JP3603378B2 - 内燃機関の冷却装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は内燃機関の冷却装置に関し、詳しくは、２系統の冷却水経路を用い、暖機状況に応じた冷却が可能な水冷の冷却装置に関する。
【０００２】
【先行技術】
２系統の冷却水経路を暖機状況に応じて使い分ける内燃機関の冷却装置としては、従来、図１０に示すようなものがあった。
図１０において、シリンダヘッド３１側のウォータジャケット３２と、シリンダブロック３３側のウォータジャケット３４とは相互に独立に形成され、ウォータポンプ３５の吐出側に対して両ウォータジャケット３２、３４が並列に接続される。
【０００３】
各ウォータジャケット３２、３４をそれぞれに通過した冷却水は合流し、ラジエータ３６を介して、又は、バイパス通路３７によりラジエータ３６を迂回してウォータポンプ３５に循環される。前記ラジエータ３６に対する循環・迂回は、ラジエータ３６の出口とバイパス通路３７との合流部に介装されたサーモスタットバルブ３８によって選択される。
【０００４】
また、シリンダブロック側ウォータジャケット３４を通過した冷却水が、シリンダヘッド側ウォータジャケット３２を通過した冷却水に合流する合流部よりも上流側に、バルブ３９が設けられている。
かかる構成により、暖機後においては、図１１に示すように、各ウォータジャケット３２、３４それぞれに冷却水を通過させ、通過後の冷却水を合流させてラジエータ３６に循環して冷却水の放熱を図る。
【０００５】
暖機中には、サーモスタットバルブ３８によってラジエータ３６の出口通路を閉じる一方、バイパス通路３７を開くことで、各ウォータジャケット３２、３４をそれぞれ通過して合流した冷却水を、前記ラジエータ３６を迂回してウォータポンプ３５に循環させることができるようにしてある。
また、前記バルブ３９を閉じると、図１２に示すように、シリンダブロック側ウォータジャケット３４における冷却水の通過が堰き止められ、結果的に、シリンダヘッド側ウォータジャケット３２のみで冷却水の循環が行われ、シリンダブロック側ウォータジャケット３４においては冷却水が滞留することになる。従って、前記バルブ３９を機関負荷や冷却水温度等に応じて選択的に閉じれば、ボア内壁温をより高く設定でき、暖機状況に応じた冷却が可能となる。
【０００６】
図１３は、本出願人により特願平６−２８６６２０号にて提案されている冷却装置のシステム構成図である。シリンダヘッド３１において冷却水を循環させるウォータジャケット３２と、シリンダブロック３３において冷却水を循環させるウォータジャケット３４とがそれぞれ形成されており、前記ウォータジャケット３２、３４は、連通部４０によって相互に連通される。
【０００７】
シリンダヘッド側ウォータジャケット３２に形成された出口３２ａは、サーモースタットバルブ４１を介しラジエータ３６を迂回してウォータポンプ３５の吸込側に冷却水通路４２によって接続され、ウォータポンプ３５の吐出側はシリンダヘッド側ウォータジャケット３２にのみ接続される。
また、シリンダブロック側ウォータジャケット３４に形成された出口３４ａは、ラジエータ３６の入口側３６ａに冷却水通路４３を介して接続される。
【０００８】
ラジエータ３６の出口側３６ｂは、冷却水通路４４を介してサーモスタットバルブ４１に接続され、前記冷却水通路４２と合流して前記ウォータポンプ３５に接続される。前記サーモスタットバルブ４１は、冷却水通路４２と冷却水通路４４とを冷却水温度に応じて選択的に開口させることで、いずれか一方の経路のみをウォータポンプ３５と接続し、ラジエータ３６を迂回する冷却水の循環経路とラジエータ３６を介した冷却水の循環経路とを切り換えるものである。
【０００９】
暖機中で、冷却水通路４４を介する冷却水の循環が前記サーモスタットバルブ４１によって堰き止められると、シリンダブロック側ウォータジャケット３４からラジエータ３６を介してウォータポンプ３５に至る循環経路が断たれることになり、ウォータポンプ３５からシリンダヘッド側ウォータジャケット３２に入った冷却水は、図１４に示すように、出口３２ａを介しラジエータ３６を迂回してウォータポンプ３５に循環されることになる。
【００１０】
このとき、シリンダブロック側ウォータジャケット３４内では、冷却水が循環されることなく滞留することになるから、シリンダブロック３３のボア内壁温の昇温が早まり、もって、暖機中のフリクションを低減できる。
一方、暖機後で、サーモスタットバルブ４１により冷却水通路４２が閉じられ、かつ、冷却水通路４４が開かれると、図１５に示すように、ウォータポンプ３５からシリンダヘッド側ウォータジャケット３２を通過した後、シリンダブロック側ウォータジャケット３４を通過した冷却水を、ラジエータ３６において放熱させた後にウォータジャケット３２、３４に再循環させることができる。従って、暖機後は、シリンダヘッド３１とシリンダブロック３３とをそれぞれ冷却することが可能である。
【００１１】
図１３の構成では、図１０の構成に比較し、サーモスタットバルブ４１以外のバルブを必要としないという利点がある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような内燃機関の冷却装置にあっては、ウォータポンプから吐出された冷却水をシリンダヘッド側のウォータジャケットに流入しなければならないので、ウォータポンプをシリンダヘッド側に取り付けなければならない。
しかし、図１６に示すように、エンジン４５の上部にはカム駆動用スプロケット４６や吸気マニホールド４７、排気マニホールド４８などがあり、ウォータポンプを設置するのは空間的に困難である。
【００１３】
また、カム駆動用スプロケット４６に対し、カム軸方向の反対側にウォータポンプを設置しようとすると、ウォータポンプはエンジン４５とトランスミッション４９との結合部上方のシリンダヘッド端部５０にレイアウトされる。このため、ウォータポンプ駆動用のベルトは、オルタネータ５１等の補機類を駆動するベルト５２と共用することができず、独立のベルトとする必要があり、製造コストの上昇につながるので改善が求められていた。
【００１４】
本発明は、このような点に鑑み、暖機状況に応じた冷却制御を行うことのできる内燃機関の冷却装置を安価に提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１に係る発明では、シリンダヘッド及びシリンダブロックに冷却水を循環させるウォータジャケットをそれぞれ形成してなる内燃機関の冷却装置において、ウォータポンプの吐出側をシリンダブロック側ウォータジャケットに気筒列設方向の一端部にて接続し、シリンダブロック側ウォータジャケットとシリンダヘッド側ウォータジャケットとを気筒列設方向の前記一端部側でのみ連通させ、シリンダヘッド側ウォータジャケット及びシリンダブロック側ウォータジャケットに気筒列設方向の前記一端部とは反対側の端部側にそれぞれ冷却水出口を形成する一方、一端がシリンダヘッド側ウォータジャケットの冷却水出口に接続される第１冷却水通路と、一端がシリンダブロック側ウォータジャケットの冷却水出口に接続され、その途中にラジエータが介装される第２冷却水通路と、一端が前記第１冷却水通路の他端と前記第２冷却水通路の他端との合流部に接続され、他端が前記ウォータポンプの吸入側に接続される第３冷却水通路と、少なくとも前記第２冷却水通路を冷却水温度に応じて開閉するバルブとを設け、前記バルブを閉じることにより前記ラジエータからの放熱を抑制しつつ前記シリンダブロック側ウォータジャケット内で冷却水を滞留させる一方、前記バルブを開くことにより前記ラジエータからの放熱を図りつつ前記シリンダヘッド側ウォータジャケットと前記シリンダブロック側ウォータジャケットとの両方に冷却水を循環させてシリンダヘッドとシリンダブロックとをそれぞれ冷却することを特徴とする。
