(57)【要約】【課題】ブロック内ウォータジャケット１３とヘッド内ウォータジャケット１４とに独立して冷却液を流通可能にしたエンジン冷却装置において、冷却液の流通経路を切り替えるための切替弁８のスリーブ型弁体８２の位置決めに必要な電力を低減可能にする。【解決手段】切替弁８は、円柱形のシリンダ室８１内にその中心軸線に沿ってスライドのみ可能にスリーブ型弁体８２を収納したスライド式バルブとされる。アクチュエータ９によりスリーブ型弁体８２がシリンダ室８１の一端側にスライドされたときにヘッド内ウォータジャケット１４に冷却液を導入可能な状態にする一方で、アクチュエータ９によりスリーブ型弁体８２がシリンダ室８１の他端側にスライドされたときにブロック内ウォータジャケット１３に冷却液を導入可能な状態にする。【選択図】図２
2013144964.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブロック内ウォータジャケットまたはヘッド内ウォータジャケットに冷却液を導入可能とするための切替弁と、冷却液の温度変化に応じて前記切替弁を作動させるためのアクチュエータとを備え、
前記切替弁は、円柱形のシリンダ室内にその中心軸線に沿ってスライドのみ可能にスリーブ型弁体を収納したスライド式バルブとされ、かつ前記アクチュエータにより前記弁体が前記シリンダ室の一端側にスライドされたときに前記ヘッド内ウォータジャケットに冷却液を導入可能な状態にする一方で、前記アクチュエータにより前記弁体が前記シリンダ室の他端側にスライドされたときに前記ブロック内ウォータジャケットに冷却液を導入可能な状態にする、ことを特徴とするエンジン冷却装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエンジン冷却装置において、
前記切替弁は、前記スリーブ型弁体を前記シリンダ室の一端側に押し付けるように付勢するためのリバーススプリングを備える、ことを特徴とするエンジン冷却装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のエンジン冷却装置において、
前記アクチュエータは、冷却液の温度が高くなるにつれて自動的に全長寸法が大きくなるサーモエレメントを駆動源として備える、ことを特徴とするエンジン冷却装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のエンジン冷却装置において、
前記切替弁は、シリンダブロック内において当該シリンダブロックに設けられる冷却液導入部の近傍に設けられ、
この切替弁の前記シリンダ室内には、前記冷却液導入部の内端開口と、前記ブロック内ウォータジャケットに対する連絡通路の上流開口と、前記ヘッド内ウォータジャケットに対する連絡通路の上流開口とがそれぞれ開放され、
前記スリーブ型弁体は、軸方向両端が貫通され、かつ、その周壁には、前記シリンダ室の一端側にスライドされた状態で前記冷却液導入部の内端開口に合致して連通する導入口と前記ヘッド側連絡通路の上流開口に合致して連通するヘッド側出口とが設けられているとともに、前記シリンダ室の他端側にスライドされた状態で前記ブロック側連絡通路の上流開口に合致して連通するブロック側出口が設けられる、ことを特徴とするエンジン冷却装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載のエンジン冷却装置において、
ブロック内ウォータジャケットまたはヘッド内ウォータジャケットから排出される冷却液をラジエータを通してから前記切替弁に導くためのラジエータ通路と、
このラジエータ通路において前記ラジエータをバイパスするように接続されるバイパス通路と、
冷却液を流動させるためのウォーターポンプと、
冷却液の温度に応じて前記ラジエータ通路の冷却液流通を制御するための制御弁とをさらに備え、
前記ブロック内ウォータジャケットの下流側は、前記ヘッド内ウォータジャケットに接続され、
前記ラジエータ通路に対する前記バイパス通路の接続部分での冷却液温度が暖機完了温度より低く設定される開弁開始温度未満のときに、前記切替弁および制御弁により前記バイパス通路のみから前記ヘッド内ウォータジャケットへ冷却液を流通させる経路を作り、
前記冷却液温度が前記暖機完了温度以上になると、前記切替弁および制御弁により前記バイパス通路および前記ラジエータ通路の両方から前記ブロック内ウォータジャケットへ冷却液を流通させる経路を作る、ことを特徴とするエンジン冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダブロックのウォータジャケットとシリンダヘッドのウォータジャケットとに独立して冷却液を流通可能にしたエンジン冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１に示す従来例では、シリンダブロックのウォータジャケットとシリンダヘッドのウォータジャケットとに独立して冷却液を流通可能にした構成が開示されている。
