(57)【要約】【課題】  内燃機関の冷却水通路構造において、過給機を通過した冷却水が水温センサや他の機器に与える影響を小さくする。【解決手段】  過給機８を備えた内燃機関１の冷却水通路構造１０であって、内燃機関本体２に結合され、内燃機関本体に形成された本体ウォータジャケット１２の出口１２Ｂに接続する分岐通路１３を形成する通路形成部材１４と、分岐通路を流れる冷却水の温度を検出するべく、通路形成部材に設けられた水温センサ８０とを有し、分岐通路は、本体ウォータジャケットの出口に接続する入口端３１Ａからラジエータ１５の入口側に接続する出口端３１Ｂに延びる主供給通路３１、及び主供給通路から分岐し、過給機に形成された過給機ウォータジャケット６６の出口側に接続する過給機戻り通路３４を含み、水温センサは、主供給通路における過給機戻り通路の接続部よりも入口端側に配置されている。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
過給機を備えた内燃機関の冷却水通路構造であって、
内燃機関本体に結合され、前記内燃機関本体に形成された本体ウォータジャケットの出口に接続する分岐通路を形成する通路形成部材と、
前記分岐通路を流れる冷却水の温度を検出するべく、前記通路形成部材に設けられた水温センサとを有し、
前記分岐通路は、前記本体ウォータジャケットの出口に接続する入口端からラジエータの入口側に接続する出口端に延びる主供給通路、及び前記主供給通路から分岐し、前記過給機に形成された過給機ウォータジャケットの出口側に接続する過給機戻り通路を含み、
前記水温センサは、前記主供給通路における前記過給機戻り通路の接続部よりも前記入口端側に配置されていることを特徴とする内燃機関の冷却水通路構造。
【請求項２】
前記分岐通路は、前記主供給通路における前記過給機戻り通路の接続部よりも前記入口端側から分岐し、ヒータコアの入口側に接続するヒータコア供給通路を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の冷却水通路構造。
【請求項３】
前記主供給通路は、前記入口端から前記出口端に向けて屈曲して延び、前記入口端から前記出口端側と異なる方向に延びた延長部を有し、
前記ヒータコア供給通路は、前記延長部から分岐していることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の冷却水通路構造。
【請求項４】
前記分岐通路は、前記主供給通路における前記過給機戻り通路の接続部よりも前記入口端側から分岐し、変速機の作動油と冷却水との熱交換を行う作動油昇温器の冷却水の入口側に接続する作動油昇温器供給通路を更に含むことを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の冷却水通路構造。
【請求項５】
前記分岐通路は、前記主供給通路における前記過給機戻り通路の接続部よりも前記入口端側から分岐し、スロットルボディに形成されたスロットルウォータジャケットの入口側に接続するスロットル供給通路を更に含むことを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の冷却水通路構造。
【請求項６】
前記スロットル供給通路は、前記主供給通路において、前記ヒータコア供給通路の接続部及び前記作動油昇温器供給通路よりも前記過給機戻り通路から離れた位置から分岐していることを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の冷却水通路構造。
【請求項７】
前記分岐通路は、前記ラジエータの出口側に接続する一端、及び前記本体ウォータジャケットの入口に向けて冷却水を圧送するウォータポンプの吸込口側に接続する他端を備えた主戻り通路と、前記主供給通路と前記主戻り通路とを接続するバイパス通路と、前記主戻り通路及び前記バイパス通路の少なくとも一方に設けられ、前記バイパス通路を流れる冷却水の流量を制御する流量制御弁とを有し、
前記主供給通路における前記水温センサと前記過給機戻り通路の接続部との間に前記バイパス通路が接続していることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１つの項に記載の内燃機関の冷却水通路構造。
【請求項８】
前記過給機ウォータジャケットの出口は、前記過給機ウォータジャケットの入口よりも上方に配置され、
