JP3399978B2

JP3399978B2 - エンジンの冷却装置

Info

Publication number: JP3399978B2
Application number: JP16271192A
Authority: JP
Inventors: 英嗣小田; 誠治難波
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1992-06-22
Filing date: 1992-06-22
Publication date: 2003-04-28
Anticipated expiration: 2018-04-28
Also published as: JPH062545A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、エンジンの冷却装置
に関し、さらに詳しくは制御弁を介しての冷却水通路の
配置構成に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、Ｖ型エンジンの冷却装置にお
いては、該エンジンのバンク間部に冷却系部材を配置す
ることが一般的に行なわれている(例えば、実開昭６２
−１１４１２６号公報参照)。また、この公知例にも開
示されるように、このようなＶ型エンジンにおける冷却
装置においては、車体前部に配置されるラジエータとエ
ンジンとの間を冷却水通路で接続するとともに、この冷
却水通路の途中に、エンジン温度(即ち、冷却水温度)に
応じて冷却水を上記ラジエータ側に循環させたりあるい
はこれを迂回させる如く冷却水通路の切り換えを行うサ
ーモスタットユニットが配置される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、車体前部に
配置されるラジエータと、その後方側においてクランク
軸方向を車幅方向へ向けた状態でいわゆる横置き搭載さ
れたエンジンとの間を冷却水通路で接続する場合、該冷
却水通路は車幅方向に位置するエンジンの端部側から車
幅方向外方へ向けて取り出した後、これを車体前方側へ
引き出してラジエータ側に接続することが必要である。

【０００４】この場合、この冷却水通路を可撓性のパイ
プ体で構成するのが従来一般的な方法であるが、このよ
うに可撓性パイプ体で構成した場合には、その耐久性等
の点から比較的大きな曲率半径で湾曲させてラジエータ
側に引き出すことになるが、このようにした場合には、
曲率半径が大きい分だけ冷却水通路がエンジン端部から
車幅方向へ張り出す寸法が大きくなり、車幅方向のスペ
ースが限られた車体に対する冷却水通路の配置構成とし
ては好ましくない。このような事情から、この冷却水通
路を、可撓性のあるパイプ体から鋼管等の比較的小曲率
半径での湾曲成形が可能な剛性材からなるパイプ体で構
成しもって該冷却水通路の車幅方向への張り出し量を抑
えることが考えられる。

【０００５】ところが、このように冷却水通路を剛性材
からなるパイプ体で構成した場合には、該パイプ体はラ
ジエータとエンジンとの位置関係から車体前後方向に向
けて配置されることとなり、しかもこのようなパイプ体
の接続は通常はその両端をそれぞれフランジ締結するの
が通常であることから、例えば、車両の正突時にはこの
パイプ体を介してエンジン側に衝突力が伝達され、場合
によっては該エンジンの後退につながるということも考
えられるため、これを確実に防止することが必要とる。

【０００６】さらに、冷却水通路中に配置されるサーモ
スタットユニットのサーモスタットは、冷却水温度を関
知して作動しもって通路切り換えを行うものであること
から、その作動精度を適正に維持するためには、該サー
モスタットにエンジン側からの振動が伝達されるのを可
及的に防止することも必要となる。

【０００７】そこで本願発明は、以上の如き種々の問題
点に鑑み、車幅方向の占有スペースを可及的に小ならし
めた状態でサーモスタットユニットをより短い通路構成
により配置し得るようにするとともに、車両衝突時にお
けるエンジン後退を確実に防止し、且つサーモスタット
の作動上の信頼性を確保し得るようにしたエンジンの冷
却装置を提供せんとしてなされたものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本願発明ではかかる課題
を解決するための具体的手段として、請求項１記載の発
明では、エンジンを、車体前部に配置されたラジエータ
より車体後方位置においてクランク軸方向を車幅方向へ
向けた状態で車体に搭載するとともに、該ラジエータと
エンジンとの間に冷却水の流れを制御する制御弁を配置
し、該エンジンと制御弁とを、車体前後方向に延びる剛
性材から成る第１連結管により、該第１連結管と上記制
御弁とが車体前後方向に相対変位可能なる如くして接続
したことを特徴としている。

【０００９】請求項２記載の発明では、請求項１のエン
ジンの冷却装置において、上記制御弁と上記エンジンよ
り車体後方側に配置されたヒーターユニットとを接続す
る第２連結管を、上記第１連結管に沿わせた状態で配置
し且つこれを上記エンジンに支持せしめるとともに、該
第２連結管と上記制御弁とを車体前後方向に相対変位可
能に接続したことを特徴としている。

