JP2012250567A - 車両の冷却構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ラジエータ及びエアコン用コンデンサを効率良く冷却すること。
【解決手段】車両において、バンパー１２の後部からラジエータ２１及びエアコン用コンデンサ２２におけるバンパー１２と対向する部位に向かって延びる一対の斜状壁３１，３２を設けた。さらに、各斜状壁３１，３２の外面３１ａ，３２ａに、外面３１ａ，３２ａに沿って流れる冷却空気を乱流とする突起４１を複数形成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、バンパーの後方に配置されたラジエータ及びエアコン用コンデンサを冷却する車両の冷却構造に関する。

一般に、自動車においては、バンパーの後方にラジエータ及びエアコン用コンデンサが配置されており、自動車の進行に伴い、バンパーの上下両側から流入した冷却空気がラジエータ及びエアコン用コンデンサに当たるようになっている。しかし、ラジエータ及びエアコン用コンデンサにおいて、バンパーと対向する部位には冷却空気が当たり難く、ラジエータ及びエアコン用コンデンサの有効な冷却面積が減少して、ラジエータ及びエアコン用コンデンサの冷却効率が悪化してしまっている。そこで、冷却空気による冷却効率を高めるようにした技術として、例えば特許文献１が挙げられる。

特許文献１の技術は、バンパーの後部に、ラジエータに向けて突出する山形断面形状の整流板が取り付けられてなるものである。そして、バンパーの上下両側から流入した冷却空気は、整流板に沿って流れるようになる。この特許文献１の技術を採用することにより、冷却空気を均整に整流させ、ラジエータ及びエアコン用コンデンサに向かって冷却空気を流すことができ、ラジエータ及びエアコン用コンデンサを効率良く冷却することができる。

実開昭５８−４１６４３号公報

しかしながら、特許文献１では、整流板に沿って流れる冷却空気が整流板上から剥離してしまう虞がある。整流板に沿って流れる冷却空気が整流板上から剥離してしまうと、冷却空気がラジエータ及びエアコン用コンデンサに向けて流れ難くなり、冷却空気によるラジエータ及びエアコン用コンデンサの冷却効率が悪化してしまう。

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、その目的は、ラジエータ及びエアコン用コンデンサを効率良く冷却することができる車両の冷却構造を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、バンパーの後方に配置されたラジエータ及びエアコン用コンデンサを冷却する車両の冷却構造であって、前記バンパーと前記ラジエータ及び前記エアコン用コンデンサとの間には、前記ラジエータ及び前記エアコン用コンデンサにおける前記バンパーと対向する部位に向かって前記バンパー側から延びる斜状壁が設けられており、前記斜状壁の外面には、前記外面に沿って流れる冷却空気を乱流とする乱流発生部が設けられていることを要旨とする。

この発明によれば、乱流発生部により、斜状壁の外面に沿って流れる冷却空気の流れに乱れが発生して、斜状壁の外面に乱流境界層が発生するため、斜状壁の外面に沿って流れる冷却空気が斜状壁の外面から剥離してしまうことを防止することができる。よって、ラジエータ及びエアコン用コンデンサにおけるバンパーと対向する部位に、斜状壁の外面に沿って流れる冷却空気を効率良く送ることができ、ラジエータ及びエアコン用コンデンサを効率良く冷却することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記バンパーと前記ラジエータ及び前記エアコン用コンデンサとの間には、冷却を要する補機が設けられ、前記補機の外壁により前記斜状壁が形成されていることを要旨とする。

この発明によれば、冷却空気が補機の外面（斜状壁）に沿って流れるため、ラジエータ及びエアコン用コンデンサを効率良く冷却することに加えて、補機の外面に沿って流れる冷却空気により補機自体も冷却することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記斜状壁の内側に、冷却を要する補機が配置されていることを要旨とする。
この発明によれば、斜状壁の外面に沿って流れる冷却空気により斜状壁が冷却されるため、この冷却された斜状壁に補機の熱が伝達されることで、補機を冷却することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項２又は請求項３に記載の発明において、前記補機はランキン用コンデンサであることを要旨とする。
ランキン用コンデンサは、ランキンサイクルにおいて、膨張機で膨張したランキン用作動流体を冷却する。そして、ランキン用作動流体は、ランキン用コンデンサでの冷却により凝縮されて液化されるようになっている。さらに、液化されたランキン用作動流体はポンプにより吸入される。ここで、ポンプにより吸入されるランキン用作動流体において、ランキン用コンデンサにより液化しきれなかったランキン用作動流体が存在すると、ポンプの吸入部でのランキン用作動流体の再加熱や吸入圧損によって発生する気体の供給が行われてしまい、ポンプの体積効率の低下を招く。

