(57)【要約】【課題】ウォータポンプの能力向上によって増量、増圧される冷却液に対し、ラジエータ自体の耐圧性能を高めた構造に変更することなく、簡単な部品の追加によって、ラジエータ内部圧力を低減することを課題とするものである。またウォータポンプ能力向上による増量、増圧に対してアッパタンクの入口パイプとラジエータホースとの接合部の気密性をも向上できるラジエータ圧力低減構造を提供することを課題とする。【解決手段】エンジン冷却装置を構成するラジエータの内圧を低減するラジエータ内圧力低減構造において、エンジンから吐出された冷却液を冷却するラジエータ１０と、エンジンとラジエータ間を連結し冷却液をラジエータに導く入口ラジエータホース２０と、ラジエータ１０からの冷却液をエンジン冷却液系１６へ圧送するウォータポンプ３０と備え、入口ラジエータホース２０とラジエータ１０との連結部にオリフィス部５４を配設した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン冷却装置を構成するラジエータの内圧を低減するラジエータ内圧力低減構造において、
前記エンジンから吐出された冷却液を冷却するラジエータと、前記エンジンと前記ラジエータ間を連結し冷却液を前記ラジエータに導くアッパホースと、前記ラジエータからの冷却液をエンジン冷却液系へ圧送するウォータポンプと、該ウォータポンプと前記ラジエータ間を連結するロアホースとを備え、前記アッパホースと前記ラジエータとの連結部にオリフィスを配設したことを特徴とするラジエータ内圧力低減構造。
【請求項２】
前記オリフィスは前記アッパホースが外嵌する前記ラジエータ側のパイプ部材の内周面に沿って接合する円筒部を有していることを特徴とする請求項１記載のラジエータ内圧力低減構造。
【請求項３】
前記円筒部はクランプバンドが係合できる長さを有し、前記オリフィスが円筒部の下流側端部に形成されることを特徴とする請求項２記載のラジエータ内圧力低減構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの冷却装置を構成するラジエータ内の圧力低減構造に関し、特に高圧のウォータポンプを用いてエンジンの冷却水を循環せしめてもラジエータ内部に作用する冷却水圧力の増加を抑えることができるラジエータ内圧力低減構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エンジン性能向上による高出力化に伴って、エンジン冷却性能もそれに対応して向上することが必要になっている。そのため、ウォータポンプの吐出圧力、吐出量が増大する傾向にある。
この吐出量増大のウォータポンプを設置することによって、エンジン冷却液系内にある各部品への冷却液の供給が十分になされるようになるが、冷却経路内の内部圧力が上昇し、ラジエータにおいても内部圧力の上昇が生じ耐圧性の向上、各部連結部の気密性向上が必要となる。
【０００３】
従来のエンジン冷却装置の構造について、図４〜図７を参照して説明する。
図４、図５に示すように上端にフィラポート２（冷却水注入口部）を有するアッパタンク４、ラジエータコア６、ロアタンク８を備えたラジエータ１０を備え、このラジエータ１０のロアタンク８は、エンジン１２側のウォータジャケット１４等を有するエンジン冷却液系１６と、出口ラジエータホース１８からなる出口ラインで連通接続され、ラジエータ１０のアッパタンク４は、前記エンジン１２側のエンジン冷却液系１６と、入口ラジエータホース２０からなる入口ラインで連通接続され、さらに入口ラインから分岐してサーモスタット２１に組み込まれているバイパスライン２２によって連通接続されて、エンジン冷却水経路２３を構成している。
【０００４】
そして、図４に示すように、出口ラインにサーモスタット２１が配設されて、バイパスする冷却水温度が制御される。なお、サーモスタットの設置位置によって、入口ラインにサーモスタット弁が配設される冷却水出口制御タイプと、出口ラインにサーモスタットが設置される冷却水入口制御タイプとがあり、図４においては、出口ラインにサーモスタット２１が配設される冷却水入口制御タイプを示している。
【０００５】
