(57)【要約】【課題】エンジンの断熱性を極力高めることができるようにする。【解決手段】エンジン１に固設された接続部材３，５と、接続部材３，５に接続されエンジン１とラジエータとを接続する配管４，６とから構成され、エンジン１とラジエータとの間で冷却水を流通させる冷却水路７，８と、冷却水路７，８内に配設されるとともにエンジン１に固定された弁座１０，１９と、冷却水路７，８内に弁座１０，１９によって可動支持されて弁座１０，１９と密着することによって冷却水路７，８を遮断しうる弁体１１，２０とから構成されるサーモスタット９，１８とをそなえ、弁座１０，１９と接続部材３，５の表面がそれぞれ樹脂によって形成されているように構成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンに固設された接続部材と、該接続部材に接続され該エンジンとラジエータとを接続する配管とから構成され、該エンジンと該ラジエータとの間で冷却水を流通させる冷却水路と、
該冷却水路内に配設されるとともに該エンジンに固定された弁座と、該冷却水路内に該弁座によって可動支持されて該弁座と密着することによって該冷却水路を遮断しうる弁体とから構成されるサーモスタットとをそなえ、
該弁座と該接続部材の表面がそれぞれ樹脂によって形成されている
ことを特徴とする、冷却水の配管構造。
【請求項２】
該エンジンは、該ラジエータをバイパスして再び該エンジンに対して冷却水を送給する第１ポートと、該ラジエータに対して冷却水を送給する第２ポートとをそなえ、
該接続部材が、該第１ポートに設けられた第１接続部材と、該第２ポートに設けられた第２接続部材とによって構成され、
該配管が、該第１接続部材と該ラジエータとを接続する第１配管と、該第２接続部材と該ラジエータとを接続する第２配管とによって構成され、
該サーモスタットが、該第１ポートと該第２ポートとの双方に設けられる
ことを特徴とする、請求項１記載の冷却水の配管構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンに用いて好適な、冷却水の配管構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、エンジンには冷却水の温度を適温（例えば、８０℃前後）に保つため、サーモスタットが設けられるのが一般的である。このようなサーモスタットは、エンジンとラジエータとの間に介装され、冷却水温が所定温度よりも高くなると開弁し、ラジエータからの冷たい冷却水がエンジンに供給されるようになっている。なお、このような一般的なサーモスタットは、例えば以下の特許文献１に開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−１４８１２５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、十分に温められていないエンジンでは、オイル粘度が高いためにフリクションロスが増大し、燃費が悪化してしまう。このため、エンジン温度を素早く適正な温度とすることが望ましい。
しかしながら、従来の技術の欄で説明したようなサーモスタットでは、サーモスタットをエンジンに固定する弁座や、ラジエータホースをエンジンに固定するフィッチングなどの部品が金属によって形成されているため、サーモスタットが閉弁状態であったとしても、エンジンの熱が熱伝導率の高い金属製の弁座やフィッチングなどを介してラジエータ側の冷却水内へ伝達されてしまう。
【０００５】
このような冷却水への放熱量は僅かなものであるが、上述したようなエンジン温度を素早く上昇させたいという状況では、たとえ僅かな放熱量であっても熱の流出を確実に抑制したいという要望がある。また、このような放熱を抑制することにより、燃費の向上を図りたいという要望もある。
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、エンジンの断熱性を極力高めることができるようにした、冷却水の配管構造を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明の冷却水の配管構造は、エンジンに固設された接続部材と、該接続部材に接続され該エンジンとラジエータとを接続する配管とから構成され、該エンジンと該ラジエータとの間で冷却水を流通させる冷却水路と、該冷却水路内に配設されるとともに該エンジンに固定された弁座と、該冷却水路内に該弁座によって可動支持されて該弁座と密着することによって該冷却水路を遮断しうる弁体とから構成されるサーモスタットとをそなえ、該弁座と該接続部材の表面がそれぞれ樹脂によって形成されていることを特徴としている。
