JP2015128923A - 車両用冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】走行時および停車時のいずれにおいても、インタークーラの熱がコンデンサやラジエータに伝搬することを抑制して、常に高い冷却効率を維持すること。
【解決手段】車両２のエンジンルーム２ａに配置される車両用冷却装置１であって、前記車両２の前部に形成されたエア取り込み口１２と対向して設けられ、エンジンの冷却水を冷却するラジエータ３と、過給機によって過給された吸気を冷却するインタークーラ５とを備え、前記インタークーラ５が前記ラジエータ３の下端よりも下方に配置される。
【選択図】図３

Description

本発明は、複数の冷却器によって構成される車両用冷却装置に関する。

エンジン出力を増大させる目的で、あるいはエンジンを小排気量化した際のエンジン出力の低下を補償する目的で、機械式またはターボ式の過給機を搭載する自動車等の車両が知られている。このような車両には、過給機によって圧縮されて昇温した吸気を冷却するインタークーラが搭載される。更に、車両にはインタークーラの他に、エンジンの冷却水を冷却するラジエータやエアコンの冷媒を冷却するコンデンサといった複数の冷却器が搭載されて車両用冷却装置を構成している。

このような、車両用冷却装置の例として、上部タンクを隔壁によってラジエータ上部タンクとインタークーラ上部タンクとに分割するとともに、下部タンクも隔壁によってラジエータ下部タンクとインタークーラ下部タンクとに分割し、ラジエータ上部タンクとラジエータ下部タンクとの間を放熱チューブで連結する一方、インタークーラ上部タンクとインタークーラ下部タンクとを放熱チューブで連結し、ラジエータとインタークーラとの前面が略同一平面とされた技術が開示されている（特許文献１）。特許文献１では、これによってラジエータとインタークーラとの通風路が重畳しないことで、ラジエータの冷却効率を向上できるとしている。

また他の例として、空気流に対して並列に配置された複数の熱交換器を備える車両用熱交換器において、複数の熱交換器は、コンデンサ、ラジエータ、インタークーラからなり、ラジエータの前方に、コンデンサおよびインタークーラを上下に隣接して配置し、コンデンサとインタークーラとの間に、上下の表皮部の間に該両表皮部同士を繋ぐ柱部と前後方向に貫通形成された貫通路とが交互に複数配置された中空構造で構成した遮熱板を設ける技術が開示されている（特許文献２）。特許文献２では、これによって隣接する熱交換器の温度差による悪影響を防止でき、冷却効率の低下を防止できるとしている。

実開昭６２−１７５２１８号公報 特許第５０５２４３０号公報

しかしながら、特許文献１に開示された技術では、ラジエータとインタークーラとは左右に並列に配置されており、一般的な車両においては車両前面のエア取り込み口は車幅方向に沿って横長に形成されているため、特に走行時に高温となるインタークーラの冷却効率が低下するという課題があった。

また、特許文献２に開示された技術では、ラジエータの前方にコンデンサとインタークーラとが遮蔽板を挟んで上下に隣接して配置され、コンデンサの直下に設けられたインタークーラの後面がラジエータの前面よりも前方に位置し、かつ前方からみたときにコンデンサとインタークーラとが重畳する構成が採用されている。このような構成では、車両の停車時にラジエータの後方に配置されたファンが作動した際あるいは走行時に、インタークーラによって加熱された空気がインタークーラの後方からラジエータ側に流入して冷却水の冷却を妨げ、また冷却ファンが作動した際にインタークーラの前方に滞留する高温の空気が遮蔽板を越えてコンデンサおよびラジエータの側に吸引され、冷媒および冷却水の冷却を妨げるという課題があった。

本発明は、このような従来技術の課題を解決するべく案出されたものであり、その主な目的は、走行時および停車時のいずれにおいても、インタークーラの熱がコンデンサやラジエータに伝搬することを抑制して、常に高い冷却効率を維持することが可能な車両用冷却装置を提供することにある。

前記課題を解決するためになされた本発明は、車両（２）のエンジンルーム（２ａ）に配置される車両用冷却装置（１）であって、前記車両の前部に形成されたエア取り込み口（１２）と対向して設けられ、エンジンの冷却水を冷却するラジエータ（３）と、過給機によって過給された吸気を冷却するインタークーラ（５）とを備え、前記インタークーラが前記ラジエータの下端よりも下方に配置された車両用冷却装置である。

