エンジンの冷却装置
【課題】エンジン１の冷却装置において、比較的簡易な構成でかつ設備コストの嵩まない構成としながら、当該冷却装置に新たな冷媒を充填する際に流路切り換え部１０のハウジング２０の上側部屋２４から下側部屋２３へ冷媒を落とし込みやすくする他、昇温促進制御状態において下側部屋２３に集まってくるエアを上側部屋２４へ抜きやすくする。
【解決手段】流路切り換え部１０は、鉛直方向の上下に仕切られる部屋２３，２４を有するハウジング２０と、２つの部屋２３，２４の仕切り部２１３に設けられる連通孔２１４に組み込まれるサーモスタット３０とを備える。ハウジング２０には上側部屋２４と下側部屋２３とを連通する連通路５１が設けられ、この連通路５１には当該連通路５１を開閉するための開閉操作部材５２が設けられる。
【解決手段】流路切り換え部１０は、鉛直方向の上下に仕切られる部屋２３，２４を有するハウジング２０と、２つの部屋２３，２４の仕切り部２１３に設けられる連通孔２１４に組み込まれるサーモスタット３０とを備える。ハウジング２０には上側部屋２４と下側部屋２３とを連通する連通路５１が設けられ、この連通路５１には当該連通路５１を開閉するための開閉操作部材５２が設けられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの温度を冷媒により調節する冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの冷却装置は、一般的に、サーモスタットによって、冷媒の温度が規定温度未満の場合に、エンジンから取り出される冷媒をラジエータをバイパスしてエンジンに戻す状態にすることにより、冷媒の温度を規定温度にまで速やかに上昇させるようにする一方で、冷媒の温度が前記規定温度以上になったときには、エンジンから取り出した冷媒をラジエータに流通させてからエンジンに戻す状態にすることにより、冷媒の温度を規定温度範囲に保つようにしている。
【０００３】
ところで、例えば特許文献１の段落００１８，００３２、図１および図２には、ラジエータからウォーターポンプへ冷却水を流通させる通路と、ラジエータをバイパスするバイパス通路からウォーターポンプへ冷却水を流通させる通路とを、電動式の流量制御弁によって切り換えるようにする構成において、ドレンコックが開放されたことをドレンコックセンサで検知することによって冷却水の交換が通知されると、前記流量制御弁を全開状態にしてラジエータからウォーターポンプへ冷却水を流通させる通路を確保することが記載されている。
【０００４】
また、例えば特許文献２の段落００５１−００５３、図１には、ラジエータの出口側に第１電制サーモスタットが、またラジエータの入口側に第２電制サーモスタットが設置される構成において、エンジンのウォータージャケット内のエアを抜くときには、電子制御ユニットにより第２電制サーモスタットを開くとともにラジエータの注水口を開いて、ウォータージャケット内のエアを戻し管を介してラジエータの注水口から大気放出させることが記載されている。また、シリンダヘッドのウォータージャケットに注水するときには、電子制御ユニットにより第２電制サーモスタットを開くとともにラジエータの注水口を開いて、ラジエータの注水口からの注水によって前記ウォータージャケットから追い出されるエアを戻し管からラジエータの注水口を経て大気放出させることが記載されている。
【０００５】
さらに、例えば特許文献３の段落００１５−００１７、図１および図２には、シリンダヘッドのウォータージャケットにウォーター通路および空気抜き孔を経て外部開口を設け、この外部開口を通路および空気抜き弁を経てデガスボトルに接続した構成において、冷却水の交換時には、前記空気抜き弁を開いた状態でデガスボトルからラジエータに冷却水を注水することにより、ウォーターポンプや通路内部の空気をウォーター通路、空気抜き孔を通って外部に放出させることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２４７４２１号公報
【特許文献２】特開２００９−１８５７４４号公報
【特許文献３】特開平６−２５７４２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１〜３では、冷却水を入れ換えるための注水時や冷却通路内のエアを抜くための構成が開示されているが、特許文献１では、電子制御式の流量制御弁を用いる必要があり、また、特許文献２では、電子制御式のサーモスタットを用いる必要があり、設備コストが嵩むことが懸念される。
【０００８】
さらに、特許文献３では、ラジエータに接続されるデガスボトルにシリンダヘッドに設けてある空気抜き孔の外部開口を通路を介して接続するような構成を採用しているので、比較的簡素な構成になっているものの、デガスボトルとシリンダヘッドの空気抜き孔の外部開口とを接続するための通路が必要であり、さらに前記通路に空気抜き弁を設置する必要があるなど、構成をさらに簡素にするうえで改良の余地がある。
【０００９】
このような事情に鑑み、本発明は、エンジンの冷却装置において、比較的簡易な構成でかつ設備コストの嵩まない構成としながら、当該冷却装置に新たな冷媒を充填する際に流路切り換え部のハウジングの上側部屋から下側部屋へ冷媒を落とし込みやすくする他、昇温促進制御状態において下側部屋に集まってくるエアを上側部屋へ抜きやすくすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、エンジンから取り出される冷媒をラジエータに流通させてからエンジンに戻す温度調節制御状態と、エンジンから取り出される冷媒を前記ラジエータをバイパスしてエンジンに戻す昇温促進制御状態とに切り換えるための流路切り換え部を備え、前記流路切り換え部は、鉛直方向の上下に仕切られる部屋を有するハウジングと、前記２つの部屋の仕切り部に設けられる連通孔に組み込まれるサーモスタットとを備え、かつ前記下側部屋にはエンジンから取り出されてラジエータを通過した冷媒が導入される第１入口が設けられ、前記上側部屋には、エンジンから取り出されて前記ラジエータをバイパスされた冷媒が導入される第２入口と、エンジンに冷媒を戻すための出口とが設けられ、前記サーモスタットは、前記上側部屋内の冷媒の温度が規定温度未満の場合に前記連通孔を閉じると同時に前記第２入口を開くことにより前記昇温促進制御状態を確保する一方で、前記上側部屋内の冷媒の温度が規定温度以上の場合に前記連通孔を開くと同時に前記第２入口を閉じることにより前記温度調節制御状態を確保するものであり、前記ハウジングには前記上側部屋と下側部屋とを連通する連通路が設けられ、この連通路には当該連通路を開閉するための開閉操作部材が設けられている、ことを特徴としている。
【００１１】
この構成では、冷媒を入れていない状態の冷却装置に新たな冷媒を充填する場合、つまり前記２つの部屋に冷媒が存在していない状態でかつサーモスタットが連通孔を閉じて第２入口を開いた昇温促進制御状態になっている場合において、上側部屋から冷媒を導入しても、この冷媒を下側部屋に落とし込むことができないので、そのような場合に、開閉操作部材で連通路を開くことにより上側部屋と下側部屋とを連通させると、上側部屋に導入される冷媒を前記連通路を通じて下側部屋に比較的円滑に落とし込むことが可能になる。このように冷媒の充填作業や入れ替え作業を容易かつ迅速に行うことが可能になる。
【００１２】
また、エンジンの冷間始動時のようにサーモスタットが連通孔を閉じて第２入口を開いた状態でかつ冷媒が第２入口から上側部屋を経て出口へと流れている昇温促進制御状態において、下側部屋にエアが集まってくる場合に、この下側部屋に集まるエアを上側部屋に送り出すことができなくなって下側部屋にエアが滞留するようになるので、そのような場合に、開閉操作部材で連通路を開くことにより下側部屋と上側部屋とを連通させると、前記下側部屋のエアが連通路を通って上側部屋に抜け出るようになる。このように下側部屋からのエア抜き性が良好になる。なお、上側部屋に大気開放部を設けていれば、前記のように上側部屋に抜け出たエアを大気開放部から外部に放出させることが可能になり、エアが混入した冷媒が冷却装置内で循環し続けることを回避できるようになる。
【００１３】
さらに、このような冷媒導入性やエア抜き性を良好として車両整備作業性を向上するための構成として、ハウジングに連通路と開閉操作部材とを組み合わせるだけの比較的簡易な構成にしているとともに、開閉操作部材を電子制御により作動させるのではなく手作業で開閉させるような形態にしているから、冷却装置の設備コストの上昇を抑制することが可能になる。
【００１４】
好ましくは、前記連通路の下側には、大気に開放する開口が設けられ、この開口が前記開閉操作部材で開閉可能とされる。
【００１５】
この構成では、開閉操作部材で前記連通路の下側開口を開放させると、下側部屋内の冷媒はもちろんのこと、上側部屋内の冷媒も連通路を通じて外部へ比較的容易に排出させることが可能になる。これにより、冷却装置内の冷媒を入れ換える場合などにおいて、冷媒の排出が効率良く行えるようになる。
【００１６】
好ましくは、前記ハウジングにおいて前記上側部屋の上方には、冷媒導入用およびエア溜め用の容器が中継路を通じて接続される。
【００１７】
この構成によれば、前記したように２つの部屋に冷媒を導入する場合には、容器内に冷媒を導入することによって、この冷媒を容器から上側部屋へ導入することが可能になり、また、前記したように下側部屋内のエアを上側部屋に抜く場合には、上側部屋に抜け出たエアが容器内に入るようになって、この容器内に溜めることが可能になる。なお、容器の上部には大気開放口を設けるとともに、この大気開放口に加圧キャップを取り付けることが好ましい。その場合、加圧キャップを取り外すことで、容器への冷媒導入が行えるようになるとともに、容器から外部へのエア放出が行えるようになる。
【００１８】
好ましくは、前記ハウジングは、上向きの凹みを有するロアーハウジングと、下向きの凹みを有するアッパーハウジングとを組み合わせたツーピース構造とされる。前記ロアーハウジングの上側開口にはそれを塞ぐように前記仕切り部が設けられる。前記アッパーハウジングの下側開口縁には前記仕切り部と重ね合わされて複数のボルトで締結される外向きフランジが設けられる。前記連通路は、前記アッパーハウジングの外向きフランジ側から上側所定位置に至る領域に外向きに張り出すように設けられる膨出部の内部に前記外向きフランジから鉛直方向下向きに開放するとともに鉛直方向上向きに広がるように設けられる空間と、前記ロアーハウジングの仕切り部側から下側所定位置に至る領域に外向きに張り出すように設けられる膨出部の内部に鉛直方向に沿って貫通するように設けられる縦孔とを組み合わせた構成とされる。前記開閉操作部材は、棒状に形成され、かつ、その長手方向上側には前記縦孔の下側開口から挿入されて前記空間の天井側に螺合される雄ねじ軸部が、また、長手方向下側には前記縦孔の下側開口に嵌合されて当該下側開口を閉塞する蓋部が、さらに長手方向中間には前記縦孔の上側開口寄りに設けられる弁座に当接または離隔される弁部がそれぞれ設けられ、前記開閉操作部材の雄ねじ軸部の螺合深さでもって前記弁座に対する弁部の離隔寸法を調節することにより、前記連通路の開度や当該連通路の下側開口の開度が変更可能とされる。
【００１９】
