JP2016125450A

JP2016125450A - エンジンの冷却装置

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Publication number: JP2016125450A
Application number: JP2015001669A
Authority: JP
Inventors: 中島　純; Jun Nakajima; 純中島
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2015-01-07
Filing date: 2015-01-07
Publication date: 2016-07-11
Anticipated expiration: 2035-01-07
Also published as: US20160195000A1; DE102015016673B4; JP6036858B2; US10018099B2; DE102015016673A1

Abstract

【課題】冷却液がブロック冷却流路を流れていないときに、バイパス流路から第２の連通孔（第２流入口）を介してヘッド側ウォータジャケットに流入した冷却液が、ブロック冷却流路を流れた冷却液をヘッド側ウォータジャケットに流入させるための第１の連通孔（第１流入口）よりブロック側ウォータジャケット（ブロック冷却流路）へ流出するのを防止する。
【解決手段】ブロック側ウォータジャケット８内における第１の連通孔と第２の連通孔との間に対応する部分に、ブロック冷却流路１１の下流端部とバイパス流路１２とを周方向に仕切る仕切部６２ｂを設け、仕切部６２ｂに、バイパス流路１２を通る冷却液の一部を上記第１の連通孔へ指向させる冷却液流を形成するための調整孔（貫通孔６９）を設ける。
【選択図】図６

Description

本発明は、エンジンの冷却装置に関する技術分野に属する。

従来より、エンジンのシリンダブロックに設けられかつシリンダの周囲を囲むブロック側ウォータジャケットと、上記エンジンのシリンダヘッドに設けられたヘッド側ウォータジャケットとを備えた、エンジンの冷却装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１では、ウォータポンプからの冷却液を、冷却液導入路を介して、ブロック側ウォータジャケットに導入して該導入した冷却液をブロック側ウォータジャケットからヘッド側ウォータジャケットに導出させる経路と、ウォータポンプからの冷却液を、ブロック側ウォータジャケットをバイパスしてヘッド側ウォータジャケットに導出させる経路とが設けられている。そして、エンジンの冷間時（暖気運転時）のように冷却液の温度が低いときには、ウォータポンプからの冷却液を、ブロック側ウォータジャケットには流さないようにし、ブロック側ウォータジャケットをバイパスしてヘッド側ウォータジャケットに導出させるようにしている。これにより、エンジンの暖気を促進するようにしている。

また、特許文献２には、ブロック側ウォータジャケット内にウォータジャケットスペーサを配設し、このウォータジャケットスペーサに、シリンダブロックの冷却液導入口の近傍に位置しかつ該冷却液導入口からの冷却液のヘッド側ウォータジャケットへの流れを規制する規制壁部を形成することが開示されている。

特開２００９−９７３５２号公報特許第４５４７０１７号公報

ところで、上記特許文献１のように、冷却液のヘッド側ウォータジャケットへの導出経路として２つの経路を設けた場合、シリンダヘッドにおけるシリンダブロック側の面には、シリンダの周囲を流れた冷却液をブロック側ウォータジャケットからヘッド側ウォータジャケットへ導出させるための第１の連通孔と、ブロック側ウォータジャケットをバイパスしてヘッド側ウォータジャケットに導出させる第２の連通孔とが設けられることになる。そして、エンジンの冷間時には、冷却液が第２の連通孔のみを介してヘッド側ウォータジャケットに流入し、エンジンの温間時には、冷却液が第１及び第２の連通孔を介してヘッド側ウォータジャケットに流入することになる。

しかし、エンジンの冷間時には、冷却液がシリンダの周囲を流れないようにしているので、第１の連通孔よりヘッド側ウォータジャケットに流入しようとする冷却液の流れがなく、このため、第２の連通孔を介してヘッド側ウォータジャケットに流入した冷却液が、その流れの勢いによって、第１の連通孔よりブロック側ウォータジャケットへ流出する虞れがある。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、冷却液がシリンダの周囲を流れていないときに、第２の連通孔を介してヘッド側ウォータジャケットに流入した冷却液が、シリンダの周囲を流れた冷却液をヘッド側ウォータジャケットに流入させるための第１の連通孔よりブロック側ウォータジャケットへ流出するのを防止しようとすることにある。

上記の目的を達成するために、本発明では、エンジンのシリンダブロックに設けられ、シリンダの周囲を囲むブロック側ウォータジャケットと、上記エンジンのシリンダヘッドに設けられたヘッド側ウォータジャケットとを備え、ウォータポンプからの冷却液を、冷却液導入路を介して、上記ブロック側ウォータジャケット及びヘッド側ウォータジャケットに供給するように構成された、エンジンの冷却装置を対象として、上記シリンダヘッドの一端部に、上記ブロック側ウォータジャケットと上記ヘッド側ウォータジャケットとを連通する第１及び第２の連通孔がブロック側ウォータジャケットの周方向に並ぶように設けられ、上記ブロック側ウォータジャケットは、その周方向において、上記冷却液導入路からの冷却液を導入して上記シリンダの周囲を略一周するように流した後に上記第１の連通孔を介して上記ヘッド側ウォータジャケットへ導出させるブロック冷却流路と、上記冷却液導入路からの冷却液を、上記ブロック冷却流路をバイパスして上記第２の連通孔を介して上記ヘッド側ウォータジャケットへ導出させるためのバイパス流路とに分割され、上記ブロック側ウォータジャケット内における上記第１の連通孔と上記第２の連通孔との間に対応する部分には、上記ブロック冷却流路の下流端部と上記バイパス流路とを周方向に仕切る仕切部が設けられ、上記仕切部に、上記バイパス流路を通る冷却液の一部を上記第１の連通孔へ指向させる冷却液流を形成するための調整孔が設けられている、という構成とした。