【００１６】
また、請求項２に係る発明では、シリンダヘッド側ウォータジャケットとシリンダブロック側ウォータジャケットとの連通部を、前記ウォータポンプの吐出側の接続部位に最も近いシリンダより、前記接続部位の側に、前記シリンダの周形状に沿って設けたことを特徴とする。
また、請求項３に係る発明では、シリンダヘッド側ウォータジャケットとシリンダブロック側ウォータジャケットとの連通部を、前記ウォータポンプの吐出側の接続部位に最も近いシリンダと該シリンダに隣接するシリンダとの間に設けたことを特徴とする。
【００１７】
また、請求項４に係る発明では、シリンダブロック側ウォータジャケットとシリンダヘッド側ウォータジャケットとの連通部は．シリンダブロックとシリンダヘッドとの間に介装されるヘッドガスケットに、気筒列設方向の一端部側にのみ水穴を形成してなるものであることを特徴とする。
また、請求項５に係る発明では、シリンダブロックはボア部壁と外壁とがシリンダブロック上面において接続していないオープンデッキ構造であることを特徴とする。
【００１８】
また、請求項６に係る発明では、シリンダブロックのボア部壁と外壁とをシリンダブロック上面において接続する上壁に形成された複数の穴の間を連通する溝を前記上壁上面に設けたことを特徴とする。
【００１９】
【作用】
請求項１に係る発明では、バルブによって第２冷却水通路が閉じられると、シリンダブロック側ウォータジャケットからラジエータに流れる冷却水は循環されることなく堰き止められる。従って、ウォータポンプからシリンダブロック側ウォータジャケットに入った冷却水は、シリンダブロック側ウォータジャケットとシリンダヘッド側ウォータジャケットとの連通部を通ってシリンダヘッド側ウォータジャケットに流れ込み、該シリンダヘッド側ウォータジャケットに形成された出口からラジエータを迂回してウォータポンプに戻る経路のみを循環される。
【００２０】
一方、前記バルブが開かれると、シリンダブロック側ウォータジャケットに入った冷却水は、前記第１冷却水通路を流れるものと、シリンダブロック側ウォータジャケットに形成された出口から第２冷却水通路を流れるものとに分かれて循環される。
このような暖機状況に応じた制御が可能である一方、ウォータポンプの吐出側はシリンダブロック側にのみ接続すればよいので、ウォータポンプをシリンダブロック側にレイアウトできる。
【００２１】
また、請求項２に係る発明では、暖機中に冷却水が第１冷却水経路のみを循環する場合、冷却水はウォータポンプの吐出口からシリンダブロック側ウォータジャケットに流れ込むとすぐに、シリンダヘッド側ウォータジャケットへ抜ける連通部へ流れるので、シリンダブロック側ウォータジャケット内において冷却水の流れる範囲が最小となり、暖機効果が向上する。
【００２２】
また、請求項３に係る発明では、暖機中に冷却水が第１冷却水経路のみを循環する場合、冷却水はウォータポンプの吐出口からシリンダブロック側ウォータジャケットに流れ込むと、ウォータポンプの吐出口に最も近いシリンダのボア部壁を通過した後、シリンダヘッド側ウォータジャケットへ抜ける連通部へ流れるので、スムーズな流れとなり、通水抵抗が減少する。
【００２３】
また、請求項４に係る発明では、シリンダヘッドやシリンダブロックの大規模な設計変更をすることなく、ヘッドガスケットの交換のみでシリンダヘッド側ウォータジャケットとシリンダブロック側ウォータジャケットとの連通部の位置を容易に変更することができる。
また、請求項５に係る発明では、シリンダブロックはオープンデッキ構造で、そのウォータジャケットの上側は平板なガスケットによって画成されるため、冷却水に混入した空気がシリンダブロック側ウォータジャケットの上部に溜まることなく、シリンダブロック側ウォータジャケットからシリンダヘッド側ウォータジャケットへの連通部を通って抜けてゆく。
【００２４】
即ち、シリンダブロックボア部壁と外壁とがシリンダブロックの上面において上壁によって接続しているクローズドデッキ構造を有する従来のシリンダブロックでは、シリンダブロック側ウォータジャケット上壁には鋳造時の中子砂抜き穴があり、その上部がガスケットによって塞がれ、冷却水に混入した空気がそこに溜まることによって、シリンダブロック上部の冷却効率が悪化するという問題点があったが、請求項５に係る発明によって解決できる。
【００２５】
また、請求項６に係る発明では、冷却水に混入した空気が、シリンダブロック側ウォータジャケットの上壁に形成された複数の中子砂抜き穴を抜け、前記シリンダブロック側ウォータジャケットの上壁上面に設けられた溝を通って、シリンダブロック側ウォータジャケットからシリンダヘッド側ウォータジャケットへの連通部へ導かれ、シリンダヘッド側ウォータジャケットへと抜けてゆく。これをもって、請求項５に係る発明と同様、シリンダブロック上部の冷却効率の向上が図れる。
【００２６】
【実施例】
以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は本発明にかかる内燃機関の２系統冷却装置の一実施例を示すシステム構成図である。
シリンダヘッド１において冷却水を循環させるウォータジャケット２と、シリンダブロック３において冷却水を循環させるウォータジャケット４とがそれぞれ形成されている。
【００２７】
ウォータポンプ５の吐出側はシリンダブロック側ウォータジャケット４にのみ気筒列設方向の一端部にて接続され、シリンダブロック側ウォータジャケット４とシリンダヘッド側ウォータジャケット２とは気筒列設方向の前記一端部側でのみ連通部６によって連通されている。
シリンダヘッド側ウォータジャケット２及びシリンダブロック側ウォータジャケット４には、気筒列設方向の前記一端部とは反対側の端部側にそれぞれ冷却水出口２ａ、４ａが形成されている。
【００２８】
シリンダヘッド側ウォータジャケット２に形成された出口２ａは、第１冷却水通路７によりラジエータ８を迂回してサーモスタットバルブ９に接続され、更に第３冷却水通路１１によりウォータポンプ５の吸入側に接続される（第１冷却水経路）。
また、シリンダブロック側ウォータジャケット４に形成された出口４ａは、第２冷却水通路１０により、ラジエータ８を介してサーモスタットバルブ９に接続され、更に第３冷却水通路１１により前記ウォータポンプ５の吸入側に接続される（第２冷却水経路）。