好ましくは、前記サーモスタットは、前記仕切り部の連通孔に合致する中心孔が設けられるフレームと、このフレームに前記中心孔を開閉可能とするように設けられる第１バルブと、この第１バルブで前記中心孔を閉塞させるように当該第１バルブを付勢する圧縮コイルスプリングと、前記第２入口を開閉可能とするように設けられる第２バルブと、前記上側部屋内に配置されるように前記フレームに支持されかつ前記第２入口から上側部屋に導入される冷媒が規定温度以上になったときに前記第１バルブで前記中心孔を開くと同時に前記第２バルブで前記第２入口を閉じる状態にするサーモアクチュエータとを備え、前記フレームは、前記中心孔を有するリングプレートを有し、この各リングプレートの円周所定位置にはそれぞれジグル弁が設けられている。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係るエンジンの冷却装置は、比較的簡易な構成でかつ設備コストの嵩まない構成としながら、当該冷却装置に新たな冷媒を充填する際に流路切り換え部のハウジングの上側部屋から下側部屋へ冷媒を落とし込みやすくする他、昇温促進制御状態において下側部屋に集まってくるエアを上側部屋へ抜きやすくすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係るエンジンの冷却装置の一実施形態で、その概略構成を示す図である。
【図２】図１の流路切り換え部を示す断面図である。
【図３】図２の流路切り換え部のハウジングを分解して示す斜視図である。
【図４】図２の（４）−（４）線断面の矢視図であり、サーモスタットのサーモワックスが凝固収縮して第１バルブが閉弁している状態にしているとともに、ハウジングのドレンボルトを締め付けて下側部屋と上側部屋とを遮断させた状態を示している。
【図５】図４に対応する図であり、サーモスタットのサーモワックスが溶融膨張して第１バルブが開弁している状態を示している。
【図６】図２の（６）−（６）線断面の矢視図である。
【図７】図４のサーモスタット単体を示す斜視図である。
【図８】図４に対応する図であり、ハウジングのドレンボルトを緩めて下側部屋と上側部屋とを連通させた状態を示している。
【図９】図４に対応する図であり、ハウジングのドレンボルトを取り外して下側部屋および上側部屋を大気開放させた状態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための最良の実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２３】
図１から図９に、本発明の一実施形態を示している。なお、以下の説明において、「上流」および「下流」は、冷媒の流れ方向を基準としている。
【００２４】
図１に示されるように、エンジン１の冷却装置は、ウォーターポンプ２、ラジエータ３、熱交換路４、還流路５、バイパス路６、流路切り換え部１０などを備えている。
【００２５】
ウォーターポンプ２は、エンジン１によって駆動されることによって、エンジン１内の冷却水などの冷媒を熱交換路４やバイパス路６へと一旦取り出してからエンジン１に戻すように循環させるための動力源である。なお、このウォーターポンプ２は電動式とすることも可能である。
【００２６】
ラジエータ３は、熱交換路４の途中に設置されており、冷媒の熱を放熱させることにより冷却する。このラジエータ３の最上部には、大気開放口（図示省略）が設けられており、この大気開放口には加圧キャップ１５が着脱可能に取り付けられている。また、ラジエータ３の最下部には、排出口（図示省略）が設けられており、この排出口にはドレンプラグ１６が着脱可能に取り付けられている。このドレンプラグ１６を取り外すと、ラジエータ３内の冷媒を排出させることが可能になる他、熱交換路４、還流路５、バイパス路６、流路切り換え部１０内の冷媒を排出させることも可能になる。
【００２７】
熱交換路４は、ウォーターポンプ２によりエンジン１内から取り出される冷媒をラジエータ３に流通させるための流路である。熱交換路４においてラジエータ３よりも上流側には、エア抜き用のドレン７が設けられている。
【００２８】
還流路５は、ウォーターポンプ２によりエンジン１内から取り出される冷媒をエンジン１に戻すための流路である。
【００２９】
バイパス路６は、ウォーターポンプ２によりエンジン１から取り出される冷媒をラジエータ３をバイパスして還流路５に導くための流路である。このバイパス路６の上流端は、熱交換路４の上流側に接続されている。
【００３０】
流路切り換え部１０は、エンジン１から取り出される冷媒を熱交換路４の下流から還流路５に流して冷媒を規定温度に保つ温度調節制御状態、あるいはエンジン１から取り出される冷媒をバイパス路６から還流路５に流して冷媒を昇温促進させる昇温促進制御状態を確保するための装置である。
【００３１】
なお、この実施形態では、熱交換路４の上流から冷媒を取り出して車両室内に設置されるヒータコア８に流通させてから流路切り換え部１０の上側部屋２４を経て還流路５に流すためのヒータ通路９が設けられている。また、流路切り換え部１０の上側部屋２４には、デガスボトル（加圧式リザーブタンク）１１が中継路１２を経て接続されている。
【００３２】
このデガスボトル１１は、本発明に係る冷却装置内の冷媒の温度変化に伴う冷媒の膨張、収縮を吸収するための冷媒溜まりや、冷却装置内に混入するエアの溜まりとなる容器である。このデガスボトル１１の最上位置には、大気開放口（図示省略）が設けられており、この上側の大気開放口には加圧キャップ１３を取り付けられている。例えば冷却装置の冷媒を入れ換える際にデガスボトル１１に冷媒を導入する場合や、デガスボトル１１内のエアを外部に放出させる場合には、加圧キャップ１３を取り外して行う。
【００３３】
次に、図２から図６を参照して、流路切り換え部１０を詳しく説明する。流路切り換え部１０は、ハウジング２０、２つのサーモスタット３０，４０などを備えている。
【００３４】
詳しくは、この実施形態では、ハウジング２０をロアーハウジング２１とアッパーハウジング２２とを組み合わせたツーピース構造にしており、以下で説明するような形態で鉛直方向の上下に仕切られる部屋２３，２４が設けられている。
【００３５】
ロアーハウジング２１は、下向きに凹むボディ２１１と、ボディ２１１の底壁における長手方向一端寄りから外側横向きに突出する円筒形の第１入口２１２と、ボディ２１１における楕円形の上側開口縁に設けられる蓋状の仕切り部２１３とを備えている。
【００３６】
なお、第１入口２１２には、熱交換路４の下流端が接続される。仕切り部２１３は、平面から見てほぼ長方形の平板形状に形成されており、この仕切り部２１３には、板厚方向（鉛直方向）に貫通する２つの連通孔２１４，２１５が長手方向に並んで設けられている。
【００３７】
アッパーハウジング２２は、上向きに凹むボディ２２１と、ボディ２２１の一方短側壁から外側横向きに突出する円筒形の出口２２２と、ボディ２２１の天井壁において長手方向に並ぶ２ヶ所から外側上向きに突出してから合流して横向きに突出する円筒形の第２入口２２３と、ボディ２２１の天井壁において長手方向中央から外側上向きに突出する円筒形の第３入口２２４と、ボディ２２１の天井壁において長手方向一端側から外側上向きに突出する円筒形の第４入口２２５と、ボディ２２１における楕円形の下側開口縁に設けられる外向きフランジ２２６とを備えている。
【００３８】
なお、出口２２２には還流路５の上流端が接続され、第２入口２２３にはバイパス路６の下流端が接続され、第３入口２２４にはヒータ通路９の下流端が接続され、第４入口２２５にはデガスボトル１１からの中継路１２の下流端が接続される。
【００３９】
そして、ロアーハウジング２１の仕切り部２１３とアッパーハウジング２２の外向きフランジ２２６とが重ね合わされて、それらが複数のボルト２５・・・などで締結されている。
【００４０】
仕切り部２１３には、その厚み方向に貫通するとともにボルト２５がルーズに挿通される挿通孔（符号省略）が設けられており、外向きフランジ２２６には、その厚み方向に貫通するとともにボルト２５が螺合される雌ねじ孔（符号省略）が設けられている。これにより、ロアーハウジング２１のボディ２１１の凹部が下側部屋２３となり、アッパーハウジング２２の凹部が上側部屋２４となり、ロアーハウジング２１の仕切り部２１３が下側部屋２３と上側部屋２４とを仕切るための隔壁になる。
【００４１】
この仕切り部２１３の２つの連通孔２１４，２１５にサーモスタット３０，４０が組み付けられることにより、２つのサーモスタット３０，４０によって２つの連通孔２１４，２１５が個別に開閉されるようになる。これにより、２つのサーモスタット３０，４０が、第１入口２１２または第２入口２２３から導入される冷媒を出口２２２に向けて流す方向に直列に並んで設けられるようになる。これにより、下側部屋２３は冷媒流れ方向の上流側に、また、上側部屋２４は冷媒流れ方向の下流側に位置するようになっている。
【００４２】
ところで、この実施形態での冷却装置を構成する各要素の鉛直方向での設置位置は、図１に示すような関係に設定されているものとする。
【００４３】
次に、図２、図４〜図７を参照して、２つのサーモスタット３０，４０を詳しく説明する。
【００４４】
２つのサーモスタット３０，４０は、同じ諸元（外形、構成部品、最大開口面積など）とされる。このサーモスタット３０，４０は、共に、フレーム３１，４１（図２、図７参照）、サーモアクチュエータ３２，４２、第１バルブ３３，４３、円筒形圧縮コイルスプリング３４，４４、第２バルブ３５，４５、円錐形圧縮コイルスプリング３６，４６などを備えている。
【００４５】
フレーム３１，４１は、リングプレート３１１，４１１の上側にアーチ３１２，４１２を設けて、リングプレート３１１，４１１の下側にアーチ３１３，４１３を設けた構成になっている。リングプレート３１１，４１１の円周所定位置には、ジグル弁３１４，４１４が設けられている。このジグル弁３１４，４１４の機能は、下側部屋２３に流入する気泡を細かくして上側部屋２４に送り出すものである。
【００４６】
サーモアクチュエータ３２，４２は、冷媒の温度変化を感知して第１バルブ３３，４３と第２バルブ３５，４５とを連係して同時に昇降させるための駆動源であり、フレーム３１，４１に支持されている。このサーモアクチュエータ３２，４２は、有底円筒形の感熱筒３２１，４２１、円筒形のガイドメンバ３２２，４２２、プッシュロッド３２３，４２３、弾性シールスプール３２４，４２４、サーモワックス３２５，４２５などを備えている。
【００４７】
そして、感熱筒３２１，４２１の下側開口にガイドメンバ３２２，４２２を取り付け、プッシュロッド３２３，４２３の上側を感熱筒３２１，４２１内に入れた状態でプッシュロッド３２３，４２３の下側をガイドメンバ３２２，４２２の中心孔に挿通して感熱筒３２１，４２１の下側開口から外側下向きに突出させた状態にし、さらにガイドメンバ３２２，４２２に弾性シールスプール３２４，４２４を取り付け、感熱筒３２１，４２１と弾性シールスプール３２４，４２４との間の内部密閉空間内にサーモワックス３２５，４２５を充填している。
【００４８】
サーモワックス３２５，４２５は、感熱筒３２１，４２１の温度の高低変化に応じて、凝固収縮する状態や、溶融膨張する状態に変化するものであって、一般的に周知のものが用いられる。感熱筒３２１，４２１の下側開口の外周とガイドメンバ３２２，４２２の外周との間に第１バルブ３３，４３が取り付けられ、また、感熱筒３２１，４２１の凸軸部に第２バルブ３５，４５が止め輪（符号省略）で抜け止めされた状態で取り付けられている。
【００４９】
このサーモアクチュエータ３２，４２は、フレーム３１，４１の上側アーチ３１２，４１２と下側アーチ３１３，４１３との間に組み込まれている。プッシュロッド３２３，４２３の上端が上側アーチ３１２，４１２の中央に固定され、感熱筒３２１，４２１が下側アーチ３１３，４１３に相対変位可能に支持され、第１バルブ３３，４３がリングプレート３１１，４１１の中心孔（符号省略）を開いたり塞いだりするように配置されている。なお、第１バルブ３３，４３がリングプレート３１１，４１１の中心孔を開いた状態が開弁状態であり、塞いだ状態が閉弁状態である。
