(57)【要約】【課題】エンジン始動直後のエンジン冷却水の早期昇温と、エンジン昇温後のエンジン冷却水の効率的な冷却とを両立させることができる、車両の冷却システムを提供すること。【解決手段】本開示の冷却システムは、ラジエーター１２と、ラジエーター１２の背面側に設けられたエンジン１１と、エンジン１１とラジエーター１２の前面側とを区画する位置に設けられ、周囲温度に応じて膨張することでエンジン１１とラジエーター１２前面との間の空気通路の大きさを変化させる熱膨張部２０と、を有する。【選択図】図２
2020050250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラジエーターと、
前記ラジエーターの背面側に設けられたエンジンと、
前記エンジンと前記ラジエーターの前面側とを区画する位置に設けられ、周囲温度に応じて膨張することで前記エンジンと前記ラジエーター前面との間の空気通路の大きさを変化させる熱膨張部と、
を具備する車両の冷却システム。
【請求項２】
前記熱膨張部は、周囲温度に応じて膨張する空気袋を有する、
請求項１に記載の車両の冷却システム。
【請求項３】
前記熱膨張部は、熱膨張性材料が開口を有するようにメッシュ状に配置されて構成されている、
請求項１に記載の車両の冷却システム。
【請求項４】
前記熱膨張部は、前記ラジエーターの上方空間を区画する位置に設けられている、
請求項１から３のいずれか一項に記載の車両の冷却システム。
【請求項５】
前記熱膨張部は、前記ラジエーターの側方空間を区画する位置に設けられている、
請求項１から４に記載の車両の冷却システム。
【請求項６】
前記ラジエーターの上方には車両のボディーが存在し、前記熱膨張部は前記ラジエーターと前記ボディーとに挟まれた空間に位置するように設けられている、
請求項１から５のいずれか一項に記載の車両の冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ラジエーターを有する車両の冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
トラック等の車両においては、エンジンルームの前方に、エンジン用の冷却水（エンジン冷却水とも呼ぶ）を冷却するためのラジエーターが設けられている。ラジエーターは、エンジン冷却水と、車両の前方からラジエーターを通過する空気（走行風）とを熱交換することで、エンジン冷却水を冷却する。また、車両においては、空気がラジエーターを通過し易くするために、ラジエーターとエンジンの間にファンが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２８０７６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、エンジン始動直後等には、エンジン冷却水が低温なので、できるだけ早期にエンジン冷却水を昇温したい。エンジン冷却水を早期に昇温する一つの方法として、エンジン周辺で温められた空気をラジエーター周辺へ導くことが考えられる。
【０００５】
一方で、エンジン冷却水の昇温後は、エンジンがオーバーヒートしないように、冷却水を効率的に冷却し続けたい。これを実現するためには、エンジン周辺の高温の空気がラジエーター側へ流れることを阻止することが好ましいので、エンジンとラジエーターの前面側とを区画する区画部材を設けることが考えられる。
【０００６】
しかしながら、このような区画部材を設けると、エンジン始動直後にエンジン周辺で温められた空気がラジエーター周辺へと流れにくくなり、エンジン始動直後のエンジン冷却水の早期昇温を効率的に行うことが困難になる。
【０００７】
本開示は、以上の点を考慮してなされたものであり、エンジン始動直後のエンジン冷却水の早期昇温と、エンジン昇温後のエンジン冷却水の効率的な冷却とを両立させることができる、車両の冷却システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の車両の冷却システムの一つの態様は、
ラジエーターと、
前記ラジエーターの背面側に設けられたエンジンと、
前記エンジンと前記ラジエーターの前面側とを区画する位置に設けられ、周囲温度に応じて膨張することで前記エンジンと前記ラジエーター前面との間の空気通路の大きさを変化させる熱膨張部と、
