JP4783311B2

JP4783311B2 - 車両用真空二重容器及び車両のエンジンの冷却水回路

Info

Publication number: JP4783311B2
Application number: JP2007039915A
Authority: JP
Inventors: 知英工藤
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2007-02-20
Filing date: 2007-02-20
Publication date: 2011-09-28
Anticipated expiration: 2027-02-20
Also published as: JP2008202510A

Description

本発明は、車両用真空二重容器及びこれを含む冷却水回路の改良に関する。

冷却水を保温する車両用蓄熱器が知られている。車両用蓄熱器は車両からの振動の影響を受けるため、振動対策が求められる。

そこで、振動対策を講じた車両用蓄熱器が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００４−１６２３公報（図８、図９）

特許文献１を次図に基づいて説明する。
図８は従来の技術の基本構成を説明する図であり、（ａ）に示すように、車両用蓄熱器１００は、車体１０１にステー１０２、１０２を介して取り付けられる外容器１０３と、この外容器１０３に内蔵される内容器１０４と、この内容器１０４の口部に嵌めたプラグ１０５と、このプラグ１０５に貫通させた液体導入管１０６及び液体排出管１０７とからなる二重容器である。

そして、内容器１０４に座１０８を設け、この座１０８に挿入するピン１０９を外容器１０３に設けたことを特徴とする。

車両は、走行しているときと、駐停車のように走行していないときがあり、走行しているときには、路面反力などにより車体１０１が振動する。このときには、（ａ）に示すように、座１０８にピン１０９を挿入して、外容器１０３に内容器１０４を機械的に連結し、内容器１０４が過度に振動することを防止する。

一方、車両が走行していないときには、内容器１０４を固定する必要がないので、（ｂ）に示すように、座１０８からピン１０９を抜く。ピン１０９を抜くと、内容器１０４の蓄熱がピン１０９を介して外容器１０３へ伝熱する心配がない。この結果、蓄熱性を高めることができる。

ところで、ピン１０９を前進、後退させるには、想像線で示すようなアクチュエータ１１０が必須となる。加えて、車速センサ１１１で車速を検出し、この情報を制御部１１２に伝え、制御部１１２が必要と判断したらアクチュエータ１１０を作動させて、ピン１０９を前進又は後退させることが必要となる。

すなわち、従来の車両用蓄熱器１００は、アクチュエータ１１０やこのアクチュエータ１１０を制御する制御部１１２が必須となるため、構造が複雑になると共に高価な物となる。
そこで、構造が簡単で安価な車両用蓄熱器が求められる。

本発明は、構造が簡単で安価な車両用真空二重容器を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、内容器を外容器で囲い、内容器の口部に外容器の口部を接合し、内容器と外容器との間の密閉空間を真空引きして真空二重容器を構成し、前記内容器へ車両のエンジンの冷却水回路から冷却水を取り入れる水入口及び前記内容器に蓄えた冷却水を前記車両のエンジンの冷却水回路へ戻す水出口を、前記内容器の口部に設け、
前記内容器に取り入れる冷却水の圧力が高いときに膨出し、前記冷却水の圧力が低くなると戻るダイヤフラム部を、前記内容器に備え、前記ダイヤフラム部に凸部又は凹部を備え、この凸部又は凹部が嵌合する凹部又は凸部を前記外容器に備えた車両用真空二重容器であって、
前記ダイヤフラム部に接続され、冷却水の圧力が低くなると、前記内容器の口部を閉じる弁体を備えていることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１記載の車両用真空二重容器が、エンジンよりも高い位置に配置されていることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、内容器に取り入れる冷却水の圧力が高いときに膨出し、冷却水の圧力が低くなると戻るダイヤフラム部を内容器に備え、ダイヤフラム部に凸部又は凹部を設け、この凸部又は凹部に嵌合する凹部又は凸部を外容器に設けた。
走行時には冷却水の圧力が高くなる。すると、ダイヤフラム部が膨出して、凸部が凹部に嵌合し、内容器が外容器に機械的に連結される。この結果、走行中に振動を受けても内容器が過度に振動する心配はない。

駐停車時には冷却水の圧力が下がる。すると、ダイヤフラム部が戻って、凹部から凸部が離れ、内容器は外容器から離れる。この結果、蓄熱性を高めることができる。
内容器と外容器とに凸部と凹部を設けるだけであって、アクチュエータ並びに制御部は不要である。したがって、請求項１によれば、構造が簡単で安価な車両用真空二重容器を提供することができる。

加えて、請求項１に係る発明では、冷却水の圧力が低くなると、内容器の口部を閉じる弁体を備える。例えば、エンジンを止めて暫くすると、エンジンの温度が徐々に低下するため、内容器内の冷却水の温度が下がる。このようなときに、弁体を閉じておくと内容器に高温の冷却水を溜めておくことができる。

