【手続補正書】
【提出日】平成17年5月31日(2005.5.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】        明細書
【発明の名称】    エンジンにおける冷却水通路の配置構造
【特許請求の範囲】
【請求項１】  エンジン本体（３１，３２）を冷却することで加熱された冷却水をラジエータ（１３）に供給する第１冷却水通路（Ｐ１）と、ラジエータ（１３）で冷却された冷却水をサーモケース（１４）およびウオータポンプ（１５）を介してエンジン本体（３１，３２）に戻す第２冷却水通路（Ｐ２ａ〜Ｐ２ｃ）と、エンジン本体（３１，３２）を冷却することで加熱された冷却水をヒータコア（１６）に供給する第３冷却水通路（Ｐ３）と、ヒータコア（１６）を通過した冷却水をサーモケース（１４）に戻す第４冷却水通路（Ｐ４）とを備えたエンジンにおいて、
第３冷却水通路（Ｐ３）の中間部に一端を接続された第５冷却水通路（Ｐ５ｔ，Ｐ５ｅ）の他端と、第４冷却水通路（Ｐ４）の中間部に一端を接続された第６冷却水通路（Ｐ６ｔ，Ｐ６ｅ）の他端との間に、エンジン本体（３１，３２）以外の被冷却部を接続したことを特徴とする、エンジンにおける冷却水通路の配置構造。
【請求項２】  エンジン本体（３１，３２）とヒータコア（１６）とを接続する第３冷却水通路（Ｐ３）を、ヒータコア（１６）からエンジン本体（３１，３２）に向かって上昇させるとともに、前記第３冷却水通路（Ｐ３）とエンジン本体（３１，３２）との接続部をエア抜き通路（Ｐ１０）を介してラジエータ（１３）に接続したことを特徴とする、請求項１に記載のエンジンにおける冷却水通路の配置構造。
【請求項３】  前記エンジン本体（３１，３２）以外の被冷却部はターボチャージャ（１７）およびＥＧＲクーラー（１８）であり、第３冷却水通路（Ｐ３）をターボチャージャ（１７）に接続する第５冷却水通路（Ｐ５ｔ）は、第３冷却水通路（Ｐ３）をＥＧＲクーラー（１８）に接続する第５冷却水通路（Ｐ５ｅ）よりも、第３冷却水通路（Ｐ３）の上流側から分岐することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のエンジンにおける冷却水通路の配置構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン本体を冷却することで加熱された冷却水をラジエータに供給する第１冷却水通路と、ラジエータで冷却された冷却水をサーモケースおよびウオータポンプを介してエンジン本体に戻す第２冷却水通路と、エンジン本体を冷却することで加熱された冷却水をヒータコアに供給する第３冷却水通路と、ヒータコアを通過した冷却水をサーモケースに戻す第４冷却水通路とを備えたエンジンに関し、特にその冷却水通路の配置構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジン本体を冷却して温度上昇した冷却水はラジエータに供給されて冷却された後にエンジン本体に戻されるが、前記温度上昇した冷却水の一部はヒータコアに供給され、そこで冷却水と熱交換して温度上昇した空気が車室の暖房に供される。またエンジンにはターボチャージャやＥＧＲクーラー等の冷却を要する補機が設けられており、これらの補機もエンジンの冷却水の一部を循環させることで冷却される。従来、かかる補機に対して冷却水を供給あるいは排出する冷却水通路は、エンジン本体やサーモケースに直接接続されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、補機に対して冷却水を供給あるいは排出する冷却水通路をエンジン本体やサーモケースに直接接続すると、補機の数の増加に応じてエンジン本体やサーモケースに設けられる冷却水通路の接続部の数が増加してしまい、部品点数の増加、コストの増加、配管のためのスペースの不足等の問題が発生することになる。
