JP6005677B2 - 内燃機関用冷却水通路構造 - Google Patents

Description

本発明は、渦巻ウォーターポンプから吐出される冷却水を自動車に搭載された内燃機関等に供給する冷却水通路構造に関するものである。

車載用内燃機関においては、大量の冷却水を供給しているため、この大量の冷却水が流れる冷却水系統の圧力損失が多いと、十分な冷却能力が得られなくなり、ウォーターポンプや冷却水通路を大きくする必要があった。そのため、ウォーターポンプや冷却水通路構造として種々提案されている（例えば特許文献１および特許文献２参照）。

特許第３３４２３９８号公報 特開２０１３−１０８３８５号公報

前記特許文献１記載の発明は、冷却水通路によって補機部品取付ブラケットの剛性向上と補機部品の冷却とを目的とするものであり、特許文献１には、ウォーターポンプと、該ウォーターポンプのポンプ室から取付座に沿って上方に延びる冷却水通路と、この冷却水通路の上端からシリンダブロック側に屈曲する冷却水通路とが開示されている。

前記特許文献２記載の発明は、水ポンプを含む補機類をコンパクトに配置して内燃機関全体の小型化を目的とするものであり、特許文献２には、水ポンプと、該水ポンプのポンプ室からシリンダヘッドの方向に向かい湾曲した中間部位で湾曲して上方へ向かい上方部位の冷却水連通路に至るように形成される下流側冷却水通路を構成する溝路が開示されている。

前述したように、前記特許文献１および前記特許文献２には、いずれもウォーターポンプと該ウォーターポンプから延出される冷却水通路構造が開示されている。該冷却水通路構造は、前述した各々の目的を達成するためにウォーターポンプのポンプ室から上方へ延出された後、インペラの回転面に対し垂直な方向へ屈曲し、シリンダブロック側へ屈曲する構造となっている。
この冷却水通路構造では、補機類の冷却や内燃機関の小型化を図ることができていたが、インペラの回転面に対し垂直な方向へ屈曲する際に、冷却水通路内において、冷却水通路内壁に沿った旋回流が発生する可能性が高く、冷却水通路構造内における冷却水の圧力損失の低減に改善の余地があった。

本発明の目的は、冷却水通路内において発生する旋回流の発生を抑制し、冷却水の圧力損失を低減した内燃機関用の冷却水通路構造を提供することにある。

請求項１記載の発明は、内燃機関に渦巻ウォーターポンプを収容する冷却水連通部材が付設され、該内燃機関内の冷却水通路へ冷却水を供給するための内燃機関用の冷却水通路構造において、前記冷却水連通部材の内部に前記渦巻ウォーターポンプのインペラを収容するハウジング部、スクロール部、第一冷却水通路部および第二冷却水通路部が形成され、前記ハウジング部に連接された前記スクロール部の下流部に該下流部より上方に位置した前記第一冷却水通路部が接続され、該第一冷却水通路部の下流部に筒状の前記第二冷却水通路部の上流部が接続され、該第二冷却水通路部の下流部に前記内燃機関内の冷却水通路が接続され、前記第一冷却水通路部の中心線方向が、前記渦巻ウォーターポンプの回転軸方向に対し平行に設定され、前記第二冷却水通路部の中心線方向が、前記第一冷却水通路部の中心線方向に対し直交するとともに、前記第二冷却水通路部は、その前記上流部より前記ハウジング部から遠ざかる方向に延び、前記第一冷却水通路部の内周面には一枚のリブが形成され、前記リブは、前記第一冷却水通路部の中心線に対して略平行に、かつ、前記第一冷却水通路部の中心線方向視で、前記第一冷却水通路部の内周面において相対する二平面のうち、前記ハウジング部から離れる側の前記第一冷却水通路部の内周面は外面、前記外面と対向する面は内面とされ、前記内面に形成されたことを特徴とする内燃機関用の冷却水通路構造である。

