JPH07286519A - 水冷式エンジンの冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】エンジンの冷却水温に関係なく、暖房装置の作
動状態のみに応じて切換え弁を動作させ、切換え弁の動
作のための複雑な制御を不要にする。 【構成】ウォータジャケット3,5 、第一通路11、ラジエ
ータ9 及び第二通路12により循環通路13を形成し、その
途中にウォータポンプ14を設ける。第一通路11及び第二
通路12をバイパス通路15にて連通させ、その通路15の第
二通路12との合流部分15a に、冷却水の温度に応じて作
動するサーモスタット16を設ける。バイパス通路15のサ
ーモスタット16よりも上流部分から暖房用冷却水通路19
を分岐させ、その途中に冷却水の熱を放射する暖房装置
20用の放熱器21を設ける。バイパス通路15における冷却
水通路19の分岐部分19a には、暖房装置20の停止時に冷
却水通路19を閉塞するとともにバイパス通路15を開放
し、暖房装置20の作動時に冷却水通路19を開放するとと
もにバイパス通路15を部分的に開放する切換え弁22を設
ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は冷却水を用いてエンジン
を冷却させるとともに、その冷却水を暖房装置の熱源と
して利用するようにした水冷式エンジンの冷却装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】エンジ
ンの冷却水を暖房装置の熱源として利用するようにした
冷却装置が知られている。この技術では、エンジンを通
過することにより昇温した冷却水の熱が暖房装置の放熱
器から放射され、ブロワから送られてきた空気が温めら
れる。放熱器は冷却水の流通の抵抗となるので、必要量
の冷却水が確実に放熱器を通過するには、放熱器に入流
する前の冷却水の圧力が、放熱器から通過した後の冷却
水の圧力よりも高くなければならない。

【０００３】一方、エンジンでは、通常、冷却水がシリ
ンダブロック内のウォータジャケット、シリンダヘッド
内のウォータジャケットを順に通過するようになってい
る。シリンダヘッド内のウォータジャケットが冷却水の
流通の抵抗となり、そのウォータジャケットへ流入する
前の冷却水の圧力は高くなっている。このことを考慮し
て、シリンダブロック内のウォータジャケットから、圧
力の高くなった冷却水の一部を取り出して、これを放熱
器へ供給することが一般的に行われてきた。

【０００４】しかしながら、このように取り出した冷却
水はエンジン内で十分に暖められていない。このため、
放熱器から放射される熱量が少なく、高い暖房効果が得
られない。

【０００５】そこで、このような問題に対処する水冷式
エンジンの冷却装置として、例えば実開昭５６−１１１
２１７号公報の技術が考えられている。この技術では図
９で示すように、エンジン３１内のウォータジャケット
３２、第一通路３３、ラジエータ３４、第二通路３５に
よって冷却水の循環通路３６が形成されている。循環通
路３６内の冷却水はウォータポンプ３７により強制的に
循環される。冷却水はこの循環の過程でエンジン３１の
熱を吸収し、ラジエータ３４でその熱を放射する。この
際の熱の吸収によりエンジン３１が冷却される。

【０００６】エンジン始動時等の冷却水の温度（冷却水
温）が低いときには、この冷却水を早く昇温させて、エ
ンジン３１を早期に暖める（暖機する）ことが望まし
い。そのために、第一通路３３には冷却水温に応じて作
動するサーモスタット３８が設けられている。第一通路
３３のサーモスタット３８よりも上流部分とウォータポ
ンプ３７とがバイパス通路３９によって連通されてい
る。そして、冷却水温が所定値以下の場合にはサーモス
タット３８によって第一通路３３が閉塞され、冷却水が
ラジエータ３４に流れず、第一通路３３の途中からバイ
パス通路３９へ流れる。

【０００７】さらに、冷却水を暖房装置４１の熱源とし
て利用するために、バイパス通路３９とウォータポンプ
３７とが暖房用冷却水通路４２によって連通され、その
途中に放熱器４３が設けられている。

【０００８】暖房用冷却水通路４２のバイパス通路３９
に対する接続部分には切換え弁４４が設けられている。
切換え弁４４は、バイパス通路３９を経てウォータポン
プ３７へ流れる冷却水の量と、暖房用冷却水通路４２を
経て放熱器４３へ流れる冷却水の量との比率を調整する
ためのものである。

【０００９】この切換え弁４４に要求される機能の一つ
は、冷却水温が低いときにバイパス通路３９を開放し
て、第一通路３３から第二通路３５への冷却水の流通を
許容し、冷却水温が高いときにバイパス通路３９を閉塞
して、第一通路３３から第二通路３５への冷却水の流通
を遮断することである。また、切換え弁４４に要求され
る別の機能は、暖房装置４１の停止時に暖房用冷却水通
路４２を閉塞して、放熱器４３への冷却水の流通を遮断
し、同暖房装置４１の作動時に冷却水通路４２を開放し
て、放熱器４３への冷却水の流通を許容することであ
る。

【００１０】これらの多くの要求を機械的な構成によっ
て満たすことは困難である。そこで、従来技術では、暖
房装置４１の作動及び停止に関与する操作スイッチ４
５、冷却水温を検出する水温センサ４６、及びコントロ
ーラ４７を用いている。そして、操作スイッチ４５及び
水温センサ４６からの各信号に基づき、コントローラ４
７により切換え弁４４の切換え動作を電子制御するよう
になっている。このように、従来技術では切換え弁４４
の切換え動作のために、複雑な制御が必要になるという
問題があった。