上記の構成により、エンジンの冷間時のように冷却液がブロック冷却流路を流れていなくても、バイパス流路を通る冷却液の一部が調整孔を通った後に、第１の連通孔へ指向する冷却液流となって第１の連通孔からヘッド側ウォータジャケットに流入する。この結果、バイパス流路から第２の連通孔を介してヘッド側ウォータジャケットに流入した冷却液が、第１の連通孔よりブロック側ウォータジャケット（ブロック冷却流路）へ流出するのを防止することができる。したがって、エンジンの暖気を効果的に促進することができる。また、エンジンの温間時のように冷却液がブロック冷却流路を流れている場合、上記調整孔及び第１の連通孔を介してヘッド側ウォータジャケットに流入する冷却液の流れが比較的強いので、その流れに吸い込まれるように、ブロック冷却流路を流れてきた冷却液が第１の連通孔よりヘッド側ウォータジャケットに流入し、これにより、ブロック冷却流路からヘッド側ウォータジャケットへの冷却液の流入が促進される。

上記エンジンの冷却装置において、上記ブロック側ウォータジャケット内における上記ブロック冷却流路の上流端部と上記バイパス流路との境界には、上記冷却液導入路からの冷却液を、上記ブロック冷却流路と上記バイパス流路とに分流させるための分流壁部が設けられている、ことが好ましい。

このことにより、冷却液導入路からブロック冷却流路に流入した冷却液は、バイパス流路に流入することなく、ブロック冷却流路を流れ、冷却液導入路からバイパス流路に流入した冷却液は、ブロック冷却流路に流入することなく、バイパス流路を流れることになる。この結果、エンジンの冷間時に冷却液のブロック冷却流路への流通を確実に停止して、エンジンの暖気を効果的に促進しながら、第２の連通孔を介してヘッド側ウォータジャケットに流入した冷却液が、第１の連通孔からブロック側ウォータジャケットへ流出するのを防止することができる。

上記の構成の場合、上記ブロック側ウォータジャケットの内部に配設されたウォータジャケットスペーサを更に備え、上記ウォータジャケットスペーサには、上記調整孔が設けられた上記仕切部と、上記分流壁部とが形成されている、ことが好ましい。

このことにより、ウォータジャケットスペーサにより仕切部及び分流壁部を容易に設けることができる。

上記ウォータジャケットスペーサには、上記シリンダと該ウォータジャケットスペーサとの間における少なくともシリンダヘッド側の部分に上記ブロック冷却流路を形成するための冷却流路形成部と、上記冷却液導入路を上記ブロック冷却流路に連通させるための導入開口部とが更に形成されている、ことが好ましい。

このことで、冷却流路形成部により、エンジンの温間時に、シリンダの、より高温となるシリンダヘッド側の部分（燃焼室に対応する部分）を、効果的に冷却することができる。

以上説明したように、本発明のエンジンの冷却装置によると、エンジンの冷間時のように冷却液がブロック冷却流路を流れていなくても、バイパス流路を通る冷却液の一部が調整孔を通った後に、その冷却液流によって第１の連通孔からヘッド側ウォータジャケットに流入することで、バイパス流路から第２の連通孔を介してヘッド側ウォータジャケットに流入した冷却液が、第１の連通孔よりブロック側ウォータジャケット（ブロック冷却流路）へ流出するのを防止することができ、エンジンの暖気を効果的に促進することができる。また、エンジンの温間時のように冷却液がブロック冷却流路を流れている場合、上記調整孔及び第１の連通孔を介してヘッド側ウォータジャケットに流入する冷却液の流れに吸い込まれるように、ブロック冷却流路を流れてきた冷却液が第１の連通孔よりヘッド側ウォータジャケットに流入し、これにより、ブロック冷却流路からヘッド側ウォータジャケットへの冷却液の流入を促進することができて、シリンダの冷却を促進することができる。