請求項２記載の発明は、前記第二冷却水通路部の中心線方向視で、前記第一冷却水通路部内に形成されたリブより上方を流れる冷却水流の中心線は、前記第二冷却水通路部の中心線と略交差することを特徴とする請求項３記載の内燃機関用の冷却水通路構造である。

請求項３記載の発明は、前記内燃機関には、前記冷却水によりエンジンオイルとの熱交換を行うオイルクーラが具備され、前記第二冷却水通路部における前記リブのリブ頂面と同一平面より下方には、前記冷却水を前記オイルクーラに供給する分岐通路が設けられ、該分岐通路は、前記第二冷却水通路部と前記オイルクーラとに接続されたことを特徴とする請求項２記載の内燃機関用の冷却水通路構造である。

請求項４記載の発明は、前記リブは、前記第一冷却水通路部の中心線方向視で、前記第一冷却水通路部における前記内面と前記外面との距離に対する前記リブの突出量の割合が、12％〜49％に設定されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか記載の内燃機関用の冷却水通路構造である。

請求項５記載の発明は、前記リブの横断面は、第一冷却水通路部のいずれの中心線方向
位置においても、略矩形状に形成されたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか記載の内燃機関用の冷却水通路構造である。

請求項６記載の発明は、前記冷却水連通部材は、ポンプ本体と冷却水通路本体とにより構成され、前記リブは前記冷却水通路本体における前記第一冷却水通路部のみに形成されたことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか記載の内燃機関用の冷却水通路構造である。

請求項７記載の発明は、前記第一冷却水通路部の上流部端面は、前記第二冷却水通路部
の中心線方向視で、前記インペラの回転面に対し、前記スクロール部の終端部から上方へ
進むに対応して前記第一冷却水通路部の下流部に向って傾斜していることを特徴とする請
求項１ないし請求項６のいずれか記載の内燃機関用の冷却水通路構造である。

請求項１記載の内燃機関用の冷却水通路構造によれば、第一冷却水通路部の中心線方向は、渦巻ウォーターポンプの回転軸方向に対し平行な状態で、かつ渦巻ウォーターポンプのスクロール部の終端部に対し直交すると共に、第二冷却水通路部の中心線方向は、第一冷却水通路部の中心線方向に対し直交し、第一冷却水通路部の内周面には、第一冷却水通路部内を流れる冷却水を整流するための一枚のリブが形成されている。その結果、渦巻ウォーターポンプのインペラの遠心力によりスクロール部内の水流に速度差が生じ、一部の速い水流の向きが第一冷却水通路部の中心線を中心として第一冷却水通路部の内周面に沿って流れる冷却水同士が相互に衝突しようとしても、リブの面によってこの衝突が阻止されるため、第一冷却水通路部内における水流の圧力損失が低減される。
また、一枚のリブは、第一冷却水通路部の中心線方向に対し略平行に形成されているので、第一冷却水通路部内の水流がリブの両側面に沿って第二冷却水通路部側へと導かれることが可能となる。その結果、水流の衝突を第一冷却水通路の中心線方向に亘って抑制することができると共に、水流を第二冷却水通路に向けて整流することができ、第一冷却水通路および第二冷却水通路部内における水流の圧力損失を低減することができる。
そして、渦巻ウォーターポンプの回転軸方向視で、第一冷却水通路部の内周面の内、ハウジング部の円の接線から延長して形成される側の第一冷却水通路部の内周面である外面と対向する内面にリブが形成されることで、旋回流が発生し易い第一冷却水通路部内での水流の衝突がリブの両側面により効率的に抑制され、第一冷却水通路部内における水流の圧力損失が低減される。

請求項２記載の内燃機関用の冷却水通路構造によれば、第二冷却水通路部の中心線方向視で、第一冷却水通路部内に形成されたリブより上方を流れる冷却水流の中心線は、第二冷却水通路の中心線と略交差している。
リブの上方を流れる流速の大きな冷却水は、第二冷却水通路部の中心部を流れ、リブの下方を流れる流速の小さな冷却水は、第二冷却水通路部の中心部より外周側を流れることで、旋回流の発生を起こすことなく第二冷却水通路に連通され、水流の圧力損失が低減される。

