JPH0688526A - 内燃機関の冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】冷却水から水垢等の異物を取り除き、サーモス
タット３等の機器へ異物が侵入するのを抑制する内燃機
関の冷却装置を提供すること。 【構成】内燃機関の冷却水が通過する通路を形成する第
１管体１及び第２管体２にサーモスタット３の取付フラ
ンジ部３２ａ、シール部材６のシールフランジ部６０が
挟装されている。シール部材６では、サーモスタット３
の上流側に向けて形成したシール筒部６１の内周部に、
リング溝からなる異物堆積部６２が形成されている。冷
却水に含まれている異物は異物堆積部６２に付着され、
次第に堆積する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の冷却装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関は過熱し過ぎても冷却し過ぎて
も、内燃機関の能力を充分に発揮するのに不利であり、
従って、内燃機関を冷却する冷却水の水温は適温域（一
般的には８０〜９０°Ｃ）に維持されることが好まし
い。そこで、従来より、内燃機関の冷却装置として、内
燃機関の冷却水が通過する通路にサーモスタット等の感
温弁装置を設置し、冷却水の温度に応じて感温弁装置を
作動させ、これにより冷却水の経路を調整し、水温を適
温域に維持するものが知られている（実公平２−２７２
６６号公報等）。

【０００３】ところで、使用期間が長期化するにつれ
て、冷却水には水垢、鉄分等の異物が含まれる様にな
る。また、シール剤として液状ガスケットが使用されて
いる場合には、液状ガスケットの一部も冷却水に混入す
ることがある。更に、内燃機関の製造の際に使用した鋳
物砂が取り残されている場合には、この鋳物砂が冷却水
に混入することもある。この様な異物が、冷却装置に装
備されているサーモスタット等の機器に侵入すると、そ
の機器の機能低下を招くおそれがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した実情
に鑑みなされたものであり、その目的は、冷却液から異
物を取り除き、異物の機器への侵入を抑制するのに有利
な内燃機関の冷却装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の内燃機関の冷却
装置は、内燃機関の冷却液が通過する通路を形成する直
列に連設された第１管体及び第２管体と、第１管体と第
２管体とに挟装された取付フランジ部をもち冷却液の温
度に応じて冷却液の経路を調整する感温弁装置と、第１
管体と第２管体との境界域をシールするシール部材とを
有し、シール部材は、感温弁装置の取付フランジ部と共
に第１管体と第２管体とに挟装されたシールフランジ部
と、感温弁装置の上流側あるいは下流側に向けてシール
フランジ部と一体的に延在され第１管体及び第２管体の
少なくとも一方の内周部を覆うシール筒部と、シール筒
部の内周部に形成された凹及び凸の少なくとも一方から
なる異物捕獲部とで構成されていることを特徴とするも
のである。

【０００６】シール部材は、第１管体と第２管体との境
界域をシールするものである。シール部材は、感温弁装
置の取付フランジ部と共に第１管体と第２管体とに挟装
されたシールフランジ部と、感温弁装置の上流側あるい
は下流側に向けてシールフランジ部と一体的に延在され
たシール筒部と、シール筒部の内周部に形成された異物
捕獲部とで構成されている。異物捕獲部は、凹及び凸の
少なくとも一方で形成されており、冷却液中の異物を捕
獲するものである。凹の窪み量、凸の突出量の程度は適
宜選択できる。異物捕獲部は、シール筒部の内周部の全
域に形成されていても良く、あるいは、シール筒部の内
周部の一部に形成されていても良い。

【０００７】異物捕獲部は例えば溝、突起、植毛部、
孔、微細気孔、粗面化処理等で形成できる。なお、シー
ル部材は、一般的にはゴム、樹脂等の高分子系材料で形
成でき、場合によっては軟質金属、アスベスト系、黒鉛
系でも形成できる。なお、芯金を埋設する形態でもよ
い。

