JP4306071B2

JP4306071B2 - 車両用冷却装置

Info

Publication number: JP4306071B2
Application number: JP2000017814A
Authority: JP
Inventors: 俊倉田; 哲滋信田; 弘樹松尾
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1999-03-11
Filing date: 2000-01-21
Publication date: 2009-07-29
Anticipated expiration: 2020-01-21
Also published as: JP2000320331A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水冷エンジン（以下、エンジンと略す。）の冷却装置に関するもので、車両用冷却装置に適用して有効である。
【０００２】
【従来の技術】
特開平７−１６６８６５号公報に記載の発明では、ラジエータを通過してエンジンに衝突した空気が、ラジエータの上流側まで回り込んでしまうことを防止するために、衝突した空気を車両後方側に向けて導く案内板（放出器）を設けている。
【０００３】
しかし、上記公報に記載の車両用冷却装置では、ラジエータを通過した空気は直接にエンジンに衝突するので、例えば冬期やエンジン始動直後等のコールドスタート時には、ラジエータを通過した空気によりエンジンが冷却されるため、暖機運転に長時間を要するとともに、エンジンの廃熱により車室内の暖房を行う車両においては、暖房能力が低下してしまうという問題がある。
【０００４】
また、近年、車両を大きくすることなく、車室内寸法を拡充すべく、エンジンやオルタネータ等の補機類は、従来に比べて密接した状態でエンジンルーム内に搭載されている。このため、ラジエータを通過した空気がエンジンに衝突すると、エンジンルーム内の空気流れが乱れてしまい、ラジエータを通過した空気が効率よくエンジンルーム外に排出されないという問題がある。
【０００５】
この問題に対して、出願人は、ラジエータとエンジンとの間に区画壁を設けるとともに、その区画壁にラジエータを通過した空気をエンジンルーム外に排出するダクトを設けたものを既に出願している（特願平１０−６３１７８号）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、水冷エンジンと言えども、完全に冷却水のみで冷却されるものではなく、一般的に、冷却水への放熱（水冷）に加えて、エンジンの壁面から空気へ放熱（空冷）がある。
【０００７】
このため、上記出願（特願平１０−６３１７８号）のごとく、区画壁にてラジエータ側とエンジン側とを区画してしまうと、夏季等の外気温が高いときに、エンジン負荷が大きくなると、エンジンを十分に冷却することができなくなり、エンジンがオーバヒートしてしまう可能性がある。
【０００８】
本発明は、上記点に鑑み、冬期等においては暖機運転時間の短縮化を図り、夏期等においてはエンジンのオーバヒートを防止することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項１〜１０に記載の発明では、ラジエータ（４）と水冷エンジン（１）との間に配設され、エンジンルーム（３）内を前記ラジエータ（４）側の第１空間（３１）と水冷エンジン（１）側の第２空間（３２）とに区画する区画壁（６）と、両空間（３１、３２）を連通させて第１空間（３１）内に流入した流入空気を水冷エンジン（１）の壁面に向けて流通させる第１連通路手段（６２）と、区画壁（６）のうち第１通路手段（６２）より下方側に設けられ、流入空気を前記エンジンルーム（３）外に放出する第２連通路手段（６３）と、第１連通路手段（６２）を開閉する複数枚の帯板ドア（８１）を鎧窓状に配置し、複数枚の帯板ドア（８１）のうち一部の帯板ドア（８１）のみ開閉することができるように構成されたブラインドシャッタ（８）とを備えることを特徴とする。
【００１０】
これにより、ラジエータ（４）を通過した空気が直接に水冷エンジン（１）に衝突することを防止できるので、例えば冬期やコールドスタート時において、ラジエータ（４）を通過した空気により水冷エンジン（１）が冷却されないので、暖機運転の促進を図ることができる。
【００１１】
また、ラジエータ（４）を通過した空気が直接に水冷エンジン（１）に衝突することを防止できるので、水冷エンジン（１）に衝突した空気がエンジンルーム（３）の内壁側部とラジエータ（４）との隙間を通過してラジエータ（４）の上流側まで回り込むことを防止できる。
【００１２】
