JPH11182243A - エンジンの冷却水循環構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】冷却水の循環通路を工夫して、冷却水の通路及
び配管を減少してエンジンの小型化を可能にすると共
に、冷却通路の切換の際のハンチングを防止できるエン
ジンの冷却水循環構造を提供する。 【解決手段】エンジンの冷却水ポンプより吐出された冷
却水をシリンダブロックとシリンダヘッドに供給して冷
却し、排出された冷却水を、ラジエータ、ヒータコア及
びオイルクーラーを経由、あるいはこれらをバイパスし
て前記冷却水ポンプに循環するエンジンの冷却水循環構
造において、前記ヒータコアと前記オイルクーラーとを
連結するヒータコア用通路を設けて、前記ヒータコアを
通過して放熱した後の冷却水を前記オイルクーラーに供
給するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジン冷却水の
循環経路を工夫することで、オイルクーラーの冷却性能
を向上すると共に、エンジン本体回りの配管の本数を減
らしてエンジン回りの配置を簡略化して小型化を可能に
するエンジンの冷却水循環構造の改良に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】自動車などのエンジンにおいては、小型
化、軽量化が進み、エンジン本体のみならず、エンジン
本体の外側に配設されている配管についても可能な限り
省略して、省スペース、軽量化することが強く求められ
ており、この外部配管の殆どを占める冷却水循環通路に
ついても改良が進められている。

【０００３】このエンジンの冷却水循環構造は、冷却水
ポンプより吐出された冷却水をシリンダブロックとシリ
ンダヘッドに供給してエンジン本体を冷却し、次に、こ
の冷却水を、例えば、シリンダヘッドを出てラジエータ
を経由してサーモスタットに至るラジエータ用通路、シ
リンダヘッドを出て車室内暖房用のヒータコアを経由し
て冷却水ポンプに至るヒータコア用通路、冷却水ポンプ
からオイルクーラーを経由して冷却水ポンプに戻るオイ
ルクーラー用通路と、これらの機器をバイパスして、シ
リンダヘッドから出て直接サーモスタットに至るバイパ
ス用通路とからなる４系統の通路を経由して、冷却水ポ
ンプの吸入口に循環させるようにしている。

【０００４】即ち、エンジンのシリンダブロックやシリ
ンダヘッドを冷却した後の冷却水は熱交換により昇温さ
れているので、エンジンの過熱を防止するためにこの冷
却水をラジエータ（放熱器）を通過するラジエータ用通
路を設けて冷却水を循環させている。また、エンジン始
動時や寒冷時等においては、冷却水を過度に冷却する
と、エンジンの出力や燃費が悪化するばかりでなく、シ
リンダの低温摩耗等の悪影響があるので、冷却水の過冷
却を防止するためにラジエータを迂回するバイパス用通
路を設けてある。

【０００５】そして、冷却水が適正な温度範囲に収まる
ように、前述のラジエータ用通路とバイパス用通路とを
切換制御しており、この切換制御は、例えば、２弁式の
サーモスタットの一方の入口にラジエータ用通路を連結
し、他方の入口にラジエータバイパス用通路を連結し
て、ワックス等を充填した感温部を流れる冷却水の温度
により、感温部の膨張と収縮を利用してどちらか一方の
通路のみを開とすることで行われている。

【０００６】即ち、冷却水が高温側になったときは、ラ
ジエータ用通路を開にして、ラジエータバイパス通路を
閉にし、冷却水が低温側になった時には、逆に、ラジエ
ータ用通路を閉にして、ラジエータバイパス通路を開に
している。また、冷却水の循環構造には、更に、車室内
を暖房するためのヒータコアにもエンジン本体を冷却し
て温まった冷却水を循環させるので、ヒータコア用通路
も設けている。

【０００７】更に、エンジンの潤滑オイルを冷却するた
めに、オイルクーラー用通路を設けてオイルクーラーに
も冷却水を供給している。しかしながら、従来技術の冷
却水循環構造においては、これらのラジエータ用通路、
ヒータコア用通路、オイルクーラー用通路と、バイパス
用通路とからなるの４系統の冷却水循環通路と潤滑オイ
ルのオイル循環通路とが必要になり、これらの配管がエ
ンジン本体の周囲に機器類等の突起物を避けながら混合
状態で配管されるため、多数の配管と大きな配管スペー
ス及び配管作業用スペースが必要になってエンジンの小
型化が阻害されるという問題がある。

