WO2016132693A1 - 車両用送風装置 - Google Patents

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俊勝 近藤
悠起朗 設楽
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Definitions

  • the blower mounted on the vehicle includes a blower fan that supplies air to the radiator, and a shroud that holds the blower fan and forms an air passage from the radiator to the blower fan.
  • FIG. 1 It is a schematic sectional drawing which shows the vehicle front end structure in which the air blower for vehicles which concerns on 1st Embodiment is mounted. It is the front view which looked at the air blower for vehicles concerning a 1st embodiment from the downstream in the direction of air flow. It is the front view which looked at the air blower for vehicles which concerns on 2nd Embodiment from the downstream in the air flow direction.
  • the intercooler 1 is a heat exchanger that cools the supercharged intake air by exchanging heat between the supercharged air and air that are supercharged to the engine (internal combustion engine) 3 by a supercharger (not shown).
  • the intercooler 1 has a core portion 11 having a plurality of tubes (not shown) through which supercharged air flows, and header tanks 12 connected to both ends of the plurality of tubes.
  • the header tank 12 is arrange
  • the blower device 100 of the present embodiment has two half shrouds 4, two blower fans 5, and two motors 6. That is, the air blower 100 of this embodiment has two air blower modules comprised of the half shroud 4, the blower fan 5, and the motor 6.
  • the blower modules are arranged side by side in the stacking direction of the tubes of the radiator 2.
  • the half shroud 4 has a cylindrical portion 41 and a flat portion 42.
  • the cylindrical portion 41 is formed in an annular shape (cylindrical shape) and is configured to cover the outer periphery of the blower fan 5.
  • the flat surface portion 42 is configured to connect the space on the downstream side in the air flow direction on the upper side of the radiator 2 to the cylindrical portion 41 with a smooth flow path.
  • the flat portion 42 covers the upper portion of the rear surface of the core portion 21 of the radiator 2.
  • leg portions 45 that is, the first rod-like member 45a and the second rod-like member 45b are integrally formed with the half shroud 4. Further, two leg portions 45 are provided for one plane portion 42.

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Abstract

 送風装置は、送風ファン(5)と、ハーフシュラウド(4)と、を備える。送風ファンは、熱媒体と空気とを熱交換させるコア部(21)を有する熱交換器(2)に、空気を供給する。ハーフシュラウドは、コア部(21)の一部を覆うとともに、熱交換器(2)から送風ファン(5)に至る空気通路を形成する。コア部(21)とハーフシュラウド(4)とが非重合となる非重合部(400)には、送風ファン(5)から吹き出された空気が非重合部(400)を介して送風ファン(5)の空気流れ方向における上流側に流入することを抑制する遮断板(46)が設けられている。

