(57)【要約】【課題】  流路構成の単純化や製造の容易化等を実現した内燃機関用流路構造体を提供する。【解決手段】流路ブロック３には、サーモスタットケース６とウォータポンプ５とを連通させる第１冷却水通路６１と、エルボジョイント８と第１冷却水通路６１とを連通させる第２冷却水通路６２と、オイルクーラ７の冷却水排出口と第２冷却水通路６２とを連通させる第３冷却水通路６３とが形成されている。第１冷却水通路６１および第３冷却水通路６３は、流路ブロック３の右側面５１に対して略垂直に形成されている。また、第２冷却水通路６２は、流路ブロック３の上面５４に対して略垂直に形成されるとともに、第１冷却水通路６１および第３冷却水通路６３に対して略垂直に接続されている。【選択図】図４
2008291803.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関冷却用の冷却水を循環させるウォータポンプと、前記冷却水の水温に応じて当該冷却水の流通経路を変化させるサーモスタットと、前記冷却水とエンジンオイルとの間で熱交換を行わせるオイルクーラとを備えるとともに、前記冷却水を車室暖房用ヒータに供給する内燃機関に装着され、
前記サーモスタットを収容したサーモスタットケースが取り付けられるサーモスタットケース取付座と、前記オイルクーラが取り付けられるオイルクーラ取付座と、前記車室暖房用ヒータから冷却水を還流させるための冷却水還流配管が接続される還流配管接続部とを有する流路構造体であって、
前記サーモスタットケースの冷却水出口から流入した冷却水を前記ウォータポンプの吸入側に導くための第１冷却水通路と、
前記還流配管接続部から流入した冷却水を前記第１冷却水通路に導くための第２冷却水通路と、
前記オイルクーラ内を通過するエンジンオイルが流通するオイル通路と
がその内部に形成され、
前記第２冷却水通路と前記オイル通路とが隣接していることを特徴とする内燃機関用流路構造体。
【請求項２】
前記オイルクーラの冷却水排出口から流入した冷却水を前記第１冷却水通路に導くための第３冷却水通路がその内部に形成され、
前記サーモスタットケース取付座および前記オイルクーラ取付座が形成された第１壁面と、前記還流配管接続部が形成されるとともに前記第１壁面に略直交する第２壁面とを有し、
前記第１冷却水通路および前記第３冷却水通路が前記第１壁面に対して略垂直に形成され、
前記第２冷却水通路は、前記第２壁面に対して略垂直に形成されるとともに、前記第１冷却水通路および前記第３冷却水通路に対して略垂直に接続することを特徴とする、請求項１に記載された内燃機関用流路構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に装着される流路構造体に係り、詳しくは、流路構成の単純化や製造の容易化等を実現する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車用のエンジンでは、シリンダブロックの側面に冷却水開口やエンジンオイル開口が設けられ、サーモスタットケースやオイルクーラがこれら冷却水開口およびエンジンオイル開口を塞ぐかたちで装着されている。また、ウォータポンプは、プーリやベルトからなる動力伝達手段を介してクランクシャフトに駆動される都合上、シリンダブロックの前面や前部側面に装着されることが多い。しかしながら、シリンダブロックに対して、サーモスタットケースやオイルクーラ、ウォータポンプを個別に装着した場合、それぞれを多数の冷却水配管によって連結しなければならず、エンジンの部品点数や組立作業工数が増大する他、エンジン回りのスペースに余裕が無くなって搭載自由度の低下や整備性の悪化がもたらされる問題があった。
【０００３】
そこで、本出願人は、サーモスタットケース用の取付座とオイルクーラ用の取付座とがその側面に面一に形成され、内部に冷却水流路やエンジンオイル流路が形成された流路構造体（ハウジング）を過去に提案した（特許文献１参照）。また、ウォータポンプのポンプハウジングとサーモスタットケースとが一体に形成され、車室暖房用ヒータから冷却水を還流させる冷却水還流配管がポンプハウジングのポンプ吸引室に接続された流路構造体も公知となっている（特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特許第３８０２７５２号公報