【０００８】また、狭いスペースに多くの配管が入組ん
でおり、機器の取付けや取り外しや点検の際に、工具が
配管に当たる等邪魔になるので、組付け作業が煩雑にな
るだけでなく、点検やメンテナンスの際の作業効率が低
下するという問題がある。これらの問題点に鑑み、本出
願人の一人は、サーモスタットハウジングに、オイルク
ーラーとオイルフィルターを一体的に取り付け、外部配
管の一部をサーモスタットハウジング内の内部配管に置
き換えることにより、配管スペースの節約と共に、取付
け作業やメンテナンス作業の効率の向上を図ることので
きる内燃機関用サーモスタットハウジングの構造を特開
平９−１３９３５号公報にて提案している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、残念ながら、
この先行技術の構成であるサーモスタットハウジングを
使用した冷却水循環構造においては、図３の循環システ
ム構成図及び図４の説明用斜視図（なお、部品番号や記
号は前記公報の原図とは変えてあり、また、一部省略し
てある。）に示すように、ヒータコア６を経由するヒー
タコア用通路Ｈと、オイルクーラー７を経由するクーラ
ー用通路Ｃとは独立しており、両者はサーモスタットハ
ウジング10内部において合流して、サーモスタット９の
下流側に導入されている。

【００１０】従って、冷却水ポンプ11とオイルクーラー
７間の通路とオイルクーラー７とサーモスタット９との
間の配管が必要となり、依然として、配管数が多いとい
う問題がある。また、図４に示すように、オイルクーラ
ー７がオイルフィルター８とサーモスタットハウジング
10との間に配設されているため、オイルクーラー７が下
方に突き出る形となり、エンジン回りの使用スペースが
大きくなり、しかも、オイルクーラー７のみの点検や交
換時にオイルフィルター８も同時に取り外す必要がある
ため、作業性が悪くなるという問題が残っている。

【００１１】その上、ラジエータ用通路Ｒとバイパス用
通路Ｂとの切換制御においては、２弁式のサーモスタッ
ト９の一方の流入口にラジエータ用通路Ｒを連結し、他
方の流入口にバイパス用通路Ｂを連結しており、冷却水
温度の検出はこの両流入口間にあって、流出口に面して
いる感温部９ａで行う構成になっている。つまり、この
感温部９ａの周囲の冷却水温度によって、ラジエータ用
通路Ｒとバイパス用通路Ｂのどちらか一方を選択的に開
通させて、流出口から冷却水ポンプ11側に冷却水を供給
し、この両通路Ｒ、Ｂの一方を冷却水温度によって選択
することによって冷却水のラジエータ５による冷却量を
制御して、冷却水温度を所定の範囲になるように構成さ
れている。

【００１２】しかしながら、この制御方法によると、サ
ーモスタット９がラジエータ用通路Ｒを選択して開通す
ると、ラジエータ５を通過して低温となった冷却水が感
温部９ａに流れ込んでくるので、この低温の冷却水によ
って感温部９ａが急速に冷却されてワックス式では感温
部９ａのワックスが収縮し、その結果バイパス用通路Ｂ
を選択して開通することになる。

【００１３】そして、このバイパス用通路Ｂを選択した
途端に、今度は冷却されていないシリンダヘッド２から
直接戻ってくる高温の冷却水が感温部９ａに流入するの
で、感温部９ａが急速に加熱されて膨張し、再びラジエ
ータ用通路Ｒを選択することになる。この作動を煩雑に
繰り返すことになり、ハンチングが発生するという問題
がある。このハンチングは、温度差の大きい高温と低温
の冷却水で制御するために生じる。

【００１４】本発明は、上述の問題を解決するためにな
されたものであり、その目的は、冷却水の循環通路を工
夫して、冷却水の通路及び配管を減少してエンジンの小
型化を可能にすると共に、冷却通路の切換の際のハンチ
ングを防止できるエンジンの冷却水循環構造を提供する
ことにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】以上のような目的を達成
するためのエンジンの冷却水循環構造は、エンジンの冷
却水ポンプより吐出された冷却水をシリンダブロックと
シリンダヘッドに供給して冷却し、排出された冷却水
を、ラジエータ、ヒータコア及びオイルクーラーを経
由、あるいはこれらをバイパスして前記冷却水ポンプに
循環するエンジンの冷却水循環構造において、前記ヒー
タコアと前記オイルクーラーとを連結するヒータコア用
通路を設けて、前記ヒータコアを通過して放熱した後の
冷却水を前記オイルクーラーに供給するように構成した
ものである。