Description

車両用送風装置 関連出願の相互参照
 本出願は、当該開示内容が参照によって本出願に組み込まれた、2015年2月17日に出願された日本特許出願2015-028746号を基にしている。
 本開示は、ラジエータ等の熱交換器に空気を供給する車両用送風装置に関するものである。
 車両に搭載される送風装置は、ラジエータに空気を供給する送風ファンと、送風ファンを保持するとともにラジエータから送風ファンに至る空気通路を形成するシュラウドとを備えている。
 このような送風装置として、車両の高速走行時の冷却性能を向上させるために、シュラウドを、ラジエータコアの一部のみを覆うように構成し、ラジエータに供給される走行風の風量を増大させたものが知られている。一方、車両の停止時やアイドリング時の冷却性能を向上させるために、シュラウドを、ラジエータコアの全面を覆うように構成し、送風ファンによる強制風がラジエータコアの全域を通過するようにした送風装置も知られている。
 また、シュラウドを、ラジエータコアの全面を覆うように構成するとともに、当該シュラウドの壁部に、開口部と、開口部を車両走行風のラム圧により開閉するフラップとを設けた送風装置が開示されている(例えば、特許文献1参照)。この送風装置では、フラップをシュラウド壁部からシュラウドの内側へ回動させることにより開口部を開閉自在としている。
 この特許文献1に記載の送風装置では、車両の走行中には、ラジエータを通過する走行風のラム圧によりフラップが回動して開口部が開放され、これによりモータファンシュラウド内の走行風を車両後方側へ効率良く通風させることができる。また、自動車の停車時やアイドリング時には、フラップが開口部を閉じてファンによる強制風をラジエータの全域に通過させることができる。
特開2005-307921号公報
 しかしながら、本開示の発明者らによる検討によれば、特許文献1に記載の送風装置では、シュラウドに、開口部を車両走行風のラム圧により開閉するフラップを設ける必要があり、構成が複雑化する恐れがある。
 本開示は上記点に鑑みて、熱交換器に空気を供給し、簡素な構成で、車両走行時および停車時の双方における熱交換器の熱交換性能を向上させることが可能な車両用送風装置を提供することを目的とする。
 本開示の車両用送風装置は、送風ファンと、ハーフシュラウドとを備える。送風ファンは、熱媒体と空気とを熱交換させるコア部を有する熱交換器に空気を供給する。ハーフシュラウドは、熱交換器のコア部の一部を覆うとともに、熱交換器から送風ファンに至る空気通路を形成する。熱交換器のコア部とハーフシュラウドとが非重合となる非重合部には、送風ファンから吹き出された空気が非重合部を介して送風ファンの空気流れ方向における上流側に流入することを抑制する遮断板)が設けられている。
 熱交換器のコア部の一部を覆うハーフシュラウドを設けることで、熱交換器のコア部とハーフシュラウドとが非重合となる非重合部が形成される。このため、熱交換器のコア部に供給される走行風の風量を増大させ、車両の高速走行時の熱交換性能を向上させることができる。
 また、非重合部に遮断板を設けることで、送風ファンから吹き出された空気が非重合部を介して送風ファンの空気流れ方向における上流側に流入することを抑制することができる。このため、車両の停止時やアイドリング時の熱交換性能を向上させることができる。
 このとき、開口部を開閉するフラップ等の複雑な機構を設ける必要がないため、簡素な構成で、車両走行時および停車時の双方における熱交換器の熱交換性能を向上させることが可能となる。
 本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。
第1実施形態に係る車両用送風装置が搭載される車両前端構造を示す概略断面図である。 第1実施形態に係る車両用送風装置を空気流れ方向における下流側から見た正面図である。 第2実施形態に係る車両用送風装置を空気流れ方向における下流側から見た正面図である。
 以下、本開示の実施形態について図に基づいて説明する。なお、各実施形態において先行する実施形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した実施形態と同様とする。各実施形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
 (第1実施形態)
 第1実施形態について図面に基づいて説明する。本実施形態は、本開示に係る車両用送風装置(以下、単に送風装置と称する)を車両の前端部に搭載したものである。なお、以下の実施形態において、「上方」、「下方」とは、それぞれ、「重力方向の上方」、「重力方向の下方」を意味している。また、前、後、左、右の各方向は、車両の進行方向を基準とした前、後、左、右の各方向を意味する。
