JP7087815B2 - 冷却装置 - Google Patents

Description

本発明は、冷却装置に関する。

自動車等の車両に搭載される冷却装置としては、特許文献１に記載されるものが知られている。

この冷却装置は、エアコン用のコンデンサと、エンジン冷却水用のラジエータと、駆動時にコンデンサとラジエータに冷却風が与えられる冷却ファンとが、車両前部側から後方に向けて順に配置され、これらのコンデンサ、ラジエータ、冷却ファンがファンシュラウドで前後が開放されて包括されている。

冷却装置には、ラジエータの外周部の一部とファンシュラウドとの間のコンデンサの表面温度の高い部位の後方に、コンデンサを通過した空気がラジエータを通過することなく冷却ファンに至るバイパス通路が設けられている。

バイパス通路には、開状態でコンデンサを通過した空気がラジエータを通過することなく冷却ファンまで至り、閉状態でコンデンサを通過した空気がラジエータを通過して冷却ファンに至る開閉手段が設けられている。

この冷却装置は、バイパス通路と開閉手段とにより、ラジエータに流入する冷却用の風の温度を調節して、エアコン用コンデンサの後方側に配置されるラジエータを効果的に冷却することができる。

特開平１０-５４２３９号公報

しかしながら、従来の冷却装置にあっては、バイパス通路の通気抵抗がラジエータの通気抵抗より小さい場合、コンデンサを通過した空気がバイパス通路に流れ易くなる。このため、ラジエータを通過する空気が減少してラジエータの冷却性能が低下する問題があった。

また、開閉手段を制御する制御手段が必要となるため、冷却装置の構造が複雑化する問題があった。

本発明は、上記のような事情に着目してなされたものであり、横幅が異なる２つの放熱器を前後方向に並べて配置し、これら放熱器を覆うファンシュラウドに取付けられた冷却ファンで放熱器を冷却する際、簡素な構造で放熱器の冷却性能を向上できる冷却装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、第１の放熱器と、前記第１の放熱器に対して冷却風の流れ方向の下流側に設置された第２の放熱器と、前記第２の放熱器に対して冷却風の流れ方向の下流側に設置された冷却ファンと、前記第１の放熱器に連結され、前記第２の放熱器と前記冷却ファンとを覆うファンシュラウドとを有し、前記第１の放熱器は、その横幅が前記第２の放熱器の横幅よりも大きく形成されており、前記ファンシュラウドの内側に、前記第１の放熱器を通過した冷却風が前記第２の放熱器を通過して前記冷却ファンに至るメイン通路と、前記第１の放熱器を通過した冷却風が前記第２の放熱器を通過せずに前記冷却ファンに至るバイパス通路とが設けられた冷却装置であって、前記バイパス通路を構成する前記ファンシュラウドの壁部から前記第２の放熱器に向かって突出する仕切壁を有し、前記仕切壁と前記第２の放熱器との間に、前記バイパス通路と前記第２の放熱器の下流側の空間と連通する隙間が形成されており、前記冷却ファンの駆動時に前記隙間により発生する通気抵抗が、前記第２の放熱器を前記第１の放熱器と同じ横幅になるよう拡大した場合に増加する通気抵抗の増加量と同等になるように、前記隙間の大きさが設定されていることを特徴とする。

このように上記の本発明によれば、横幅が異なる２つの放熱器を前後方向に並べて配置し、これら放熱器を覆うファンシュラウドに取付けられた冷却ファンで放熱器を冷却する際、簡素な構造で放熱器の冷却性能を向上できる。

図１は、本発明の一実施例に係る冷却装置の平面図である。 図２は、本発明の一実施例に係る冷却装置の左側面図である。 図３は、本発明の一実施例に係る冷却装置の後面図である。 図４は、図３のIＶ－IＶ方向矢視断面図である。 図５は、図１のＶ－Ｖ方向矢視断面図である。 図６は、図４のＶI－ＶI方向の概略断面図である。

