JP2014109409A - インタークーラー - Google Patents

Abstract

【課題】吸気の分散性を向上させ、圧力損失を低減することができるインタークーラーを提供する。
【解決手段】本発明は、内燃機関の吸気通路を流れる吸気を複数のチューブ１０に分けて冷却するインタークーラー１であって、吸気通路に接続される入口部２ａを有する第一の入口タンク２と、第一の入口タンク２と連通し、複数のチューブ１０と直交する方向において第一の入口タンク２より幅広に形成された第二の入口タンク３と、第二の入口タンク３を通じて吸気が流れ込む複数のチューブ１０を有するコア４と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関に取付けられるインタークーラーに関する。

周知のように、過給機を搭載した内燃機関においては過給によって吸気の温度が上昇し、そのまま導入すると内燃機関の排ガス性能や出力効率が悪化するため、過給された吸気を冷却するインタークーラーを備える必要がある。

インタークーラーに関する文献としては、例えば特開平９−３１０９８８号公報が知られている。この公報に記載のインタークーラーは、入口パイプに接続されたアッパータンクと、出口パイプに接続されたロアタンクと、アッパータンク及びロアタンクを連通させる複数のチューブ及び冷却フィンを有するコアと、を備え、入口パイプから入り込んだ吸気を複数のチューブに分けて流しながら冷却を行う。

特開平９−３１０９８８号公報

ところで、インタークーラーでは、吸気の圧損（圧力損失）が低いほど燃費及び出力の向上が見込まれるため、より吸気圧損の低い構成が求められる。吸気圧損はインタークーラーにおける空気の流れやすさに左右され、特に入口側のタンクにおける分散性に大きく影響される。

そこで、本発明は、吸気の分散性を向上させ、圧力損失を低減することができるインタークーラーを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、内燃機関の吸気通路を流れる吸気を複数の流路に分けて冷却するインタークーラーであって、吸気通路に接続される入口部を有する第一の入口タンクと、第一の入口タンクと連通し、複数の流路と直交する方向において第一の入口タンクより幅広に形成された第二の入口タンクと、第二の入口タンクを通じて吸気が流れ込む複数の流路を有するコアと、を備えることを特徴とする。

本発明に係るインタークーラーによれば、第一の入口タンクと第二の入口タンクを備えているので、吸気通路から第一の入口タンクに入り込んだ吸気は、第一の入口タンク及び幅広の第二の入口タンクにおいて余裕をもって広く分散され、複数の流路へとスムーズに導入される。従って、このインタークーラーによれば、導入される吸気の分散性を向上させ、圧力損失の低減を図ることができる。

本発明に係るインタークーラーにおいて、第一の入口タンクの一部は第二の入口タンク内に入り込んで第二の入口タンクの内壁に当接していてもよい。
このインタークーラーによれば、第一の入口タンクの一部が第二の入口タンクの内壁に当接することで互いを精度良く位置決めすることができ、組み付け作業が簡素化され、作業時間の短縮することができる。しかも、第一の入口タンクの一部が入り込むことで第二の入口タンクの開口周囲が補強され、耐圧構造上も有利になる。

或いは、本発明に係るインタークーラーにおいて、第二の入口タンクの一部は第一の入口タンク内に入り込んで第一の入口タンクの内壁に当接していてもよい。
このインタークーラーによれば、第二の入口タンクの一部が第一の入口タンクの内壁に当接することで互いを精度良く位置決めすることができ、組み付け作業が簡素化され、作業時間の短縮することができる。しかも、第二の入口タンクの開口の縁を第一の入口タンク側に突出させた場合には、第二の入口タンク開口周囲を補強して耐圧強度を高めることもできる。

本発明に係るインタークーラーにおいては、吸気が送り出される出口部を有する第一の出口タンクと、コアに接続されると共に第一の出口タンクと連通し、複数の流路を通り抜けた吸気が合流する第二の出口タンクと、を更に備えてもよい。
このインタークーラーによれば、出口側においても第一の出口タンク及び第二の出口タンクを備えることで、十分な空間的余裕をもってスムーズに複数の流路を通り抜けた吸気の合流を行うことができるので、圧力損失を一層低減することができる。

