JP2009097352A - エンジンの冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷間始動時の燃費低減を図るとともに、冷間始動直後に高負荷運転に移行する際のサーモスタット弁の開弁動作の応答遅れを抑制できるエンジンの冷却装置を提供する。
【解決手段】主冷却水回路８５のウォータポンプ１５上流側に設けられ、開弁時には冷却水を主冷却水通路側に、閉弁時には冷却水を第１バイパス通路１７側に流通させる第１サーモスタット弁２５と、該ウォータポンプ１５下流側に設けられ、開弁時には冷却水を主冷却水通路側に、閉弁時には冷却水を第２バイパス通路２３側に流通させる第２サーモスタット弁２７とを備えたエンジンの冷却装置１である。第１サーモスタット弁２５は第２サーモスタット弁２７よりも開弁開始温度及び全開温度が高く設定されている。第２サーモスタット弁２７の開弁時の冷却水流量変化率が、第１所定温度Ｔ１未満のときは、冷却水の温度が該第１所定温度Ｔ１以上のときよりも小さく設定されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンの冷却装置に関するものである。

従来から、シリンダブロック及びシリンダヘッドにウォータジャケットをそれぞれ形成し、冷却水の温度が低いときはシリンダブロックのウォータジャケットを迂回してシリンダヘッドのウォータジャケットにのみ冷却水を流通させ、さらに、冷却水の温度が高くなるとラジエータを介して冷却水を循環させるエンジンの冷却装置が知られている（例えば、特許文献１及び２）。このエンジンの冷却装置によれば、冷間始動時にシリンダヘッドと冷却水との熱交換が積極的に行われることから、冷却水の早期昇温を図れるとともに、シリンダブロックのウォータジャケットには冷却水が流通しないことから、シリンダブロックのシリンダライナ温度を速やかに上昇させることができる。したがって、冷間始動時における暖機運転が速やかに完了するとともに、シリンダブロックにおける燃費の低減を図ることができる。

この種のエンジンの冷却装置は、ラジエータへの冷却水の流通を制御するメインサーモスタット弁とは別に、冷却水等の温度に応じてシリンダブロック又はシリンダヘッドのウォータジャケットへの冷却水の流通を切り換えるサブサーモスタット弁を備えており、冷却水等の温度が所定温度以上になるとこのサブサーモスタット弁が開弁し、冷却水がシリンダブロックのウォータジャケットへ流通するよう構成されている。これにより、昇温したシリンダブロックが過度に高温となることが抑制されるので、シリンダブロックにおけるオイル消費の増加や、シリンダライナの焼き付き等を抑制できる。

このようなサブサーモスタット弁として、例えば、特許文献１では電磁式のものが用いられているが、電磁式サーモスタット弁を用いると冷却装置のコストが嵩むとともに、回路のレイアウトが困難となることから、ワックス（熱膨張体）を内蔵したワックス・ペレット型サーモスタット弁（以下、単にサーモスタット弁という）が用いられることが多い。サーモスタット弁の基本的な構成は、以下の通りである。つまり、冷却水を流通させるための流通孔が形成された弁座と、ワックスが内蔵されるとともにスプリングが取り付けられた弁体とを備え、ワックスの膨張力により弁体を弁座から離れるように変位させて弁座との間の弁通路を開く一方、スプリングの付勢力により弁体を弁座に当接させて流通孔を塞ぐことで、弁の開閉を行うようになっている。
特開平１０−１１０６５４号公報 特開平６−１９３４４３号公報

ところで、サーモスタット弁に内蔵されたワックスは所定の熱容量を有しているため、高温の冷却水に浸されても直ぐには膨張せず、それ自体が十分に暖まってから膨張し始めるという性質を有している。このため、上記エンジンの冷却装置では、サブサーモスタット弁に高温の冷却水が流入しても、サブサーモスタット弁は直ぐには開弁しないので、シリンダブロックの冷却要求に対して応答が遅れることがある。

このようなワックスの特性は、例えば、エンジンをかけた後暖機運転が完了するまで低負荷運転する場合には、冷却水が徐々に昇温する過程でワックスも徐々に暖まり、冷却水の昇温にともなって開弁時の冷却水流量が変化することから問題とならない。しかしながら、例えば、高速道路においてサービスエリアで車両を駐車した後に本車線に合流する際など、エンジンをかけた後暖機運転が完了する前に高負荷高回転運転に移行する場合には、ワックスの特性に起因して以下の問題が生じる。

冷間始動時に高負荷高回転運転に移行すると、シリンダブロックに非常に高い負荷がかかりシリンダライナ温度が早期に昇温する。このとき、シリンダヘッドも昇温するので冷却水も直ぐに高温になるが、サブサーモスタット弁に内蔵されたワックスが膨張するまでに時間がかかり、シリンダライナ温度が高温になっているにも拘わらず、シリンダブロックのウォータジャケットに冷却水が流通しない状態が続く。このようにシリンダブロックの冷却が必要なときにサブサーモスタット弁が開弁しないと、シリンダブロックにおけるオイル消費が悪化し、最悪の場合にはシリンダライナの焼き付きが起こるおそれがある。

そこで、サブサーモスタット弁の開弁動作の応答遅れを抑制するために、サブサーモスタット弁の開弁開始温度を低く設定し、冷間始動時初期にシリンダブロックのウォータジャケットに冷却水を流通させることが考えられる。しかしながら、シリンダブロックの温度が高くなっていない状態で、そのウォータジャケットに冷却水を流通させると、シリンダブロックの昇温が促進されないことからオイルのせん断抵抗が低下せず、シリンダライナとピストンとの抵抗が低減されないので、燃費の悪化を招くことになる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、エンジンの冷却装置において、冷間始動時における燃費の低減を図るとともに、冷間始動直後に高負荷運転に移行するときのサーモスタット弁の開弁動作の応答遅れを抑制する技術を提供することにある。

第１の発明は、シリンダブロックのウォータジャケット、シリンダヘッドのウォータジャケット、ラジエータ、ウォータポンプが冷却水の循環方向においてこの順に介設された主冷却水回路と、上記主冷却水回路に設けられ、ラジエータを迂回する第１バイパス通路と、上記主冷却水回路のウォータポンプ下流側から分岐し、上記シリンダブロックのウォータジャケットを迂回して上記シリンダヘッドのウォータジャケットと連通する第２バイパス通路とを備え、冷間始動時に冷却水を上記第１及び第２バイパス通路に流通させるエンジンの冷却装置であって、上記主冷却水回路の上記ウォータポンプ上流側に設けられ、冷却水の温度に応じて開閉し、開弁時には冷却水を上記主冷却水回路側に流通させる一方、閉弁時には冷却水を上記第１バイパス通路側に流通させる第１サーモスタット弁と、上記主冷却水回路の上記ウォータポンプ下流側に設けられ、冷却水の温度に応じて開閉し、開弁時には冷却水を上記主冷却水回路側に流通させる一方、閉弁時には冷却水を上記第２バイパス通路側に流通させる第２サーモスタット弁とをさらに備え、上記第１サーモスタット弁の開弁開始温度が上記第２サーモスタット弁の開弁開始温度よりも高く設定されているとともに、上記第１サーモスタット弁の全開温度が上記第２サーモスタット弁の全開温度よりも高く設定され、冷却水の温度変化に伴う上記第２サーモスタット弁の開弁時の冷却水流量変化率が、冷却水の温度が上記第１サーモスタット弁の開弁開始温度よりも低い第１所定温度未満のときは、該第１所定温度以上のときよりも小さく設定されていることを特徴とするものである。

