JP2007216748A - 車両用エアガイド - Google Patents

Abstract

【課題】 バンパアーマチュアの裏側に位置するチューブへ確実に導風でき、該チューブの付け根における亀裂・破損を防止できる車両用エアガイドの提供。
【解決手段】 略矩形断面を有するバンパアーマチュア５の車両後方側に配置された熱交換器２の車幅方向両側に、車両前方側へ張り出した状態で配置される車両用エアガイド3,4において、車両用エアガイド3,4に、バンパアーマチュア５の上面５ｂ及び下面５ｃの車両後方側への延長線と交差する角度α１、α２の導風面１６を有するサブエアガイド17,18を設けた。
【選択図】 図１０

Description

本発明は、車両用エアガイドに関する。

従来、略矩形断面を有するバンパアーマチュアの車両後方側に配置された熱交換器の左右両側に、車両前方側へ張り出した状態で配置される車両用エアガイドの技術が公知になっており、このような車両用エアガイドは、熱交換器への導風機能とエンジンルーム内からの熱風吹き返し防止機能を目的として設けられている（特許文献１〜４参照）。

また、図１３、１４に示すように、熱交換器０２のチューブ０２ｄのうち、バンパアーマチュアの裏側に位置する範囲Ａ１のチューブ０２ｄは、他の範囲Ａ２のチューブ０２ｄに比べて車両走行風またはファンによる強制風０３の流通が悪いため、該チューブ０２ｄにおけるチューブプレート０４（タンク）との付け根に亀裂・破損が発生する虞があった。

このような問題は、低温状況下（例えば外気温約０℃以下）において、バンパアーマチュアの裏側に位置するチューブ以外のチューブは強制風により冷却され、流通媒体の出口側から入口側へ向かって一様に長手方向へ縮むことによりチューブプレートが内側に引っ張られる一方、バンパアーマチュアの裏側に位置するチューブは強制風が当たらないので、流通媒体の入口側から出口側へ長手方向に熱伸びして、その伸長を上記チューブプレートによって押さえ込まれ、この結果、バンパアーマチュアの裏側に位置するチューブの付け根に圧縮歪みが生じて亀裂・破損すると考えられる。
特開平４−１９１１２１号公報 特開２００３−３０６０４７号公報 特開２００３−１０４２３５号公報 特開２００５−１０４２１２号公報

しかしながら、従来の車両用エアガイドには、熱交換器への導風機能を目的として設けられるものの、前述したバンパアーマチュアの裏側に位置するチューブへ確実に導風する機能がなく、対応が必要となっていた。

さらに、発明者の研究により、バンパアーマチュアの裏側に位置するチューブの付け根と他のチューブの付け根との温度差は、流通媒体の入口側よりも出口側において大きいことが分かった。それゆえ、チューブの付け根の亀裂・破損に対して、少なくともバンパアーマチュアの裏側に位置するチューブの出口側の付け根に風を当てて、他のチューブの出口側の付け根と同じ温度とすることが有効であるが、その手段を有するものはなかった。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、バンパアーマチュアの裏側に位置するチューブに対し、少なくとも出口側の付け根へ確実に導風でき、該チューブの付け根における亀裂・破損を防止できる車両用エアガイドを提供することである。

本発明の請求項１記載の発明では、略矩形断面を有するバンパアーマチュアの車両後方側に配置された熱交換器の車幅方向両側に、車両前方側へ張り出した状態で配置される車両用エアガイドにおいて、前記車両用エアガイドに、バンパアーマチュアの上面及び下面の車両後方側への延長線に近づく、あるいは、該延長線と交差する角度の導風面を有するサブエアガイド部を設けたことを特徴とする。

本発明の請求項１記載の発明にあっては、略矩形断面を有するバンパアーマチュアの車両後方側に配置された熱交換器の車幅方向両側に、車両前方側へ張り出した状態で配置される車両用エアガイドにおいて、前記車両用エアガイドに、バンパアーマチュアの上面及び下面の車両後方側への延長線に近づく、あるいは、該延長線と交差する角度の導風面を有するサブエアガイド部を設けたため、バンパアーマチュアの裏側に位置するチューブへ確実に導風でき、該チューブの付け根における亀裂・破損を防止できる。

