JP2018084159A - 冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シリンダヘッドに供給される冷却水の温度を、シリンダブロックに供給される冷却水の温度よりも低くし、これによりエンジンの動作効率を向上させることのできる冷却装置を提供する。
【解決手段】シリンダブロック２２０には、第１ラジエータ３１及び第２ラジエータ３２のうち第１ラジエータ３１のみを通過した冷却水が供給され、シリンダヘッド２１０には、第１ラジエータ３１及び第２ラジエータ３２の両方を通過した冷却水が供給されるように、冷却装置１０の循環流路１００が構成されている。
【選択図】図１

Description

本開示は、エンジンを冷却するための冷却装置に関する。

車両には、駆動中のエンジンを冷却するための冷却装置が搭載される。冷却装置は、ラジエータとエンジンとの間で冷却水を循環させることによってエンジンを冷却するものである。エンジンには、循環する冷却水を通すための流路が形成されている。

近年では、エンジンに形成される上記流路が、シリンダブロックを冷却するための流路と、シリンダヘッドを冷却するための流路とに分かれている構成とした上で、それぞれの流路における冷却水の流量を個別に調整することも行われている。

例えば下記特許文献１に記載の冷却装置では、エンジンの冷間時においてはシリンダヘッドにのみ冷却水が流れるよう流路を切り換えることにより、エンジンの暖機を早期に完了させることが可能となっている。暖機が完了した後は、シリンダブロックを冷却するための流路と、シリンダヘッドを冷却するための流路とのそれぞれに、ラジエータを通過した後の冷却水が供給されるようになる。

特開２０１４−１８１６５４号公報

近年の研究によれば、シリンダヘッドに供給される冷却水の温度を、シリンダブロックに供給される冷却水の温度よりも低くした方が、エンジンの動作効率が向上することが知られている。これは、燃焼室のあるシリンダヘッドの温度上昇を抑えることによって、所謂ノッキングが防止される一方で、クランクシャフト等のあるシリンダブロックをある程度高温に維持することによって、動作部分の摩擦抵抗（フリクションロス）が低減されるためと考えられる。

しかしながら、上記特許文献１に記載の冷却装置では、ラジエータを通過した冷却水の通る流路がエンジンへの入口部分において分岐しており、冷却水の一部がシリンダブロックの流路に供給され、冷却水の残部がシリンダヘッドの流路に供給される構成となっている。このため、シリンダブロックとシリンダヘッドのそれぞれの入口部分には、同じ温度の冷却水が供給されることとなる。

つまり、上記特許文献１に記載の冷却装置では、シリンダブロックとシリンダヘッドのそれぞれに供給される冷却水の流量を個別に調整することはできるのであるが、それぞれに供給される冷却水の温度を異ならせることはできない。このため、特にエンジンの暖気が完了した後の走行時等において、シリンダヘッドに供給される冷却水の温度を、シリンダブロックに供給される冷却水の温度よりも低くし、エンジンの動作効率を向上させることはできなかった。

本開示は、シリンダヘッドに供給される冷却水の温度を、シリンダブロックに供給される冷却水の温度よりも低くし、これによりエンジンの動作効率を向上させることのできる冷却装置を提供することを目的とする。

本開示に係る冷却装置は、エンジン（２００）を冷却するための冷却装置（１０）であって、エンジンに供給される冷却水が循環する流路である循環流路（１００）と、循環流路に設けられ、空気との熱交換によって冷却水の温度を低下させる第１ラジエータ（３１）と、循環流路のうち第１ラジエータよりも下流側となる位置に設けられ、空気との熱交換によって冷却水の温度を低下させる第２ラジエータ（３２）と、を備える。エンジンのシリンダブロック（２２０）には、第１ラジエータ及び第２ラジエータのうち第１ラジエータのみを通過した冷却水が供給され、エンジンのシリンダヘッド（２１０）には、第１ラジエータ及び第２ラジエータの両方を通過した冷却水が供給されるように、循環流路が構成されている。

このような構成の冷却装置では、第１ラジエータを通り低温となった冷却水がシリンダブロックに供給され、第１ラジエータ及び第２ラジエータの両方を通り更に低温となった冷却水がシリンダヘッドに供給される。このため、シリンダヘッドに供給される冷却水の温度を、シリンダブロックに供給される冷却水の温度よりも確実に低くすることができる。その結果、エンジンの動作効率を向上させることができる。