【００１６】この構成によれば、車室内暖房用等のヒー
タコアで熱交換して低温になった冷却水をオイルクーラ
ーへ供給してオイルを冷却するので、このオイルクーラ
ーの冷却効率が向上する。また、ヒータコア用通路がオ
イルクーラー用の通路と兼用になるので、オイルクーラ
ー用通路がサーモスタットハウジング内に収容され、配
管数が減少する。

【００１７】また、オイルクーラーとオイルフィルター
の積層構造が無くなるので、オイルフィルターの下方へ
の突出量が減少し、エンジンがコンパクトになる。そし
て、更に、前記ラジエータを経由するラジエータ用通路
と、前記ラジエータを迂回するバイパス用通路とを冷却
水温度に応じて選択的に開閉するサーモスタットを配設
すると共に、該サーモスタットの感温部に前記ヒータコ
ア用通路を連結して、前記ヒータコアと前記オイルクー
ラーを経由した後の冷却水を前記感温部に供給して、前
記サーモスタットの開閉を制御するように構成される。

【００１８】つまり、ヒータコアで冷却された後にオイ
ルクーラーで温められて、ラジエータ用通路の低温水と
ラジエータバイパス用通路の高温水の中間の温度となっ
た冷却水を、２弁式サーモスタットの両流入口（弁体部
分）通路からでなく、２弁間の側壁部に開口した中央流
入通路から直接感温部に導入する構成とする。この構成
によれば、ヒータコアとオイルクーラーを通過した後の
冷却水、即ち、エンジンの温度変化に伴って徐々に変化
するヒータコア用通路の冷却水をサーモスタットの感温
部に導いて、サーモスタットの通路の開閉を制御するた
め、この感温部が急激な温度変化に曝されることなくな
るので、サーモスタットのハンチングは防止される。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて、本発明に係
るエンジンの冷却水循環構造について説明する。本発明
に係るエンジンの冷却水循環構造では、図１及び図２に
示すように冷却水の循環通路として、先ず、冷却水ポン
プ（Ｗ．Ｐ．：ウォーターポンプ）11の吐出口Ｐ０より
吐出された冷却水をシリンダブロック３とシリンダヘッ
ド２に供給してエンジン本体を冷却する冷却水ポンプ用
通路Ｔが形成される。

【００２０】そして、このシリンダヘッド２の冷却水流
出口Ｔ３から排出された後の冷却水の通路は分岐され
て、ラジエータ（Ｒ）５を経由するラジエータ用通路
Ｒ、車室内を暖房するヒータコア（Ｈ．Ｃ．）６を経由
しオイルクーラー７に入るヒータコア用通路Ｈとこれら
の機器を迂回するバイパス用通路Ｂとの３系統の通路と
なって、アルミニウム合金製のサーモスタットハウジン
グ10やオイルクーラー７に接続される。

【００２１】このラジエータ用通路Ｒはラジエータ５を
経由して、サーモスタットハウジング10の第１流入口Ｒ
１から内部通路を経由して、このサーモスタットハウジ
ング10内部に配設される、ワックス式のボトムバイパス
型やサイドバイパス型の２個の弁体を持つサーモスタッ
ト９の第１開口部（第１弁体部）Ｒ２に入るように構成
する。

【００２２】また、バイパス用通路Ｂはラジエータ５や
ヒータコア６を迂回して、分岐点から直接サーモスタッ
トハウジング10の第２流入口Ｂ１に入り、内部通路を経
由して、サーモスタット９の第２開口部（第２弁体部）
Ｂ２に入るように構成する。そして、図１及び図２に示
すようにサーモスタットハウジング10にオイルフィルタ
ー８とオイルクーラー７を接続して、ヒータコア６を経
由するヒータコア用通路Ｈをオイルクーラー７の冷却水
入口Ｈ０に接続し、更にこのオイルクーラー７の冷却水
出口をサーモスタットハウジング10の第３流入口Ｈ１に
連結して、内部通路を経由して、サーモスタット９の感
温部９ａの側面に開口した第３開口部Ｈ２に入るように
構成する。