この発明によれば、斜状壁に沿って流れる冷却空気によりランキン用コンデンサを効率良く冷却することができるため、この冷却されたランキン用コンデンサによりランキン用作動流体を効率良く冷却することができる。その結果として、液化しきれなかったランキン用作動流体が存在してしまうことを抑制することができるとともに、ポンプの体積効率の低下を抑えることができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の発明において、前記斜状壁の外面は外側に凸の断面円弧状であることを要旨とする。
この発明によれば、斜状壁の外面に沿って流れる冷却空気が徐々に方向を変えながらバンパー後方に向けて誘導されるため、冷却空気が外面から剥離してしまうことをより効果的に防止できる。

この発明によれば、ラジエータ及びエアコン用コンデンサを効率良く冷却することができる。

実施形態におけるバンパー周りの構造を模式的に示す断面図。 斜状壁及び突起を示す斜視図。 別の実施形態におけるバンパー周りの構造を模式的に示す断面図。 別の実施形態におけるバンパー周りの構造を模式的に示す断面図。 別の実施形態における斜状壁及び窪みを示す斜視図。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図１及び図２にしたがって説明する。
図１に示すように、車両のエンジンフード１１の前側下方にはバンパー１２が設けられている。エンジンフード１１とバンパー１２との間にはフロントグリル１３が設けられている。バンパー１２と下部車体部材１４との間には隙間１５が形成されている。バンパー１２及びフロントグリル１３の後方であって、上部車体部材１６と下部車体部材１４との間にはラジエータ２１及びエアコン用コンデンサ２２が配置されている。エアコン用コンデンサ２２は、ラジエータ２１よりも前側に配置されている。

バンパー１２の後部における上下両端部からは、ラジエータ２１及びエアコン用コンデンサ２２におけるバンパー１２と対向する部位に向かって延びる一対の斜状壁３１，３２が設けられている。一対の斜状壁３１，３２は、板状をなすとともに直線状に延びるように形成されている。また、一対の斜状壁３１，３２は、その一端がバンパー１２の後部における上下両端部に固定されるとともに、他端に向かうにつれて互いに接近するように延び、他端同士が互いに固定されている。各斜状壁３１，３２の水平線Ｌ１からの傾きθ１，θ２は同じになっている。

図２に示すように、各斜状壁３１，３２の外面３１ａ，３２ａには、これら外面３１ａ，３２ａに沿って流れる冷却空気を乱流とする乱流発生部としての突起４１（図２では一方の斜状壁３１に形成された突起４１のみ図示）が複数形成されている。各突起４１は、各斜状壁３１，３２の外面３１ａ，３２ａから外方に膨らむように弧状に湾曲して形成されている。また、各突起４１は、各斜状壁３１，３２の延設方向と直交する方向に沿って一定の間隔をあけて形成されている。

次に、上記のように構成された車両の冷却構造の作用について説明する。
図１に示すように、車両の進行に伴い、フロントグリル１３及び隙間１５からは、冷却空気が流入される。このフロントグリル１３及び隙間１５を介して流入される冷却空気の一部は、図１に示す矢印Ｗ１のように、各斜状壁３１，３２の外面３１ａ，３２ａに沿って流れる。そして、各斜状壁３１，３２の外面３１ａ，３２ａに沿って流れる冷却空気は、各突起４１に衝突することで流れに乱れが発生し、各斜状壁３１，３２の外面３１ａ，３２ａに乱流境界層が発生する。これにより、斜状壁３１，３２の外面３１ａ，３２ａに沿って流れる冷却空気が斜状壁３１，３２の外面３１ａ，３２ａから剥離してしまうことが防止されている。その結果、斜状壁３１，３２の外面３１ａ，３２ａに沿って流れる冷却空気は、ラジエータ２１及びエアコン用コンデンサ２２におけるバンパー１２と対向する部位に向かって効率良く流れるため、ラジエータ２１及びエアコン用コンデンサ２２が効率良く冷却される。

