JPH0650145A - 内燃機関の冷却システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 エンジンの冷却システムに関し，サーモスタ
ット・ハウジング８内の水温Ａと，第２水路１４の水温
Ｂ間の水温の差を激減させて主弁の開弁直後に発生する
熱オーバシュート及びサージ圧を完全に消滅させる。 【構成】 バイパス型サーモスタット１の主弁３から上
流側のサーモスタット・キャップ１６に近接する分岐点
Ｊ−１と，第１バイパス水路７の合流点Ｊ−２とを連通
する第２バイパス水路１５を設け，エンジンの冷態時，
即ち，サーモスタット１のバイパス弁２が開いている期
間中，冷却水がサーモスタット・キャップ１６に近接す
る分岐点Ｊ−１から第２バイパス水路１５を通って第１
バイパス水路７に合流し続ける様に構成する。これによ
り，冷却水の一部がラジエータ１１内を環流し続ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の冷却システム
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の内燃機関の冷却システムは，エン
ジンの暖気運転中は第１図に示すように，サーモスタッ
ト１４の主弁１７は閉じてをるのでシリンダ・ヘッド１
から冷却水はバイパス水路１６→サーモスタット・ハウ
ジング１３内→ウオータ・ポンプ３→シリンダ・ブロッ
ク２を経て矢印の様に短絡環流してサーモスタット・ハ
ウジング１３内の水温は上昇して行く。

【０００３】一方，ラジエー７とサーモスタット・キャ
ップ１５間の冷却水は流れないで滞留しているから水温
の上昇は遅く、第２図に示す自記記録で明らかなよう
に，サーモスタット・ハウジング１３内の水温がサーモ
スタット１４の開弁温度８５℃になった時，サーモスタ
ット・キャップ１５内の水温は５３℃でその差は３２℃
になる。Ａはサーモスタット・ハウジング１３内，Ｂは
サーモスタット・キャップ１５内に近接する部位の測定
点，Ｃは流量の測定点であり，２１はクーリング・フア
ンである。

【０００４】そして開弁の瞬間，サーモスタット・キャ
ップ１５内の水温はラジエータ７の下部１０からの低温
流のため，更に１８℃下がりサーモスタット・ハウジン
グ１３内の水温との差は５０℃に拡大して低下する。

【０００５】サーモスタット１４の熱応答は冷却水より
劣るので，サーモスタット・キャップ１５内の水温は底
を衝いてから遅れて急上昇に入り，熱オーバ・シュート
による不安定な弁開閉の脈動が開始し，主弁１７の開き
が増すと共に次第に減衰し，遂にボトム・バルブ１８が
バイパス孔１９を閉ざすと，流量が急に増し，サーモス
タット・キャップ１５内の温度はサーモスタット・ハウ
ジング１３内の水温とほぼ等しくなる。この間の経緯は
第２図の自記記録で明らかである。

【０００６】

【発明が解決しょうとする課題】サーモスタット１４の
主弁１７が閉じている期間，サーモスタット・ハウジン
ク１３内とサーモスタット・キャップ１５内との間のこ
の大きな温度差のため，主弁１７が開き始める初期に発
生する熱オーバ・シュートが原因でシリンダ・ブロック
２，シリンダ・ヘッド１に亀裂が発生することがあり，
又弁開閉の脈動がサーモスタット１４，ラジエータ７の
寿命に影響を與える。又，５０℃近い温度差が頻繁に発
生するからシリンダ内の完全燃焼にも影響し，有害排気
物の発生も多くなる。

【０００７】従って，サーモスタット・ハウジンク１３
とサーモスタット・キャップ１５内の温度差を極力小さ
くすることが内燃機関の冷却システムに於いては最重要
な課題になる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は第３図に示す様
にサーモスタット・キャップ１５に近接する水路１２と
第１バイパス水路１６間を第２バイパス水路２０で接続
するのである。