本発明の一実施の形態に係る冷却装置は、第１の放熱器と、第１の放熱器に対して冷却風の流れ方向の下流側に設置された第２の放熱器と、第２の放熱器に対して冷却風の流れ方向の下流側に設置された冷却ファンと、第１の放熱器に連結され、第２の放熱器と冷却ファンとを覆うファンシュラウドとを有し、第１の放熱器は、その横幅が第２の放熱器の横幅よりも大きく形成されており、ファンシュラウドの内側に、第１の放熱器を通過した冷却風が第２の放熱器を通過して冷却ファンに至るメイン通路と、第１の放熱器を通過した冷却風が第２の放熱器を通過せずに冷却ファンに至るバイパス通路とが設けられた冷却装置であって、バイパス通路を構成するファンシュラウドの壁部から第２の放熱器に向かって突出する仕切壁を有し、仕切壁と第２の放熱器との間に、バイパス通路と第２の放熱器の下流側の空間と連通する隙間が形成されており、冷却ファンの駆動時に隙間により発生する通気抵抗が、第２の放熱器を第１の放熱器と同じ横幅になるよう拡大した場合に増加する通気抵抗の増加量と同等になるように、隙間の大きさが設定されている。
これにより、横幅が異なる２つの放熱器を前後方向に並べて配置し、これら放熱器を覆うファンシュラウドに取付けられた冷却ファンで放熱器を冷却する際、簡素な構造で放熱器の冷却性能を向上できる。

以下、本発明の実施例に係る冷却装置について、図面を用いて説明する。
図１から図６は、本発明の一実施例に係る冷却装置を示す図である。図１から図６において、上下前後左右方向は、車両に搭載された冷却装置を基準とし、前後方向に対して直交する方向が左右方向、冷却装置の高さ方向が上下方向である。

まず、構成を説明する。
図１において、車両１は、車体１Ａを備えており、車体１Ａの前部には冷却装置２が設置されている。冷却装置２の後方には図示しない内燃機関としてのエンジンが設置されている。

冷却装置２は、コンデンサ３と、ラジエータ４と、ファンシュラウド５と、冷却ファン６（図３参照）とを備えている。

図４に示すように、ラジエータ４は、コンデンサ３に対して冷却風Ｗの流れ方向の下流側に設置されており、冷却ファン６は、ラジエータ４に対して冷却風Ｗの流れ方向の下流側に設置されている。ファンシュラウド５は、コンデンサ３に連結されており、後方からラジエータ４と冷却ファン６とを覆っている。

本実施例のコンデンサ３は、本発明の第１の放熱器を構成し、ラジエータ４は、本発明の第２の放熱器を構成する。

コンデンサ３の内部には図示しないエアコンを冷却するための冷却媒体である冷媒が流通しており、コンデンサ３は、図示しない外気取り入れ口から取り入れられた外気と冷媒との間で熱交換することにより、冷媒を冷却する。

図５において、ラジエータ４は、アッパタンク７と、アッパタンク７の下部に取付けられたラジエータコア８と、ラジエータコア８の下部に取付けられたロアタンク９とを有する。

アッパタンク７には図示しない冷却水管を通してエンジンから排出された高温の冷却水が導入され、アッパタンク７に導入された冷却水は、ラジエータコア８に導入される。ラジエータコア８は、冷却水と外気と熱交換することにより、冷却水を冷却する。

ロアタンク９にはラジエータコア８によって冷却された冷却水が導入され、ロアタンク９は、低温の冷却水を図示しない冷却水管を通してエンジンに導入する。エンジンは、低温の冷却水と熱交換されることにより、冷却され、冷却後の高温の冷却水がアッパタンク７に導入される。

図４において、コンデンサ３の横幅Ｌ１は、ラジエータコア８の横幅Ｌ２よりも大きく形成されている。なお、本発明のラジエータの横幅とは、ラジエータコア８の横幅である。

コンデンサ３の前側にはシール部材１０が設けられている。シール部材１０は、コンデンサ３の前側の外周部に沿った四角い枠状に形成されており、コンデンサ３に取付けられている。シール部材１０は、前方から流れる冷却風をコンデンサ３に案内する。

