(57)【要約】【課題】冷間時にはウォータジャケットに流通する冷却水の流量を抑制し且つキャビンヒータ通路へ冷却水が流通しないようにしてエンジンの暖機性能を向上させる。【解決手段】エンジンの冷却装置において、ラジエータ通路８１と、ラジエータバイパス通路８４と、キャビンヒータ通路８２と、ウォータジャケットバイパス通路８５と、冷却水温度が所定の第１温度未満のときにラジエータ通路８１を閉じるサーモスタット弁４３ｃと、冷却水温度が所定の第２温度未満のときにキャビンヒータ通路８２を閉じ且つウォータジャケットバイパス通路８５を開く一方、該所定の第２温度以上のときにキャビンヒータ通路８２を開き且つウォータジャケットバイパス通路８５を閉じる温度制御弁７と、ラジエータバイパス通路８４に設けられた圧力リリーフ弁４３ｇと、を備えている。【選択図】図１
2006242073.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダブロック及びシリンダヘッドに形成されたウォータジャケットと、途中にラジエータが介設されたラジエータ通路とを含み、ウォータポンプから、該ウォータジャケットと該ラジエータ通路とを介して該ウォータポンプへ戻る冷却水循環通路と、
上記冷却水循環通路の途中に設けられ、該ラジエータをバイパスするラジエータバイパス通路と、
上記ラジエータ通路と並列に設けられ、途中にキャビンヒータユニットが介設されたキャビンヒータ通路と、
冷却水温度が所定の第１温度未満のときに上記ラジエータ通路を閉じるサーモスタット弁と、を備えたエンジンの冷却装置であって、
上流端が上記ウォータジャケットの上流側に接続される一方、下流端が上記キャビンヒータ通路における上記キャビンヒータユニットよりも下流側を構成するキャビンヒータリターン通路に合流接続され、該ウォータジャケットをショートカットするウォータジャケットバイパス通路と、
上記キャビンヒータリターン通路と上記ウォータジャケットバイパス通路との合流部に設けられ、冷却水温度が上記所定の第１温度よりも低い所定の第２温度未満のときに上記キャビンヒータ通路を閉じ且つ上記ウォータジャケットバイパス通路を開く一方、冷却水温度が該所定の第２温度以上のときに該キャビンヒータ通路を開き且つ該ウォータジャケットバイパス通路を閉じる温度制御弁と、
上記ラジエータバイパス通路に設けられ、冷却水の水圧が所定の水圧以上となったときに該ラジエータバイパス通路を開く圧力リリーフ弁と、をさらに備えている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に記載のエンジンの冷却装置において、
上記ラジエータ通路と上記キャビンヒータ通路と並列に設けられ、エンジンに吸気を導入する吸気通路の壁内を介して冷却水を流通させる吸気系冷却水通路をさらに備え、
上記吸気系冷却水通路には、冷間時に冷却水を昇温させる冷却水加熱装置及び冷却水とオイルとの間で熱交換を行う油水熱交換器の少なくとも１つが配設されていることを特徴とするエンジンの冷却装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のエンジンの冷却装置において、
上記シリンダブロック前部の一側には、上記ウォータポンプのウォータポンプハウジングが形成されており、
上記シリンダブロック前部の他側の側壁には、上記温度制御弁の取付座が形成されており、
上記キャビンヒータリターン通路は、上記温度制御弁よりも上流側のキャビンヒータリターン通路上流部と、該温度制御弁よりも下流側のキャビンヒータリターン通路下流部とを有しており、
上記キャビンヒータリターン通路下流部は、上記シリンダブロック前部において、上流端が上記取付座の下部に開口する一方、下流端が上記ウォータポンプハウジングに連通するように該シリンダブロック内に形成されており、
上記ウォータジャケットバイパス通路は、上記シリンダブロック前部において、上流端が上記ウォータジャケットの上流側に接続される一方、下流端が上記取付座の上部に開口するように該シリンダブロック内に形成されており、
上記温度制御弁は、
上記取付座に取り付けられると共に上記キャビンヒータリターン通路下流部と上記ウォータジャケットバイパス通路と上記キャビンヒータリターン通路上流部とにそれぞれ連通する温度制御弁ハウジングと、
該温度制御弁ハウジング内に設けられると共に上下に摺動可能であって、上記キャビンヒータリターン通路上流部と上記キャビンヒータリターン通路下流部とを連通させる状態と、上記ウォータジャケットバイパス通路と上記キャビンヒータリターン通路下流部とを連通させる状態とを切換可能な通路切替弁体と、
該通路切替弁体を温度に応じて上下動させる感温体を有していることを特徴とするエンジンの冷却装置。
【請求項４】
請求項３に記載のエンジンの冷却装置において、
上記シリンダブロック前部における上記ウォータポンプハウジングが形成される一側の側壁には、上記ウォータポンプと連通すると共に上記サーモスタット弁を内蔵するサーモスタットハウジングが形成されており、
上記ラジエータ通路の下流端は、上記サーモスタットハウジングに対してパイプ接続されており、
上記ラジエータバイパス通路は、シリンダブロックの上記一側の側壁内に形成されると共に、サーモスタットハウジングのシリンダブロック内方側に開口しており、
上記サーモスタット弁は、上記ラジエータバイパス通路の開口の開閉を行う圧力リリーフ弁と一体に構成されていることを特徴とするエンジンの冷却装置。
【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に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、エンジンは所定の温度範囲で所望の性能を発揮して動作するように設計されており、そのため、温間時にはエンジンの温度が所定の温度範囲となるように冷却水によりエンジンを冷却している。この冷却水は、シリンダヘッド及びシリンダブロックに形成されたウォータジャケット内を流通して、熱交換によりシリンダヘッド及びシリンダブロックから熱量を受け取る一方、ラジエータや車室内を暖めるためのキャビンヒータと熱交換して冷却水の熱量を放出している。
【０００３】
また、上述のように温間時にエンジンを冷却する一方、冷間時にはエンジンを早期暖機する必要がある。つまり、エンジンが上記所定の温度範囲以下の低温状態においては、燃料が気化し難かったり、着火し難かったり、又は燃焼速度が遅くなったりする。また、例えばシリンダとピストンとのクリアランスが大き過ぎるため、混合気や燃焼ガスがシリンダとピストンとの間から吹き抜け易くなる。そのため、従来より、シリンダヘッドやシリンダブロック等を循環するエンジンの冷却水を用いたエンジンの早期暖機の工夫が行われている。
【０００４】
例えば、特許文献１に開示されたエンジンの冷却装置は、ウォータジャケットを流出した冷却水がウォータポンプまで戻る際の通路として、ラジエータ通路、ラジエータバイパス通路及びキャビンヒータ通路等を備え、冷却水温度に応じて流通通路を替えることにより暖機性能を向上させている。ラジエータ通路は、冷却水温度が所定温度以上のときに冷却水が流通する通路であって、途中にラジエータが介設されていて、このラジエータにより冷却水を冷却することによりエンジンの冷却を行うための通路である。ラジエータバイパス通路は、冷却水が所定温度未満のときに冷却水が流通する通路であって、上記ラジエータを迂回することにより冷却水自体の冷却を行わないようにしてエンジン本体の暖機を早期に行うための通路である。キャビンヒータ通路は、途中に車室内を暖めるキャビンヒータユニットが介設され、冷却水の熱量によって車室内を暖めるための通路であって、キャビンヒータのオン・オフにかかわらずウォータポンプが作動している限り冷却水が常時流通している。尚、このキャビンヒータ通路はキャビンヒータユニットとウォータポンプとを接続するキャビンヒータリターン通路を有しており、その下流側部分はシリンダブロック内部に形成されることによって、エンジンのコンパクト化や冷却水通路の短縮化を図っている。このように、特許文献１に係るエンジンの冷却装置は、冷却水温度が所定温度以上である温間時には、冷却水にラジエータを流通させることによってエンジンの冷却を行う一方、冷却水温度が所定温度未満である冷間時には、冷却水にラジエータを迂回させることによってエンジンを早期に暖機するように構成されている。
