KR100409258B1

KR100409258B1 - 엔진의 냉각장치

Info

Publication number: KR100409258B1
Application number: KR10-2001-0010835A
Authority: KR
Inventors: 후카마치마사토시; 구보타료; 가타야마아츠시
Original assignee: 혼다 기켄 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2000-03-02
Filing date: 2001-03-02
Publication date: 2003-12-18
Also published as: TW475966B; CN1154789C; ITTO20010176A1; JP4405028B2; ES2186526A1; CN1311388A; ES2186526B1; ITTO20010176A0; JP2001248441A; KR20010087281A

Abstract

본 발명은 워터 쟈켓이 구비되는 엔진 본체에 부착되는 하우징에 왁스를 내장하는 왁스 케이스가, 상기 왁스의 팽창·수축에 따른 이동을 가능하게 하여 지지되어 이루어지는 서모스탯을 구비하는 엔진의 냉각 장치에 있어서, 냉각 수온의 급격한 변화에도 불구하고 서모스탯이 헌팅 작동하는 것을 방지하여 냉각성능을 향상시키는 것으로서, 서모스탯(44)의 하우징(48)이 통형상으로 형성되어 그 외주면을 엔진 본체(5)에 직접 접촉시키도록 배치되고, 왁스 케이스(53)가 상기 하우징(48)의 내주면에 직접 접촉하여 상기 하우징(48)에 슬라이드 이동 가능하게 끼워진다.

Description

엔진의 냉각장치{COOLING APPARATUS FOR ENGINE}

본 발명은 워터 쟈켓이 구비되는 엔진 본체에 부착되는 하우징에 왁스를 내장하는 왁스 케이스가 상기 왁스의 팽창·수축에 따른 이동을 가능하게 하여 지지되어 이루어지는 서모스탯을 구비하는 엔진의 냉각장치에 관한 것이다.

종래, 이러한 냉각장치는 예를들면 일본국 특개평 11-82019호 공보 등으로 이미 알려져 있다.

상기 종래의 냉각장치에서는 서모스탯의 하우징이 워터 쟈켓을 통해 실린더 헤드에 구비된 통로의 내면으로부터 안측으로 간격을 둔 위치에 배치되고, 외측방으로 팽출되도록 하여 상기 하우징에 설치된 플랜지부가 실린더 헤드 및 흡기 매니폴드사이에 끼워 지지되어 있고, 하우징에서 이동가능하게 지지된 왁스 케이스내의 왁스는 상기 플랜지부에서 비교적 떨어진 위치에 배치된다.

이때문에 실린더 헤드의 온도 변화가 왁스의 팽창·수축에 미치는 영향이 적고, 왁스 케이스에 접촉하고 있는 냉각수의 온도 변화에 주로 의존하여 상기 왁스가 팽창·수축하기 때문에, 특히 기계가 뜨거울 때의 냉각 수온의 급격한 변화에 의해 서모스탯이 헌팅 작동하여, 엔진 본체의 냉각 성능이 저하될 가능성이 있다.

본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 냉각 수온의 급격한 변화에도 불구하고 서모스탯이 헌팅 작동하는 것을 방지하고, 냉각 성능을 향상시킬 수 있게 한 엔진의 냉각장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도1은 엔진의 종단면도,

도2는 엔진이 찬 상태에 있을 때의 도1의 요부 확대도,

도3은 엔진이 뜨거워진 상태에서의 도2에 대응한 단면도,

도4는 도2의 4-4선에 따른 서모스탯의 단면도,

도5는 도2의 5-5선에 따른 서모스탯의 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

5 : 엔진 본체 23 : 피결합 부재로서의 헤드 커버

43 : 워터 쟈켓 44 : 서모스탯

48 : 하우징 49 : 맞춤면

53 : 왁스 케이스 58 : 왁스

64 : 입구 구멍 65 : 출구 구멍

상기 목적을 달성하기 위해 청구항1 기재의 발명은 워터 쟈켓이 구비되는 엔진 본체에 부착되는 하우징에, 왁스(58)를 내장하는 왁스 케이스가 상기 왁스의 팽창·수축에 따른 이동을 가능하게 하여 지지되어 이루어지는 서모스탯을 구비하는엔진의 냉각장치에 있어서, 상기 서모스탯의 하우징이 통형상으로 형성되어 그 외주면을 상기 엔진 본체에 직접 접촉시키도록 배치되고, 상기 왁스 케이스가 상기 하우징의 내주면에 직접 접촉하여 상기 하우징에 슬라이드 이동 가능하게 끼워지는 것을 특징으로 한다.

