(57)【要約】【課題】  エンジンの早期暖機を達成することができるとともに、エンジンの効率的な冷却効果を得ることができるエンジンの冷却装置を提供することを課題とする。【解決手段】  エンジン（１）の冷却装置には、ウォータポンプ（２）、ヘッド流路（６）、シリンダブロック（４）の内部を通過してヘッド流路（６）へ冷却水を供給するブロック内流路（７）、ブロック内流路（７）をバイパスして、ヘッド流路（６）へ冷却水を供給するブロックバイパス流路（８）が含まれる。さらに、ウォータポンプ（２）により供給される冷却水をブロックバイパス流路（８）又はブロック内流路（７）へ流通させる第一サーモスタット（１２）を備えている。【選択図】図１
2008133772.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウォータポンプと、
シリンダヘッドの内部に設けられたヘッド流路と、
前記ヘッド流路へ冷却水を供給するブロックバイパス流路と、
シリンダブロック内部を通過して前記ヘッド流路へ冷却水を供給するブロック内流路と、
前記ウォータポンプにより供給される冷却水を前記ブロックバイパス流路又は前記ブロック内流路へ流通させる流路切替手段と、
を備えた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記載のエンジンの冷却装置において、
前記流路切替手段は、
エンジンの冷間始動時には前記ウォータポンプにより供給される冷却水を前記ブロックバイパス流路へ流通させ、エンジンの暖機後には前記ウォータポンプにより供給される冷却水を前記ブロック内流路へ流通させる第一三方弁であ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記載のエンジンの冷却装置において、
前記流路切替手段を温度に応じて開閉する第一三方弁とし、
当該第一三方弁と並列して配置され、前記ウォータポンプの吐出圧に応じて開弁して、前記ブロック内流路に冷却水を流入させる第一差圧弁を備えたことを特徴とするエンジンの冷却装置。
【請求項４】
請求項１記載のエンジンの冷却装置において、
ラジエータへ冷却水を流通させるラジエータ流路と、
前記ラジエータをバイパスして冷却水を流通させるラジエータバイパス流路と、
前記ラジエータ流路と前記ラジエータバイパス流路の合流点に配置された第二三方弁と、
前記ラジエータバイパス流路に設置された第二差圧弁と、
を備えたことを特徴とするエンジンの冷却装置。
【請求項５】
請求項４記載のエンジンの冷却装置において、
前記第二三方弁と前記第二差圧弁とを一体に設けたことを特徴とするエンジンの冷却装置。
【請求項６】
請求項１記載のエンジンの冷却装置において、
前記ヘッド流路を流通した冷却水と熱交換を行う熱交換機器が配設された熱交換機器流路と、
当該熱交換機器流路に配設された感熱弁と、
を備えた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、エンジンの効果的な暖機と冷却とを行うことができるエンジンの冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンは、暖機が完了していない状態ではフリクションが大きい等の問題があることから早期の暖機完了が求められる。特に、シリンダボアやピストン、クランクシャフト等の摺動部を有する構成要素は効率のよい運転を実現するために早期暖機完了が望まれる。通常のエンジンは筒内爆発が開始されるとシリンダブロックやシリンダヘッド等のエンジン構成要素、さらに、これらのエンジン構成要素に形成された油路中を循環するエンジンオイル、ウォータジャケット中を循環する冷却水が温められ、徐々に暖機が進行する。
【０００３】
また、その一方で、暖機後はエンジン各部の温度が過度に上昇することを回避すべく、エンジンには冷却装置が搭載されている。
【０００４】