第１の発明では、第２サーモスタット弁は冷却水の温度が低いときに開弁し、かつ、冷却水の温度が第１所定温度未満のときは、冷却水の温度が該第１所定温度以上のときよりも開弁時の冷却水流量変化率が小さく設定されている。このように第２サーモスタット弁を冷却水の温度が低いときから開弁させることにより、冷却水が昇温すると熱膨張体が直ぐに膨張を開始する待ち受け温度領域を設けることができる。これにより、冷却水の温度変化に対する第２サーモスタット弁の応答性が高まるので、冷却水の温度が急激に上昇しても、シリンダブロックのウォータジャケットに冷却水を直ちに流通させることができる。したがって、エンジン始動直後の高負荷運転時にシリンダライナの温度応答遅れによる信頼性の低下を抑制できる。

また、第１所定温度未満のときはシリンダブロックのウォータジャケットへの冷却水の流通量を少なくするので、冷間始動時にシリンダブロックを高温に保持することができるとともに、シリンダヘッドと冷却水との熱交換が積極的に行われるので冷却水を早期に昇温させることができる。したがって、冷間始動時における暖機運転を速やかに完了させるとともに、冷間始動時における燃費の低減を図ることができる。

第２の発明は、上記第１の発明において、上記第２サーモスタット弁は、冷却水を上記主冷却水回路側に流通させるための流通孔が形成された弁座と、弁体とを有し、上記弁座と上記弁体との間には、上記流通孔に冷却水を流通させるための弁通路が形成され、上記弁体は、上記第２サーモスタット弁の開弁時に、上記弁座から離れるように変位して上記弁通路を開くことにより冷却水を上記主冷却水回路側に流通させる一方、上記第２サーモスタット弁の閉弁時に、上記弁座に当接して上記流通孔を塞ぐことにより冷却水を上記第２バイパス通路側に流通させ、冷却水の温度変化に伴う上記第２サーモスタット弁の開弁時の上記弁通路の面積変化率が、冷却水の温度が上記第１所定温度未満のときは、冷却水の温度が該第１所定温度以上のときよりも小さく設定されていることを特徴とするものである。

第２の発明によれば、冷却水の温度が第１所定温度未満のときは、第２サーモスタット弁の弁通路の面積変化率を小さくすることによって、シリンダブロックのウォータジャケットへの冷却水の流通量を少なくできる。したがって、冷却装置の構造を複雑にすることなく、冷間始動時における燃費の低減を図ることができる。

第３の発明は、上記第２の発明において、上記弁座は、上記流通孔が形成された円環状の弁座板を有し、上記弁体は、上記第２サーモスタット弁の閉弁時に上記弁座板に当接する円環状の底壁部と、該底壁部の内周縁部から弁体変位方向に延びて該内周縁部から離れるに従って径方向内側に傾斜し、上記流通孔に対し弁体変位方向に抜き差し可能な略筒状の立壁部とを有し、上記弁通路は、上記弁座板と上記立壁部との間に形成されるものであり、上記立壁部は、上記第２サーモスタット弁の開弁時に上記弁座板から離れるように変位して上記弁通路を開き、上記立壁部の弁体変位方向長さが、上記第１所定温度のときに該立壁部が上記流通孔から抜けるような長さに設定されていることを特徴とするものである。

第３の発明によれば、第２サーモスタット弁の弁体に内側に傾斜した略筒状の弁体壁部を備えるだけの簡単な構造で、冷却水の温度が第１所定温度未満のときは、冷却水の温度変化に伴って弁体を変位させながら、弁通路面積変化率だけを小さくすることができる。

第４の発明は、上記第１の発明において、上記第２サーモスタット弁の開弁時の冷却水流量が、冷却水の温度が上記第１所定温度未満のときは、一定になるように設定されていることを特徴とするものである。

これにより、第１所定温度未満のときはシリンダブロックのウォータジャケットへの冷却水の流通量がより少なくなるので、シリンダブロックをより高温に保持することができる。したがって、冷間始動時における燃費の低減をより一層図ることができる。

第５の発明は、上記第４の発明において、上記第２サーモスタット弁は、冷却水を上記主冷却水回路側に流通させるための流通孔が形成された弁座と、弁体とを有し、上記弁座と上記弁体との間には、上記流通孔に冷却水を流通させるための弁通路が形成され、上記弁体は、上記第２サーモスタット弁の開弁時に、上記弁座から離れるように変位して上記弁通路を開くことにより冷却水を上記主冷却水回路側に流通させる一方、上記第２サーモスタット弁の閉弁時に、上記弁座に当接して上記流通孔を塞ぐことにより冷却水を上記第２バイパス通路側に流通させ、上記第２サーモスタット弁の開弁時の上記弁通路の面積が、冷却水の温度が上記第１所定温度未満のときは、一定になるように設定されていることを特徴とするものである。

第５の発明によれば、冷却水の温度が上記第１所定温度未満のときは、第２サーモスタット弁の弁通路の面積を一定にすることによって、シリンダブロックのウォータジャケットへの冷却水の流通量をより少なくできる。したがって、冷却装置の構造を複雑にすることなく、冷間始動時における燃費の低減をより一層図ることができる。

第６の発明は、上記第５の発明において、上記弁座は、上記流通孔が形成された円環状の弁座板を有し、上記弁体は、上記第２サーモスタット弁の閉弁時に上記弁座板に当接する円環状の底壁部を備え、上記弁通路は、上記弁座板と上記底壁部との間に形成されるものであり、上記弁座板には、上記弁通路の面積変化を規制するために、上記底壁部を囲むように弁体変位方向に延びる筒状の制限壁部が形成され、上記制限壁部の弁体変位方向長さが、上記第１所定温度のときに上記底壁部が該制限壁部から抜けるような長さに設定されていることを特徴とするものである。

このように第２サーモスタット弁の弁座に筒状の制限壁部を備えるだけの簡単な構造で、冷却水の温度が第１所定温度未満のときは、冷却水の温度変化に伴って弁体を変位させながら、弁通路の面積変化だけを規制することができる。

本発明によれば、第２サーモスタット弁を冷却水の温度が低い状態から開弁させることによって、冷却水の温度変化に対する第２サーモスタット弁の応答性を高めることができるので、エンジン始動直後の高負荷運転時にシリンダライナの温度応答遅れによる信頼性の低下を抑制でき、かつ、第１所定温度未満のときはシリンダブロックのウォータジャケットへの冷却水の流通量を少なくするので、冷間始動時における暖機運転を速やかに完了させるとともに、冷間始動時における燃費の低減を図ることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

