JP2014020590A - 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】複数のチューブ１１を配置したコア部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に吸気を導入する中空状の入口ヘッダー部２２、筒状の入口パイプ部２１、及び入口ヘッダー部２２と入口パイプ部２１とを連結する中空状の入口連結部２３を有する吸気導入部２０とを備え、入口連結部２３は、吸気下流側の入口ヘッダー部２２との接続部からこの接続部より吸気上流側の所定部位に至るまでの全域において、上部外壁２３ｅの縦断面形状を上方に突出させた円弧状に形成される。
【選択図】図１

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円筒状の入口パイプ部、及びコア部の吸気上流側に取り付けられる縦長中空状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中空状の出口ヘッダー部、及びエンジン側に接続される円筒状の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曲面中空状の入口連結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曲面中空状の出口連結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、吸気の冷却効率を向上するには、各チューブ内の吸気流速を均一化することが好ましい。しかしながら、従来の車両用インタークーラの吸気導入部は、入口連結部の上部外壁の縦断面形状が吸気上流側から吸気下流側に至る全域において、外周側を斜めに切り欠いた逆Ｖ字状に形成されている（図２中の破線Ａ参照）。
そのため、入口連結部の吸気流路は上方側ほど狭くなり、上方のチューブへの吸気の流れ込みが阻害されることで、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、各チューブ内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横方向に配置したコア部と、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中空状の入口ヘッダー部、筒状の入口パイプ部、及び該入口ヘッダー部と該入口パイプ部とを連結する中空状の入口連結部を有する吸気導入部と、を備える車両用インタークーラにおいて、前記入口連結部は、吸気下流側の前記入口ヘッダー部との接続部から該接続部より吸気上流側の所定部位に至るまでの全域において、その上部外壁の縦断面形状を上方に突出させた円弧状に形成されていることを特徴とする。
また、前記入口連結部は、吸気上流側から吸気下流側の少なくとも一箇所以上を屈曲して形成され、かつ、その屈曲位置に曲率を小さくする入口Ｒ部が設けられてもよい。
また、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中空状の出口ヘッダー部、筒状の出口パイプ部、及び該出口ヘッダー部と該出口パイプ部とを連結する中空状の出口連結部を有する吸気導出部をさらに備え、前記出口連結部は、吸気上流側の前記出口ヘッダー部との接続部から該接続部より吸気下流側の所定部位に至るまでの全域において、その上部外壁の縦断面形状を上方に突出させた円弧状に形成されてもよい。
また、前記出口連結部は、吸気上流側から吸気下流側の少なくとも一箇所以上を屈曲して形成され、かつ、その屈曲位置に曲率を小さくする出口Ｒ部が設けられてもよい。
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。 （ａ）は本実施形態に係る車両用インタークーラの上視図、（ｂ）は（ａ）の破線Ａ領域における横断面図である。 図１の破線Ａ領域にける縦断面図である。
以下、図１〜３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間に介装された図示しない複数のアウターフィンと、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（不図示）に接続されて車両前後方向に延在する略円筒状の入口パイプ部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中空状の入口連結部２３とを備えている。本実施形態において、入口パイプ部２１と入口連結部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。また、入口ヘッダー部２２は、その外壁面が何れも図示しないシャシフレームや周辺部品と干渉しないように、下方側を縮小して形成されている。
吸気導出部３０は、エンジン側の吸気管（不図示）に接続された車両前後方向に延在する略円筒状の出口パイプ部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中空状の出口連結部３３とを備えている。本実施形態において、出口パイプ部３１と出口連結部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。また、出口ヘッダー部３２は、その外壁面が何れも図示しないシャシフレームや周辺部品と干渉しないように、下方側を縮小して形成されている。
次に、図２，３に基づいて、本実施形態の入口連結部２３の詳細構成を説明する。
図２（ａ）に示すように、入口連結部２３は、吸気上流端を入口パイプ部２１に連結された直線中空状の入口上流側直線部２３ａと、吸気下流端を入口ヘッダー部２２の側面に連結された曲面中空状の入口下流側曲面部２３ｂと、これら入口上流側直線部２３ａ及び入口下流側曲面部２３ｂを連結する直線中空状の入口中間直線部２３ｃとを備えている。
入口上流側直線部２３ａは、コア部１０の背面側に配置されたラジエータ６０との干渉を避けるように、その軸方向を入口パイプ部２１の軸方向に対して傾斜させている。入口中間直線部２３ｃは、その外周面がラジエータ６０の側面と平行になるように、軸方向を車両前後方向に向けている。すなわち、入口上流側直線部２３ａと入口中間直線部２３ｃとの連結部は所定の角度で屈曲する（図２（ａ）中の領域Ａ参照）。
さらに、この屈曲位置には、図２（ｂ）に示すように、吸気流路の曲率を小さくする入口Ｒ部２３ｄが設けられている。これにより、入口上流側直線部２３ａ及び入口中間直線部２３ｃは、吸気上流側から吸気下流側に至る全域において、吸気流路が全体的になだらかに形成されて、吸気の流れを促進することができる。