【００１０】

【作用】本願各発明ではかかる構成とすることにより、
それぞれ次のような作用が得られる。

【００１１】（１）請求項１記載の発明では、エンジン
を、車体前部に配置されたラジエータより車体後方位置
においてクランク軸方向を車幅方向へ向けた状態で車体
に搭載するとともに、該ラジエータとエンジンとの間に
冷却水の流れを制御する制御弁を配置し、且つ該制御弁
と上記エンジンとの間を第１連結管によって接続する場
合において、該第１連結管を剛性材で構成することによ
り該連結管をより小さな曲率半径をもって湾曲させるこ
とができることから、該第１連結管の車幅方向への張り
出し量が可及的に小ならしめられるものである。

【００１２】さらに、この第１連結管は、上記エンジン
とラジエータとの配置関係から車体前後方向向けて配置
されるが、この場合、該第１連結管と上記制御弁とを車
体前後方向に相対変位可能に接続しているため、例え
ば、車両の正突によって上記制御弁側に衝突力が入力さ
れた場合でも、該制御弁と上記第１連結管との相対変位
によってこれを吸収し、該衝突力がエンジン側に及ぶの
が可及的に抑制されるものである。

【００１３】（２）請求項２記載の発明では、上記
（１）記載の作用に加えて、上記第１連結管に沿うよう
に配置され且つ上記制御弁とヒータユニットとを接続す
る第２連結管を、該制御弁に対して車体前後方向に相対
変位可能に接続しているので、車両の正突時には該第２
連結管側においても衝突力の吸収作用が行なわれ、上記
１記載の場合よりもさらに高い信頼性をもって衝突力の
エンジン側への伝達を防止することが可能となるもので
ある。

【００１４】

【発明の効果】従って、本願各発明のエンジンの冷却装
置によればそれぞれ次のような効果が得られる。

【００１５】（i）請求項１記載のエンジンの冷却装置
によれば、エンジンと制御弁とを接続する第１連結管を
剛性材で構成し且つこれを小曲率半径で湾曲させること
で該第１連結管の車幅方向への張り出しを可及的に小な
らしめてそのコンパクト化を図ることができるととも
に、該第１連結管を剛性材で構成したことに起因する衝
突力のエンジン側への入力を該第１連結管と制御弁とを
車体前後方向に相対変位可能に接続することで回避して
いるので、衝突時におけるエンジンの後退動を確実に防
止し得るという効果が得られるものである。

【００１６】（ii）請求項２記載のエンジンの冷却装置
によれば、第１連結管の他に、第２連結管を解してのエ
ンジン側への衝突力の入力をも防止していることから、
上記（i）記載の場合よりもさらに高い確実性をもって
エンジンの後退動を防止することができるものである。

【００１７】

【実施例】図１には、本願発明の実施例にかかる冷却装
置を備えた自動車用エンジンの要部が示されており、同
図において符号１は所定のバンク角をもつ第１バンク１
Ａと第２バンク１Ｂとを備えた横置き式のＶ型６気筒エ
ンジンのシリンダブロックであり、該シリンダブロック
１の各バンク１Ａ,１Ｂにはそれぞれ独立したシリンダ
ヘッド２,２が取り付けられている。

【００１８】このシリンダブロック１のバンク間部１c
には、エンジン長手方向に沿って支持ブラケット３が締
着固定されている。この支持ブラケット３は、バンク間
部１cにおいてエンジン長手方向に向けて配置されるス
ーパーチャージャ(図示省略)を固定保持するためのもの
であって、上記シリンダブロック１の後端１aから前端
１bに跨って配置されるとともに、その内部には長手方
向に延びるブラケット内通路１８が形成されている。そ
して、このブラケット内通路１８の一端１８aは、上記
支持ブラケット３の一端３a側の端面に開口し且つ後述
のエンジン側連結管１９に接続され、また他端１８bは
該支持ブラケット３の他端３b側においてシリンダブロ
ック１側に向けて開口し且つ該シリンダブロック１側に
装着されたウォータポンプ(図示省略)を介して該シリン
ダブロック１内のウォータジャケット(図示省略)に接続
されている。

【００１９】上記シリンダブロック１の車体前方側位置
には、ラジエータ４が車幅方向に向けて配置されてい
る。このラジエータ４の幅方向の一端に設けられたヘッ
ダー４aには、可撓パイプで構成されるラジエータ送出
管１２の一端が接続されている。また、このラジエータ
送出管１２の他端は、上記一対のシリンダヘッド２,２
側からの戻り冷却水を集合させる二又状の集合通路８に
接続されている。

