JP5339202B2 - 冷却装置 - Google Patents

Description

本発明は、ファンによって熱交換器を冷却する冷却装置に関する。

特開平１１−９４４１９号公報には、エンジンと、ラジエータと、エンジンによって駆動されてラジエータ側からエンジン側へ吸排気する冷却ファンと、冷却ファンとエンジンとの間に配置され、冷却ファンの外径と略等しい外径を有する円盤状の流体案内手段とを備えた冷却装置が記載されている。

上記冷却装置では、冷却ファンの吐出側に遠心方向に生成される冷却風の主流と、この主流から剥離して冷却ファンの回転軸付近からラジエータ側へ戻る逆流との干渉を流体案内手段によって防止することができ、乱れの発生を防止して冷却ファンから発生する騒音を低減する。

特開平８−２５４１１９号公報には、駆動装置と、熱交換器と、駆動装置によって回転駆動されて熱交換器側から駆動装置側へ吸排気するファンと、フローガイド付背板とを備えた装置が記載されている。フローガイド付背板は、ファンと駆動装置との間に配置されファンの外径より小さい外径の円板形背板と、背板の駆動装置側面に装着されファンの先端部から後端部に沿ってファンの円弧形と逆ピッチに半径方向で且つファンシュラウドケーシングの下流側に数枚配置されたフローガイドとを有する。

上記装置では、ファン回転と同一方向に旋回する旋回気流が発生しても、フローガイドの円弧面に沿って軸流的成分の流れに矯正されるため、ファンの風量が増加し、冷却効果が向上すると共にファン騒音の低下が得られる。

特開平１１−９４４１９号公報 特開平８−２５４１１９号公報

特開平１１−９４４１９公報の冷却装置は、流体案内手段の表面が単なる平板面状に形成されている。このため、ファンの単位時間当たりの回転数や設置するファンのタイプによっては、ファンから吐出された空気が流体案内手段の表面上で様々な方向へ移動し、回転軸側から外径側へ空気が円滑に流れずに滞り、この空気が続けてファンから吐出された空気の抵抗となってファンの風量が減少して熱交換効果が低下し、燃費が悪化してしまうおそれがある。

また、特開平８−２５４１１９号公報のフローガイド付背板は、ファンから吐出された空気をフローガイドによって流れを規制して案内する。しかし、背板の外径よりも外側でフローガイド間を通過した空気は、駆動装置へ直接衝突してしまう。このため、駆動装置が複雑な形状を有し、ファンと駆動装置との距離が近い場合には、駆動装置に直接衝突した空気の乱れによってファンからの円滑な吐出が阻害され、ファンの風量が減少して熱交換効果が低下し、燃費が悪化してしまうおそれがある。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、駆動部本体の形状によらず、ファンとファンの駆動部本体との距離が近い場合であっても、燃費を向上させることが可能な冷却装置の提供を目的とする。

上記目的を達成すべく、本発明の冷却装置は、駆動部本体と回転軸とファンと整流板とを備える。

回転軸は、駆動部本体が回転駆動する。ファンは、回転軸に連結され、駆動部本体によって回転軸を介して回転駆動されることにより、熱交換器が配置された一側から吸入した空気を駆動部本体が配置された他側へ吐出して熱交換器へ通風する。整流板は、回転軸が貫通する貫通孔と、ファンの外径と略同じ大きさの外径を有しファンに対向する対向面と、対向面よりもファン側に配置され対向面からファンに向かって起立して貫通孔側から外径側へ延びた複数のフィンと、を有し、ファンと駆動部本体との間に配置される。

上記構成では、ファンが熱交換器へ通風することによって、熱交換器が冷却される。

また、ファンから吐出された空気は、ファンの外径と略同じ大きさの外径を有しファンに対向する対向面に衝突するため、ファンと駆動部本体との距離が近い場合であっても、ファンが吐出した空気が駆動部本体に直接衝突しない。従って、駆動部本体の形状にかかわらず、ファンの円滑な吐出が阻害されることがないため、ファンの風量を増加させることができ、熱交換効果を向上させて燃費を向上させることができる。