本発明の実施形態に係るエンジンの冷却装置の構成を模式的に示す図である。第１サーモスタット弁及びその周辺の構成を示す、シリンダブロックをシリンダ軸方向に垂直な面に沿って切断した断面図である。ブロック側ウォータジャケット内に配設されるウォータジャケットスペーサを示す斜視図である。図３のIV−IV線断面図である。図３のＶ−Ｖ線断面図である。ウォータジャケットスペーサが配設されたブロック側ウォータジャケットの車両右側部分を、シリンダブロックの上側から見た図である。第１サーモスタット弁及び第２サーモスタット弁が共に閉弁状態にあるときの冷却液の流れを示す図である。第１サーモスタット弁が開弁状態にありかつ第２サーモスタット弁が閉弁状態にあるときの冷却液の流れを示す図である。第１サーモスタット弁及び第２サーモスタット弁が共に開弁状態にあるときの冷却液の流れを示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るエンジンの冷却装置１の構成を模式的に示す。本実施形態では、このエンジン２は、直列４気筒エンジンであって、車両の前部に、気筒列方向が車幅方向となるように横置き状態で搭載される。このエンジン２（エンジン本体部）は、４つの気筒を構成する４つのシリンダ７を有するシリンダブロック３と、このシリンダブロック３の上側に配置されたシリンダヘッド４とを備えている。

シリンダブロック３及びシリンダヘッド４には、冷却液が流通するブロック側及びヘッド側ウォータジャケット８，９がそれぞれ設けられている。ブロック側ウォータジャケット８は、４つのシリンダ７（詳しくは、４つのシリンダボア壁７ａ）の周囲を囲むように設けられている。ブロック側ウォータジャケット８は、その周方向において、ブロック冷却流路１１とバイパス流路１２とに分割され、これらブロック冷却流路１１とバイパス流路１２とが、後述の如く仕切られている。ブロック冷却流路１１は、４つのシリンダ７（４つのシリンダボア壁７ａ）の周囲を囲んで略一周する流路になっている。バイパス流路１２は、ブロック側ウォータジャケット８の周方向の一部、つまり気筒列方向の一側（本実施形態では、車両右側）の端部に位置する部分に設けられている。ヘッド側ウォータジャケット９は、各気筒の吸排気ポートやプラグホールを包み込むようにしてシリンダヘッド４の気筒列方向に延びている。

上記冷却装置１は、上記ブロック側ウォータジャケット３と、シリンダブロック３に設けられ、エンジン２のクランク軸に連動して駆動されるウォータポンプ２１からの冷却液を、該ブロック側ウォータジャケット３（詳細には、ブロック冷却流路１１）に導入させるための冷却液導入路３ａと、該冷却液導入路３ａに設けられ、感温部４１に接触する冷却液の温度に応じて開閉する第１サーモスタット弁４０とを備えている。

上記ウォータポンプ２１は、シリンダブロック３の車両後側の面における気筒列方向の上記一側の端部に固定されている。このウォータポンプ２１からの冷却液は、シリンダブロック３の冷却液導入路３ａを介してブロック側ウォータジャケット８（詳しくは、ブロック冷却流路１１）に導入される。この冷却液導入路３ａは、シリンダブロック３において４つのシリンダ７のうち最も上記一側（車両右側）に位置するシリンダ７の車両後側の部分に位置する。

上記第１サーモスタット弁４０は、ワックス・ペレット型サーモスタット弁であって、熱膨張体であるワックスが充填された上記感温部４１に接触する冷却液の温度が第１所定温度よりも低いときには閉弁する一方、該冷却液の温度が上記第１所定温度以上であるときには開弁するように構成されている。第１サーモスタット弁４０が開弁状態にあるときに、ウォータポンプ２１からの冷却液が、冷却液導入路３ａを介してブロック冷却流路１１に導入される。

シリンダヘッド４の下面（詳細には、ガスケットで構成される）における気筒列方向の上記一側の端部には、ブロック冷却流路１１から冷却液をヘッド側ウォータジャケット９へ導出させる（ヘッド側ウォータジャケット９に流入させる）ための第１流入口４ａと、バイパス流路１２から冷却液をヘッド側ウォータジャケット９へ導出させる（ヘッド側ウォータジャケット９に流入させる）ための第２流入口４ｂとが形成されている。これら第１流入口４ａ及び第２流入口４ｂは、シリンダヘッド４の下面において、ブロック側ウォータジャケット８の周方向に並ぶように設けられている。これら第１流入口４ａ及び第２流入口４ｂは、ブロック側ウォータジャケット８とヘッド側ウォータジャケット９とを連通する、本発明の第１及び第２の連通孔にそれぞれ相当する。また、シリンダヘッド４の気筒列方向の他側の端壁部（本実施形態では、車両左側の端壁部）には、ヘッド側ウォータジャケット９から冷却液が流出する流出口４ｃが形成されている。

シリンダブロック３において、冷却液導入路３ａにおける第１サーモスタット弁４０上流側の部分（ウォータポンプ２１と第１サーモスタット弁４０との間の部分）から、分岐路３ｂが分岐している。この分岐路３ｂは、バイパス流路１２に連通していて、バイパス流路１２と共に、ウォータポンプ２１からの冷却液を、ブロック冷却流路１１をバイパスしてヘッド側ウォータジャケット９へ導出させるためのものである。冷却液導入路３ａ及び分岐路３ｂは、本発明の冷却液導入路と見做すことができ、ウォータポンプ２１からの冷却液が、該冷却液導入路を介して、ブロック側ウォータジャケット８及びヘッド側ウォータジャケット９に供給されることになる。