このようなエンジンの冷却装置には種々の形式のものがあり、例えば、暖機を必要とする冷間始動時には、シリンダブロックへの冷却水の循環を抑制して早期の暖機を実現し、暖機が完了するとシリンダブロックへの循環を開始するような構成としたエンジンの冷却装置が提案されている。このようなエンジンの冷却装置の一つとして、暖機完了後に、冷却水がシリンダヘッドとシリンダブロックへ分配して供給されるものがある。このようないわゆる分離冷却システムを改良したものが特許文献１に開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３４６９２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、前記のようないわゆる分離冷却システムを備えたエンジンでは、冷間始動時には、シリンダブロックへの冷却水の循環を抑制し、暖機完了後は、冷却水をシリンダブロックとシリンダヘッドへ分配して供給する。このため、多量の冷却水がシリンダブロックへ流入すると、シリンダヘッドへ流入してシリンダヘッドを冷却する冷却水の流量が不足することが考えられる。
【０００７】
さらに、このようなエンジンの冷却装置では、エンジンの冷間始動時にはシリンダブロックへの冷却水の循環を抑制している。このため、エンジンを始動して即座に高回転でエンジンを稼動させる場合であっても、エンジンの冷却系に十分な量の冷却水が供給されないため、エンジン内が過度に熱せられることが考えられる。
【０００８】
そこで、本発明は、エンジンの早期暖機を達成することができるとともに、エンジンの効率的な冷却効果を得ることができるエンジンの冷却装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる課題を解決する本発明のエンジンの冷却装置は、ウォータポンプと、シリンダヘッドの内部に設けられたヘッド流路と、前記ヘッド流路へ冷却水を供給するブロックバイパス流路と、シリンダブロック内部を通過して前記ヘッド流路へ冷却水を供給するブロック内流路と、前記ウォータポンプにより供給される冷却水を前記ブロックバイパス流路又は前記ブロック内流路へ流通させる流路切替手段とを備えたことを特徴とする（請求項１）。このようなエンジンの冷却装置における前記流路切替手段は、エンジンの冷間始動時には前記ウォータポンプにより供給される冷却水を前記ブロックバイパス流路へ流通させ、エンジンの暖機後には前記ウォータポンプにより供給される冷却水を前記ブロック内流路へ流通させる第一三方弁とすることができる（請求項２）。このように、本発明のエンジンの冷却装置は、シリンダヘッドに冷却水を供給する流路が二系統となっており、この二系統の流路をエンジンの暖機状態に応じて切り替えることができる。すなわち、シリンダブロックの積極的な暖機が必要となるエンジンの冷間始動時には、シリンダブロックを経由しない流路を通じて、冷却水をシリンダヘッドへ供給する。このときシリンダブロック内の冷却水は滞留することとなるからシリンダブロックの早期暖機が可能となる。そして、エンジンの暖機後には、シリンダブロック内を経由させて冷却水をシリンダヘッドへ供給する。これによりシリンダブロックの冷却が可能となる。
【００１０】
本発明のように、冷間始動時にシリンダブロック内の冷却水を滞留させるエンジンの冷却装置では、エンジンの冷間始動時であっても、高回転でエンジンを稼動させる場合等にシリンダブロックの積極的な冷却が必要になることがある。このような場合に備え、本発明のエンジンの冷却装置は、前記流路切替手段を温度に応じて開閉する第一三方弁とし、当該第一三方弁と並列して配置され、前記ウォータポンプの吐出圧に応じて開弁して、前記ブロック内流路に冷却水を流入させる第一差圧弁を備えた構成とすることができる（請求項３）。前記流路切替手段を温度に応じて開閉する第一三方弁とすれば、冷間始動時にブロック内流路中の冷却水を滞留させることができる。また、第一差圧弁を備えることで冷却水の温度上昇に先立ってブロック内流路へ冷却水を流通させることができる。すなわち、ウォータポンプの吐出量はエンジンの回転数に比例して増加し、冷却水圧力を上昇させるから、冷却水圧力が第一差圧弁の開弁圧に達すれば第一三方弁の状態にかかわらず冷却水がブロック内流路を流通するようになる。この結果、エンジンが過熱状態となることを抑制することができる。
【００１１】
さらに、このようなエンジンの冷却装置は、ラジエータへ冷却水を流通させるラジエータ流路と、前記ラジエータをバイパスして冷却水を流通させるラジエータバイパス流路と、前記ラジエータ流路と前記ラジエータバイパス流路の合流点に配置された第二三方弁と、前記ラジエータバイパス流路に設置された第二差圧弁とを備えた構成とすることができる（請求項４）。このような構成とすることにより、冷間時かつ第二差圧弁が閉弁している圧力状態のときには、ヘッド流路中の冷却水も含めて滞留させることができるため、エンジンの早期暖機を図ることができる。このようなエンジンの冷却装置では、前記第二三方弁と前記第二差圧弁とを一体に設けることができる（請求項５）。