【０００３】
この場合、冷間始動するときに、ブロック内ウォータジャケットとヘッド内ウォータジャケットとの両方に対する冷却液の流通を停止させることにより、暖機を可及的速やかに昇温させることが可能になる。
【０００４】
この特許文献１では、ヘッド内ウォータジャケットとブロック内ウォータジャケットとから排出される冷却水を、ラジエータに流通させてから前記ウォータジャケットに戻す流路と、ラジエータをバイパスさせてから前記ウォータジャケットに戻す流路とに切り替えるための方向制御弁を備えている。
【０００５】
この方向制御弁は、いわゆるロータリー式バルブとされており、円周数ヶ所に冷却水の入口と複数の出口とを設けた円筒状本体の内部に、半円筒状の弁体を回転可能に収納した構成になっている。また、この方向制御弁の場合、前記流路切り替え時に、アクチュエータ（ステッピングモータ等の駆動源と減速ギヤなどの動力伝達機構とを含む）で弁体を回転させるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−４３５５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１に係る従来例では、ウォータポンプによる冷却水圧力がロータリー式バルブに当該バルブを回転させるような形態で印加されるので、このロータリー式バルブの弁体を停止位置で不動に位置決めさせるために前記アクチュエータを駆動し続ける必要があるなど、電力消費が大きくなることが懸念される。また、ロータリー式バルブを前記アクチュエータで回転させるように構成しているので、ロータリー式バルブの弁体の回転動作時の停止制御について、弁体の回転位置を検出するためのセンサが必要となり、エンジン冷却系の設備コストが嵩むことが懸念される。
【０００８】
このような事情に鑑み、本発明は、シリンダブロックのウォータジャケットとシリンダヘッドのウォータジャケットとに独立して冷却液を流通可能にしたエンジン冷却装置において、冷却液の流通経路を切り替えるための切替弁のスリーブ型弁体の位置決めに必要な電力を低減可能とすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るエンジン冷却装置は、ブロック内ウォータジャケットまたはヘッド内ウォータジャケットに冷却液を導入可能とするための切替弁と、冷却液の温度変化に応じて前記切替弁を作動させるためのアクチュエータとを備え、前記切替弁は、円柱形のシリンダ室内にその中心軸線に沿ってスライドのみ可能にスリーブ型弁体を収納したスライド式バルブとされ、かつ前記アクチュエータにより前記弁体が前記シリンダ室の一端側にスライドされたときに前記ヘッド内ウォータジャケットに冷却液を導入可能な状態にする一方で、前記アクチュエータにより前記弁体が前記シリンダ室の他端側にスライドされたときに前記ブロック内ウォータジャケットに冷却液を導入可能な状態にする、ことを特徴としている。
【００１０】
この構成では、単一の切替弁でもって、冷却液をブロック内ウォータジャケットまたはヘッド内ウォータジャケットに導入可能とするように冷却液流通経路を切り替えることが可能になる。
【００１１】
そして、切替弁としてのスライド式バルブのスリーブ型弁体が、シリンダ室の一端側にスライドされたときに前記ヘッド内ウォータジャケットに冷却液を導入可能な状態にする一方、シリンダ室の他端側にスライドされたときに前記ブロック内ウォータジャケットに冷却液を導入可能な状態にする。
【００１２】
また、前記切替弁としてのスライド式バルブは、スリーブ型弁体をシリンダ室内に一端側と他端側とに中心軸線に沿ってスライドのみ可能となるように収納した構成であるから、例えばスリーブ型弁体をシリンダ室の例えば一端側にリバーススプリングなどで押し付けて位置決めすることが可能になる。
【００１３】
その場合には前記スリーブ型弁体を位置決めするための電力が不要になるとともに、前記スリーブ型弁体のスライド動作時の停止制御については、例えば特許文献１に示す従来例のロータリー式バルブの回転動作時の停止制御に比べると簡易となる。
【００１４】
好ましくは、前記切替弁は、前記スリーブ型弁体を前記シリンダ室の一端側に押し付けるように付勢するためのリバーススプリングを備える、構成とすることができる。
【００１５】
この構成では、例えばリバーススプリングによりスリーブ型弁体をシリンダ室の一端側に押し付けるように位置決めすることが可能になるので、例えば特許文献１に示す従来例のようにロータリー式バルブの弁体を不動に位置決めするためにアクチュエータを作動させ続ける必要がなくなる。その結果、前記位置決めのための電力消費を無くすことが可能になる。