【００１１】本発明は前述した事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、エンジンの冷却水温に関係な
く、暖房装置の作動状態のみに応じて切換え弁を動作さ
せることができ、切換え弁の動作のための複雑な制御を
不要にできる水冷式エンジンの冷却装置を提供すること
にある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項１に記載の第１の発明は、水冷式エンジンのウォ
ータジャケット、第一通路、ラジエータ及び第二通路に
より形成された循環通路と、前記循環通路内の冷却水を
強制的に循環させるウォータポンプと、前記第一通路及
び第二通路間を連通させるバイパス通路と、前記第二通
路に対するバイパス通路の合流部分での冷却水の温度に
応じて作動する弁であり、同冷却水の温度が予め定めた
所定値以下のときには、第二通路を閉塞してラジエータ
からウォータジャケットへの冷却水の流通を遮断し、か
つバイパス通路を開放して同バイパス通路から第二通路
への冷却水の流通を許容し、前記冷却水の温度が前記所
定値よりも高いときには、第二通路を開放してラジエー
タからウォータジャケットへの冷却水の流通を許容し、
かつ前記バイパス通路を閉塞してそのバイパス通路から
第二通路への冷却水の流通を遮断するサーモスタット
と、前記バイパス通路のサーモスタットよりも上流部分
から分岐し、前記循環通路のサーモスタットよりも下流
部分に接続された暖房用冷却水通路と、前記暖房用冷却
水通路に設けられ、同通路から流入した冷却水の熱を放
射する暖房装置用の放熱器と、前記バイパス通路におけ
る暖房用冷却水通路の分岐部分に設けられ、前記暖房装
置の停止時には暖房用冷却水通路を閉塞するとともにバ
イパス通路を開放し、前記暖房装置の作動時には暖房用
冷却水通路を開放するとともにバイパス通路を部分的に
開放する切換え弁とを備えている。

【００１３】請求項２に記載の第２の発明は、第１の発
明における切換え弁に代えて、前記暖房用冷却水通路の
前記放熱器よりも上流に設けられ、前記暖房装置の停止
時には暖房用冷却水通路を閉塞し、前記暖房装置の作動
時には暖房用冷却水通路を開放する開閉弁と、前記バイ
パス通路における暖房用冷却水通路の分岐部分及び前記
サーモスタット間に設けられ、前記暖房装置の作動時に
は、同暖房装置の停止時よりもバイパス通路の流路面積
を小さくして冷却水の流通抵抗を大きくする可変絞り部
材とを備えている。

【００１４】

【作用】第１の発明では、暖房装置の作動時であり、か
つ冷却水の温度が所定値以下の場合、サーモスタットは
第二通路を閉塞し、バイパス通路及び第二通路間を連通
させる。切換え弁は暖房用冷却水通路を開放し、バイパ
ス通路を部分的に開放する。

【００１５】第二通路の閉塞によりラジエータへの冷却
水の流入が遮断されるので、冷却水は第一通路からバイ
パス通路へ流れ込む。この際、切換え弁によるバイパス
通路の開放が部分的なものであることから、この切換え
弁が冷却水の流通の抵抗となる。そして、暖房用冷却水
通路における放熱器よりも上流側での冷却水の圧力が、
下流側での冷却水の圧力よりも高くなる。このため、第
一通路からバイパス通路へ流れ込んだ冷却水の一部は確
実に暖房用冷却水通路、放熱器を順に経て第二通路へ至
る。また、バイパス通路へ流れ込んだ冷却水の残りの部
分はサーモスタットを経て第二通路へ流れる。バイパス
通路及び暖房用冷却水通路からそれぞれ第二通路へ流入
した冷却水は合流してウォータジャケットへ導かれる。

【００１６】この際、放熱器では、暖房用冷却水通路か
ら流入した冷却水の熱が放射される。従って、エンジン
始動時等の冷却水温の低い場合であっても、単位時間当
たりに放熱器から放射される熱量が多く、暖房装置にて
効率の良い暖房が行われる。

【００１７】暖房装置の作動時であり、かつ冷却水の温
度が前記所定値よりも高い場合、サーモスタットは第二
通路を開放し、バイパス通路及び第二通路間の連通を遮
断する。切換え弁は、前記と同様に暖房用冷却水通路を
開放し、バイパス通路を部分的に開放する。

【００１８】バイパス通路から第二通路への冷却水の流
入が遮断されるので、冷却水の一部は、ウォータジャケ
ット、第一通路、ラジエータ及び第二通路を循環する。
冷却水がウォータジャケットを通過する際に、冷却水と
エンジンとの間で熱交換が行われ、エンジンが冷却され
る。この熱交換により昇温した冷却水がラジエータを通
過する際に放熱が行われ、冷却水の温度が低下する。ま
た、冷却水の一部は、第一通路の途中からバイパス通路
へ入り込み、暖房用冷却水通路、放熱器を順に経て第二
通路へ至る。暖房用冷却水通路に流入した冷却水の熱は
放熱器で放射される。

【００１９】暖房装置の停止時であり、かつ冷却水の温
度が前記所定値以下の場合、サーモスタットは第二通路
を閉塞し、バイパス通路及び第二通路間を連通させる。
切換え弁は暖房用冷却水通路を閉塞し、バイパス通路を
開放する。

【００２０】第二通路の閉塞によりラジエータへの冷却
水の流入が遮断されるので、冷却水は第一通路からバイ
パス通路へ流れ込む。この冷却水は、暖房用冷却水通路
が閉塞されていることから放熱器へは流れない。このた
め、バイパス通路へ流れ込んだ全部の冷却水は、そのま
まバイパス通路及び第二通路を経てウォータジャケット
へ導かれる。従って、冷却水はラジエータでも放熱器で
も熱が奪われないので、急速に昇温する。その結果、エ
ンジンの早期の暖機が可能となる。