【００１２】
シリンダブロックやシリンダヘッドを冷却した後の冷却水は温度が上昇していることから車内用のヒータ等の熱源として利用することができる。また、シリンダブロックやシリンダヘッドを冷却した後の冷却水であってもさらに他の機器の冷却に利用することができる。そこで、本発明のエンジンの冷却装置は、前記ヘッド流路を流通した冷却水と熱交換を行う熱交換機器が配設された熱交換機器流路と、当該熱交換機器流路に配設された感熱弁とを備えた構成とすることができる（請求項６）。ここで、熱交換機器には冷却水による昇温を目的としたものと冷却を目的としたものの双方が含まれる。感熱弁はこれらの熱交換機器が配設された熱交換機器流路への冷却水の流通を制御するものである。この感熱弁により、冷却水温度が一定温度より低い時に、熱交換機器流路内への冷却水の流入を遮断することができる。これにより、熱交換機器流路内で損失する熱量を抑えることができ、シリンダブロックの早期暖機化を図ることができる。このような感熱弁は熱交換機器流路上の熱交換機器の上流、下流を問わず配設することができる。ただし、熱交換機器の下流側に感熱弁を配置すると熱交換機器が高圧の冷却水に曝されることとなるので熱交換機器の耐圧性を考慮すれば、感熱弁は、熱交換機器の上流側に配置することが望ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のエンジンの冷却装置によれば、ヘッド流路と、ヘッド流路に冷却水を供給するブロックバイパス流路及びブロック内流路と、前記ブロックバイパス流路と前記ブロック内流路との流路切替手段とを備えたので、エンジンの早期暖機を達成することができるとともに、エンジンの効率的な冷却効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。
【実施例１】
【００１５】
本発明の実施例１について図面を参照して説明する。図１は実施例１のエンジン１における冷却水の流路を模式的に示した説明図である。エンジン１は、図示しないクランクシャフトの回転を動力源として駆動されるウォータポンプ２と、シリンダヘッド３とシリンダブロック４を備えている。そして、シリンダヘッド３の内部には、冷却水が流通するヘッド流路６が設けられている。
【００１６】
さらに、エンジン１には、シリンダブロック４の内部を通過して、ヘッド流路６へ冷却水を供給するブロック内流路７と、ブロック内流路７をバイパスして、ヘッド流路６へ冷却水を供給するブロックバイパス流路８が設けられている。ブロックバイパス流路８はシリンダブロック４の内部を通過せずに、ヘッド流路６へ直接冷却水を供給する。ブロック内流路７はいわゆるウォータジャケットであって、ヘッド流路６へ冷却水を流通させる流路であるだけでなく、シリンダブロック４を冷却するものである。なお、ブロック内流路７とヘッド流路６とは水穴９によって連通されている。このようなブロック内流路７は、ブロックバイパス流路８と比較して容積が大きい。従って、ブロック内流路７を経由してヘッド流路６へ冷却水を供給する場合、多量の冷却水をヘッド流路６へ流通させることができる。
【００１７】
このようなブロック内流路７からはオイルクーラ１１が配設されたオイルクーラ流路１０が分岐している。このオイルクーラ流路１０は、後述するラジエータ１５と第二サーモスタット１７との間の流路である第一流路１９に合流している。
【００１８】
なお、本実施例におけるブロックバイパス流路８は、シリンダブロック４の内部を通過しない構成としているが、ブロックバイパス流路８の一部がシリンダブロック４の内部を通過するように構成することもできる。
【００１９】
以上のようなブロック内流路７とブロックバイパス流路８にはいずれもウォータポンプ２から吐出された冷却水が流入するが、その分岐点には本発明における流路切替手段（第一三方弁）に相当する第一サーモスタット１２が配設されている。この第一サーモスタット１２につき図２を参照しつつ詳細に説明する。第一サーモスタット１２は、ウォータポンプ２側の第一接続口１２ａ、ブロック内流路７側の第二接続口１２ｂ、ブロックバイパス流路８側の第三接続口１２ｃを備えている。図２（ａ）は冷却水温度が第一サーモスタット１２の作動開始温度であるＴ１℃以下であって、第一接続口１２ａと第三接続口１２ｃとが連通している様子を示すものである。