JP2020050031A - 車両 - Google Patents

Abstract

【課題】車体の前部に空冷式インタークーラを配置している車両において、冷却性能及びオイル排除性能に優れたインタークーラの配置態様を提供する。【解決手段】インタークーラ８は、アッパラジエータサポート１７の下方部でかつ前部レインフォース２６よりも高い位置に左右横長の姿勢で配置されている。走行風がインタークーラ８の全面に当たるため、高い冷却性能を確保できる。インタークーラ８の吸気入口は上部に位置し、吸気出口は下端部に位置している。このため、オイルミストがタンク部１４，１５の下面や下部のチューブ１３の内部に溜まることを防止して、冷却性能の低下や圧損の増大といった問題を防止できる。【選択図】図２

Description

本発明は、車体の前部に空冷式インタークーラを配置した車両に関するものである。

車両用（自動車用）の内燃機関には排気ターボ過給機を設けることが行われているが、過給された吸気は温度が高くなっているため、インタークーラによって冷却している。そして、インタークーラとして空冷式を採用した場合、走行風を当てるために、車体の前部に配置している。

このインタークーラの具体的な配置構造として、特許文献１には、インタークーラをバンパーレインフォースとラジエータコアサポートロア（ロアラジエータサポート）との間の高さ位置に配置することが開示されている。また、インタークーラは、吸気入り口と吸気出口とを備えているが、特許文献１では、これら吸気入り口と吸気出口との両方をインタークーラの上部に設けている。

更に詳細に述べると、特許文献１では、インタークーラは、バンパーレインフォースとラジエータコアサポートロアとの間の高さ位置に配置されているが、前後方向の位置関係を見ると、バンパーレインフォースはラジエータコアサポートロアよりも手前に位置して、インタークーラは、バンパーレインフォースよりも後ろでラジエータコアサポートロアよりも前の位置しており、従って、バンパーレインフォースとインタークーラとラジエータコアサポートとが前後にずらして配置されている。

このような前後方向の位置関係により、インタークーラの上方には大きな上部空間が空いており、この上部空間を利用して、吸気が流れるホースを接続している。また、特許文献１では、吸気入り口と吸気出口とのうち一方は左右方向（車幅方向）に開口し、他方は上向きに開口させている。

特開２００６−２４０３６０号公報

特許文献１は、インタークーラへの走行風の取り込み性能は確保していると云えるが、まず、インタークーラはバンパーレインフォースの下方に配置されており、かつ、インタークーラはロアラジエータサポートよりも手前に位置して、インタークーラの下方は部材が存在しない空間になっているため、車両の走行によって跳ね上げられた小石がインタークーラに下方から当たりやすくなって、インタークーラが損傷しやすくなることが懸念される。

また、排気ターボ過給機やサージタンクは内燃機関の上部に配置されていることが普通であるため、特許文献１のようにインタークーラがバンパーレインフォースの下方に配置されていると、配管（ホース）の長さが長くなってコストが嵩んだり、吸気の流れ抵抗が増大してドライバビリティが低下したりする問題も懸念される。

また、車両の衝突によってバンパーに衝撃がかかることは多いが、バンパーは車体前部の下部に配置されているため、バンパーに作用した衝撃がインタークーラに波及して、インタークーラが離脱しやすくなることも懸念される。

また、インタークーラとバンパーレインフォースとラジエータサポートとが前後に位置をずらして配置されているため、スペースの使用効率が悪いという問題もある。特に、軽自動車のような小型車両の場合は、車体にスペースの余裕がない場合が多いため、特許文献１の構造は適用し難い場合が多いと云える。

更に、インタークーラを通過する吸気には、排気ターボ過給機の経由時等にオイルミストが混入することがあるため、オイルミストがインタークーラの内面に付着することがあるが、特許文献１では、吸気出口をインタークーラの上部に設けているため、インタークーラの下面（底面）などにオイルが溜まることがある。

そして、インタークーラの下面などにオイルが溜まり続けると、吸気通路が狭まって冷却性能が悪化したり、圧損が増大して過給性能が低下したりするおそれがあり、更に、吸気通路が完全に塞がれる最悪の事態に至ると、エンジンがオイルハンマー現象を引き起こして運転不能になってしまいかねない。

本願発明は、このような現状を改善すべく成されたものである。

本願発明は、
「車両の前部に、ラジエータの上部が連結される左右横長のアッパラジエータサポートと、前記ラジエータの下部が連結されるロアラジエータサポートと、前記アッパラジエータサポートとロアラジエータサポートとの間の高さに位置した左右横長の前部レインフォースとが配置されている」
という基本構成である。

