(57)【要約】【課題】エンジンの早期暖機を達成することができ、シリンダブロックの温度上昇に対する冷却効果を得ることができるエンジンの冷却装置の提供を課題とする。【解決手段】ブロック内流路７とブロックバイパス流路８との分岐点に設置される第１サーモスタット弁１２は、外枠１０１と一体となった第１スピンドル１０４、ワックスが収容された第１ワックス収容部１０５、この第１ワックス収容部１０５と一体となり、第１のシート部１０１ａに当接することによって閉弁状態となる第１弁体１０６、この第１弁体を復帰させるスプリング１０７を備える。さらに、第１弁体１０６と一体となった第２スピンドル１１０、ワックスが収容された第２ワックス収容部１１１、この第２ワックス収容部１１１と一体となり、第２のシート部１０６ａに当接することによって閉弁状態となる第２弁体１１２、この第２弁体１１２を復帰させるスプリング１１３を備える。【選択図】図２
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【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、
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、
当該ブロック内流路をバイパスして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、
前記ブロック内流路と前記ブロックバイパス流路との分岐点に設置され、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、
当該流路切替手段は、前記分岐点の上流側の水温又は前記ブロック内流路内の水温のいずれか一方の水温に応じて動作する第１弁と、他方の水温に応じて動作する第２弁とを有することを特徴とした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、
前記第１弁は、第１のシート部が形成された外枠と一体となった第１スピンドルと、当該第１スピンドルが挿脱し、内部にワックスが収容された第１ワックス収容部と、当該第１ワックス収容部と一体となるとともに第２のシート部が形成され、前記第１のシート部に当接することによって閉弁状態となる第１弁体と、当該第１弁体の復帰手段とを備え、
前記第２弁は、前記第１弁体と一体となった第２スピンドルと、当該第２スピンドルが挿脱し、内部にワックスが収容された第２ワックス収容部と、当該第２ワックス収容部と一体となり、前記第２のシート部に当接することによって閉弁状態となる第２弁体と、当該第２弁体の復帰手段と、を備えたことを特徴とするエンジンの冷却装置。
【請求項３】
第１のシート部が形成された外枠と一体となった第１スピンドルと、当該第１スピンドルが挿脱し、内部にワックスが収容された第１ワックス収容部と、当該第１ワックス収容部と一体となるとともに第２のシート部が形成され、前記第１のシート部に当接することによって閉弁状態となる第１弁体と、当該第１弁体の復帰手段と、
前記第１弁体と一体となった第２スピンドルと、当該第２スピンドルが挿脱し、内部にワックスが収容された第２ワックス収容部と、当該第２ワックス収容部と一体となり、前記第２のシート部に当接することによって閉弁状態となる第２弁体と、当該第２弁体の復帰手段と、
を備えたことを特徴とするサーモスタット弁。
【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、例えば特許文献１には以下のような構成が開示されている。すなわち、サーモスタットバルブによりラジエータへの冷却水循環を切り換える水冷式冷却装置において、エンジン駆動の冷却水ポンプの吸込側と吐出側とを連通するバイパス路と、このバイパス路を開閉する弁装置とを設け、前記弁装置は、前記サーモスタットバルブの作動温度よりも低温に設定した設定温度以上では前記バイパス路を閉ざし、当該設定温度未満ではバイパス路を開くような構成が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３０１０３２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、従来のエンジンの冷却装置は、シリンダブロック内に形成されたブロック内流路の入口近傍にサーモスタットが配置され、通常、このサーモスタットは、ブロック内流路の上流側、すなわち、ブロック内流路の外部の水温に応じて作動する。この点は、特許文献１に開示されたエンジンの冷却装置も同様である。エンジンは、その運転状況によって冷間始動直後にブロック内流路の水温が上昇することがある。冷間始動直後に登坂走行を行うような場合は、低回転・高負荷状態とり、燃料噴射量が多くなって、発熱量が大きくなる。冷間始動時の早期暖機を目的として暖機完了まではブロック内流路の冷却水循環を停止する場合、ブロック内流路の高温となる冷却水が外部に循環することがなく、サーモスタットも開弁状態とはなりにくい。この結果、シリンダブロックの温度が過上昇するおそれがある。このような現象は、特許文献１に開示されたエンジンの冷却装置においても同様に生じうる。
【０００７】
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、シリンダブロックの温度上昇に対する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】
【０００８】
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、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、当該ブロック内流路をバイパスして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、前記ブロック内流路と前記ブロックバイパス流路との分岐点に設置され、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、当該流路切替手段は、前記分岐点の上流側の水温又は前記ブロック内流路内の水温のいずれか一方の水温に応じて動作する第１弁と、他方の水温に応じて動作する第２弁とを有することを特徴としている。すなわち、暖機が進行したときにブロック内流路へ冷却水を循環させるとともに、暖機が完了していなくてもブロック内流路の水温が上昇したときにブロック内流路へ冷却水を循環させることができる。暖機が完了したときは、ウォータポンプから流入する冷却水の水温に応じてブロック内流路へ冷却水が流入する。冷間時に、例えば、登坂走行を行う等、低回転・高負荷運転が行われ、燃料噴射量が増量され、ブロック内流路の水温が上昇するときは、ブロック内流路の水温に応じてブロック内流路へ冷却水が流入する。