また、対向面からファンに向かって起立して貫通孔側から外径側へ延びた複数のフィンを有するため、ファンから対向面へ吐出された空気は、対向面上で貫通孔側から外径側へ円滑に案内される。従って、ファンの風量を増加させることができ、熱交換効果を向上させて燃費を向上させることができる。

本発明によれば、駆動部本体の形状によらず、ファンとファンの駆動部本体との距離が近い場合であっても、燃費を向上させることができる。

以下、本発明の実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。なお、以下、前及び後とは、車両の進行方向の前方及び後方をいう。また、図中矢印ＦＲは車両の前方を示す。

図１は本実施形態に係る冷却装置を備えた車両の断面図であり、図２は図１の冷却装置の平面図であり、図３は図１の冷却装置の整流板の正面図であり、図４は図３の整流板の側面図であり、図５は冷却装置の整流板の変形例の正面図であり、図６は図５の整流板の側面図である。

図１に示すように、本実施形態に係る冷却装置１は、エンジン本体（駆動部本体）３と回転軸３１と熱交換器４とファン５とシュラウド６とクラッチ３２と整流板７とを備え、車両のエンジンルーム２１に配置され、車体フレーム２２に対して固定される。

エンジンルーム２１は、前後方向に開口する筒状空間である。車体フレーム２２は、前後方向へ延びて左右に一対配置されるサイドメンバ２３と、車幅方向へ延びて一対のサイドメンバ２３同士を連結する第１クロスメンバ２４と、第１クロスメンバ２４の後方で車幅方向へ延びて一対のサイドメンバ２３同士を連結する第２クロスメンバ２５とを有する。また、２６は車両のボディパネルである。

回転軸３１は、前後方向に延び、エンジン本体３が回転駆動する。

図２に示すように、熱交換器４として、インタークーラー４１とラジエター４２とが配置される。インタークーラー４１は、車幅方向に沿って起立し、前面から後面へ空気の通過を許容する。インタークーラー４１の内部は高温高圧の空気が通過し、インタークーラー４１内部で冷却された空気はターボチャージャ（図示省略）に供給される。ラジエター４２は、インタークーラー４１の後方で車幅方向に沿って起立し、前面から後面へ空気の通過を許容する。ラジエター４２の内部は冷却媒体が通過し、ラジエター４２で冷却された冷却媒体は通過経路（図示省略）を介してエンジン本体３を冷却する。

図２に示すように、ファン５は、軸流ファンであり、熱交換器４とエンジン本体３との間に配置され、回転軸３１に連結されてエンジン本体３によって回転軸３１を介して正面視右回りに回転駆動される。ファン５が回転駆動されると、熱交換器４が配置された一側からファン５が空気を吸入するため、熱交換器４の前面から後面へ強制的に通風する。熱交換器４を通過した空気は、エンジン本体３や整流板７が配置された他側へ吐出される。なお、本実施形態では、軸流ファンを使用するが、斜流ファンを使用してもよい。

図２に示すように、シュラウド６は、ファン５の周方向のうち吸込側の略半分を囲い、熱交換器４を通過した空気をファン５に案内する。

クラッチ３２は、ファン５の回転軸３１側に設けられ、回転軸３１とファン５とを切り離し自在に連結する。回転軸３１とファン５との連結及び切り離しが図示しない制御装置によって制御されることにより、ファン５の停止及び単位時間当たりの回転数の変更がされる。本実施形態では、ラジエター４２の冷却媒体の温度が所定値未満であるときにクラッチ３２の接続が切られ、ファン５が回転駆動されない。また、ラジエター４２の冷却媒体の温度が所定値以上であるときにクラッチ３２が接続され、ファン５が回転駆動され、熱交換器４へ強制的に通風することによって、熱交換器４を冷却する。