本発明に係るインタークーラーにおいては、第一の入口タンクと第二の入口タンクとの間に封止部材が配置されていてもよい。
このインタークーラーによれば、封止部材により第一の入口タンクと第二の入口タンクとの間の密閉性を向上させることができる。このことは吸気の圧力損失の低減に有利である。

本発明に係るインタークーラーによれば、吸気の分散性を向上させ、圧力損失を低減することができる。

第一の実施形態に係るインタークーラーを示す斜視図である。 第一の実施形態に係るインタークーラーを示す断面図である。 第二の実施形態に係るインタークーラーを示す断面図である。 第三の実施形態に係るインタークーラーを示す断面図である。 第三の実施形態に係るインタークーラーを示す平面図である。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

［第一の実施形態］
図１及び図２に示すインタークーラー１は、車両のエンジン（内燃機関）における吸気通路に設けられ、過給機により過給された吸気（吸引した空気）を冷却することで燃費効率と出力（トルク、仕事率）を向上させるものである。図２において吸気は左側から右側に向かって流れている。以下、図２の紙面の上下左右を基準として説明に用いる。

図１及び図２に示されるように、第一の実施形態に係るインタークーラー１は、第一の入口タンク２、第二の入口タンク３、コア４、第一の出口タンク５、及び第二の出口タンク６を備えている。

第一の入口タンク２は、例えばアルミやステンレスその他の金属、又は６，６−ナイロンその他の樹脂からなる筒状の部材である。第一の入口タンク２は、吸気通路に接続される管状の入口部２ａを有しており、この入口部２ａを通じて吸気が導入される。また、第一の入口タンク２の側方には、周方向に突出するフランジ２ｂが形成されている。

第一の入口タンク２の右側（入口部２ａの反対側）には、第二の入口タンク３が配置されており、第一の入口タンク２及び第二の入口タンク３は内部が連通している。具体的には、第一の入口タンク２の右端は、第二の入口タンク３の中央の開口に嵌合しており、第二の入口タンク３内に入り込んで内壁３ａに当接している。この構成により、第一の入口タンク２及び第二の入口タンク３は互いに精度良く位置決めされ、この状態でネジ止めされている。

第二の入口タンク３は、左側の開口を有する舟型の部材である。第二の入口タンク３は、第一の入口タンク３と同じ材質から形成してもよいが、別の材質から形成してもよい。

第二の入口タンク３は、第一の入口タンク２と比べて上下方向において幅広に形成されている。すなわち、第二の入口タンク３は、吸気が第一の入口タンク２よりも上下方向に分散するように構成されている。この第二の入口タンク３は、開口の縁を形成するように環状の内側フランジ３ｂが形成されており、これによって開口周辺の耐圧強度を高めている。

第一の入口タンク２のフランジ２ｂと第二の入口タンク３の外面との間には、ガスケット（封止部材）８が配置されている。このガスケット８によって第一の入口タンク２及び第二の入口タンク３の間の密閉性が確保され、吸気の漏れを防止する。なお、ガスケット８に代えて、Ｏリングその他の封止部材を採用してもよい。

吸気通路から入口部２ａに入り込んだ吸気は、第一の入口タンク２及び第二の入口タンク３において分散しながら右側へと進み、第二の入口タンク３の右側に位置するコア４に入り込む。

コア４は、左右一対のコアプレート９、複数のチューブ（複数の流路）１０、冷却フィン１１、及びカバー１２を有している。

左側のコアプレート９は、第二の入口タンク３に嵌め込まれている。一方、右側のコアプレート９は、第二の出口タンク６に対して嵌め込まれている。一対のコアプレート９の間には、複数のチューブ１０が渡されており、これらのチューブ１０内を吸気が通過する。チューブ１０は、両端のコアプレート９を通じて第二の入口タンク３及び第二の出口タンク６の内部と連通している。

