(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の冷却水と変速装置の潤滑油との熱交換をさせるオイルウォーマと、
内燃機関の内部における前記冷却水の通路である内部通路の出口から流出した冷却水を前記内部通路の入口に流入させる通路であって且つ、途中に前記オイルウォーマが接続されるウォーマ用通路と、
前記内部通路および前記ウォーマ用通路の前記冷却水を流動させるウォータポンプと、
ラジエータと、
前記内部通路を前記ラジエータに接続するラジエータ用通路と、
を備えた内燃機関の冷却装置において、
前記オイルウォーマへと流入する冷却水量を調整するサーモスタットを備え、
前記サーモスタットは、前記ウォーマ用通路を閉鎖する弁体と、互いに仕切られた複数のワックスと、を備え、複数のワックスのそれぞれの溶融による膨張量に応じて開弁量が定まるものであって且つ、前記複数のワックスを収容するボディが前記潤滑油および前記ウォーマ用通路内の前記冷却水のいずれか一方に接触しており、
前記複数のワックスは、第１温度で溶融する第１ワックス、および前記第１温度よりも高い第２温度で溶融する第２ワックスを含み、
前記ウォーマ用通路は、前記ラジエータを迂回して前記内部通路の出口から流出した冷却水を前記内部通路の入口に流入させる通路であるバイパス通路を構成し、
前記ウォータポンプによって流動状態にある前記冷却水の温度に応じて、前記内部通路の出口から流出した前記冷却水が前記バイパス通路および前記ラジエータ用通路のそれぞれに流出する量を調整する流量調整部を備え、
前記第２温度は、前記内部通路の出口から流出してラジエータに流入する冷却水量が前記流量調整部によってゼロよりも大きい量に制御される温度の下限値である冷却閾値温度よりも低いことを特徴とする内燃機関の冷却装置。
【請求項２】
前記ウォーマ用通路は、前記サーモスタットが閉弁状態となることによって、当該ウォーマ用通路のうち前記サーモスタットの上流側から前記サーモスタットに流入した前記冷却水が流出する流路が全て閉鎖される通路構造を有する請求項１記載の内燃機関の冷却装置。
【請求項３】
前記サーモスタットのボディには前記ウォーマ用通路内の前記冷却水が接触しており、
前記ウォーマ用通路のうち前記サーモスタットが設けられている部分の少なくとも一部は、前記オイルウォーマに接触して配置されている請求項２記載の内燃機関の冷却装置。
【請求項４】
前記サーモスタットのボディには前記ウォーマ用通路内の前記冷却水が接触しており、
前記ウォーマ用通路は、当該ウォーマ用通路のうち前記サーモスタットの上流側から前記サーモスタットに流入した前記冷却水が少なくとも前記サーモスタットが閉弁状態であるときに前記オイルウォーマの下流に流出可能な通路に接続されている請求項１記載の内燃機関の冷却装置。
【請求項５】
内燃機関の冷却水と変速装置の潤滑油との熱交換をさせるオイルウォーマと、
内燃機関の内部における前記冷却水の通路である内部通路の出口から流出した冷却水を前記内部通路の入口に流入させる通路であって且つ、途中に前記オイルウォーマが接続されるウォーマ用通路と、
前記内部通路および前記ウォーマ用通路の前記冷却水を流動させるウォータポンプと、を備えた内燃機関の冷却装置において、
前記オイルウォーマへと流入する冷却水量を調整するサーモスタットを備え、
前記サーモスタットは、前記ウォーマ用通路を閉鎖する弁体と、互いに仕切られた複数のワックスと、を備え、複数のワックスのそれぞれの溶融による膨張量に応じて開弁量が定まるものであって且つ、前記複数のワックスを収容するボディが前記潤滑油および前記ウォーマ用通路内の前記冷却水のいずれか一方に接触しており、
前記複数のワックスは、第１温度で溶融する第１ワックス、および前記第１温度よりも高い第２温度で溶融する第２ワックスを含み、
前記ウォーマ用通路は、前記サーモスタットが閉弁状態となることによって、当該ウォーマ用通路のうち前記サーモスタットの上流側から前記サーモスタットに流入した前記冷却水が流出する流路が全て閉鎖される通路構造を有し、
前記サーモスタットのボディには前記ウォーマ用通路内の前記冷却水が接触しており、
前記ウォーマ用通路のうち前記サーモスタットが設けられている部分の少なくとも一部は、前記オイルウォーマに接触して配置されており、
前記第１ワックスは、前記冷却水の温度が３０℃以下の状態で始動する場合、前記サーモスタットの上流の温度が前記オイルウォーマ内の前記潤滑油の温度以下であるときに溶融する内燃機関の冷却装置。
【請求項６】
前記ウォータポンプは、前記内燃機関の始動に伴って駆動される機関駆動式のポンプである請求項１〜５のいずれか１項に記載の内燃機関の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の冷却水と変速装置の潤滑油との熱交換をさせるオイルウォーマを備えた内燃機関の冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば特許文献１には、内燃機関の冷却水と変速装置の潤滑油との熱交換をさせるオイルクーラ（オイルウォーマ）を備えた冷却装置が記載されている。この装置では、内燃機関の内部における冷却水の通路である内部通路の出口側に接続され、オイルウォーマを介して内部通路の入口側に接続される通路を備えている。そして、この通路は、オイルウォーマに冷却水を導入する導入パイプと、オイルウォーマからの冷却水が流出する排出パイプとを備えている。また、導入パイプと排出パイプとの間には、オイルウォーマを迂回して導入パイプと排出パイプとを接続するバイパスパイプが設けられている。そして、排出パイプのうちバイパスパイプの接続部分には、サーモスタットが設けられている。サーモスタットは、閉弁することによって、オイルウォーマから排出パイプのうちサーモスタットの下流側への冷却水の流出を遮断する。
【０００３】
上記サーモスタットは、形状記憶樹脂を備え、８０°Ｃ程度で機械的に開弁する。このため、内燃機関の内部通路の出口側から流出して導入パイプに到達する冷却水の温度が８０°Ｃよりも低い場合には、この冷却水は、オイルウォーマを迂回してバイパス通路を介して内部通路の入口側に流入する。これに対し、上記導入パイプに到達する冷却水の温度が８０°Ｃ以上となる場合、サーモスタットが開弁することによって、この冷却水は、オイルウォーマに流入する。
【０００４】
こうした装置によれば、内燃機関の暖機が進んだことを条件に、冷却水の熱を潤滑油に与えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２８６８４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、内燃機関の始動に伴って冷却水の温度が８０°Ｃ程度まで上昇した段階では、オイルウォーマ内の温度が８０°Ｃよりも未だかなり低い状態となることがある。そして、この場合、冷却水の温度が８０°Ｃとなることによってサーモスタットが開弁すると、オイルウォーマの温度と比較してかなり高い温度の冷却水がオイルウォーマに大量に流入することによって、オイルウォーマにサーマルショックが生じるおそれがある。
【０００７】
本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、内燃機関の暖機が進んだことを条件にオイルウォーマを介して冷却水の熱を潤滑油に与えつつもオイルウォーマのサーマルショックを抑制できるようにした内燃機関の冷却装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下、上記課題を解決するための手段およびその作用効果について記載する。