【０００９】

【作用】すると第３図に明らかな様に，サーモスタット
１４の主弁が閉じていても，シリンダ・ヘッド１からの
高温の冷却水が分岐点Ｊで２方向に別れ、一方は直接第
１バイパス水路１６へ，他方はラジエータ７を迂回して
第２バイパス水路１６を経て第１バイパスの流れと合流
し，サーモスタット・ハウジング１３→ウオータ・ポン
プ３→シリンダ・ブロック２→シリンダ・ヘッド１へと
環流する。

【００１０】本発明の内燃機関の冷却システムは，第２
バイパス水路を設けた為めサーモスタット１４の主弁が
閉じていても，ラジエータ７への環流が行われるので，
第４図の自記記録で明らかな様にサーモスタット・ハウ
ジング１３内とサーモスタット・キャップ１５内の温度
差は約９℃に激減する。その上，開弁時の水温低下も，
熱オーバ・シュートも完全に消滅する。

【００１１】そしてサーモスタット１４のボトム・バル
ブ１８がバイパス孔１９を閉ざす瞬間，第１と第２バイ
パス環流は消滅して流量は急速に大きく増す（第２，第
４図）。

【００１２】Ａの温度７５℃を起点として，主弁が開弁
する迄の時間は第２図の方が第４図より３分早いが，第
２図の方は温度差が大きくて其の回復に時間かかかるか
ら，結局ボトム・バルブ１８がバイパス孔１９を閉ざす
迄の時間は第４図の方が第２図のものより４分早くな
る。

【００１３】この事実は，従来の固定観念を一掃するも
のである。

【００１４】試験装置に於いて、第１流路９及び第２流
路１２は共に内径を２５ｍｍとし，第１バイパス水路１
６及び第２バイパス水路２０の内径を夫々１６ｍｍにす
る。又，試験に供したサーモスタット１４は同じものを
使用した。

【００１５】

【実施例】第３図はサーモスタット・キャップ１５に近
接する水路１２と第１バイパス水路１６間を第２バイパ
ス水路２０で接続する本発明の基本的内燃機関の冷却シ
ステムであり，その作用，効果は前に述べた通りであ
る。

【００１６】第５図はシリンダ・ヘッド１の高温の流出
口６をラジエータ７の下部流入口８に直接接続し，ラジ
エータ７の流出口をサーモスタット・キャップ１５に接
続し，サーモスタット・キャップ１５に近接する水路１
２と第１バイパス水路１６間を第２バイパス水路２０で
接続した他の実施例である。

【００１７】第６図はサーモスタット１４を上向きにし
た以外は，第５図のものと変わりは無い。

【００１８】その他，第３図のサーモスタット１４を上
向きにしたもの，或は横向きにしたものでも同様の結果
が得られる。

【００１９】

【発明の効果】本発明によって，サーモスタット・キャ
ップ１５内の水温の急低下も，熱オーバ・シュートの発
生も完全に消滅する。

【００２０】従って，シリンダ・ブロック２，シリンダ
・ヘッド１に亀裂が発生することは無く，又サーモスタ
ット１４，ラジエータ７の寿命は増し，シリンダ内の完
全燃焼にも貢献し，有害排気物の発生を少なくし，更
に，燃費の節約の効果もある。

【００２１】

【図面の簡単な説明】

【図１】（従来の内燃機関の冷却システムを示す。）

【図２】（図１の流量、温度の測定値の記録を示す。）

【図３】（本発明の内燃機関の冷却システムを示す。）

【図４】（図３の流量，温度の測定値の記録を示す。）

【図５】（本発明の他の実施例を示す。）

【図６】（更に本発明の他の実施例を示す。）

【００２２】

【符号の説明】

１ シリンダ・ヘッド １５ サーモスタ
ット・キャップ ２ シリンダ・ブロック １６ 第１バイパ
ス水路 ３ ウオータ・ポンプ １７ 主弁 ７ ラジエータ １８ ボトム・バ
ルブ １３ サーモスタット・ハウジング １９ バイパス
孔 １４ サーモスタット ２０ 第２バイ
パス水路

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成４年９月８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】 明細書