【００２１】暖房装置の停止時であり、かつ冷却水の温
度が所定値よりも高い場合、サーモスタットは第二通路
を開放し、バイパス通路及び第二通路間の連通を遮断す
る。切換え弁は前記と同様に暖房用冷却水通路を閉塞
し、バイパス通路を開放する。

【００２２】バイパス通路から第二通路への冷却水の流
入が遮断され、バイパス通路から暖房用冷却水通路への
冷却水の流入が遮断される。このため、冷却水が第一通
路から分岐してバイパス通路へ流入することがない。従
って、ほぼ全量の冷却水は、ウォータジャケット、第一
通路、ラジエータ及び第二通路を循環する。冷却水が有
する熱はラジエータにて効率良く放射される。

【００２３】このように、第１の発明では第二通路とバ
イパス通路との合流部分にサーモスタットが配設され、
そのサーモスタットの上流に切換え弁が直列に配置され
ている。そして、サーモスタットは第二通路を開放及び
閉塞する以外にもバイパス通路を自動的に開放及び閉塞
する。このため、切換え弁によってバイパス通路を開放
及び閉塞する必要がない。切換え弁は暖房装置の作動時
に暖房用冷却水通路を開放し、暖房装置の停止時に同冷
却水通路を閉塞するだけでよい。

【００２４】そして、これらの冷却水の温度に応じたサ
ーモスタットの動作と、暖房装置の作動状態に応じた切
換え弁の動作とによって、バイパス通路及び第二通路を
経てウォータジャケットへ流れる冷却水の量と、暖房用
冷却水通路を経て放熱器へ流れる冷却水の量とが調整さ
れる。

【００２５】第２の発明では、切換え弁に代えて開閉弁
及び可変絞り部材が以下のようにして作動する。開閉弁
は、暖房装置の停止時に暖房用冷却水通路を閉塞し、暖
房装置の作動時に暖房用冷却水通路を開放する。可変絞
り部材は、暖房装置の作動時に、同暖房装置の停止時よ
りもバイパス通路の流路面積を小さくして冷却水の流通
抵抗を大きくする。

【００２６】このように開閉弁は、第１の発明における
切換え弁の機能のうち、暖房装置の作動状態に応じて暖
房用冷却水通路を開放及び閉塞する機能を有する。ま
た、可変絞り部材は、切換え弁の機能のうち、暖房装置
の作動状態に応じてバイパス通路の流路面積を変更する
機能を有する。

【００２７】従って、第２の発明においても第１の発明
と同様に、冷却水の温度に応じたサーモスタットの動作
と、暖房装置の作動状態に応じた開閉弁の動作と、暖房
装置の作動状態に応じた可変絞り部材の動作とによっ
て、バイパス通路及び第二通路を経てウォータジャケッ
トへ流れる冷却水の量と、暖房用冷却水通路を経て放熱
器へ流れる冷却水の量とが調整される。

【００２８】

【実施例】

（第１実施例）以下、第１の発明を具体化した第１実施
例を図１〜図４に従って説明する。

【００２９】図１には、複数の気筒を有するＶ型エンジ
ン（以下、単にエンジンという）１が模式的に示されて
いる。これらの気筒は二つのバンクに分けられ、各バン
クはクランクシャフト（図示しない）を中心としてＶ字
型に配されている。エンジン１では、燃料と空気との混
合気を燃焼させて熱エネルギを得、この熱エネルギを動
力に変換している。動力に変換されない熱エネルギの一
部は排気ガスとともに、あるいは摩擦損失として失わ
れ、残りはエンジン１の各部に吸収される。この吸収さ
れた熱によりエンジン１が過熱するのを防止するため
に、以下に示す水冷式の冷却装置が設けられている。

【００３０】エンジン１のシリンダブロック２内には、
冷却水の通路であるウォータジャケット３が設けられて
いる。各シリンダヘッド４内には、前記ジャケット３に
連通した状態でウォータジャケット５が設けられてい
る。両ウォータジャケット５の下流端は合流して一本と
なっている。

【００３１】エンジン１の前方（図１の左方）には、ア
ッパタンク６、コア７及びロアタンク８よりなるラジエ
ータ９が配置されている。コア７は、アッパタンク６及
びロアタンク８を連結する多数本のチューブ７ａと、そ
れらのチューブ７ａの周囲に設けられた冷却フィン７ｂ
とを備えている。ウォータジャケット３，５を通過した
冷却水は、アッパタンク６、コア７及びロアタンク８の
順に流れる。

【００３２】シリンダヘッド４内のウォータジャケット
５は第一通路１１によってアッパタンク６に連通されて
いる。また、シリンダブロック２内のウォータジャケッ
ト３は第二通路１２によってロアタンク８に連通されて
いる。これらのウォータジャケット３，５、第一通路１
１、ラジエータ９及び第二通路１２により冷却水の循環
通路１３が形成されている。

【００３３】シリンダブロック２において、第二通路１
２とウォータジャケット３との接続部分には、うず巻き
ポンプよりなるウォータポンプ１４が取付けられてい
る。ウォータポンプ１４はプーリ、ベルト等によりクラ
ンクシャフトに連結されており、エンジン１の作動にと
もなうクランクシャフトの回転により作動する。ウォー
タポンプ１４は、第二通路１２内の冷却水を吸引してウ
ォータジャケット３へ吐出する。これらの吸引及び吐出
により、冷却水はウォータポンプ１４を起点として循環
通路１３内を循環する。この循環中、冷却水はウォータ
ジャケット３，５を通過する過程でエンジン１の熱を吸
収し昇温する。昇温した冷却水は、ラジエータ９のコア
７を通過する際に冷却フィン７ｂから熱を放射する。

