JP6907914B2 - 車両用ラジエータのエアガイド構造 - Google Patents

Description

本開示は、車両用ラジエータのエアガイド構造に係り、特にラジエータ側エアガイドと車両側エアガイドを併用する車両用ラジエータのエアガイド構造に関する。

車両に搭載されるラジエータと車両の構成部材との間に、ラジエータの周辺に沿って延びる車両側エアガイドを設け、車両走行時に車両前方側からラジエータに冷風を導き、車両停車時にエンジン側からラジエータへの熱風の回り込みを防ぐことが知られている。

特許文献１には、車体の構成部材に取り付けられる車両側エアガイドの車両後方側の端部と、ラジエータのファンシュラウドの下部との間にスポンジ状のシールを設けることが述べられている。

本開示に関連する技術として、特許文献２には、ラジエータの金属製タンクに樹脂製の給水用部品を一体化接続する構成が述べられている。

特開２０１４−０６５３２２号公報 特開２００３−０４２６７９号公報

車両側エアガイドを設けてもラジエータとの間に隙間があると、冷風の導き効率が低下し、エンジン側からの熱風の回り込みが生じ、ラジエータの熱交換効率が低下する。隙間をスポンジ状のシールで埋めることは1つの方法であるが、ラジエータの周囲全体をスポンジ状のシールで埋めると、かなりコスト高になり、工数もかかる。ラジエータ側にもエアガイドを設ける考えもあるが、ラジエータ側エアガイドと車両側エアガイドの２つのエアガイドを、例えば、ラジエータのタンクに対して固定するには、２つの固定部が必要で、ラジエータの構造が複雑になる。さらに、ラジエータ側エアガイドと車両側エアガイドとの間の隙間の問題は残る。そこで、簡単な構成で、冷風を導き、熱風の回り込みを抑制する車両用ラジエータのエアガイド構造が要望される。

本開示に係る車両用ラジエータのエアガイド構造は、車両用ラジエータの上流側タンク部及び下流側タンク部のそれぞれに設けられ、車両前方側から車両側エアガイドで導かれてきた冷却風を上流側タンク部及び下流側タンク部の間のコア部に導くエアガイド構造であって、上流側タンク部においてコア部に向い合う辺とは反対側の辺に設けられ車両前方側に張り出す第一ガイド板部と、上流側タンク部の車両前方側の面に設けられ車両前方側に突出する車両側エアガイドの取付用の第一取付台部と、下流側タンク部においてコア部に向い合う辺とは反対側の辺に設けられ車両前方側に張り出す第二ガイド板部と、下流側タンク部の車両前方側の面に設けられ車両前方側に突出する車両側エアガイドの取付用の第二取付台部と、を備え、上流側タンク部、第一ガイド板部、及び、第一取付台部は、互いに隙間なく連続して一体化成形された状態であり、下流側タンク部、第二ガイド板部、及び、第二取付台部は、互いに隙間なく連続して一体化成形された状態である。

上記構成によれば、例えば、上流側タンク部の場合で、第一ガイド板部は上流側タンク部においてコア部に向い合う辺とは反対側の辺に設けられて車両前方側に張り出すので、ラジエータ側のエアガイドとなる。そして、車両側エアガイドの取付用の取付台部と、第一ガイド板部と、上流側タンク部とは、互いに隙間なく連続して一体化成形されている。したがって、ラジエータ側エアガイドと車両側エアガイドの２つのエアガイドを上流側タンク部に設けるための特別な固定部が不要となり、ラジエータの構造が簡単となる。

上記構成の車両用ラジエータのエアガイド構造によれば、簡単な構成で、冷風を導き、熱風の回り込みを抑制できる。

実施の形態における車両用ラジエータのエアガイド構造を備える車両用ラジエータの構成と、車両側エアガイドとの関係を示す斜視図である。 図１の車両用ラジエータを車両前方側から見た正面図である。 図１の車両用ラジエータの側面図である。 実施の形態における車両用ラジエータのエアガイド構造に、車両側エアガイドが取り付けられた状態を示す図である。 図４のＶ−Ｖ線及びＶ’−Ｖ’線を含む面で切断した断面図である。 比較例として、スポンジ状のシール材を用いた場合の図５に対応する断面図である。 比較例として、ガイド板部と取付台部を個別にタンク部に設ける場合の図５に対応する断面図である。