前記過給機ウォータジャケットの出口に接続する管の流路断面積は、前記過給機ウォータジャケットの入口に接続する管の流路断面積よりも大きいことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１つの項に記載の内燃機関の冷却水通路構造。
【請求項９】
前記過給機ウォータジャケットの入口及び出口は、共通の締結面に開口し、
前記過給機ウォータジャケットの入口及び出口のそれぞれに接続する管は、前記締結面に締結される共通の結合部材に結合されていることを特徴とする請求項８に記載の内燃機関の冷却水通路構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の冷却水通路構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
水冷式の内燃機関において、機関本体に形成されたウォータジャケットを通過した冷却水をラジエータやヒータコア、ＡＴＦウォーマ等への通路に分配する分岐通路と、冷却水の温度に応じてラジエータへの冷却水の供給を切り換えるサーモスタットと、機関本体を通過した冷却水の温度を検出するための水温センサとを備えた単一の通路形成部材（ウォータアウトレット）が公知である（例えば、特許文献１）。この通路形成部材は、冷却水通路を構成する配管構造の簡素化や小型化に貢献する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１０８４２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ウォータジャケットを備えた過給機（ターボチャージャ）を内燃機関に設ける場合、配管構造を簡素にするために、過給機を通過した冷却水を上記の通路形成部材に戻すことが考えられる。しかし、過給機を通過した冷却水は、機関本体のウォータジャケットを通過した冷却水よりも高温になることがある。そのため、機関本体のウォータジャケットを通過した直後の冷却水温度を測定するために設けられた水温センサの付近に過給機を通過した冷却水が戻されると、水温センサが機関本体のウォータジャケットを通過した直後の冷却水の温度を正確に測定することができないという問題がある。また、過給機を通過した冷却水が、ヒータコアやＡＴＦウォーマ等の補機に供給されると、これらが過熱される虞がある。
【０００５】
本発明は、以上の背景を鑑み、内燃機関の冷却水通路構造において、過給機を通過した冷却水が水温センサや他の機器に与える影響を小さくすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明の一態様は、過給機（８）を備えた内燃機関（１）の冷却水通路構造（１０）であって、内燃機関本体（２）に結合され、前記内燃機関本体に形成された本体ウォータジャケット（１２）の出口（１２Ｂ）に接続する分岐通路（１３）を形成する通路形成部材（１４）と、前記分岐通路を流れる冷却水の温度を検出するべく、前記通路形成部材に設けられた水温センサ（８０）とを有し、前記分岐通路は、前記本体ウォータジャケットの出口に接続する入口端（３１Ａ）からラジエータ（１５）の入口側に接続する出口端（３１Ｂ）に延びる主供給通路（３１）、及び前記主供給通路から分岐し、前記過給機に形成された過給機ウォータジャケット（６６）の出口側に接続する過給機戻り通路（３４）を含み、前記水温センサは、前記主供給通路における前記過給機戻り通路の接続部よりも前記入口端側に配置されていることを特徴とする。
【０００７】
この態様によれば、過給機を通過した冷却水は主供給通路における水温センサよりも下流側に流入するため、ラジエータ側に流れて水温センサに到達し難くなる。そのため、水温センサは、過給機を通過した冷却水の影響を受け難く、本体ウォータジャケットを通過した直後の冷却水の温度を正確に検出することができる。
【０００８】
また、上記の態様において、前記分岐通路は、前記主供給通路における前記過給機戻り通路の接続部よりも前記入口端側から分岐し、ヒータコア（２２）の入口側に接続するヒータコア供給通路（３５）を更に含むとよい。
【０００９】
この態様によれば、過給機を通過した冷却水は主供給通路におけるヒータコア供給通路よりも下流側に流入するため、ラジエータ側に流れてヒータコア供給通路に到達し難くなる。そのため、過給機を通過した冷却水はラジエータに流れて効率良く冷却されると共に、ヒータコアの過熱が抑制される。
【００１０】