【０００４】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、エンジン本体以外の被冷却部に対して冷却水を供給・排出する冷却水通路の接続部を、エンジン本体やサーモケースにできるだけ設けないで済むようにすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、エンジン本体を冷却することで加熱された冷却水をラジエータに供給する第１冷却水通路と、ラジエータで冷却された冷却水をサーモケースおよびウオータポンプを介してエンジン本体に戻す第２冷却水通路と、エンジン本体を冷却することで加熱された冷却水をヒータコアに供給する第３冷却水通路と、ヒータコアを通過した冷却水をサーモケースに戻す第４冷却水通路とを備えたエンジンにおいて、第３冷却水通路の中間部に一端を接続された第５冷却水通路の他端と、第４冷却水通路の中間部に一端を接続された第６冷却水通路の他端との間に、エンジン本体以外の被冷却部を接続したことを特徴とする、エンジンにおける冷却水通路の配置構造が提案される。
【０００６】
上記構成によれば、エンジン本体からヒータコアに冷却水を供給する第３冷却水通路の中間部に、エンジン本体以外の被冷却部に冷却水を供給する第５冷却水通路を接続し、またヒータコアからサーモケースに冷却水を戻す第４冷却水通路の中間部に、前記被冷却部から冷却水を排出する第６冷却水通路を接続したので、第５冷却水通路および第６冷却水通路をエンジン本体やサーモケースに接続する接続部を特別に設ける必要がなくなり、部品点数、コストおよび配管スペースの削減に寄与することができるだけでなく、配管の全長を短くすることができる。
【０００７】
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、エンジン本体とヒータコアとを接続する第３冷却水通路を、ヒータコアからエンジン本体に向かって上昇させるとともに、前記第３冷却水通路とエンジン本体との接続部をエア抜き通路を介してラジエータに接続したことを特徴とする、エンジンにおける冷却水通路の配置構造が提案される。
【０００８】
上記構成によれば、エンジンの冷却系に冷却水を注入するとき、あるいはエンジンの停止後に被冷却部において冷却水のボイリングが発生したときに、エアや蒸気をヒータコアからエンジン本体に向かって上昇する第３冷却水通路を介してエンジン本体との接続部まで案内し、そこからエア抜き通路を介してラジエータに排出することができる。
【０００９】
また請求項３に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、前記エンジン本体以外の被冷却部はターボチャージャおよびＥＧＲクーラーであり、第３冷却水通路をターボチャージャに接続する第５冷却水通路は、第３冷却水通路をＥＧＲクーラーに接続する第５冷却水通路よりも、第３冷却水通路の上流側から分岐することを特徴とする、エンジンにおける冷却水通路の配置構造が提案される。
【００１０】
上記構成によれば、エンジンの停止後に冷却水のボイリングが発生し易いターボチャージャに連なる第５冷却水通路を、前記ボイリングが発生し難いＥＧＲクーラーに連なる第５冷却水通路よりも第３冷却水通路の上流側から分岐させたので、ターボチャージャで発生した蒸気が第３冷却水通路を介してエンジン本体側に案内されるとき、その蒸気がＥＧＲクーラーに連なる第５冷却水通路に流入するのを確実に防止することができる。
【００１１】
尚、実施例のターボチャージャ１７およびＥＧＲクーラー１８は本発明の被冷却部に対応し、実施例のシリンダブロック３１およびシリンダヘッド３２は本発明のエンジン本体に対応する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１３】
図１〜図５は本発明の一実施例を示すもので、図１はエンジンの冷却水通路の回路図（サーモスタット開時）、図２はエンジンの冷却水通路の回路図（サーモスタット閉時）、図３はエンジンの斜視図、図４は図３の４方向矢視図、図５は図３の５方向矢視図である。
【００１４】
先ず、図１に基づいてエンジンＥの冷却水回路を説明する。
【００１５】
車両に搭載されたエンジンＥはシリンダヘッドのウオータジャケット１１およびシリンダブロックのウオータジャケット１２を備えており、シリンダブロックのウオータジャケット１２はラジエータ１３の上部に第１冷却水通路Ｐ１を介して連通し、ラジエータ１３の下部は第２冷却水通路Ｐ２ａ，Ｐ２ｂ，Ｐ２ｃを介してシリンダヘッドのウオータジャケット１１に連通する。第２冷却水通路Ｐ２ａ，Ｐ２ｂ間にはサーモケース１４が配置され、第２冷却水通路Ｐ２ｂ，Ｐ２ｃ間にはエンジンＥのクランクシャフトで駆動されるウオータポンプ１５が配置される。