請求項３記載の内燃機関用の冷却水通路構造によれば、第二冷却水通路部におけるリブのリブ頂面と同一平面より下方には、リブの下方を流れる流速の小さな冷却水が流れており、リブの上方を流れる流速の大きな冷却水が流れにくくなっている。そのため、第二冷却水通路部の下部にオイルクーラへと連通される分岐通路を設けても、分岐通路と第二冷却水通路部との接続部分での冷却水の乱れが生じ難く、第二冷却水通路部における水流の圧力損失を増大させることなくオイルクーラへの分岐通路を接続することができる。また、分岐通路と第二冷却水通路部との接続部分での冷却水の乱れが生じ難いことから、接続部分の開口径を大きくすることができ、分岐通路への冷却水の流量を安定させることができる。

請求項４記載の内燃機関用の冷却水通路構造によれば、リブは、渦巻ウォーターポンプの回転軸方向視で、第一冷却水通路部におけるリブの突出方向幅に対するリブの突出量が、12％〜49％の突出量に設定されているため、第一冷却水通路部内における水流の圧力損失が効果的に低減される。

請求項５記載の内燃機関用の冷却水通路構造によれば、リブの横断面は、リブにおけるいずれの第一冷却水通路部の中心線方向位置においても、略矩形状に形成されている。水流の偏向は、リブの横断面形状に沿うため、リブの横断面形状が略矩形状に形成されることで、相互に逆方向の旋回流の方向を第一冷却水通路部の冷却水がリブによって略直角に偏向される。その結果、水流同士の衝突が抑制され、第一冷却水通路部内における水流の圧力損失が低減される。

請求項６記載の内燃機関用の冷却水通路構造によれば、冷却水連通部材は、ポンプ本体と冷却水通路本体とにより構成され、前記リブは冷却水通路本体のみに形成されている。リブがポンプ本体にも形成された場合に、ポンプ本体と冷却水通路本体の接合部分に生じる段差からのキャビテーションや局所的な旋回流の発生を無くし、第一冷却水通路部の上流部における水流の圧力損失が低減される。

請求項７記載の内燃機関用の冷却水通路構造によれば、第二冷却水通路部の中心線方向視で、第一冷却水通路部の上流部端面は、該渦巻ウォーターポンプのインペラの回転面に対し、スクロール部の終端部から上方へ進むに対応して第一冷却水通路部の下流に向って傾斜しているため、スクロール部から第一冷却水通路部への冷却水の流動方向の変化が緩やかとなって乱流の発生が抑制され、冷却水通路構造内における水流の圧力損失を低減することができる。

本発明の第一の実施の形態に係る内燃機関の一部省略した全体斜視図である。 同内燃機関の冷却水系統の模式図である。 冷却水連通部材の内部に形成される冷却水通路の斜視図である。 図３に示す冷却水通路の右側面図である。 冷却水通路のスクロール部および第一冷却水通路部をウォーターポンプ回転軸と直交した断面で切断した断面図である。 図５の状態の要部断面図である。 冷却水連通部材を第一冷却水通路部の中心線に沿って鉛直方向に切断した断面図である。 冷却水通路本体を鉛直平面で段階的に切断した断面図である。 第一冷却水通路部の内面と外面に対するリブの突出量との位置関係を示した主要拡大図である。 第一冷却水通路部の内面と外面との距離Ａに対するリブの突出量Ｂの割合と冷却水の圧力損失低減率との関係を示すグラフである。 本発明の第二の実施の形態に係る冷却水連通部材の内部に形成される冷却水通路の斜視図である。 図１１に示す冷却水通路の右側面図である。

以下、本発明に係る第一の実施の形態について図１ないし図10に基づいて説明する。
本実施の形態に係る内燃機関０は、図１に示すように、直列４気筒の４ストローク水冷式内燃機関であり、クランク軸７を車両の左右方向に指向させて車両に横置きに搭載されている。
本明細書中では、車両の進行方向を基準に前後左右を決めることとする。