また、上記の態様において、前記主供給通路は、前記入口端から前記出口端に向けて屈曲して延び、前記入口端から前記出口端側と異なる方向に延びた延長部（３１Ｅ）を有し、前記ヒータコア供給通路は、前記延長部から分岐しているとよい。
【００１１】
この態様によれば、過給機を通過した冷却水がヒータコアに一層流入し難くなる。
【００１２】
また、上記の態様において、前記分岐通路は、前記主供給通路における前記過給機戻り通路の接続部よりも前記入口端側から分岐し、変速機の作動油と冷却水との熱交換を行う作動油昇温器（２３）の冷却水の入口側に接続する作動油昇温器供給通路（３７）を更に含むとよい。
【００１３】
この態様によれば、過給機を通過した冷却水は主供給通路における作動油昇温器供給通路よりも下流側に流入するため、ラジエータ側に流れて作動油昇温器供給通路に到達し難くなる。そのため、過給機を通過した冷却水はラジエータに流れて効率良く冷却されると共に、作動油昇温器の過熱が抑制される。
【００１４】
また、上記の態様において、前記分岐通路は、前記主供給通路における前記過給機戻り通路の接続部よりも前記入口端側から分岐し、スロットルボディ（２３Ｂ）に形成されたスロットルウォータジャケット（２３Ａ）の入口側に接続するスロットル供給通路（３９）を更に含むとよい。
【００１５】
この態様によれば、過給機を通過した冷却水は主供給通路におけるスロットル供給通路よりも下流側に流入するため、ラジエータ側に流れてスロットル供給通路に到達し難くなる。そのため、過給機を通過した冷却水はラジエータに流れて効率良く冷却されると共に、スロットルボディの過熱が抑制される。
【００１６】
また、上記の態様において、前記スロットル供給通路は、前記主供給通路において、前記ヒータコア供給通路及び前記作動油昇温器供給通路よりも前記過給機戻り通路から離れた位置から分岐しているとよい。
【００１７】
この態様によれば、過給機を通過した冷却水がスロットルウォータジャケットに一層流入し難くなる。
【００１８】
また、上記の態様において、前記分岐通路は、前記ラジエータの出口側に接続する一端（３２Ａ）、及び前記本体ウォータジャケットの入口に向けて冷却水を圧送するウォータポンプ（１６）の吸込口（１６Ａ）側に接続する他端（３２Ｂ）を備えた主戻り通路（３２）と、前記主供給通路と前記主戻り通路とを接続するバイパス通路（３３）と、前記主戻り通路及び前記バイパス通路の少なくとも一方に設けられ、前記バイパス通路を流れる冷却水の流量を制御する流量制御弁（５４）とを有し、前記主供給通路における前記水温センサと前記過給機戻り通路の接続部との間に前記バイパス通路が接続しているとよい。
【００１９】
この態様によれば、主供給通路においてバイパス通路が水温センサよりも下流側に接続しているため、冷却水がラジエータに流れずにバイパス通路に流れるときにも、過給機を通過した冷却水はバイパス通路に流れて水温センサに到達し難くなる。そのため、水温センサは、過給機を通過した冷却水の影響を受け難く、本体ウォータジャケットを通過した直後の冷却水の温度を正確に検出することができる。
【００２０】
また、上記の態様において、前記過給機ウォータジャケットの出口（６６Ｂ）は、前記過給機ウォータジャケットの入口（６６Ａ）よりも上方に配置され、前記過給機ウォータジャケットの出口に接続する管（１８Ｅ）の流路断面積は、前記過給機ウォータジャケットの入口に接続する管（１８Ｄ）の流路断面積よりも大きいとよい。
【００２１】
この態様によれば、過給機ウォータジャケット内において冷却水が沸騰したとしても、入口よりも上方に配置され、かつ入口よりも流路断面積が大きい出口から水蒸気が円滑に排出されるため、過給機ウォータジャケット内に空気が滞留し難くなる。
【００２２】
また、上記の態様において、前記過給機ウォータジャケットの入口及び出口は、共通の締結面（６３Ａ）に開口し、前記過給機ウォータジャケットの入口及び出口のそれぞれに接続する管は、前記締結面に締結される共通の結合部材（６７）に結合されているとよい。
【００２３】
この態様によれば、過給機ウォータジャケットと、過給機ウォータジャケットに冷却水を給排するための管との接続作業が容易になる。
【発明の効果】
【００２４】
以上の構成によれば、内燃機関の冷却水通路構造において、過給機を通過した冷却水が水温センサや他の機器に与える影響が小さくなる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施形態に係る内燃機関を示す斜視図
【図２】内燃機関の冷却水通路構造を示す説明図
