JP2014020588A - 車両用インタークーラ - Google Patents

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Abstract

【課題】車両用インタークーラに関し、各チューブ内の吸気流速を効果的に均一化する。
【解決手段】エンジンへの吸気を流通させる複数のチューブ１１を有するコア部１０と、コア部１０の吸気上流側に取り付けられてチューブ１１に吸気を導入する入口ヘッダー部２２を有する吸気導入部２０と、コア部１０の吸気下流側に取り付けられてチューブ１１から吸気が流入する出口ヘッダー部３２、及び出口ヘッダー部３２にその中心位置から偏心して接続された出口パイプ部３１を有する吸気導出部３０とを備え、出口ヘッダー部３２内に、チューブ１１の吸気流れ方向に延在するプレート３４を設けた。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両用インタークーラに関する。
一般的に、車両用インタークーラは、吸気を流通させる複数のチューブを車幅方向に配置したコア部と、過給機側に接続される入口パイプ部、及びコア部の吸気上流側に取り付けられる縦長の入口ヘッダー部を有する吸気導入部と、コア部の吸気下流側に取り付けられる縦長の出口ヘッダー部、及びエンジン側に接続される出口パイプ部を有する吸気導出部とを備えている。また、吸気導入部の入口パイプ部と入口ヘッダー部とは入口曲面部で連結されると共に、吸気導出部の出口ヘッダー部と出口パイプ部とは出口曲面部で連結されている。このような車両用インタークーラは、例えば特許文献１に記載されている。
特開２０１１−１３３１９８号公報
ところで、従来の車両用インタークーラにおいては、出口曲面部と出口パイプ部との接続位置は、出口ヘッダー部の長手方向（上下方向）中心よりも上方に偏心されている。そのため、下方のチューブから流入する吸気は出口ヘッダー部内を上方に向かって流れて、上方のチューブから流入する吸気と合流する。そして、これら吸気の合流部付近では圧力が高くなり、チューブから出口ヘッダー部内への吸気の流入が妨げられることで、各チューブ内の吸気流速を不均一にさせている。結果として、各チューブの吸気流量も不均一になり、コア部における吸気の冷却効率を十分に発揮できない可能性がある。
本発明はこのような点に鑑みてなされたもので、その目的は、各チューブ内の吸気流速を効果的に均一化することができる車両用インタークーラを提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明の車両用インタークーラは、エンジンへの吸気を流通させる複数のチューブを有するコア部と、前記コア部の吸気上流側に取り付けられて前記チューブに吸気を導入する入口ヘッダー部を有する吸気導入部と、前記コア部の吸気下流側に取り付けられて前記チューブから吸気が流入する出口ヘッダー部、及び該出口ヘッダー部にその中心位置から偏心して接続された出口パイプ部を有する吸気導出部とを備える車両用インタークーラにおいて、前記出口ヘッダー部内に、前記チューブの吸気流れ方向に延在するプレートを設けたことを特徴とする。
また、前記出口ヘッダー部内に、前記プレートから離間して対向する第２のプレートをさらに設けてもよい。
また、前記吸気導出部は、前記出口ヘッダー部と前記出口パイプ部とを曲面で滑らかに連結する曲面部をさらに備え、前記プレート及び前記第２のプレートの吸気下流側をそれぞれ該曲面部の内部まで延設してもよい。
また、前記プレートの吸気上流端部は、前記チューブの吸気下流端部の近傍、もしくは、前記チューブの吸気下流端部に隣接して配置されてもよい。
本発明の車両用インタークーラによれば、各チューブ内の吸気流速を効果的に均一化することができる。
本発明の一実施形態に係る車両用インタークーラを示す模式的な斜視図である。 本発明の一実施形態に係る車両用インタークーラの要部を示す模式的な切り欠き斜視図である。 本発明の一実施形態に係る車両用インタークーラの要部を示す模式的な縦断面図である。 （ａ）は従来の車両用インタークーラの吸気導出部における吸気の流れを説明する図、（ｂ）は本実施形態の車両用インタークーラの吸気導出部における吸気の流れを説明する図である。
以下、図１〜４に基づいて、本発明の一実施形態に係る車両用インタークーラについて説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
本実施形態の車両用インタークーラ１は、図１に示すように、吸気と外気との熱交換を行うコア部１０と、図示しない過給機からの吸気をコア部１０に導入する吸気導入部２０と、コア部１０から図示しないエンジンに吸気を導出する吸気導出部３０とを備えている。
