JP6155475B2 - 車両のエンジンルームの冷却構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両の走行状態を問わず、低コスト・小スペースで外気をエンジンルーム内のラジエータとインタークーラとに効率良く配分することが可能な車両のエンジンルームの冷却構造に関する。

車両のエンジンルーム内のラジエータやインタークーラは、バンパー（フロントグリル）に設けられた開口から外気を取り込んでそれぞれの熱交換機に風を導入することで冷却している。通常、ラジエータはバンパーの後方に設けられているが、インタークーラはエンジンの上部に配設される場合が多く、このようなインタークーラの位置までダクトで外気を送っている。このときにエンジン上部にあるインタークーラとバンパー後方にあるラジエータとのいずれに外気を取り込んで効率よく冷却するかが問題となる。

従来の車両形式の一例として、ラジエータにはフロントグリルの開口から走行風を導入し、車両前面のフードの間隙から自然に走行風を導入し案内板でインタークーラに導入するものがあった。この車両の場合、インタークーラへの導入風が足りず冷却量が高いものとはいえない場合があった。

また、他の車両形式として、ラジエータにはフロントグリルの開口から走行風を導入する点は同様だが、インタークーラへの走行風の導入方法を異にし、インタークーラ等の冷却性能を向上させようとするものもあった。例えば、フードの前方にインタークーラ向け専用の開口と案内板を設ける場合や、特許文献１のようにフロントグリルから取り込んだ走行風をラジエータだけでなくエンジンルーム内のインタークーラ他に配分するためのエアガイドも存在する。

しかしながら、特許文献１の場合にはフロントグリルの裏にＰＣＳ用レーダを備える形式の車両の場合には、エアガイドとＰＣＳ用レーダによりラジエータ（及びコンデンサ）への走行風の導入の障害になり、とりわけラジエータファンが駆動しない低速域での走行に影響が大きい。また、エンジンルーム内に配置する部品は外観意匠からの制約も大きく、その視点からはインタークーラ等への専用の導風手段や該エアガイド等を設けることも好ましいものではない。

さらに、フロントグリルからの走行風を機械的に方向を制御する技術も知られているが、コスト及び重量面や前記意匠制約（省スペース化）の点からも問題がある。

特開平１１−２４５７４４号公報 特開２００９−９７５９８

本発明は、以上の事情に鑑みて創作されたものであり、車両の走行状態を問わず、低コスト・低重量・小スペースでフロントグリルから取り込まれる外気（走行風）をエンジンルーム内で場所の異なるラジエータとインタークーラとに効率良く配分することが可能な車両のエンジンルームの冷却構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の車両のエンジンルームの冷却構造では、
車両の前面に開口を有するフロントグリルと、前記フロントグリルの後方に配設されるラジエータ、コンデンサ及びラジエータファンと、前記フロントグリルと前記ラジエータ、コンデンサ及びラジエータファンとの間に配置され、ラジエータの周囲にフロントグリルからの走行風をインタークーラへ導風するためのエアガイドプレートとを備え、前記エアガイドプレートには、ラジエータ側に貫通する開口が設けられ、該開口にはルーバが設けられ、前記ルーバは、前記エアガイドプレートによって導風される走行風に対して、前記エアガイドプレートによって導風される前の走行風側に鈍角になるように配列される、ことを特徴とする。

本冷却構造によれば、車両が走行中にはフロントグリルの開口がら導入されてきた走行風がエアガイドプレートに沿ってラジエータの周囲（例えば代表的には、エンジン上部に位置するインタークーラ）に流れていき、冷却する。エアガイドプレートはラジエータ（及びコンデンサ）側に貫通する開口が設けられているが、エアガイドプレートによって導風される前の走行風側に鈍角であるためその主流は開口に流れずエアガイドプレート表面に沿って流れていくからである。

一方、車両がアイドル時のごとき低速域又は停止状態のときには、走行流はほとんど発生せず、エアガイドプレートに沿ってラジエータ周囲まで流れる外気はなく、ラジエータファンによる負圧でエアガイドプレートの開口から外気を引き込んでラジエータを冷却することができる。

本発明の車両のエンジンルームの冷却構造によれば、走行時は冷却がより必要なインタークーラ等のラジエータ周囲部品を中心に走行風を配分し、アイドル時のごとき低速域又は停止域では冷却が必要なラジエータ及びコンデンサ側に外気を導入することができる。すなわち、本発明によれば簡単な構成で、低重量・低コスト・省スペースでありながらエンジンルーム内の適切な部分を冷却することができる。

