JP5799530B2 - 内燃機関の冷却装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両等に搭載される内燃機関の冷却装置に関する。

車両等に搭載される内燃機関（以下、エンジンともいう）では、冷却水通路としてウォータジャケットを内燃機関（シリンダヘッド及びシリンダブロック）に設け、冷却水をウォータポンプによってウォータジャケットを経由して循環させることで、内燃機関の全体を冷却（暖機）するようにしている。

また、内燃機関の冷却装置として、シリンダヘッドのウォータジャケット（以下、「ヘッド側ウォータジャケット」という場合もある）及びシリンダブロックのウォータジャケット（以下、「ブロック側ウォータジャケット」という場合もある）に対して冷却水を並列に循環させるようにした内燃機関の冷却装置（一般に、「２系統冷却装置」と呼ばれている）が提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。

このような２系統冷却装置においては、例えば、ブロック側ウォータジャケットの冷却水入口側にサーモスタットを設け、内燃機関のコールドスタート時に、ブロック側ウォータジャケットへの冷却水の供給を停止（ブロック内水停止）させたまま、ヘッド側ウォータジャケットへ冷却水を供給するようにしている。このような冷却装置では、シリンダヘッドの温度の過上昇を抑制しながら、シリンダブロックの温度を早急に高めることができるので、内燃機関内の各所でのフリクションロス（シリンダのフリクションロス等）を低減することが可能となり、燃費（燃料消費率）の向上を図ることができる。

なお、上述した冷却装置に使用される一般的なサーモスタットは、冷却水中に配置される感温部を備えている。この感温部内には、同感温部の壁を介して伝わる冷却水の熱に応じて膨張・収縮するサーモワックスが収容されており、そのサーモワックスの膨張・収縮に応じて開弁状態と閉弁状態とが切り替わる構造となっている。

特開２００８−１３３７７２号公報 特開２００９−０９７３５２号公報 特開平１０−０８９０７０号公報

ところで、上記したブロック内水停止を行う従来の冷却装置では、図９（Ａ）、（Ｂ）に示すように、サーモスタットの感温部をシリンダブロックの外部に配置しているため、ブロック内水停止中において、シリンダブロック内の冷却水の温度を感度よく感温できない。このため、シリンダブロック内の温度が目標温度に達した後、サーモスタットが実際に開弁するまでに、ある程度の時間要する（開弁遅れが生じる）。そして、このようなサーモスタットの開弁遅れが生じると、シリンダブロック内の温度が目標温度を超えてしまう、いわゆるオーバーシュートが発生する場合がある。なお、感温部による冷却水の感温性を高めるために、機関暖機時にシリンダブロック内に冷却水を循環させると、暖機性が悪化して燃費が低下するという点が問題となる。

本発明はそのような実情を考慮してなされたもので、暖機時等において内燃機関のシリンダブロック内への冷却水の流れを制限するサーモスタットを備えた冷却装置において、シリンダブロック内の温度をサーモスタットの感温部にて感度よく感温することが可能な構造を提供することを目的とする。

本発明は、弁体に変位を与える感温部を有し、閉弁状態のときに内燃機関のシリンダブロック内への冷却水の流れを制限するサーモスタット（第２サーモスタット）を備えた内燃機関の冷却装置を前提としており、このような内燃機関の冷却装置において、前記サーモスタットが閉弁状態及び開弁状態のいずれの状態でも当該サーモスタットの感温部が前記シリンダブロックのシリンダボア壁に接触していることを特徴としている。また、前記サーモスタットが閉弁状態及び開弁状態のいずれの状態でも当該サーモスタットの感温部が前記シリンダブロックのシリンダボア壁に金属材を介して接触していることを特徴としている。

本発明によれば、シリンダブロック内の温度をサーモスタットの感温部で直接的に感温することができるので、ブロック内水停止状態（シリンダブロック内に冷却水が循環しない状態）であっても、シリンダブロック内の温度を感度よく感温することができる。これによって、シリンダブロック内の温度が目標温度（サーモスタット開弁温度）を超えてしまう、いわゆるオーバーシュート現象を抑制することができるので、内燃機関の暖機性が向上する。しかも、機関暖機時（コールドスタート時等）において、シリンダブロック内に冷却水を流すことなく、シリンダブロック内の温度を感度よく感温することができるので、エンジン内の冷却水の水温低下による燃費低下（暖機効果の低下）を防ぐことができる。