入口下流側曲面部２３ｂは、吸気上流側から吸気下流側に向かい車両内側に湾曲する曲面状に形成されている。また、図３に示すように、入口下流側曲面部２３ｂの上部外壁２３ｅは、上方側における吸気の流路容積を確保するように、曲面開始位置の直上流側（所定位置）から入口ヘッダー部２２との連結位置に至る全域において、その縦断面形状を上方に突出させた円弧状に形成されている。さらに、入口下流側曲面部２３ｂにおける入口ヘッダー部２２との連結部は、入口ヘッダー部２２に向かうに従い拡張して形成されている（図３中の領域Ｂ参照）。すなわち、上部外壁２３ｅの吸気下流端部は、入口ヘッダー部２２に近づくに従い上方に高くなるように形成されている。これにより、入口下流側曲面部２３ｂは、その上方側における吸気の流路容積が大きく確保されて、入口ヘッダー部２２内の上部領域から上方のチューブ１１への吸気の流入を促進することができる。
なお、詳細な説明及び図示は省略するが、出口連結部３３の形状も入口連結部２３と略同一に形成されている。すなわち、出口連結部３３の出口上流側曲面部３３ｂにおける上部外壁は、出口ヘッダー部３２との連結位置から曲面終端位置の直下流側（所定位置）に至る全域において、その縦断面形状を上方に突出させた円弧状に形成され、かつ、その吸気上流端部を出口ヘッダー部３２に近づくに従い上方に高くなるように形成されている。また、出口連結部３３の出口下流側直線部３３ａと出口中間直線部３３ｃとの連結部は所定の角度で屈曲し、かつ、その屈曲位置には吸気流路の曲率を小さくする出口Ｒ部３３ｂ（図２（ａ）参照）が設けられている。これにより、上方のチューブ１１から出口ヘッダー部３２内、及び出口ヘッダー部３２から出口連結部３３を介して出口パイプ部３１への吸気の流れが促進される。
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。
吸気導入部２０において、入口連結部２３の入口下流側曲面部２３ｂにおける上部外壁２３ｅは、曲面開始位置の直上流側から入口ヘッダー部２２との連結位置に至る全域において、その縦断面形状を上方に突出させた円弧状に形成され、かつ、その吸気下流端部を入口ヘッダー部２２に近づくに従い上方に高くなるように形成されている。すなわち、入口連結部２３の入口下流側曲面部２３ｂは、その上方側における吸気の流路容積を大きく確保したことで、図３中に破線で示す従来の形状に比べて圧損が低減されて、入口ヘッダー部２２内の上部領域から上方のチューブ１１への吸気の流入が促進される。
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、入口連結部２３の入口上流側直線部２３ａと入口中間直線部２３ｃとの連結部は所定の角度で屈曲すると共に、その屈曲位置には吸気流路の曲率を小さくする入口Ｒ部２３ｄが設けられている。すなわち、屈曲位置に入口Ｒ部２３ｄを設けたことで、入口連結部２３の吸気流路は全体的になだらかに形成されている。
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、入口パイプ部２１から入口連結部２３を介した入口ヘッダー部２２への吸気の流れを効果的に促進することができる。
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、上部外壁２３ｅが上方に突出する円弧状に形成される範囲は、入口下流側曲面部２３ｂにおける入口ヘッダー部２２との連結位置から曲面開始位置の直上流側までとしたが、入口ヘッダー部２２との連結位置から所定範囲（ゼロよりも大きい範囲）であればよく、さらに入口中間直線部２３ｃや入口上流側直線部２３ａの全域まで延長してもよい。この場合も上述の実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
また、入口パイプ部２１と入口連結部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、入口連結部２３の下部外壁の縦断面形状を下方に突出させた円弧状に形成すればよい。
また、入口連結部２３を屈曲させる部分は一カ所に限定されず、複数箇所を屈曲させてもよい。この場合は、全ての屈曲位置に吸気流路の曲率を小さくするＲ部を設ければよい。
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 入口連結部
２３ｄ 入口Ｒ部
２３ｅ 上部外壁
３０ 吸気導出部
３１ 出口パイプ部
３２ 出口ヘッダー部
３３ 出口連結部
３３ｄ 出口Ｒ部

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横方向に配置したコア部と、
    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中空状の入口ヘッダー部、筒状の入口パイプ部、及び該入口ヘッダー部と該入口パイプ部とを連結する中空状の入口連結部を有する吸気導入部と、を備える車両用インタークーラにおいて、
    前記入口連結部は、吸気下流側の前記入口ヘッダー部との接続部から該接続部より吸気上流側の所定部位に至るまでの全域において、その上部外壁の縦断面形状を上方に突出させた円弧状に形成されていることを特徴とする車両用インタークーラ。
  2. 前記入口連結部は、吸気上流側から吸気下流側の少なくとも一箇所以上を屈曲して形成され、かつ、その屈曲位置に曲率を小さくする入口Ｒ部が設けられる請求項１に記載の車両用インタークーラ。
  3. 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中空状の出口ヘッダー部、筒状の出口パイプ部、及び該出口ヘッダー部と該出口パイプ部とを連結する中空状の出口連結部を有する吸気導出部をさらに備え、
    前記出口連結部は、吸気上流側の前記出口ヘッダー部との接続部から該接続部より吸気下流側の所定部位に至るまでの全域において、その上部外壁の縦断面形状を上方に突出させた円弧状に形成されている請求項１又は２に記載の車両用インタークーラ。
  4. 前記出口連結部は、吸気上流側から吸気下流側の少なくとも一箇所以上を屈曲して形成され、かつ、その屈曲位置に曲率を小さくする出口Ｒ部が設けられる請求項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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