図１に示されるように、内燃機関の機関本体１は、上下方向に指向する、図示されないシリンダが左右方向に配列されたシリンダブロック３の下に、クランク軸７を挟むように図示されない軸受けを介してロアケース２が結合され、シリンダブロック３の上にシリンダヘッド４、シリンダヘッドカバー５が順次重ねられて一体に構成されている。

機関本体１の後側面1aの右側寄りに補機部品であるＡＣジェネレータ10が付設されている。
機関本体１の前側面1bの右側寄りに上から下に補機部品である渦巻ウォーターポンプ22、エアコン用コンプレッサ13が順に付設されている。

渦巻ウォーターポンプ22には、コネクティングパイプ43の一端が接続され、コネクティングパイプ43の他端は、機関本体１の前側面1bに沿って機関本体１の左方へ向かって付設され、後述するサーモスタット42に接続されている。

機関本体１の右側面には、クランク軸７の端部に嵌着された駆動プーリ８が配置され、駆動プーリ８の斜め上前方には、テンショナプーリ回転軸17が配置され、テンショナプーリ回転軸17にテンショナプーリ18が枢支され、該テンショナプーリ18は図示されないアームによって前方へ搖動付勢されている。

ＡＣジェネレータ10の右方に突出したジェネレータ回転軸11の端部にはジェネレータプーリ12が嵌着され、ウォーターポンプ22の右方に突出したウォーターポンプ回転軸24の端部にはウォーターポンププーリ25が嵌着され、エアコン用コンプレッサ13の右方に突出したコンプレッサ軸14の端部にはコンプレッサプーリ15が嵌着されている。

これら前記駆動プーリ８、テンショナプーリ18、ジェネレータプーリ12、ウォーターポンププーリ25およびコンプレッサプーリ15は、同一鉛直平面上に配置され、駆動プーリ８、テンショナプーリ18、ジェネレータプーリ12、ウォーターポンププーリ25、コンプレッサプーリ15の順に無端状ベルト19が巻掛けられ、テンショナプーリ18により無端状ベルト19に張力が付与されている。
そして、駆動プーリ８の回転による無端状ベルト19の回送で、補機部品たるＡＣジェネレータ10、渦巻ウォーターポンプ22、エアコン用コンプレッサ13が一斉に駆動される。

渦巻ウォーターポンプ22の稼働により冷却水が循環する冷却系統の主要な循環経路を、図２の冷却系統の模式図に基づいて簡単に説明する。

渦巻ウォーターポンプ22から吐出した冷却水は、シリンダブロック３内の図示されないウォータージャケットを通過し、次いで上側のシリンダヘッド４内に流入してシリンダヘッド４内の図示されないウォータージャケットを通過して、ウォーターアウトレット40に流入し、冷間時にはバイパス経路41を介してサーモスタット42に流入し、サーモスタット42の感温部により、コネクティングパイプ43を介して渦巻ウォーターポンプ22に流入して循環するようになっている。

また、ウォーターアウトレット40に流入した冷却水が冷間運転状態よりも高温に加熱された場合には、サーモスタット42の弁体42aが上方へ移動してバイパス経路41が閉塞されると共に、ウォーターアウトレット40はラジエータ流入通路44、ラジエータ45、ラジエータ流出通路46、サーモスタット42およびコネクティングパイプ43を介して渦巻ウォーターポンプ22に連通状態となり、ウォーターアウトレット40に流入した冷却水は、ラジエータ流入通路44、ラジエータ45、ラジエータ流出通路46、サーモスタット42およびコネクティングパイプ43を介して渦巻ウォーターポンプ22に流入して循環し、内燃機関０のシリンダブロック３およびシリンダヘッド４は適正な温度に冷却されるようになっている。

さらに、通常運転状態においては、ウォーターアウトレット40に流入した冷却水の一部は、ヒータ流入通路47、ヒータコア48、ヒータ流出通路49およびコネクティングパイプ43を介して渦巻ウォーターポンプ22に流入し、暖房使用時にはヒータコア48により車室内の空気が適正な温度に加熱されるようになっている。