【０００５】
ところが、特許文献１に係るエンジンの冷却装置には、その暖機性能において、さらに改良の余地がある。特許文献１に係るエンジンの冷却装置は、冷間時において、冷却水にラジエータを迂回させているものの、ラジエータバイパス通路及びキャビンヒータ通路には冷却水を流通させているため、冷却水がウォータジャケット内を流通することとなり、エンジン本体から冷却水への熱量の移動が積極的に行われている。また、ラジエータで冷却水を冷却することがないとしても、冷却水の熱量は、キャビンヒータ通路中のキャビンヒータにより車室内を暖めることに用いられたり、ラジエータバイパス通路を流通中に外部に逃げたりする場合がある。
【０００６】
この改善策として、特許文献２に開示されたエンジンの冷却装置がある。この特許文献２に開示されたエンジンの冷却装置は、冷却水を循環させる通路として、上記特許文献１に開示されたエンジンの冷却装置の通路以外に、ウォータジャケットバイパス通路をさらに備えている。このウォータジャケットバイパス通路は、ウォータポンプから吐出された冷却水にウォータジャケットをショートカットさせて、ウォータポンプに戻す通路であって、通路内にはウォータジャケットバイパス通路の開閉を行う電磁弁が設けられている。そして、特許文献２に係る冷却装置は、冷却水温度が上記ラジエータバイパス通路を開く所定温度よりもさらに低い所定の温度未満においては、上記電磁弁を開いて冷却水がウォータジャケットバイパス通路を流れるようにする一方、冷却水温度が所定の温度以上の場合は、上記電磁弁を閉じて冷却水がキャビンヒータ通路並びにラジエータバイパス通路又はラジエータ通路を流れるように構成されている。つまり、冷間時には冷却水にエンジン本体のウォータジャケットをバイパスさせて、シリンダヘッド及びシリンダブロックと冷却水との間で熱交換が積極的に行われないようにしている。その結果、エンジンを早期に暖機している。
【特許文献１】特開２００１−１１５８３６号公報
【特許文献２】特開２００４−３０１０３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献２に開示されたエンジンの冷却装置は、冷却水が上記ウォータジャケットバイパス通路を流通するときに、ラジエータバイパス通路やキャビンヒータ通路に冷却水が全く流れないように構成されているわけではない。すなわち、特許文献２に係る冷却装置は、冷間時にはウォータジャケットバイパス通路内の電磁弁を開くだけであって、ラジエータバイパス通路及びキャビンヒータ通路を閉じているわけではない。そして、ウォータジャケットバイパス通路の流路抵抗が、ラジエータバイパス通路又はキャビンヒータ通路の流路抵抗よりも小さいために、ほとんどの冷却水がウォータジャケットバイパス通路を流通するように構成されたものである。つまり、ウォータポンプからの冷却水の突出圧が高くなると、冷却水がウォータジャケットバイパス通路だけでなく、ラジエータバイパス通路やキャビンヒータ通路に流通する可能性がある。上述のとおり、エンジンを早期に暖機するためには、ラジエータ通路は当然のこと、ラジエータバイパス通路やキャビンヒータ通路にも冷却水を流通させないことが好ましい。特に、キャビンヒータがオンのときに冷却水がキャビンヒータ通路を流れると、冷却水に熱量が車室内の温度上昇に用いられるため、エンジンの早期暖機を妨げることになる。また、水温が低い冷間時にはキャビンヒータに冷却水を流してもキャビンヒータからは冷風が送風されるだけで乗員は不快感を感じるため、むしろキャビンヒータへの冷却水の流通を停止すると共にエンジンを早期に暖機することにより、キャビンヒータから早く温風を送風できるようにした方が暖房機能としてもより好ましい。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、冷間時にはウォータジャケットに流通する冷却水の流量を抑制し且つキャビンヒータ通路へ冷却水が流通しないようにしてエンジンの暖機性能を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、冷却水にウォータジャケットをショートカットさせるウォータジャケットバイパス通路を設けると共に、冷間時においては、冷却水がウォータジャケットバイパス通路を流通するようにし且つ、冷却水がキャビンヒータ通路を流通することを防止することによって暖機性能を向上させるようにしたものである。また、このとき冷却水の水圧が上昇した場合には、冷却水がラジエータバイパス通路を流通するようにして冷却水の水圧の過度の上昇を防止しするようにしている。
【００１０】
第１の発明は、シリンダブロック及びシリンダヘッドに形成されたウォータジャケットと、途中にラジエータが介設されたラジエータ通路とを含み、ウォータポンプから、該ウォータジャケットと該ラジエータ通路とを介して該ウォータポンプへ戻る冷却水循環通路と、上記冷却水循環通路の途中に設けられ、該ラジエータをバイパスするラジエータバイパス通路と、上記ラジエータ通路と並列に設けられ、途中にキャビンヒータユニットが介設されたキャビンヒータ通路と、冷却水温度が所定の第１温度未満のときに上記ラジエータ通路を閉じるサーモスタット弁と、を備えたエンジンの冷却装置が対象である。
【００１１】
そして、上流端が上記ウォータジャケットの上流側に接続される一方、下流端が上記キャビンヒータ通路における上記キャビンヒータユニットよりも下流側を構成するキャビンヒータリターン通路に合流接続され、該ウォータジャケットをショートカットするウォータジャケットバイパス通路と、上記キャビンヒータリターン通路と上記ウォータジャケットバイパス通路との合流部に設けられ、冷却水温度が上記所定の第１温度よりも低い所定の第２温度未満のときに上記キャビンヒータ通路を閉じ且つ上記ウォータジャケットバイパス通路を開く一方、冷却水温度が該所定の第２温度以上のときに該キャビンヒータ通路を開き且つ該ウォータジャケットバイパス通路を閉じる温度制御弁と、上記ラジエータバイパス通路に設けられ、冷却水の水圧が所定の水圧以上となったときに該ラジエータバイパス通路を開く圧力リリーフ弁と、をさらに備えているものとする。
【００１２】
上記の構成の場合、冷却水の温度経過に従って説明すると、冷却水温度が上記所定の第２温度未満のときは、上記サーモスタット弁により上記ラジエータ通路が閉じられると共に、上記温度制御弁により上記キャビンヒータ通路を閉じ且つ上記ウォータジャケットバイパス通路を開くことによって、冷却水はラジエータ通路及びキャビンヒータ通路には流れず、ウォータジャケットバイパス通路を流通する。また、冷却水の水圧が上記所定の水圧未満のときには上記圧力リリーフ弁が閉じているため、冷却水はラジエータバイパス通路にも流れない。この結果、冷却水温度が所定の第２温度未満であって且つ冷却水の水圧が上記所定の水圧未満のときには、冷却水の熱量がラジエータにより放熱されること、冷却水の熱量がキャビンヒータによる車室内の暖めに用いられること、及びラジエータバイパス通路流通中に冷却水の熱量が外部に漏れてしまうことを防止することができる。さらに、冷却水は上記ウォータジャケットバイパス通路を流通することにより、上記ウォータジャケット内を流通する冷却水の流量を減少させてエンジンの暖機を早期に行うことができる。
【００１３】
ここで、ラジエータ通路、キャビンヒータ通路及びラジエータバイパス通路を完全に閉じてしまうと、冷却水の水圧が上昇した場合に、各通路を構成するホース類が抜ける虞がある。そこで、本発明では、冷却水の水圧が上昇して上記所定の水圧以上となると、上記ラジエータバイパス通路を閉じていた圧力リリーフ弁が開いてラジエータバイパス通路にも冷却水を流通させる。その結果、冷却水の水圧が高くなり過ぎることを防止して、冷却水の水圧上昇に伴う各通路を構成するホース類の抜けを防止することができる。また、この圧力リリーフ弁は、ラジエータバイパス通路に設けられているため、冷却水の水圧を低下させるべく圧力リリーフ弁を開いても、冷却水が流通する通路はラジエータバイパス通路であり、冷却水の熱量がラジエータにより放熱されたり、キャビンヒータにより車室内の暖めに用いられたりすることがなく、冷却水の温度低下を可及的に抑制することができる。
