JP2003106228A - 内燃機関の給気冷却装置 - Google Patents
内燃機関の給気冷却装置Info
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- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 部品点数が少なく、組立が容易な給気冷却装
置を提供することである。 【解決手段】 空気の流れ方向と平行に配置された多数
のフィンを複数の冷却水通水管が貫通して構成された冷
却コア部を給気マニホールドに備えた。前記複数の冷却
水通水管の両端部に厚肉円板状の支持部材又は有底で円
筒状の支持部材の平坦部を水密を保ち貫通させ、前記２
つの支持部材の曲面状の外壁と給気マニホールドのハウ
ジングの間にそれぞれ水密保持部材を設け、前記水密保
持部材のうちの少なくとも一方が前記ハウジングに対し
て摺動可能にした。給気マニホールド内に整流部を設け
た。
置を提供することである。 【解決手段】 空気の流れ方向と平行に配置された多数
のフィンを複数の冷却水通水管が貫通して構成された冷
却コア部を給気マニホールドに備えた。前記複数の冷却
水通水管の両端部に厚肉円板状の支持部材又は有底で円
筒状の支持部材の平坦部を水密を保ち貫通させ、前記２
つの支持部材の曲面状の外壁と給気マニホールドのハウ
ジングの間にそれぞれ水密保持部材を設け、前記水密保
持部材のうちの少なくとも一方が前記ハウジングに対し
て摺動可能にした。給気マニホールド内に整流部を設け
た。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、給気マニホールド
に冷却水を通す複数の平行な冷却水通水管と冷却水通水
管に貫通される多数のフィンからなる冷却コアを備えた
内燃機関の給気冷却装置に関するものである。
に冷却水を通す複数の平行な冷却水通水管と冷却水通水
管に貫通される多数のフィンからなる冷却コアを備えた
内燃機関の給気冷却装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図３は、従来の内燃機関の給気冷却器２
００の一部縦断正面図である。図３に示すように従来の
給気冷却器２００は、紙面と直角方向に並列に配置され
た多数のフィン９２（図３では１枚のみを表示）を複数
の冷却水通水管９３で貫通させた冷却コア部を備えてい
る。この給気冷却器２００は、上流側には高温の空気流
９０を通すエアダクト９１がボルト８８で接続されてお
り、下流側には給気マニホールド９４がボルト８９で接
続されている。さらに給気マニホールド９４はシリンダ
ヘッド９５内の吸気ポートと連通するように接続されて
いる。
００の一部縦断正面図である。図３に示すように従来の
給気冷却器２００は、紙面と直角方向に並列に配置され
た多数のフィン９２（図３では１枚のみを表示）を複数
の冷却水通水管９３で貫通させた冷却コア部を備えてい
る。この給気冷却器２００は、上流側には高温の空気流
９０を通すエアダクト９１がボルト８８で接続されてお
り、下流側には給気マニホールド９４がボルト８９で接
続されている。さらに給気マニホールド９４はシリンダ
ヘッド９５内の吸気ポートと連通するように接続されて
いる。
【０００３】図４は、図３とは別の従来の給気冷却器３
００（コルゲートタイプ）の縦断正面図である。給気冷
却器３００も給気冷却器２００と同様に、上流側にはエ
アダクト９６がボルト８６で接続されており、下流側に
は給気マニホールド９７がボルト８７で接続されて冷却
された空気がシリンダヘッド９８内の給気通路に流入す
るようになっている。
００（コルゲートタイプ）の縦断正面図である。給気冷
却器３００も給気冷却器２００と同様に、上流側にはエ
アダクト９６がボルト８６で接続されており、下流側に
は給気マニホールド９７がボルト８７で接続されて冷却
された空気がシリンダヘッド９８内の給気通路に流入す
るようになっている。
【０００４】図３の給気冷却器２００では冷却水として
主に海水が使用され、また、図４の給気冷却器３００で
は清水（水道水等）が使用され、両者の間には冷却水が
海水か清水かの違いによる構造上の相違点はあるもの
の、基本的にエアダクト（９１，９６）と給気マニホー
ルド（９４，９７）の間に挟持されるような形で設置さ
