JP2005220828A - 車両用エンジンの冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ラジエータ７３、車室空調用ヒータ３３、及びオイル熱交換器６を含む車両用エンジンの冷却装置において、コストを抑制しつつ、ヒータ性能の確保とオイル熱交換器のウォーマ・クーラ機能の確保とを実現する。
【解決手段】エンジンオイル又は自動変速機オイルの少なくとも一方と冷却水との間の熱交換を行う熱交換器６を、ボトムバイパス経路８の途中に介設する。ボトムバイパス経路８における熱交換器６の下流側を２つに分岐して、その分岐経路８４を、ヒータ経路３におけるヒータ３３の下流に接続、又は、ラジエータ経路７におけるラジエータ７３の下流にラジエータ経路側からボトムバイパス経路側への逆流を阻止するチェックバルブ９１を介して接続する。
【選択図】図５

Description

本発明は、車両用エンジンの冷却装置に関する。

ラジエータと車室空調用ヒータとを含む冷却装置として、エンジン本体内に形成されたウォータジャケットの流入口にウォータポンプを設け、その流出口にウォータアウトレット部材を取り付け、そのウォータアウトレット部材とウォータポンプ吸込口とを連結するラジエータ経路とヒータ経路とのそれぞれにおいて、冷却水を循環させる装置が知られている。こうした冷却装置においては、上記ラジエータをバイパスするボトムバイパス経路と、上記ウォータポンプの吸込口に設けたサーモスタット弁とをさらに備えていて、エンジン冷間時には上記サーモスタット弁が上記ボトムバイパス経路側を開弁しかつラジエータ経路を閉弁して、上記ボトムバイパス経路によって冷却水を循環させる一方で、エンジン温間時には上記サーモスタット弁が上記ボトムバイパス経路側を閉弁しかつラジエータ経路を開弁して、上記ラジエータ経路によって冷却水を循環させるようにしている。

さらに近年、燃費向上を目的として、自動変速機オイル（以下、ＡＴＦとも言う）のウォーマ・クーラ（熱交換器）を備えた冷却装置が知られている（例えば特許文献１，２参照）。

具体的に、上記特許文献１には、車室空調用のヒータが介設されたヒータ経路において、該ヒータとＡＴＦ熱交換器とを直列に配設した冷却装置が開示されている。また、上記特許文献２には、上記ヒータ経路のヒータをバイパスするバイパス経路をさらに設け、そこにＡＴＦ熱交換器を介設することによって、上記ヒータとＡＴＦ熱交換器とを並列に配設した冷却装置が開示されている。
特開２００２−４７９３５号公報 特開２００２−３２３１１７号公報

ところが、上記ヒータや熱交換器は共に流路抵抗が大きく、特許文献１に開示されているヒータ・熱交換器の直列構成では、ヒータにおける冷却水の流量が低下してしまい、それによってヒータ性能が低下してしまうという不都合がある。

一方、特許文献２に開示されているヒータ・熱交換器の並列構成では、ヒータ経路の途中を分岐させているため、熱交換器側に流れる分だけヒータを流れる冷却水の流量は小さくなる。また、上記ヒータ経路を形成するヒータパイプ及びヒータリターンパイプが接続される上記ウォータアウトレット部材のヒータ流出ポート及びサーモスタットハウジングのヒータ流入ポートの径は、ラジエータ経路用の流出・流入ポートの径に比べて小さく、ヒータ経路を流れる冷却水の流量はもともと小さいこともあり、この並列構造でもヒータ性能の向上は望めない。

また、上記熱交換器をオイルのウォーマ・クーラとして機能させるには、上記エンジンの冷間時及び温間時のいずれにおいても冷却水を流さなければならない。そうした熱交換器のウォーマ・クーラ機能の確保と、ヒータ性能の確保とを実現するために、例えばウォータアウトレット部材の流出ポート構成を変更したり、必要に応じて電気的に制御する開閉バルブや切替バルブ等を用いることも考えられる。しかしその場合、エンジンの設計変更やコスト増大を招くことになる。

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、ラジエータ、車室空調用ヒータ、及びオイル熱交換器を含む車両用エンジンの冷却装置において、コストを抑制しつつ、ヒータ性能の確保とオイル熱交換器のウォーマ・クーラ機能の確保とを実現することにある。