【００１４】
次に、冷却水温度が上記所定の第２温度以上且つ所定の第１温度未満のときは、上記サーモスタット弁により上記ラジエータ通路が閉じられると共に、上記温度制御弁により上記キャビンヒータ通路を開き且つ上記ウォータジャケットバイパス通路を閉じることによって、冷却水はラジエータ通路及びウォータジャケットバイパス通路には流れず、キャビンヒータ通路を流通する。この結果、冷却水温度が上記所定の第２温度以上且つ所定の第１温度未満のときには、冷却水の熱量をラジエータにより放熱することなく、キャビンヒータによる車室内の温度上昇と、シリンダヘッド及びシリンダブロック等の暖機に用いることによって、車室内の暖めとエンジンの暖機とを早期に行うことができる。
【００１５】
続いて、冷却水温度が上記所定の第１温度以上のときには、上記サーモスタット弁により上記ラジエータ通路が開けられると共に、上記温度制御弁により上記キャビンヒータ通路を開き且つ上記ウォータジャケットバイパス通路を閉じることによって、冷却水はウォータジャケットバイパス通路には流れず、ラジエータ通路及びキャビンヒータ通路を流通する。この結果、冷却水温度が上記所定の第１温度以上のときには、冷却水の熱量を、キャビンヒータにより車室内を暖めることに用いると共に、冷却水を介してラジエータで放熱することによって、車室内の暖めとエンジンの冷却とを行うことができる。
【００１６】
すなわち、上記所定の第２温度は、車室内の暖めよりもエンジンの暖機を優先すべき温度、上記所定の第１温度は、エンジンを暖機する必要がなく、冷却水又はエンジンの冷却を行ったほうがよい温度に設定するとよい。
【００１７】
したがって、上記キャビンヒータリターン通路とウォータジャケットバイパス通路との合流点に上記温度制御弁を、上記ラジエータ通路にはサーモスタット弁を、上記ラジエータバイパス通路には圧力リリーフ弁を、それぞれ設けることによって、冷却水温度が上記所定の第２温度未満のときには、冷却水に上記ウォータジャケットをショートカットさせると共にキャビンヒータ通路へ冷却水が流通することを防止して、エンジンを早期に暖機することができる。また、このとき、冷却水の水圧が上記所定の水圧以上となると、上記圧力リリーフ弁が開いて冷却水が上記ラジエータバイパス通路へ流れるため、冷却水の水圧が上昇しすぎることを防止することができ、その結果、各通路を構成するホース類の抜けを防止することができる。さらに、本発明は、ウォータポンプからの冷却水の吐出量を制御することによりエンジンの早期暖機を実現するのではなく、冷却水の流通路を冷却水温度に応じて替えることによってエンジンの早期暖機を実現しているため、機械駆動式のウォータポンプを採用することができ、冷却装置の低コスト化を図ることができる。
【００１８】
第２の発明は、第１の発明において、上記ラジエータ通路と上記キャビンヒータ通路と並列に設けられ、エンジンに吸気を導入する吸気通路の壁内を介して冷却水を流通させる吸気系冷却水通路をさらに備え、上記吸気系冷却水通路には、冷間時に冷却水を昇温させる冷却水加熱装置及び冷却水とオイルとの間で熱交換を行う油水熱交換器の少なくとも１つが配設されているものとする。
【００１９】
上記の構成の場合、上記吸気系冷却水通路は、冷却水の温度にかかわらず、冷却水が流通する。そのため、該吸気系冷却水通路に設けられた冷却水加熱装置及び／又は油水熱交換器には、ウォータポンプが作動する限り冷却水が流れている。よって、冷間時には冷却水加熱装置によって冷却水を加熱してエンジンの暖機を早期に行うことができ、また、油水熱交換器によって冷間時には冷却水の熱量でオイルを暖める一方、温間時には冷却水によりオイルを冷却することができる。
【００２０】
第３の発明は、第１又は２の発明において、上記シリンダブロック前部の一側には、上記ウォータポンプのウォータポンプハウジングが形成されており、上記シリンダブロック前部の他側の側壁には、上記温度制御弁の取付座が形成されており、上記キャビンヒータリターン通路は、上記温度制御弁よりも上流側のキャビンヒータリターン通路上流部と、該温度制御弁よりも下流側のキャビンヒータリターン通路下流部とを有しており、上記キャビンヒータリターン通路下流部は、上記シリンダブロック前部において、上流端が上記取付座の下部に開口する一方、下流端が上記ウォータポンプハウジングに連通するように該シリンダブロック内に形成されており、上記ウォータジャケットバイパス通路は、上記シリンダブロック前部において、上流端が上記ウォータジャケットの上流側に接続される一方、下流端が上記取付座の上部に開口するように該シリンダブロック内に形成されているものとする。
【００２１】
そして、上記温度制御弁は、上記取付座に取り付けられると共に上記キャビンヒータリターン通路と上記ウォータジャケットバイパス通路と上記キャビンヒータリターン通路上流部とにそれぞれ連通する温度制御弁ハウジングと、該温度制御弁ハウジング内に設けられると共に上下に摺動可能であって、上記キャビンヒータリターン通路上流部と上記キャビンヒータリターン通路下流部とを連通させる状態と、上記ウォータジャケットバイパス通路と上記キャビンヒータリターン通路下流部とを連通させる状態とを切換可能な通路切替弁体と、該通路切替弁体を温度に応じて上下動させる感温体を有している。
【００２２】
上記の構成の場合、上記ウォータジャケットバイパス通路とキャビンヒータリターン通路下流部とをシリンダブロックに内蔵すると共に、該ウォータジャケットバイパス通路の下流端とキャビンヒータリターン通路下流部の上流端とがそれぞれ上記取付部に開口するように形成されているため、該キャビンヒータリターン通路と該ウォータジャケットバイパス通路と上記キャビンヒータリターン通路上流部とにそれぞれ連通する温度制御弁ハウジングを該取付座に取り付けることによって、上記温度制御弁を上記キャビンヒータリターン通路と上記ウォータジャケットバイパス通路との合流部に配置することができる。つまり、上記温度制御弁の配置及び取り付けを容易に行うことができる。また、上記温度制御弁を上記感温体によって作動するサーモスタット方式とすることによって、冷却水温度に応じたキャビンヒータ通路とウォータジャケットバイパス通路との切替を、電磁弁等を電気的に制御して行う必要がなく、低コストで実現することができる。
【００２３】
第４の発明は、第３の発明において、上記シリンダブロック前部における上記ウォータポンプハウジングが形成される一側の側壁には、上記ウォータポンプと連通すると共に上記サーモスタット弁を内蔵するサーモスタットハウジングが形成されており、上記ラジエータ通路の下流端は、上記サーモスタットハウジングに対してパイプ接続されており、上記ラジエータバイパス通路は、シリンダブロックの上記一側の側壁内に形成されると共に、サーモスタットハウジングのシリンダブロック内方側に開口しており、上記サーモスタット弁は、上記ラジエータバイパス通路の開口の開閉を行う圧力リリーフ弁と一体に構成されているものとする。
【００２４】
上記の構成の場合、上記ラジエータバイパス通路のシリンダブロックの側壁内に形成することによって、冷却水の水圧が上昇して該ラジエータバイパス通路に冷却水が流通しても、該冷却水からラジエータバイパス通路の通路壁へ伝達する熱量は外気ではなく、シリンダブロックへ伝導するため、冷却水の熱量が外部へ放熱されることを可及的に抑制してエンジンを早期に暖機することができる。また、ラジエータバイパス通路をシリンダブロックの側壁内に形成することによって、ラジエータバイパス通路をエンジン本体に対して外部に配管することによる煩雑さを解消することができると共に、通路長を短縮することができる。さらに、サーモスタット弁と圧力リリーフ弁とを一体に構成すると共に、サーモスタットハウジングにラジエータ通路及びラジエータバイパス通路がそれぞれ接続されているため、これらの通路配置が容易となると共に、サーモスタット弁及び圧力リリーフ弁の組み付け作業性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２５】