コア部１０は、吸気を流通させる車幅方向に延在する複数のチューブ１１と、各チューブ１１間に介装された複数のアウターフィン１２と、貫通形成された図示しない複数の穴に各チューブ１１の吸気上流端を挿通して固定する縦長の入口プレート１３と、貫通形成された図示しない複数の穴に各チューブ１１の吸気下流端を挿通して固定する縦長の出口プレート１４とを備えている。本実施形態において、入口プレート１３及び出口プレート１４のプレート平面は、複数のチューブ１１の軸方向と直交する。
吸気導入部２０は、過給機側の吸気管４１に接続されて車両前後方向に延在する入口パイプ部２１と、コア部１０の入口プレート１３に取り付けられた縦長中空状の入口ヘッダー部２２と、入口パイプ部２１と入口ヘッダー部２２とを滑らかに連結する曲面中空状の入口曲面部２３とを備えている。本実施形態において、入口曲面部２３の吸気下流端は、入口ヘッダー部２２の側面に車両幅方向から接続されている。また、入口パイプ部２１と入口曲面部２３との接続位置は、入口ヘッダー部２２の長手方向（上下方向）中心位置よりも上方に偏心されている。
入口曲面部２３の車両幅方向における外壁の縦断面形状は上下方向に略Ｓ字状に形成され、かつ、その下方内側面を内側に突出させている。また、この下方内側面は、入口ヘッダー部２２下方の内側面と連結する。さらに、入口曲面部２３は、その流路縦断面積を吸気流れに沿って次第に拡張するように形成されている。
吸気導出部３０は、エンジン側の吸気管４２に接続されて車両前後方向に延在する出口パイプ部３１と、コア部１０の出口プレート１４に取り付けられた縦長中空状の出口ヘッダー部３２と、出口パイプ部３１と出口ヘッダー部３２とを滑らかに連結する曲面中空状の出口曲面部３３と、堰止プレート３４と、整流プレート（第２のプレート）３５とを備えている。本実施形態において、出口曲面部３３の吸気上流端は、出口ヘッダー部３２の側面に車両幅方向から接続されている。また、出口パイプ部３１と出口曲面部３３との接続位置は、出口ヘッダー部３２の長手方向（上下方向）中心位置よりも上方に偏心されている。
出口曲面部３３の車両幅方向における外壁の縦断面形状は上下方向に略Ｓ字状に形成され、かつ、その下方内側面を内側に突出させている。また、この下方内側面は、出口ヘッダー部３２下方の内側面と連結する。さらに、出口曲面部３３は、その流路縦断面積を吸気流れに沿って次第に縮小するように形成されている。
堰止プレート３４は、図２に示すように、出口ヘッダー部３２及び出口曲面部３３の形状に合わせて略Ｌ字状に屈曲して形成されている。堰止プレート３４の上流端部３４ａは、出口プレート１４の長手方向（上下方向）中心よりも上方の出口ヘッダー部３２内に、その板平面をチューブ１１の吸気流れ方向と平行にした状態で配置されている。また、堰止プレート３４の上流端部３４ａの上流側縁部は、チューブ１１の吸気下流端から僅かな隙間（微小なクリアランス）を隔てて配置されている。すなわち、図３に示すように、堰止プレート３４の上流端部３４ａは、その上流側縁部、屈曲内側縁部（車両後方側縁部）、及び屈曲外側縁部（車両前方側縁部）を、出口ヘッダー３２の中空部３２ａ内（Ｓ字状の外壁の下方内側面よりも出口プレート１４側の領域）に収容させている。これにより、下方のチューブ１１から出口ヘッダー部３２内に流入して上方に向かう吸気は、堰止プレート３４の上流端部３４ａで堰き止められる。なお、上流端部３４ａの上流側縁部とチューブ１１との間に微小なクリアランスを設ける必要はなく、この上流端部３４ａをチューブ１１の吸気下流端に接触させてもよい。
堰止プレート３４の下流端部３４ｂは、出口曲面部３３内に、その板平面を出口曲面部３３の上側内周面に沿わせた状態で配置されている。これにより、堰止プレート３４の上流端部３４ａで堰き止められた吸気は、出口曲面部３３内を出口パイプ部３１に向けて導かれるように構成されている。
整流プレート３５は、図２に示すように、出口ヘッダー部３２及び出口曲面部３３の形状に合わせて略Ｌ字状に屈曲して形成されている。整流プレート３５の上流端部３５ａは、堰止プレート３４よりも下方の出口ヘッダー部３２内に、その上流側縁部がチューブ１１の吸気下流端から所定のクリアランスを隔てて配置されている。これにより、下方のチューブ１１から出口ヘッダー部３２内に流入する吸気は、堰止プレート３４側と出口パイプ３１側とに分流される。
また、整流プレート３５の下流端部３５ｂは、堰止プレート３４よりも下方の出口曲面部３３内に、その板平面を出口曲面部３３の下側内周面に沿わせた状態で配置されている。これにより、整流プレート３５の下流端部３５ｂで分流された吸気の一部は、出口曲面部３３内を出口パイプ部３１に向けて導かれるように構成されている。