【００３４】第一通路１１及び第二通路１２はバイパス
通路１５によって連通されており、第一通路１１内の冷
却水がラジエータ９を迂回して、バイパス通路１５を経
て第二通路１２へ流通可能となっている。

【００３５】前記第二通路１２に対するバイパス通路１
５の合流部分１５ａにはサーモスタット１６が配設され
ている。サーモスタット１６は冷却水の温度に応じて作
動する感温弁であり、本実施例ではワックスの熱による
膨張・収縮を利用して弁体にて通路を開閉する、いわゆ
るワックス型のものが用いられている。ワックス型にか
えてベローズ型のサーモスタットを用いてもよい。

【００３６】サーモスタット１６は、冷却水の温度（冷
却水温）が予め定めた所定値以下のとき、第二通路１２
を閉塞してラジエータ９からウォータジャケット３への
冷却水の流通を遮断するとともに、バイパス通路１５を
開放して、同通路１５から第二通路１２への冷却水の流
通を許容する。サーモスタット１６は、冷却水の温度が
前記所定値よりも高いとき、第二通路１２を開放してラ
ジエータ９からウォータジャケット３への冷却水の流通
を許容するとともに、バイパス通路１５を閉塞して、同
通路１５から第二通路１２への冷却水の流通を遮断す
る。

【００３７】第一通路１１と第二通路１２のサーモスタ
ット１６よりも下流部分とは、前記循環通路１３よりも
流路面積の小さな補助通路１７によって連通されてい
る。補助通路１７の途中には、温度変化によって生ずる
冷却水の容積の変化を吸収するためのリザーバタンク１
８が配設されている。冷却水温が上昇して冷却水が体積
膨張すると、その膨張分は第一通路１１から補助通路１
７を経てリザーバタンク１８へ送り込まれ、そこで貯溜
される。その後、冷却水温が低下して、冷却水の体積が
小さくなると、リザーバタンク１８内の冷却水が補助通
路１７を経て第二通路１２へ戻される。

【００３８】バイパス通路１５のサーモスタット１６よ
りも上流部分からは暖房用冷却水通路１９が分岐し、同
冷却水通路１９は第二通路１２のサーモスタット１６よ
りも下流部分に接続されている。ウォータジャケット
３，５を通過して昇温した冷却水が、バイパス通路１５
を経て暖房用冷却水通路１９に流入可能となっている。
同冷却水通路１９の途中には暖房装置２０の放熱器２１
が配設されており、昇温した冷却水はこの放熱器２１を
通過する過程で熱を放射する。この放射により、ブロワ
（図示しない）から送風されて放熱器２１の周囲を通過
する空気が温められて、暖房に利用される。

【００３９】バイパス通路１５における暖房用冷却水通
路１９の分岐部分１９ａには切換え弁２２が設けられて
いる。切換え弁２２は、分岐部分１９ａに支持された軸
２２ａと、その軸２２ａに一体傾動可能に取付けられた
弁体２２ｂとからなる。切換え弁２２は、弁体２２ｂの
傾動により次の二つの位置（閉塞位置、開放位置）を選
択的に採る。閉塞位置は、図３及び図４に示すように、
暖房用冷却水通路１９を閉塞してバイパス通路１５を大
きく開放する位置である。開放位置は、図１及び図２に
示すように、暖房用冷却水通路１９を開放してバイパス
通路１５を部分的に開放する（バイパス通路１５の流路
面積を半分にする）位置である。

【００４０】ここで、開放位置のときに切換え弁２２に
よってバイパス通路１５を閉塞せずに、同バイパス通路
１５を半分開放させているのは以下の理由による。仮
に、バイパス通路１５を閉塞すると、暖房用冷却水通路
１９における放熱器２１上流での冷却水の圧力と、下流
での冷却水の圧力との間に圧力差が生じにくい。このた
め、放熱器２１が冷却水の流通の抵抗となり、切換え弁
２２によって暖房用冷却水通路１９が開放されているに
もかかわらず冷却水が同冷却水通路１９を流れない。

【００４１】これに対し、切換え弁２２によってバイパ
ス通路１５を幾分（この場合、半分）開放させれば、い
くらかの冷却水がバイパス通路１５の切換え弁２２下流
側へ流れる。この際、切換え弁２２がしぼり（流通抵
抗）として作用し、その周辺の冷却水の圧力が上昇す
る。放熱器２１上流での冷却水の圧力が下流での冷却水
の圧力よりも高くなり、冷却水が暖房用冷却水通路１９
及び放熱器２１を確実に流れることになる。

【００４２】切換え弁２２は暖房装置２０の作動及び停
止に連動するようになっている。切換え弁２２は、暖房
装置２０の作動時に開放位置に保持され、暖房装置２０
の停止時に閉塞位置に切換えられる。切換え弁２２の作
動のために、以下の構成を採用することができる。例え
ば、暖房装置２０の作動及び停止のために、人手によっ
て操作されるレバー式の操作スイッチを設ける。操作ス
イッチと切換え弁２２とをケーブルによって機械的に連
結する。そして、同スイッチが操作されると、その操作
力をケーブルを介して切換え弁２２に伝達し、切換え弁
２２を動作させるようにしてもよい。

【００４３】それ以外にも、暖房装置２０の作動及び停
止のために、人手によって操作される押しボタン式の操
作スイッチを設ける。モータ等のアクチュエータに切換
え弁２２を連結する。そして、操作スイッチとアクチュ
エータとを電気的に接続し、同スイッチの操作に応じて
アクチュエータを動作させ、切換え弁２２を駆動するよ
うにしてもよい。