１．内燃機関の冷却装置は、内燃機関の冷却水と変速装置の潤滑油との熱交換をさせるオイルウォーマと、内燃機関の内部における前記冷却水の通路である内部通路の出口から流出した冷却水を前記内部通路の入口に流入させる通路であって且つ、途中に前記オイルウォーマが接続されるウォーマ用通路と、前記内部通路および前記ウォーマ用通路の前記冷却水を流動させるウォータポンプと、を備えた内燃機関の冷却装置において、前記オイルウォーマへと流入する冷却水量を調整するサーモスタットを備え、前記サーモスタットは、前記ウォーマ用通路を閉鎖する弁体と、互いに仕切られた複数のワックスと、を備え、複数のワックスのそれぞれの溶融による膨張量に応じて開弁量が定まるものであって且つ、前記複数のワックスを収容するボディが前記潤滑油および前記ウォーマ用通路内の前記冷却水のいずれか一方に接触しており、前記複数のワックスは、第１温度で溶融する第１ワックス、および前記第１温度よりも高い第２温度で溶融する第２ワックスを含むことを特徴とする。
【０００９】
上記構成では、サーモスタットが閉弁状態にある場合、ウォータポンプが駆動されていても、オイルウォーマを冷却水が流動することがないため、内燃機関の燃焼室において発生した熱を受けた内部通路内の冷却水が、オイルウォーマにおいて熱を奪われることが抑制される。このため、内燃機関の暖機を促進することができる。
【００１０】
一方、上記サーモスタットは、複数のワックスのそれぞれの溶融による膨張量に応じて開弁量が定まるものであるため、全てのワックスが溶融する場合には、一部のワックスのみが溶融した場合と比較して、開弁量が大きくなる。このため、複数のワックスの全てが溶融すると、それら複数のワックスが膨張することによって、サーモスタットが大きく開弁し、冷却水と潤滑油との熱交換を促進することができる。これに対し、複数のワックスに融点が異なるものがある場合、サーモスタットが開弁した後、さらに温度が上昇するまで、サーモスタットの開弁量は小さい。特に、第２温度に達する前には、達した後と比較すると、第２ワックスが膨張しないために、サーモスタットの開弁量が小さくなる。このため、内部通路にて授熱した冷却水がサーモスタットの開弁によってオイルウォーマに流入し始めたときの、その流入量が制限される。したがって、オイルウォーマのサーマルショックが抑制される。
【００１１】
このように、上記構成によれば、内燃機関の暖機が進んだことを条件にオイルウォーマを介して冷却水の熱を潤滑油に与えつつもオイルウォーマのサーマルショックを抑制できる。
【００１２】
２．上記１記載の内燃機関の冷却装置において、前記ウォーマ用通路は、前記サーモスタットが閉弁状態となることによって、当該ウォーマ用通路のうち前記サーモスタットの上流側から前記サーモスタットに流入した前記冷却水が流出する流路が全て閉鎖される通路構造を有する。
【００１３】
上記構成では、上流側からサーモスタットに流入した冷却水が流出する流路として、サーモスタットが閉弁状態にあっても閉鎖されない流路を備えない。このため、通常、ラジエータおよびバイパス通路のそれぞれに流出する量を調整する周知のサーモスタットを収容する部分の冷却回路のように、サーモスタットが閉弁状態にあっても閉鎖されない流路を備える場合と比較して、その構造を簡素化することができる。このため、オイルウォーマを流通する冷却水を遮断する部材であるサーモスタットを備えることによる冷却装置の大型化を抑制することができる。
【００１４】
３．上記２記載の内燃機関の冷却装置において、前記サーモスタットのボディには前記ウォーマ用通路内の前記冷却水が接触しており、前記ウォーマ用通路のうち前記サーモスタットが設けられている部分の少なくとも一部は、前記オイルウォーマに接触して配置されている。
【００１５】
上記構成では、上流側から流入してサーモスタットに接触した冷却水が流出する流路として、サーモスタットが閉弁状態にあっても閉鎖されない流路を備えないため、サーモスタットが閉弁しているときには、サーモスタットに接触した冷却水は滞留する。このため、サーモスタットに接触した冷却水は、内部通路内の冷却水の温度と比較してかなり低い値となる可能性がある。ここで、上記構成では、ウォーマ用通路のうちサーモスタットが設けられている部分の少なくとも一部がオイルウォーマに接触して配置されているため、サーモスタットの第１ワックスは、オイルウォーマの潤滑油から熱を受ける。ここで、潤滑油の温度上昇速度は、内部通路内の冷却水の温度上昇速度よりも低くなる傾向があるものの、動力伝達ロスに伴う熱量によってある程度の速度を有する。このため、サーモスタットの上流側において滞留している冷却水の温度がほとんど上昇しない場合であっても、潤滑油の温度上昇に伴って第１ワックスを溶融させることができ、ひいてはサーモスタットを開弁させることができる。したがって、サーモスタットの開弁が過度に遅くなる事態を回避することができることから、潤滑油の温度が低い期間が過度に長くなることを抑制することができる。
【００１６】
４．上記１記載の内燃機関の冷却装置において、前記サーモスタットのボディには前記ウォーマ用通路内の前記冷却水が接触しており、前記ウォーマ用通路は、当該ウォーマ用通路のうち前記サーモスタットの上流側から前記サーモスタットに流入した前記冷却水が少なくとも前記サーモスタットが閉弁状態であるときに前記オイルウォーマの下流に流出可能な通路に接続されている。
【００１７】
上記構成では、サーモスタットに接触した冷却水が少なくともサーモスタットが閉弁状態であるときに流出可能な通路を備えるために、サーモスタットの閉弁状態においても、上流側からサーモスタットに流入した冷却水が滞留することはない。このため、上流側からサーモスタットに流入した冷却水の温度は、内部通路内の冷却水の温度の上昇に伴って速やかに上昇する。したがって、上流側からサーモスタットに流入した冷却水の温度を内部通路内の冷却水の温度と見なすことができることから、第１ワックスの融点の設定によって、内部通路内の温度が所望の温度となる時点でサーモスタットを開弁させることが容易となる。
【００１８】
５．上記１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の冷却装置において、ラジエータと、前記内部通路を前記ラジエータに接続するラジエータ用通路と、を備え、前記ウォーマ用通路は、前記ラジエータを迂回して前記内部通路の出口から流出した冷却水を前記内部通路の入口に流入させる通路であるバイパス通路を構成し、前記ウォータポンプによって流動状態にある前記冷却水の温度に応じて、前記内部通路の出口から流出した前記冷却水が前記バイパス通路および前記ラジエータ用通路のそれぞれに流出する量を調整する流量調整部を備え、前記第２温度は、前記内部通路の出口から流出してラジエータに流入する冷却水量が前記流量調整部によってゼロよりも大きい量に制御される温度の下限値である冷却閾値温度よりも低い。
【００１９】
上記構成において、冷却水の温度が冷却閾値温度以上である場合には、ラジエータに流入する冷却水量が流量調整部によってゼロよりも大きい量に制御される。したがって、第２温度が冷却閾値温度以上である場合には、冷却水の熱をラジエータに与える段階になって、ようやく第２ワックスの膨張によるサーモスタットの開弁量の増加現象が生じる。これに対し、上記構成では、第２温度を冷却閾値温度よりも低い温度とすることにより、冷却水の熱をラジエータに与える段階よりも前に、第２ワックスの膨張によるサーモスタットの開弁量の増加現象が生じる。このため、第２温度が冷却閾値温度以上である場合と比較すると、内部通路を通過してオイルウォーマへ流入する冷却水の流量を早期に増量することができ、ひいては潤滑油の温度を早期に上昇させることが可能となる。
