(57)【要約】【課題】車両の前後方向に配列される複数の熱交換器の冷却能力を確保したクーリングシステムを提供する。【解決手段】車両のクーリングシステム１を、車両の走行風によって冷却される前側熱交換器１０と、前側熱交換器１０に対して車両の後方側であり、かつ、車両の前方から見てその少なくとも１部が前側熱交換器１０と重複する位置に配置され、車両の走行風によって冷却される後側熱交換器２０，３０と、走行風が前側熱交換器１０を通過した後の排気を、車両の前方から見て後側熱交換器２０，３０の外側の領域に排出する排気ダクト部５０とを備える構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の走行風によって冷却される前側熱交換器と、
前記前側熱交換器に対して前記車両の後方側であり、かつ、前記車両の前方から見てその少なくとも１部が前記前側熱交換器と重複する位置に配置され、前記車両の走行風によって冷却される後側熱交換器と、
走行風が前記前側熱交換器を通過した後の排気を、前記車両の前方から見て前記後側熱交換器の外側の領域に排出する排気ダクト部と
を備える車両のクーリングシステム。
【請求項２】
請求項１に記載の車両のクーリングシステムにおいて、
前記前側熱交換器に対して前記車両の前方側に配置された第１の導入部から、この前側熱交換器へ走行風を導入する第１の取入ダクト部と、
前記車両の前方から見て前記第１の取入ダクト部の前記第１の導入部の外側の領域に配置された第２の導入部から、前記後側熱交換器へ走行風を導入する第２の取入ダクト部とを備えること
を特徴とする車両のクーリングシステム。
【請求項３】
請求項２に記載の車両のクーリングシステムにおいて、
前記第１の取入ダクト部、前記排気ダクト部の少なくとも一方は、前記前側熱交換器を支持する支持部と、その流路断面にわたして配置された補強フィン部とを備えること
を特徴とする車両のクーリングシステム。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載の車両のクーリングシステムにおいて、
前記排気ダクト部の前記排出部は、前記後側熱交換器の上端部よりも上方に設けられ、
前記第２の取入ダクト部の前記第２の導入部は、前記車両の前方から見て前記第１の取入ダクト部の前記第１の導入部から車幅方向、下方の少なくとも一方に張り出して配置されること
を特徴とする車両のクーリングシステム。
【請求項５】
請求項４に記載の車両のクーリングシステムにおいて、
前記前側熱交換器は、その上端部が下端部よりも前記車両の前方側となるように前傾して配置されること
を特徴とする車両のクーリングシステム。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の車両のクーリングシステムにおいて、
前記前側熱交換器は空冷式インタークーラ又は水冷式インタークーラ用のラジエータであり、
前記後側熱交換器は、エンジン用ラジエータ、エアコンディショナ用コンデンサの少なくとも一方であること
を特徴とする車両のクーリングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車両に備えられ、インタークーラ、ラジエータ、エアコンディショナ用コンデンサ等の熱交換器を有するクーリングシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両は、その車両前方側に、走行風によってエンジン冷却水を冷却するラジエータ、エアコンディショナの冷媒を冷却し凝縮するコンデンサ等の熱交換器を備えている。
また、車両は、ターボチャージャ、機械式スーパチャージャ（ＭＳＣ）等の過給器を備える場合は、過給器により圧縮され温度が向上した空気を冷却し、その酸素密度を向上するための熱交換器であるインタークーラが備えられる。
上述したような熱交換器は、車両の前方側から、例えば、インタークーラ、コンデンサ、ラジエータの順に配列されたものが知られている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００４−１１４８７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