以下に図面を用いて本開示に係る実施の形態につき詳細に説明する。以下において、車両用ラジエータとして、車両に搭載されるエンジンを冷却する冷媒用のラジエータを述べるが、これは説明のための例示であって、車両用ラジエータであればよく、例えば、インタークーラの冷媒用のラジエータでもよい。以下では、車両に搭載される発熱体としてエンジンを述べるが、これは説明のための例示であって、循環する冷媒によって冷却される発熱体であればよい。例えば、インタークーラであってもよい。以下では、クロスフロー型のラジエータの上流側タンク部及び下流側タンク部に関するエアガイド構造を述べるが、これは説明のための例示である。ダウンフロー型のラジエータの上部タンク部及び下部タンク部に関するエアガイド構造にも、本開示の内容は同様に適用できる。

以下に述べる形状、材質等は、説明のための例示であって、車両前部構造、エアガイド構造の仕様等により、適宜変更が可能である。また、以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１（ａ）は、車両用ラジエータのエアガイド構造３０を備える車両用ラジエータ２０の斜視図である。以下では、特に断らない限り、車両用ラジエータ２０を、ラジエータ２０と呼び、車両用ラジエータのエアガイド構造３０を、エアガイド構造３０と呼ぶ。図１（ｂ）には、エアガイド構造３０の構成要素ではないが、車両側エアガイド１０を示す。車両側エアガイド１０は、車両の前方側の図示しないグリルからの走行風を冷却風ＡＦ（図４参照）としてラジエータ２０側に導く車両側案内部材である。冷却風ＡＦをラジエータ２０に集める効率を向上させるために、車両側エアガイド１０は、ラジエータ２０の周縁部に取付けられる。図１（ｂ）では、ラジエータ２０の上流側タンク部４０に取付けられる第一エアガイド１２と、下流側タンク部５０に取付けられる第二エアガイド１４が示される。車両側エアガイド１０とラジエータ２０の取付関係の詳細については後述する。

以下の各図において、車両前後方向、車両幅方向、車両上下方向を適宜示す。車両前後方向の２方向を区別する場合は、車両の前進方向が車両前方側方向で、後退方向が車両後方側方向である。車両幅方向の２方向を区別する場合は、車両前方側を向いて右側が車両右側方向、左側が車両左側方向である。車両上下方向の２方向を区別する場合は、路面に対して上側方向が車両上方側であり、路面側の方向が車両下方側である。場合によって、車両前方側、車両後方側、車両右側、車両左側、車両上方側、車両下方側を、それぞれ、前方側、後方側、右側、左側、上方側、下方側と呼ぶ。

ラジエータ２０は、車両に搭載される発熱体であるエンジンを冷却する冷媒用であって、車両の前部構造の中に配置される。ラジエータ２０は、車両前方側に設けられるグリルから走行風を受け、その走行風を用いて、図示しないエンジンにおいて熱くなったエンジン冷却用の冷媒の熱を外気中に放散させ、これによって冷媒を冷やし、エンジン側に戻す熱交換器である。ラジエータ２０は、車両の前部構造のグリルのすぐ後方側で、エンジンの前方側に配置される。ラジエータ２０においては、車両前方側とは走行風を受けるグリル側であり、車両後方側とは、エンジン側である。図１は、車両の前方側であるグリル側から見たラジエータ２０及び車両側エアガイド１０の斜視図である。図１に車両の幅方向に関する中心線Ｃ−Ｃを示す。中心線Ｃ−Ｃは、車両の前後方向に延び、車両構成要素の多くは中心線Ｃ−Ｃに対し左右対称に配置される。図１においては、ラジエータ２０、車両側エアガイド１０は、中心線Ｃ−Ｃに対し、左右対称の形状を有する。

ラジエータ２０は、略直方体の扁平形状を有するコア部２２を含む。さらに、コア部２２の上側面に設けられる上板２４、コア部２２の下側面に設けられる下板２５、コア部２２における車両右側の側面に配置される上流側タンク部４０、及び、コア部２２における車両左側の側面に配置される下流側タンク部５０を含んで構成される。図１は車両の前方側から見た斜視図であるので、紙面上の左側が車両右側であり、紙面上の右側が車両左側である。以下では、右側、左側とは、車両幅方向についての方向であり、紙面上の右側、左側の呼び方は用いない。