（実施形態１）
−冷却装置の全体構成−
図１は、本実施形態に係るエンジンの冷却装置１の構成を模式的に示す。この冷却装置１は、エンジンの本体部３を構成するシリンダブロック５及びシリンダヘッド７にそれぞれ形成された冷却水通路としてのウォータジャケット９，１１と、外気によって冷却水を冷やすために車両の前部等に配設されたラジエータ１３と、冷却水を循環させるウォータポンプ１５と、冷却水の温度が高くなると開弁して冷却水の循環系統を切り換える第１及び第２サーモスタット弁２５，２７とを備えている。本発明で言うところの主冷却水回路８５とは、シリンダブロック５のウォータジャケット９、シリンダヘッド７のウォータジャケット１１、ラジエータ１３及びウォータポンプ１５を冷却水の循環方向においてこの順に介設したものである。

上記シリンダブロック５のウォータジャケット９は、４つのシリンダｓ１〜ｓ４の外周を囲むようにシリンダブロック５の気筒列方向のほぼ全体に亘って形成されている。

また、シリンダブロック５のウォータジャケット９は、このシリンダブロック５のトップデッキに形成された連通孔部５ａと、シリンダヘッド７のボトムデッキに形成された連通孔部７ａとを介して、シリンダヘッド７のウォータジャケット１１に連通している。このため、シリンダブロック５のウォータジャケット９を流れる冷却水は、順次シリンダヘッド７のウォータジャケット１１に流通するようになっている。

上記シリンダヘッド７のウォータジャケット１１は、各シリンダｓ１〜ｓ４の吸排気ポートやプラグホール（図示せず）の外周を包み込むようにしてシリンダヘッド７の気筒列方向のほぼ全体に亘って形成されている。

シリンダヘッド７のウォータジャケット１１の流出口１１ａと、ウォータポンプ１５の吸入口１５ａとは、上記第１サーモスタット弁２５を介して、２系統のルートで接続されている。第１のルートは、シリンダヘッド７のウォータジャケット１１の流出口１１ａと上記ラジエータ１３とを接続する第１冷却水通路１９、ラジエータ１３と第１サーモスタット弁２５とを接続する第２冷却水通路２１、及び第１サーモスタット弁２５と上記ウォータポンプ１５の吸入口１５ａとを接続する第３冷却水通路１７を順に通るものである。

また、第２のルートは、第１サーモスタット弁２５の閉弁時に第１サーモスタット弁２５内に形成され、ラジエータ１３を迂回する第１バイパス通路（弁通路）７１（図５参照）、及び第３冷却水通路１７を通るものである。なお、第３冷却水通路１７には、冷却水を導入して空調風との間で熱交換して暖房風とする暖房用熱交換器としてのヒータコア２９と、冷却水と変速機（図示せず）の潤滑油との間で熱交換するオイルウォーマ３１とが備えられている。

上記ウォータポンプ１５の吐出口１５ｂは、上記第２サーモスタット弁２７を介して、シリンダブロック５のウォータジャケット９の流入口９ａと接続されている。さらに、ウォータポンプ１５の吐出口１５ｂは、第２バイパス通路２３によりシリンダヘッド７のウォータジャケット１１の流入口１１ｂとも接続されている。この第２バイパス通路２３は、ウォータポンプ１５下流側の第２サーモスタット弁２７を介して分岐し、且つシリンダブロック５のウォータジャケット９を迂回してシリンダヘッド７のウォータジャケット１１と連通している。

以上のように構成されたエンジンの冷却装置１における冷却水の全体的な流れは、主冷却水回路８５のウォータポンプ１５上流側に設けられた第１サーモスタット弁２５及びウォータポンプ１５下流側に設けられた第２サーモスタット弁２７の開閉に応じて、図２〜図４に模式的に示すように変化する。

図２は、第１サーモスタット弁（メインサーモスタット弁）２５及び第２サーモスタット弁（サブサーモスタット弁）２７がともに開いているときの冷却水の流れを示している。ウォータポンプ１５から吐出された冷却水は、第２サーモスタット弁２７を通り、シリンダブロック５のウォータジャケット９に送られる。そして、冷却水はシリンダブロック５のウォータジャケット９内を流れるとともにシリンダヘッド７のウォータジャケット１１にも流れ、第１冷却水通路１９を通ってラジエータ１３に至る。ラジエータ１３で冷却された冷却水は、第２冷却水通路２１、第１サーモスタット弁２５、及び第３冷却水通路１７を順に通ってウォータポンプ１５に戻る。つまり、第１及び第２サーモスタット弁２５，２７がともに開いているときは、冷却水は主冷却水回路８５を循環する。

図３は、第１及び第２サーモスタット弁２５，２７がともに閉じているときの冷却水の流れを示している。ウォータポンプ１５から吐出された冷却水は、第２サーモスタット弁２７及び第２バイパス通路２３を順に通って、シリンダヘッド７のウォータジャケット１１に送られる。そして、シリンダヘッド７のウォータジャケット１１から流出した冷却水は、第１バイパス通路７１及び第３冷却水通路１７を順に通ってウォータポンプ１５に戻る。

図４は、第１サーモスタット弁２５が閉じていて、第２サーモスタット弁２７が開いているときの冷却水の流れを示している。ウォータポンプ１５から吐出された冷却水は、第２サーモスタット弁２７を通り、シリンダブロック５のウォータジャケット９に送られる。そして、冷却水はシリンダブロック５のウォータジャケット９内を流れるとともにシリンダヘッド７のウォータジャケット１１にも流れる。シリンダヘッド７のウォータジャケット１１から流出した冷却水は、第１バイパス通路７１及び第３冷却水通路１７を順に通ってウォータポンプ１５に戻る。

−サーモスタット弁の構成−
以下、上記第１及び第２サーモスタット弁２５，２７の構成を詳細に説明する。

＜第１サーモスタット弁＞
第１サーモスタット弁２５は、冷却水の温度に応じて開閉するワックス・ペレット型サーモスタット弁であり、図５はその閉弁時の状態を、また図６はその開弁時の状態をそれぞれ示している。第１サーモスタット弁２５は、第２冷却水通路２１の一部を構成するパイプ状のハウジング３３内に取り付けられていて、第１サーモスタット弁２５の開弁時に冷却水を弁通路６５を介して第３冷却水通路１７（主冷却水回路８５側）に流通させる主弁部３５と、第１サーモスタット弁２５の閉弁時に冷却水を第１バイパス通路７１を介して第３冷却水通路１７に流通させるバイパス弁部３７とを有しており、該第１サーモスタット弁２５をハウジング３３に固定するサーモスタット基体部３９と、このサーモスタット基体部３９に対し後述する弁体変位方向に相対変位するサーモスタット本体部４１とを備えている。