【００１６】
高温の冷却水の一部を車室暖房用のヒータコア１６に循環させるべく、シリンダヘッドのウオータジャケット１１の下流端から延びる第３冷却水通路Ｐ３がヒータコア１６の入口に接続され、ヒータコア１６の出口が第４冷却水通路Ｐ４を介してサーモケース１４に接続される。ターボチャージャ１７の入口と第３冷却水通路Ｐ３とが第５冷却水通路Ｐ５ｔで接続され、ターボチャージャ１７の出口と第４冷却水通路Ｐ４とが第６冷却水通路Ｐ６ｔで接続される。またＥＧＲクーラー１８の入口と第３冷却水通路Ｐ３とが第５冷却水通路Ｐ５ｅで接続され、ＥＧＲクーラー１８の出口と第４冷却水通路Ｐ４とが第６冷却水通路Ｐ６ｅで接続される。二つの第５冷却水通路Ｐ５ｔ，Ｐ５ｅの分岐部よりも下流側の第３冷却水通路Ｐ３に、ヒータコア１６に流入する冷却水の流量を調整する冷却水バルブ１９が設けられる。
【００１７】
サーモケース１４およびウオータポンプ１５間の第２冷却水通路Ｐ２ｂから分岐する第７冷却水通路Ｐ７はオイルクーラー２０の出口に連通し、オイルクーラー２０の入口は第８冷却水通路Ｐ８を介してウオータポンプ１５の下流側の第２冷却水通路Ｐ２ｃに連通する。第３冷却水通路Ｐ３の上流端から分岐するバイパス通路Ｐ９がサーモケース１４に連通し、同じく第３冷却水通路Ｐ３の上流端から分岐するエア抜き通路Ｐ１０がラジエータ１３の上部に連通する。
【００１８】
サーモケース１４の上流側の第２冷却水通路Ｐ２ａにラジエータファンスイッチ２１が設けられる。サーモケース１４の内部の冷却水温度に基づいて作動するサーモスタット２２が該サーモケース１４の内部に配置される。冷却水温度が充分に高い暖機完了時にサーモスタット２２は図１の開位置にあり、サーモケース１４の上流側および下流側の第２冷却水通路Ｐ２ａ，Ｐ２ｂが連通するとともに、バイパス通路Ｐ９の下流端が閉塞される。一方、冷却水温度が低い暖機完了前にサーモスタット２２は図２の閉位置にあり、サーモケース１４の上流側および下流側の第２冷却水通路Ｐ２ａ，Ｐ２ｂの連通が遮断されるとともに、バイパス通路Ｐ９の下流端がサーモケース１４に連通する。尚、シリンダヘッドのウオータジャケット１１から第３冷却水通路Ｐ３、第９冷却水通路Ｐ９および第１０冷却水通路Ｐ１０が分岐する継ぎ手３５に、冷却水温度を検出する温度センサ２３が設けられる。
【００１９】
次に、図３〜図５を併せて参照しながら、冷却水回路の具体的構造を更に説明する。
【００２０】
フロントエンジン・フロントドライブ車両のエンジンＥは、クランクシャフトを車体左右方向に配置し、かつシリンダ軸線Ｌの上部を車体後方に傾斜させた状態で搭載されており、その外郭はシリンダブロック３１、シリンダヘッド３２、ヘッドカバー３３およびオイルパン３４で構成される。シリンダヘッド３２の左側面に設けた継ぎ手３５に上流端を接続された第３冷却水通路Ｐ３は、シリンダブロック３１およびシリンダヘッド３２の結合面に沿って後方に延び、そこからヒータコア１６（図３〜図５には不図示）に接続される。またヒータコア１６から延びる第４冷却水通路Ｐ４の上流側半部は、前記第３冷却水通路Ｐ３の左側面に沿って平行に延び、その下流端に連なる第４冷却水通路Ｐ４の下流側半部は、９０°右方向に屈曲してシリンダブロック３１の前面に設けられたサーモケース１４に接続される。
【００２１】
ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラー１８はシリンダヘッド３２の後面に沿って配置され、その冷却水入口１８ａが第５冷却水通路Ｐ５ｅを介して第３冷却水通路Ｐ３に連通するとともに、その冷却水出口１８ｂが第６冷却水通路Ｐ６ｅを介して第４冷却水通路Ｐ４に連通する。ＥＧＲクーラー１８の後下方に配置されたターボチャージャ１７の冷却水入口１７ａが第５冷却水通路Ｐ５ｔを介して第３冷却水通路Ｐ３に連通するとともに、その冷却水出口１７ｂが第６冷却水通路Ｐ６ｔを介して第４冷却水通路Ｐ４に連通する。ターボチャージャ１７の冷却水入口１７ａに連なる第５冷却水通路Ｐ５ｔは、ＥＧＲクーラー１８の冷却水入口１８ａに連なる第５冷却水通路Ｐ５ｅよりも第３冷却水通路Ｐ３の上流側から分岐しており、またターボチャージャ１７の冷却水出口１７ｂに連なる第６冷却水通路Ｐ６ｔは、ＥＧＲクーラー１８の冷却水出口１８ｂに連なる第６冷却水通路Ｐ６ｅよりも第４冷却水通路Ｐ４の上流側に合流している。