請求項２に係る発明では、車両用真空二重容器が、エンジンよりも高い位置に配置されていることを特徴とする。熱的性質により、高温の冷却水は高所に溜まり、低温の冷却水は低所に溜まる。例えば、エンジンを止めた直後は、冷却水の圧力はまだ高く、冷却水の温度もまだ高い。車両用真空二重容器をエンジンより高所に設ければ、高温の冷却水を高所の車両用真空二重容器に集めることができる。したがって、車両用真空二重容器の蓄熱性をより高めることができる。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る真空二重容器の配置例を示す図であり、エンジン１１と、冷却水を冷却するラジエータ１２と、高温の冷却水を熱源として車室内を暖めるヒータコア１３と、冷却水を強制循環させるウオータポンプ１４と、水温に応じて冷却水をラジエータ１２へ向かわせるか否かを決めるサーモスタット１５とを基本要素とする車両のエンジンの冷却水回路１０において、例えばエンジン１１とヒータコア１３との間に、高温の冷却水を貯留する真空二重容器２０が配置されている。

以下、真空二重容器２０の詳細を説明する。
図２は本発明に係る真空二重容器の断面図であり、真空二重容器２０は、内容器２１を外容器２２で囲い、内容器２１の口部２３に外容器２２の口部２４を接合し、内容器２１と外容器２２との間の密閉空間２５を真空引きしたものである。
そして、内容器２１へ冷却水を取り入れる水入口２６及び内容器２１に蓄えた冷却水を冷却水回路へ戻す水出口２７が、内容器２１の口部２３に設けられている。

さらに、内容器２１に取り入れる冷却水の圧力が高いときに膨出し、冷却水の圧力が低くなると戻るダイヤフラム部２８が、内容器２１に一体的に設けられ、ダイヤフラム部２８の中央に凸部２９が一体形成されている。そして、この内容器に設けた凸部２９に対応する凹部３１が外容器２２に一体形成されている。

水入口２６から入った冷却水が、内容器２１の内部に十分滞留し、その後に水出口２７に到るように案内するガイド部材３２がダイヤフラム部２８とともにスライドするように、内容器２１に内蔵されている。ガイド部材３２の詳細は次図で説明する。

図３はガイド部材を説明する分解斜視図であり、ガイド部材３２は、パイプ３３の上端に鍔３４を備え、この鍔３４より下方に複数個の通水孔３５が開けられ、途中に鍔状の弁体３６を備え、下端に円板３７及びこの円板３７より上位に半円板３８を備えている。
また、水入口２６と水出口２７は、下面が底４１で塞がれ、上方が開口するとともに上部にフランジ部４２を備えた筒部材４３に設けられている。フランジ部４２及びボルト４４により、筒部材４３は取り外し可能に外容器２２に連結される。

図２に戻って、ガイド部材３２の上端の鍔３４は、内容器に設けた凸部２９の背面（下面）に嵌合することで、ダイヤフラム部２８とガイド部材３２とを連動させるようにする。
また、図のダイヤフラム部２８は、膨出していないところの原位置にある。この状態で、弁体３６が内容器２１の口部２３をわずかの隙間を存して閉じるように、弁体３６の位置が設定されている。
さらには、ガイド部材３２の下端の円板３７は、筒部材４３の底４１にほぼ接触し、半円板３８は水出口２７の最下位置にほぼ合致している。

ダイヤフラム部２８はバネ鋼などの鉄鋼材料が好適であるが、圧力により撓み、耐熱性のあるものであれば耐熱ゴムなどの非鉄鋼材料であっても適用可能である。

以上の構成からなる車両用真空二重容器２０の作用を次に述べる。
図４は本発明に係る車両用真空二重容器の作用図であり、黒塗り矢印は「圧力」、白抜き矢印は冷却水の「流れ」を表す。
走行時などには冷却水の圧力が高くなる。冷却水の圧力が高くなると、内容器２１内に向かって圧力が掛かる。すると、冷却水の押圧力によりダイヤフラム部２８が膨出して、内容器に設けた凸部２９が外容器に設けた凹部３１に嵌合し、内容器２１が外容器２２に機械的に連結される。

このとき、冷却水は白抜き矢印で示すように、水入口２６から内容器２１内を通り通水孔３５に達し、通水孔３５からパイプ３３を通り、高圧力時に水出口２７と繋がっている円板３７及び半円板３８の間を通り、水出口２７から冷却水回路へと流れる。