【発明の名称】 内燃機関の冷却システム

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の冷却システム
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の内燃機関の冷却システムは，第１
図に示すように，エンジンの暖気運転中はサーモスタッ
ト１４の主弁１７は閉じているので，シリンダ・ヘッド
１から冷却水は分岐点Ｊからバイパス水路１６→サーモ
スタット・ハウジング１３内→ウオータ・ポンプ３→シ
リンダ・ブロック２→シリンダ・ヘッド１へと矢印の様
に短絡環流する。従ってサーモスタット・ハウジング１
３内の水温の上昇は早くなる。

【０００３】然し，ラジエータ７とサーモスタット・キ
ャップ１５間の冷却水は流れないで滞留しているから水
温の上昇率は低く，第２図に示す自記記録で明らかなよ
うに，サーモスタット・ハウジング１３内の水温Ａがサ
ーモスタット１４の開弁温度８５℃になる直前には，サ
ーモスタット・キャップ１５内に近接する水路の水温Ｂ
はようやく５６℃に達し，その差は２９℃に開く。Ａは
サーモスタット・ハウジング１３内，Ｂはサーモスタッ
ト・キャップ１５内に近接する部位の測定点，Ｃは流量
の測定点である。この場合，測定点Ｃ部の流量はゼロで
ある。２１はクーリング・ファンである。

【０００４】そして水温が高くなり，サーモスタットが
開弁する瞬間，サーモスタット・キャップ１５内の水温
はラジエータ７の下部１０からの低温流のため、更に２
０℃下がり結局，サーモスタット・ハウジング１３内の
水温との差は４９℃に拡大する。

【０００５】サーモスタット１４の熱応答性は冷却水よ
り劣るので，ラジエータ７の下部１０からの低温流にも
直ぐには閉弁しないで水温がかなり下がってから弁は閉
じる。然しサーモスクット・ハウジング１３内の８５℃
の水温によって弁は又開く。この水温に対するサーモス
クット１４の熱応答性の差で熱オーバ・シュートのピー
クが発生し，これに誘発されてサージ圧が発生する。そ
してこれ等は次第に減衰し，主弁１７の開きが増すと共
にやがて消滅しする。この間の経緯は第２図の自記記録
で明らかである。

【０００６】

【発明が解決しょうとする課題】この熱オーバ・シュー
ト及びサージ圧によって，シリンダ・ブロック２，シリ
ンダ・ヘッド１に亀裂が発生することがあり，又サーモ
スタット１４，ラジエータ７の寿命にも悪い影響を與え
る。又．シリンダ内の完全燃焼にも影響し、有害排気物
の発生も多くなり、更に撚料消費量も増す。

【０００７】以上の諸悪の発生原因は，サーモスタット
・ハウジング１３とサーモスクット・キャップ１５内に
近接する水路１２との間の大きな温度差にある。従っ
て、その差を極力小さくすることが内燃機関の冷却シス
テムに於いては最重要な課題になる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は第３図に示す様
にサーモスタット・キャップ１５に近接する水路１２と
第１バイパス水路１６間を第２バイハス水路２０で接続
するのである。

【０００９】

【作用】すると第３図に明らかな様に，サーモスタット
１４の主弁が閉じていても，シリンダ・ヘッド１からの
高温の冷却水が分岐点Ｊで２方向に別れ，一方は直接従
来の第１バイパス水路１６へ，他方はラジエータ７内を
通過してサーモスタット・キヤップ１５に近接する水路
１２から上記，第２バイパス水路２０を経て従来の第１
バイパス水路１６と合流する。そしてサーモスタット・
ハウジング１３→ウオータ・ポンプ３→シリシダ・ブロ
ック２→シリンダ・ヘッド１へと強制環流される。その
時のＣ部の流量は毎分１３リッタである。