そして、請求項１の発明は、上記基本構成において、
「前記アッパラジエータサポートと前部レインフォースとの間の部位でかつ前記ラジエータの右側方又は左側方に、吸気入り口と吸気出口とを有するインタークーラが、平面視で前記アッパラジエータサポートと重なるようにして配置されており、
前記インタークーラの吸気入り口は上部に位置している一方、前記インタークーラの吸気出口はインタークーラの下端部に位置しており、前記吸気出口に、上向きに開口した出口管が接続されている」
という構成が付加されている。

本願発明は、様々に展開できる。その例として請求項２では、請求項１に加えて、
「前記インタークーラは、上下長手のタンク部が左右に配置されて吸気が左右方向に流れる横流れ方式であり、下流側のタンク部の下端に前記出口管が後傾姿勢で接続されており、前記出口管の上端は前記インタークーラの上端部の後ろに位置している」
という構成になっている。

本願発明では、インタークーラはアッパラジエータサポートと前部レインフォースとの間の高さ位置に配置されているため、特許文献１に比べて、車両の走行によって跳ね上げられた小石は当たりにくくなる。従って、損傷や変形を抑制できる。また、車両が何かに衝突してバンパーが後ろ向きに移動しても、バンパーの移動によってインタークーラが上向きに押し上げられることはないため、インタークーラの離脱防止機能にも優れている。また、インタークーラは前部レインフォースで遮られることなく全面に走行風が当たるため、高い冷却性能を確保できる。

また、インタークーラは、平面視でアッパラジエータサポートと重なるように配置されているため、アッパラジエータサポートの下方のデッドスペースを有効利用して、車体の前部をコンパクト化できると共に、他の部材の配置の自由性を高めて、デザイン性を向上させることもできる。

また、既述のように、内燃機関の吸気系や排気ターボ過給機は機関本体の上部に配置されている一方、本願発明では、インタークーラは前部レインフォースよりも高い位置に配置されていると共に、吸気入り口及び吸気出口管の上端は高い位置にあるため、インタークーラと吸気系及び排気ターボ過給機に接続されるホースの長さをできるだけ短くできる。これにより、コストを抑制できると共に軽量化による燃費向上にも貢献できる。更に、ホースの長さが短くなると吸気の流れ抵抗を低減できるため、ドライバビリティの向上にも貢献できる。

また、吸気出口がインタークーラの下部に位置していることにより、吸気に含まれていたオイルミストがインタークーラの内部で落下しても、このオイルミストは吸気に乗って排除されるため、インタークーラの下面などにオイルが溜まって吸気通路が狭まったり、出口が完全に塞がれてしまったりすることを防止できる。従って、冷却性能の低下や過給性能の低下、或いは、エンジンのオイルハンマー現象が生じるといった不具合を防止できる。

請求項２の構成を採用すると、アッパラジエータサポートと前部レインフォースとの間の間隔が狭くても、必要な面積を確保しつつ配置できる。また、出口管の上端はインタークーラの上端の後ろに位置しているため、出口管へのホースの接続も容易に行える。

おおまかなレイアウトを示す斜視図である。 要部の正面図である。 （Ａ）は図２のIIIA-IIIA 視断面図、（Ｂ）は図２のIIIB-IIIB 視断面図である。

次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。以下では、方向を特定するため前後・左右の文言を使用するが、この方向は運転者から見た方向として定義している。従って、前後方向は車両の長手方向であり、左右方向は車両の幅方向である。念のため、図１に方向を明示している。

(2).実施形態の構造
図１に示すように、車体の前部に設けたエンジンルーム１に、内燃機関の機関本体２がクランク軸を左右長手の姿勢にした横置きで配置されている。機関本体２は、前面を排気側、後面を吸気側としており、前面部に、簡略して示す排気ターボ過給機３が配置されている。

エンジンルーム１のうち機関本体２の左側に、エアクリーナ４が配置されている。エアクリーナ４は、下部がダスト室４ａで上部がクリーン室４ｂになっており、ダスト室４ａには、前向き姿勢の吸気ダクト５が接続されて、クリーン室４ｂには、第１吸気ホース６の始端が接続されている。第１吸気ホース６の終端は、排気ターボ過給機３におけるコンプレッサハウジングの入り口ポートに接続されており、排気ターボ過給機３におけるコンプレッサハウジングの出口ポートには、第２吸気ホース７の始端が接続されている。

