JP2016151217A - 車両用送風装置 - Google Patents

Abstract

【課題】熱交換器に空気を供給する車両用送風装置において、簡素な構成で、車両走行時および停車時の双方における熱交換器の熱交換性能を向上させる。
【解決手段】冷却水と空気とを熱交換させるコア部２１を有するラジエータ２に空気を供給する送風ファン５と、ラジエータ２のコア部２１の一部を覆うとともに、ラジエータ２から送風ファン５に至る空気通路を形成するハーフシュラウド４とを備える車両用送風装置において、ラジエータ２のコア部２１とハーフシュラウド４とが非重合となる非重合部４００には、送風ファン５から吹き出された空気が非重合部４００を介して送風ファン５の空気流れ上流側に流入することを抑制する邪魔板４６が設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、ラジエータ等の熱交換器に空気を供給する車両用送風装置に関するものである。

従来、車両に搭載される送風装置は、ラジエータに空気を供給する送風ファンと、送風ファンを保持するとともにラジエータから送風ファンに至る空気通路を形成するシュラウドとを備えている。

このような送風装置として、車両の高速走行時の冷却性能を向上させるために、シュラウドを、ラジエータコアの一部のみを覆うように構成し、ラジエータに供給される走行風の風量を増大させたものが知られている。一方、車両の停止時やアイドリング時の冷却性能を向上させるために、シュラウドを、ラジエータコアの全面を覆うように構成し、送風ファンによる強制風がラジエータコアの全域を通過するようにした送風装置も知られている。

また、シュラウドを、ラジエータコアの全面を覆うように構成するとともに、当該シュラウドの壁部に、開口部と、開口部を車両走行風のラム圧により開閉するフラップとを設け、フラップをシュラウド壁部からシュラウドの内側へ回動させることにより開口部を開閉自在に形成した送風装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１に記載の送風装置では、車両の走行中には、ラジエータを通過する走行風のラム圧によりフラップが回動して開口部が開放され、これによりモータファンシュラウド内の走行風を車両後方側へ効率良く通風させることができる。また、自動車の停車時やアイドリング時には、フラップが開口部を閉じてファンによる強制風をラジエータの全域に通過させることができる。

特開２００５−３０７９２１号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の送風装置では、シュラウドに、開口部を車両走行風のラム圧により開閉するフラップを設ける必要があり、構成が複雑化するという問題がある。

本発明は上記点に鑑みて、熱交換器に空気を供給する車両用送風装置において、簡素な構成で、車両走行時および停車時の双方における熱交換器の熱交換性能を向上させることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、熱媒体と空気とを熱交換させるコア部（２１）を有する熱交換器（２）に空気を供給する送風ファン（５）と、熱交換器（２）のコア部（２１）の一部を覆うとともに、熱交換器（２）から送風ファン（５）に至る空気通路を形成するハーフシュラウド（４）とを備える車両用送風装置において、熱交換器（２）のコア部（２１）とハーフシュラウド（４）とが非重合となる非重合部（４００）には、送風ファン（５）から吹き出された空気が非重合部（４００）を介して送風ファン（５）の空気流れ上流側に流入することを抑制する邪魔板（４６）が設けられていることを特徴とする。

これによれば、熱交換器（２）のコア部（２１）の一部を覆うハーフシュラウド（４）を設けることで、熱交換器（２）のコア部（２１）とハーフシュラウド（４）とが非重合となる非重合部（４００）が形成される。このため、熱交換器（２）のコア部（２１）に供給される走行風の風量を増大させ、車両の高速走行時の熱交換性能を向上させることができる。

また、非重合部（４００）に邪魔板（４６）を設けることで、送風ファン（５）から吹き出された空気が非重合部（４００）を介して送風ファン（５）の空気流れ上流側に流入することを抑制することができる。このため、車両の停止時やアイドリング時の熱交換性能を向上させることができる。

このとき、開口部を開閉するフラップ等の複雑な機構を設ける必要がないため、簡素な構成で、車両走行時および停車時の双方における熱交換器（２）の熱交換性能を向上させることが可能となる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

第１実施形態に係る車両用送風装置が搭載される車両前端構造を示す概略断面図である。 第１実施形態に係る車両用送風装置を空気流れ下流側から見た正面図である。 第２実施形態に係る車両用送風装置を空気流れ下流側から見た正面図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図面に基づいて説明する。本実施形態は、本発明に係る車両用送風装置（以下、単に送風装置と称する）を車両の前端部に搭載したものである。なお、以下の実施形態において、「上方」、「下方」とは、それぞれ、「重力方向の上方」、「重力方向の下方」を意味している。