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

以下、実施例１を説明する。
なお、車両前後及び車幅方向を前後方向及び左右方向と称して説明する。
図１は本発明の実施例１の車両用エアガイドが採用された車体前部を示す分解図、図２は本実施例１のラジエータコアサポートを示す斜視図、図３は本実施例１の熱交換器とモータファンシュラウド１３の斜視分解図、図４は本実施例１の熱交換器のコア部を説明する図、図５は本実施例１の熱交換器の正面図である。

図６、７は本実施例１の車両用エアガイドを示す斜視図、図８は本実施例１の車両用エアガイドとラジエータコアサポートの固定を説明する図、図９は本実施例１の車両用エアガイドとバンパアーマチュアの固定を説明する図である。
図１０は本実施例１のバンパアーマチュアと車両用エアガイドの配置と作用を説明する図、図１１は熱歪みの試験結果を示す図である。

先ず、全体構成を説明する。
図１に示すように、本実施例１では、ラジエータコアサポート１と、熱交換器２と、車両用エアガイド3,4と、バンパアーマチュア５が備えられている。

図２に示すように、ラジエータコアサポート１は、左右方向に延びるラジエータコアサポートアッパ６と、このラジエータコアサポートアッパ６と並行するラジエータコアサポートロア７と、ラジエータコアサポートアッパ６とラジエータコアサポートロア７の両端部同士を結合するラジエータコアサポートサイド8,8が備えられている。

ラジエータコアサポートアッパ６は、略角パイプ状の矩形断面を成して左右方向に延設された金属製のアッパセンタ部６ａと、このアッパセンタ部６ａの両端部に結合され、且つ、下方に開口した略コ字状断面を成して斜め後方へ延設された金属製のアッパサイド部6b,6bで構成されている。
また、アッパサイド部6b,6bの基端側にはそれぞれ対応する金属製のサイドメンバ取付部１０の上部が金属製のブラケットＢ１を介して結合されている。

ラジエータコアサポートロア７は、金属製でラジエータコアサポートアッパ６と同様に略角パイプ状の矩形断面を成して左右方向に延設されると共に、その両端部にはそれぞれ対応するサイドメンバ取付部１０の下部が結合されている。

ラジエータコアサポートサイド8,8は、樹脂製で前方側に開口した略コ字状断面を成して上下方向に延在されると共に、この略コ字状断面の内部に複数のリブ８ａが形成されている。
また、ラジエータコアサポートサイド8,8の上下端部は、ラジエータコアサポートアッパ６の両端部とラジエータコアサポートロア７の両端部に樹脂モールドした状態で結合されている。

そして、ラジエータコアサポートアッパ６、ラジエータコアサポートロア７、ラジエータコアサポートサイド8,8の内側には、後述する熱交換器２のコア部が臨んだ状態で配置される開口部Ｏが形成されている。
なお、ラジエータコアサポート１の材質や形状等は適宜設定でき、例えば、全体を樹脂製または金属製で構成しても良い。

図３に示すように、熱交換器２は、ラジエータ１１とその前方のコンデンサ１２が一体的に固設される所謂一体型熱交換器が採用され、該熱交換器２の後方にはモータファンシュラウド１３が備えられている。

図３、４に示すように、ラジエータ１１は、コア部１１ａの左右両側に一対のタンク11b,11cが配置される所謂パラレルフロー型のラジエータが採用されている。
ラジエータ１１のコア部１１ａは、両端部がそれぞれ対応するタンク11b,11cに挿通し固定された複数のチューブ１１ｄと、隣接するチューブ１１ｄ同士の間に配置され、且つ、後述するコンデンサ１２のコア部１２ａと共用する波状のフィン１１ｅで構成されている。
その他、ラジエータ１１のタンク11b,11cの上下端部には、図外のブラケット部材やゴムマウント部材を介して熱交換器２をラジエータコアサポート１に固定するための車両搭載ピン11f,11gが設けられる他、タンク１１ｂの後面には入力ポートＰ１が設けられる一方、タンク１１ｃの後面には出力ポートＰ２が設けられている。