これによって、インタークーラの熱交換部が、ラジエータを構成するロアタンクの下端よりも下方に配置され、空気流が通り抜ける方向にインタークーラとラジエータとが重畳しないことから、冷却ファンが作動した際および走行時にインタークーラによって加熱された空気がラジエータ側に流入することがなく、冷却効率の低下を防止することが可能となる。

また、本発明は、前記インタークーラ（５）は、前記ラジエータ（３）の直下に配置され、前記インタークーラの後面は、前記ラジエータの後面よりも後方に位置しているものである。

これによって、冷却ファンが作動した際および走行時にインタークーラで加熱された空気流はインタークーラの後面からラジエータの後方に抜け出るため、インタークーラで加熱された空気がラジエータを通り抜けることが確実に防止される。

また、本発明は、前記インタークーラ（５）の上方において前記インタークーラと重畳する後縁および前記インタークーラよりも前方に位置する前縁を有するとともに、車幅方向に前記インタークーラに沿って設けられた上側エアガイド（１０ａ）を更に備えるものである。

これによって、走行時においてインタークーラへ空気流が案内されるとともに、冷却ファンが作動した状況において、インタークーラで加熱された空気がエンジンルームの前方を経由してラジエータ等の側に回り込むことが抑制される。

また、本発明は、前記上側エアガイド（１０ａ）は、前方に向かうにつれて水平面に対して上方に傾斜する傾斜部（１０ｇ）を備えるものである。

これによって、傾斜部はラジエータ等に供給される空気流を取り込む下側開口を実質的に狭め、下側開口から取り込まれる空気流が減少することで、この空気流によってインタークーラで加熱された空気がラジエータ等の側に回り込むことが抑制される。

また、本発明は、前記ラジエータ（３）の前方に配置されエアコンの冷媒を冷却するコンデンサ（４）を更に備え、前記インタークーラ（５）は、前記ラジエータおよび前記コンデンサの直下に配置され、前記インタークーラの前面と前記コンデンサの前面とは、前後方向の位置を揃えられているものである。

これによって、車両用冷却装置全体の前後方向の長さを最小限にするとともに、インタークーラの実質的な熱交換部分の露出面積を最大として冷却効率を高めることが可能となる。

また、本発明は、前記上側エアガイド（１０ａ）は後方に向けて延設された水平部（１０ｈ）を備え、前記水平部は、前記コンデンサ（４）と前記インタークーラ（５）との間に進入しているものである。

これによって、停車時において、インタークーラが発する輻射熱およびインタークーラを熱源とする周囲の空気の対流が遮断され、コンデンサにインタークーラの熱が伝搬することが防止される。

また、本発明は、前記水平部（１０ｈ）は、更に前記ラジエータ（３）と前記インタークーラ（５）との間に進入しているものである。

これによって、停車時において、インタークーラが発する輻射熱およびインタークーラを熱源とする周囲の空気の対流が遮断され、コンデンサおよびラジエータにインタークーラの熱が伝搬することが防止される。

また、本発明は、前記上側エアガイド（１０ａ）の下方において車幅方向に前記インタークーラ（５）に沿って設けられ、前記インタークーラよりも前方に位置する前縁および後縁を有する下側エアガイド（１０ｂ）を更に備え、前記上側エアガイドの前縁は、前記下側エアガイドの前縁よりも前方に位置しているものである。

これによって、停車時に冷却ファンが作動した状況おいて、インタークーラで加熱された空気がラジエータ等の側に引き込まれることが抑制される。

また、本発明は、前記インタークーラ（５）の前方において車幅方向の両側に設けられた左右側エアガイド（１０ｃ）を更に備え、前記上側エアガイド（１０ａ）および前記下側エアガイド（１０ｂ）は、前記左右側エアガイドとともに前後に延設された略角筒状のエアガイド（１０）を構成し、前記エアガイドは、後方側開口（１０ｅ）よりも前方側開口（１０ｆ）が大きくされているものである。