【０００９】
このような冷却水の流通を実現する弁は、第１弁と第２弁とを一体に構成した以下のようなサーモスタット弁とすることができる。すなわち、第１のシート部が形成された外枠と一体となった第１スピンドルと、当該第１スピンドルが挿脱し、内部にワックスが収容された第１ワックス収容部と、当該第１ワックス収容部と一体となるとともに第２のシート部が形成され、前記第１のシート部に当接することによって閉弁状態となる第１弁体と、当該第１弁体の復帰手段と、前記第１弁体と一体となった第２スピンドルと、当該第２スピンドルが挿脱し、内部にワックスが収容された第２ワックス収容部と、当該第２ワックス収容部と一体となり、前記第２のシート部に当接することによって閉弁状態となる第２弁体と、当該第２弁体の復帰手段と、を備えたことを特徴とするサーモスタット弁とすることができる。このような構成とすれば、前記第１弁と第２弁を一体に構成することができ、エンジンへの搭載上、有利である。なお、第１弁と第２弁とは、一方が他方と異なる冷却水の水温に応じて作動するように配置される。すなわち、第１弁が前記分岐点の上流側の冷却水の水温に応じて動作するように配置されるときは、第２弁が前記ブロック内流路内の冷却水の水温に応じて動作するように配置される。この逆となるように配置することもできる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のエンジンの冷却装置によれば、ブロック内流路の水温に応じて動作する弁を備えるようにしたので、暖機が完了せず、ブロック内流路の冷却水の循環が停止されているような状態であっても、ブロック流路内の冷却水の水温が上昇したときは、ブロック内流路へ冷却水を循環させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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】
【００１２】
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は本発明の冷却装置１００を組み込んだエンジン１の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。
【００１３】
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。
【００１４】
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２サーモスタット弁１７との間の流路である第１流路１９に合流している。
【００１５】
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。
【００１６】
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に相当する第１サーモスタット弁１２が配設されている。第１サーモスタット弁１２は、本発明における第１弁と第２弁とを一体に構成したサーモスタット弁である。この第１サーモスタット弁１２につき図２を参照しつつ詳細に説明する。
【００１７】
第１サーモスタット弁１２は、第１のシート部１０１ａが形成された外枠１０１を備えている。この外枠１０１には、それぞれ複数の線材が組み合わされて形成された第１枠体１０２、第２枠体１０３が一体に設けられており、さらに、第１枠体１０２に支持されるように第１スピンドル１０４が一体に設けられている。この第１スピンドル１０４は、図２に示すように二本備えられている。第１サーモスタット弁１２は、この第１スピンドル１０４が挿脱し、内部にワックスが収容された第１ワックス収容部１０５を備えている。さらに、第１サーモスタット弁１２は、この第１ワックス収容部１０５と一体となる第１弁体１０６を備えている。この第１弁体１０６は、第１のシート部１０１ａに着座することによって閉弁状態となる。このような第１弁体１０６には、第２のシート部１０６ａが形成されている。第１弁体１０６と第２枠体１０３との間には第１弁体１０６の復帰手段となるスプリング１０７が挟持されている。第１弁体１０６には、さらに、それぞれ複数の線材が組み合わされて形成された第３枠体１０８、第４枠体１０９が一体に設けられている。さらに、第３枠体１０８に支持されるように第２スピンドル１１０が一体に設けられている。第１サーモスタット弁１２は、この第２スピンドル１１０が挿脱し、内部にワックスが収容された第２ワックス収容部１１１を備えている。さらに、第１サーモスタット弁１２は、この第２ワックス収容部１１１と一体となる第２弁体１１２を備えている。この第２弁体１１２は、第２のシート部１０６ａに着座することによって閉弁状態となる。第２弁体１１２と第４枠体１０９との間には第２弁体１１２の復帰手段となるスプリング１１３が挟持されている。
【００１８】
第２ワックス収容部１１１の先端にはブロックバイパス流路８への入口を閉塞するバイパス弁１１４が装着されており、第２ワックス収容部１１１とバイパス弁１１４との間にはスプリング１１５が介装されている。
【００１９】
第１ワックス収容部１０５内に収容されたワックスが熱により膨張すると第１スピンドル１０４が第１ワックス収容部１０５から押し出される。これにより第１ワックス収容部１０５と一体となった第１弁体１０６が相対的に上昇することによって、第１弁体１０６は開弁状態となる。第１ワックス収容部１０４内のワックスが冷却されて収縮すると、第１弁体１０６は、スプリング１０７の付勢力によって元の位置に戻され、第１のシート部１０１ａに着座して閉弁状態となる。
【００２０】