上記本発明によれば、上記キャビンヒータリターン通路とウォータジャケットバイパス通路との合流点に冷却水温度が所定の第２温度未満のときに上記キャビンヒータ通路を閉じ且つ上記ウォータジャケットバイパス通路を開く温度制御弁を、上記ラジエータ通路には冷却水温度が該所定の第２温度よりも高い所定の第１温度未満のときに上記ラジエータ通路を閉じるサーモスタット弁を、上記ラジエータバイパス通路には冷却水の水圧が所定の水圧以上となったときに該ラジエータバイパス通路を開く圧力リリーフ弁を、それぞれ設けることによって、冷却水温度が上記所定の第２温度未満のときには、冷却水に上記ウォータジャケットをショートカットさせると共にキャビンヒータ通路へ冷却水が流通することを防止して、エンジンを早期に暖機することができる。また、このとき、冷却水の水圧が上記所定の水圧以上となると、上記圧力リリーフ弁が開いて冷却水が上記ラジエータバイパス通路へ流れるため、上記ラジエータ通路及びキャビンヒータ通路を閉じていても冷却水の水圧が上昇しすぎることを防止することができ、その結果、各通路を構成するホース類の抜けを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係るエンジンＥの冷却装置の概略構成を示し、符号１は、アルミニウム合金製のシリンダヘッド２及びシリンダブロック３からなるエンジン本体であり、符号５１は、エンジンＥの車両前方に設けられエンジンＥの冷却水を冷却するラジエータであり、符号５２は、エンジンＥの車両後方に設けられ車室内を暖めるためのキャビンヒータ５２である。尚、このエンジンＥは、４つのシリンダ１９（シリンダブロック３に設けられている）が、クランク軸が延びる方向に直列に配設された直列４気筒ガソリンエンジンである。
【００２７】
このエンジンＥは、上記４つのシリンダ１９の並ぶシリンダ列方向、即ちクランク軸の延びる方向が、図示しない車両の車幅方向に略一致するよう、車両のエンジンルームに横置きに搭載されるものである。すなわち、図１における下側が車両の前側に、また上側が車両の後側に、左側が車両の右側に、右側が車両の左側にそれぞれ対応している。尚、図１及び後述の図７〜９においては、説明の便宜上、エンジン本体１のみ車両前方から見た図となっている。また、この明細書では、上記エンジンＥの長手方向、即ちクランク軸の軸線の方向をエンジンＥの前後方向とし、このクランク軸の出力端側（図１の右側）をエンジンＥの後側と呼ぶ一方、その反対側（図１の左側）をエンジンＥの前側と呼ぶ、また、エンジンＥの後側から前側を見て、右側をエンジンＥの右側と呼び、その反対側をエンジンＥの左側と呼ぶものとする。
【００２８】
上記エンジン本体１の内部には、各シリンダ１９を囲むようにウォータジャケットｗが形成されていて、シリンダヘッド２の後側面にウォータジャケットｗの冷却水出口部２４が形成されていると共に、シリンダブロック３の前端部にはウォータジャケットｗのバイパス入口部３１が形成されている。シリンダヘッド２の冷却水出口部２４に対応する部分には、冷却水を排出するためのウォータアウトレット部材６が取り付けられている。また、シリンダブロック３の前側面にウォータポンプ４１が配置されている。さらに、シリンダブロック３の左側面にはサーモスタットハウジング４３が配置される。さらにまた、シリンダブロック３の右側面には温度制御弁７が配置される。この温度制御弁７は、シリンダブロック３の右側面において、最前部のシリンダ１９の右側方に対応する位置に形成された取付座３２（図２参照）に取り付けられている。
【００２９】
エンジンＥにおける冷却水の流通について概略を図１を用いて説明すると、上記ウォータポンプ４１から供給される冷却水は、シリンダブロック３の前端部からウォータジャケットｗに導入され、以下の５つの流通路のうち何れかを通って再びウォータポンプ４１へ戻る。冷却水がウォータポンプ４１まで戻る流通路としては、ウォータジャケットｗ内を流れた後、上記ラジエータ５１を経由するラジエータ通路８１と、ウォータジャケットｗ内を流れた後、上記キャビンヒータ５２を経由するキャビンヒータ通路８２と、ウォータジャケットｗ内を流れた後、スロットルボディ３５、エンジンオイルウォーマ・クーラ３７及び電気ヒータ３９を経由するＩＳＣ通路８３と、ウォータジャケットｗ内を流れた後、上記ラジエータ５１をバイパスするラジエータバイパス通路８４と、上記ウォータジャケットｗをショートカットするウォータジャケットバイパス通路８５とが設けられいる。
【００３０】
上記ラジエータ通路８１は、上記ウォータアウトレット部材６とラジエータ５１とを接続するラジエータホース８１ａと、該ラジエータ５１と、該ラジエータとサーモスタットハウジング４３とを接続するラジエータリターンホース８１ｂとから構成され、ウォータアウトレット部材６及びサーモスタットハウジング４３を介して、ウォータジャケットｗの冷却水出口部２４とウォータポンプ４１とを接続する。そして、ウォータポンプ４１から、ウォータジャケットｗ及びラジエータ通路８１とを介して、再びウォータポンプ４１へ戻る通路が、冷却水循環通路を構成する。
【００３１】
上記キャビンヒータ通路８２は、上記ウォータアウトレット部材６とキャビンヒータ５２とを接続するキャビンヒータホース８２ａと、該キャビンヒータ５２と、該キャビンヒータ５２と上記温度制御弁７とを接続するキャビンヒータリターンホース８２ｂと、上記シリンダブロック３内に形成され該温度制御弁７とウォータポンプ４１とを接続するキャビンヒータリターン通路下流部８２ｃ（図１、７〜９においては、説明の便宜上、シリンダブロック３の外部に配置している）とから構成され、ウォータアウトレット部材６及び温度制御弁７を介して、ウォータジャケットｗの冷却水出口部２４とウォータポンプ４１とを接続する。このキャビンヒータリターンホース８２ｂがキャビンヒータリターン通路上流部を構成し、キャビンヒータリターンホース８２ｂとキャビンヒータリターン通路下流部８２ｃとでキャビンヒータリターン通路を構成する。
【００３２】
上記ＩＳＣ通路８３は、上記ウォータアウトレット部材６とスロットルボディ３５とを接続する第１ＩＳＣホース８３ａと、該スロットルボディ３５と、該スロットルボディ３５とエンジンオイルウォーマ・クーラ３７とを接続する第２ＩＳＣホース８３ｂと、該エンジンオイルウォーマ・クーラ３７と、該エンジンオイルウォーマ・クーラ３７と電気ヒータ３９とを接続する第３ＩＳＣホース８３ｃと、該電気ヒータ３９と、該電気ヒータ３９とサーモスタットハウジング４３とを接続するＩＳＣリターンホース８３ｄとから構成され、ウォータアウトレット部材６及びサーモスタットハウジング４３を介して、ウォータジャケットｗの冷却水出口部２４とウォータポンプ４１とを接続する。このＩＳＣ通路８３が、吸気系冷却水通路を構成する。また、ＩＳＣ通路８３を構成する各ＩＳＣホース８３ａ、８３ｂ、８３ｃは、ラジエータ通路８１を構成するラジエータホース８１ａやキャビンヒータ通路８２を構成するキャビンヒータホース８２ａ等と比較すると、小径となっており、このＩＳＣ通路８３へ流れる冷却水の流量は少量となっている。
【００３３】
上記ラジエータバイパス通路８４は、上記シリンダブロック３内に形成され、上記冷却水出口部２４とサーモスタットハウジング４３とを接続する。
【００３４】
上記ウォータジャケットバイパス通路８５は、上記シリンダブロック３内に形成され、上記ウォータジャケットｗのバイパス入口部３１とキャビンヒータリターン通路下流部８２ｃとを接続しており、ウォータジャケットバイパス通路８５とキャビンヒータリターン通路下流部８２ｃとの合流点には温度制御弁７が設けられている。
【００３５】