【００４４】次に、前記のように構成された冷却装置の
作用及び効果を説明する。暖房装置２０が作動してお
り、かつ冷却水温が所定値以下の場合、図１に示すよう
に、サーモスタット１６は第二通路１２を閉塞しバイパ
ス通路１５を開放する。ラジエータ９からウォータポン
プ１４への冷却水の流通が遮断され、バイパス通路１５
から第二通路１２への冷却水の流通が許容される。この
とき、切換え弁２２の弁体２２ｂは開放位置に保持さ
れ、暖房用冷却水通路１９を開放し、バイパス通路１５
を部分的に開放する。

【００４５】第二通路１２の閉塞によりラジエータ９へ
の冷却水の流入が遮断されるので、ウォータポンプ１４
から吐出された冷却水は、ウォータジャケット３，５を
通り第一通路１１の途中からバイパス通路１５へ流れ込
む。この冷却水の一部は、切換え弁２２を通過し、その
ままバイパス通路１５を流れて第二通路１２へ導かれ
る。この際のバイパス通路１５の流路面積は、切換え弁
２２の弁体２２ｂが閉塞位置にある場合の流路面積の半
分である。このため、切換え弁２２、バイパス通路１５
を経て第二通路１２へ流れる冷却水の量は少ない。

【００４６】一方、弁体２２ｂが冷却水の流通の抵抗と
なって、暖房用冷却水通路１９における放熱器２１の上
流と下流とで圧力差が生ずる。この圧力差に応じ、第一
通路１１からバイパス通路１５へ流れ込んだ冷却水の多
くは暖房用冷却水通路１９、放熱器２１を順に経て第二
通路１２へ至る。バイパス通路１５及び暖房用冷却水通
路１９からそれぞれ第二通路１２へ流入した冷却水は合
流してウォータポンプ１４に吸引される。

【００４７】この際、放熱器２１では、暖房用冷却水通
路１９からこの放熱器２１に流入した冷却水の熱が放射
され、同放熱器２１の周囲の空気が暖められて暖房に利
用される。従って、エンジン始動時等の冷却水温の低い
場合であっても、単位時間当たりに放熱器２１から放射
される熱量が多くなり、暖房装置２０の暖房効率が向上
する。

【００４８】暖房装置２０が作動しており、かつ冷却水
温が前記所定値よりも高い場合、図２に示すようにサー
モスタット１６は第二通路１２を開放しバイパス通路１
５を閉塞する。ラジエータ９からウォータポンプ１４へ
の冷却水の流通が許容され、バイパス通路１５から第二
通路１２への冷却水の流通が遮断される。切換え弁２２
の弁体２２ｂは開放位置に保持され続け、暖房用冷却水
通路１９を開放し、バイパス通路１５を部分的に開放し
たままである。

【００４９】ウォータポンプ１４から吐出された冷却水
の一部は、ウォータジャケット３，５、第一通路１１、
ラジエータ９及び第二通路１２を循環する。また、残り
の冷却水は、第一通路１１の途中からバイパス通路１５
へ入り込み、暖房用冷却水通路１９、放熱器２１を順に
経て第二通路１２へ至り、ラジエータ９からの冷却水と
合流する。合流した冷却水がウォータジャケット３，５
を通過する際に、エンジン１の各部と冷却水との間で熱
交換が行われ、エンジン１が冷却される。冷却水はこの
熱交換により昇温するが、ラジエータ９を通過する際に
熱を放射する。その結果、冷却水の温度が低下する。さ
らに、放熱器２１に流入した冷却水の熱が放射され暖房
に利用される。

【００５０】暖房装置２０が停止しており、かつ冷却水
温が前記所定値以下の場合、図３に示すように、サーモ
スタット１６は第二通路１２を閉塞しバイパス通路１５
を開放する。ラジエータ９からウォータポンプ１４への
冷却水の流通が遮断され、バイパス通路１５から第二通
路１２への冷却水の流通が許容される。切換え弁２２は
閉塞位置に切換えられ、暖房用冷却水通路１９を閉塞
し、バイパス通路１５を大きく開放する。

【００５１】第二通路１２の閉塞によりラジエータ９へ
の冷却水の流入が遮断されるので、ウォータポンプ１４
から吐出された冷却水は、ウォータジャケット３，５を
通り第一通路１１の途中からバイパス通路１５へ流れ込
む。この冷却水は、暖房用冷却水通路１９が閉塞されて
いることから放熱器２１へは流れない。このため、バイ
パス通路１５へ流れ込んだ全部の冷却水は、そのままバ
イパス通路１５及び第二通路１２を経てウォータポンプ
１４に吸引される。従って、冷却水はラジエータ９でも
放熱器２１でも熱が奪われないので、急速に昇温する。
その結果、エンジン１の早期の暖機が可能となる。

【００５２】暖房装置２０が停止しており、かつ冷却水
温が所定値よりも高い場合、図４に示すようにサーモス
タット１６は第二通路１２を開放し、バイパス通路１５
を閉塞する。ラジエータ９からウォータポンプ１４への
冷却水の流通が許容され、バイパス通路１５から第二通
路１２への冷却水の流通が遮断される。切換え弁２２の
弁体２２ｂは閉塞位置に保持され続け、暖房用冷却水通
路１９を閉塞しバイパス通路１５を大きく開放する。