第２ワックス収容部１１１内に収容されたワックスが熱により膨張すると第２スピンドル１１０が第２ワックス収容部１１１から押し出される。これにより第２ワックス収容部１１１と一体となった第２弁体１１２が相対的に下降することによって、第２弁体１１２は開弁状態となる。第２ワックス収容部１１１内のワックスが冷却されて収縮すると、第２弁体１１２は、スプリング１１３の付勢力によって元の位置に戻され、第２のシート部１０６ａに着座して閉弁状態となる。なお、第１ワックス収容１０５内に収容されているワックスと第２ワックス収容部１１１に収容されているワックスとは同種のものであり、第１弁体１０６と第２弁体１１２の作動温度はいずれもＴ１℃である。
【００２１】
以上のような構成を有する第１サーモスタット弁１２は、ブロック内流路７とブロックバイパス流路８との分岐点に配置される。より具体的には、分岐点に形成されるウォータポンプ２側の第１接続口１２ａ、ブロック内流路７側の第２接続口１２ｂ、ブロックバイパス流路８側の第３接続口１２ｃのうち、ブロック内流路７側の第２接続口１２ｂへ装着される。このとき、図３乃至図６に示すように第１ワックス収容部１０５がブロック内流路７側に位置するように配置する。
【００２２】
図３は、ブロック内流路７内の冷却水の水温、ウォータポンプ２からの流入する冷却水の水温のいずれもが第１サーモスタット弁１２の作動開始温度であるＴ１℃以下である状態を示している。すなわち、第１弁体１０６、第２弁体１１２のいずれもが閉弁状態となっており、第１接続口１２ａと第３接続口１２ｃのみが連通している様子を示している。
【００２３】
図４は、未だ暖機が完了していない、すなわち、ウォータポンプ２から流入する冷却水の水温がＴ１℃に達していないにもかかわらず、ブロック内流路７内の冷却水の水温がＴ１℃に達し、第１弁体１０６が開弁状態となった様子を示している。第１弁体１０６が開弁状態となることにより、ブロック内流路７へもウォータポンプ２から流入する冷却水が供給されて循環するようになり、シリンダブロック４の過熱を抑制することができる。
【００２４】
図５は、暖機の進行に伴ってウォータポンプ２から流入する冷却水の水温がＴ１℃に達し、第２弁体１１２が開弁状態となって第１接続口１２ａと第２接続口１２ｂとが連通している様子を示している。このとき、バイパス弁１４は第２ワックス収容部１１１が下降してくることとスプリング１５の付勢力とが相俟って、ブロックバイパス流路８側の第３接続口１２ｃに密着し、ブロックバイパス流路８への冷却水の流入を遮断する。すなわち、ウォータポンプ２から吐出された冷却水は、その水温がＴ１℃以下のときはブロックバイパス流路８側を流通し、水温が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１サーモスタット弁１２が図５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１サーモスタット弁１２が図３に示す状態から図５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。
【００２５】
図６は、図５に示す状態からさらに暖機が進行し、ブロック内流路７内の冷却水の水温、ウォータポンプ２からの流入する冷却水の水温のいずれもが第１サーモスタット弁１２の作動開始温度であるＴ１℃以上となっている状態を示している。すなわち、第１弁体１０６、第２弁体１１２のいずれもが開弁状態となって第１接続口１２ａと第２接続口１２ｂとが連通している。このとき、バイパス弁１４は第２ワックス収容部１１１が下降してくることとスプリング１５の付勢力とが相俟って、ブロックバイパス流路８側の第３接続口１２ｃに密着し、ブロックバイパス流路８への冷却水の流入を遮断する。
【００２６】
このように、冷却装置１００は、シリンダヘッド４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１の暖機状態、エンジン１の稼動状態４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４の積極的な暖機が必要となるエンジン１の冷間始動時には、シリンダブロック４を経由しない流路を通じて、冷却水をシリンダヘッド３へ供給する。このときシリンダブロック４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４の早期暖機が可能となる。そして、エンジン１の暖機後には、シリンダブロック４内を経由させて冷却水をシリンダヘッド３へ供給する。これによりシリンダブロック４の冷却が可能となる。また、暖機完了前であっても、例えばエンジン１が低回転・高負荷状態となり、燃料噴射量が多くなって発生する熱が増すときもシリンダブロック４内に冷却水を供給する。これにより、シリンダブロック４の過熱状態を抑制することができる。
【００２７】
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、このような第１サーモスタット弁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１差圧弁１４が配設されている。この第１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１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。これにより、エンジン１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４の積極的な冷却が必要になる場合に対応することができる。このような第１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。
【００２８】
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とウォータポンプ２との間には第２サーモスタット弁１７が配設されている。ラジエータ１５と第２サーモスタット弁１７とは第１流路１９によって接続されており、第２サーモスタット弁１７とウォータポンプ２とは第２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３流路３４によって接続されている。
【００２９】