これによって、エアガイドは走行時に空気の流れを利用したラム圧を発生させ、エアガイドによって圧縮された空気流がインタークーラに効率よく導かれる。

このように本発明によれば、簡易な構成によって走行時および停車時のいずれにおいても、インタークーラの熱がコンデンサやラジエータに伝搬することを防止して、常に高い冷却効率を維持することが可能となる。

本発明の実施形態に係る車両用冷却装置の全体構成を示す斜視図 インタークーラおよびエアガイドの周辺構成を示す斜視図 エンジンルームの前部を左側から透視した説明図

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、説明に用いる方向については、車両の運転者を基準とし原則として各図中の方向の記載に従うものとする。ただし、左右方向については車幅方向のように記載することがある。

図１は、本発明の実施形態に係る車両用冷却装置１の全体構成を示す斜視図である。図１では車両用冷却装置１の主要な構成要素を実線で描くとともに、車両用冷却装置１を搭載する車両２については想像線として描いている。

車両用冷却装置１は車両２の前部に設けられたエンジンルーム２ａに配置されており、主にラジエータ３、コンデンサ４、インタークーラ５、冷却ファン６およびエアガイド１０から構成される。なお、以降の説明において、冷却器と称するときはラジエータ３、コンデンサ４、インタークーラ５を指すものとする。

ラジエータ３は、エンジン本体や加給機などに設けられたウォータージャケットと配管によって接続され、配管を介して循環する冷却水（クーラント）を冷却する部材である。ラジエータ３は、車両２の前部に形成されたエア取り込み口１２と対向して設けられ、主にアッパタンク３ａ、ロアタンク３ｂおよびアッパタンク３ａとロアタンク３ｂとを連通させて冷却水を上下方向に流通させるラジエータコア３ｃ（図３参照）で構成される。エンジンを構成するシリンダブロックやシリンダヘッド等の熱源を循環して温度が上昇（８０℃程度）した冷却水は、ラジエータコア３ｃで熱交換が行われて冷却される。

コンデンサ４は、車載用エアコンと配管によって接続され、配管を介して循環する冷媒を冷却する部材である。エアコンコンプレッサにより圧縮されて昇温した冷媒は、コンデンサ４に設けられたコンデンサコア４ａにおいて熱交換が行われて潜熱が放出される。コンデンサ４はラジエータ３の前方に設けられており、前方から見たときコンデンサ４はラジエータコア３ｃを塞ぐように設けられている。ラジエータコア３ｃ（図３参照）およびコンデンサコア４ａには多数のスリットが形成されている。

車両２の前面にはエア取り込み口１２として上側開口１２ａおよび下側開口１２ｂが設けられている。走行時はこれらから取り込まれる走行風がコンデンサコア４ａおよびラジエータコア３ｃ（図３参照）に形成されたスリットを後方へ通り抜けることで熱交換が行われる。他方、停車時等において、冷却通路などに設けられた温度センサが所定以上の温度を検出すると、ラジエータ３の後方に設けられた冷却ファン６が作動して、前方から取り込まれた空気がラジエータコア３ｃ等のスリットを通過することで同様に熱交換が行われる。

本実施形態において、車両２にはエンジンの排気管から排出される排気ガスのエネルギーを利用したターボ式スーパーチャージャ、あるいはクランクシャフト等の動力を利用した機械式スーパーチャージャ（以降、「過給機」と呼称する）が搭載されている。過給機では排気ガス等によってホットサイドとしてのタービンホイールが駆動され、タービンホイールと同軸に連結されたコールドサイドとしてのコンプレッサホイールによって吸気が圧縮され、大量の吸気が圧縮状態でエンジンの燃焼室に送り込まれる。コンプレッサホイールによって急激に圧縮された吸気は発熱し、これをそのままエンジンに供給すると燃焼室への充填効率が悪化し、ノッキングやエンジンの出力低下等を招きやすいことから、インタークーラ５を設置して圧縮された吸気を冷却して酸素密度を高めることが行われる。即ち、インタークーラ５は過給機で圧縮されて高温となった吸気の熱を熱交換によって放出する部材である。