【００１６】
好ましくは、前記アクチュエータは、冷却液の温度が高くなるにつれて自動的に全長寸法が大きくなるサーモエレメントを駆動源として備える、構成とすることができる。
【００１７】
この構成では、前記切替弁のサーモエレメントの動きを検出するためのセンサや前記切替弁を作動させるための制御系が不要となるので、設備コストを低減することが可能になる。
【００１８】
好ましくは、前記切替弁は、シリンダブロック内において当該シリンダブロックに設けられる冷却液導入部の近傍に設けられ、この切替弁の前記シリンダ室内には、前記冷却液導入部の内端開口と、前記ブロック内ウォータジャケットに対する連絡通路の上流開口と、前記ヘッド内ウォータジャケットに対する連絡通路の上流開口とがそれぞれ開放され、前記スリーブ型弁体は、軸方向両端が貫通され、かつ、その周壁には、前記シリンダ室の一端側にスライドされた状態で前記冷却液導入部の内端開口に合致して連通する導入口と前記ヘッド側連絡通路の上流開口に合致して連通するヘッド側出口とが設けられているとともに、前記シリンダ室の他端側にスライドされた状態で前記ブロック側連絡通路の上流開口に合致して連通するブロック側出口が設けられる、構成とすることができる。
【００１９】
ここでは、切替弁の設置場所を特定しているとともに、切替弁のシリンダ室およびスリーブ型弁体の構成を特定している。この特定により、切替弁をエンジンの外側に設置する場合に比べると、エンジンルームに切替弁の設置スペースを確保せずに済むようになる。
【００２０】
好ましくは、本発明に係るエンジン冷却装置は、ブロック内ウォータジャケットまたはヘッド内ウォータジャケットから排出される冷却液をラジエータを通してから前記切替弁に導くためのラジエータ通路と、このラジエータ通路において前記ラジエータをバイパスするように接続されるバイパス通路と、冷却液を流動させるためのウォーターポンプと、冷却液の温度に応じて前記ラジエータ通路の冷却液流通を制御するための制御弁とをさらに備え、前記ブロック内ウォータジャケットの下流側は、前記ヘッド内ウォータジャケットに接続され、前記ラジエータ通路に対する前記バイパス通路の接続部分での冷却液温度が暖機完了温度より低く設定される開弁開始温度未満のときに、前記切替弁および制御弁により前記バイパス通路のみから前記ヘッド内ウォータジャケットへ冷却液を流通させる経路を作り、前記冷却液温度が前記暖機完了温度以上になると、前記切替弁および制御弁により前記バイパス通路および前記ラジエータ通路の両方から前記ブロック内ウォータジャケットへ冷却液を流通させる経路を作る、構成とすることができる。
【００２１】
ここでは、エンジンのウォータジャケットの経路および切替弁および制御弁による冷却液の流通経路を特定している。
【００２２】
前記暖機が完了するまでは、バイパス通路のみからヘッド内ウォータジャケットに冷却液が流通するようになるので、シリンダブロックとシリンダヘッドとの温度差が大きくならないようにしながら速やかに昇温させることが可能になる。
【００２３】
前記暖機が完了すると、バイパス通路およびラジエータ通路の両方からブロック内ウォータジャケットに冷却液が流通し、さらにこのブロック内ウォータジャケットの下流側から冷却液がヘッド内ウォータジャケットに流入するようになるので、シリンダヘッドおよびシリンダブロックの熱を冷却液で効率良く回収してラジエータで大気放出させることが可能になる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、シリンダブロックのウォータジャケットとシリンダヘッドのウォータジャケットとに独立して冷却液を流通可能にしたエンジン冷却装置において、冷却液の流通経路を切り替えるための切替弁のスリーブ型弁体の位置決めに必要な電力を低減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係るエンジン冷却装置の一実施形態を模式的に示す図である。
【図２】図１の切替弁を示す断面図であり、当該切替弁のスリーブ型弁体が最下位置に配置されている状態を示している。
【図３】図２のスリーブ型弁体の一部を断面にした状態の斜視図である。
【図４】図２の（４）−（４）線断面の矢視図である。
【図５】図１の切替弁を示す断面図であり、当該切替弁のスリーブ型弁体が上下方向中間に配置されている状態を示している。
【図６】図１の切替弁を示す断面図であり、当該切替弁のスリーブ型弁体が最上位置に配置されている状態を示している。
【図７】本発明に係るエンジン冷却装置の他実施形態で、シリンダブロックを上から見た図である。
【図８】図７に示す切替弁のアクチュエータにおける駆動源（サーモエレメント）と動力伝達機構とを示す図であり、スリーブ型弁体が最下位置に配置されている状態を示している。