【００２０】
６．上記１〜５のいずれか１項に記載の内燃機関の冷却装置において、前記ウォータポンプは、前記内燃機関の始動に伴って駆動される機関駆動式のポンプである。
上記構成では、ウォータポンプが、内燃機関の始動に伴って駆動される機関駆動式のポンプであるため、内燃機関が始動されると、サーモスタットを備えない場合には、冷却水がオイルウォーマと内部通路とを循環する。このため、冷却水の熱がオイルウォーマに奪われ、内燃機関の暖機が遅れるおそれがある。これに対し、上記構成では、サーモスタットを備えるために、内燃機関の冷却水の温度が第１温度よりも低い温度の状態から始動した直後において、内部通路から流出した冷却水がオイルウォーマに流入することを阻止することができ、ひいては、内燃機関を迅速に暖機させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１の実施形態にかかる内燃機関の冷却装置を備えた機関システムの構成図。
【図２】同実施形態にかかる冷却通路構造の一部を示す斜視図。
【図３】同実施形態にかかるラジエータ用のサーモスタットの構成を示す断面図。
【図４】同実施形態にかかるオイルウォーマおよびウォーマ用のサーモスタットの斜視図。
【図５】同実施形態にかかるオイルウォーマ用のサーモスタットの構成を示す断面図。
【図６】同実施形態にかかるオイルウォーマ用のサーモスタットの開弁状態を示す断面図。
【図７】同実施形態にかかる冷却水の温度の推移例を示すタイムチャート。
【図８】第２の実施形態にかかる内燃機関の冷却装置を備えた機関システムの構成図。
【図９】同実施形態にかかるオイルウォーマ用のサーモスタットの構成を示す断面図。
【図１０】上記実施形態の変形例にかかるオイルウォーマ用のサーモスタットの構成を示す断面図。
【図１１】上記実施形態の変形例にかかるサーモスタットエレメントの構成を示す断面図。
【図１２】上記実施形態の変形例にかかるサーモスタットエレメントの構成を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
＜第１の実施形態＞
以下、内燃機関の冷却装置にかかる第１の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【００２３】
図１に示すように、内燃機関１０の各気筒１２には、点火プラグ１３が設けられている。すなわち、本実施形態にかかる内燃機関１０は、ガソリン等を燃料とする火花点火式内燃機関である。内燃機関１０は、シリンダブロック１４およびシリンダヘッド１６を備え、シリンダブロック１４およびシリンダヘッド１６には、冷却水の通路である内部通路１８が設けられている。
【００２４】
内部通路１８において、入口１８ｃから流入した冷却水は、出口１８ａ，１８ｂから流出する。出口１８ａには、出口側ラジエータ用通路３０を介してラジエータ３２が接続されており、出口１８ａから流出した冷却水は、ラジエータ３２を通過した後、入口側ラジエータ用通路３４を介して内部通路１８の入口１８ｃに流入する。ラジエータ３２は、冷却水と外気との熱交換をさせる部材であり、特に走行風等を利用して冷却水の熱が外気に放出されることを促進する部材である。
【００２５】
内部通路１８の出口１８ｂから流出した冷却水は、オイルウォーマ５０に流入可能となっている。オイルウォーマ５０は、車載変速装置（ここでは、無断変速装置を想定）の潤滑油と冷却水との熱交換をさせる部材である。すなわち、潤滑油の温度が低い場合には、冷却水からの熱を潤滑油に与えることで潤滑油の温度を上昇させ、変速装置における動力伝達ロスが小さくなる規定の温度領域に早期に到達させる。一方、潤滑油の温度が規定の温度領域よりも高くなる場合には、冷却水に熱を放出して、潤滑油の温度が過度に高くなることを抑制する。
【００２６】
詳しくは、出口１８ｂには、出口側ウォーマ用通路４２が接続されており、出口側ウォーマ用通路４２には、オイルウォーマ５０用のサーモスタット６０が設けられている。そして、サーモスタット６０には、オイルウォーマ５０が接続されており、オイルウォーマ５０には、入口側ウォーマ用通路４８が接続されている。そして、入口側ウォーマ用通路４８は、内部通路１８の入口１８ｃに接続されている。
【００２７】
出口側ウォーマ用通路４２は、分岐点ＢＰにおいて分岐通路４６に接続されている。以下では、出口側ウォーマ用通路４２のうち分岐点ＢＰよりも下流の部分を直結通路４４と称する。上記サーモスタット６０は、直結通路４４に設けられている。
【００２８】
分岐通路４６には、車室内に送られる空気と冷却水との熱交換をさせる熱交換装置であるヒータコア４７が設けられている。ヒータコア４７の下流は入口側ウォーマ用通路４８に接続されており、ヒータコア４７を通過した冷却水は、入口側ウォーマ用通路４８を介して内部通路１８の入口１８ｃに流入する。
【００２９】
なお、出口側ウォーマ用通路４２、入口側ウォーマ用通路４８、および分岐通路４６は、ラジエータ３２を迂回して内部通路１８の出口１８ｂから流出した冷却水を内部通路１８の入口１８ｃに流入させる通路であるバイパス通路４０を構成する。
【００３０】
内部通路１８と、出口側ウォーマ用通路４２および入口側ウォーマ用通路４８を備えるウォーマ用通路と、分岐通路４６とのそれぞれの内部の冷却水は、ウォータポンプ８０の駆動によって流動状態とされる。ウォータポンプ８０は、内燃機関１０のクランク軸２０に機械的に連結されており、クランク軸２０の動力によって駆動される機関駆動式のポンプである。
【００３１】
上記入口側ウォーマ用通路４８と入口側ラジエータ用通路３４との合流部には、ラジエータ３２用のサーモスタット９０が設けられている。サーモスタット９０は、内部通路１８の出口１８ａ，１８ｂから流出した冷却水が、出口側ラジエータ用通路３０とバイパス通路４０とのそれぞれに流出する量を調整する流量調整部である。
【００３２】
制御装置１００は、点火プラグ１３等の各種アクチュエータに操作信号ＭＳを出力することによって、内燃機関１０の制御量（トルク、排気特性等）を制御する制御装置であり、たとえばＣＰＵと、ＣＰＵによって実行されるプログラムを記憶したメモリとを備えている。制御装置１００は、制御量の制御に際して、出口１８ｂに設けられた温度センサ１０２によって検出される冷却水の温度ＴＨＷを取り込む。
【００３３】
図２に、出口側ラジエータ用通路３０および入口側ラジエータ用通路３４を備えるラジエータ用通路と、バイパス通路４０とを備える冷却通路の通路構造の一部を示す。なお、図２において、紙面上側は、車両の上下方向上側を示す。
【００３４】
図２に示すように、オイルウォーマ５０用のサーモスタット６０は、分岐点ＢＰよりも車両の上下方向の下側に配置されている。これは、出口側ウォーマ用通路４２のうち直結通路４４に、車両の上下方向の下側に進む通路部分を設けることによって実現されたものである。
【００３５】
図３に、ラジエータ３２用のサーモスタット９０の断面構成を示す。
サーモスタット９０は、溶融することで膨張し凝固することで収縮するワックス９２ａを収容した感温部９２を備えている。感温部９２からは、ピストン９３が突出しており、ワックス９２ａが溶融して膨張することによって、感温部９２からのピストン９３の突出量が変化する。感温部９２には、冷却遮断バルブ９４が結合されている。一方、ピストン９３のうち感温部９２とは逆側の端部は、入口側ラジエータ用通路３４に固定されたメインハウジング９７に固定されている。そして、感温部９２には、スプリング９６によって、メインハウジング９７によって形成されたバルブシート部９８側に変位させようとする弾性力が及ぼされている。
