(57)【要約】【課題】冷却効率が高いインタークーラの取付構造を提供する。【解決手段】インタークーラ２Ａに備えるフィン２２は、インタークーラ２Ａにおけるチューブ２０，２０間に設けられる開口部がつくる仮想端面２４に対して、車両前方ＦＲ側が高く、車両後方ＲＲ側が低くなるように傾斜して配置される。インタークーラ２Ａは、車両前方ＦＲ側が低く、車両後方ＲＲ側が高くなるように傾斜して、エンジン１の上方に取り付けられる。この取付状態において、水平方向に対するフィン２２の傾斜角度θが２０°以上４０°以下である。このインタークーラの取付構造は、ラジエータファン３ｆが稼働した場合でも、インタークーラ２Ａの外気ｗの流通路に、エンジン１における車両前方ＦＲに配置されたラジエータ３からの熱い空気が流れ込み難い。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンにおける車両前方にラジエータ及びラジエータファンが配置された前記エンジンの上方にインタークーラが取り付けられたインタークーラの取付構造であって、
前記インタークーラは、
吸気が流通されると共に並列配置される複数のチューブと、
隣り合う前記チューブ間に配置されて、前記吸気からの熱を放散するフィンとを備え、
前記フィン又は前記チューブは、前記インタークーラにおける前記チューブ間に設けられる開口部がつくる仮想端面に対して、車両前方側が高く、車両後方側が低くなるように傾斜して配置され、
前記インタークーラは、車両前方側が低く、車両後方側が高くなるように傾斜して車両に取り付けられ、
この取付状態において、水平方向に対する前記フィンの傾斜角度又は前記チューブの傾斜角度が２０°以上４０°以下であるインタークーラの取付構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載されるエンジンの上方にインタークーラが取り付けられたインタークーラの取付構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ターボチャージャといった過給機を備えた車両のエンジンでは、スロットルバルブと過給機間にインタークーラを取り付け、過給機によって圧縮されて高温となった空気（吸気）を冷却して、エンジンの吸気系に供給することがなされている。特許文献１に記載されるような空冷式のインタークーラ２００は、図５に示すように上述の高温の吸気が導入される導入タンク部２５０と、放熱して低温になった吸気をエンジン１側に排出する排出タンク部２７０と、両タンク部２５０，２７０に接続されて、吸気が流通される複数のチューブ（図示せず）と、吸気の熱を放散するフィン２２０とを備える。複数のチューブは、所定の間隔をあけて並列配置される。フィン２２０は、隣り合うチューブ間に配置されて、冷却風である外気（走行風）ｗがチューブ間を抜けるように設けられる。代表的には、フィン２２０は波付け板で構成され、図５に示すように波付け板における山部の頂点の稜線と谷部の底部の稜線とがチューブの軸方向に直交するように配置される。その結果、チューブとフィン２２０とでつくられる外気ｗの流通路は、チューブの軸方向（吸気の流通方向）に対して直交するように設けられる（以下、このようなインタークーラを直交フィン形態と呼ぶ）。これら複数のチューブと複数のフィンとで構成される直方体状の集合体をコア部などと呼ぶ。
【０００３】