이러한 청구항1 기재의 발명의 구성에 의하면, 왁스 케이스에 내장되어 있는 왁스에는 상호 직접 접촉하고 있는 왁스 케이스 및 하우징을 통하여 상기 하우징에 직접 접촉해 있는 엔진 본체로부터의 열전도에 의해 열이 전달된다. 따라서, 냉각수온이 급격히 변화했다 해도, 왁스의 온도는 엔진본체의 온도에 정확히 대응하게 되어, 서모스탯이 헌팅 작동하는 것을 방지하여 냉각 성능을 향상시킬 수 있다.

또한 청구항2 기재의 발명은 상기 청구항1 기재의 발명의 구성에 추가하여, 상기 하우징의 측벽에는 상호 대향하는 입구 구멍 및 출구 구멍이 형성되고, 상기 왁스 케이스는 상기 입구 구멍 및 출구 구멍간의 연통·차단을 전환하도록 슬라이드하는 것을 가능하게 하여 하우징내에 슬라이드 이동 가능하게 끼워지는 것을 특징으로 하고, 이러한 구성에 의하면, 서모스탯내에서의 냉각수의 통로를 단순화하면서, 상기 통로의 통로 저항을 감소할 수 있다. 또한 엔진 본체에 왁스를 보다 근접시킬 수 있어, 서모스탯의 헌팅 작동을 보다 효과적으로 방지하여 냉각 성능을 한층 향상시킬 수 있다.

또한, 청구항3 기재의 발명은 상기 청구항2 기재의 발명의 구성에 추가하여, 상기 엔진 본체 및 상기 엔진 본체에 결합되는 피결합 부재의 맞춤면에 축선을 따른 상기 하우징이 상기 엔진 본체 및 상기 피결합 부재간에 끼워 지지되는 것을 특징으로 하고, 이러한 구성에 의하면, 서모스탯내의 냉각수의 통로를 짧게 하여 통로 저항을 한층 감소시킬 수 있어, 서모스탯을 엔진 본체에 콤팩트하게 부착할 수 있다.

<발명의 실시형태>

이하, 본 발명의 실시형태를 첨부 도면에 도시한 본 발명의 일실시예에 따라 설명한다.

도1∼도5는 본 발명의 일실시예를 도시하는 것으로, 도1은 엔진의 종단면도, 도2는 엔진이 찬 상태에 있을 때의 도1의 요부 확대도, 도3은 엔진이 뜨거워진 상태에서의 도2에 대응한 단면도, 도4는 도2의 4-4선에 따른 서모스탯의 단면도, 도5는 도2의 5-5선에 따른 서모스탯의 단면도이다.

우선 도1에서 이 수냉식 엔진의 엔진본체(5)는 예를들면 자동 이륜차에 탑재되는 것이고, 피스톤(11)을 슬라이드 이동 가능하게 끼우는 실린더 보어(12)를 가지는 실린더 블록(6)과, 상기 피스톤(11)의 꼭대기부와의 사이에 연소실(13)을 형성하여 실린더 블록(6)에 결합되는 실린더 헤드(7)와, 상기 피스톤(11)에 콘 로드(14)를 통하여 연결되는 크랭크 샤프트(15)를 회전 자유롭게 지지하여 실린더 블록(6)에 결합되는 크랭크 케이스(8)로 이루어지는 것이고, 크랭크 케이스(8)는 우측 크랭크 케이스 반체(9) 및 좌측 크랭크 케이스 반체(10)가 상기 피스톤(11)의 작동 축선을 포함하는 평면을 맞춤면으로 하여 상호 결합됨으로써 구성된다.