本開示によれば、シリンダヘッドに供給される冷却水の温度を、シリンダブロックに供給される冷却水の温度よりも低くし、これによりエンジンの動作効率を向上させることのできる冷却装置が提供される。

図１は、第１実施形態に係る冷却装置の構成を模式的に示す図である。 図２は、第２実施形態に係る冷却装置の構成を模式的に示す図である。 図３は、第３実施形態に係る冷却装置の構成を模式的に示す図である。 図４は、第４実施形態に係る冷却装置の構成を模式的に示す図である。 図５は、第５実施形態に係る冷却装置の熱交換器の構成を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

図１を参照しながら第１実施形態について説明する。第１実施形態に係る冷却装置１０は、車両（全体は不図示）のエンジン２００を冷却して適温に保つための装置として構成されている。冷却装置１０は、循環流路１００と、循環ポンプ２０と、第１ラジエータ３１と、第２ラジエータ３２と、を備えている。

循環流路１００は、エンジン２００を冷却するための冷却水が循環する流路である。循環流路１００は複数の配管（配管１０１等）によって構成されている。本実施形態では、当該配管としてステンレスからなる金属配管が用いられている。循環流路１００を構成する配管としては、アルミニウムや銅のような他の金属からなる配管が用いられてもよく、ゴム等の樹脂からなる配管が用いられてもよい。図１には、循環流路１００の各部において冷却水の流れる方向が、複数の矢印によって示されている。循環流路１００の具体的な構成については後に説明する。

エンジン２００は循環流路１００の途中に設けられている。循環流路１００を循環する冷却水は、エンジン２００の内部に形成された流路（不図示）を通る際にエンジン２００の熱を奪い、エンジン２００を冷却する。その際、冷却水はその温度を上昇させる。エンジン２００から排出された高温の冷却水は、後述の第１ラジエータ３１や第２ラジエータ３２を通る際に、空気との熱交換によってその温度を低下させる。

本実施形態では、循環流路１００を循環する冷却水として、水にエチレングリコールを混合させてなる不凍液が用いられている。冷却水としては、水又は他の流体が用いられることとしてもよい。

エンジン２００は、シリンダヘッド２１０とシリンダブロック２２０とによって構成されている。シリンダヘッド２１０は、その内部に燃焼室（不図示）が形成された部分である。シリンダブロック２２０は、その内部にクランクシャフト（不図示）を収容する部分である。図１においては、シリンダヘッド２１０とシリンダブロック２２０とが互いに離間しているように描かれているのであるが、実際には、両者は互いに隣接した状態で、ボルトによって締結固定されている。

エンジン２００には、ウォータージャケットと称される冷却水の流路が形成されている。本実施形態では、当該流路として、シリンダヘッド２１０を冷却水が通る流路と、シリンダブロック２２０を冷却水が通る流路と、が個別に形成されている。それぞれの流路は互いに連通しておらず、独立した流路となっている。

循環ポンプ２０は、循環流路１００において冷却水を送り出して循環させるためのポンプである。循環ポンプ２０は、エンジン２００の駆動力によって駆動されるメカポンプとして構成されている。このような態様に替えて、循環ポンプ２０を駆動するための専用の回転電機が設けられているような態様であってもよい。

第１ラジエータ３１及び第２ラジエータ３２は、空気との熱交換によって冷却水の温度を低下させるために、循環流路１００の途中となる位置に設けられた熱交換器である。既に述べたように、冷却水は、第１ラジエータ３１や第２ラジエータ３２を通る際においてその温度を低下させる。第２ラジエータ３２は、循環流路１００のうち第１ラジエータ３１よりも下流側となる位置に設けられている。このため、第１ラジエータ３１を通る際においてその温度を低下させた冷却水は、第２ラジエータ３２を通る際において更にその温度を低下させる。換言すれば、第２ラジエータ３２から排出される冷却水の温度は、第１ラジエータ３１から排出される冷却水の温度よりも低くなっている。