図２（ｂ）は冷却水温度がＴ１℃に達し、第一接続口１２ａと第二接続口１２ｂとが連通している様子を示すものである。すなわち、ウォータポンプ２から吐出された冷却水は、冷却水温度がＴ１℃以下のときはブロックバイパス流路８側を流通し、冷却水温度がＴ１℃に達するとブロック内流路７側へ流通し始める。なお、第一サーモスタット１２が図２（ｂ）に示す状態となると、ウォータポンプ２から吐出された冷却水はほぼ全量、ブロック内流路７側へ流通することとなるが、第一サーモスタット１２が図２（ａ）に示す状態から図２（ｂ）に示す状態へ移行する遷移時間域においては、冷却水はブロック内流路７とブロックバイパス流路８の双方に流通することがある。
【００２０】
エンジン１のウォータポンプ２とブロック内流路７との間には、このようなブロックサーモ１２と並列して配置され、ウォータポンプ２の吐出圧に応じて開弁してブロック内流路７に冷却水を流入させる第一差圧弁１４が配設されている。この第一差圧弁１４は、冷却水温度に依存せずにウォータポンプ２が吐出した冷却水をブロック内流路７へ流通させることができるものである。すなわち、第一差圧弁１４が開弁すれば、冷却水温度がＴ１℃に達していない場合であっても冷却水をブロック内流路７へ流通させることができる。このような第一差圧弁１４は、ウォータポンプ２の吐出口２ａとブロック内流路７とを繋ぐ流路中に配設されており、ウォータポンプ２の吐出圧が高くなりブロック内流路７内の圧力とに一定の圧力差が生じたときに開弁するようになっている。本実施例ではエンジン１の回転数がほぼ４０００ｒｐｍに達したときの吐出圧で開弁するようにチューニングされている。
【００２１】
ウォータポンプ２の上流側には、リザーブタンク流路１８によって接続されたラジエータ１５とリザーブタンク１６とが配設されている。またラジエータ１５との間に本発明における第二三方弁に相当する第二サーモスタット１７が配設されている。ラジエータ１５と第二サーモスタット１７とは第一流路１９によって接続されており、第二サーモスタット１７とウォータポンプ２とは第二流路２０によって接続されている。また、リザーブタンク１６とウォータポンプ２とは第三流路３４によって接続されている。ここで、第一流路１９は後述する第七流路３６とともに本発明におけるラジエータ流路を形成するものである。
【００２２】
ここで、第二サーモスタット１７につき図３を参照しつつ詳細に説明する。この第二サーモスタット１７は第一流路１９と後述するラジエータバイパス流路２７との合流点に配設されるものでヘッド流路６内を流通した後の冷却水をラジエータ１５へ流通させるか又はラジエータ１５をバイパスさせるかを切り替えるものである。このような第二サーモスタット１７は、第一流路１９側の第一接続口１７ａ、第二流路２０側の第二接続口１７ｂ、ラジエータバイパス流路２７側の第三接続口１７ｃを備えている。図３（ａ）は冷却水温度が第二サーモスタット１７の作動開始温度であるＴ２℃以下であって、第二接続口１７ｂと第三接続口１２ｃとが連通している様子を示すものである。図３（ｂ）は冷却水温度がＴ２℃に達し、第一接続口１７ａと第二接続口１７ｂとが連通している様子を示すものである。すなわち、ヘッド流路６内を流通した後の冷却水は、冷却水温度がＴ２℃以下のときはラジエータバイパス流路２７側を流通し、冷却水温度がＴ２℃に達すると第一流路１９、すなわち、ラジエータ１５へ流通し始める。
【００２３】
このようにラジエータ１５又はラジエータバイパス流路２７を流通する冷却水はヘッド流路６内を流通した後の冷却水である。このヘッド流路６内を流通した後の冷却水は、ヘッド出口６ａの下流の第一分岐点２１において、第四流路２２、第五流路２３さらに第六流路２４の３つの流路に分岐する。以下、この３つの流路について説明する。
【００２４】
第四流路２２は第二分岐点２５においてさらにヒータ流路２８とクーラ流路２９の二つの流路に分岐している。ヒータ流路２８にはヒータ３１が配設されており、クーラ流路２９にはＥＧＲクーラ３２が配設されている。また、ヒータ流路２８にはヒータ３１の上流側にバイメタルからなり本発明における感熱弁に相当するヒータバルブ３０が配設されている。このようなヒータ流路２８とクーラ流路２９は第一合流点３３で合流した後、ウォータポンプ２と第二サーモスタット１７とを接続する第二流路２０へ合流する。なお、ヒータ３１、ＥＧＲクーラ３２はともに本発明の熱交換機器に相当し、ヒータ流路２８、クーラ流路２９はともに本発明の熱交換機器流路に相当する。