【００２０】一方、上記ラジエータ４の幅方向の他端に
設けたヘッダー４bには、可撓パイプで構成されるラジ
エータ戻り管１１の一端が接続されている。さらに、こ
のラジエータ戻り管１１の他端は、図１〜図３に示すよ
うに、上記シリンダブロック１側に取り付けられるサー
モスタットカバー６内にサーモスタット７(図３及び図
５参照)を内蔵してなるサーモスタットユニット５(特許
請求の範囲中の制御弁に該当する)の該サーモスタット
カバー６に形成した第１通路２５(図５参照)に接続さ
れている。

【００２１】さらに、上記シリンダブロック１とラジエ
ータ４との中間位置には、密閉式のサブタンク１０が配
置されている。このサブタンク１０の上部は、サブタン
ク送出管１５を介して上記ラジエータ４の一方のヘッダ
ー４aに接続される一方、該サブタンク１０の下部は、
図１〜図３に示すように、サブタンク戻り管１４を介し
て上記サーモスタットカバー６の内部に形成した第４通
路２８(図５参照)に接続されている。そして、このサブ
タンク１０には、エンジンの運転中、シリンダヘッド２
側からの戻り冷却水が常時循環されるようになってい
る。

【００２２】また、上記シリンダヘッド２と上記サーモ
スタットカバー６内の第５通路２９(図５参照)との間
は、上記ラジエータ４を迂回した状態でバイパス管１３
を介して接続されている。

【００２３】さらに、上記第１バンク１Ａの後端１b側
には、その内部のウォータジャケット(図示省略)に接続
されたヒータ送出管１６が設けられている。そして、こ
のヒータ送出管１６の他端は別設置のヒータユニット９
に接続されるとともに、該ヒータユニット９はさらにヒ
ータ戻り管１７を介して後述のヒータ側連結管２０に接
続されている。

【００２４】一方、上記エンジン側連結管１９は、請求
項１における連結管及び請求項２における第１連結管に
それぞれ該当するものであって、図１〜図４に示すよう
に、鋼管によって一体形成されるものであって、その一
端１９aにはオイルシール３０を装着する一方、その他
端１９bはこれを小曲率でＬ字状に屈曲形成するととも
にその端部に取付フランジ２２を取り付けている。そし
て、このエンジン側連結管１９は、その一端１９a側を
上記サーモスタットカバー６内の第２通路２６の口端部
に形成した受口２６a内にオイルシール３０を適度に弾
圧させた状態で嵌挿せしめるとともに、上記取付フラン
ジ２２を上記支持ブラケット３の一端３aに締着固定せ
しめることで、上記シリンダブロック１の前端１aに近
接して沿い、且つ上記サーモスタットカバー６に対して
軸方向に相対変位可能な状態で該シリンダブロック１側
に組み付けられている。

【００２５】このように、エンジン側連結管１９を、従
来一般に使用されていた可撓性のあるパイプ体ではなく
剛性の高い鋼管で構成することにより、上記支持ブラケ
ット３に接続される他端１９b側を、その撓曲による剛
性の低下あるいは耐久性の低下を気にすることなく、よ
り小さな曲率半径で湾曲させることができる。従って、
これを可撓性パイプ体で構成する場合に比して、該エン
ジン側連結管１９のシリンダブロック後端１aから車幅
方向への張り出し量をより小さく抑えてそのコンパクト
配置を可能とすることができるものである。また、この
ようにエンジン側連結管１９の占有スペースが小さいと
いうことは、それだけ他のエンジン補機の配置スペース
が拡大されるということであり、これらのレイアウト性
の向上にも寄与できるものである。

【００２６】尚、図４に示すように、このエンジン側連
結管１９の正規の組付状態においては、該エンジン側連
結管１９の端面１９cと上記受口２６aの底面２６bの間
に寸法Ｓ₁の隙間が確保されており、この隙間Ｓ₁が該エ
ンジン側連結管１９のサーモスタットカバー６に対する
一次的な軸方向変位の許容代となり、またこのエンジン
側連結管１９の一端１９aとサーモスタットカバー６の
受口２６aとが非締結状態の嵌挿接合とされ該エンジン
側連結管１９の一端１９aの変形自由度が大きいことか
ら、該エンジン側連結管１９の軸方向に大きな荷重がか
かって上記の一次的な変位の結果、該エンジン側連結管
１９の端面１９cと受口２６aの底面２６bとが当接した
後においては該エンジン側連結管１９の一端１９a側が
容易に潰れ変形することになる。このエンジン側連結管
１９の一端１９aの潰れ変形によって、該エンジン側連
結管１９とサーモスタットカバー６との軸方向における
二次的な軸方向変位が達成されるものである。