【００２９】
かかる構成において、冷却水通路７と冷却水通路１０との合流部に介装される前記サーモスタットバルブ９は、冷却水に感応する感熱部材により開閉動作する単純な構造のバルブであり、冷却水温度が低いとき（暖機中）には、冷却水通路１０を閉じてラジエータ８からウォータポンプ５側への冷却水の流れを堰き止め、冷却水温度が高くなると（暖機後）、冷却水通路１０を開いてラジエータ８からウォータポンプ５側へ冷却水を循環させる。
【００３０】
即ち、前記サーモスタットバルブ９は、冷却水温度に応じて冷却水通路１０を開閉することで、前記第２冷却水経路における冷却水の循環の断続を行うものである。
暖機中で、冷却水通路１０を介する冷却水の循環が前記サーモスタットバルブ９によって堰き止められると、シリンダブロック側ウォータジャケット４からラジエータ８を介してウォータポンプ５に至る循環経路が断たれることになり、ウォータポンプ５からシリンダブロック側ウォータジャケット４及び連通部６を経てシリンダヘッド側ウォータジャケット２に入った冷却水は、図２に示すように、出口２ａを介しラジエータ８を迂回してウォータポンプ５に循環されることになる。
【００３１】
このとき、シリンダブロック側ウォータジャケット４内では冷却水が循環されることなく滞留することになるから、ブロックのボア内壁温の上昇が早まり、もって、暖機中のフリクションを低減できる。
然も、図１に示す構成では、サーモスタットバルブ９以外のバルブを必要とせず、かつ、サーモスタットバルブ９によってシリンダブロック側ウォータジャケット４からラジエータ８への冷却水の流れをウォータポンプ５の上流で堰き止めるから、シリンダブロック側ウォータジャケット４における冷却水の動きは、ウォータポンプ５の吐出側からシリンダブロック側ウォータジャケット４に入り、連通部６を経てシリンダヘッド側ウォータジャケット２に流れる部分のみとなり、シリンダブロック側ウォータジャケット４内のほとんどの場所において冷却水の循環が停止されるため、高いボア内壁温を安定的に維持できる。
【００３２】
一方、暖機後で、サーモスタットバルブ９により冷却水通路１０が開放されると、図３に示すように、シリンダブロック側ウォータジャケット４からラジエータ８を介してウォータポンプ５に戻る第２冷却水経路においても冷却水を循環させることができ、ウォータポンプ５からシリンダブロック側ウォータジャケット４を通過した冷却水を、ラジエータ８において放熱させた後にウォータジャケット２、４に再循環させることができる。従って、暖機後は、シリンダヘッド１とシリンダブロック３とをそれぞれ冷却することが可能である。
【００３３】
尚、前記サーモスタットバルブ９は、シリンダブロック側ウォータジャケット４内の水温を直接検知しないが、シリンダヘッド側ウォータジャケット２内の水温とシリンダブロック側ウォータジャケット４内の水温との関係を予め調べておけば、シリンダブロック側ウォータジャケット４内の水温を所定値に制御することが可能である。例えば、シリンダブロック側ウォータジャケット４内の水温の目標を９０℃とする場合であって、シリンダヘッド側ウォータジャケット２内の水温が８０℃のときにシリンダブロック側が９０℃となる相関である場合には、サーモスタットバルブ９は８０℃で開（冷却水通路１０を開とする状態）となる特性とすればよい。
【００３４】
また、本実施例では冷却水通路７、１０の合流部にサーモスタットバルブ９を介装させる構成としたが、サーモスタットバルブ９をシリンダブロック側ウォータジャケット４の出口４ａと、ラジエータ６の入口６ａとの間の冷却水通路１０に介装する、図４に示すような構造としてもよい。
この場合、暖機時で冷却水通路１０がサーモスタットバルブ９によって閉じられると、シリンダブロック側ウォータジャケット４に入り込んだ冷却水の出口が堰き止められるため、第２冷却水経路における冷却水の循環は停止される。そして、ウォータポンプ５からシリンダブロック側ウォータジャケット４に入った冷却水は、連通部６を経てシリンダヘッド側ウォータジャケット２に入り、第１冷却水経路において循環される。
【００３５】
一方、図４に示す構成において、暖機後は、冷却水通路１０がサーモスタットバルブ９によって開かれるため、シリンダブロック側ウォータジャケット４に入り込んだ冷却水は、連通部６を経て第１冷却水経路に流れるものと、第２冷却水経路に流れるものとに分かれ、両方の冷却水経路において循環される。
この場合、サーモスタットバルブ９が感知する水温がシリンダブロック側ウォータジャケット４内の水温に近くなるので、シリンダブロック３のボア内壁温をより正確に制御することが可能となる。
【００３６】
また、図４において、サーモスタットバルブ９が閉状態でも微少流量を許容する***を設けておき、閉状態においても僅かな冷却水の循環が行われる構成とすれば、シリンダブロック温度の検知をより正しく行わせることが可能である。また、本実施例ではバルブとしてサーモスタットバルブを用いたが、冷却水温度センサで検出される冷却水温度に基づいて開閉制御される電磁バルブ等でもよい。
【００３７】
図５（Ａ）は本発明におけるシリンダヘッド側ウォータジャケット２とシリンダブロック側ウォータジャケット４との連通部６のより具体的な実施例を示すシリンダブロック３の平面図であり、図５（Ｂ）はシリンダヘッド側ウォータジャケット２及びシリンダブロック側ウォータジャケット４の、前記図５（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【００３８】
シリンダヘッド１において冷却水を循環させるウォータジャケット２と、シリンダブロック３において冷却水を循環させるウォータジャケット４とがそれぞれ形成されている。シリンダヘッド１とシリンダブロック３とはヘッドガスケット１２を介して接合され、前記ウォータジャケット２、４はヘッドガスケット１２に形成された水穴を連通部６として相互に連通されている。
【００３９】
本実施例のシリンダブロック３はシリンダブロックボア部壁１３と外壁１４とがシリンダブロック３の上面において接続していないオープンデッキ構造で、シリンダブロック側ウォータジャケット４の上側は平板なヘッドガスケット１２によって画成されている。
図６の参考例に示すように、通常のクローズドデッキ構造のシリンダブロックでは、シリンダブロックボア部壁と外壁とがシリンダブロック３の上面において上壁１５によって接続している。この場合、シリンダブロック側ウォータジャケット４の上壁１５には鋳造時の中子砂抜き穴１６があり、その上部をヘッドガスケット１２が塞いでしまうと、そこに冷却水に混入した空気が溜まり、シリンダブロック３の上面部分の冷却効率が悪化することになる。
【００４０】
本実施例の図５のようなオープンデッキ構造では、シリンダブロック側ウォータジャケット４の上側は平板なガスケット１２によって画成されているため、混入している空気が滞留する場所はなく、冷却水の流れとともに連通部６を通ってシリンダヘッド側ウォータジャケット２に抜けて行くので、シリンダブロック３の上面部分の冷却効率が改善される。