 図1に示すように、本実施形態の送風装置100は、フロントエンドパネル(図示せず)内に組み込まれて、インタークーラ1およびラジエータ2とともに一体の組立構造体、すなわち、クーリングモジュールを構成している。なお、フロントエンドパネルは、インタークーラ1およびラジエータ2の周囲を支持するとともにインタークーラ1およびラジエータ2を通過する空気流をガイドするものである。
 インタークーラ1は、過給機(図示せず)によってエンジン(内燃機関)3に過給される過給空気と空気とを熱交換させて、過給吸気を冷却する熱交換器である。インタークーラ1は、過給空気が流通する複数のチューブ(図示せず)を有するコア部11と、複数のチューブの両端部に接続されるヘッダタンク12とを有している。本実施形態のインタークーラ1では、コア部11の重力方向における両端部に、ヘッダタンク12が配置されている。
 ラジエータ2は、エンジン3の冷却水(熱媒体)と空気とを熱交換させて冷却水を冷却するコア部21を有する熱交換器である。ラジエータ2のコア部21は、冷却水が流通する複数のチューブ(図示せず)を有している。また、ラジエータ2は、複数のチューブの両端部に接続されるヘッダタンク22を有している。本実施形態のラジエータ2では、コア部21の重力方向における両端部に、ヘッダタンク22が配置されている。
 インタークーラ1およびラジエータ2の外形は、平面視、すなわち空気流れ方向から見て矩形状(本実施形態では略長方形状)となっている。また、インタークーラ1は、ラジエータ2の空気流れ方向における上流側、すなわちラジエータ2に対して車両の前後方向における前方側に配置されている。インタークーラ1の重力方向の長さは、ラジエータ2の重力方向の長さより短い。
 インタークーラ1のコア部11は、ラジエータ2のコア部21における下方側部分と対向するように配置されている。また、インタークーラ1は、後述する第2前方開口部10bと対向するように配置されている。
 ラジエータ2の後方側には、送風装置100が設けられている。送風装置100は、ハーフシュラウド4と、送風ファン5と、モータ6とを備えて構成されている。この送風装置100の詳細な構成については後述する。
 ところで、インタークーラ1およびラジエータ2は、車両の前端部、換言すると、エンジン3あるいはトランスミッションが搭載されるエンジンルーム3aの前端部において、バンパーリーンフォース7の後方側に搭載されている。
 ここで、バンパーリーンフォース7とは、車両の前端部にて車両の幅方向(左右方向)に延びて車両の前面側からの衝突力を吸収する梁状の部材である。バンパーリーンフォース7の左右方向における両端部は応力吸収部(図示せず)を介して車両ボディのサイドメンバー(図示せず)に連結される。この応力吸収部は、一般にクラッシュボックスと称され、衝突力により容易に変形可能な部材である。
 このバンパーリーンフォース7の前面側には、樹脂製の意匠部品としてのバンパーカバー7aが配置されている。このバンパーカバー7aにより、バンパーリーンフォース7の前面側が覆われている。
 インタークーラ1、ラジエータ2およびエンジン3等が搭載されるエンジンルーム3aの上方側開口部は、蓋部材をなすエンジンフード(ボンネット)8によって閉塞されている。エンジンルーム3aの下方側は、アンダーカバー9により概略覆われている。
 バンパーリーンフォース7の上方側および下方側には、それぞれ前方開口部10a、10bが設けられている。上方側の第1前方開口部10aは、主にラジエータ2を冷却する空気を導入するために設けられている。下方側の第2前方開口部10bは、インタークーラ1およびラジエータ2を冷却する空気を導入するために設けられている。
 次に、本実施形態における送風装置100の全体構成について、図2に基づいて説明する。
 図2に示すように、本実施形態の送風装置100は、2つのハーフシュラウド4と、2つの送風ファン5と、2つのモータ6とを有している。すなわち、本実施形態の送風装置100は、ハーフシュラウド4、送風ファン5およびモータ6から構成される送風モジュールを、2つ有している。送風モジュールは、ラジエータ2のチューブの積層方向に並んで配置されている。
 送風装置100のハーフシュラウド4は、樹脂製(例えば、ガラス繊維入りポリプロピレン)であって、モータ6を保持するとともに、ラジエータ2から送風ファン5に至る空気通路を形成する部品である。ハーフシュラウド4は、ラジエータ2の後方側すなわち空気流れ方向における下流側に配置されている。
 ハーフシュラウド4は、ラジエータ2のコア部21の一部を覆うように構成されている。本実施形態では、ハーフシュラウド4は、ラジエータ2のコア部21における上方側を覆っている。
 具体的には、ハーフシュラウド4は、円筒部41と平面部42とを有している。円筒部41は、環状(円筒状)に形成されるとともに、送風ファン5の外周を覆うように構成されている。平面部42は、ラジエータ2の上方側における空気流れ方向における下流側の空間を、円筒部41まで滑らかな流路によって接続するように構成されている。平面部42は、ラジエータ2のコア部21の後方側の面のうち、上方側部分を覆っている。