ここで、第２サーモスタット弁１７につき図７、図８を参照しつつ詳細に説明する。この第２サーモスタット弁１７は第１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２サーモスタット弁１７は、一般的に用いられるサーモスタット弁と同様の構成であるため、その詳細な説明は省略する。このような第２サーモスタット弁１７は、より具体的には、合流点に形成される第１流路１９側の第１接続口１７ａ、第２流路２０側の第２接続口１７ｂ、ラジエータバイパス流路２７側の第３接続口１７ｃのうち、第１流路１９側の第１接続口１７ａへ装着する。このとき、図７、図８に示すようにワックスが収容された感温部がラジエータラジエータバイパス流路２７に位置するように配置する。
【００３０】
図７はラジエータバイパス流路２７から流入する冷却水の水温が第２サーモスタット弁１７の作動開始温度であるＴ２℃以下である状態を示している。図８はラジエータバイパス流路２７から流入する冷却水の水温がＴ２℃に達し、ラジエータ１９側から流入する冷却水がウォータポンプ２へ供給される様子を示している。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１流路１９、すなわち、ラジエータ１５へ流通し始める。
【００３１】
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１分岐点２１において、第４流路２２、第５流路２３さらに第６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。
【００３２】
第４流路２２は第２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１合流点３３で合流した後、ウォータポンプ２と第２サーモスタット弁１７とを接続する第２流路２０へ合流する。
【００３３】
第５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２サーモスタット弁１７とを接続する第１流路１９に合流している。
【００３４】
また、第６流路２４は第３分岐点３５においてさらに第７流路３６と前述したラジエータバイパス流路２７とに分岐する。第７流路３６はラジエータ１５と接続されている。一方、ラジエータバイパス流路２７は前述したように第２サーモスタット１７の第３接続口１７ｃへ接続されている。
【００３５】
以上のように構成されたエンジン１の冷却装置１００では、第１サーモスタット１弁２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。
【００３６】
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、ウォータポンプ２から供給される冷却水の水温がＴ１℃以下で、第１サーモスタット弁１２が図３に示す状態となる場合を指す。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、ウォータポンプ２から供給される冷却水の水温がＴ１℃に達し、第１サーモスタット弁１２が図５に示す状態となった後を指す。なお、図６に示す状態も暖機は完了している。
【００３７】
図９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９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１サーモスタット弁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２サーモスタット弁１７の流路が切り替わる温度Ｔ２℃は第１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２サーモスタット弁１７は、冷却水をラジエータバイパス経路２７から第２流路２０へ流通させている。
【００３８】
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１サーモスタット弁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１分岐点２１へ向かって流出する。第１分岐点２１に流入した冷却水は、第４流路２２と第６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弁１７は第１接続口１７ａを閉塞した状態となっているために、第１流路１９には冷却水は流通していない。このため、第５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１分岐点２１から第５流路２３へはほとんど流入することがなく、滞留している。
【００３９】
第１分岐点２１から第４流路２２へ流入した冷却水は第２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１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１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１合流点３３で合流後、第２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。
【００４０】
一方、第１分岐点２１から第６流路２４に流入した冷却水は第３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弁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内へ送出される。なお、冷間始動時には、サーモスタット弁１７の第１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７流路３６内の冷却水は滞留している。
【００４１】
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。
【００４２】
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１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。また、暖機が完了していない場合であっても、ブロック内流路７内の冷却水の水温がＴ１℃に達したときは図４に示すように第１弁体１０６が開弁状態となり、ブロック内流路７にはウォータポンプ２からの冷却水が供給され、シリンダブロック４は冷却される。
【００４３】