【図９】図７に示す切替弁のアクチュエータにおける駆動源（サーモエレメント）と動力伝達機構とを示す図であり、スリーブ型弁体が最上位置に配置されている状態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明を実施するための最良の実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２７】
図１から図６に、本発明の一実施形態を示している。この実施形態では直列多気筒型のエンジンを例に挙げて説明する。図１に示すエンジン１は、シリンダブロック１１とシリンダヘッド１２とを少なくとも備えている。
【００２８】
シリンダブロック１１内にはウォータジャケット１３が設けられている。また、シリンダヘッド１２内にはウォータジャケット１４が設けられている。これらブロック内ウォータジャケット１３およびヘッド内ウォータジャケット１４がエンジン１における冷却液の内部通路である。冷却液は、例えばエチレングリコールの水溶液などの不凍液とされている。
【００２９】
なお、この実施形態でのシリンダブロック１１はオープンデッキタイプと呼ばれるものであって、ブロック内ウォータジャケット１３がヘッド内ウォータジャケット１４に連通されている。
【００３０】
ブロック内ウォータジャケット１３およびヘッド内ウォータジャケット１４からの冷却液の取り出し部１５は、シリンダヘッド１２において例えば気筒配列方向の後端側に設けられている。この取り出し部１５は、ヘッド内ウォータジャケットの下流端とされる。一方、ブロック内ウォータジャケット１３およびヘッド内ウォータジャケット１４に対する冷却液の還流部１６は、シリンダブロック１１において例えば気筒配列方向の前端側に設けられている。
【００３１】
これら冷却液の取り出し部１５と還流部１６とには、ラジエータ通路２が連通連結されている。このラジエータ通路２には、ウォータポンプ４およびラジエータ５が設けられている。
【００３２】
ウォータポンプ４は、ラジエータ通路２においてシリンダブロック１１の還流部１６寄りに設けられている。このウォータポンプ４は、図示していないがクランクシャフトの回転を動力伝達装置（例えばプーリやベルトなどを含む）で伝達されて作動する機械式ウォータポンプとされている。
【００３３】
ラジエータ５は、冷却液の熱を大気に発散させるための熱交換器であり、ラジエータ通路２においてウォータポンプ４よりも冷却液流通方向の上流側に設けられている。
【００３４】
また、ラジエータ通路２においてラジエータ５の上流側と下流側とには、ラジエータ５をバイパスするためのバイパス通路３が接続されている。このバイパス通路３においてラジエータ通路２との上流側接続部分寄り位置には、ヒータコア６が設けられている。このヒータコア６は車両室内を暖房するための熱交換器である。
【００３５】
さらに、ラジエータ通路２においてバイパス通路３との接続部分よりも上流側には、制御弁７が設けられている。この制御弁７は、前記接続部分の冷却液の温度に応じてラジエータ通路２の冷却液流通を制御することにより、バイパス路６から還流部１６へ常時還流させる冷却液に対してラジエータ通路２から還流部１６へ還流させる冷却液を混合させる割合を調整するものである。
【００３６】
具体的に、制御弁７は、いわゆるサーモスタットと呼ばれるものとされる。なお、サーモスタットとは、自動車関連業界において温度感知型自動作動弁のことを意味している。このサーモスタットからなる制御弁７は、一般に公知の構成と同じであるので詳細な図示や説明を割愛するが、ラジエータ通路２の開度を調整するための弁体と、この弁体を作動させるためのサーモアクチュエータとを備えている。このサーモアクチュエータは、バイパス路６の冷却液温度を感知するサーモワックスが充填される温度感知部と、この温度感知部内に突出または引き込み可能に収納されるプランジャとを備えている。プランジャの外端には前記弁体が取り付けられており、このプランジャがスライドすることによって前記弁体が開側または閉側に変位させられる。
【００３７】
このサーモスタットからなる制御弁７の動作を説明する。前記温度感知部近傍の冷却液温度が所定の開弁開始温度未満であると前記サーモワックスが凝固収縮してワックス圧が低くなるので、前記プランジャが前記温度感知部に引き込まれて前記弁体が全閉位置に変位される。この全閉時には、ラジエータ通路２からの冷却液が還流部１６側に流入されなくなって、バイパス路６からの冷却液のみが還流部１６に流入されるようになる。
【００３８】
