(57)【要約】【課題】ラジエータを含む冷却ユニットの小型化が図れる車体前部構造を得る。【解決手段】外気により空冷されるシリンダーブロック４４と、シリンダーブロック４４と一体的に設けられ、外気により空冷されるとともに冷却水によって水冷されるシリンダーヘッド４６と、を有するエンジン４２と、エンジン４２の車体後方側に配置され、シリンダーヘッド４６を水冷するために循環される冷却水の熱を放熱するラジエータ５２と、シリンダーヘッド４６における熱負荷が所定値を超えたら、冷却水を循環させる制御装置７０と、を備えた車体前部構造１０とする。【選択図】図２
2015140720.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外気により空冷されるシリンダーブロックと、該シリンダーブロックと一体的に設けられ、外気により空冷されるとともに冷却水によって水冷されるシリンダーヘッドと、を有するエンジンと、
前記エンジンの車体後方側に配置され、前記シリンダーヘッドを水冷するために循環される前記冷却水の熱を放熱するラジエータと、
前記シリンダーヘッドにおける熱負荷が所定値を超えたら、前記冷却水を循環させる制御装置と、
を備えた車体前部構造。
【請求項２】
前記制御装置は、前記シリンダーヘッド内の前記冷却水の温度が所定の温度を超えたら、前記冷却水を循環させるように構成されている請求項１に記載の車体前部構造。
【請求項３】
前記制御装置は、前記シリンダーヘッドにおける前記冷却水の出口側に設けられたサーモスタットであり、前記シリンダーヘッド内の前記冷却水の温度が８０℃を超えたら、前記冷却水を循環させるように構成されている請求項２に記載の車体前部構造。
【請求項４】
前記シリンダーブロックの表面に、放熱フィンが形成されている請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の車体前部構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却ユニットがエンジンの車体後方側に配置された車体前部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ラジエータ及びファンを含む冷却ユニットが、エンジンコンパートメントルームの車体後方側、即ちエンジンの車体後方側に配置された車体前部構造は、従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。また、エンジンの車体前方側にラジエータを配置し、冷却水によってエンジン全体を水冷する構造も、従来から知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１０７４６９号公報
【特許文献２】特開２００９−０３０４５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、エンジン全体を冷却水で水冷する構造であると、冷却水の水量を低減させることができないため、冷却ユニット（ラジエータ）の小型化が阻害される。冷却ユニットの小型化が阻害されると、車両の重量軽減を図ることが難しくなり、燃費の向上を図ることが難しくなる。
【０００５】
そこで、本発明は、ラジエータを含む冷却ユニットの小型化が図れる車体前部構造を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載の車体前部構造は、外気により空冷されるシリンダーブロックと、該シリンダーブロックと一体的に設けられ、外気により空冷されるとともに冷却水によって水冷されるシリンダーヘッドと、を有するエンジンと、前記エンジンの車体後方側に配置され、前記シリンダーヘッドを水冷するために循環される前記冷却水の熱を放熱するラジエータと、前記シリンダーヘッドにおける熱負荷が所定値を超えたら、前記冷却水を循環させる制御装置と、を備えている。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、ラジエータがエンジンの車体後方側に配置されているため、外気によってシリンダーブロック及びシリンダーヘッドが空冷される。そして、熱負荷の高いシリンダーヘッドのみが更に冷却水によって水冷される。したがって、シリンダーブロックも含んで水冷する構成に比べて、冷却水の水量を低減させることが可能となり、ラジエータを含む冷却ユニットの小型化が図れる。
【０００８】
また、請求項２に記載の車体前部構造は、請求項１に記載の車体前部構造であって、前記制御装置は、前記シリンダーヘッド内の前記冷却水の温度が所定の温度を超えたら、前記冷却水を循環させるように構成されている。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、シリンダーヘッド内の冷却水の温度が所定の温度を超えたら、制御装置によって冷却水が循環される。したがって、シリンダーヘッドは、効率よく水冷される。
