(57)【要約】【課題】部品点数の削減及び省スペース化を図りつつ、吸入空気中に含まれる水分の凍結を抑制することができる吸気冷却装置を提供する。【解決手段】インタークーラ４は、吸気導入口１１及び吸気導出口１２を有する枠体１０と、枠体１０内に配置され、吸気導入口１１から吸気導出口１２に向けて吸入空気を流すための複数の吸気冷却通路１６と、枠体１０内に配置され、吸気冷却通路１６を流れる吸入空気を冷却風により熱交換して冷却する複数の熱交換部１７と、各吸気冷却通路１６をバイパスするように枠体１０内に配置され、吸気導入口１１から吸気導出口１２に向けて吸入空気を流すためのバイパス通路１８とを備えている。バイパス通路１８の前面側には、冷却風をバイパス通路１８に対して遮るための防風プレート２０がバイパス通路１８の前面全体を覆うように且つバイパス通路１８と接触しないように設けられている。【選択図】図２
2014196725.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンに供給される吸入空気を冷却する吸気冷却装置において、
前記吸入空気を導入するための空気導入部と前記吸入空気を導出するための空気導出部とを有する枠体と、
前記枠体内に配置され、前記空気導入部から前記空気導出部に向けて前記吸入空気を流すための吸気冷却通路と、
前記枠体内に配置され、前記吸気冷却通路を流れる前記吸入空気を冷却風により熱交換する熱交換部と、
前記吸気冷却通路をバイパスするように前記枠体内に前記熱交換部と空間を隔てて配置され、前記空気導入部から前記空気導出部に向けて前記吸入空気を流すためのバイパス通路と、
前記バイパス通路の前面を覆うように且つ前記バイパス通路と接触しないように設けられ、前記冷却風を前記バイパス通路に対して遮るための防風プレートとを備えることを特徴とする吸気冷却装置。
【請求項２】
前記防風プレートは、前記枠体及び前記熱交換部と同じ金属材料で形成されていることを特徴とする請求項１記載の吸気冷却装置。
【請求項３】
前記防風プレートは、前記熱交換部に固定されていることを特徴とする請求項１または２記載の吸気冷却装置。
【請求項４】
前記防風プレートは、断面Ｌ字状または断面略Ｌ字状をなしていることを特徴とする請求項３記載の吸気冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンに供給される吸入空気を冷却する吸気冷却装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
吸気冷却装置（インタークーラ）は、ターボチャージャのコンプレッサとエンジンとを接続する吸気通路に設けられ、エンジンに供給される高温の吸入空気を冷却する装置である。寒冷地においては、吸入空気中に含まれる水分がインタークーラ内で凍結し、吸気通路が閉塞し、車両が走行不能になる場合がある。その対策としては、例えば特許文献１に記載されているように、インタークーラを迂回してコンプレッサとエンジンとを短絡するバイパス通路を吸気通路に接続することにより、吸入空気中の水分がインタークーラ内で凍結することを防止するようにした技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１４１１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術においては、インタークーラの外部にバイパス通路を追加する分だけ、部品点数が増加する。また、インタークーラの外部にバイパス通路を配設するためのスペースが必要となる。
【０００５】
本発明の目的は、部品点数の削減及び省スペース化を図りつつ、吸入空気中に含まれる水分の凍結を抑制することができる吸気冷却装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、エンジンに供給される吸入空気を冷却する吸気冷却装置において、吸入空気を導入するための空気導入部と吸入空気を導出するための空気導出部とを有する枠体と、枠体内に配置され、空気導入部から空気導出部に向けて吸入空気を流すための吸気冷却通路と、枠体内に配置され、吸気冷却通路を流れる吸入空気を冷却風により熱交換する熱交換部と、吸気冷却通路をバイパスするように枠体内に熱交換部と空間を隔てて配置され、空気導入部から空気導出部に向けて吸入空気を流すためのバイパス通路と、バイパス通路の前面を覆うように且つバイパス通路と接触しないように設けられ、冷却風をバイパス通路に対して遮るための防風プレートとを備えることを特徴とするものである。