次に、本発明に係る実施例の主要部である内燃機関用冷却水通路構造について図３乃至９を参照して説明する。
自動四輪車等に動力源として搭載される内燃機関の機関本体１に渦巻ウォーターポンプ22を収容する冷却水連通部材21が付設され、冷却水連通部材21の内部には、渦巻ウォーターポンプ22のインペラ26を収容するハウジング部23と、スクロール部27と、第一冷却水通路部28と、第二冷却水通路部29とが形成され、ハウジング部23に連接されたスクロール部27の下流部端に、該下流部端より上方に位置した第一冷却水通路部28の上流部端が接続され、第一冷却水通路部28の下流部端に第二冷却水通路部29の上流部端が接続され、第二冷却水通路部29の下流部端に内燃機関のシリンダブロック３、シリンダヘッド４内の図示されない冷却水通路が接続され、ハウジング部23には車幅方向に指向したウォーターポンプ回転軸24が回転可能に枢支され、ウォーターポンプ回転軸24の端部にインペラ26が一体に嵌着されている。

冷却水連通部材21は、ウォーターポンプ回転軸24を介してウォーターポンププーリ25を支持するポンプ本体21aと、インペラ26の先端より突出した側に設けられた冷却水通路本体21bとにより構成される。

図３および図４に示されるように、第二冷却水通路部29の中心線Ｘに対し、第一冷却水通路部28の上流部端面28aに接する線Ｙは平行で、線Ｙと平行な第一冷却水通路部28の上流部端面28aは、インペラ26の回転面Ｚに対し、スクロール部27の終端部から第一冷却水通路の上方へ進むに対応して第一冷却水通路部28の下流部に向って傾斜している。

図５、図６および図７に示されるように、第一冷却水通路部28の中心線方向は、渦巻ウォーターポンプ22のウォーターポンプ回転軸24に対し平行で、かつスクロール部27の下流部端にある終端部の鉛直方向中心線に対し直交すると共に、第二冷却水通路部29の中心線方向は、ウォーターポンプ回転軸24に直交する回転面に対し平行で、かつ第一冷却水通路28の中心線方向に対し直交している。

第一冷却水通路部28の中心線に沿った方向と平行な方向視（図５）で、第一冷却水通路部28の内周面において相対する二平面の内、ハウジング部23から離れる側の内周面を外面28b、該外面28bと対向する面を内面28dとし、この内面に第一冷却水通路部28内を流れる冷却水を整流するためのリブ30が第一冷却水通路部の中心線に対し略平行に細長く形成されている。
なお、リブ30は、第二冷却水通路部29の中心線方向視で、水平方向に指向した第一冷却水通路部28内で下流部に向ってやや上向きまたは下向きに形成されてもよい。
また、図７に示されるように、リブ30は、冷却水連通部材21の冷却水通路本体21bにのみ形成されている。

図８に示されるように、リブ30の横断面形状は、第一冷却水通路部28のいずれの中心線方向位置においても、略矩形状に形成されている。また、図６に示されるように、リブ30の横断面形状は、第一冷却水通路部28の頂面28cに対し、リブ頂面30aおよびリブ下面30bは略平行に形成される。

リブ30は、第一冷却水通路部28の中心線に沿った方向視で、第一冷却水通路部28における内面と外面との距離Ａに対するリブ30の突出量Ｂの割合が、12％〜49％のいずれかの割合に設定されている。

図10は、図９に示す第一冷却水通路部28の内面と外面との距離Ａに対するリブの突出量Ｂの割合（以下、「突出量」という）と冷却水の圧力損失低減率（以下、「圧損低減率」という）との関係を示すグラフである。このデータは、CFDを用いた流動解析にて、第一冷却水通路部28の内面と外面との距離を固定とした場合の突出量に対するスクロール部27から第二冷却水通路部29までの冷却水通路の圧損低減率をシミュレートしたものである。

図10から明らかなように、突出量が12％となると圧損低減率が大きく増加し、60％を超えると減少している。特に、突出量が12％から49％までの間では、圧損低減率が約10％と高い値を示している。