【００５０】
このリングプレート３１１，４１１は、その中心孔をロアーハウジング２１の仕切り部２１３の２つの連通孔２１４，２１５に合致させるようにして、仕切り部２１３の上面において連通孔２１４，２１５の周囲に当接される。これにより、リングプレート３１１，４１１の中心孔および仕切り部２１３の２つの連通孔２１４，２１５が、ハウジング２０の下側部屋２３と上側部屋２４とを連通するための孔となる。なお、リングプレート３１１，４１１に設けられているジグル弁３１４，４１４は、仕切り部２１３の２つの連通孔２１４，２１５の内径側に配置されるようになっている。
【００５１】
円筒形圧縮コイルスプリング３４，４４は、第１バルブ３３，４３と下側アーチ３１３，４１３との間に弾性的に圧縮した状態で介装されており、この円筒形圧縮コイルスプリング３４，４４の弾性復元力でもって、第１バルブ３３，４３をリングプレート３１１，４１１に押し付けることによってリングプレート３１１，４１１の中心孔を閉塞するように付勢する。
【００５２】
円錐形圧縮コイルスプリング３６，４６は、感熱筒３２１，４２１の底部と第２バルブ３５，４５との間に弾性的に圧縮した状態で介装されており、この円錐形圧縮コイルスプリング３６，４６は、その弾性復元力でもって、第２バルブ３５，４５をアッパーハウジング２２の第２入口２２３に押し付けることによって第２入口２２３を閉塞するように付勢する。
【００５３】
次に、冷却装置の基本的な動作を説明する。
【００５４】
まず、エンジン１の冷間始動時のようにエンジン１から取り出される冷媒が規定温度（例えば暖機完了温度）未満の場合、この比較的低温の冷媒がバイパス路６からハウジング２０の第２入口２２３を通って上側部屋２４に流入することになる。
【００５５】
つまり、２つのサーモスタット３０，４０のサーモワックス３２５，４２５の周辺が前記規定温度未満の場合には、サーモワックス３２５，４２５が凝固収縮してワックス圧が低くなるので、弾性シールスプール３２４，４２４が広がってプッシュロッド３２３，４２３に対する感熱筒３２１，４２１の嵌め合い深さが深くなる。これにより、円筒形圧縮コイルスプリング３４，４４および円錐形圧縮コイルスプリング３６，４６が共に伸張して、図４に示すように、第１バルブ３３，４３がリングプレート３１１，４１１に圧接されて第１バルブ３３，４３がリングプレート３１１，４１１の中心孔および連通孔２１４，２１５を閉塞する閉弁状態になる一方で、第２バルブ３５，４５が第２入口２２３から引き離されて第２入口２２３を開放する開弁状態になる。
【００５６】
したがって、この状態では、エンジン１から取り出される冷媒が、図１の実線矢印Ａで示すように、バイパス路６からハウジング２０の第２入口２２３を通って上側部屋２４に流入する。この上側部屋２４に流入した冷媒は、ハウジング２０の出口２２２から還流路５に排出されてエンジン１に戻される。つまり、冷媒はエンジン１→バイパス路６→第２入口２２３→上側部屋２４→出口２２２→還流路５→エンジン１の経路で循環されるようになる。この循環形態では、冷媒がラジエータ３に流入しないので、エンジン１の熱によって冷媒が速やかに昇温されることになる。この状態が、昇温促進制御状態である。
【００５７】
なお、このような昇温促進制御状態で冷媒が循環している状況において、流路切り換え部１０の下側部屋２３にエアが集まってくると、このエアは２つのサーモスタット３０，４０のジグル弁３１４，４１４によって細かくされながら上側部屋２４に送り出された後、第４入口２２５および中継路１２を経てデガスボトル１１に溜められるようになる。
【００５８】
この後、エンジン１から取り出される冷媒がバイパス路６からハウジング２０の第２入口２２３を通って上側部屋２４に流入して出口２２２から還流路５に流出している状態において、前記冷媒の温度が規定温度以上になると、この比較的高温の冷媒が２つのサーモスタット３０，４０のサーモワックス３２５，４２５に触れることになる。
【００５９】
これにより、２つのサーモスタット３０，４０のサーモワックス３２５，４２５が溶融膨張されてワックス圧が高くなるので、弾性シールスプール３２４，４２４が絞られて感熱筒３２１，４２１に対するプッシュロッド３２３，４２３の嵌め合い深さが浅くなる。これにより、感熱筒３２１，４２１が上昇するために、図５に示すように、第１バルブ３３，４３が円筒形圧縮コイルスプリング３４，４４を圧縮しながらリングプレート３１１，４１１から引き離されてリングプレート３１１，４１１の中心孔および連通孔２１４，２１５を開放する開弁状態になると同時に、第２バルブ３５，４５が第２入口２２３に押し付けられて第２入口２２３を閉塞する閉弁状態になる。このとき、円錐形圧縮コイルスプリング３６，４６が圧縮されることになって、その弾性復元力で第２バルブ３５，４５が第２入口２２３に圧接された状態になる。
【００６０】
この状態では、エンジン１から取り出される冷媒が、図１の一点鎖線矢印Ｂで示すように、熱交換路４を経てラジエータ３に流入するとともに、このラジエータ３を通過した冷媒が、ハウジング２０の第１入口２１２を通って下側部屋２３に流入され、さらにこの下側部屋２３からリングプレート３１１，４１１の中心孔および仕切り部２１３の連通孔２１４，２１５を通って上側部屋２４に流入し、ハウジング２０の出口２２２から還流路５に排出されてエンジン１に戻される。
【００６１】
つまり、冷媒はエンジン１→熱交換路４→第１入口２１２→下側部屋２３→上側部屋２４→出口２２２→還流路５→エンジン１の経路で循環されるようになる。この循環形態では、冷媒がラジエータ３に流入して冷却されるので、冷媒の温度が規定温度に保たれるようになる。この状態が温度調節制御状態である。
【００６２】
但し、サーモスタット３０，４０は、上側部屋２４に流入する冷媒の温度に応じてプッシュロッド３２３，４２３に対しガイドメンバ３２２，４２２および感熱筒３２１，４２１が軸方向に無段階に変位するので、その変位位置に応じて第１バルブ３３，４３によるリングプレート３１１，４１１の中心孔および仕切り部２１３の連通孔２１４，２１５の開口面積が無段階に調節されるようになる。これにより、エンジン１から取り出される冷媒が熱交換路４とバイパス路６とに分配されるようになって、ラジエータ３への冷媒流通量が調節されるようになるので、冷媒の温度が調節される。
【００６３】
ところで、この実施形態では、図４、図５、図６、図８、図９に示すように、流路切り換え部１０にドレン機構５０を設けているので、以下で詳しく説明する。
【００６４】
このドレン機構５０は、ハウジング２０において下側部屋２３と上側部屋２４とを連通するように設けられる連通路５１と、この連通路５１を開閉するための開閉操作部材としてのドレンボルト５２とを備えている。
【００６５】
連通路５１は、ハウジング２０のロアーハウジング２１およびアッパーハウジング２２の一側に設けられている。詳しくは、ロアーハウジング２１のボディ２１１の長手方向途中の一側において仕切り部２１３側から底部に至る領域には、外向きに膨出する膨出部５３が設けられており、この膨出部５３の内部には鉛直方向上下に貫通する縦孔５３１が設けられている。この縦孔５３１の上側開口寄りには、ドレンボルト５２の下記弁部５２２のテーパ面が圧接または離隔されるテーパ形状の弁座５３２が設けられている。
【００６６】
また、アッパーハウジング２２のボディ２２１の長手方向途中の一側において外向きフランジ２２６側から天井部に至る領域には、外向きに膨出する膨出部５４が設けられており、この膨出部５４の内部には外向きフランジ２２６から鉛直方向下向きに開放するとともに鉛直方向上向きに広がる空間５４１が設けられているとともに、この空間５４１の天井側に雌ねじ孔５４２が設けられている。この空間５４１と前記縦孔５３１とが組み合わされて連通路５１が構成されている。
【００６７】
ドレンボルト５２は、棒状に形成され、かつ、その長手方向上側には雄ねじ軸部５２１が設けられており、長手方向中間には径方向外向きに張り出す弁部５２２が設けられており、さらに長手方向下側には径方向外向きに張り出す蓋部５２３が設けられている。
【００６８】
なお、ドレンボルト５２の最下端部分の外形は、例えば図３に示すように、ボルトの六角頭のような形状に形成されていて、例えばスパナのような工具が係合可能になっている。それ以外に、このドレンボルト５２の最下端部分の外形を六角形にせずに、当該最下端部分の底部中心に、例えば六角棒レンチのような工具が係合可能となる六角形状の凹部を設けるようにしてもよい。
【００６９】
そして、ドレンボルト５２の雄ねじ軸部５２１は、空間５４１の雌ねじ孔５４２に螺合されるようになっている。弁部５２２は、上向きに漸次細くなるテーパ形に形成されており、この弁部５２２は、縦孔５３１の弁座５３２に当接または離隔されるようになっている。蓋部５２３は、円柱形に形成されており、その外周には周溝（符号省略）が設けられており、この周溝内にＯリングなどのシールリング５２４が装着されている。この蓋部５２３は、縦孔５３１の下側領域にルーズフィットあるいはジャストフィット状態で嵌合されるようになっており、この蓋部５２３と縦孔５３１の下側領域との嵌合面をシールリング５３４でもって密封するようになっている。
【００７０】
しかも、この実施形態では、ドレンボルト５２を、ハウジング２０のロアーハウジング２１とアッパーハウジング２２とを締結するための複数のボルト２５のうちの１つとして利用するようになっている。そのようにするために、ドレンボルト５２や連通路５１を、仕切り部２１３と外向きフランジ２２６との重合締結部分の一部領域に設置するようにしている。
【００７１】
次に、ドレン機構５０の機能について説明する。
【００７２】
まず、連通路５１内に、その下からドレンボルト５２を挿入して、連通路５１の雌ねじ孔５４２にドレンボルト５２の雄ねじ軸部５２１を螺合することにより、例えば図４に示すように、ドレンボルト５２の弁部５２２のテーパ面を縦孔５３１のテーパ形状の弁座５３２に圧接させると、下側部屋２３と上側部屋２４とが完全に仕切られた完全閉弁状態になるとともに、ドレンボルト５２の蓋部５２３が縦孔５３１の下側開口に完全に嵌合して、その嵌合面がシールリング５２４で密封されるようになって、縦孔５３１の下側開口が完全閉弁状態になる。
【００７３】
このドレンボルト５２を緩めることにより、雌ねじ孔５４２に対する雄ねじ軸部５２１の螺合深さを浅く調節すると、例えば図８に示すように、弁部５２２のテーパ面が弁座５３２から離隔する開弁状態にすることができる。この開弁状態では、ハウジング２０の下側部屋２３と上側部屋２４とが連通する開弁状態になる。このとき、ドレンボルト５２の蓋部５２３は縦孔５３１の下側開口に嵌合していて、抜け出ていないので、下側開口は閉弁した状態に保たれる。
【００７４】
さらに、ドレンボルト５２を緩めることにより、雌ねじ孔５４２から雄ねじ軸部５２１を取り外すと、例えば図９に示すように、ドレンボルト５２の蓋部５２３が縦孔５３１の下側開口から抜け出るので、ハウジング２０の下側部屋２３および上側部屋２４が大気開放されるようになって、下側開口が完全開弁状態になる。
【００７５】
なお、前記したドレンボルト５２の螺合作業や緩み作業は、作業者が前記した工具を用いて手作業で行うようになっている。
【００７６】
ここで、例えば冷媒を入れていない状態の冷却装置の構成要素（３，４，５，６，９，１０）に新たな冷媒を充填する場合の手順、ならびに様子を説明する。
【００７７】
デガスボトル１１の加圧キャップ１３と、ラジエータ３の加圧キャップ１５とを取り外すとともに、ドレン機構５０のドレンボルト５２を図８に示す開弁状態にする。このようにしてから、デガスボトル１１の上側の大気開放口およびラジエータ３の大気開放口から新たな冷媒を入れる。