図１に示すように、インタークーラ５は車幅方向に長く形成された下側開口１２ｂの後方において下側開口１２ｂと対向し、かつ車幅方向に下側開口１２ｂと平行に配置されている。車両外部から取り込まれて燃料の燃焼に供せられる吸気はエアクリーナで浄化された後に過給機に送られて圧縮され、圧縮によって昇温した吸気は、第１配管１３ａを経てインタークーラ５に導かれる。

図２は、インタークーラ５およびエアガイド１０の周辺構成を示す斜視図である。インタークーラ５は、主に車幅方向の中央に設けられたインタークーラコア５ａとインタークーラコア５ａの左右両側に設けられた接続部５ｂ、５ｂとで構成される。接続部５ｂ，５ｂには第１配管１３ａおよび第２配管１３ｂが接続されている。

インタークーラコア５ａは主に熱伝導率の高いアルミニウムで構成され、左右に延設された複数のチューブ５ｃと、各チューブ５ｃの間に設けられた放熱フィン５ｄとを備える。チューブ５ｃと放熱フィン５ｄとは熱交換部５ｅを構成し、主に下側開口１２ｂから取り込まれた空気流１５（第３空気流１５ｃ（図３参照））が放熱フィン５ｄの隙間（スリット）を通り抜ける際にチューブ５ｃの内部を流れる吸気が冷却される。そして熱交換により高温になった空気流１５（第４空気流１５ｄ（図３参照））がインタークーラコア５ａの後方に排出される。なお、放熱フィン５ｄを波状の金属薄板とし、これを各チューブ５ｃ間に配置して熱交換部５ｅを構成してもよい。

本実施形態では、インタークーラ５の前方にはエアガイド１０が設けられている。エアガイド１０は金属または樹脂によって構成され、前後に延設された横長の略角筒状をなしている。

さて、過給機を備えるエンジンがフルブースト状態にある場合、圧縮された空気は最大２００℃程度まで昇温し、インタークーラ５に入る直前では１５０℃程度になるとされている。このようにインタークーラ５の周囲は高温となるため、エアガイド１０をインタークーラ５で直接的に支持する構成を採用した場合、エアガイド１０は鋼板等の金属で構成するのが望ましい。

エアガイド１０に形成したエアガイド取付部１０ｄ，１０ｄを、支持部材を介してまたは直接車体で支持するようにしてもよい。これによってエアガイド１０はインタークーラ５から離間した比較的低温の環境に置かれ、エアガイド１０を樹脂で構成することが可能となる。樹脂化によって軽量化が図れるとともに、エアガイド１０を一体成形することで低コスト化を図ることができる。エンジンの排気量等にもよるが、インタークーラ５と対向する最近接部位が到達する最高温度に応じてエアガイド１０を構成する樹脂材料は適宜選択することができる。具体的には、芳香族ポリエステル、ポリベンゾイミダゾール、ポリフェニレンサルファイド等のガラス転移点が比較的高い耐熱性プラスティック、またはポリブチレンテレフタレート等の難燃性材料を好適に用いることができる。

エアガイド１０は、上側エアガイド１０ａと下側エアガイド１０ｂと左右側エアガイド１０ｃとを含み、上側エアガイド１０ａは車幅方向にインタークーラ５の上面に沿って延設され、下側エアガイド１０ｂは上側エアガイド１０ａの下方において車幅方向にインタークーラ５の下端に沿って延設される。そして、左右側エアガイド１０ｃは車幅方向において上側エアガイド１０ａおよび下側エアガイド１０ｂの両側に設けられている。

なお、エアガイド１０は、例えば上下に分割した２つの部材で構成してもよく、更に、上側エアガイド１０ａと下側エアガイド１０ｂと左右側エアガイド１０ｃとをそれぞれ別部材で構成してもよい。特に上側エアガイド１０ａについては、単一の板部材とすることで、後述する様々な機能を発現させやすくなる。

図３は、エンジンルーム２ａの前部を左側から透視した説明図である。図３では、エンジンルーム２ａ内における各冷却器の位置関係、インタークーラ５とエアガイド１０との位置関係、各冷却器およびエアガイド１０とエア取り込み口１２との位置関係を示している。図示するように、車両２の前方（フロント）にはエア取り込み口１２としてバンパ７を挟んで上下に上側開口１２ａと下側開口１２ｂとが形成されている。また、下側開口１２ｂの上下方向の中間位置にはグリルガーニッシュ８が左右に延設されている。グリルガーニッシュ８によってエンジンルーム２ａ内に進入する気流と受け流す気流が調整され、下側開口１２ｂから取り込まれる空気流１５は、実質的に上部から取り込まれる第２空気流１５ｂと下部から取り込まれる第３空気流１５ｃとに分離される。