크랭크 샤프트(15)의 일단은 우측 크랭크 케이스 반체(9)와, 우측 크랭크 케이스 반체(9)에 결합되는 우측 커버(16)와의 사이에 형성되는 발전기실(17)에 돌출되어 들어가 있고, 상기 발전기실(17)내에서 크랭크 샤프트(15)에 고정되는 로터(18)와 우측 커버(16)에 고정되는 스테이터(19)로 발전기(20)가 구성된다.

발전기실(17)내에서 크랭크 샤프트(15)에는 한쌍의 구동 스플로켓(21, 22)이 고정된다. 한편, 실린더 헤드(7)와, 상기 실린더 헤드(7)에 결합되는 피결합부재로서의 헤드 커버(23) 사이에는 도시하지 않은 흡기밸브 및 배기밸브를 구동하기 위한 캠 샤프트(24)가 상기 크랭크 샤프트(15)와 평행한 축선주위의 회전을 가능하게 하여 지지되어 있고, 상기 캠 샤프트(24)에 고정된 피동 스플로켓(25)과, 상기 양 구동 스플로켓(21, 22)의 한쪽(21)과 무단형상의 체인(26)이 감긴다. 또한 우측 크랭크 케이스 반체(9)의 발전기실(17)로 향하는 측면에는 크랭크 샤프트(15)와 평행한 축선의 회전축(27)을 가지는 오일 펌프(28)가 부착되어 있고, 이 오일 펌프(28)의 상기 회전축(27)에 고정된 피동 스플로켓(29)과 상기 양 구동 스플로켓(21, 22)의 다른쪽(22) 사이에는 무단형상의 체인(30)이 감긴다.

크랭크 샤프트(15)의 타단은 좌측 크랭크 케이스 반체(10)와, 좌측 크랭크 케이스 반체(10)에 결합되는 좌측 커버(31)와의 사이에 형성되는 변속기실(32)에 돌출되어 들어가 있고, 상기 변속기실(32)내에서 크랭크 샤프트(15)의 타단에는 구동 풀리(33)가 장착된다. 상기 구동 풀리(33)는 크랭크 샤프트(15)의 회전 동력을 자동 이륜차의 도시하지 않은 후륜에 전달하는 벨트식 무단 변속기(38)의 일부를 구성하는 것이고, 크랭크 샤프트(15)에 고정된 고정측 풀리 반체(34)와, 상기 고정측 풀리 반체(34)에 대해 접근·이간(離間) 가능한 가동측 풀리 반체(35)를 구비하고, 가동측 풀리 반체(35)는 크랭크 샤프트(15)의 회전수의 증가에 따라 반경 방향외측으로 이동하는 원심 웨이트(36)에 의해 고정측 풀리 반체(34)에 접근하는 방향으로 힘을 받는다.

상기 구동 풀리(33)와, 상기 후륜측의 도시하지 않은 피동 풀리에는 무단형상의 V 벨트(37)가 감겨 있고, 크랭크 샤프트(15)의 회전수 변화에 따라 상기 구동 풀리(33)의 홈폭 및 종동 풀리의 홈폭이 변화함으로써, 변속비를 무단계로 변화시키도록 하여 크랭크 샤프트(15)의 회전 동력이 상기 후륜에 전달된다.

그런데, 상기 구동 풀리(33)의 고정측 풀리 반체(34)에는 V 벨트(37)가 과열하는 것을 방지하기 위한 냉각 공기를 변속기실(32)내로 도입하는 팬으로서 기능하기 위한 날개(39)가 구비되어 있고, 고정측 풀리 반체(34)에 대응하는 위치에서 좌측 커버(31)에는 외부의 공기를 여과하여 변속기실(32)로 도입하기 위한 에어 클리너(40)가 장착되어 있다.

좌측 크랭크 케이스 반체(10)에는 상기 오일펌프(28)의 회전축선과 동축의 워터 펌프(41)가 장착되어 있고, 이 워터 펌프(41)의 회전축(42)은 상기 오일펌프(28)의 회전축(27)에 동축으로 또한 상대 회전 불가능하게 연결된다. 즉 오일펌프(28) 및 워터 펌프(41)에는 크랭크 샤프트(15)로부터 회전동력이 전달된다.