を具備する。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、エンジン始動直後のエンジン冷却水の早期昇温と、エンジン昇温後のエンジン冷却水の効率的な冷却とを両立させることができる、車両の冷却システムを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態に係る車両の冷却システムが適用されるトラクターの側面図
【図２】実施の形態の冷却システムの構成を示す側面図
【図３】実施の形態の冷却システムを車両の前方から見た正面図
【図４】熱膨張部の構成を示す図であり、図４Ａは収縮状態を示す断面図、図４Ｂは膨張状態を示す断面図
【図５】エンジン始動直後の状態を示す側面図
【図６】エンジンが高温となったときの状態を示す側面図
【図７】エンジン始動直後の状態を示す正面図
【図８】エンジンが高温となったときの状態を示す正面図
【図９】熱膨張部の他の構成例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本開示の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は、実施の形態の車両の冷却システムが適用されるトラクターの側面図である。トラクター１０には、エンジン１１、ラジエーター１２及びインタークーラー１３が搭載されている。トラクター１０は、車体前面の空気取込口１４から取り込まれた空気をラジエーター１２及びインタークーラー１３に導くことで、これらを冷却するようになっている。なお、エンジン１１、ラジエーター１２及びインタークーラー１３は、トラクター１０のキャブ１５の下方のエンジン室（図示せず）内に配置されている。
【００１３】
図２は、本実施の形態の冷却システムの構成を示す側面図であり、図３は本実施の形態の冷却システムを車両の前方から見た正面図である。
【００１４】
図２に示したように、冷却システムは、ラジエーター１２の背面側にエンジン１１が配置され、ラジエーター１２の前面側にインタークーラー１３が配置されている。なお、ラジエーター１２の上部は冷却効率が高い部分なので、この部分が前方から隠れないようにインタークーラー１３はラジエーター１２よりも低背化されている。またエンジン１１にはファン１６が取り付けられており、これにより特に停車時や低速走行時に前方からラジエーター１２へと導入される外気風の風量を強くすることができる。
【００１５】
かかる構成に加えて、本実施の形態の冷却システムは、エンジン１１とラジエーター１２の前面側とを区画する位置に熱膨張部２０が設けられている。本実施の形態の場合、熱膨張部２０は、ラジエーター１２の上面及び側面に設けられている。換言すれば、熱膨張部２０は、冷却効率が高いラジエーター１２の上部側面を周回するように設けられている。さらに換言すれば、熱膨張部２０は、ラジエーター１２の上方空間及び側方空間を区画する位置に設けられている。
【００１６】
図４は熱膨張部２０の構成を示す図であり、図４Ａは収縮状態を示す断面図、図４Ｂは膨張状態を示す断面図である。
【００１７】
熱膨張部２０は、断面コ字状の枠体２１と、枠体２１内に収容された空気袋２２と、を有する。空気袋２２は周囲温度の上昇に従って内部の空気が膨張する。空気袋２２は周囲温度が低温のときには図４Ａに示したように収縮状態となり、周囲温度が高温のときには図４Ｂに示したように膨張状態となる。この結果、熱膨張部２０は、周囲温度に応じて枠体２１からの空気袋２２の突出量が変化するようになっている。熱膨張部２０は、枠体２１の底面２１ａがラジエーター１２の方向を向くようにしてラジエーター１２に固定される。
【００１８】
次に、図５−図８を用いて、本実施の形態の冷却システムの動作について説明する。図５及び図７はエンジン始動直後のような周囲温度が低温のときの様子を示す図である。一方、図６及び図８はエンジンが高温となり周囲温度が高温となったときの様子を示す図である。なお、図５及び図６は側面図であり、図７及び図８は車両前方から見た平面図である。
【００１９】
図５及び図７に示したように、エンジン始動直後のような熱膨張部２０の周囲温度が低温のときには、熱膨張部２０（具体的には空気袋２２）は収縮状態となる。この結果、熱膨張部２０とキャブ１５の底面１５ａとの間には十分な隙間が確保され、エンジン１１の熱がこの隙間を介してラジエーター１２の前面側へと回り込むことができる。これにより、エンジン始動直後等のようにエンジン冷却水が低温のときに、エンジン周辺で温められた空気をラジエーター周辺へ導くことができ、エンジン冷却水を早期に昇温させることができる。