コンデンサ４およびラジエータ３は上側開口１２ａおよび下側開口１２ｂと対向して設けられ、走行時あるいは停車時に冷却ファン６が作動した際に、上側開口１２ａから取り込まれた第１空気流１５ａがコンデンサ４およびラジエータ３の上部から中央部にかけて供給される。また、下側開口１２ｂから取り込まれた第２空気流１５ｂがコンデンサ４およびラジエータ３の中央部から下部にかけて供給される。これらの空気流１５によって、コンデンサ４およびラジエータ３を循環する冷却水等が冷却される。コンデンサ４およびラジエータ３を通過して加熱された空気は、第５空気流１５ｅとして冷却ファン６の後方に排出される。

インタークーラ５は下側開口１２ｂと対向して設けられ、主に下側開口１２ｂから取り込まれた第３空気流１５ｃが供給される。第３空気流１５ｃによってインタークーラ５のチューブ５ｃ（図２参照）内を搬送される圧縮空気が冷却される。

以下、本実施形態における各冷却器の配置について説明する。本実施形態では、図示するようにインタークーラ５がラジエータ３の下端よりも下方に配置されている。より具体的にはインタークーラ５の熱交換部５ｅ（図２参照）、即ちインタークーラ５において第３空気流１５ｃが通り抜けて実質的に熱交換に寄与する部分が、ラジエータ３を構成するロアタンク３ｂの下端よりも下方に配置されている。このように構成することで、空気流１５が通り抜ける方向にインタークーラ５とラジエータ３とが重畳しないことから、走行時あるいは冷却ファン６が作動した際にインタークーラ５によって加熱された空気がラジエータ３の側に流入することがなく、特にラジエータ３の冷却効率の低下を防止できる。また、上述したように、車幅方向に長く形成された下側開口１２ｂ（図１参照）に沿ってインタークーラ５が横長に配置されることから、走行時に他の冷却器と比較して最も高温となるインタークーラ５の冷却効率が向上する。

更に詳細には、インタークーラ５はラジエータ３の直下に配置され、インタークーラ５の後面はラジエータ３の後面よりも後方に位置している。そしてインタークーラ５の後面は開放されており、インタークーラ５の後方から第４空気流１５ｄがスムーズに排出される。このように構成することで、走行時にインタークーラ５で加熱された空気はインタークーラ５の後面からラジエータ３の後方に抜け出るため、ラジエータ３の冷却効率の低下を防止できる。

上述したように、ラジエータ３の前方にはコンデンサ４が配置されており、インタークーラ５はコンデンサ４の直下に配置されている。このように構成することで、コンデンサ４とインタークーラ５との位置関係もラジエータ３とインタークーラ５との位置関係と同様となって、インタークーラ５で加熱された空気によってコンデンサ４の冷却効率が低下することが防止される。

更に、本実施形態では、インタークーラ５の前面とコンデンサ４の前面とは、前後方向の位置を揃えられている。より具体的にはインタークーラ５を構成するインタークーラコア５ａ（図２参照）の前面と、コンデンサ４を構成するコンデンサコア４ａ（図１参照）の前面との位置が揃えられている。このような構成とすることで、例えばワゴン車やトラックのようにエンジンルーム２ａ（図１参照）の高さに余裕がある車種については、車両用冷却装置１全体の前後方向の長さを最小限にしてフロントノーズを短くしつつ、車両２の前方に向けてインタークーラコア５ａおよびコンデンサコア４ａの露出面積を最大として、各冷却器の冷却効率を高めることができる。

以下、エアガイド１０の構成について更に詳細に説明する。エアガイド１０は後に説明する水平部１０ｈを除いて、下側開口１２ｂとインタークーラ５との間に設けられている。エアガイド１０は上述したように横長の略角筒状の形状をなし、この筒状部分がインタークーラ５の前方に配置される。エアガイド１０は、走行時に下側開口１２ｂから取り込まれた第３空気流１５ｃをインタークーラ５に導く部材である。