【００１０】本発明の内燃機関の冷却システムは，第２
バイパス水路を設けた為めサーモスタット１４の主弁が
閉じていても、ラジエータへの強制環流が行われるの
で，第４図の自記記録で明らかな様に，サーモスタット
・ハウジンク１３内Ａとサーモスタット・キャップ１５
内に近接する水路Ｂとの温度差は約９℃に激減する。こ
れは従来の５．４分の１に当たる。従って，前記，開弁
時の諸々のマイナス要因は消滅する。

【００１１】そしてサーモスタット１４のボトム・バル
ブ１８がバイパス孔１９を閉ざす瞬間，第１と第２のバ
イパス水路の環流は同時に終了する。以後冷却水はシリ
ンダ・ヘッド１→ラジエータ７→サーモスタット・キャ
ップ１５→サーモスタット・ハウシング１３→ウオータ
・ポンプ３→シリンダ・ブロック→シリンダ・ヘッド１
へと主回路を環流し流量は急速に増す。

【００１２】Ａの温度７５℃を起点として，主弁１７が
開弁する迄の時間は第２図の方が第４図より３．６分早
いが，第２図の方は温度差が大きくて其の回復に時間が
掛かり，結局ボトム・ブルブ１８がバイパス孔１９を閉
ざす迄の時間は第４図の方が第２図のものより３分早く
なる。

【００１３】本発明によって，エンジンの暖気運転中，
ラジエータ７へ冷却水を強制環流させても水温の上昇速
度が従来のものに劣らないばかりか，前記，開弁時の諸
々のマイナス要因は消滅するのである。本発明の効果は
極めて顕著である。

【００１４】本試験装置に於いて，第１流路９及び第２
流路１２は共に内径を２４ｍｍとし，第１バイパス水路
１６及び第２バイハス水路２０の内径を夫々１０ｍｍに
するが，勿論これに限定しない。

【００１５】

【実施例】第３図はサーモスタット・キャップ１５に近
接する水路１２と第１バイパス水路１６間を第２バイパ
ス水路２０で接続する本発明の基本的内燃機関の冷却シ
ステムであり，その構成、作用，効果は既に述べた通り
である。

【００１６】第３図は，サーモスタット１４は下向きに
構成するが，冷却水がラジエータ７内を強制環流するか
ら，サーモスタット１４は上向きでも，横向きでも同様
の効果が得られる。

【００１７】

【発明の効果】本発明によって，開弁時のサーモスタッ
ト・ハウジング１３内とサーモスタット・キャップ１５
内に近接する水路の水温の差が激減するから，シリンダ
・ブロック２，シリンダ・ヘッド１に亀裂が発生するこ
とは無く，又，サーモスタット１４ラジエータ７の寿命
は増し，シリンダ内の完全撚焼にも貢献し，有害排気物
の発生は減り、燃費の節約も有り，更にエンジンの寿命
を増す。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の内燃機関の冷却システムを示す。

【図２】図１の流量，温度の測定値の記録を示す。

【図３】本発明の内燃機関の冷却システムを示す。

【図４】図３の流量，温度の測定値の記録を示す。

【符号の説明】 １ シリンダ・ヘッド １５ サーモス
タット・キャップ ２ シリンダ・ブロック １６ 第１バイ
パス水路 ３ ウオータ・ポンプ １７ 主弁 ７ ラジエータ １８ ボトム・
バルブ １３ サーモスタット・ハウジング １９ バイパ
ス孔 １４ ボトムバイパス型サーモスタット ２０ 第２バ
スパス水路

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図５

【補正方法】削除

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図６

【補正方法】削除 ─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成４年１０月２２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】 明細書

【発明の名称】 内燃機関の冷却システム

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の冷却システム
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の内燃機関の冷却システムは，図１
に示すように，エンジンのウォータジャケット４の流出
口５とラジエータ１１の流入口１２間の第１水路６と，
ラジエータの流出口１３とウォータジャケット４の流入
口１０間の第２水路１４と，第１水路及び第２水路間を
連通する第１バイパス水路７と，第１バイパス水路を開
閉するバイパス弁２及び第２水路を開閉する主弁３を有
するバイパス型サーモスタット１はサーモスタットキャ
ップ１６によってサーモスタット・ハウジング８内に固
定されている。尚図に於いてＡ’はサーモスタット・ハ
ウジング内，Ｂ’はサーモスタット・キャップ内に近接
する部位の水温の測定点，Ｃは流量の測定点である。