【００５３】このため、ウォータポンプ１４から吐出さ
れてウォータジャケット３，５を通過した後の冷却水
が、第一通路１１から分岐してバイパス通路１５へ流れ
ることはない。これにともない、冷却水が放熱器２１へ
流れることもない。従って、ほぼ全量の冷却水は、ウォ
ータジャケット３，５、第一通路１１、ラジエータ９及
び第二通路１２を循環する。冷却水が有する熱はラジエ
ータ９にて効率良く放射される。

【００５４】このように、本実施例では第二通路１２に
対するバイパス通路１５の合流部分１５ａにサーモスタ
ット１６を配設し、その上流に切換え弁２２を直列に配
置している。そして、第二通路１２を開放及び閉塞する
ためのサーモスタット１６によって、バイパス通路１５
をも自動的に開放及び閉塞するようにしている。このた
め、切換え弁２２によってバイパス通路１５を開放及び
閉塞する必要がない。切換え弁２２は暖房装置２０の作
動時に暖房用冷却水通路１９を開放し、暖房装置２０の
停止時に同冷却水通路１９を閉塞するだけですむ。

【００５５】そして、これらの冷却水温に応じたサーモ
スタット１６の動作と、暖房装置２０の作動状態に応じ
た切換え弁２２の動作とによって、バイパス通路１５を
経てウォータジャケット３，５へ流れる冷却水の流量
と、暖房用冷却水通路１９を経て放熱器２１へ流れる冷
却水の流量とを調整することができる。

【００５６】また、従来技術では、暖房装置４１の作動
状態と冷却水温とに基づいて切換え弁４４を動作させる
ために、コントローラ４７等を用いた複雑な制御（電子
制御等）が必要であった。これに対し本実施例では、暖
房装置２０の作動状態のみに対応して切換え弁２２を動
作させればよいことから、前記のような複雑な制御を行
わなくても、同切換え弁２２を暖房装置２０に連動させ
るだけですむ。つまり、暖房装置２０の作動のための既
存のケーブルやレバー式の操作スイッチを利用して、切
換え弁２２を動作させることができる。これにともない
従来技術で用いた水温センサ４６やコントローラ４７が
不要となる。

【００５７】さらに、エンジン１を通過した直後の高温
の冷却水を放熱器２１に供給し、同放熱器２１から多く
の熱を放射させ、効率の良い暖房を行うことができる。 （第２実施例）次に、第２の発明を具体化した第２実施
例を図５〜図８に従って説明する。

【００５８】第２実施例では、切換え弁２２に代えて開
閉弁２３及び可変絞り部材２４を用いている点が第１実
施例と異なっている。なお、第１実施例と同様の部材に
ついては同一の番号を付して説明を省略する。

【００５９】図５に示すように、暖房用冷却水通路１９
の放熱器２１よりも上流には開閉弁２３が配設されてい
る。開閉弁２３は、同冷却水通路１９に支持された軸２
３ａと、その軸２３ａに取付けられた弁体２３ｂとから
なる。軸２３ａと暖房装置２０のレバー式の操作スイッ
チとは、開閉弁用のケーブルによって連結されている。
そして、暖房装置２０の作動及び停止のために操作スイ
ッチが人手によって操作されると、その操作力が同ケー
ブルを介して軸２３ａに伝達されて、弁体２３ｂが軸２
３ａと一体で回動するようになっている。

【００６０】開閉弁２３は、弁体２３ｂの回動により、
図５及び図６に示すように暖房用冷却水通路１９を全開
にする開放位置と、図７及び図８に示すように同冷却水
通路１９を塞ぐ閉塞位置とを選択的に採る。開閉弁２３
は、暖房装置２０の作動時に開放位置に保持され、暖房
装置２０の停止時に閉塞位置に切換えられるように設定
されている。

【００６１】バイパス通路１５において、暖房用冷却水
通路１９の分岐部分１９ａとサーモスタット１６との間
には可変絞り部材２４が配設されている。可変絞り部材
２４はバイパス通路１５に支持された軸２４ａと、その
軸２４ａに取付けられた弁体２４ｂとからなる。軸２４
ａと前記操作スイッチとは可変絞り部材用のケーブルに
よって連結されている。そして、暖房装置２０の作動及
び停止のために操作スイッチが人手によって操作される
と、その操作力が同ケーブルを介して軸２４ａに伝達さ
れて、弁体２４ｂが軸２４ａと一体で回動するようにな
っている。

【００６２】従って、一つの操作スイッチが手動操作さ
れると、その操作力が二本のケーブルを介して軸２３
ａ，２４ａに伝達されて、開閉弁２３及び可変絞り部材
２４の各位置が切り換えられることになる。

【００６３】可変絞り部材２４は、弁体２４ｂの回動に
より、図７及び図８に示すようにバイパス通路１５を大
きく開放する全開位置と、図５及び図６に示すようにバ
イパス通路１５を約半分開放する半開位置とを選択的に
採る。可変絞り部材２４が半開位置に保持されると、全
開位置に保持されたときよりもバイパス通路１５の流路
面積が小さくなって、冷却水の流通抵抗が大きくなる。
可変絞り部材２４は、暖房装置２０の停止時に全開位置
に保持され、暖房装置２０の作動時に半開位置に切換え
られるように設定されている。

【００６４】次に、前記のように構成された第２実施例
の作用及び効果を説明する。図５は暖房装置２０が作動
し、かつ冷却水温が所定値以下の場合の冷却装置の状態
を示しており、第１実施例での図１に対応している。こ
の状態では、開閉弁２３の弁体２３ｂは開放位置に保持
され、暖房用冷却水通路１９を開放している。可変絞り
部材２４の弁体２４ｂは半開位置に保持され、バイパス
通路１５の流路面積を小さくしている。

