JP2019142329A

JP2019142329A - 車両用冷却装置

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Publication number: JP2019142329A
Application number: JP2018027684A
Authority: JP
Inventors: 恭史郎辻; Kyoshiro Tsuji; 領太郎高見; Ryotaro Takami
Original assignee: Kojima Press Industry Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; Kojima Industries Corp
Priority date: 2018-02-20
Filing date: 2018-02-20
Publication date: 2019-08-29
Anticipated expiration: 2038-02-20
Also published as: JP7111476B2; CN110173338A; CN110173338B; US11529866B2; US20190255935A1

Abstract

【課題】ラジエータによる冷却の効率低下を抑制できる車両用冷却装置を提供する。【解決手段】車両用冷却装置は、ラジエータと、前記ラジエータの前方に配され、その上面が、前記ラジエータ上面より低いコンデンサと、前記ラジエータ上面から前記コンデンサ上面に跨るエアガイド２２と、を備え、前記エアガイド２２の本体部２３は、前記コンデンサ上面に載置される第一ベース面２４と、前記ラジエータ上面に載置される第二ベース面２６と、前記第一ベース面２４と第二ベース面２６を接続するべく車両高さ方向に延びるとともに、車両前後方向に対して前記ラジエータの前面と対向する立脚壁２８と、を含み、前記立脚壁２８には、外気を前記ラジエータに導く導風孔３０が形成されている。【選択図】図２

Description

本明細書は、自動車のパワーユニット室に配置され、コンデンサおよびラジエータを有した車両用冷却装置を開示する。

自動車の前部には、走行動力を生成するパワーユニット（例えばエンジン、モータ等）が配されるパワーユニット室が設けられている。このパワーユニット室には、パワーユニットの他に、車両用冷却装置も配置されている。車両用冷却装置は、エンジンの冷却液を冷却するラジエータや、エアコン用の高圧冷媒を冷却するコンデンサ等を有する。そして、一般に、コンデンサは、ラジエータよりも低温となるため、ラジエータの車両前方に配置される。

ここで、このコンデンサおよびラジエータの前方に、パワーユニット周辺で生じた熱風が回り込むことを防止するために、コンデンサおよびラジエータの周囲を、エアガイドと呼ばれる部品で囲むことが一部で提案されている。

例えば、特許文献１には、コンデンサおよびラジエータの上方に、上部エアガイドを、側方に側部エアガイドを設けた車両用エアガイドが開示されている。特許文献１において、コンデンサ上面およびラジエータ上面は、同じ高さにあり、上部エアガイドは、この二つの上面に跨って配置される略平板状となっている。かかる上部エアガイドを設けることで、パワーユニット周辺で生じた熱風が、コンデンサ等の前方に回りこむことが防止できる。

特開２００８−１５５７３９号公報

ところで、コンデンサとラジエータの上面高さは、常に同じとは限らず、ラジエータ上面が、コンデンサ上面より高くなることがある。この場合、上部エアガイドを、特許文献１のように平板状とすると、エアガイドがコンデンサ上面とラジエータ上面とに跨ることができない。

そこで、かかる場合には、上部エアガイドを、コンデンサおよびラジエータの上面高さの差に追従し得る階段状にすることが考えられる。すなわち、エアガイドの途中に高さ方向に立脚する立脚壁を設けることが考えられる。しかし、単純にエアガイドを階段状にした場合、ラジエータの前面の一部が、立脚壁で覆われてしまい、当該一部には外気が当たらない。その結果、ラジエータによる冷却効率が低下するおそれがあった。

そこで、本明細書では、ラジエータによる冷却の効率低下を抑制できる車両用冷却装置を開示する。

本明細書で開示する車両用冷却装置は、ラジエータと、前記ラジエータの前方に配され、その上面が、前記ラジエータ上面より低いコンデンサと、前記ラジエータ上面から前記コンデンサ上面に跨るエアガイドと、を備え、前記エアガイドの本体部は、前記コンデンサ上面に載置される第一ベース面と、前記ラジエータ上面に載置される第二ベース面と、前記第一ベース面と第二ベース面を接続するべく車両高さ方向に延びるとともに、車両前後方向に対して前記ラジエータの前面と対向する立脚壁と、を含み、前記立脚壁には、外気を前記ラジエータに導く導風孔が形成されている、ことを特徴とする。