【０００３】エンジンの暖気運転中はバイパス型サーモ
スタット１のバイパス弁２は全開し，これと一体の主弁
３は密閉しているのでウオータジャケット４の流出口５
からの冷却水はラジエータ１１へは流れず，第１水路６
の分岐点Ｊから第１バイパス水路７→サーモスタット・
ハウジング８→ウオータ・ポンプ９→ウオータジャケッ
ト４の流入口１０へと矢印の様に短絡環流する。従って
サーモスタット・ハウジング８内の水温の上昇は早くな
る。

【０００４】然し，ラジエータ１１とサーモスタット・
キャップ１６内の冷却水は流れないで滞留しているから
水温の上昇率は低く，図２に示す自記記録で明らかなよ
うに，サーモスタット・ハウジング８内の測定点Ａ’に
おける水温Ａがバイパス型サーモスタット１の主弁３の
開弁温度８５℃になっても，第２水路１４の図示測定点
Ｂ’の水温Ｂは５６℃になるに過ぎず，その差は２９℃
である。サーモスタット１の主弁３が開弁する瞬間，ラ
ジエータ１１の下部からの低温冷却水が流入するため，
Ｂの水温は更に２０℃下がり，結局，サーモスタット・
ハウジング８内の水温との差は４９℃に拡大する。

【０００５】サーモスタット１の熱応答は冷却水の温度
変化に対し遅れるので，ラジエータ１１の下部からの低
温流に直ぐには主弁は閉弁しないで水温がかなり下がっ
てから弁は閉じ，又かなり上がってから開く。この時，
熱オーバ・シュートが発生し，また主弁が閉じた時にサ
ージ圧が発生し，このような温度の上下変化及び圧力の
上下変動が繰り返される。そしてこれ等は次第に減衰
し，主弁３の開きが増すと共にやがて消滅する。この間
の経緯は図２の自記記録で明らかである。

【０００６】

【発明が解決しょうとする課題】この熱オーバ・シュー
トによって，シリンダ・ブロック，シリンダ・ヘッドに
亀裂が発生することがあり，又サージ圧によってサーモ
スタット１，ラジエータ１１の寿命にも悪い影響を與え
る。又，冷却水温度の異常低下はシリンダ内の完全燃焼
にも影響を与え，有害排気物の発生も多くなり，更に燃
料消費量も増す。

【０００７】以上の諸々のトラブルの要因は，サーモス
タット・ハウジンク８内温度Ａと，サーモスタット１上
流の第２水路１４の図示測定点温度Ｂの大きな温度差に
ある。従って，その差を極力小さくすることが課題解決
の決め手となる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は図３に示す様
に，サーモスタット１上流の第２水路１４と，第１バパ
ス水路７間を第２バイパス水路１５で接続したことを特
徴とするものである。

【０００９】

【作用】本発明の構造に依れば，バイパス型サーモスタ
ットの主弁が密閉していても，第２バイパス水路によっ
て冷却水はラジエータ内を環流するようになる。即ちウ
ォータジャケットからの高温の冷却水は分岐点で２方向
に別れ、一方は直接従来の第１バイパス水路へ、他方は
ラジエータ内を通過してサーモスタット上流の第２水路
から，第２バイパス水路を経て第１バイパス水路と合流
して環流する。この時，ラジエータを通る流量は毎分１
３リッタである。