インタークーラ２００は、例えば、車両のエンジンルーム８内において、エンジン１の上方に取り付けられ、車両前方ＦＲに開口部７０が設けられたダクト７を介して、外気ｗがコア部に導入される。図５や特許文献１の図１に示すように、コア部の車両前方ＦＲ側が低く、車両後方ＲＲ側が高いという前下がりの状態でインタークーラ２００を取り付けると、取付高さをある程度低くしつつ、ダクト７からの外気ｗをコア部に導入できる。なお、図５では、車両前方ＦＲから車両後方ＲＲに向かって吸気が流通され、車両上方ＵＰから車両下方ＬＷＲに向かって外気ｗが流通されるように、ダクト７及びインタークーラ２００が車両に取り付けられた場合を示す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２７０７３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の直交フィン形態のインタークーラ２００が上述のようにエンジン１の上方に前下がりの状態で取り付けられると、インタークーラ２００の外気ｗの流通路における水平方向に対する角度γが図５に示すように直角に近い角度になり易い。その結果、後述するようにラジエータ３からの熱い空気が外気ｗの流通路に導入されることや、流通抵抗が大きいことから、吸気の冷却効率の低下を招く恐れがある。
【０００６】
エンジン１における車両前方ＦＲにラジエータ３及びラジエータファン３ｆが配置されている場合にラジエータファン３ｆが稼働すると、図５に破線矢印で示すようにラジエータ３からの熱い空気がインタークーラ２００の外気ｗの流通路に流れ込む恐れがある。熱い空気は、密度が小さく軽いため上昇気流となって、外気ｗの流通路に流れ込んだり、更にはダクト７にまで至ったりする恐れがある。外気ｗの流通路に上記の熱い空気が導入されると、フィン２２０を介してチューブ内の吸気の熱を十分に放熱できず、吸気温度の上昇を招く可能性がある。ラジエータファン３ｆが稼働する場合とは車両が低速走行している場合や車両が走行していない場合が多く、インタークーラ２００は、冷却風である走行風を十分に得られない状態にあるときに上記の熱い空気が導入されることからも、吸気の熱を放熱し難いと考えられる。
【０００７】
また、ダクト７とインタークーラ２００の外気ｗの流通路との近傍は、外気ｗの流れ方向が車両前後方向から車両上下方向に大きく変わり、外気ｗの流通速度（風速）が低下し易く、流路抵抗が大きいといえる。特に、コア部の車両前方ＦＲ側の領域は、車両後方ＲＲ側の領域に比べて流れ方向の変化が大きく、外気ｗが流れ難い領域になり易い。外気ｗの流通速度が小さくなったり、コア部における外気ｗの流通状態の偏りが生じたりすることで、吸気の熱を放熱し難いと考えられる。
【０００８】
本発明の目的の一つは、冷却効率が高いインタークーラの取付構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様に係るインタークーラの取付構造は、
エンジンにおける車両前方にラジエータ及びラジエータファンが配置された前記エンジンの上方にインタークーラが取り付けられたインタークーラの取付構造であって、
前記インタークーラは、
吸気が流通されると共に並列配置される複数のチューブと、
隣り合う前記チューブ間に配置されて、前記吸気からの熱を放散するフィンとを備え、
前記フィン又は前記チューブは、前記インタークーラにおける前記チューブ間に設けられる開口部がつくる仮想端面に対して、車両前方側が高く、車両後方側が低くなるように傾斜して配置され、
前記インタークーラは、車両前方側が低く、車両後方側が高くなるように傾斜して車両に取り付けられ、
この取付状態において、水平方向に対する前記フィンの傾斜角度又は前記チューブの傾斜角度が２０°以上４０°以下である。
【発明の効果】
【００１０】
上記のインタークーラの取付構造は、以下の理由により、チューブ内の吸気の熱を、フィンを介して外気に効率よく放散できて、吸気の冷却効率が高い。
【００１１】
上記のインタークーラの取付構造では、インタークーラの外気の流通路における水平方向に対する角度が上述の従来の直交フィン形態に比較して小さくできる。そのため、ラジエータファンが稼働した場合にラジエータからの熱い空気がインタークーラの外気の流通路に流れ込み難く、冷却風である外気を良好に流通できるからである。
【００１２】