そして、前記温度感知部近傍の冷却液温度が前記開弁開始温度以上になると、前記サーモワックスが徐々に溶融膨張されることによりワックス圧が徐々に高くなるので、前記プランジャが前記温度感知部から徐々に飛び出し始めて前記弁体を開き始めることになる。さらに、前記温度感知部近傍の冷却液温度が所定の全開温度以上になると前記プランジャが前記温度感知部から最外側位置まで飛び出して前記弁体を全開位置に変位させる。なお、前記弁体が開くと、バイパス路６からの冷却液にラジエータ通路２からの冷却液が混合されて還流部１６側へ流入されるようになる。
【００３９】
そして、この実施形態では、シリンダブロック１１内部において還流部１６の近傍に、切替弁８が設けられている。この還流部１６は、請求項に記載している「冷却液導入部」に相当している。
【００４０】
具体的に、切替弁８は、図２から図６に示すように、いわゆる「スライド式バルブ」とされており、シリンダ室８１、スリーブ型弁体８２、リバーススプリング８３などを備えている。
【００４１】
シリンダ室８１は、シリンダブロック１１の還流部１６の近傍に設けられている。このシリンダ室８１は、円柱形の空間からなり、その中心軸線がシリンダブロック１１のシリンダボア（気筒）の中心軸線とほぼ平行となるように設けられている。
【００４２】
このシリンダ室８１内には、還流部１６の内端開口と、ブロック内ウォータジャケット１３に対する連絡通路８４の上流開口と、ヘッド内ウォータジャケット１４に対する連絡通路８５の上流開口とがそれぞれ開放されている。
【００４３】
スリーブ型弁体８２は、軸方向両端が貫通されており、その周壁には、導入口８２ａと、ブロック側出口８２ｂと、ヘッド側出口８２ｃとが設けられている。
【００４４】
導入口８２ａは、シリンダ室８１の床面側にスライドされたときに、還流部１６の内端開口に合致して連通するように設けられている。
【００４５】
ブロック側出口８２ｂは、シリンダ室８１の天井面側（中心軸線方向の他端側）にスライドされたときに、ブロック内ウォータジャケット１３に対する連絡通路８４の上流開口に合致して連通するように設けられている。
【００４６】
ヘッド側出口８２ｃは、シリンダ室８１の床面側（中心軸線方向の一端側）にスライドされたときに、ヘッド内ウォータジャケット１４に対する連絡通路８５の上流開口に合致して連通するように設けられている。
【００４７】
リバーススプリング８３は、スリーブ型弁体８２の上端とシリンダ室８１の天井面との間に圧縮した状態で収納されており、その弾性復元力でもってスリーブ型弁体８２をシリンダ室８１の床面に対して押し付けるように付勢する。
【００４８】
このような切替弁８は、アクチュエータ９により作動される。このアクチュエータ９は、冷却液の温度が高くなるにつれて自動的に全長寸法が大きくなるサーモエレメントを駆動源とする構成である。この実施形態では、３つのサーモエレメント９１，９２，９３が直列に連結されていて、その全体の外観が棒状になっている。
【００４９】
サーモエレメント９１〜９３は、公知であるので簡単に説明するが、冷却液温度を感知するサーモワックスが充填される温度感知部９１ａ，９２ａ，９３ａと、温度感知部９１ａ〜９３ａ内に突出または引き込み可能に収納されるプランジャ９１ｂ，９２ｂ，９３ｂとを備えている。
【００５０】
このアクチュエータ９は、スリーブ型弁体８２の内部に中心軸線に沿うように収納配置されており、最上位置のサーモエレメント９１のプランジャ９１ｂの外端（上端）がスリーブ型弁体８２の十字形の取付片８２ｄに固定され、最下位置のサーモエレメント９３の温度感知部９３ａの下面がシリンダ室８１の床面に固定されている。
【００５１】
これにより、アクチュエータ９で発生する直線方向に沿う駆動力がダイレクトにスリーブ型弁体８２に伝達されることになって、スリーブ型弁体８２が上昇または下降されるようになる。このように構成することによって、この実施形態でのアクチュエータ９は動力伝達機構が不要な構成になっている。
【００５２】
このアクチュエータ９の動作を説明する。まず、サーモエレメント９１〜９３の各温度感知部９１ａ〜９３ａ近傍の冷却液温度（以下、ブロック内冷却液温度と言う）が暖機完了温度（例えば約８８℃）より低く設定される開弁開始温度未満のときには、サーモエレメント９１〜９３の各温度感知部９１ａ〜９３ａ内のサーモワックスが凝固収縮していてワックス圧が低くなっているので、サーモエレメント９１〜９３の各プランジャ９１ｂ〜９３ｂが各温度感知部９１ａ〜９３ａ内に引き込まれてアクチュエータ９の全長寸法が最小となる。そして、前記ブロック内冷却液温度が前記開弁開始温度以上になると、サーモエレメント９１〜９３の各温度感知部９１ａ〜９３ａ内のサーモワックスが徐々に溶融膨張されることによりワックス圧が徐々に高くなるので、サーモエレメント９１〜９３の各プランジャ９１ｂ〜９３ｂが各温度感知部９１ａ〜９３ａから飛び出し始める。その後、前記ブロック内冷却液温度が前記暖機完了温度以上になると、サーモエレメント９１〜９３の各プランジャ９１ｂ〜９３ｂが各温度感知部９１ａ〜９３ａから最大限飛び出してアクチュエータ９の全長寸法が最大になる。