上記サーモスタット基体部３９は、ハウジング３３に取り付けられるとともに主弁部３５の一部をなす弁座４３と、この弁座４３よりもシリンダヘッド７側（弁体変位方向一方側）に設けられたスプリング支持部４５と、弁座４３に対しスプリング支持部４５とは反対側（弁体変位方向他方側）に設けられた軸支持部４７とを備えている。

上記弁座４３は、円環状の支持板４３ａと円環状の弁座板４３ｃと略筒状の立壁部４３ｂとを有している。

上記支持板４３ａは、その外周縁部がハウジング３３に埋め込まれることにより、該ハウジング３３に固定されている。上記弁座板４３ｃは、その外径が支持板４３ａの内径よりも小さく、支持板４３ａと平行に且つ支持板４３ａよりも弁体変位方向一方側に配置さている。この弁座板４３ｃの内周縁が冷却水を主冷却水回路８５側に流通させるための流通孔４９を区画している。上記立壁部４３ｂは、支持板４３ａの内周縁と弁座板４３ｃの外周縁とを全周に亘って連結している。換言すれば、弁座４３は、弁体変位方向他方側端部に外側に延出するフランジ（支持板４３ａ）を有するとともに弁体変位方向一方側端部に内側に延出するフランジ（弁座板４３ｃ）を有する略円錐筒状をなしている。

上記スプリング支持部４５及び上記軸支持部４７は支持板４３ａを介してハウジング３３に取り付けられている。これらの支持部４５，４７はともに骨組構造体であり、冷却水の流通を遮らない構造となっている。

一方、上記サーモスタット本体部４１は、ピストンロッド５１と感温ケース５３とを備えている。

上記ピストンロッド５１は、弁体変位方向に延びており、その弁体変位方向他方側端部が軸支持部４７に固定されていて、弁座板４３ｃに対し垂直にかつ流通孔４９を貫通するように配置されている。また、ピストンロッド５１の弁体変位方向一方側端部には有底筒状のシール部材５７が装着されている。

上記感温ケース５３は有底有蓋円筒状の胴部５９を有し、その底部（弁体変位方向他方側端部）には貫通孔５９ａが形成されるとともに、蓋部（弁体変位方向一方側）には円筒軸方向に延びるロッド部５９ｂが突設されている。この貫通孔５９ａにはシール部材５７で覆われたピストンロッド５１が挿入されており、これにより、感温ケース５３がピストンロッド５１に沿ってロッド軸方向（弁体変位方向）に移動可能となっている。シール部材５７と感温ケース５３の間には、熱膨張体であるワックス５５が充填されている。

さらに、感温ケース５３は、その胴部５９に略円環板状の主弁体６１を備えるとともに、そのロッド部５９ｂに略円環板状のバイパス弁体６３を備えている。

上記主弁体６１は、その内周縁部が胴部５９に固定されるとともに、上記弁座板４３ｃと略同じ外径を有している。主弁体６１は、上記弁座４３とともに上記主弁部３５を構成しており、感温ケース５３の移動に伴って弁開閉方向（弁体変位方向）に変位する。主弁体６１の弁体変位方向一方側面には、上記スプリング支持部４５に支持された主スプリング６７が取り付けられている。これにより、感温ケース５３は主スプリング６７によって常時弁体変位方向他方側に付勢されている。

上記バイパス弁体６３はロッド部５９ｂに移動可能に取り付けられるとともに、シリンダヘッド７側のパイプ状のハウジング６９の内径よりも大きな外径を有しており、シリンダヘッド７側のハウジング６９の段差部６９ａとともにバイパス弁部３７を構成する。バイパス弁体６３は、胴部５９の蓋部とバイパススプリング７３で接続されており、このバイパススプリング７３により常時弁体変位方向一方側に付勢される一方、ロッド部５９ｂに固定されたストッパーリング７５によりロッド部５９ｂから抜けないようになっている。

上記ワックス５５は、感温ケース５３を介して伝わる冷却水の温度が高くなったときには膨張し、冷却水の温度が低くなったときには収縮する。ワックス５５の充填量は、冷却水の温度が第２所定温度Ｔ２以上のときは主弁体６１がワックス５５の膨張力により主スプリング６７の付勢力に抗して弁座板４３ｃから離れるように弁体変位方向一方側に変位し、かつ、冷却水の温度が第２所定温度Ｔ２未満のときは主弁体６１が主スプリング６７の付勢力により弁座板４３ｃに当接するような値に設定されている。

以上のように構成された第１サーモスタット弁２５は、冷却水の温度が第２所定温度Ｔ２未満のときは、図５に示すように、主スプリング６７の付勢力により主弁部３５が閉弁するとともにバイパス弁部３７が開弁して、冷却水を第１バイパス通路７１に流通させる。より具体的には、以下の通りである。

冷却水の温度が第２所定温度Ｔ２未満のときはワックスが膨張しないので感温ケース５３は移動しない。このため、主弁体６１が主スプリング６７の付勢力によって弁座板４３ｃに当接して流通孔４９を塞ぐことにより、主弁部３５が閉弁する。このとき、バイパス弁体６３はハウジング６９の段差部６９ａから離れるように弁体変位方向他方側に変位しており、ハウジング６９の段差部６９ａとの間の弁通路７１が開くことにより、バイパス弁部３７が開弁する。これらにより、第１サーモスタット弁２５が閉弁し、冷却水が第１バイパス通路７１を通って第３冷却水通路１７側に流通する。

一方、第１サーモスタット弁２５は、冷却水の温度が第２所定温度Ｔ２以上のときは、図６に示すように、ワックス５５の膨張力により主弁部３５が開弁するとともにバイパス弁部３７が閉弁して、冷却水を第１冷却水通路１９側に流通させる。より具体的には、以下の通りである。

冷却水の温度が第２所定温度Ｔ２以上のときはワックスが膨張するので、主スプリング６７の付勢力に抗して感温ケース５３が弁体変位方向一方側に移動する。このため、主弁体６１がワックス５５の膨張力によって弁座板４３ｃから離れるように弁体変位方向一方側に変位して弁座板４３ｃとの間の弁通路６５を開き流通孔４９に冷却水が流通される状態となり、主弁部３５が開弁する。このとき、バイパス弁体６３がハウジング６９の段差部６９ａに当接することにより、バイパス弁部３７が閉弁する。これらにより、第１サーモスタット弁２５が開弁し、冷却水が第１冷却水通路１９及び第２冷却水通路２１を通って第３冷却水通路１７（主冷却水回路側８５）に流通する。

ここで、主弁部３５の弁通路６５は、弁座板４３ｃの流通孔４９に冷却水を流通させるために、主弁体６１が弁体変位方向一方側に移動することにより弁座板４３ｃと主弁体６１との間に形成される通路であり、その通路面積は、弁体変位方向（弁開閉方向）における弁座板４３ｃと主弁体６１との間隔、すなわち、弁座板４３ｃに対する主弁体６１の変位量に比例して大きくなる。