第１ラジエータ３１及び第２ラジエータ３２は、車両のエンジンルームのうち前方側部分に配置されている。第１ラジエータ３１及び第２ラジエータ３２には、車両のフロントグリルからエンジンルーム内に導入された空気が供給され、当該空気が第１ラジエータ３１等における熱交換に供される。尚、第１ラジエータ３１及び第２ラジエータ３２は、車両において上記とは異なる位置に配置されていてもよい。

循環流路１００の具体的な構成について説明する。シリンダヘッド２１０に形成された流路の出口部分と、循環ポンプ２０が有する冷却水の吸入口との間は、配管１０１によって接続されている。また、シリンダブロック２２０に形成された流路の出口部分と、配管１０１の途中となる位置との間は、配管１０２によって接続されている。このため、シリンダヘッド２１０を通った冷却水と、シリンダブロック２２０を通った冷却水とは、互いに合流した後に循環ポンプ２０によって引き込まれる。

循環ポンプ２０が有する冷却水の吐出口と、第１ラジエータ３１との間は、配管１０３によって接続されている。循環ポンプ２０から送り出された冷却水は、配管１０３を通って第１ラジエータ３１に供給される。図１では、配管１０３を通る冷却水の温度が温度ＴＷ１として示されている。

第１ラジエータ３１と第２ラジエータ３２との間は、配管１０４によって接続されている。また、配管１０４の途中となる位置と、シリンダブロック２２０に形成された流路の入口部分との間は、配管１０６によって接続されている。このため、第１ラジエータ３１から排出された冷却水は、その一部が配管１０４を通って第２ラジエータ３２に供給され、その残部が配管１０４から配管１０６を通ってシリンダブロック２２０に供給される。シリンダブロック２２０に供給された冷却水は、シリンダブロック２２０の冷却に供された後、配管１０２を通って再び循環ポンプ２０に向かうこととなる。図１では、配管１０４及び配管１０６を通る冷却水の温度が温度ＴＷ２として示されている。温度ＴＷ２は、配管１０３を通る冷却水の温度ＴＷ１よりも低い。

第２ラジエータ３２と、シリンダヘッド２１０に形成された流路の入口部分との間は、配管１０５によって接続されている。第２ラジエータ３２から排出された冷却水は、配管１０５を通ってシリンダヘッド２１０に供給される。当該冷却水は、シリンダヘッド２１０の冷却に供された後、配管１０１を通って再び循環ポンプ２０に向かうこととなる。図１では、配管１０５を通る冷却水の温度が温度ＴＷ３として示されている。温度ＴＷ３は、配管１０４を通る冷却水の温度ＴＷ２よりも低い。

以上のように、本実施形態では、第１ラジエータ３１及び第２ラジエータ３２のうち第１ラジエータ３１のみを通過して低温となった冷却水がシリンダブロック２２０に供給され、第１ラジエータ３１及び第２ラジエータ３２の両方を通過して更に低温となった冷却水がシリンダヘッド２１０に供給されるよう、循環流路１００が構成されている。このため、シリンダヘッド２１０の入口部分における冷却水の温度（ＴＷ３）は、シリンダブロック２２０の入口部分における冷却水の温度（ＴＷ２）よりも低くなっている。

燃焼室のあるシリンダヘッド２１０は、２つのラジエータを通過した低温の冷却水によって効率よく冷却され、その温度上昇が抑えられる。このため、エンジン２００におけるノッキングが防止される。また、クランクシャフト等の機構部分を収容するシリンダブロック２２０は、１つのラジエータのみを通過した冷却水によって冷却されることで、その温度はある程度高温に維持される。このため、クランクシャフト等の摩擦抵抗（フリクションロス）が低減される。その結果、本実施形態に係る冷却装置１０によれば、エンジン２００の動作効率を高めることができる。

尚、シリンダヘッド２１０の入口部分における冷却水の温度ＴＷ３と、シリンダブロック２２０の入口部分における冷却水の温度ＴＷ２とがそれぞれ適温になるように、第１ラジエータ３１及び第２ラジエータ３２のそれぞれの冷却性能（例えばコア部のサイズ等）が調整されることが好ましい。例えば、車両の走行中における温度ＴＷ３が６０℃となり、温度ＴＷ２が８０℃となるように第１ラジエータ３１等を構成すれば、エンジン２００の動作効率を十分に高めることができる。