本発明の冷却装置は、エンジン本体内に形成されたウォータジャケットに冷却水を通すことによって該エンジン本体の冷却を行う車両用エンジンの冷却装置である。

上記冷却装置は、上記ウォータジャケット流入口に設けられたウォータポンプと、上記ウォータジャケット流出口と上記ウォータポンプの吸込口とを連結する経路であって、その途中にラジエータが介設されたラジエータ経路と、上記ウォータジャケット流出口と上記ウォータポンプの吸込口とを連結して、上記ラジエータをバイパスするボトムバイパス経路と、上記ウォータポンプの吸込口、上記ラジエータ経路の下流端、及びボトムバイパス経路の下流端の間に介設される弁であって、エンジン冷間時には上記ボトムバイパス経路側を開弁しかつラジエータ経路を閉弁する一方、エンジン温間時には上記ボトムバイパス経路側を閉弁しかつラジエータ経路を開弁するサーモスタット弁と、上記ウォータジャケット流出口と上記ウォータポンプの吸込口とを連結する経路であって、その途中に車室空調用ヒータが介設されたヒータ経路と、エンジンオイル及び自動変速機オイルの少なくとも一方と上記冷却水との間で熱交換を行う熱交換器であって、上記ボトムバイパス経路の途中に介設された熱交換器と、を備える。

そして、上記ボトムバイパス経路における上記熱交換器の下流側を２つに分岐して、その分岐経路を、上記ヒータ経路におけるヒータの下流に接続、又は、上記ラジエータ経路側からボトムバイパス経路側への逆流を阻止するチェックバルブを介して上記ラジエータ経路におけるラジエータの下流に接続する。

この構成によると、ラジエータ経路は、上記エンジン本体のウォータジャケット流出口からラジエータ、サーモスタット弁を介して、ウォータジャケット流入口に設けられたウォータポンプに至る。また、上記ラジエータ経路に対して並列に設けられたボトムバイパス経路は、上記ウォータジャケット流出口からサーモスタット弁を介して上記ウォータポンプに至る。

上記サーモスタット弁は、エンジン冷間時には上記ボトムバイパス経路側を開弁しかつ、ラジエータ経路を閉弁する一方、エンジン温間時には上記ボトムバイパス経路側を閉弁しかつ、ラジエータ経路を開弁する。これにより、エンジン冷間時には、冷却水がウォータジャケット流出口からボトムバイパス経路を経由して上記ウォータポンプに流れる。その結果、上記冷却水はラジエータにおいて冷却されずエンジンの暖機を早めることができる。一方、エンジン温間時には、冷却水がウォータジャケット流出口からラジエータ経路を経由して上記ウォータポンプに流れ、上記冷却水はラジエータによって冷却される。

また、上記エンジン本体のウォータジャケット流出口と上記ウォータポンプとを連結しるヒータ経路に車室空調用（暖房用）ヒータが介設され、これによって、上記ラジエータ経路又はボトムバイパス経路とは別に、上記エンジン本体とヒータとの間で冷却水が循環する回路が形成される。

そして、上記ボトムバイパス経路には、エンジンオイル及び自動変速機オイルの少なくとも一方と冷却水との間で熱交換を行う熱交換器が介設されている。上述したように、エンジン冷間時には上記ボトムバイパス経路を冷却水が流れるため、オイルよりも早く昇温する冷却水とオイルとの間で熱交換が行われ、上記オイルは早期に昇温される。それによって、エンジン及び／又は自動変速機のフリクションが低減し、燃費が向上する。

また、上記ボトムバイパス経路において、熱交換器の下流側（熱交換器とサーモスタット弁との間）が分岐していて、その分岐経路は、上記ヒータ経路におけるヒータ下流に接続、又は、上記ラジエータ経路側からボトムバイパス経路側への逆流を阻止するチェックバルブを介して上記ラジエータ経路におけるラジエータ下流に接続される。

上記分岐経路をヒータ経路におけるヒータ下流に接続した場合は、温間時にサーモスタット弁によってボトムバイパス経路側が閉弁されたときでも、ボトムバイパス経路を冷却水が流れて、オイルと冷却水との間で熱交換が行われる。この場合、冷却水温度とオイル温度との高低に応じて、上記熱交換器はウォーマ又はクーラとして機能する。尚、分岐経路をヒータ経路の下流側に接続することによってヒータを流れる流量は低下するが、温間時には高いヒータ性能は要求されないため、そのことによる不都合は生じない。また、上記分岐経路をヒータ経路におけるヒータ下流に接続した場合は、冷間時においてもその分岐経路を介してヒータ下流に冷却水が流れることになるが、例えば分岐経路の径をボトムバイパス経路の径に比べて小径とすることによって、ヒータ経路への流量を抑えることが可能であり、それによって、所望のヒータ性能を確保することが可能になる。尚、分岐経路上にチェックバルブ等を介設して、バイパス経路からヒータ経路への流れを阻止してもよい。