図１に示すように、本実施形態の送風装置１００は、フロントエンドパネル（図示せず）内に組み込まれて、インタークーラ１およびラジエータ２とともに一体の組立構造体、すなわち、クーリングモジュールを構成している。なお、フロントエンドパネルは、インタークーラ１およびラジエータ２の周囲を支持するとともにインタークーラ１およびラジエータ２を通過する空気流をガイドするものである。

インタークーラ１は、過給機（図示せず）によってエンジン（内燃機関）３に過給される過給空気と空気とを熱交換させて、過給吸気を冷却する熱交換器である。インタークーラ１は、過給空気が流通する複数のチューブ（図示せず）を有するコア部１１と、複数のチューブの両端部に接続されるヘッダタンク１２とを有している。本実施形態のインタークーラ１では、コア部１１の重力方向両端部に、ヘッダタンク１２が配置されている。

ラジエータ２は、エンジン３の冷却水（熱媒体）と空気とを熱交換させて冷却水を冷却するコア部２１を有する熱交換器である。ラジエータ２のコア部２１は、冷却水が流通する複数のチューブ（図示せず）を有している。また、ラジエータ２は、複数のチューブの両端部に接続されるヘッダタンク２２を有している。本実施形態のラジエータ２では、コア部２１の重力方向両端部に、ヘッダタンク２２が配置されている。

インタークーラ１およびラジエータ２の外形は、平面視、すなわち空気流れ方向から見て矩形状（本実施形態では略長方形状）となっている。また、インタークーラ１は、ラジエータ２の空気流れ上流側、すなわち車両前方側に配置されている。インタークーラ１の重力方向の長さは、ラジエータ２の重力方向の長さより短い。

インタークーラ１のコア部１１は、ラジエータ２のコア部２１における下方側部分と対向するように配置されている。また、インタークーラ１は、後述する第二車両前方開口部１０ｂと対向するように配置されている。

ラジエータ２の車両後方側には、送風装置１００が設けられている。送風装置１００は、ハーフシュラウド４と、送風ファン５と、モータ６とを備えて構成されている。この送風装置１００の詳細な構成については後述する。

ところで、インタークーラ１およびラジエータ２は、車両の前端部、換言すると、エンジン３あるいはトランスミッションが搭載されるエンジンルーム３ａの前端部において、バンパーリーンフォース７の車両後方側に搭載されている。

ここで、バンパーリーンフォース７とは、車両の前端部にて車両幅方向に延びて車両前面側からの衝突力を吸収する梁状のものである。バンパーリーンフォース７の車両幅方向の左右両端部は応力吸収部（図示せず）を介して車両ボディのサイドメンバー（図示せず）に連結される。この応力吸収部は、一般にクラッシュボックスと称され、衝突力により容易に変形可能な部材である。

このバンパーリーンフォース７の前面側には、樹脂製の意匠部品としてのバンパーカバー７ａが配置されている。このバンパーカバー７ａにより、バンパーリーンフォース７の前面側が覆われている。

インタークーラ１、ラジエータ２およびエンジン３等が搭載されるエンジンルーム３ａの上方側開口部は、蓋部材をなすエンジンフード（ボンネット）８によって閉塞されている。エンジンルーム３ａの下方側は、アンダーカバー９により概略覆われている。

バンパーリーンフォース７の上方側および下方側には、それぞれ車両前方開口部１０ａ、１０ｂが設けられている。上方側の第一車両前方開口部１０ａは、主にラジエータ２を冷却する空気を導入するために設けられている。下方側の第二車両前方開口部１０ｂは、インタークーラ１およびラジエータ２を冷却する空気を導入するために設けられている。

次に、本実施形態における送風装置１００の全体構成について、図２に基づいて説明する。

図２に示すように、本実施形態の送風装置１００は、２つのハーフシュラウド４と、２つの送風ファン５と、２つのモータ６とを有している。すなわち、本実施形態の送風装置１００は、ハーフシュラウド４、送風ファン５およびモータ６から構成される送風モジュールを、２つ有している。送風モジュールは、ラジエータ２のチューブの積層方向に並んで配置されている。

送風装置１００のハーフシュラウド４は、樹脂製（例えば、ガラス繊維入りポリプロピレン）であって、モータ６を保持するとともに、ラジエータ２から送風ファン５に至る空気通路を形成する部品である。ハーフシュラウド４は、ラジエータ２の車両後方側すなわち空気流れ下流側に配置されている。

ハーフシュラウド４は、ラジエータ２のコア部２１の一部を覆うように構成されている。本実施形態では、ハーフシュラウド４は、ラジエータ２のコア部２１における上方側を覆っている。

具体的には、ハーフシュラウド４は、円筒部４１と平面部４２とを有している。円筒部４１は、環状（円筒状）に形成されるとともに、送風ファン５の外周を覆うように構成されている。平面部４２は、ラジエータ２の上方側における空気流れ下流側の空間を、円筒部４１まで滑らかな流路によって接続するように構成されている。平面部４２は、ラジエータ２のコア部２１の車両後方側の面のうち、上方側部分を覆っている。