図２を参照しながら第２実施形態について説明する。以下では、主に第１実施形態と異なる点について説明し、第１実施形態と共通する点については適宜説明を省略する。

本実施形態における循環流路１００には、第１バイパス流路１１１と、第２バイパス流路１１２とが設けられている。第１バイパス流路１１１は、第１ラジエータ３１を迂回する経路でシリンダブロック２２０に冷却水を供給するための流路（配管）として構成されている。第２バイパス流路１１２は、第１ラジエータ３１及び第２ラジエータ３２の両方を迂回する経路でシリンダヘッド２１０に冷却水を供給するための流路（配管）として構成されている。

第１バイパス流路１１１の一端は、配管１０３の途中に接続されている。第１バイパス流路１１１の他端は、第１サーモスタット４１を介して配管１０６の途中に接続されている。第１サーモスタット４１が設けられている箇所は、第１ラジエータ３１を通過してシリンダブロック２２０に向かう冷却水と、第１バイパス流路１１１を通過した冷却水とが合流する箇所となっている。

第１サーモスタット４１は、シリンダブロック２２０に供給される冷却水の温度を調整するための三方弁である。第１サーモスタット４１は、第１流入口４１ａと、第２流入口４１ｂと、流出口４１ｃとを有している。第１流入口４１ａは、第１バイパス流路１１１から流入する冷却水を受け入れる部分である。第２流入口４１ｂは、配管１０６のうち配管１０４側の部分から流入する冷却水を受け入れる部分である。流出口４１ｃは、第１流入口４１ａと及び第２流入口４１ｂのそれぞれから流入した冷却水を、混合して排出する部分である。流出口４１ｃから排出された冷却水は、配管１０６のうちシリンダブロック２２０側の部分を通り、シリンダブロック２２０へと供給される。

第１サーモスタット４１は、第１流入口４１ａと及び第２流入口４１ｂのそれぞれから流入した冷却水の混合比を調整し、これにより流出口４１ｃから排出される（混合後の）冷却水の温度を所定の設定温度ＴＳ１に一致させる機能を有している。

例えば、流出口４１ｃから排出される冷却水の温度が設定温度ＴＳ１よりも低くなっているときには、第１サーモスタット４１は、第２流入口４１ｂからの低温の冷却水の流入を遮断し、第１流入口４１ａからの高温の冷却水のみを受け入れるように、その開度を調整する。流出口４１ｃから排出される冷却水の温度が設定温度ＴＳ１よりも高くなると、第１サーモスタット４１は、第１流入口４１ａから流入する高温の冷却水の流量を低減し、代わりに第２流入口４１ｂから流入する低温の冷却水の流量を増加させるよう、その開度を調整する。流出口４１ｃから排出される冷却水の温度が更に高くなると、第１サーモスタット４１は、最終的には第１流入口４１ａからの高温の冷却水の流入を遮断し、第２流入口４１ｂからの低温の冷却水のみを受け入れるように、その開度を調整する。

第１サーモスタット４１は、内部に封入されたワックスの熱膨張を利用して、上記のような開度の調整が自動的に行われるように構成されている。尚、このような第１サーモスタット４１の構成としては公知のものを採用し得るので、ここではその具体的な説明や図示を省略する。第１サーモスタット４１は、流出口４１ｃから排出される冷却水の温度をサーミスタ等によって検知し、検知された温度に基づいた開度の調整を電気的に行うような電磁弁として構成されていてもよい。

第２バイパス流路１１２の一端は、配管１０３の途中に接続されている。第２バイパス流路１１２の他端は、第２サーモスタット４２を介して配管１０５の途中に接続されている。第２サーモスタット４２が設けられている箇所は、第１ラジエータ３１及び第２ラジエータ３２を通過してシリンダヘッド２１０に向かう冷却水と、第２バイパス流路１１２を通過した冷却水とが合流する箇所となっている。

第２サーモスタット４２は、シリンダヘッド２１０に供給される冷却水の温度を調整するための三方弁である。第２サーモスタット４２は、第１流入口４２ａと、第２流入口４２ｂと、流出口４２ｃとを有している。第１流入口４２ａは、第２バイパス流路１１２から流入する冷却水を受け入れる部分である。第２流入口４２ｂは、配管１０５のうち第２ラジエータ３２側の部分から流入する冷却水を受け入れる部分である。流出口４２ｃは、第１流入口４２ａと及び第２流入口４２ｂのそれぞれから流入した冷却水を、混合して排出する部分である。流出口４２ｃから排出された冷却水は、配管１０５のうちシリンダヘッド２１０側の部分を通り、シリンダヘッド２１０へと供給される。