【００１０】
また、請求項３に記載の車体前部構造は、請求項２に記載の車体前部構造であって、前記制御装置は、前記シリンダーヘッドにおける前記冷却水の出口側に設けられたサーモスタットであり、前記シリンダーヘッド内の前記冷却水の温度が８０℃を超えたら、前記冷却水を循環させるように構成されている。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、シリンダーヘッド内の冷却水の温度が８０℃を超えたら、サーモスタットにより冷却水が循環される。したがって、シリンダーヘッドは、簡易な構成で、効率よく水冷される。
【００１２】
また、請求項４に記載の車体前部構造は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の車体前部構造であって、前記シリンダーブロックの表面に、放熱フィンが形成されている。
【００１３】
請求項４に記載の発明によれば、シリンダーブロックの表面に放熱フィンが形成されている。したがって、シリンダーブロックは、効率よく空冷される。
【発明の効果】
【００１４】
以上、説明したように、請求項１に係る発明によれば、ラジエータを含む冷却ユニットの小型化を図ることができる。
【００１５】
請求項２に係る発明によれば、シリンダーヘッドを効率よく水冷することができる。
【００１６】
請求項３に係る発明によれば、シリンダーヘッドを簡易な構成で効率よく水冷することができる。
【００１７】
請求項４に係る発明によれば、シリンダーブロックを効率よく空冷することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態に係る車体前部構造が適用された車両を示す斜視図である。
【図２】図１におけるＸ−Ｘ線矢視断面図である。
【図３】本実施形態に係る車体前部構造のエンジン及びラジエータを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る実施の形態について、図面を基に詳細に説明する。なお、説明の便宜上、各図において適宜示す矢印ＵＰを車体上方向、矢印ＦＲを車体前方向、矢印ＲＨを車体右方向とする。また、以下の説明で、特記なく前後、上下、左右の方向を用いる場合は、車体前後方向の前後、車体上下方向の上下、車体左右方向（車幅方向）の左右を示すものとする。
【００２０】
図２、図３に示されるように、本実施形態に係る車体前部構造１０が適用された車両１２には、車体前後方向に延在する、左右一対のフロントサイドメンバ１４が配設されている。そして、左右一対のフロントサイドメンバ１４の前端部には、車幅方向に延在するフロントバンパリインフォースメント１６が架設されている。
【００２１】
各フロントサイドメンバ１４及びフロントバンパリインフォースメント１６は、単独で矩形枠状の閉断面形状を構成するように、一例としてアルミニウム合金等の金属材料の押出成形によって長尺な角パイプ状に形成されている。なお、各フロントサイドメンバ１４とフロントバンパリインフォースメント１６との間に、衝撃吸収体としてのクラッシュボックス（図示省略）を設けるようにしてもよい。
【００２２】
また、図１、図２に示されるように、フロントバンパリインフォースメント１６の車体前方側には、フロントバンパ１８が配設されている。そして、フロントバンパ１８の車体上方側には、後述するエンジン４２（シリンダーブロック４４及びシリンダーヘッド４６）へ冷却風を導入するための第１前部導入口２７が形成されており、フロントバンパ１８の車体下方側には、エンジン４２（シリンダーブロック４４）及び後述するラジエータ５２へ冷却風を導入するための第２前部導入口２８が形成されている。
【００２３】
また、図１、図２に示されるように、第１前部導入口２７の車体上方後側には、エンジンフード２２が配設されており、第２前部導入口２８の車体下方後側には、アンダーカバー２４が配設されている。そして、アンダーカバー２４の車体後方側には、後述するラジエータ５２へ冷却風を導入するための下部導入口３８が形成されている。
【００２４】
下部導入口３８の車体後方側における辺縁部には、下部導入口３８へ冷却風が導入され易くなるようにするフラップ２５が、車体下方側に向けて一体に突設されている。そして、下部導入口３８の車体前方側における辺縁部には、下部導入口３８から導入された冷却風を、後述するラジエータ５２へ案内するガイド部２３が、車体上方後側に向けて一体に突設されている。
【００２５】
また、左右のフロントサイドメンバ１４と、フロントバンパリインフォースメント１６と、エンジンフード２２と、アンダーカバー２４と、後述するダッシュパネル３２と、で囲まれた空間がエンジンコンパートメントルーム２０とされている。エンジンコンパートメントルーム２０内には、少なくともエンジン４２及びトランスミッション４８を含んで構成され、少なくとも前輪２６を駆動するパワーユニット４０が収容されている。
