(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンによって回転駆動されるウォータポンプのインペラがポンプ室内にて回転することにより、ポンプ室内の冷却水が回転遠心力によって吐出部に向けて圧送されて、エンジンのウォータジャケットに冷却水が循環供給されるようにした水冷式エンジンの冷却装置において、前記ポンプ室を形成するポンプハウジングに前記ポンプ室の上部に連通する通路を設けるとともに、この通路に空気等圧縮性流体の給排手段を接続したことを特徴とする水冷式エンジンの冷却装置。
【請求項２】
前記給排手段として、前記通路より上方にまで冷却水を収容可能で同冷却水の上方に空気等圧縮性流体を収容するリザーブタンクと、このリザーブタンク内に上下動可能に配設されて前記リザーブタンク内の水位を上動位置にて前記通路より下方とし下動位置にて前記通路より上方とするフロートと、このフロートを上下動させる昇降装置を備えた給排手段を採用したことを特徴とする請求項１に記載の水冷式エンジンの冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの冷却装置、特に、水冷式エンジンの冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水冷式エンジンの冷却装置においては、例えば実公平７−７５９９号公報にみられるように、エンジンによって回転駆動されるウォータポンプのインペラ（ロータということもある）がポンプ室内にて回転することにより、ポンプ室内の冷却水が回転遠心力によって吐出部に向けて圧送されて、エンジンのウォータジャケットに冷却水が循環供給されるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の冷却装置においては、ウォータポンプのポンプ室内に冷却水が常に充満されていて、インペラの回転時には常にポンプ室内の冷却水が回転遠心力によって吐出部に向けて圧送されるため、エンジンの始動とともにエンジンのウォータジャケットに冷却水が循環供給される。したがって、エンジンの冷間時には、エンジンの燃焼発熱を循環供給される冷却水が不必要に奪い取り、エンジンの暖機性を悪化させることとなる。エンジンの暖機性悪化は、エンジンの燃焼安定を遅らせる要因であり、排気ガスの有害物質を多く排出させることとなる。また、冷却水がその経路を循環するときには、冷却水に伝わる熱を外部に放出し、水温上昇の遅延を招くため、この冷却水が例えば車室内の暖房用ヒータに利用される場合には、そのヒータの暖気性能（速暖性）を悪化させる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記した問題に対処すべくなされたものであり、エンジンによって回転駆動されるウォータポンプのインペラがポンプ室内にて回転することにより、ポンプ室内の冷却水が回転遠心力によって吐出部に向けて圧送されて、エンジンのウォータジャケットに冷却水が循環供給されるようにした水冷式エンジンの冷却装置において、前記ポンプ室を形成するポンプハウジングに前記ポンプ室の上部に連通する通路を設けるとともに、この通路に空気等圧縮性流体の給排手段を接続したことに特徴がある。
【０００５】
この場合において、前記給排手段として、前記通路より上方にまで冷却水を収容可能で同冷却水の上方に空気等圧縮性流体を収容するリザーブタンクと、このリザーブタンク内に上下動可能に配設されて前記リザーブタンク内の水位を上動位置にて前記通路より下方とし下動位置にて前記通路より上方とするフロートと、このフロートを上下動させる昇降装置を備えた給排手段を採用することが望ましい。
【０００６】
【発明の作用・効果】
本発明による冷却装置においては、給排手段によりポンプハウジングに設けた通路を通してポンプ室の上部に空気等圧縮性流体を給排することができる。したがって、エンジンの冷間時において、空気等圧縮性流体をポンプ室の上部に供給すれば、ポンプ室内にてインペラが回転しても、ポンプ室内の空気等圧縮性流体によって冷却水の回転遠心力が寸断され、冷却水の少なくとも一部が吐出部に向けて圧送されなくなる。このため、エンジンのウォータジャケットに冷却水の少なくとも一部が循環供給されなくなり、エンジンの暖機性を向上させることができる。また、この冷却水が例えば車室内の暖房用ヒータに利用されている場合には、そのヒータの暖気性能（速暖性）を向上させることができる。