図３、４に示すように、コンデンサ１２は、コア部１２ａの左右両側に一対のタンク12b,12cが備えられている。
コンデンサ１２のコア部１２ａは、両端部がそれぞれ対応するタンク12b,12cに挿通し固定された複数のチューブ１２ｄと、隣接するチューブ１２ｄ同士の間に配置された上記フィン１１ｅで構成されている。
また、図５に示すように、コンデンサ１２のタンク１２ｂはそれぞれの内部が仕切り板Ｓ１によって室Ｒ１〜Ｒ４に区分されており、タンク１２ｂにはＲ１に連通したコネクタ１２ｅと、室４に連通した接続管１２ｆが設けられ、タンク１２ｃには室Ｒ２と室Ｒ３の両方に接続管12g、12hを介して連通したレシーバタンク１２ｉが設けられている。

そして、ラジエータ１１のタンク11b,11c及びコンデンサ１２のタンク12b,12cの上下端部には、一対のレインフォース2a,2bが挿通し固定されることにより、これら両者が一体的に連結固定されている。
その他、前述した熱交換器２の各構成部材は全てアルミ製であり、各構成部材の接合部のうちの少なくとも一方側にはろう材からなるクラッド層（ブレージングシート）が設けられ、これらは予め仮組された後、図外の加熱炉で熱処理されることにより一体的にろう付け固定されている。

モータファンシュラウド１３は、樹脂製で前方側に開口した略箱形状に形成される他、その中央の開口部にはモータファン１３ａが設けられ、その四隅がラジエータ１１のコア部１１ａの四隅を覆う状態で熱交換器２の後面に装着されるようになっている。

図６、７に示すように、車両用エアガイド3,4は、左右対称の同一形状部材であり、それぞれ樹脂製で上下方向に長い板状に形成され、その中央前端には矩形状の開口部１４が形成されている。
また、車両用エアガイド3,4の後端には、略Ｌ字型に突出した係止爪１５が上下方向に所定間隔で離間して複数（本実施例１では２箇所）形成されている。
さらに、車両用エアガイド3,4の内側には開口部１４を挟んで所定の角度を有した導風面１６を有する板状のサブエアガイド部17,18が上下に離間して設けられている。

そして、図８に示すように、車両用エアガイド3,4は、係止爪１５がそれぞれ対応するラジエータコアサポートサイド8,8の内側の壁部８ｂを挟持した状態で固定されることにより、ラジエータコアサポート１の左右両側から前方側へ張り出した状態で装着される。

バンパアーマチュア５は、金属製で矩形断面を有して左右方向に伸びる形状に形成される他、その両端部にはそれぞれ金属製のバンパステイ５ａが固定されている。

そして、図９に示すように、バンパアーマチュア５は、車両用エアガイド3,4の開口部１４を貫通した状態でその両端部においてバンパステイ５ａがそれぞれ対応するサイドメンバ取付部１０に図外のボルトで締結されることにより、ラジエータコアサポート１に装着される。

さらに、熱交換器２は、コア部11a,12aの前面がラジエータコアサポート１の開口部Ｏに臨んだ状態で該ラジエータコアサポート１に固定されて車両のエンジンルームに搭載される。
この際、図１０に示すように、バンパアーマチュア５が熱交換器２のコア部11a,12aの前方側に配置され、サブエアガイド部17,18が熱交換器２のコア部11a,12a側に突出した状態で、各導風面１６がバンパアーマチュア５の上面５ｂ及び下面５ｃの後方側への延長線（一転鎖線で図示）と交差する角度α１、α２を有して配置される。

本実施例では、サブエアガイド部１７は、バンパアーマチュア５の上面５ｂの後方側への延長線への投影長さＷ１＝１１ｃｍ、角度α１＝４５°、車両用エアガイド3,4の内側、換言すると、熱交換器２のコア部11a,12a側への突出量が１４ｃｍとなっている。
一方、サブエアガイド部１８は、バンパアーマチュア５の下面５ｃの後方側への延長線への投影長さＷ２＝１４．５ｃｍ、角度α２＝４５°、車両用エアガイド3,4の内側、熱交換器２のコア部11a,12a側への突出量が１１ｃｍとなっている。
なお、上記Ｗ１、Ｗ２、α１、α２、車両用エアガイド3,4の内側への突出量は適宜設定できる。

次に、作用を説明する。
そして、熱交換器２は、図外のエンジン側からラジエータ１１の入力ポートＰ１を介してタンク１１ｂに流入した約１１０℃前後の流通媒体が、コア部１１ａの各チューブ１１ｄを流通する間にコア部１１ａを通過する車両走行風またはモータファン１３ａによる強制風と熱交換されることにより約６０℃前後まで冷却された後、タンク１１ｃに流入して出力ポートＰ２から再びエンジン側へ排出されることによりラジエータとして機能する。