【図３】通路形成部材の平面図（破線で主供給通路及び主供給通路に接続する通路を示す）
【図４】通路形成部材の平面図（破線で主戻り通路及び主戻り通路に接続する通路を示す）
【図５】通路形成部材の右側面図
【図６】通路形成部材の左側面図
【図７】過給機ウォータジャケットを示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照して、本発明に係る内燃機関の冷却水通路構造を適用した自動車用の内燃機関の実施形態について説明する。
【００２７】
図１及び図２に示すように、内燃機関１の機関本体２は、シリンダが形成されたシリンダブロック３と、シリンダブロック３の上端に結合され、シリンダブロック３と協働して燃焼室を画定するシリンダヘッド４と、シリンダブロック３の下端に結合されたオイルパン５と、シリンダヘッド４の上端に結合されたヘッドカバー６とを有する。図１に示すように、内燃機関１は、クランク軸線が左右方向と平行に配置され、排気側が前側となるように配置されている。シリンダヘッド４の前側面には、排気管７の上流端が結合されている。排気管７は、上流側から過給機としてのターボチャージャ８、及び触媒コンバータ９を順に有し、シリンダブロック３の前方を下方に延び、その後屈曲してオイルパン５の下方を通過して後方に延びている。
【００２８】
内燃機関１は、機関本体２及び後述する複数の補機に冷却水を供給するための冷却水通路構造１０を有する。冷却水通路構造１０は、機関本体２に形成された本体ウォータジャケット１２と、冷却水の分配及び集合を行う分岐通路１３を備えた通路形成部材１４と、冷却水を冷却するラジエータ１５と、冷却水を圧送するウォータポンプ１６と、本体ウォータジャケット１２、通路形成部材１４、各種補機、ラジエータ１５、及びウォータポンプ１６を接続して循環した冷却水通路１７を形成する管１８とを有する。管１８は、金属パイプや樹脂パイプ、樹脂ホース等であってよい。補機には、ターボチャージャ８、ＡＴＦウォーマ２１（作動油昇温器）、ヒータコア２２、電動スロットルバルブ２３が含まれる。
【００２９】
本体ウォータジャケット１２は、シリンダブロック３に形成されたブロックウォータジャケット２５と、シリンダヘッド４に形成されたヘッドウォータジャケット２６とを有する。ブロックウォータジャケット２５及びヘッドウォータジャケット２６は互いに接続している。本体ウォータジャケット入口１２Ａは、ブロックウォータジャケット２５に接続し、シリンダブロック３の前側壁に開口している。本体ウォータジャケット出口１２Ｂは、ヘッドウォータジャケット２６に接続し、シリンダヘッド４の左端壁４Ａの外面に開口している。
【００３０】
通路形成部材１４は、結合面２８においてシリンダヘッド４の左端壁４Ａの外面に結合されている。通路形成部材１４は、シリンダヘッド４の左端壁４Ａから前方かつ下方に延びている。通路形成部材１４は、分岐通路１３を画定する。図２〜図６に示すように、分岐通路１３は、互いに接続した、主供給通路３１、主戻り通路３２、バイパス通路３３、過給機戻り通路３４、ヒータコア供給通路３５、ヒータコア戻り通路３６、ＡＴＦウォーマ供給通路３７（作動油昇温器供給通路）、ＡＴＦウォーマ戻り通路３８、スロットル供給通路３９、及びスロットル戻り通路４０を有する。
【００３１】
主供給通路３１は、結合面２８に開口して本体ウォータジャケット出口１２Ｂに接続した入口端３１Ａと、通路形成部材１４の前上部に開口した出口端３１Ｂとを有する。主供給通路３１は、入口端３１Ａに対向する部分に設けられたチャンバ部３１Ｃと、チャンバ部３１Ｃから前方かつ上方に延びて出口端３１Ｂに至る通路部３１Ｄと、チャンバ部３１Ｃから通路部３１Ｄと異なる方向に延びる延長部３１Ｅとを有する。主供給通路３１は、チャンバ部３１Ｃ及び通路部３１Ｄによって、入口端３１Ａから出口端３１Ｂに向けて屈曲して延びる通路を形成する。延長部３１Ｅは、チャンバ部３１Ｃから通路部３１Ｄ側と相反する方向（後方）に延びている。チャンバ部３１Ｃは、通路部３１Ｄ及び延長部３１Ｅに対して流路断面積が大きく形成されている。主供給通路３１の出口端３１Ｂは、管１８Ａによってラジエータ１５の入口に接続されている。
【００３２】
図２に示すように、ラジエータ１５は、アッパタンク１５Ａと、ロアタンク１５Ｂと、アッパタンク１５Ａ及びロアタンク１５Ｂを接続するラジエータコア１５Ｃとを有する。ラジエータ１５の入口はアッパタンク１５Ａに設けられ、ラジエータ１５の出口はロアタンク１５Ｂに設けられている。アッパタンク１５Ａは、調圧キャップ１５Ｄを介してリザーブタンク１５Ｅに接続されている。