また、ブラインドシャッタ（８）を開くことにより、ラジエータ（４）を通過した空気を直接に水冷エンジン（１）の壁面に衝突させることができるので、この水冷エンジン（１）の壁面に衝突する空気により水冷エンジン（１）を冷却することができ、水冷エンジン（１）のオーバヒートを未然に防止することができる。
【００１３】
また、複数枚の帯板ドア（８１）のうち一部の帯板ドア（８１）のみ開くことにより、第１連通路手段（６２）を閉じた状態であっても、第２空間（３２）の特定部位に向けて流入空気を送風することができるので、その部位に配設された補機等を冷却することができる。
【００１４】
ところで、水冷エンジン（１）の壁面に衝突する空気により水冷エンジン（１）を冷却（空冷）するには、第１通路手段（６２）の通路断面積を拡大すればよいが、このとき、第１通路手段（６２）を開閉するドア手段を単純な板ドアとすると、通路断面積の拡大に呼応してそのドア手段も大型化してしまうので、エンジンルーム（３）内にそのドア手段を配設することは、事実上、困難である。
【００１５】
これに対して、本発明では、複数枚の帯板ドア（８１）を鎧窓状に配置したブラインドシャッタ（８）により第１通路手段（６２）が開閉されるので、第１通路手段（６２）を開閉するドア手段の大型化を招くことなく、第１通路手段（６２）の通路断面積を拡大することができる。
【００１６】
したがって、第１通路手段（６２）を開閉するドア手段の車両への搭載性を向上させつつ、水冷エンジン（１）の壁面に衝突する空気による水冷エンジン（１）の冷却を向上させることができる。延いては、ラジエータ（４）の小型化を図ることができるので、エンジンルーム（３）の小型化をさらに推進することができる。
【００１７】
以上に述べたように、本発明に係る車両用冷却装置によれば、冬期等においては暖機運転時間の短縮化を図り、夏期等においては水冷エンジン（１）のオーバヒートを防止することができる。
【００１８】
なお、請求項２に記載の発明のごとく、流入空気の温度を検出する温度検出手段（１１）を設け、さらに、温度検出手段（１１）の検出温度が所定温度未満のときには、流入空気を第２空間（３２）に流入させることなく、エンジンルーム（３）外に放出させることが望ましい。
【００１９】
また、請求項３に記載の発明のごとく、区画壁（６）のうち第１通路手段（６２）より上方側に両空間（３１、３２）を連通させて流入空気を水冷エンジン（１）の上方側に導く第３連通路手段（６１）を設け、第３連通路手段（６１）を開閉する開閉手段（７）を設け、流入空気の風速を検出する風速検出手段（１２）を設け、さらに、温度検出手段（１１）の検出温度が所定温度以上の場合であって、前記風速検出手段（１２）の検出風速が所定風速以下のときには、第１通路手段（６２）を閉じた状態で第３連通路手段（６１）を開き、一方、温度検出手段（１１）の検出温度が所定温度以上の場合であって、検出風速が所定風速より大きいときには、第１、３連通路手段（６２、６１）を開くようにしてもよい。
【００２０】
また、請求項４に記載の発明のごとく、ブラインドシャッタ（８）に、温度に応じて任意の形状に変形する熱応動部材（９１、９２、９４）を設け、ブラインドシャッタ（８）の開閉制御を熱応動部材（９１、９２、９４）で制御してもよい。
【００２１】
また、請求項５に記載の発明では、熱応動部材（９１、９２、９４）は、形状記憶合金により形成され、ブラインドシャッタ（８）は、熱応動部材（９１、９２、９４）により開閉駆動されることを特徴とするので、ブラインドシャッタ（８）を駆動させるサーボモータ等の動力装置が不要となるため、部品点数及び組立工数の減少によるコストダウンを図ることができる。
【００２２】
また、請求項６に記載の発明では、ブラインドシャッタ（８）は、流入空気の風圧から受ける力により開けられることを特徴とするので、例えばバイメタルのごとく、熱応動部材（９１、９２、９４）の変形力および変形量が小さい場合であっても、ブラインドシャッタ（８）を開閉駆動することができる。
【００２３】
また、請求項７に記載の発明のごとく、バイパス通路手段（１４）を開閉するバイパス用開閉手段（１５）を設け、バイパス用開閉手段（１５）に、温度に応じて任意の形状に変形する熱応動部材（９１、９２、９４）を設け、バイパス用開閉手段（１５）の開閉制御を熱応動部材（９１、９２、９４）で制御してもよい。
【００２４】
また、請求項８に記載の発明では、熱応動部材（９１、９２、９４）は、形状記憶合金により形成され、バイパス用開閉手段（１５）は、熱応動部材（９１、９２、９４）により開閉駆動されることを特徴とするので、請求項５と同様の効果を得ることができる。
【００２５】