【０００７】
また、本発明の実施に際して、前記給排手段として、前記通路より上方にまで冷却水を収容可能で同冷却水の上方に空気等圧縮性流体を収容するリザーブタンクと、このリザーブタンク内に上下動可能に配設されて前記リザーブタンク内の水位を上動位置にて前記通路より下方とし下動位置にて前記通路より上方とするフロートと、このフロートを上下動させる昇降装置を備えた給排手段を採用した場合には、ウォータポンプに近接して給排手段をコンパクトに設けることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１及び図２は本発明による冷却装置の主要構成部品であるウォータポンプ１０と給排装置２０を示していて、ウォータポンプ１０は、周知のように車両用水冷式エンジンのクランクシャフト（図示省略）によって回転駆動されるインペラ１１を備えている。インペラ１１は、ポンプハウジング１２によって形成されたポンプ室１３内に回転可能に収容されていて、ポンプ室１３内に冷却水が充満している状態にて図２の反時計方向へ回転することにより、ポンプ室１３内の冷却水に回転遠心力を作用させて、吸込部１４からポンプ室１３を通して吐出部１５に向けて冷却水を圧送するようになっている。
【０００９】
ウォータポンプ１０の吸込部１４は、図３に示したように、周知のサーモスタット３０の流出部３１に接続路を通して接続されている。また、ウォータポンプ１０の吐出部１５は、エンジンにおけるウォータジャケット４０の流入部４１に接続路を通して接続されている。また、ウォータジャケット４０の流出部４２は、ラジエータ５０の流入部５１に接続路を通して接続されるとともに、この接続路から分岐したバイパス通路を通してサーモスタット３０のバイパス流入部３２に接続されている。また、ラジエータ５０の流出部５２は、サーモスタット３０のメイン流入部３３に接続路を通して接続されている。
【００１０】
このため、サーモスタット３０内の冷却水温度がサーモスタット３０の設定温度以下である場合には、ラジエータ５０をバイパスしサーモスタット３０を通して流れる冷却水がウォータポンプ１０からウォータジャケット４０に循環供給され、また冷却水温度がサーモスタット３０の設定温度を超える場合には、サーモスタット３０が周知のように動作し、ラジエータ５０とサーモスタット３０を通して流れる冷却水がウォータポンプ１０からウォータジャケット４０に循環供給される。
【００１１】
給排装置２０は、図１に示したように、ポンプハウジング１２に設けた通路１２ａを通してポンプ室１３の上部に空気を給排するものであり、通路１２ａより上方にまで冷却水を収容可能で同冷却水の上方に空気を収容するリザーブタンク２１と、このリザーブタンク２１内に上下動可能に配設されてリザーブタンク２１内の冷却水水位Ｓを上動位置（図１の位置）にて通路１２ａより下方とし下動位置（図４の位置）にて通路１２ａより上方とするフロート２２と、このフロート２２を上下動させる昇降装置２３を備えている。
【００１２】
リザーブタンク２１は、ポンプハウジング１２に一体的に設けられていて、図１に示した冷却水水位Ｓより下方にてウォータポンプ１０の吸込部１４に連通する連通孔２１ａ（リザーブタンク２１内の水位とポンプ室１３内の水位を同一とするためのもの）を有している。また、リザーブタンク２１の上部には、リザーブタンク２１内の空気圧を常に大気圧とするために大気開放の通気ポート２１ｂが設けられるとともに、リザーブタンク２１内に所定量の冷却水を給水するために給水口２１ｃが設けられていて、給水口２１ｃにはキャップ２４が取付けられている。
【００１３】
昇降装置２３は、フロート２２と一体的に上下動するラックバー２３ａと、このラックバー２３ａを回転によって上下動させるピニオン２３ｂと、このピニオン２３ｂを回転駆動してラックバー２３ａを上動位置または下動位置に移動させる正逆回転可能なブレーキ付電気モータ２３ｃによって構成されている。電気モータ２３ｃは、図示省略の水温センサによって検出されるウォータジャケット４０内の冷却水温度に応じて制御装置（図示省略）によって作動を制御されていて、ウォータジャケット４０内の冷却水温度が設定値（サーモスタット３０の設定温度より低い温度）以下のとき、ラックバー２３ａを上動位置に移動させ、またウォータジャケット４０内の冷却水温度が設定値を超えたとき、ラックバー２３ａを下動位置に移動させる。
