JP2009215903A - 内燃機関における冷却水の循環装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関１の冷却水ジャケットへの冷却水ポンプ４の吸い込み側に，サーモスタット弁８を設け，これに前記冷却水ジャケットからラジエータ２等の内燃機関冷却用熱交換器を経て至るメイン循環経路６と，前記冷却水ジャケットから車室内用ヒータ３等の容積部を経て至るバイパス循環経路７との両方を接続し，冷却水を，その温度が低いとき，前記バイパス循環経路を通して循環し，その温度が上昇したとき前記バイパス循環経路及び前記メイン循環経路の両方を通して循環するように構成にして成る冷却水の循環装置において，前記バイパス循環経路からの冷却水が少ない場合においても，前記サーモスタット弁が作動するようにする。
【解決手段】前記サーモスタット弁における感温部１２は，前記サーモスタット弁における弁ケース１１内のうち前記バイパス循環経路からの冷却水を一時的に溜めるように構成された溜まり部に設けられている。
【選択図】 図２

Description

本発明は，内燃機関における冷却水を，当該内燃機関と，ラジエータ等の内燃機関冷却用熱交換器及び車室内用ヒータ等の容積部との間を循環するための装置に関する。

従来，この種の冷却水循環装置は，例えば特許文献１に記載されているように構成している。

すなわち，内燃機関のシリンダブロックにおける冷却水ジャケットへの冷却水入口に接続した冷却水ポンプの吸い込み側に，サーモスタット弁を設けて，このサーモスタット弁に，前記内燃機関のシリンダヘッドにおける冷却水ジャケットからラジエータ等の内燃機関冷却用熱交換器を経て至るメイン循環経路と，前記シリンダヘッドにおける冷却水ジャケットから前記ラジエータ等の内燃機関冷却用熱交換器を経ることなく少なくとも車室内用ヒータ等の容積部を経て至るバイパス循環経路との両方を接続することにより，内燃機関の始動初期において，冷却水の温度が所定値よりも低い状態では，冷却水を，前記メイン循環経路を通しての循環を停止し，バイパス循環経路を通して循環しているが，冷却水の温度が所定値にまで上昇すると，前記バイパス循環経路を通しての循環から当該バイパス循環経路及び前記メイン循環経路の両方を通しての循環に切り換えるという構成にしている。

そして，前記サーモスタット弁は，従来から良く知られているように，弁ケース内に，感温部及び弁体を備え，前記感温部は，前記弁ケース内に前記バイパス循環経路から流入する冷却水の温度に感応し，その温度が低いときには，前記弁体にて前記メイン循環経路を閉塞しているが，前記温度が上昇すると熱膨張することにより，前記メイン循環経路を開くという構成である。
特開２００３−１２０２９６号公報

しかし，前記二つの冷却水循環経路のうちバイパス循環経路は，前記メイン循環経路に比べて細くて，その途中の部分に空気が溜まり易いことに加えて，その途中に設けられる車室内用ヒータ等の容積部にも，特に，空気が溜まり易く，これらの空気溜まりが発生すると，前記バイパス循環経路から流入する冷却水の水量が大幅に減少する状況を招来する場合がある。

特に，冷却水の交換に際し，冷却水の全てを一旦排出し再度注入する場合，バイパス循環経路の途中における車室内用ヒータ等の容積部に多くの空気が溜まり，換言すると，前記車室内用ヒータ等の容積部内の冷却水は殆ど空になっているから，内燃機関から前記バイパス循環経路に冷却水を送出しても，前記車室内用ヒータ等の容積部から戻って来る冷却水の量が大幅に減少する状況が多く発生するのであった。

これに対し，従来のサーモスタット弁においては，その弁ケース内に前記バイパス循環経路から流入した冷水は，直ちに，この弁ケース内より流出するという構成であることにより，前記バイパス循環経路から流入する冷水が少なくった状況では，内燃機関の冷却水ジャケットにおける冷却水は，所定の温度にまで上昇しているにもかかわらず，前記感温部による前記メイン循環経路の開き作動は直ちに行われずに，前記メイン循環経路の開き作動が相当に遅れることになるから，その間において，内燃機関における冷却水の温度が所定値よりも異常に高くなるという問題があった。

本発明は，この問題を解消した冷却水の循環装置を提供することを技術的課題とするものである。

この技術的課題を達成するため本発明の請求項１は，
「内燃機関における冷却水ジャケットへの冷却水ポンプの吸い込み側に，サーモスタット弁を設けて，このサーモスタット弁に，前記冷却水ジャケットから内燃機関冷却用熱交換器を経て至るメイン循環経路と，前記冷却水ジャケットから前記内燃機関冷却用熱交換器を経ることなく少なくとも容積部を経て至るバイパス循環経路との両方を接続し，冷却水を，その温度が低いとき，前記バイパス循環経路を通して循環し，その温度が上昇したとき前記バイパス循環経路及び前記メイン循環経路の両方を通して循環するように構成にして成る冷却水の循環装置であって，
前記サーモスタット弁における感温部は，前記サーモスタット弁における弁ケース内のうち前記バイパス循環経路からの冷却水を一時的に溜めるように構成された溜まり部に設けられている。」
ことを特徴としている。