れている。
主に海水が使用され、また、図４の給気冷却器３００で
は清水（水道水等）が使用され、両者の間には冷却水が
海水か清水かの違いによる構造上の相違点はあるもの
の、基本的にエアダクト（９１，９６）と給気マニホー
ルド（９４，９７）の間に挟持されるような形で設置さ
れている。
【０００５】そのため、部品点数が多くなり、接続箇所
にはボルト（８６〜８９）を設けるためのフランジ部や
ボルト孔，ねじ穴等を多数設ける必要があり、組立の工
数もかかり、コストダウンの図りにくい構造となってい
る。
にはボルト（８６〜８９）を設けるためのフランジ部や
ボルト孔，ねじ穴等を多数設ける必要があり、組立の工
数もかかり、コストダウンの図りにくい構造となってい
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明では、部
品点数が少なく、組立が容易な給気冷却装置を提供する
ことを課題としている。
品点数が少なく、組立が容易な給気冷却装置を提供する
ことを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項１の発明では、空気の流れ方向と平行に配置され
た多数のフィンを複数の冷却水通水管が貫通して構成さ
れた冷却コア部を給気マニホールドに備えた。請求項２
の発明では請求項１の発明において、前記複数の冷却水
通水管の両端部に厚肉円板状の支持部材又は有底で円筒
状の支持部材の平坦部を水密を保ち貫通させ、前記２つ
の支持部材の曲面状の外壁と給気マニホールドのハウジ
ングの間にそれぞれ水密保持部材を設け、前記水密保持
部材のうちの少なくとも一方が前記ハウジングに対して
摺動可能にした。さらに請求項３の発明では請求項１ま
たは請求項２の発明において、給気マニホールド内に整
流部を設けるようにした。
請求項１の発明では、空気の流れ方向と平行に配置され
た多数のフィンを複数の冷却水通水管が貫通して構成さ
れた冷却コア部を給気マニホールドに備えた。請求項２
の発明では請求項１の発明において、前記複数の冷却水
通水管の両端部に厚肉円板状の支持部材又は有底で円筒
状の支持部材の平坦部を水密を保ち貫通させ、前記２つ
の支持部材の曲面状の外壁と給気マニホールドのハウジ
ングの間にそれぞれ水密保持部材を設け、前記水密保持
部材のうちの少なくとも一方が前記ハウジングに対して
摺動可能にした。さらに請求項３の発明では請求項１ま
たは請求項２の発明において、給気マニホールド内に整
流部を設けるようにした。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１は請求項１〜３の発明を実施
した給気冷却装置１００の一部縦断正面略図である。ま
た、図２は図１のII−II断面図である。給気冷却装置１
００は、エアダクト部１，冷却コア部２及び給気マニホ
ールド部３から構成されている。エアダクト部１と給気
マニホールド部３は共通のハウジング１２により一体成
形されている。
した給気冷却装置１００の一部縦断正面略図である。ま
た、図２は図１のII−II断面図である。給気冷却装置１
００は、エアダクト部１，冷却コア部２及び給気マニホ
ールド部３から構成されている。エアダクト部１と給気
マニホールド部３は共通のハウジング１２により一体成
形されている。
【０００９】図１に示すようにエアダクト部１は、内部
に整流部１３，１４を備えており、図示しない過給機か
ら供給される高温の圧縮空気流２０を整流し、圧縮空気
流２０を下流側へほぼ一様に分配させている。また、整
流部１３，１４は、エアダクト部１の補強機能を有して
おり、給気冷却装置１００の強度を向上させる役割を果
たしている。但し、エアダクト部１の強度が十分に確保
されており、かつ、空気流が下流側へほぼ一様に分配さ
れる場合には、これら整流部１３，１４を要しないのは
言うまでもない。
に整流部１３，１４を備えており、図示しない過給機か
ら供給される高温の圧縮空気流２０を整流し、圧縮空気
流２０を下流側へほぼ一様に分配させている。また、整
流部１３，１４は、エアダクト部１の補強機能を有して
おり、給気冷却装置１００の強度を向上させる役割を果
たしている。但し、エアダクト部１の強度が十分に確保
されており、かつ、空気流が下流側へほぼ一様に分配さ