これに対し、上記分岐経路をラジエータ経路におけるラジエータ下流に接続した場合は、温間時にサーモスタット弁によってボトムバイパス経路側が閉弁されたときでも、チェックバルブを介してラジエータ経路側に冷却水が流れる。これによって、熱交換器においてオイルと冷却水との間で熱交換が行われる。つまり、熱交換器はウォーマ又はクーラとして機能する。尚、温間時においてラジエータ経路側からボトムバイパス経路側への逆流はチェックバルブによって阻止される。一方、上記分岐経路をラジエータ経路におけるラジエータ下流に接続した場合は、冷間時にラジエータ経路側に冷却水が流れることはない。

こうして、ラジエータ、室内空調用ヒータ及び熱交換器を含む冷却装置において、その熱交換器をボトムバイパス経路に介設することによって、上記ヒータを流れる冷却水流量が低下することが防止され、特に冷間時において所望のヒータ性能を確保することができる。

また、上記ボトムバイパス経路における熱交換器の下流側を分岐して、その分岐経路を上記ヒータ経路又は上記ラジエータ経路に接続することによって、上記熱交換器をオイルのウォーマ・クーラとして機能させることができる。

また、上記冷却装置は、ボトムバイパス経路に熱交換器を介設すると共に、経路の分岐及び合流をするだけの構成であるため、熱交換器を含まない従来の冷却装置からの変更箇所が少なく、コストの増大を抑制することが可能である。

上記冷却装置は、上記エンジン本体に取り付けられて上記ウォータジャケット流出口と連通すると共に、上記ラジエータ経路用、ヒータ経路用、及びボトムバイパス経路用の３つの流出ポートを有するウォータアウトレット部材と、上記エンジン本体に設けられて上記ウォータポンプの吸込口と連通すると共に、上記ラジエータ経路用、ヒータ経路用、ボトムバイパス経路用の３つの流入ポートを有する、上記サーモスタット弁が内蔵されたサーモスタットハウジングと、をさらに備えるようにして、上記ラジエータ経路、ヒータ経路、及びボトムバイパス経路をそれぞれ、上記ラジエータ、ヒータ、及び熱交換器と、上記ウォータアウトレットの各ポート及びサーモスタットハウジングの各ポートとに接続される冷却水パイプによって形成し、上記分岐経路を、上記ボトムバイパス経路を形成するパイプと、上記ヒータ経路又はラジエータ経路を形成するパイプとに接続される冷却水パイプによって形成してもよい。

上記ラジエータ経路用、ヒータ経路用、及びボトムバイパス経路用の３つの流出ポートを有するウォータアウトレット部材は、熱交換器を有しない従来の冷却装置のウォータアウトレット部材と同じものとすることができ、同様に上記ラジエータ経路用、ヒータ経路用、ボトムバイパス経路用の３つの流入ポートを有するサーモスタットハウジングも、熱交換器を有しない冷却装置のサーモスタットハウジングと同じ構成とすることができる。つまり、上記ラジエータ経路、ヒータ経路、ボトムバイパス経路を形成する冷却水パイプの取り回しを、従来の冷却装置から変更するだけで、ヒータ性能及びオイル熱交換器のウォーマ・クーラ機能を確保した冷却装置が構成される。従って、コストの抑制が図られると共に、エンジン本体の共用化も実現する。

また、上記冷却装置は、上記ボトムバイパス経路に接続されて上記熱交換器をバイパスする経路であって、その途中に所定圧力で開弁する圧力リリーフ弁が介設された圧力リリーフ経路をさらに備えてもよい。

上述したように、熱交換器は流路抵抗が高く、ボトムバイパス経路に熱交換器を介設した構成では、特に冷間時において経路内の圧力の増大を招く。その結果、例えば配管の接続部分で抜け等が生じる虞がある。

そこで、上記熱交換器をバイパスする圧力リリーフ経路をさらに備え、その圧力リリーフ経路に圧力リリーフ弁を介設する。これにより、冷間時においては、経路内の圧力が低いときには、圧力リリーフ弁が閉じ、ボトムバイパス経路を流れる冷却水が全て熱交換器を通るため、熱交換効率が高まる。一方、経路内の圧力が高くなれば圧力リリーフ弁が開くことによって経路内の圧力が低下し、接続部分での配管抜け等が防止される。

