JPH07310546A - 液冷エンジンの冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液冷エンジンの放熱器の放熱効率を高く維持
する。 【構成】 液冷エンジンＥの放熱器２を冷却風路３０に
臨む放熱用回転軸３から構成する。放熱用回転軸３に通
液路４及び放熱フィン５を設ける。放熱用回転軸３を液
冷エンジンＥに回転可能に支持し、回転する放熱用回転
軸３の通液路４内に冷却液を流通して放熱する。 【効果】 放熱用回転軸３又は放熱フィン５に塵埃が付
着しようとすると、それ自体の回転による遠心力で吹き
飛ばすので、塵埃の付着はほとんどなく、放熱器２の冷
却効率を高く維持できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液冷エンジンの冷却装置
に関し、放熱器の放熱効率を高く維持できるものを提供
する。

【０００２】

【発明の背景】本発明の対象となる液冷エンジンの冷却
装置の基本構造は、例えば図６に示すように、液冷エン
ジンＥに放熱器２を設け、液冷エンジンＥの冷却液ジャ
ケット１を当該放熱器２に冷却液流通可能に連通し、液
冷エンジンＥの冷却液ジャケット１で吸熱した冷却液を
放熱器２で放熱可能に構成した形式のものである。

【０００３】

【従来の技術】この形式の従来技術としては、図６に示
すように、縦型水冷エンジンＥの前方に放熱器であるラ
ジエータ２を配置し、ラジエータ２は通水管５０に多数
のフィン５１を配列したコア部５２と、コア部５２に臨
むラジエータファン５３とから構成され、ラジエータフ
ァン５３による冷却風をコア部５２に吹き当てて、通水
管５０内の冷却水を放熱するように構成したものが一般
的である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、多
数のフィン５１の間を冷却風が通過するため、フィン５
１が塵埃で目詰まりして、ラジエータ２の冷却効率は低
下し易い。本発明は、液冷エンジンの放熱器の放熱効率
を高く維持することを技術的課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
の手段を、実施例を示す図１〜図５により以下に説明す
る。即ち、本発明１は前記基本構造の液冷エンジンの冷
却装置において、上記放熱器２を冷却風路３０に臨む放
熱用回転軸３から構成し、当該放熱用回転軸３に通液路
４を設け、放熱用回転軸３の外表面に放熱フィン５を突
設し、当該放熱用回転軸３を液冷エンジンＥに回転可能
に支持するとともに、回転する放熱用回転軸３の通液路
４内に冷却液を流通して放熱可能に構成したことを特徴
とするものである。

【０００６】本発明２は、上記本発明１において、液冷
エンジンＥに冷却液ポンプ６を設け、放熱器２の放熱用
回転軸３を冷却液ポンプ６のロータ軸に共用化したこと
を特徴とするものである。

【０００７】本発明３は、本発明２において、放熱用回
転軸３をロータ軸とする冷却液ポンプ６とは別に、液冷
エンジンＥに冷却液圧送手段７を追加設置したことを特
徴とすものである。

【０００８】本発明４は、上記本発明１〜３のいずれか
において、液冷エンジンＥに電動ファン８を支持し、当
該電動ファン８の冷却風路３０上に放熱用回転軸３を臨
ませたことを特徴とするものである。

【０００９】本発明５は、上記本発明４において、液冷
エンジンＥに負荷検出器３１を付設し、負荷検出器３１
を電動ファン８に連動して、負荷検出器３１の検出負荷
が所定の負荷値以上に高まると電動ファン８が作動し、
負荷検出器３１の検出負荷が所定の負荷値より低くなる
と電動ファン８が作動しないように構成したことを特徴
とするものである。

【００１０】本発明６は、上記本発明５において、液冷
エンジンＥを作業機に搭載し、液冷エンジンＥに案内ダ
クト３２を設け、案内ダクト３２内に放熱器２の放熱用
回転軸３を収容し、案内ダクト３２に作業機の排風を案
内して、案内ダクト３２内の当該排風路を放熱用回転軸
３が臨む冷却風路３０として構成したことを特徴とする
ものである。

【００１１】上記冷却液とは、水を初め、オイル(例え
ば、エンジンの潤滑油等)、エチレングリコールなどをい
う。上記冷却液圧送手段７は、例えば、電動ポンプであ
り、冷却液のエンジン本体側の流通路内に付設される。