本発明において、サーモスタットの感温部のロッドを金属製の部材とし、その感温部の金属製のロッドのみをシリンダボア壁に接触させるようにしてもよい。この場合、感温部とシリンダボア壁とを非接触とすることができる。しかも、シリンダブロックの温度が高くなると、サーモスタットの感温部がシリンダボア壁から離れるようになるので（図７参照）、シリンダボア壁が高温になったときに感温部が受ける熱の影響を少なくすることができ、感温部を熱から保護することができる。

また、感温部のロッドのみをシリンダボア壁に接触させる構造を採用する場合、感温部のロッドの形状を、そのロッドの断面積（ロッド軸心と直交する面で切断した断面の断面積）が、シリンダボア壁側の方が大きくなるような形状とする。より具体的には、ロッドの断面積が、シリンダボア壁に近くなるほど大きくなるような形状とする。このような構成を採用すれば、シリンダボア壁へのロッドの接触面積が大きくなり、シリンダボア壁の温度がサーモスタットの感温部に伝わりやすくなるので、シリンダブロック内の温度の感温性をより高めることができる。

ここで、本発明は２系統冷却装置に有効に適用することができる。具体的には、シリンダヘッド内に形成されたヘッド内冷却水通路と、シリンダブロック内に形成されたブロック内冷却水通路と、閉弁状態のときにブロック内冷却水通路の冷却水の流れを制限するサーモスタットとを備えた２系統冷却装置に、本発明をより有効に適用することができる。

本発明によれば、内燃機関のシリンダブロック内への冷却水の流れを制限するサーモスタットを備えた冷却装置において、シリンダブロック内の温度をサーモスタットの感温部にて感度よく感温することができるので、内燃機関の暖機性が向上する。

本発明の冷却装置の一例を示す概略構成図である。 図１の冷却装置に用いる第２サーモスタットの一例を示す断面図である。なお、図２では第２サーモスタットの閉弁状態を示している。 図１の冷却装置に用いる第２サーモスタットの一例を示す断面図である。なお、図３では第２サーモスタットの開弁状態を示している。 図１の冷却装置において、冷間時に循環する冷却水の流れを示す図（Ａ）、エンジン半暖機状態のときに循環する冷却水の流れを示す図（Ｂ）、及び、エンジン完全暖機時に循環する冷却水の流れを示す図（Ｃ）を併記して示す図である。 第２サーモスタットの他の例の要部構造を示す断面図である。 第２サーモスタットの別の例を示す断面図である。なお、図６では第２サーモスタットの閉弁状態を示している。 第２サーモスタットの別の例を示す断面図である。なお、図７では第２サーモスタットの開弁状態を示している。 第２サーモスタットのロッドの変形例を示す断面図である。 従来の冷却装置の一部を模式的に示す構成図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

本発明を適用するエンジン（内燃機関）の冷却装置について図１を参照して説明する。

この例では、エンジンのシリンダヘッド内部の冷却水通路（ヘッド側ウォータジャケット）とシリンダブロック内部の冷却水通路（ブロック側ウォータジャケット）とが互いに独立した２系統冷却装置に本発明を適用した場合について説明する。

この例の冷却装置は、ウォータポンプ（Ｗ／Ｐ）４、ヒータ５、ラジエータ６、第１サーモスタット（ラジエータ用サーモスタット）７、第２サーモスタット（シリンダブロック用サーモスタット）１００、及び、これら機器に冷却水を循環する冷却水循環通路１０などを備えている。

冷却水循環通路１０は、冷却水（例えばＬＬＣ：Ｌｏｎｇ Ｌｉｆｅ Ｃｏｏｌａｎｔ）を、エンジン１、ラジエータ６、及び、第１サーモスタット７などを経由して循環させるエンジン冷却系通路１１と、冷却水を、後述するシリンダヘッド２のヘッド内冷却水循環通路２１、ヒータ５、及び、第１サーモスタット７などを経由して循環させるヒータ系通路１２とを備えている。そして、この例では、これらエンジン冷却系通路１１とヒータ系通路１２との冷却水循環に、１台のウォータポンプ４を併用している。

エンジン１は、コンベンショナル車両やハイブリッド車両などに搭載されるガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどであって、シリンダヘッド２及びシリンダブロック３を備えている。シリンダヘッド２の内部には、ヘッド内冷却水通路（ヘッド側ウォータジャケット）２１が形成されている。また、シリンダブロック３の内部には、ブロック内冷却水通路（ブロック側ウォータジャケット）３１が形成されており、このブロック内冷却水通路３１の冷却水入口側（シリンダブロック３の内部）に第２サーモスタット１００が配置されている。なお、この例では、第２サーモスタット１００の冷却水入口１０１ａ（図２、図３参照）が、ブロック内冷却水通路３１の冷却水入口３１ａとなっている。