したがって、リブの突出量を12％〜49％とすることで、スクロール部27から第二冷却水通路部29までの水流の圧損を効果的に低減することができる。

なお、図６および図７に示されるように、第二冷却水通路部29の中心線方向視で、水平方向に指向した第一冷却水通路部28内に形成されたリブ30のリブ頂面30aより上方を流れる冷却水流の中心線は、第二冷却水通路部29の中心線と略交差する位置に設定されている。

スクロール部27内では、下流部においてウォーターポンプ回転軸24から離れた側のスクロール部外周面27aと、ウォーターポンプ回転軸24に接近した側のスクロール部内周面27bとがあり、スクロール部外周面27aに沿って流れる一方の冷却水は、第一冷却水通路部28の外面である一側面28bから頂面28cに沿って内面である他側面28dに流れることで時計回りの旋回流となり、スクロール部内周面27bに沿って流れる他方の冷却水は、第一冷却水通路部28の他側面28dに沿い上方へ流れる上向き流となり、時計回りの旋回流と、上向き流とがリブ30の箇所で衝突し、この衝突により冷却水流に大きな圧力損失が発生し易い。

しかし、本実施形態では、図６に示されるように、スクロール部のスクロール部外周面27aから第一冷却水通路部28の一側面28bに流入し頂面28cに沿って他側面28dを流れる一方の冷却水は、リブ30のリブ頂面30aによって第二冷却水通路部29に指向するように向きを変え、また、スクロール部27のスクロール部内周面27bから第一冷却水通路部28の他側面28dに沿い上方へ流れる他方の冷却水は、リブ30のリブ下面30bによって第二冷却水通路部29に指向するように向きを変えるため、上下両方の冷却水流は相互に衝突することなく、第二冷却水通路部29に向い流れる結果、冷却水の衝突による圧力損失が大幅に低下する。

しかも、図５に示されるように、スクロール部27のスクロール部外周面27aに沿った冷却水流路では、スクロール部27の始端から第一冷却水通路部28に接続する終端迄の距離が長く、流速が速く大量の冷却水が第一冷却水通路部28の一側面28bへ向って上方へ流れ、頂面28cでは、他側面28dに向って流れて、他側面28dでは下方へ向って流れると同時に、図７に示されるように、スクロール部27のスクロール部外周面27aに沿い第一冷却水通路部28の下流端に向って流れる結果、その両方の流れによって第一冷却水通路部28の他側面28dに沿って流れる冷却水は、第二冷却水通路部29に向う方向と下方に向う方向の中間の向きである斜下方に流れる傾向がある。

また、スクロール部27のスクロール部内周面27bに沿って第一冷却水通路部28内に流入した冷却水もスクロール部27のスクロール部外周面27aに流入した冷却水と同様な理由により第二冷却水通路部29に向う方向と上方に向う方向の中間の向きである斜上方に流れる傾向があり、第一冷却水通路部28の他側面28dにリブ30が存在しないと、上、下両方の冷却水は相互に斜めに合流し、この合流による圧力損失が大きくなるところ、該他側面28dにリブ30が存在すると、この合流による圧力損失が軽減される効果がある。

次に、本発明の第一の実施の形態にオイルクーラ50が具備されている本発明の第二の実施の形態について図１１および図１２を参照して説明する。

オイルクーラ50は、内燃機関0に具備されており、オイルクーラ50内に供給された冷却水を利用して内燃機関0内にて加熱されたエンジンオイルとの熱交換を通じて、エンジンオイルの冷却を行う水冷式オイルクーラである。

本実施の形態において、図４および図７に示されるように、第二冷却水通路部29の中心線方向視で、水平方向に指向した第一冷却水通路部28内に形成されたリブ30のリブ頂面30aより上方を流れる冷却水流の中心線は、第二冷却水通路部29の中心線と略交差する位置に設定されている。