【００３３】
図２、図３、図５及び図６に示すように、主戻り通路３２は、通路形成部材１４の前下部の前面に開口した入口端３２Ａと、前下部の右側面に開口した出口端３２Ｂとを有する。主戻り通路３２は、通路形成部材１４において主供給通路３１の前下方に配置されている。主戻り通路３２の入口端３２Ａは、管１８Ｂを介してラジエータ１５の出口に接続されている。主戻り通路３２の出口端３２Ｂは、管１８Ｃを介してウォータポンプ１６の吸込口１６Ａに接続されている。
【００３４】
図１に示すように、ウォータポンプ１６は、ベルト及びプーリを含む伝達機構５０によってクランクシャフト５２と連結され、クランクシャフト５２の回転力を受けて駆動する。図２に示すように、ウォータポンプ１６の吐出口１６Ｂは、直接又は管を介して本体ウォータジャケット入口１２Ａに接続されている。
【００３５】
図２〜図５に示すように、バイパス通路３３は、主供給通路３１のチャンバ部３１Ｃから前方かつ下方に延び、主戻り通路３２に開口している。バイパス通路３３の流路断面積は、主供給通路３１の流路断面積に対して小さく形成されている。
【００３６】
図２に示すように、主戻り通路３２の入口端３２Ａには、ラジエータ１５に流れる冷却水の流量を制御する流量制御弁５４が設けられている。本実施形態では、流量制御弁５４は、冷却水の温度に応じて開閉する公知のサーモスタットである。流量制御弁５４は、冷却水の温度が所定の温度より低いときに主戻り通路３２の入口端３２Ａを閉じてラジエータ１５における冷却水の流通を禁止する一方、冷却水の温度が所定の温度より高いときに主戻り通路３２の入口端３２Ａを開いてラジエータ１５における冷却水の流通を許可する。流量制御弁５４が主戻り通路３２の入口端３２Ａを閉じた状態では、冷却水はバイパス通路３３を通過して主供給通路３１から主戻り通路３２に流れる。一方、流量制御弁５４が主戻り通路３２の入口端３２Ａを開いた状態では、冷却水は流路抵抗が小さいラジエータ１５側を流れ、バイパス通路３３を流れる冷却水は微小量となる。図１に示すように、主戻り通路３２の入口端３２Ａに接続する管１８Ｂ及び流量制御弁５４は、入口端３１Ａを閉じる蓋体５５に支持されている。
【００３７】
ターボチャージャ８は、排気管７に設けられたタービンハウジング６１と、吸気通路に設けられたコンプレッサハウジング６２と、タービンハウジング６１及びコンプレッサハウジング６２の間に設けられ、軸線が略左右に延びた筒形のベアリングハウジング６３とを有する。図７に示すように、ベアリングハウジング６３の内側には、ラジアル軸受６４を介してタービンブレードとコンプレッサブレードとを繋ぎ、それぞれの回転軸となるシャフト６５が回転可能に支持されている。ベアリングハウジング６３には、冷却水の通路である過給機ウォータジャケット６６が形成されている。
【００３８】
過給機ウォータジャケット６６は、ベアリングハウジング６３と同心状に、軸線が略左右に延びた筒形に形成されている。ベアリングハウジング６３の前部には、平面に形成された１つの締結面６３Ａが形成されている。過給機ウォータジャケット６６の外周側における前部には前方に延び、締結面６３Ａに開口する過給機ウォータジャケット６６の入口６６Ａ及び出口６６Ｂが形成されている。過給機ウォータジャケット６６の入口６６Ａは過給機ウォータジャケット６６の前下部に接続し、過給機ウォータジャケット６６の出口６６Ｂは過給機ウォータジャケット６６の前上部に接続している。冷却水は、入口６６Ａから過給機ウォータジャケット６６の前下部に流入し、周方向における両側に分岐して前側及び後側に流れ、過給機ウォータジャケット６６の前上部で合流して出口６６Ｂから外部に流れる。
【００３９】
図２に示すように、過給機ウォータジャケット６６の入口６６Ａは供給管１８Ｄを介してウォータポンプ１６の吐出口１６Ｂに接続され、過給機ウォータジャケット６６の出口６６Ｂは排出管１８Ｅを介して通路形成部材１４の過給機戻り通路３４に接続されている。図３に示すように、過給機戻り通路３４は、主供給通路３１におけるバイパス通路３３との接続部よりも出口端３１Ｂ側から分岐し、通路形成部材１４の前上部の右側面に開口している。過給機戻り通路３４は、主供給通路３１との接続部において、出口端３１Ｂ側を向くように主供給通路３１に対して傾斜している。すなわち、主供給通路３１と過給機戻り通路３４とは鋭角をなして互いに接続されている。
【００４０】