【００４１】
また、図７のように、クローズドデッキ構造のシリンダブロックにあっては、上壁１５の上面に溝１７を形成し、中子砂抜き穴１６と連通部６とを相互に連通することで、中子砂抜き穴１６に溜まった空気をシリンダヘッド側ウォータジャケット２に排出でき、前記オープンデッキ構造のシリンダブロックの場合と同様の効果が得られる。
【００４２】
図８はヘッドガスケット１２における水穴、即ち連通部６の位置と冷却水の流れ方との関係を示した図である。
本実施例では、ヘッドガスケット１２に形成された水穴を連通部６として用いている。図８（Ａ）に示すように、ウォータポンプ５の吐出側との接続部位に近い一端に、その端部に形成されたシリンダ１８の周形状に沿って連通部６を設けると、暖機中、シリンダブロック側ウォータジャケット４からシリンダヘッド側ウォータジャケット２への冷却水の流れは、図８（Ｂ）のようになる。この場合、シリンダブロック側ウォータジャケット４において暖機中に冷却水の循環する範囲が最小となり、暖機効率が向上する。
【００４３】
また、図９（Ａ）に示すように、連通部６を前記シリンダ１８とそれに隣接するシリンダ１９との間に設けた場合、図９（Ｂ）のように、シリンダブロック側ウォータジャケット４で暖機中に冷却水の流れる範囲は広がり、暖機効率は低下するが、冷却水がシリンダヘッド側ウォータジャケットへ流れ込む際に曲がる角度が緩やかになることから、通水抵抗が減少するというメリットがある。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明によれば、暖機時にはシリンダヘッド側ウォータジャケットのみに冷却水が流れるので、暖機性が向上するという効果が得られ、暖機後の冷却水の通路はシリンダヘッド側ウォータジャケットを通る第１冷却水経路と、シリンダブロック側ウォータジャケット及びラジエータを通る第２冷却水経路との並列の流れになるので、冷却水の通水抵抗が低くなり、ウォータポンプ単体流量を落とすことができ、もって燃費低減の効果もある。
【００４５】
また、ウォータポンプがシリンダブロックに取り付けられるので、構造が単純になり、製造コストの面でも有利である。
請求項２に係る発明によれば、暖機時にシリンダブロック側ウォータジャケット内の冷却水の滞留範囲が広くなるので、暖機効率が向上するという効果がある。
【００４６】
請求項３に係る発明によれば、シリンダブロック側ウォータジャケットからシリンダヘッド側ウォータジャケットへの冷却水の流れがスムーズになるので、通水抵抗が低く抑えられ、ウォータポンプの負荷が減少するという効果がある。
請求項４に係る発明によれば、シリンダヘッドやシリンダブロックの大規模な設計変更をすることなく、ヘッドガスケットの交換のみでシリンダヘッド側ウォータジャケットとシリンダブロック側ウォータジャケットとの連通部の位置を容易に変更することができるという効果がある。
【００４７】
請求項５に係る発明によれば、冷却水に混入した空気がシリンダブロック側ウォータジャケットから抜けるのが容易になり、シリンダブロック上部の冷却効率を増大することができるという効果がある。
請求項６に係る発明によれば、シリンダブロックボア部壁と外壁とがシリンダブロックの上面において接続しているクローズドデッキ構造のシリンダブロックにおいても、冷却水に混入した空気がシリンダブロック側ウォータジャケットから抜けるのが容易になり、シリンダブロック上部の冷却効率を増大することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のシステム構成図
【図２】同上実施例における暖機中の冷却水の流れを示す状態図
【図３】同上実施例における暖機後の冷却水の流れを示す状態図
【図４】同上実施例においてサーモスタットバルブを別の位置に設けた場合のシステム構成図
【図５】本発明のより具体的な実施例を示すシリンダブロック部の平面図及びシリンダブロック・シリンダヘッド部の断面図
【図６】参考例を示すシリンダブロック部の平面図及びシリンダブロック・シリンダヘッド部の断面図
【図７】他の実施例を示すシリンダブロック部の平面図及びシリンダブロック・シリンダヘッド部の断面図
【図８】ヘッドガスケットにおける水穴（連通部）の位置及び冷却水の通水経路を示す図
【図９】水穴（連通部）を別の位置に設けた場合の冷却水の通水経路を示す図
【図１０】従来の冷却装置を示すシステム構成図
【図１１】図９のシステムにおける暖機中の冷却水の流れを示す状態図
【図１２】図９のシステムにおける暖機後の冷却水の流れを示す状態図
【図１３】従来の冷却装置の他の例を示すシステム構成図
【図１４】図１２のシステムにおける暖機中の冷却水の流れを示す状態図
【図１５】図１２のシステムにおける暖機後の冷却水の流れを示す状態図
【図１６】ウォータポンプとエンジンとの位置関係を示す正面図及び側面図
【符号の説明】
１ シリンダヘッド
２ シリンダヘッド側ウォータジャケット
３ シリンダブロック
４ シリンダブロック側ウォータジャケット
５ ウォータポンプ
６ 連通部
７ 冷却水通路
８ ラジエータ
９ サーモスタットバルブ
１０ 冷却水通路
１１ 冷却水通路
１２ ヘッドガスケット
１３ シリンダブロックボア部壁
１４ シリンダブロック外壁
１５ シリンダブロック上壁
１６ 中子砂抜き穴
１７ 溝
１８ シリンダ
１９ シリンダ
【産業上の利用分野】
本発明は内燃機関の冷却装置に関し、詳しくは、２系統の冷却水経路を用い、暖機状況に応じた冷却が可能な水冷の冷却装置に関する。
【０００２】
【先行技術】
２系統の冷却水経路を暖機状況に応じて使い分ける内燃機関の冷却装置としては、従来、図１０に示すようなものがあった。
図１０において、シリンダヘッド３１側のウォータジャケット３２と、シリンダブロック３３側のウォータジャケット３４とは相互に独立に形成され、ウォータポンプ３５の吐出側に対して両ウォータジャケット３２、３４が並列に接続される。
【０００３】
各ウォータジャケット３２、３４をそれぞれに通過した冷却水は合流し、ラジエータ３６を介して、又は、バイパス通路３７によりラジエータ３６を迂回してウォータポンプ３５に循環される。前記ラジエータ３６に対する循環・迂回は、ラジエータ３６の出口とバイパス通路３７との合流部に介装されたサーモスタットバルブ３８によって選択される。
【０００４】
また、シリンダブロック側ウォータジャケット３４を通過した冷却水が、シリンダヘッド側ウォータジャケット３２を通過した冷却水に合流する合流部よりも上流側に、バルブ３９が設けられている。
かかる構成により、暖機後においては、図１１に示すように、各ウォータジャケット３２、３４それぞれに冷却水を通過させ、通過後の冷却水を合流させてラジエータ３６に循環して冷却水の放熱を図る。
【０００５】