【００２５】
第五流路２３にはターボチャージャ（Ｔ／Ｃ）２６が配置されており、その下流側はラジエータ１５と第二サーモスタット１７とを接続する第一流路１９に合流している。
【００２６】
また、第六流路２４は第三分岐点３５においてさらに前述した第七流路３６とラジエータバイパス流路２７とに分岐する。第七流路３６は前述のようにラジエータ１５と接続されており、第一流路１９とともに本発明におけるラジエータ流路を構成している。一方、ラジエータバイパス流路２７は前述したように第二サーモスタット１７の第三接続口１７ｃへ接続されている。
【００２７】
以上のように構成されたエンジン１の冷却装置では、第一サーモスタット１２が冷却水温度に応じて流路を変更するため、エンジン１は、エンジン１の冷却水温度がＴ１℃以下の冷間始動時の冷却水の流路と、エンジン１の冷却水温度がＴ１℃に達した暖機後の冷却水の流路とでは異なる流路を形成している。
【００２８】
そこで、エンジン１の冷間始動時の冷却水の流路について説明し、その後、エンジン１の暖機後の冷却水の流路について説明する。ここでは、冷間始動時とはエンジン１のシリンダブロック４が暖機を必要とする時期であり、エンジン１の冷却水温度がＴ１℃以下で、第一サーモスタット１２が図２（ａ）に示す状態となる場合を指している。一方、暖機後とは、エンジン１のシリンダブロック４が積極的に冷却を必要とする時期であり、冷却水温度がＴ１℃に達し、第一サーモスタット１２が図２（ｂ）に示す状態となった後を指している。
【００２９】
図４は冷間始動時のエンジン１内を流通する冷却水の流路を示した説明図である。図４では、冷間始動時に冷却水が流通している流路を実線で示し、冷却水が流通していない流路（冷却水が滞留する状態となる流路）を破線で示している。エンジン１の冷間始動時では、冷却水温度はＴ１℃以下であるため、第一サーモスタット１２はウォータポンプ２から供給される冷却水をブロックバイパス流路８へ流通させる。ところで、第二サーモスタット１７の流路が切り替わる温度Ｔ２℃は第一サーモスタット１２の流路が切り替わる温度Ｔ１℃とほぼ同等の温度である。このため、冷間始動時では、第二サーモスタット１７は、冷却水をラジエータバイパス経路２７から第二流路２０へ流通させている。
【００３０】
このような流路が形成された冷間始動時のエンジン１では、ウォータポンプ２から圧送される冷却水は第一サーモスタット１２を経由して、ブロックバイパス経路８を通じて、ヘッド流路６へ流入する。ヘッド流路６に流入した冷却水は、シリンダヘッド３を冷却する。ヘッド流路６内を流通した冷却水は、その後、ヘッド出口６ａから第一分岐点２１へ向かって流出する。第一分岐点２１に流入した冷却水は、第四流路２２と第六流路２４とに分流する。なお、冷間始動時ではサーモスタット１７の第一接続口１７ａが閉口した状態となっているために、第一流路１９には冷却水は流通していない。このため、第五流路２３の出口で冷却水は流出することができず、冷却水は第一分岐点２１から第五流路２３へはほとんど流入することがなく、滞留している。
【００３１】
第一分岐点２１から第四流路２２へ流入した冷却水は第二分岐点２５でヒータ流路２８とクーラ流路２９に分流する。クーラ流路２９に流入した冷却水はＥＧＲクーラ３２を冷却し、その後、第一合流点３３へ向かって流出する。一方、ヒータ流路２８への冷却水の流通状況は、ヒータ流路２８に備わるヒータバルブ３０の開閉状態によって異なる。ヒータバルブ３０は冷却水温度がＴ３℃以下では閉弁し、冷却水の流通を遮断する。このため、冷却水温度がＴ３℃を下回る場合には、ヒータ流路２８の冷却水は滞留する。暖機が進行し、冷却水温度がＴ３℃に達すると、ヒータバルブ３０が開弁して冷却水はヒータ３１へ流入するようになる。ヒータ３１は冷却水によって温められ、車内へ温風を供給することができる。こうしてヒータ流路２８を流通した冷却水は、第一合流点３３へ向かって流出し、クーラ流路２９から流出する冷却水と合流する。ヒータ流路２８及びクーラ流路２９から流出した冷却水は、第一合流点３３で合流後、第二流路２０へ向かって流れる。その後、ウォータポンプ２によって再びエンジン１内へ送出される。
【００３２】