【００７８】
これにより、デガスボトル１１の大気開放口から入れられた新冷媒は中継路１２および第４入口２２５から流路切り換え部１０の上側部屋２４に流入することになる。そして、この上側部屋２４に流入した冷媒は、第２入口２２３を通ってバイパス路６に流入するようになり、また、出口２２２を通って還流路５に流入するようになり、さらに、上側部屋２４内の冷媒が第３入口２２４を通ってヒータ通路９に流入するようになる。この他に、上側部屋２４に流入した冷媒は、連通路５１を通って下側部屋２３に流入してから、第１入口２１２を通って熱交換路４に流入するようになる。このように冷媒を比較的円滑に入れることが可能になる。
【００７９】
このようにして新たな冷媒を充填する過程において、充填される冷媒によって冷却装置の構成要素（３，４，５，６，９，１０）内に存在しているエアは、ラジエータ３の大気開放口から外部へ放出される他、冷却装置において最上部から２番目の高さに配置されている流路切り換え部１０の下側部屋２３や上側部屋２４に集められることになる。このうち、下側部屋２３内に集まってくるエアは、ジグル弁３１４，４１４によって細かくされて上側部屋２４に送り出されるだけでなく、連通路５１を経て上側部屋２４に抜かれるようになる。そして、上側部屋２４内に集められたエアは、第４入口２２５および中継路１２を経てデガスボトル１１に導入されるようになって、最終的に、このデガスボトル１１の大気開放口から外部へ排出されるようになる。
【００８０】
次に、例えば冷却装置の冷媒を入れ換える場合の手順、ならびに様子を説明する。まず、デガスボトル１１の加圧キャップ１３と、ラジエータ３の加圧キャップ１５およびドレンプラグ１６とを取り外すとともに、ドレン機構５０のドレンボルト５２を連通路５１から取り外す。これにより、図９に示すように、ハウジング２０の下側部屋２３および上側部屋２４が大気開放される状態になるので、ラジエータ３の排出口から外部へ冷媒が排出されるとともに、流路切り換え部１０の下側部屋２３内の冷媒だけでなく上側部屋２４内の冷媒も縦孔５３１の下側開口から外部へ排出されるようになる。
【００８１】
このように、冷却装置において最上位に配置されるデガスボトル１１の下側の流路切り換え部１０の連通路５１を大気開放しているので、冷却装置の構成要素（３，４，５，６，９，１０）内の冷媒を比較的容易かつ迅速に抜き取ることが可能になる。
【００８２】
そして、冷却装置の構成要素（３，４，５，６，９，１０）内の冷媒を抜き取った後、ラジエータ３の排出口にドレンプラグ１６を取り付けるとともに、ドレン機構５０の連通路５１にドレンボルト５２を挿入してから、このドレンボルト５２を図８に示す開弁状態にする。このようにしてから、デガスボトル１１の上側の大気開放口およびラジエータ３の大気開放口から新たな冷媒を入れる。
【００８３】
これにより、デガスボトル１１の大気開放口から入れられた新冷媒は中継路１２および第４入口２２５から流路切り換え部１０の上側部屋２４に流入することになる。そして、この上側部屋２４に流入した冷媒は、第２入口２２３を通ってバイパス路６に流入するようになり、また、出口２２２を通って還流路５に流入するようになり、さらに、上側部屋２４内の冷媒が第３入口２２４を通ってヒータ通路９に流入するようになる。この他に、上側部屋２４に流入した冷媒は、連通路５１を通って下側部屋２３に流入してから、第１入口２１２を通って熱交換路４に流入するようになる。このように冷媒を比較的円滑に入れることが可能になる。
【００８４】
このようにして冷媒を入れ換える過程において、充填される冷媒によって冷却装置の構成要素（３，４，５，６，９，１０）内に存在しているエアは、ラジエータ３の大気開放口から外部へ放出される他、冷却装置において最上部から２番目の高さに配置されている流路切り換え部１０の下側部屋２３や上側部屋２４に集められることになる。このうち、下側部屋２３内に集まってくるエアは、ジグル弁３１４，４１４によって細かくされて上側部屋２４に送り出されるだけでなく、連通路５１を経て上側部屋２４に抜かれるようになる。そして、上側部屋２４内に集められたエアは、第４入口２２５および中継路１２を経てデガスボトル１１に導入されるようになって、最終的に、このデガスボトル１１の大気開放口から外部へ排出されるようになる。
【００８５】
以上説明したように本発明を適用した実施形態では、鉛直方向上下に仕切られる２つの部屋２３，２４を有するハウジング２０の仕切り部２１３にサーモスタット３０，４０を設置した構成の流路切り換え部１０を備える冷却装置において、流路切り換え部１０のハウジング２０に連通路５１とドレンボルト５２とを組み合わせたドレン機構５０を設けることにより、必要に応じて、下側部屋２３と上側部屋２４とを連通可能にしているとともに、下側部屋２３と上側部屋２４とを大気開放可能にしている。
【００８６】
これにより、上記したように、冷却装置に冷媒を新たに充填する場合や入れ換える場合などにおいて、サーモスタット３０，４０の第１バルブ３３，４３が仕切り部２１３の連通孔２１４，２１５を閉じて第２バルブ３５，４５が第２入口２２３を開いた状態になっていても、ドレンボルト５２で連通路５１を開くだけで、上側部屋２４に導入される冷媒を連通路５１を通じて下側部屋２３に比較的円滑に落とし込むことが可能になるなど、冷媒の充填作業や入れ換え作業を容易かつ迅速に行うことが可能になる。
【００８７】
また、上記したエンジン１の冷間始動時のように、冷媒がハウジング２０の第２入口２２３から上側部屋２４を経て出口２２２へと流れている昇温促進制御状態において、下側部屋２３にエアが集まってくる場合に、ドレンボルト５２で連通路５１を開くだけで、前記下側部屋２３のエアをそこに滞留させることなく連通路５１を通じて上側部屋２４に送り出すことが可能になるなど、下側部屋２３からのエア抜き性が良好になる。しかも、上側部屋２４に抜け出たエアは第４入口２２５および中継路１２を通ってデガスボトル１１に溜められるので、エアが混入した冷媒が冷却装置内で循環し続けることを回避できるようになる。
【００８８】
さらに、このような冷媒導入性やエア抜き性を良好として車両整備作業性を向上するための構成として、連通路５１とドレンボルト５２とを組み合わせるだけの比較的簡易な構成にしているとともに、ドレンボルト５２を電子制御により作動させるのではなく手作業で開閉させるような形態にしているから、冷却装置の設備コストの上昇を抑制することが可能になる。
【００８９】
特に、この実施形態では、ドレンボルト５２を、ロアーハウジング２１とアッパーハウジング２２とを結合するためのボルト２５のうちの１つとして利用しているから、ドレン機構５０を独立した専用の場所に設置する場合に比べると、専用設置場所を確保する必要が無くなるなど、コンパクト設計が可能になる点で有利になる。
【００９０】
なお、本発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、冷却装置の各構成要素については本発明の特許請求の範囲内および当該範囲と均等の範囲内で適宜変更することが可能である。例えばこの実施形態では、２つのサーモスタット３０，４０を用いるタイプの流路切り換え部１０を例に挙げているが、単一のサーモスタットを用いるタイプの流路切り換え部に対しても本発明を適用することが可能である。
【符号の説明】
【００９１】
１ エンジン
２ ウォーターポンプ
３ ラジエータ
４ 熱交換路
５ 還流路
６ バイパス路
１０ 流路切り換え部
１１ デガスボトル
２０ 流路切り換え部のハウジング
２１ ロアーハウジング
２１２ 第１入口
２１３ 仕切り部
２１４ 上流側連通孔
２１５ 下流側連通孔
２２ アッパーハウジング
２２２ 出口
２２３ 第２入口
２３ 下側部屋
２４ 上側部屋
３０ 上流側サーモスタット
４０ 下流側サーモスタット
３１，４１ フレーム
３１１，４１１ リングプレート
３２，４２ サーモアクチュエータ
３３，４３ 第１バルブ
３４，４４ 円筒形圧縮コイルスプリング
３５，４５ 第２バルブ
５０ ドレン機構
５１ 連通路
５２ ドレンボルト
５３ ロアーハウジングの膨出部
５４ アッパーハウジングの膨出部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの温度を冷媒により調節する冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの冷却装置は、一般的に、サーモスタットによって、冷媒の温度が規定温度未満の場合に、エンジンから取り出される冷媒をラジエータをバイパスしてエンジンに戻す状態にすることにより、冷媒の温度を規定温度にまで速やかに上昇させるようにする一方で、冷媒の温度が前記規定温度以上になったときには、エンジンから取り出した冷媒をラジエータに流通させてからエンジンに戻す状態にすることにより、冷媒の温度を規定温度範囲に保つようにしている。
【０００３】
ところで、例えば特許文献１の段落００１８，００３２、図１および図２には、ラジエータからウォーターポンプへ冷却水を流通させる通路と、ラジエータをバイパスするバイパス通路からウォーターポンプへ冷却水を流通させる通路とを、電動式の流量制御弁によって切り換えるようにする構成において、ドレンコックが開放されたことをドレンコックセンサで検知することによって冷却水の交換が通知されると、前記流量制御弁を全開状態にしてラジエータからウォーターポンプへ冷却水を流通させる通路を確保することが記載されている。
【０００４】
また、例えば特許文献２の段落００５１−００５３、図１には、ラジエータの出口側に第１電制サーモスタットが、またラジエータの入口側に第２電制サーモスタットが設置される構成において、エンジンのウォータージャケット内のエアを抜くときには、電子制御ユニットにより第２電制サーモスタットを開くとともにラジエータの注水口を開いて、ウォータージャケット内のエアを戻し管を介してラジエータの注水口から大気放出させることが記載されている。また、シリンダヘッドのウォータージャケットに注水するときには、電子制御ユニットにより第２電制サーモスタットを開くとともにラジエータの注水口を開いて、ラジエータの注水口からの注水によって前記ウォータージャケットから追い出されるエアを戻し管からラジエータの注水口を経て大気放出させることが記載されている。
【０００５】
さらに、例えば特許文献３の段落００１５−００１７、図１および図２には、シリンダヘッドのウォータージャケットにウォーター通路および空気抜き孔を経て外部開口を設け、この外部開口を通路および空気抜き弁を経てデガスボトルに接続した構成において、冷却水の交換時には、前記空気抜き弁を開いた状態でデガスボトルからラジエータに冷却水を注水することにより、ウォーターポンプや通路内部の空気をウォーター通路、空気抜き孔を通って外部に放出させることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２４７４２１号公報
【特許文献２】特開２００９−１８５７４４号公報
【特許文献３】特開平６−２５７４２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１〜３では、冷却水を入れ換えるための注水時や冷却通路内のエアを抜くための構成が開示されているが、特許文献１では、電子制御式の流量制御弁を用いる必要があり、また、特許文献２では、電子制御式のサーモスタットを用いる必要があり、設備コストが嵩むことが懸念される。
【０００８】