第１サーモスタット弁４０が開弁状態にあるときには、ウォータポンプ２１からの冷却液が、冷却液導入路３ａを介してブロック冷却流路１１に導入され、その導入された冷却液は、ブロック冷却流路１１内を略一周するように流れた後、上記第１流入口４ａよりヘッド側ウォータジャケット９に流入する。尚、ブロック冷却流路１１に導入された冷却液の一部は、シリンダヘッド４の下面における相隣接するシリンダ７間に設けた流入孔（図示せず）からもヘッド側ウォータジャケット９に流入する。

また、第１サーモスタット弁４０が開弁状態にあるときには、ウォータポンプ２１からの冷却液は、分岐路３ｂ及びバイパス流路１２を通って、上記第２流入口４ｂよりヘッド側ウォータジャケット９に流入する。

一方、第１サーモスタット弁４０が閉弁状態にあるときには、ウォータポンプ２１からの冷却液は、分岐路３ｂ及びバイパス流路１２を通って、上記第２流入口４ｂよりヘッド側ウォータジャケット９に流入するが、ブロック冷却流路１１には導入されない。このため、ブロック冷却流路１１から冷却液が第１流入口４ａを介してヘッド側ウォータジャケット９に流入することもない。

ヘッド側ウォータジャケット９に流入した冷却液は、シリンダヘッド４の気筒列方向の上記一側から上記他側へと流れ、上記流出口４ｃよりシリンダヘッド４の外部に流出する。この流出口４ｃには、該流出口４ｃより流出した冷却液を、車両の前端部に配置されたラジエータ２２を経由してウォータポンプ２１に流入させる（戻す）ためのラジエータ経路２３と、該冷却液を、該ラジエータ２２をバイパスして該ウォータポンプ２１に流入させる（戻す）ためのラジエータバイパス経路２４とが接続されている。

上記ラジエータバイパス経路２４には、ラジエータ２２以外の熱交換器が配設されている。本実施形態では、ラジエータ２２以外の熱交換器は、上記車両の車室内におけるインストルメントパネル内に配置された空調装置のヒータコア３１、及び、エンジン２のクランク軸に連結された自動変速機の潤滑オイルを温めるＡＴＦウォーマー３２であり、ラジエータバイパス経路２４は、互いに分岐したヒータコア配設路２５及びＡＴＦウォーマー配設路２６と、これらヒータコア配設路２５及びＡＴＦウォーマー配設路２６が接続されるとともに、上記ウォータポンプ２１に接続されるリターン路２７とで構成されている。

上記ラジエータ経路２３も上記リターン路２７に接続されており、ラジエータ２２で外気と熱交換された冷却液がリターン路２７を通ってウォータポンプ２１に戻される。尚、リターン路２７は、ラジエータ経路２３の一部と見做すこともできる（ラジエータ経路２３とラジエータバイパス経路２４とを兼用する）。

上記ラジエータ経路２３における上記流出口４ｃの近傍には、感温部５１に接触する冷却液の温度に応じて開閉する第２サーモスタット弁５０が設けられている。この第２サーモスタット弁５０は、上記感温部５１に接触する冷却液の温度（つまり、流出口４ｃから流出した直後の冷却液の温度）が第２所定温度よりも低いときには閉弁する一方、該冷却液の温度が上記第２所定温度以上であるときには開弁するように構成されている。上記第２所定温度は、エンジン２が温間状態になって、流出口４ｃから流出した冷却液を冷却するためにラジエータ２２に流す必要がある最低温度（例えば約８０℃）である。上記第１所定温度は、上記第２所定温度よりも低い温度（例えば約６０℃）であって、感温部４１に接触する冷却液の温度が上記第１所定温度よりも低い温度から上記第１所定温度に達したとき（第１サーモスタット弁４０が丁度開弁したとき）、感温部５１に接触する冷却液の温度（流出口４ｃから流出した直後の冷却液の温度）が上記第２所定温度には達しないような温度である。

ここで、上記第１サーモスタット弁４０及びその周辺の構成について、図２により詳細に説明する。尚、第２サーモスタット弁５０は、第１サーモスタット弁４０と同様の構成であるので、その詳細な説明は省略する。

ウォータポンプ２１（図２では、内部の構成（インペラ等）は省略している）の吸込み口２１ａには、リターン路２７を構成する配管２８が接続され、ウォータポンプ２１の吐出口２１ｂには、シリンダブロック３に設けられた冷却液導入路３ａの上流端が接続されている。冷却液導入路３ａの下流端は、ブロック側ウォータジャケット８に接続されている。冷却液導入路３ａの下流側部分に、第１サーモスタット弁４０が配設されている。冷却液導入路３ａの上流端近傍からは、シリンダブロック３に設けられた分岐路３ｂが分岐している。

第１サーモスタット弁４０は、中央部に開口部４３ａが形成された弁座部材４３を有し、この弁座部材４３は、シリンダブロック３に固定された固定プレート３９の開口部３９ａの内周面に形成した段差面３９ｂに固定されている。この固定プレート３９は、冷却液導入路３ａを形成するための導入路形成部材３８によって覆われている。この導入路形成部材３８は、固定プレート３９と共に、シリンダブロック３の車両後側の面に、複数のボルト３５（図２では、１つしか見えていない）により共締めされている。