【０００７】
このように本発明の吸気冷却装置においては、吸気冷却通路とは別に空気導入部から空気導出部に向けて吸入空気を流すためのバイパス通路を枠体内に配置することにより、部品点数が削減される。また、吸気冷却装置の外部にバイパス通路を配設するためのスペースが不要となる。
【０００８】
また、バイパス通路を熱交換部と空間を隔てて配置することにより、バイパス通路を流れる吸入空気が熱交換部により熱交換されて冷却されることが防止される。さらに、冷却風をバイパス通路に対して遮るための防風プレートを、バイパス通路の前面を覆うように且つバイパス通路と接触しないように設けることにより、冷却風が防風プレートに当たるが、冷却風がバイパス通路に達することは無い。従って、バイパス通路が冷却風により冷却されることが防止されるため、バイパス通路を流れる吸入空気の冷却が一層防止される。以上により、エンジンに供給される吸入空気中に含まれる水分の凍結を抑制することができる。
【０００９】
好ましくは、防風プレートは、枠体及び熱交換部と同じ金属材料で形成されている。この場合には、枠体、熱交換部及び防風プレートをろう付け等により一体で組み付けることができるため、吸気冷却装置の製造を容易に且つ安価に行うことができる。また、防風プレートが枠体及び熱交換部と異なる材質で形成されている場合には、防風プレートと枠体及び熱交換部の接触により枠体及び熱交換部の電食が発生するが、防風プレートは枠体及び熱交換部と同じ金属材料で形成されているので、電食の発生を防ぐことができる。
【００１０】
このとき、好ましくは、防風プレートは、熱交換部に固定されている。この場合には、防風プレートは、冷却風をバイパス通路に対して遮る機能だけでなく、熱交換部を保持する機能も兼ね備えることとなる。
【００１１】
防風プレートは、断面Ｌ字状または断面略Ｌ字状をなしていることが好ましい。この場合には、冷却風をバイパス通路に対して遮る機能と熱交換部を保持する機能との兼用を、簡単な構造で実現することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、部品点数の削減及び省スペース化を図りつつ、吸入空気中に含まれる水分の凍結を抑制し、エンジンと接続される吸気通路の閉塞を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る吸気冷却装置（インタークーラ）の一実施形態を備えたエンジンシステムを示す概略構成図である。
【図２】図１に示したインタークーラの正面図である。
【図３】図２に示したインタークーラの吸気導入室側の下側部分の拡大背面図である。
【図４】図３のIV−IV線断面図である。
【図５】図４に示した防風プレートの変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る吸気冷却装置の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明に係る吸気冷却装置の一実施形態を備えたエンジンシステムを示す概略構成図である。同図において、エンジンシステム１は、エンジン２と、このエンジン２を過給するターボチャージャ３と、このターボチャージャ３のコンプレッサ（図示せず）からエンジン２に供給される高温の吸入空気を冷却する本実施形態の吸気冷却装置（インタークーラ）４とを備えている。
【００１６】
ターボチャージャ３のコンプレッサとインタークーラ４とは吸気通路５を介して接続され、インタークーラ４とエンジン２とは吸気通路６を介して接続されている。吸気通路６には、スロットルバルブ７が設けられている。また、ターボチャージャ３の上流側には、吸気通路８が接続されている。吸気通路８には、エアクリーナ９が設けられている。
【００１７】
図２は、インタークーラ４の正面図である。同図において、インタークーラ４は、金属材料（ここではアルミニウム）で形成された枠体１０を有している。枠体１０の一端下部には、吸入空気を導入するための吸気導入口１１が形成され、枠体１０の他端下部には、吸入空気を導出するための吸気導出口１２が形成されている。吸気導入口１１には上記吸気通路５が接続され、吸気導出口１２には上記吸気通路６が接続されている。