さらに、特許文献３では、ラジエータに接続されるデガスボトルにシリンダヘッドに設けてある空気抜き孔の外部開口を通路を介して接続するような構成を採用しているので、比較的簡素な構成になっているものの、デガスボトルとシリンダヘッドの空気抜き孔の外部開口とを接続するための通路が必要であり、さらに前記通路に空気抜き弁を設置する必要があるなど、構成をさらに簡素にするうえで改良の余地がある。
【０００９】
このような事情に鑑み、本発明は、エンジンの冷却装置において、比較的簡易な構成でかつ設備コストの嵩まない構成としながら、当該冷却装置に新たな冷媒を充填する際に流路切り換え部のハウジングの上側部屋から下側部屋へ冷媒を落とし込みやすくする他、昇温促進制御状態において下側部屋に集まってくるエアを上側部屋へ抜きやすくすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、エンジンから取り出される冷媒をラジエータに流通させてからエンジンに戻す温度調節制御状態と、エンジンから取り出される冷媒を前記ラジエータをバイパスしてエンジンに戻す昇温促進制御状態とに切り換えるための流路切り換え部を備え、前記流路切り換え部は、鉛直方向の上下に仕切られる部屋を有するハウジングと、前記２つの部屋の仕切り部に設けられる連通孔に組み込まれるサーモスタットとを備え、かつ前記下側部屋にはエンジンから取り出されてラジエータを通過した冷媒が導入される第１入口が設けられ、前記上側部屋には、エンジンから取り出されて前記ラジエータをバイパスされた冷媒が導入される第２入口と、エンジンに冷媒を戻すための出口とが設けられ、前記サーモスタットは、前記上側部屋内の冷媒の温度が規定温度未満の場合に前記連通孔を閉じると同時に前記第２入口を開くことにより前記昇温促進制御状態を確保する一方で、前記上側部屋内の冷媒の温度が規定温度以上の場合に前記連通孔を開くと同時に前記第２入口を閉じることにより前記温度調節制御状態を確保するものであり、前記ハウジングには前記上側部屋と下側部屋とを連通する連通路が設けられ、この連通路には当該連通路を開閉するための開閉操作部材が設けられている、ことを特徴としている。
【００１１】
この構成では、冷媒を入れていない状態の冷却装置に新たな冷媒を充填する場合、つまり前記２つの部屋に冷媒が存在していない状態でかつサーモスタットが連通孔を閉じて第２入口を開いた昇温促進制御状態になっている場合において、上側部屋から冷媒を導入しても、この冷媒を下側部屋に落とし込むことができないので、そのような場合に、開閉操作部材で連通路を開くことにより上側部屋と下側部屋とを連通させると、上側部屋に導入される冷媒を前記連通路を通じて下側部屋に比較的円滑に落とし込むことが可能になる。このように冷媒の充填作業や入れ替え作業を容易かつ迅速に行うことが可能になる。
【００１２】
また、エンジンの冷間始動時のようにサーモスタットが連通孔を閉じて第２入口を開いた状態でかつ冷媒が第２入口から上側部屋を経て出口へと流れている昇温促進制御状態において、下側部屋にエアが集まってくる場合に、この下側部屋に集まるエアを上側部屋に送り出すことができなくなって下側部屋にエアが滞留するようになるので、そのような場合に、開閉操作部材で連通路を開くことにより下側部屋と上側部屋とを連通させると、前記下側部屋のエアが連通路を通って上側部屋に抜け出るようになる。このように下側部屋からのエア抜き性が良好になる。なお、上側部屋に大気開放部を設けていれば、前記のように上側部屋に抜け出たエアを大気開放部から外部に放出させることが可能になり、エアが混入した冷媒が冷却装置内で循環し続けることを回避できるようになる。
【００１３】
さらに、このような冷媒導入性やエア抜き性を良好として車両整備作業性を向上するための構成として、ハウジングに連通路と開閉操作部材とを組み合わせるだけの比較的簡易な構成にしているとともに、開閉操作部材を電子制御により作動させるのではなく手作業で開閉させるような形態にしているから、冷却装置の設備コストの上昇を抑制することが可能になる。
【００１４】
好ましくは、前記連通路の下側には、大気に開放する開口が設けられ、この開口が前記開閉操作部材で開閉可能とされる。
【００１５】
この構成では、開閉操作部材で前記連通路の下側開口を開放させると、下側部屋内の冷媒はもちろんのこと、上側部屋内の冷媒も連通路を通じて外部へ比較的容易に排出させることが可能になる。これにより、冷却装置内の冷媒を入れ換える場合などにおいて、冷媒の排出が効率良く行えるようになる。
【００１６】
好ましくは、前記ハウジングにおいて前記上側部屋の上方には、冷媒導入用およびエア溜め用の容器が中継路を通じて接続される。
【００１７】
この構成によれば、前記したように２つの部屋に冷媒を導入する場合には、容器内に冷媒を導入することによって、この冷媒を容器から上側部屋へ導入することが可能になり、また、前記したように下側部屋内のエアを上側部屋に抜く場合には、上側部屋に抜け出たエアが容器内に入るようになって、この容器内に溜めることが可能になる。なお、容器の上部には大気開放口を設けるとともに、この大気開放口に加圧キャップを取り付けることが好ましい。その場合、加圧キャップを取り外すことで、容器への冷媒導入が行えるようになるとともに、容器から外部へのエア放出が行えるようになる。
【００１８】
好ましくは、前記ハウジングは、上向きの凹みを有するロアーハウジングと、下向きの凹みを有するアッパーハウジングとを組み合わせたツーピース構造とされる。前記ロアーハウジングの上側開口にはそれを塞ぐように前記仕切り部が設けられる。前記アッパーハウジングの下側開口縁には前記仕切り部と重ね合わされて複数のボルトで締結される外向きフランジが設けられる。前記連通路は、前記アッパーハウジングの外向きフランジ側から上側所定位置に至る領域に外向きに張り出すように設けられる膨出部の内部に前記外向きフランジから鉛直方向下向きに開放するとともに鉛直方向上向きに広がるように設けられる空間と、前記ロアーハウジングの仕切り部側から下側所定位置に至る領域に外向きに張り出すように設けられる膨出部の内部に鉛直方向に沿って貫通するように設けられる縦孔とを組み合わせた構成とされる。前記開閉操作部材は、棒状に形成され、かつ、その長手方向上側には前記縦孔の下側開口から挿入されて前記空間の天井側に螺合される雄ねじ軸部が、また、長手方向下側には前記縦孔の下側開口に嵌合されて当該下側開口を閉塞する蓋部が、さらに長手方向中間には前記縦孔の上側開口寄りに設けられる弁座に当接または離隔される弁部がそれぞれ設けられ、前記開閉操作部材の雄ねじ軸部の螺合深さでもって前記弁座に対する弁部の離隔寸法を調節することにより、前記連通路の開度や当該連通路の下側開口の開度が変更可能とされる。
【００１９】
好ましくは、前記サーモスタットは、前記仕切り部の連通孔に合致する中心孔が設けられるフレームと、このフレームに前記中心孔を開閉可能とするように設けられる第１バルブと、この第１バルブで前記中心孔を閉塞させるように当該第１バルブを付勢する圧縮コイルスプリングと、前記第２入口を開閉可能とするように設けられる第２バルブと、前記上側部屋内に配置されるように前記フレームに支持されかつ前記第２入口から上側部屋に導入される冷媒が規定温度以上になったときに前記第１バルブで前記中心孔を開くと同時に前記第２バルブで前記第２入口を閉じる状態にするサーモアクチュエータとを備え、前記フレームは、前記中心孔を有するリングプレートを有し、この各リングプレートの円周所定位置にはそれぞれジグル弁が設けられている。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係るエンジンの冷却装置は、比較的簡易な構成でかつ設備コストの嵩まない構成としながら、当該冷却装置に新たな冷媒を充填する際に流路切り換え部のハウジングの上側部屋から下側部屋へ冷媒を落とし込みやすくする他、昇温促進制御状態において下側部屋に集まってくるエアを上側部屋へ抜きやすくすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係るエンジンの冷却装置の一実施形態で、その概略構成を示す図である。
【図２】図１の流路切り換え部を示す断面図である。
【図３】図２の流路切り換え部のハウジングを分解して示す斜視図である。
【図４】図２の（４）−（４）線断面の矢視図であり、サーモスタットのサーモワックスが凝固収縮して第１バルブが閉弁している状態にしているとともに、ハウジングのドレンボルトを締め付けて下側部屋と上側部屋とを遮断させた状態を示している。
【図５】図４に対応する図であり、サーモスタットのサーモワックスが溶融膨張して第１バルブが開弁している状態を示している。
【図６】図２の（６）−（６）線断面の矢視図である。
【図７】図４のサーモスタット単体を示す斜視図である。
【図８】図４に対応する図であり、ハウジングのドレンボルトを緩めて下側部屋と上側部屋とを連通させた状態を示している。
【図９】図４に対応する図であり、ハウジングのドレンボルトを取り外して下側部屋および上側部屋を大気開放させた状態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための最良の実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２３】
図１から図９に、本発明の一実施形態を示している。なお、以下の説明において、「上流」および「下流」は、冷媒の流れ方向を基準としている。
【００２４】
図１に示されるように、エンジン１の冷却装置は、ウォーターポンプ２、ラジエータ３、熱交換路４、還流路５、バイパス路６、流路切り換え部１０などを備えている。
【００２５】
ウォーターポンプ２は、エンジン１によって駆動されることによって、エンジン１内の冷却水などの冷媒を熱交換路４やバイパス路６へと一旦取り出してからエンジン１に戻すように循環させるための動力源である。なお、このウォーターポンプ２は電動式とすることも可能である。
【００２６】
ラジエータ３は、熱交換路４の途中に設置されており、冷媒の熱を放熱させることにより冷却する。このラジエータ３の最上部には、大気開放口（図示省略）が設けられており、この大気開放口には加圧キャップ１５が着脱可能に取り付けられている。また、ラジエータ３の最下部には、排出口（図示省略）が設けられており、この排出口にはドレンプラグ１６が着脱可能に取り付けられている。このドレンプラグ１６を取り外すと、ラジエータ３内の冷媒を排出させることが可能になる他、熱交換路４、還流路５、バイパス路６、流路切り換え部１０内の冷媒を排出させることも可能になる。
【００２７】
熱交換路４は、ウォーターポンプ２によりエンジン１内から取り出される冷媒をラジエータ３に流通させるための流路である。熱交換路４においてラジエータ３よりも上流側には、エア抜き用のドレン７が設けられている。
【００２８】
還流路５は、ウォーターポンプ２によりエンジン１内から取り出される冷媒をエンジン１に戻すための流路である。
【００２９】
バイパス路６は、ウォーターポンプ２によりエンジン１から取り出される冷媒をラジエータ３をバイパスして還流路５に導くための流路である。このバイパス路６の上流端は、熱交換路４の上流側に接続されている。
【００３０】
流路切り換え部１０は、エンジン１から取り出される冷媒を熱交換路４の下流から還流路５に流して冷媒を規定温度に保つ温度調節制御状態、あるいはエンジン１から取り出される冷媒をバイパス路６から還流路５に流して冷媒を昇温促進させる昇温促進制御状態を確保するための装置である。
【００３１】
なお、この実施形態では、熱交換路４の上流から冷媒を取り出して車両室内に設置されるヒータコア８に流通させてから流路切り換え部１０の上側部屋２４を経て還流路５に流すためのヒータ通路９が設けられている。また、流路切り換え部１０の上側部屋２４には、デガスボトル（加圧式リザーブタンク）１１が中継路１２を経て接続されている。