【特許文献２】特開平４−２８４１２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１の構成では、ラジエータに接続されるアウトレットホースと、シリンダヘッドの冷却水ジャケットに接続されるバイパスホースとがサーモスタットケースに接続され、車室暖房用ヒータからの冷却水還流ホースもサーモスタットケースに接続され、更にウォータポンプの吐出路から水平通路部を通じてオイルクーラに冷却水が供給されるが、このことによって以下に述べる問題があった。例えば、エンジンの暖機運転時においては、冷却水に較べてエンジンオイルの温度上昇が遅いことから、エンジン内で加熱された冷却水をオイルクーラに供給してエンジンオイルの昇温を図っているが、冷却水温度が所定値まで上昇するとサーモスタットによって冷却水の流通経路が切り換えられてしまい、ラジエータによって冷却された冷却水がウォータポンプを経由してオイルクーラにも供給されるためエンジンオイルの昇温が効果的に行えなくなる。
【０００６】
一方、特許文献１の構成では、サーモスタットケースの形状が非常に複雑になるとともに、各冷却水ホースの組付作業が行い難くなっていた。また、サーモスタットケースの上方にオイルクーラが位置し、サーモスタットケースの上部に冷却水還流ホースが接続されているため、オイルクーラの脱着作業も行い難くなっていた。一方、車室暖房用ヒータからの冷却水還流ホースをポンプハウジングのポンプ吸引室に接続する特許文献２の構成を特許文献１に適用することも考えられるが、この場合、流路構造体には、サーモスタットからウォータポンプへの冷却水通路の他、オイルクーラに対する冷却水導入路および冷却水排出路等が既に存在するため、冷却水還流ホースからウォータポンプへの流路を更に形成すると、流路構成が複雑になって流路構造体の大型化がもたらされる問題があった。
【０００７】
また一方、流路構造体では、壁面に対して垂直に流路を形成することによって、流路構造体の鋳造時にその壁面を形成する鋳造型によって流路を型抜き成形でき、中子や切削加工を不要とできるが、第１の壁面にオイルクーラとサーモスタットとを取り付けた場合、その壁面に対して垂直に形成される２つの冷却水通路を連通させるための冷却水通路を形成する必要がある。この冷却水通路は、例えば第１の壁面に直交する第２の壁面に対して垂直に形成することで、第２の壁面を形成する鋳造型によって流路を型抜き成形でき、中子や切削加工を用いずに形成できるが、その場合、型抜きによって第２壁面側に形成される開口をプラグ等によって塞ぐ必要があるために部品点数や組立工数等の増大がもたらされる。
【０００８】
本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、流路構成の単純化や製造の容易化等を実現した内燃機関用流路構造体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１の発明に係る内燃機関用流路構造体は、機関冷却用の冷却水を循環させるウォータポンプと、前記冷却水の水温に応じて当該冷却水の流通経路を変化させるサーモスタットと、前記冷却水とエンジンオイルとの間で熱交換を行わせるオイルクーラとを備えるとともに、前記冷却水を車室暖房用ヒータに供給する内燃機関に装着され、前記サーモスタットを収容したサーモスタットケースが取り付けられるサーモスタットケース取付座と、前記オイルクーラが取り付けられるオイルクーラ取付座と、前記車室暖房用ヒータから冷却水を還流させるための冷却水還流配管が接続される還流配管接続部とを有する流路構造体であって、前記サーモスタットケースの冷却水出口から流入した冷却水を前記ウォータポンプの吸入側に導くための第１冷却水通路と、前記還流配管接続部から流入した冷却水を前記第１冷却水通路に導くための第２冷却水通路と、前記オイルクーラ内を通過するエンジンオイルが流通するオイル通路とがその内部に形成され、前記第２冷却水通路と前記オイル通路とが隣接していることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係る内燃機関用流路構造体において、前記オイルクーラの冷却水排出口から流入した冷却水を前記第１冷却水通路に導くための第３冷却水通路がその内部に形成され、前記サーモスタットケース取付座および前記オイルクーラ取付座が形成された第１壁面と、前記還流配管接続部が形成されるとともに前記第１壁面に略直交する第２壁面とを有し、前記第１冷却水通路および前記第３冷却水通路が前記第１壁面に対して略垂直に形成され、前記第２冷却水通路は、前記第２壁面に対して略垂直に形成されるとともに、前記第１冷却水通路および前記第３冷却水通路に対して略垂直に接続することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、エンジンの暖機運転時においては、冷却水温度が上昇してサーモスタットによって冷却水の流通経路が切り換えられ、ラジエータによって冷却された冷却水がウォータポンプの吸入側に導かれる場合でも、ヒータコアから還流した前記冷却された冷却水に較べて高温の冷却水によってエンジンオイルが効果的に昇温される。