【００５３】
このように、エンジン１の内部通路（ウォータジャケット１３，１４）と、外部通路（ラジエータ通路２、バイパス通路３）と、ウォータポンプ４と、ラジエータ５と、制御弁７と、切替弁８とによってエンジン冷却装置が構成されている。
【００５４】
次に、切替弁８の動作を説明する。
【００５５】
（１）エンジン１を冷間始動したときには、つまり前記ブロック内冷却液温度が前記開弁開始温度未満のときには、サーモエレメント９１〜９３の各プランジャ９１ｂ〜９３ｂが各温度感知部９１ａ〜９３ａ内に引き込まれてアクチュエータ９の全長寸法が最小となるので、図２に示すように、スリーブ型弁体８２がリバーススプリング８３の弾性復元力によってシリンダ室８１の床面（最下位置）に押し下げられている。
【００５６】
このとき、還流部１６の内端開口とスリーブ型弁体８２の導入口８２ａとが合致して連通するとともに、スリーブ型弁体８２のヘッド側出口８２ｃとヘッド側連絡通路８５の上流開口とが合致して連通する。
【００５７】
但し、スリーブ型弁体８２のブロック側出口８２ｂはシリンダ室８１の内周面によって閉塞され、ブロック側連絡通路８４の上流開口はスリーブ型弁体８２の外周壁面によって閉塞されるので、スリーブ型弁体８２のブロック側出口８２ｂとブロック側連絡通路８４の上流開口とが完全に非連通となる。
【００５８】
この状態では、還流部１６に流入される冷却液が、図１の実線矢印で示すようにヘッド側連絡通路８５を経てヘッド内ウォータジャケット１４のみに流入（導入）可能になる。
【００５９】
（２）前記ブロック内冷却液温度が前記開弁開始温度以上になると、サーモエレメント９１〜９３の各プランジャ９１ｂ〜９３ｂが各温度感知部９１ａ〜９３ａから飛び出し始めることになり、それに伴いスリーブ型弁体８２が徐々に押し上げられることになる。
【００６０】
仮に、図５に示すように、スリーブ型弁体８２が上下方向中間にまで押し上げられたときには、還流部１６の内端開口とスリーブ型弁体８２の導入口８２ａとが約半分連通し、スリーブ型弁体８２のブロック側出口８２ｂとブロック側連絡通路８４の上流開口とが約半分連通し、さらにスリーブ型弁体８２のヘッド側出口８２ｃとヘッド側連絡通路８５の上流開口とが約半分連通する。
【００６１】
この状態では、還流部１６に流入される冷却液が、図１の実線矢印および一点鎖線矢印で示すように、ヘッド側連絡通路８５を経てヘッド内ウォータジャケット１４に流入（導入）可能になるとともに、ブロック側連絡通路８４を経てブロック内ウォータジャケット１５に流入（導入）可能になる。このブロック内ウォータジャケット１５に流入する冷却液はブロック内ウォータジャケット１５の下流側でヘッド内ウォータジャケット１４に流入してから取り出し口１５から排出される。
【００６２】
（３）前記ブロック内冷却液温度が前記暖機完了温度以上になると、サーモエレメント９１〜９３の各プランジャ９１ｂ〜９３ｂが各温度感知部９１ａ〜９３ａから最大限飛び出してアクチュエータ９の全長寸法が最大になるので、図６に示すように、スリーブ型弁体８２がサーモエレメント９１〜９３の各プランジャ９１ｂ〜９３ｂによってシリンダ室８１の天井面側の最上位置に押し上げられる。
【００６３】
このとき、還流部１６の内端開口がシリンダ室８１に完全に露呈するとともに、スリーブ型弁体８２のブロック側出口８２ｂとブロック側連絡通路８４の上流開口とが合致して連通するようになる。
【００６４】
但し、スリーブ型弁体８２のヘッド側出口８２ｃはシリンダ室８１の内周面によって閉塞され、ヘッド側連絡通路８５の上流開口はスリーブ型弁体８２の外周壁面によって閉塞されるので、スリーブ型弁体８２のヘッド側出口８２ｃとヘッド側連絡通路８５の上流開口とが完全に非連通となる。
【００６５】
この状態では、還流部１６に流入される冷却液が、図１の二点鎖線矢印で示すように、ブロック側連絡通路８４を経てブロック内ウォータジャケット１５のみに流入（導入）可能になる。
【００６６】
次に、前記した構成のエンジン冷却装置の動作を説明する。
【００６７】
まず、エンジン１を冷間始動したときには、つまり制御弁７の温度感知部近傍の冷却液温度（以下、エンジン還流冷却液温度と言う）が前記開弁開始温度未満のときには、制御弁７が全閉状態になっている。一方、アクチュエータ９の各温度感知部９１ａ〜９３ａ近傍の冷却液温度（ブロック内冷却液温度）が前記開弁開始温度未満のときには、切替弁８が上記（１）の状態になる。
【００６８】