上記感温部４１は、ブロック側ウォータジャケット８内（詳細には、ブロック冷却流路１１内）におけるシリンダ７（シリンダボア壁７ａ）の近傍に位置している。感温部４１は、後述の圧縮コイルスプリング４７の径方向外側に配置された複数の連結部材（図示せず）を介して上記弁座部材４３に支持されている。

上記弁座部材４３に対して上流側から弁体４４が着座して上記開口部４３ａが閉塞される。こうしてサーモスタット弁４０が閉弁状態になる。弁体４４は、感温部４１から開口部４３ａを貫通して延びる連結軸４５の先端部に固定されている。この連結軸４５は、上記ワックスの膨張及び収縮に連動して、連結軸４５の軸方向に移動可能になっている。上記ワックスの膨張時には、連結軸４５が上流側に移動し、これにより、弁体４４が弁座部材４３から離れるように上流側に移動して開弁する（図２では、サーモスタット弁４０の開弁状態を示す）。

一方、上記ワックスの収縮時には、連結軸４５が下流側に移動し、これにより、弁体４４が弁座部材４３に着座して閉弁する。連結軸４５には、スプリング支持部材４６が固定されており、スプリング支持部材４６と弁座部材４３との間に圧縮コイルスプリング４７が支持されている。この圧縮コイルスプリング４７により、弁体４４が弁座部材４３に押し付けられるため、閉弁状態が確実に維持される。

上記ブロック側ウォータジャケット８の内部には、図２及び図３に示すように、シリンダヘッド４側から見てブロック側ウォータジャケット８と同様の形状を有する樹脂製のウォータジャケットスペーサ６１が配設されている。このウォータジャケットスペーサ６１により、ブロック側ウォータジャケット８がその周方向においてブロック冷却流路１１とバイパス流路１２とに仕切られることになる。すなわち、ウォータジャケットスペーサ６１（つまりブロック側ウォータジャケット８内）には、ブロック冷却流路１１とバイパス流路１２とを仕切る２つの仕切部６２が設けられている。この各仕切部６２のシリンダ７側及び反シリンダ７側には、不図示のシール部材がそれぞれ設けられており、該各仕切部６２を挟む周方向両側（ブロック冷却流路１１側及びバイパス流路１２側）の部分は、互いに非連通となっており、該両側の部分間の冷却液の流通が規制されることになる。以下、上記両仕切部６２を互いに区別する場合には、ブロック冷却流路１１の上流端部とバイパス流路１２とを仕切る仕切部６２を、上流側仕切部６２ａといい、ブロック冷却流路１１の下流端部とバイパス流路１２とを仕切る仕切部６２を、下流側仕切部６２ｂという。尚、図１には、ブロック側ウォータジャケット８において上流側仕切部６２ａ及び下流側仕切部６２ｂのみを概略的に示す（図７〜図９も同様）。

上記下流側仕切部６２ｂは、ブロック側ウォータジャケット８内における第１流入口４ａと第２流入口４ｂとの間に対応する部分に設けられていて、本発明の仕切部に相当する。

一方、上記上流側仕切部６２ａは、ブロック側ウォータジャケット８内におけるブロック冷却流路１１の上流端部とバイパス流路１２との境界（冷却液導入路３ａの下流端の接続部と分岐路３ｂの下流端の接続部との間）に設けられていて、冷却液導入路３ａ及び分岐路３ｂ（本発明の冷却液導入路）からの冷却液を、ブロック冷却流路１１とバイパス流路１２とに分流させるための分流壁部としての役割を有している。これにより、冷却液導入路３ａからブロック冷却流路１１に流入した冷却液は、バイパス流路１２に流入することなく、ブロック冷却流路１１を流れ、冷却液導入路３ａから分岐路３ｂを介してバイパス流路１２に流入した冷却液は、ブロック冷却流路１１に流入することなく、バイパス流路１２を流れることになる。

ウォータジャケットスペーサ６１のブロック冷却流路１１に対応する部分の内側面におけるシリンダ７軸方向の中間部には、段差面６３が形成されており、ウォータジャケットスペーサ６１の段差面６３から上側（シリンダヘッド４側）に延びる部分である上側延設部６４とシリンダ７（シリンダボア壁７ａ）との間に空間が形成され、この空間が上記ブロック冷却流路１１とされる。つまり、ウォータジャケットスペーサ６１の段差面６３及び上側延設部６４が、ブロック冷却流路１１を形成するための冷却流路形成部６５とされている。ブロック側ウォータジャケット８における段差面６３よりも下側（反シリンダヘッド４側）の部分には、基本的に冷却液が流れないようになっている。このように冷却流路形成部６５は、シリンダ７とウォータジャケットスペーサ６１との間における少なくともシリンダヘッド４側の部分にブロック冷却流路１１を形成する。このようなブロック冷却流路１１によって、サーモスタット弁４０の開弁後に、シリンダ７（シリンダボア壁７ａ）の、より高温となるシリンダヘッド４側の部分（燃焼室に対応する部分）を、効果的に冷却することができるようになる。