【００２２】
図５から明らかなように、シリンダヘッド３２の左側面に設けた継ぎ手３５から後方に延びる第３冷却水通路Ｐ３は、少なくとも第５冷却水通路Ｐ５ｔの分岐部よりも上流側の部分が、上流側が下流側よりも高くなるように僅かに傾斜している。
【００２３】
次に、上記構成を備えた本発明の実施例の作用について説明する。
【００２４】
エンジンＥの暖機が未完了で冷却水の水温が低いときには、図２に示すように、サーモスタット２２が閉状態となり、サーモケース１４の上流側および下流側の第２冷却水通路Ｐ２ａ，Ｐ２ｂの連通が遮断し、かつバイパス通路Ｐ９の下流端がサーモケース１４に連通する。その結果、第１冷却水通路Ｐ１からラジエータ１３を経て第２冷却水通路Ｐ２ａ〜Ｐ２ｃに冷却水が流れる回路が閉塞され、ウオータポンプ１５で圧送された冷却水が、第２冷却水通路Ｐ２ｃ、シリンダヘッド３２およびシリンダブロック３１のウオータジャケット１１，１２、継ぎ手３５、バイパス通路Ｐ９、サーモケース１４および第２冷却水通路Ｐ２ｂを経てウオータポンプ１５に戻る閉回路を循環することで、エンジンＥの暖機が促進される。
【００２５】
このとき、ヒータコア１６、ターボチャージャ１７、ＥＧＲクーラー１８およびオイルクーラー２０にも冷却水が循環するが、冷却水温度が低温であるためにヒータコア１６は充分に機能を発揮することができず、ターボチャージャ１７、ＥＧＲクーラー１８およびオイルクーラー２０も低温であるために特別の冷却効果を必要としない。
【００２６】
エンジンＥの暖機が完了して冷却水温度が充分に高まると、図１に示すように、サーモスタット２２が開状態となり、サーモケース１４の上流側および下流側の第２冷却水通路Ｐ２ａ，Ｐ２ｂが連通し、かつバイパス通路Ｐ９の下流端が閉塞される。その結果、シリンダヘッド３２およびシリンダブロック３１のウオータジャケット１１，１２を通過して温度上昇した冷却水が第１冷却水通路Ｐ１、ラジエータ１３、第２冷却水通路Ｐ２ａ、サーモケース１４、第２冷却水通路Ｐ２ｂ、ウオータポンプ１５および第２冷却水通路Ｐ２ｃを経て循環し、冷却水温度が適温に保持される。
【００２７】
この状態では、シリンダヘッド３２のウオータジャケット１１を出た冷却水が第３冷却水通路Ｐ３、ヒータコア１６および第４冷却水通路Ｐ４を経てサーモケース１４に還流し、ヒータコア１６で冷却水と熱交換して温度上昇した空気による車室の暖房が行われる。尚、夏期等の暖房が不要なときには、冷却水バルブ１９を閉弁することにより、ヒータコア１６に対する冷却水の供給を停止することができる。
【００２８】
また第３冷却水通路Ｐ３から分岐する第５冷却水通路Ｐ５ｔを介して供給された冷却水は、ターボチャージャ１７を冷却した後に、第６冷却水通路Ｐ６ｔを介して第４冷却水通路Ｐ４に戻され、また第３冷却水通路Ｐ３から分岐する第５冷却水通路Ｐ５ｅを介して供給された冷却水は、ＥＧＲガスクーラー１８を冷却した後に、第６冷却水通路Ｐ６ｅを介して第４冷却水通路Ｐ４に戻される。更に、第２冷却水通路Ｐ２ｂから第８冷却水通路Ｐ８を介して供給された冷却水は、オイルクーラー２０を冷却した後、第７冷却水通路Ｐ７を介して第２冷却水通路Ｐ２ｂに戻される。
【００２９】
ところで、エンジンＥの運転を中止するとウオータポンプ１５が停止して冷却水が循環しなくなるため、特に高温になるターボチャージャ１７の余熱で冷却水のボイリングが発生する場合がある。このとき、ボイリングにより発生した蒸気は第５冷却水通路Ｐ５ｔから第３冷却水通路Ｐ３に流入するが、第３冷却水通路Ｐ３が上流側（つまりシリンダヘッド３２のウオータジャケット１１に連なる継ぎ手３５側）に向かって上昇しているため、前記蒸気は第３冷却水通路Ｐ３内をスムーズに上流側に流れ、継ぎ手３５からエア抜き通路Ｐ１０を経てラジエータ１３の上部に排出される（図１の破線矢印参照）。
【００３０】
またＥＧＲクーラー１８に連なる第５冷却水通路Ｐ５ｅの分岐部は、ターボチャージャ１７に連なる第５冷却水通路Ｐ５ｔの分岐部よりも第３冷却水通路Ｐ３の下流側に存在するため、ターボチャージャ１７において発生した蒸気が第３冷却水通路Ｐ３を上流側に流れる際に、その蒸気が第５冷却水通路Ｐ５ｅを経てＥＧＲクーラー１８に流入するのを確実に防止することができる。
【００３１】