 送風ファン5は、インタークーラ1のコア部11およびラジエータ2のコア部21に空気を送風する軸流式の送風ファンであり、回転軸を中心に回転するように構成されている。送風ファン5は、回転中心に設けられるボス部51(図1参照)から放射状に延びるとともに回転方向に相互に離間して配設された複数のブレード52と、複数のブレード52の外周端部同士を周状に接続するリング部53とを有している。
 送風ファン5は、ハーフシュラウド4における円筒部41の中空部分に配置されている。リング部53の外周面と円筒部41の内周面との間には、クリアランスが形成されている。これにより、送風ファン5は、円筒部41内において円筒部41と接触することなく回転可能となっている。
 モータ6は、送風ファン5に回転動力を与える電動機であり、モータシャフト61(図1参照)を有している。モータ6は、ハーフシュラウド4の円筒部41に設けられた複数のモータステー43によって支持されている。そして、モータ6はモータシャフト61を回転させることにより送風ファン5を回転させ、送風ファン5の軸線方向すなわち回転軸の軸方向に空気流を発生させる。以上が、送風装置の全体構成である。
 次に、ハーフシュラウド4の詳細な形状について説明する。
 図2に示すように、ハーフシュラウド4における平面部42の上方側には、ハーフシュラウド4をラジエータ2の上方側のヘッダタンク22に固定するための接続部44が接続されている。接続部44は、平面部42の上方側端部から上方側に向かって延びる板状に形成されている。本実施形態では、接続部44は、ハーフシュラウド4と一体成形されている。また、接続部44は、1つの平面部42に対して2つ設けられている。
 ハーフシュラウド4における平面部42の下方側には、ハーフシュラウド4をラジエータ2の下方側のヘッダタンク22に接続するための脚部45が設けられている。脚部45は、略重力方向に延びる第1棒状部材45aと略水平方向(チューブ積層方向)に延びる第2棒状部材45bとを有している。そして、脚部45は、複数の第1棒状部材45aと複数の第2棒状部材45bとを交差させるように組み合わせた網目状(格子状)に形成されている。
 本実施形態では、脚部45、すなわち第1棒状部材45aおよび第2棒状部材45bは、ハーフシュラウド4と一体成形されている。また、脚部45は、1つの平面部42に対して2つ設けられている。
 ラジエータ2のコア部21におけるハーフシュラウド4により覆われていない部位、すなわちラジエータ2のコア部21とハーフシュラウド4とが非重合となる非重合部400には、遮断板(邪魔板)46が設けられている。遮断板46は、送風ファン5から吹き出された空気が非重合部400を介して送風ファン5の空気流れ方向における上流側に流入することを抑制するものである。遮断板46は、空気流れ方向と略直交する方向に延びる板状に形成されている。
 ところで、本実施形態の脚部45は、ラジエータ2のコア部21とハーフシュラウド4とが非重合となる非重合部400に配置されている。このため、本実施形態では、各脚部45に、それぞれ、遮断板46が設けられている。
 具体的には、遮断板46は、脚部45の空気流れ方向における下流側(車両後方側)に接続されている。遮断板46は、脚部45の網目(格子)の隙間を全て塞ぐような四角形状に形成されている。また、本実施形態の遮断板46は、ハーフシュラウド4に接続されている。
 以上説明したように、本実施形態では、送風装置100に、ラジエータ2のコア部21の上方側を覆うハーフシュラウド4を設けている。これによれば、ラジエータ2のコア部21とハーフシュラウド4とが非重合となる非重合部400が形成されるため、ラジエータ2のコア部21に供給される走行風の風量を増大させ、車両の高速走行時の冷却性能を向上させることができる。
 ところで、ラジエータ2の空気流れ方向における下流側に非重合部400が存在すると、図3の実線矢印に示すように、送風ファン5から吹き出された空気が非重合部400を介して送風ファン5の空気流れ方向における上流側に流入する、空気の回り込みが生じる。空気の回り込みが生じると、送風ファン5の送風量が低下し、ひいては送風ファン5による強制送風が必要な車両の停止時やアイドリング時においてラジエータ2の冷却性能が低下する可能性がある。
 これに対して、本実施形態では、非重合部400に遮断板46を設けている。これによれば、空気の回り込みを抑制することができるため、車両の停止時やアイドリング時の冷却性能を向上させることができる。
 このとき、開口部を開閉するフラップ等の複雑な機構を設ける必要がないため、簡素な構成で、車両走行時および停車時の双方におけるラジエータ2の冷却性能を向上させることが可能となる。
 ところで、近年、ターボ過給される小排気量エンジンを採用することによって燃費を向上させる過給ダウンサイジング車が増えつつある。このような過給ダウンサイジング車では、本実施形態のように、過給気を冷却するインタークーラ1を、ラジエータ2の空気流れ方向における上流側(前方側)に配置することが多い。