ウォータポンプ４は、エンジン１の出力軸であるクランクシャフトに連結されており、そのクランクシャフトの回転駆動力によって駆動される機械式ウォータポンプである。ウォータポンプ４の吐出口４ａは、エンジン１のヘッド内冷却水通路２１の冷却水入口２１ａにヘッド入口通路１１ａを介して接続されている。また、ウォータポンプ４の吐出口４ａは、エンジン１のブロック内冷却水通路３１の冷却水入口３１ａにブロック入口通路１１ｂを介して接続されている。

上記ヘッド内冷却水通路２１の冷却水出口２１ｂは、ヘッド出口通路１１ｃを介してヒータ５の冷却水入口５ａ及びラジエータ６の冷却水入口６ａにそれぞれ接続されている。上記ブロック内冷却水通路３１の冷却水出口３１ｂは、ブロック出口通路１１ｄを介して上記ヘッド出口通路１１ｃに接続されている。

ヒータ５の冷却水出口５ｂ及びラジエータ６の冷却水出口６ｂは、それぞれ、第１サーモスタット７の冷却水入口７ａ，７ｂに接続されている。第１サーモスタット７の冷却水出口７ｃはウォータポンプ４の吸込口４ｂに接続されている。

第１サーモスタット７は、閉弁状態であるときには冷却水入口７ｂ（ラジエータ６接続口）と冷却水出口７ｃとの間を遮断し、開弁状態のときに、それら冷却水入口７ｂと冷却水出口７ｃとを接続する構造となっている。

具体的に、第１サーモスタット７は、弁体に変位を与える感熱部を備え、その感温部のサーモワックスの膨張・収縮によって作動する弁装置であって、冷却水温が比較的低い場合は、ラジエータ６とウォータポンプ４との間の冷却水通路を遮断（冷却水入口７ｂと冷却水出口７ｃとの間を遮断）して、ラジエータ６に冷却水を流さないようになっている。一方、エンジン１の暖機完了後、すなわち冷却水温度が比較的高い場合には、その冷却水温に応じて第１サーモスタット７が開弁（冷却水入口７ｂと冷却水出口７ｃとが連通）してラジエータ６に冷却水の一部が流れるようになっている。

なお、第１サーモスタット７の冷却水入口７ａ（ヒータ５接続口）と冷却水出口７ｃとは常に連通しており、その冷却水入口７ａから冷却水出口７ｃに向けて流れる冷却水が上記感温部に接触するようになっている。

また、第１サーモスタット７（ラジエータ用）は、上記感温部の周辺水温（≒サーモワックス温度）が、後述する第２サーモスタット１００（シリンダブロック用）の開弁温度（例えば７０℃）よりも高い水温（例えば８２℃以上）になったときに開弁するように設定されている。

ヒータ系通路１２にはヒータ５が接続されており、ウォータポンプ４から吐出した冷却水が、［ヘッド内冷却水通路２１→ヒータ５→第１サーモスタット７→ウォータポンプ４］の順で循環する。ヒータ５は、冷却水の熱を利用して車室内を暖房するための熱交換器であって、エアコンディショナの送風ダクトに臨んで配置されている。つまり、車室内の暖房時（ヒータＯＮ時）には送風ダクト内を流れる空調風をヒータ５（ヒータコア）に通過させて温風として車室内に供給する一方、それ以外（例えば冷房時）のとき（ヒータＯＦＦ時）には空調風がヒータ５をバイパスするようになっている。

−第２サーモスタット（１）−
次に、この例の特徴部分である第２サーモスタット１００の一例について、図２及び図３を参照して説明する。

この例の第２サーモスタット１００は、バルブボディ１０１、バルブシート（弁座）１０２、弁体１０３、圧縮コイルばね１０４、及び、感温部１０５などを備えている。

バルブボディ１０１は略円筒形状の部材であって、冷却水入口１０１ａ及び冷却水出口１０１ｂを備えており、その冷却水入口１０１ａがブロック内冷却水通路３１の冷却水入口３１ａとなっている。第２サーモスタット１００の冷却水入口１０１ａは、図１に示すウォータポンプ４の吐出口４ａにブロック入口通路１１ｂを介して接続される。冷却水出口１０１ｂは、ブロック内冷却水通路（ブロック側ウォータジャケット）３１の内部に臨んで配置されている。

バルブボディ１０１には、冷却水出口１０１ｂ側にバルブシート１０２が設けられている。バルブシート１０２は円環筒状の部材（例えばシールゴム製）であって、バルブボディ１０１の内面に形成された凹部１０１ｄに嵌め込まれている。また、バルブボディ１０１には、冷却水入口１０１ａ側に、圧縮コイルばね１０４を受けるばね座１０１ｃが設けられている。