尚、ラジエータ１３からエンジンの冷却系に冷却水を注入する際にも、第３冷却水通路Ｐ３が上流側に向かって上昇していることにより、ターボチャージャ１７およびＥＧＲクーラー１８内に存在するエアを第３冷却水通路Ｐ３およびエア抜き通路Ｐ１０を介してラジエータ１３の上部から確実に排出することができる。
【００３２】
以上のように、ターボチャージャ１７およびＥＧＲクーラー１８に冷却水を供給・排出する第５冷却水通路Ｐ５ｔ，Ｐ５ｅおよび第６冷却水通路Ｐ６ｔ，Ｐ６ｅを、ヒータコア１６に冷却水を供給・排出する第３冷却水通路Ｐ３および第４冷却水通路Ｐ４にそれぞれ接続したので、第５冷却水通路Ｐ５ｔ，Ｐ５ｅおよび第６冷却水通路Ｐ６ｔ，Ｐ６ｅの両端の接続部をシリンダブロック３１、シリンダヘッド３２あるいはサーモケース１４に設ける必要がなくなり、部品点数、コストおよびスペースの削減に寄与することができる。しかも第３冷却水通路Ｐ３および第４冷却水通路Ｐ４の一部を、第５冷却水通路Ｐ５ｔ，Ｐ５ｅおよび第６冷却水通路Ｐ６ｔ，Ｐ６ｅの一部として共用することにより、配管の全長を短縮することができる。
【００３３】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００３４】
例えば、実施例ではエンジン本体以外の被冷却部としてターボチャージャ１７およびＥＧＲクーラー１８を例示したが、請求項１および請求項２の発明では、被冷却部はターボチャージャ１７およびＥＧＲクーラー１８以外の任意のものであっても良い。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載された発明によれば、エンジン本体からヒータコアに冷却水を供給する第３冷却水通路の中間部に、エンジン本体以外の被冷却部に冷却水を供給する第５冷却水通路を接続し、またヒータコアからサーモケースに冷却水を戻す第４冷却水通路の中間部に、前記被冷却部から冷却水を排出する第６冷却水通路を接続したので、第５冷却水通路および第６冷却水通路をエンジン本体やサーモケースに接続する接続部を特別に設ける必要がなくなり、部品点数、コストおよび配管スペースの削減に寄与することができるだけでなく、配管の全長を短くすることができる。
【００３６】
また請求項２に記載された発明によれば、エンジンの冷却系に冷却水を注入するとき、あるいはエンジンの停止後に被冷却部において冷却水のボイリングが発生したときに、エアや蒸気をヒータコアからエンジン本体に向かって上昇する第３冷却水通路を介してエンジン本体との接続部まで案内し、そこからエア抜き通路を介してラジエータに排出することができる。
【００３７】
また請求項３に記載された発明によれば、エンジンの停止後に冷却水のボイリングが発生し易いターボチャージャに連なる第５冷却水通路を、前記ボイリングが発生し難いＥＧＲクーラーに連なる第５冷却水通路よりも第３冷却水通路の上流側から分岐させたので、ターボチャージャで発生した蒸気が第３冷却水通路を介してエンジン本体側に案内されるとき、その蒸気がＥＧＲクーラーに連なる第５冷却水通路に流入するのを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
エンジンの冷却水通路の回路図（サーモスタット開時）
【図２】
エンジンの冷却水通路の回路図（サーモスタット閉時）
【図３】
エンジンの斜視図
【図４】
図３の４方向矢視図
【図５】
図３の５方向矢視図
【符号の説明】
１３          ラジエータ
１４          サーモケース
１５          ウオータポンプ
１６          ヒータコア
１７          ターボチャージャ（被冷却部）
１８          ＥＧＲクーラー（被冷却部）
３１          シリンダブロック（エンジン本体）
３２          シリンダヘッド（エンジン本体）
Ｐ１          第１冷却水通路
Ｐ２ａ        第２冷却水通路
Ｐ２ｂ        第２冷却水通路
Ｐ２ｃ        第２冷却水通路
Ｐ３          第３冷却水通路
Ｐ４          第４冷却水通路
Ｐ５ｔ        第５冷却水通路
Ｐ５ｅ        第５冷却水通路
Ｐ６ｔ        第６冷却水通路
Ｐ６ｅ        第６冷却水通路