【００３２】
このデガスボトル１１は、本発明に係る冷却装置内の冷媒の温度変化に伴う冷媒の膨張、収縮を吸収するための冷媒溜まりや、冷却装置内に混入するエアの溜まりとなる容器である。このデガスボトル１１の最上位置には、大気開放口（図示省略）が設けられており、この上側の大気開放口には加圧キャップ１３を取り付けられている。例えば冷却装置の冷媒を入れ換える際にデガスボトル１１に冷媒を導入する場合や、デガスボトル１１内のエアを外部に放出させる場合には、加圧キャップ１３を取り外して行う。
【００３３】
次に、図２から図６を参照して、流路切り換え部１０を詳しく説明する。流路切り換え部１０は、ハウジング２０、２つのサーモスタット３０，４０などを備えている。
【００３４】
詳しくは、この実施形態では、ハウジング２０をロアーハウジング２１とアッパーハウジング２２とを組み合わせたツーピース構造にしており、以下で説明するような形態で鉛直方向の上下に仕切られる部屋２３，２４が設けられている。
【００３５】
ロアーハウジング２１は、下向きに凹むボディ２１１と、ボディ２１１の底壁における長手方向一端寄りから外側横向きに突出する円筒形の第１入口２１２と、ボディ２１１における楕円形の上側開口縁に設けられる蓋状の仕切り部２１３とを備えている。
【００３６】
なお、第１入口２１２には、熱交換路４の下流端が接続される。仕切り部２１３は、平面から見てほぼ長方形の平板形状に形成されており、この仕切り部２１３には、板厚方向（鉛直方向）に貫通する２つの連通孔２１４，２１５が長手方向に並んで設けられている。
【００３７】
アッパーハウジング２２は、上向きに凹むボディ２２１と、ボディ２２１の一方短側壁から外側横向きに突出する円筒形の出口２２２と、ボディ２２１の天井壁において長手方向に並ぶ２ヶ所から外側上向きに突出してから合流して横向きに突出する円筒形の第２入口２２３と、ボディ２２１の天井壁において長手方向中央から外側上向きに突出する円筒形の第３入口２２４と、ボディ２２１の天井壁において長手方向一端側から外側上向きに突出する円筒形の第４入口２２５と、ボディ２２１における楕円形の下側開口縁に設けられる外向きフランジ２２６とを備えている。
【００３８】
なお、出口２２２には還流路５の上流端が接続され、第２入口２２３にはバイパス路６の下流端が接続され、第３入口２２４にはヒータ通路９の下流端が接続され、第４入口２２５にはデガスボトル１１からの中継路１２の下流端が接続される。
【００３９】
そして、ロアーハウジング２１の仕切り部２１３とアッパーハウジング２２の外向きフランジ２２６とが重ね合わされて、それらが複数のボルト２５・・・などで締結されている。
【００４０】
仕切り部２１３には、その厚み方向に貫通するとともにボルト２５がルーズに挿通される挿通孔（符号省略）が設けられており、外向きフランジ２２６には、その厚み方向に貫通するとともにボルト２５が螺合される雌ねじ孔（符号省略）が設けられている。これにより、ロアーハウジング２１のボディ２１１の凹部が下側部屋２３となり、アッパーハウジング２２の凹部が上側部屋２４となり、ロアーハウジング２１の仕切り部２１３が下側部屋２３と上側部屋２４とを仕切るための隔壁になる。
【００４１】
この仕切り部２１３の２つの連通孔２１４，２１５にサーモスタット３０，４０が組み付けられることにより、２つのサーモスタット３０，４０によって２つの連通孔２１４，２１５が個別に開閉されるようになる。これにより、２つのサーモスタット３０，４０が、第１入口２１２または第２入口２２３から導入される冷媒を出口２２２に向けて流す方向に直列に並んで設けられるようになる。これにより、下側部屋２３は冷媒流れ方向の上流側に、また、上側部屋２４は冷媒流れ方向の下流側に位置するようになっている。
【００４２】
ところで、この実施形態での冷却装置を構成する各要素の鉛直方向での設置位置は、図１に示すような関係に設定されているものとする。
【００４３】
次に、図２、図４〜図７を参照して、２つのサーモスタット３０，４０を詳しく説明する。
【００４４】
２つのサーモスタット３０，４０は、同じ諸元（外形、構成部品、最大開口面積など）とされる。このサーモスタット３０，４０は、共に、フレーム３１，４１（図２、図７参照）、サーモアクチュエータ３２，４２、第１バルブ３３，４３、円筒形圧縮コイルスプリング３４，４４、第２バルブ３５，４５、円錐形圧縮コイルスプリング３６，４６などを備えている。
【００４５】
フレーム３１，４１は、リングプレート３１１，４１１の上側にアーチ３１２，４１２を設けて、リングプレート３１１，４１１の下側にアーチ３１３，４１３を設けた構成になっている。リングプレート３１１，４１１の円周所定位置には、ジグル弁３１４，４１４が設けられている。このジグル弁３１４，４１４の機能は、下側部屋２３に流入する気泡を細かくして上側部屋２４に送り出すものである。
【００４６】
サーモアクチュエータ３２，４２は、冷媒の温度変化を感知して第１バルブ３３，４３と第２バルブ３５，４５とを連係して同時に昇降させるための駆動源であり、フレーム３１，４１に支持されている。このサーモアクチュエータ３２，４２は、有底円筒形の感熱筒３２１，４２１、円筒形のガイドメンバ３２２，４２２、プッシュロッド３２３，４２３、弾性シールスプール３２４，４２４、サーモワックス３２５，４２５などを備えている。
【００４７】
そして、感熱筒３２１，４２１の下側開口にガイドメンバ３２２，４２２を取り付け、プッシュロッド３２３，４２３の上側を感熱筒３２１，４２１内に入れた状態でプッシュロッド３２３，４２３の下側をガイドメンバ３２２，４２２の中心孔に挿通して感熱筒３２１，４２１の下側開口から外側下向きに突出させた状態にし、さらにガイドメンバ３２２，４２２に弾性シールスプール３２４，４２４を取り付け、感熱筒３２１，４２１と弾性シールスプール３２４，４２４との間の内部密閉空間内にサーモワックス３２５，４２５を充填している。
【００４８】
サーモワックス３２５，４２５は、感熱筒３２１，４２１の温度の高低変化に応じて、凝固収縮する状態や、溶融膨張する状態に変化するものであって、一般的に周知のものが用いられる。感熱筒３２１，４２１の下側開口の外周とガイドメンバ３２２，４２２の外周との間に第１バルブ３３，４３が取り付けられ、また、感熱筒３２１，４２１の凸軸部に第２バルブ３５，４５が止め輪（符号省略）で抜け止めされた状態で取り付けられている。
【００４９】
このサーモアクチュエータ３２，４２は、フレーム３１，４１の上側アーチ３１２，４１２と下側アーチ３１３，４１３との間に組み込まれている。プッシュロッド３２３，４２３の上端が上側アーチ３１２，４１２の中央に固定され、感熱筒３２１，４２１が下側アーチ３１３，４１３に相対変位可能に支持され、第１バルブ３３，４３がリングプレート３１１，４１１の中心孔（符号省略）を開いたり塞いだりするように配置されている。なお、第１バルブ３３，４３がリングプレート３１１，４１１の中心孔を開いた状態が開弁状態であり、塞いだ状態が閉弁状態である。
【００５０】
このリングプレート３１１，４１１は、その中心孔をロアーハウジング２１の仕切り部２１３の２つの連通孔２１４，２１５に合致させるようにして、仕切り部２１３の上面において連通孔２１４，２１５の周囲に当接される。これにより、リングプレート３１１，４１１の中心孔および仕切り部２１３の２つの連通孔２１４，２１５が、ハウジング２０の下側部屋２３と上側部屋２４とを連通するための孔となる。なお、リングプレート３１１，４１１に設けられているジグル弁３１４，４１４は、仕切り部２１３の２つの連通孔２１４，２１５の内径側に配置されるようになっている。
【００５１】
円筒形圧縮コイルスプリング３４，４４は、第１バルブ３３，４３と下側アーチ３１３，４１３との間に弾性的に圧縮した状態で介装されており、この円筒形圧縮コイルスプリング３４，４４の弾性復元力でもって、第１バルブ３３，４３をリングプレート３１１，４１１に押し付けることによってリングプレート３１１，４１１の中心孔を閉塞するように付勢する。
【００５２】
円錐形圧縮コイルスプリング３６，４６は、感熱筒３２１，４２１の底部と第２バルブ３５，４５との間に弾性的に圧縮した状態で介装されており、この円錐形圧縮コイルスプリング３６，４６は、その弾性復元力でもって、第２バルブ３５，４５をアッパーハウジング２２の第２入口２２３に押し付けることによって第２入口２２３を閉塞するように付勢する。
【００５３】
次に、冷却装置の基本的な動作を説明する。
【００５４】
まず、エンジン１の冷間始動時のようにエンジン１から取り出される冷媒が規定温度（例えば暖機完了温度）未満の場合、この比較的低温の冷媒がバイパス路６からハウジング２０の第２入口２２３を通って上側部屋２４に流入することになる。
【００５５】
つまり、２つのサーモスタット３０，４０のサーモワックス３２５，４２５の周辺が前記規定温度未満の場合には、サーモワックス３２５，４２５が凝固収縮してワックス圧が低くなるので、弾性シールスプール３２４，４２４が広がってプッシュロッド３２３，４２３に対する感熱筒３２１，４２１の嵌め合い深さが深くなる。これにより、円筒形圧縮コイルスプリング３４，４４および円錐形圧縮コイルスプリング３６，４６が共に伸張して、図４に示すように、第１バルブ３３，４３がリングプレート３１１，４１１に圧接されて第１バルブ３３，４３がリングプレート３１１，４１１の中心孔および連通孔２１４，２１５を閉塞する閉弁状態になる一方で、第２バルブ３５，４５が第２入口２２３から引き離されて第２入口２２３を開放する開弁状態になる。
【００５６】
したがって、この状態では、エンジン１から取り出される冷媒が、図１の実線矢印Ａで示すように、バイパス路６からハウジング２０の第２入口２２３を通って上側部屋２４に流入する。この上側部屋２４に流入した冷媒は、ハウジング２０の出口２２２から還流路５に排出されてエンジン１に戻される。つまり、冷媒はエンジン１→バイパス路６→第２入口２２３→上側部屋２４→出口２２２→還流路５→エンジン１の経路で循環されるようになる。この循環形態では、冷媒がラジエータ３に流入しないので、エンジン１の熱によって冷媒が速やかに昇温されることになる。この状態が、昇温促進制御状態である。
【００５７】
なお、このような昇温促進制御状態で冷媒が循環している状況において、流路切り換え部１０の下側部屋２３にエアが集まってくると、このエアは２つのサーモスタット３０，４０のジグル弁３１４，４１４によって細かくされながら上側部屋２４に送り出された後、第４入口２２５および中継路１２を経てデガスボトル１１に溜められるようになる。
【００５８】
この後、エンジン１から取り出される冷媒がバイパス路６からハウジング２０の第２入口２２３を通って上側部屋２４に流入して出口２２２から還流路５に流出している状態において、前記冷媒の温度が規定温度以上になると、この比較的高温の冷媒が２つのサーモスタット３０，４０のサーモワックス３２５，４２５に触れることになる。
【００５９】
これにより、２つのサーモスタット３０，４０のサーモワックス３２５，４２５が溶融膨張されてワックス圧が高くなるので、弾性シールスプール３２４，４２４が絞られて感熱筒３２１，４２１に対するプッシュロッド３２３，４２３の嵌め合い深さが浅くなる。これにより、感熱筒３２１，４２１が上昇するために、図５に示すように、第１バルブ３３，４３が円筒形圧縮コイルスプリング３４，４４を圧縮しながらリングプレート３１１，４１１から引き離されてリングプレート３１１，４１１の中心孔および連通孔２１４，２１５を開放する開弁状態になると同時に、第２バルブ３５，４５が第２入口２２３に押し付けられて第２入口２２３を閉塞する閉弁状態になる。このとき、円錐形圧縮コイルスプリング３６，４６が圧縮されることになって、その弾性復元力で第２バルブ３５，４５が第２入口２２３に圧接された状態になる。