上記のインタークーラの取付構造では、インタークーラに外気を導入するダクトとインタークーラの外気の流通路との近傍において、外気の流れ方向の変化を上述の従来の直交フィン形態に比較して小さくできる。特に、インタークーラの車両前方側の領域における流れ方向の変化を小さくできる。そのため、インタークーラに導入される外気の流通速度の低下を低減し易く、外気を勢いよくフィンに接触できる。また、インタークーラの車両前方から車両後方に至る広い範囲に亘って、外気が流れ易い。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態１のインタークーラの取付構造を示す概略構成図である。
【図２】実施形態１のインタークーラの取付構造に備えるインタークーラの模式平面図である。
【図３】実施形態２のインタークーラの取付構造を示す概略構成図である。
【図４】実施形態２のインタークーラの取付構造に備えるインタークーラの模式平面図である。
【図５】従来のインタークーラが自動車に取り付けられた状態を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明のインタークーラの取付構造を具体的に説明する。
図面において、同一符号は同一名称物を示す。
【００１５】
［実施形態１］
（全体構成）
図１，図２を参照して、実施形態１のインタークーラの取付構造を説明する。図１などでは、自動車の前方を車両前方ＦＲ、後方を車両後方ＲＲ、上方を車両上方ＵＰ、下方を車両下方ＬＷＲ、右方を車両右方ＲＨ（図４など）、左方を車両左方ＬＨ（図４など）と呼ぶ。図１は、自動車の車両前方ＦＲに設けられたエンジンルーム８を自動車の上下方向に平行な面で切断した縦断面を示す。
【００１６】
実施形態１のインタークーラの取付構造は、ターボチャージャといった過給機（図示せず）を備えたエンジン１と、エンジン１の近傍に配置される空冷式のインタークーラ２Ａと、エンジン１における車両前方ＦＲに配置されるラジエータ３及びラジエータファン３ｆとを搭載する自動車に利用される。また、実施形態１のインタークーラの取付構造は、フロントグリルなどが設けられる自動車の車両前方ＦＲに開口部７０が設けられ、車両前方ＦＲから車両後方ＲＲに向かって冷却風である外気（走行風）ｗを導入し、更にインタークーラ２Ａ側に外気ｗを案内するダクト７が設けられる自動車に利用される。この例のインタークーラ２Ａは、車両前方ＦＲから車両後方ＲＲに向かって過給機を経た吸気が流通し、車両上方ＵＰから車両下方ＬＷＲに向かって外気ｗが流通するように自動車に取り付けられるものである。
【００１７】
実施形態１のインタークーラの取付構造は、インタークーラ２Ａにおけるフィン２２の取付方向と自動車に対するインタークーラ２Ａ自体の取付方向とが特定の条件を満たすように、エンジン１の上方にインタークーラ２Ａが取り付けられたものである。また、実施形態１のインタークーラの取付構造では、インタークーラ２Ａの外気ｗの流通路が直交ファン形態とは異なり、チューブの軸方向に非直交に交差する、特に前上がりの状態に設けられ、インタークーラ２Ａが前下がりの状態で自動車に取り付けられる。このインタークーラ２Ａの取付状態において、水平方向に対するフィン２２の傾斜角度θが２０°以上４０°以下である。図１などでは、角度θ、α、βなどを誇張して示す。
以下、より詳細に説明する。
【００１８】
（インタークーラ）
インタークーラ２Ａは、図２に示すように吸気が流通されると共に並列配置される複数のチューブ２０と、隣り合うチューブ２０，２０間に配置されて、吸気からの熱を放散するフィン２２とを備える。インタークーラ２Ａは、更に、過給機によって圧縮されて高温となった空気（吸気）が導入される導入タンク部２５と、フィン２２を介して放熱して低温になった吸気をエンジン１側に排出する排出タンク部２７とを備える。これら複数のチューブ２０と複数のフィン２２とによって、代表的には直方体状のコア部を構成する。
【００１９】