コンデンサ３とファンシュラウド５の間にはシール部材１１が設けられている。シール部材１１は、コンデンサ３の後側の外周部とファンシュラウド５の前側の外周部に沿った四角い枠状に形成されている。シール部材１１は、コンデンサ３の外周部とファンシュラウド５の外周部の間の隙間を無くすようにコンデンサ３とファンシュラウド５とに密着している。

これにより、冷却ファン６の作動時に、コンデンサ３の外周部とファンシュラウド５の間からコンデンサ３の下流側に冷却風が流入することを防止して、コンデンサ３を通過する冷却風の風量を増加させることができる。

図３および図４において、ファンシュラウド５は、上壁５Ｕ、下壁５Ｂ、左側壁５Ｌ、右側壁５Ｒと、左側壁５Ｌと右側壁５Ｒとを連結する後壁５Ｆとを有する。上壁５Ｕ、下壁５Ｂ、左側壁５Ｌおよび右側壁５Ｒは、コンデンサ３に取付けられており、後壁５Ｆは、後方からコンデンサ３、ラジエータ４および冷却ファン６を覆っている。

図３において、後壁５Ｆには円筒部５Ｇが配置され、円筒部５Ｇの後端には開口部５ｆが形成されており、開口部５ｆの中央部にはモータ１２が設けられている。モータ１２には複数のブラケット５Ａが設けられている。ブラケット５Ａは、モータ１２から外方に放射状に延び、延びる方向の外周端が円筒部５Ｇにおける開口部５ｆの縁部に連結されている。

冷却ファン６は、開口部５ｆの内方に設置されており（図６参照）、モータ１２に回転自在に連結されている。すなわち、冷却ファン６は、モータ１２を介してブラケット５Ａに支持されており、モータ１２によって回転駆動される。

図４において、ファンシュラウド５の内側にはメイン通路１３と、左バイパス通路１４Ｌと、右バイパス通路１４Ｒとが設けられている。本実施例の左バイパス通路１４Ｌは、本発明の第１のバイパス通路を構成し、右バイパス通路１４Ｒは、本発明の第２のバイパス通路を構成する。

メイン通路１３は、コンデンサ３を通過した冷却風がラジエータ４を通過して冷却ファン６に至る通路を構成している。左バイパス通路１４Ｌおよび右バイパス通路１４Ｒは、コンデンサ３を通過した冷却風がラジエータ４を通過せずに冷却ファン６に至る通路を構成している。

図４に示すように、コンデンサ３は、幅方向の左端部３Ｌと右端部３Ｒがそれぞれラジエータコア８の幅方向の左端部８Ｌおよび右端部８Ｒよりも外側に延びている。

左バイパス通路１４Ｌは、ラジエータコア８の左端部８Ｌとファンシュラウド５の左側壁５Ｌと後壁５Ｆとに囲まれた領域に設置されており、右バイパス通路１４Ｒは、ラジエータコア８の右端部８Ｒとファンシュラウド５の右側壁５Ｒと後壁５Ｆとに囲まれた領域に設置されている。

本実施例のコンデンサ３の左端部３Ｌは、本発明の第１の放熱器の幅方向の一端部を構成し、コンデンサ３の右端部３Ｒは、本発明の第１の放熱器の幅方向の他端部を構成する。ラジエータコア８の左端部８Ｌは、本発明の第２の放熱器の幅方向の一端部を構成し、ラジエータコア８の右端部８Ｒは、本発明の第２の放熱器の幅方向の他端部を構成する。