워터 펌프(41)로부터 토출되는 냉각수는 엔진 본체(5)의 실린더 블록(6) 및 실린더 헤드(7)의 냉각을 위해, 실린더 블록(6) 및 실린더 헤드(7)에 구비된 워터 쟈켓(43)에 공급된다. 워터 쟈켓(43)으로부터 배출되는 냉각수는 상기 냉각수의 온도가 낮은 상태 즉 엔진이 찬 상태에서는 서모스탯(44)을 거쳐 상기 워터 펌프(41)로 되돌려지지만, 냉각수의 온도가 높은 상태 즉 엔진이 뜨거운 상태에서는 서모스탯(44)을 거쳐 라디에이터(45)로 인도되고, 상기 라디에이터(45)로부터 상기 워터 펌프(41)로 되돌려진다.

도2에서 서모스탯(44)의 하우징(48)은 원통 형상으로 형성되어 있고, 실린더 헤드(7) 및 실린더 헤드(7)에 결합되는 헤드 커버(23)의 맞춤면(49)에 축선을 따라 실린더 헤드(7) 및 헤드 커버(23)간에 끼워 지지된다. 즉 하우징(48)은 실린더 헤드(7)에 외주면을 직접 접촉시키도록 하여 실린더 헤드(7)에 부착된다.

하우징(48)의 일단에는 탄성재로 이루어지는 바닥이 있는 원통형상 시일 부재(50)가 하우징(48)의 일단을 덮도록 하여 장착되어 있고, 이 시일 부재(50)의 폐색단 내면 중앙부에 하우징(48)의 일단에 형성되는 선단 보강부(51)가 노출된다. 또한 하우징(48)의 타단은 개방되어 있고, 하우징(48)의 타단측 내면에는 고정륜(52)이 장착된다.

하우징(48)내에는 왁스 케이스(53)가 슬라이드 이동 가능하게 끼워진다. 이 왁스 케이스(53)는 상기 하우징(48)의 내면에 외면을 직접 접촉시키는 케이스 주체(54)와, 상기 케이스 주체(54)에 결합되는 커버(55)로 구성되는 것이고, 케이스 주체(54) 및 커버(55)사이에는 다이어프램(56)의 주가장자리부가 끼워 지지된다. 또한 케이스 주체(54)에는 상기 시일 부재(50)내에 슬라이드 이동 가능하게 끼워지는 원통 형상의 가이드통(57)이 일체로 연결 설치된다.

왁스 케이스(53)에는 상기 다이어프램(56) 및 커버(55)사이에 충전되도록 하여 왁스(58)가 내장되어 있고, 왁스(58)의 온도 변화에 따른 팽창·수축에 따라 다이어프램(56)이 변형된다. 한편, 상기 가이드통(57)내에는 상기 다이어프램(56)과는 반대측에서 순차로 봉형상의 피스톤(59), 원반상의 플레이트(60) 및 러버 피스톤(61)이 슬라이드 이동 가능하게 끼워져 있고, 러버 피스톤(60) 및 다이어프램(56)간에서 왁스 케이스(53)에는 다이어프램(56)의 변형을 상기 러버 피스톤(61)에 전달하기 위한 매체(62)가 충전되어 있다.

또한 왁스 케이스(53) 및 고정륜(52)사이에는 왁스 케이스(53)를 시일 부재(50)측으로 힘을 가하는 용수철(63)이 형성되어 있고, 왁스 케이스(53)는 냉각수의 온도가 낮고 왁스(58)가 수축상태에 있을 때에는, 도2에서 도시하는 바와같이 시일 부재(50)에 맞닿는 위치에 있다. 이리하여 냉각수의 온도가 높아져 왁스(58)가 팽창하면, 다이어프램(56)이 도2의 우측으로 휘도록 변형되고, 피스톤(59)이 가이드통(57)으로부터 밀려나옴에 따라 왁스 케이스(53)는 용수철(63)을 압축하면서, 도3에 도시하는 바와같이 시일 부재(50)로 부터 이반(離反)하는 측으로 슬라이드하게 된다.