また、ラジエータコア６面に対向する位置には冷却ファン２６が設置され、エンジン１２の図示しないクランクシャフトによって駆動されまたは電動モータ２８によって駆動され、ラジエータコア６に冷却風を供給している。また、エンジン１２には、エンジン冷却水経路２３内に冷却液を循環させるためのウォータポンプ３０が内蔵され、エンジン１２内のウォータジャケット１４へ冷却水を圧送している。
【０００６】
ラジエータ１０のアッパタンク４は、通常図６に示すように樹脂製のタンク本体３２にアルミ製のチューブプレート３４から構成され、アッパタンク４のタンク本体３２がチューブプレート３４を覆うようにしてタンク本体３２の両端部とチューブプレート３４の両端部とが、かしめ固定３６によって接合されている。
また、ロアタンク８も図示しいがアッパタンク４と同様の構造からなっている。さらにアッパタンク４にはアッパタンク接続パイプ（ラジエータ側のパイプ部材）３８がタンク本体３２に一体成形されている。
【０００７】
ラジエータコア６の部分は、図６に示すように（図６はアッパタンク４の部分のみを示す）、上下に所定間隔おいて配置された前記アッパタンク４側のチューブプレート３４とロアタンク８側のチューブプレート３４に両端部を挿通し固定された複数の偏平管状のチューブ４０と、偏平方向に複数個並んで配設された前記チューブ４０と隣の列に同様に偏平方向に複数個並んで配設された前記チューブ４０との間に配置される波状のフィン４２で構成されている。
【０００８】
ラジエータコア６の各構成部材は全てアルミ製であり、各構成部材の接合部はろう付で固定されて一体的に形成されている。さらにチューブプレート３４に挿通されたチューブ４０の端部も図６に示すように、ろう付け４４によって接合固定されている。
【０００９】
そして、図６の矢印Ｂ方向に冷却水がアッパタンク４からロアタンク８に向かって流れ、一方冷却空気が矢印Ａ方向に流れ、多数のチューブ４０と放熱用のフィン４２とによってチューブ４０内を流れる冷却水が冷却される。
また、図７は図５のＣ−Ｃ断面を概略的に記載したものであり、アッパタンク接続パイプ３８の外周に入口ラジエータホース２０を挿入し、その外周にクランプバンド４６が巻かれて締付けられている。
【００１０】
一方、ラジエータ内の圧力を低下させる技術としては、特許文献１（実公平７−４６７２９号公報）が提案されている。
この特許文献１には、エンジン停止後に所定時間を経過してもエンジン冷却水温度が所定の温度以上ある場合には、ラジエータ内のエンジン冷却水循環流路から分岐してコンデンスタンクへ連通する減圧流路に設けた電磁開閉弁を開いて、高温高圧の冷却水をコンデンスタンクへ流し込む構成が示されている。
また、特許文献２（実公平２−４８６６１号公報）には、内燃機関の沸騰冷却装置に関し、ラジエータのアッパタンクへエンジンから流入する蒸気通路の途中にエゼクターを設ける構成が示されており、ラジエータ側をエンジン側より低圧にして圧力差によって蒸気をラジエータ側に噴出するようにしている。
【００１１】
【特許文献１】実公平７−４６７２９号公報
【特許文献２】実公平２−４８６６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
前記したような、従来のエンジン冷却装置の構造において、ウォータポンプ３０の能力を増大すると、冷却液量および冷却液圧力が増加し、エンジン冷却液系１６を冷却後に入口ラジエータホース２０からアッパタンク接続パイプ３８を通ってアッパタンク４内に流入する冷却液量および圧力が増大する。そして、この増圧された冷却液がラジエータ１０へ継続的に作用すると、ラジエータ１０の許容耐圧以上の圧力を受けるおそれがあり、長期間の作用によってアッパタンク４のタンク本体３２の両端部とチューブプレート３４の両端部とのかしめ固定３６の部分にガタを生じたり、チューブプレート３４に挿通されたチューブ４０の端部のろう付け４４に亀裂等が発生するおそれがある。
【００１３】
すなわち、ラジエータ１０内に許容耐圧以上の圧力がかかることで、亀裂等の不具合が生じやすく、また、アッパタンク接続パイプ３８の外周に入口ラジエータホース２０が挿入され、その外周にクランプバンド４６が巻かれて締付けられているが、入口ラジエータホース２０の接続部から冷却液が漏れるおそれもある。
そのため、ラジエータ自体を耐圧性能の高い仕様のものに変更する必要や、入口ラジエータホース２０とアッパタンク接続パイプ３８との気密性を高めるためにシール部材を新たに介在させる等の処置を行わなければならずコスト上昇を余儀なくされる。