上流側タンク部４０の後方側にはエンジンからの冷媒を受け取る入口側パイプ３２が設けられ、下流側タンク部５０の後方側にはエンジンへ冷媒を送出する出口側パイプ３４が設けられる（図２、図３参照）。

ラジエータ２０において、エンジンからの熱い冷媒は、図１では図示しないホースを用いて入口側パイプ３２を介して上流側タンク部４０の内部に入り、車両の走行風をコア部２２が受ける。そして、コア部２２を右側から左側に向って流れて外気と冷媒との間で熱交換され、冷媒が冷やされる。冷えた冷媒は、下流側タンク部５０の内部に入り、出口側パイプ３４を介して、図示しないホースを用いてエンジンに戻される。ラジエータ２０は、右側の上流側タンク部４０から左側の下流側タンク部５０に向って冷媒が流れるクロスフロー型である。

コア部２２は、上流側タンク部４０から下流側タンク部５０に向って冷媒が流れる複数のチューブ２６とフィン２８とを含む。フィン２８は、隣接するチューブ２６の間に配置され、チューブ２６の熱を受けて、この熱を外気中に放散する。チューブ２６の形状は扁平型で、材質は黄銅またはアルミニウムである。フィン２８の構造は、プレート状のプレートフィンあるいは、折畳み状のコルゲートフィンで、材質は銅薄板、黄銅薄板、アルミニウム薄板等の金属薄板である。

上流側タンク部４０は、コア部２２を基準として上流側の冷媒タンクであり、下流側タンク部５０は、コア部２２を基準として下流側の冷媒タンクである。上流側タンク部４０、下流側タンク部５０は、樹脂を所定の形状に成形した樹脂タンクを用いる。樹脂タンクの材質は、６６ナイロン等のポリアミド樹脂にガラスウールを混入したものを用いる。

ラジエータ２０は、エアガイド構造３０を備える。エアガイド構造３０は、車両前方側から車両側エアガイド１０で導かれてきた冷却風ＡＦをコア部２２に導くラジエータ側案内構造で、上流側タンク部４０及び下流側タンク部５０に設けられる。

図２は、図１（ａ）のラジエータ２０を車両前方側から見た正面図である。図３は、図１（ａ）のラジエータ２０を車両右側から見た側面図である。エアガイド構造３０の内で、上流側タンク部４０における部分は、第一ガイド板部４２と、第一取付台部４４とを含み、下流側タンク部５０における部分は、第二ガイド板部５２と、第二取付台部５４とを含む。エアガイド構造３０は、中心線Ｃ−Ｃに対し左右対称の構造であるので、以下では、主として、上流側タンク部４０における部分について述べる。

第一ガイド板部４２は、上流側タンク部４０においてコア部２２に向い合う辺とは反対側の辺に設けられ車両前方側に張り出す板部分である。上流側タンク部４０においてコア部２２に向い合う辺とは反対側の辺は、上流側タンク部４０の右側辺である。上流側タンク部４０の右側辺から車両前方側に張り出すことで、第一ガイド板部４２は、車両前方側から導かれる冷却風ＡＦを上流側タンク部４０の右側辺よりも右側に流出させないラジエータ側のエアガイドとしての機能を有する。図１（ａ）、図３に示すように、第一ガイド板部４２の側面形状は複雑な凹凸形状であるが、これは、車両側エアガイド１０の内の第一エアガイド１２の凹凸形状に合わせるためである。

第一取付台部４４は、車両側エアガイド１０の内の第一エアガイド１２を取り付ける台部材で、上流側タンク部４０の車両前方側の面に設けられ、車両前方側に突出する。第一取付台部４４には、第一エアガイド１２を取付けるためのめねじ穴４６が設けられる。図１（ｂ）には、第一取付台部４４のめねじ穴４６に噛み合って第一エアガイド１２を固定するためのボルト１６が示される。同様に、下流側タンク部５０の第二取付台部５４にはめねじ穴５６が設けられ、図１（ｂ）には、めねじ穴５６に噛み合って第二エアガイド１４を固定するためのボルト１８が示される。

第一取付台部４４の突出高さは、第一ガイド板部４２の側面形状における第一取付台部４４の右側面の部分の形状との間に段差が生じないように設定される。この設定により、第一取付台部４４に第一エアガイド１２を固定した場合に、第一ガイド板部４２の第一取付台部４４の右側面の部分は、第一エアガイド１２と隙間なく当接する（図５参照）。

