JP2006044337A

JP2006044337A - 車両用冷却装置

Info

Publication number: JP2006044337A
Application number: JP2004225113A
Authority: JP
Inventors: Jun Hoshi; 潤星; Akihiro Maeda; 明宏前田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-08-02
Filing date: 2004-08-02
Publication date: 2006-02-16

Abstract

【課題】熱交換器を縮小した場合にエンジンコンパートメント内の冷却の効率化、および部品熱害抑制と両立させる車両用冷却装置の提供。
【解決手段】（１）熱交換器の空気流れ方向後方にクロスフローファン１２を備え、該クロスフローファン１２の空気流れ方向後方、斜め上方に動力源１３を備えた車両用冷却装置であって、クロスフローファン１２の吐出口を空気流れ方向後方、斜め上方に向けた車両用冷却装置。
（２）車両のエンジンアンダーカバー１４をクロスフローファンから排出された冷却風を排出促進するためのデフューザ構造１５とした（１）記載の車両用冷却装置。
【選択図】図１

Description

本発明は車両用冷却装置に関する。

従来の車両用冷却装置では、図４に示すように、ラジエータ１Ａ、エアコンコンデンサ１Ｂの熱交換器１は、エンジンコンパートメント高さの大部分を使用して配置されている。
また、ラジエータ１Ａ、エアコンコンデンサ１Ｂ等の熱交換器１の空気流れ方向後方に配置されるファン２は、軸流ファンであり、その後方にエンジン等の動力源３が配置される。
また、軸流ファン２からの風は、エンジンコンパートメント内からエンジンアンダーカバーの隙間を通して床下に排風される。
特開２００１−３０４１７８号公報は、ラジエータファンをクロスフローファンとしたものを開示している。
特開２００１−３０４１７８号公報

しかし、従来の車両用冷却装置には、つぎの問題がある。
ｉ）熱交換器とフードとの間の上下方向隙間が小さいと、歩行者保護の目標値を満足できない。
ii）ラジエータを小型化すると、冷却風を風速ばらつき無く効率的に入れるためには、特開２００１−３０４１７８号公報のように、クロスフローファンの採用が考えられる。ただし、ファン通過後、エンジンコンパートメントから排風させているので、エンジン周辺部品の冷却性能が不足し、部品熱害抑制と両立しない。
iii)さらに、従来のようなエンジンアンダーカバーの隙間からの排風では、排風能力が小さく、図５に示すように、床下流れに剥離が生じＣｄ（空気抵抗係数）値が悪化する。

本発明の目的は、熱交換器を縮小した場合にエンジンコンパートメント内の冷却の効率化、および部品熱害抑制と両立させる車両用冷却装置を提供することにある。

上記課題を解決する、そして上記目的を達成する、本発明はつぎの通りである。
（１）熱交換器の空気流れ方向後方にクロスフローファンを備え、該クロスフローファンの空気流れ方向後方、斜め上方に動力源を備えた車両用冷却装置であって、前記クロスフローファンの吐出口を空気流れ方向後方、斜め上方に向けた車両用冷却装置。
（２）車両のエンジンアンダーカバーを、クロスフローファンから排出された冷却風を排出促進するためのデフューザ構造とした（１）記載の車両用冷却装置。

上記（１）の車両用冷却装置によれば、クロスフローファンの吐出口を空気流れ方向後方、斜め上方に向けたので、クロスフローファンの排風を動力源とその周辺に流すことができ、エンジンコンパートメント内の冷却を効率的にすることができるとともに、部品熱害を抑制することができる。
上記（２）の車両用冷却装置によれば、エンジンアンダーカバーをデフューザ構造としたので、排風効率を向上することができると共に、Ｃｄ（空気抵抗係数）悪化を抑制することができる。

以下に、本発明の車両用冷却装置を図１〜図３を参照して説明する。
本発明の車両用冷却装置１０は、図１に示すように、熱交換器１１の空気流れ方向後方にクロスフローファン１２を備え、該クロスフローファン１２の空気流れ方向後方、斜め上方に動力源１３を備えた車両用冷却装置であって、クロスフローファン１２の吐出口１２ａ（吐出口の向きは吐出口から吐出される空気の流れ方向と等しい）を空気流れ方向後方、斜め上方に（すなわち、動力源１３に向かう方向に）向けた車両用冷却装置からなる。

ここで、軸流ファンとはファンの回転軸芯が空気流れ方向に向けられているファンであり、クロスフローファンとはファンの回転軸芯が空気流れ方向に交わる方向（通常、直交方向）に向けられているファンである。
通常、車両の前方から車両を見た場合、熱交換器１１は横長の矩形で、軸流ファンの場合は左右に２つ軸流ファンが設けられ、熱交換器１１のうち軸流ファン以外の部分には風が流れにくいので、軸流ファンの部分と軸流ファン以外の部分との風速差が大きく、したがって風速分布が大きく、均一風速の場合に比べて熱交換器の冷却性能が低下するが、クロスフローファン１２の場合は、横長の熱交換器１１の横方向全長にわたってクロスフローファン１２が存在するので、風速分布が小さく（軸流ファンの場合に比べて風速分布が小さく）、熱交換器の冷却性能が向上する（軸流ファンの場合に比べて向上する）。

熱交換器１１は、ラジエータ１１Ａとエアコンコンデンサ１１Ｂの少なくとも一方である。熱交換器１１がラジエータ１１Ａとエアコンコンデンサ１１Ｂの両方を含む場合は、低温を要求されるエアコンコンデンサ１１Ｂの方をラジエータ１１Ａよりも空気流れ方向上流側に配置する。
また、動力源１３は、エンジン、ハイブリッドシステムの動力装置（エンジン、モータ等）、燃料電池の何れかである。