＜第２サーモスタット弁＞
第２サーモスタット弁２７は、主弁体７９の形状が第１サーモスタット弁２５と異なるものである。以下、第１サーモスタット弁２５と異なる点について説明する。

第２サーモスタット弁２７は、冷却水の温度に応じて開閉するワックス・ペレット型サーモスタット弁であり、図７はその閉弁時の状態を、また図８はその開弁時の状態をそれぞれ示している。第２サーモスタット弁２７は、ウォータポンプ１５とシリンダブロック５のウォータジャケット９との接続部を構成するパイプ状のハウジング７７内に取り付けられており、第２サーモスタット弁２７の開弁時に冷却水を弁通路８１を介してシリンダブロック５のウォータジャケット９側（主冷却水回路側）に流通させる主弁部３５と、第２サーモスタット弁２７の閉弁時に冷却水を弁通路８７を介して第２バイパス通路２３側に流通させるバイパス弁部３７とを有している。また、第２サーモスタット弁２７のワックス５５は、冷却水の温度が上記第２所定温度Ｔ２よりも極めて低い第３所定温度Ｔ３以上のときに膨張するように設定されている。

第２サーモスタット弁２７は、感温ケース５３の胴部５９に略円錐筒状の主弁体７９を備えている。主弁体７９は、弁座４３とともに主弁部３５を構成するものであり、略円環状の頂壁部７９ａと円環状の底壁部７９ｃと略筒状の立壁部７９ｂとを有している。

上記頂壁部７９ａは、その内周縁部が胴部５９に固定され且つ弁座板４３ｃの内径よりも小さい外形を有している。上記底壁部７９ｃは、弁座板４３ｃと同形同大であり、頂壁部７９ａと平行に且つ頂壁部よりも弁体変位方向他方側（シリンダブロック５側と反対側）に配置されている。上記立壁部７９ｂは、頂壁部７９ａの外周縁と底壁部７９ｃの内周縁とを全周に亘って連結している。

立壁部７９ｂは、弁体変位方向の底壁部７９ｃ側から頂壁部７９ａ側に向かうほど、すなわち、底壁部７９ｃの内周縁部から離れるに従って筒径方向内側に傾斜しており、流通孔４９に対し弁体変位方向（弁開閉方向）に抜き差し可能になっている。立壁部７９ｂの弁体変位方向長さは、冷却水の温度が第２所定温度Ｔ２よりも低く第３所定温度Ｔ３よりも高い第１所定温度Ｔ１になったときに、立壁部７９ｂが流通孔４９から抜けるような長さに設定されている。また、立壁部７９ｂの傾斜角は、弁体変位方向に対し４５度以下の緩い傾斜角となっている。

頂壁部７９ａの弁体変位方向他方側面にはスプリング支持部４５に支持された主スプリング６７が取り付けられており、これにより、感温ケース５３は常時弁体変位方向一方側（シリンダブロック５側）に付勢されている。

以上のように構成された第２サーモスタット弁２７は、冷却水の温度が第３所定温度Ｔ３未満のときは、図７に示すように、主スプリング６７の付勢力により主弁部３５が閉弁するとともにバイパス弁部３７が開弁して、冷却水を第２バイパス通路２３側に流通させる。より具体的には、以下の通りである。

冷却水の温度が第３所定温度Ｔ３未満のときはワックスが膨張しないので感温ケース５３は移動しない。このため、底壁部７９ｃが主スプリング６７の付勢力によって弁座板４３ｃに当接するとともに立壁部７９ｂが流通孔４９に差し込まれて流通孔４９を塞ぐことにより、主弁部３５が閉弁する。このとき、バイパス弁体６３は第２バイパス通路２３の段差部２３ａから離れるように弁体変位方向一方側に変位しており、該段差部２３ａとの間の弁通路８７が開くことにより、バイパス弁部３７が開弁する。これらにより、第２サーモスタット弁２７が閉弁し、冷却水が第２バイパス通路２３側に流通する。

一方、冷却水の温度が第３所定温度Ｔ３以上のときは、ワックス５５の膨張力により主弁部３５が開弁するとともにバイパス弁部３７が閉弁して、冷却水をシリンダブロック５のウォータジャケット９に流通させる。より具体的には、以下の通りである。

冷却水の温度が第３所定温度Ｔ３以上のときはワックスが膨張するので、主スプリング６７の付勢力に抗して感温ケース５３が弁体変位方向他方側に移動する。このため、冷却水の温度が第１所定温度Ｔ１以下のときには、立壁部７９ｂがワックス５５の膨張力によって弁座板４３ｃから抜ける（離れる）ように弁体変位方向他方側に変位して弁座板４３ｃとの間の弁通路８１を開き流通孔４９に冷却水が流通される状態となり、主弁部３５が開弁する。このとき、バイパス弁体６３は第２バイパス通路２３の段差部６９ａ側に変位することにより、バイパス弁部３７は若干閉じ加減の開弁状態となる。これらにより、第２サーモスタット弁２７が開弁し、冷却水がシリンダブロック５のウォータジャケット９側に流通する。

ここで、主弁部３５の弁通路８１は、弁座板４３ｃの流通孔４９に冷却水を流通させるために、主弁体７９が弁体変位方向他方側に移動することにより弁座板４３ｃと立壁部７９ｂとの間に形成される通路であり、その通路面積は、弁座板４３ｃに対する主弁体７９の変位量に比例して大きくなるのではなく、弁座板４３ｃの径方向における、弁座板４３ｃと立壁部７９ｂとの間隔に比例して大きくなる。さらに、立壁部７９ｂの傾斜角が主弁体７９の変位方向に対し４５度以下であることから、弁座板４３ｃの径方向における、弁座板４３ｃと立壁部７９ｂとの間隔は、弁体変位方向における弁座板４３ｃに対する主弁体７９の変位量よりも小さくなる。そして、冷却水の温度が第１所定温度Ｔ１になると、立壁部７９ｂが流通孔４９から抜けることから、主弁部３５の弁通路面積は、第１サーモスタット弁２５と同様に、弁座板４３ｃに対する主弁体７９の変位量に比例して大きくなる。すなわち、冷却水の温度変化に伴う第２サーモスタット弁２７の開弁時の弁通路８１の面積変化率は、冷却水の温度が第１所定温度Ｔ１未満のときは、冷却水の温度が第１所定温度Ｔ１以上のときよりも小さく設定されている。したがって、第２サーモスタット弁２７の開弁時の冷却水流量変化率は、冷却水の温度が第１所定温度Ｔ１未満のときは、冷却水の温度が第１所定温度Ｔ１以上のときよりも小さくなる。

−サーモスタット弁の特性−
以下、上記第１及び第２サーモスタット弁２５，２７の特性について詳細に説明する。

図９は、冷却水の温度に対する第１及び第２サーモスタット弁２５，２７の弁通路面積の変化を示す図であり、図中の実線は第１サーモスタット弁２５の特性を、図中の点線は第２サーモスタット弁２７の特性をそれぞれ示している。