上流側タンク部４０、第一ガイド板部４２、及び、第一取付台部４４は、互いに隙間なく連続して一体化成形される。上流側タンク部４０は、樹脂を所定の形状に成形した樹脂タンクであるが、上流側タンク部４０を樹脂成形する際に、第一ガイド板部４２と第一取付台部４４も同時に樹脂成形される。その場合に、第一ガイド板部４２と第一取付台部４４とは、離間して配置するのではなく、第一ガイド板部４２と第一取付台部４４は連続して一体の形状とする。換言すれば、板状の第一ガイド板部４２の側面が左側に張り出した部分が第一取付台部４４となる。この構成により、上流側タンク部４０の前方側の面から突き出した板状の第一ガイド板部４２に対するリブ的な機能を第一取付台部４４が発揮する。これにより、第一ガイド板部４２の剛性が高まり、第一ガイド板部４２が車両前方側からの冷却風ＡＦを受けても、風圧のために右側に倒れることが防止される。

エアガイド構造３０の内、下流側タンク部５０における部分の構成も同様である。すなわち、第二ガイド板部５２は、下流側タンク部５０においてコア部２２に向い合う辺とは反対側の辺に設けられ車両前方側に張り出し、第二取付台部５４は、下流側タンク部５０の車両前方側の面に設けられ車両前方側に突出する。そして、下流側タンク部５０、第二ガイド板部５２、及び、第二取付台部５４は、互いに隙間なく連続して一体化成形される。

図４と図５は、エアガイド構造３０を備えるラジエータ２０に、車両側エアガイド１０を固定した状態を示す図である。図４は、図１と同様な斜視図であり、図５は、図４のＶ−Ｖ線とＶ‘−Ｖ’線を含む面で切断し、下方側を見た断面図である。

図４に示すように、車両側エアガイド１０の内、第一エアガイド１２は、ボルト１６を用いて上流側タンク部４０と一体の第一取付台部４４のめねじ穴４６と噛み合って締結される。同様に、車両側エアガイド１０の内、第二エアガイド１４は、ボルト１８を用いて下流側タンク部５０と一体の第二取付台部５４のめねじ穴５６と噛み合って締結される。これにより、車両の前方側のグリルからの冷却風ＡＦは、車両側エアガイド１０に案内されて、ラジエータ２０のコア部２２に集められる。

車両側エアガイド１０とラジエータ２０の上流側タンク部４０との間は、第一ガイド板部４２によって隙間がほとんどない状態となっており、冷却風ＡＦはラジエータ２０の後方側にほとんど漏れず、エンジン側からの熱風もほとんど回り込まない。その様子は、図５において、第一取付台部４４と第一エアガイド１２とが当接して締結され、第一エアガイド１２と第一ガイド板部４２とが密接して配置されることで示される。同様に、車両側エアガイド１０とラジエータ２０の下流側タンク部５０との間は、第二ガイド板部５２によって隙間がほとんどない状態となっており、冷却風ＡＦはラジエータ２０の後方側にほとんど漏れず、エンジン側からの熱風もほとんど回り込まない。

図５には、上流側タンク部４０と第一ガイド板部４２と第一取付台部４４は、隙間が無く連続して一体化された状態が示される。同様に、下流側タンク部５０と第二ガイド板部５２と第二取付台部５４は、隙間が無く連続して一体化されている。これにより、第一ガイド板部４２、第一取付台部４４、第二ガイド板部５２、第二取付台部５４を別個に作成する必要が無く、これらを上流側タンク部４０、下流側タンク部５０に取付ける必要も無くなり、ラジエータ２０の構成が簡単になる。

図６は、比較例として、図５のエアガイド構造３０の代わりにスポンジ状のシール材６０，６２を用いたラジエータ１９を示す図である。スポンジ状のシール材６０，６２は柔軟性があるので、車両側エアガイド１０とラジエータ２０との間について隙間が無いように充填が可能であるが、充填の工数がかかり、スポンジ状のシール材６０，６２もコストが高い。これに比較して、図５のエアガイド構造３０は、ラジエータ側のエアガイドの役割をする第一ガイド板部４２は上流側タンク部４０と一体化成形され、第二ガイド板部５２は下流側タンク部５０と一体化成形される。したがって、コストもほとんど増加せず、取付工数が不要である。