【００１０】

【実施例】以下図３を参照して本発明の実施例を説明す
る。図において図１と同一部分は同一符号で示し，説明
を消略する。図３に示すように、本発明によれば，サー
モスタット１の上流の第２水路１４と第１バイパス水路
７間を第２バイパス水路１５で連通させている。主弁３
からラジエータ１１の流出口間であれば第２水路１４の
何処に第２バイパス水路１５を接続しても良いが，実施
例ではサーモスタット・キャップ１６に最も近い箇所に
設定してある。実施例において第１水路６及び第２水路
１４は共に内径を２４ｍｍ，第１バイパス水路７及び第
２バイパス水路１５の内径は夫々１０ｍｍである。主弁
３が閉じている時は図４の自記記録で明らかな様に，サ
ーモスタット・ハウジング８内の温度Ａと，サーモスタ
ット・キャップ１６に近接する図示測定点温度Ｂとの温
度差は９℃である。

【００１１】そしてサーモスタット１のバイパス弁２が
バイパス孔１８を閉ざす瞬間，第１と第２のバイパス水
路の環流は同時に停止する。以後冷却水はウォータジャ
ケット４の流出口５→ラジエータ１１→サーモスタット
・キャップ１６→サーモスタット・ハウジング８→ウオ
ータ・ポンプ９→ウォーダジャケット４の流入口１０へ
と主回路を環流し流量は急速に増し，毎分６０リッタに
なる。

【００１２】Ａの温度７５℃を起点として、主弁３が開
弁する迄の時間は第２図の方が第４図より３．７分早い
が，図２の方は温度差が大きくて其の回復に時間がかか
り，結局バイパス・バルブ２がバイパス孔１８を完全に
閉ざす迄の時間は逆に本発明の方が２．２分早くなる。
即ち，エンジンの暖気運転中、ラジエータ１１へ冷却水
を環流させても水温の上昇速度が従来のものより遅くな
らない。

【００１３】図３のバイパス型サーモスタット１は下向
きであるが，冷却水がラジエータ１１内を強制環流する
から，上向きでも，横向きでも同様の効果が得られる。

【００１４】

【発明の効果】本発明によって，主弁の開弁直前のサー
モスタット・ハウジング内温度と，サーモスタット・キ
ャップ１６に近接する第２水路の温度との差が非常に小
さいので、シリンダ・ブロック，シリンダ・ヘッドに亀
裂が発生することは無く，又，サーモスタット，ラジエ
ータの寿命は増し，シリンダ内の完全燃焼にも貢献し，
有害排気物の発生は減り，燃費の節約も有り，更にエン
ジンの寿命を増す。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来の内燃機関の冷却システムを示す。

【図２】 図１の流量，温度，時間の測定値の記録を示
す。

【図３】 本発明の内燃機関の冷却システムを示す。

【図４】 図３の流量，温度，時間の測定値の記録を示
す。

【符号の説明】 １ バイバス型サーモスタット ２ バイパス弁 ３ 主弁 １１ ラジエータ ６ 第１水路 １４ 第２水路 ７ 第１バイバス水路 １５ 第２バイパス
水路 ８ サーモスタット・ハウジング １６ サーモスタッ
ト・キャップ

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

【手続補正書】

【提出日】平成５年１月２５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】 明細書

【発明の名称】 内燃機関の冷却システム

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の冷却システム
に関し，特にサーモスタットを有する自動車用内燃機関
の冷却システムにおいて，冷態時における機関とラジエ
ータとの間の冷却水の流路の制御に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の内燃機関の冷却システムは，図１
に示すようにエンジンのウォータジャケット４の流出口
５とラジエータ１１の流入口１２間の第１水路６と，ラ
ジエータの流出口１３からサーモスタット・ハウジング
８，ウォータポンプ９を経てウオータジャケット４の流
入口１０に至る第２水路１４と，第１水路及び第２水路
間を連通する第１バイパス水路７とよりなる。第１バイ
パス水路を開閉するバイパス弁２及び第２水路を開閉す
る主弁３を有するバイパス型サーモスタット１はサーモ
スタットキャップ１６によってサーモスタット・ハウジ
ング８内に固定される。従って，第１バイパス水路７は
バイパス孔１８でサーモスタット・ハウジング８内に連
通している。尚，図に於いてＡ’はサーモスタット・ハ
ウジング８内，Ｂ’はサーモスタット・キャップ１６内
に近接する分岐点の水温の測定点，Ｃは流量の測定点で
ある。