【００３６】
このため、ワックス９２ａが固体である場合、冷却遮断バルブ９４は、スプリング９６の弾性力によって、バルブシート部９８に着座した状態となる。換言すれば、サーモスタット９０が閉弁状態となる。この場合、冷却水がラジエータ３２から入口側ラジエータ用通路３４を介して図１に示した内部通路１８の入口１８ｃに流入することがない。
【００３７】
一方、ワックス９２ａが溶融する場合、ワックス９２ａが膨張することによって、感温部９２に対するピストン９３の突出量が伸長する。ただし、ピストン９３自体は、その一端がメインハウジング９７に固定されているため変位せず、代わりに、感温部９２がスプリング９６の弾性力に抗してメインハウジング９７から離れる方向に変位する。これにより、感温部９２に結合された冷却遮断バルブ９４は、バルブシート部９８から離れる方向に変位し、サーモスタット９０が開弁状態となる。
【００３８】
サーモスタット９０が閉弁状態である場合、図１に示した内部通路１８の入口１８ｃに流入する冷却水は、入口側ウォーマ用通路４８からの冷却水のみとなる。これに対し、サーモスタット９０が開弁状態である場合、図１に示した内部通路１８の入口１８ｃに流入する冷却水は、入口側ウォーマ用通路４８からの冷却水と、入口側ラジエータ用通路３４からの冷却水との双方となる。
【００３９】
サーモスタット９０は、感温部９２に接触する冷却水の温度ＴＨＷ２がワックス９２ａの融点以上となることにより、開弁する。この温度、すなわち、ワックス９２ａの融点を、冷却閾値温度Ｔｔｈｂと称する。冷却閾値温度Ｔｔｈｂは、内部通路１８の出口１８ａから流出してラジエータ３２に流入する冷却水量がサーモスタット９０によってゼロよりも大きい量に制御される温度である。なお、冷却閾値温度Ｔｔｈｂは、たとえば「８５〜１１０°Ｃ」の値に設定すればよい。
【００４０】
図４に、オイルウォーマ５０およびオイルウォーマ５０用のサーモスタット６０の配置を示す。
図４に示すように、オイルウォーマ５０は、皿状に形成された複数のプレート５２の積層体であり、プレート５２によって冷却水や潤滑油の通路の一部が区画されている。なお、プレート５２は、ろう材がコーティングされたアルミニウム合金によって形成されており、プレート５２同士がろう付けされることによってオイルウォーマ５０が形成される。
【００４１】
詳しくは、オイルウォーマ５０は、変速装置に取り付けられるベースプレート５４を備えている。なお、プレート５２によって区画される空間のうちベースプレート５４に最も近い部分であって紙面裏側の部分には、変速装置からの潤滑油をオイルウォーマ５０の内部に導入する導入口と、内部の潤滑油を変速装置に流出させる流出口とが形成されている。
【００４２】
プレート５２のうちベースプレート５４から最も離れたものには、冷却水の導入口が形成されており、これに入口側ウォーマ用通路４８が接続されている。また、プレート５２のうちベースプレート５４から最も離れたものには、冷却水の導入口が形成されており、これに直結通路４４が接続されている。なお、複数のプレート５２のうち上記最も離れたものとベースプレート５４との間に位置するものにおいても、導入口と同様、孔が形成され、冷却水や潤滑油の入口や出口が形成されており、また、プレート５２とは別の部材によって、冷却水の通路と潤滑油の通路とが仕切られている。特に、ベースプレート５４には、直結通路４４のうちサーモスタット６０が設けられた部分が接触して配置されている。なお、オイルウォーマ５０に接触している直結通路４４は、オイルウォーマ５０と同一の部材、すなわち、アルミニウム合金によって形成されている。ちなみに、実際には、図４に示した部材は、ユニット化されている。換言すれば、図４に示した構成においては、直結通路４４の一部と、入口側ウォーマ用通路４８の一部とは、オイルウォーマ５０とともにユニット化された部材によって構成されている。
【００４３】
図５に、サーモスタット６０の断面構成を示す。
図５に示すように、サーモスタット６０は、サーモスタットエレメント７０に加えて、直結通路４４に固定されたピストン固定部６２と、サーモスタットエレメント７０のボディ７１に結合された弁体６４と、スプリング６６とを備えている。弁体６４は、ピストン固定部６２によって形成されるバルブシート部６８側に変位するようスプリング６６によって弾性力が加えられている。
【００４４】
サーモスタットエレメント７０内には、ボディ７１および仕切部材７２，７４によって区画された第１サーモワックス室Ｒ１と、ボディ７１および仕切部材７４によって区画された第２サーモワックス室Ｒ２とが形成されている。そして、第１サーモワックス室Ｒ１には第１ワックスＷ１が充填されており、第２サーモワックス室Ｒ２には第２ワックスＷ２が充填されている。第１ワックスＷ１および第２ワックスＷ２は、いずれも溶融することで膨張し凝固することで収縮する周知のワックスである。また、サーモスタットエレメント７０は、ボディ７１によって区画される空間の内部に一部が収容され、一部が突出してピストン固定部６２に固定されたピストン７６を備えている。上記仕切部材７２は、ゴム等の伸縮容易な部材である。また、仕切部材７４は、ボディ７１に対してピストン７６の軸方向への相対変位が可能な部材である。
【００４５】
上記第１ワックスＷ１の融点である第１温度Ｔｔｈ１は、第２ワックスＷ２の融点である第２温度Ｔｔｈ２よりも低くなっている。
第１ワックスＷ１および第２ワックスＷ２が固体である場合、スプリング６６の弾性力によって、弁体６４がバルブシート部６８に着座した状態となる。換言すれば、サーモスタット６０の閉弁状態となる。図５は、サーモスタット６０の閉弁状態を示している。この場合、出口側ウォーマ用通路４２のうち上流側の冷却水がサーモスタット６０側に流入することはできない。これは、サーモスタット６０を、閉弁状態となることによって、上流側からサーモスタット６０に流入した冷却水が流出する流路を全て閉鎖する開閉装置としたからである。換言すれば、直結通路４４が、サーモスタット６０付近において分岐してサーモスタット６０の閉弁状態においても入口１８ｃ側へと冷却水を流出させる通路を有しない通路構造であるためである。
【００４６】
一方、図６に示すように、サーモスタット６０に接触する冷却水の温度ＴＨＷ１が第１温度Ｔｔｈ１以上となると、ボディ７１に対してピストン７６の突出量が伸長する。ここで、ピストン７６自体は、ピストン固定部６２に固定されているため、上記突出量が伸長すると、ボディ７１がピストン固定部６２とは逆方向に変位する。そして、これにより、サーモスタットエレメント７０に結合された弁体６４も、スプリング６６の弾性力に抗してピストン固定部６２とは逆方向に変位し、弁体６４がバルブシート部６８から離座する。換言すれば、サーモスタット６０の開弁状態となる。
【００４７】
上記第１温度Ｔｔｈ１を、本実施形態では、内燃機関１０が始動された場合において、サーモスタット６０の開弁によって内燃機関１０の暖機が過度に妨げられることがない温度に設定する。ここで、内燃機関１０には、燃料消費量を低減するうえで理想的な温度がある。この温度の下限値Ｔｗ（ここでは、「たとえば７０°Ｃ」を想定）に対してオイルウォーマ５０内の潤滑油の温度が過度に低くならないなら、内燃機関１０の暖機が過度に妨げられることがないと考えられる。本実施形態では、第１温度Ｔｔｈ１を、「たとえば４０°Ｃ」とする。