れる場合には、これら整流部１３，１４を要しないのは
言うまでもない。
【００１０】エアダクト部１と給気マニホールド部３の
間のハウジング１２には同芯に対向する２つの孔６，７
が設けてある。この孔６，７の間に冷却コア部２が挿入
配置されている。
間のハウジング１２には同芯に対向する２つの孔６，７
が設けてある。この孔６，７の間に冷却コア部２が挿入
配置されている。
【００１１】冷却コア部２は、多数の平行に配置された
フィン８を複数の冷却水通水管９で貫通させて主要部が
構成されており、冷却水通水管９の両端は有底で筒状の
支持部材１０，１１に気密を保ち貫通させてある。支持
部材１０，１１の代わりに、厚肉状の円板を使用するこ
ともできる。
フィン８を複数の冷却水通水管９で貫通させて主要部が
構成されており、冷却水通水管９の両端は有底で筒状の
支持部材１０，１１に気密を保ち貫通させてある。支持
部材１０，１１の代わりに、厚肉状の円板を使用するこ
ともできる。
【００１２】支持部材１０と孔６の間にはＯリング２
４，２５（気密保持部材）が設けてある。孔６には給水
側蓋４が水密を保ち固着されており、支持部材１０はハ
ウジング１２に対して移動不能に孔６（ハウジング１
２）に固定されている。
４，２５（気密保持部材）が設けてある。孔６には給水
側蓋４が水密を保ち固着されており、支持部材１０はハ
ウジング１２に対して移動不能に孔６（ハウジング１
２）に固定されている。
【００１３】また、孔７には排水側蓋５が水密を保ち固
着されている。排水側蓋５とハウジング１２の間にはＯ
リング１９が設けてあり、Ｏリング１９の内周部分に支
持部材１１の円筒側壁が密着してハウジング１２内と冷
却水通路の間の水密及び気密が保たれている。また、排
水側蓋５には段２２が形成されており、支持部材１１は
冷却水通水管９が熱膨張した際に段２２と支持部材１１
の間に形成された隙間２１の間で摺動移動が可能となっ
ている。
着されている。排水側蓋５とハウジング１２の間にはＯ
リング１９が設けてあり、Ｏリング１９の内周部分に支
持部材１１の円筒側壁が密着してハウジング１２内と冷
却水通路の間の水密及び気密が保たれている。また、排
水側蓋５には段２２が形成されており、支持部材１１は
冷却水通水管９が熱膨張した際に段２２と支持部材１１
の間に形成された隙間２１の間で摺動移動が可能となっ
ている。
【００１４】図１は、６気筒の内燃機関に適用した場合
を示している。給気マニホールド部３は、６つの枝管部
２３ａ〜２３ｆが形成されており、各枝管部２３ａ〜２
３ｆは図２に示すようにそれぞれシリンダヘッド１７に
設けた吸気ポート１８ａ〜１８ｆ（図２にはそのうちの
吸気ポート１８ｃのみを表示）と連通している。
を示している。給気マニホールド部３は、６つの枝管部
２３ａ〜２３ｆが形成されており、各枝管部２３ａ〜２
３ｆは図２に示すようにそれぞれシリンダヘッド１７に
設けた吸気ポート１８ａ〜１８ｆ（図２にはそのうちの
吸気ポート１８ｃのみを表示）と連通している。
【００１５】また、給気マニホールド部３には下流側整
流部１５，２６が設けてある。下流側整流部１５，２６
は、冷却コア部２で冷却された低温の空気流を整流し、
枝管部２３ａ〜２３ｆから吸気ポート１８ａ〜１８ｆへ
円滑に流れるようにすることができる。また整流部１
５，２６は、給気マニホールド部３の補強部として機能
し、給気冷却装置１００の強度を向上させる役割を果た
している。但し、給気マニホールド部３の強度が十分に
確保されており、かつ空気流が下流側へ円滑に流れる場
合には、これら整流部１５，２６を要しないのは言うま
でもない。
流部１５，２６が設けてある。下流側整流部１５，２６
は、冷却コア部２で冷却された低温の空気流を整流し、
枝管部２３ａ〜２３ｆから吸気ポート１８ａ〜１８ｆへ
円滑に流れるようにすることができる。また整流部１
５，２６は、給気マニホールド部３の補強部として機能
し、給気冷却装置１００の強度を向上させる役割を果た
している。但し、給気マニホールド部３の強度が十分に
確保されており、かつ空気流が下流側へ円滑に流れる場
合には、これら整流部１５，２６を要しないのは言うま
でもない。
【００１６】以上のように構成された給気冷却装置１０
０では、図示しない過給機から高温の圧縮空気流２０が
供給され、圧縮空気流２０は上流側整流部１３，１４に