【０００３】エンジンの冷態時，即ち，バイパス型サー
モスタット１のバイパス弁２は全開し，これと一体の主
弁３は閉弁しているのでウオータジャケット４の流出口
５からの冷却水はラジエータ１１を環流出来ず，第１水
路６の分岐点Ｊから第１バイパス水路７→サーモスタッ
ト・ハウジング８→ウオータ・ポンプ９→ウオータジャ
ケット４の流入口１０へと矢印の様に短絡環流する。従
ってサーモスタット・ハウジング８内の水温の上昇は早
くなる。

【０００４】然し，ラジエータ１１とサーモスタット・
キャップ１６内の冷却水は流れないで滞留しているから
水温の上昇率は低く，図２に示す自記記録で明らかなよ
うに，サーモスタット・ハウジング８内の測定点Ａ’に
おける水温Ａがバイパス型サーモスタット１の主弁３の
開弁温度８５℃になっても，第２水路１４の図示測定点
Ｂ’の水温Ｂは５６℃になるに過ぎず，その差は２９℃
である。サーモスタット１の主弁３が開弁する瞬間，ラ
ジエータ１１の下部からの低温冷却水が流入するため，
Ｂの水温は更に２０℃下がり，結局，サーモスタット・
ハウジング８内の水温Ａとの差は４９℃に拡大する。

【０００５】サーモスタット１の熱応答は冷却水の熱応
答よりかなり遅れる。従って，主弁３は水温が規定の開
弁温度よりかなり高くなってから弁を開らく。同様に，
水温が規定の閉弁温度よりかなり下がってから弁を閉じ
る。此の主弁３の開閉初期にに大きな熱オーバシュート
のピークが発生し，又，弁が閉じた時，弁の上流側にサ
ージ圧のピークが発生する。そしてこれ等は次第に減衰
し，主弁３の開きが増すと共にやがて消滅する。この間
の経緯は図２の自記記録で明らかである。

【０００６】

【発明が解決しょうとする課題】この熱オーバ・シュー
トのピークによって，シリンダ・ブロック，シリンダ・
ヘッドに亀裂が発生することがあり，又サージ圧のピー
クによってサーモスタット１，ラジエータ１１，ウォー
タポンプ９の寿命を縮める。又，主弁３の開弁直後の冷
却水温の異常な低下はシリンダ内の不完全燃焼を誘発
し，有害排気物の発生を多くし，更に燃料消費量を増
す。

【０００７】以上の諸々のトラブルの原因は，サーモス
タット・ハウジンク８内の水温Ａと，第２水路１４の図
示測定点Ｂ’の水温Ｂの間の大きな差にある。従って，
その差を小さくすることが課題解決の決め手になる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は，サーモスタッ
ト１の主弁３上流のサーモスタット・キャップ１６に近
接する分岐点Ｊ−１と，第１バイパス水路７の合流点Ｊ
−２間を第２バイパス水路１５で連通したことを特徴と
する。

【０００９】

【作用】本発明の構成に依れば，エンジンの冷態時，即
ち，バイパス型サーモスタット１のバイパス弁２が開い
ている期間中，第２バイパス水路１５によって冷却水の
一部はラジエータ１１内を環流する。即ち，ウォータジ
ャケット４からの高温の冷却水は分岐点Ｊで２方向に別
れ，一方は直接従来の第１バイパス水路７へ，他方はラ
ジエータ１１内を通過して第２バイパス水路１５を経て
第１バイパス水路７と合流して環流し続ける。この時，
ラジエータ１１内を通る流量は毎分１３リッタの少量に
過ぎない。この少量の流量がラジエータ１１内を環流す
ることによって，従来のＡ，Ｂ間の水温差４９℃が本発
明に於いて９℃になり主弁の開弁直後に発生する熱オー
バシュート及びサージ圧現象は完全に消え。