【００２７】上記ヒータ側連結管２０は、上記エンジン
側連結管１９と同様に鋼管で構成され、その一端２０a
はオイルシール３１を介して上記サーモスタットカバー
６内の第３通路２７の口端部２７aに対して軸方向に相
対変位可能に嵌挿される一方、その他端２０bには上記
ヒータ戻り通路１７の一端が接続されている。そして、
このヒータ側連結管２０は、その軸方向の中間部に設け
た連結部材２１によって上記エンジン側連結管１９とほ
ぼ平行とされた状態で一体的に連結され、該エンジン側
連結管１９とともに一体的に着脱されるようになってい
る。尚、このヒータ側連結管２０側においても、上記エ
ンジン側連結管１９の場合と同様に、その端面２０cと
上記受口２７aの底面２７bとの間に隙間Ｓ₂を形成する
ことで一次的な軸方向変位が可能とされるとともに、該
ヒータ側連結管２０の一端２０aの潰れ変形によって二
次的な軸方向変位が確保されるものである。

【００２８】このように、車体前後方向に向けて配置さ
れるとともにその一端１９bがシリンダブロック１側の
支持ブラケット３にフランジ接合されたエンジン側連結
管１９と、該エンジン側連結管１９と同様に車体前後方
向に向けて配置されるとともに連結部材２１を介して該
エンジン側連結管１９側に(即ち、シリンダブロック１
側に)その一端側が固定されたヒータ側連結管２０と
を、サーモスタットユニット５に接続するに際して、上
述のようにこれらが該サーモスタットユニット５のサー
モスタットカバー６に対して車体前後方向に相対変位可
能なる如く接合すると、車両の正突時にその衝突力によ
り上記サーモスタットユニット５が車体後方側へ押し出
される場合、該サーモスタットユニット５の移動量が比
較的少ない軽衝突時には上記エンジン側連結管１９及び
ヒータ側連結管２０における一次的な軸方向変位による
吸収作用により該衝突力のシリンダブロック１側への伝
達が確実に防止され、また軽衝突時よりもサーモスタッ
トカバー６の車体後方側への移動量の大きい重衝突時に
は上記エンジン側連結管１９及びヒータ側連結管２０の
一次的な軸方向変位と二次的な軸方向変位との相乗的な
吸収作用によって該衝突力のシリンダブロック１側への
伝達が可及的に抑制されるものである。この結果、衝突
時におけるシリンダブロック１の車体後方側への後退動
が可及的に防止され、それだけ車体の信頼性が向上する
ものである。

【００２９】さらに、上記エンジン側連結管１９とサー
モスタットカバー６との接続部分にオイルシール３０
(請求項３における弾性材に該当する)を介在させて冷却
水の水密性を確保しているが、このオイルシール３０は
このような本来の冷却水のシール作用の他に、上記サー
モスタットユニット５の作動上の信頼性を高める作用も
なすものである。即ち、上記エンジン側連結管１９は支
持ブラケット３を介してシリンダブロック１(即ち、エ
ンジン)とスーパーチャージャ(図示省略)とに連結され
ていることから、該エンジン側連結管１９には該エンジ
ン等から運転振動が伝達されることとなる。この場合、
このエンジン側連結管１９とサーモスタットカバー６と
の間にオイルシール３０が介在していると、該オイルシ
ール３０の緩衝作用によって該エンジン側連結管１９側
の振動がサーモスタットカバー６側に伝達されるのが可
及的に防止される。この結果、サーモスタットカバー６
に内蔵されたサーモスタット７は振動の少ない条件下に
おいて作動せしめられることとなり、その作動精度の信
頼性、延いてはエンジン冷却制御の信頼性が一段と向上
せしめられるものである。