また、請求項９に記載の発明では、バイパス用開閉手段（１５）は、バイパス通路手段（１４）に流入する空気の風圧から受ける力により開けられることを特徴とするので、請求項６と同様の効果を得ることができる。
【００２６】
また、請求項１０に記載の発明では、熱応動部材（９１、９２、９４）には、任意箇所の熱を熱応動部材（９１、９２、９４）に伝熱する、熱伝導率の高い熱伝導部材（９６）が設けられることを特徴とするので、任意箇所の熱源から離れた場所に熱応動部材（９１、９２、９４）を取り付けることができ、熱応動部材（９１、９２、９４）の取付位置の自由度を上げることができる。
【００２７】
因みに、上記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一例である。
【００２８】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１は本実施形態に係る車両用冷却装置の模式図である。
【００２９】
図１中、１は車両走行用の水冷エンジン（水冷式内燃機関）であり、この水冷エンジン（以下、エンジンと略す。）は、車両前方側に向けて開口して空気を内部に取り込む空気口（フロントグリル）２が形成されたエンジンルーム（機械室）３内に搭載されている。なお、エンジン１は、エンジンルーム３内のうち空気口２からみて空気流れ下流側に位置している。
【００３０】
そして、エンジンルーム３内のうち空気口２とエンジン１との間には、エンジン１内を循環してエンジン１を冷却する冷却水と空気との間で熱交換を行うラジエータ４が配設され、このラジエータ４より空気流れ上流側には、車両用空調装置の放熱装置をなすコンデンサ５が配設されている。
【００３１】
また、ラジエータ４とエンジン１との間には、エンジンルーム３内をラジエータ３側の第１空間３１とエンジン１側の第２空間３２とに区画する区画壁をなす金属又は樹脂製のシュラウド６が配設されている。
【００３２】
そして、シュラウド６には、その上方側から順に、両空間３１、３２を連通させて空気口２から第１空間３１内に流入してコンデンサ５及びラジエータ４を通過した空気（以下、この空気を流入空気と呼ぶ。）をエンジン１の上方側に導く第１冷却風通路（第３連通路手段）６１、両空間３１、３２を連通させて流入空気をエンジン１のうち空気口２側に面した壁面に向けて流通させる第２冷却風通路（第１連通路手段）６２、及び流入空気をエンジンルーム３の下方側からエンジンルーム３外に放出する第３冷却風通路（第２連通路手段）６３が形成されている。
【００３３】
７は第１冷却風通路６１（以下、第１通路６１と略す。）を開閉する板ドア（開閉手段）であり、８は第２冷却風通路６２（以下、第２通路６２と略す。）を開閉するとともに、複数枚の帯板ドア８１を鎧窓状に配置したブラインドドア（ブラインドシャッタ）であり、両ドア７、８はリンク機構（図示せず）を介して、図２に示すように、サーボモータ等の駆動手段７ａ、８ｂにより駆動されている。
【００３４】
また、図１中、６４は空気口２から空気を取り込み、コンデンサ５及びラジエータ４に空気を送風する軸流ファンを有する送風機であり、この送風機６４及び駆動手段７ａ、８ｂ（板ドア７、ブラインドドア８）は、図２に示すように、電子制御装置（ＥＣＵ）９により制御される。
【００３５】
そして、ＥＣＵ９には、エンジン１に配設されて冷却水温度を検出する水温センサ１０の検出温度Ｔ_W、空気口２に配設されて流入空気の温度を検出する外気温センサ（温度検出手段）１１の検出温度Ｔ_a、及び車両速度を検出する車速センサ（風速検出手段）１２の検出速度Ｖが入力されており、ＥＣＵ９は、これらセンサ１０から１２の検出値に基づいて予め設定されたプログラムに従って両ドア７、８等を制御する。
【００３６】
なお、図１中、１３は、パワステアリング用油圧ポンプ、車両空調装置用の圧縮機１２及びジェネレータ（オルタネータ）等のエンジン１と連動して稼働する補機である。
【００３７】
また、図３中、７８は、帯板ドア８１の長手方向両端側に配設されたガイド板であり、このガイド板７８に形成された略くの字状のガイド溝７８ａには、板ドア７及びブラインドドア８（複数枚の帯板ドア８１）に形成された突起部（図示せず）が摺動可能に挿入されている。このため、ガイド板７８が車両前後方向（紙面左右方向）に可動すると、板ドア７及びブラインドドア８（複数枚の帯板ドア８１）は、ガイド溝７８ａに案内されて開閉作動する。
【００３８】
なお、図３（ｅ）に示すように、各帯板ドア８１は、全て同様に開閉作動させずに、複数枚の帯板ドア８１のうち一部の帯板ドア８１のみ開閉することができるように構成されている。このため、ガイド板７８のガイド溝７８ａのうち、一部の帯板ドア８１に対応するガイド溝７８ａは、その一部の帯板ドア８１の作動に合わせて、その他のガイド溝７８ａと異なる形状となっている。