【００１４】
また、前記特許文献１に示されるラジエータ内圧力の低減構造は、エンジン停止時の冷却水温度の上昇防止のためであり、ウォータポンプ能力を向上した際のラジエータ内圧力の低減構造とは異なり、特許文献１に示される技術では、エンジン停止時の冷却水温度に基づいてラジータ内の圧力を制御するものであるため、ウォータポンプ能力の向上による増量、増圧される冷却液に対するラジエータ内圧力の低減構造には適用できない。
【００１５】
さらに、特許文献２には、エゼクターを介在させて差圧を形成して、ラジエータ側をエンジン側より低圧化することが示されているが、内燃機関の沸騰冷却に関する技術であり、冷却液を循環させて冷却する冷却装置とは基本的に冷却の考えが異なる技術であるため、ウォータポンプ能力の向上に伴う冷却液の増量、増圧に対するラジエータ内圧力の低減構造には適さないものである。
【００１６】
そこで、本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、ウォータポンプの能力向上によって増量、増圧される冷却液に対し、ラジエータ自体の耐圧性能を高めた構造に変更することなく、簡単な部品の追加によって、ラジエータ内部圧力を低減させることを課題とするものである。またウォータポンプ能力向上による増量、増圧によるアッパタンクの入口パイプとラジエータホースとの接合部における気密性も向上できるラジエータ圧力低減構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記課題を解決するため、本発明はエンジン冷却装置を構成するラジエータの内圧を低減するラジエータ内圧力低減構造において、前記エンジンから吐出された冷却液を冷却するラジエータと、前記エンジンと前記ラジエータ間を連結し冷却液を前記ラジエータに導くアッパホースと、前記ラジエータからの冷却液をエンジン冷却液系へ圧送するウォータポンプと、該ウォータポンプと前記ラジエータ間を連結するロアホースとを備え、前記アッパホースと前記ラジエータとの連結部にオリフィスを配設したことを特徴とする。
【００１８】
かかる発明によれば、ウォータポンプの冷却液吐出量を増大させてもラジエータの入口部分にオリフィスが設けられているため、該オリフィスによって冷媒液の流量が調整されるとともに、ラジエータからの流出側ではウォータポンプによりラジエータ内の冷媒液が流出されて循環されるので、ラジエータ内の冷却液圧が必要以上に上昇することが防止される。
その結果、ポンプ能力を増大して、エンジン冷却系の端部まで十分な量の冷却液を多量に流すようにしても、ラジエータ自体の耐圧性能を高めた構造に変更することなく、簡単にラジエータ内部圧力を低減することが可能になる。
【００１９】
また、好ましくは、前記オリフィスは前記アッパホースが外嵌する前記ラジエータ側のパイプ部材の内周面に沿って接合する円筒部を有しているとよく、さらに前記円筒部はクランプバンドが係合できる長さを有し、前記オリフィスが円筒部の下流側端部に形成されるとよい。
【００２０】
かかる構成によれば、オリフィスの円筒部がパイプの内周面に接合しているため、当該円筒部が接合している部分のパイプの剛性、強度が増大し、さらに、その円筒部の長さがクランプバンドが係合できる長さを有するため、アッパホースの締付用クランプの締付力を増大することが可能となり、当該部分からの冷却液の漏れを確実に防止できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ウォータポンプの能力向上によって増量、増圧される冷却液に対し、ラジエータ自体の耐圧性能を高めた構造に変更することなく、簡単な部品の追加によって、ラジエータ内部圧力を低減させることができる。またウォータポンプ能力向上による増量、増圧によるアッパタンクの入口パイプとラジエータホースとの接合部における気密性も向上できるラジエータ圧力低減構造を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００２３】
図４〜図６を参照して、本願発明が適用されるエンジンの冷却装置について全体概略構成を説明する。この概略構成は従来技術で説明した内容と同様である。