そして、第２吸気ホース７の終端は、車体の前部に配置されたインタークーラ８の右端部にエルボ継手９を介して接続されている。インタークーラ８の左端部には、上下長手で上向きに開口した出口管１０を備えており、出口管１０の開口部に、第３吸気ホース１１の始端が接続されている。第３吸気ホース１１は後ろに向けて延びており、終端部は、簡略して示すスロットルボデー１２の入り口に接続されている。

スロットルボデー１２は、例えば、サージタンクに設けた筒体や、吸気マニホールドの集合部に設けた筒体に取付けられている。或いは、スロットルボデー１２とサージタンク又は吸気マニホールドとを、第４吸気ホースによって接続することもできる。

インタークーラ８は、多段に配置された左右長手の偏平状チューブ１３の群と、偏平状チューブ１３が固定された上下長手の上流側タンク部１４及び下流側タンク部１５とを備えており、偏平状チューブ１３とタンク部１４，１５とは互いに連通している。敢えて述べるまでもないが、上下に隣り合った偏平状チューブ１３の間に空間が空いており、この空間を走行風が通ることにより、偏平状チューブ１３の内部を通る吸気が冷却される。

インタークーラ８の左隣には、ラジエータの１６及びエアコン用コンデンサ（図示せず）が配置されており、これらの上端部は、左右長手のアッパラジエータサポート１７に、上ブラケット１８を介して取付けられている。他方、ラジエータ１６及びエアコン用コンデンサの下端部は、図示しない左右長手のロアラジエータサポートに取付けられている。

図３（Ａ）に示すように、アッパラジエータサポート１７は下向きに開口したチャンネル状の形態であり、インタークーラ８は、アッパラジエータサポート１７の下方の空間に配置されている。すなわち、図３に明示するように、インタークーラ８は、平面視でアッパラジエータサポート１７と重なるように配置されている。

アッパラジエータサポート１７には、インタークーラ８の右側に位置した上下長手のサイドサポート１９が固定されている。サイドサポート１９は溝型になっており、インタークーラ８の上流側タンク部１４に設けたフロントブラケット２０が、ボルト２１によってサイドサポート１９の前面板に固定されている。

他方、インタークーラ８の下流側タンク部１５には外向きの膨出部１５ａが形成されており、膨出部１５ａの上部に固定したリアブラケット２２が、アッパラジエータサポート１７の前板にボルト２３で固定されている。

なお、サイドサポート１９に対するインタークーラ８の取付け手段としては、サイドサポート１９に取付け穴を空けておく一方、インタークーラ８の上流側タンク部１４に、取付け穴に嵌入するピンを突設し、グロメットを介してピンを取付け穴に嵌め込むことも可能である。

上流側タンク部１４の上端には、図３（Ａ）に模式的に示すように吸気入り口２４が開口しており、この吸気入り口２４に、エルボ継手９を介して第２吸気ホース７が接続されている。他方、下流側タンク部１５には、図３（Ｂ）に示すように、その下端に後ろ向きの吸気出口２５が開口しており、吸気出口２５に出口管１０が接続されている。

出口管１０は後傾姿勢になっており、その上端は、アッパラジエータサポート１７の高さに位置すると共に、アッパラジエータサポート１７の後ろに位置しており、上端部に第３吸気ホース１１が接続されている。従って、出口管１０の上端は、インタークーラ８の上端部後方に位置している。

アッパラジエータサポート１７とロアラジエータサポートとの間には、バンパー等の他の部材を取り付けるための前部レインフォース２６が、左右長手の姿勢で配置されている。インタークーラ８は、アッパラジエータサポート１７と前部レインフォース２６との間の高さ位置に配置されている。前部レインフォース２６は、アッパラジエータサポート１７よりも手前に位置している。車両の前端は、他端の通数穴２７が空いたフロントグリル２８で構成されている。

インタークーラ８の組み付けに当たっては、吸気入り口２４に予め第２吸気ホース７を接続しておき、第２吸気ホース７が接続されたインタークーラ８を、アッパラジエータサポート１７及びサイドサポート１９に固定する。第３吸気ホース１１は、予めインタークーラ８の出口管１０に接続しておいてもよいし、インタークーラ８を固定した後に出口管１０に接続してもよい。出口管１０はアッパラジエータサポート１７の後ろに位置して上向き姿勢になっているため、後付けで接続する場合でも、第３吸気ホース１１を出口管１０に簡単に嵌め込むことができる。