【００６５】ウォータポンプ１４から吐出された冷却水
は、ウォータジャケット３，５を通り第一通路１１の途
中からバイパス通路１５へ流れ込む。この冷却水の一部
は、可変絞り部材２４を通過し、そのままバイパス通路
１５を流れて第二通路１２へ導かれる。この際のバイパ
ス通路１５の流路面積は、可変絞り部材２４の弁体２４
ｂが全開位置にある場合の流路面積の半分である。この
ため、可変絞り部材２４、バイパス通路１５を経て第二
通路１２へ流れる冷却水の量は少ない。

【００６６】一方、弁体２４ｂが冷却水の流通の抵抗と
なって、暖房用冷却水通路１９における放熱器２１の上
流と下流とで圧力差が生ずる。この圧力差に応じ、第一
通路１１からバイパス通路１５へ流れ込んだ冷却水の多
くは、開閉弁２３、暖房用冷却水通路１９、放熱器２１
を順に経て第二通路１２へ至る。バイパス通路１５及び
暖房用冷却水通路１９からそれぞれ第二通路１２へ流入
した冷却水は合流してウォータポンプ１４に吸引され
る。

【００６７】従って、エンジン始動時等の冷却水温の低
い場合であっても、単位時間当たりに放熱器２１から放
射される熱量が多くなり、暖房装置２０の暖房効率が向
上する。

【００６８】図６は暖房装置２０が作動し、かつ冷却水
温が所定値よりも高い場合の冷却装置の状態を示してお
り、第１実施例での図２に対応している。この状態で
は、開閉弁２３及び可変絞り部材２４の切換え位置が図
５と同じである。

【００６９】ウォータポンプ１４から吐出された冷却水
の一部は、ウォータジャケット３，５、第一通路１１、
ラジエータ９及び第二通路１２を循環する。また、残り
の冷却水は、第一通路１１の途中からバイパス通路１５
へ入り込み、開閉弁２３、暖房用冷却水通路１９、放熱
器２１を順に経て第二通路１２へ至り、ラジエータ９か
らの冷却水と合流し、ウォータポンプ１４に吸引され
る。

【００７０】冷却水がウォータジャケット３，５を通過
する際に、エンジン１の各部が冷却される。ウォータジ
ャケット３，５を通過して昇温した冷却水はラジエータ
９を通過する際に熱を放射する。

【００７１】図７は暖房装置２０が停止し、かつ冷却水
温が前記所定値以下の場合の冷却装置の状態を示してお
り、第１実施例での図３に対応している。この状態で
は、開閉弁２３が開放位置から閉塞位置に切換えられ、
暖房用冷却水通路１９を閉塞する。可変絞り部材２４は
半開位置から全開位置に切換えられ、バイパス通路１５
の流路面積を大きくする。

【００７２】ウォータポンプ１４から吐出された冷却水
は、ウォータジャケット３，５を通り、第一通路１１の
途中からバイパス通路１５へ流れ込む。この冷却水は、
暖房用冷却水通路１９が閉塞されていることから放熱器
２１へは流れない。このため、バイパス通路１５へ流れ
込んだ全部の冷却水は、そのまま可変絞り部材２４、バ
イパス通路１５及び第二通路１２を経てウォータポンプ
１４に吸引される。従って、冷却水はラジエータ９でも
放熱器２１でも熱が奪われないので、急速に昇温する。
その結果、エンジン１の早期の暖機が可能となる。

【００７３】図８は暖房装置２０が停止し、かつ冷却水
温が所定値よりも高い場合の冷却装置の状態を示してお
り、第１実施例での図４に対応している。この状態で
は、開閉弁２３及び可変絞り部材２４の切換え位置が図
７と同じである。

【００７４】このため、ウォータポンプ１４から吐出さ
れてウォータジャケット３，５を通過した後の冷却水
が、第一通路１１から分岐してバイパス通路１５へ流れ
ることはない。これにともない、冷却水が放熱器２１へ
流れることもない。従って、ほぼ全量の冷却水は、ウォ
ータジャケット３，５、第一通路１１、ラジエータ９及
び第二通路１２を循環する。冷却水が有する熱はラジエ
ータ９にて効率良く放射される。

【００７５】このように開閉弁２３は、第１実施例にお
ける切換え弁２２の機能のうち、暖房装置２０の作動状
態に応じて暖房用冷却水通路１９を開放及び閉塞する機
能を有する。また、可変絞り部材２４は、切換え弁２２
の機能のうち、暖房装置２０の作動状態に応じてバイパ
ス通路１５の流路面積を変更する機能を有する。

【００７６】従って、第２実施例においても第１実施例
と同様に、高温の冷却水を放熱器２１に供給して効率の
良い暖房を行うことができる。また、冷却水の温度に応
じたサーモスタット１６の動作と、暖房装置２０の作動
状態に応じた開閉弁２３の動作と、暖房装置２０の作動
状態に応じた可変絞り部材２４の動作とによって、バイ
パス通路１５及び第二通路１２を経てウォータジャケッ
ト３，５へ流れる冷却水の量と、暖房用冷却水通路１９
を経て放熱器２１へ流れる冷却水の量とを調整できる。

【００７７】さらに、第２実施例では暖房装置２０の作
動のためのケーブルやレバー式の操作スイッチを利用し
て、開閉弁２３及び可変絞り部材２４を動作させること
ができる。このため、従来技術で用いた水温センサ４６
やコントローラ４７や複雑な制御は不要となる。

【００７８】なお、第１及び第２の発明は次に示す別の
実施例に具体化することができる。 （１）第１及び第２の発明は、冷却水を用いて冷却を行
うエンジンであれば、その形式や燃料の種類にかかわら
ず適用できる。