図４、図５に示すように上端にフィラポート２（冷却水注入口部）を有するアッパタンク４、ラジエータコア６、ロアタンク８を備えたラジエータ１０を備え、このラジエータ１０のロアタンク８は、エンジン１２側のウォータジャケット１４等を有するエンジン冷却液系１６と、出口ラジエータホース１８からなる出口ラインで連通接続され、ラジエータ１０のアッパタンク４は、前記エンジン１２側のエンジン冷却液系１６と、入口ラジエータホース２０からなる入口ラインで連通接続され、さらに入口ラインから分岐してサーモスタット２１に組み込まれているバイパスライン２２によって連通接続されて、エンジン冷却水経路２３を構成している。
【００２４】
そして、図４に示すように、出口ラインにサーモスタット２１が配設されて、バイパスする冷却水温度が制御される。なお、サーモスタットの設置位置によって、入口ラインにサーモスタット弁が配設される冷却水出口制御タイプと、出口ラインにサーモスタットが設置される冷却水入口制御タイプとがあり、図４においては、出口ラインにサーモスタット２１が配設される冷却水入口制御タイプを示している。
【００２５】
また、ラジエータコア６面に対向する位置には冷却ファン２６が設置され、エンジン１２の図示しないクランクシャフトによって駆動されまたは電動モータ２８によって駆動され、ラジエータコア６に冷却風を供給している。また、エンジン１２には、エンジン冷却水経路２３内に冷却液を循環させるためのウォータポンプ３０が内蔵され、エンジン１２内のウォータジャケット１４へ冷却水を圧送している。
【００２６】
ラジエータ１０のアッパタンク４は、図６に示すように樹脂製のタンク本体３２にアルミ製のチューブプレート３４から構成され、アッパタンク４のタンク本体３２がチューブプレート３４を覆うようにしてタンク本体３２の両端部とチューブプレート３４の両端部とが、かしめ固定３６によって接合されている。
また、ロアタンク８も図示しいがアッパタンク４と同様の構造からなっている。さらにアッパタンク４にはアッパタンク接続パイプ（ラジエータ側のパイプ部材）３８がタンク本体３２に一体成形されている。
【００２７】
ラジエータコア６の部分は、図６に示すように（図６はアッパタンク４の部分のみを示す）、上下に所定間隔おいて配置された前記アッパタンク４側のチューブプレート３４とロアタンク８側のチューブプレート３４に両端部を挿通し固定された複数の偏平管状のチューブ４０と、偏平方向に複数個並んで配設された前記チューブ４０と隣の列に同様に偏平方向に複数個並んで配設された前記チューブ４０との間に配置される波状のフィン４２で構成されている。
【００２８】
ラジエータコア６の各構成部材は全てアルミ製であり、各構成部材の接合部はろう付で固定されて一体的に形成されている。さらにチューブプレート３４に挿通されたチューブ４０の端部も図６に示すように、ろう付け４４によって接合固定されている。
【００２９】
そして、図６の矢印Ｂ方向に冷却水がアッパタンク４からロアタンク８に向かって流れ、一方冷却空気が矢印Ａ方向に流れ、多数のチューブ４０と放熱用のフィン４２とによってチューブ４０内を流れる冷却水が冷却される。
【００３０】
次に、本実施形態のアッパタンク接続パイプ３８の部分の構造について図１を参照して説明する。図１は、入口ラジエータホース２０とアッパタンク接続パイプ３８との接合状態を示す要部断面図である。
アッパタンク接続パイプ３８の先端内部には、金属製の補強部材５０が内挿され、その補強部材５０は円筒形状の円筒部５２とその円筒部５２の先端（冷却水の下流側）に一体形成されたオリフィス部５４とを備え、オリフィス部５４は内径Ｄの貫通孔５６が形成され、貫通孔５６の開口端縁にはさらに軸方向に折り返されている。
この内径Ｄの貫通孔５６の絞り作用によって、アッパタンク４に流入する冷却液の流れを絞り、減圧してラジエータ１０の内部圧力が低減される。さらに前記折り返しの部分によって下流側に不要なキャビテーションの発生を防止している。
【００３１】
また、内径Ｄの大きさは、ラジエータ１０が有している許容耐圧値、すなわち、チューブ４０のろう付４４の部分に亀裂を生じない、またアッパタンク用のチューブプレート３４とタンク本体３２とのかしめ固定３６の部分にゆるみが生じない許容圧力値を実験的に、または設計的に設定し、その許容圧力以下に減圧されるように設定される。
【００３２】