도4를 함께 참조하여, 하우징(48)의 측벽에는 입구 구멍(64)과, 상기 입구 구멍(64)에 대향하는 출구 구멍(65)이 하우징(48)의 일직경 선상에 배치되도록 하여 구비된다. 한편, 실린더 헤드(7)에는 워터 쟈켓(43)내의 냉각수를 서모스탯(44)측으로 인도하는 통로(66)가 형성되어 있고, 이 통로(66)가 상기 입구 구멍(64)에 통하도록 한 하우징(48)이 실린더 헤드(7) 및 헤드 커버(23)간에서 끼워 지지되고, 하우징(48)에는 실린더 헤드(7) 및 헤드 커버(23)간에서의 상기 하우징(48)의 축선 주위의 위치 결정을 하기 위한 한쌍의 돌출편(48a, 48a)이 하우징(48)의 축선 방향으로 연장되도록 하여 일체로 돌출 형성된다.

또한 헤드 커버(23)에는 상기 출구 구멍(65)에 통하는 통로(67)를 형성하는 접속관(68)이 일체로 형성되어 있고, 이 접속관(68)이 도관(69)을 통하여 라디에이터(45)에 접속된다.

이들 입구 구멍(64) 및 출구 구멍(65)은 시일 부재(50)측 즉 하우징(48)의 일단측에서 상기 하우징(48)의 측벽에 형성되어 있고, 하우징(48)내에 슬라이드 이동 가능하게 끼워지는 왁스 케이스(53)는 엔진이 찬 상태에서 도2에서 도시하는 바와같이 입구 구멍(64) 및 출구 구멍(65)간을 차단하는 위치와, 엔진이 뜨거워진 상태에서 도3에 도시하는 바와같이 입구 구멍(64) 및 출구 구멍(65)간을 연통하는 위치와의 사이에서 슬라이드하게 된다.

도5를 같이 참조하여, 서모스탯(44)이 실린더 헤드(7) 및 헤드 커버(23)간에 끼워진 상태에서 하우징(48)의 타단측, 왁스 케이스(53), 실린더 헤드(7) 및 헤드 커버(23)간에는 수실(水室)(70)이 형성되어 있고, 왁스 케이스(53)가 입구 구멍(64) 및 출구 구멍(65)간을 차단하고 있는 위치에 있을 때, 실린더 헤드(7)의 통로(66)를 상기 수실(70)에 통하게 하는 바이패스 구멍(71)이 하우징(48)의 측벽에 형성된다. 또한 상기 바이패스 구멍(71)은 입구 구멍(64) 및 출구 구멍(65)간을 연통하는 위치에 왁스 케이스(53)가 이동했을 때 상기 왁스 케이스(53)로 닫혀진다.

헤드 커버(23)에는 수실(70)로 통하는 접속관(72)이 부착되어 있고, 이 접속관(72)은 도관(73)을 통하여 워터 펌프(41)에 접속된다.

다음에 이 실시예의 작용에 대해 설명하면, 서모스탯(44)의 하우징(48)은 실린더 헤드(7)에 외주면을 직접 접촉시켜 원통형상으로 형성되어 있고, 왁스(58)를 내장하는 왁스 케이스(53)가 하우징(48)의 내주면에 직접 접촉하여 상기 하우징(48)에 슬라이드 이동 가능하게 끼워져 있으므로, 왁스(58)에는 서로 직접 접촉해 있는 왁스 케이스(53) 및 하우징(48)을 통하여 상기 하우징(48)에 직접 접촉해 있는 실린더 헤드(7)로부터의 열전도에 의해 열이 전달된다. 따라서 엔진이 뜨거울 때에 냉각 수온이 급격하게 변화한다 해도, 왁스(58)의 온도는 실린더 헤드(7)의 온도에 정확하게 대응하게 되어 서모스탯(44)이 헌팅 작동하는 것을 방지하여 냉각 성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 하우징(48)의 측벽에는 워터 쟈켓(43)에 통하는 입구 구멍(64)과, 라디에이터(45)에 통하는 출구 구멍(65)이 하우징(48)의 일직경 선상에서 상호 대향하도록 하여 형성되고, 왁스 케이스(53)는 입구 구멍(64) 및 출구 구멍(65)간의 연통·차단을 전환하도록 슬라이드하는 것을 가능하게 하여 하우징(48)내에 슬라이드 이동 가능하게 끼워져 있다. 이때문에 서모스탯(44)내에서의 냉각수 통로를 입구 구멍(64) 및 출구 구멍(65)사이를 연결하는 직선상으로 하여 단순화하면서, 상기 통로의 통로 저항을 감소시킬 수 있다. 따라서 워터 펌프(41)에 의한 냉각수의 순환량을 증가시키는 것이 가능하고, 또한 크랭크 샤프트(15)로 구동되는 워터 펌프(41)의 구동력 즉 엔진의 부하를 경감시키는데도 기여할 수 있다.