また、暖機運転完了後においては、エンジンオイルの温度がヒータコアから還流した冷却水の温度より高くなるため、オイルクーラによる冷却効果に加え、第２冷却水通路を流通する冷却水によるエンジンオイルの冷却効果が得られる。更に、オイルクーラが取り付けられる流路構造体に冷却水還流配管が接続される還流配管接続部を設けたため、サーモスタットケースの形状を簡略化できる他、ヒータコアから還流した冷却水とエンジンオイルとの間で熱交換を行う部材を別途設けなくとも、流路構造体の内部に形成されたオイル通路との間で熱交換が行えるため、部品点数の削減ができる。
【００１２】
また、請求項２の発明によれば、サーモスタットケース取付座と前記オイルクーラ取付座とを同一の第１壁面に形成し、第１冷却水通路と第３冷却水通路とを第１壁面に対して略垂直に形成し、更に、第２冷却水通路を前記第２壁面に対して略垂直に形成するとともに第１冷却水通路および前記第３冷却水通路に対して略垂直に接続したため、流路構造体の鋳造成形にあたって中子や切削加工によらず型抜きによって各冷却水通路を形成できる他、第１冷却水通路と第３冷却水通路とを同時に型抜きを行うことで成形できるために鋳造金型や流路構成が簡略化されて製造工数や製造コストを低減できる。また、第２冷却水通路を型抜きで成形する際の第２壁面の開口端に還流配管接続用のジョイント等が取り付けられる還流配管接続部が形成されるため、前述したプラグ等が不要となって部品点数や組立工数等の増大も抑制される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を乗用車用のエンジンに適用した一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は実施形態に係るエンジンの側面図であり、図２は実施形態に係る流路ブロック等を裏面から視た斜視図であり、図３は実施形態に係るエンジン温間時における冷却水の流れを示す概要図であり、図４は実施形態に係る流路ブロックの要部断面斜視図であり、図５は実施形態に係る流路ブロックの右側面図であり、図６は図５中のＶＩ−ＶＩ階段断面図である。なお、実施形態の説明にあたっては、図１中の左方を左とし、図１中の紙面手前側を前方とする。また、各図中において、黒塗りの矢印は冷却水の流れを示し、白抜きの矢印はエンジンオイルの流れを示す。
【００１４】
≪実施形態の構成≫
＜全体構成＞
図１に示すエンジンＥは、直列４気筒ガソリンエンジンであり、乗用車のエンジンルーム内に横置きに搭載されている。エンジンＥは、シリンダブロック１と、シリンダブロック１の上面に締結されたシリンダヘッド２とを主要構成要素としており、シリンダブロック１の前面左端側にはオイルフィルタベースを兼ねた流路ブロック（流路構造体）３が締結されている。流路ブロック３は、アルミニウム合金を素材とするダイキャスト成形品であり、図２にも示すように、エレメント交換式のオイルフィルタ４の他、ウォータポンプ５、サーモスタットケース６、水冷式のオイルクーラ７、ヒータ還流冷却水用のエルボジョイント８等が装着されている。図１，図２中に符号９で示す部材は、シリンダヘッド２に締結された冷却水出口ジョイントである。
【００１５】
図３に示すように、冷却システムは、エンジンＥの前方に設置されたラジエータ２１や、ラジエータ２１の後面に配置された２基の電動ファン２２、冷却水を圧送するウォータポンプ５、冷却水温を制御するサーモスタット２３、ヒータコア（車室暖房用ヒータ）２４、これら各機器を接続する配管類等から構成されている。
【００１６】
ラジエータ２１は、ラジエータコア２５の上方から下方に冷却水を流通させるダウンフロー型であり、その上端にはアッパタンク２６が設置され、下端にはロアタンク２７が設置されている。アッパタンク２６にはシリンダヘッド２（冷却水出口ジョイント９）から高温の冷却水がアッパホース３１を経由して流入し、ロアタンク２７からはラジエータコア２５によって冷却された冷却水がロアホース３２を経由してサーモスタットケース６に流入する。
【００１７】