一方、第一分岐点２１から第六流路２４に流入した冷却水は第三分岐点３５から、ラジエータパイパス経路２７へ流入する。ラジエータバイパス経路２７へ流入した冷却水はサーモスタット１７を経由し、流路２０へ流出する。その後、冷却水は、ウォータポンプ２によって再びエンジン１内へ送り出される。なお、冷間始動時には、サーモスタット１７の第一接続口１７ａが閉口した状態となっているため、ラジエータ１５内の冷却水は流出することができない。このため、ラジエータ１５内及び第七流路３６内の冷却水は滞留している。
【００３３】
以上説明したようにエンジン１の冷間始動時には、シリンダブロック４を経由しないブロックバイパス経路８によって、シリンダヘッド３内のヘッド流路６に冷却水を供給する。これにより、シリンダヘッド３は冷却されるとともに、冷却水が滞留しているシリンダブロック４の早期暖機が行われる。また、ラジエータ１５の冷却水は滞留しているため、冷却水の昇温が妨げられることもない。さらに、冷却水温度がＴ３℃以下では、ヒータバルブ３０が閉弁しており、ヒータ流路２８への冷却水の流通は遮断されることから、ヒータ流路２８内で冷却水の熱量の損失を抑制することができる。これにより、冷却水の昇温が妨げられることがなく、エンジン１の早期暖機が可能となっている。
【００３４】
このような冷間始動時であっても、エンジン１が４０００ｒｐｍ以上の高回転となるときには、第一差圧弁１４が開弁し、ブロック内流路７へ冷却水が流入する。これにより、エンジン１が急激に高温となることを回避している。
【００３５】
次に、エンジン１の暖機後の冷却水の流路について説明する。暖機が進行し、エンジン１内の温度が上昇すると、これに伴いエンジン１の冷却水温度も上昇する。そして冷却水温度がＴ１℃に達すると、第一サーモスタット１２が作動し、冷却水の流路が切り替えられる。また、温度Ｔ１℃とほぼ同等な温度Ｔ２℃で作動する第二サーモスタット１７も冷却水の流路を切り替える。
【００３６】
図５は暖機後のエンジン１内を流通する冷却水の流路を示した説明図である。図５では、流通している流路を実線で示し、流通していない流路を破線で示している。エンジン１の暖機後では、冷却水温度がＴ１℃に達しているため、第一サーモスタット１２はウォータポンプ２から供給される冷却水をブロック内流路７へ流通させる。また、暖機後では、第二サーモスタット１７は、冷却水を第一流路１９から第二流路２０へ流通させている。
【００３７】
このような流路が形成された暖機後のエンジン１では、ウォータポンプ２から圧送される冷却水は第一サーモスタット１２を経由して、ブロック内流路７を通じてヘッド流路６へ流入する。この際、冷却水はシリンダブロック４を冷却する。ブロック内流路７を流通する冷却水の大部分は、シリンダブロック４に設けられた水穴９を通じて、シリンダヘッド３内のヘッド流路６へ流入し、シリンダヘッド３冷却する。ブロック内経路７の冷却水の一部は、流路１０へ流入する。流路１０に流入した冷却水はオイルクーラ１１を冷却し、その後、第一流路１９へ流入する。
【００３８】
ヘッド流路６内を流通した冷却水は、その後、ヘッド出口６ａから第一分岐点２１へ向かって流出する。冷却水は、第一分岐点２１で、第四流路２２、第五流路２３さらに第六流路２４へ分岐して流出する。このように、エンジン１の暖機後では第五流路２３に冷却水が流通する。これは、第二サーモスタット１７の第一接続口１７ａが開口した状態となり、第一流路１９に冷却水が流通しているので、第一流路１９の冷却水の流通に伴って第五流路２３の冷却水が流通するためである。このとき、第二サーモスタット１７の第三接続口１７ｃは閉口した状態となるため、バイパス通路２７内の冷却水は滞留している。
【００３９】
第一分岐点２１から分流し、第四流路２２へ流入した冷却水の流れは冷間始動時とほぼ同一であるため、ここではその詳細な説明は省略する。ただし、暖機後の冷却水温度では、ヒータバルブ３０は常に開弁しているので、ヒータ流路２８には冷却水が流通する状態となり、車内へ温風を供給することができる。
【００４０】
一方、第一分岐点２１から第五流路２３へ流入した冷却水はターボチャージャ２６の周辺に流入し、ターボチャージャ２６を冷却した後、第一流路１９へ合流し、再び、エンジン１内を循環する。
【００４１】
また、第一分岐点２１から第六流路２４へ流入した冷却水はラジエータ１５内へ流入する。ラジエータ内１５に流入した冷却水は冷却され、第一流路１９を通じて、第二サーモスタット１７へ流入する。その後、第二流路２０を通じて、ウォータポンプ２へ供給され、再びエンジン１内へ送出される。また、ラジエータ１５内の冷却水の一部は、リザーブタンク１６へ供給され、リザーブタンク１６内に貯留される。リザーブタンク１６内の冷却水は、必要に応じ、ウォータポンプ２へ第三流路３４を通じてウォータポンプ２へ供給される。