図４、図５において、ファンシュラウド５には左仕切壁１５Ｌおよび右仕切壁１５Ｒが設けられている。左仕切壁１５Ｌは、左バイパス通路１４Ｌを構成するファンシュラウド５の後壁５Ｆからラジエータ４に向かって突出している。右仕切壁１５Ｒは、右バイパス通路１４Ｒを構成するファンシュラウド５の後壁５Ｆからラジエータ４に向かって突出している。左仕切壁１５Ｌは、本発明の第１の仕切壁を構成し、右仕切壁１５Ｒは、本発明の第２の仕切壁を構成する。後壁５Ｆは、本発明の壁部を構成する。

図４に示すように、左仕切壁１５Ｌとラジエータコア８との間には隙間１６Ｌが形成されており、隙間１６Ｌは、左バイパス通路１４Ｌとラジエータコア８の下流側の空間１７とを連通している。

右仕切壁１５Ｒとラジエータコア８との間には隙間１６Ｒが形成されており、隙間１６Ｒは、右バイパス通路１４Ｒとラジエータコア８の下流側の空間１７とを連通している。

本実施例の冷却装置２において、冷却ファン６の駆動時に隙間１６Ｌ、１６Ｒにより発生する通気抵抗が、ラジエータ４をコンデンサ３と同じ横幅になるよう拡大した場合に増加する通気抵抗の増加量と同等になるように、隙間１６Ｌ、１６Ｒの大きさが設定されている。

図６において、左仕切壁１５Ｌは、長さ方向の中央部、すなわち、上下方向の中央部１５ｍが左仕切壁１５Ｌの長さ方向の一端部である上端部１５ｔおよび長さ方向の他端部である下端部１５ｕと比べて、冷却ファン６の半径方向の中心部Ｏに近い位置に配置されている。

図６において、図示しないが、右仕切壁１５Ｒは、長さ方向の一端部である上端部１５ｔおよび長さ方向の他端部である下端部１５ｕと比べて、冷却ファン６の半径方向の中心部Ｏに近い位置に配置されている。

隙間１６Ｌは、左仕切壁１５Ｌの上下方向の中央部１５ｍよりも長さ方向の上端部１５ｔ側および下端部１５ｕ側が大きくなるように形成されている。図６において、図示しないが、隙間１６Ｒは、右仕切壁１５Ｒの上下方向の中央部１５ｍよりも長さ方向の上端部１５ｔ側および下端部１６ｕ側が大きくなるように形成されている。

次に、作用を説明する。
図４において、冷却装置２を流れる冷却風Ｗ、Ｗ１、Ｗ２を示す。
本実施例の冷却装置２は、ファンシュラウド５の内側に、コンデンサ３を通過した冷却風Ｗ１がラジエータ４を通過して冷却ファン６に至るメイン通路１３と、コンデンサ３を通過した冷却風Ｗ２がラジエータ４を通過せずに冷却ファン６に至る左バイパス通路１４Ｌおよび右バイパス通路１４Ｒとが設けられている。

車両１の走行時には前方から冷却装置２に冷却風Ｗが入るので、冷却風Ｗの風量が多くなる。このため、コンデンサ３も十分に冷却され、コンデンサ３を通過する冷却風Ｗ１、Ｗ２の温度も比較的低温となる。

また、ラジエータ４の前方に設置されたコンデンサ３を通過した冷却風Ｗ１は、ラジエータ４の全面を通過して冷却ファン６に至るメイン通路１３を流れる。さらに、コンデンサ３の左端部３Ｌと右端部３Ｒを通過した冷却風Ｗ２は、バイパス通路１４Ｌ、１４Ｒを流れる。

このため、ラジエータ４の全面に比較的低温で風量の大きい冷却風Ｗ１を通過させることができ、ラジエータコア８の内部を流れる冷却水が効率よく冷却され、ラジエータ４の冷却性能を向上できる。

また、コンデンサ３の全面に低温の冷却風Ｗ１、Ｗ２を通過させることができ、コンデンサ３の内部を流れる冷媒が効率よく冷却され、コンデンサ３の冷却性能を向上できる。

次に、車両１の停止時におけるエンジンのアイドリング時、あるいは低速走行時のように走行風の風量が少なく、冷却水や冷媒の温度が高くなる場合には、冷却ファン６を駆動させる。