また、ウォータジャケットスペーサ６１における上流側仕切部６２ａの近傍には、冷却液導入路３ａをブロック冷却流路１１に連通させるための導入開口部６６が形成されている。すなわち、冷却液導入路３ａは、ブロック冷却流路１１において上流側仕切部６２ａの近傍に接続されることになる。

上記導入開口部６６は、ウォータジャケットスペーサ６１の下側の部分に設けられ、導入開口部６６の下側には、上記段差面６３が形成されていないが、この段差面６３は、ブロック冷却流路１１の上流端部の近傍（導入開口部６６の直ぐ下流側の部分）からブロック冷却流路１１の下流端部（後述の凹状部６８）の近傍まで形成されている。そして、段差面６３は、下流側ほど上側（シリンダヘッド４側）に位置するように下流側に向かって上側に傾斜している。このため、図４及び図５に示すように、同じシリンダ７の車両前側と後側とでは、段差面６３の上下方向（シリンダ７軸方向）の高さ位置が異なっており、下流側に相当する車両前側の段差面６３の方が、上流側に相当する車両後側の段差面６３よりも高い位置にある。

図２に示すように、サーモスタット弁４０の感温部４１は、導入開口部６６を通ってブロック冷却流路１１内に臨んでいて、こうしてブロック冷却流路１１内におけるシリンダ７（シリンダボア壁７ａ）の近傍に位置する。

また、サーモスタット弁４０の感温部４１は、ブロック冷却流路１１内における上流側仕切部６２ａの近傍に位置することになる。この上流側仕切部６２ａにより、サーモスタット弁４０の閉弁時において、車両の加減速やエンジン２の振動が生じても、ブロック冷却流路１１内における感温部４１近傍の冷却液の流動ないし対流が抑制される。したがって、上流側仕切部６２ａは、サーモスタット弁４０の閉弁時にブロック側ウォータジャケット８内（ブロック冷却流路１１内）における感温部４１近傍の冷却液の流動を抑制する流動抑制部としての役割も有する。

ウォータジャケットスペーサ６１におけるバイパス流路１２に対応する部分には、ブロック冷却流路１１に対応する部分の形状を維持するべくウォータジャケットスペーサ６１を環状の形状にするために、両仕切部６２の下側部分を互いに連結する連結部６７が設けられている。この連結部６７は、特にバイパス流路１２を形成するものではない。バイパス流路１２は、ブロック側ウォータジャケット８の壁部、シリンダボア壁７ａ、及び上記両仕切部６２によって形成されている。上記分岐路３ｂは、バイパス流路１２の下側部分に接続され、バイパス流路１２の上側に上記第２流入口４ｂが設けられている。したがって、分岐路３ｂから流れてきた冷却液は、バイパス流路１２を下側から上側に流れて、第２流入口４ｂよりヘッド側ウォータジャケット９に流入することになる。

図３〜図６に示すように、ウォータジャケットスペーサ６１における下流側仕切部６２ｂの上部は、バイパス流路１２側に突出しており、その突出部分の内側に、ブロック冷却流路１１の下流端部とされた凹状部６８が形成され、この凹状部６８の上側に第１流入口４ａが位置している。また、下流側仕切部６２ｂにおける上記突出部分の下端部には、ウォータジャケットスペーサ６１の外側と内側とを連通させる貫通孔６９が上下方向に延びるように形成され、この貫通孔６９によりバイパス流路１２と凹状部６８とが連通している。

分岐路３ｂから流れてきた冷却液の大部分は、上記のように、バイパス流路１２を通って第２流入口４ｂよりヘッド側ウォータジャケット９に流入するが、バイパス流路１２を通る冷却液の一部は、バイパス流路１２から貫通孔６９を通って凹状部６８に入る。その冷却液は、貫通孔６９を通ることで、第１流入口４ａへ指向する流れとなり、これにより、第１流入口４ａを指向するように上側へと流れ、こうして第１流入口４ａよりヘッド側ウォータジャケット９に流入する。この冷却液の流れが比較的強いので、その流れに吸い込まれるように、ブロック冷却流路１１を流れてきた冷却液が、凹状部６８及び第１流入口４ａよりヘッド側ウォータジャケット９に流入し、これにより、ブロック冷却流路１１からヘッド側ウォータジャケット９への冷却液の流入が促進される。このように貫通孔６９は、バイパス流路１２を通る冷却液の一部を第１流入口４ａへ指向させる冷却液流を形成するための、本発明の調整孔に相当する。