暖機中には、サーモスタットバルブ３８によってラジエータ３６の出口通路を閉じる一方、バイパス通路３７を開くことで、各ウォータジャケット３２、３４をそれぞれ通過して合流した冷却水を、前記ラジエータ３６を迂回してウォータポンプ３５に循環させることができるようにしてある。
また、前記バルブ３９を閉じると、図１２に示すように、シリンダブロック側ウォータジャケット３４における冷却水の通過が堰き止められ、結果的に、シリンダヘッド側ウォータジャケット３２のみで冷却水の循環が行われ、シリンダブロック側ウォータジャケット３４においては冷却水が滞留することになる。従って、前記バルブ３９を機関負荷や冷却水温度等に応じて選択的に閉じれば、ボア内壁温をより高く設定でき、暖機状況に応じた冷却が可能となる。
【０００６】
図１３は、本出願人により特願平６−２８６６２０号にて提案されている冷却装置のシステム構成図である。シリンダヘッド３１において冷却水を循環させるウォータジャケット３２と、シリンダブロック３３において冷却水を循環させるウォータジャケット３４とがそれぞれ形成されており、前記ウォータジャケット３２、３４は、連通部４０によって相互に連通される。
【０００７】
シリンダヘッド側ウォータジャケット３２に形成された出口３２ａは、サーモースタットバルブ４１を介しラジエータ３６を迂回してウォータポンプ３５の吸込側に冷却水通路４２によって接続され、ウォータポンプ３５の吐出側はシリンダヘッド側ウォータジャケット３２にのみ接続される。
また、シリンダブロック側ウォータジャケット３４に形成された出口３４ａは、ラジエータ３６の入口側３６ａに冷却水通路４３を介して接続される。
【０００８】
ラジエータ３６の出口側３６ｂは、冷却水通路４４を介してサーモスタットバルブ４１に接続され、前記冷却水通路４２と合流して前記ウォータポンプ３５に接続される。前記サーモスタットバルブ４１は、冷却水通路４２と冷却水通路４４とを冷却水温度に応じて選択的に開口させることで、いずれか一方の経路のみをウォータポンプ３５と接続し、ラジエータ３６を迂回する冷却水の循環経路とラジエータ３６を介した冷却水の循環経路とを切り換えるものである。
【０００９】
暖機中で、冷却水通路４４を介する冷却水の循環が前記サーモスタットバルブ４１によって堰き止められると、シリンダブロック側ウォータジャケット３４からラジエータ３６を介してウォータポンプ３５に至る循環経路が断たれることになり、ウォータポンプ３５からシリンダヘッド側ウォータジャケット３２に入った冷却水は、図１４に示すように、出口３２ａを介しラジエータ３６を迂回してウォータポンプ３５に循環されることになる。
【００１０】
このとき、シリンダブロック側ウォータジャケット３４内では、冷却水が循環されることなく滞留することになるから、シリンダブロック３３のボア内壁温の昇温が早まり、もって、暖機中のフリクションを低減できる。
一方、暖機後で、サーモスタットバルブ４１により冷却水通路４２が閉じられ、かつ、冷却水通路４４が開かれると、図１５に示すように、ウォータポンプ３５からシリンダヘッド側ウォータジャケット３２を通過した後、シリンダブロック側ウォータジャケット３４を通過した冷却水を、ラジエータ３６において放熱させた後にウォータジャケット３２、３４に再循環させることができる。従って、暖機後は、シリンダヘッド３１とシリンダブロック３３とをそれぞれ冷却することが可能である。
【００１１】
図１３の構成では、図１０の構成に比較し、サーモスタットバルブ４１以外のバルブを必要としないという利点がある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような内燃機関の冷却装置にあっては、ウォータポンプから吐出された冷却水をシリンダヘッド側のウォータジャケットに流入しなければならないので、ウォータポンプをシリンダヘッド側に取り付けなければならない。
しかし、図１６に示すように、エンジン４５の上部にはカム駆動用スプロケット４６や吸気マニホールド４７、排気マニホールド４８などがあり、ウォータポンプを設置するのは空間的に困難である。
【００１３】
また、カム駆動用スプロケット４６に対し、カム軸方向の反対側にウォータポンプを設置しようとすると、ウォータポンプはエンジン４５とトランスミッション４９との結合部上方のシリンダヘッド端部５０にレイアウトされる。このため、ウォータポンプ駆動用のベルトは、オルタネータ５１等の補機類を駆動するベルト５２と共用することができず、独立のベルトとする必要があり、製造コストの上昇につながるので改善が求められていた。
【００１４】
本発明は、このような点に鑑み、暖機状況に応じた冷却制御を行うことのできる内燃機関の冷却装置を安価に提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１に係る発明では、シリンダヘッド及びシリンダブロックに冷却水を循環させるウォータジャケットをそれぞれ形成してなる内燃機関の冷却装置において、ウォータポンプの吐出側をシリンダブロック側ウォータジャケットに気筒列設方向の一端部にて接続し、シリンダブロック側ウォータジャケットとシリンダヘッド側ウォータジャケットとを気筒列設方向の前記一端部側でのみ連通させ、シリンダヘッド側ウォータジャケット及びシリンダブロック側ウォータジャケットに気筒列設方向の前記一端部とは反対側の端部側にそれぞれ冷却水出口を形成する一方、一端がシリンダヘッド側ウォータジャケットの冷却水出口に接続される第１冷却水通路と、一端がシリンダブロック側ウォータジャケットの冷却水出口に接続され、その途中にラジエータが介装される第２冷却水通路と、一端が前記第１冷却水通路の他端と前記第２冷却水通路の他端との合流部に接続され、他端が前記ウォータポンプの吸入側に接続される第３冷却水通路と、少なくとも前記第２冷却水通路を冷却水温度に応じて開閉するバルブとを設け、前記バルブを閉じることにより前記ラジエータからの放熱を抑制しつつ前記シリンダブロック側ウォータジャケット内で冷却水を滞留させる一方、前記バルブを開くことにより前記ラジエータからの放熱を図りつつ前記シリンダヘッド側ウォータジャケットと前記シリンダブロック側ウォータジャケットとの両方に冷却水を循環させてシリンダヘッドとシリンダブロックとをそれぞれ冷却することを特徴とする。
【００１６】
また、請求項２に係る発明では、シリンダヘッド側ウォータジャケットとシリンダブロック側ウォータジャケットとの連通部を、前記ウォータポンプの吐出側の接続部位に最も近いシリンダより、前記接続部位の側に、前記シリンダの周形状に沿って設けたことを特徴とする。
また、請求項３に係る発明では、シリンダヘッド側ウォータジャケットとシリンダブロック側ウォータジャケットとの連通部を、前記ウォータポンプの吐出側の接続部位に最も近いシリンダと該シリンダに隣接するシリンダとの間に設けたことを特徴とする。
【００１７】
また、請求項４に係る発明では、シリンダブロック側ウォータジャケットとシリンダヘッド側ウォータジャケットとの連通部は．シリンダブロックとシリンダヘッドとの間に介装されるヘッドガスケットに、気筒列設方向の一端部側にのみ水穴を形成してなるものであることを特徴とする。