図９に示すように、第１サーモスタット弁２５の開弁開始温度（第２所定温度Ｔ２）は第２サーモスタット弁２７の開弁開始温度（第３所定温度Ｔ３）よりも高く設定されているとともに、第１サーモスタット弁２５の全開（最大開弁）温度（第４所定温度Ｔ４）は第２サーモスタット弁２７の全開温度（第５所定温度Ｔ５）よりも高く設定されている。

第１サーモスタット弁２５の開弁開始温度を第２サーモスタット弁２７の開弁開始温度よりも高く設定するのは、低負荷運転時に冷却水がシリンダブロック５のウォータジャケット９に流れなくなるのを回避するためである。仮に第１サーモスタット弁２５が第２サーモスタット弁２７よりも先に開弁すると、第２サーモスタット弁２７にはラジエータ１３により冷却された冷却水が流れることから、第２サーモスタット弁２７が開かなくなり、シリンダブロック５におけるオイル消費の増加や、シリンダライナ（図示せず）の焼き付きが発生するほどにシリンダブロック５が高温になる。そこで、本実施形態では、第２サーモスタット弁２７を第１サーモスタット弁２５よりも先に開弁させて、シリンダブロック５が高温になるのを防いでいる。

一方、第１サーモスタット弁２５の全開温度を第２サーモスタット弁２７の全開温度よりも高く設定するのは、第１サーモスタット弁２５よりも先に第２サーモスタット弁２７を全開させて、高負荷運転時にシリンダブロック５のウォータジャケット９に流れる冷却水の流量を十分に確保するためである。つまり、シリンダブロック５における燃費効果が問題とならない高負荷運転時には、ラジエータ１３で冷却された冷却水をシリンダブロック５及びシリンダヘッド７のウォータジャケット９，１１に行き渡らせて、エンジンの本体部３全体の冷却効果を優先させている。

ここで、第４所定温度Ｔ４は第５所定温度Ｔ５よりも４℃以上高く設定することが望ましい。その理由は、以下の通りである。

サーモスタット弁２５，２７に内蔵されるワックス５５は不純物を含有させることにより、開弁開始温度や全開温度を調整することができるが、設定温度に対しプラスマイナス２℃程度の誤差が不可避的に生じる場合がある。このため、例えば、第４所定温度Ｔ４と第５所定温度Ｔ５との差を３℃に設定した場合に、第１サーモスタット弁２５がマイナス２℃の誤差を有し、第２サーモスタット弁２７がプラス２℃の誤差を有していると、第２サーモスタット弁２７の全開温度が第１サーモスタット弁２５の全開温度よりも高くなり、高負荷運転時における第２サーモスタット弁２７の最大開弁量を確保できないおそれがある。したがって、第４所定温度Ｔ４と第５所定温度Ｔ５の差を４℃以上とすることにより、第１サーモスタット弁２５がマイナス２℃の誤差を有し、第２サーモスタット弁２７がプラス２℃の誤差を有しているときでも、第２サーモスタット弁２７の最大開弁量を確保できるようにしている。

また、第２サーモスタット弁２７の開弁時の冷却水流量変化率は、冷却水の温度が第１所定温度Ｔ１未満のときは、冷却水の温度が第１所定温度Ｔ１以上のときよりも小さく設定されている。その理由は、以下の通りである。

本実施形態の冷却装置１では、冷却水の温度が第１所定温度Ｔ１よりもさらに低い第３所定温度Ｔ３のときに第２サーモスタット弁２７の開弁を開始させている。このように第２サーモスタット弁２７を早期に開弁させることにより、ワックス５５が冷却水の昇温に対し即座に応答して膨張できる待ち受け温度領域（図９中のＸ）を設けることができる。したがって、ワックス５５自体が暖まるまでは開弁を開始しないという従来のワックス・ペレット型サーモスタット弁の欠点を補うことができる。つまり、シリンダブロック５が高温になったときに、直ぐにそのウォータジャケット９に冷却水を必要量だけ流せるように、冷却水が低温の段階から第２サーモスタット弁２７を開弁させておくのである。

しかしながら、シリンダブロック５が高温になっていない状態で、シリンダブロック５のウォータジャケット９に冷却水を流通させると、シリンダブロック５の昇温が促進されない。そこで、冷却水の温度が第１所定温度Ｔ１未満のときは第２サーモスタット弁２７の開弁時の冷却水流量変化率を小さくして、冷間始動時におけるシリンダブロック５のウォータジャケット９への冷却水の流通量を少なくしたのである。

なお、第２サーモスタット弁２７はシリンダブロック５のウォータジャケット９への冷却水の流通を制御する弁であるから、電磁式サーモスタット弁のようにシリンダブロック５のシリンダライナ温度を直接検出し、それに応じて制御することが望ましいが、本発明では冷却水の温度により第２サーモスタット弁２７の開閉を制御している。その理由は、以下の通りである。

第２サーモスタット弁２７が閉じている状態、又はシリンダブロック５のウォータジャケット９を流れる冷却水が少ない状態では、冷却水の温度はほぼシリンダヘッド７の温度に依存する。また、シリンダヘッド７の温度とシリンダライナ温度には相関性がある。したがって、冷却水の温度とシリンダライナ温度にも相関性があるので、冷却水の温度により第２サーモスタット弁２７の開閉を制御しても、シリンダライナ温度を管理できるからである。

−冷却装置の作用−
以下、上記のように構成されたエンジンの冷却装置１の動作を説明する。

冷却水の温度が低いエンジンの冷間始動時には、図５及び図７に示すように、第１及び第２サーモスタット弁２５，２７が主スプリング６７の付勢力により閉じている。ウォータポンプ１５から吐出された冷却水は、図３に示すように、シリンダブロック５のウォータジャケット９を迂回して、第２サーモスタット弁２７及び第２バイパス通路２３を順に通って、シリンダヘッド７のウォータジャケット１１に送られる。シリンダヘッド７のウォータジャケット１１から流出した冷却水は、第１バイパス通路７１及び第３冷却水通路１７を順に通ってウォータポンプ１５に戻る。

シリンダヘッド７との熱交換により冷却水の温度が第３所定温度Ｔ３まで上昇すると、第２サーモスタット弁２７が開弁を開始する。第２サーモスタット弁２７に内蔵されたワックス５５の膨張力により主弁体７９が弁座４３から離れるように変位すると、立壁部７９ｂと弁座板４３ｃとの間の弁通路８１が開き徐々にその通路面積が大きくなっていく。このとき、ウォータポンプ１５から吐出された冷却水は、図１０に示すように、そのほとんどが第２バイパス通路２３を通ってシリンダヘッド７のウォータジャケット１１に送られるが（図１０の太線矢印）、シリンダブロック５のウォータジャケット９にも少量の冷却水が送られる（図１０の細線矢印）。