第２サーモスタット４２は、第１流入口４２ａと及び第２流入口４２ｂのそれぞれから流入した冷却水の混合比を調整し、これにより流出口４２ｃから排出される（混合後の）冷却水の温度を所定の設定温度ＴＳ２に一致させる機能を有している。この設定温度ＴＳ２は、第１サーモスタット４１についての設定温度ＴＳ１よりも低い温度として設定されている。つまり、本実施形態では、第２サーモスタット４２を通過してシリンダヘッド２１０に供給される冷却水の温度が、第１サーモスタット４１を通過してシリンダブロック２２０に供給される冷却水の温度よりも低くなるように、設定温度ＴＳ１及び設定温度ＴＳ２がそれぞれ設定されている。

例えば、流出口４２ｃから排出される冷却水の温度が設定温度ＴＳ２よりも低くなっているときには、第２サーモスタット４２は、第２流入口４２ｂからの低温の冷却水の流入を遮断し、第１流入口４２ａからの高温の冷却水のみを受け入れるように、その開度を調整する。流出口４２ｃから排出される冷却水の温度が設定温度ＴＳ２よりも高くなると、第２サーモスタット４２は、第１流入口４２ａから流入する高温の冷却水の流量を低減し、代わりに第２流入口４２ｂから流入する低温の冷却水の流量を増加させるよう、その開度を調整する。流出口４２ｃから排出される冷却水の温度が更に高くなると、第２サーモスタット４２は、最終的には第１流入口４２ａからの高温の冷却水の流入を遮断し、第２流入口４２ｂからの低温の冷却水のみを受け入れるように、その開度を調整する。

第２サーモスタット４２は、内部に封入されたワックスの熱膨張を利用して、上記のような開度の調整が自動的に行われるように構成されている。尚、このような第２サーモスタット４２の構成としては公知のものを採用し得るので、ここではその具体的な説明や図示を省略する。第２サーモスタット４２は、流出口４２ｃから排出される冷却水の温度をサーミスタ等によって検知し、検知された温度に基づいた開度の調整を電気的に行うような電磁弁として構成されていてもよい。

冷却装置１０の動作中において、循環ポンプ２０から送り出される冷却水の温度ＴＷ１が設定温度ＴＳ２よりも低くなっているときには、第２流入口４１ｂから第１サーモスタット４１への冷却水の流入が遮断され、第２流入口４２ｂから第２サーモスタット４２への冷却水の流入が遮断される。当該状態においては、第１ラジエータ３１や第２ラジエータ３２を冷却水が通ることはなく、これらによる冷却水の冷却が行われない。このため、シリンダヘッド２１０の入口部分における冷却水の温度と、シリンダブロック２２０の入口部分における冷却水の温度とは、互いに同一の温度（ＴＷ１）となる。

その後、循環ポンプ２０から送り出される冷却水の温度ＴＷ１が上昇して設定温度ＴＳ２よりも高くなると、第２流入口４２ｂから、低温（温度ＴＷ３）の冷却水が第２サーモスタット４２に流入するようになる。これにより、第２サーモスタット４２の流出口４２ｃからは、設定温度ＴＳ２に等しい温度の冷却水が排出される。

このとき、温度ＴＷ１が設定温度ＴＳ１以下の状態であれば、第１サーモスタット４１の流出口４１ｃからは、引き続き温度ＴＷ１の冷却水が排出される。

当該状態においては、シリンダヘッド２１０の入口部分における冷却水の温度（ＴＳ２）が、シリンダブロック２２０の入口部分における冷却水の温度（ＴＷ１）よりも低くなっている。このため、第１実施形態において説明したものと同じ理由により、エンジン２００の動作効率が高められた状態となっている。