インタークーラは、その冷却能力（吸気温度）によってエンジンの出力に与える影響が大きいことから、これらのなかでは最も前方側に配置することが望ましいが、この場合、走行風がインタークーラとの熱交換によって熱せられた排気がコンデンサやラジエータに流入することになるから、その冷却能力が低下してしまう。このようなレイアウトをとる場合、コンデンサ、ラジエータは、その冷却能力を確保するため、容量を増やしたり電動ファンの能力を増強することが必要となり、重量や占有スペースが大きくなってしまう。
これに対し、例えば、インタークーラは、ラジエータ等に対して車幅方向等にオフセットして配置することも知られているが、高出力を得るために大型化されたインタークーラの場合には、オフセットして配置することは困難である。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、車両の前後方向に配列される複数の熱交換器の冷却能力を確保したクーリングシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１の発明は、車両の走行風によって冷却される前側熱交換器と、前記前側熱交換器に対して前記車両の後方側であり、かつ、前記車両の前方から見てその少なくとも一部が前記前側熱交換器と重複する位置に配置され、前記車両の走行風によって冷却される後側熱交換器と、走行風が前記前側熱交換器を通過した後の排気を、前記車両の前方から見て前記後側熱交換器の外側の領域に排出する排気ダクト部とを備える車両のクーリングシステムである。
【０００５】
請求項２の発明は、請求項１に記載の車両のクーリングシステムにおいて、前記前側熱交換器に対して前記車両の前方側に配置された第１の導入部から、この前側熱交換器へ走行風を導入する第１の取入ダクト部と、前記車両の前方から見て前記第１の取入ダクト部の前記第１の導入部の外側の領域に配置された第２の導入部から、前記後側熱交換器へ走行風を導入する第２の取入ダクト部とを備えることを特徴とする車両のクーリングシステムである。
請求項３の発明は、請求項２に記載の車両のクーリングシステムにおいて、前記第１の取入ダクト部、前記排気ダクト部の少なくとも一方は、前記前側熱交換器を支持する支持部と、その流路断面にわたして配置された補強フィン部とを備えることを特徴とする車両のクーリングシステムである。
請求項４の発明は、請求項２又は請求項３に記載の車両のクーリングシステムにおいて、前記排気ダクト部の前記排出部は、前記後側熱交換器の上端部よりも上方に設けられ、前記第２の取入ダクト部の前記第２の導入部は、前記車両の前方から見て前記第１の取入ダクト部の前記第１の導入部から車幅方向、下方の少なとも一方に張り出して配置されることを特徴とする車両のクーリングシステムである。
請求項５の発明は、請求項４に記載の車両のクーリングシステムにおいて、前記前側熱交換器は、その上端部が下端部よりも前記車両の前方側となるように前傾して配置されることを特徴とする車両のクーリングシステムである。
請求項６の発明は、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の車両のクーリングシステムにおいて、前記前側熱交換器は空冷式インタークーラ又は水冷式インタークーラのラジエータであり、前記後側熱交換器は、エンジン用ラジエータ、エアコンディショナ用コンデンサの少なくとも一方であることを特徴とする車両のクーリングシステムである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）排気ダクト部は、前側熱交換器から排出される高温の排気を、車両前方から見て後側熱交換器の外側の領域に放出するから、排気が後側熱交換器に流入することを防止し、その冷却能力を向上することができる。
（２）第２の取入ダクト部は、車両前方から見て第１の取入ダクト部の第１の導入口の外側の領域から走行風を取り入れ、後側熱交換器に導入するから、後側熱交換器への走行風の供給を確保することができ、かつ、この走行風が前側熱交換器によって加熱されることを防止するから、後側熱交換器の冷却能力をさらに向上することができる。