ウォータポンプ５は、ベルト３３（図１参照）を介してクランクプーリ（図示せず）によって駆動され、冷却水をシリンダブロック１やシリンダヘッド２、オイルクーラ７に圧送する。サーモスタット２３は、サーモスタットケース６に収納されており、エンジンＥの冷間時に閉弁することにより、ロアホース３２（すなわち、ラジエータ２１）からウォータポンプ５への冷却水の流入を阻止する一方で、破線の矢印で示すように、シリンダヘッド２（冷却水出口ジョイント９）からバイパスホース３４を介して送給された冷却水をウォータポンプ５に流入させる。
【００１８】
ヒータコア２４は、フィードホース３６を介してシリンダブロック１に接続され、リターンパイプ（冷却水還流配管）３７と２本のリターンホース（冷却水還流配管）３８，３９とを介して流路ブロック３上部のエルボジョイント８に接続されている。
【００１９】
＜流路ブロック＞
図１に示すように、流路ブロック３は、上下に長い略直方体形状を呈しており、シリンダブロック１にその後面が当接するかたちで締結されている。図４，図５に示すように、流路ブロック３の右側面（第１壁面）５１には、オイルクーラ７が締結されるオイルクーラ取付座５２と、サーモスタットケース６が締結されるサーモスタットケース取付座５３とが上下に並んだ状態で面一に形成されている。また、流路ブロック３の上面（第２壁面）５４には、エルボジョイント８が圧入される圧入孔（還流配管接続部）５５が穿設されている。更に、流路ブロック３には、図６に示すように、ウォータポンプ５が締結されるウォータポンプ取付座５６がその左側面に形成されるとともに、図２に示すように、オイルフィルタ４が斜め上方に向くかたちでその上端に装着されている
【００２０】
＜冷却水通路＞
図４〜図６に示すように、流路ブロック３には、サーモスタットケース６の冷却水出口（図示せず）とウォータポンプ５の吸入側とを連通させる第１冷却水通路６１と、エルボジョイント８と第１冷却水通路６１とを連通させる第２冷却水通路６２と、オイルクーラ７の冷却水排出口（図示せず）と第２冷却水通路６２とを連通させる第３冷却水通路６３とが形成されている。その他、流路ブロック３の後面には、冷却水通路として、ウォータポンプ５から吐出された冷却水をシリンダブロック１に流入させる第４冷却水通路６４（図２参照）や、第４冷却水通路６４とオイルクーラ７の冷却水導入孔（図示せず）とを連通させる第５冷却水通路６５とが形成されている。
【００２１】
本実施形態の場合、図６に示すように、流路ブロック３の上面５４は右側面５１に対して略垂直に形成され、また第１冷却水通路６１および第３冷却水通路６３は、流路ブロック３の右側面５１に対して略垂直に形成されるとともに、上面５４に対して垂直な方向に並べて配置されている。更に、第２冷却水通路６２は、流路ブロック３の上面５４に対して略垂直に形成されるとともに、第１冷却水通路６１および第３冷却水通路６３に対して略垂直に接続されている。
【００２２】
＜オイル通路＞
図２に示すように、流路ブロック３の後面には、シリンダブロック１から流路ブロック３にエンジンオイルを導入させるオイル導入孔６６と、流路ブロック３からシリンダブロック１にエンジンオイルを還流させるオイル還流孔６７とが開口している。また、図４，図５に示すように、流路ブロック３には、オイルフィルタ４からのエンジンオイルをオイルクーラ７に導入させるオイル導入路（オイル通路）６８や、オイルクーラ７からのエンジンオイルをシリンダブロック１側に還流させるオイル還流路（オイル通路）６９等が形成されている。
【００２３】
≪実施形態の効果≫
本実施形態では、上述した構成を採ったことにより、サーモスタットケース６は、ロアホース３２およびバイパスホース３４のみが接続することになるため、その形状が簡略化されるとともに、上部に位置したオイルクーラ７の脱着を容易に行えるようになった。また、第２冷却水通路６２に第３冷却水通路６３に接続し、ヒータコア２４から還流した冷却水とオイルクーラ７から還流した冷却水とを合流させた後にウォータポンプ５側に流入させるようにしたため、流路ブロック３の流路構成が複雑になることが抑制される。
【００２４】
一方、第１冷却水通路６１および第３冷却水通路６３を流路ブロック３の右側面５１に対して略垂直に形成し、第２冷却水通路６２を流路ブロック３の上面５４に対して略垂直に形成し、更に第２冷却水通路６２を第１冷却水通路６１および第３冷却水通路６３に対して略垂直に接続させるようにしたため、流路ブロック３の鋳造成形にあたって中子の採用や切削加工によらず型抜きによって各冷却水通路を形成できる他、右側面５１を形成する鋳造型によって第１冷却水通路６１と第３冷却水通路６３とを同時に型抜き成形できるため、鋳造工数や製造コストを大幅に低減できるようになる。また、上面５４を成形する鋳造型によって第２冷却水通路６２を型抜き成形でき、更に第２冷却水通路６２の上面５４への開口端にリターンホース３９が接続されるエルボジョイント８が取り付けられるため、開口端を塞ぐためのプラグ等が不要となって部品点数や組立工数の増大も抑制できる。