図７に示すように、供給管１８Ｄ及び排出管１８Ｅは、過給機ウォータジャケット６６側の端部に共通の結合部材６７を有している。結合部材６７は、平面である締結面を備えた板状部材であり、供給管１８Ｄ及び排出管１８Ｅは、結合部材６７に形成された貫通孔に圧入され、固定されている。結合部材６７が締結面６３Ａにボルトによって締結されることによって、供給管１８Ｄは過給機ウォータジャケット６６の入口６６Ａに接続され、排出管１８Ｅは過給機ウォータジャケット６６の出口６６Ｂに接続される。排出管１８Ｅの過給機ウォータジャケット６６側の端部の流路断面積は、供給管１８Ｄの過給機ウォータジャケット６６側の端部の流路断面積よりも大きく形成されている。排出管１８Ｅは、シリンダヘッド４の前方を左右に延在している。排出管１８Ｅの過給機戻り通路３４側の端部は、過給機ウォータジャケット６６の出口６６Ｂ側の端部に対して上方に配置されている。
【００４１】
図３に示すように、ＡＴＦウォーマ供給通路３７は、主供給通路３１における過給機戻り通路３４の接続部よりも入口端３１Ａ側から分岐し、通路形成部材１４の左側面の上部に開口している。ＡＴＦウォーマ供給通路３７は、主供給通路３１の通路部３１Ｄに接続している。ＡＴＦウォーマ供給通路３７は、主供給通路３１との接続部において、入口端３１Ａ側を向くように主供給通路３１に対して傾斜している。すなわち、主供給通路３１とＡＴＦウォーマ供給通路３７とは鋭角をなして互いに接続している。図４〜図６に示すように、ＡＴＦウォーマ戻り通路３８は、主戻り通路３２から前方かつ右方に延び、通路形成部材１４の前側面の下部右側に開口している。ＡＴＦウォーマ戻り通路３８は、主戻り通路３２の入口端３２Ａの右方に配置されている。ＡＴＦウォーマ供給通路３７は管１８Ｆを介してＡＴＦウォーマ２１の冷却水の入口に接続し、ＡＴＦウォーマ戻り通路３８は管１８Ｇを介してＡＴＦウォーマ２１の冷却水の出口に接続している。ＡＴＦウォーマ２１は、変速機としてのオートマチックトランスミッションで使用される作動油であるＡＴＦ（オートマチックトランスミッションフルード）と本体ウォータジャケット１２を通過して加熱された冷却水とを熱交換させ、ＡＴＦを所定の温度に維持する。
【００４２】
図３に示すように、ヒータコア供給通路３５は、主供給通路３１における過給機戻り通路３４の接続部よりも入口端３１Ａ側から分岐し、通路形成部材１４の左側面の上部に開口している。ヒータコア供給通路３５は、主供給通路３１の延長部３１Ｅに接続している。すなわち、ヒータコア供給通路３５は、主供給通路３１におけるヒータコア供給通路３５の接続部よりも入口端３１Ａ側に接続している。図４及び図５に示すように、ヒータコア戻り通路３６は、主戻り通路３２から左方に延び、通路形成部材１４の左側面の下部に開口している。ヒータコア戻り通路３６は、ヒータコア供給通路３５の下方に配置されている。ヒータコア供給通路３５は管１８Ｈを介してヒータコア２２の冷却水の入口に接続し、ヒータコア戻り通路３６は管１８Ｉを介してヒータコア２２の冷却水の出口に接続している。ヒータコア２２は、車内暖房装置に用いられるものであり、空気と本体ウォータジャケット１２を通過して加熱された冷却水とを熱交換させ、空気を加熱する。
【００４３】
図３及び図５に示すように、スロットル供給通路３９は、主供給通路３１における過給機戻り通路３４の接続部よりも入口端３１Ａ側から分岐し、通路形成部材１４の後面の上部に開口している。スロットル供給通路３９は、主供給通路３１の延長部３１Ｅに接続している。スロットル供給通路３９は、主供給通路３１において、ヒータコア供給通路３５及びＡＴＦウォーマ供給通路３７よりも過給機戻り通路３４から離れた位置から分岐している。図４及び図５に示すように、スロットル戻り通路４０は、主戻り通路３２から左方に延び、通路形成部材１４の左側面の下部に開口している。スロットル供給通路３９は管１８Ｊを介してスロットルウォータジャケット２３Ａの入口に接続し、スロットル戻り通路４０は管１８Ｋを介してスロットルウォータジャケット２３Ａの出口に接続している。スロットルウォータジャケット２３Ａは、吸気量を調節する電動スロットルバルブ２３の通路を画定するスロットルボディ２３Ｂに形成された冷却水の通路である。
【００４４】