上記シリンダブロック３は、図２に示すように、クランク軸Ｘを通る水平面で上下に分割された、所謂ラダーフレーム構造となっている。このシリンダブロック３には、シリンダ１９、１９、…を側方から覆うようにウォータジャケットｗが形成されている。さらに詳しくは、ウォータジャケットｗは、４つのシリンダ１９、１９、…のエンジン左側のシリンダ壁に略沿って屈曲しながら最前部のシリンダ１９から最後部のシリンダ１９に亘って気筒列方向に延びた後、最後部のシリンダ１９の後側のシリンダ壁に略沿ってエンジン右側まで湾曲して、さらに、４つのシリンダ１９、１９、…のエンジン右側のシリンダ壁に略沿って屈曲しながら最後部のシリンダ１９から最前部のシリンダ１９に亘って気筒列方向に延びた後、最前部のシリンダ１９の前側のシリンダ壁に略沿ってエンジン左側へ湾曲して、エンジン左側のウォータジャケットと連通している。すなわち、ウォータジャケットｗは、４つのシリンダ１９、１９、…を一塊としてその外周を環状に覆うように形成されており、このシリンダブロック３は、相隣接するシリンダ１９、１９間（ボア間）にはウォータジャケットが形成されていない、所謂サイアミーズタイプのものとなっている。また、ウォータジャケットｗの深さは、シリンダブロック３の上面からシリンダブロック３の高さ方向略中央位置（下死点の位置に相当する）までとなっている（図４参照）。そして、ウォータジャケットｗは、図示は省略するが、その前端部において上記ウォータポンプ４１と連通していて、このウォータポンプ４１により該前端部からウォータジャケットｗ内に冷却水が供給される。
【００３６】
このシリンダブロック３の上部にはシリンダヘッド２が取り付けられる。シリンダヘッド２には、燃焼室天井部によってシリンダ１９、１９、…を上方から閉塞すると共に、その燃焼室天井部の上部を覆うようにウォータジャケットｗが形成されている。また、シリンダヘッド２の後端部には、ウォータジャケットｗから冷却水を排出する冷却水出口部２４が形成されており、この冷却水出口部２４はシリンダヘッド２の後端面に開口している。そして、シリンダヘッド２の後側壁部２ｃの冷却水出口部２４の開口に対応する位置には、冷却水をウォータジャケットｗから外部に排出するためのウォータアウトレット部材６が取り付けられている。
【００３７】
上記ウォータポンプ４１は、図２、３に示す、シリンダブロック３の前側壁部３ａの上部且つ左側の部位においてエンジン幅方向外方に向かって膨出するように形成されたウォータポンプハウジング４１ａに取り付けられている。このウォータポンプ４１は、その吐出口がシリンダブロック３に形成された上記ウォータジャケットｗの前端部と接続されている。一方、ウォータポンプ４１の吸込口４１ｂは、図３に示すように、ウォータポンプハウジング４１ａにおいてエンジン後側に凹陥するように形成されていて、その後端は上記サーモスタットハウジング４３に開口している。また、ウォータポンプ４１の吸込口４１ｂには、後述するキャビンヒータリターン通路下流部８２ｃが接続されている。つまり、ウォータポンプ４１は、サーモスタットハウジング４３及びキャビンヒータリターン通路下流部８２ｃから供給される冷却水を吸い込み、シリンダブロック３に形成されたウォータジャケットｗへ吐出する。このウォータポンプ４１は、図示は省略するが、エンジンＥの前側に配設されたクランクシャフトに駆動連結されていて、クランクシャフトによって駆動される。つまり、ウォータポンプ４１は、機械駆動式のウォータポンプである。
【００３８】
また、シリンダブロック３の左側壁部３ｂの上部且つ前側の部位には、図３に示すように、上記サーモスタットハウジング４３が設けられている。このサーモスタットハウジング４３は、上記シリンダブロック３の左側壁部３ｂにエンジン幅方向内方に凹陥して設けられ、上記ウォータポンプ４１の吸込口４１ｂに連通する収納部４３ａと、取付フランジ４３ｂ（図１参照）を有するサーモスタット弁４３ｃ（図１参照）とからなり、上記収納部４３ａの開口に取付フランジ４３ｂが取り付けられることによって、サーモスタット弁４３ｃが収納部４３ａ内に内蔵されて構成される。上記サーモスタットハウジング４３は、左側壁部３ｂ内から収納部４３ａの底部に開口したバイパス流入ポート４３ｄと、上記取付フランジ４３ｂから外方に突出するＩＳＣ流入ポート４３ｅ及びラジエータ流入ポート４３ｆの２つのポートとを有していて、合計３つの流入ポートを有している。
【００３９】
上記サーモスタット弁４３ｃは、例えばワックス型であって、冷却水温度が所定の第１温度（本実施形態では９５℃）未満のときにはワックスが収縮してスプリングの付勢力により、弁体がスプリングの軸方向に移動して上記ラジエータ流入ポート４３ｆを閉じる（図１に示す状態）。一方、冷却水温度が所定の第１温度以上になると、ワックスの膨張によって弁体がスプリングの軸方向に移動して上記ラジエータ流入ポート４３ｆを開く（図９参照）。こうして上記サーモスタット弁４３ｃは、冷却水温度に応じて上記ラジエータ流入ポート４３ｆの開閉を行う。また、このサーモスタット弁４３ｃには、圧力リリーフ弁４３ｇが一体的に設けられている。この圧力リリーフ弁４３ｇは、バイパス流入ポート４３ｄに配置されていて、冷却水の水圧が所定の水圧以上となるとバイパス流入ポート４３ｄを開く一方、冷却水の水圧が所定の水圧未満のときはバイパス流入ポート４３ｄを閉じる。こうして圧力リリーフ弁４３ｇは、冷却水の水圧に応じてバイパス流入ポート４３ｄの開閉を行う。尚、ＩＳＣ流入ポート４３ｅには開閉弁がなく、常にウォータポンプ４１に連通した状態となっている。
【００４０】
上記ラジエータバイパス通路８４は、図３にその一部を示すように、シリンダブロック３の左側壁部３ｂ内に形成されている。詳しくは、その上流端がシリンダヘッド２の冷却水出口部２４に開口していて、その中間部がシリンダブロック３の左側壁部３ｂ内において該冷却水出口部２４からシリンダブロック３の上下方向略中央位置まで鉛直下向きに延びた後、シリンダブロック３の後端部から前端部へ向かって気筒列方向に延び、その下流端が上記サーモスタットハウジング４３の収納部４３ａの底部に開口して上記バイパス流入ポート４３ｄを形成している。
【００４１】
また、シリンダブロック３の前側壁部３ａ内の上下方向略中間位置には、図３及び４に示すように、上記キャビンヒータリターン通路下流部８２ｃが形成されている（図４では一部のみ示す）。このキャビンヒータリターン通路下流部８２ｃは、その下流端が上記ウォータポンプ４１の吸込口４１ｂに連通する一方、その上流端が上記温度制御弁７の取付座３２の下部に開口してリターン開口部３２ａを形成するように構成されている。詳しくは、キャビンヒータリターン通路下流部８２ｃは、シリンダブロック３の前側壁部３ａの右側面からエンジン幅方向に延びて上記ウォータポンプ４１の吸込口４１ｂまで貫通する穿孔８２ｄと、上記取付座３２からエンジン幅方向内方に向かって設けられた穿孔８２ｅと、シリンダブロック３の前側壁部３ａの前側面からエンジン後側且つ右側へ向かって斜めに延びて該穿孔８２ｄを貫通して該穿孔８２ｅに開口する穿孔８２ｆとから構成される。尚、穿孔８２ｄの前側壁部３ａの右側面における開口及び穿孔８２ｆの前側壁部３ａの前側面における開口は、それぞれプラグにより閉止されている。こうして、冷却水を取付座３２のリターン開口部３２ａから穿孔８２ｅ、穿孔８２ｆ及び穿孔８２ｄを順に介してウォータポンプ４１へ導くキャビンヒータリターン通路下流部８２ｃが形成される。
【００４２】
さらに、シリンダブロック３の右側壁部３ｃの前側の部位には、図４及び５に示すように、上記ウォータジャケットバイパス通路８５が形成されている。このウォータジャケットバイパス通路８５は、その上流端が上記ウォータジャケットｗの最前部のシリンダ１９の右側方の位置に形成されたバイパス入口部３１に接続され、エンジン幅方向外方に延びて、その下流端が上記温度制御弁７の取付座３２の上部に開口して、バイパス開口部３２ｂを形成するように構成されている。
【００４３】
このように、シリンダブロック３の前部には、上下方向略中間位置にキャビンヒータリターン通路下流部８２ｃが、該通路８２ｃよりも上方にウォータジャケットバイパス通路８５が形成されている。
【００４４】