また、補強部材５０の円筒部５２の軸方向長さは、入口ラジエータホース２０に巻かれるクランプバンド４６の締付けスペースを確保できる長さを有し、クランプバンド４６が図示しないボルト等によって締め込まれる。この締め付け力は金属製の円筒部５２で支持するため、確実に締め込み力が作用するので入口ラジエータホース２０とアッパタンク接続パイプ３８の先端との接合部の気密性が確保される。
【００３３】
次に、補強部材５０の変形例として、図２に示すように、円筒部５２の後端（冷却水の上流側）部に突起部５７が形成されている。
この突起部５７によって、アッパタンク接続パイプ３８の先端に補強部材５０を挿入して組付けるときの挿入終端の位置決めが確実になされるため、円筒部５２を確実にアッパタンク接続パイプ３８の先端に位置させることができる。その結果、クランプバンド４６と補強部材５０との位置がずれることを防止でき、入口ラジエータホース２０とアッパタンク接続パイプ３８の先端との接合部の気密性が確実になる。
【００３４】
さらに、補強部材５０の他の変形例として、図３に示すように、オリフィス部５４の形状が先端方向に縮径したテーパ状に形成され先端部に貫通孔５８が形成されている。
このように先端方向に縮径したテーパ状に形成されているため、補強部材５０をアッパタンク接続パイプ３８の先端に挿入しやすく、組付け性が向上する。
【００３５】
以上のように本実施形態によれば、ウォータポンプ３０の吐出能力を高めて、エンジン冷却液系１６への冷却液の供給量および供給圧力を増大してエンジン１２の冷却性能を高めても、ラジエータ１０への流入口の部分で、補強部材５０のオリフィス部５４によって減圧されるためラジエータ１０の内部圧力の上昇が抑えられる。
また補強部材５０の円筒部５２が金属製部材によって形成されているためクランプバンド４６の締め付けに対して補強作用をなすため、クランプバンド４６の締付力を増大させることができ、入口ラジエータホース２０とアッパタンク接続パイプ３８の先端との接合部の気密性を向上することができる。
【００３６】
さらに、補強部材５０は、オリフィス部５４と円筒部５２とを備えた金属製の一体構造物であり、簡単な構造で簡単に装着できるため、ラジエータ１０自体を耐圧性能の高い構造の仕様のものに交換することなく従来使用のラジエータ１０をそのまま使用して、ウォータポンプ３０の吐出能力の向上に簡単に対応でき、さらに大きなコスト上昇を回避できる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明によれば、ウォータポンプの能力向上によって増量、増圧される冷却液に対し、ラジエータ自体の耐圧性能を高めた構造に変更することなく、簡単な部品の追加によって、ラジエータ内部圧力を低減させることができる。またウォータポンプ能力向上による増量、増圧によるアッパタンクの入口パイプとラジエータホースとの接合部における気密性も向上できるので、ラジエータ圧力低減構造への適用に際して有益である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明が適用される入口ラジエータホースとアッパタンク接続パイプとの接合状態を示す要部断面説明図である。
【図２】実施形態の変形例を示す説明図である。
【図３】実施形態の他の変形例を示す説明図である。
【図４】エンジンの冷却装置について全体概略構成である。
【図５】ラジエータの全体説明図である。
【図６】アッパタンク内の構造説明図である。
【図７】図１対応の従来構造説明図である。
【符号の説明】
【００３９】
４    アッパタンク
６    ラジエータコア
８    ロアタンク
１０    ラジエータ
１２    エンジン
１６    エンジン冷却液系
１８    出口ラジエータホース（ロアホース）
２０    入口ラジエータホース（アッパホース）
２１    サーモスタット弁
３０    ウォータポンプ
３８    アッパタンク接続パイプ
４６    クランプバンド
５０    補強部材
５２    円筒部
５４    オリフィス部（オリフィス）
【図１】
2009144534.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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