以上説明したように、本発明の車両用エンジンの冷却装置は、ボトムバイパス経路に熱交換器を介設することによって、ヒータ経路に設けた車室空調用ヒータの性能の低下を防止することができる。また、上記熱交換器の下流側を分岐させて、その分岐経路をヒータ経路又はラジエータ経路に接続することによって、上記熱交換器をオイルウォーマ・クーラとして機能させることができる。しかも、ヒータ性能の確保と熱交換器のウォーマ・クーラ機能の確保とが、配管の取り回しを変更するだけで実現するため、コストの抑制及びエンジンの共用化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。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るエンジン１の概略構成を示している。このエンジン１は、図示は省略するが、その本体部の長手方向であるエンジン前後方向（図１の紙面左手前から右奥に向かう方向）に４つの気筒が前側（図１の手前側）から後側（図１の奥側）に向かって順番に並設された直列４気筒エンジンであり、クランク軸が車幅方向となるようにエンジンルーム内に横置きに配置される。上記エンジン１の後側には、自動変速機２が配設される。

同図において、１１はシリンダブロック、１２はシリンダブロック１１の上側に配設されるシリンダヘッド、１３はシリンダヘッド１２の上側に配設されるシリンダヘッドカバー、１４は上記エンジンの左側（エンジンの後側から前側を見たときの左側であって、図１の手前側）に配設されて上記各気筒（燃焼室）内に吸気を導入する吸気マニホールドであり、エンジン１の右側（エンジンの後側から前側を見たときの右側であって、図１の奥側）には、図示は省略するが排気系が設けられる。

上記シリンダブロック１１及びシリンダヘッド１２からなるエンジン本体１０の内部には、ウォータジャケット（図示省略）が形成されている。このウォータジャケットの流入口にはウォータポンプ１６の吐出口が接続される。ウォータポンプ１６は、上記シリンダブロック１１の左側面における上部前側位置に配設されていて、エンジン１の前側に配設されたクランクプーリ１５に対してＶベルト（図示省略）により駆動連結されている。こうして、上記ウォータポンプ１６はクランクシャフトによって駆動される。

また、上記シリンダブロック１１の左側面における上部前側位置には、上記ウォータポンプ１６の吸込口に連通するサーモスタットハウジング４が設けられている。このサーモスタットハウジングは３つの流入ポート４１，４２，４３を有していると共に、そのハウジング内にはサーモスタット弁が内蔵されている。

より詳細に、上記サーモスタットハウジング４は、図１，２に示すように、上記シリンダブロック１１の左側面に凹設されて上記ウォータポンプ１６の吸込口に連通する凹部４６と、取付フランジ４４を有するサーモスタット弁４５とからなり、上記凹部４６の開口に取付フランジ４４が取り付けられることによって、サーモスタット弁４５が凹部４６内に内蔵されて構成される。上記サーモスタットハウジング４は、その上面側に開口したバイパス流入ポート４１を有していると共に、上記取付フランジ４４から外方に突出するヒータ流入ポート４２と、ラジエータ流入ポート４３との２つのポートを有していて、合計３つの流入ポートを有している。

上記サーモスタット弁４５は、例えばワックス型であって、冷却水温度が低いときにはワックスが収縮してスプリングの付勢力により、弁体がスプリングの軸方向に移動して上記ラジエータ流入ポート４３を閉じると共に上記バイパス流入ポート４１を開く。一方、冷却水温度が所定温度以上になると、ワックスの膨張によって弁体がスプリングの軸方向に移動して上記ラジエータ流入ポート４３を開くと共に、上記バイパス流入ポート４１を閉じる。こうして上記サーモスタット弁４５は、冷却水温度に応じて上記バイパス流入ポート４１とラジエータ流入ポート４３とを択一的に開弁して、バイパス流入ポート４１又はラジエータ流入ポート４３をウォータポンプ１６に連通させる。尚、ヒータ流入ポート４２には開閉弁がなく、常にウォータポンプ１６に連通した状態となっている。