また、請求項５に係る発明では、シリンダブロックはボア部壁と外壁とがシリンダブロック上面において接続していないオープンデッキ構造であることを特徴とする。
【００１８】
また、請求項６に係る発明では、シリンダブロックのボア部壁と外壁とをシリンダブロック上面において接続する上壁に形成された複数の穴の間を連通する溝を前記上壁上面に設けたことを特徴とする。
【００１９】
【作用】
請求項１に係る発明では、バルブによって第２冷却水通路が閉じられると、シリンダブロック側ウォータジャケットからラジエータに流れる冷却水は循環されることなく堰き止められる。従って、ウォータポンプからシリンダブロック側ウォータジャケットに入った冷却水は、シリンダブロック側ウォータジャケットとシリンダヘッド側ウォータジャケットとの連通部を通ってシリンダヘッド側ウォータジャケットに流れ込み、該シリンダヘッド側ウォータジャケットに形成された出口からラジエータを迂回してウォータポンプに戻る経路のみを循環される。
【００２０】
一方、前記バルブが開かれると、シリンダブロック側ウォータジャケットに入った冷却水は、前記第１冷却水通路を流れるものと、シリンダブロック側ウォータジャケットに形成された出口から第２冷却水通路を流れるものとに分かれて循環される。
このような暖機状況に応じた制御が可能である一方、ウォータポンプの吐出側はシリンダブロック側にのみ接続すればよいので、ウォータポンプをシリンダブロック側にレイアウトできる。
【００２１】
また、請求項２に係る発明では、暖機中に冷却水が第１冷却水経路のみを循環する場合、冷却水はウォータポンプの吐出口からシリンダブロック側ウォータジャケットに流れ込むとすぐに、シリンダヘッド側ウォータジャケットへ抜ける連通部へ流れるので、シリンダブロック側ウォータジャケット内において冷却水の流れる範囲が最小となり、暖機効果が向上する。
【００２２】
また、請求項３に係る発明では、暖機中に冷却水が第１冷却水経路のみを循環する場合、冷却水はウォータポンプの吐出口からシリンダブロック側ウォータジャケットに流れ込むと、ウォータポンプの吐出口に最も近いシリンダのボア部壁を通過した後、シリンダヘッド側ウォータジャケットへ抜ける連通部へ流れるので、スムーズな流れとなり、通水抵抗が減少する。
【００２３】
また、請求項４に係る発明では、シリンダヘッドやシリンダブロックの大規模な設計変更をすることなく、ヘッドガスケットの交換のみでシリンダヘッド側ウォータジャケットとシリンダブロック側ウォータジャケットとの連通部の位置を容易に変更することができる。
また、請求項５に係る発明では、シリンダブロックはオープンデッキ構造で、そのウォータジャケットの上側は平板なガスケットによって画成されるため、冷却水に混入した空気がシリンダブロック側ウォータジャケットの上部に溜まることなく、シリンダブロック側ウォータジャケットからシリンダヘッド側ウォータジャケットへの連通部を通って抜けてゆく。
【００２４】
即ち、シリンダブロックボア部壁と外壁とがシリンダブロックの上面において上壁によって接続しているクローズドデッキ構造を有する従来のシリンダブロックでは、シリンダブロック側ウォータジャケット上壁には鋳造時の中子砂抜き穴があり、その上部がガスケットによって塞がれ、冷却水に混入した空気がそこに溜まることによって、シリンダブロック上部の冷却効率が悪化するという問題点があったが、請求項５に係る発明によって解決できる。
【００２５】
また、請求項６に係る発明では、冷却水に混入した空気が、シリンダブロック側ウォータジャケットの上壁に形成された複数の中子砂抜き穴を抜け、前記シリンダブロック側ウォータジャケットの上壁上面に設けられた溝を通って、シリンダブロック側ウォータジャケットからシリンダヘッド側ウォータジャケットへの連通部へ導かれ、シリンダヘッド側ウォータジャケットへと抜けてゆく。これをもって、請求項５に係る発明と同様、シリンダブロック上部の冷却効率の向上が図れる。
【００２６】
【実施例】
以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は本発明にかかる内燃機関の２系統冷却装置の一実施例を示すシステム構成図である。
シリンダヘッド１において冷却水を循環させるウォータジャケット２と、シリンダブロック３において冷却水を循環させるウォータジャケット４とがそれぞれ形成されている。
【００２７】
ウォータポンプ５の吐出側はシリンダブロック側ウォータジャケット４にのみ気筒列設方向の一端部にて接続され、シリンダブロック側ウォータジャケット４とシリンダヘッド側ウォータジャケット２とは気筒列設方向の前記一端部側でのみ連通部６によって連通されている。
シリンダヘッド側ウォータジャケット２及びシリンダブロック側ウォータジャケット４には、気筒列設方向の前記一端部とは反対側の端部側にそれぞれ冷却水出口２ａ、４ａが形成されている。
【００２８】
シリンダヘッド側ウォータジャケット２に形成された出口２ａは、第１冷却水通路７によりラジエータ８を迂回してサーモスタットバルブ９に接続され、更に第３冷却水通路１１によりウォータポンプ５の吸入側に接続される（第１冷却水経路）。
また、シリンダブロック側ウォータジャケット４に形成された出口４ａは、第２冷却水通路１０により、ラジエータ８を介してサーモスタットバルブ９に接続され、更に第３冷却水通路１１により前記ウォータポンプ５の吸入側に接続される（第２冷却水経路）。
【００２９】
かかる構成において、冷却水通路７と冷却水通路１０との合流部に介装される前記サーモスタットバルブ９は、冷却水に感応する感熱部材により開閉動作する単純な構造のバルブであり、冷却水温度が低いとき（暖機中）には、冷却水通路１０を閉じてラジエータ８からウォータポンプ５側への冷却水の流れを堰き止め、冷却水温度が高くなると（暖機後）、冷却水通路１０を開いてラジエータ８からウォータポンプ５側へ冷却水を循環させる。
【００３０】
即ち、前記サーモスタットバルブ９は、冷却水温度に応じて冷却水通路１０を開閉することで、前記第２冷却水経路における冷却水の循環の断続を行うものである。
暖機中で、冷却水通路１０を介する冷却水の循環が前記サーモスタットバルブ９によって堰き止められると、シリンダブロック側ウォータジャケット４からラジエータ８を介してウォータポンプ５に至る循環経路が断たれることになり、ウォータポンプ５からシリンダブロック側ウォータジャケット４及び連通部６を経てシリンダヘッド側ウォータジャケット２に入った冷却水は、図２に示すように、出口２ａを介しラジエータ８を迂回してウォータポンプ５に循環されることになる。
【００３１】
このとき、シリンダブロック側ウォータジャケット４内では冷却水が循環されることなく滞留することになるから、ブロックのボア内壁温の上昇が早まり、もって、暖機中のフリクションを低減できる。