以上のバルブボディ１０１は、シリンダブロック３のブロック壁３ｂに設けられた開口部３０ｂに嵌め込まれており、複数（例えば２〜３個）の止め具８・・８によってブロック壁３ｂの外側への移動が規制されている。

弁体１０３は、バルブボディ１０１の内部に、当該バルブボディ１０１の軸方向に沿って変位可能に配設されている。弁体１０３は、円板形状の部材であって、その外周部が上記バルブシート１０２の内周面に当接することによって当該第２サーモスタット１００が閉弁状態になる（図２の状態）。この弁体１０３は、後述する感温部１０５のロッド１５２の先端部に一体に取り付けられている。また、弁体１０３とバルブボディ１０１のばね座１０１ｃとの間に圧縮コイルばね１０４が挟み込まれており、その圧縮コイルばね１０４の弾性力によって、弁体１０３が冷却水出口１０１ｂ側（感温部１０５側）に向けて付勢されている。

感温部（感温アクチュエータ）１０５は、ブロック内冷却水通路（ブロック側ウォータジャケット）３１の内部に配設されている。感温部１０５はケース１５１及びロッド１５２を備えている。

ケース１５１は、円筒形状の金属製容器（例えば銅製の容器）であって、その円筒中心がバルブボディ１０１の軸方向に沿って配置されている。ロッド１５２は、バルブボディ１０１の軸方向（弁体１０３の開閉方向）に沿って延びる棒状の部材であって、ケース１５１に摺動自在に配設されている。ロッド１５２は、ケース１５１から上記冷却水入口１０１ａ側（シリンダボア壁３ａとは反対側）に突出しており、その突出側の先端部に弁体１０３が一体に取り付けられている。

ケース１５１の後端部（ロッド１５２の突出側とは反対側の端部）は、金属プレート（例えば、銅プレート）１１０を介してシリンダブロック３のシリンダボア壁３ａに接触している。このように感温部１０５をシリンダボア壁３ａに金属プレート１１０を介して接触させることにより、シリンダボア壁３ａの熱が感温部１０５（サーモワックス１５３）に直接的に伝わる。なお、金属プレート１１０は感温部１０５（ケース１５１）の後端部に固着されている。また、金属プレート１１０は、シリンダボア壁３ａの外周面に形成された凹部３０ａ内に配置されている。

感温部１０５のケース１５１内には、当該ケース１５１の壁を介して伝わる熱に応じて膨張・収縮するサーモワックス１５３が充填されており、このサーモワックス１５３の膨張・収縮によってロッド１５２のケース１５１に対する突出量が変化するようになっている。なお、サーモワックス１５３はゴム等からなるシール材１５４内に収容されている。

以上の感温部１０５は保持部材１０６によってバルブボディ１０１に保持されており、弁体１０３の開閉方向の移動時（ロッド１５２の移動時）において感温部１０５の姿勢が傾くことはない。保持部材１０６には開口１０６ａが設けられており、冷却水の流れを妨げない形状となっている。

ここで、この例において、第２サーモスタット１００の感温部１０５（ケース１５１）とシリンダボア壁３ａとの間に配置している金属プレート１１０は、シリンダボア壁３ａからケース１５１内のサーモワックス１５３に伝わる熱量を調整するためのものであり、こうした金属プレート１１０を設けておくことにより、サーモワックス１５３が過度に加熱されることを防止することができる。

そして、以上の構造の第２サーモスタット１００において、感温部１０５のロッド１５２の吐出量（ケース１５１からの突出量）が最小である状態のときに、弁体１０３がバルブシート１０２に当接する位置（図２に示す閉弁位置）に配置される。この状態（閉弁状態）から、感温部１０５内のサーモワックス１５３の温度が所定温度以上（開弁温度（例えば７０℃）以上）になると、感温部１０５内のサーモワックス１５３が膨張する。このサーモワックス１５３の膨張により、ケース１５１からのロッド１５２の突き出し量が大きくなって、弁体１０３が圧縮コイルばね１０４の弾性力に抗してバブルシート１０２から離れる向き（開弁方向）に移動し、弁体１０３がバブルシート１０２から完全に離れた状態（図３に示す状態）で第２サーモスタット１００が開弁状態となる。

また、図３に示す開弁状態から、感温部１０５内のサーモワックス１５３の温度が低下してサーモワックス１５３が収縮すると、ロッド１５２の吐出量が小さくなるとともに、圧縮コイルばね１０４の弾性力によって弁体１０３が閉弁方向に変位し、この弁体１０３の外周部がバルブシート１０２に当接した状態（図２の状態）で第２サーモスタット１００は閉弁状態となる。