次に、本実施形態に係る車両用インタークーラ１による作用効果を説明する。
例えば、図４（ａ）に示すように、吸気導出部６０内に堰止プレートや整流プレートを備えていない従来の車両用インタークーラにおいては、下方のチューブ５１から流入する吸気が出口ヘッダー部６２内を長手方向に沿って上方に流れて、上方のチューブ５１から流入する吸気と合流する。このため、これら吸気の合流部付近では圧力が高くなり、チューブ５１から出口ヘッダー部６２への吸気の流れ込みが妨げられることで、各チューブ５１内の吸気流速を不均一にさせている。
これに対し、本実施形態の車両用インタークーラ１では、出口ヘッダー部３２内に、下方から上方に流れる吸気を堰き止める堰止プレート３４が配置されている。すなわち、図４（ｂ）に示すように、下方のチューブ１１から流入する吸気は、上方のチューブ１１から流入する吸気と合流することなく、堰止プレート３４の上流端部３４ａにより堰き止められた後、下流端部３４ｂに沿って出口パイプ部３１へと導かれる。
したがって、本実施形態の車両用インタークーラ１によれば、各チューブ１１内の吸気流速を効果的に均一化することができると共に、各チューブ１１の吸気流量も均一化されて吸気の冷却効率を向上することができる。
また、本実施形態の車両用インタークーラ１では、堰止プレート３４よりも下方の出口ヘッダー部３２内及び出口曲面部３３内に整流プレート３５が配置されている。この整流プレート３５の上流端部３５ａとチューブ１１の吸気下流端との間には、下方から上方に流れる吸気の一部を通過させる所定のクリアランスが設けられている。
すなわち、図４（ｂ）に示すように、下方のチューブ１１から流入する吸気は、整流プレート３５の上流端部３５ａにより堰止プレート３４側と出口パイプ部３１側とに分流される。そして、出口パイプ３１側に分流された吸気は整流プレート３５の下流端部３５ｂに沿って出口パイプ部３１に導かれる一方、堰止プレート３４側に分流された吸気は堰止プレート３４の上流端部３４ａで堰き止められた後、堰止プレート３４と整流プレート３５とで区画形成される流路を流れて出口パイプ部３１に導かれる。
したがって、本実施形態の車両用インタークーラ１によれば、堰止プレート３４の下方に整流プレート３５を設けたことで、出口曲面部３３内における吸気の流れが促進されて、吸気の抵抗を効果的に低減することができる。
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。
例えば、出口パイプ部３１と出口曲面部３３との接続位置は、出口ヘッダー部３２の長手方向（上下方向）中心位置よりも上方に偏心されるものとして説明したが、下方に偏心させてもよい。この場合は、堰止プレート３４の上流端部３４ａを出口ヘッダー部３２内の下方に配置すればよい。
また、出口ヘッダー部３２と出口パイプ部３１とを出口曲面部３３で連結する必要はなく、これら出口ヘッダー部３２と出口パイプ部３１とを直接的に接続してもよい。
１ 車両用インタークーラ
１０ コア部
１１ チューブ
２０ 吸気導入部
２１ 入口パイプ部
２２ 入口ヘッダー部
２３ 入口曲面部
３０ 吸気導出部
３１ 出口パイプ部
３２ 出口ヘッダー部
３３ 出口曲面部（曲面部）
３４ 堰止プレート（プレート）
３５ 整流プレート（第２のプレート）

Claims (4)

  1. エンジンへの吸気を流通させる複数のチューブを有するコア部と、
    前記コア部の吸気上流側に取り付けられて前記チューブに吸気を導入する入口ヘッダー部を有する吸気導入部と、
    前記コア部の吸気下流側に取り付けられて前記チューブから吸気が流入する出口ヘッダー部、及び該出口ヘッダー部にその中心位置から偏心して接続された出口パイプ部を有する吸気導出部と、を備える車両用インタークーラにおいて、
    前記出口ヘッダー部内に、前記チューブの吸気流れ方向に延在するプレートを設けたことを特徴とする車両用インタークーラ。
  2. 前記出口ヘッダー部内に、前記プレートから離間して対向する第２のプレートをさらに設けた請求項１に記載の車両用インタークーラ。
  3. 前記吸気導出部は、前記出口ヘッダー部と前記出口パイプ部とを曲面で滑らかに連結する曲面部をさらに備え、前記プレート及び前記第２のプレートの吸気下流側をそれぞれ該曲面部内まで延設した請求項２に記載の車両用インタークーラ。
  4. 前記プレートの吸気上流端部は、前記チューブの吸気下流端部の近傍、もしくは、前記チューブの吸気下流端部に隣接して配置される請求項１から３の何れかに記載の車両用インタークーラ。
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