【０００８】

【作用】冷却液の温度に応じて、感温弁装置が作動して
冷却液の経路が調整され、これにより内燃機関は適温域
に維持される。冷却液がシール部材のシール筒部内を流
れる際、冷却液に含まれている異物は異物捕獲部に付着
し、捕獲される。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１を参照して説明
する。この例は車両の内燃機関の冷却装置に適用した場
合である。この例では、冷却装置の一部を構成する第１
管体１と第２管体２とが連設されている。第１管体１の
第１通路１０は内燃機関のウォータジャケット１０２に
連通している。第１管体１の第２通路１１はウォータポ
ンプ１０７の吸込側に連通している。第２管体２の通路
２０はラジエータ１０５に連通している。

【００１０】感温弁装置としてのサーモスタット３は第
１管体１と第２管体２とに挟装されている。サーモスタ
ット３は、第１フレーム部３１及び第２フレーム部３２
からなる弁フレーム３３と、弁フレーム３３に保持され
たステーロッド３４と、ステーロッド３４に嵌合された
ケース３５と、ケース３５内に装填されたワックス３６
及びゴム体３７と、ケース３５に圧縮コイルバネ３５ａ
により保持された盤状の第１弁部３８と、弁フレーム３
３に圧縮コイルバネ３９により保持されたリング状の第
２弁部４０とで構成されている。

【００１１】弁フレーム３３の第２フレーム部３２には
鍔状の取付フランジ部３２ａが形成されている。第２フ
レーム部３２とケース３５との間には、リング状の第２
ポート３２ｋが形成されている。第２弁部４０は圧縮コ
イルバネ３９によって矢印Ａ１方向つまり閉弁方向に付
勢され、弁座３２ｃに着座している。ここで、冷却水の
温度が低い場合には、図１に示す様に、第１弁部３８が
弁座１ｃから離れて通路１０の第１ポート１ｋが開放し
ていると共に、圧縮コイルバネ３９で付勢された第２弁
部４０が弁座３２ｃに着座して第２ポート３２ｋが閉塞
されている。この状態では、内燃機関のウォータジャケ
ット１０２からの冷却水は、通路１０、第１ポート１ｋ
を経て通路１１に矢印Ｂ１方向に流れるものである。こ
の場合には、第２ポート３２ｋが閉塞されているので、
ラジエータ１０５の水は通路２０から通路１１には進入
しない様にされ、これにより内燃機関のウォータジャケ
ット１０２の水温の上昇を図る。

【００１２】一方、冷却水の温度が高い場合には、この
熱を受けたワックス３６が熱膨張してケース３５がステ
ーロッド３４に対して矢印Ａ２方向に移動し、第１弁部
３８が弁座１ｃに近づき閉弁方向に移動する。同時に、
第２弁部４０が弁座３２ｃから離れて開弁し、第２ポー
ト３２ｋの開口量が増す。これによりラジエータ１０５
で冷却された冷却水が通路２０から第２ポート３２ｋを
経て矢印Ｄ１方向に流れ、通路１１に進入する。この場
合には、内燃機関のウォータジャケット１０２内の冷却
水が、放熱面積の大きなラジエータ１０５内を流れるの
で、冷却水の水温は下がる。これにより内燃機関の冷却
が適切になされる。

【００１３】さて本実施例を特徴づけるシール部材６
は、ゴムで形成されており、シールフランジ部６０とシ
ール筒部６１と異物捕獲部６２とを備えている。シール
フランジ部６０は、リング状をなし、サーモスタット３
の取付フランジ部３２ａと共に、第１管体１の端面１ｉ
と第２管体２の端面２ｉとで挟装されている。シールフ
ランジ部６０により、第１管体１の端面１ｉと第２管体
２の端面２ｉの境界域が液密状態にシールされている。
シール筒部６１は、シールフランジ部６０と一体的に形
成されており、サーモスタット３のラジエータ１０５側
の上流側に向けて、即ち通路２０に向けて延在されてい
る。シール筒部６１の外径は通路２０の内径に対応する
様に設定されており、従ってシール筒部６１は通路２０
に嵌合している。シール筒部６１の内周部６１ａは円錐
面状をなし、先端６１ｂに向かうにつれて内径が拡径し
ている。