（３）第１の取入ダクト部、排気ダクト部の少なくとも一方は、前側熱交換器の支持部を備えているから、その支持構造を簡単化することができ、また、流路断面にわたして補強フィンを配置しているから、支持部の強度を確保するとともに、整流効果を得ることができる。
（４）排気ダクト部の排出部は、後側熱交換器の上端部よりも上方に配置されるから、前側熱交換器の排気を、例えばフロントフードにエアアウトレットを設けたり、フロントフード下面とエンジンとの間を通すことによって、確実に排出することができる。
（５）排気ダクトの排出部を上方に配置する場合、前側熱交換器を前傾して配置することによって、比較的大型のものであってもスペース効率よく収容することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明は、車両の前後方向に配列される複数の熱交換器の冷却能力を確保したクーリングシステムを提供するという目的を、インタークーラの後方側にコンデンサ、ラジエータを順次配列したクーリングシステムにおいて、走行風がインタークーラを通過した排気をコンデンサ等の上方側に排出するアウトレットダクトを設けることによって解決する。
【実施例１】
【０００８】
以下、本発明を適用した車両のクーリングシステムの実施例１について、図面等を参照して説明する。
図１は、実施例１のクーリングシステムの外観斜視図である。図２は、クーリングシステムを車両の側方から見た状態を示す透視図である。図３は、クーリングシステムを車両の上方から見た状態を示す透視図である。
【０００９】
本実施例において、車両は、例えば車室の前方側に配置されたエンジンルームを有する乗用車であって、その車体前端部に、メインフレーム１１０と、バンパービーム１２０とを備え、クーリングシステム１は、車両のフロントオーバーハングにおいて、左右のメインフレーム１１０の間であってかつバンパービーム１２０の後方側に配置されている。
メインフレーム１１０は、図示しないエンジンルームの左右にそれぞれ設けられ、その後端部を図示しない車室側に接続され、略前後方向に延在する構造部材である。
バンパービーム１２０は、左右のメインフレーム１１０の前端部の間にわたして設けられ、略車幅方向に延在する梁状の構造部材である。
【００１０】
クーリングシステム１は、インタークーラ１０と、ラジエータ２０と、コンデンサ３０と、インタークーラ用のインテークダクト４０、アウトレットダクト５０と、ラジエータ・コンデンサ用のインテークダクト６０とを備えている。
【００１１】
インタークーラ１０は、図示しないターボチャージャ、ＭＳＣ等の過給器から吐出された加圧空気を走行風によって冷却する空冷のチューブ−フィン式熱交換器であって、バンパービーム１２０の上部に配置され、インテークタンク１１と、アウトレットタンク１２と、インテークダクト１３と、アウトレットダクト１４とを備えている。
【００１２】
インタークーラ１０は、その外形を走行風の流入方向から見て略矩形に形成されたコア部を備え、冷却対象となる加圧空気が車幅方向に沿って流されるとともに、これを冷却する走行風が車両の前方側から後方側へ通過することによって、コア部の表面において熱交換が行われるようになっている。また、図２に示すように、インタークーラ１０は、その上端部が下端部よりも車両の前方側となるように前傾して配置されている。
【００１３】
インテークタンク１１、アウトレットタンク１２は、それぞれインタークーラ１０の車幅方向における両端部に備えられている。
インテークダクト１３は、その一端部を例えばターボチャージャのコンプレッサの出口側に接続され、他端部をインテークタンク１１の下部に接続されている。
アウトレットダクト１４は、その一端部をアウトレットタンク１２の上部に接続され、他端部を図示しないスロットルボディに接続されている。
【００１４】
ラジエータ２０は、図示しないエンジンの冷却水（クーラント）を走行風によって冷却する熱交換器であって、インテークパイプ２１と、アウトレットパイプ２２とを備えている（インテークパイプ２１、アウトレットパイプ２２は図４参照）。
ラジエータ２０は、走行風の流入方向から見て略矩形に形成されたコア部を備え、その上端部と下端部とが略鉛直に配列されるようにして直立して配置されている。また、ラジエータ２０は、その上下方向、車幅方向ともに、インタークーラ１０よりも大きく形成されている。