図１１は、本発明の第二の実施の形態に係る冷却水連通部材21の内部に形成される冷却水通路の斜視図であり、冷却水連通部材21の内部と内燃機関0に具備されたオイルクーラ50との接続状態が一部透過して示されている。
図１１および図１２に示されるように、オイルクーラ50が冷却水連通部材21の下方に配置され、第二冷却水通路部29におけるリブ30のリブ頂面30aと同一平面より下方には、冷却水をオイルクーラ50に供給する分岐通路51が設けられている。

図１１および図１２に示されるように、分岐通路51は、直線状に形成され、分岐通路51の上流部が第二冷却水通路部29の底部29aに設けられた分岐部29bに接続され、分岐通路51の下流部がオイルクーラ50に設けられている冷却水供給口50aに接続されている。また、図１１に示されるように、分岐通路51の通路横断面積は、第二冷却水通路部29の通路横断面積と比較して小さく形成されている。
なお、本実施の形態では、分岐部29bが第二冷却水通路部29の底部29aに設けられているが、第二冷却水通路部29におけるリブ30のリブ頂面30aと同一平面より下方に位置すれば、分岐部29bの位置は、底部29aに限定されない。

図１２に示されるように、分岐通路51は、第一冷却水通路部28の中心線方向に対し直交し、かつ、第二冷却水通路部29の中心線方向に対し直交するように第二冷却水通路部29とオイルクーラ50の冷却水供給口50aとに接続されている。このように分岐通路51が接続されることで、分岐部29bが第二冷却水通路部29の底部29aに設けられた場合、分岐部29bには、流速の小さな冷却水が流れていることから、分岐部29aの縁部による第二冷却水通路部29内の水流の乱れは生じ難く、第二冷却水通路部29を流れる水流の圧力損失を増大させることなくオイルクーラ50への分岐通路51を接続することができる。

また、図１１および図１２に示されるように、オイルクーラ50と渦巻ウォーターポンプ22の間には、オイルクーラ50内の冷却水を排出するための排出通路52が設けられている。
排出通路52は、直線状に形成され、オイルクーラ50の冷却水排出口50bと渦巻ウォーターポンプ22の上流部22aとに接続されている。排出通路52を渦巻ウォーターポンプ22の上流部22aに接続することで、渦巻ウォーターポンプ22の差圧を利用してオイルクーラ50内の冷却水を効率的に渦巻ウォーターポンプ22へと排出することができる。
なお、分岐通路51および排出通路52が直線状に形成されているため、例えばオイルクーラ50と冷却水連通路本体21bとを一体に成形した後に、ドリル等を用いて容易に分岐通路51および排出通路52を穿設することができる。

０…内燃機関、１…機関本体、1a…前側面、1b…後側面、２…ロアケース、３…シリンダブロック、４…シリンダヘッド、５…シリンダヘッドカバー、６…オイルパン、７…クランク軸、８…駆動プーリ、10…ＡＣジェネレータ、11…ジェネレータ駆動軸、12…ジェネレータプーリ、13…エアコン用コンプレッサ、14…コンプレッサ軸、15…コンプレッサプーリ、16…テンショナ、17…テンショナプーリ回転軸、18…テンショナプーリ、19…無端状ベルト、20…内燃機関用冷却水通路構造、21…冷却水連通部材、21a…ポンプ本体、21a1…ポンプ本体湾曲部、21b…冷却水通路本体、21b1…冷却水通路本体湾曲部、22…渦巻ウォーターポンプ、22a…上流部、23…ハウジング部、24…ウォーターポンプ回転軸、25…ウォーターポンププーリ、26…インペラ、27…スクロール部、27a…スクロール部外周面、27b…スクロール部内周面、28…第一冷却水通路部、28a…上流部端面、28b…他側面、28c…頂面、28d…一側面、29…第二冷却水通路部、29a…底部、29b…分岐部、30…リブ、30a…リブ頂面、30b…リブ下面、30b1…リブ湾曲下面、30c…リブ端面、40…ウォーターアウトレット、41…バイパス経路、42…サーモスタット、43…コネクティングパイプ、44…ラジエータ流入通路、45…ラジエータ、46…ラジエータ流出通路、47…ヒータ流入通路、48…ヒータコア、49…ヒータ流出通路、50…オイルクーラ、50a…冷却水供給口、50b…冷却水排出口、51…分岐通路、52…排出通路