【００４８】
一方、第２温度Ｔｔｈ２は、冷却閾値温度Ｔｔｈｂよりも低い値に設定される。本実施形態では、第２温度Ｔｔｈ２は「たとえば７５°Ｃ」に設定される。
ここで、本実施形態の作用を説明する。
【００４９】
図７に、内燃機関１０が所定温度（たとえば３０°Ｃ）以下の温度にある状態から始動した場合における出口１８ｂの冷却水の温度ＴＨＷ、サーモスタット６０のボディ７１に接触している冷却水の温度ＴＨＷ１、および潤滑油の温度Ｔｏｉｌの推移を示す。なお、図７における下側に、第１ワックスＷ１および第２ワックスＷ２の状態を示す。ここで、「固」は、固相の状態を示し、「液」は、液相の状態を示す。ただし、図７では、温度ＴＨＷ１が融点に達するか否かで固相であるか液相であるかを簡易的に切り替え表示しているに過ぎず、実際には、液相と固相とが入り交じった状態にある場合であってもそれら中間の状態を明記していない。
【００５０】
時刻ｔ１に内燃機関１０が始動されると、これに伴って出口１８ｂの冷却水の温度ＴＨＷが上昇を開始する。この例では、内燃機関１０の始動直前において、サーモスタット６０が閉弁状態にある。内燃機関１０の始動に伴ってクランク軸２０が回転すると、ウォータポンプ８０が駆動されることにより、内部通路１８内の冷却水は、分岐通路４６を介してヒータコア４７に流入し、ヒータコア４７を出ると、入口側ウォーマ用通路４８を介して内部通路１８の入口１８ｃに流入する。なお、この時点では、ラジエータ３２用のサーモスタット９０も閉弁状態にあるため、内部通路１８から出た冷却水は、ラジエータ３２を迂回して入口１８ｃに流入する。
【００５１】
ここで、オイルウォーマ５０用のサーモスタット６０が閉弁状態にある場合、直結通路４４内の冷却水は、滞留する。このため、特に、直結通路４４にあってサーモスタット６０付近の冷却水は、内部通路１８の出口１８ｂから流出した冷却水から熱をほとんど受け取らない。しかし、図４に示したように、本実施形態では、直結通路４４のうちサーモスタット６０が設けられている部分が、オイルウォーマ５０に接触して配置されており、オイルウォーマ５０から熱を受ける構成となっている。ここで、変速装置における動力伝達ロスは、熱となり、潤滑油の温度を上昇させる。このため、オイルウォーマ５０内の潤滑油の温度Ｔｏｉｌおよびサーモスタット６０に接触している冷却水の温度ＴＨＷ１は、変速装置において生じた熱によって上昇する。ただし、この温度上昇速度は、内部通路１８内の冷却水の温度上昇速度よりも小さい。そのため、図７においては、温度Ｔｏｉｌの上昇速度が温度ＴＨＷの上昇速度よりも小さくなっており、また、サーモスタット６０に接触する冷却水の温度ＴＨＷ１の上昇速度は、この冷却水がオイルウォーマ５０から熱を受けることに起因して、潤滑油の温度Ｔｏｉｌの上昇速度以下となっている。
【００５２】
ここで、サーモスタット６０に接触している冷却水の温度ＴＨＷ１が第１温度Ｔｔｈ１以上となると、第１ワックスＷ１が溶融し、体積が膨張することによって、サーモスタット６０が開弁する。これにより、内部通路１８の出口１８ｂから流出した冷却水が出口側ウォーマ用通路４２を介してオイルウォーマ５０に流入するようになる。なお、サーモスタット６０が開弁した直後においては、分岐点ＢＰよりも下流の冷却水がサーモスタット６０に到達するため、温度ＴＨＷ１は一旦低下することもあり得るが、図７においてはこれらの現象を省いて記載した。
【００５３】
内部通路１８から流出した冷却水がオイルウォーマ５０に流入するようになると、オイルウォーマ５０内の潤滑油は、内燃機関１０の燃焼室において生じた熱を冷却水を介して受け取る。また、内部通路１８から流出した冷却水がオイルウォーマ５０に流入するようになると、温度ＴＨＷ１の上昇速度が大きくなる。そして、温度ＴＨＷ１が第２温度Ｔｔｈ２に達すると、第２ワックスＷ２が溶融する。これにより、第２ワックスＷ２が膨張し第２サーモワックス室Ｒ２の容積が拡大する。したがって、第１ワックスＷ１のみが溶融していたときと比較すると、ボディ７１に対するピストン７６の突出量が伸長し、ひいては弁体６４とバルブシート部６８との距離が伸長する。換言すれば、サーモスタット６０の開弁量が大きくなる。そしてこれにより、オイルウォーマ５０に流入する冷却水の流量が増加し、ひいては単位時間当たりにオイルウォーマ５０内の潤滑油が冷却水から受け取る熱量が増加する。
【００５４】
なお、第２温度Ｔｔｈ２は、内燃機関１０が上記所定温度以下にある状態から始動した場合においてサーモスタット６０に接触している冷却水の温度ＴＨＷ１が第１温度Ｔｔｈ１となるときの内部通路１８の出口１８ｂの温度ＴＨＷの想定最高値よりも高い温度に設定しておく。これは、第２ワックスＷ２が溶融を開始するタイミングを、第１ワックスＷ１が溶融を開始するタイミングに対してある程度遅延させるための設定である。
【００５５】
ちなみに、上述したように、変速装置には、動力伝達ロスが小さくなる規定の温度領域が存在し、潤滑油の温度を規定の温度領域に早期に到達させる上では、サーモスタット６０が内燃機関１０の始動時から開弁していることが望ましい。しかし、その場合、内燃機関１０の暖機が遅れる。そして、内燃機関１０を早期に暖機することによる燃料消費量の低減効果は、潤滑油を規定の温度領域に早期に上昇させることによる燃料消費量の低減効果よりも大きい。ただし、内燃機関１０がある程度暖機された後には、潤滑油の温度を早期に上昇させることで、燃料消費量をより低減することができる。したがって、上記のサーモスタット６０は、燃料消費量を低減する上で、内燃機関１０の暖機および潤滑油の暖機をより適切に行う役割を担っている。
【００５６】
以上説明した本実施形態によれば、以下に記載する効果が得られるようになる。
（１）オイルウォーマ５０用のサーモスタット６０に、第１温度Ｔｔｈ１で溶融する第１ワックスＷ１と、第１温度Ｔｔｈ１よりも高い第２温度Ｔｔｈ２で溶融する第２ワックスＷ２とを備えた。これにより、第１ワックスＷ１および第２ワックスＷ２の双方が溶融する場合と比較して、第１ワックスＷ１のみが溶融したときの開弁量が小さくなる。このため、内部通路１８にて授熱した冷却水がサーモスタット６０の開弁によってオイルウォーマ５０に流入し始めたときの、その流入量が制限される。したがって、オイルウォーマ５０のサーマルショックが抑制される。これにより、内燃機関１０の暖機が進んだことを条件にオイルウォーマ５０を介して冷却水の熱を潤滑油に与えつつもオイルウォーマ５０のサーマルショックを抑制できる。
【００５７】
（２）直結通路４４にサーモスタット６０を設けた。これにより、上流側からサーモスタット６０に流入した冷却水が流出する流路として、サーモスタット６０が閉弁状態であっても閉鎖されない流路を備えない。このため、ラジエータ３２およびバイパス通路４０のそれぞれに流出する量を調整するサーモスタット９０を収容する部分の冷却回路のようにサーモスタット６０が閉弁状態であっても閉鎖されない流路を備える場合と比較して、その構造を簡素化することができる。このため、オイルウォーマ５０を流通する冷却水を遮断する部材であるサーモスタット６０を備えることによる冷却装置の大型化を抑制することができる。
【００５８】
（３）直結通路４４のうちサーモスタット６０が設けられている部分を、オイルウォーマ５０に接触させた。これにより、サーモスタット６０の第１ワックスＷ１を、オイルウォーマ５０の潤滑油から熱を受けて溶融させることができる。したがって、直結通路４４のうちサーモスタット６０の上流側において滞留している冷却水の温度がほとんど上昇しない場合であっても、サーモスタット６０の開弁が過度に遅くなる事態を回避することができることから、潤滑油の温度が規定の温度領域よりも低い期間が過度に長くなることを抑制することができる。