ラジエータ２０は、そのコア部の上部であってかつ車幅方向における中央部が、車両の前方側から見て、インタークーラ１０のコア部の下部の範囲と重複した位置に配置されている。
インテークパイプ２１は、ラジエータ２０に備えられた図示しないインテークタンクに接続され、図示しないエンジンのウォーターポンプから圧送されるクーラントをラジエータ２０に供給するものである。
アウトレットパイプ２２は、ラジエータ２０に備えられた図示しないアウトレットタンクに接続され、冷却後のクーラントをエンジン側に送り返すものである。
また、ラジエータ２０の車両後方側には、図示しない電動ファンが備えられる。電動ファンは、ラジエータ２０に供給されるクーラントの水温、エアコンディショナのコンプレッサ負荷、車速等に応じて制御され、熱負荷が高い場合や低速走行時における冷却能力を確保するものである。
【００１５】
コンデンサ３０は、車室側に設けられた図示しないエアコンディショナ室内ユニットから供給される気相の冷媒を走行風によって冷却し、凝縮して再液化させることによって室内側からの熱を放出する熱交換器であって、ラジエータ２０の車両前方側に隣接して配置されている。
コンデンサ３０は、走行風の流入方向から見て略矩形の板状に形成されたコア部を備え、このコア部は、ラジエータ２０に対して略平行に直立して配置されている。また、コンデンサ３０は、そのコア部が車両の前方側から見てラジエータ２０のコア部と略重複して配置されている。
なお、上述したラジエータ２０及びコンデンサ３０は、左右のメインフレーム１１０の間であって、バンパービーム１２０の後方側の領域に配置されている。
【００１６】
インテークダクト（取入ダクト）４０は、車両の前後方向に延在し、走行風をインタークーラ１０に導入するものであって、略矩形の流路横断面形状を有し、その前端部の取入口（導入部）４１は車両の図示しないフロントグリル側に開口し、後端部は、インタークーラ１０のコア部に接続されている。
【００１７】
アウトレットダクト（排気ダクト）５０は、走行風がインタークーラ１０を通過した後の排気をラジエータ２０の上方側の領域に排出するものである。
アウトレットダクト５０は、略矩形の流路横断面形状を有し、その一方の端部は、インタークーラ１０の車両後方側の部分に接続され、他方の端部は、ラジエータ２０の上端部よりも上方かつ車両の後方側に設けられ、上述した排気の排出口（排出部）５１となっている。
図２に示すように、アウトレットダクト５０の上面部は、略平面状に形成されており、その下面部は、コンデンサ３０の上端部との干渉を避けるため、車幅方向に沿って折り曲げられた凹面となっている。
アウトレットダクト５０の排出口５１から排出された排気は、例えば、図示しないフロントフードに開口したエアアウトレット部から車外に排出される。
【００１８】
インテークダクト（取入ダクト）６０は、車両の前方側から見て上述したインタークーラ用のインテークダクト４０の取入口４１の外側の領域に配置された複数の取入口（導入部）から、取入口コンデンサ３０に走行風を導入するものである。
図４は、インテークシステム１からインタークーラ１０と、インタークーラ１０用のインテークダクト４０及びアウトレットダクト５０を取り外した状態を示す外観斜視図である。
インテークダクト６０は、取入口６１，６２，６３と、空間部６４とを備えている。
取入口６１，６２は、それぞれバンパービーム１２０の上側であって、インテークダクト４０の取入口４１を車幅方向に挟んだ両側にそれぞれ設けられた矩形の開口である。
また、インテークダクト６０の取入口６１，６２の後方側の領域は、車両方向側の流路断面の横幅が徐々に小さくなるテーパ状に形成されている。
取入口６３は、バンパービーム１２０の下部に沿って横長に形成された矩形の開口である。
空間部６４は、コンデンサ３０の直前部に設けられ、その車両後方側の端部コンデンサ３０のコア部の略全面に対して開口している。また、空間部６４は、上述した取入口６１，６２，６３とそれぞれ連通しており、これらの取入口から流入された走行風がラム圧によって加圧された状態で流入するようになっており、この走行風がコンデンサ３０、ラジエータ２０を順次通過してこれらを冷却する。なお、走行風がラジエータ２０を通過した後の排気は、図示しないエンジンルーム内を通過して、例えば車両の床下側等から排出される。
【００１９】