かかる構成とすることで、導風孔を介して外気がラジエータ前面に当たるため、ラジエータによる冷却の効率低下を抑制できる。

さらに、前記ラジエータ上面および前記コンデンサ上面の上方に、前記両上面と間隙を開けて配されたラジエータサポートを備え、前記エアガイドは、さらに、前記第二ベース面上に設けられ、車幅方向に延びる第一シール体であって、弾性材料からなり、前記本体部と前記ラジエータサポートとの間隙を埋める第一シール体を備えてもよい。

第一シール体を設けることで、後方から前方に進む熱風が、本体部とラジエータサポートとの間隙を通過することを防止できる。そして、これにより、熱風が、ラジエータおよびコンデンサの前方に回り込むことが防止でき、車両用冷却装置の冷却効率をより向上できる。

また、前記エアガイドは、さらに、前記本体部の車幅方向両端近傍において車両前後方向に延びる第二シール体であって、弾性材料からなり、前記本体部と前記ラジエータサポートとの間隙を埋める第二シール体を備えてもよい。

第二シール体を設けることで、側方から、本体部とラジエータサポートとの間隙に進む熱風を遮断できる。そして、これにより、車両用冷却装置の冷却効率をより向上できる。

また、前記立脚壁には、前記導風孔が車幅方向に間隔を開けて複数形成されており、隣接する導風孔間には、車両前後方向に突出するリブが形成されていてもよい。

かかる構成とすることで、本体部の強度を向上でき、ひいては、導風孔の面積を増加できる。結果として、ラジエータによる冷却の効率をより向上できる。

また、前記立脚壁は、前記第二ベース面の前端から、下方に進むにつれて前方に進むように傾斜していてもよい。

立脚壁を傾斜させることで、当該立脚壁に形成される導風孔の面積をより増加できる。結果として、ラジエータによる冷却の効率をより向上できる。

本明細書で開示した車両用冷却装置によれば、導風孔を介して外気がラジエータ前面に当たるため、ラジエータによる冷却の効率低下を抑制できる。

車両用冷却装置の概略的な分解斜視図である。エアガイドの斜視図である。導風孔を通る面での端面図である。第二シール体を通る面での端面図である。

以下、図面を参照して車両用冷却装置１０の構成について説明する。図１は、車両用冷却装置１０の概略分解斜視図である。

この車両用冷却装置１０は、自動車のパワーユニット室に配置される。パワーユニット室は、車両の前部に設けられる空間であり、走行用動力を生成するパワーユニット（図示せず）が配置される空間である。パワーユニットとしては、エンジン、走行用モータ等が含まれる。これらパワーユニットは、走行用動力を生成する過程で、発熱するため、パワーユニットの周辺には、熱風が生じる。

パワーユニット室の前端面は、フロントバンパで仕切られており、このフロントバンパには、フロントグリルが形成されている（いずれも図示せず）。フロントグリルは、外気を、パワーユニット室に導くための開口部であり、車両幅方向に長尺な範囲に形成された格子孔である。

車両用冷却装置１０は、このフロントグリルと、パワーユニットとの間に配置されている。車両用冷却装置１０は、少なくとも２つの熱交換器、すなわち、コンデンサ１４と、ラジエータ１２と、を有している。コンデンサ１４は、主に、エアコンに用いられる高圧冷媒を、外気を用いて冷却する熱交換器である。また、ラジエータ１２は、主に、エンジンの冷却に用いられる冷却液を、外気を用いて冷却する熱交換器である。

コンデンサ１４は、車幅方向に長尺で、車両前後方向に薄い、略直方形となっている。また、ラジエータ１２も、コンデンサ１４と同様に、車幅方向に長尺で、車両前後方向に薄い、略直方形となっている。コンデンサ１４とラジエータ１２の車幅方向寸法は、ほぼ同じとなっている。一方、ラジエータ１２の高さ寸法は、コンデンサ１４の高さ寸法より大きく、ラジエータ１２上面は、コンデンサ１４上面より高くなっている。