一方、図外のコンプレッサ側からコンデンサ１２のコネクタ１２ｅを介してタンク１２ｂの室Ｒ１に流入した約７０℃前後の流通媒体は、コア部１２ａの室R1,R2に対応する各チューブ１２ｄを流通する間にコア部１２ａを通過する車両走行風またはモータファン１３ａによる強制風と熱交換された後、タンク１２ｃの室Ｒ２に流入する。

次に、室Ｒ２内の流通媒体は、接続管１２ｇを介してレシーバタンク１２ｉ内で気液分離された後、液状の流通媒体のみが接続管１２ｈを介してタンク１２ｂの室Ｒ３に流入して室R3,R4に対応する各チューブ１２ｄを流通する間に、コア部１２ｄを通過する車両走行風またはモータファン１３ａによる強制風と熱交換されることにより、約４５℃前後まで過冷却されてタンク１２ｂの室Ｒ４に流入する。

最後に、室Ｒ４内の流通媒体は、接続管１２ｆ、コネクタ１２ｅを介して図外のエバポレータ側へ排出されることによりコンデンサとして機能する。

ここで、従来の発明にあっては、バンパアーマチュアの裏側に位置するチューブは、他のチューブに比べて車両走行風またはファンによる強制風の流通が悪いため、該チューブにおけるチューブプレート（タンク）との付け根に亀裂・破損が発生する虞があった。

本実施例１では、チューブ１１ｄの端部側、すなわちタンク１１ｂ、１１ｃ側にそれぞれサブエアガイド部17,18を設け、バンパアーマチュア５の裏側に位置するチューブとそれ以外のチューブにおけるタンクとの付け根の部分の温度差を低減するようにしている。
なお、本実施例１の場合には、コンデンサ１２に比べて熱負荷の大きいラジエータ１１のチューブ１１ｄにおけるタンク１１ｃとの付け根が最も破損・亀裂し易い。

これに対し、本実施例１の車両用エアガイドにあっては、図１０に示すように、サブエアガイド部17,18の導風面１６がバンパアーマチュア５の上面５ｂ及び下面５ｃの後方側への延長線（一点鎖線で図示）と交差する角度α１、α２を有して配置されるため、車両走行風またはファンによる強制風Ｘのうち、バンパマチュア５の付近を通過する車両走行風またはファンによる強制風Ｘ１を導風面１６で該バンパアーマチュア５の裏側へ確実に導風することができ、これによって、該チューブ11d,12dの付け根の亀裂・破損を防止できる。

また、サブエアガイド部17,18の内側への突出量を大きくするなどして、バンパアーマチュア５の車幅方向全体に亘ってサブエアガイドを設け、バンパアーマチュア５の裏側に位置するチューブ全体に冷却風を当てるようにしても良い。
本実施例１では、車両用エアガイド3,4に、少なくともバンパアーマチュア５の裏側のチューブ11d,12dの付け根に強制風Ｘ１を当てるサブエアガイド部17,18を設けたことで、上記の問題を解決しつつ、所望の効果を得ることができた。

さらに、バンパアーマチュア５の裏側に位置するチューブ１１ｄの付け根と他のチューブ１１ｄの付け根との温度差は、流通媒体の入口側よりも出口側において大きいため、少なくともバンパアーマチュア５の裏側に位置するチューブ１１ｄの出口側の付け根に風を当てることが有効となることから、サブエアガイド部をチューブ１１ｄの出口側のみに配置する構造としても良い。

ここで、外気温が−２０℃、車速が４０〜１２０ｋｍ／ｈで走行中の車両を再現し、車両用エアガイド3,4においてサブエアガイド部17,18の有無によるチューブの歪み測定試験を行った結果を図１１に示す。なお、測定に際しては、バンパアーマチュア５の裏側となるチューブ１１ｄにおけるタンク１１ｂとの付け根に歪みセンサを装着して行った。

図１１に示すように、車両用エアガイド3,4にサブエアガイド部17,18を装着した場合には、装着しない場合に比べてチューブの付け根の歪みを大幅に軽減でき、チューブ１１ｄの付け根の亀裂・破損を防止できた。