各チューブ２０は、隣りのチューブ２０と所定の間隔をあけて並列され、一端部が導入タンク部２５に接続され、他端部が排出タンク部２７に接続されて、吸気を導入タンク部２５から排出タンク部２７に流す。各チューブ２０は、放熱性に優れる材料、例えばアルミニウムやアルミニウム合金などの金属によって構成され、代表的には横断面形状が細長い楕円状の筒体（後述の図４の破線円内参照）である。各チューブ２０の大きさ、コア部を構成する個数、チューブ２０，２０間の間隔などは適宜選択でき、図１，図２では概念的に示す（後述するフィン２２の大きさや図３，図４についても同様）。
【００２０】
フィン２２は、隣り合うチューブ２０，２０と両タンク部２５，２７とで囲まれる貫通空間（この例では直方体状の空間）に設けられる。フィン２２は、貫通空間をつくるチューブ２０，２０の一方の開口側から他方の開口側に向かって外気ｗが流通できるようにチューブ２０などに固定されて、チューブ２０内に流れる吸気に対する外気ｗへの放熱面積を増大する部材である。フィン２２は、放熱性に優れる材料、例えばアルミニウムやアルミニウム合金などの金属によって構成される。この例のフィン２２は、山部と谷部とが周期的に設けられた波付き板であり、山部の頂点及び谷部の底部が隣り合うチューブ２０，２０に接するようにチューブ２０，２０間に配置される。波付き板がチューブ２０，２０間に挟まれてできる空間を外気ｗの流通路とする。この流通路の一方の開口部は、上記貫通空間を構成する一方の開口側に設けられ、他方の開口部が他方の開口側に設けられる。波付き板はフィン２２の構成材の一例であり、その他、後述する実施形態２のように、複数の板材を並列させた板材群などをフィン２２に利用できる。
【００２１】
インタークーラ２Ａでは、図１に示すようにフィン２２がコア部の仮想端面２４に対して、車両前方ＦＲ側が高く、車両後方ＲＲ側が低くなるように傾斜して配置される。仮想端面２４とは、直方体状のコア部において、チューブ２０，２０間に設けられる開口部がつくる仮想面、つまり、上述の貫通空間をつくるチューブ２０，２０の一方の開口縁や外気ｗの流通路の開口部によってつくられる仮想面である。仮想端面２４に対するフィン２２の傾斜角度αは９０°未満の鋭角とする。傾斜角度αが小さいほど、インタークーラ２Ａが前下がりに取り付けられた状態において、ラジエータファン３ｆが稼働してもラジエータ３からの熱い空気がインタークーラ２Ａの外気ｗの流通路に流れ込み難い。また、外気ｗの流通路における外気ｗの導入側の開口部近傍（ダクト７との接続側近傍）では、外気ｗの流れ方向の変化を小さくし易く、外気ｗの流通抵抗を低減し易い。傾斜角度αが小さ過ぎると、ダクト７からコア部に外気ｗが流入し難い。上記熱い空気の流入防止、流通抵抗の低減、外気ｗの良好な導入などを考慮すると、傾斜角度αを４５°以上５５°以下とすることができる。この例のように波付き板でインタークーラ２Ａを構成する場合、フィン２２の傾斜角度αとは、仮想端面２４に対する山部の頂点の稜線及び谷部の底部の稜線の傾き（ここではチューブ２０の軸方向に対する傾きに等しい）に相当する。
【００２２】
（取付状態）
インタークーラ２Ａは、コア部の車両前方ＦＲ側が低く、車両後方ＲＲ側が高くなるように傾斜して自動車（車両の一例）に取り付けられる。インタークーラ２Ａがこのように前下がりに取り付けられた状態において、水平方向に対するフィン２２の傾斜角度θが２０°以上４０°以下を満たすように、上述の傾斜角度αに応じて、インタークーラ２Ａにおける水平方向に対する取付角度βを調整するとよい（例えばβ＝１５°〜２５°）。傾斜角度θが４０°以下であれば、上述の熱い空気がインタークーラ２Ａの外気ｗの流通路に流れ込み難い上に流通抵抗を小さくできる。傾斜角度θが小さいほど、上記熱い空気の流入防止効果、流通抵抗の低減効果を高め易い。傾斜角度θが２０°以上であれば、傾斜角度αをある程度大きくし易く、外気ｗを外気ｗの流通路に導入し易い上に、傾斜角度αを一定とする場合に取付角度βをある程度小さくして、フード９とインタークーラ２Ａ間の空間を大きく確保し易い。