より三手に分岐して進行し、エアダクト部１の長手方向
（図１で見て左右方向）に一様に分散され、冷却コア部
２へと流入する。
０では、図示しない過給機から高温の圧縮空気流２０が
供給され、圧縮空気流２０は上流側整流部１３，１４に
より三手に分岐して進行し、エアダクト部１の長手方向
（図１で見て左右方向）に一様に分散され、冷却コア部
２へと流入する。
【００１７】圧縮空気は冷却コア部２で冷却され、低温
の空気流が給気マニホールド部３の枝管部２３ａ〜２３
ｆ及びシリンダヘッド１７の吸気ポート１８ａ〜１８ｆ
を介して各気筒の燃焼室内に供給される。
の空気流が給気マニホールド部３の枝管部２３ａ〜２３
ｆ及びシリンダヘッド１７の吸気ポート１８ａ〜１８ｆ
を介して各気筒の燃焼室内に供給される。
【００１８】冷却水通水管９及びフィン８は、低温の冷
却水と高温の圧縮空気流の間の熱交換が良好に行われる
ように、熱伝導率の高い金属（例えば銅）で形成されて
いる。冷却水通水管９は、給水側蓋４から供給される冷
却水をハウジング１２内に混入させないように排水側蓋
７まで導く。フィン８は薄い略円板形であり、例えば厚
さ０．２ｍｍのフィン８が１ｍｍ間隔で配置されて多数
の冷却水通水管９に貫通されている。
却水と高温の圧縮空気流の間の熱交換が良好に行われる
ように、熱伝導率の高い金属（例えば銅）で形成されて
いる。冷却水通水管９は、給水側蓋４から供給される冷
却水をハウジング１２内に混入させないように排水側蓋
７まで導く。フィン８は薄い略円板形であり、例えば厚
さ０．２ｍｍのフィン８が１ｍｍ間隔で配置されて多数
の冷却水通水管９に貫通されている。
【００１９】図１の給気冷却装置１００では、支持部材
１１のみが移動可能な構成になっているが、支持部材１
０も支持部材１１と同様に構成して移動可能にしても差
し支えない。ただし、その際には、支持部材１０の移動
範囲は孔６と給水側蓋４の内周面（孔６と同径の部分）
に限定されるようにする。図１の空気冷却器では、冷却
水は一方の給水側蓋６から入り、冷却水通水管９を経て
他方の排水側蓋５へと流れるが、一方の側蓋に給排水口
を設け、他方の側蓋で折り返す（Ｕターン）方式を採用
することもできる。
１１のみが移動可能な構成になっているが、支持部材１
０も支持部材１１と同様に構成して移動可能にしても差
し支えない。ただし、その際には、支持部材１０の移動
範囲は孔６と給水側蓋４の内周面（孔６と同径の部分）
に限定されるようにする。図１の空気冷却器では、冷却
水は一方の給水側蓋６から入り、冷却水通水管９を経て
他方の排水側蓋５へと流れるが、一方の側蓋に給排水口
を設け、他方の側蓋で折り返す（Ｕターン）方式を採用
することもできる。
【００２０】給気冷却装置１００を鋳物で一体成形する
と、図１，図２に示すように、ハウジング１２にリブ１
６を一体に設け、冷却コア部２を内蔵する部分のハウジ
ング１２を容易に補強することができる。
と、図１，図２に示すように、ハウジング１２にリブ１
６を一体に設け、冷却コア部２を内蔵する部分のハウジ
ング１２を容易に補強することができる。
【００２１】比較的低出力の内燃機関においては、圧縮
空気流２０の温度が比較的低温となり、冷却水通水管９
が昇温して膨張する度合が小さくなるので、支持部材１
０，１１の両方を摺動移動不能にハウジング１２に拘束
（固着）するようにしてもよい。また、気筒数の少ない
内燃機関においても、冷却コア部の全長が短く膨張量が
小さいので、支持部材１０，１１の両方を摺動移動不能
にハウジング１２に拘束（固着）するようにしてもよ
い。
空気流２０の温度が比較的低温となり、冷却水通水管９
が昇温して膨張する度合が小さくなるので、支持部材１
０，１１の両方を摺動移動不能にハウジング１２に拘束
（固着）するようにしてもよい。また、気筒数の少ない
内燃機関においても、冷却コア部の全長が短く膨張量が
小さいので、支持部材１０，１１の両方を摺動移動不能
にハウジング１２に拘束（固着）するようにしてもよ
い。
【００２２】
【発明の効果】請求項１の発明では、給気マニホールド
部３を形成するハウジング１２に冷却コア部２を内蔵さ
せるようにしたので、従来のような給気冷却器２００
（図３）と給気マニホールド９４とを接続するために必
要な部材が不要であり、部品点数の削減と組立の容易化
を図ることができる。