本発明の車両のエンジンルームの冷却構造および車両前方のエンジンルームを示す略側断面図を示している。 図１の点線領域Ａの略拡大図が示されており、（ａ）は走行時、（ｂ）はアイドル時又は低速時を示している。 従来の車両前方のエンジンルームを示す略側断面図を示している。

《従来のエンジンルームの冷却構造概略》
まず、前提としてエンジンルームの冷却構造について概説する。
図３は、従来の車両前方のエンジンルーム例を示す略側断面図を示している。図３では紙面左側を前方、右側を後方に示している。

まず、車両の前方にはフロントグリル７が設けられ、エンジンルーム８の上部の蓋となって車両前方の走行風αを後方に流すフード９が設けられている。フロントグリル７には１つ又は複数の開口７ａが設けられ、この開口７ａを通過して車両前方からの走行風αがエンジンルーム８内に導入される。また、一般にフロントグリル７のすぐ後方にあり、前方からコンデンサ２とラジエータ３とラジエータファン４とで構成される。

ラジエータ３とは，エンジン１の冷却水を外気で冷やす熱交換器であり、コンデンサ２とは，エアコン用の高圧冷媒を外気で冷却するための熱交換器をいう。コンデンサ２の方が、ラジエータ３の温度より低いため，図３に示すように一般にコンデンサ２を車両の前側に配置し，その後にラジエータ３を配置する。ラジエータファン４は，コンデンサ２やラジエータ３に外気を通過させるための電動式等のファンである。エアコンの冷媒の圧力が高いとき，あるいはエンジン冷却水の温度が高いとき，そのいずれかの時にラジエータファン４は稼働する。なお、本明細書で単に「ラジエータ」と称するときにはラジエータ３のみならずコンデンサ２をも含むフロントグリル７後方の熱交換機を意味するものとする。

ラジエータの後方にはエンジン１が配設され、インタークーラ５はエンジン１の上方（又は側方）に配設されている。そして、インタークーラ５までダクト１２で外気（走行風α１）送っている。インタークーラ５用のダクト１２の入口（開口）６はラジエータの上方や側方などに設定されているけどもラジエータへ向かう走行風α２がラジエータ側に送られるか、インタークーラ５側に送られるかでそれぞれの冷却性能に大きな影響がある。図３の場合、走行風αは、フロントグリル７の開口７ａからエンジンルーム８内に導入され、コンデンサ２及びラジエータ３を冷却する。また、フロントグリル７の上方にはインタークーラ５への専用の開口６が設けられ走行風αがダクト１２を介してインタークーラ５を冷却する（走行風α１）。又は、図３の例ではインタークーラ５専用のダクト１２の入口としての開口６が設けられているが、フロントグリル７の上方とフード９との間隙（開口６の位置近傍）から走行風αがエンジンルーム８内に導入され、案内板（図示せず）を介してエンジンルーム内を案内されてインタークーラ５を冷却する（走行風α１）。

特に軽自動車のような比較的小さな自動車ではフロントグリル７の開口７ａ及びインタークーラ５までのダクト配置の自由度が限られている。これはフード９等の意匠の制約からである。すなわち、冷却構造の配置スペースの自由度以上に（又は同程度に）意匠の自由度を大きくして独創性を出すことが要求される。したがって、フロントグリル７の開口７ａは限られたエリアの中に配置することが要請され、限られたエリアの中でラジエータ２，３の冷却、インタークーラ５の冷却をしなければならない。

《本発明のエンジンルームの冷却構造例》
図１は、本発明の車両前方のエンジンルーム例を示す略側断面図を示している。図１でも紙面左側を前方、右側を後方に示している。フロントグリル７、フード９があり、エンジンルーム８内にコンデンサ２、ラジエータ３、インタークーラ５、エンジン１が配設されている点は図３と同様である。ここで図３と同一番号は、同一の製品・部品を示している。フロントグリル７に複数の開口７ａが設けられ、この開口７ａを通過して車両前方からの走行風αがエンジンルーム８内に導入される点も図３同様である。

本エンジンルームの冷却構造では、フロントグリル７の後方にエアガイドプレート１０が設けられている。図１のエアガイドプレート１０では、コンデンサ２の前方でその上下半分程度の位置から上端を超えた位置まで延びており、複数枚のルーバ１１が設けられている。なお、エアガイドプレート１０はラジエータ２，３側からインタークーラ５側に走行風を流すためのものであり、エアガイドプレート１０の位置もインタークーラ５の位置に応じて配設される。例えば、インタークーラ５がラジエータ２，３に対して幅方向にずれて配設される場合は、エアガイドプレート１０もそれに応じて位置決めされる。