【００２０】
これに対して、図６及び図８に示したように、エンジンが高温となり熱膨張部２０の周囲温度が高温になったときには、熱膨張部２０（具体的には空気袋２２）は膨張状態となる。この結果、熱膨張部２０とキャブ１５の底面１５ａとの間の隙間は非常に小さくなるか或いは全く無くなり、隙間を介してのエンジン１１の熱のラジエーター１２の前面側へと回り込みは非常に小さくなる或いは全く無くなる。これにより、エンジン冷却水の昇温後には、エンジン１１周辺の高温の空気がラジエーター１２側へ流れることを阻止することができ、エンジン昇温後のエンジン冷却水の効率的な冷却を確保できる。
【００２１】
因みに、熱膨張部２０の周囲温度を３０°Ｃから９０°Ｃに上昇させたときの空気袋２２内の空気の体積変化率は１８％程度あるので、隙間を制御するには十分な熱膨張率を確保できる。また、実験によれば、隙間の制御によりエンジン冷却水を２°Ｃ程度制御できることが分かった。
【００２２】
以上説明したように、本実施の形態によれば、エンジン１１とラジエーター１２の前面側とを区画する位置に、周囲温度に応じて膨張することでエンジン１１とラジエーター１２前面との間の空気通路の大きさを変化させる熱膨張部２０を設けたことにより、エンジン始動直後のエンジン冷却水の早期昇温と、エンジン昇温後のエンジン冷却水の効率的な冷却とを両立させることができる、車両の冷却システムを実現し得る。
【００２３】
上述の実施の形態は、本開示を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本開示の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本開示はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することの無い範囲で、様々な形で実施することができる。
【００２４】
上述の実施の形態では、熱膨張部が周囲温度に応じて膨張する空気袋２２を有する構成である場合について述べたが、熱膨張部の構成はこれに限らず、例えば図９に示したように、熱膨張率が高い熱膨張性材料３１が開口３２を有するようにメッシュ状に配置されて構成されていてもよい。このような熱膨張部３０をエンジン１１とラジエーター１２の前面側とを区画する位置に設ければ、周囲温度が高くなるほど開口３２の面積が大きくなるので、上述の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００２５】
また、上述の実施の形態では、熱膨張部２０を、ラジエーター１２の上方空間及び側方空間を区画する位置に設けた場合について述べたが、これに限らず、熱膨張部２０はラジエーター１２の上方空間及び側方空間を区画する位置のいずれか一方に設けてもよい。例えば、レイアウト上、ラジエーター１２の側面とキャブの底面１５ａとの距離が非常に近い場合などには、熱膨張部２０はラジエーター１２の上方空間を区画する位置にのみ設けてもよい。
【００２６】
さらに、上述の実施の形態では、本開示の冷却システムをトラクターに適用した場合について述べたが、これに限らず、他のトラックやバスを含む商用車、乗用車、特殊車両などの車両に適用することもできる。ラジエーターの上方や側方にボンネットやフレームなどの車両のボディーが存在する場合には、熱膨張部２０はラジエーターとボディーとに挟まれた空間に位置するように設ければよい。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本開示は、ラジエーターを有する車両の冷却システムに広く適用可能である。
【符号の説明】
【００２８】
１０  トラクター（車両）
１１  エンジン
１２  ラジエーター
１３  インタークーラー
１４  空気取込口
１５  キャブ
１５ａ、２１ａ  底面
２０、３０  熱膨張部
２１  枠体
２２  空気袋
３１  熱膨張性材料
３２  開口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2020050250.tif 000007
【図６】
2020050250.tif 000008
【図７】
2020050250.tif 000009
【図８】
2020050250.tif 000010
【図９】
2020050250.tif 000011