【００１２】上記負荷検出器３１は、液冷エンジンの冷
却液ジャケットに臨む液温検出器、潤滑油路に臨む油温
検出器、ディーゼルエンジンの燃料噴射ポンプに臨むラ
ック位置検出器、ガソリンエンジンの気化器のスロット
ル弁に臨むスロットル位置検出器、或は、トルク検出器
などのエンジンの負荷を検出可能な機器をいう。従っ
て、負荷値とは、水温、油温などをいう。上記作業機
は、例えば、コンバイン等の農機などをいう。

【００１３】

【作用】

(1) 本発明１では、放熱器２を放熱用回転軸３から構成
し、この放熱用回転軸３に通液路４及び放熱フィン５を
設けて液冷エンジンＥに回転可能に支持するので、放熱
用回転軸３又は放熱フィン５に塵埃が付着しようとして
も、それ自体の回転で塵埃は遠心力を受けて吹き飛ばさ
れ、塵埃の付着はないか、きわめて少ない。また、上記
放熱用回転軸３は冷却風路３０に臨むので、放熱フィン
５には冷却風が吹き当たり、放熱器２は有効に冷却され
る。

【００１４】(2) 本発明２では、放熱器２の放熱用回転
軸３を冷却液ポンプ６のロータ軸に共用化するので、冷
却液の圧送機構であるポンプ６の回転力を利用すること
で、放熱用回転軸３の回転駆動機構が簡略になる。

【００１５】(3) 本発明３では、放熱用回転軸３をロー
タ軸とする冷却液ポンプ６とは別に、液冷エンジンＥに
冷却液圧送手段７を追加設置するので、冷却液の循環力
が促進され、遠心力を受ける通液路４内の冷却液の流通
も一層スムーズになる。

【００１６】(4) 本発明４では、電動ファン８による冷
却風で放熱器２の放熱用回転軸３を強制冷却するので、
例えば車速風などに比べると、冷却能力がより高まる。

【００１７】(5) 本発明５では、エンジンＥに付設した
負荷検出器３１を電動ファン８に連動して、エンジンＥ
の負荷が所定値より高い場合にのみ、電動ファン８を作
動させるので、暖機運転を促進できる。

【００１８】(6) 本発明６では、放熱用回転軸３の冷却
にエンジン作業機の排風を利用するので、上記電動ファ
ン８などの強制冷却装置を備える必要がない。

【００１９】

【発明の効果】

(1) 本発明１では、放熱用回転軸を回転させながらこの
回転軸内に冷却液を通すので、放熱用回転軸又は放熱フ
ィンに塵埃が付着しようとしても遠心力で吹き飛ばさ
れ、この結果、塵埃の付着はほとんどなく、放熱器の冷
却効率を高く維持できる。

【００２０】(2) 本発明２では、放熱用回転軸の回転駆
動機構が簡略になり、液冷エンジンの全体をよりコンパ
クトにできる。

【００２１】(3) 本発明３では、冷却液圧送手段を冷却
液ポンプとは別に追加設置することで、冷却液の循環力
が高まるので、放熱器の放熱能力が促進される。

【００２２】(4) 本発明４では、電動ファンで放熱用回
転軸を強制冷却するので、放熱器の放熱効率が高まる。

【００２３】(5) 本発明５では、負荷検出器を電動ファ
ンに連動するので、液冷エンジンを迅速に暖機運転でき
る。

【００２４】(6) 本発明６では、放熱用回転軸の冷却に
エンジン作業機の排風を利用するので、放熱器の冷却機
構が簡略になる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて述べ
る。図１は実施例１を示す縦型水冷エンジンの冷却装置
の要部縦断右側面図、図２は同冷却装置の放熱用回転軸
の概略正面図である。

【００２６】図１に示すように、縦型水冷エンジンＥの
シリンダブロック１０の上方にシリンダヘッド１１を固
定し、シリンダブロック１０の前方に水ポンプ室１２を
設け、シリンダブロック１０にシリンダジャケット１ａ
を、シリンダヘッド１１にヘッドジャケット１ｂを各々
設け、両ジャケットでエンジンＥのウォータジャケット
１を形成する。