図７は、比較例として、図５のエアガイド構造３０の代わりに、第一ガイド板部６４、第一取付台部６６、第二ガイド板部６８、第二取付台部７０を別個に作成し、これらを上流側タンク部４０、下流側タンク部５０に取付けたラジエータ２１を示す図である。この例では、部品点数が多くなり、取付の工数もかかる。また、第一ガイド板部６４、第二ガイド板部６８は、板材が片持ち梁の状態で上流側タンク部４０、下流側タンク部５０に取付けられるので、冷却風ＡＦを受けると、その風圧で図７に示す矢印の方向に撓み、その隙間から冷却風ＡＦが漏れる。これに比較して図５のエアガイド構造３０では、例えば、上流側タンク部４０と第一ガイド板部４２と第一取付台部４４とが隙間なく連続して一体化成形されるので、第一ガイド板部４２の剛性が向上し、冷却風ＡＦを受けてもその風圧で撓むことが抑制される。同様に、下流側タンク部５０と第二ガイド板部５２と第二取付台部５４とが隙間なく連続して一体化成形されるので、第二ガイド板部５２の剛性が向上し、冷却風ＡＦを受けてもその風圧で撓むことが抑制される。

上記構成の車両用ラジエータのエアガイド構造３０によれば、例えば上流側タンク部４０の場合、第一ガイド板部４２は上流側タンク部４０においてコア部２２に向い合う辺とは反対側の辺に設けられて車両前方側に張り出すので、ラジエータ側のエアガイドとなる。そして、車両側エアガイド１０の取付用の第一取付台部４４と、第一ガイド板部４２と、上流側タンク部４０とは、互いに隙間なく連続して一体化成形されている。下流側タンク部５０の場合も同様である。したがって、ラジエータ側エアガイドと車両側エアガイド１０の２つのエアガイドを上流側タンク部４０及び下流側タンク部５０に設けるための特別な固定部が不要となり、ラジエータ２０の構造が簡単となる。したがって、車両用ラジエータのエアガイド構造３０によれば、簡単な構成で、冷風を導き、熱風の回り込みを抑制できる。

１０ 車両側エアガイド、１２ 第一エアガイド、１４ 第二エアガイド、１６，１８ ボルト、１９，２０，２１ （車両用）ラジエータ、２２ コア部、２４ 上板、２５ 下板、２６ チューブ、２８ フィン、３０ （車両用ラジエータの）エアガイド構造、３２ 入口側パイプ、３４ 出口側パイプ、４０ 上流側タンク部、４２，６４ 第一ガイド板部、４４，６６ 第一取付台部、４６，５６ めねじ穴、５０ 下流側タンク部、５２，６８ 第二ガイド板部、５４，７０ 第二取付台部、６０，６２ スポンジ状のシール材。

Claims (1)

1. 車両用ラジエータの上流側タンク部及び下流側タンク部のそれぞれに設けられ、車両前方側から車両側エアガイドで導かれてきた冷却風を前記上流側タンク部及び前記下流側タンク部の間のコア部に導くエアガイド構造であって、
   前記上流側タンク部において前記コア部に向い合う辺とは反対側の辺に前記上流側タンク部と一体化して設けられ、車両前方側に張り出し、前記冷却風のエアガイドとして機能する第一ガイド板部と、
   前記上流側タンク部の車両前方側の面に設けられ車両前方側に突出し、前記第一ガイド板部の内側から隙間なく連続して一体化して張り出して形成される前記車両側エアガイドの取付用の第一取付台部と、
   前記下流側タンク部において前記コア部に向い合う辺とは反対側の辺に前記下流側タンク部と一体化して設けられ、車両前方側に張り出し、前記冷却風のエアガイドとして機能する第二ガイド板部と、
   前記下流側タンク部の車両前方側の面に設けられ車両前方側に突出し、前記第二ガイド板部の内側から隙間なく連続して一体化して張り出して形成される前記車両側エアガイドの取付用の第二取付台部と、
   を備え、
   前記上流側タンク部、前記第一ガイド板部、及び、前記第一取付台部は、互いに隙間なく連続して一体化成形された状態であり、
   前記下流側タンク部、前記第二ガイド板部、及び、前記第二取付台部は、互いに隙間なく連続して一体化成形された状態である、車両用ラジエータのエアガイド構造。

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