図示するように、上側エアガイド１０ａには、前方に向かうにつれて水平面に対して上方に傾斜する傾斜部１０ｇおよび後方に向けて略水平に延設された水平部１０ｈが設けられている。上側エアガイド１０ａの後縁即ち、水平部１０ｈの後縁は、インタークーラ５よりも上方に離間して配置され、平面視でインタークーラ５と重畳している。また、上側エアガイド１０ａの前縁即ち、傾斜部１０ｇの前縁は、インタークーラ５よりも前方に位置している。

一方、上側エアガイド１０ａの下方に設けられた下側エアガイド１０ｂの前縁および後縁は、いずれもインタークーラ５の前方に設けられている。そして、上下方向において、下側エアガイド１０ｂの後縁は、インタークーラ５の熱交換部５ｅ（図２参照）の下縁と同じ高さ、あるいは熱交換部５ｅの下縁よりも低い位置に設けられている。

車幅方向において上側エアガイド１０ａおよび下側エアガイド１０ｂの両側には、これらと接続された左右側エアガイド１０ｃが設けられている。左右側エアガイド１０ｃは上方に向かうほど前後の長さが長くなり、更に２つの左右側エアガイド１０ｃ，１０ｃ間の左右の間隔が前方に向かうほど大きくされている（図２参照）。即ち、上側、下側および左右が囲まれたエアガイド１０は、後方側開口１０ｅよりも前方側開口１０ｆが大きいホーンに準ずる形状とされている。そして、前方側開口１０ｆの開口面は、上下方向に対して下方に傾斜し、後方側開口１０ｅの開口面は、インタークーラ５の前面と対向し、かつインタークーラコア５ａ（図２参照）が構成する主面と平行に設けられる。

これによって、エアガイド１０は走行時に空気の流れを利用したラム圧を発生させ、圧縮された第３空気流１５ｃが熱交換部５ｅ（図２参照）に効率よく導かれる。更に、後方側開口１０ｅは、前方から見た際にインタークーラ５の熱交換部５ｅが構成する主面を外囲するように形成され、これによってエアガイド１０の前方側開口１０ｆで捉えられた空気が確実に熱交換部５ｅに導かれる。

以下、停車時に冷却ファン６が作動した際の上側エアガイド１０ａの機能について説明する。本実施形態では、上側エアガイド１０ａの前縁は下側エアガイド１０ｂの前縁よりも前方に位置している。上側エアガイド１０ａの傾斜部１０ｇは、左右側エアガイド１０ｃよりも前方に突出する庇部１０ｋを含み、庇部１０ｋは、下側エアガイド１０ｂの前縁よりも前方に位置し、上述した前方側開口１０ｆよりも更に前方に突出するように設けられる。

冷却ファン６が作動すると、ラジエータ３等には第１空気流１５ａおよび第２空気流１５ｂが供給される。走行中に過給機が作動していた場合、特に停車直後にインタークーラ５の周囲に高温の空気が滞留することがあるが、本実施形態では庇部１０ｋを設けたことで、インタークーラ５の周囲の空気が第２空気流１５ｂとともにラジエータ３等の側に流入することが抑制される。即ち、上側エアガイド１０ａの全体によってインタークーラ５とラジエータ３等との間における空気移動のショートカットパスが遮断され、かつ庇部１０ｋによって空気の移動経路が長くされ、高温の空気がラジエータ３等の側に回り込む（引き込まれる）ことが抑制される。

また、本実施形態では庇部１０ｋによって下側開口１２ｂの後方におけるエンジンルーム２ａの空間は、上部空間２ｂと下部空間２ｃとに二分される。そして、庇部１０ｋも水平面に対して上方に傾斜して設けられ、庇部１０ｋの前縁はグリルガーニッシュ８と対向している。

