JP2016199260A - ラジエータ装置を備えた自動車 - Google Patents

Abstract

【課題】ラジエータ装置を備えた自動車に関し、商用車のために改善する。【解決手段】ラジエータ装置３は、冷却空気流入口５が形成されたラジエータグリル４と、進行方向から見た場合に冷却空気流入口の後方に設けられたラジエータ７と、冷却空気流入口からラジエータへ冷却空気流れを案内する流れ案内装置８とを有している。自動車２が商用車１として設計され、流れ案内装置が、組立状態において互いに重なり合うラジエータグリル側バッフル要素９およびラジエータ側バッフル要素１０を有し、または、ラジエータグリル側もしくはラジエータ側に設けられ、ラジエータが取り付けられるときに伸ばされてラジエータもしくはラジエータグリルに固定されるベローズもしくは柔軟性フレームを有し、または、案内溝を含む少なくとも１つのレール、特に配管レール、および当該レール内を案内される少なくとも１つのバッフル要素を有する。【選択図】図４

Description

本発明は、請求項１の前提部に係る、ラジエータ装置を備えた自動車に関するものである。当該ラジエータ装置は、冷却空気流入口が形成されたラジエータグリルと、進行方向から見た場合に冷却空気流入口の後方に設けられたラジエータとを有している。

特許文献１には、ラジエータ装置を備えた一般的な自動車が開示されている。当該ラジエータ装置は、冷却空気流入口が形成されたラジエータグリルと、進行方向から見た場合に冷却空気流入口の後方に設けられたラジエータとを有している。また、冷却空気流入口からラジエータへ冷却空気流れを案内する流れ案内装置が設けられている。ここで、この流れ案内装置は、外周面が閉じた空気ダクトを形成する。当該空気ダクトは、特に、既にラジエータを通過して冷却空気流入口の方へ流れ戻ろうとする加熱された冷却空気が、ラジエータの流入領域に再び流れ込むのを防止するよう意図されている。目的は、これにより冷却能力を向上させることである。

概して、自動車のラジエータを通る空気流れは、ファンによって、または移動する自動車の動圧によって生じ得る。しかしながら、ラジエータと自動車のラジエータグリル側に位置する冷却空気流入口との間にギャップが存在する場合、ラジエータをバイパスしてそれにより当該ラジエータの冷却能力を低下させるバイパス流が生じ得る。また、特に自動車が止まっているときには、ファンの動作に起因して当該ファンの流出側で高い圧力が発生し得る。この高い圧力は、ラジエータとラジエータグリルとの間のギャップを通る循環流を生じさせてラジエータに加熱された冷却空気を流入させ、それにより当該ラジエータの冷却能力を同様に低下させる。

従来技術に係る流れ案内装置は、その特殊な装置形状のために、乗用車における使用にのみ適していて、商用車においては使用できない。

独国特許出願公開第１０２０１００４８６４２号明細書

したがって、本発明は、一般的な自動車のための改善された、あるいは少なくとも代替的な実施形態を規定するという問題に関する。当該実施形態の特徴は、特に、商用車として設計された自動車における向上した冷却能力にある。