ここで、仮に上記貫通孔６９が無ければ、第１サーモスタット弁４０が閉弁状態にあるときに、冷却液がブロック冷却流路１１を流れず、第１流入口４ａよりヘッド側ウォータジャケット９に流入しようとする冷却液の流れがないために、バイパス流路１２から第２流入口４ｂを介してヘッド側ウォータジャケット９に流入した冷却液が、その流れの勢いによって、第１流入口４ａよりブロック冷却流路１１へ流出する虞れがある。しかし、本実施形態では、冷却液がブロック冷却流路１１を流れていなくても、バイパス流路１２を通る冷却液の一部が貫通孔６９、凹状部６８及び第１流入口４ａを介してヘッド側ウォータジャケット９に流入するので、バイパス流路１２から第２流入口４ｂを介してヘッド側ウォータジャケット９に流入した冷却液が、第１流入口４ａよりブロック冷却流路１１へ流出するようなことはない。

次に、上記冷却装置１の動作を説明する。

エンジン２の始動直後の冷間時（暖機運転時）のように、感温部４１に接触する冷却液の温度が上記第１所定温度よりも低いときには、第１サーモスタット弁４０が閉弁している。このとき、感温部５１に接触する冷却液の温度は上記第２所定温度よりも低く、第２サーモスタット弁５０も閉弁している。

この結果、図７に示すように、ウォータポンプ２１からの冷却液は、ブロック冷却流路１１には導入されず、分岐路３ｂ及びバイパス流路１２を通って、第２流入口４ｂよりヘッド側ウォータジャケット９に流入する。また、バイパス流路１２を通る冷却液の一部が貫通孔６９、凹状部６８及び第１流入口４ａを介してヘッド側ウォータジャケット９に流入する。これにより、上記のように、バイパス流路１２から第２流入口４ｂを介してヘッド側ウォータジャケット９に流入した冷却液が、第１流入口４ａからブロック冷却流路１１へ流出するのを防止することができる。

このようにエンジン２の冷間時には、ブロック冷却流路１１に冷却液を流さないようにすることで、エンジン２の暖気を促進することができる。

第１流入口４ａ及び第２流入口４ｂよりヘッド側ウォータジャケット９に流入した冷却液は、シリンダヘッド４の気筒列方向の上記一側から上記他側へと流れ、上記流出口４ｃよりシリンダヘッド４の外部に流出する。

第２サーモスタット弁５０が閉弁状態にあることにより、上記流出口４ｃより流出した冷却液は、ラジエータ経路２３には流れず、ラジエータバイパス経路２４を介してウォータポンプ２１に戻される。

エンジン２の温度が上昇して、感温部４１に接触する冷却液の温度が上記第１所定温度に達すると、第１サーモスタット弁４０が開弁する。サーモスタット弁４０の感温部４１が、ブロック冷却流路１１内におけるシリンダ７の近傍かつ上流側仕切部６２ａの近傍に位置しているので、車両の加減速やエンジン２の振動が生じても、その感温部４１がシリンダ７近傍の冷却液の温度を感知することができ、この結果、エンジン２の温度に応じたサーモスタット弁４０の適切な開閉が行える。

第１サーモスタット弁４０の開弁により、図８に示すように、ウォータポンプ２１からの冷却液は、分岐路３ｂ及びバイパス流路１２に加えて、ブロック冷却流路１１にも流れる。これにより、ヘッド側ウォータジャケット９には、ブロック冷却流路１１から冷却液が凹状部６８及び第１流入口４ａを介して流入するとともに、バイパス流路１２から第２流入口４ｂを介して冷却液が流入する。上記の如く、バイパス流路１２を通る冷却液の一部は、バイパス流路１２から貫通孔６９及び凹状部６８を通って第１流入口４ａよりヘッド側ウォータジャケット９に流入するので、その流れに吸い込まれるように、ブロック冷却流路１１を流れてきた冷却液が、凹状部６８及び第１流入口４ａよりヘッド側ウォータジャケット９に流入し、これにより、ブロック冷却流路１１からヘッド側ウォータジャケット９への冷却液の流入が促進される。

第１サーモスタット弁４０が閉弁状態から丁度開弁したとき、感温部５１に接触する冷却液の温度は未だ上記第２所定温度には達せず、第２サーモスタット弁５０は閉弁したままとなっている。このため、流出口４ｃより流出した冷却液は、ラジエータ経路２３には流れず、ラジエータバイパス経路２４を介してウォータポンプ２１に戻される。

エンジン２の温度が更に上昇してエンジン２が温間状態になると、感温部５１に接触する冷却液の温度が上記第２所定温度に達して、第２サーモスタット弁５０も開弁する。これにより、図９に示すように、流出口４ｃより流出した冷却液は、ラジエータ経路２３及びラジエータバイパス経路２４に流れ、ラジエータバイパス経路２４に流れた冷却液は、ラジエータ２２で外気と熱交換された後にリターン路２７を通ってウォータポンプ２１に戻される。また、ウォータポンプ２１からの冷却液がブロック冷却流路１１内を流れる際、冷却流路形成部６５により、シリンダ７の、より高温となるシリンダヘッド４側の部分（燃焼室に対応する部分）を、効果的に冷却する。