以上のように、この例の第２サーモスタット１００は、感温部１０５内のサーモワックス１５３の温度が所定温度よりも低いときには閉弁状態となり、これによって、図１に示すエンジン１のブロック内冷却水通路３１が冷却水入口部が閉鎖され（ウォータポンプ４の吐出口４ａとブロック内冷却水通路３１との間が遮断され）、シリンダブロック３内の冷却水の流通が停止される（ブロック内水停止）。一方、感温部１０５内のサーモワックス１５３の温度が所定温度以上であるときには、第２サーモスタット１００が開弁状態となり、これによってウォータポンプ４の吐出口４ａとブロック内冷却水通路３１とが連通し、シリンダブロック３内に冷却水が流れる。

−動作説明−
図１に示す冷却装置の冷却水の流れについて説明する。

まず、冷間時（コールドスタート時等）は、第２サーモスタット１００の感温部１０５内のサーモワックス１５３の温度が低い（例えば７０℃未満）ので、第２サーモスタット１００が閉弁状態となり、ブロック内冷却水通路３１内の冷却水の流通が停止される（ブロック内水停止）。このようなブロック内水停止によって、シリンダブロック３の温度を早急に高めることができるので、シリンダのフリクションロス等を低減することができ、燃費（燃料消費率）の向上を図ることができる。なお、第２サーモスタット１００が閉弁状態のときには、図４（Ａ）に示すように、ウォータポンプ４の作動により、冷却水が［ウォータポンプ４→ヘッド内冷却水通路２１→ヒータ５→第１サーモスタット７→ウォータポンプ４］の順で流れる。つまり、ブロック内冷却水通路３１内の冷却水の流通を停止した状態で、ヘッド内冷却水通路２１に冷却水を流すことができる。

次に、エンジン１が半暖機状態になり（シリンダボア壁３ａの温度が上昇し）、第２サーモスタット１００の感温部１０５内のサーモワックス１５３の温度が所定温度以上（開弁温度以上）になると、第２サーモスタット１００が開弁する。第２サーモスタット１００が開弁すると、図４（Ｂ）に示すように、上記したヘッド内冷却水通路２１への冷却水循環に加えて、ブロック内冷却水通路３１にも冷却水が流れる。つまり、第２サーモスタット１００が開弁すると、冷却水が、［ウォータポンプ４→第２サーモスタット１００→ブロック内冷却水通路３１→ヒータ５→第１サーモスタット７→ウォータポンプ４］の順で流れるようになる。

そして、エンジン１が完全暖機状態になると、図４（Ｃ）に示すように、第１サーモスタット７が作動（開弁）してラジエータ６に冷却水の一部が流れるようになり、冷却水が回収した熱がラジエータ６から大気に放出される。

−作用・効果−
この例の冷却装置によれば、エンジン１のシリンダブロック３内の冷却水循環を制限する第２サーモスタット１００の感温部１０５が、ブロック内冷却水通路３１内（ブロック側ウォータジャケット内）に配置されており、さらに、感温部１０５のケース１５１（サーモワックス１５３を収容したケース）が金属プレート１１０を介してシリンダブロック３のシリンダボア壁３ａに接触しているので、機関暖機時（コールドスタート時等）においてシリンダブロック３内の温度を感度よく感温することができる。これによって、シリンダブロック３内の温度が、目標温度（第２サーモスタット１００の開弁温度）を超えてしまう、いわゆるオーバーシュート現象を抑制することができるので、要求通りの機関暖機が可能になる。その結果として、暖機の信頼性及び暖機時の燃費が向上する。しかも、機関暖機時において、シリンダブロック３内に冷却水を流すことなく、シリンダブロック３内の温度を感度よく感温することができるので、エンジン１内の冷却水の水温低下による燃費低下（暖機効果の低下）を防ぐことができる。

なお、以上の図２及び図３の例では、第２サーモスタット１００の感温部１０５のケース１５１とシリンダボア壁３ａとの間に金属プレート１１０を設けているが、これに限られることなく、感温部１０５のケース１５１をシリンダボア壁３ａに直に接触させてもよい。この場合、例えば、図５に示すように、ケース１５１の底部壁体１５１ａの肉厚を厚くして、シリンダボア壁３ａから底部壁体１５１ａを通じてサーモワックス１５３に伝わる熱量を調整することで、サーモワックス１５３が過度に加熱されることを防止するようにしておくことが好ましい。