(2).まとめ
本実施形態は上記の構造であり、インタークーラ８は前部レインフォース２６の上に配置されているため、車両の走行によって小石が跳ね上げられた場合、小石はインタークーラ８に当たりにくくなる。従って、損傷や変形を抑制できる。また、インタークーラ８に向かう走行風が前部レインフォース２６によって遮られることはないため、インタークーラ８の冷却性能にも優れている。

また、インタークーラ８は、アッパラジエータサポート１７の下方の空間に配置されているため、デッドスペースを有効利用して車体の前部をコンパクト化できると共に、他の部材の配置の自由性を高めて、デザイン性を向上させることもできる。

また、排気ターボ過給機３におけるコンプレッサハウジングの出口ポートと、スロットルボデー１２の入り口とは、いずれもインタークーラ８の上端と概ね同じ高さであるかやや高くなっている一方、インタークーラ８の吸気入り口２４はインタークーラ８の上部に位置し、出口管１０の上端はインタークーラ８よりも高くなっているため、第２吸気ホース７及び第３吸気ホース１１とも、その長さをできるだけ短くすることができる。これにより、ホース７，１１の長さを短くしてコストを抑制できる。

また、吸気出口２５はインタークーラ８の下部に位置しているため、吸気に含まれていたオイルミストがタンク部１４，１５の内部で重力によって下方に落下しても、このオイルミストは吸気に乗せられて排除されるため、タンク部１４，１５の下面や下部のチューブ１３の内部などにオイルが溜まることはなくて、吸気のスムースな流れを確保できる。従って、吸気通路にオイルが詰まることに起因した冷却性能の低下や圧損の増大、或いはオイルハンマー現象といった不具合を防止できる。

インタークーラ８は、タンク部１４，１５が横長姿勢で上下に配置された縦流れ態様とすることも可能はあるが、この場合は、その下部が前部レインフォース２６の下方にはみ出て、インタークーラ８の冷却効率が悪化するおそれがある。これに対して本実施形態のように、タンク部１４，１５を左右に配置した横流れ方式を採用すると、左右横長の姿勢で前部レインフォース２６の上方に配置できるため、インタークーラ８の全面に走行風を当てることを確実化して、高い冷却性能を確保することができる。

インタークーラ８の吸気出口２５はインタークーラ８の側面に開口させることも可能であるが、実施形態のように後ろ向きに開口させると、出口管１０をインタークーラ８の後ろに配置できるため、全体として左右幅を小さくしてコンパクト化できる。また、出口管１０は、その後傾角度をできるだけ小さくしつつ、上端をアッパラジエータサポート１７の後ろに位置させることができるため、第３吸気ホース１１の差し込みを容易に行えるという利点もある。

以上、本願発明の実施形態を説明したが、本願発明は、他にも様々に具体化できる。例えば、アッパラジエータサポートやサイドサポート、前部レインフォースなどの部材の断面形状は任意に設定できる。

本願発明は、インタークーラ付き車両に具体化できる。従って、産業上利用できる。

１ エンジンルーム
２ 機関本体
３ 排気ターボ過給機
４ エアクリーナ
６ 第１吸気ホース
７ 第２吸気ホース
８ インタークーラ
１０ 出口管
１１ 第３吸気ホース
１２ スロットルボデー
１３ 冷却用のチューブ
１４ 上流側タンク部
１５ 下流側タンク部
１６ ラジエータ（の熱交換ユニット）
１７ アッパラジエータサポート
１９ サイドサポート
２０，２２ ブラケット
２４ 吸気入り口
２５ 吸気出口
２６ 前部レインフォース

Claims (2)

1. 車両の前部に、ラジエータの上部が連結される左右横長のアッパラジエータサポートと、前記ラジエータの下部が連結されるロアラジエータサポートと、前記アッパラジエータサポートとロアラジエータサポートとの間の高さに位置した左右横長の前部レインフォースとが配置されている構成であって、
   前記アッパラジエータサポートと前部レインフォースとの間の高さ位置でかつ前記ラジエータの右側方又は左側方に、吸気入り口と吸気出口とを有するインタークーラが、平面視で前記アッパラジエータサポートと重なるようにして配置されており、
   前記インタークーラの吸気入り口は上部に位置している一方、前記インタークーラの吸気出口はインタークーラの下端部に位置しており、前記吸気出口に、上向きに開口した出口管が接続されている、
   車両。
2. 前記インタークーラは、上下長手のタンク部が左右に配置されて吸気が左右方向に流れる横流れ方式であり、下流側のタンク部の下端に前記出口管が後傾姿勢で接続されており、前記出口管の上端は前記インタークーラの上端部の後ろに位置している、
   請求項１に記載した車両。

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