【００５９】
（４）第２温度Ｔｔｈ２を、内部通路１８の出口から流出してラジエータ３２に流入する冷却水量がラジエータ３２用のサーモスタット９０によってゼロよりも大きい量に制御される温度である冷却閾値温度Ｔｔｈｂよりも低く設定した。これにより、冷却水の熱をラジエータ３２に与える段階よりも前に、第２ワックスＷ２の膨張によるサーモスタット６０の開弁量の増加現象が生じる。このため、第２温度Ｔｔｈ２が冷却閾値温度Ｔｔｈｂ以上である場合と比較すると、内部通路１８を通過してオイルウォーマ５０へ流入する冷却水の流量を早期に増量することができ、ひいては潤滑油の温度を早期に上昇させることが可能となる。
【００６０】
（５）ウォータポンプ８０を、内燃機関１０の始動に伴って駆動される機関駆動式のポンプとした。この場合、サーモスタット６０を備えない場合には、内燃機関１０の始動直後から冷却水がオイルウォーマ５０と内部通路１８とを循環する。このため、冷却水の熱がオイルウォーマ５０に奪われ、内燃機関１０の暖機が遅れるおそれがある。これに対し、本実施形態では、サーモスタット６０を備えるために、内燃機関１０が第１温度Ｔｔｈ１よりも低い温度の状態から始動した直後において、内部通路１８から流出した冷却水がオイルウォーマ５０に流入することを阻止することができ、ひいては、内燃機関１０を迅速に暖機させることができる。
【００６１】
（６）直結通路４４のうちサーモスタット６０を収容している部分とオイルウォーマ５０とをともに同一の金属（アルミニウム合金）にて形成した。これにより、オイルウォーマ５０からサーモスタット６０への熱の伝導率を高めることができるのみならず、サーモスタット６０を収容している部分とオイルウォーマ５０との接触部分の応力集中を抑制できる。これは、同一の材料の場合、線膨張差が生じにくいためである。
【００６２】
＜第２の実施形態＞
以下、内燃機関の冷却装置にかかる第２の実施形態について、第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【００６３】
図８に、本実施形態にかかる冷却装置を備える機関システムを示す。なお、図８において、図１に示した部材に対応する部材については、便宜上、同一の符号を付している。
図８に示すように、本実施形態では、出口側ウォーマ用通路４２から分岐通路４６が分岐する分岐点ＢＰに、サーモスタット６０を設けた。
【００６４】
図９に、本実施形態にかかるサーモスタット６０の断面構成を示す。なお、図９において、図５に示した部材に対応する部材については、便宜上、同一の符号を付している。
図９に示すように、ピストン固定部６２は、直結通路４４に固定されている。また、スプリング支持部６７は、スプリング６６のピストン固定部６２とは逆側の端部の位置を固定する部材であり、分岐点ＢＰ付近の通路内に固定されている。
【００６５】
サーモスタット６０は、第１ワックスＷ１および第２ワックスＷ２が固体であるときにはスプリング６６の弾性力によって、弁体６４がバルブシート部６８に着座した状態にある。これに対し、第１ワックスＷ１や第２ワックスＷ２が溶融すると、ボディ７１に対するピストン７６の突出量が伸長し、ボディ７１がピストン固定部６２から離れる方向に変位する。これにより、弁体６４がピストン固定部６２から離れる方向に変位し、バルブシート部６８から離座する。換言すれば、サーモスタット６０が開弁状態となる。図９には、サーモスタット６０の開弁状態を示している。
【００６６】
なお、本実施形態では、第１ワックスＷ１の融点である第１温度Ｔｔｈ１を、上記下限値Ｔｗよりもわずかに低い温度である「たとえば６５°Ｃ」に設定する。
ここで、本実施形態の作用を説明する。
【００６７】
内燃機関１０が始動した際、サーモスタット６０が閉弁状態にある場合、内部通路１８の出口１８ｂから流出した冷却水は、出口側ウォーマ用通路４２および分岐通路４６を介してヒータコア４７に流入した後、内部通路１８の入口１８ｃに流入する。この間、出口側ウォーマ用通路４２においてサーモスタット６０に接触する冷却水は、出口１８ｂから流出した冷却水となるため、その温度は、出口１８ｂの冷却水の温度ＴＨＷと同等である。そして、この温度ＴＨＷが第１温度Ｔｔｈ１以上となることにより、第１ワックスＷ１が溶融すると、サーモスタット６０が開弁し、出口１８ｂから流出した冷却水がオイルウォーマ５０に流入する。そしてその後、温度ＴＨＷが第２温度Ｔｔｈ２以上となると、第２ワックスＷ２が溶融することにより、サーモスタット６０の開弁量が増加し、オイルウォーマ５０に流入する冷却水の流量が増加する。
【００６８】
以上説明した本実施形態によれば、上記第１の実施形態の上記（１），（４），（５）の効果に加えて、更に以下の効果が得られる。
（７）分岐通路４６を、サーモスタット６０の上流側からサーモスタット６０に流入した冷却水がサーモスタット６０が閉弁状態であっても流出可能な通路とした。これにより、サーモスタット６０の閉弁状態においても、サーモスタット６０に流入した冷却水が滞留することがない。このため、上流側からサーモスタット６０に流入した冷却水の温度は、内部通路１８内の冷却水の温度上昇に伴って速やかに上昇する。したがって、上流側からサーモスタット６０に流入する冷却水の温度を内部通路１８内の温度と見なすことができることから、第１ワックスＷ１の融点（第１温度Ｔｔｈ１）の設定によって、内部通路１８内の温度が所望の温度となる時点でサーモスタット６０を開弁させることが容易となる。
【００６９】
＜その他の実施形態＞
なお、上記実施形態の各事項の少なくとも１つを、以下のように変更してもよい。以下において、「課題を解決するための手段」の欄に記載した事項を項目立てするとともに上記実施形態における事項との対応関係を符号等によって例示した部分があるが、これには、項目立てした事項を対応関係を例示した実施形態中の事項に限定する意図はない。
【００７０】
・「流路構造について」
（ａ）第１の実施形態の変形例
サーモスタット６０が閉弁状態となることによって、サーモスタット６０の上流側からサーモスタット６０に流入した冷却水が流出する流路が全て閉鎖される流路構造としては、図１に例示したものに限らない。たとえば、分岐通路４６を備えない構成としてもよい。この場合、内部通路１８の第３の出口を設けてこれにヒータコア４７を接続してもよく、また、たとえば出口１８ａに接続してもよい。なお、この際、ヒータコア４７の下流側には、入口側ウォーマ用通路４８を接続すればよい。
【００７１】
ちなみに、上記流路構造の場合において、直結通路４４のうちサーモスタット６０が設けられている部分をオイルウォーマ５０に接触して配置することは必須ではない。たとえば、図１に示した冷却通路のうち分岐通路４６を備えない構成において、サーモスタット６０をオイルウォーマ５０から離して出口１８ｂに近づけて配置してもよい。この場合、サーモスタット６０の配置によって、上流側からサーモスタット６０に流入する冷却水の温度が、内部通路１８内の冷却水の温度と相関を有する度合いが変化することとなる。そして、上記相関の度合いに応じて第１温度Ｔｔｈ１を設定することによって、適切なタイミングでオイルウォーマ５０に内部通路１８側からの冷却水を流入させることができる。
【００７２】
（ｂ）第２の実施形態の変形例