ここで、車両前方ＦＲから車両後方ＲＲに延びるダクト７を介して、車両上方ＵＰから車両下方ＬＷＲに向かって外気ｗをインタークーラ２Ａに案内する場合、取付角度βを小さくするほど、ダクト７におけるインタークーラ２Ａとの接続箇所近くに設けられるラッパ状の供給部が車両上方ＵＰに膨らむことを抑制し易い。その結果、フード９とインタークーラ２Ａ間の空間を大きく確保し易く、歩行者保護の観点から好ましい。上記熱い空気の流入防止、外気ｗの良好な導入、歩行者保護などを考慮すると、傾斜角度θを上記範囲で適宜選択するとよい。
【００２３】
図１では、傾斜角度αが上述の範囲を満たすインタークーラ２Ａを傾斜角度θが上述の範囲を満たすように前下がりに取り付けた状態を示す。このインタークーラ２Ａにダクト７を取り付けることで、ダクト７に沿って、車両前方ＦＲから車両後方ＲＲに導入された外気ｗは、傾斜角度θに応じて、インタークーラ２Ａのコア部の車両斜め上方から車両斜め下方に向かって流れる。インタークーラ２Ａがこのように特定の条件を満たして取り付けられた状態では、インタークーラ２Ａの外気ｗの流通路における水平方向に対する角度が傾斜角度θであり、直角に近い上述の従来の直交フィン形態に比較して小さい。そのため、ダクト７からインタークーラ２Ａに向かう外気ｗの流れ方向の変化を小さくでき、コア部の車両前方ＦＲから車両後方ＲＲに至る全域に亘って、フィン２２が外気ｗに接触し易い。そのため、フィン２２は、車両前方ＦＲから車両後方ＲＲに向かってチューブ２０内を流通する吸気の熱を外気ｗに効率よく放散して、吸気温度の低下に寄与する。
【００２４】
（効果）
実施形態１のインタークーラの取付構造は、インタークーラ２Ａに備える外気ｗの流通路における水平方向に対する角度が上述のように上述の従来の直交フィン形態よりも小さいため、低速時や停車時などでラジエータファン３ｆが稼働しても、ラジエータ３からの熱い空気が外気ｗの流通路に流れ込み難い。また、実施形態１のインタークーラの取付構造は、ダクト７から外気ｗの流通路に流れる外気ｗの流れ方向の変化を上述の従来の直交フィン形態よりも小さくできる。そのため、ダクト７からインタークーラ２Ａに流れ込む際の外気ｗの流通速度の低下を低減して、流通速度が大きい外気ｗをフィン２２に勢いよく接触できる。また、上述のようにインタークーラ２Ａのコア部の車両前方ＦＲから車両後方ＲＲの全域に亘って、フィン２２が均一的に外気ｗに接触し易く、コア部における外気ｗとの接触状態の偏りを改善できる。実施形態１のインタークーラの取付構造は、このようなラジエータ３からの熱い空気によるインタークーラ２Ａの放熱効率の低下抑制及び外気ｗの流通抵抗の低減によって、チューブ２０内を流通する吸気の冷却効率に優れる。
【００２５】
更に、実施形態１のインタークーラの取付構造は、車両前方ＦＲからダクト７を介してインタークーラ２Ａに外気ｗを導入する構成であるため、フィン２２の傾斜角度θが上述の特定の範囲を満たすことで、フード９とインタークーラ２Ａ間の間隔を大きくし易く、歩行者保護の観点から好ましい。
【００２６】
［実施形態２］
図３，図４を参照して、実施形態２のインタークーラの取付構造を説明する。図３では、インタークーラ２Ｂのコア部の縦断面、エンジン１、ラジエータ３及びラジエータファン３ｆを抜粋して示す。
【００２７】
実施形態２のインタークーラの取付構造の基本的構成は実施形態１と同様であり、実施形態１との相違点は、インタークーラ２Ｂが、吸気の流通方向が車幅方向（車両の左右方向）となるように自動車に取り付けられるものである点、インタークーラ２Ｂの取付状態において、水平方向に対するチューブ２０の傾斜角度θが２０°以上４０°以下である点が挙げられる。また、この例のフィン２２は、複数の板材群で構成される。以下、相違点を詳細に説明し、実施形態１との共通構成及び効果については詳細な説明を省略する。
【００２８】