【０００７】
これにより、エンジンと冷却水との間に介装された部品の熱伝導率を低減することによって、エンジンから冷却水路内の冷却水への熱伝導を抑制することができる。
また、請求項２記載の本発明の冷却水の配管構造は、上記請求項１記載の構成において、該エンジンは、該ラジエータをバイパスして再び該エンジンに対して冷却水を送給する第１ポートと、該ラジエータに対して冷却水を送給する第２ポートとをそなえ、該接続部材が、該第１ポートに設けられた第１接続部材と、該第２ポートに設けられた第２接続部材とによって構成され、該配管が、該第１接続部材と該ラジエータとを接続する第１配管と、該第２接続部材と該ラジエータとを接続する第２配管とによって構成され、該サーモスタットが、該第１ポートと該第２ポートとの双方に設けられることを特徴としている。
【０００８】
これにより、エンジンの断熱性（保温性）をさらに高めることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態にかかる冷却水の配管構造について図１を用いて説明すると、図１はその構成を示す模式的な断面図である。エンジン１に設けられた第１ポート１ａには図示しないラジエータからの冷却水やエンジン１からの冷却水が流通するようになっており、この第１ポート１ａを通った冷却水は、図中矢印Ｆ３で示すように、水路２から排出され、ウォータポンプ（図示略）を経て再びエンジン１へ入力されるようになっている。
【００１０】
また、エンジン１には第２ポート１ｂも設けられ、この第２ポート１ｂからエンジン１を冷却した後の冷却水がラジエータに対して出力されるようになっている。
このうち、上記の第１ポート１ａには第１フィッチング（第１接続部材；接続部材）３が固設され、この第１フィッチング３を介してラジエータ出口と接続された第１ラジエータホース（第１配管；配管）４とエンジン１とが接続されている。また、第２ポート１ｂにも第２フィッチング（第２接続部材；接続部材）５が固設され、この第２フィッチング５を介してラジエータ入口と接続された第２ラジエータホース（第２配管；配管）６とエンジン１とが接続されている。
【００１１】
なお、第１フィッチング３と第１ラジエータホース４とによって構成されて、冷却水をラジエータからエンジン１へと送給する水路を第１水路７といい、また、第２フィッチング５と第２ラジエータホース６とによって構成されて、冷却水をエンジン１からラジエータへと送給する水路を第２水路８といい、さらにこれらの第１水路７および第２水路８の総称として単に冷却水路という。
【００１２】
ところで、上記の第１ポート１ａには、第１サーモスタット（サーモスタット）９が設けられ、この第１サーモスタット９は、弁座１０，主弁体（弁体）１１，副弁体１２，感温部１３によって主に構成されている。弁座１０はエンジン１に固設され、主弁体１１を閉弁方向（図中右方向）および開弁方向（図中左方向）へ変位可能に支持するものであって、主弁体１１がこの弁座１０と密着することにより、エンジン１の第１ポート１ａと冷却水路７とが遮断されるようになっている。
【００１３】
また、この弁座１０はシャフト１４を介して感温部１３を保持しており、さらに、感温部１３は上記の主弁体１１および副弁体１２と固定されている。また、弁座１０には支持部材１５が固定され、この支持部材１５と主弁体１１との間には主弁体１１を閉弁方向へ付勢するリターンスプリング１６が介装されている。また、感温部１３と副弁体１２との間にもリターンスプリング１７が介装され副弁体１２を閉弁方向（図中左方向）へ付勢するようになっている。
【００１４】
これにより、冷却水温が感温部１３の作動温度よりも高くなると、感温部１３は冷却水温の上昇に従って膨張し、主弁体１１を開弁方向へ変位させ、ラジエータで冷却された冷却水（図中矢印Ｆ２参照）が第１ポート１ａを経由して水路２より排出され、エンジン１に入力されるようになっている。また、このとき、感温部１３は副弁体１２を閉弁方向へ変位させ、第１ポート１ａに流入するエンジン１を冷却した後の冷却水（図中矢印Ｆ１参照）の流量を抑制し、ラジエータを通らずに再びエンジン１に供給される冷却水の流量（矢印Ｆ３参照）を減少させるようになっている。したがって、冷却水温は次第に低下するようになっている。