本発明によると、この問題は独立請求項１の主題によって解決される。有利な実施形態は、従属請求項の主題である。

本発明は、まず、乗用車の分野から知られている、ラジエータグリルと進行方向においてその後方に設けられたラジエータとの間のシールの原理を商用車に転用する一方、特別な構成の流れ案内装置を通して商用車における特別な組み付け状況を同時に考慮に入れるという一般的概念に基づいている。ここで、本発明にしたがって商用車として設計された自動車は、冷却空気流入口が形成されたラジエータグリルと、進行方向から見た場合に冷却空気流入口の後方に設けられたラジエータと、冷却空気流入口からラジエータへ冷却空気流れを案内する上述した流れ案内装置とを有するラジエータ装置を備えている。商用車における特定の条件に流れ案内装置を適合させることができるように、この流れ案内装置は、組立状態において互いに重なり合うラジエータグリル側バッフル要素およびラジエータ側バッフル要素を有し、または、ラジエータグリル側もしくはラジエータ側に設けられ、ラジエータが取り付けられるときに伸ばされてラジエータもしくはラジエータグリルに固定されるベローズもしくは柔軟性フレームを有し、または、案内溝を含む少なくとも１つのレール、特に溝形レール、および当該レール内を案内される少なくとも１つのバッフル要素を有している。それにより、冷却空気流入口とラジエータとの間においてダクト型の流れを作ることが可能となり、それにより、特に「ギャップ損失」または望ましくないバイパス流れ、例えば既にラジエータを通過した冷却空気の再循環が回避され得るため、ラジエータの冷却能力を大きく向上させることができる。ここで、３つの代替例は、商用車における設置状況に特に適した各実施形態を表しており、その結果として、これまで全く知られていなかった方法で商用車において使用され得る。

商用車の場合、内燃エンジンにしっかりと取り付けられた「粘性ファン」が概して用いられる。粘性ファンは、ラジエータを組み付けた後にはもはや届かなくなるため、ラジエータの前に組み付けられる必要がある。前方へ向かって、組み付けスペースはラジエータグリルによって区切られている。このため、ラジエータは商用車において上方からまたは下方からのみ組み付けられ得る。同時に、利用可能な組み付けスペースは限られており、したがってラジエータは、組み付けの間、ファンに引っ掛かることなくラジエータグリル内のくぼみへ向かって相当程度に前方へ押され得ない。組み付けの間、商用車の内部へ下ろされた後、ラジエータは、流入ノズルの入口にファンがオーバーラップするのを保証できるように、通常いくらか後方へ押される。本発明に係る解決策の３つの代替的な実施形態の全てが、比較的制限された組み付けスペースに、すなわち下方からまたは上方からラジエータを組み付けることを可能とし、それにも関わらず、ラジエータの冷却能力を低下させ、そのために絶対に回避されなければならないバイパス流れを防止する。

本発明に係る解決策の有利な展開によると、第１の代替例において、流れ案内装置は、組立状態において互いに重なり合うラジエータ側バッフル要素およびラジエータグリル側バッフル要素を有している。ラジエータグリル側バッフル要素とラジエータ側バッフル要素とは、Ｖ字状に設けられていて、それによりラジエータの差し込みのための案内部を同時に形成している。ここで、Ｖ字状は下方または上方のいずれに向かって広がっていてもよく、その向きは組み付けスペースにラジエータを差し込む方向に依存している。Ｖ字状が下方に向かって開いている場合、ラジエータグリル側バッフル要素は、漏斗のような態様での内部係合を保証できるように、ラジエータ側バッフル要素の内側に位置する。一方、Ｖ字状が上方に向かって開いている場合、ラジエータ側バッフル要素は、ラジエータが上方から組み付けられるときに、ラジエータグリル側バッフル要素の内側に位置する。この文脈において、もちろん、側方バッフル要素のみでなく、組み付けの完了時に好ましくは完全に閉じた冷却ダクトを作り出せるように、底部および頂部に配置されたバッフル要素を設けることも可能である。もちろん、ここで、個々の配置は、例えばラジエータの通路または突出部を妨げないように、任意のものであってもよい。

本発明に係る解決策の有利な展開によると、第１の代替例において、ラジエータグリル側バッフル要素は、ラジエータグリルに固定して設けられ、特にラジエータグリルと一体形成され、および／または、ラジエータ側バッフル要素は、ラジエータに固定して設けられ、特にラジエータと一体形成されている。それにより、ラジエータグリル側バッフル要素および／またはラジエータ側バッフル要素が、例えばラジエータグリルおよび／またはラジエータと共通の工程において生産または製造され得るので、その製造コストを大いに低減することができる。代替例として、ラジエータグリル側バッフル要素および／またはラジエータ側バッフル要素を別個のフレームに固定して設けること、特に当該フレームと一体形成することも考えられる。この場合において、当該フレームはラジエータグリルまたはラジエータに設けられる。