【００３９】
次に、本実施形態の作動を述べる。
【００４０】
１．第１モード（図１参照）
この第１モードは、外気温センサ１１の検出温度Ｔ_aが所定温度（本実施形態では、２０℃）以上の夏期であって、車両速度が所定速度（本実施形態では、１５ｋｍ／ｈ）以下のときのごとく、流入空気の風速が所定風速（本実施形では、３ｍ／ｓ）以下のとき、又は外気温センサ１１の検出温度Ｔ_aが所定温度以上の夏期であって、水温センサ１０の検出温度Ｔ_aが所定温度未満となる比較的エンジン負荷が小さいときに実行されるモードである。
【００４１】
具体的には、第１通路６１を全開とし、かつ、第２通路６２を全閉とし、することにより、流入空気の一部を第１通路６１から第２空間３２内に流入させ、その他の流入空気を、エンジン１と衝突させることなく、第３通路６３からエンジンルーム３外に放出するものである。なお、図３（ｅ）に示すように、第２通路６２を全閉とせずに、一部の帯板ドア８１を開くようにしてもよい。
【００４２】
２．第２モード（図４参照）
この第２モードは、検出温度Ｔ_aが所定温度以上の夏期であって、車両速度が所定速度より大きいときのごとく、流入空気の風速が所定風速より大きいとき、又は外気温センサ１１の検出温度Ｔ_aが所定温度以上の夏期であって、水温センサ１０の検出温度Ｔ_aが所定温度以上となる比較的エンジン負荷が大きいときに実行されるモードである。
【００４３】
具体的には、第１通路６１及び第２通路６２を全開とすることにより、流入空気の多くを第２空間３２内に流入させ、その他の流入空気を第３通路６３からエンジンルーム３外に放出する。
【００４４】
３．第３モード（図５参照）
この第３モードは、検出温度Ｔ_aが所定温度未満の冬期に実行されるモードである。具体的には、第１通路６１及び第２通路６２を全閉とすることにより、流入空気全量を第３通路６３からエンジンルーム３外に放出する。
【００４５】
次に本実施形態の特徴を述べる。
【００４６】
本実施形態によれば、ラジエータ４とエンジン１の間に第１空間３１と第２空間３２とに区画するシュラウド６が配設されているので、ラジエータ４を通過した空気が直接にエンジン１に衝突することを防止できる。したがって、例えば冬期やコールドスタート時において、ラジエータ４を通過した空気によりエンジン１が冷却されないので、暖機運転の促進を図ることができる。
【００４７】
また、ラジエータ４を通過した空気が直接にエンジン１に衝突することを防止できるので、エンジン１に衝突した空気がエンジンルーム３の内壁側部とラジエータ４との隙間を通過してラジエータ４又はコンデンサ５の上流側まで回り込むことを防止できる。したがって、ラジエータ４及びコンデンサ５の放熱能力が低下することを防止できる。
【００４８】
なお、第２モードでは、第２通路６２が全開状態となるので、ラジエータ４を通過した空気が直接にエンジン１に衝突するが、車両速度が上昇し、エンジンルーム３内に十分な風速の流入空気が流入するので、エンジン１に衝突した空気がラジエータ４又はコンデンサ５の上流側まで回り込むことは殆どない。
【００４９】
また、ラジエータ４を通過した空気が直接にエンジン１の壁面に衝突するので、このエンジン１の壁面に衝突する空気によりエンジン１を冷却（空冷）することができ、エンジン１のオーバヒートを未然に防止することができる。
【００５０】
また、第１モードでは、複数枚の帯板ドア８１のうち一部の帯板ドア８１のみを開けることができるので、第１連通路手段６２を閉じた状態であっても、第２空間３２の特定部位に向けて流入空気を送風することができ、補機１３の冷却を図ることができる。
【００５１】
ところで、エンジン１の壁面に衝突する空気によりエンジン１を冷却（空冷）するには、第２通路６２の通路断面積を拡大すればよいが、このとき、第２通路６２を開閉するドア手段を単純な板ドアとすると、通路断面積の拡大に呼応してそのドア手段も大型化してしまうので、エンジンルーム３内にそのドア手段を配設することは、事実上、困難である。
【００５２】
これに対して、本実施形態では、複数枚の帯板ドア８１を鎧窓状に配置したブラインドドア８により第２通路６２が開閉されるので、第２通路６２を開閉するドア手段の大型化を招くことなく、第２通路６２の通路断面積を拡大することができる。
【００５３】
したがって、第２通路６２を開閉するドア手段の車両への搭載性を向上させつつ、エンジン１の壁面に衝突する空気によってエンジン１を冷却することができる。延いては、エンジン１の冷却能力を増大させることができるので、ラジエータ４の小型化を図ることができ、エンジンルーム３の小型化をさらに推進することができる。