この構成によって、傾斜部１０ｇ（庇部１０ｋ）およびグリルガーニッシュ８は、ラジエータ３等に供給される空気流１５を取り込む開口（ここでは、下側開口１２ｂ）を実質的に狭めるように機能する。即ち、下側開口１２ｂから取り込まれる空気流１５にとって傾斜部１０ｇ（庇部１０ｋ）およびグリルガーニッシュ８は流体抵抗として作用して、ラジエータ３等に供給される第２空気流１５ｂ（より正確には、第２空気流１５ｂのうち、上側エアガイド１０ａの直上を通過してラジエータ３等の側に流入する部分。以下同じ）は、流量が制限されることになる。なお、このような流量制限があったとしても、上側開口１２ａまたは下側開口１２ｂの開口面積やグリルガーニッシュ８の上下位置を適宜調整することで、コンデンサ４およびラジエータ３における冷却性能が維持される。

傾斜部１０ｇ（庇部１０ｋ）およびグリルガーニッシュ８によって、ラジエータ３等に供給される第２空気流１５ｂの流入量が制限されることから、ラジエータ３等に向かう空気流１５は、上側開口１２ａから取り込まれた第１空気流１５ａが増大し、下側開口１２ｂから取り込まれた第２空気流１５ｂは相対的に減少する。これによって、インタークーラ５で加熱された空気が第２空気流１５ｂによってラジエータ３等の側に搬送されることが抑制される。

更に、インタークーラ５によって加熱された空気は膨張して軽くなり上方に浮力が作用する。このため傾斜部１０ｇに沿って前方に移動する空気は加速され、前方に向かう速度成分を持って庇部１０ｋの前縁から放出されるため、ラジエータ３等の側への回り込みが更に抑制される。

以下、上側エアガイド１０ａの水平部１０ｈの機能について説明する。上述したように、上側エアガイド１０ａには後方側開口１０ｅから後方に突出した水平部１０ｈが構成され、図示するように水平部１０ｈはコンデンサ４とインタークーラ５との間に進入している。水平部１０ｈはインタークーラ５の上面とは非接触とされているものの、インタークーラ５の上面と近接した状態で配置され、水平部１０ｈが前後方向においてインタークーラ５と重畳することで、走行時にインタークーラ５に供給される第３空気流１５ｃが上方に抜けてしまうのを防止する。更に、停車時においては、水平部１０ｈがコンデンサ４とインタークーラ５との間に進入していることで、インタークーラ５が発する輻射熱およびインタークーラ５を熱源とする周囲の空気の対流が遮断され、コンデンサ４にインタークーラ５の熱が伝達するのが防止される。

なお、本実施形態ではラジエータ３およびコンデンサ４の直下にインタークーラ５を配置したことから、水平部１０ｈは非常にシンプルな形状となり、上側エアガイド１０ａ自体も板部材を傾斜部１０ｇと水平部１０ｈとの間で屈曲させるという単純な工程で製造できる。

このように、本実施形態に係るエアガイド１０は以下に示す多様な機能を併せ持っている。
（ａ）走行時に下側開口１２ｂから取り込んだ空気にラム圧を発生させて、インタークーラ５の冷却効率を高める機能
（ｂ）走行時にインタークーラ５まで案内した空気が上方に抜けるのを防止する機能
（ｃ）停車時に冷却ファン６が作動した際にインタークーラ５で加熱された空気がラジエータ３等の側に回り込むのを防止する機能
（ｄ）停車時にインタークーラ５の輻射熱等がコンデンサ４に伝達するのを防止する機能

これら機能のすべてに上側エアガイド１０ａが密接に関与しており、上側エアガイド１０ａに新たな構成を追加することで、車両用冷却装置１の冷却効率を更に高めることができる。

例えば水平部１０ｈは、図３に想像線で示すように、更にラジエータ３とインタークーラ５との間まで進入させてもよい。これによって、停車時においてインタークーラ５の熱がラジエータ３およびコンデンサ４に伝達して、これらの冷却効率が低下するのが防止される。

また、上側エアガイド１０ａを複数の機能層を持つ多層構造としてもよい。即ち、上側エアガイド１０ａを中空ビーズ等が混入された樹脂材料で構成してもよく、層間に空気層を設けてもよい。これによって、コンデンサ４やラジエータ３に対する断熱機能が強化されて、総合的な冷却効率が改善される。