冷却水の温度がさらに上昇し第１所定温度Ｔ１に達すると、第２サーモスタット弁２７のワックス５５の膨張力により主弁体７９が弁座４３から離れるように変位して、立壁部７９ｂが弁座板４３ｃから抜けて弁通路面積が急激に大きくなる。このとき、ウォータポンプ１５から吐出された冷却水は、図４に示すように、シリンダブロック５のウォータジャケット９に送られ、連通孔部５ａ，７ａを通ってシリンダヘッド７のウォータジャケット１１に送られる。そして、シリンダヘッド７のウォータジャケット１１を流れた冷却水は、ラジエータ１３を迂回して第１バイパス通路７１及び第１冷却水通路１７を流通しウォータポンプ１５に戻る。

冷却水の温度がさらに上昇し第２所定温度Ｔ２になると、図６に示すように、第１サーモスタット弁２５がワックス５５の膨張力により開弁する。このとき、ウォータポンプ１５から吐出され、シリンダブロック５のウォータジャケット９及びシリンダヘッド７のウォータジャケット１１を流れた冷却水は、図２に示すように、第１冷却水通路１９を通ってラジエータ１３に至る。

−効果−
本実施形態では、第２サーモスタット弁２７は冷却水の温度が低いときに開弁し、かつ、冷却水の温度が第１所定温度Ｔ１未満のときは、冷却水の温度が該第１所定温度Ｔ１以上のときよりも開弁時の冷却水流量変化率が小さく設定されている。このように第２サーモスタット弁２７を冷却水の温度が低いときから開弁させることにより、冷却水が昇温するとワックス５５が直ぐに膨張を開始する待ち受け温度領域Ｘを設けることができる。これにより、冷却水の温度変化に対する第２サーモスタット弁２７の応答性が高まるので、冷却水の温度が急激に上昇しても、シリンダブロック５のウォータジャケット９に冷却水を直ちに流通させることができる。したがって、エンジン始動直後の高負荷運転時にシリンダライナの温度応答遅れによる信頼性の低下を抑制できる。

また、第１所定温度Ｔ１未満のときはシリンダブロック５のウォータジャケット９への冷却水の流通量を少なくするので、冷間始動時にシリンダブロック５を高温に保持することができるとともに、シリンダヘッド７と冷却水との熱交換が積極的に行われるので冷却水を早期に昇温させることができる。したがって、冷却装置１の構造を複雑にすることなく、冷間始動時における燃費の低減を図ることができる。

さらに、冷却水の温度が第１所定温度Ｔ１未満のときは、第２サーモスタット弁２７の主弁部３５の弁通路８１の面積変化率を小さくすることによって、シリンダブロック５のウォータジャケット９への冷却水の流通量を少なくできる。したがって、冷却装置１の構造を複雑にすることなく、冷間始動時における燃費の低減を図ることができる。

また、第２サーモスタット弁２７の主弁体７９に内側に傾斜した略筒状の弁体壁部７９ｂを備えるだけの簡単な構造で、冷却水の温度が第１所定温度未満のときは、冷却水の温度変化に伴って主弁体７９を変位させながら、弁通路面積変化率だけを小さくすることができる。

（実施形態２）
本実施形態は、第２サーモスタット弁２７の弁座４３の構造が実施形態１と異なるものである。以下、実施形態１と異なる点について説明する。

−サーモスタット弁の構成−
図１１に示すように、第２サーモスタット弁２７の弁座板４３ｃには、制限壁部８３が形成されている。この制限壁部８３は、弁座板４３ｃの外周縁部から弁体変位方向他方側に延びる筒状体であり、底壁部７９ｃと弁座板４３ｃとの間に形成される弁通路８１の面積変化を規制するために、底壁部７９ｃを囲んでいる。制限壁部８３の弁体変位方向長さは、開弁開始時に弁座板４３ｃに当接している底壁部７９ｃが、ワックス５５の膨張力により弁体変位方向他方側に変位して、冷却水の温度が第１所定温度Ｔ１になったときに該制限壁部８３から抜けるような長さに設定されている。

以上のように構成された第２サーモスタット弁２７は、冷却水の温度が第３所定温度Ｔ３以上のときは、冷却水をシリンダブロック５のウォータジャケット９側に流通させるが、冷却水の温度が第１所定温度Ｔ１になるまでは、制限壁部８３が弁通路８１の面積変化を規制しているので、第２サーモスタット弁２７の開弁時の弁通路８１の面積は、冷却水の温度が第１所定温度Ｔ１未満のときは、一定になるように設定されている。

−サーモスタット弁の特性−
以下、上記第２サーモスタット弁２７の特性に関し、実施形態１と異なる点について説明する。

図１２は、冷却水の温度に対する第１及び第２サーモスタット弁２５，２７の弁通路面積の変化を示す図であり、図中の実線は第１サーモスタット弁２５の特性を、図中の点線は第２サーモスタット弁２７の特性をそれぞれ示している。

第２サーモスタット弁２７では、開弁時の弁通路８１の面積が冷却水の温度が第１所定温度Ｔ１未満のときは一定になるように、すなわち、第２サーモスタット弁２７の開弁時の冷却水流量は、冷却水の温度が第１所定温度Ｔ１未満のときは、一定になるように設定されている。

このように冷却水の温度が第１所定温度Ｔ１未満のときに第２サーモスタット弁２７の開弁時の冷却水流量を一定にするのは、冷間始動時におけるシリンダブロック５のウォータジャケット９への冷却水の流通量をより一層少なくするためである。

−効果−
本実施形態によれば、第１所定温度Ｔ１未満のときはシリンダブロック５のウォータジャケット９への冷却水の流通量がより少なくなるので、シリンダブロック５をより高温に保持することができる。したがって、冷間始動時における燃費の低減をより一層図ることができる。

また、冷却水の温度が上記第１所定温度Ｔ１未満のときは、第２サーモスタット弁２７の主弁部３５の弁通路８１の面積を一定にすることによって、シリンダブロック５のウォータジャケット９への冷却水の流通量をより少なくできる。したがって、冷却装置１の構造を複雑にすることなく、冷間始動時における燃費の低減をより一層図ることができる。

さらに、第２サーモスタット弁２７の弁座４３に筒状の制限壁部８３を備えるだけの簡単な構造で、冷却水の温度が第１所定温度Ｔ１未満のときは、冷却水の温度変化に伴って主弁体７９を変位させながら、弁通路８１の面積変化だけを規制することができる。

本発明は、実施形態に限定されず、その精神又は主要な特徴から逸脱することなく他の色々な形で実施することができる。

このように、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

以上説明したように、本発明は、サーモスタット弁を備えたエンジンの冷却装置等について有用である。

実施形態１に係るエンジンの冷却装置の構成を模式的に示す図である。 第１及び第２サーモスタット弁が開いているときの冷却水の流れを示す図である。 第１及び第２サーモスタット弁が閉じているときの冷却水の流れを示す図である。 第１サーモスタット弁が閉じており、第２サーモスタット弁が開いているときの冷却水の流れを示す図である。 閉弁時の第１サーモスタット弁を示す図である。 開弁時の第１サーモスタット弁を示す図である。 閉弁時の第２サーモスタット弁を示す図である。 開弁時の第２サーモスタット弁を示す図である。 冷却水の温度に対する第１及び第２サーモスタット弁の弁通路面積の変化を示す図である。 冷却水の温度が第１所定温度未満のときの冷却水の流れを示す図である。 第２サーモスタット弁の主弁部の構造をを示す図である。 冷却水の温度に対する第１及び第２サーモスタット弁の弁通路面積の変化を示す図である。