【００５４】
以上に述べたように、本実施形態に係る車両用冷却装置によれば、冬期等においては暖機運転時間の短縮化を図り、夏期等においてはエンジン１のオーバヒートを防止することができる。
【００５５】
ところで、一般的に補機１３は空冷であるので、第２空間３２内に熱気が充満すると、補機１３の冷却を十分にすることができず、補機１３が熱損傷してしまうおそれがある。
【００５６】
これに対して、本実施形態では、冬期を除き、必ずエンジンルーム３の上方側に位置する第１通路６１から第２空間３２に流入空気を流入させているので、第２空間３２内では、少なくとも上方側から下方側に向かって流通する空気流れが発生する。
【００５７】
このため、第２空間３２内に充満した熱気をスムーズにエンジンルーム３外に放出することができるので、補機１３を効率よく冷却することができる。
【００５８】
また、ガイド板７８のガイド溝７８ａの形状を変更することにより、両ドア７、８の開閉モードを容易に変更することができるので、車種毎の変更を容易に行うことができる。
【００５９】
（第２実施形態）
本実施形態は、図６に示すように、ラジエータ４の上方側に流入空気の一部ををラジエータ４を迂回させてラジエータ４の空気流れ下流側（シュラウド６側）に流通させるバイパス通路１４を設けるとともに、このバイパス通路１４を開閉する開閉ドア１５を設けたものである。
【００６０】
そして、開閉ドア１５は、水温センサ１０の検出温度Ｔ_Wが所定温度（本実施形態では、９５℃）未満となるエンジン負荷が所定負荷より小さいときには、図７に示すように、バイパス通路１４を開き、一方、検出温度Ｔ_Wが所定温度（本実施形態では、９５℃）以上となるエンジン負荷が所定負荷以上のとき（以下、このときを第４モードと呼ぶ。）には、図６に示すように、バイパス通路１４を閉じる。
【００６１】
これにより、エンジン負荷が大きくなるときには、エンジン負荷が小さいときに比べて、ラジエータ４を通過する風速が増加するので、エンジン負荷が大きくなりエンジン１の発熱量が大きくなったときに、ラジエータ４の放熱能力を増大させることができる。したがって、ラジエータ４の最大冷却能力を大きく損なうことなく、ラジエータ４の小型化を図ることができる。
【００６２】
（第３実施形態）
本実施形態は、第２実施形態において、軸流ファンを有する送風機６４に代えて、２台のクロスフローファン（横流ファン）６５としたものである。因みに、クロスフローファンとは、空気が多翼形羽根車の軸と直角な断面を通過するターボ送風機を言う（ＪＩＳＢ０１３２）。
【００６３】
なお、図８は本実施形態における第１モードを示し、図９は本実施形態における第２モードを示し、図１０は本実施形態における第３モードを示し、図１１は本実施形態における第４モードを示すものである。
【００６４】
（第４実施形態）
第１〜３実施形態では、板ドア７、ブラインドドア８、及び開閉ドア１５はリンク機構を介してサーボモータ等の駆動手段７ａ、８ｂにより開閉駆動されているが、本実施形態では、これらのリンク機構、及び駆動手段７ａ、８ｂを廃止して、板ドア７、ブラインドドア８、及び開閉ドア１５は形状記憶合金やバイメタル等の温度に応じて任意の形状に変形する熱応動部材により開閉制御して、リンク機構、及び駆動手段７ａ、８ｂの部品点数を減少させるものである。
【００６５】
図１２は、第３実施形態に熱応動部材を適用させた第４モードを示す模式図であり、図１３は図１２のＡ部拡大図である。９１は、２種類の金属の張り合わせ材をスパイラル状に形成したバイメタル（熱応動部材）であり、バイメタル９１の温度が高くなるとスパイラルの中心軸方向に伸び、温度が低くなると縮むものである。バイメタル９１は、その中心軸方向が車両前後方向になるように配置されており、バイメタル９１の車両前方側の一端はシュラウド６に固定され、車両後方側の一端にはＬ字形状のストッパー９１ａが形成されている。
【００６６】
これにより、バイメタル９１は流入空気が衝突する位置に配置されているので、流入空気の温度に応じて温度変化して伸縮する。よって、流入空気が低温であり、バイメタル９１が所定温度（例えば０℃）未満になる場合には、図１３（ａ）に示すように、バイメタル９１は縮み、ストッパー９１ａは帯板ドア８１の一端を係止する。一方、流入空気が高温であり、バイメタル９１が所定温度（例えば０℃）以上になる場合には、図１３（ｂ）に示すように、バイメタル９１は伸びて帯板ドア８１の係止を解除する。そして、帯板ドア８１の面が受ける流入空気の風圧による力により、帯板ドア８１は開けられる。
【００６７】