【００１５】
その後、冷却水温が低くなるにつれて感温部１３は収縮し、リターンスプリング１６が主弁体１１を閉弁方向へ変位させてラジエータからの冷却水の流量（矢印Ｆ２およびＦ３参照）を減少させるとともに、リターンスプリング１７が副弁体１２を開弁方向へ変位させ、ラジエータをバイパスして再びエンジン１に供給される冷却水の流量（矢印Ｆ１およびＦ３参照）を増加させるようになっている。したがって、冷却水温は次第に上昇するようになっている。
【００１６】
また、上述の第２ポート１ｂには、第２サーモスタット（サーモスタット）１８が設けられている。この第２サーモスタット１８の構造は第１サーモスタット９の構造とほぼ同様であるが、第１サーモスタット９にそなえられている副弁体１２がそなえられていない点で第１サーモスタット９とは異なっている。
以下、この第２サーモスタット１８について説明すると、この第２サーモスタット１８は、弁座１９，弁体２０，感温部に２１よって主に構成されており、弁座１９はエンジン１と固設され、弁体２０を閉弁方向（図中右方向）および開弁方向（図中左方向）へ変位可能に支持するものである。また、感温部２１は、弁座１９によって支持されるとともに上記の弁体２０と固定されている。さらに、弁座１９には支持部材２２が固定され、この支持部材２２と主弁体２０との間には弁体２０を閉弁方向へ付勢するリターンスプリング２３が介装されている。なお、第２サーモスタット１８の感温部２１の作動温度は第１サーモスタット９の感温部１３の作動温度と同じに設定されるようになっている。
【００１７】
これにより、冷却水温が感温部２１の作動温度よりも高くなると、感温部２１は冷却水温の上昇に従って膨張し、主弁体２０を開弁方向へ変位させるようになっている。また、その後冷却水温が低くなるにつれて感温部２１は収縮し、リターンスプリング２３が弁体２０を閉弁方向へ変位させるようになっている。つまり、冷却水温の上昇に伴ってエンジン１からラジエータへ流れ込む冷却水流量（図中矢印Ｆ４およびＦ５参照）を増大させる一方、冷却水温の低下に伴ってエンジン１からラジエータへ流れ込む冷却水量を減少させるようになっている。
【００１８】
そして、本実施形態に係る本願発明においては、上述の第１フィッチング３と第２フィッチング５および第１サーモスタット９の弁座１０と第２サーモスタット１８の弁座１９とがそれぞれ樹脂によって形成されている。ここで樹脂は、一般に熱伝導率が低く断熱性が高いという特性を有しており、これにより、エンジン１から冷却水路７，８内の冷却水への熱伝導が抑制され、エンジン１の断熱性（保温性）を高めることができるようになっている。なお、これらの弁座１０，１９およびフィッチング３，５を金属によって形成しこの金属表面を樹脂によって形成してもよいし、または、セラミックなどで形成してもよいが、弁座１０，１９およびフィッチング３，５を樹脂で形成する方が、コスト面や加工性の観点から好ましい。
【００１９】
本願発明の冷却水の配管構造は上述のように構成されているので、以下、その作用を説明すると、例えば、エンジン１が冷態始動した場合、冷却水温は両サーモスタット９，１８の感温部１３，２１の作動温度を下回っているため、感温部１３，２１は膨張しない。このため、第１サーモスタット９の主弁体１１は開弁せず、また、第２サーモスタット１８の弁体２０も閉弁したままである。これにより、エンジン１を冷却した後の冷却水はラジエータをバイパスして再びエンジン１へ供給されて循環し、次第に冷却水温は上昇する。
【００２０】
このとき、従来は、フィッチングや弁座が金属によって形成されているため、冷却水の熱や循環中の冷却水によって温められたエンジンの熱が、この金属製のフィッチングや金属製の弁座を介して冷却水路内の冷却水へ伝達されてしまうが、これに対して、本実施形態に係る本願発明によれば、第１サーモスタット９および第２サーモスタット１８の弁座１０，１９が樹脂で形成されるとともに、第１フィッチング３および第２フィッチング５も樹脂で形成されているので、弁座１０，１９およびフィッチング３，５を介してエンジン１から冷却水路７，８の冷却水へと伝達される熱量が抑制され、エンジン１の保温性を確実に高めることができる。これにより、エンジン１の暖機に要する時間を短縮して、フリクションロスが大きくなる時間を短縮し、燃費向上に大いに寄与することができる。
【００２１】