【００１４】異物捕獲部６２は、リング溝状であり、シ
ール筒部６１の内周部６１ａにシール筒部６１の軸芯に
そって直列に複数個形成されている。なお、異物捕獲部
６２の型抜きは、例えば、シール部材６の弾性を利用し
た成形型の強制抜きにより可能である。ところで、前述
した様にサーモスタット３が作動して、ラジエータ１０
５からの冷却水が通路２０、第２ポート３１ｋを経て通
路１１に流れる際には、図１から理解できる様に、冷却
水はシール部材６のシール筒部６１内を流れる。このと
き、冷却水に含まれている異物は異物捕獲部６２に捕獲
され、次第に堆積する。従って、冷却水から異物を除去
するのに有利である。よって、冷却水の循環につれて冷
却水の清浄化が進み、異物がサーモスタット３やウォー
タポンプ１０７等の機器に侵入することを抑制できる。
従って、異物進入に起因するサーモスタット３やウォー
タポンプ１０７等の機器の不具合を防止するのに有利で
ある。

【００１５】殊に本実施例では、図１から理解できる様
に、サーモスタット３のケース３５等が通路２０の横断
方向の中央域Ｎに配置されているため、通路２０から第
２ポート３２ｋへ流れる冷却水は、通路２０の内壁面２
０ｃ寄りに流れる。即ち、通路２０の内壁面２０ｃを覆
うシール筒部６１寄りに流れるので、冷却水に含まれて
いる異物を異物捕獲部６２に捕獲するのに有利である。

【００１６】ところで、前述した液状ガスケットの様に
冷却水には化学物質等の異物が含まれている場合があ
る。一般的には、化学物質等の異物は、水の昇温に伴い
水への溶解度が増し、水の降温に伴い凝結する。従っ
て、化学物質等の異物は凝結直後に捕獲することが好ま
しい。この点本実施例では図１から理解できる様にシー
ル部材６の異物堆積部６２はラジエータ１０５側の通路
２０に配置されている。そのため、放熱面積の大きなラ
ジエータ１０５で冷却され通路２０を通過する冷却水と
異物堆積部６２とが触れることになり、従って凝結直後
の異物を捕獲するのに有効である。

【００１７】また本実施例では、サーモスタット３の取
付フランジ部３２ａを液密状態に保持するシール部材６
を利用して、異物を捕獲できるので、部品点数の増加と
いう不具合もない。なお、異物を堆積したシール部材６
は定期点検等の際に、新しいものと交換できる。

【００１８】（適用例）図２は本装置の適用例を示す。
１００、１０１は内燃機関を構成するシリンダヘッド及
びシリンダブロック、１０２は内燃機関のウォータジャ
ケット、１０３はクランクシャフト、１０４はピスト
ン、１０５はウォータジャケット１０２に連通する放熱
面積の大きなラジエータ、１０６はラジエータ１０５を
冷却するファン、１０７は冷却水を強制循環させるウォ
ータポンプであり、サーモスタット３はラジエータ１０
５とウォータジャケット１０２との間に配置されてい
る。

【００１９】そして、前述した様にウォータジャケット
１０２の水温が低い場合には、サーモスタット３が閉弁
しており、ウォータジャケット１０２の冷却水はラジエ
ータ１０５に送られない。一方、ウォータジャケット１
０２の水温が高い場合には、サーモスタット３が感温し
て開弁し、ウォータジャケット１０２の冷却水はラジエ
ータ１０５に送られ、ここで放熱して冷却される。

【００２０】（他の例）図３は本発明の他の実施例を示
す。図３（Ａ）に示す例では、異物捕獲部７０は、断面
三角形状をなすリング状の溝であり、シール筒部６１の
軸芯Ｐ１にそって直列に多数個形成されている。このシ
ール部材６には、溝６ｓを備えたリング状の取付部６ｔ
が一体的に延設されている。溝６ｓにはサーモスタット
３の取付フランジ部３２ａが嵌まる。