すなわち、車両停止時には車速風による流入空気は発生しないため帯板ドア８１を閉じていてもよいことに着目し、車両走行時に流入空気が高温の場合にのみ帯板ドア８１は開く。また、冬季のように外気温度が低く暖房性能が不足している場合に帯板ドア８１は閉じるが、外気温度が低い場合であっても、走行時にエンジン水温が高くなり暖房性能が余ってくるとエンジンに備えられるサーモスタットが開きラジエータ４に冷却水が流れた場合には、図１５に示す実験結果により、ラジエータ下流空気温度は上昇するので、帯板ドア８１を開けることができる。
【００６８】
因みに、上述のバイメタル９１は、室温と１００℃との間で２〜３ｍｍ程度伸縮変形するものである。
【００６９】
図１４は、図１２のＢ部拡大図であり、９２は、形状記憶合金で形成されたコイルばね（熱応動部材）であり、形状記憶合金コイルばね９２の温度が高くなるとコイルの中心軸方向に伸び、温度が低くなると縮むものである。また、９３は、形状記憶合金ではない金属製のコイルばねである。
【００７０】
そして、金属製コイルばね９３の一端は、ラジエータ４の上端のうち車両前方部分に固定され、金属製コイルばね９３の他端は、板ドア７のラジエータ４側の面のうち車両前方部分に固定されている。また、形状記憶合金コイルばね９２の一端は、ラジエータ４の上端のうち車両後方部分に固定され、金属製コイルばね９３の他端は、板ドア７のラジエータ４側の面のうち車両後方部分に固定されている。
【００７１】
これにより、形状記憶合金コイルばね９２はラジエータ４に固定されているので、ラジエータ４を流通する冷却水温度に応じて温度変化して伸縮する。すなわち、図１４（ａ）に示すように冷却水温度が高温（例えば９５℃以上）の場合には、形状記憶合金コイルばね９２は、コイルばね９３の弾性力に逆らって伸びて、開閉ドア１５を閉じる。一方、図１４（ｂ）に示すように冷却水温度が低温（例えば９５℃未満）の場合には、形状記憶合金コイルばね９２は、コイルばね９３の弾性力に逆らって縮み、開閉ドア１５を開ける。
【００７２】
因みに、上述の形状記憶合金コイルばね９２は、室温と１００℃との間で４０ｍｍ程度伸縮変形するものである。
【００７３】
ところで、温度に応じて変形してブラインドシャッタの開閉制御をする熱応動部材に関し、特開昭５８−１８０７１７号公報にて、ラジエータタンクに設けた形状記憶合金を、リンク機構を介してブラインドシャッタに連結させるものが提案されており、これによれば、形状記憶合金がラジエータタンク内の冷却水温度に応じて変形し、この変形力がリンク機構によりブラインドシャッタに伝達されることにより、ブラインドシャッタは開閉される。
【００７４】
しかし、上記提案では冷却水温度に応じて形状記憶合金を変形させるため、ラジエータタンクからブラインドシャッタまで変形力を伝達するリンク機構を必要とするので、部品点数及び組立工数の増加によるコストアップと、リンク機構の搭載スペースによる大型化を招いてしまう。
【００７５】
これに対して、本実施形態では、ブラインドシャッタ８の帯板ドア８１は、流入空気の風圧から受ける力により開けられるので、バイメタル９１のごとく、変形力および変形量が小さい場合であっても、ブラインドシャッタ８を開閉駆動することができる。
【００７６】
また、バイメタル９１がブラインドシャッタ８を直接開閉制御するので、上記公報のリンク機構を必要とせず、部品点数及び組立工数の減少によるコストダウンと、小型化を図ることができる。
【００７７】
なお、第１実施形態で説明したように、各帯板ドア８１は、全て同様に開閉作動させずに、複数枚の帯板ドア８１のうち一部の帯板ドア８１のみ開閉することができるように構成してもよい。
【００７８】
（第５実施形態）
第４実施形態では、スパイラル状のバイメタル９１により帯板ドア８１の開閉を制御していたが、図１６に示すようにクリップ状の形状記憶合金９４を帯板ドア８１に固定して、その開閉を制御してもよい。この場合、クリップ状形状記憶合金９４が所定温度未満になる場合には、図１６（ａ）に示すように、クリップ９４の先端が閉じて、帯板ドア８１の一端を係止する。一方、流入空気が高温であり、クリップ状形状記憶合金９４が所定温度以上になる場合には、図１６（ｂ）に示すように、クリップ９４の先端が開いて帯板ドア８１の係止を解除する。図１６（ｃ）は、図１６（ａ）のＣ矢視図である。
【００７９】
また、図１７に示すように、クリップ状形状記憶合金９４の一端をラジエータ４の上端に固定し、他端を板ドア７に固定して、板ドア７を開閉制御するようにしてもよい。
【００８０】
また、図１８に示すように、スパイラル状のバイメタル９１の一端をラジエータ４の上端に固定し、他端を板ドア７に固定して、板ドア７を開閉制御するようにしてもよい。