上記実施形態では以下の効果を得ることができる。
（１）車両において、バンパー１２の後部からラジエータ２１及びエアコン用コンデンサ２２におけるバンパー１２と対向する部位に向かって延びる一対の斜状壁３１，３２を設けた。さらに、各斜状壁３１，３２の外面３１ａ，３２ａに、外面３１ａ，３２ａに沿って流れる冷却空気を乱流とする突起４１を複数形成した。これによれば、各突起４１により、各斜状壁３１，３２の外面３１ａ，３２ａに沿って流れる冷却空気の流れに乱れが発生して、各斜状壁３１，３２の外面３１ａ，３２ａに乱流境界層が発生する。よって、各斜状壁３１，３２の外面３１ａ，３２ａに沿って流れる冷却空気が、各斜状壁３１，３２の外面３１ａ，３２ａから剥離してしまうことを防止することができる。その結果、ラジエータ２１及びエアコン用コンデンサ２２におけるバンパー１２と対向する部位に、各斜状壁３１，３２の外面３１ａ，３２ａに沿って流れる冷却空気を効率良く送ることができ、ラジエータ２１及びエアコン用コンデンサ２２を効率良く冷却することができる。

（２）例えば、各斜状壁３１，３２における水平線Ｌ１からの傾きθ１，θ２を大きくしたとしても、各斜状壁３１，３２の外面３１ａ，３２ａに沿って流れる冷却空気が、各斜状壁３１，３２の外面３１ａ，３２ａから剥離してしまうことを防止することができる。よって、各斜状壁３１，３２における水平線Ｌ１からの傾きθ１，θ２を大きくすることで、バンパー１２とラジエータ２１及びエアコン用コンデンサ２２とを極力近づけることができ、車両における前後方向の体格を極力小型化することができる。

（３）エアコン用コンデンサ２２は、ラジエータ２１よりも前側に配置されている。エアコン用コンデンサ２２は、ラジエータ２１よりも冷却の面で優先度が高いため、エアコン用コンデンサ２２をラジエータ２１よりも前側に配置することで、エアコン用コンデンサ２２に冷却空気が当たり易くすることができ、エアコン用コンデンサ２２の冷却性能を向上させることができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 図３に示すように、バンパー１２の後部に、冷却を要する補機としてのランキン用コンデンサ５１が設けられていてもよい。また、斜状壁は外面が外側に凸の断面弧状に形成されてもよい。具体的には、ランキン用コンデンサ５１は、バンパー１２の後部に固定される第１外壁５１ａと、第１外壁５１ａの両端部からラジエータ２１及びエアコン用コンデンサ２２におけるバンパー１２と対向する部位に向かって延びる第２外壁５１ｂ及び第３外壁５１ｃとを有している。よって、第２外壁５１ｂ及び第３外壁５１ｃにより外側に凸の断面弧状の斜状壁が形成されている。第２外壁５１ｂ及び第３外壁５１ｃの外面５１１ｂ，５１１ｃには、突起４１が複数形成されている。

ランキン用コンデンサ５１は、ランキンサイクルにおいて、膨張機（図示せず）で膨張したランキン用作動流体を冷却する。そして、ランキン用作動流体は、ランキン用コンデンサ５１での冷却により凝縮されて液化されるようになっている。さらに、液化されたランキン用作動流体はポンプ（図示せず）により吸入される。ここで、ポンプにより吸入されるランキン用作動流体において、ランキン用コンデンサ５１により液化しきれなかったランキン用作動流体が存在すると、ポンプの吸入部でのランキン用作動流体の再加熱や吸入圧損によって発生する気体の供給が行われてしまい、ポンプの体積効率の低下を招く。

しかしながら、上記構成によれば、第２外壁５１ｂ及び第３外壁５１ｃの外面５１１ｂ，５１１ｃに沿って流れる冷却空気によりランキン用コンデンサ５１を効率良く冷却することができ、この冷却されたランキン用コンデンサ５１によりランキン用作動流体を効率良く冷却することができる。その結果として、液化しきれなかったランキン用作動流体が存在してしまうことを抑制することができるとともに、ポンプの体積効率の低下を抑えることができる。また、バンパー１２の後部と第２外壁５１ｂ及び第３外壁５１ｃの外面５１１ｂ，５１１ｃとの間における角が小さく、外面５１１ｂ，５１１ｃに沿って流れる冷却空気が徐々に方向を変えながらバンパー１２の後方に向けて誘導されるため、冷却空気が外面５１１ｂ，５１１ｃから剥離してしまうことをより効果的に防止できる。

なお、バンパー１２の後部に設けられる補機としては、ランキン用コンデンサ５１以外のその他の補機であってもよい。また、ランキン用コンデンサ５１は、第１外壁５１ａがバンパー１２の後部に固定されていたが、これに限らず、ランキン用コンデンサ５１が図示しない支持部材によって、バンパー１２とラジエータ２１及びエアコン用コンデンサ２２との間で支持された状態で設けられていてもよい。