送風ファン５は、インタークーラ１のコア部１１およびラジエータ２のコア部２１に空気を送風する軸流式の送風ファンであり、回転軸を中心に回転するように構成されている。送風ファン５は、回転中心に設けられるボス部５１（図１参照）から放射状に延びるとともに回転方向に相互に離間して配設された複数のブレード５２と、複数のブレード５２の外周端部同士を周状に接続するリング部５３とを有している。

送風ファン５は、ハーフシュラウド４における円筒部４１の中空部分に配置されている。リング部５３の外周面と円筒部４１の内周面との間には、クリアランスが形成されている。これにより、送風ファン５は、円筒部４１内において円筒部４１と接触することなく回転可能となっている。

モータ６は、送風ファン５に回転動力を与える電動機であり、モータシャフト６１（図１参照）を有している。モータ６は、ハーフシュラウド４の円筒部４１に設けられた複数のモータステー４３によって支持されている。そして、モータ６はモータシャフト６１を回転させることにより送風ファン５を回転させ、送風ファン５の軸線方向すなわち回転軸の軸方向に空気流を発生させる。以上が、送風装置の全体構成である。

次に、ハーフシュラウド４の詳細な形状について説明する。

図２に示すように、ハーフシュラウド４における平面部４２の上方側には、ハーフシュラウド４をラジエータ２の上方側のヘッダタンク２２に固定するための接続部４４が接続されている。接続部４４は、平面部４２の上方側端部から上方側に向かって延びる板状に形成されている。本実施形態では、接続部４４は、ハーフシュラウド４と一体成形されている。また、接続部４４は、１つの平面部４２に対して２つ設けられている。

ハーフシュラウド４における平面部４２の下方側には、ハーフシュラウド４をラジエータ２の下方側のヘッダタンク２２に接続するための脚部４５が設けられている。脚部４５は、略重力方向に延びる第一棒状部材４５ａと略水平方向（チューブ積層方向）に延びる第二棒状部材４５ｂとを有している。そして、脚部４５は、複数の第一棒状部材４５ａと複数の第二棒状部材４５ｂとを交差させるように組み合わせた網目状（格子状）に形成されている。

本実施形態では、脚部４５、すなわち第一棒状部材４５ａおよび第二棒状部材４５ｂは、ハーフシュラウド４と一体成形されている。また、脚部４５は、１つの平面部４２に対して２つ設けられている。

ラジエータ２のコア部２１におけるハーフシュラウド４により覆われていない部位、すなわちラジエータ２のコア部２１とハーフシュラウド４とが非重合となる非重合部４００には、邪魔板４６が設けられている。邪魔板４６は、送風ファン５から吹き出された空気が非重合部４００を介して送風ファン５の空気流れ上流側に流入することを抑制するものである。邪魔板４６は、空気流れ方向と略直交する方向に延びる板状に形成されている。

ところで、本実施形態の脚部４５は、ラジエータ２のコア部２１とハーフシュラウド４とが非重合となる非重合部４００に配置されている。このため、本実施形態では、各脚部４５に、それぞれ、邪魔板４６が設けられている。

具体的には、邪魔板４６は、脚部４５の空気流れ下流側（車両後方側）に接続されている。邪魔板４６は、脚部４５の網目（格子）の隙間を全て塞ぐような四角形状に形成されている。また、本実施形態の邪魔板４６は、ハーフシュラウド４に接続されている。

以上説明したように、本実施形態では、送風装置１００に、ラジエータ２のコア部２１の上方側を覆うハーフシュラウド４を設けている。これによれば、ラジエータ２のコア部２１とハーフシュラウド４とが非重合となる非重合部４００が形成されるため、ラジエータ２のコア部２１に供給される走行風の風量を増大させ、車両の高速走行時の冷却性能を向上させることができる。

ところで、ラジエータ２の空気流れ下流側に非重合部４００が存在すると、図３の実線矢印に示すように、送風ファン５から吹き出された空気が非重合部４００を介して送風ファン５の空気流れ上流側に流入する、送風空気の回り込みが生じる。送風空気の回り込みが生じると、送風ファン５の送風量が低下し、ひいては送風ファン５による強制送風が必要な車両の停止時やアイドリング時においてラジエータ２の冷却性能が低下する可能性がある。

これに対して、本実施形態では、非重合部４００に邪魔板４６を設けている。これによれば、送風空気の回り込みを抑制することができるため、車両の停止時やアイドリング時の冷却性能を向上させることができる。

このとき、開口部を開閉するフラップ等の複雑な機構を設ける必要がないため、簡素な構成で、車両走行時および停車時の双方におけるラジエータ２の冷却性能を向上させることが可能となる。