【００８１】
また、図１４に示す金属製コイルばね９３を廃止して、図１９に示すように形状記憶合金コイルばね９２により開閉ドア１５を開閉制御するようにしてもよい。そして、冷却水温度が高温の場合には、図１９（ａ）に示すように形状記憶合金コイルばね９２が伸びて、開閉ドア１５はバイパス通路１４を僅かに閉じる。さらに、開閉ドア１５の面が受ける流入空気の風圧による力により、バイパス通路１４を完全に閉じるに至るまで開閉ドア１５は閉じられる。そして、車両が停止して車速風による流入空気が生じなくなると、開閉ドア１５はバイパス通路１４を開ける位置まで自然に戻る。一方、図１９（ｂ）に示すように冷却水温度が低温の場合には、形状記憶合金コイルばね９２は伸びることなく、開閉ドア１５はバイパス通路１４を開ける。
【００８２】
また、第４実施形態では、スパイラル状のバイメタル９１により帯板ドア８１の開閉を制御していたが、図２０に示すように形状記憶合金コイルばね９２を用いて帯板ドア８１の係止およびその解除を行い、帯板ドア８１の開閉を制御してもよい。この場合には、コイルばね９２がたわまないようにコイルばね９２の廻りにストロー状のガイド９５を設けるとよい。
【００８３】
また、第４実施形態では、形状記憶合金コイルばね９２の一端は、ラジエータ４の上端に固定されているが、図２１に示すようにラジエータ４の上端に熱伝導率の高い熱伝導部材９６の一端を固定し、他端を形状記憶合金コイルばね９２に接続するようにしてもよい。この場合、形状記憶合金コイルばね９２をラジエータ４以外の場所（例えばシュラウド６）に固定することができるので、形状記憶合金コイルばね９２の取付位置の自由度を上げることができる。
【００８４】
また、上記第３、第４実施形態で述べた熱応動部材９１、９２、９４を板ドア７に適用してもよい。
【００８５】
また、開閉ドア１５の開閉を制御する熱応動部材９１、９２、９４は、冷却水による熱をラジエータ表面を介して伝熱されて温度変化しているが、冷却水の熱を直接伝熱されるようにしてもよい。
【００８６】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、内燃機関を走行用エンジンとする車両を例に本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、電気モータを走行用エンジンとする電気式車両（鉄道車両を含む。）に対しても適用することができる。この場合、走行用電動モータは冷却水にて冷却される水冷式であることが必要である。なお、電気式車両の場合の補機とは、前述のごとく、車両用空調装置の圧縮機１２は勿論、インバータ等の電気モータを制御する半導体素子等の発熱機器も含まれる意味である。
【００８７】
また、上述の実施形態では、車両速度を検出することにより、間接的に流入空気の風速を検出したが、車速センサ１２に代えて流入空気の風速を直接に検出する風速計を設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る車両用冷却装置の第１モードを示す模式図である。
【図２】第１実施形態に係る車両用冷却装置の制御ブロック図である。
【図３】第１実施形態に係る車両用冷却装置における板ドア及びブラインドドアの拡大図である。
【図４】第１実施形態に係る車両用冷却装置の第２モードを示す模式図である。
【図５】第１実施形態に係る車両用冷却装置の第３モードを示す模式図である。
【図６】第２実施形態に係る車両用冷却装置の模式図である。
【図７】第２実施形態に係る車両用冷却装置の第４モードを示す模式図である。
【図８】第３実施形態に係る車両用冷却装置の第１モードを示す模式図である。
【図９】第３実施形態に係る車両用冷却装置の第２モードを示す模式図である。
【図１０】第３実施形態に係る車両用冷却装置の第３モードを示す模式図である。
【図１１】第３実施形態に係る車両用冷却装置の第４モードを示す模式図である。
【図１２】第４実施形態に係る車両用冷却装置の第４モードを示す模式図である。
【図１３】図１２のＡ部拡大図である。
【図１４】図１２のＢ部拡大図である。
【図１５】ラジエータ下流空気温度及びエンジン水温の時間経過に対する変化を示すグラフである。
【図１６】第５実施形態に係る車両用冷却装置におけるブラインドドアの拡大図である。
【図１７】第５実施形態に係る車両用冷却装置における開閉ドアの拡大図である。
【図１８】第５実施形態に係る車両用冷却装置における開閉ドアの拡大図である。
【図１９】第５実施形態に係る車両用冷却装置における開閉ドアの拡大図である。
【図２０】第５実施形態に係る車両用冷却装置におけるブラインドドアの拡大図である。