従って、外気温が−２０℃という極低温下であってもチューブ11d,12dの付け根に亀裂・破損が発生せず、実際の使用に当たって十分に効果があることが証明された。

次に、効果を説明する。
以上、説明したように、本実施例１の車両用エアガイドにあっては、略矩形断面を有するバンパアーマチュア５の車両後方側に配置された熱交換器２の車幅方向両側に、車両前方側へ張り出した状態で配置される車両用エアガイド3,4において、車両用エアガイド3,4に、バンパアーマチュア５の上面５ｂ及び下面５ｃの車両後方側への延長線と交差する角度α１、α２の導風面１６を有するサブエアガイド17,18を設けたため、バンパアーマチュア５の裏側に位置するチューブ11d,12dへ確実に導風でき、該チューブ11d,12dの付け根における亀裂・破損を防止できる。

以上、本実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
例えば、熱交換器は一体型熱交換器に限らず、ラジエータ、コンデンサ、インタークーラなどの様々な熱交換器に適用できる。
また、車両用エアガイド3,4とラジエータコアサポート１との固定部位や固定方法についても適宜設定できる。

また、本実施例１では、サブエアガイド17,18の導風面１６を、バンパアーマチュア５の上面５ｂ及び下面５ｃの車両後方側への延長線と交差する角度α１、α２を有する板状に形成したが、図１２に示すように、サブエアガイド17,18の導風面２０をバンパアーマチュア５の上面５ｂ及び下面５ｃの車両後方側への延長線に近づくような湾曲状に形成しても実施例１と同様の効果を得ることができる。

さらに、サブエアガイド17,18の導風面１６の一部にスリットやパンチング穴などの開口部を設けて、導風面１６に当たった強制風Ｘの一部を該開口部を介して後方へ流通するようにしても良い。

本発明の実施例１の車両用エアガイドが採用された車体前部を示す分解図である。 本実施例１のラジエータコアサポートを示す斜視図である。 本実施例１の熱交換器とモータファンシュラウド１３の斜視分解図である。 本実施例１の熱交換器のコア部を説明する図である。 本実施例１の熱交換器の正面図である。 本実施例１の車両用エアガイドを示す斜視図である。 本実施例１の車両用エアガイドとラジエータコアサポートの固定を説明する図である。 本実施例１の車両用エアガイドとラジエータコアサポートの固定を説明する図である。 本実施例１の車両用エアガイドとバンパアーマチュアの固定を説明する図である。 本実施例１のバンパアーマチュアと車両用エアガイドの配置と作用を説明する図である。 熱歪みの試験結果を示す図である。 その他の実施例の車両用エアガイドを説明する図である。 従来の問題を説明する図である。 従来の問題を説明する図である。

符号の説明

Ｂ１ ブラケット
Ｏ 開口部
Ｐ１ 入力ポート
Ｐ２ 出力ポート
１ ラジエータコアサポート
２ 熱交換器
２ａ、２ｂ レインフォース
３、４ 車両用エアガイド
５ バンパアーマチュア
５ａ バンパステイ
５ｂ 上面
５ｃ 下面
６ ラジエータコアサポートアッパ
６ａ アッパセンタ部
６ｂ アッパサイド部
７ ラジエータコアサポートロア
８ ラジエータコアサポートサイド
８ａ リブ
８ｂ 壁部
１０ サイドメンバ取付部
１１ ラジエータ
１１ａ、１２ａ コア部
１１ｂ、１１ｃ、１２ｂ、１２ｃ タンク
１１ｄ、１２ｄ チューブ
１１ｅ フィン
１１ｆ、１１ｇ 車両搭載ピン
１２ コンデンサ
１２ｅ コネクタ
１２ｆ、１２ｇ、１２ｈ 接続管
１２ｉ レシーバタンク
１３ モータファンシュラウド
１３ａ モータファン
１４ 開口部
１５ 係止爪
１６、２０、２１ 導風面
１７、１８ サブエアガイド部

Claims (1)

1. 略矩形断面を有するバンパアーマチュアの車両後方側に配置された熱交換器の車幅方向両側に、車両前方側へ張り出した状態で配置される車両用エアガイドにおいて、
   前記車両用エアガイドに、バンパアーマチュアの上面及び下面の車両後方側への延長線に近づく、あるいは、該延長線と交差する角度の導風面を有するサブエアガイド部を設けたことを特徴とする車両用エアガイド。

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