 インタークーラ1をラジエータ2の空気流れ方向における上流側に配置すると、ラジエータ2のコア部21のうちインタークーラ1と重合する下方側部位に走行風が通過し難くなる。このため、車両の高速走行時にラジエータ2の冷却性能が低下する可能性がある。
 これに対し、本実施形態では、ハーフシュラウド4を、ラジエータ2のコア部21における上方側を覆い、コア部21における下方側を覆わないように構成している。これにより、車両の高速走行時に、ラジエータ2のコア部21のうちインタークーラ1と重合する下方側部位に走行風が通過し易くなる。このため、本実施形態によれば、インタークーラ1をラジエータ2の空気流れ方向における上流側に配置した場合において、車両の高速走行時にラジエータ2の冷却性能が低下することを抑制できる。
 しかしながら、上述したように、ラジエータ2の空気流れ方向における下流側に非重合部400が存在すると、送風ファン5に対して空気の回り込みが生じ、車両の停止時やアイドリング時においてラジエータ2の冷却性能が低下する可能性がある。
 これに対し、本実施形態では、非重合部400に遮断板46を設けているので、空気の回り込みが抑制される。このため、車両の停止時やアイドリング時の冷却性能を向上させることができる。
 以上のように、インタークーラ1がラジエータ2の空気流れ方向における上流側に配置されている車両に搭載される送風装置100に対して、本実施形態を適用することは、特に効果的である。
 (第2実施形態)
 第2実施形態について図3に基づいて説明する。第2実施形態は、第1実施形態と比較して、遮断板46の構成が異なるものである。
 図3に示すように、本実施形態では、遮断板46は、脚部45における上方側部位に設けられている。遮断板46は、脚部45における上方側部位の網目(格子)の隙間を塞ぐような三角形状に形成されている。このため、脚部45における下方側部位の網目(格子)は、遮断板46により塞がれておらず、空気が流通するように構成されている。
 本実施形態によれば、脚部45における上方側部位に遮断板46を設けることで、車両の停止時やアイドリング時において空気の回り込みを抑制することができるため、第1実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。
 (他の実施形態)
 本開示は上述の実施形態に限定されることなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で、例えば以下のように種々変形可能である。
 (1)上述した各実施形態では、遮断板46を脚部45に設けているが、遮断板46の配置はこれに限定されない。例えば、遮断板46を2つの脚部45の間に配置してもよい。
 (2)上述した各実施形態では、遮断板46をハーフシュラウド4に接続している。しかしながら、遮断板46をラジエータ2のヘッダタンク22に接続してもよい。
 (3)上述した各実施形態では、インタークーラ1をラジエータ2のコア部21の下方側と対向するように配置するとともに、ハーフシュラウド4を、ラジエータ2のコア部21の上方側を覆うように構成している。しかしながら、ハーフシュラウド4の構成はこれに限定されない。例えば、インタークーラ1をラジエータ2のコア部21の上方側と対向するように配置するとともに、ハーフシュラウド4を、ラジエータ2のコア部21の下方側を覆うように構成してもよい。
 (4)上述した各実施形態では、送風装置100を、2つの送風モジュール(ハーフシュラウド4、送風ファン5およびモータ6)により構成している。しかしながら、送風装置100を1つまたは3つ以上の送風モジュールにより構成してもよい。

Claims (2)

  1.  熱媒体と空気とを熱交換させるコア部(21)を有する熱交換器(2)に、前記空気を供給する送風ファン(5)と、
     前記コア部(21)の一部を覆うとともに、前記熱交換器(2)から前記送風ファン(5)に至る空気通路を形成するハーフシュラウド(4)と、を備え、
     前記コア部(21)と前記ハーフシュラウド(4)とが非重合となる非重合部(400)には、前記送風ファン(5)から吹き出された空気が前記非重合部(400)を介して前記送風ファン(5)の空気流れ方向における上流側に流入することを抑制する遮断板(46)が設けられている車両用送風装置。
  2.  前記非重合部(400)に配置されるとともに、前記ハーフシュラウド(4)を前記熱交換器(2)に固定する脚部(45)をさらに備え、
     前記遮断板(46)は、前記脚部(45)に設けられている請求項1に記載の車両用送風装置。

     
PCT/JP2016/000550 2015-02-17 2016-02-03 車両用送風装置 WO2016132693A1 (ja)

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