その後、循環ポンプ２０から送り出される冷却水の温度ＴＷ１が更に上昇して設定温度ＴＳ１よりも高くなると、第２流入口４１ｂから、低温（温度ＴＷ２）の冷却水が第１サーモスタット４１に流入するようになる。これにより、第１サーモスタット４１の流出口４１ｃからは、設定温度ＴＳ１に等しい温度の冷却水が排出される。第２サーモスタット４２の流出口４２ｃからは、引き続き設定温度ＴＳ２に等しい温度の冷却水が排出される。

当該状態においても、シリンダヘッド２１０の入口部分における冷却水の温度（ＴＳ２）が、シリンダブロック２２０の入口部分における冷却水の温度（ＴＳ１）よりも低くなっている。このため、エンジン２００の動作効率が高められた状態となっている。

その後、循環ポンプ２０から送り出される冷却水の温度ＴＷ１が更に上昇すると、第２流入口４１ｂから第１サーモスタット４１に流入する冷却水の温度が設定温度ＴＳ１よりも高くなり、第２流入口４２ｂから第２サーモスタット４２に流入する冷却水の温度が設定温度ＴＳ２よりも高くなる。このような状態になると、第１サーモスタット４１及び第２サーモスタット４２は、それぞれから排出される冷却水の温度を設定温度（ＴＳ１、ＴＳ２）に調整することができなくなる。第１サーモスタット４１の流出口４１ｃからは温度ＴＷ２の冷却水が排出され、第２サーモスタット４２の流出口４２ｃからは温度ＴＷ３の冷却水が排出される。

しかしながら、当該状態においても、シリンダヘッド２１０の入口部分における冷却水の温度（ＴＷ３）が、シリンダブロック２２０の入口部分における冷却水の温度（ＴＷ２）よりも低くなっている。このため、やはりエンジン２００の動作効率が高められた状態となっている。

以上のように、本実施形態では、循環ポンプ２０から送り出される冷却水の温度が極端に高い場合や低い場合を除いて、シリンダヘッド２１０に供給される冷却水の温度が設定温度ＴＳ２となるように調整され、シリンダブロック２２０に供給される冷却水の温度が設定温度ＴＳ１となるように調整される。このため、エンジン２００の各部に供給される冷却水の温度をより適切なものとすることができる。

図３を参照しながら第３実施形態について説明する。以下では、主に第２実施形態（図２）と異なる点について説明し、第２実施形態と共通する点については適宜説明を省略する。

本実施形態では、循環流路１００において冷却水を送り出して循環させるための循環ポンプが２台設けられている。一方の循環ポンプである第１循環ポンプ２１は、配管１０６のうち第１サーモスタット４１よりも下流側となる位置に設けられている。換言すれば、第１循環ポンプ２１は、循環流路１００のうちシリンダブロック２２０よりも上流側となる位置に設けられている。

もう一方の循環ポンプである第２循環ポンプ２２は、配管１０５のうち第２サーモスタット４２よりも下流側となる位置に設けられている。換言すれば、第２循環ポンプ２２は、循環流路１００のうちシリンダヘッド２１０よりも上流側となる位置に設けられている。

尚、本実施形態の配管１０１には、第１実施形態のような循環ポンプ２０が配置されていない。このため、図３においては、配管１０１が（図１の配管１０３に代わって）第１ラジエータ３１まで伸びているものとして描かれている。

このような構成においては、第１循環ポンプ２１及び第２循環ポンプ２２のいずれにおいても、エンジン２００を通過した直後の高温の冷却水が通ることが無い。このため、第１循環ポンプ２１等が高温に曝されることによる劣化等を防止することができる。ただし、第１サーモスタット４１や第２サーモスタット４２の開閉状態によることなく、循環流路１００における冷却水の循環が常に確保されるよう、本実施形態の構成では２台の循環ポンプを必要とする。

図２に示される第２実施形態においては、循環流路１００のうち、シリンダブロック２２０を通過した冷却水とシリンダヘッド２１０を通過した冷却水とが合流する箇所よりも下流側となる位置に、冷却水を送り出して循環させるための循環ポンプ２０が配置されていた。このような構成においては、エンジン２００を通過した直後の高温の冷却水が、循環ポンプ２０に供給されることとなる。ただし、循環流路１００における冷却水の循環は、単一の循環ポンプ２０によって常に確保することができる。

このため、高温に曝されることによる循環ポンプ２０の劣化等が問題にならないような構成においては、第１実施形態のような構成とすることが好ましい。一方、循環ポンプ２０の耐久性を十分に確保するという観点からは、本実施形態のような構成とすることが好ましい。