【００２７】上記水ポンプ室１２に水ポンプ６を収容
し、水ポンプ６のロータ軸３を軸太に形成し、当該ロー
タ軸３を伝動プーリ１３ａ・１３ｂ及び伝動ベルト１３
ｃを介してエンジンＥのクランク軸２１に連動する。

【００２８】図１に示すように、上記ロータ軸３を前方
に延出し、その前端部に放熱器２を付設し、このロータ
軸３を放熱用回転軸として放熱器２の全体を回転可能に
構成するとともに、上記ヘッドジャケット１ｂの出口管
１４を放熱器２の放熱用回転軸３を介して水ポンプ室１
２及びシリンダジャケット１ａに連通して、水冷エンジ
ンＥのウォータジャケット１を放熱器２に冷却液流通可
能にし、エンジンＥのウォータジャケット１で吸熱した
冷却水を放熱器２で放熱可能に構成する。

【００２９】即ち、図１に示すように、上記放熱器２を
冷却風路３０に臨む放熱用回転軸３から構成し、この放
熱用回転軸３の軸心方向に通液往路４ａと通液復路４ｂ
を並設し、放熱用回転軸３の前端部に封止蓋２２を着脱
可能にネジ嵌合し、通液往路４ａを封止蓋２２内の水室
２３を介して通液復路４ｂに連通する。

【００３０】前記ヘッドジャケット１ｂの出口管１４を
サーモスタット弁１７及び流出管１８を介して通液往路
４ａの入口１５に連通し、通液復路４ｂの出口１６を水
ポンプ室１２に連通するとともに、上記出口管１４を水
ポンプ室１２にバイパス管１９を介して連通する。

【００３１】また、図１及び図２に示すように、放熱用
回転軸３の外表面に円形の放熱フィン５を等間隔に多数
個突設して放熱器２の放熱効率を高めるとともに、前記
クランク軸２１の前端部にフライホイル・ファン２４を
固定し、フライホイル・ファン２４及び上記放熱器２の
全体をファン・カバー２５で覆う。但し、放熱フィン５
及び放熱用回転軸３は熱伝導率の高いアルミニウム合
金、或は銅を材質とする。

【００３２】当該ファン・カバー２５の吸い込み口２６
を防塵ネット２８ａを介してフライホイル・ファン２４
の前方に臨ませて開口し、ファン・カバー２５の排風口
２７を防塵ネット２８ｂを介して放熱器２の上方に臨ま
せて開口し、フライホイル・ファン２４の冷却風をファ
ン・カバー２５内に流して、これを放熱用回転軸３が臨
む前記冷却風路３０として構成する。

【００３３】そこで、図１により水冷エンジンＥの冷却
水の流れを説明すると、エンジン本体の熱を吸熱してヘ
ッドジャケット１ｂから出口管１４に出た冷却水は、流
出管１８を経て放熱器２の放熱用回転軸３に入り、回転
する放熱用回転軸３の通液往路４ａ及び通液復路４ｂ
(即ち、通水路４)を流通しながら放熱するとともに、水
ポンプ６により水ポンプ室１２からシリンダジャケット
１ａ内に吐出・循環される。

【００３４】但し、水温が所定温度より低い場合には、
前記サーモスタット弁１７が閉弁作動し、ヘッドジャケ
ット１ｂを出た冷却水は、バイパス管１９から水ポンプ
室１２に短絡し、放熱器２を通ることなく直接的にシリ
ンダジャケット１ａに入り、水冷エンジンＥの暖機運転
を促進する。尚、符号２０は上記出口管１４に設けた冷
却水注入蓋であり、従来のラジエータキャップと同様に
加圧弁及び負圧弁が組み込まれている。

【００３５】そこで、本実施例１の冷却装置の機能を説
明すると、放熱器２を冷却風路３０に臨む放熱用回転軸
３から構成し、この放熱用回転軸３に通液路４及び放熱
フィン５を設けるので、放熱用回転軸３、或は放熱フィ
ン５に塵埃が付着しようとしても、それ自体の回転で塵
埃は遠心力を受けて吹き飛ばされるので、塵埃の付着は
ほとんどなく、放熱器２の冷却効率を高く維持できる。