符号の説明

１ エンジンの冷却装置
５ シリンダブロック
７ シリンダヘッド
９ シリンダブロックのウォータジャケット
１１ シリンダヘッドのウォータジャケット
１３ ラジエータ
１５ ウォータポンプ
２３ 第２バイパス通路
２５ 第１サーモスタット弁
２７ 第２サーモスタット弁
４３ 弁座
４３ｃ 弁座板
４９ 流通孔
７１ 弁通路（第１バイパス通路）
７９ 主弁体（弁体）
７９ｂ 立壁部
７９ｃ 底壁部
８１ 弁通路
８３ 制限壁部
８５ 主冷却水回路
Ｔ１ 第１所定温度
Ｔ２ 第２所定温度（第１サーモスタット弁の開弁開始温度）
Ｔ３ 第３所定温度（第２サーモスタット弁の開弁開始温度）
Ｔ４ 第４所定温度（第１サーモスタット弁の全開温度）
Ｔ５ 第５所定温度（第１サーモスタット弁の全開温度）

Claims (6)

1. シリンダブロックのウォータジャケット、シリンダヘッドのウォータジャケット、ラジエータ、ウォータポンプが冷却水の循環方向においてこの順に介設された主冷却水回路と、上記主冷却水回路に設けられ、ラジエータを迂回する第１バイパス通路と、上記主冷却水回路のウォータポンプ下流側から分岐し、上記シリンダブロックのウォータジャケットを迂回して上記シリンダヘッドのウォータジャケットと連通する第２バイパス通路とを備え、冷間始動時に冷却水を上記第１及び第２バイパス通路に流通させるエンジンの冷却装置であって、
   上記主冷却水回路の上記ウォータポンプ上流側に設けられ、冷却水の温度に応じて開閉し、開弁時には冷却水を上記主冷却水回路側に流通させる一方、閉弁時には冷却水を上記第１バイパス通路側に流通させる第１サーモスタット弁と、
   上記主冷却水回路の上記ウォータポンプ下流側に設けられ、冷却水の温度に応じて開閉し、開弁時には冷却水を上記主冷却水回路側に流通させる一方、閉弁時には冷却水を上記第２バイパス通路側に流通させる第２サーモスタット弁とをさらに備え、
   上記第１サーモスタット弁の開弁開始温度が上記第２サーモスタット弁の開弁開始温度よりも高く設定されているとともに、上記第１サーモスタット弁の全開温度が上記第２サーモスタット弁の全開温度よりも高く設定され、
   冷却水の温度変化に伴う上記第２サーモスタット弁の開弁時の冷却水流量変化率が、冷却水の温度が上記第１サーモスタット弁の開弁開始温度よりも低い第１所定温度未満のときは、該第１所定温度以上のときよりも小さく設定されていることを特徴とするエンジンの冷却装置。
2. 請求項１記載のエンジンの冷却装置において、
   上記第２サーモスタット弁は、冷却水を上記主冷却水回路側に流通させるための流通孔が形成された弁座と、弁体とを有し、
   上記弁座と上記弁体との間には、上記流通孔に冷却水を流通させるための弁通路が形成され、
   上記弁体は、上記第２サーモスタット弁の開弁時に、上記弁座から離れるように変位して上記弁通路を開くことにより冷却水を上記主冷却水回路側に流通させる一方、上記第２サーモスタット弁の閉弁時に、上記弁座に当接して上記流通孔を塞ぐことにより冷却水を上記第２バイパス通路側に流通させ、
   冷却水の温度変化に伴う上記第２サーモスタット弁の開弁時の上記弁通路の面積変化率が、冷却水の温度が上記第１所定温度未満のときは、冷却水の温度が該第１所定温度以上のときよりも小さく設定されていることを特徴とするエンジンの冷却装置。
3. 請求項２記載のエンジンの冷却装置において、
   上記弁座は、上記流通孔が形成された円環状の弁座板を有し、
   上記弁体は、上記第２サーモスタット弁の閉弁時に上記弁座板に当接する円環状の底壁部と、該底壁部の内周縁部から弁体変位方向に延びて該内周縁部から離れるに従って径方向内側に傾斜し、上記流通孔に対し弁体変位方向に抜き差し可能な略筒状の立壁部とを有し、
   上記弁通路は、上記弁座板と上記立壁部との間に形成されるものであり、
   上記立壁部は、上記第２サーモスタット弁の開弁時に上記弁座板から離れるように変位して上記弁通路を開き、
   上記立壁部の弁体変位方向長さが、上記第１所定温度のときに該立壁部が上記流通孔から抜けるような長さに設定されていることを特徴とするエンジンの冷却装置。
4. 請求項１記載のエンジンの冷却装置において、
   上記第２サーモスタット弁の開弁時の冷却水流量が、冷却水の温度が上記第１所定温度未満のときは、一定になるように設定されていることを特徴とするエンジンの冷却装置。
5. 請求項４記載のエンジンの冷却装置において、
   上記第２サーモスタット弁は、冷却水を上記主冷却水回路側に流通させるための流通孔が形成された弁座と、弁体とを有し、
   上記弁座と上記弁体との間には、上記流通孔に冷却水を流通させるための弁通路が形成され、
   上記弁体は、上記第２サーモスタット弁の開弁時に、上記弁座から離れるように変位して上記弁通路を開くことにより冷却水を上記主冷却水回路側に流通させる一方、上記第２サーモスタット弁の閉弁時に、上記弁座に当接して上記流通孔を塞ぐことにより冷却水を上記第２バイパス通路側に流通させ、
   上記第２サーモスタット弁の開弁時の上記弁通路の面積が、冷却水の温度が上記第１所定温度未満のときは、一定になるように設定されていることを特徴とするエンジンの冷却装置。
6. 請求項５記載のエンジンの冷却装置において、
   上記弁座は、上記流通孔が形成された円環状の弁座板を有し、
   上記弁体は、上記第２サーモスタット弁の閉弁時に上記弁座板に当接する円環状の底壁部を備え、
   上記弁通路は、上記弁座板と上記底壁部との間に形成されるものであり、
   上記弁座板には、上記弁通路の面積変化を規制するために、上記底壁部を囲むように弁体変位方向に延びる筒状の制限壁部が形成され、
   上記制限壁部の弁体変位方向長さが、上記第１所定温度のときに上記底壁部が該制限壁部から抜けるような長さに設定されていることを特徴とするエンジンの冷却装置。

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