【００１０】

【実施例】以下図３を参照して本発明の実施例を説明す
る。図において図１と同一部分は同一符号で示し説明を
消略する。本実施例では，バイパス型サーモスタット１
の主弁３から上流のサーモスタット・キャップ１６に近
接する分岐点Ｊ−１と，第１バイパス水路７の合流点Ｊ
−２とを第２バイパス水路１５で連通させる。実施例に
おいて第１水路６及びラジエータ１１とサーモスタット
・キャップ１６間の第２水路１４は共に内径を２４ｍｍ
とし，第１バイパス水路７及び第２バイパス水路１５の
内径を夫々１０ｍｍとする。

【００１１】バイバス型サーモンタット１のバイパス弁
２が開いている期間は，図４の自記記録で明らかな様に
Ａ，Ｂ間の温度差は起点の７５℃で６℃であり，主弁３
が開く直前には９℃まで拡がるが，主弁が開いても，水
温Ｂの低下も熱オーバシュートも完全に発生しない。熱
オーバシュートが無いからサージ圧も無い。その間，ラ
ジエータ１１内を流れる流量は一定で毎分１３リッタに
過ぎない。

【００１２】そして主弁３が開き始め，その開きを増す
につれ流量は増え，バイパス弁２がバイパス孔１８を閉
ざす瞬間，第１と第２のバイパス水路の環流は同時に停
止する。この時の流量は毎分２１リッタである。以後冷
却水はウォータジャケット４の流出口５→ラジエータ→
サーモスタット・キャップ１６→サーモスタット・ハウ
ジング８→ウオータ・ポンプ９→ウォーダジャケット４
の流入口１０へと主回路を環流し，やがて流量は毎分６
０リッタになる。

【００１３】本発明の第２バイパス水路１５により，バ
イパス弁２が開いている限り，主弁３が開閉しても，水
温の低下も問題の熱オーバシュートもサージ圧も完全に
消えるのである。これは図２と図４を比較すれば明らか
である。Ａ，Ｂの水温の差は図２の４９℃から図４の９
℃に激減する。

【００１４】バイパス弁２が開いている期間中，ラジエ
ータ１１に冷却水を一部環流し続けるのであるが，水温
７５℃を起点として，バイパス・バルブ２がバイパス孔
１８を完全に閉ざす迄の時間は，約１２分で従来の図２
の１５分より３分早い。エンジンの冷態時，即ち，バイ
パス弁２が開いている期間中，ラジエータ１１へ冷却水
を環流し続けた方が水温の上昇が早く，熱オーバシュー
トもサージ圧も完全に消えるのである。

【００１５】図３のバイパス型サーモスタット１は下向
きであるが冷却水がラジエータ１１内を強制環流するか
ら，上向きでも，横向きでも同様の効果が得られる。

【００１６】

【発明の効果】本発明はバイパス弁２が開いている期間
中，Ａ，Ｂ間の水温の差が激減し，主弁が開閉しても熱
オーバシュート，サージ圧現象が完全に姿を消した。従
って，シリンダ・ブロック，シリンダ・ヘッドに亀裂が
発生することは無く，又，サーモスタット，ラジエー
タ，ウォータポンプの寿命は増し，シリンダ内の完全燃
焼にも貢献し，有害気物の発生は減り，燃費の節約も有
り，更にエンジンの寿命を増す。その効果は顕著であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来の内燃機関の冷却システムを示す。

【図２】 図１の流量，温度，時間の測定値の記録を示
す。

【図３】 本発明の内燃機関の冷却システムを示す。

【図４】 図３の流量，温度，時間の測定値の記録を示
す。

【符号の説明】 １ バイバス型サーモスタット ８ サーモスタット
・ハウジング ２ バイパス弁 １１ ラジエータ ３ 主弁 １４ 第２水路 ６ 第１水路 １５ 第２バイパス水
路 ７ 第１バイバス水路 １６ サーモスタット
・キャップ

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

【手続補正４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

【手続補正５】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】サーモスタット・キャップ（１５）に近接
   する水路（１２）と第１バイパス水路（１６）間を第２
   バイパス水路（２０）で接続することを特徴とする内燃
   機関の冷却システム。