【００３０】尚、上記サーモスタットカバー６は、上述
のように、ラジエータ戻り管１１とバイパス管１３とサ
ブタンク戻り管１４とエンジン側連結管１９及びヒータ
側連結管２０がそれぞれ接続されるものであるが、その
内部構造は、説明の便宜上これを模式的に示すと図５の
通りである。即ち、上記ラジエータ戻り管１１が接続さ
れた第１通路２５と上記エンジン側連結管１９が接続さ
れた第２通路２６とを相互に連通させてその中間位置に
ワックス７aを備えたサーモスタット７を配置する一
方、該サーモスタット７のワックス７aの近傍位置に、
上記ヒータ側連結管２０が接続された第３通路２７と上
記サブタンク戻り管１４が接続された第４通路２８とを
それぞれ開口させ、さらにこれら第３通路２７及び第４
通路２８より下流側位置に上記バイパス管１３が接続さ
れた第５通路２９を開口させている。

【００３１】ここで、かかる通路構成及び配管構成とし
た場合における冷却水の循環状態を簡単に説明すると次
の通りである。先ず、エンジン冷却用の循環系である
が、この循環系は、ラジエータ戻り管１１からエンジン
側連結管１９→支持ブラケット３内のブラケット内通路
１８→エンジン内のウォータジャケット→集合管８→ラ
ジエータ送出管１２を経てラジエータ４に至るメイン循
環系と、バイパス管１３によって上記ラジエータ４を迂
回するサブ循環系とで構成されている。そして、冷却水
温度が設定値以上である場合には、メイン循環系により
冷却水は矢印a及び矢印b→矢印c→矢印d→矢印eと循環
し、また冷却水温度が設定値以下の場合にはサブ循環系
により冷却水は矢印a及び矢印b→矢印f→矢印eと循環
し、これによりエンジンの適正な冷却が達成されるもの
である。

【００３２】また、ヒーター用の循環系は、ヒータ送出
管１６とヒータ戻り管１７とヒータ側連結管２０及びエ
ンジン側連結管１９で構成され、冷却水はヒータユニッ
ト９の使用の有無にかかわらずエンジン運転中は常時矢
印i→矢印eの順序で循環する。

【００３３】さらに、冷却水補充及び気液分離用の循環
系は、ラジエータ送出管１２とサブタンク送出管１５と
サブタンク１０とサブタンク戻り管１４とエンジン側連
結管１９とで構成され、冷却水はエンジン運転中は連続
的に矢印c→矢印g→矢印h→矢印eと流れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の実施例にかかる冷却装置を備えたエ
ンジンの要部平面図である。

【図２】図１のII部の拡大図である。

【図３】図２のIII-III矢視図である。

【図４】図２のIV-IV断面図である。

【図５】サーモスタット部分における通路構成を模式的
に示す断面図である。

【符号の説明】

１はシリンダブロック、２はシリンダヘッド、３は支持
ブラケット、４はラジエータ、５はサーモスタットユニ
ット(制御弁)、６はサーモスタットカバー、７はサーモ
スタット、８は集合通路、９はヒータユニット、１０は
サブタンク、１１はラジエータ戻り管、１２はラジエー
タ送出管、１３はバイパス管、１４はサブタンク戻り
管、１５はサブタンク送出管、１６はヒータ送出管、１
７はヒータ戻り管、１８はブラケット内通路、１９はエ
ンジン側連結管(第１連結管)、２０はヒータ側連結管
(第２連結管)、２１は連結部材、２２は取付フランジ、
２５は第１通路、２６は第２通路、２７は第３通路、２
８は第４通路、２９は第５通路、３０及び３１はオイル
シールである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭52−1342（ＪＰ，Ａ) 実開平４−42224（ＪＰ，Ｕ) 実開平２−40931（ＪＰ，Ｕ) 実開平４−59334（ＪＰ，Ｕ) 実開昭56−143515（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F01P 11/04 F01P 3/20 F01P 7/16 502 F02B 75/22

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンを、車体前部に配置されたラジ
エータより車体後方位置においてクランク軸方向を車幅
方向へ向けた状態で車体に搭載するとともに、該ラジエ
ータとエンジンとの間に冷却水の流れを制御する制御弁
を配置し、該エンジンと制御弁とを、車体前後方向に延
びる剛性材から成る第１連結管により、該第１連結管と
上記制御弁とが車体前後方向に相対変位可能なる如くし
て接続したことを特徴とするエンジンの冷却装置。
【請求項２】請求項１において、上記制御弁と上記エ
ンジンより車体後方側に配置されたヒーターユニットと
を接続する第２連結管を、上記第１連結管に沿わせた状
態で配置し且つこれを上記エンジンに支持せしめるとと
もに、該第２連結管と上記制御弁とを車体前後方向に相
対変位可能に接続したことを特徴とするエンジンの冷却
装置。