これにより、図１の実線矢印で示すように、ヘッド内ウォータジャケット１４とバイパス通路３とを閉ループとして冷却液を循環させるようにする。詳しくは、エンジン１によって駆動されるウォータポンプ４によりヘッド内ウォータジャケット１４内の冷却液が取り出し部１５からラジエータ通路２に排出され、この冷却液がラジエータ通路２のラジエータ５を通過せずにバイパス通路３のみを流通してヘッド内ウォータジャケット１４の還流部１６に戻されるようになる。この場合、シリンダヘッド１２の特に燃焼室近傍の熱がヘッド内ウォータジャケット１４を流通する冷却液に伝達されるので、シリンダブロック１１とシリンダヘッド１２との温度差が大きくならずに速やかに昇温されることになる。
【００６９】
そして、前記エンジン還流冷却液温度が前記開弁開始温度以上になると、制御弁７のサーモワックスが徐々に溶融膨張されるので、制御弁７が徐々に開き始める。一方、前記ブロック内冷却液温度が前記開弁開始温度以上になると、切替弁８が上記（２）の状態になる。
【００７０】
これにより、図１の実線矢印および一点鎖線矢印で示すように、取り出し部１５から排出される冷却液がバイパス通路３だけでなくラジエータ通路２にも流通するようになり、バイパス通路３およびラジエータ通路２の両方を流通した冷却液が還流部１６から切替弁８を経てヘッド内ウォータジャケット１４とブロック内ウォータジャケット１５とに適宜の比率で分流されるようになる。
【００７１】
この後、前記エンジン還流冷却液温度が前記暖機完了温度以上になると、制御弁７が全開になる。一方、前記ブロック内冷却液温度が前記暖機完了温度以上になると、切替弁８が上記（３）の状態になる。
【００７２】
これにより、図１の二点鎖線矢印で示すように、還流部１６に流入する冷却液がブロック内ウォータジャケット１３に流入し、このブロック内ウォータジャケット１３からヘッド内ウォータジャケット１４に流通した後、取り出し口１５から排出される。この冷却液はバイパス通路３およびラジエータ通路２との両方を流通してブロック内ウォータジャケット１３に戻されるようになる。このように流通する冷却液がシリンダヘッド１１およびシリンダブロック１２の熱を回収し、この熱をラジエータ５で大気に発散させるようになるから、冷却液の温度が一定範囲内に調整されるようになる。
【００７３】
以上説明したように本発明を適用した実施形態では、エンジン１のブロック内ウォータジャケット１３とヘッド内ウォータジャケット１４とに独立して冷却液を流通可能にしたエンジン冷却装置において、冷却液の流通経路を切り替えるための切替弁８におけるスリーブ型弁体８２の位置決めに必要な電力を不要にしている。
【００７４】
つまり、この実施形態では、切替弁８をスライド式バルブとし、アクチュエータ９の全長寸法が最小になったときにスリーブ型弁体８２をシリンダ室８１の床面にリバーススプリング８３の弾性復元力で押し付けて位置決めさせるようにする一方で、アクチュエータ９の全長寸法が最大になったときにスリーブ型弁体８２をシリンダ室８１の天井面側の最上位置にリバーススプリング８３の弾性復元力に抗して位置決めさせるようにしている。
【００７５】
このように冷却液の温度によって自動的に全長寸法が増減変化するアクチュエータ９を用いてスリーブ型弁体８２をシリンダ室８１の床面と天井面側とに押し付けるようにしているだけであるから、スリーブ型弁体８２を位置決めするための電力が不要になる。そのため、例えば特許文献１に示す従来例のような無駄な電力消費を無くすことが可能になる。
【００７６】
また、切替弁８およびアクチュエータ９をシリンダブロック１１内に設けているから、切替弁８およびアクチュエータ９をエンジン１の外側に設置する場合に比べると、エンジンルーム（図示省略）に切替弁８およびアクチュエータ９の設置スペースを確保せずに済むようになる。
【００７７】
さらに、切替弁８のスリーブ型弁体８２はリバーススプリング８３の弾性復元力によってシリンダ室８１の床面に押し付けられることで位置決めされる一方、サーモエレメント９１〜９３の各プランジャ９１ｂ〜９３ｂが各温度感知部９１ａ〜９３ａから最大限突出することで最上位置に押し上げられることで位置決めされるようになっている。このように、切替弁８のスリーブ型弁体８２のスライド動作時の停止制御については、例えば特許文献１に示す従来例のロータリー式バルブの回転動作時の停止制御に比べると簡易となり、さらに、切替弁８のアクチュエータ９あるいはスリーブ型弁体８２の動きを検出するためのセンサや切替弁８のアクチュエータ９を作動させるための制御系が不要となるので、設備コストを低減することが可能になる。
【００７８】
なお、本発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内および当該範囲と均等の範囲内で適宜に変更することが可能である。
【００７９】
（１）図７から図９に本発明の他実施形態を示している。この実施形態では、アクチュエータ９の駆動源となるサーモエレメント９１〜９３をブロック内ウォータジャケット１３の上流側に設置し、このサーモエレメント９１〜９３で発生する駆動力をスリーブ型弁体８２に伝達して当該スリーブ型弁体８２を昇降させるための動力伝達機構９４の構成を具体的に示している。