ここでエアガイドプレート１０によって走行風αがエンジンルーム８内でどのように導入されるかを走行時とアイドル時（又は低速時）に分けて説明する。
図２を参照すれば、それぞれ図１の点線領域Ａの略拡大図が示されており、（ａ）は走行時、（ｂ）はアイドル時又は低速時を示している。図２でも図１，３と同一番号は、同一の製品・部品を示している。図２（ａ）に示すように車両の走行時には、フロントグリル７の上部を通過する走行風αはエアガイドプレート１０に衝突し、方向を変更してエアガイドプレート１０の表面に沿って上方に案内される。この走行風α１は、ラジエータ及びコンデンサ３，２の上端を超えてインタークーラ５（図１参照）まで案内され、インタークーラ５を冷却する。エアガイドプレート１０にはラジエータ３，２側に貫通する開口１０ａが設けられているが、その開口１０ａに設けられるルーバ１１は走行風側に鈍角θである。したがって、ルーバ１１は、そのままエアガイドプレート１０に沿って風を流すように作用する。すなわち、車両の走行時である程度の速度を有する走行風αは、開口１０ａに案内されず、エアガイドプレート１０に沿って案内される。

一方、フロントグリル７の下部を通過する走行風αはそのままコンデンサ及びラジエータ３，２に衝突し、これら３，２を冷却する。
したがって、車両の走行時にはこのエアガイドプレート１０によりインタークーラ５とコンデンサ及びラジエータ３，２との両者を冷却し得る。とりわけフロントグリル７から遠いインタークーラ５を走行中に十分に冷却し得る点で有利である。

次に、図２（ｂ）に示すように車両がアイドル時又は低速時には、走行風はほぼ発生していない。ただし、アイドル時であってもエアコン等は作動しており、ラジエータファン４は作動している。したがって、ラジエータファン４によりエンジンルーム８内に引き込みの風α４が発生する。このとき引き込み風α４はエアガイドプレート１０の開口１０ａに引き込み風α３を発生させ、結果として外気をコンデンサ及びラジエータ３，２に導入している。したがって、車両のアイドル時等の走行風が発生しないときでもエンジンルーム８内にラジエータ３，２側への風を確保し、冷却効果を有する。なお、アイドル時のごときエンジンの大きな出力が不要の際にはインタークーラ５の冷却の必要はない。

すなわち、簡単で省スペースな構成の本エアガイドプレート１０を配設すれば、ラジエータ３，２にもインタークーラ５にもそれぞれ冷却を要するときには冷却風を配分することができる。実際に従来、ラジエータ３，２側で冷却性が低下していたのは登坂の低速域などであり、エンジン回転数が大きい割には前方からの風が入ってこないときに本冷却構造は十分に対応できる。その一方、インタークーラ５は登坂時も冷却性能の確保を要求されるがアイドル時は必要なエンジン出力が低いために大きなインタークーラ放熱量は必要ないのに対して本冷却構造ではラジエータ（コンデンサ）は止まっているときでも風を確保することができる。したがって、全ての車両の状態において適宜所望の場所を効率よく冷却することができ、省スペース化、低コスト化も達成することができる。

以上、本発明における車両のエンジンルームの冷却構造についての実施形態およびその概念及び周辺技術について説明してきたが本発明はこれに限定されるものではなく特許請求の範囲および明細書等に記載の精神や教示を逸脱しない範囲で他の変形例、改良例が得られることが当業者は理解できるであろう。

１ エンジン
２ コンデンサ
３ ラジエータ
４ ラジエータファン
７ フロントグリル
８ エンジンルーム
９ フードル
１０ エアガイドプレート
１１ ルーバ

Claims (1)

1. 車両の前面に開口を有するフロントグリルと、
   前記フロントグリルの後方に配設されるラジエータ、コンデンサ及びラジエータファンと、
   前記フロントグリルと前記ラジエータ、コンデンサ及びラジエータファンとの間に配置され、ラジエータの周囲にフロントグリルからの走行風をインタークーラへ導風するためのエアガイドプレートとを備え、
   前記エアガイドプレートには、ラジエータ側に貫通する開口が設けられ、該開口にはルーバが設けられ、
   前記ルーバは、前記エアガイドプレートによって導風される走行風に対して、前記エアガイドプレートによって導風される前の走行風側に鈍角になるように配列される、ことを特徴とする車両のエンジンルームの冷却構造。