○ 実施形態において、一対の斜状壁３１，３２の内側に、冷却を要する補機が配置されていてもよい。例えば、図４に示す実施形態では、バンパー１２と一対の斜状壁３１，３２とで囲み形成された内部空間６０に、冷却を要する補機としてのランキン用コンデンサ６１が収容されている。これによれば、各斜状壁３１，３２の外面３１ａ，３２ａに沿って流れる冷却空気により各斜状壁３１，３２が冷却されるため、この冷却された各斜状壁３１，３２にランキン用コンデンサ６１の熱が伝達されることで、ランキン用コンデンサ６１を冷却することができる。なお、内部空間６０に収容される補機としては、ランキン用コンデンサ６１以外のその他の補機であってもよい。

○ 実施形態では、一対の斜状壁３１，３２の外面３１ａ，３２ａに、乱流発生部として、突起４１を複数形成したが、これに限らない。例えば、図５に示すように、一対の斜状壁３１，３２の外面３１ａ，３２ａに、乱流発生部として、窪み７１を複数形成してもよい。各窪み７１は、各斜状壁３１，３２の外面３１ａ，３２ａから内側に向けて弧状に湾曲して凹むように形成されている。

○ 実施形態において、ラジエータ２１は、エアコン用コンデンサ２２よりも前側に配置されていてもよい。
○ 実施形態において、エアコン用コンデンサ２２の前側にランキン用コンデンサがさらに配置されていてもよい。これによれば、各斜状壁３１，３２の外面３１ａ，３２ａに沿って流れる冷却空気を、ランキン用コンデンサに効率良く送ることができ、ランキン用コンデンサを効率良く冷却することができる。

○ 実施形態において、各突起４１は、各斜状壁３１，３２の外面３１ａ，３２ａから外方に膨らむように弧状に湾曲して形成されていたが、これに限らず、例えば、各斜状壁３１，３２の外面３１ａ，３２ａから直交する方向へ直線状に延びる柱形状をなしていてもよい。すなわち、突起の形状は、各斜状壁３１，３２の外面３１ａ，３２ａに沿って流れる冷却空気が、突起に衝突することで流れに乱れが発生しさえすれば、特に限定されるものではない。

○ 実施形態において、突起４１の数は特に限定されるものではない。
○ 実施形態において、各斜状壁３１，３２の水平線Ｌ１からの傾きθ１，θ２が異なっていてもよい。

○ 実施形態において、一対の斜状壁３１，３２は、その一端がバンパー１２の後部における上下両端部に固定されていたが、これに限らない。例えば、一対の斜状壁３１，３２が図示しない支持部材によって、バンパー１２とラジエータ２１及びエアコン用コンデンサ２２との間で支持された状態で設けられていてもよい。このような別の実施形態において、一対の斜状壁３１，３２の内側に、冷却を要する補機が配置されていてもよい。

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
（イ）前記エアコン用コンデンサは、前記ラジエータよりも前側に配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の車両の冷却構造。

１２…バンパー、２１…ラジエータ、２２…エアコン用コンデンサ、３１，３２…斜状壁、３１ａ，３２ａ…外面、４１…乱流発生部としての突起、５１，６１…補機としてのランキン用コンデンサ、５１ｂ…斜状壁を形成する第２外壁、５１ｃ…斜状壁を形成する第３外壁、７１…乱流発生部としての窪み。

Claims (5)

1. バンパーの後方に配置されたラジエータ及びエアコン用コンデンサを冷却する車両の冷却構造であって、
   前記バンパーと前記ラジエータ及び前記エアコン用コンデンサとの間には、前記ラジエータ及び前記エアコン用コンデンサにおける前記バンパーと対向する部位に向かって前記バンパー側から延びる斜状壁が設けられており、
   前記斜状壁の外面には、前記外面に沿って流れる冷却空気を乱流とする乱流発生部が設けられていることを特徴とする車両の冷却構造。
2. 前記バンパーと前記ラジエータ及び前記エアコン用コンデンサとの間には、冷却を要する補機が設けられ、
   前記補機の外壁により前記斜状壁が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両の冷却構造。
3. 前記斜状壁の内側に、冷却を要する補機が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の車両の冷却構造。
4. 前記補機はランキン用コンデンサであることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の車両の冷却構造。
5. 前記斜状壁の外面は外側に凸の断面円弧状であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の車両の冷却構造。

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