【００３６】また、放熱用回転軸３の外表面には多数の
放熱フィン５が突設されるうえ、この放熱用回転軸３及
び放熱器フィン５は冷却風路３０上を吹き流れるフライ
ホイル・ファン２４からの冷却風で強力に冷却されるの
で、冷却水は放熱用回転軸３の通水路４を通る間に効率
良く放熱される。

【００３７】尚、本実施例１では、吸い込み型のフライ
ホイル・ファン２４で放熱器２の放熱用回転軸３を冷却
するように構成してあるが、リバース型(即ち、吹き出し
方式)のファンで冷却しても良い。

【００３８】また、放熱用回転軸３の放熱フィン５の枚
数や形状などを変更するだけで、エンジンＥの種類、或
は作業機へのエンジンＥの搭載条件などに合わせて適正
な冷却能力を簡単に確保できる。

【００３９】図３は、水冷エンジンＥを例えばコンバイ
ンのような作業機(図示省略)に搭載した場合を示す本発
明の実施例２である。即ち、同図３に示すように、水冷
エンジンＥに案内ダクト３２を設け、案内ダクト３２内
に上記放熱器２の放熱用回転軸３を収容し、案内ダクト
３２にコンバインの脱穀機の吐き出し排風を案内して、
案内ダクト３２内の当該排風路を放熱用回転軸３が臨む
冷却風路３０として構成したものである。

【００４０】本実施例２では、放熱用回転軸３の冷却に
エンジン作業機の排風を利用するので、上記実施例１の
ようなフライホイル・ファン２４などの強制冷却装置を
備える必要がなく、放熱器２の冷却機構を簡略にでき
る。尚、作業機の排風に替えて、車速風を案内ダクト３
２に導くようにしても差し支えない。

【００４１】図４は本発明の実施例３を示し、実施例１
のフライホイル・ファン２４に替えて、電動ファン８で
放熱器２を冷却するようにしたものである。即ち、水冷
エンジンＥに設けた案内ダクト３２の上方に電動ファン
８を支持し、当該電動ファン８による冷却風路３０上に
放熱器２の放熱用回転軸３を臨ませることにより、電動
ファン８で放熱器２を強制冷却するので、例えば、車速
風などに比べると、冷却能力が一層高まる。また、実施
例１のように、クランク軸２１にフライホイル・ファン
２４を設ける必要もない。

【００４２】図５は本発明の実施例４を示し、実施例３
の電動ファン８を水温検出器のような負荷検出器３１に
連動したものである。即ち、水冷エンジンＥのヘッドジ
ャケット１ｂに水温検出器３１を臨ませ、負荷検出器３
１を制御手段３３を介して電動ファン８に連動するとと
もに、水温検出器３１の検出温度が設定温度以上に高ま
ると電動ファン８が作動し、水温検出器３１の検出温度
が設定温度より低くなると電動ファン８が作動しないよ
うに構成する。

【００４３】本実施例４では、水温検出器３１を電動フ
ァン８に連動して、エンジンＥの冷却水の水温が設定温
度より高い場合（即ち、エンジンＥの負荷が所定値より
高い場合）にのみ電動ファン８を作動させるので、エン
ジンＥの過剰冷却を抑制して暖機運転を促進できる。

【００４４】但し、上記負荷検出器３１は、水温検出器
の外に、潤滑油路に臨む油温検出器や、ディーゼルエン
ジンの燃料噴射ポンプに臨むラック位置検出器、ガソリ
ンエンジンの気化器のスロットル弁に臨むスロットル位
置検出器、或はトルク検出器などでも良い。また、当該
負荷検出器３１に替えて、外気温検出器を電動ファン８
に連動するようにして、外気温の検出により、電動ファ
ン８の作動を制御するように構成しても差し支えない。

【００４５】尚、本発明では、水冷エンジンＥに冷却水
圧送手段７を、放熱用回転軸３をロータ軸とする水ポン
プ６とは別に追加設置するようにしても差し支えない。
例えば、図１の仮想線に示すように、ヘッドジャケット
１ｂの出口管１４に水ポンプ６とは別の電動ポンプ７を
付設すると、冷却水の循環力が促進され、遠心力を受け
る通水路４内の冷却水の流通は一層スムーズになる。