【００２６】
図２、図３に示されるように、エンジン４２は、シリンダーブロック４４と、シリンダーブロック４４の上部に一体的に設けられたシリンダーヘッド４６と、を有しており、シリンダーブロック４４の表面には、多数の放熱フィン４４Ａが形成されている。これにより、第１前部導入口２７及び第２前部導入口２８から導入された冷却風で、シリンダーブロック４４が効率よく空冷されるようになっている。
【００２７】
また、シリンダーヘッド４６内には、後述する冷却水の通路となるウォータジャケット６４が配管されており、そのウォータジャケット６４内の冷却水によってシリンダーヘッド４６が水冷されるようになっている。なお、冷却水が流入されるウォータジャケット６４の入口には、後述するラジエータホース６８の他端部が連通接続され、冷却水が流出されるウォータジャケット６４の出口には、後述するラジエータホース６６の他端部が連通接続されている。また、ウォータジャケット６４の出口側には、制御装置の一例としてのサーモスタット７０が取り付けられている。
【００２８】
更に、エンジン４２（シリンダーヘッド４６）には、冷却水を循環させるためのウォータポンプ（図示省略）が配設されている。このウォータポンプは、バッテリ（図示省略）から供給される電気によって駆動されるようになっている。また、パワーユニット４０には、エンジン４２によって駆動されるオルタネータ（図示省略）やエンジン４２に吸入する空気を圧縮するコンプレッサ（図示省略）が配設されている。
【００２９】
パワーユニット４０よりも車体後方側には、エンジンコンパートメントルーム２０と車室３０とを区画する略平板状のダッシュパネル３２が設けられている。ダッシュパネル３２の下部側には、ダッシュパネル３２とで閉断面構造を構成する断面略ハット型形状のダッシュクロスメンバ３４が車幅方向に延在するように取り付けられている。そして、ダッシュパネル３２の車体後方側には、インストルメントパネル３６が配設されている。
【００３０】
また、車幅方向から見た側面視で、パワーユニット４０（エンジン４２）の車体後方側で、かつダッシュクロスメンバ３４の車体下方側には、冷却ユニット５０が配設されている。冷却ユニット５０は、エンジン４２のシリンダーヘッド４６を水冷するための冷却水（ロング・ライフ・クーラント）の熱を放熱する空冷式のラジエータ（冷却風と熱交換する熱交換器）５２と、車両１２の停止時等にラジエータ５２に冷却風を導入させたり、エンジンコンパートメントルーム２０内の熱を排出したりするためのファン６０と、を有している。
【００３１】
なお、図示しないが、ラジエータ５２の前部には、車両用空調装置の冷凍サイクルを構成するコンデンサ（凝縮器）が一体的に設けられている。そして、ラジエータ５２及びコンデンサは、ファン６０の車体前方側に、車幅方向から見た側面視で、前傾姿勢となるように傾斜配置されている。また、ファン６０は、シュラウド６２内に収容されており、バッテリから供給される電気によって回転駆動されることで車体前方側から車体後方側へ冷却風を流すように構成されている。
【００３２】
図３に示されるように、ラジエータ５２は、冷却水が通る複数のチューブ及び放熱フィンを備えたコア部５４と、コア部５４の上方側に設けられ、シリンダーヘッド４６内の熱と熱交換されて暖められた冷却水が流入されるアッパタンク５６と、コア部５４の下方側に設けられ、コア部５４を通過することで熱が放熱されて（冷却風と熱交換されて）冷却された冷却水が貯留されるロアタンク５８と、を有するダウンフロータイプとされている。
【００３３】
アッパタンク５６の車幅方向略中央部には、樹脂製（ゴム製）のラジエータホース６６の一端部が連通接続されており、ラジエータホース６６の他端部は、シリンダーヘッド４６内に配管されたウォータジャケット６４の出口に連通接続されている。これにより、シリンダーヘッド４６内の熱と熱交換されて暖められた冷却水が、シリンダーヘッド４６からラジエータホース６６を通って、アッパタンク５６へ流入される構成になっている。
【００３４】
ロアタンク５８の車幅方向略中央部には、樹脂製（ゴム製）のラジエータホース６８の一端部が連通接続されており、ラジエータホース６８の他端部は、シリンダーヘッド４６内に配管されたウォータジャケット６４の入口に連通接続されている。これにより、ラジエータ５２のコア部５４で冷却されてロアタンク５８に貯留された冷却水が、ロアタンク５８からラジエータホース６８を通って、シリンダーヘッド４６内に配管されたウォータジャケット６４内へ戻される構成になっている。
【００３５】
そして、ウォータジャケット６４内へ戻された冷却水は、再びシリンダーヘッド４６内の熱と熱交換されることでシリンダーヘッド４６内を冷却し、アッパタンク５６へ送られるようになっている。このように、シリンダーヘッド４６とラジエータ５２との間をラジエータホース６６、６８によって冷却水が循環されることで、シリンダーヘッド４６内が効率よく水冷されるようになっている。