冷却フィン１１は、複数のチューブ１０の間に配置されており、チューブ１０内を通る吸気の熱を奪うことで冷却を促進させるものである。チューブ１０及び冷却フィン１１を交互に配置してなる構造体は、上下方向が一対のカバー１２によって挟まれている。

コア４においてチューブ１０を通り抜けた吸気は、第二の出口タンク６内に入り込む。第一の出口タンク５及び第二の出口タンク６は、それぞれ第一の入口タンク２及び第二の入口タンク３と同一（又は左右対称）の構成を有する部材である。

第二の出口タンク６は、右側中央に開口を有する舟型の部材である。第二の出口タンク６の右側からは、第一の出口タンク５の左端が開口を通じて入り込んでおり、第一の出口タンク５の左端は第二の出口タンク６の内壁６ａに対して当接している。具体的には、管状の第一の出口タンク５の左端は、第二の出口タンク６の開口に嵌合されており、これによって両部材の位置決めが行われている。

第一の出口タンク５の側方にも、周方向に突出するフランジ５ｂが形成されており、このフランジ５ｂと第二の出口タンク６の外壁との間でガスケット８が挟持されている。

第二の出口タンク６内に入り込んだ吸気は、第二の出口タンク６、第一の出口タンク５の順に合流しながら進み、第一の出口タンク５の出口部５ａから吸気通路のエンジン側に送り出される。

以上説明した第一の実施形態に係るインタークーラー１によれば、第一の入口タンク２と第二の入口タンク３を備えているので、吸気通路から第一の入口タンク２に入り込んだ吸気は、第一の入口タンク２及び幅広の第二の入口タンク３において余裕をもって広く分散され、複数のチューブ１０へとスムーズに導入される。従って、このインタークーラー１によれば、導入される吸気の分散性を向上させ、圧力損失の低減を図ることができる。

また、このインタークーラー１によれば、第一の入口タンク２の右端が第二の入口タンク３内に入り込んで第二の入口タンク３の内壁３ａに当接していることで、互いを精度良く位置決めすることができ、組み付け作業が簡素化され、作業時間の短縮することができる。しかも、第一の入口タンク２の右端が入り込むことで第二の入口タンク３の開口周囲が補強され、耐圧構造上も有利になる。

更に、このインタークーラー１では、出口側においても第一の出口タンク５及び第二の出口タンク６を備えることで、十分な空間的余裕をもってスムーズに複数のチューブ１０を通り抜けた吸気の合流を行うことができるので、圧力損失を一層低減することができる。

（第二の実施形態）
図３に示す第二の実施形態に係るインタークーラー２０は、第一の実施形態に係るインタークーラー１と比べて、第一の入口タンク２１及び第二の入口タンク２２の構造のみが異なっている。以下、第一の実施形態と同一の構成要素には第一の実施形態と同一の符号を付し、説明を省略する。

第二の実施形態に係る第一の入口タンク２１は、吸気をスムーズに第二の入口タンク２２内に送り込めるよう傾斜した側壁を有しており、その右端にはフランジ２１ｂが形成されている。フランジ２１ｂと第二の入口タンク２２のとの間にはガスケット８が配置されている。なお、入口部２１ａの構成は、第一の実施形態に係る入口部２ａと同じである。

また、第二の実施形態では、第一の入口タンク２１の内部に第二の入口タンク２２の一部が入り込む構造となっている。具体的には、第二の入口タンク２２は、開口の縁を形成し、外側（第一の入口タンク２１側）に向かって突出する環状のフランジ２２ａを有しており、このフランジ２２ａが第一の入口タンク２１内に嵌合している。フランジ２２ａは第一の入口タンク２１内に入り込み、内壁２１ｃと当接している。このように、第二の入口タンク２２の一部が第一の入口タンク２１の内壁２１ｃに当接する構成とすることで、両部材が精度良く位置決めされる。