本実施例の冷却装置２によれば、左仕切壁１５Ｌとラジエータコア８との間には隙間１６Ｌが形成されており、隙間１６Ｌは、左バイパス通路１４Ｌとラジエータコア８の下流側の空間１７とを連通している。

さらに、右仕切壁１５Ｒとラジエータコア８との間には隙間１６Ｒが形成されており、隙間１６Ｒは、右バイパス通路１４Ｒとラジエータコア８の下流側の空間１７とを連通している。

これに加えて、冷却ファン６の駆動時に隙間１６Ｌ、１６Ｒにより発生する通気抵抗が、ラジエータ４をコンデンサ３と同じ横幅になるよう拡大した場合に増加する通気抵抗の増加量と同等になるように、隙間１６Ｌ、１６Ｒの大きさが設定されている。

これにより、冷却ファン６の駆動時にラジエータ４と隙間１６Ｌ、１６Ｒとに冷却風Ｗ１、Ｗ２を均等に流すことができる。すなわち、隙間１６Ｌ、１６Ｒを通過する冷却風Ｗ２の風量が過度に増加することを防止し、その分ラジエータ４を流れる冷却風Ｗ１を増加させることができる。

このため、ラジエータ４を通過する冷却風Ｗ１の量を減少させずに、左バイパス通路１４Ｌ、１４Ｒにも冷却風Ｗ２を流すことができ、コンデンサ３とラジエータ４の冷却性能を向上できる。

また、本実施例では、ファンシュラウド５に左仕切壁１５Ｌおよび右仕切壁１５Ｒを配置するだけの構成によって、コンデンサ３とラジエータ４の冷却性能を向上でき、冷却装置２の簡素化を図ることができる。

この結果、横幅が異なるコンデンサ３とラジエータ４とを車両１の前後方向に並べて配置し、コンデンサ３とラジエータ４とを覆うファンシュラウド５と冷却ファン６とによってコンデンサ３とラジエータ４とを冷却する際に、簡素な構造でコンデンサ３とラジエータ４の冷却性能を向上させることができる。

また、本実施例の冷却装置２によれば、バイパス通路は、ラジエータコア８の左端部８Ｌ側に配置される左バイパス通路１４Ｌと、ラジエータコア８の右端部８Ｒ側に配置される右バイパス通路１４Ｒとを有する。

さらに、仕切壁は、左バイパス通路１４Ｌに対応して設置された左仕切壁１５Ｌと、右バイパス通路１４Ｒに対応して設置された右仕切壁１５Ｒとを含んで構成されている。

これにより、１つのバイパス通路をラジエータコア８の幅方向で片側に配置する場合と比べ、左バイパス通路１４Ｌと右バイパス通路１４Ｒとを冷却ファン６に対して左右対称に配置できる。

このため、冷却ファン６の駆動時に冷却風をコンデンサ３の左端部３Ｌと右端部３Ｒとに均等に通過させることができ、コンデンサ３の冷却性能をより効果的に向上できる。

また、バイパス通路を左バイパス通路１４Ｌと右バイパス通路１４Ｒとに分割することにより、１つ当たりのバイパス通路１４Ｌ、１４Ｒの断面積を減少させることができる。このため、バイパス通路１４Ｌ、１４Ｒの断面積が隙間１６Ｌ、１６Ｒにて急激に減少して冷却風Ｗ２が流れ難くなることを防止できる。

また、本実施例の冷却装置２によれば、左仕切壁１５Ｌおよび右仕切壁１５Ｒは、上下方向の中央部１５ｍが左仕切壁１５Ｌの上端部１５ｔおよび下端部１５ｕと比べて、冷却ファン６の半径方向の中心部Ｏに近い位置に配置されている。