【００１８】
枠体１０の一端側には、吸気導入口１１と連通する吸気導入室１３が形成され、枠体１０の他端側には、吸気導出口１２と連通する吸気導出室１４が形成されている。枠体１０内には、吸気冷却ユニット１５が配置されている。
【００１９】
吸気冷却ユニット１５は、枠体１０の一端側から他端側に向かって延びる複数の吸気冷却通路１６を有している。吸気冷却通路１６は、吸気導入室１３及び吸気導出室１４と連通し、吸気導入口１１から吸気導出口１２に向けて吸入空気を流すための通路である。
【００２０】
また、吸気冷却ユニット１５は、枠体１０の一端側から他端側に向かって延びる複数の熱交換部１７を有している。これらの熱交換部１７は、吸気冷却通路１６を挟むように配置されている。熱交換部１７は、吸気冷却通路１６を流れる吸入空気を冷却風により熱交換して冷却する。冷却風は、インタークーラ４の前面側から取り込まれる。熱交換部１７は、枠体１０に取り付けられている。熱交換部１７は、吸入空気の熱を放熱するフィンで構成されている。熱交換部１７は、枠体１０と同じ金属材料（ここではアルミニウム）で形成されている。なお、吸気冷却通路１６内にも、特に図示はしないが、インナーフィンが配置されている。
【００２１】
枠体１０内における吸気冷却ユニット１５の下側には、図３及び図４にも示すように、各吸気冷却通路１６をバイパスするように枠体１０の一端側から他端側に向かって延びるバイパス通路１８が配置されている。なお、図３は、図２に示したインタークーラ４の吸気導入室１３側の下側部分Ａの拡大背面図である。
【００２２】
バイパス通路１８は、吸気導入室１３及び吸気導出室１４と連通し、吸気導入口１１から吸気導出口１２に向けて吸入空気を流すための通路である。バイパス通路１８を形成するバイパス配管１９は、枠体１０と同じ金属材料（ここではアルミニウム）で形成されている。バイパス配管１９は、枠体１０の一部を構成する下部フレーム１０ａに固定されている。
【００２３】
バイパス配管１９は、当該バイパス配管１９の上部に隣接する熱交換部１７との間に空間を隔てて配置されている。つまり、バイパス配管１９は、当該バイパス配管１９の上部に隣接する熱交換部１７とは接触していない。これにより、バイパス通路１８を流れる吸入空気が熱交換部１７により熱交換されて冷却されることは無い。
【００２４】
バイパス配管１９の前面側には、冷却風をバイパス配管１９に対して遮るための断面Ｌ字状の防風プレート２０がバイパス配管１９の前面全体を覆うように設けられている。防風プレート２０は、バイパス配管１９と接触しないように配置されている。これにより、冷却風が防風プレート２０に当たることで防風プレート２０が冷やされても、バイパス配管１９が冷やされることが無いため、バイパス通路１８を流れる吸入空気が冷却されることが防止される。
【００２５】
また、防風プレート２０の形状を断面Ｌ字状とすることにより、防風プレート２０のスペースをバイパス配管１９の前面側に大きくとらなくて済む。防風プレート２０は、枠体１０及び熱交換部１７と同じ金属材料（ここではアルミニウム）で形成されている。
【００２６】
防風プレート２０は、両端部において枠体１０に支持されていると共に、バイパス配管１９の上部に隣接する熱交換部１７の下面に固定されている。つまり、防風プレート２０は、冷却風をバイパス配管１９に対して遮蔽する機能に加え、バイパス配管１９の上部に隣接する熱交換部１７を保持する機能を有している。
【００２７】
このようなインタークーラ４を製造するときは、全て同じ金属材料からなる枠体１０、熱交換部１７、バイパス配管１９及び防風プレート２０を、例えば炉中ろう付けによって一体で形成して組み付けるようにする。
【００２８】
以上のように本実施形態にあっては、バイパス通路１８を形成するバイパス配管１９をインタークーラ４の内部に設けたので、インタークーラ４の外部にバイパス配管を配設するためのスペースが不要となり、省スペース化を図ることができる。また、インタークーラ４とは別にバイパス配管を用意しなくて済むため、エンジンシステム１のトータルの部品点数を削減し、組み付け工数のアップを抑えることができる。さらに、通常用と寒冷地用とで仕様を分ける場合には、バイパス通路１８の無いインタークーラとバイパス通路１８付きのインタークーラ４といった２種類のインタークーラを用意すれば対応可能となり、余計な部品を必要としなくて済む。従って、コスト削減を図ることができる。