然も、図１に示す構成では、サーモスタットバルブ９以外のバルブを必要とせず、かつ、サーモスタットバルブ９によってシリンダブロック側ウォータジャケット４からラジエータ８への冷却水の流れをウォータポンプ５の上流で堰き止めるから、シリンダブロック側ウォータジャケット４における冷却水の動きは、ウォータポンプ５の吐出側からシリンダブロック側ウォータジャケット４に入り、連通部６を経てシリンダヘッド側ウォータジャケット２に流れる部分のみとなり、シリンダブロック側ウォータジャケット４内のほとんどの場所において冷却水の循環が停止されるため、高いボア内壁温を安定的に維持できる。
【００３２】
一方、暖機後で、サーモスタットバルブ９により冷却水通路１０が開放されると、図３に示すように、シリンダブロック側ウォータジャケット４からラジエータ８を介してウォータポンプ５に戻る第２冷却水経路においても冷却水を循環させることができ、ウォータポンプ５からシリンダブロック側ウォータジャケット４を通過した冷却水を、ラジエータ８において放熱させた後にウォータジャケット２、４に再循環させることができる。従って、暖機後は、シリンダヘッド１とシリンダブロック３とをそれぞれ冷却することが可能である。
【００３３】
尚、前記サーモスタットバルブ９は、シリンダブロック側ウォータジャケット４内の水温を直接検知しないが、シリンダヘッド側ウォータジャケット２内の水温とシリンダブロック側ウォータジャケット４内の水温との関係を予め調べておけば、シリンダブロック側ウォータジャケット４内の水温を所定値に制御することが可能である。例えば、シリンダブロック側ウォータジャケット４内の水温の目標を９０℃とする場合であって、シリンダヘッド側ウォータジャケット２内の水温が８０℃のときにシリンダブロック側が９０℃となる相関である場合には、サーモスタットバルブ９は８０℃で開（冷却水通路１０を開とする状態）となる特性とすればよい。
【００３４】
また、本実施例では冷却水通路７、１０の合流部にサーモスタットバルブ９を介装させる構成としたが、サーモスタットバルブ９をシリンダブロック側ウォータジャケット４の出口４ａと、ラジエータ６の入口６ａとの間の冷却水通路１０に介装する、図４に示すような構造としてもよい。
この場合、暖機時で冷却水通路１０がサーモスタットバルブ９によって閉じられると、シリンダブロック側ウォータジャケット４に入り込んだ冷却水の出口が堰き止められるため、第２冷却水経路における冷却水の循環は停止される。そして、ウォータポンプ５からシリンダブロック側ウォータジャケット４に入った冷却水は、連通部６を経てシリンダヘッド側ウォータジャケット２に入り、第１冷却水経路において循環される。
【００３５】
一方、図４に示す構成において、暖機後は、冷却水通路１０がサーモスタットバルブ９によって開かれるため、シリンダブロック側ウォータジャケット４に入り込んだ冷却水は、連通部６を経て第１冷却水経路に流れるものと、第２冷却水経路に流れるものとに分かれ、両方の冷却水経路において循環される。
この場合、サーモスタットバルブ９が感知する水温がシリンダブロック側ウォータジャケット４内の水温に近くなるので、シリンダブロック３のボア内壁温をより正確に制御することが可能となる。
【００３６】
また、図４において、サーモスタットバルブ９が閉状態でも微少流量を許容する***を設けておき、閉状態においても僅かな冷却水の循環が行われる構成とすれば、シリンダブロック温度の検知をより正しく行わせることが可能である。また、本実施例ではバルブとしてサーモスタットバルブを用いたが、冷却水温度センサで検出される冷却水温度に基づいて開閉制御される電磁バルブ等でもよい。
【００３７】
図５（Ａ）は本発明におけるシリンダヘッド側ウォータジャケット２とシリンダブロック側ウォータジャケット４との連通部６のより具体的な実施例を示すシリンダブロック３の平面図であり、図５（Ｂ）はシリンダヘッド側ウォータジャケット２及びシリンダブロック側ウォータジャケット４の、前記図５（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【００３８】
シリンダヘッド１において冷却水を循環させるウォータジャケット２と、シリンダブロック３において冷却水を循環させるウォータジャケット４とがそれぞれ形成されている。シリンダヘッド１とシリンダブロック３とはヘッドガスケット１２を介して接合され、前記ウォータジャケット２、４はヘッドガスケット１２に形成された水穴を連通部６として相互に連通されている。
【００３９】
本実施例のシリンダブロック３はシリンダブロックボア部壁１３と外壁１４とがシリンダブロック３の上面において接続していないオープンデッキ構造で、シリンダブロック側ウォータジャケット４の上側は平板なヘッドガスケット１２によって画成されている。
図６の参考例に示すように、通常のクローズドデッキ構造のシリンダブロックでは、シリンダブロックボア部壁と外壁とがシリンダブロック３の上面において上壁１５によって接続している。この場合、シリンダブロック側ウォータジャケット４の上壁１５には鋳造時の中子砂抜き穴１６があり、その上部をヘッドガスケット１２が塞いでしまうと、そこに冷却水に混入した空気が溜まり、シリンダブロック３の上面部分の冷却効率が悪化することになる。
【００４０】
本実施例の図５のようなオープンデッキ構造では、シリンダブロック側ウォータジャケット４の上側は平板なガスケット１２によって画成されているため、混入している空気が滞留する場所はなく、冷却水の流れとともに連通部６を通ってシリンダヘッド側ウォータジャケット２に抜けて行くので、シリンダブロック３の上面部分の冷却効率が改善される。
【００４１】
また、図７のように、クローズドデッキ構造のシリンダブロックにあっては、上壁１５の上面に溝１７を形成し、中子砂抜き穴１６と連通部６とを相互に連通することで、中子砂抜き穴１６に溜まった空気をシリンダヘッド側ウォータジャケット２に排出でき、前記オープンデッキ構造のシリンダブロックの場合と同様の効果が得られる。
【００４２】
図８はヘッドガスケット１２における水穴、即ち連通部６の位置と冷却水の流れ方との関係を示した図である。
本実施例では、ヘッドガスケット１２に形成された水穴を連通部６として用いている。図８（Ａ）に示すように、ウォータポンプ５の吐出側との接続部位に近い一端に、その端部に形成されたシリンダ１８の周形状に沿って連通部６を設けると、暖機中、シリンダブロック側ウォータジャケット４からシリンダヘッド側ウォータジャケット２への冷却水の流れは、図８（Ｂ）のようになる。この場合、シリンダブロック側ウォータジャケット４において暖機中に冷却水の循環する範囲が最小となり、暖機効率が向上する。
【００４３】
