７内で気
水分離される。

【００８２】次に、リザーブタンク本体７のスカート部
５４１の最下部から流出した冷却水は、その時の温度等
によって決定される系統圧（例えば０．９ｋｇ／ｃ
ｍ² ）を加圧キャップ３９によって付加されながら、加
圧回路４５を通ってサーモスタット２２とウォータポン
プ２５の間に設けられたサクションパイプ３８に流入
し、ウォータポンプ２５によってエンジン２の各部に分
配される。

【００８３】また、保温器本体８１の最上部は、第１実
施例で説明したように、エア抜けのために設けたエア抜
きパイプ８２によってリザーブタンク本体７と連通して
いる。このため、リザーブタンク本体７内の冷却水にも
加圧キャップ３９による圧力が付加され、同様にサクシ
ョンパイプ３８からエンジン２に流入し、エンジン２の
各部に均一な系統圧を加える。

【００８４】したがって、図１４で示した従来のエンジ
ン冷却装置１００の冷却水回路（第１従来例）と比較す
ると、この実施例の冷却水回路５は、リザーブタンク本
体７のスカート部５４１を長くとり、しかも保温器本体
８１からの流出部からも圧力が付加できることにより、
加圧回路４５に関わる通水断面積が増大すると共に、通
水長さの減少が可能となり、図１３の模式図で示したよ
うに、加圧回路４５による圧力低下分が少なくなり（Δ
Ｐｗ小）、ウォータポンプ２５の吸込圧が上昇する（Ｕ
Ｐ）。つまり、エンジン回転数が同一で、且つウォータ
ポンプ２５の入口部の水温が同一（系統圧同一）であれ
ば、飽和蒸気温度までの余裕代が大きくなりキャビテー
ションが発生し難くなる。これにより、ウォータポンプ
２５の羽根等の耐久寿命を長期化できる。

【００８５】〔変形例〕この実施例では、保温器９の入
口パイプ４１をバイパス流路３３に接続したが、保温器
９の入口パイプ４１をラジエータ２１のアッパータンク
２８やエンジン２の出口等の比較的に冷却水温が高目の
温度となる冷却水回路５の途中に接続しても良い。第４
実施例では、ロアタンク５４の外筒壁６２および内筒壁
６３の径が同一径となる分割式固有型２２２、２２４を
用いたが、ロアタンク５４の外筒壁６２および内筒壁６
３の径が途中で変化するような固有型を用いても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の保温器一体型リザーブタンクの全体
構造を示した断面図である（第１実施例）。

【図２】この発明の自動車用暖房暖機装置の全体構造を
示した冷却系統図である（第１実施例）。

【図３】図１の保温器一体型リサーブタンクの主要構造
を示した断面図である（第１実施例）。

【図４】この発明の保温器一体型リサーブタンクの全体
構造を示した断面図である（第２実施例）。

【図５】この発明の保温器一体型リサーブタンクの主要
構造を示した断面図である（第２実施例）。

【図６】この発明の保温器一体型リサーブタンクの主要
構造を示した断面図である（第３実施例）。

【図７】この発明の保温器一体型リザーブタンクの全体
構造を示した断面図である（第３実施例）。

【図８】（ａ）はこの発明の板ばねを示した平面図で、
（ｂ）は（ａ）のＡ−Ｏ−Ａ断面図である（第３実施
例）。

【図９】この発明の保温器本体の成形型を示した断面図
である（第４実施例）。

【図１０】（ａ）はこの発明の２．５リットル用保温器
本体を有する保温器一体型リザーブタンクを示した断面
図で、（ｂ）はこの発明の３．０リットル用保温器本体
を有する保温器一体型リザーブタンクを示した断面図で
ある（第４実施例）。

【図１１】（ａ）はこの発明の２．５リットル用保温器
本体の成形型を示した断面図で、（ｂ）はこの発明の
３．０リットル用保温器本体の成形型を示した断面図で
ある（第４実施例）。

【図１２】この発明の自動車用暖房暖機装置の全体構造
を示した冷却系統図である（第５実施例）。

【図１３】圧力と各測定点との関係を示した模式図であ
る（第５実施例、第１従来例）。

【図１４】従来の車両用エンジン冷却装置の全体構造を
示した冷却系統図である（第１従来例）。

【図１５】従来のリザーブタンクとエンジンとの組付構
造を示した概略図である（第１従来例）。

【符号の説明】 １ 自動車用暖房暖機装置（車両用エンジン暖機装置） ２ エンジン ５ 冷却水回路 ６ タンクボディ（支持部材） ７ リザーブタンク本体（完全密閉式リザーブタンク） ８ 連通パイプ ９ 保温器 ２１ ラジエータ ２５ ウォータポンプ ２６ 保温器一体型リザーブタンク ６０ 注水口 ６７ 内部空間 ８１ 保温器本体 ８２ エア抜きパイプ ８４ 温水供給パイプ（出口管） ９４ エア抜き通路（空気抜き通路） ２１３ 板ばね（押圧部材、弾性体）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０１Ｐ 11/00 Ｆ０１Ｐ 11/00 Ｃ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両に搭載された水冷式のエンジンと、こ
   のエンジンの冷却水系内の空気を気水分離すると共に、
   前記エンジンの冷却水系内に冷却水を注水するための注
   水口を有するリザーブタンクと、常に冷却水が循環供給
   され、内部に流入した冷却水を保温する保温器とを備え
   た車両用エンジン暖機装置であって、 前記保温器は、少なくとも上部側が前記リザーブタンク
   に覆われていると共に、最上部付近に前記リザーブタン
   ク内に連通する空気抜き通路を有し、且つ最上部付近で
   開口し、内部より冷却水を流出させる出口管を有するこ
   とを特徴とする車両用エンジン暖機装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の車両用エンジン暖機装置
   において、 前記リザーブタンクは、内壁面に前記保温器が載置され
   る椀形状の支持部材、 この支持部材の上方に前記保温器を囲むように配され、
   内部に冷却水が貯溜される逆容器形状の内部空間を有す
   るリザーブタンク本体、 および前記保温器の上部と前記リザーブタンク本体の上
   部との間に挟み込まれ、前記保温器を前記支持部材の内
   壁面に押し付ける押圧部材を有することを特徴とする車
   両用エンジン暖機装置。
3. 【請求項３】請求項２に記載の車両用エンジン暖機装置
   において、 前記押圧部材は、弾性変形が可能な弾性体であることを
   特徴とする車両用エンジン暖機装置。
4. 【請求項４】（ａ）内部に流入した冷却水を保温する保
   温器本体と、 （ｂ）この保温器本体の最上部に設けられ、前記保温器
   本体の内部と外部とを連通する空気抜き通路と、 （ｃ）前記保温器本体の最上部付近で開口し、前記保温
   器本体の内部より冷却水を流出させる出口管とを備えた
   保温器。