−第２サーモスタット（２）−
次に、第２サーモスタット２００の別の例について図６及び図７を参照して説明する。

この例の第２サーモスタット２００も、上記した図２及び図３に示す第２サーモスタット１００と同様に、図１の冷却装置に適用することができる。

この例の第２サーモスタット２００は、バルブボディ２０１、バルブシート（弁座）２０２、弁体２０３、圧縮コイルばね２０４、及び、感温部２０５などを備えている。

バルブボディ２０１は略円筒形状の部材であって、冷却水入口２０１ａ及び冷却水出口２０１ｂを備えており、その冷却水入口２０１ａが、図１に示すブロック内冷却水通路３１の冷却水入口３１ａとして共用される。第２サーモスタット２００の冷却水入口２０１ａは、図１に示すウォータポンプ４の吐出口４ａに接続される。冷却水出口２０１ｂは、ブロック内冷却水通路（ブロック側ウォータジャケット）３１の内部に臨むように配置される。

バルブボディ２０１には、冷却水出口２０１ｂ側にバルブシート２０２が設けられている。バルブシート２０２は円環状の部材（例えばシールゴム製）であって、バルブボディ２０１の内面に形成された凹部２０１ｄに嵌め込まれている。また、バルブボディ２０１には、冷却水入口２０１ａ側に、圧縮コイルばね２０４を受けるばね座２０１ｃが設けられている。

以上のバルブボディ２０１は、シリンダブロック３のブロック壁３ｂに設けられた開口部３０ｂに嵌め込まれ、複数（例えば２〜３個）の止め具８・・８によってブロック壁３ｂの外側への移動が規制される。

弁体２０３は、バルブボディ２０１の内部に、当該バルブボディ２０１の軸方向に沿って変位可能に配設されている。弁体２０３は、円板形状の部材であって、その外周部が上記バルブシート２０２の内周面に当接することによって当該第２サーモスタット２００が閉弁状態になる（図６の状態）。この弁体２０３は、後述する感温部２０５のケース２５１の一端部（冷却水入口２０１ａ側の端部）に一体に取り付けられている。また、弁体２０３とバルブボディ２０１のばね座２０１ｃとの間に圧縮コイルばね２０４が挟み込まれており、その圧縮コイルばね２０４の弾性力によって弁体２０３が冷却水出口２０１ｂ側に向けて付勢されている。

感温部（感温アクチュエータ）２０５は、ブロック内冷却水通路（ブロック側ウォータジャケット）３１の内部に配設されている。感温部２０５はケース２５１及びロッド２５２を備えている。

ケース２５１は、円筒形状の容器であって、その円筒中心がバルブボディ２０１の軸方向に沿って配置されている。ロッド２５２は、バルブボディ２０１の軸方向（弁体２０３の開閉方向）に沿って延びる棒状の部材（金属製）であって、ケース２５１に摺動自在に配設されている。ロッド２５２は、ケース２５１の上記弁体２０３とは反対側（シリンダボア壁３ａ側）に突出しており、その先端部がシリンダブロック３のシリンダボア壁３ａに接触している。このロッド２５２の先端部が当たる部分（シリンダボア壁３ａ）には凹部３０ａが設けられており、その凹部３０ａの底面（平面）に、ロッド２５２の先端部が接触するようになっている。このように感温部２０５の金属製のロッド２５２をシリンダボア壁３ａに接触させることにより、シリンダボア壁３ａの熱が感温部２０５（サーモワックス２５３）に直接的に伝わる。

なお、図６及び図７に示す凹部３０ａの底面、または、シリンダボア壁３ａの外周面（図６及び図７に示す凹部３０ａがない場合）に、略半球状の凹部を設けておき、その凹部にロッド２５２の先端部を嵌め込むことにより、ロッド２５２の位置決めを行うという構造を採用してもよい。

上記感温部２０５のケース２５１内には、当該ケース２５１の壁を介して伝わる熱に応じて膨張・収縮するサーモワックス２５３が充填されており、このサーモワックス２５３の膨張・収縮によってロッド２５２のケース２５１に対する突出量が変化するようになっている。なお、サーモワックス２５３はゴム等からなるシール材２５４内に収容されている。

以上の感温部２０５は、バルブボディ２０１に設けたガイド部材２０６によって、弁体２０３の開閉方向に沿って移動自在に支持されており、感温部２０５の移動時（弁体２０３の開閉方向の移動時）において感温部２０５の姿勢が傾くことはない。ガイド部材２０６には開口２０６ａが設けられており、冷却水の流れを妨げない形状となっている。