このコンデンサ１４およびラジエータ１２は、車両前後方向に間隔を開けて並んだ状態で、樹脂等からなるブラケット２０により連結される。そして、コンデンサ１４およびラジエータ１２は、このブラケット２０を介して、ラジエータサポート１６に取り付けられる。

また、ラジエータ１２の後方には、ファンシュラウド１８が設けられる。このファンシュラウド１８には、ラジエータファン（図示せず）が取り付けられる。そして、このファンシュラウド１８も、ブラケット２０等を介してラジエータサポート１６に取り付けられる。

ラジエータサポート１６は、コンデンサ１４およびラジエータ１２を支持する部材である。このラジエータサポート１６の構成は、種々、考えられるが、本例のラジエータサポート１６は、コンデンサ１４およびラジエータ１２の上方および下方に配されるアッパーサポート１６ｕおよびロアサポート１６ｌを有する。図１では、アッパーサポート１６ｕを、簡易的に、平坦な平板として図示しているが、実際のアッパーサポート１６ｕは、図３、図４に示すように、車幅方向に延びるビード１７が形成されており、ラジエータ１２のほぼ真上に対応する箇所が、他の部位よりも低くなっている。

このアッパーサポート１６ｕと、コンデンサ１４上面およびラジエータ１２上面との間には、若干の隙間が存在する。本例では、この隙間にエアガイド２２を設けている。エアガイド２２は、パワーユニット室の熱風が、車両用冷却装置１０の前方へ回り込むことを防止するものである。すなわち、車両用冷却装置１０の後方には、エンジンやモータのように、駆動に伴い発熱するパワーユニットが配置されている。かかるパワーユニット周辺で生じた熱風が、車両用冷却装置１０の前方に回り込むと、コンデンサ１４およびラジエータ１２の冷却効率が低下する。そこで、本例では、コンデンサ１４およびラジエータ１２と、アッパーサポート１６ｕとの間に、エアガイド２２を設けている。

このエアガイド２２の構成について、図２〜図４を参照して詳説する。図２は、エアガイド２２の斜視図である。図３、図４は、エアガイド２２の高さ周辺での端面図であり、図３は、導風孔３０を、図４は、第二シール体４０を横断する面で切断した端面図である。

エアガイド２２は、樹脂等からなる本体部２３と、当該本体部２３に取り付けられたシール体３８，４０と、に大別される。本体部２３は、コンデンサ１４上面とラジエータ１２上面との間に跨って延びる部材であり、当該本体部２３の車幅方向の寸法は、コンデンサ１４およびラジエータ１２の車幅方向寸法とほぼ同じとなっている。この本体部２３は、さらに、コンデンサ１４上面に載置される第一ベース面２４と、ラジエータ１２上面に載置される第二ベース面２６と、当該第一ベース面２４および第二ベース面２６を接続する立脚壁２８と、に大別される。上述したとおり、ラジエータ１２上面は、コンデンサ１４上面よりも高いため、ラジエータ１２上面に載置される第二ベース面２６は、コンデンサ１４上面に載置される第一ベース面２４よりも高い。そして、この第一、第二ベース面２６が、立脚壁２８により接続されているため、本体部２３全体は、階段状形状となっている。

第一ベース面２４の車幅方向両端近傍からは、下方に突出する締結部３４が形成されている。この締結部３４は、ブラケット２０に設けられた被締結孔５４に挿し込まれ、嵌合される（図１参照）。そして、これにより、エアガイド２２が、コンデンサ１４に取り付けられる。第二ベース面２６の後端は、ファンシュラウド１８の上面を覆うカバー部材５０に連結されている（図３、図４参照）。すなわち、カバー部材５０には、第二ベース面２６の後端が挿し込まれる係合孔５６が形成されており、第二ベース面２６の後端は、この係合孔５６に挿し込まれる。