또한, 왁스(58)를 실린더 헤드(7)에 의해 근접시킬 수 있고, 서모스탯(44)의 헌팅 작동을 보다 효과적으로 방지하여 냉각 성능을 한층 향상키킬 수 있다.

또한 실린더 헤드(7) 및 헤드 커버(23)의 맞춤면(49)에 축선을 따라 하우징(48)이 실린더 헤드(7) 및 헤드 커버(23)간에 끼워 지지되므로, 서모스탯(44)내의 냉각수 통로를 짧게 하여 통로저항을 한층 감소시킬 수 있어 서모스탯(44)을 실린더 헤드(7)에 콤팩트하게 부착시킬 수 있다.

이상, 본 발명의 실시예를 설명했는데, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 특허청구의 범위에 기재된 본 발명을 일탈하지 않고 다양한 설계변경을 하는 것이 가능하다.

예를들면 상기 실시예에서는 서모스탯(44)이 엔진 본체(5)의 실린더 헤드(7)에 부착되는 구조에 대해 설명했지만, 엔진 본체(5)의 실린더 블록(6)에 서모스탯(44)을 부착하도록 한 냉각장치에도 본 발명을 적용시킬 수 있다.

이상과 같이 청구항1 기재의 발명에 의하면, 냉각수온이 급격하게 변화했다 해도 왁스의 온도를 엔진 본체의 온도에 정확하게 대응시켜, 서모스탯이 헌팅 작동하는 것을 방지하여 냉각 성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 청구항2 기재의 발명에 의하면, 서모스탯내의 냉각수 통로를 단순화하면서, 상기 통로의 통로저항을 감소시킬 수 있고, 서모스탯의 헌팅 작동을 보다 효과적으로 방지하여 냉각 성능을 한층 향상시킬 수 있다.

또한, 청구항3 기재의 발명에 의하면, 서모스탯내의 냉각수 통로를 짧게 하여 통로 저항을 한층 감소시킬 수 있어, 서모스탯을 엔진 본체에 콤팩트하게 부착시킬 수 있다.

Claims

워터 쟈켓(43)이 구비되는 엔진 본체(5)에 부착되는 하우징(48)에 왁스(58)를 내장하는 왁스 케이스(53)가 상기 왁스(58)의 팽창, 수축에 따른 슬라이드 이동이 가능하도록 끼워져 지지되는 서모스탯(44)을 구비하는 엔진의 냉각장치에 있어서,

상기 서모스탯(44)의 하우징(48)이 통형상으로 형성되어 그 외주면을 상기 엔진 본체(5)의 실린더헤드(7)에 직접 접촉시키도록 배치되고, 상기 왁스 케이스(53)가 상기 하우징(48)의 내주면에 직접 접촉하도록 구성된 것을 특징으로 하는 엔진의 냉각장치.
제1항에 있어서, 상기 하우징(48)의 측벽에는 상호 대향하는 입구 구멍(64) 및 출구 구멍(65)이 형성되고, 상기 왁스 케이스(53)는 상기 입구 구멍(64) 및 출구 구멍(65)간의 연통·차단을 전환하도록 슬라이드하는 것을 가능하게 하여 하우징(48)내에 슬라이드 이동 가능하게 끼워지는 것을 특징으로 하는 엔진의 냉각장치.
제2항에 있어서, 상기 엔진 본체(5) 및 상기 엔진 본체(5)에 결합되는 피결합 부재(23)의 맞춤면(49)에 축선을 따라 상기 하우징(48)이 상기 엔진 본체(5) 및 상기 피결합부재(23)간에 끼워 지지되는 것을 특징으로 하는 엔진의 냉각장치.