【００７９】（２）第１実施例での切換え弁２２の開放
位置は、必ずしもバイパス通路１５の流路面積を最大時
（暖房用冷却水通路１９が切換え弁２２によって閉塞さ
れるとき）の半分にする位置でなくてもよい。切換え弁
２２によってバイパス通路１５が若干でも開放されれば
よい。

【００８０】

【発明の効果】以上詳述したように第１の発明では、第
二通路に対するバイパス通路の合流部分にサーモスタッ
トを設け、バイパス通路のサーモスタット上流から暖房
用冷却水通路を分岐させ、その分岐部分に切換え弁を設
けている。

【００８１】このため、エンジンの冷却水温に関係な
く、暖房装置の作動状態のみに応じて切換え弁を動作さ
せることができる。そして、切換え弁の動作のための複
雑な制御を不要にできる。また、エンジンを通過した直
後の高温の冷却水を放熱器に供給し、放熱器から多くの
熱を放射させ、効率の良い暖房を行うことができる。

【００８２】第２の発明では、第１の発明の切換え弁に
代えて暖房用冷却水通路に開閉弁を設けるとともに、バ
イパス通路に可変絞り部材を設けている。このため、高
温の冷却水を放熱器に供給して効率の良い暖房を行いつ
つ、エンジンの冷却水温に関係なく、暖房装置の作動状
態のみに応じて開閉弁及び可変絞り部材を動作させるこ
とができる。そして、これらの開閉弁及び可変絞り部材
の各動作のための複雑な制御を不要にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明を具体化した第１実施例において、
暖房装置が作動し、かつ冷却水温が所定値以下の場合の
冷却装置の状態を示す概略構成図である。

【図２】第１実施例における暖房装置が作動し、かつ冷
却水温が所定値よりも高い場合の冷却装置の状態を示す
概略構成図である。

【図３】第１実施例における暖房装置が停止し、かつ冷
却水温が所定値以下の場合の冷却装置の状態を示す概略
構成図である。

【図４】第１実施例における暖房装置が停止し、かつ冷
却水温が所定値よりも高い場合の冷却装置の状態を示す
概略構成図である。

【図５】第２の発明を具体化した第２実施例において、
暖房装置が作動し、かつ冷却水温が所定値以下の場合の
冷却装置の状態を示す概略構成図である。

【図６】第２実施例における暖房装置が作動し、かつ冷
却水温が所定値よりも高い場合の冷却装置の状態を示す
概略構成図である。

【図７】第２実施例における暖房装置が停止し、かつ冷
却水温が所定値以下の場合の冷却装置の状態を示す概略
構成図である。

【図８】第２実施例における暖房装置が停止し、かつ冷
却水温が所定値よりも高い場合の冷却装置の状態を示す
概略構成図である。

【図９】従来のエンジンの冷却装置を示す概略構成図で
ある。

【符号の説明】

１…エンジン、３，５…ウォータジャケット、９…ラジ
エータ、１１…第一通路、１２…第二通路、１３…循環
通路、１４…ウォータポンプ、１５…バイパス通路、１
５ａ…合流部分、１６…サーモスタット、１９…暖房用
冷却水通路、１９ａ…分岐部分、２０…暖房装置、２１
…放熱器、２２…切換え弁、２３…開閉弁、２４…可変
絞り部材。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水冷式エンジンのウォータジャケット、
   第一通路、ラジエータ及び第二通路により形成された循
   環通路と、 前記循環通路内の冷却水を強制的に循環させるウォータ
   ポンプと、 前記第一通路及び第二通路間を連通させるバイパス通路
   と、 前記第二通路に対するバイパス通路の合流部分での冷却
   水の温度に応じて作動する弁であり、同冷却水の温度が
   予め定めた所定値以下のときには、第二通路を閉塞して
   ラジエータからウォータジャケットへの冷却水の流通を
   遮断し、かつバイパス通路を開放して同バイパス通路か
   ら第二通路への冷却水の流通を許容し、前記冷却水の温
   度が前記所定値よりも高いときには、第二通路を開放し
   てラジエータからウォータジャケットへの冷却水の流通
   を許容し、かつ前記バイパス通路を閉塞してそのバイパ
   ス通路から第二通路への冷却水の流通を遮断するサーモ
   スタットと、 前記バイパス通路のサーモスタットよりも上流部分から
   分岐し、前記循環通路のサーモスタットよりも下流部分
   に接続された暖房用冷却水通路と、 前記暖房用冷却水通路に設けられ、同通路から流入した
   冷却水の熱を放射する暖房装置用の放熱器と、 前記バイパス通路における暖房用冷却水通路の分岐部分
   に設けられ、前記暖房装置の停止時には暖房用冷却水通
   路を閉塞するとともにバイパス通路を開放し、前記暖房
   装置の作動時には暖房用冷却水通路を開放するとともに
   バイパス通路を部分的に開放する切換え弁とを備えた水
   冷式エンジンの冷却装置。
2. 【請求項２】 前記切換え弁に代えて、 前記暖房用冷却水通路の前記放熱器よりも上流に設けら
   れ、前記暖房装置の停止時には暖房用冷却水通路を閉塞
   し、前記暖房装置の作動時には暖房用冷却水通路を開放
   する開閉弁と、 前記バイパス通路における暖房用冷却水通路の分岐部分
   及び前記サーモスタット間に設けられ、前記暖房装置の
   作動時には、同暖房装置の停止時よりもバイパス通路の
   流路面積を小さくして冷却水の流通抵抗を大きくする可
   変絞り部材とを備えた請求項１に記載の水冷式エンジン
   の冷却装置。