【００８０】
動力伝達機構９４は、２つの滑車９４ａ，９４ｂと、ワイヤ９４ｃとを備えている。第１滑車９４ａは、スリーブ型弁体８２の上方に設置されており、第２滑車９４ｂは、スリーブ型弁体８２とアクチュエータ９との間に設置されている。そして、ワイヤ９４ｃの一端は、駆動源となるサーモエレメント９１〜９３における最上部のサーモエレメント９１のプランジャ９１ｂに連結されており、ワイヤ９４ｃの他端は、スリーブ型弁体８２の上端所定位置（例えば取付片８２ｄ）に連結されている。
【００８１】
このような構成において、サーモエレメント９１〜９３の各温度感知部９１ａ〜９３ａ近傍つまりブロック内ウォータジャケット１３の冷却液温度が上昇すると、サーモエレメント９１〜９３の各プランジャ９１ｂ〜９３ｂが各温度感知部９１ａ〜９３ａからそれぞれ突出されるので、この各プランジャ９１ｂ〜９３ｂによってワイヤ９４ｃが引っ張られることになり、この引っ張りストロークに応じてスリーブ型弁体８２が押し上げられるようになる（図９参照）。
【００８２】
なお、ブロック内ウォータジャケット１３の冷却液温度が暖機完了温度より低い場合には、サーモエレメント９１〜９３の各プランジャ９１ｂ〜９３ｂが各温度感知部９１ａ〜９３ａ内にそれぞれ引っ込んでいるので、ワイヤ９４ｃが引っ張られない。そのため、スリーブ型弁体８２の自重およびリバーススプリング８３の弾性復元力によって押し下げられてシリンダ室８１の床面に押し付けられるようになる（図８参照）。
【００８３】
このようにスリーブ型弁体８２が押し上げられた状態ならびに押し下げられた状態では、還流部１６および導入口８２ａから流入される冷却液の圧力がスリーブ型弁体８２の内周壁に径方向から印加されるようになるものの、スリーブ型弁体８２の自重およびリバーススプリング８３の弾性復元力によってシリンダ室８１の床面に押し付けられることによってスリーブ型弁体８２が不動に位置決めされているので、特許文献１に示す従来例のようにアクチュエータを作動し続ける必要が無いなど、無駄な電力消費が無くなる。
【００８４】
（２）上記実施形態では、アクチュエータ９の駆動源として３つのサーモエレメント９１〜９３を用いる構成とした例を挙げているが、その使用個数は特に限定されるものではない。
【００８５】
（３）上記実施形態では、ウォータポンプ４を機械式とした例を挙げているが、本発明はこれに限定されるものではなく、前記ウォータポンプ４を電動式とすることが可能である。このように構成した場合には、例えばエンジン１の冷間始動時にウォータポンプ４を作動させないようにすれば、ウォータジャケット１３，１４内で冷却液を流通させないようにすることが可能になる。このようにすると、上記実施形態に比べて暖機時に冷却液温度をさらに上昇させやすくなる。
【００８６】
（４）上記実施形態では、制御弁７、切替弁８をサーモスタットとした例を挙げているが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、前記制御弁７、切替弁８としては、例えばＥＣＵなどの制御系により作動指示を受けて作動させられるタイプ、例えば電磁弁あるいは電動弁などとすることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明は、例えばエンジンのブロック内ウォータジャケットとヘッド内ウォータジャケットとに独立して冷却液を流通可能にしたエンジン冷却装置に適用することが可能である。
【符号の説明】
【００８８】
１      エンジン
１１      シリンダブロック
１２      シリンダヘッド
１３      ブロック内ウォータジャケット
１４      ヘッド内ウォータジャケット
１５      冷却液の取り出し部
１６      冷却液の還流部
２      ラジエータ通路
３      バイパス通路
４      ウォータポンプ
５      ラジエータ
７      制御弁
８      切替弁
８１      切替弁のシリンダ室
８２      切替弁のスリーブ型弁体
８２ａ    スリーブ型弁体の導入口
８２ｂ    スリーブ型弁体のブロック側出口
８２ｃ    スリーブ型弁体のヘッド側出口
８３      切替弁のリバーススプリング
８４      ブロック側連絡通路
８５      ヘッド側連絡通路
９      切替弁のアクチュエータ
９１〜９３      サーモエレメント
９１ａ〜９３ａ    サーモエレメントの温度感知部
９１ｂ〜９３ｂ    サーモエレメントのプランジャ
【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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