立脚壁２８は、第一ベース面２４の後端と、第二ベース面２６の前端とを接続する部分であり、車両前後方向に対してラジエータ１２の前面と対向する。この立脚壁２８には、フロントグリルから流入した外気を、ラジエータ１２の前面に導く導風孔３０が設けられている。この導風孔３０は、ラジエータ１２の前面にフレッシュエア１００を当てるために設けられている。かかる導風孔３０を設けることで、より多量のフレッシュエア１００がラジエータ１２に当たり、ラジエータ１２の冷却効率が向上する。なお、導風孔３０は、エアガイド２２の剛性が維持できる範囲で、出来るだけ大きく、また、多く設けられることが望ましい。

本例では、複数（図示例では５つ）の導風孔３０が、車幅方向に間隔を開けて均等に配置されている。各導風孔３０は、立脚壁２８の上端より僅かに下側位置から、立脚壁２８の下端まで広がっている。また、導風孔３０の車幅方向寸法は、導風孔３０間である繋ぎ部の車幅方向寸法よりも十分に大きく、立脚壁２８は、全体として、梯子状となっている。繋ぎ部には、前方に突出し、かつ、立脚壁２８の全高さに渡って延びるリブ３２が形成されている。かかるリブ３２を設けることで、本体部２３の強度を向上できる。そして、本体部２３の強度が向上することで、導風孔３０の面積をより増加でき、ラジエータ１２の冷却効率をより向上できる。

また、立脚壁２８は、図２から明らかなとおり、第二ベース面２６の前端から、下方に進むにつれて前方に進むように傾斜している。このように立脚壁２８を傾斜させた場合、立脚壁２８を鉛直壁とする場合に比べて、導風孔３０の開口面積を大きくでき、ラジエータ１２の冷却効率をより向上できる。

本体部２３の車幅方向両端には、部分的に盛り上がった端部ビード３６が設けられている。この端部ビード３６は、第一ベース面２４の前端近傍から立脚壁２８に沿って延びている。この端部ビード３６には、第二シール体４０が取り付けられるが、これについては、後述する。

第一シール体３８は、第二ベース面２６上、すなわち、導風孔３０よりも車両後方に設けられている。第一シール体３８は、本体部２３（第二ベース面２６）とアッパーサポート１６ｕ（ラジエータサポート）との隙間を埋めてシールするもので、柔軟に変形可能な弾性材料、例えば、スポンジやゴム、ゴム発泡体などからなる。無負荷状態（エアガイド２２を組み付ける前）における第一シール体３８の高さは、第二ベース面２６からアッパーサポート１６ｕまでの距離よりも十分に高い。図３において、細二点鎖線は、無負荷状態における第一シール体３８の形状を示している。そして、エアガイド２２およびアッパーサポート１６ｕを車両用冷却装置１０に組み付けた場合、第一シール体３８は、アッパーサポート１６ｕの形状に合わせて柔軟に変形し、アッパーサポート１６ｕと第二ベース面２６との間の間隙を確実に埋める。そして、これにより、後方からの熱風１１０が、当該間隙を通過することを防止でき、コンデンサ１４およびラジエータ１２の冷却効率を向上できる。

なお、第一シール体３８は、図２から明らかなとおり、その車幅方向両端が、前方にせり出すように、上面視で湾曲している。このように湾曲させることで、第一シール体３８の倒れ（座屈）が生じにくくなり、シールの信頼性がより向上する。

第二シール体４０は、端部ビード３６の上面に設けられる。第二シール体４０も、第一シール体３８と同様に、柔軟に変形可能な弾性材料、例えば、スポンジやゴム、ゴム発泡体などからなる。この第二シール体４０も、第一シール体３８と同様に、本体部２３とアッパーサポート１６ｕとの隙間を埋めてシールする。図４において、細二点鎖線は、無負荷状態における第二シール体４０の形状を示している。ただし、第一シール体３８は、おもに、車両後方から前方に流れる熱風１１０を遮断するのに対し、第二シール体４０は、車幅方向外側から内側に流れる熱風１１０を遮断する。そのため、第二シール体４０は、端部ビード３６と同様に、第一ベース面２４の前端近傍から立脚壁２８に沿って延びている。この第二シール体４０は、図４に示す通り、アッパーサポート１６ｕの底面と本体部２３との隙間だけでなく、アッパーサポート１６ｕの前端面と本体部２３との隙間も埋める。そして、このように、本体部２３の車幅方向両端に、前後方向に延びる第二シール体４０を設けることで、横方向からの熱風の回り込みも防止でき、車両用冷却装置１０の冷却効率をより向上できる。