また、上側エアガイド１０ａによってエアガイド１０内を通過する気流をコントロールしてもよい。例えば、上側エアガイド１０ａの内面にリブを延設して、エアガイド１０内の気流をより高温となる第１配管１３ａ（図２参照）の側にシフトさせることができる。これによって、取り込まれた空気に対する温度差が大きい部分が優先的に冷却されてインタークーラ５の冷却効率が改善されうる。もちろん下側エアガイド１０ｂを同様の構成としてもよく、エアガイド１０内に気流の向きを調整するガイドを配設してもよい。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、上記実施形態では、一例として乗用車に搭載される車両用冷却装置１について説明したが、本発明は鉄道車両や船舶などにも広く適用することができる。この他、各部材や部位の具体的構成や配置、数量、角度など、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。一方、上記実施形態に示した各構成要素は必ずしも全てが必須ではなく、適宜選択することができる。

本発明に係る車両用冷却装置は、簡易な構成によって走行時および停車時のいずれにおいても、インタークーラの熱がコンデンサやラジエータに伝搬することを防止して、常に高い冷却効率を維持することが可能であることから、乗用車、鉄道車両、船舶などに搭載される内燃機関に好適に利用することができる。

１ 車両用冷却装置
２ 車両
２ａ エンジンルーム
３ ラジエータ
４ コンデンサ
５ インタークーラ
５ｅ 熱交換部
６ 冷却ファン
８ グリルガーニッシュ
１０ エアガイド
１０ａ 上側エアガイド
１０ｂ 下側エアガイド
１０ｃ 左右側エアガイド
１０ｇ 傾斜部
１０ｈ 水平部
１０ｋ 庇部
１２ エア取り込み口
１２ａ 上側開口
１２ｂ 下側開口
１５ 空気流

Claims (9)

1. 車両のエンジンルームに配置される車両用冷却装置であって、
   前記車両の前部に形成されたエア取り込み口と対向して設けられ、エンジンの冷却水を冷却するラジエータと、
   過給機によって過給された吸気を冷却するインタークーラとを備え、
   前記インタークーラが前記ラジエータの下端よりも下方に配置されていることを特徴とする車両用冷却装置。
2. 前記インタークーラは、前記ラジエータの直下に配置され、
   前記インタークーラの後面は、前記ラジエータの後面よりも後方に位置していることを特徴とする請求項１に記載の車両用冷却装置。
3. 前記インタークーラの上方において前記インタークーラと重畳する後縁および前記インタークーラよりも前方に位置する前縁を有するとともに、車幅方向に前記インタークーラに沿って設けられた上側エアガイドを更に備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用冷却装置。
4. 前記上側エアガイドは、前方に向かうにつれて水平面に対して上方に傾斜する傾斜部を備えることを特徴とする請求項３に記載の車両用冷却装置。
5. 前記ラジエータの前方に配置されエアコンの冷媒を冷却するコンデンサを更に備え、
   前記インタークーラは、前記ラジエータおよび前記コンデンサの直下に配置され、前記インタークーラの前面と前記コンデンサの前面とは、前後方向の位置を揃えられていることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の車両用冷却装置。
6. 前記上側エアガイドは後方に向けて延設された水平部を備え、前記水平部は、前記コンデンサと前記インタークーラとの間に進入していることを特徴とする請求項５に記載の車両用冷却装置。
7. 前記水平部は、更に前記ラジエータと前記インタークーラとの間に進入していることを特徴とする請求項６に記載の車両用冷却装置。
8. 前記上側エアガイドの下方において車幅方向に前記インタークーラに沿って設けられ、前記インタークーラよりも前方に位置する前縁および後縁を有する下側エアガイドを更に備え、前記上側エアガイドの前縁は、前記下側エアガイドの前縁よりも前方に位置していることを特徴とする請求項３〜請求項７のいずれか一項に記載の車両用冷却装置。
9. 前記インタークーラの前方において車幅方向の両側に設けられた左右側エアガイドを更に備え、
   前記上側エアガイドおよび前記下側エアガイドは、前記左右側エアガイドとともに前後に延設された略角筒状のエアガイドを構成し、
   前記エアガイドは、後方側開口よりも前方側開口が大きくされていることを特徴とする請求項８に記載の車両用冷却装置。

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