【００１４】
上記のように構成した本実施形態においては、ウォータジャケット４０内の冷却水温度がサーモスタット３０の設定温度より低いとき、給排装置２０によりポンプハウジング１２に設けた通路１２ａを通してポンプ室１３の上部に空気を給排することができる。すなわち、エンジンの冷間時（ウォータジャケット４０内の冷却水温度が設定値以下のとき）には、図１に示したようにフロート２２を上動位置として、図１及び図２に示したように空気をポンプ室１３の上部に供給することができる。また、エンジンの暖機後（ウォータジャケット４０内の冷却水温度が設定値を超えた後）には、図４に示したようにフロート２２を下動位置として、図４及び図５に示したように空気をポンプ室１３の上部から排出することができる。
【００１５】
したがって、エンジンの冷間時には、ポンプ室１３内にてインペラ１１が回転しても、ポンプ室１３内の空気によって冷却水の回転遠心力が寸断され、冷却水の少なくとも一部がウォータポンプ１０の吐出部１５に向けて圧送されなくなる。このため、エンジンのウォータジャケット４０に冷却水の少なくとも一部が循環供給されなくなり、エンジンの暖機性を向上させることができる。この冷却水が車室内の暖房用ヒータに利用されている場合には、そのヒータの暖気性能（速暖性）を向上させることができる。
【００１６】
また、本実施形態においては、給排装置２０として、リザーブタンク２１と、このリザーブタンク２１内に上下動可能に配設したフロート２２と、このフロート２２を上下動させる昇降装置２３を備えたものを採用したため、ウォータポンプ１０に近接して給排装置２０をコンパクトに設けることができる。
【００１７】
上記実施形態においては、ラジエータ５０とウォータポンプ１０間（バイパス通路の流出部）に周知のサーモスタット３０を採用した冷却装置に本発明を実施したが、エンジンにおけるウォータジャケット４０の流出部４２とラジエータ５０の流入部５１間（バイパス通路の流入部）に周知のサーモスタット３０を採用した冷却装置に本発明を実施することも可能であり、またサーモスタット３０を採用しない冷却装置に本発明を実施することも可能である。また、上記実施形態においては、車両用水冷式エンジンに本発明を実施したが、他の水冷式エンジンにも本発明を同様に実施することが可能である。
【００１８】
また、上記実施形態においては、ポンプハウジング１２に設けた通路１２ａを通してポンプ室１３の上部に空気を給排する給排装置２０を採用して本発明を実施したが、通路１２ａを通してポンプ室１３の上部に空気を給排する給排手段の構成は適宜変更可能であり、上記実施形態の構成に限定されるものではない。また、通路１２ａを通してポンプ室１３の上部に給排される流体は、空気に限定されるものではなく、圧縮性流体（種々な気体）であれば適宜採用可能である。また、上記実施形態においては、リザーブタンク２１内とウォータポンプ１０の吸込部１４とを連通孔２１ａを通して連通させて実施したが、連通孔２１ａとその周辺の壁を無くして実施することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による冷却装置の一実施形態を示す要部の破断断面図である。
【図２】  図１に示した状態でのポンプ室内の構成を示す図である。
【図３】  図１に示したウォータポンプ及び給排装置を含む冷却装置の概略的な全体図である。
【図４】  図１に示したフロートが下動位置に移動した状態の破断断面図である。
【図５】  図４に示した状態でのポンプ室内の構成を示す図である。
【符号の説明】
１０…ウォータポンプ、１１…インペラ、１２…ポンプハウジング、１２ａ…通路、１３…ポンプ室、１４…吸込部、１５…吐出部、２０…給排装置、２１…リザーブタンク、２２…フロート、２３…昇降装置、Ｓ…冷却水の水位。
【図１】
0004362904.tif 000002
【図２】
0004362904.tif 000003
【図３】
0004362904.tif 000004
【図４】
0004362904.tif 000005
【図５】
0004362904.tif 000006