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１サーモスタット弁１２の第２弁体１１２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２サーモスタット弁１７も冷却水の流路を切り替える。
【００４４】
図１０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１０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、ウォータポンプ２から供給される冷却水の水温がＴ１℃に達しているため、第１サーモスタット弁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２サーモスタット弁１７は、冷却水を第１流路１９から第２流路２０へ流通させている。
【００４５】
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１サーモスタット弁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１流路１９へ流入する。
【００４６】
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１分岐点２１へ向かって流出する。冷却水は、第１分岐点２１で、第４流路２２、第５流路２３さらに第６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５流路２３に冷却水が流通する。これは、第２サーモスタット弁１７は第１接続口１７ａを開口させた状態となり、第１流路１９に冷却水が流通しているので、第１流路１９の冷却水の流通に伴って第５流路２３の冷却水が流通するためである。このとき、第２サーモスタット弁１７は、第３接続口１７ｃを閉塞した状態とするため、バイパス通路２７内の冷却水は滞留している。
【００４７】
第１分岐点２１から分流し、第４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。
【００４８】
一方、第１分岐点２１から第５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１流路１９へ合流し、再び、エンジン１内を循環する。
【００４９】
また、第１分岐点２１から第６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１流路１９を通じて、第２サーモスタット弁１７へ流入する。その後、第２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３流路３４を通じてウォータポンプ２へ供給される。
【００５０】
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。
【００５１】
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。上記実施例では、第１差圧弁１４を装着した構成としているが、この第１差圧弁１４を取り外した構成とすることもできる。第１差圧弁１４はエンジン１が高回転で稼動するときに冷却水の圧力が高まることに起因してウォータポンプ２から供給される冷却水をブロック内流路７へ流入させるものである。このようにエンジン１が高回転で稼動するときは、ブロック内流路７内の冷却水の温度も上昇すると考えられる。このため、高回転稼動時のブロック内流路７への冷却水の流入を第１サーモスタット弁１２の動作に依存させることできる。すなわち、ブロック内流路７内の冷却水が高温となれば第１弁体１０６が開弁状態となるので第１差圧弁１４に依ることなく冷却水をブロック内流路７内へ供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の冷却装置を組み込んだエンジンの冷却水の流路を模式的に示した説明図である。
【図２】第１サーモスタット弁の概略構成を示す説明図である。
【図３】第１サーモスタット弁の第１弁体と第２弁体がともに閉弁している状態を示す説明図である。
【図４】第１サーモスタット弁の第１弁体が開弁し、第２弁体が閉弁した状態を示す説明図である。
【図５】第１サーモスタット弁の第１弁体が閉弁し、第２弁体が開弁した状態を示す説明図である。
【図６】第１サーモスタット弁の第１弁体と第２弁体がともに開弁している状態を示す説明図である。
【図７】ラジエータバイパス流路から流入する冷却水の水温が第２サーモスタット弁の作動開始温度であるＴ２℃以下であるときの第２サーモスタット弁の状態を示す説明図である。
【図８】ラジエータバイパス流路から流入する冷却水の水温がＴ２℃に達し、ラジエータ側から流入する冷却水がウォータポンプへ供給される様子を示す説明図である。
【図９】冷間始動時のエンジン内を流通する冷却水の流路を示す説明図である。
【図１０】暖機後のエンジン内を流通する冷却水の流路を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５３】
１  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１サーモスタット弁
１４  第１差圧弁
１５  ラジエータ
１７  第２サーモスタット弁
１９  第１流路
２０  第２流路
２１  第１分岐点
２２  第４流路
２３  第５流路
２４  第６流路
２５  第２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１合流点
３４  第３流路
３５  第３分岐点
３６  第７流路
１００  冷却装置
１０１  外枠
１０１ａ、１０６ａ  シート部
１０２  第１枠体
１０３  第２枠体
１０４  第１スピンドル
１０５  第１ワックス収容
１０６  第１弁体
１０７  スプリング
１０８  第３枠体
１０９  第４枠体
１１０  第２スピンドル
１１１  第２ワックス収容部
１１２  第２弁体
１１３  スプリング
【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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