本発明の請求項２は，
「前記請求項１の記載において，前記容積部は，車室内用ヒータである。」
ことを特徴としている。

本発明の請求項３は，
「前記請求項１又は２の記載において，前記溜まり部は，前記弁ケースの内底面に堰板を設けることで構成されている。」
ことを特徴としている。

本発明の請求項４は，
「前記請求項１又は２の記載において，前記溜まり部は，前記冷却水ポンプへの出口を前記感温部より高い部位に設けることで構成されている。」
ことを特徴としている。

前記請求項１に記載した構成によると，サーモスタット弁における弁ケース内に，バイパス循環経路から流入した冷却水は，この弁ケース内から直ちに流出することなく，当該弁ケース内のうち溜まり部に溜まり，この溜まり部に溜まった冷却水に感温部が浸った状態になるから，前記バイパス循環経路からの冷却水が少なくなったとしても，前記感温部は，冷却水の温度変化に敏感に対応することになる。

これにより，前記メイン循環経路を，前記冷却水の温度上昇に応じて遅れなく直ちに開き作動することができるから，内燃機関における冷却水の温度が，前記メイン循環経路が開き作動するまでの間において異常に高くなることを確実に防止できる。

特に，請求項３又は４に記載した構成によると，前記サーモスタット弁における弁ケース内に冷却水の溜まり部を形成することが，きわめて簡単な構成によって確実に実現できるほか，前記サーモスタット弁を，前記冷却水ポンプよりも高い部位に設けた場合に確実に対応できる利点がある。

以下，本発明の実施の形態を図面について説明する。

図１において，符号１は，従来から周知のように，シリンダブロックにシリンダヘッドを締結して成る内燃機関を，符号２は，前記内燃機関の冷却水に対する空冷式のラジエータを，符号３は，容積部の一つの例である車室内用ヒータを各々示す。

前記内燃機関１のシリンダブロックにおける冷却水ジャケットに前記内燃機関１にて駆動される冷却水ポンプ４にて送り込まれた冷却水は，前記シリンダブロックにおける冷却水ジャケットから前記シリンダヘッドにおける冷却水ジャケットに流入する。

そして，前記シリンダヘッドにおける冷却水出口５と，前記冷却水ポンプ４の吸い込み側との間は，前記ラジエータ２を途中に備えたメイン循環経路６と，前記車室内用ヒータ３を途中に備えたバイパス循環経路７との両方を介して接続されている。

前記冷却水ポンプ４の吸い込み側には，前記メイン循環経路６及び前記バイパス循環経路７の両方への接続口９，１０を有するサーモスタット弁８が設けられている。

前記サーモスタット弁８は，図２に示すように，前記接続口９，１０を備えた弁ケース１１に，感温部１２，弁体１３及びばね１４を内蔵する構成である。

前記冷却水の温度が低い状態では，前記接続口９，１０のうち前記メイン循環経路６に対する接続口９の弁ケース１１内への連通を前記弁体１３にて閉塞しているが，冷却水の温度が上昇すると，前記弁体１３が前記感温部１２の熱膨張にて前記ばね１４に抗して開き作動して，前記メイン循環経路６に対する接続口９を前記弁ケース１１内に連通するという構成である。

なお，前記シリンダヘッドにおける冷却水出口５と，前記サーモスタット弁８におけるバイパス循環経路７に対する接続口１０との間は，前記バイパス循環経路７を介して接続されていることに加えて，第２のバイパス循環経路１５を介して接続されており，この第２のバイパス循環経路１５の途中に，その他の容積部であるところのＥＧＲ制御弁における冷却水ジャケット１６，スロットル弁における冷却水ジャケット１７及びＥＧＲクーラ１８等のうち少なくとも一つ以上が設けられている。

そして，第１の実施の形態においては，前記サーモスタット弁８の弁ケース１１における内底面１１ａのうち前記冷却水ポンプ４への出口１９と前記感温部１２との間の部位には，上向きに突出する堰板２０を設けることにより，前記弁ケース１１の内部のうち前記感温部１２の部分１１ｂに，前記バイパス循環経路７及び第２のバイパス循環経路１５に対する接続口１０から流入する冷却水を一時的に溜めて，この溜めた冷却水に前記感温部１２の一部又は全部を浸漬するという構成である。

つまり，前記サーモスタット弁８における感温部１２は，前記サーモスタット弁８における弁ケース１１内のうち前記接続口１０からの冷却水を一時的に溜めるように構成された溜まり部に設けられるという構成になっている。