図２に示すように、通路形成部材１４には分岐通路１３を流れる冷却水の温度を検出する水温センサ８０が設けられている。水温センサ８０は、本体ウォータジャケット１２を通過した直後の冷却水の温度を検出するべく、入口端３１Ａ近傍に配置されている。水温センサ８０は、主供給通路３１における過給機戻り通路３４の接続部よりも入口端３１Ａ側、かつバイパス通路３３の接続部よりも入口端３１Ａ側に配置されている。より具体的には、図３〜図５に示すように、水温センサ８０は、通路形成部材１４の入口端３１Ａに対向する部分に形成された貫通孔であるセンサ孔８１に挿入され、先端の検出部がチャンバ部３１Ｃに配置されている。水温センサ８０は、サーミスタ等の公知の温度センサであってよい。水温センサ８０の信号は内燃機関１の制御装置に入力され、制御装置は水温センサ８０からの信号に基づいて、空燃比や点火タイミング、ラジエータ１５ファン等を制御する。
【００４５】
以上のように構成した本実施形態に係る内燃機関１の冷却水通路構造１０の作用及び効果について説明する。冷却水の温度が所定の温度より低い状態では、流量制御弁５４が主戻り通路３２の入口端３２Ａを閉じ、ラジエータ１５への冷却水の流れを遮断する。この状態では、冷却水の主流は、ウォータポンプ１６、本体ウォータジャケット１２、主供給通路３１、バイパス通路３３、及び主戻り通路３２を順に循環する。一方、冷却水の温度が所定の温度より高い状態では、流量制御弁５４が主戻り通路３２の入口端３２Ａを開く。この状態では、冷却水は、ウォータポンプ１６、本体ウォータジャケット１２、主供給通路３１、ラジエータ１５、及び主戻り通路３２を順に循環する。
【００４６】
また、冷却水の一部は、ウォータポンプ１６の吐出口１６Ｂ、供給管１８Ｄ、過給機ウォータジャケット６６、排出管１８Ｅ、及び過給機戻り通路３４を順に通過して主供給通路３１に流れる。過給機ウォータジャケット６６を通過する冷却水の流れは、流量制御弁５４の開閉状態に関わらず発生する。過給機ウォータジャケット６６を通過して加熱された冷却水は、流量制御弁５４が開いているときには主供給通路３１を出口端３１Ｂ側に流れ、流量制御弁５４が閉じているときには主供給通路３１からバイパス通路３３に流れる。
【００４７】
また、冷却水の一部は、主供給通路３１からＡＴＦウォーマ供給通路３７、管１８Ｆ、ＡＴＦウォーマ２１、管１８Ｇ、ＡＴＦウォーマ戻り通路３８を順に通過して主戻り通路３２に流れる。冷却水の一部は、主供給通路３１からヒータコア供給通路３５、管１８Ｈ、ヒータコア２２、管１８Ｉ、ヒータコア戻り通路３６を順に通過して主戻り通路３２に流れる。冷却水の一部は、主供給通路３１からスロットル供給通路３９、管１８Ｊ、スロットルウォータジャケット２３Ａ、管１８Ｋ、スロットル戻り通路４０を順に通過して主戻り通路３２に流れる。ＡＴＦウォーマ２１、ヒータコア２２、及びスロットルウォータジャケット２３Ａを通過する冷却水の流れは、流量制御弁５４の開閉状態に関わらず発生する。
【００４８】
主供給通路３１において水温センサ８０が過給機戻り通路３４の接続部よりも入口端３１Ａ側に設けられているため、過給機を通過して加熱された冷却水は主供給通路３１における水温センサ８０よりも下流側に流入する。流量制御弁５４が開いている場合には、過給機を通過した冷却水は、ラジエータ１５側に流れて水温センサ８０に到達することが抑制される。そのため、水温センサ８０は、過給機を通過した高温の冷却水の影響を受け難く、本体ウォータジャケット１２を通過した直後の冷却水の温度を正確に検出することができる。
【００４９】
また、主供給通路３１において水温センサ８０がバイパス通路３３の接続部よりも入口端３１Ａ側に設けられているため、流量制御弁５４が閉じている場合は、過給機ウォータジャケット６６を通過した冷却水は、バイパス通路３３に流れて水温センサ８０に到達することが抑制される。
【００５０】
主供給通路３１において、ＡＴＦウォーマ供給通路３７、ヒータコア供給通路３５、及びスロットル供給通路３９のそれぞれが過給機戻り通路３４の接続部よりも入口端３１Ａ側に設けられているため、過給機ウォータジャケット６６を通過して加熱された冷却水は主供給通路３１におけるＡＴＦウォーマ供給通路３７、ヒータコア供給通路３５、及びスロットル供給通路３９のそれぞれよりも下流側に流入する。そのため、過給機ウォータジャケット６６を通過した冷却水が、ＡＴＦウォーマ２１、ヒータコア２２、及びスロットルウォータジャケット２３Ａに流入することが抑制される。
【００５１】