本発明に係る解決策の別の有利な実施形態では、第１の代替例において、ラジエータグリル側バッフル要素が、特にフィルムヒンジによって、ラジエータグリルに回動可能に取り付けられており、それに加えてまたはその代わりに、ラジエータ側バッフル要素が、特にフィルムヒンジによって、ラジエータに回動可能に取り付けられている。このことは、特にラジエータグリル側バッフル要素およびラジエータ側バッフル要素の両方が、ラジエータが完全に組み付けられたときにのみ開けられて冷却ダクトおよび流れ案内装置を形成することを可能とする。この種の実施形態は、また、実装するのに経済的でありかつ組み付けるのが容易である。

本発明に係る解決策の有利な展開では、第３の代替例において、案内溝を含むレール、特に溝形レールが、少なくともラジエータグリルおよびラジエータに設けられており、当該レール内を案内されるバッフル要素が、対向して配置されたラジエータおよびラジエータグリルにおいて、組み付け後に対向する溝形レールにそれぞれ追加的に通される。それにより、例えば、流れ案内装置を最初はラジエータグリルおよびラジエータに配置されたレール、特に溝形レールの態様でのみ実装し、それにラジエータの組み付け完了時に対応するバッフル要素を通すことが可能となる。このバッフル要素は、例えば特にカーテンの形態において、柔軟性を有するものとして設計されてもよく、または、その代わりに、剛性バッフル要素の態様において柔軟性を有さないものとして設計されてもよい。

本発明の別の重要な特徴および利点は、従属請求項から、図面から、および図面を参照した図の説明から明らかになるだろう。

上述したまたは後述する特徴がそれぞれに示された組み合わせにおいてのみでなく、本発明の範囲を逸脱することなく他の組み合わせにおいてあるいは単独でも使用され得ることは言うまでもない。

図１は、商用車における本発明に係るラジエータ装置の分解図である。 図２は、商用車における本発明に係るラジエータ装置の別の方向から見た分解図である。 図３は、商用車における本発明に係るラジエータ装置のさらに別の方向から見た分解図である。 図４は、図１のラジエータ装置を組み立てたものを上方から見た斜視図である。 図５は、図１と同様の図であるが、同図のものとは異なる流れ案内装置を有するラジエータ装置の分解図である。 図６は、図２と同様の図であるが、同図のものとは異なる流れ案内装置を有するラジエータ装置の分解図である。 図７は、図３と同様の図であるが、同図のものとは異なる流れ案内装置を有するラジエータ装置の分解図である。 図８は、図４と同様の図であるが、同図のものとは異なる流れ案内装置を有するラジエータの組立斜視図である。 図９は、回動可能に設けられたバッフル要素を有する、本発明に係るラジエータ装置の上面図である。 図１０は、ベローズとして設計された流れ案内装置を有する、本発明に係るラジエータ装置の上面図である。 図１１は、レールおよび当該レール内を移動可能なバッフル要素を含む流れ案内装置を有する、本発明に係るラジエータ装置の上面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。なお、同一のもしくは類似した、または機能的に同一の構成要素には同じ参照符号を付する。

図１〜図１１に示すように、本発明に係る商用車１として設計された自動車２は、ラジエータ装置３を備えている。このラジエータ装置３は、冷却空気流入口５が形成されたラジエータグリル４と、進行方向６から見た場合に冷却空気流入口５の後方に設けられたラジエータ７とを有している。この例では、ラジエータ７は、例えば、冷却液クーラ１５およびインタークーラ１６の両方を有していてもよい。本発明に係る自動車２は、また、冷却空気流入口５からラジエータ７へ冷却空気流れを案内する流れ案内装置８を備えている。