実施形態２のインタークーラの取付構造に備えるインタークーラ２Ｂは、実施形態１で説明したインタークーラ２Ａと同様に、図４に示すように、並列配置される複数のチューブ２０と、チューブ２０，２０間に配置されるフィン２２と、導入タンク部２５及び排出タンク部２７とを備える。インタークーラ２Ｂでは、図３に示すように各チューブ２０が仮想端面２４に対して、車両前方ＦＲ側が高く、車両後方ＲＲ側が低くなるように傾斜して配置される。仮想端面２４及び仮想端面２４に対するチューブ２０の傾斜角度αについては実施形態１を参照するとよい。
【００２９】
フィン２２は、隣り合うチューブ２０，２０と両タンク部２５，２７とで囲まれる貫通空間に設けられる。この例の貫通空間は、縦断面形状が傾斜角度αの角部を有する平行四辺形状の空間である。この例のフィン２２は、図４の破線円内に示すように複数の板材をチューブ２０の軸方向に沿って離間して並列配置させた板材群で構成される。各板材は、その隣り合うチューブ２０，２０に対向する二つの周縁がチューブ２０，２０に接するようにチューブ２０，２０間に配置される。隣り合うチューブ２０，２０とチューブ２０の軸方向に隣り合う二つの板材とで囲まれてできる空間を外気ｗの流通路とする。この流通路の一方の開口部は、上記貫通空間を構成する一方の開口側に設けられ、他方の開口部が他方の開口側に設けられる。この例の板材は、隣り合うチューブ２０，２０間の間隔に応じた長さを有する短辺縁と、チューブ２０の長径に近い長さを有する長辺縁とを有する長方形状の薄板材であるが、板材の形状、大きさ、板材の配置間隔などは適宜選択できる。板材の構成材料は、実施形態１を参照するとよい。
【００３０】
図３では、傾斜角度αが上述の範囲（４５°〜５５°）を満たすインタークーラ２Ｂを傾斜角度θが上述の範囲を満たすように前下がりに取り付けた状態を示す。このインタークーラ２Ｂにダクト７（図１）を取り付けることで、ダクト７に沿って、車両前方ＦＲから車両後方ＲＲに導入された外気ｗは、傾斜角度θに応じて、インタークーラ２Ｂのコア部の車両斜め上方から車両斜め下方に向かって流れる（図３の紙面上では左斜め上方から右斜め下に向かって流れる）。インタークーラ２Ｂがこのように特定の条件を満たして取り付けられた状態では、インタークーラ２Ｂの外気ｗの流通路における水平方向に対する角度が傾斜角度θであり、直角に近い上述の従来の直交フィン形態に比較して小さい。そのため、ダクト７からインタークーラ２Ｂに向かう外気ｗの流れ方向の変化を小さくでき、コア部の車両前方ＦＲから車両後方ＲＲに至る全域に亘って、フィン２２が外気ｗに接触し易い。
【００３１】
（効果）
実施形態２のインタークーラの取付構造は、実施形態１と同様にインタークーラ２Ｂに備える外気ｗの流通路における水平方向に対する角度（傾斜角度θ）が上述の従来の直交フィン形態よりも小さい。そのため、実施形態２のインタークーラの取付構造によれば、ラジエータ３からの熱い空気の流入低減、流通抵抗の低減によって、チューブ２０内を流通する吸気の冷却効率に優れる。また、ダクト７を利用する実施形態２のインタークーラの取付構造も、フード９とインタークーラ２Ｂ間の間隔を大きくし易く、歩行者保護の観点から好ましい。
【００３２】
本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００３３】
１  エンジン
２Ａ，２Ｂ，２００  インタークーラ
２０  チューブ
２２，２２０  フィン
２４  仮想端面
２５，２５０  導入タンク部
２７，２７０  排出タンク部
３  ラジエータ
３ｆ  ラジエータファン
７  ダクト
７０  開口部
８  エンジンルーム
９  フード
ｗ  外気（走行風）
【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】
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