Claims (7)

1. 内燃機関に渦巻ウォーターポンプ(22)を収容する冷却水連通部材(21)が付設され、該内燃機関内の冷却水通路へ冷却水を供給するための内燃機関用の冷却水通路構造において、 前記冷却水連通部材(21)の内部に前記渦巻ウォーターポンプ(22)のインペラ(26)を収容するハウジング部(23)、スクロール部(27)、第一冷却水通路部(28)および第二冷却水通路部(29)が形成され、
   前記ハウジング部(23)に連接された前記スクロール部(27)の下流部に該下流部より上方に位置した前記第一冷却水通路部(28)が接続され、
   該第一冷却水通路部(28)の下流部に筒状の前記第二冷却水通路部(29)の上流部が接続され、
   該第二冷却水通路部(29)の下流部に前記内燃機関内の冷却水通路が接続され、
   前記第一冷却水通路部(28)の中心線方向が、前記渦巻ウォーターポンプ(22)の回転軸方向に対し平行に設定され、
   前記第二冷却水通路部(29)の中心線方向が、前記第一冷却水通路部(28)の中心線方向に対し直交するとともに、前記第二冷却水通路部(29)は、その前記上流部より前記ハウジング部(23)から遠ざかる方向に延び、
   前記第一冷却水通路部(28)の内周面には一枚のリブ(30)が形成され、
   前記リブ(30)は、前記第一冷却水通路部(28)の中心線に対して略平行に、かつ、前記第一冷却水通路部(28)の中心線方向視で、前記第一冷却水通路部(28)の内周面において相対する二平面のうち、前記ハウジング部(23)から離れる側の前記第一冷却水通路部(28)の内周面は外面(28b)、前記外面と対向する面は内面(28d)とされ、前記内面(28d)に形成されたことを特徴とする内燃機関用の冷却水通路構造。
2. 前記第二冷却水通路部(29)の中心線方向視で、前記第一冷却水通路部(28)内に形成された前記リブ(30)より上方を流れる冷却水流の中心線は、前記第二冷却水通路部(29)の中心線と略交差することを特徴とする請求項１記載の内燃機関用の冷却水通路構造。
3. 前記内燃機関には、前記冷却水によりエンジンオイルとの熱交換を行うオイルクーラ(50)が具備され、
   前記第二冷却水通路部(29)における前記リブ(30)のリブ頂面(30a)と同一平面より下方には、前記冷却水を前記オイルクーラ(50)に供給する分岐通路(51)が設けられ、
   該分岐通路(51)は、前記第二冷却水通路部(29)と前記オイルクーラ(50)とに接続されたことを特徴とする請求項２記載の内燃機関用の冷却水通路構造。
4. 前記リブ(30)は、前記第一冷却水通路部(28)の中心線方向視で、前記第一冷却水通路部(28)における前記内面(28d)と前記外面(28b)との距離に対する前記リブ(30)の突出量の割合が、12％〜49％に設定されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の内燃機関用の冷却水通路構造。
5. 前記リブ(30)の横断面は、第一冷却水通路部(28)のいずれの中心線方向位置においても、略矩形状に形成されたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の内燃機関用の冷却水通路構造。
6. 前記冷却水連通部材(21)は、ポンプ本体と冷却水通路本体とにより構成され、前記リブ(30)は前記冷却水通路本体における前記第一冷却水通路部(28)のみに形成されたことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の内燃機関用の冷却水通路構造。
7. 前記第一冷却水通路部(28)の上流部端面(28a)は、前記第二冷却水通路部(29)の中心線方向視で、前記インペラ(26)の回転面に対し、前記スクロール部(27)の終端部から上方へ進むに対応して前記第一冷却水通路部(28)の下流部に向って傾斜していることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の内燃機関用の冷却水通路構造。

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