本発明によると、流れ案内装置８は、３つの可能な代替例にしたがって設計されている。

ここで、第１の代替例が図１〜図９に示されていて、ラジエータグリル側バッフル要素９とラジエータ側バッフル要素１０とが図示されている。ラジエータグリル側バッフル要素９とラジエータ側バッフル要素１０とは、組み立てた状態において互いに重なり合う（図４および図８を参照）。この例では、ラジエータグリル側バッフル要素９はラジエータグリル４に、ラジエータ側バッフル要素１０はラジエータ７に、それぞれ固定接続されている。ここで、「ラジエータ」という語は、冷却液クーラまたはインタークーラのいずれか一方、あるいは両方を意味していてもよい。

図１の実施形態における、ラジエータグリル側バッフル要素９およびラジエータ側バッフル要素１０について見ると、これらは下方に向かって幅狭となるようにＶ字状に形成されていて、それによりラジエータ７を上方から差し込む際に当該ラジエータ７を案内する案内部を同時に形成している。さらに、ラジエータグリル側バッフル要素９とラジエータ側バッフル要素１０とは互いに面接触しているが、これに限らず、例えば単に互いに線接触しているものも考えられる。

ここで、ラジエータグリル側バッフル要素９はラジエータグリル４に固定して設けられていて、特にラジエータグリル４と一体成形されている。このため、ラジエータグリル側バッフル要素９を比較的シンプルかつ低コストに作ることができる。同様に、ラジエータ側バッフル要素１０も、また、ラジエータ７に固定して設けられていて、特にラジエータ７と一体成形されていてもよい。純粋に理論的に、代替的に、例えば、図５〜図８に示すように、ラジエータグリル側バッフル要素９および／またはラジエータ側バッフル要素１０をフレーム１１に固定して設けること、特にフレーム１１と一体成形することも考えられる。

図９に示す流れ案内装置８について見ると、ラジエータグリル側バッフル要素９はラジエータグリル４に、ラジエータ側バッフル要素１０はラジエータ７に、例えばフィルムヒンジまたはその他のヒンジにより、それぞれ回動可能に取り付けられている。この例では、回動可能なラジエータグリル側バッフル要素９およびラジエータ側バッフル要素１０の両方が片側に設けられた実施形態が図示されているが、これに限らず、ラジエータグリル４に回動可能に取り付けられたラジエータグリル側バッフル要素９のみを含む実施形態も考えられる。また、もちろん、ラジエータ７に回動可能に取り付けられ、組み立てられた状態においてラジエータ７とラジエータグリル４との間の流れ仕切りを形成するラジエータ側バッフル要素１０のみを設けることも考えられる。

別の代替例である図１０の実施形態を見ると、ベローズ１２が設けられている。このベローズ１２は、純粋に理論的に、柔軟性フレームとして設計されていてもよい。また、ベローズ１２は、当該ベローズ１２が最初にラジエータ７に取り付けられている場合、ラジエータグリル４にラジエータ７を設置して固定するときに伸びる。その代わりに、もちろん、ベローズ１２をラジエータグリル４に設けることも考えられる。その場合、ベローズ１２は、ラジエータ７の設置後に当該ラジエータ７の方へ伸ばされ、そしてラジエータ７に固定される。

次に、図１１には、本発明に係る流れ案内装置８の代替的な実施形態が示されている。当該実施形態では、バッフル要素１４を案内するレール１３、特に溝形レールがラジエータ７およびラジエータグリル４の両方に設けられている。ここで、このバッフル要素１４はカーテンのようなものとして（すなわち、曲げられるものとして）、または曲げられないものとして設計されてもよく、よって例えば剛性バッフル要素１４が各側に設けられる。純粋に理論的に、この種のバッフル要素１４をシャッタの態様で設計することも考えられ、当該シャッタは溝形レールに沿って、より一般的な用語で言えば、ラジエータ７に組み付けられたレール１３に沿って通される。