上記シリンダヘッド１２の後側面には、図１，３に示すように、ウォータアウトレット部材５が取り付けられている。このウォータアウトレット部材５は、図４に示すように、上記シリンダヘッド１２に取り付けられるフランジ５１とこのフランジ５１から外方に突出する本体部５２とからなる。上記本体部５２には、上記ウォータジャケットの流出口１７に連通し、エンジン後方に延びる共通流路５３が形成されており、この共通流路５３の先端部には、エンジン右側（車両の後側）に延びて開口するヒータ流出ポート５４と、エンジン左側（車両の前側）に延びて開口するラジエータ流出ポート５５とが設けられている。また、上記共通流路５３の流れ方向中間部には、その共通流路５３の下部に連通すると共に、車両の前側に延びて開口するバイパス流出ポート５６が設けられており、上記ウォータアウトレット部材５は、合計３つの流出ポートを有している。尚、ヒータ流出ポート５４は、ラジエータ流出ポート５５に比べて小径とされている。

上記エンジン本体１０と自動変速機２との境界近傍における、上記シリンダブロック１１の左側面の下部位置には、図１に示すように、略円筒形状を有するＡＴＦウォーマ・クーラ６が配設されている。このＡＴＦウォーマ・クーラ６は、冷却水と自動変速機オイル（ＡＴＦ）との間で熱交換を行うものであり、その前端面にはオイル流入ポート６１とオイル流出ポート６２との２つオイルポートが形成されている。このオイル流入ポート６１には、上記自動変速機２の側部に接続されると共に、この自動変速機２からＡＴＦウォーマ・クーラ６に向かってオイルが流れるオイルパイプ６３が接続され、上記オイル流出ポート６２には、上記自動変速機２の側部に接続されると共に、ＡＴＦウォーマ・クーラ６から自動変速機２に向かってオイルが流れるオイルリターンパイプ６４が接続されている。

また、上記ＡＴＦウォーマ・クーラ６の周側面には、冷却水流入ポート６５と冷却水流出ポート６６との２つの冷却水ポートが形成されており、詳しくは後述するが、上記冷却水流入ポート６５には、上記ＡＴＦウォーマ・クーラ６に冷却水を流入させるバイパスパイプ８１が、上記冷却水流出ポート６６には、上記ＡＴＦウォーマ・クーラ６から冷却水を流出させるバイパスリターンパイプ８２が、それぞれ接続される。

次に、上記冷却装置の配管構成について、図１，３，５を参照しながら説明する。

上記ウォータアウトレット部材５のヒータ流出ポート５４には、ヒータパイプ３１の一端が接続されている。このヒータパイプ３１は車両の後側に延びていて、図１では図示を省略する車室空調用ヒータ３３に、その他端が接続される。また、この車室空調用ヒータ３３には、ヒータリターンパイプ３２の一端が接続されており、このヒータリターンパイプ３２は、上記ヒータパイプ３１に沿って配設されて、上記ウォータアウトレット部材５の下側を通り、図１に示すように、エンジン１の左側面まで延びている。尚、図１では、ヒータリターンパイプ３２の一部の図示を省略している。このヒータリターンパイプ３２の他端は、上記サーモスタットハウジング４のヒータ流入ポート４２に接続される。

上記ウォータアウトレット部材５のラジエータ流出ポート５５には、ラジエータパイプ７１の一端が接続されていて、このラジエータパイプ７１の他端は、図１では図示を省略するが、車両の前端位置に配設されたラジエータ７３に接続されている。このラジエータ７３にはラジエータリターンパイプ７２の一端が接続されていて、その他端は、上記サーモスタットハウジング４のラジエータ流入ポート４３に接続されている。

上記ウォータアウトレット部材５のバイパス流出ポート５６には、バイパスパイプ８１の一端が接続されており、このバイパスパイプ８１の他端は上記ＡＴＦウォーマ・クーラ６の冷却水流入ポート６５に接続されている。また、このＡＴＦウォーマ・クーラ６の冷却水流出ポート６６には、バイパスリターンパイプ８２の一端が接続されていて、このバイパスリターンパイプ８２の他端は、上記サーモスタットハウジング４のバイパス流入ポート４１に接続されている。上記バイパスリターンパイプ８２には、その途中に分岐管８３が介設されていて、その分岐管８３に接続された分岐バイパスリターンパイプ８４は、上記ヒータリターンパイプ３２に介設された合流管３４に接続されている。これによって、分岐バイパスリターンパイプ８４は上記サーモスタットハウジング４のヒータ流入ポート４２に接続されることになる。尚、この分岐バイパスリターンパイプ８４は、上記バイパスリターンパイプ８２と比較して小径となっている。