また、図９（Ａ）に示すように、連通部６を前記シリンダ１８とそれに隣接するシリンダ１９との間に設けた場合、図９（Ｂ）のように、シリンダブロック側ウォータジャケット４で暖機中に冷却水の流れる範囲は広がり、暖機効率は低下するが、冷却水がシリンダヘッド側ウォータジャケットへ流れ込む際に曲がる角度が緩やかになることから、通水抵抗が減少するというメリットがある。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明によれば、暖機時にはシリンダヘッド側ウォータジャケットのみに冷却水が流れるので、暖機性が向上するという効果が得られ、暖機後の冷却水の通路はシリンダヘッド側ウォータジャケットを通る第１冷却水経路と、シリンダブロック側ウォータジャケット及びラジエータを通る第２冷却水経路との並列の流れになるので、冷却水の通水抵抗が低くなり、ウォータポンプ単体流量を落とすことができ、もって燃費低減の効果もある。
【００４５】
また、ウォータポンプがシリンダブロックに取り付けられるので、構造が単純になり、製造コストの面でも有利である。
請求項２に係る発明によれば、暖機時にシリンダブロック側ウォータジャケット内の冷却水の滞留範囲が広くなるので、暖機効率が向上するという効果がある。
【００４６】
請求項３に係る発明によれば、シリンダブロック側ウォータジャケットからシリンダヘッド側ウォータジャケットへの冷却水の流れがスムーズになるので、通水抵抗が低く抑えられ、ウォータポンプの負荷が減少するという効果がある。
請求項４に係る発明によれば、シリンダヘッドやシリンダブロックの大規模な設計変更をすることなく、ヘッドガスケットの交換のみでシリンダヘッド側ウォータジャケットとシリンダブロック側ウォータジャケットとの連通部の位置を容易に変更することができるという効果がある。
【００４７】
請求項５に係る発明によれば、冷却水に混入した空気がシリンダブロック側ウォータジャケットから抜けるのが容易になり、シリンダブロック上部の冷却効率を増大することができるという効果がある。
請求項６に係る発明によれば、シリンダブロックボア部壁と外壁とがシリンダブロックの上面において接続しているクローズドデッキ構造のシリンダブロックにおいても、冷却水に混入した空気がシリンダブロック側ウォータジャケットから抜けるのが容易になり、シリンダブロック上部の冷却効率を増大することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のシステム構成図
【図２】同上実施例における暖機中の冷却水の流れを示す状態図
【図３】同上実施例における暖機後の冷却水の流れを示す状態図
【図４】同上実施例においてサーモスタットバルブを別の位置に設けた場合のシステム構成図
【図５】本発明のより具体的な実施例を示すシリンダブロック部の平面図及びシリンダブロック・シリンダヘッド部の断面図
【図６】参考例を示すシリンダブロック部の平面図及びシリンダブロック・シリンダヘッド部の断面図
【図７】他の実施例を示すシリンダブロック部の平面図及びシリンダブロック・シリンダヘッド部の断面図
【図８】ヘッドガスケットにおける水穴（連通部）の位置及び冷却水の通水経路を示す図
【図９】水穴（連通部）を別の位置に設けた場合の冷却水の通水経路を示す図
【図１０】従来の冷却装置を示すシステム構成図
【図１１】図９のシステムにおける暖機中の冷却水の流れを示す状態図
【図１２】図９のシステムにおける暖機後の冷却水の流れを示す状態図
【図１３】従来の冷却装置の他の例を示すシステム構成図
【図１４】図１２のシステムにおける暖機中の冷却水の流れを示す状態図
【図１５】図１２のシステムにおける暖機後の冷却水の流れを示す状態図
【図１６】ウォータポンプとエンジンとの位置関係を示す正面図及び側面図
【符号の説明】
１ シリンダヘッド
２ シリンダヘッド側ウォータジャケット
３ シリンダブロック
４ シリンダブロック側ウォータジャケット
５ ウォータポンプ
６ 連通部
７ 冷却水通路
８ ラジエータ
９ サーモスタットバルブ
１０ 冷却水通路
１１ 冷却水通路
１２ ヘッドガスケット
１３ シリンダブロックボア部壁
１４ シリンダブロック外壁
１５ シリンダブロック上壁
１６ 中子砂抜き穴
１７ 溝
１８ シリンダ
１９ シリンダ
Claims (6)
- シリンダヘッド及びシリンダブロックに冷却水を循環させるウォータジャケットをそれぞれ形成してなる内燃機関の冷却装置において、
ウォータポンプの吐出側をシリンダブロック側ウォータジャケットに気筒列設方向の一端部にて接続し、
シリンダブロック側ウォータジャケットとシリンダヘッド側ウォータジャケットとを気筒列設方向の前記一端部側でのみ連通させ、
シリンダヘッド側ウォータジャケット及びシリンダブロック側ウォータジャケットに気筒列設方向の前記一端部とは反対側の端部側にそれぞれ冷却水出口を形成する一方、
一端がシリンダヘッド側ウォータジャケットの冷却水出口に接続される第１冷却水通路と、
一端がシリンダブロック側ウォータジャケットの冷却水出口に接続され、その途中にラジエータが介装される第２冷却水通路と、
一端が前記第１冷却水通路の他端と前記第２冷却水通路の他端との合流部に接続され、他端が前記ウォータポンプの吸入側に接続される第３冷却水通路と、
少なくとも前記第２冷却水通路を冷却水温度に応じて開閉するバルブと、
を設け、
前記バルブを閉じることにより前記ラジエータからの放熱を抑制しつつ前記シリンダブロック側ウォータジャケット内で冷却水を滞留させる一方、
前記バルブを開くことにより前記ラジエータからの放熱を図りつつ前記シリンダヘッド側ウォータジャケットと前記シリンダブロック側ウォータジャケットとの両方に冷却水を循環させてシリンダヘッドとシリンダブロックとをそれぞれ冷却することを特徴とする内燃機関の冷却装置。 - 前記シリンダヘッド側ウォータジャケットとシリンダブロック側ウォータジャケットとの連通部を、前記ウォータポンプの吐出側の接続部位に最も近いシリンダより、前記接続部位の側に、前記シリンダの周形状に沿って設けたことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の冷却装置。
- 前記シリンダヘッド側ウォータジャケットとシリンダブロック側ウォータジャケットとの連通部を、前記ウォータポンプの吐出側の接続部位に最も近いシリンダと該シリンダに隣接するシリンダとの間に設けたことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の冷却装置。
- 前記シリンダブロック側ウォータジャケットとシリンダヘッド側ウォータジャケットとの連通部は、シリンダブロックとシリンダヘッドとの間に介装されるヘッドガスケットに、気筒列設方向の一端部側にのみ水穴を形成してなるものであることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の内燃機関の冷却装置。
- 前記シリンダブロックはボア部壁と外壁とがシリンダブロック上面において接続していないオープンデッキ構造であることを特徴とする請求項４記載の内燃機関の冷却装置。
- 前記シリンダブロックのボア部壁と外壁とをシリンダブロック上面において接続する上壁に形成された複数の穴の間を連通する溝を前記上壁上面に設けたことを特徴とする請求項４記載の内燃機関の冷却装置。
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