【００３６】
なお、ウォータジャケット６４の出口側には、サーモスタット７０が取り付けられている。したがって、シリンダーヘッド４６を水冷するためにウォータジャケット６４内に貯留されている（循環前の）冷却水の温度が、所定の温度（本実施形態では８０℃）を超えたら、サーモスタット７０が開き、かつウォータポンプが駆動して、上記したように、ラジエータ５２との間で、冷却水が循環されるようになっている。
【００３７】
以上のような構成とされた本実施形態に係る車体前部構造１０において、次にその作用について説明する。
【００３８】
図２、図３に示されるように、冷却ユニット５０は、パワーユニット４０の車体後方側に配置されている。すなわち、パワーユニット４０の車体前方側には、冷却ユニット５０が配置されていない。したがって、第１前部導入口２７及び第２前部導入口２８から導入される冷却風によって、エンジン４２（シリンダーブロック４４及びシリンダーヘッド４６）が空冷される。
【００３９】
特に、シリンダーブロック４４は、シリンダーヘッド４６に比べて熱負荷が低く、かつシリンダーブロック４４の表面には、多数の放熱フィン４４Ａが形成されているため、冷却風によって効率よく空冷される。したがって、シリンダーブロック４４は、空冷だけで足り、水冷する必要がない。
【００４０】
一方、シリンダーヘッド４６は、熱負荷が高いため、冷却風で空冷されるとともに、ウォータジャケット６４内の冷却水によって水冷される。そして、シリンダーヘッド４６内の熱と熱交換されて暖められた冷却水の温度が８０℃を超えたら、サーモスタット７０が開き、かつウォータポンプが駆動して、その冷却水がラジエータホース６６を通って、ラジエータ５２のアッパタンク５６へ送られる。
【００４１】
ここで、ラジエータ５２のコア部５４には、車両１２の走行又はファン６０の回転駆動により、第２前部導入口２８及び下部導入口３８から冷却風が導入されている。したがって、アッパタンク５６へ送られた冷却水は、ラジエータ５２のコア部５４を通過しつつ冷却風と熱交換される（熱が放熱される）ことで冷却される。
【００４２】
コア部５４で冷却された冷却水は、ラジエータ５２のロアタンク５８に貯留される。そして、そのロアタンク５８から、ウォータポンプの駆動により、ラジエータホース６８を通って、シリンダーヘッド４６内に配管されたウォータジャケット６４内へ送られる（戻される）。
【００４３】
こうして冷却水が循環されることにより、シリンダーヘッド４６内が効率よく水冷され、シリンダーヘッド４６内の温度上昇が抑制される。なお、ウォータジャケット６４内の冷却水の温度が、予め決められた温度よりも下回ったら、サーモスタット７０が閉じ、かつウォータポンプの駆動が停止して、ラジエータ５２との間での冷却水の循環が停止されるようになっている。
【００４４】
このように、本実施形態に係る車体前部構造１０では、簡易な構成でシリンダーヘッド４６だけが冷却水によって水冷される。したがって、シリンダーブロック４４も含んで水冷される構成に比べて、冷却水の水量を低減させることができ、ラジエータ５２（冷却ユニット５０）を小型化することができるとともに、シリンダーブロック４４自体を小型化することができる。よって、車両１２の重量を軽減させることができ、燃費の向上を図ることができる。
【００４５】
以上、本実施形態に係る車体前部構造１０について、図面を基に説明したが、本実施形態に係る車体前部構造１０は、図示のものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、適宜設計変更可能なものである。例えば、サーモスタット７０は、ウォータジャケット６４の出口側ではなく、入口側に取り付けられていてもよい。したがって、サーモスタット７０が開くときの冷却水の温度は、８０℃に限定されるものではない。
【００４６】
また、冷却水の温度が所定の温度を超えたことをサーモスタット７０が検知することによって、冷却水が循環される構成に限定されるものでもなく、シリンダーヘッド４６における熱負荷が所定値を超えたことを他の制御装置が検知することによって、冷却水が循環される構成になっていてもよい。また、例えばウォータジャケット６４が延長され、シリンダーヘッド４６に隣接するシリンダーブロック４４の上部側が、更に水冷される構成になっていてもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１０  車体前部構造
４２  エンジン
４４  シリンダーブロック
４４Ａ  放熱フィン
４６  シリンダーヘッド
５２  ラジエータ
７０  サーモスタット（制御装置）
【図１】
2015140720.tif 000003
【図２】
2015140720.tif 000004
【図３】
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