温度制御弁７は、図２に示すように、キャビンヒータリターンホース８２ｂが接続されると共に、上記取付座３２に取り付けられ且つ、上記リターン開口部３２ａ及びバイパス開口部３２ｂと連通するハウジング７１と、該ハウジング７１内に設けられるガイド部材７２と、該ガイド部材７２内で上下に摺動可能であって、上記キャビンヒータリターンホース８２ｂと上記リターン開口部３２ａとを連通させるキャビンヒータリターン通路連通状態と上記バイパス開口部３２ｂと上記リターン開口部３２ａとを連通させるウォータジャケットバイパス通路連通状態とを切替可能な通路切替弁体７３と、該通路切替弁体７３を下向きに付勢する付勢ばね７４（図２では省略、図６にのみ図示）と、該通路切替弁体７３を温度に応じて上下動させる感温式作動部７５（図２では省略、図６にのみ図示）とから構成される。上記ハウジング７１及びガイド部材７２とによって温度制御弁ハウジングを構成する。
【００４５】
上記ハウジング７１は、図２及び４に示すように、上下方向に延びる筒形状であって上方に開口した本体部７１ａと、ボルト７１ｃ、７１ｃにより該本体部７１ａの上部に取り付けられて、該本体部７１ａの開口を上方から閉塞する蓋部７１ｂとからなる。また、ハウジング７１は、エンジン内方側には該ハウジング７１を上記シリンダブロック３の取付座３２に取り付ける際に該取付座３２と当接する取付面７１ｄ（図４参照）を有する一方、エンジン外方側にはキャビンヒータリターンホース８２ｂを接続し且つ、ハウジング７１内に開口するホース接続部７１ｅが形成されている。また、取付面７１ｄには、上記取付座３２の下部に形成されたリターン開口部３２ａと連通するハウジング側リターン開口部７１ｆと、該取付座３２の上部に形成されたバイパス開口部３２ｂと連通するハウジング側バイパス開口部７１ｇとが形成されている。このように、ハウジング７１には、ホース接続部７１ｅよりも上側にハウジング側バイパス開口部７１ｇが、ホース接続部７１ｅよりも下側にハウジング側バイパス開口部７１ｇが形成されている。
【００４６】
上記ガイド部材７２は、図２及び４に示すように、上記ハウジング７１内に収容される筒形状をしていて、上から順に上側小径部７２ａ、上側大径部７２ｂ、中央小径部７２ｃ、下側大径部７２ｄ、下側小径部７２ｅ及び感温式作動部設置部７２ｆが形成されている。上側大径部７２ｂ及び下側大径部７２ｄの外径は、ハウジング７１の本体部７１ａの内径と一致しており、上側小径部７２ａ、中央小径部７２ｃ及び下側小径部７２ｅの外径は、ハウジング７１の本体部７１ａの内径よりも小さくなっている。また、ガイド部材７２の内周は、上側小径部７２ａから下側大径部７２ｄに亘り一様であって、上記通路切替弁体７３の外周と一致する。さらに、上側小径部７２ａには、該上側小径部７２ａの内外を連通させる複数の連通孔７２ｈ、７２ｈ、…が形成されており、中央小径部７２ｃには、該中央小径部７２ｃの内外を連通させる複数の連通孔７２ｉ、７２ｉ、…が形成されており、下側小径部７２ｅには、図示は省略するが、該下側小径部７２ｅの内外を連通させる複数の連通孔７２ｊ、７２ｊ、…が形成されている。そして、ガイド部材７２がハウジング７１内に収容された際には、上下方向において、上側大径部７２ｂがハウジング側バイパス開口部７１ｇとホース接続部７１ｅの開口との間の位置に位置して本体部７１ａの内周面と当接すると共に、下側大径部７２ｄはホース接続部７１ｅの開口とハウジング側リターン開口部７１ｆとの間の位置に位置して本体部７１ａの内周面と当接する。また、上下方向において、ハウジング側バイパス開口部７１ｇに対応する位置に上側小径部７２ａが、ホース接続部７１ｅに対応する位置に中央小径部７２ｃが、ハウジング側リターン開口部７１ｆに対応する位置に下側小径部７２ｅが位置するようになる。つまり、ハウジング側バイパス開口部７１ｇ、ホース接続部７１ｅ及びハウジング側リターン開口部７１ｆは、それぞれ上側小径部７２ａに形成された連通孔７２ｈ、７２ｈ、…、中央小径部７２ｃに形成された連通孔７２ｉ、７２ｉ、…及び下側小径部７２ｅに形成された連通孔７２ｊ、７２ｊ、…を介してガイド部材７２の内部と連通している。
【００４７】
上記通路切替弁体７３は、図２及び４に示すように、上下に開口した筒形状をしており、その外径は、上述の通り、ガイド部材７２の上側小径部７２ａから下側大径部７２ｄに亘る内径と一致する。また、通路切替弁体７３の全長は、ガイド部材７２の上側大径部７２ｂの上端から下側大径部７２ｄの下端に至るまでの長さに相当する。さらに、通路切替弁体７３の内部には、図２及び４においては省略するが、上記付勢ばね７４の一端を支持し且つ上記感温式作動部７５が連結される連結部７３ｂ（図６参照）が形成されている。そして、通路切替弁体７３には、その上端から上下方向に所定距離だけ離れた位置に通路切替弁体７３の内外を連通させる複数の連通孔７３ａ、７３ａ、…が形成されている。この所定距離は、通路切替弁体７３がその上端部で上記ガイド部材７２の上側小径部７２ａに形成された連通孔７２ｈ、７２ｈ、…を塞ぐ位置に位置するときに、ガイド部材７２の中央小径部７２ｃに形成された連通孔７２ｉ、７２ｉ、…の下流端と連通する距離に設定されている。つまり、通路切替弁体７３の上端が上側小径部７２ａの連通孔７２ｈ、７２ｈ、…よりも低い位置に位置するときには、該連通孔７２ｈ、７２ｈ、…は通路切替弁体７３の上部開口を介して通路切替弁体７３内部と連通し且つ中央小径部７２ｃの連通孔７２ｉ、７２ｉ、…は通路切替弁体７３の壁面で閉塞される。一方、通路切替弁体７３の連通孔７３ａ、７３ａ、…が中央小径部７２ｃの連通孔７２ｉ、７２ｉ、…と連通する位置に位置するときには、該連通孔７２ｉ、７２ｉ、…は通路切替弁体７３の連通孔７３ａ、７３ａ、…を介して通路切替弁体７３内部と連通し且つ上側小径部７２ａの連通孔７２ｈ、７２ｈ、…は通路切替弁体７３の壁面で閉塞される。このとき、通路切替弁体７３の下部開口は、常に、ガイド部材７２の下側小径部７２ｅに形成された連通孔７２ｊ、７２ｊ、…とハウジング７１のハウジング側リターン開口部７１ｆとを介して取付座３２のリターン開口部３２ａと連通している。
【００４８】
上記付勢ばね７４は、図６に示すように、上記通路切替弁体７３の連結部７３ｂと上記ハウジング７１の蓋部７１ｂとの間に配設され、通路切替弁体７３を下方に付勢している。
【００４９】
上記感温式作動部７５は、感温体としてのワックスが収納されたワックス収納部７５ａと、一端がワックス収納部７５ａ内に内蔵される一方、他端が上記通路切替弁体７３の連結部７３ｂと連結されるロッド部材７５ｂとからなる。この感温式作動部７５は、冷却水温度が所定の第２温度（本実施形態では４０℃）未満のときにはワックスが収縮することによりロッド部材７５ｂを介して通路切替弁体７３を下方に移動させる一方、冷却水温度が所定の第２温度以上になるとワックスが膨張することによりロッド部材７５ｂを介して通路切替弁体７３を上記付勢ばね７４の付勢力に抗して上方に移動させる。
【００５０】
このように構成された温度制御弁７の動作について、図６に示す模式図を用いて説明する。尚、図６においては、上記ガイド部材７２は、ハウジング７１と一体的に表されている。
【００５１】
冷却水温度が所定の第２温度未満のときには、（ａ）図に示すように、付勢ばね７４及び感温式作動部７５によって通路切替弁体７３の上端がガイド部材７２の連通孔７２ｈよりも下方に位置するように通路切替弁体７３を移動させる。このとき、ガイド部材７２の連通孔７２ｉは通路切替弁体７３の壁面によって閉塞される。こうして、ウォータジャケットバイパス通路８５とキャビンヒータリターン通路下流部８２ｃとを連通させ且つキャビンヒータ通路８２（キャビンヒータリターン通路上流部）を閉じる。
【００５２】
一方、冷却水温度が所定の第２温度以上のときには、（ｂ）図に示すように、付勢ばね７４及び感温式作動部７５によって通路切替弁体７３の連通孔７３ａとガイド部材７２の連通孔７２ｉとが連通するように通路切替弁体７３を移動させる。このとき、ガイド部材７２の連通孔７２ｈは通路切替弁体７３の壁面によって閉塞される。こうして、ウォータジャケットバイパス通路８５を閉じ且つキャビンヒータリターンホース８２ｂとキャビンヒータリターン通路下流部８２ｃとを連通させる、即ち、キャビンヒータ通路８２を開く。
【００５３】
上記スロットルボディ３５（図１参照）は、図示は省略するが、上記シリンダヘッド２に設けられた吸気マニホールドに接続される吸気パイプに配設されていて、吸気パイプ内のスロットルバルブを開閉させることによって吸気パイプから吸気マニホールド内へ導入される吸気の量を調節する。このスロットルボディ３５は、吸気パイプ、吸気マニホールド等と共に吸気通路を構成する。スロットルボディ３５は、その壁内に冷却水通路を形成して冷却水を流通させることによって、寒冷地等において極低温の吸気によりスロットルバルブが吸気パイプと凍結してしまうことを防止している。