【００２３】そして、サーモスタット９の３つの開口部
Ｒ２、Ｂ２、Ｈ２からの流路を一つにまとめた出口開口
部Ｔ０と冷却水ポンプ11への流出口Ｔ１との間をサーモ
スタットハウジング10の内部通路で連結する。この流出
口Ｔ１と冷却水ポンプ11の流入口Ｐ１とを接続し、更
に、冷却水ポンプ11の吐出口Ｐ０をシリンダブロック３
の冷却水入口Ｔ２に連結する。この冷却水入口Ｔ２はシ
リンダブロック３とシリンダヘッド２内を経由する内部
の冷却通路により、シリンダヘッド２の冷却水出口Ｔ３
に通じるように構成される。

【００２４】即ち、この冷却水循環通路は、冷却水ポン
プ11から吐出された冷却水がシリンダブロック３、シリ
ンダヘッド２を冷却してから、３系統の通路Ｒ、Ｈ、Ｂ
に分かれて、それぞれ、ラジエータ用通路Ｒでラジエー
タ５を経由したり、ヒータコア用通路Ｈでヒータコア６
とオイルクーラー７とを経由したり、あるいは、バイパ
ス用通路Ｂから直接、サーモスタットハウジング10に入
り、サーモスタット９を経由して、再び冷却水ポンプ11
に循環するように構成される。

【００２５】次に、エンジンの潤滑オイルの循環通路の
構成について説明する。先ず、オイルポンプ11の排出口
Ｏ０とサーモスタットハウジング10のオイル入口Ｏ１と
を連結する。このオイル入口Ｏ１はサーモスタット９の
内部通路でオイルクーラー７のオイル入口Ｏ２に接続す
ると共に、オイルクーラー７のオイル出口Ｏ８をオイル
フィルター８の入口に接続するように構成する。

【００２６】そして、オイルフィルター８の出口Ｏ３を
サーモスタットハウジングの第２オイル入口Ｏ３に連結
し、この第２オイル入口Ｏ３に連通する第２オイル出口
Ｏ４をシリンダブロック３のオイル入口Ｏ５に連結す
る。そして、シリンダブロック３とオイルパン４からの
オイル出口Ｏ６をオイルポンプ12の流入口Ｏ７に連結し
て構成する。

【００２７】このオイルクーラー７は水冷式の積層式や
管式の従来技術のオイルクーラーであり、オイルフィル
ター８も濾紙を円筒型に折り畳んだものやフィルターエ
レメント８ａのみを交換できるエコフィルター式のオイ
ルフィルターを使用することができる。以上の構成によ
り、冷却水ポンプ11から吐出された冷却水は、シリンダ
ブロック３とシリンダヘッド２を冷却した後に、ラジエ
ータ用通路Ｒとバイパス用通路Ｂのいずれか一方の通路
と、ヒータコア用通路Ｈからオイルクーラー７内を通過
する通路とを通過し、更に、サーモスタットハウジング
10内のサーモスタット９を通過して合流し、冷却水ポン
プ11に戻って循環することになる。

【００２８】また、エンジンオイルは、オイルポンプ12
で加圧されて、サーモスタットハウジング10内の通路を
経由してオイルクーラー７内に入り、ヒータコア用通路
Ｈを通過する冷却水で冷却された後に、オイルフィルタ
ー８のケース部内に入り、フィルターエレメント８ａで
濾過されてから、シリンダブロック３に入り、エンジン
各部を潤滑及び冷却した後にオイルパン４に戻され、こ
こからオイルポンプ12に吸引され、循環することにな
る。

【００２９】従って、このエンジンの冷却水循環構造に
よれば、ヒータコア６で熱交換して低温になった冷却水
でオイルクーラー７内のオイルを冷却することができる
ので、オイルクーラー７の冷却性能を向上することがで
きる。また、オイルが熱伝導性の良いアルミ合金製のサ
ーモスタットハウジング10内の通路を通過する際にも、
同じくサーモスタットハウジング10内の隣接する通路を
通過する冷却水によって冷却される。

【００３０】そして、前述のラジエータ用通路Ｒとこの
バイパス用通路Ｂとを切換制御しているサーモスタット
９の感温部９ａには、ヒータコア用通路Ｈからの冷却水
が流れ込む。即ち、ラジエータ５経由の低温の冷却水や
バイパス用通路経由の高温の冷却水以外に、比較的温度
変動が少なく、エンジンの温度を検出しやすい、オイル
クーラー７通過後の冷却水を常に感温部９ａに導入し
て、両通路Ｒ、Ｂの選択を行うことになる。そのため、
感温部９ａに接触する冷却水の急激な温度変化が緩和さ
れるので、サーモスタット９の通路選択時のハンチング
を防止することができる。