【００４６】また、上記実施例では、クランク軸２１と
伝動する冷却液ポンプ（即ち、水ポンプ６）の回転機構
を放熱器２の回転手段に共用化しているが、冷却液ポン
プ６の回転手段とは別に、放熱器２を例えば電動モータ
などで回転させるように構成しても良い。

【００４７】さらに、本発明は、水冷エンジンに限ら
ず、例えば、強制潤滑装置の潤滑油をエンジンの冷却に
使用する油冷エンジンなどにも適用でき、エンジンの本
体熱を吸熱した潤滑油を回転方式の放熱器で放熱するよ
うにしても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１を示す縦型水冷エンジンの冷却装置の
要部縦断右側面図である。

【図２】同冷却装置の放熱用回転軸の概略正面図であ
る。

【図３】本発明の実施例２を示す図１の相当図である。

【図４】本発明の実施例３を示す図１の相当図である。

【図５】本発明の実施例４を示す図１の相当図である。

【図６】従来技術を示す縦型水冷エンジンの概略縦断右
側面図である。

【符号の説明】

１…冷却液ジャケット、２…放熱器、３…放熱用回転
軸、４…放熱用回転軸の通液路、５…放熱フィン、６…
冷却液ポンプ、７…冷却液圧送手段、８…電動ファン、
３０…冷却風路、３１…負荷検出器、３２…案内ダク
ト、Ｅ…液冷エンジン。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液冷エンジン(Ｅ)に放熱器(２)を設け、
   液冷エンジン(Ｅ)の冷却液ジャケット(１)を当該放熱器
   (２)に冷却液流通可能に連通し、液冷エンジン(Ｅ)の冷
   却液ジャケット(１)で吸熱した冷却液を放熱器(２)で放
   熱可能に構成した液冷エンジンの冷却装置において、 上記放熱器(２)を冷却風路(３０)に臨む放熱用回転軸
   (３)から構成し、 当該放熱用回転軸(３)に通液路(４)を設け、放熱用回転
   軸(３)の外表面に放熱フィン(５)を突設し、 当該放熱用回転軸(３)を液冷エンジン(Ｅ)に回転可能に
   支持するとともに、回転する放熱用回転軸(３)の通液路
   (４)内に冷却液を流通して放熱可能に構成したことを特
   徴とする液冷エンジンの冷却装置。
2. 【請求項２】 液冷エンジン(Ｅ)に冷却液ポンプ(６)を
   設け、放熱器(２)の放熱用回転軸(３)を冷却液ポンプ
   (６)のロータ軸に共用化したことを特徴とする請求項１
   に記載の液冷エンジンの冷却装置。
3. 【請求項３】 放熱用回転軸(３)をロータ軸とする冷却
   液ポンプ(６)とは別に、液冷エンジン(Ｅ)に冷却液圧送
   手段(７)を追加設置したことを特徴とする請求項２に記
   載の液冷エンジンの冷却装置。
4. 【請求項４】 液冷エンジン(Ｅ)に電動ファン(８)を支
   持し、当該電動ファン(８)の冷却風路(３０)上に放熱用
   回転軸(３)を臨ませたことを特徴とする請求項１〜３の
   いずれか１項に記載の液冷エンジンの冷却装置。
5. 【請求項５】 液冷エンジン(Ｅ)に負荷検出器(３１)を
   付設し、負荷検出器(３１)を電動ファン(８)に連動し
   て、 負荷検出器(３１)の検出負荷が所定の負荷値以上に高ま
   ると電動ファン(８)が作動し、負荷検出器(３１)の検出
   負荷が所定の負荷値より低くなると電動ファン(８)が作
   動しないように構成したことを特徴とする請求項４に記
   載の液冷エンジンの冷却装置。
6. 【請求項６】 液冷エンジン(Ｅ)を作業機に搭載し、液
   冷エンジン(Ｅ)に案内ダクト(３２)を設け、案内ダクト
   (３２)内に放熱器(２)の放熱用回転軸(３)を収容し、案
   内ダクト(３２)に作業機の排風を案内して、案内ダクト
   (３２)内の当該排風路を放熱用回転軸(３)が臨む冷却風
   路(３０)として構成したことを特徴とする請求項１〜５
   のいずれか１項に記載の液冷エンジンの冷却装置。