以上説明した第二の実施形態に係るインタークーラー２０においても、第一の入口タンク２１と第二の入口タンク２２を備えることで、導入される吸気の分散性を向上させ、圧力損失の低減を図ることができる。また、このインタークーラー２０によれば、第二の入口タンク２２のフランジ２１ｂが第一の入口タンク２１の内壁２１ｃに当接することで互いを精度良く位置決めすることができ、組み付け作業が簡素化され、作業時間の短縮することができる。しかも、第二の入口タンク２１の開口の縁を第一の入口タンク２１側に突出させるフランジ２２ａとすることで第二の入口タンクの開口周囲を補強して耐圧強度を高めることができる。

なお、出口タンクについては、第一の入口タンク２１及び第一の入口タンク２２と同一（又は左右対称）の部材を採用してもよく、第一の実施形態の第一の出口タンク５及び第二の出口タンク６を採用してもよい。或いは、出口側は一段のタンクを用いてもよい。

［第三の実施形態］
図４に示す第三の実施形態に係るインタークーラー３０は、第一の入口タンク３１の入口部３１ａの向きが第二の実施形態に係るインタークーラー２０と比べて異なっている。

具体的には、入口部３１ａの向きがチューブ１０の延在方向（つまり図４における紙面左右方向）ではなく、図４の紙面奥方向に向いている点が大きく異なっている。ここで、図５は、インタークーラー３０を上方から見た平面図である。図５に示されるように、インタークーラー３０は、上下方向及びチューブ１０の延在方向と直交する方向において吸気通路と接続されている。

このような第三の実施形態に係るインタークーラー３０においても、第二の実施形態と同様の効果を奏することができる。なお、出口部についても同様に図４の紙面奥方向に向いている構成であってもよい。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、それぞれのタンク形状は一例であり、上述したものの他、様々な形状を採用することができる。また、三段以上のタンクを接続させてもよい。

更に、入口部及び出口部は、上下方向においてインタークーラーの中央に位置する必要はなく、上下の何れかに片寄っていてもよく、入口部と出口部の高さが異なっていてもよい。また、上記実施形態の説明で用いた方向（上下左右）は、本発明を限定するものではない。インタークーラーの吸気は左右方向ではなく上下方向や斜め方向に流れてもよい。

また、入口部及び出口部の向きは、チューブの延在方向と同一又は垂直である必要はなく、斜め方向であってもよい。更に、必ずしも流路はチューブである必要はなく、冷却フィンを必ず備える必要はない。

１，２０，３０…インタークーラー ２，２１，３１…第一の入口タンク ２ａ，２１ａ，３１ａ…入口部 ２ｂ，２１ｂ，３１ｂ…フランジ ３，２２…第二の入口タンク ３ａ…内壁 ３ｂ…内側フランジ ４…コア ５…第一の出口タンク ５ａ…出口部 ５ｂ…フランジ ６…第二の出口タンク ６ａ…内壁 ８…ガスケット（封止部材） ９…コアプレート １０…チューブ（流路） １１…冷却フィン １２…カバー ２１ｃ…内壁 ２２ａ…フランジ

Claims (5)

1. 内燃機関の吸気通路を流れる吸気を複数の流路に分けて冷却するインタークーラーであって、
   前記吸気通路に接続される入口部を有する第一の入口タンクと、
   前記第一の入口タンクと連通し、前記複数の流路と直交する方向において前記第一の入口タンクより幅広に形成された第二の入口タンクと、
   前記第二の入口タンクを通じて吸気が流れ込む前記複数の流路を有するコアと、
   を備えることを特徴とするインタークーラー。
2. 前記第一の入口タンクの一部は、前記第二の入口タンク内に入り込んで前記第二の入口タンクの内壁に当接していることを特徴とする請求項１に記載のインタークーラー。
3. 前記第二の入口タンクの一部は、前記第一の入口タンク内に入り込んで前記第一の入口タンクの内壁に当接していることを特徴とする請求項１に記載のインタークーラー。
4. 吸気が送り出される出口部を有する第一の出口タンクと、
   前記コアに接続されると共に前記第一の出口タンクと連通し、前記複数の流路を通り抜けた吸気が合流する第二の出口タンクと、
   を更に備えることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のインタークーラー。
5. 前記第一の入口タンクと前記第二の入口タンクとの間に封止部材が配置されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のインタークーラー。
   

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