次に、上述の実施形態の変形例に係る冷却水の配管構造ついて図２を用いて説明すると、図２はその構成を示す模式的な断面図である。この変形例は原則的には図１を用いて説明したものとほぼ同様に構成されたものであるが、エンジン１の第１ポート１ａに設けられた第１サーモスタット３１の感温部３２によって、第１ポート１ａの主弁体３３や副弁体３４のみならず、第２ポート１ｂに設けられた第２サーモスタット４１の弁体４３をも制御されるようになっている点で異なっている。以下、本変形例について詳しく説明する。
【００２２】
本変形例に係るエンジン１に設けられた第１ポート１ａは、第１サーモスタット３１の主弁体３３の閉弁時に、エンジン１からの冷却水（図中矢印Ｆ６参照）が流通するようになっており、この第１ポート１ａを通った冷却水は、ラジエータ（図示略）をバイパスし、図中矢印Ｆ８で示すように、再びエンジン１に供給されるようになっている。一方、この第１サーモスタット３１の主弁体３３の開弁時には、この第１ポート１ａはラジエータからの冷却水（図中矢印Ｆ７参照）が流通するようになっており、この第１ポート１ａを通った冷却水は、水路２およびウォータポンプ（図示略）を経てエンジン１へ再び供給されるようになっている（図中矢印Ｆ８参照）。また、このエンジン１に設けられた第２ポート１ｂにはエンジン１を冷却した後の冷却水が流入し（矢印Ｆ９参照）、ラジエータへ向けて送給されるようになっている（図中矢印Ｆ１０参照）。
【００２３】
このうち、第１ポート１ａには第１フィッチング（第１接続部材；接続部材）３が固設され、この第１フィッチング３を介してラジエータの出口と接続された第１ラジエータホース（第１配管；配管）７とエンジン１とが接続されている。また、第２ポート１ｂにも第２フィッチング（第２接続部材；接続部材）５が固設され、この第２フィッチング５を介して上記のラジエータの入口と接続された第２ラジエータホース（第２配管；配管）６とエンジン１とが接続されている。
【００２４】
また、上記の第１ポート１ａには、第１サーモスタット（サーモスタット）３１が設けられており、この第１サーモスタット３１は、弁座３５，主弁体（弁体）３３，副弁体３４，感温部３２によって主に構成されている。
このうち、弁座３５はエンジン１に固設され、主弁体３３を閉弁方向（図中右方向）および開弁方向（図中左方向）へ変位可能に支持するものであって、主弁体３３がこの弁座３５と密着することによりエンジン１の第１ポート１ａと冷却水路７とが遮断されるようになっている。
【００２５】
また、この弁体３３内には油室３７が形成され、この油室３７内には感温部３２が配設されている。そして、この感温部３２はシャフト３６を介して弁座３５に保持されて、上記の油室３７は後述する第２サーモスタット４１の油室４７と油圧配管５１によって連通されるようになっている。
ここで、本変形例の第２サーモスタット４１について説明すると、この第２サーモスタット４１は、弁座４５，弁体４３，シリンダ４３によって主に構成されている。このうち、弁座４５はエンジン１と固設され、弁体４３を図中右方向（閉弁方向）および図中左方向（開弁方向）へ変位可能に支持するようになっている。また、第２サーモスタット４１の弁体４３内には油室４７が形成されている点では第１サーモスタット３１と同様であるが、感温部が設けられていない点で異なっている。
【００２６】
また、弁座４５には支持部材４８が固定され、この支持部材４８と主弁体４３との間には弁体４３を閉弁方向（図中右方）へ付勢するリターンスプリング４９が介装されている。
そして、上述のように、第１サーモスタット３１の油室３７と第２サーモスタット４１の油室４７の内部とは作動油で満たされており、第１サーモスタット３１の感温部３２が伸長すると、油室３７内の油圧が高まり、この油圧上昇が油圧配管５１を通じて第２サーモスタット４１の油室４７内に入力され、油室４７内の油圧も上昇するようになっている。また、一方、第１サーモスタット３１の感温部３２が収縮すると油室３７内の油圧が低減し、これにより、第２サーモスタット４１の油室４７内の油圧も低減するようになっている。
【００２７】
つまり、第１サーモスタット３１に設けられた感温部３２の伸縮動作によって、第１サーモスタット３１の主弁体３３，副弁体３４および第２サーモスタット４１の弁体４３が連動して制御されるため、第２サーモスタット４１には感温部を設ける必要が無い。また、両サーモスタットにそれぞれ感温部を設けた場合に比して、各感温部間での誤差が生じないので、冷却系における冷却水の流量制御を正確に行なうことが可能となる。
【００２８】