部３を形成するハウジング１２に冷却コア部２を内蔵さ
せるようにしたので、従来のような給気冷却器２００
（図３）と給気マニホールド９４とを接続するために必
要な部材が不要であり、部品点数の削減と組立の容易化
を図ることができる。
【００２３】請求項２の発明では、冷却水通水管９の両
端に設けた支持部材１０、１１のうちの少なくとも一方
がハウジング１２に対して摺動可能にしたので、冷却水
通水管９が昇温して膨張しても、支持部材１０，１１の
少なくともどちらか一方をハウジング１２に対して摺動
させることにより冷却コア部２及びハウジング１２にか
かる負担を軽減して破損を回避することができ、安全性
を確保することができる。
端に設けた支持部材１０、１１のうちの少なくとも一方
がハウジング１２に対して摺動可能にしたので、冷却水
通水管９が昇温して膨張しても、支持部材１０，１１の
少なくともどちらか一方をハウジング１２に対して摺動
させることにより冷却コア部２及びハウジング１２にか
かる負担を軽減して破損を回避することができ、安全性
を確保することができる。
【００２４】請求項３の発明において、エアダクト部１
（給気マニホールド）内に整流部１３，１４を設ける
と、過給機から供給される高温の圧縮空気流２０を整流
し、圧縮空気流２０を下流側へほぼ一様に分配させるこ
とができる。また、給気マニホールド３内に下流側整流
部１５，２６を設けると、冷却された空気流は円滑に枝
管部２３ａ〜２３ｆからシリンダヘッド１７の吸気ポー
ト１８ａ〜１８ｆ内へ流入させることができる。さら
に、整流部１３，１４は一体成形された給気冷却装置１
００のエアダクト部１の補強部材として機能させること
ができ、下流側整流部１５，２６は、一体成形された給
気冷却装置１００の給気マニホールド部３の補強部材と
して機能させることができる。
（給気マニホールド）内に整流部１３，１４を設ける
と、過給機から供給される高温の圧縮空気流２０を整流
し、圧縮空気流２０を下流側へほぼ一様に分配させるこ
とができる。また、給気マニホールド３内に下流側整流
部１５，２６を設けると、冷却された空気流は円滑に枝
管部２３ａ〜２３ｆからシリンダヘッド１７の吸気ポー
ト１８ａ〜１８ｆ内へ流入させることができる。さら
に、整流部１３，１４は一体成形された給気冷却装置１
００のエアダクト部１の補強部材として機能させること
ができ、下流側整流部１５，２６は、一体成形された給
気冷却装置１００の給気マニホールド部３の補強部材と
して機能させることができる。
【図１】 請求項１〜３の発明による給気冷却装置の一
部縦断正面略図である。
部縦断正面略図である。
【図２】 図１のII−II断面図である。
【図３】 従来の内燃機関の給気冷却器の一部縦断正面
図である。
図である。
【図４】 図３とは別の従来の給気冷却器（コルゲート
タイプ）の一部縦断正面図である。
タイプ）の一部縦断正面図である。
１ エアダクト部
２ 冷却コア部
３ 給気マニホールド部
４ 給水側蓋
５ 排水側蓋
６，７ 孔
８ フィン
９ 冷却水通水管
１０，１１ 支持部材
１２ ハウジング
１３，１４ 上流側整流部
１５，２６ 下流側整流部
１６ リブ
１７ シリンダヘッド
１８ 吸気ポート
１９，２４，２５ Ｏリング
２０ 圧縮空気流
２１ 隙間
２２ 段
２３ 枝管部
１００ 給気冷却装置
Claims (3)
- 【請求項１】 空気の流れ方向と平行に配置された多数
のフィンを複数の冷却水通水管が貫通して構成された冷
却コア部を給気マニホールドに備えたことを特徴とする
内燃機関の給気冷却装置。 - 【請求項２】 前記複数の冷却水通水管の両端部に厚肉
円板状の支持部材又は有底で円筒状の支持部材の平坦部
を水密を保ち貫通させ、前記２つの支持部材の曲面状の
外壁と給気マニホールドのハウジングの間にそれぞれ水
密保持部材を設け、前記水密保持部材のうちの少なくと
も一方が前記ハウジングに対して摺動可能にした請求項
１に記載の内燃機関の給気冷却装置。 - 【請求項３】 給気マニホールド内に整流部を設けた請
求項１または請求項２に記載の内燃機関の給気冷却装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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