【００２９】
また、冷却風がバイパス配管１９に当たることを防ぐための防風プレート２０を、バイパス配管１９の前面を覆うように且つバイパス配管１９と接触しないように設けたので、冷却風によってバイパス配管１９が冷やされることが防止される。従って、バイパス通路１８を流れる吸入空気の冷却が防止されるため、エンジン２に供給される吸入空気中に含まれる水分の凍結を抑制することができる。これにより、吸気通路６が閉塞して車両が走行不能になるといった不具合を防止することができる。
【００３０】
ここで、インタークーラ４の内部にバイパス通路１８を設ける場合、バイパス通路１８を流れる吸入空気中の水分の凍結防止のために、バイパス通路１８を形成するバイパス配管１９の周囲を保温材で覆うようにすることが考えられる。しかし、保温材の材質としては、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）やウレタン等が使用されることが多い。このため、コストアップにつながると共に、保温材が経年劣化してしまうという問題もある。また、金属材料（アルミニウム等）からなるバイパス配管１９と保温材との異材質接触によって、バイパス配管１９を形成する金属材料の電食（電気化学作用による腐食）が発生することがある。
【００３１】
これに対し本実施形態では、枠体１０、熱交換部１７、バイパス配管１９及び防風プレート２０を全て同じ金属材料（ここではアルミニウム）で形成したので、ろう付け等を用いてインタークーラ４の製造が容易に行えるようになり、更なる低コスト化を図ることができる。また、インタークーラ４を構成する部品の経年劣化及びバイパス配管１９を形成する金属材料の電食を防ぐことができる。
【００３２】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、防風プレート２０の形状を断面Ｌ字状としたが、防風プレート２０の形状としては、例えば図５に示すように、バイパス配管１９の前面側の斜め下方に延びるような断面略Ｌ字状としても良い。この場合には、防風プレート２０に当たった冷却風が防風プレート２０に沿って上方にスムーズに流れるようになる。
【００３３】
また、上記実施形態では、吸気導出口１２を枠体１０の下部に形成すると共に、枠体１０内における吸気冷却ユニット１５の下側にバイパス通路１８を配置したが、特にその構成には限られず、吸気導出口１２を枠体１０の上部に形成すると共に、枠体１０内における吸気冷却ユニット１５の上側にバイパス通路１８を配置しても良い。要は、吸気冷却通路１６を流れる冷却済みの吸入空気とバイパス通路１８を流れる吸入空気とが混ざりにくくなるように、バイパス通路１８を吸気導出口１２の近傍に配置するのが望ましい。なお、吸気導入口１１の配置箇所としては、バイパス通路１８の近傍でも良いし、バイパス通路１８から離れていても良い。
【００３４】
さらに、上記実施形態では、枠体１０内に吸気冷却通路１６及び熱交換部１７が複数ずつ設けられているが、吸気冷却通路１６及び熱交換部１７の数としては、１つずつであっても良い。
【００３５】
また、上記実施形態では、防風プレート２０は、バイパス配管１９の上部に隣接する熱交換部１７を保持する機能を有しているが、そのような機能は特に無くても良い。つまり、各熱交換部１７が枠体１０のみに支持されている構造であっても良い。
【００３６】
さらに、上記実施形態のインタークーラ４は、車両のエンジン２に供給される吸入空気を冷却するものであるが、本発明は、車両以外のエンジンに供給される吸入空気を冷却するものにも適用可能である。
【符号の説明】
【００３７】
２…エンジン、４…インタークーラ（吸気冷却装置）、１０…枠体、１１…吸気導入口（吸気導入部）、１２…吸気導出口（吸気導出部）、１６…吸気冷却通路、１７…熱交換部、１８…バイパス通路、２０…防風プレート。
【図１】
2014196725.tif 000003
【図２】
2014196725.tif 000004
【図３】
2014196725.tif 000005
【図４】
2014196725.tif 000006
【図５】
2014196725.tif 000007