そして、以上の構造の第２サーモスタット２００において、感温部２０５のロッド２５２の吐出量（ケース２５１からの突出量）が最小である状態のときに、弁体２０３がバルブシート２０２に当接する位置（図６に示す閉弁位置）に配置される。この状態（閉弁状態）から、感温部２０５内のサーモワックス２５３の温度が所定温度以上（開弁温度（例えば７０℃）以上）になると、感温部２０５内のサーモワックス２５３が膨張する。このサーモワックス２５３の膨張により、ケース２５１からのロッド２５２の突き出し量が大きくなって、感温部２０５及び弁体２０３が圧縮コイルばね２０４の弾性力に抗して冷却水入口１０１ａに向けて移動し（弁体２０３が開弁方向に変位し）、弁体２０３がバブルシート２０２から完全に離れた状態で第２サーモスタット２００が開弁状態となる（図７）。

また、図７に示す開弁状態から、感温部２０５内のサーモワックス２５３の温度が低下してサーモワックス２５３が収縮すると、ロッド２５２の吐出量が小さくなるとともに、圧縮コイルばね２０４の弾性力によって弁体２０３が閉弁方向に変位し、この弁体２０３の外周部がバルブシート２０２の内周面に当接した状態（図６の状態）で第２サーモスタット２００は閉弁状態となる。

以上のように、この例の第２サーモスタット２００においても、感温部２０５内のサーモワックス２５３の温度に応じて閉弁状態から開弁状態に切り替わるので、この例の第２サーモスタット２００を図１の冷却装置に適用した場合も、エンジン１のブロック内冷却水通路（ブロック側ウォータジャケット）３１内の冷却水の流れを遮断または許容することができる。

すなわち、冷間時（コールドスタート時等）は、第２サーモスタット２００の感温部２０５内のサーモワックス２５３の温度が低い（例えば７０℃未満）ので、第２サーモスタット２００が閉弁状態となり、シリンダブロック３内（ブロック内冷却水通路３１内）の冷却水の流通が停止される（ブロック内水停止：図４（Ａ）参照）。このようなブロック内水停止により、シリンダブロック３の温度を早急に高めることが可能になるので、シリンダのフリクションロス等を低減することができ、燃費（燃料消費率）の向上を図ることができる。

次に、エンジン１が半暖機状態になり、第２サーモスタット２００の感温部２０５内のサーモワックス２５３の温度が所定温度以上（開弁温度以上）になると第２サーモスタット２００が開弁する。第２サーモスタット２００が開弁すると、エンジン１のブロック内冷却水通路３１に冷却水が流れる（図４（Ｂ）参照）。その後、エンジン１が完全暖機状態になると、第１サーモスタット７が作動（開弁）して、ラジエータ６に冷却水の一部が流れるようになり（図４（Ｃ）参照）、冷却水が回収した熱がラジエータ６から大気に放出される。

そして、この例においても、図６及び図７に示すように、エンジン１のシリンダブロック３内の冷却水循環を制限する第２サーモスタット２００の感温部２０５が、ブロック内冷却水通路３１内（ブロック側ウォータジャケット内）に配置されるとともに、感温部２０５（サーモワックス２５３）が金属製のロッド２５２を介してシリンダブロック３のシリンダボア壁３ａに接触するので、機関暖機時（コールドスタート時等）において、シリンダブロック３内の温度を感度よく感温することができる。これによって、シリンダブロック３内の温度が、目標温度（第２サーモスタット２００の開弁温度）を超えてしまう、いわゆるオーバーシュート現象を抑制することができるので、要求通りの機関暖機が可能になる。その結果として、暖機の信頼性及び暖機時の燃費が向上する。しかも、機関暖機時において、シリンダブロック３内に冷却水を流すことなく、シリンダブロック３内の温度を感度よく感温することができるので、エンジン１内の冷却水の水温低下による燃費低下（暖機効果の低下）を防ぐことができる。

さらに、この例では、第２サーモスタット２００のロッド２５２のみがシリンダボア壁３ａに接触するので、感温部２０５とシリンダボア壁３ａとは非接触の状態となる。しかも、シリンダブロック３の温度が高くなると、感温部２０５がシリンダボア壁３ａから離れるようになるので（図７参照）、シリンダボア壁３ａが高温になったときに感温部２０５が受ける熱の影響を少なくすることができ、感温部２０５を熱から保護することができる。

なお、以上の図６及び図７の例では、第２サーモスタット２００のロッド２５２を、断面形状が一様な棒状の部材としているが、そのロッド２５２の断面形状を変更して、ロッド２５２の断面積（ロッド軸心と直交する面で切断した断面の断面積）が、シリンダボア壁３ａ側の方が大きくなる形状としてもよい。