したがって、本実施形態では、下流側仕切部６２ｂに、バイパス流路１２を通る冷却液の一部を第１流入口４ａへ指向させる冷却液流を形成するための調整孔としての貫通孔３９が設けられているので、エンジンの冷間時に冷却液がブロック冷却流路１２を流れていなくても、バイパス流路１２を通る冷却液の一部が、貫通孔６９を通って第１流入口４ａからヘッド側ウォータジャケット９に流入する。この結果、バイパス流路１２から第２流入口４ｂを介してヘッド側ウォータジャケット９に流入した冷却液が、第１流入口４ａよりブロック側ウォータジャケット８（ブロック冷却流路１１）へ流出するのを防止することができる。したがって、エンジンの暖気を効果的に促進することができる。また、エンジンの温間時には、貫通孔６９及び第１流入口４ａを介してヘッド側ウォータジャケット９に流入する冷却液の流れが比較的強いので、その流れに吸い込まれるように、ブロック冷却流路１１を流れてきた冷却液が第１流入口４ａよりヘッド側ウォータジャケット９に流入し、これにより、ブロック冷却流路１１からヘッド側ウォータジャケット９への冷却液の流入を促進することができる。したがって、シリンダ７の冷却を促進することができる。

本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で代用が可能である。

例えば、上記実施形態では、ブロック側ウォータジャケット８の内部にウォータジャケットスペーサ６１を配設したが、ウォータジャケットスペーサ６１は必ずしも必要なものではない。ウォータジャケットスペーサ６１が無い場合には、仕切部や分流壁部を、専用の部材又はシリンダブロック３自体で構成してもよい。

上述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本発明の範囲を限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

本発明は、エンジンのシリンダブロックに設けられ、シリンダの周囲を囲むブロック側ウォータジャケットと、上記エンジンのシリンダヘッドに設けられたヘッド側ウォータジャケットとを備え、ウォータポンプからの冷却液を、冷却液導入路を介して、上記ブロック側ウォータジャケット及びヘッド側ウォータジャケットに供給するように構成された、エンジンの冷却装置に有用である。

１エンジンの冷却装置
２エンジン
３シリンダブロック
３ａ冷却液導入路
３ｂ分岐路（冷却液導入路の一部）
４シリンダヘッド
８ブロック側ウォータジャケット
９ヘッド側ウォータジャケット
１１ブロック冷却流路
１２バイパス流路
２１ウォータポンプ
６１ウォータジャケットスペーサ
６２ａ上流側仕切部（分流壁部）
６２ｂ下流側仕切部（仕切部）
６３段差面
６４上側延設部
６５冷却流路形成部
６６導入開口部

Claims

エンジンのシリンダブロックに設けられ、シリンダの周囲を囲むブロック側ウォータジャケットと、上記エンジンのシリンダヘッドに設けられたヘッド側ウォータジャケットとを備え、ウォータポンプからの冷却液を、冷却液導入路を介して、上記ブロック側ウォータジャケット及びヘッド側ウォータジャケットに供給するように構成された、エンジンの冷却装置であって、
上記シリンダヘッドの一端部に、上記ブロック側ウォータジャケットと上記ヘッド側ウォータジャケットとを連通する第１及び第２の連通孔がブロック側ウォータジャケットの周方向に並ぶように設けられ、
上記ブロック側ウォータジャケットは、その周方向において、上記冷却液導入路からの冷却液を導入して上記シリンダの周囲を略一周するように流した後に上記第１の連通孔を介して上記ヘッド側ウォータジャケットへ導出させるブロック冷却流路と、上記冷却液導入路からの冷却液を、上記ブロック冷却流路をバイパスして上記第２の連通孔を介して上記ヘッド側ウォータジャケットへ導出させるためのバイパス流路とに分割され、
上記ブロック側ウォータジャケット内における上記第１の連通孔と上記第２の連通孔との間に対応する部分には、上記ブロック冷却流路の下流端部と上記バイパス流路とを周方向に仕切る仕切部が設けられ、
上記仕切部に、上記バイパス流路を通る冷却液の一部を上記第１の連通孔へ指向させる冷却液流を形成するための調整孔が設けられていることを特徴とするエンジンの冷却装置。
請求項１記載のエンジンの冷却装置において、
上記ブロック側ウォータジャケット内における上記ブロック冷却流路の上流端部と上記バイパス流路との境界には、上記冷却液導入路からの冷却液を、上記ブロック冷却流路と上記バイパス流路とに分流させるための分流壁部が設けられていることを特徴とするエンジンの冷却装置。
請求項２記載のエンジンの冷却装置において、
上記ブロック側ウォータジャケットの内部に配設されたウォータジャケットスペーサを更に備え、
上記ウォータジャケットスペーサには、上記調整孔が設けられた上記仕切部と、上記分流壁部とが形成されていることを特徴とするエンジンの冷却装置。
請求項３記載のエンジンの冷却装置において、
上記ウォータジャケットスペーサには、上記シリンダと該ウォータジャケットスペーサとの間における少なくともシリンダヘッド側の部分に上記ブロック冷却流路を形成するための冷却流路形成部と、上記冷却液導入路を上記ブロック冷却流路に連通させるための導入開口部とが更に形成されていることを特徴とするエンジンの冷却装置。