サーモスタット６０の上流側からサーモスタット６０に流入した冷却水が少なくともサーモスタット６０が閉弁状態であるときにおいてオイルウォーマ５０の下流に流出する通路（分岐通路４６）を備えるものとしては、図８に例示したものに限らない。たとえば、図１に示した冷却通路に、直結通路４４のうちサーモスタット６０が配置される部分において、オイルウォーマ５０を迂回して入口側ウォーマ用通路４８に接続される通路を接続してもよい。
【００７３】
（ｃ）そのほか
図２に示したように、直結通路４４が、冷却水の進行方向が鉛直下方の成分を有する部分を備えることは必須ではない。ちなみに、直結通路４４内の冷却水の進行方向が水平方向であっても、たとえば、分岐点ＢＰからサーモスタット６０までの距離をある程度確保することにより、サーモスタット６０に接続される部分の冷却水の温度ＴＨＷ１が出口１８ａの温度ＴＨＷよりも低くなる。そして、この場合には、上記第１の実施形態に例示した構成が特に有効となる。
【００７４】
図２に示した構成において、ヒータコア４７への冷却水の流入を遮断する弁体を備えてもよい。この弁体は、たとえば、ユーザがヒータを利用する旨の意思を示す操作が車室内からなされることによって開弁されるものとすればよい。なお、上記第２の実施形態（図８）においても、ヒータコア４７への冷却水の流入を遮断する弁体を備えてもよい。ただし、この場合、出口１８ｂの冷却水の温度に応じてサーモスタット６０を開閉するために、分岐点ＢＰを、出口１８ｂに近づけることが望ましい。
【００７５】
オイルウォーマ５０に並列に接続されて冷却水と他の物質との熱交換をさせる熱交換装置としては、ヒータコア４７に限らない。たとえば、スロットルボディーやＥＧＲクーラであってもよい。ここで、ＥＧＲクーラは、ＥＧＲガスと冷却水との熱交換を通じてＥＧＲガスを冷却水によって冷却する冷却装置であり、ＥＧＲガスとは、燃焼室から排出された後に吸気通路を介して燃焼室に吸入される排気である。また、スロットルボディーとは、スロットルバルブと冷却水との熱交換をさせる装置である。また、たとえば、分岐通路４６を複数として、各分岐通路に互いに異なる熱交換装置を接続してもよい。なお、この場合、各熱交換装置の下流側は、入口側ウォーマ用通路４８に接続すればよい。
【００７６】
さらに、出口１８ｂとは別に、シリンダヘッド１６にさらに出口を設けて、この出口と入口１８ｃとを接続する通路の途中に熱交換装置を接続してもよい。
また、シリンダブロック１４に冷却水の出口を設けてもよい。すなわち、たとえば、図２や図８において、シリンダブロック１４内の内部通路１８の出口をシリンダブロック１４に設け、出口と入口側ウォーマ用通路４８とを接続してもよい。
【００７７】
・「サーモスタットの授熱設計について」
上記第１の実施形態では、直結通路４４のうちサーモスタット６０が設けられている部分の全てをオイルウォーマ５０に接触させたがこれに限らない。たとえば、サーモスタット６０が設けられている部分のうちの下流側の一部のみをオイルウォーマ５０に接触させてもよい。
【００７８】
上記第１の実施形態では、サーモスタット６０をオイルウォーマ５０の上流側に配置したがこれに限らず、下流側であってもよい。この場合であっても、入口側ウォーマ用通路４８のうちサーモスタット６０が設けられる部分の少なくとも一部がオイルウォーマ５０に接触して配置されている場合、第１ワックスＷ１は、サーモスタットエレメント７０に接触している冷却水の温度に応じて溶融し、この冷却水は、オイルウォーマ５０からの熱を受けたものとなる。
【００７９】
もっとも、第１サーモワックス室Ｒ１や第２サーモワックス室Ｒ２付近のサーモスタットエレメント７０に接触する流体を冷却水とするものにも限らず、たとえば、潤滑油とするものであってもよい。図１０に、第１サーモワックス室Ｒ１や第２サーモワックス室Ｒ２付近のサーモスタットエレメント７０に接触する流体を潤滑油とする構成を例示する。なお、図１０において、図５等に示した部材に対応するものについては、便宜上同一の符号を付している。
【００８０】
図１０に示すように、サーモスタットエレメント７０のボディ７１は、潤滑油の通路１２０内に突出するようにして、通路１２０に固定して配置されている。そして、ピストン７６は、直結通路４４に突出して弁体６４に結合している。ピストン７６は、スプリング６６によって、ボディ７１に近づく方向の弾性力を及ぼされている。図１０には、第１ワックスＷ１および第２ワックスＷ２が固体であるために、ピストン７６が図１０の最も右側に位置する場合を示している。これに対し、第１ワックスＷ１や第２ワックスＷ２が溶融することにより、ピストン７６がボディ７１から離れる方向に変位して、サーモスタット６０が開弁する。図１０には、２点鎖線にて開弁時の弁体６４を示した。
【００８１】
・「サーモスタット（６０）について」
（ａ）ワックスの融点について
上記第１の実施形態においては、第１ワックスＷ１の融点である第１温度Ｔｔｈ１を、４０°Ｃとしたが、これに限らない。たとえば、４０°Ｃより高く５０°Ｃ以下の温度であってもよく、さらに、３０°Ｃ以上４０°Ｃ未満の温度であってもよい。この場合、夏季においては、内燃機関１０の始動直前において、第１ワックスＷ１がすでに溶融し、サーモスタット６０が開弁状態となっていることもあり得る。しかし、その場合、内部通路１８の冷却水の温度は３０°Ｃ以上となっているため、内燃機関１０の始動時においてサーモスタット６０が開弁していることに起因した内燃機関１０の暖機の遅れは短い。そして、この場合であっても、たとえば内燃機関１０の始動直前にサーモスタット６０が閉弁状態となる程度に冷却水の温度が低い場合には、サーモスタット６０が閉弁した状態で内燃機関１０を始動させることにより、内燃機関１０の暖機を早めることができる。
【００８２】
なお、上記第１の実施形態において、第１温度Ｔｔｈ１は、５０°Ｃ以下にも限らない。
また、第２の実施形態において、第１温度Ｔｔｈ１は、６５°Ｃに限らず、たとえば、６０〜８０°Ｃの任意の温度としてもよい。
【００８３】
上記第１の実施形態や第２の実施形態において、第２温度Ｔｔｈ２を、「７５°Ｃ」とすることは必須ではない。ただし、冷却閾値温度Ｔｔｈｂよりも低い値に設定することが、潤滑油の温度を早期に上昇させる上では望ましい。また、上記第１の実施形態においては、内燃機関１０が上記所定温度（たとえば３０°Ｃ）以下にある状態から始動した場合においてサーモスタット６０に接触している冷却水の温度ＴＨＷ１が第１温度Ｔｔｈ１となるときの内部通路１８の出口１８ｂの温度ＴＨＷの想定最高値よりも高い温度に設定することが望ましい。
【００８４】
（ｂ）複数のワックスについて
第１ワックスＷ１および第２ワックスＷ２のみを備えるものに限らない。たとえば、互いに融点が相違する３個以上の互いに仕切られたワックスを備えるものであってもよい。
【００８５】
図１１に、３個のワックスを備える構成を例示する。なお、図１１において、図５等に記載した部材に対応する部材については、便宜上、同一の符号を付している。図１１に示すサーモスタットエレメント７０は、ボディ７１および仕切部材７２，７４，７８によって互いに仕切られた第１サーモワックス室Ｒ１および第２サーモワックス室Ｒ２に加えて、仕切部材７８によって、第２サーモワックス室Ｒ２から仕切られた第３サーモワックス室Ｒ３を備えている。そして、この第３サーモワックス室Ｒ３に充填されている第３ワックスＷ３の融点は、第２ワックスＷ２の融点よりも高くなっている。なお、仕切部材７８は、ピストン７６の軸方向への変位が可能となっている。
【００８６】