【００２５】
また一方、図２および図４に示すように、ウォータポンプ５から吐出された冷却水をシリンダブロック１に流入させる第４冷却水通路６４とオイルクーラ７の冷却水導入孔とを第５冷却水通路６５によって連通させているため、冷却水温が所定値まで上昇してサーモスタット２３によって冷却水の流通経路が切り換えられた後は、ラジエータ２１によって冷却された冷却水がシリンダブロック１を介さずにオイルクーラ７の冷却水導入孔に供給される。したがって、エンジンＥの暖機運転完了後はシリンダブロック１によって加熱される前の冷却水によってエンジンオイルを冷却できるために冷却効率が高まるが、逆に暖機運転時において冷却水温が所定値まで上昇した後は、エンジンオイルの昇温がまだ必要なのに対して、オイルクーラ７にラジエータ２１を介した冷却水が導入されるため、エンジンオイルの昇温が効果的にできなくなってしまう。
【００２６】
しかし、本実施形態では、図５に示すように、流路ブロック３内で第２冷却水通路６２とオイル導入路６８およびオイル還流路６９とが隣接しているため、暖機運転時において冷却水温が上昇してサーモスタット２３によって冷却水の流通経路が切り換えられても、オイルクーラ７の冷却水導入孔から供給される冷却水に比べて高温であるヒータコア２４から還流した冷却水によってエンジンオイルが効果的に昇温される。また、暖機運転完了後においては、エンジンオイルの温度がヒータコア２４から還流した冷却水の温度より高くなるため、オイルクーラ７による冷却効果に加え、第２冷却水通路６２を流通する冷却水によるエンジンオイルの冷却効果が得られることから、暖機運転時のエンジンオイルの昇温効果と暖機運転完了後のエンジンオイルの冷却効果との両方を向上させることができる。
【００２７】
以上で具体的実施形態についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態は直列４気筒ガソリンエンジンに本発明を適用したものであるが、Ｖ型エンジンやディーゼルエンジンに本発明を適用してもよい。また、上記実施形態では、流路ブロックにオイルフィルタやウォータポンプが装着させるようにしたが、これらをシリンダブロック等に装着させるようにしてもよい。その他、流路ブロックの具体的形状を始め、冷却システムの具体的機器構成や配管レイアウト等についても、本発明の主旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施形態に係るエンジンの側面図である。
【図２】実施形態に係る流路ブロック等を裏面から視た斜視図である。
【図３】実施形態に係るエンジン温間時における冷却水の流れを示す概要図である。
【図４】実施形態に係る流路ブロックの要部断面斜視図である。
【図５】実施形態に係る流路ブロックの右側面図である。
【図６】図５中のＶＩ−ＶＩ階段断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１      シリンダブロック
２      シリンダヘッド
３      流路ブロック（流路構造体）
４      オイルフィルタ
５      ウォータポンプ
６      サーモスタットケース
７      オイルクーラ
２３    サーモスタット
２４    ヒータコア（車室暖房用ヒータ）
３４    バイパスホース
３７    リターンパイプ（冷却水還流配管）
３８    リターンホース（冷却水還流配管）
３９    リターンホース（冷却水還流配管）
５１    右側面（第１壁面）
５２    オイルクーラ取付座
５３    サーモスタット取付座
５４    上面（第２壁面）
５５    圧入孔（還流配管接続部）
５６    ウォータポンプ取付座
６１    第１冷却水通路
６２    第２冷却水通路
６３    第３冷却水通路
６８    オイル導入路（オイル通路）
６９    オイル還流路（オイル通路）
Ｅ      エンジン
【図１】
2008291803.tif 000003
【図２】
2008291803.tif 000004
【図３】
2008291803.tif 000005
【図４】
2008291803.tif 000006
【図５】
2008291803.tif 000007
【図６】
2008291803.tif 000008