【００５４】
上記エンジンオイルウォーマ・クーラ３７（図１参照）は、冷却水とエンジンオイルとの間で熱交換を行うものであって、冷間時には冷却水がエンジンオイルを暖める一方、温間時には冷却水がエンジンオイルを冷却する役割を果たす。つまり、冷間時においては、冷却水の方がエンジンオイルよりも先に温度が上昇するため、冷却水からエンジンオイルへ熱量が移動して、エンジンオイルが暖められる。一方、温間時には、冷却水の温度は、ラジエータにより略一定の温度に維持されるが、エンジンオイルの温度はエンジン本体１からの熱量等により上昇し続けるため、エンジンオイルから冷却水へ熱量が移動して、エンジンオイルが冷却される。このエンジンオイルウォーマ・クーラ３７が油水熱交換器を構成する。エンジンオイルウォーマ・クーラ３７は、図示は省略するが、オイルホース及びオイルリターンホースが接続されると共に、エンジンオイルウォーマ・クーラ３７の内部には冷却水通路が形成され、エンジンオイルウォーマ・クーラ３７の内部を冷却水が流通するように構成されている。
【００５５】
上記電気ヒータ３９は、冷間時に冷却水を加熱させる役割を有し、ＩＳＣ通路８３内に設けられた電熱体により冷却水を直接加熱する。この電気ヒータ３９は、冷却水加熱装置を構成する。
【００５６】
上記のように構成されたエンジンＥの冷却装置の冷却水の流れを冷却水の温度経過に従って説明する。
【００５７】
冷却水温度が所定の第２温度（４０℃）未満の場合には、図１に示すように、温度制御弁７がキャビンヒータ通路８２を閉じ且つウォータジャケットバイパス通路８５を開くと共に、サーモスタットハウジング４３のサーモスタット弁４３ｃがラジエータ通路８１を閉じる。この結果、ウォータポンプ４１からウォータジャケットｗへ供給された冷却水は、ウォータジャケットｗをパイパスするウォータジャケットバイパス通路８５と、ウォータジャケットｗ及びＩＳＣ通路８３とを流通してウォータポンプ４１へ戻る。ここで、ウォータポンプ４１からウォータジャケットバイパス通路８５を介して再度ウォータポンプ４１へ戻る通路の方が、ウォータジャケットｗ及びＩＳＣ通路８３（スロットルボディ３５内、エンジンオイルウォーマ・クーラ３７内の冷却水通路内を流通する必要がある）を介して再度ウォータポンプ４１へ戻る通路よりも流路抵抗が小さいため、ウォータポンプ４１から吐出された冷却水の大部分はウォータジャケットバイパス通路８５へ流れる。つまり、冷却水の大部分はウォータジャケットｗを流通しないため、エンジンＥの暖機が促進される。ただし、少量の冷却水は、常時、ウォータジャケットｗを流れてＩＳＣ通路８３へ流通するため、局所的に高温となる部分（例えば、シリンダヘッド２における点火プラグユニット周りの部分等）の温度が上昇し過ぎることを防止することができると共に、スロットルボディ３５内のスロットルバルブの凍結防止、エンジンオイルの暖め及び電気ヒータ３９による冷却水の暖めを常時行うことができる。ここで、エンジンオイルウォーマ・クーラ３７及び電気ヒータ３９についてさらに説明すると、エンジンオイルウォーマ・クーラ３７は、かかる冷間時には、冷却水温度の方がエンジンオイルの温度よりも高いためウォーマとして機能してエンジンオイルを加熱する。また、電気ヒータ３９は、冷却水を加熱すべくオンとなっている。尚、所定の第２温度は、本実施形態においては４０℃に設定しているが、これに限られるものではなく、キャビンヒータ５２による車室内の暖めよりもエンジンＥの暖機を優先させるべき温度に設定するとよい。
【００５８】
このとき、冷却水の水圧が所定の水圧以上となると、図７に示すように、上記サーモスタットハウジング４３の圧力リリーフ弁４３ｇが開き、ラジエータバイパス通路８４にも冷却水が流通するようになり、冷却水の水圧が低下する。
【００５９】
冷却水温度が所定の第２温度（４０℃）以上且つ所定の第１温度未満（９５℃）の場合には、図８に示すように、温度制御弁７がキャビンヒータ通路８２を開く一方ウォータジャケットバイパス通路８５を閉じると共に、サーモスタットハウジング４３のサーモスタット弁４３ｃがラジエータ通路８１を閉じる。この結果、ウォータポンプ４１からウォータジャケットｗへ供給された冷却水は、ウォータジャケットｗを流れてキャビンヒータ通路８２と、ウォータジャケットｗを流れてＩＳＣ通路８３とを流通してウォータポンプ４１へ戻る。つまり、かかる場合は、エンジンＥの暖機がある程度進み、キャビンヒータ５２により車室内を暖めるのに十分な熱量が確保された場合である。このとき、冷却水がウォータジャケットｗを流通する間にエンジン本体１から受け取った熱量は、まずキャビンヒータ５２により車室内の暖めに用いられ、残りは外部に放熱されることなく冷却水が保持したままとなりエンジンＥを暖機する。このとき、ＩＳＣ通路８３にも冷却水が流通するが、冷却水温度が所定の第２温度未満のときと同様に、エンジンオイルウォーマ・クーラ３７はウォーマとして機能すると共に、電気ヒータ３９はオンとなっている。尚、所定の第１温度は、本実施形態においては９５℃に設定されているが、これに限られるものではなく、冷却水自体を冷却する必要がある温度、例えば、冷却水の沸点よりも低い温度に設定するとよい。
【００６０】
冷却水温度が所定の第１温度（９５℃）以上の場合には、図９に示すように、温度制御弁７がキャビンヒータ通路８２を開く一方ウォータジャケットバイパス通路８５を閉じると共に、サーモスタットハウジング４３のサーモスタット弁４３ｃがラジエータ通路８１を開く。この結果、ウォータポンプ４１からウォータジャケットｗへ供給された冷却水は、ウォータジャケットｗから、キャビンヒータ通路８２とラジエータ通路８１とを流通してウォータポンプ４１へ戻る。つまり、かかる場合は、冷却水が加熱され過ぎていて、冷却水自体の冷却が必要な場合である。このとき、冷却水ウォータジャケットｗを流通する間にエンジン本体１から受け取った熱量は、ラジエータ５１及びキャビンヒータ５２により放熱されるため、冷却水が冷却され、その結果、エンジンＥが冷却される。このとき、ＩＳＣ通路８３にも冷却水が流通するが、かかる温間時には、冷却水温度はラジエータ５１により所定の第１温度近傍に収束するが、エンジンオイルの温度は該第１温度よりも高くなるため、エンジンオイルウォーマ・クーラ３７はクーラとして機能してエンジンオイルを冷却水する。また、冷却水を加熱する必要がないため、電気ヒータ３９はオフとなる。
【００６１】
したがって、上記エンジンＥの冷却装置は、キャビンヒータリターンホース８２ｂとキャビンヒータリターン通路下流部８２ｃとウォータジャケットバイパス通路８５との合流部に冷却水温度が所定の第２温度未満のときには該ウォータジャケットバイパス通路８５とキャビンヒータリターン通路下流部８２ｃとを連通させる一方、冷却水温度が所定の第２温度以上のときには該キャビンヒータリターンホース８２ｂとキャビンヒータリターン通路下流部８２ｃとを連通させる温度制御弁７を設けると共に、ラジエータ通路８１及びラジエータバイパス通路８４の下流端にサーモスタットハウジング４３を設けて、そのラジエータ流入ポート４３ｆには冷却水温度が所定の第１温度で開くサーモスタット弁４３ｃを、そのバイパス流入ポート４３ｄには冷却水の水圧が所定の水圧以上で開く圧力リリーフ弁４３ｇを設けることによって、冷却水温度が所定の第２温度未満のとき、即ち、エンジンＥの早期暖機が必要なときには、冷却水をウォータジャケットバイパス通路８５に流通させることにより、冷却水がラジエータ通路８１を流通することを防止するのは勿論のこと、冷却水がキャビンヒータ通路８２やラジエータバイパス通路８４を流通することも防止して、エンジンＥを早期に暖機させることができる。このとき、エンジンの回転速度が速くなるとクランクシャフトに駆動連結されたウォータポンプ４１の冷却水吐出量も増大する。そして、冷却水温度が所定の第２温度未満のときには、ウォータポンプ４１に連通する流通路は、ＩＳＣ通路８３及びウォータジャケットバイパス通路８５だけであるため、冷却水の水圧が上昇し過ぎる虞がある。ところが、上記エンジンＥの冷却装置では、冷却水の水圧が所定の水圧以上となると、上記ラジエータバイパス通路８４の下流端に設けられた圧力リリーフ弁４３ｇが開き、冷却水がラジエータバイパス通路８４にも流れることになり、冷却水の水圧が低下する。その結果、上記ラジエータホース８１ａを始めとする冷却水通路を構成する各ホース類が、冷却水の水圧上昇に伴って抜けることを防止することができる。また、圧力リリーフ弁４３ｇが設けられているのはラジエータバイパス通路８４であるため、冷却水の水圧が上昇して冷却水が該ラジエータバイパス通路８４を流通したとしても、冷却水の熱量が外部に放熱されたり、車室内の暖めに用いられたりすることがなく、冷却水の熱量の減少を可及的に抑制することができる。