次に、上述した実施例１による効果を、以下説明する比較例と対比して説明する。なお、本比較例及び後述する実施例２については、上述した実施例１と同様の部分については同じ符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。
図５は、本発明の比較例であるクーリングシステムの外観斜視図である。
比較例のクーリングシステム２においては、実施例１のインテークダクト４０、インテークダクト５０、アウトレットダクト６０は設けられず、インタークーラ１０ａは、略直立した状態で、コンデンサ３０の車両前方側に隣接して配置されている。
なお、図５において、理解を容易にするために、インタークーラ１０ａ、ラジエータ２０、コンデンサ３０を、車幅方向に直交する同一平面で切った断面を斜線部によって示す。
【００２０】
比較例のクーリングシステム２は、走行風がインタークーラ１０ａを通過した後の高温の排気がコンデンサ３０及びラジエータ２０を順次通過するから、コンデンサ３０及びラジエータ２０の冷却能力を確保することが難しく、ラジエータ２０、コンデンサ３０の容量を大きくしなければならず、車両の重量増の原因となる。
また、走行風は、インタークーラ１０を通過せずに、その下側等から直接コンデンサ３０、ラジエータ２０に流入したほうが圧力損失が少ないため、このような流路に走行風が集中してインタークーラ１０への走行風の流入量が低下してその冷却能力が低下してしまう。
【００２１】
これに対し、実施例１は、以下の効果を奏することができる。
（１）走行風Ｉinがインタークーラ１０を通過した後の排気Ｉoutは、アウトレットダクト５０内を通過してラジエータ２０の上側かつ後方側に設けられた排出口５１から排出されるから、ラジエータ２０、コンデンサ３０に流入することが防止され、その冷却能力を確保することができる。
（２）インタークーラ１０の出口側に他の熱交換器が配置されないから、その背圧を低くすることができ、インタークーラ１０を通過する走行風の風量を確保することができる。
（３）ラジエータ２０、コンデンサ３０は、車両の前方側から見てインタークーラ１０用のインテークダクト４０の取入口４１と重複しない位置に設けられた取入口６１，６２，６３から導入される走行風ＣＲinによって冷却されるから、インタークーラ１０がその前方に配置されている場合であっても、走行風の風量を確保することができ、冷却能力を確保することができる。
（４）インテークダクト６０は、取入口６１，６２，６３から取り入れた走行風ＣＲinを、コンデンサ３０、ラジエータ２０のコア部の略全面に供給するから、バンパービーム１２０等の後方側の部分にも走行風を効率よく供給することができる。
（５）上述したように、各熱交換器の冷却能力を確保することができるから、その容量を比較的小さくすることができ、車両の軽量化を図ることができる。特に、クーリングシステムを車両のフロントオーバーハングに配置する場合には、車両のヨーイングモーメントを低減し、操縦安定性を向上することができる。また、電動ファンの消費電力も低減することができる。
【実施例２】
【００２２】
次に、本発明を適用した車両のクーリングシステムの実施例２について説明する。
図６は、実施例２のクーリングシステム３の外感斜視図である。
実施例２のクーリングシステム３は、例えば樹脂系材料によって一体成形されたフロントエンドモジュール７０を備えている。
フロントエンドモジュール７０は、外枠部７１と、インタークーラダクト部７２と、取入口７３，７４，７５とを備えている。
【００２３】
外枠部７１は、その内側に図示しないラジエータ２０、コンデンサ３０が収容され支持されるボックス状の枠体であって、その内部の一部の範囲にインタークーラダクト部７２が配置され、他の範囲は、取入口７３，７４，７５から導入された走行風がコンデンサ３０、ラジエータ２０に順次供給されるダクト部になっている。
インタークーラダクト部７２は、略矩形の流路横断面形状を有し、その中間部にインタークーラ１０が配置されるものであって、上述した実施例１におけるインテークダクト４０及びアウトレットダクト５０と同様の機能を有するものである。
インタークーラダクト部７２は、その前端部にバンパビーム１２０の上方に配置された矩形の開口である取入口７２ａが設けられている。