【００３１】また、この冷却水循環構造を採用するとオ
イルクーラー７をサーモスタットハウジング10とオイル
フィルター８の横に接続する構造にすることができ、積
層構造を避けることができるので、点検や交換作業の際
にオイルクーラー７のみを取り外しことができ、作業効
率を向上することができる。また、オイルクラー７との
積層構造によるオイルフィルター８の下方への突出を無
くすことができる。

【００３２】

【発明の効果】以上の説明のように、本発明のエンジン
の冷却水循環構造によれば、ヒータコア用通路をオイル
クーラーに連結しているので、先行技術においては冷却
水ポンプからオイルクーラーを経て冷却水ポンプに戻
る、独立したオイルクーラー用通路が必要であったが、
本発明においてはこれをを省略して配管数を減少できる
ので、エンジン本体回りの外部配管を減少することがで
きる。

【００３３】また、オイルクーラーとオイルフィルター
の冷却水通路を直列に接続する構成としたため、サーモ
スタットハウジングの一面にオイルフィルターを取付
け、このオイルフィルター取付け面とは別の面にオイル
クーラーを取付けて機器類及び配管の構成をすることが
容易となるので、オイルクーラーとオイルフィルターの
積層構造を避けることができ、オイルフィルターの下方
に突き出る量を減少できる。

【００３４】そして、ヒータコアを通過して放熱して低
温になった冷却水をオイルクーラーに供給してオイルを
冷却するので、先行技術の冷却水ポンプから吐出された
各経路からの冷却水が合流した後の冷却水で冷却する場
合に比べて、オイルクーラーの冷却性能を向上すること
ができる。また、冷却性能が向上することによって、オ
イルクーラーを小型化できる。

【００３５】従って、上述の配管の省略及び単純化、積
層構造の回避、オイルクーラーの小型化等により、エン
ジンを小型化することができ、また、配管作業を簡便化
して作業効率を上げることができる。その上、オイルク
ーラーを通過して昇温した中間の温度の冷却水をサーモ
スタットの感温部に供給して、ラジエータ用通路とバイ
パス用通路とを選択する構成としたので、この感温部が
急激な温度変化に曝されることがなくなり、エンジンの
温度変化に伴って徐々に変化するオイルクーラー通過後
の冷却水で、サーモスタットの開閉を制御することがで
きるので、サーモスタットのハンチングを防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態のエンジンの冷却水循環構
造の冷却水とオイルの循環システム構成図である。

【図２】本発明の実施の形態のエンジンの冷却水循環構
造の説明用斜視図である。

【図３】先行技術のエンジンの冷却水循環構造の冷却水
とオイルの循環システム構成図である。

【図４】先行技術のエンジンの冷却水循環構造の説明用
斜視図である。

【符号の説明】

１ エンジン ２ シリンダヘッド ３ シリンダブロック ４ オイルパン ５ ラジエータ ６ ヒータコア ７ オイルクーラー ８ オイルフィルタ
ー ９ サーモスタット ９ａ 感温部 10 サーモスタットハウジング 11 冷却水ポンプ 12 オイルポンプ Ｂ バイパス用通路 Ｈ ヒータコア用通
路 Ｒ ラジエータ用通路 Ｔ 冷却水ポンプ用
通路 Ｏ オイル用通路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンの冷却水ポンプより吐出された
   冷却水をシリンダブロックとシリンダヘッドに供給して
   冷却し、排出された冷却水を、ラジエータ、ヒータコア
   及びオイルクーラーを経由、あるいはこれらをバイパス
   して前記冷却水ポンプに循環するエンジンの冷却水循環
   構造において、前記ヒータコアと前記オイルクーラーと
   を連結するヒータコア用通路を設けて、前記ヒータコア
   を通過して放熱した後の冷却水を前記オイルクーラーに
   供給するように構成したエンジンの冷却水循環構造。
2. 【請求項２】 前記ラジエータを経由するラジエータ用
   通路と、前記ラジエータを迂回するバイパス用通路とを
   冷却水温度に応じて選択的に開閉するサーモスタットを
   配設すると共に、該サーモスタットの感温部に前記ヒー
   タコア用通路を連結して、前記ヒータコアと前記オイル
   クーラーを経由した後の冷却水を前記感温部に供給し
   て、前記サーモスタットの開閉を制御する請求項１記載
   のエンジンの冷却水循環構造。