また、主供給通路３１において、ヒータコア供給通路３５及びスロットル供給通路３９のそれぞれは、バイパス通路３３の接続部よりも入口端３１Ａ側に設けられているため、流量制御弁５４が閉じているときにも過給機ウォータジャケット６６を通過した冷却水は、バイパス通路３３に流れてヒータコア２２及びスロットルウォータジャケット２３Ａに流入することが抑制される。特に、ヒータコア供給通路３５及びスロットル供給通路３９は延長部３１Ｅに接合されているため、過給機戻り通路３４との距離が十分に確保され、過給機ウォータジャケット６６を通過した冷却水がヒータコア２２及びスロットルウォータジャケット２３Ａに一層流入し難くなる。
【００５２】
主供給通路３１が入口端３１Ａから出口端３１Ｂにかけて斜め上方に延びているため、冷却水に空気が含まれる場合にも、空気は冷却水と共にラジエータ１５側に円滑に排出される。ラジエータ１５に排出された空気は、アッパタンク１５Ａからリザーブタンク１５Ｅに流れ、外部に排出される。
【００５３】
過給機ウォータジャケット６６は、出口６６Ｂが入口６６Ａよりも上方に配置されているため、内部で冷却水が沸騰したとしても、空気は出口から円滑に排出され、過給機ウォータジャケット６６内に水蒸気が滞留し難くなる。特に、入口に接続する供給管１８Ｄよりも出口に接続する排出管１８Ｅの流路断面積が大きく形成されているため、空気の排出が一層促進される。主供給通路３１から分岐した過給機戻り通路３４が過給機ウォータジャケット６６の出口６６Ｂよりも上方に配置されているため、空気は排出管１８Ｅ内を過給機戻り通路３４側に円滑に流れることができる。
【００５４】
供給管１８Ｄ及び排出管１８Ｅが共通の結合部材６７に結合されているため、結合部材６７を締結面６３Ａに締結することによって過給機ウォータジャケット６６の入口６６Ａと供給管１８Ｄ、出口と排出管１８Ｅとをそれぞれ同時に接続することができ、組み付け作業が容易である。
【００５５】
通路形成部材１４が、ラジエータ１５、ターボチャージャ８、ＡＴＦウォーマ２１、ヒータコア２２、及び電動スロットルバルブ２３に延びる各通路を集合した分岐通路１３を有するため、冷却水通路構造１０の簡素化及び小型化が可能になる。
【００５６】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、流量制御弁５４は主戻り通路３２の入口端３２Ａに代えてバイパス通路３３や、主供給通路３１の出口端３１Ｂに設けられてもよい。また、車両がオートマチックトランスミッションに代えてＣＶＴを備える場合には、ＡＴＦウォーマ２１をＣＶＴウォーマに置換するとよい。ＣＶＴウォーマは、ＡＴＦウォーマ２１と同様に冷却水の供給を受け、冷却水と変速機の作動油としてのＣＶＴＦ（ＣＶＴフルード）との熱交換によってＣＶＴＦを昇温する。主供給通路３１からＣＶＴＦウォーマに冷却水を供給する通路の構成はＡＴＦウォーマ供給通路３７と同様であり、ＣＶＴウォーマから主戻り通路３２に冷却水を戻す通路の構成はＡＴＦウォーマ戻り通路３８と同様である。
【符号の説明】
【００５７】
１      ：内燃機関
２      ：機関本体
８      ：ターボチャージャ（過給機）
１０    ：冷却水通路構造
１２    ：本体ウォータジャケット
１２Ａ  ：本体ウォータジャケット入口
１２Ｂ  ：本体ウォータジャケット出口
１３    ：分岐通路
１４    ：通路形成部材
１５    ：ラジエータ
１６    ：ウォータポンプ
１６Ａ  ：吸込口
１６Ｂ  ：吐出口
１７    ：冷却水通路
１８Ｄ  ：供給管
１８Ｅ  ：排出管
２１    ：ＡＴＦウォーマ
２２    ：ヒータコア
２３    ：電動スロットルバルブ
２３Ａ  ：スロットルウォータジャケット
３１    ：主供給通路
３１Ａ  ：入口端
３１Ｂ  ：出口端
３１Ｅ  ：延長部
３２    ：主戻り通路
３２Ａ  ：入口端（一端）
３２Ｂ  ：出口端（他端）
３３    ：バイパス通路
３４    ：過給機戻り通路
３５    ：ヒータコア供給通路
３６    ：ヒータコア戻り通路
３７    ：ＡＴＦウォーマ供給通路
３８    ：ＡＴＦウォーマ戻り通路
３９    ：スロットル供給通路
４０    ：スロットル戻り通路
５４    ：流量制御弁
６３Ａ  ：締結面
６６    ：過給機ウォータジャケット
６６Ａ  ：入口
６６Ｂ  ：出口
６７    ：結合部材
８０    ：水温センサ
８１    ：センサ孔
【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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