尚、このような２つの循環ポンプを用いた構成は、図１に示される第１実施形態においても採用することができる。

図４を参照しながら第４実施形態について説明する。以下では、主に第２実施形態（図２）と異なる点について説明し、第２実施形態と共通する点については適宜説明を省略する。

本実施形態では、循環流路１００のうち配管１０２の途中となる位置に開閉弁５０が設けられている。開閉弁５０は、外部からの信号に応じてその開閉を切り換える電磁弁である。開閉弁５０が閉状態となっているときには、シリンダブロック２２０における冷却水の流れが遮断される。

例えば、エンジン２００の冷間時において開閉弁５０を閉状態に切り換える制御を行えば、エンジンのうちシリンダヘッド２１０に対してのみ冷却水が供給され、シリンダブロック２２０に対しては冷却水が供給されない状態となる。これにより、シリンダブロック２２０の温度を早期に上昇させ、エンジン２００の暖機を迅速に完了させることができる。

尚、このような開閉弁５０は、配管１０６のうち第１サーモスタット４１よりも下流側となる位置や、配管１１１に設けられていてもよい。

図５を参照しながら第５実施形態について説明する。以下では、主に第１実施形態（図１）と異なる点について説明し、第１実施形態と共通する点については適宜説明を省略する。

本実施形態では、第１ラジエータ３１と第２ラジエータ３２とが一体の熱交換器３００として構成されている。図５には、このような熱交換器３００の構成が模式的に示されている。

熱交換器３００は、タンク３１０、３２０と、コア部３３０とを有している。タンク３１０、３２０は、循環流路１００を循環する冷却水を一時的に貯えるための容器である。タンク３１０、３２０は、いずれも上下方向に伸びるように形成された縦長の容器となっており、それぞれの長手方向が互いに平行となるように配置されている。

コア部３３０は、複数のチューブ及びフィン（いずれも不図示）によって構成されており、冷却水と空気との間で熱交換が行われる部分となっている。チューブは、例えば断面が扁平形状の管であって、その内部には冷却水が通る流路が形成されている。複数のチューブは、いずれもタンク３１０とタンク３２０との間を繋いでおり、互いの主面を対向させた状態で上下に積層されるように配置されている。

フィンは、金属板を波状に折り曲げることにより形成されたものであって、積層されたそれぞれのチューブの間に配置されている。波状であるフィンのそれぞれの頂部は、チューブの外表面に対して当接しており、且つろう接されている。このため、コア部３３０を通過する冷却水の熱は、チューブを介して空気に伝達されるだけでなく、フィン及びチューブを介しても空気に伝達される。つまり、フィンによって空気との接触面積が大きくなっており、冷却水と空気との熱交換が効率よく行われる。尚、上記のようなフィン及びチューブを有するコア部３３０の構成としては公知のものを採用し得るので、その詳細な図示及び説明については省略する。

タンク３１０の内部空間は、不図示のセパレータによって上下に分かれるように仕切られている。図５では、当該セパレータが設けられている位置の高さが点線ＤＬで示されている。

タンク３１０のうちセパレータよりも上方側となる位置には、循環ポンプ２０に向かって伸びる配管１０３の端部が接続されている。また、タンク３１０のうちセパレータよりも下方側となる位置には、シリンダヘッド２１０に向かって伸びる配管１０５の端部が接続されている。また、タンク３２０のうち点線ＤＬよりも上方側となる位置には、シリンダブロック２２０に向かって伸びる配管１０６の端部が接続されている。

冷却装置１０の動作中においては、循環ポンプ２０から送り出された冷却水が、先ずタンク３１０のうち点線ＤＬよりも上方側の部分に流入する。当該冷却水は、複数のチューブのうち点線ＤＬよりも上方側に配置されているもの、の内部を通り、タンク３２０に流入する。その際、チューブを流れる冷却水は、空気との熱交換によってその温度を低下させる。