【００２１】また、図３（Ｂ）に示す例では、シール部
材６のシール筒部６１の内周部６１ａには植毛状の異物
捕獲部７１が設けられている。植毛状の異物捕獲部７１
は、シール筒部６１の内部に配置される成形型の外周部
に、植毛を形成する微細孔群を設けてシール筒部６１と
一体成形しても良く、或いは、後工程でシール筒部６１
に接着しても良い。また、図３（Ｃ）に示す例では、植
毛状の異物捕獲部７２は、捕獲性を一層確保すべく、そ
の先端７２ａが上流に向く様に傾斜して配置されてい
る。図３（Ｄ）に示す例では、シール部材６には磁石粉
末が埋設されており、冷却水に含まれている鉄分の捕獲
に有利である。この場合、磁石粉末に代えて永久磁石部
材を埋め込んでも良い。

【００２２】また、図３（Ｅ）に示す例では、シール部
材６のシール筒部６１の異物捕獲部７４の突出量Ｌは比
較的大きく設定されている。この異物捕獲部７４はシー
ル筒部６１の内周部６１ａにそって螺旋状に形成されて
いる。また成形型の中型８０の外周部には、異物捕獲部
７４を成形する溝８１が螺旋状に形成されている。この
場合には、中型８０をその軸芯Ｐ２回りで回しつつ型抜
きすれば、螺旋状の異物捕獲部７４を離型できる。よっ
て、異物捕獲部７４の突出量Ｌが大きな場合に適する。

【００２３】図３（Ｆ）に示す例では、シール部材６の
シール筒部６１の内周部６１ａには発泡材料（例えばウ
レタンフォーム）や不織布や織物等からなる多孔質体７
５が一体的に保持され、多孔質体７５には溝状の異物捕
獲部７６が形成されている。多孔質体７５は、微細気孔
に富み表出面積も大きく、かつ摩擦抵抗も確保できるの
で、異物の捕獲に有利である。

【００２４】その他、本発明は上記しかつ図面に示した
実施例のみに限定されるものではなく、例えば、第１管
体及び第２管体は冷却液が通過する通路をもつものであ
れば良く、形状や構造は特に限定されず、また、感温弁
装置はワックス膨張方式のものに限らず、他の方式でも
良い等、要旨を逸脱しない範囲で適宜変更して実施し得
るものである。

【００２５】

【発明の効果】本発明に係る内燃機関の冷却装置によれ
ば、冷却液から異物を除去できるので、冷却液の清浄化
に貢献でき、異物の侵入に起因する機器の作動不良防止
に有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】冷却装置の主要部を示す断面図である。

【図２】内燃機関の冷却装置の全体を模式的に示す断面
図である。

【図３】（Ａ）〜（Ｆ）は他の例に係るシール部材の要
部を示す断面図である。

【符号の説明】

図中、１は第１管体、２は第２管体、１０、１１、２０
は通路、３はサーモスタット（感温弁装置）、６はシー
ル部材、６０はシールフランジ部、６１はシール筒部、
６２は異物捕獲部を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関の冷却液が通過する通路を形成す
   る直列に連設された第１管体及び第２管体と、 該第１管体と該第２管体とに挟装された取付フランジ部
   をもち冷却液の温度に応じて冷却液の経路を調整する感
   温弁装置と、 該第１管体と該第２管体との境界域をシールするシール
   部材とを有し、 該シール部材は、 該感温弁装置の取付フランジ部と共に該第１管体と該第
   ２管体とに挟装されたシールフランジ部と、 該感温弁装置の上流側あるいは下流側に向けて該シール
   フランジ部と一体的に延在され該第１管体及び該第２管
   体の少なくとも一方の内周部を覆うシール筒部と、 該シール筒部の内周部に形成された凹及び凸の少なくと
   も一方からなる異物捕獲部とで構成されていることを特
   徴とする内燃機関の冷却装置。