こうして、上記ヒータパイプ３１、ヒータ３３、及びヒータリターンパイプ３２によって、ウォータジャケット流出口１７と上記ウォータポンプ１６の吸込口とを連結するヒータ経路３が形成され、上記ラジエータパイプ７１、ラジエータ７３、及びラジエータリターンパイプ７２によって、ウォータジャケット流出口１７と上記ウォータポンプ１６の吸込口とを連結するラジエータ経路７が形成される。

また、上記バイパスパイプ８１、ＡＴＦウォーマ・クーラ６、及びバイパスリターンパイプ８２によって、上記ラジエータをバイパスするボトムバイパス経路８が形成され、このボトムバイパス経路８におけるＡＴＦウォーマ・クーラ６の下流側が分岐して、その分岐経路（分岐バイパスリターンパイプ８４）が上記ヒータ経路３のヒータ３３よりも下流側に接続されることになる。

この冷却装置では、上記ウォータポンプ１６の吸込口と、上記ラジエータ経路７の下流端及びボトムバイパス経路８の下流端との間には、サーモスタット弁４５が介設されているため、上述したように、エンジン冷間時には上記ボトムバイパス経路８が開弁されかつラジエータ経路７が閉弁される。これによって冷却水は、ウォータジャケット、ウォータアウトレット部材５、バイパスパイプ８１、ＡＴＦウォーマ・クーラ６、バイパスリターンパイプ８２、サーモスタットハウジング４、及びウォータポンプ１６の順に流れて循環する。こうして、ＡＴＦウォーマ・クーラ６において、比較的早期に昇温する冷却水とＡＴＦとの間で熱交換が行われて、ＡＴＦが早期に昇温する。また、冷却水は、ウォータジャケット、ウォータアウトレット部材５、ヒータパイプ３１、ヒータ３３、ヒータリターンパイプ３２、サーモスタットハウジング４、及びウォータポンプ１６の順に流れて循環し、ヒータ３３において熱交換が行われる。このとき、上記分岐バイパスリターンパイプ８４が、上記ヒータリターンパイプ３２に接続されていることで、ボトムバイパス経路８からヒータ経路３への冷却水の流れが生じるが、上記分岐バイパスリターンパイプ８４は、バイパスリターンパイプ８２に比べて小径であるため、分岐バイパスリターンパイプ８４を介してボトムバイパス経路８からヒータ経路３へ流れる冷却水の流量は僅かとなる。その結果、上記ヒータ経路３の冷却水流量が低下することなく、所望のヒータ３３性能が確保される。

一方、エンジン温間時には上記ボトムバイパス経路８が閉弁されかつラジエータ経路７が開弁される。これによって冷却水は、ウォータジャケット、ウォータアウトレット部材５、ラジエータパイプ７１、ラジエータ７３、ラジエータリターンパイプ７２、サーモスタットハウジング４、及びウォータポンプ１６の順に流れて循環する。こうして、冷却水はラジエータ７３によって冷却される。また、分岐バイパスリターンパイプ８４が、上記ヒータリターンパイプ３２に接続されていることで、エンジン温間時でも、ボトムバイパス経路８に冷却水が流れる。これによって、ＡＴＦウォーマ・クーラ６において冷却水とＡＴＦとの間で熱交換が行われ、このＡＴＦウォーマ・クーラ６は、冷却水温度がＡＴＦ温度よりも高いときにはＡＴＦウォーマとして、冷却水温度がＡＴＦ温度よりも低いときにはＡＴＦクーラとして機能する。さらに、上述したように、エンジン温間時にも、ボトムバイパス経路８からヒータ経路３に冷却水が流れるが、温間時には高いヒータ３３性能が要求されないため、そのことによる不都合は生じない。

こうして、所望のヒータ性能を確保しつつ、ＡＴＦウォーマ・クーラ６としての機能を確保することができる。

また、上記ウォータアウトレット部材５及びサーモスタットハウジング４はそれぞれ３ポートを有しており、これは、従来のウォータアウトレット部材５及びサーモスタットハウジング４から設計変更されていない。つまり、上記冷却装置は、ウォータアウトレット部材５及びサーモスタットハウジング４を従来のものと同じとしながら、ボトムバイパス経路８にＡＴＦウォーマ・クーラ６を介設しかつ、バイパスリターンパイプ８２から分岐してヒータリターンパイプ３２に合流する分岐バイパスリターンパイプ８４を追加するだけで実現する。その結果、コストの抑制と、エンジン１の共用化とを図ることができる。