また、上述の実施形態と同様に、本変形例に係る本願発明においては、第１フィッチング３と第２フィッチング５および第１サーモスタット３１の弁座３５と第２サーモスタット４１の弁座４５とが樹脂によって形成されている。これにより、エンジン１から冷却水路７，８の冷却水へと伝導する熱量が抑制され、エンジン１の断熱性を高めることができるようになっている。なお、弁座３１，４５およびフィッチング３，５を金属によって形成しこの金属表面を樹脂によって被覆して形成してもよいし、または、セラミックなどで形成してもよいことは、上述したとおりである。
【００２９】
本変形例に係る本願発明の冷却水の配管構造は上述のように構成されているので、以下、その作用を説明すると、例えば、エンジン１が冷態始動した場合、冷却水温は第１サーモスタット３１の感温部３２の作動温度を下回っているため、感温部３２は膨張しない。このため、第１サーモスタット３１の主弁体３３は開弁せず、また、第１サーモスタット３１の主弁体３３と連動する第２サーモスタット４１の弁体４３も閉弁したままである。これにより、エンジン１を冷却した後の冷却水（図２中矢印Ｆ６参照）はラジエータを通らずに再びエンジン１へ供給されて循環するので（図２中矢印Ｆ８参照）、次第に冷却水温は上昇していく。
【００３０】
このとき、本変形例に係る本願発明によれば、第１サーモスタット３１および第２サーモスタット４１の弁座３５，４５が樹脂で形成されるとともに、第１フィッチング３および第２フィッチング５も樹脂で形成されており、この樹脂は熱伝導率が低く断熱性が高いという特性を有しているので、エンジン１から冷却水路７，８の冷却水への熱伝導が抑制され、エンジン１の断熱性を高めることができる。これにより、エンジン１の暖機に要する時間を短縮して、フリクションロスが大きくなる時間を短縮し、燃費向上に大いに寄与することができる。
【００３１】
また、第１サーモスタット３１に設けられた感温部３２の伸縮動作によって、第１サーモスタット３１の主弁体３３と副弁体３４および第２サーモスタット４１の弁体４３とが連動して制御されるため、第２サーモスタット４１には感温部を設ける必要が無く、冷却水の流量制御を正確に行なうことが可能となる。
なお、本発明は上述した実施形態および変形例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができる。
【００３２】
例えば、実施形態および変形例においては、第１ポートのみならず、第２ポートにも樹脂製の弁座をそなえたサーモスタットを設けるように構成したが、このような構成に限定するものではなく、第１ポートのみに樹脂製弁座をそなえたサーモスタットを設け、第２ポートには特にサーモスタットを設けない構成としてもよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の冷却水の配管構造によれば、エンジンの断熱性を高めることが可能となる。つまり、エンジンとラジエータ側の冷却水との間に介装された部品の材料の熱伝導率を低減することで、エンジンから当該冷却水への放熱を防ぐことが可能となり、エンジンの断熱性を高めてフリクションロスを低減させて燃費改善を図ることが可能となる（請求項１）。
【００３４】
また、樹脂製の弁座をそなえるサーモスタットが、エンジンの第１ポートと第２ポートとの双方に配設されることによって、エンジンの断熱性をさらに高めることが可能となる（請求項２）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る冷却水の配管構造の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の変形例に係る冷却水の配管構造の構成を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１  エンジン
１ａ  第１ポート
１ｂ  第２ポート
３  第１フィッチング（第１接続部材；接続部材）
４  第１配管（配管）
５  第２フィッチング（第２接続部材；接続部材）
６  第２配管（配管）
７  第１冷却水路（冷却水路）
８  第２冷却水路（冷却水路）
１０，１９，３５，４５  弁座
１１，３３  主弁体（弁体）
２０，４３  弁体
９，３１  第１サーモスタット（サーモスタット）
１８，４１  第２サーモスタット（サーモスタット）
【図１】
2004360636.tif 000003
【図２】
2004360636.tif 000004