【００４２】
このようにして、暖機後のエンジン１では、シリンダブロック４を経由してシリンダヘッド３に冷却水を供給する冷却水の流路が形成されている。このため、積極的な冷却を必要とするシリンダブロック４をはじめ、その他冷却を必要とする各部に冷却水を供給し、当該箇所を冷却することができる。また、エンジン１の各部を循環し、昇温した冷却水は、ラジエータ１５を通じて冷却されるので、冷却水温度の過上昇を抑制することができる。
【００４３】
このように、本実施例のエンジン１は、冷間始動時の冷却水の流路と暖機後の冷却水の流路との二系統の流路を有している。この二系統の流路は第一サーモスタット１２と第二サーモスタット１７を利用して、エンジン１の暖機状態に応じて、切り替えている。すなわち、冷間始動時のシリンダブロック４の暖機を目的とする場合には、シリンダブロック４を冷却することなく、シリンダヘッド３へ冷却水を供給することができる。また、ラジエータ１５の冷却水は滞留するため、冷却水による昇温の妨げを抑制することができ、エンジン１内を迅速に昇温させることができる。このように、エンジン１の暖機を効率化して早期暖機化を図っている。一方、暖機後のエンジン１は、シリンダブロック４を経由してシリンダヘッド３へ冷却水を供給し、シリンダヘッド３とともにシリンダブロック４も積極的に冷却することができる。また、冷却水はラジエータ１５へ流通して、冷却されるので、冷却水は適度な冷却効果を維持している。こうして、暖機後のエンジン１を冷却し、エンジン１の過熱を抑制することができる。
【実施例２】
【００４４】
次に、本発明の実施例２について図面を参照して説明する。図６は実施例２のエンジン４０の冷却水の流路を示した説明図である。実施例２のエンジン４０は実施例１のエンジン１とほぼ同一の構成であるが、以下の点で相違している。すなわち、実施例２は、実施例１においてヒータ通路２８に配置されていたヒータバルブ３０に代えて、ヒータ流路２８とクーラ流路２９とが分岐する第二分岐点２５の上流に位置する第四流路２２に感熱弁３７を配置した構成となっている。この感熱弁３７は、冷却水温度がＴ３℃に達すると開弁する。このように構成されたエンジン４０では、冷却水温度がＴ３℃に達するまで、感熱弁３７の下流の冷却水は滞留することとなる。これにより、冷却水温度がＴ３℃以下では、ヒータ３１とＥＧＲクーラ３２での熱交換が行われず、ヒータ流路２８とクーラ流路２９での冷却水の熱量の損失が抑制される。この結果、冷却水温度の早期上昇が可能となる。なお、その他の構成は実施例１と同一であるため、実施例１と同一の構成要素については、図面中、同一の参照番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【実施例３】
【００４５】
次に、本発明の実施例３について図面を参照して説明する。図７は実施例３のエンジン５０の冷却水の流路を示した説明図である。実施例３のエンジン５０は実施例１のエンジン１とほぼ同一の構成をしているが、実施例３では、ラジエータバイパス流路２７に第二差圧弁３８を配設した点で実施例１と相違している。
【００４６】
第二差圧弁３８はその上流側の水圧が下流側の水圧に比べて、一定以上高圧となる場合に開弁し、それ以外の場合には閉弁するように構成されている。このような第二差圧弁３８を配設することで、冷間始動時のエンジン５０内を循環する冷却水の流通を規制することができる。すなわち、第二差圧弁３８が閉弁した状態であると第六流路２４の冷却水も滞留することになる。このため、エンジン５０内の冷却水の流通が制限され、エンジン５０の早期暖機が図られている。一方、第二差圧弁３８が開弁すれば、第二サーモスタット１７へ冷却水が流通する。なお、その他の構成は実施例１と同一であるため、実施例１と同一の構成要素については、図面中、同一の参照番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【実施例４】
【００４７】
次に本発明の実施例４について図面を参照して説明する。図８は実施例４のエンジン６０の冷却水の流路を示した説明図である。実施例４のエンジン６０は実施例３のエンジン５０とほぼ同一の構成をしているが、実施例３でエンジン５０に備えた第二サーモスタット１７と第二差圧弁３８とに代えて、実施例４では、第三サーモスタット３９を備えた点で実施例３と相違している。