また、インタークーラダクト部７２は、その流路内のインタークーラ１０の前方側に、補強用フィン７２ｂを備えている。補強用フィン７２ｂは、インタークーラダクト部７２内の上面部と下面部とにわたして設けられた平板状の部材であって、車幅方向に分散して複数設けられている。
取入口７３，７４は、インタークーラダクト部７２の取入口７２ａを車幅方向に挟んだ両側にそれぞれ設けられた矩形の開口部である。また、取入口７５は、バンパービーム部１２０の下側に設けられた横長の矩形の開口部である。
また、フロントエンドモジュール７０は、取入口７３，７４，７５から取り入れられた走行風が導入されるとともに、コンデンサ３０のコア部に面した開口部が備えられた図示しない空間部を備えている。
【００２４】
実施例２によれば、フロントエンドモジュール７０は、インタークーラダクト部７２と、ラジエータ２０、コンデンサ３０に走行風を供給するダクト部とを一体化して形成し、さらに、インタークーラ１０、ラジエータ２０、コンデンサ３０を支持するキャリア部の機能を併せ持つから、部品点数を低減し、組立の簡単化及び車両のさらなる軽量化を図ることができる。
また、フロントエンドモジュール７０にダクトの機能を持たせているため、外枠７１は、車両の前後方向に奥行きをもったボックス状に形成されるから、その剛性の確保が容易となり、比較的肉薄の材料や、安価で軽量な材料を用いることができる。
さらに、インタークーラダクト部７２は、補強用フィン７２ｂを備えているから、その剛性が確保されるとともに、内部を通流する走行風を整流し、インタークーラ１０の冷却効果を向上することができる。
【００２５】
（変形例）
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
（１）上述した各実施例では、熱交換器は、例えば、空冷式のインタークーラ、エンジン冷却水用のラジエータ、エアコン用のコンデンサであったが、これに限らず、例えば、エンジンオイルクーラ、トランスミッションオイルクーラ、液冷式インタークーラのラジエータ等であってもよい。また、複数の冷却対象物を冷却する複合型の熱交換器であってもよく、例えば、エンジン冷却水用のラジエータ及びエアコン用のコンデンサを複合化したり、また、ラジエータ内にオートマティックトランスミッションフルード（ＡＴＦ）のクーラを内蔵したハイブリッド式の熱交換器であってもよい。
（２）各熱交換器の走行風の導入部及び排出部の位置は、上述した各実施例のものに限定されない。例えば、前側熱交換器の排気は、車両の床下側から排出するようにしてもよい。
（３）実施例２のようなフロントエンドモジュールにおいて、冷却系以外の他の構成要素を付加した構成としてもよい。例えば、灯火類やウォッシャータンク等の補器類を同一の支持体に備えた構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明を適用した車両のクーリングシステムの実施例１の外観斜視図である。
【図２】図１のクーリングシステムを車両の側方から見た状態を示す透視図である。
【図３】図１のクーリングシステムを車両の上方から見た状態を示す透視図である。
【図４】図１のクーリングシステムからインタークーラと、インタークーラ用のインテークダクト及びアウトレットダクトを取り外した状態を示す外観斜視図である。
【図５】本発明の比較例のクーリングシステムの外観斜視図である。
【図６】本発明を適用した車両のクーリングシステムの実施例２の外観斜視図である。
【符号の説明】
【００２７】
１    クーリングシステム
１０    インタークーラ
２０    ラジエータ
３０    コンデンサ
４０    インテークダクト
４１    取入口
５０    アウトレットダクト
５１    排出口
６０    インテークダクト
６１，６２，６３    取入口
１１０    メインフレーム
１２０    バンパービーム
【図１】
2006248333.tif 000003
【図２】
2006248333.tif 000004
【図３】
2006248333.tif 000005
【図４】
2006248333.tif 000006
【図５】
2006248333.tif 000007
【図６】
2006248333.tif 000008