熱交換器１１は、クロスフローファン１２の代わりに軸流ファン２を備えた場合の熱交換器に比べて、上下方向に小型化されている。図２に示すように、クロスフローファン１２の場合は、熱交換器のほぼ全域に風を流すことができ、風速差が小さい（風速分布が小さい）ので、熱交換器の効率が高く（冷却性能が高く）、したがって、軸流ファン２の場合に比べて、熱交換器１１を小型化できる。
この熱交換器１１の小型化を、上下方向の小型化とすることにより、熱交換器１１とフード１８との上下方向隙間を大きくすることができ、固い部品をフード１８から下方に十分に離すことにより、フード１８の上下方向の衝撃吸収を大きくすることができ、歩行者保護からの要求隙間値を十分に満足できる。
また、動力源１３の前方（走行風の流れ方向上流側）で、熱交換器１１の上方空間には、センサー部品等、駆動源１３からの発する熱の熱害を受けやすい部品１７を配置してもよい。

車両のエンジンアンダーカバー１４の後端に、クロスフローファンから排出された冷却風を排出促進するためのデフューザ構造１５が設けられている。エンジンアンダーカバー１４とその後方の床１６との間の段差（床１６の方がエンジンアンダーカバー１４より上位）を設けて、車両走行中にエンジンアンダーカバー１４下面を流れる風によってエンジンアンダーカバー１４後端に負圧が発生するようにし、その負圧によってエンジンコンパートメント１９内の空気の吸い出し効果を生じさせ、排風量を増加させる。
また、デフューザ構造１５をエンジンアンダーカバー１４の後端に設けることにより、ファン１２を通過して風をファン１２から離れた部位で床下に排出することができ、排出までにファン１２からの風をエンジンコンパートメント１９の全域に行き渡らせることができ、エンジンコンパートメント１９内の冷却を効率的にすることができる。
従来のようなエンジンアンダーカバーの隙間からの排風では、排風能力が小さく、図５に示すように、床下流れに剥離が生じＣｄ（空気抵抗係数）値が悪化するが、本発明では、デフューザ構造１５によって、図３に示すように、床１６下での剥離を無くし、Ｃｄ悪化が抑制される。
本発明では、エンジンアンダーカバー１４の後端にデフューザ構造１５が設けられると共に、エンジンアンダーカバー１４に、従来と同様な排風隙間を設けてもよい。

つぎに、本発明の車両用冷却装置１０の作用・効果を説明する。
ファン１２をクロスフローファンとして、その吐出口１２ａを空気流れ方向後方、斜め上方に向けたので、図１に示すように、クロスフローファン１２の排風を動力源１３とその周辺に流すことができ、動力源１３を効率的に冷却できると共に部品熱害を抑制することができる。また、デフューザ構造１５をエンジンアンダーカバー１４の後端に設けることにより、ファン１２からの風をエンジンコンパートメント１９の全域に行き渡らせることができ、エンジンコンパートメント１９内の冷却を効率的にすることができる。
従来は、図４に示すように、軸流ファン２からの排風は、軸方向後方か斜め下方に向かい、動力源３とその周辺に十分に流れず、動力源３の周辺の部品は動力源３からの熱害を受けやすかった。しかし、本発明では、クロスフローファン１２の排風が動力源１３とその周辺に流れると共に、エンジンコンパートメント１９の全域に行き渡らせることができるので、動力源１３とその周辺部品を効率的に冷却し、部品の熱害を抑制することができ、かつ、エンジンコンパートメント１９内の冷却を効率的にすることができる。

また、動力源３の周辺の部品を熱交換器１１の上方に設けると、グリルから入ってきた走行風でさらに部品を冷却できるので、より一層、周辺の部品の、動力源３からの熱害を抑制することができる。

エンジンアンダーカバー１４の後端と床１６との間に段差を設けてエンジンアンダーカバー１４の後端をデフューザ構造１５としたので、エンジンコンパートメント１９の排風効率を向上することができると共に、床下を流れる風２０と床１６の下面との剥離を抑制でき（図３、ディフューザ構造１５有りの場合の風の解析図）、Ｃｄ（空気抵抗係数）悪化を抑制することができる。従来は、図５（ディフューザ構造無しの場合の風の解析図）に示すように、床下を流れる風２０に床下面からの剥離２１が生じ、Ｃｄ（空気抵抗係数）値が悪化していたが、本発明では、それを無くすが抑制することができる。

本発明の車両用冷却装置の側面図である。クロスフローファンと、軸流ファンの、冷却性能、風速分布の関係を示すグラフである。ディフューザ構造有りの車両の床下の風の流れを示す側面図である。従来（軸流ファン、ディフューザ構造無し）の車両用冷却装置の側面図である。ディフューザ構造無しの車両の床下の風の流れを示す側面図である。

符号の説明

１１熱交換器
１１Ａラジエータ
１１Ｂエアコンコンデンサ
１２クロスフローファン
１２ａ吐出口
１３動力源
１４エンジンアンダーカバー
１５デフューザ構造
１６床
１７熱害を受けやすい部品
１８フード
１９エンジンコンパートメント
２０床下を流れる風
２１床下を流れる風が床下面から剥離した部分

Claims

熱交換器の空気流れ方向後方にクロスフローファンを備え、該クロスフローファンの空気流れ方向後方、斜め上方に動力源を備えた車両用冷却装置であって、前記クロスフローファンの吐出口を空気流れ方向後方、斜め上方に向けた車両用冷却装置。
車両のフロアのアンダーカバーを、クロスフローファンから排出された冷却風を排出促進するためのデフューザ構造とした請求項１記載の車両用冷却装置。