こうした構成によれば、第１ワックスＷ１および第２ワックスＷ２のみを備える場合と比較して、オイルウォーマ５０内の潤滑油の温度上昇速度の制御の自由度を向上させることができる。これは、互いに融点が相違する互いに仕切られたワックスを４個以上備える場合にも奏する効果である。ちなみに、互いに融点が相違する３個以上の互いに仕切られたワックスを備える場合、融点の最高値を、冷却閾値温度Ｔｔｈｂ以上に設定してもよい。これにより、潤滑油の冷却要求が特に高い場合に、サーモスタット６０の開弁量を最大化することによって、潤滑油の冷却能力を高めることが可能となる。
【００８７】
（ｃ）その他
各ワックスの仕切の一部がサーモスタットエレメント７０のボディ７１によって構成されるものに限らない。たとえば、図１２に例示するものであってもよい。なお、図１２において、図５等に記載した部材に対応する部材については、便宜上、同一の符号を付している。図１２に示すように、第２サーモワックス室Ｒ２に充填された第２ワックスＷ２は、伸縮可能な仕切部材７４ａによって第１サーモワックス室Ｒ１の第１ワックスＷ１から仕切られている。この構成の場合、第２ワックスＷ２は、仕切部材７４ａを介して第１ワックスＷ１から熱を受け取り、溶融する。これにより、仕切部材７４ａが伸長し、第２サーモワックス室Ｒ２が膨張する。
【００８８】
また、仕切部材７２を、ゴム等の伸縮容易な部材とすることも必須ではない。たとえば、ピストン７６の軸方向に変位容易な板状部材であって剛体と見なせるものであってもよい。
【００８９】
・「オイルウォーマ（５０）について」
アルミニウム合金にて形成されたものであることは必須ではない。ただし、第１の実施形態のように、サーモスタット６０が設けられた通路部分の冷却水に熱を伝えることを狙う場合には、熱伝導率の高い部材にて形成することが望ましい。
【００９０】
上記実施形態では、オイルウォーマ５０における冷却水の入口に接続される通路の一部を、オイルウォーマ５０とともにユニット化したがこれは必須ではない。また、上記実施形態では、オイルウォーマ５０における冷却水の出口に接続される通路の一部を、オイルウォーマ５０とともにユニット化したがこれは必須ではない。
【００９１】
オイルウォーマ５０の形状は、図４に例示したものに限らず、たとえば円形形状であってもよい。
・「流量調整部（９０）について」
上記実施形態では、機械的に開閉するサーモスタット９０単体によって流量調整部を構成したが、これに限らない。たとえば、ワックス９２ａを加熱するヒータを備えたサーモスタットと、制御装置１００とによって、流量調整部を構成してもよい。この場合、制御装置１００は、温度センサ１０２によって検出される出口１８ｂ側の冷却水の温度ＴＨＷに応じて、ヒータを通電することによってサーモスタットの開弁量を制御する。なお、この場合、たとえば、温度ＴＨＷを目標値にフィードバック制御するものであるなら、温度ＴＨＷが目標値よりも低い場合、ヒータによる加熱を実行しない。このため、ラジエータ３２に流入する冷却水量が流量調整部によってゼロよりも大きい量に制御される温度である冷却閾値温度Ｔｔｈｂを、目標値（ただし、ワックス９２ａの融点以下の温度）とすればよい。ちなみに、ヒータの加熱停止と同時にサーモスタットの開弁量がゼロとなるわけではないが、ヒータの加熱停止状態においては、冷却水の温度に応じて開弁量を調整する流量調整部が、冷却水量をゼロに制御していると見なせる。ちなみに、ウォータポンプ８０によって流動状態にある冷却水の温度としては、出口１８ｂの温度ＴＨＷに限らず、たとえばシリンダブロック１４内の温度を検出するセンサを備えてそのセンサの検出対象となる温度としてもよい。また、流量調整部が、温度ＴＨＷに応じて、周期的な通電および非通電の１周期におけるヒータの通電時間の時比率を可変設定する場合、時比率をゼロよりも大きい値とする温度の下限値を、上記冷却閾値温度Ｔｔｈｂとしてもよい。
【００９２】
なお、流量調整部としては、ワックスを備えたものに限らない。たとえば、入口側ラジエータ用通路３４と内部通路１８の入口１８ｃとの間を開閉するソレノイドバルブと、ソレノイドバルブを通電する制御装置とを備えて構成してもよい。この場合であっても、制御装置が温度ＴＨＷを目標値にフィードバック制御するものであるなら、目標値は、冷却閾値温度Ｔｔｈｂとなる。また、制御装置が、目標値へのフィードバック制御をする代わりに、温度に応じてソレノイドバルブの開口度を設定するものである場合、開口度をゼロよりも大きい値とする温度の下限値を、上記冷却閾値温度Ｔｔｈｂとする。また、ソレノイドバルブがノーマリークローズタイプであって、温度に応じてソレノイドへの通電時間の時比率を可変設定するものである場合、時比率をゼロよりも大きい値とする温度の下限値を、上記冷却閾値温度Ｔｔｈｂとする。
【００９３】
・「ウォータポンプ（４０）について」
機関駆動式のポンプに限らず、たとえば、制御装置１００によって駆動および停止が制御される電動ポンプであってもよい。この場合、内燃機関１０の暖機を促進する観点からは、内燃機関１０の始動から温度ＴＨＷが所定温度以上となるまでは、制御装置１００によって電動ポンプを停止させることが望ましい。但しこの場合であっても、サーモスタット６０を備えない場合には、潤滑油の温度が十分に高くなっていない時点で電動ポンプの駆動を開始するなら、オイルウォーマ５０に高温の冷却水が流入し、サーマルショックが生じるおそれがある。このため、サーモスタット６０を備えておくことに意義がある。また、電動ポンプを備える場合において、たとえばヒータコア４７の利用がなされる旨の意思を確認できる部材が車室側から操作されている場合には、制御装置１００によって電動ポンプを停止しない制御を実行してもよい。この場合、内燃機関１０の始動時から電動ポンプを停止しない制御が実行される場合には、機関駆動式のポンプを用いたのと同様であるため、サーモスタット６０が上記実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００９４】
・「そのほか」
内燃機関１０としては、４気筒のものに限らない。また、ガソリン機関等の火花点火式内燃機関にも限らず、たとえば軽油等を燃料とする圧縮着火式内燃機関であってもよい。また、変速装置としては、無段変速装置に限らず、有段変速装置であってもよい。
【符号の説明】
【００９５】
１０…内燃機関、１２…気筒、１３…点火プラグ、１４…シリンダブロック、１６…シリンダヘッド、１８…内部通路、１８ａ，１８ｂ…出口、１８ｃ…入口、２０…クランク軸、３０…出口側ラジエータ用通路、３２…ラジエータ、３４…入口側ラジエータ用通路、４０…バイパス通路、４２…出口側ウォーマ用通路、４４…直結通路、４６…分岐通路、４７…ヒータコア、４８…入口側ウォーマ用通路、５０…オイルウォーマ、５２…プレート、５４…ベースプレート、６０…サーモスタット、６２…ピストン固定部、６４…弁体、６６…スプリング、６７…スプリング支持部、６８…バルブシート部、７０…サーモスタットエレメント、７１…ボディ、７２，７４，７４ａ…仕切部材、７６…ピストン、７８…仕切部材、８０…ウォータポンプ、９０…サーモスタット、９２…感温部、９２ａ…ワックス、９３…ピストン、９４…冷却遮断バルブ、９６…スプリング、９７…メインハウジング、９８…バルブシート部、１００…制御装置、１０２…温度センサ、１２０…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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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