【図２１】第５実施形態に係る車両用冷却装置における開閉ドアの拡大図である。
【符号の説明】
４…ラジエータ、５…コンデンサ、６…シュラウド（区画壁）、
８…ブラインドドア、３１…第１空間、３２…第２空間、
６１…第１通路（第３連通路手段）、６２…第２通路（第１連通路手段）、
６３…第３通路（第２連通路手段）、９１…バイメタル、
９２…形状記憶合金コイルばね、９４…クリップ状形状記憶合金。

Claims

空気を内部に取り込む空気口（２）が形成されたエンジンルーム（３）内に、水冷エンジン（１）を搭載した車両に適用される車両用冷却装置であって、
前記エンジンルーム（３）内に配設され、前記水冷エンジン（１）内を循環する冷却水と空気との間で熱交換を行うラジエータ（４）と、
前記ラジエータ（４）と前記水冷エンジン（１）との間に配設され、前記エンジンルーム（３）内を前記ラジエータ（４）側の第１空間（３１）と前記水冷エンジン（１）側の第２空間（３２）とに区画する区画壁（６）と、
前記区画壁（６）に設けられ、前記両空間（３１、３２）を連通させて前記第１空間（３１）内に流入した流入空気を前記水冷エンジン（１）の壁面に向けて流通させる第１連通路手段（６２）と、
前記区画壁（６）のうち前記第１通路手段（６２）より下方側に設けられ、前記流入空気を前記エンジンルーム（３）外に放出する第２連通路手段（６３）と、
前記第１連通路手段（６２）を開閉する複数枚の帯板ドア（８１）を鎧窓状に配置し、前記複数枚の帯板ドア（８１）のうち一部の帯板ドア（８１）のみ開閉することができるように構成されたブラインドシャッタ（８）とを備えることを特徴とする車両用冷却装置。
前記流入空気の温度を検出する温度検出手段（１１）が設けられており、
さらに、前記温度検出手段（１１）の検出温度が所定温度未満のときには、前記流入空気を前記第２空間（３２）に流入させることなく、前記第２連通路手段（６３）から前記エンジンルーム（３）外に放出させることを特徴とする請求項１に記載の車両用冷却装置。
前記区画壁（６）のうち前記第１連通路手段（６２）より上方側には、前記両空間（３１、３２）を連通させて前記流入空気を前記水冷エンジン（１）の上方側に導く第３連通路手段（６１）が設けられ、
前記第３連通路手段（６１）を開閉する開閉手段（７）が設けられ、
前記流入空気の風速を検出する風速検出手段（１２）が設けられており、
さらに、前記温度検出手段（１１）の検出温度が所定温度以上の場合であって、前記風速検出手段（１２）の検出風速が所定風速以下のときには、前記第１連通路手段（６２）を閉じた状態で前記第３連通路手段（６１）を開き、
一方、前記温度検出手段（１１）の検出温度が所定温度以上の場合であって、前記検出風速が所定風速より大きいときには、前記第１、３連通路手段（６２、６１）を開くことを特徴とする請求項２に記載の車両用冷却装置。
前記ブラインドシャッタ（８）には、温度に応じて任意の形状に変形する熱応動部材（９１、９２、９４）が設けられ、
前記ブラインドシャッタ（８）の開閉制御は、前記熱応動部材（９１、９２、９４）により制御されることを特徴とする請求項１に記載の車両用冷却装置。
前記熱応動部材（９１、９２、９４）は、形状記憶合金により形成され、
前記ブラインドシャッタ（８）は、前記熱応動部材（９１、９２、９４）により開閉駆動されることを特徴とする請求項４に記載の車両用冷却装置。
前記ブラインドシャッタ（８）は、前記流入空気の風圧から受ける力により開けられることを特徴とする請求項４に記載の車両用冷却装置。
前記ラジエータ（４）をバイパスして前記第１空間（３１）に空気を流入させるバイパス通路手段（１４）が設けられ、
前記バイパス通路手段（１４）を開閉するバイパス用開閉手段（１５）が設けられ、
前記バイパス用開閉手段（１５）には、温度に応じて任意の形状に変形する熱応動部材（９１、９２、９４）が設けられ、
前記バイパス用開閉手段（１５）の開閉制御は、前記熱応動部材（９１、９２、９４）により制御されることを特徴とする請求項１に記載の車両用冷却装置。
前記熱応動部材（９１、９２、９４）は、形状記憶合金により形成され、
前記バイパス用開閉手段（１５）は、前記熱応動部材（９１、９２、９４）により開閉駆動されることを特徴とする請求項７に記載の車両用冷却装置。
前記バイパス用開閉手段（１５）は、前記バイパス通路手段（１４）に流入する空気の風圧から受ける力により開けられることを特徴とする請求項７に記載の車両用冷却装置。
前記熱応動部材（９１、９２、９４）には、任意箇所の熱を前記熱応動部材（９１、９２、９４）に伝熱する、熱伝導率の高い熱伝導部材（９６）が設けられることを特徴とする請求項４ないし９のいずれか１つに記載の車両用冷却装置。