（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２に係る冷却装置の配管構成を示す。この冷却装置は、実施の形態１の冷却装置と比較して、ボトムバイパス経路８にＡＴＦウォーマ・クーラ６を介設する点、その下流側を分岐させる点は同じであるが、その分岐バイパスリターンパイプ８４をチェックバルブ９１を介してラジエータ経路７におけるラジエータ７３の下流に接続している点が、上記実施の形態１の冷却装置と異なる。

尚、実施の形態２に係る冷却装置において、実施の形態１の冷却装置と同じ構成については、同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。

上記チェックバルブ９１は、ボトムバイパス経路８からラジエータ経路７に向かう流れを許容し、その逆方向の流れを阻止するものである。

また、上記の冷却装置では、上記バイパスパイプ８１の途中で分岐して、上記バイパスリターンパイプ８２に合流する圧力リリーフパイプ９２がさらに設けられていて、その圧力リリーフパイプ９２には、所定圧力で開弁する圧力リリーフ弁９３が介設されている。この圧力リリーフパイプ９２及び圧力リリーフ弁９３によって圧力リリーフ経路９が形成される。

この冷却装置でも、エンジン冷間時には、サーモスタット弁４５によって上記ボトムバイパス経路８が開弁されかつラジエータ経路７が閉弁されるため、冷却水はボトムバイパス経路８を流れて、ＡＴＦウォーマ・クーラ６においてＡＴＦが昇温される。ＡＴＦウォーマ・クーラ６を通過した冷却水は、サーモスタットハウジング４に流れる。

また、上記冷却水はヒータ経路３を通って、ヒータ３３において熱交換が行われるが、このヒータ経路３の冷却水流量が低下することがなく、所望のヒータ性能が確保される。

一方、エンジン温間時には、サーモスタット弁４５によって上記ボトムバイパス経路８が閉弁されかつラジエータ経路７が開弁されるため、冷却水はラジエータ経路７を流れ、それによって、その冷却水はラジエータ７３において冷却される。このとき、ラジエータ経路７におけるラジエータ７３の下流側には、分岐バイパスリターンパイプ８４が接続されているが、その接続部分にチェックバルブ９１が介設されているため、ラジエータ経路７からボトムバイパス経路８への冷却水の流れは阻止される。一方、サーモスタット弁４５によって閉弁されているものの、分岐バイパスリターンパイプ８４がラジエータ経路７に接続されていることによって、上記ボトムバイパス経路８には冷却水が流れ、それによって、上記ＡＴＦウォーマ・クーラ６を、ＡＴＦウォーマ又はＡＴＦクーラとして機能させることができる。

こうして、所望のヒータ性能を確保しつつ、ＡＴＦウォーマ・クーラ６の機能を確保することができる。しかも、この冷却装置も、ウォータアウトレット部材５及びサーモスタットハウジング４は従来のものと同じでありながら、バイパスリターンパイプ８２から分岐して、ラジエータリターンパイプ７２に合流する分岐バイパスリターンパイプ８４及び比較的安価なチェックバルブ９１を設けるだけで実現する。その結果、コストの抑制と、エンジンの共用化とを図ることができる。

また、上記冷却装置では、ボトムバイパス経路８をバイパスする圧力リリーフ経路９を設けていることにより、配管の抜けを防止することができる。つまり、ＡＴＦウォーマ・クーラ６の流路抵抗は比較的大きいため、エンジン冷間時であって、冷却水がボトムバイパス経路８を流れるときは、その冷却水の循環が抑制される。冷却水の循環が抑制されることによって、パイプ内の圧力の上昇によって配管の抜けが生じる虞がある。そこで、上記圧力リリーフ経路９に圧力リリーフ弁９３を介設することによって、パイプ内の圧力が低いときには、上記圧力リリーフ弁９３を閉弁することによって、冷却水がＡＴＦウォーマ・クーラ６側に流れて熱交換効率が高まる一方、パイプ内の圧力が高くなれば、上記圧力リリーフ弁９３が開弁して圧力を低下させ、それによって、配管の抜け等を防止することができる。

尚、実施の形態１に係る冷却装置においても、ボトムバイパス経路８をバイパスする圧力リリーフ経路９を設けて、その経路上に圧力リリーフ弁９３を介設させることができる。

また、ＡＴＦウォーマ・クーラ６に代えて、エンジンオイルの熱交換器をボトムバイパス経路８に介設してもよい。また、ＡＴＦウォーマ・クーラ６とエンジンオイルの熱交換器とを、ボトムバイパス経路８に直列に介設することも可能である。