【００６０】
この状態では、エンジン１から取り出される冷媒が、図１の一点鎖線矢印Ｂで示すように、熱交換路４を経てラジエータ３に流入するとともに、このラジエータ３を通過した冷媒が、ハウジング２０の第１入口２１２を通って下側部屋２３に流入され、さらにこの下側部屋２３からリングプレート３１１，４１１の中心孔および仕切り部２１３の連通孔２１４，２１５を通って上側部屋２４に流入し、ハウジング２０の出口２２２から還流路５に排出されてエンジン１に戻される。
【００６１】
つまり、冷媒はエンジン１→熱交換路４→第１入口２１２→下側部屋２３→上側部屋２４→出口２２２→還流路５→エンジン１の経路で循環されるようになる。この循環形態では、冷媒がラジエータ３に流入して冷却されるので、冷媒の温度が規定温度に保たれるようになる。この状態が温度調節制御状態である。
【００６２】
但し、サーモスタット３０，４０は、上側部屋２４に流入する冷媒の温度に応じてプッシュロッド３２３，４２３に対しガイドメンバ３２２，４２２および感熱筒３２１，４２１が軸方向に無段階に変位するので、その変位位置に応じて第１バルブ３３，４３によるリングプレート３１１，４１１の中心孔および仕切り部２１３の連通孔２１４，２１５の開口面積が無段階に調節されるようになる。これにより、エンジン１から取り出される冷媒が熱交換路４とバイパス路６とに分配されるようになって、ラジエータ３への冷媒流通量が調節されるようになるので、冷媒の温度が調節される。
【００６３】
ところで、この実施形態では、図４、図５、図６、図８、図９に示すように、流路切り換え部１０にドレン機構５０を設けているので、以下で詳しく説明する。
【００６４】
このドレン機構５０は、ハウジング２０において下側部屋２３と上側部屋２４とを連通するように設けられる連通路５１と、この連通路５１を開閉するための開閉操作部材としてのドレンボルト５２とを備えている。
【００６５】
連通路５１は、ハウジング２０のロアーハウジング２１およびアッパーハウジング２２の一側に設けられている。詳しくは、ロアーハウジング２１のボディ２１１の長手方向途中の一側において仕切り部２１３側から底部に至る領域には、外向きに膨出する膨出部５３が設けられており、この膨出部５３の内部には鉛直方向上下に貫通する縦孔５３１が設けられている。この縦孔５３１の上側開口寄りには、ドレンボルト５２の下記弁部５２２のテーパ面が圧接または離隔されるテーパ形状の弁座５３２が設けられている。
【００６６】
また、アッパーハウジング２２のボディ２２１の長手方向途中の一側において外向きフランジ２２６側から天井部に至る領域には、外向きに膨出する膨出部５４が設けられており、この膨出部５４の内部には外向きフランジ２２６から鉛直方向下向きに開放するとともに鉛直方向上向きに広がる空間５４１が設けられているとともに、この空間５４１の天井側に雌ねじ孔５４２が設けられている。この空間５４１と前記縦孔５３１とが組み合わされて連通路５１が構成されている。
【００６７】
ドレンボルト５２は、棒状に形成され、かつ、その長手方向上側には雄ねじ軸部５２１が設けられており、長手方向中間には径方向外向きに張り出す弁部５２２が設けられており、さらに長手方向下側には径方向外向きに張り出す蓋部５２３が設けられている。
【００６８】
なお、ドレンボルト５２の最下端部分の外形は、例えば図３に示すように、ボルトの六角頭のような形状に形成されていて、例えばスパナのような工具が係合可能になっている。それ以外に、このドレンボルト５２の最下端部分の外形を六角形にせずに、当該最下端部分の底部中心に、例えば六角棒レンチのような工具が係合可能となる六角形状の凹部を設けるようにしてもよい。
【００６９】
そして、ドレンボルト５２の雄ねじ軸部５２１は、空間５４１の雌ねじ孔５４２に螺合されるようになっている。弁部５２２は、上向きに漸次細くなるテーパ形に形成されており、この弁部５２２は、縦孔５３１の弁座５３２に当接または離隔されるようになっている。蓋部５２３は、円柱形に形成されており、その外周には周溝（符号省略）が設けられており、この周溝内にＯリングなどのシールリング５２４が装着されている。この蓋部５２３は、縦孔５３１の下側領域にルーズフィットあるいはジャストフィット状態で嵌合されるようになっており、この蓋部５２３と縦孔５３１の下側領域との嵌合面をシールリング５３４でもって密封するようになっている。
【００７０】
しかも、この実施形態では、ドレンボルト５２を、ハウジング２０のロアーハウジング２１とアッパーハウジング２２とを締結するための複数のボルト２５のうちの１つとして利用するようになっている。そのようにするために、ドレンボルト５２や連通路５１を、仕切り部２１３と外向きフランジ２２６との重合締結部分の一部領域に設置するようにしている。
【００７１】
次に、ドレン機構５０の機能について説明する。
【００７２】
まず、連通路５１内に、その下からドレンボルト５２を挿入して、連通路５１の雌ねじ孔５４２にドレンボルト５２の雄ねじ軸部５２１を螺合することにより、例えば図４に示すように、ドレンボルト５２の弁部５２２のテーパ面を縦孔５３１のテーパ形状の弁座５３２に圧接させると、下側部屋２３と上側部屋２４とが完全に仕切られた完全閉弁状態になるとともに、ドレンボルト５２の蓋部５２３が縦孔５３１の下側開口に完全に嵌合して、その嵌合面がシールリング５２４で密封されるようになって、縦孔５３１の下側開口が完全閉弁状態になる。
【００７３】
このドレンボルト５２を緩めることにより、雌ねじ孔５４２に対する雄ねじ軸部５２１の螺合深さを浅く調節すると、例えば図８に示すように、弁部５２２のテーパ面が弁座５３２から離隔する開弁状態にすることができる。この開弁状態では、ハウジング２０の下側部屋２３と上側部屋２４とが連通する開弁状態になる。このとき、ドレンボルト５２の蓋部５２３は縦孔５３１の下側開口に嵌合していて、抜け出ていないので、下側開口は閉弁した状態に保たれる。
【００７４】
さらに、ドレンボルト５２を緩めることにより、雌ねじ孔５４２から雄ねじ軸部５２１を取り外すと、例えば図９に示すように、ドレンボルト５２の蓋部５２３が縦孔５３１の下側開口から抜け出るので、ハウジング２０の下側部屋２３および上側部屋２４が大気開放されるようになって、下側開口が完全開弁状態になる。
【００７５】
なお、前記したドレンボルト５２の螺合作業や緩み作業は、作業者が前記した工具を用いて手作業で行うようになっている。
【００７６】
ここで、例えば冷媒を入れていない状態の冷却装置の構成要素（３，４，５，６，９，１０）に新たな冷媒を充填する場合の手順、ならびに様子を説明する。
【００７７】
デガスボトル１１の加圧キャップ１３と、ラジエータ３の加圧キャップ１５とを取り外すとともに、ドレン機構５０のドレンボルト５２を図８に示す開弁状態にする。このようにしてから、デガスボトル１１の上側の大気開放口およびラジエータ３の大気開放口から新たな冷媒を入れる。
【００７８】
これにより、デガスボトル１１の大気開放口から入れられた新冷媒は中継路１２および第４入口２２５から流路切り換え部１０の上側部屋２４に流入することになる。そして、この上側部屋２４に流入した冷媒は、第２入口２２３を通ってバイパス路６に流入するようになり、また、出口２２２を通って還流路５に流入するようになり、さらに、上側部屋２４内の冷媒が第３入口２２４を通ってヒータ通路９に流入するようになる。この他に、上側部屋２４に流入した冷媒は、連通路５１を通って下側部屋２３に流入してから、第１入口２１２を通って熱交換路４に流入するようになる。このように冷媒を比較的円滑に入れることが可能になる。
【００７９】
このようにして新たな冷媒を充填する過程において、充填される冷媒によって冷却装置の構成要素（３，４，５，６，９，１０）内に存在しているエアは、ラジエータ３の大気開放口から外部へ放出される他、冷却装置において最上部から２番目の高さに配置されている流路切り換え部１０の下側部屋２３や上側部屋２４に集められることになる。このうち、下側部屋２３内に集まってくるエアは、ジグル弁３１４，４１４によって細かくされて上側部屋２４に送り出されるだけでなく、連通路５１を経て上側部屋２４に抜かれるようになる。そして、上側部屋２４内に集められたエアは、第４入口２２５および中継路１２を経てデガスボトル１１に導入されるようになって、最終的に、このデガスボトル１１の大気開放口から外部へ排出されるようになる。
【００８０】
次に、例えば冷却装置の冷媒を入れ換える場合の手順、ならびに様子を説明する。まず、デガスボトル１１の加圧キャップ１３と、ラジエータ３の加圧キャップ１５およびドレンプラグ１６とを取り外すとともに、ドレン機構５０のドレンボルト５２を連通路５１から取り外す。これにより、図９に示すように、ハウジング２０の下側部屋２３および上側部屋２４が大気開放される状態になるので、ラジエータ３の排出口から外部へ冷媒が排出されるとともに、流路切り換え部１０の下側部屋２３内の冷媒だけでなく上側部屋２４内の冷媒も縦孔５３１の下側開口から外部へ排出されるようになる。
【００８１】
このように、冷却装置において最上位に配置されるデガスボトル１１の下側の流路切り換え部１０の連通路５１を大気開放しているので、冷却装置の構成要素（３，４，５，６，９，１０）内の冷媒を比較的容易かつ迅速に抜き取ることが可能になる。
【００８２】
そして、冷却装置の構成要素（３，４，５，６，９，１０）内の冷媒を抜き取った後、ラジエータ３の排出口にドレンプラグ１６を取り付けるとともに、ドレン機構５０の連通路５１にドレンボルト５２を挿入してから、このドレンボルト５２を図８に示す開弁状態にする。このようにしてから、デガスボトル１１の上側の大気開放口およびラジエータ３の大気開放口から新たな冷媒を入れる。
【００８３】
これにより、デガスボトル１１の大気開放口から入れられた新冷媒は中継路１２および第４入口２２５から流路切り換え部１０の上側部屋２４に流入することになる。そして、この上側部屋２４に流入した冷媒は、第２入口２２３を通ってバイパス路６に流入するようになり、また、出口２２２を通って還流路５に流入するようになり、さらに、上側部屋２４内の冷媒が第３入口２２４を通ってヒータ通路９に流入するようになる。この他に、上側部屋２４に流入した冷媒は、連通路５１を通って下側部屋２３に流入してから、第１入口２１２を通って熱交換路４に流入するようになる。このように冷媒を比較的円滑に入れることが可能になる。
【００８４】
このようにして冷媒を入れ換える過程において、充填される冷媒によって冷却装置の構成要素（３，４，５，６，９，１０）内に存在しているエアは、ラジエータ３の大気開放口から外部へ放出される他、冷却装置において最上部から２番目の高さに配置されている流路切り換え部１０の下側部屋２３や上側部屋２４に集められることになる。このうち、下側部屋２３内に集まってくるエアは、ジグル弁３１４，４１４によって細かくされて上側部屋２４に送り出されるだけでなく、連通路５１を経て上側部屋２４に抜かれるようになる。そして、上側部屋２４内に集められたエアは、第４入口２２５および中継路１２を経てデガスボトル１１に導入されるようになって、最終的に、このデガスボトル１１の大気開放口から外部へ排出されるようになる。
【００８５】
以上説明したように本発明を適用した実施形態では、鉛直方向上下に仕切られる２つの部屋２３，２４を有するハウジング２０の仕切り部２１３にサーモスタット３０，４０を設置した構成の流路切り換え部１０を備える冷却装置において、流路切り換え部１０のハウジング２０に連通路５１とドレンボルト５２とを組み合わせたドレン機構５０を設けることにより、必要に応じて、下側部屋２３と上側部屋２４とを連通可能にしているとともに、下側部屋２３と上側部屋２４とを大気開放可能にしている。