図２に示すように、整流板７は、貫通孔７１と対向面７２と複数のフィン７３とを有し、ファン５とエンジン本体３との間に配置される。図３に示すように、貫通孔７１は回転軸３１の外径よりも大きい開口であり、回転軸３１が貫通する。対向面７２はファン５の外径と略同じ大きさの外径を有しファン５に対向する。複数のフィン７３は、それぞれ対向面７２からファン５に向かって起立して貫通孔７１側から外径側へ延びる。なお、フィン７３は、図３及び図４に示す構成に限らず、ファン５の種類や大きさなどに応じて、配置する数や対向面７２から起立する距離などを設定してもよい。整流板７は、対向面７２の裏面又は外径縁から外側へ延びたブラケット（図示省略）を介してシュラウド６に対して固定される。また、整流板７は、熱交換器４やエンジン本体３に対して固定されてもよい。また、整流板７は、例えば、２つの半円状の板部剤に分割された状態で用意し、取り付けの際に回転軸３１を挟んで固着する。これにより既存のファン５とエンジン本体３との間に整流板７を配置することができる。また、整流板７は、２部品ではなく１部品として設け、回転軸３１とファン５とが組み付けられる前に整流板７の貫通孔７１に回転軸３１を貫通させて取り付けてもよい。

なお、図５及び図６に整流板７の変形例を示す。図５に示すように、整流板７５の貫通孔７６は、図３の整流板７の貫通孔７１よりも大きい。図４では、回転軸３１中心から貫通孔７６の開口までの距離が回転軸３１中心からファン５の羽根の回転方向内側端までの距離と略同じ距離として設定される。ここで、ファン５として斜流ファンを使用する場合には、吐出された空気が遠心方向に斜流となるため、図の整流板７５によってエンジン本体３に直接衝突することを回避することができる。また、エンジン本体３を広く覆わないため、エンジン本体３の表面の空気を掃気することができる。

以上説明したように、本実施形態では、冷却装置１が備えられたエンジンルーム２１の前方が開口しているため、走行中には、空気が流入して熱交換器４の前面から後面へ空気が通過し、熱交換器４が冷却される。熱交換器４が冷却され、ラジエター４２の冷却媒体の温度が所定値未満であるときには、ファン５が回転駆動されずに停止する。

また、停車中や低速走行時など、走行に伴う空気の流入が少なく、熱交換器４の冷却が充分にされずラジエター４２の冷却媒体の温度が所定値以上であるときには、ファン５が回転駆動され、熱交換器４へ強制的に通風することによって、熱交換器４を冷却する。

また、ファン５から吐出された空気は、ファン５の外径と略同じ大きさの外径を有しファン５に対向する対向面７２に衝突するため、ファン５とエンジン本体３との距離が近い場合であっても、ファン５が吐出した空気がエンジン本体３に直接衝突しない。従って、エンジン本体３やその他の補機類の形状にかかわらず、ファン５の円滑な吐出が阻害されることがないため、ファン５の風量を増加させることができ、熱交換効果を向上させて燃費を向上させることができる。

また、対向面７２からファン５に向かって起立して貫通孔７１側から外径側へ延びた複数のフィン７３を有するため、ファン５から対向面７２へ吐出された空気は、対向面７２上で貫通孔７１側から外径側へ円滑に案内される。従って、ファン５の風量を増加させることができ、熱交換効果を向上させて燃費を向上させることができる。

以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、この実施形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、この実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論であることを付け加えておく。

本実施形態に係る冷却装置を備えた車両の断面図である。 図１の冷却装置の平面図である。 図１の冷却装置の整流板の正面図である。 図３の整流板の側面図である。 冷却装置の整流板の変形例の正面図である。 図５の整流板の側面図である。

１：冷却装置
３：エンジン本体（駆動部本体）
４：熱交換器
５：ファン
７：整流板
３１：回転軸
７１：貫通孔
７２：対向面
７３：フィン

Claims (1)

1. 駆動部本体と、
   前記駆動部本体が回転駆動する回転軸と、
   前記回転軸に連結され、前記駆動部本体によって前記回転軸を介して回転駆動されることにより、熱交換器が配置された一側から吸入した空気を前記駆動部本体が配置された他側へ吐出して前記熱交換器へ通風するファンと、
   前記回転軸が貫通する貫通孔と、前記ファンの外径と略同じ大きさの外径を有し前記ファンに対向する対向面と、前記対向面よりも前記ファン側に配置され前記対向面から前記ファンに向かって起立して前記貫通孔側から前記外径側へ延びた複数のフィンと、を有し、前記ファンと前記駆動部本体との間に配置される整流板と、を備えた
   ことを特徴とする冷却装置。

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