【００６２】
さらに、エンジンＥの冷却装置は、各通路８１〜８５を上記の如く配置すると共に温度制御弁７、サーモスタット弁４３ｃ及び圧力リリーフ弁４３ｇを設けることによって、冷却水温度に応じて冷却水の流通路を切り替えるため、冷却水温度に応じてウォータポンプ４１から吐出する冷却水の流量を変える等の複雑な制御を行わなくても、エンジンＥの早期暖機や冷却を実現することができる。このことは、クランクシャフトによって駆動されるウォータポンプ４１のように、複雑な制御が難しい、機械駆動式のウォータポンプを採用するエンジンＥの冷却装置にとって、特に有効であり、エンジンＥの冷却装置の低コスト化を図ることができる。
【００６３】
また、上記エンジンＥの冷却装置では、ラジエータ通路８１及びキャビンヒータ通路８２を閉じているときであっても、少量の冷却水が常時流通するＩＳＣ通路８３を設けることによって、エンジンＥの早期暖機が必要な冷間時であっても、スロットルボディ３５内のスロットルバルブが凍結、エンジンオイルウォーマ・クーラ３７によるエンジンオイルの加熱・冷却及び電気ヒータ３９による冷却水の加熱を行うことができる。
【００６４】
さらに、上記キャビンヒータリターン通路下流部８２ｃ及びウォータジャケットバイパス通路８５をシリンダブロック３内に形成すると共に、上記取付座３２にリターン開口部３２ａ及びバイパス開口部３２ｂを形成することによって、上記温度制御弁７の配置及び取り付け作業性を向上させることができる。また、上記ウォータジャケットｗはシリンダブロック３の上端から上下方向略中央位置の深さまで形成されているため、取付座３２においてバイパス開口部３２ｂを上部に、リターン開口部３２ａを下部に形成することにより、ウォータジャケットバイパス通路８５及びキャビンヒータリターン通路下流部８２ｃのシリンダブロック３内における配置を容易に行うことができる。さらに、温度制御弁７は、冷却水温度により収縮・膨張するワックスを用いた感温式作動部７５によって作動するため、冷却水温度に応じたキャビンヒータ通路８２とウォータジャケットバイパス通路８５との択一的な開閉制御を電磁弁等を用いることなく、低コストで実現することができる。尚、本実施形態のキャビンヒータリターン通路下流部８２ｃを構成する穿孔８２ｄ〜８２ｆのうち、シリンダブロック３の前側壁部３ａの右側面からウォータポンプ４１の吸込口４１ｂまで貫通して形成される穿孔８２ｄは、上記ウォータジャケットバイパス通路８５を設けない場合には、その右側面の開口端にキャビンヒータリターンホース８２ｂの接続部を設けることによって、キャビンヒータリターン通路下流部を構成することができる。つまり、エンジンＥにウォータジャケットバイパス通路８５を設ける場合には、該ウォータジャケットバイパス通路８５を形成すると共に上記穿孔８２ｅ、８２ｆを形成することによって、ウォータジャケットバイパス通路８５を設けない場合のキャビンヒータリターン通路下流部を活かしつつ改造して、新たなキャビンヒータリターン通路下流部８２ｃを容易に形成することができる。
【００６５】
さらにまた、冷却水の水圧が上昇したときに、水圧を低下させるべく、冷却水が流通するラジエータバイパス通路８４は、シリンダブロック３内に形成されるため、冷却水の熱量が外部へ放熱されることを可及的に抑制して、エンジンＥをより早期に暖機することができる。また、ラジエータバイパス通路８４をシリンダブロック３の左側壁部３ｂ内に形成することによって、ラジエータバイパス通路８４をエンジン本体１に対して外部に配管することによる煩雑さを解消することができると共に、通路長を短縮することができる。さらに、サーモスタット弁４３ｃと圧力リリーフ弁４３ｇとを一体に構成すると共に、サーモスタットハウジング４３にラジエータ通路８１及びラジエータバイパス通路８４がそれぞれ接続されているため、これらの通路配置が容易となると共に、サーモスタット弁４３ｃ及び圧力リリーフ弁４３ｇの組み付け作業性を向上させることができる。
【００６６】
《その他の実施形態》
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。すなわち、上記実施形態では、油水熱交換器としてエンジンオイルウォーマ・クーラ３７を採用しているが、これに限られるものではない。例えば、冷却水と自動変速機オイル（ＡＴＦ）との間で熱交換を行うＡＴＦウォーマ・クーラであってもよく、エンジンオイルウォーマ・クーラ３７とＡＴＦウォーマ・クーラとの両方を採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の実施形態に係るエンジンの冷却装置の配管図である。
【図２】シリンダブロック及び温度制御弁の斜視図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線における断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ線における断面図である。
【図５】図２のＣ−Ｃ線における断面図である。
【図６】温度制御弁の動作を示す模式図であって、（ａ）は冷却水温度が所定の第２温度未満の場合、（ｂ）は冷却水温度が所定の第２温度以上の場合を示す。
【図７】冷却水温度が所定の第２温度未満であって且つ冷却水の水圧が所定の水圧以上のときの冷却水の流れを示す模式図である。
【図８】冷却水温度が所定の第２温度以上且つ所定の第１温度未満のときの冷却水の流れを示す模式図である。
【図９】冷却水温度が所定の第１温度以上のときの冷却水の流れを示す模式図である。
【符号の説明】
【００６８】
Ｅ      エンジン
ｗ      ウォータジャケット
２      シリンダヘッド
２４    冷却水出口部（冷却水出口）
３      シリンダブロック
３２    取付座
３５    スロットルボディ（吸気通路）
３７    エンジンオイルウォーマ・クーラ（油水熱交換器）
３９    電気ヒータ（冷却水加熱装置）
４１    ウォータポンプ
４１ａ  ウォータポンプハウジング
４３ｃ  サーモスタット弁（サーモスタット）
４３ｇ  圧力リリーフ弁
５１    ラジエータ
５２    キャビンヒータ
７      温度制御弁
７１    ハウジング（温度制御弁ハウジング）
７２    ガイド部材（温度制御弁ハウジング）
７３    通路切替弁体
８１    ラジエータ通路
８２    キャビンヒータ通路
８２ｂ  キャビンヒータリターンホース（キャビンヒータリターン通路、キャビンヒータリターン通路上流部）
８２ｃ  キャビンヒータリターン通路下流部（キャビンヒータリターン通路）
８３    ＩＳＣ通路（吸気系冷却水通路）
８４    ラジエータバイパス通路
８５    ウォータジャケットバイパス通路
【図１】
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【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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【図８】
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【図９】
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