ところで、近年、ターボ過給される小排気量エンジンを採用することによって燃費を向上させる過給ダウンサイジング車が増えつつある。このような過給ダウンサイジング車では、本実施形態のように、過給気を冷却するインタークーラ１を、ラジエータ２の空気流れ上流側（車両前方側）に配置することが多い。

インタークーラ１をラジエータ２の空気流れ上流側に配置すると、ラジエータ２のコア部２１のうちインタークーラ１と重合する下方側部位に走行風が通過し難くなる。このため、車両の高速走行時にラジエータ２の冷却性能が低下する可能性がある。

これに対し、本実施形態では、ハーフシュラウド４を、ラジエータ２のコア部２１における上方側を覆い、コア部２１における下方側を覆わないように構成している。これにより、車両の高速走行時に、ラジエータ２のコア部２１のうちインタークーラ１と重合する下方側部位に走行風が通過し易くなる。このため、本実施形態によれば、インタークーラ１をラジエータ２の空気流れ上流側に配置した場合において、車両の高速走行時にラジエータ２の冷却性能が低下することを抑制できる。

しかしながら、上述したように、ラジエータ２の空気流れ下流側に非重合部４００が存在すると、送風ファン５に対して送風空気の回り込みが生じ、車両の停止時やアイドリング時においてラジエータ２の冷却性能が低下する可能性がある。

これに対し、本実施形態では、非重合部４００に邪魔板４６を設けているので、送風空気の回り込みが抑制される。このため、車両の停止時やアイドリング時の冷却性能を向上させることができる。

以上のように、インタークーラ１がラジエータ２の空気流れ上流側に配置されている車両に搭載される送風装置１００に対して、本実施形態を適用することは、特に効果的である。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図３に基づいて説明する。本第２実施形態は、上記第１実施形態と比較して、邪魔板４６の構成が異なるものである。

図３に示すように、本実施形態では、邪魔板４６は、脚部４５における上方側部位に設けられている。邪魔板４６は、脚部４５における上方側部位の網目（格子）の隙間を塞ぐような三角形状に形成されている。このため、脚部４５における下方側部位の網目（格子）は、邪魔板４６により塞がれておらず、空気が流通するように構成されている。

本実施形態によれば、脚部４５における上方側部位に邪魔板４６を設けることで、車両の停止時やアイドリング時において送風空気の回り込みを抑制することができるため、上記第１実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。

（他の実施形態）
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、例えば以下のように種々変形可能である。

（１）上記実施形態では、邪魔板４６を脚部４５に設けた例について説明したが、邪魔板４６の配置はこれに限定されない。例えば、邪魔板４６を２つの脚部４５の間に配置してもよい。

（２）上記実施形態では、邪魔板４６をハーフシュラウド４に接続した例について説明したが、これに限らず、邪魔板４６をラジエータ２のヘッダタンク２２に接続してもよい。

（３）上記本実施形態では、インタークーラ１をラジエータ２のコア部２１の下方側と対向するように配置するとともに、ハーフシュラウド４を、ラジエータ２のコア部２１の上方側を覆うように構成した例について説明したが、ハーフシュラウド４の構成はこれに限定されない。例えば、インタークーラ１をラジエータ２のコア部２１の上方側と対向するように配置するとともに、ハーフシュラウド４を、ラジエータ２のコア部２１の下方側を覆うように構成してもよい。

（４）上記実施形態では、送風装置１００を、２つの送風モジュール（ハーフシュラウド４、送風ファン５およびモータ６）により構成した例について説明したが、これに限らず、１つまたは３つ以上の送風モジュールにより構成してもよい。

２ ラジエータ（熱交換器）
４ ハーフシュラウド
５ 送風ファン
２１ コア部
４６ 邪魔板
４００ 非重合部

Claims (2)

1. 熱媒体と空気とを熱交換させるコア部（２１）を有する熱交換器（２）に、前記空気を供給する送風ファン（５）と、
   前記熱交換器（２）の前記コア部（２１）の一部を覆うとともに、前記熱交換器（２）から前記送風ファン（５）に至る空気通路を形成するハーフシュラウド（４）とを備える車両用送風装置であって、
   前記熱交換器（２）の前記コア部（２１）と前記ハーフシュラウド（４）とが非重合となる非重合部（４００）には、前記送風ファン（５）から吹き出された空気が前記非重合部（４００）を介して前記送風ファン（５）の空気流れ上流側に流入することを抑制する邪魔板（４６）が設けられていることを特徴とする送風装置。
2. さらに、前記非重合部（４００）に配置されるとともに、前記ハーフシュラウド（４）を前記熱交換器（２）に固定する脚部（４５）を備え、
   前記邪魔板（４６）は、前記脚部（４５）に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の車両用送風装置。

Images