この構成において，前記サーモスタット弁８における弁ケース１１内に，前記バイパス循環経路７及び前記第２のバイパス循環経路１５の両方に対する接続口１０から流入する冷却水は，堰板２０の存在により，当該弁ケース１１内のうち感温部１２の部分１１ｂに一時的に溜まったのち，前記冷却水ポンプ４に吸い込まれることになり，前記感温部１２における一部又は全部を，常に，冷却水に浸漬する状態に維持できる。

これにより，前記サーモスタット弁８における感温部１２は，前記バイパス循環経路７及び前記第２のバイパス循環経路１５の両方に対する接続口１０から流入する冷却水の温度に迅速に確実に感応するから，前記接続口１０から流入する冷却水が少なくなった場合に，前記弁体１３による前記メイン循環経路６の接続口９の開き作動に遅れができることを確実に低減できる。

図３は，第２の実施の形態によるサーモスタット弁８′を示す。

このサーモスタット弁８′は，前記図２に示す場合と同様に，前記接続口９′，１０′を備えた弁ケース１１′に，感温部１２′，弁体１３′及びばね１４′を内蔵し，前記冷却水の温度が低い状態では，前記接続口９′，１０′のうち前記メイン循環経路６に対する接続口９′の弁ケース１１′内への連通を前記弁体１３′にて閉塞しているが，冷却水の温度が上昇すると，前記弁体１３′が前記感温部１２′の熱膨張にて前記ばね１４′に抗して開き作動して，前記メイン循環経路６に対する接続口９′を前記弁ケース１１′内に連通するという構成である。

これに加えて，このサーモスタット弁８′は，その弁ケース１１′から前記冷却水ポンプ４への出口１９′を，前記弁ケース１１′の内底面１１ａ′よりも高い部位に位置することにより，前記弁ケース１１′の内部のうち前記感温部１２′の部分１１ｂ′に，前記バイパス循環経路７及び第２のバイパス循環経路１５に対する接続口１０′から流入する冷却水を一時的に溜めて，この溜めた冷却水に前記感温部１２′の一部又は全部が浸漬するという構成である。

つまり，前記サーモスタット弁８′における感温部１２′は，前記サーモスタット弁８′における弁ケース１１′内のうち前記接続口１０′からの冷却水を一時的に溜めるように構成された溜まり部に設けられるという構成になっている。

この構成においても，前記サーモスタット弁８′における弁ケース１１′内に，前記バイパス循環経路７及び前記第２のバイパス循環経路１５の両方に対する接続口１０′から流入する冷却水は，当該弁ケース１１′内のうち感温部１２′の部分１１ｂ′に一時的に溜まったのち，前記冷却水ポンプ４に吸い込まれることになって，前記感温部１２′における一部又は全部を，常に，冷却水に浸漬する状態に維持できるから，前記弁体１３′による前記メイン循環経路６の接続口９′の開き作動に遅れができることを確実に低減できる。

内燃機関に対する冷却水の循環経路を示す図である。 第１の実施の形態におけるサーモスタット弁の縦断正面図である。 第２の実施の形態におけるサーモスタット弁の縦断正面図である。

符号の説明

１ 内燃機関
２ ラジエータ（内燃機関冷却用熱交換器）
３ 車室内用ヒータ
４ 冷却水ポンプ
６ メイン循環経路
７ バイパス循環経路
８，８′ サーモスタット弁 ９，９′ メイン循環経路の接続口
１０，１０′ バイパス循環経路の接続口
１１，１１′ 弁ケース
１２，１２′ 感温部
１３，１３′ 弁体
１９，１９′ 冷却水の出口
２０ 堰板

Claims (4)

1. 内燃機関における冷却水ジャケットへの冷却水ポンプの吸い込み側に，サーモスタット弁を設けて，このサーモスタット弁に，前記冷却水ジャケットから内燃機関冷却用熱交換器を経て至るメイン循環経路と，前記冷却水ジャケットから前記内燃機関冷却用熱交換器を経ることなく少なくとも容積部を経て至るバイパス循環経路との両方を接続し，冷却水を，その温度が低いとき，前記バイパス循環経路を通して循環し，その温度が上昇したとき前記バイパス循環経路及び前記メイン循環経路の両方を通して循環するように構成にして成る冷却水の循環装置であって，
   前記サーモスタット弁における感温部は，前記サーモスタット弁における弁ケース内のうち前記バイパス循環経路からの冷却水を一時的に溜めるように構成された溜まり部に設けられていることを特徴とする内燃機関における冷却水の循環装置。
2. 前記請求項１の記載において，前記容積部は，車室内用ヒータであることを特徴とする内燃機関における冷却水の循環装置。
3. 前記請求項１又は２の記載において，前記溜まり部は，前記弁ケースの内底面に堰板を設けることで構成されていることを特徴とする内燃機関における冷却水の循環装置。
4. 前記請求項１又は２の記載において，前記溜まり部は，前記冷却水ポンプへの出口を前記感温部より高い部位に設けることで構成されていることを特徴とする内燃機関における冷却水の循環装置。

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