【００４８】
この第三サーモスタット３９は、本発明における第二三方弁に相当する第二サーモスタット１７と第二差圧弁３８とを一体に設けたものである。この第三サーモスタット３９につき図９を参照しつつ詳細に説明する。第三サーモスタット３９は、第一流路１９側の第一接続口３９ａ、第二流路２０側の第二接続口３９ｂ、ラジエータバイパス流路２７側の第三接続口３９ｃと、ペレット３９ｄの底部に接続された差圧弁３９ｅを備えている。図９（ａ）は冷却水温度が第三サーモスタット３９の作動開始温度であるＴ２℃以下であり、かつ、ラジエータバイパス流路２７の圧力が差圧弁３９ｅの開口圧を下回っているときの第三サーモスタット３９の状態を示している。この状態では第三サーモスタット３９内のいずれの接続口も連通しておらず、冷却水は流通していない。図９（ｂ）は冷却水温度がＴ２℃以下であるが、ラジエータバイパス流路２７の圧力が差圧弁３９ｅの開口圧以上となっているときの第三サーモスタット３９の状態を示している。この状態の第三サーモスタット３９内では第二接続口３９ｂと第三接続口３９ｃとが連通し、冷却水はラジエータバイパス流路２７から第二流路２０へ流通する。図９（ｃ）は冷却水温度がＴ２℃に達しているときの状態を示している。この状態の第三サーモスタット３９内では第一接続口３９ａと第二接続口３９ｂが連通し、冷却水は第一流路１９から第二流路２０へと流通する。このとき、差圧弁３９ｅはペレット３９ｄの移動に伴って第三接続口３９ｃに押し付けられて、この第三接続口３９ｃを閉塞する。このため、ラジエータバイパス流路２７からの冷却水の流入は遮断される。
【００４９】
このような第三サーモスタット３９を備えることで、実施例３の場合と同様の効果を得ることができる。なお、その他の構成は実施例３と同一であるため、実施例３と同一の構成要素については、図面中、同一の参照番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００５０】
上記実施例は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、さらに本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】実施例１のエンジンの冷却水の流路を示した説明図である。
【図２】実施例１の第一サーモスタットを示した説明図で、（ａ）は第一接続口と第三接続口とが連通している様子を示す図、（ｂ）は第一接続口と第二接続口とが連通している様子を示す図である。
【図３】実施例１の第二サーモスタットを示した説明図で、（ａ）は第三接続口と第二接続口とが連通している様子を示す図、（ｂ）は第一接続口と第二接続口とが連通している様子を示す図である。
【図４】実施例１のエンジンの冷間始動時における冷却水の流路を示した説明図である。
【図５】実施例１のエンジンの暖機後における冷却水の流路を示した説明図である。
【図６】実施例２のエンジンの冷却水の流路を示した説明図である。
【図７】実施例３のエンジンの冷却水の流路を示した説明図である。
【図８】実施例４のエンジンの冷却水の流路を示した説明図である。
【図９】実施例４の第三サーモスタットを示した説明図で、（ａ）はいずれの接続口も連通していない様子を示す図、（ｂ）は第三接続口と第二接続口とが連通している様子を示す図、（ｃ）は第一接続口と第二接続口とが連通している状態を示すである。
【符号の説明】
【００５２】
１、４０、５０、６０  エンジン
２  ウォータポンプ
３  シリンダヘッド
４  シリンダブロック
６  ヘッド流路
７  ブロック内流路
８  ブロックバイパス流路
１２  第一サーモスタット
１４  第一差圧弁
１５  ラジエータ
１７  第二サーモスタット
１９  第一流路
２０  第二流路
２１  第一分岐点
２２  第四流路
２３  第五流路
２４  第六流路
２５  第二分岐点
２７  ラジエータバイパス流路
２８  ヒータ流路
２９  クーラ流路
３０  ヒータバルブ
３３  第一合流点
３４  第三流路
３５  第三分岐点
３６  第七流路
３７  感熱弁
３８  第二差圧弁
３９  第三サーモスタット
【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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