【００８６】
これにより、上記したように、冷却装置に冷媒を新たに充填する場合や入れ換える場合などにおいて、サーモスタット３０，４０の第１バルブ３３，４３が仕切り部２１３の連通孔２１４，２１５を閉じて第２バルブ３５，４５が第２入口２２３を開いた状態になっていても、ドレンボルト５２で連通路５１を開くだけで、上側部屋２４に導入される冷媒を連通路５１を通じて下側部屋２３に比較的円滑に落とし込むことが可能になるなど、冷媒の充填作業や入れ換え作業を容易かつ迅速に行うことが可能になる。
【００８７】
また、上記したエンジン１の冷間始動時のように、冷媒がハウジング２０の第２入口２２３から上側部屋２４を経て出口２２２へと流れている昇温促進制御状態において、下側部屋２３にエアが集まってくる場合に、ドレンボルト５２で連通路５１を開くだけで、前記下側部屋２３のエアをそこに滞留させることなく連通路５１を通じて上側部屋２４に送り出すことが可能になるなど、下側部屋２３からのエア抜き性が良好になる。しかも、上側部屋２４に抜け出たエアは第４入口２２５および中継路１２を通ってデガスボトル１１に溜められるので、エアが混入した冷媒が冷却装置内で循環し続けることを回避できるようになる。
【００８８】
さらに、このような冷媒導入性やエア抜き性を良好として車両整備作業性を向上するための構成として、連通路５１とドレンボルト５２とを組み合わせるだけの比較的簡易な構成にしているとともに、ドレンボルト５２を電子制御により作動させるのではなく手作業で開閉させるような形態にしているから、冷却装置の設備コストの上昇を抑制することが可能になる。
【００８９】
特に、この実施形態では、ドレンボルト５２を、ロアーハウジング２１とアッパーハウジング２２とを結合するためのボルト２５のうちの１つとして利用しているから、ドレン機構５０を独立した専用の場所に設置する場合に比べると、専用設置場所を確保する必要が無くなるなど、コンパクト設計が可能になる点で有利になる。
【００９０】
なお、本発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、冷却装置の各構成要素については本発明の特許請求の範囲内および当該範囲と均等の範囲内で適宜変更することが可能である。例えばこの実施形態では、２つのサーモスタット３０，４０を用いるタイプの流路切り換え部１０を例に挙げているが、単一のサーモスタットを用いるタイプの流路切り換え部に対しても本発明を適用することが可能である。
【符号の説明】
【００９１】
１ エンジン
２ ウォーターポンプ
３ ラジエータ
４ 熱交換路
５ 還流路
６ バイパス路
１０ 流路切り換え部
１１ デガスボトル
２０ 流路切り換え部のハウジング
２１ ロアーハウジング
２１２ 第１入口
２１３ 仕切り部
２１４ 上流側連通孔
２１５ 下流側連通孔
２２ アッパーハウジング
２２２ 出口
２２３ 第２入口
２３ 下側部屋
２４ 上側部屋
３０ 上流側サーモスタット
４０ 下流側サーモスタット
３１，４１ フレーム
３１１，４１１ リングプレート
３２，４２ サーモアクチュエータ
３３，４３ 第１バルブ
３４，４４ 円筒形圧縮コイルスプリング
３５，４５ 第２バルブ
５０ ドレン機構
５１ 連通路
５２ ドレンボルト
５３ ロアーハウジングの膨出部
５４ アッパーハウジングの膨出部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンから取り出される冷媒をラジエータに流通させてからエンジンに戻す温度調節制御状態と、エンジンから取り出される冷媒を前記ラジエータをバイパスしてエンジンに戻す昇温促進制御状態とに切り換えるための流路切り換え部を備え、
前記流路切り換え部は、鉛直方向の上下に仕切られる部屋を有するハウジングと、前記２つの部屋の仕切り部に設けられる連通孔に組み込まれるサーモスタットとを備え、かつ前記下側部屋にはエンジンから取り出されてラジエータを通過した冷媒が導入される第１入口が設けられ、前記上側部屋には、エンジンから取り出されて前記ラジエータをバイパスされた冷媒が導入される第２入口と、エンジンに冷媒を戻すための出口とが設けられ、
前記サーモスタットは、前記上側部屋内の冷媒の温度が規定温度未満の場合に前記連通孔を閉じると同時に前記第２入口を開くことにより前記昇温促進制御状態を確保する一方で、前記上側部屋内の冷媒の温度が規定温度以上の場合に前記連通孔を開くと同時に前記第２入口を閉じることにより前記温度調節制御状態を確保するものであり、
前記ハウジングには前記上側部屋と下側部屋とを連通する連通路が設けられ、この連通路には当該連通路を開閉するための開閉操作部材が設けられている、ことを特徴とするエンジンの冷却装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエンジンの冷却装置において、
前記連通路の下側には、大気に開放する開口が設けられ、この開口が前記開閉操作部材で開閉可能とされる、ことを特徴とするエンジンの冷却装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のエンジンの冷却装置において、
前記ハウジングにおいて前記上側部屋の上方には、冷媒導入用およびエア溜め用の容器が中継路を通じて接続される、ことを特徴とするエンジンの冷却装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１つに記載のエンジンの冷却装置において、
前記ハウジングは、上向きの凹みを有するロアーハウジングと、下向きの凹みを有するアッパーハウジングとを組み合わせたツーピース構造とされ、
前記ロアーハウジングの上側開口にはそれを塞ぐように前記仕切り部が設けられ、前記アッパーハウジングの下側開口縁には前記仕切り部と重ね合わされて複数のボルトで締結される外向きフランジが設けられ、
前記連通路は、前記アッパーハウジングの外向きフランジ側から上側所定位置に至る領域に外向きに張り出すように設けられる膨出部の内部に前記外向きフランジから鉛直方向下向きに開放するとともに鉛直方向上向きに広がるように設けられる空間と、前記ロアーハウジングの仕切り部側から下側所定位置に至る領域に外向きに張り出すように設けられる膨出部の内部に鉛直方向に沿って貫通するように設けられる縦孔とを組み合わせた構成とされ、
前記開閉操作部材は、棒状に形成され、かつ、その長手方向上側には前記縦孔の下側開口から挿入されて前記空間の天井側に螺合される雄ねじ軸部が、また、長手方向下側には前記縦孔の下側開口に嵌合されて当該下側開口を閉塞する蓋部が、さらに長手方向中間には前記縦孔の上側開口寄りに設けられる弁座に当接または離隔される弁部がそれぞれ設けられ、
前記開閉操作部材の雄ねじ軸部の螺合深さでもって前記弁座に対する弁部の離隔寸法を調節することにより、前記連通路の開度や当該連通路の下側開口の開度が変更可能とされる、ことを特徴とするエンジンの冷却装置。
【請求項１】
エンジンから取り出される冷媒をラジエータに流通させてからエンジンに戻す温度調節制御状態と、エンジンから取り出される冷媒を前記ラジエータをバイパスしてエンジンに戻す昇温促進制御状態とに切り換えるための流路切り換え部を備え、
前記流路切り換え部は、鉛直方向の上下に仕切られる部屋を有するハウジングと、前記２つの部屋の仕切り部に設けられる連通孔に組み込まれるサーモスタットとを備え、かつ前記下側部屋にはエンジンから取り出されてラジエータを通過した冷媒が導入される第１入口が設けられ、前記上側部屋には、エンジンから取り出されて前記ラジエータをバイパスされた冷媒が導入される第２入口と、エンジンに冷媒を戻すための出口とが設けられ、
前記サーモスタットは、前記上側部屋内の冷媒の温度が規定温度未満の場合に前記連通孔を閉じると同時に前記第２入口を開くことにより前記昇温促進制御状態を確保する一方で、前記上側部屋内の冷媒の温度が規定温度以上の場合に前記連通孔を開くと同時に前記第２入口を閉じることにより前記温度調節制御状態を確保するものであり、
前記ハウジングには前記上側部屋と下側部屋とを連通する連通路が設けられ、この連通路には当該連通路を開閉するための開閉操作部材が設けられている、ことを特徴とするエンジンの冷却装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエンジンの冷却装置において、
前記連通路の下側には、大気に開放する開口が設けられ、この開口が前記開閉操作部材で開閉可能とされる、ことを特徴とするエンジンの冷却装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のエンジンの冷却装置において、
前記ハウジングにおいて前記上側部屋の上方には、冷媒導入用およびエア溜め用の容器が中継路を通じて接続される、ことを特徴とするエンジンの冷却装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１つに記載のエンジンの冷却装置において、
前記ハウジングは、上向きの凹みを有するロアーハウジングと、下向きの凹みを有するアッパーハウジングとを組み合わせたツーピース構造とされ、
前記ロアーハウジングの上側開口にはそれを塞ぐように前記仕切り部が設けられ、前記アッパーハウジングの下側開口縁には前記仕切り部と重ね合わされて複数のボルトで締結される外向きフランジが設けられ、
前記連通路は、前記アッパーハウジングの外向きフランジ側から上側所定位置に至る領域に外向きに張り出すように設けられる膨出部の内部に前記外向きフランジから鉛直方向下向きに開放するとともに鉛直方向上向きに広がるように設けられる空間と、前記ロアーハウジングの仕切り部側から下側所定位置に至る領域に外向きに張り出すように設けられる膨出部の内部に鉛直方向に沿って貫通するように設けられる縦孔とを組み合わせた構成とされ、
前記開閉操作部材は、棒状に形成され、かつ、その長手方向上側には前記縦孔の下側開口から挿入されて前記空間の天井側に螺合される雄ねじ軸部が、また、長手方向下側には前記縦孔の下側開口に嵌合されて当該下側開口を閉塞する蓋部が、さらに長手方向中間には前記縦孔の上側開口寄りに設けられる弁座に当接または離隔される弁部がそれぞれ設けられ、
前記開閉操作部材の雄ねじ軸部の螺合深さでもって前記弁座に対する弁部の離隔寸法を調節することにより、前記連通路の開度や当該連通路の下側開口の開度が変更可能とされる、ことを特徴とするエンジンの冷却装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２１４９２（Ｐ２０１２−２１４９２Ａ）
【公開日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１６１３２１（Ｐ２０１０−１６１３２１）
【出願日】平成２２年７月１６日（２０１０．７．１６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（００００１００７６）ヤマハ発動機株式会社 (3,045)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月１６日（２０１０．７．１６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（００００１００７６）ヤマハ発動機株式会社 (3,045)
【Ｆターム（参考）】
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