タンク３２０に流入した冷却水は、その一部が配管１０６を通ってシリンダブロック２２０に供給される。タンク３２０に流入した冷却水の残部は、タンク３２０の下方側に移動する。その後、当該冷却水は、複数のチューブのうち点線ＤＬよりも下方側に配置されているもの、の内部を通り、タンク３１０のうちセパレータよりも下方側の部分に流入する。その際、チューブを流れる冷却水は、空気との熱交換によって更にその温度を低下させる。タンク３１０に流入した冷却水は、配管１０５を通ってシリンダヘッド２１０に供給される。

このように、熱交換器３００のうち点線ＤＬよりも上方側の部分は、本実施形態における第１ラジエータ３１に該当する。また、熱交換器３００のうち点線ＤＬよりも下方側の部分は、本実施形態における第２ラジエータ３２に該当する。タンク３２０は、第１実施系形態における配管１０４に対応するもの、ということができる。このような構成においては、冷却装置１０の全体をコンパクトな構成とすることができ、車両への搭載性を向上させることができる。

尚、このような熱交換器３００は、第２実施形態（図２）、第３実施形態（図３）、及び第４実施形態（図４）のいずれに対しても採用することができる。

以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。

１０：冷却装置
２０：循環ポンプ
３１：第１ラジエータ
３２：第２ラジエータ
４１：第１サーモスタット
４２：第２サーモスタット
１００：循環流路
１１１：第１バイパス流路
１１２：第２バイパス流路
２１０：シリンダヘッド
２２０：シリンダブロック

Claims (7)

1. エンジン（２００）を冷却するための冷却装置（１０）であって、
   前記エンジンに供給される冷却水が循環する流路である循環流路（１００）と、
   前記循環流路に設けられ、空気との熱交換によって冷却水の温度を低下させる第１ラジエータ（３１）と、
   前記循環流路のうち前記第１ラジエータよりも下流側となる位置に設けられ、空気との熱交換によって冷却水の温度を低下させる第２ラジエータ（３２）と、を備え、
   前記エンジンのシリンダブロック（２２０）には、前記第１ラジエータ及び前記第２ラジエータのうち前記第１ラジエータのみを通過した冷却水が供給され、
   前記エンジンのシリンダヘッド（２１０）には、前記第１ラジエータ及び前記第２ラジエータの両方を通過した冷却水が供給されるように、前記循環流路が構成されている冷却装置。
2. 前記循環流路は、
   前記第１ラジエータを迂回する経路で前記シリンダブロックに冷却水を供給するための第１バイパス流路（１１１）と、
   前記第１ラジエータ及び前記第２ラジエータの両方を迂回する経路で前記シリンダヘッドに冷却水を供給するための第２バイパス流路（１１２）と、を有しており、
   前記第１ラジエータを通過して前記シリンダブロックに向かう冷却水と、前記第１バイパス流路を通過した冷却水とが合流する箇所には、前記シリンダブロックに供給される冷却水の温度を調整するための第１サーモスタット（４１）が設けられ、
   前記第１ラジエータ及び前記第２ラジエータを通過して前記シリンダヘッドに向かう冷却水と、前記第２バイパス流路を通過した冷却水とが合流する箇所には、前記シリンダヘッドに供給される冷却水の温度を調整するための第２サーモスタット（４２）が設けられている、請求項１に記載の冷却装置。
3. 前記第２サーモスタットを通過して前記シリンダヘッドに供給される冷却水の温度は、前記第１サーモスタットを通過して前記シリンダブロックに供給される冷却水の温度よりも低い、請求項２に記載の冷却装置。
4. 前記循環流路には、前記シリンダブロックにおける冷却水の流れを遮断する開閉弁（５０）が設けられている、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の冷却装置。
5. 前記循環流路のうち、前記シリンダブロックを通過した冷却水と前記シリンダヘッドを通過した冷却水とが合流する箇所よりも下流側となる位置に、冷却水を送り出して循環させるための循環ポンプ（２０）が配置されている、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の冷却装置。
6. 前記循環流路のうち前記シリンダブロックよりも上流側となる位置に、冷却水を送り出して循環させるための第１循環ポンプ（２１）が配置されており、
   前記循環流路のうち前記シリンダヘッドよりも上流側となる位置に、冷却水を送り出して循環させるための第２循環ポンプ（２２）が配置されている、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の冷却装置。
7. 前記第１ラジエータと前記第２ラジエータとが一体の熱交換器（３００）として構成されている、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の冷却装置。

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