これに加えて、隙間１６Ｌ、１６Ｒは、仕切壁１５Ｌ、１５Ｒの中央部１５ｍよりも長さ方向の上端部１５ｔ側および下端部１５ｕ側が大きくなるように形成されている。

これにより、図６に示すように、仕切壁１５Ｌ、１５Ｒの上下方向で冷却ファン６に近い部位の隙間Ｓ１と比べ、冷却ファン６から離れた部位の隙間Ｓ２を大きくでき、バイパス通路１４Ｌ、１４Ｒの冷却ファン６から離れた部位における通気抵抗を減少できる。

このため、コンデンサ３の周辺部により多く冷却風を流すことができ、コンデンサ３の冷却性能を向上できる。

本発明の本実施例を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正および等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

２...冷却装置、３...コンデンサ（第１の放熱器）、３Ｌ...左端部（第１の放熱器の幅方向の一端部）、３Ｒ...右端部（第１の放熱器の幅方向の他端部）、４...ラジエータ（第２の放熱器）、５...ファンシュラウド、５Ｆ...後壁（ファンシュラウドの壁部）、６...冷却ファン、８Ｌ...左端部（第２の放熱器の幅方向の一端部）、８Ｒ...右端部（第２の放熱器の幅方向の他端部）、１３...メイン通路、１４Ｒ...右バイパス通路（第２のバイパス通路）、１４Ｌ...左バイパス通路（第１のバイパス通路）、１５Ｌ...左仕切壁（第１の仕切壁）、１５Ｒ...仕切壁（第２の仕切壁）、１５ｍ...中央部（仕切壁の長さ方向の中央部）、１５ｔ...上端部（仕切壁の長さ方向の一端部）、１５ｕ...下端部（仕切壁の長さ方向の他端部）、１６Ｌ,１６Ｒ...隙間

Claims (3)

1. 第１の放熱器と、前記第１の放熱器に対して冷却風の流れ方向の下流側に設置された第２の放熱器と、前記第２の放熱器に対して冷却風の流れ方向の下流側に設置された冷却ファンと、前記第１の放熱器に連結され、前記第２の放熱器と前記冷却ファンとを覆うファンシュラウドとを有し、
   前記第１の放熱器は、その横幅が前記第２の放熱器の横幅よりも大きく形成されており、
   前記ファンシュラウドの内側に、前記第１の放熱器を通過した冷却風が前記第２の放熱器を通過して前記冷却ファンに至るメイン通路と、前記第１の放熱器を通過した冷却風が前記第２の放熱器を通過せずに前記冷却ファンに至るバイパス通路とが設けられた冷却装置であって、
   前記バイパス通路を構成する前記ファンシュラウドの壁部から前記第２の放熱器に向かって突出する仕切壁を有し、
   前記仕切壁と前記第２の放熱器との間に、前記バイパス通路と前記第２の放熱器の下流側の空間と連通する隙間が形成されており、
   前記冷却ファンの駆動時に前記隙間により発生する通気抵抗が、前記第２の放熱器を前記第１の放熱器と同じ横幅になるよう拡大した場合に増加する通気抵抗の増加量と同等になるように、前記隙間の大きさが設定されていることを特徴とする冷却装置。
2. 前記第１の放熱器は、その幅方向の一端部および他端部が前記第２の放熱器の幅方向の一端部および他端部よりも外側に延びており、
   前記バイパス通路は、前記第２の放熱器の幅方向の一端部側に配置される第１のバイパス通路と、前記第２の放熱器の幅方向の他端部側に配置される第２のバイパス通路とを有し、
   前記仕切壁は、前記第１のバイパス通路に対応して設置された第１の仕切壁と、前記第２のバイパス通路に対応して設置された第２の仕切壁とを含んで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
3. 前記仕切壁は、その長さ方向の中央部がその長さ方向の一端部と他端部とに比べて前記冷却ファンの半径方向の中心部に近い位置に配置されており、
   前記隙間は、前記仕切壁の長さ方向の中央部よりも長さ方向の一端部側および他端部側が大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷却装置。

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