ここで、上に示した全ての実施形態において、大いに改善された空気の案内が、追加的な取り付け作業を伴うことなく流れ案内装置８によって実現され得ることが共通する。バッフル要素９，１０がさらに案内部として組み入れられている場合、それにより組み付けがまた簡易化され得る。空気の案内を改善することは、放散され得る熱の最大量を増加させる効果を有していて、ファンをオンにするべき状態をより高い負荷の方向へとシフトさせる。したがって、燃料を大いに節約することが可能となる。ラジエータ７の一部である空気案内部の部品はラジエータ７と一体に製造され得るか、または後付け部品として別体に提供され得る。

１ 商用車
２ 自動車
３ ラジエータ装置
４ ラジエータグリル
５ 冷却空気流入口
６ 進行方向
７ ラジエータ
８ 流れ案内装置
９ ラジエータグリル側バッフル要素
１０ ラジエータ側バッフル要素
１１ フレーム
１２ ベローズ
１３ レール
１４ バッフル要素

Claims (8)

1. 冷却空気流入口（５）が形成されたラジエータグリル（４）と、進行方向（６）から見た場合に上記冷却空気流入口（５）の後方に設けられたラジエータ（７）と、上記冷却空気流入口（５）から上記ラジエータ（７）へ冷却空気流れを案内する流れ案内装置（８）とを有するラジエータ装置（３）を備えた自動車（２）であって、
   商用車（１）として設計され、
   上記流れ案内装置（８）は、
   組立状態において互いに重なり合うラジエータグリル側バッフル要素（９）およびラジエータ側バッフル要素（１０）を有し、または、
   上記ラジエータグリル側もしくは上記ラジエータ側に設けられ、上記ラジエータ（７）が取り付けられるときに伸ばされて反対側の位置にある上記ラジエータ（７）もしくは上記ラジエータグリル（４）に固定されるベローズ（１２）もしくは柔軟性フレームを有し、または、
   案内溝を含む少なくとも１つのレール（１３）および該レール（１３）内を案内される少なくとも１つのバッフル要素（１４）を有している
   ことを特徴とする自動車。
2. 請求項１において、
   上記ラジエータグリル側バッフル要素（９）および上記ラジエータ側バッフル要素（１０）が、Ｖ字状に設けられていて、それにより上記ラジエータ（７）の差し込みのための案内部を同時に形成している
   ことを特徴とする自動車。
3. 請求項１または２において、
   上記ラジエータグリル側バッフル要素（９）と上記ラジエータ側バッフル要素（１０）とは、互いに線接触または面接触している
   ことを特徴とする自動車。
4. 請求項１〜３のいずれか１項において、
   上記ラジエータグリル側バッフル要素（９）が、上記ラジエータグリル（４）に固定して設けられ、および／または、
   上記ラジエータ側バッフル要素（１０）が、上記ラジエータ（７）に固定して設けられている
   ことを特徴とする自動車。
5. 請求項１〜３のいずれか１項において、
   ラジエータグリル側バッフル要素（９）および／またはラジエータ側バッフル要素（１０）が、フレーム（１１）に固定して設けられている
   ことを特徴とする自動車。
6. 請求項１〜３のいずれか１項において、
   上記ラジエータグリル側バッフル要素（９）が、上記ラジエータグリル（４）に回動可能に取り付けられ、および／または、
   上記ラジエータ側バッフル要素（１０）が、上記ラジエータ（７）に回動可能に取り付けられている
   ことを特徴とする自動車。
7. 請求項１において、
   少なくとも１つの上記レール（１３）が、上記ラジエータグリル（４）および上記ラジエータ（７）に設けられ、
   上記レール（１３）内を案内される上記バッフル要素（１４）が、組み付け後に対向する上記レール（１３）に追加的に通されている
   ことを特徴とする自動車。
8. 請求項７において、
   上記バッフル要素（１４）が、曲げられるようにまたは曲げられないように設計されている
   ことを特徴とする自動車。