実施の形態１に係るエンジンの斜視図である。 サーモスタット弁４５ハウジングの断面図である。 ウォータジャケットの流出側の部分を拡大して示すエンジンの斜視図である。 ウォータアウトレット部材の断面図である。 実施の形態１に係る冷却装置の配管図である。 実施の形態２に係る冷却装置の配管図である。

符号の説明

１ エンジン
１０ エンジン本体
１１ シリンダブロック
１２ シリンダヘッド
１６ ウォータポンプ
３ ヒータ経路
３１ ヒータパイプ
３２ ヒータリターンパイプ
３３ 車室空調用ヒータ
４ サーモスタットハウジング
４１ バイパス流入ポート
４２ ヒータ流入ポート
４３ ラジエータ流入ポート
４５ サーモスタット弁
５ ウォータアウトレット部材
５４ ヒータ流出ポート
５５ ラジエータ流出ポート
５６ バイパス流出ポート
６ ＡＴＦウォーマ・クーラ（熱交換器）
７ ラジエータ経路
７１ ラジエータパイプ
７２ ラジエータリターンパイプ
７３ ラジエータ
８ ボトムバイパス経路
８１ バイパスパイプ
８２ バイパスリターンパイプ
８４ 分岐バイパスリターンパイプ（分岐経路）
９ 圧力リリーフ経路
９１ チェックバルブ
９２ 圧力リリーフパイプ
９３ 圧力リリーフ弁

Claims (3)

1. エンジン本体内に形成されたウォータジャケットに冷却水を通すことによって該エンジン本体の冷却を行う車両用エンジンの冷却装置であって、
   上記ウォータジャケット流入口に設けられたウォータポンプと、
   上記ウォータジャケット流出口と上記ウォータポンプの吸込口とを連結する経路であって、その途中にラジエータが介設されたラジエータ経路と、
   上記ウォータジャケット流出口と上記ウォータポンプの吸込口とを連結して、上記ラジエータをバイパスするボトムバイパス経路と、
   上記ウォータポンプの吸込口、上記ラジエータ経路の下流端、及びボトムバイパス経路の下流端の間に介設される弁であって、エンジン冷間時には上記ボトムバイパス経路側を開弁しかつラジエータ経路を閉弁する一方、エンジン温間時には上記ボトムバイパス経路側を閉弁しかつラジエータ経路を開弁するサーモスタット弁と、
   上記ウォータジャケット流出口と上記ウォータポンプの吸込口とを連結する経路であって、その途中に車室空調用ヒータが介設されたヒータ経路と、
   エンジンオイル及び自動変速機オイルの少なくとも一方と上記冷却水との間で熱交換を行う熱交換器であって、上記ボトムバイパス経路の途中に介設された熱交換器と、を備え、
   上記ボトムバイパス経路における上記熱交換器の下流側は２つに分岐しており、その分岐経路は、上記ヒータ経路におけるヒータの下流に接続、又は、上記ラジエータ経路側からボトムバイパス経路側への逆流を阻止するチェックバルブを介して上記ラジエータ経路におけるラジエータの下流に接続されている冷却装置。
2. 請求項１に記載の冷却装置において、
   上記エンジン本体に取り付けられて上記ウォータジャケット流出口と連通すると共に、上記ラジエータ経路用、ヒータ経路用、及びボトムバイパス経路用の３つの流出ポートを有するウォータアウトレット部材と、
   上記エンジン本体に設けられて上記ウォータポンプの吸込口と連通すると共に、上記ラジエータ経路用、ヒータ経路用、ボトムバイパス経路用の３つの流入ポートを有する、上記サーモスタット弁が内蔵されたサーモスタットハウジングと、をさらに備え、
   上記ラジエータ経路、ヒータ経路、及びボトムバイパス経路はそれぞれ、上記ラジエータ、ヒータ、及び熱交換器と、上記ウォータアウトレットの各ポート及びサーモスタットハウジングの各ポートとに接続される冷却水パイプによって形成され、
   上記分岐経路は、上記ボトムバイパス経路を形成するパイプと、上記ヒータ経路又はラジエータ経路を形成するパイプとに接続される冷却水パイプによって形成されている冷却装置。
3. 請求項１に記載の冷却装置において、
   上記ボトムバイパス経路に接続されて上記熱交換器をバイパスする経路であって、その途中に所定圧力で開弁する圧力リリーフ弁が介設された圧力リリーフ経路をさらに備えている冷却装置。
   

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