具体的には、例えば、図８（Ａ）に示すように、ロッド２５２を段付き棒として、その大径部２５２ａの先端を、シリンダボア壁３ａの凹部３０ａ底面に接触させる構造としてもよい。また、図８（Ｂ）に示すように、ロッド２５２のボア３ａ側の形状を、シリンダボア壁３ａに近くなるほど断面積が大きくなるテーパ形状とし、そのテーパ部２５２ｂの先端をシリンダボア壁３ａの凹部３０ａ底面に接触させる構造としてもよい。

このような構造を採用すれば、シリンダボア壁３ａへのロッド２５２の接触面積が大きくなるので、シリンダボア壁３ａの温度が第２サーモスタット２００の感温部２０５（サーモワックス２５３）に伝わりやすくなる。これによって、感温部２０５をシリンダボア壁３ａの熱から保護する構造としながらも、シリンダブロック３内の温度の感温性を高めることができる。

−他の実施形態−
以上の例では、２系統冷却装置に本発明を適用した例について説明したが、これに限られることなく、機関暖機時に、内燃機関の全体の冷却水（ヘッド側ウォータジャケット及びブロック側ウォータジャケットの両方の冷却水）の流通を停止する冷却装置（１系統の冷却装置）にも本発明は適用可能である。

以上の例では、シリンダブロックの冷却水入口側に第２サーモスタットを配置した冷却装置に、本発明を適用した例を示しているが、これに限られることなく、シリンダブロックの冷却水出口側に第２サーモスタットが配置される冷却装置にも本発明は適用可能である。

以上の例では、エンジンによって駆動される機械式ウォータポンプを備えた冷却装置に本発明を適用した例について説明したが、これに限られることなく、電動ウォータポンプを備えた冷却装置にも本発明は適用可能である。

以上の例では、車両の搭載される内燃機関の冷却装置に本発明を適用した例について説明したが、これに限られることなく、車両用内燃機関以外の内燃機関の冷却装置に対しても本発明は適用が可能である。

本発明は、車両等に搭載される内燃機関（エンジン）の冷却装置に利用可能であり、さらに詳しくは、暖機時等において内燃機関のシリンダブロック内への冷却水の流れを制限するサーモスタットを備えた冷却装置に有効に利用することができる。

１ エンジン（内燃機関）
２ シリンダヘッド
２１ ヘッド内冷却水通路（ヘッド側ウォータジャケット）
３ シリンダブロック
３ａ シリンダボア壁
３１ ブロック内冷却水通路（ブロック側ウォータジャケット）
４ ウォータポンプ
７ 第１サーモスタット（ラジエータ用）
１００，２００ 第２サーモスタット（シリンダブロック用）
１０１ バルブボディ
１０１ａ，２０１ａ 冷却水入口
１０１ｂ，２０１ｂ 冷却水出口
１０２，２０２ バルブシート
１０３，２０３ 弁体
１０５，２０５ 感温部
１５１，２５１ ケース
１５２，２５２ ロッド
１５３，２５３ サーモワックス
１１０ 金属プレート（金属材）

Claims (5)

1. 弁体に変位を与える感温部を有し、閉弁状態のときに内燃機関のシリンダブロック内への冷却水の流れを制限するサーモスタットを備えた内燃機関の冷却装置において、
   前記サーモスタットが閉弁状態及び開弁状態のいずれの状態でも当該サーモスタットの感温部が前記シリンダブロックのシリンダボア壁に接触していることを特徴とする内燃機関の冷却装置。
2. 弁体に変位を与える感温部を有し、閉弁状態のときに内燃機関のシリンダブロック内への冷却水の流れを制限するサーモスタットを備えた内燃機関の冷却装置において、
   前記サーモスタットが閉弁状態及び開弁状態のいずれの状態でも当該サーモスタットの感温部が前記シリンダブロックのシリンダボア壁に金属材を介して接触していることを特徴とする内燃機関の冷却装置。
3. 請求項１または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感温部は金属製のロッドを備え、前記金属製のロッドが前記シリンダボア壁に接触していることを特徴とする内燃機関の冷却装置。
4. 請求項３記載の内燃機関の冷却装置において、
   前記感温部のロッドの断面積は、前記シリンダボア壁側が大きいことを特徴とする内燃機関の冷却装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載の内燃機関の冷却装置において、
   当該冷却装置は、シリンダヘッド内に形成されたヘッド内冷却水通路と、前記シリンダブロック内に形成されたブロック内冷却水通路と、閉弁状態のときに前記ブロック内冷却水通路の冷却水の流れを制限するサーモスタットとを備えた２系統冷却装置であることを特徴とする内燃機関の冷却装置。

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