なお、これまで説明した構成は、一例であり、少なくとも、エアガイド２２の本体部２３が、コンデンサ１４上面とラジエータ１２上面との高さの差を吸収し得る階段状であり、当該本体部２３の立脚壁２８に、ラジエータ１２の前面に外気を導く導風孔３０が形成されているのであれば、その他の構成は、適宜、変更されてもよい。したがって、例えば、導風孔３０の形状や個数は、適宜変更されてもよく、例えば、導風孔３０を、フロントグリルのように、格子状の孔としてもよい。また、十分な大きさの導風孔３０を確保しつつ、本体部２３の強度が維持できるのであれば、リブ３２は無くてもよいし、立脚壁２８は、傾斜していなくてもよい。また、熱風の回り込みを防止できるのであれば、第一、第二シール体４０の形状や配置は、適宜、変更されてもよい。さらに、上述の説明では、ラジエータ１２およびコンデンサ１４の上に設けられるエアガイドのみを説明したが、エアガイドは、ラジエータ１２等の側方や下方にも設けられてもよい。なお、当然ながら、側方及び下方に設けられるエアガイドは、本明細書で説明したエアガイドとは、異なる形状・構成となる。

１０車両用冷却装置、１２ラジエータ、１４コンデンサ、１６ｕアッパーサポート（ラジエータサポート）、１７ビード、１８ファンシュラウド、２０ブラケット、２２エアガイド、２３本体部、２４第一ベース面、２６第二ベース面、２８立脚壁、３０導風孔、３２リブ、３４締結部、３６端部ビード、３８第一シール体、４０第二シール体、５０カバー部材、５４被締結孔、５６係合孔、１００フレッシュエア、１１０熱風。

Claims

ラジエータと、
前記ラジエータの前方に配され、その上面が、前記ラジエータ上面より低いコンデンサと、
前記ラジエータ上面から前記コンデンサ上面に跨るエアガイドと、
を備え、
前記エアガイドの本体部は、
前記コンデンサ上面に載置される第一ベース面と、
前記ラジエータ上面に載置される第二ベース面と、
前記第一ベース面と第二ベース面を接続するべく車両高さ方向に延びるとともに、車両前後方向に対して前記ラジエータの前面と対向する立脚壁と、
を含み、前記立脚壁には、外気を前記ラジエータに導く導風孔が形成されている、
ことを特徴とする車両用冷却装置。
請求項１に記載の車両用冷却装置であって、さらに、
前記ラジエータ上面および前記コンデンサ上面の上方に、前記両上面と間隙を開けて配されたラジエータサポートを備え、
前記エアガイドは、さらに、前記第二ベース面上に設けられ、車幅方向に延びる第一シール体であって、弾性材料からなり、前記本体部と前記ラジエータサポートとの間隙を埋める第一シール体を備える、
ことを特徴とする車両用冷却装置。
請求項２に記載の車両用冷却装置であって、
前記エアガイドは、さらに、前記本体部の車幅方向両端近傍において車両前後方向に延びる第二シール体であって、弾性材料からなり、前記本体部と前記ラジエータサポートとの間隙を埋める第二シール体を備える、ことを特徴とする車両用冷却装置。
請求項１から３のいずれか１項に記載の車両用冷却装置であって、
前記立脚壁には、前記導風孔が車幅方向に間隔を開けて複数形成されており、
隣接する導風孔間には、車両前後方向に突出するリブが形成されている、
ことを特徴とする車両用冷却装置。
請求項１から４のいずれか１項に記載の車両用冷却装置であって、
前記立脚壁は、前記第二ベース面の前端から、下方に進むにつれて前方に進むように傾斜している、ことを特徴とする車両用冷却装置。