駐停車などで冷却水の圧力が下がると、ダイヤフラム部２８が、凹状に戻り、図２の状態になる。
すなわち、図２において、所定の圧力よりも低くなるとダイヤフラム部２８が元に戻り、外容器に設けた凹部３１から内容器に設けた凸部２９が離れ、内容器２１は外容器２２から離れる。また、ダイヤフラム部２８とともにスライドするよう設けられているガイド部材３２が、ダイヤフラム部２８が元に戻るのに連動して下方にスライドし、内容器口部２３がガイド部材３２に備えられている弁体３６により閉じられる。

すなわち、それまでの高温の冷却水は弁体３６により、内容器２１内に封じ込められる。例えば、エンジンを止めて暫くすると、エンジンの温度が徐々に低下するため、内容器２１内の冷却水の温度が下がる。このようなときに、弁体３６を閉じておくと内容器に高温の冷却水を溜めておくことができ、蓄熱性を維持させることができる。

以下に本発明に係る車両用真空二重容器の別実施例を説明する。
図５は図２の別実施例を説明する図であって、図２から弁体３６を省いた。その他は、図２と同一であるから符号を流用し、詳細な説明は省略する。
すなわち、走行時など、冷却水の圧力が高まると、ダイヤフラム部２８が膨出し、内容器に設けた凸部２９と外容器に設けた凹部３１が嵌合し、内容器２１が外容器２２に機械的に連結される。
また、冷却水の圧力が所定の圧力よりも低くなるとダイヤフラム部２８が元に戻り、外容器に設けた凹部３１から内容器に設けた凸部２９が離れ、内容器２１は外容器２２から離れる。

したがって、振動対策を講じる必要がないときには、図５の形態にし、振動対策を講じる必要があるときには、内容器２１を外容器２２に機械的に連結させることができる。

図６は図２の更なる別実施例を説明する図であり、図２と共通要素は符号を流用して、詳細な説明は省略する。
別実施例においては外容器２２の天井部中央に凸部４６を設け、これに嵌合するよう内容器２１のダイヤフラム部２８に凹部４７を設けた。

このように図２における場合と凹凸を逆にした場合であっても、走行中は、冷却水の圧力が高くなり、冷却水の押圧力によりダイヤフラム部２８が膨出し、内容器に設けた凹部４７と外容器に設けた凸部４６が嵌合し、内容器２１が外容器２２に機械的に連結される。

図７は好ましい車両のエンジンの冷却水回路図であり、図１と共通要素は符号を流用して、詳細な説明は省略するが、車両用真空二重容器２０を、エンジン１１よりも高い位置に配置したことを特徴とする。

エンジン１１を止めた直後は、冷却水の圧力はまだ高く、冷却水の温度もまだ高い。車両用真空二重容器２０がエンジン１１より高所に設けられると、熱的性質によりエンジン１１内部の高温の冷却水が、高所の車両用真空二重容器２０に集まる。この結果、車両用真空二重容器２０の蓄熱性をより高めることができる。

本発明は、水冷式エンジンの冷却水回路における車両用真空二重容器に好適である。

本発明に係る真空二重容器の配置例を示す図である。真空二重容器の断面図である。真空二重容器の分解斜視図である。本発明に係る車両用真空二重容器の作用図である。図２の別実施例を説明する図である。図２の更なる別実施例を説明する図である。好ましい車両のエンジンの冷却水回路図である。従来の技術の基本構成を説明する図である。

符号の説明

１０…冷却水回路、１１…エンジン、２１…内容器、２２…外容器、２３…内容器口部、２４…外容器口部、２５…密閉空間、２６…水入口、２７…水出口、２８…ダイヤフラム部、２９、４６…凸部、３１、４７…凹部、３２…ガイド部材、３６…弁体、４３…筒部材。

Claims

内容器を外容器で囲い、内容器の口部に外容器の口部を接合し、内容器と外容器との間の密閉空間を真空引きして真空二重容器を構成し、前記内容器へ車両のエンジンの冷却水回路から冷却水を取り入れる水入口及び前記内容器に蓄えた冷却水を前記車両のエンジンの冷却水回路へ戻す水出口を、前記内容器の口部に設け、
前記内容器に取り入れる冷却水の圧力が高いときに膨出し、前記冷却水の圧力が低くなると戻るダイヤフラム部を、前記内容器に備え、前記ダイヤフラム部に凸部又は凹部を備え、この凸部又は凹部が嵌合する凹部又は凸部を前記外容器に備えた車両用真空二重容器であって、
前記ダイヤフラム部に接続され、冷却水の圧力が低くなると、前記内容器の口部を閉じる弁体を備えていることを特徴とする車両用真空二重容器。
請求項１記載の車両用真空二重容器が、前記エンジンよりも高い位置に配置されていることを特徴とする車両のエンジンの冷却水回路。