(57)【要約】【課題】車両用ラジエータにおいて、冷却効率の向上や電動モータの熱害防止を図る。【解決手段】ラジエータ５は、冷却水チューブ１２の群と放熱フィン１３の群とからなるコアを有しており、コアの後ろに、電動モータ９で駆動されるファン８が配置されている。ファン８はボス部１０の外周に取付けられている。放熱フィン１３の曲げ密度を、ファン８で強く吸引されるドーナツ状エリア１５では曲げピッチが小さい高密度域１７と成し、正面視でボス部１０と重なる箇所は曲げピッチが大きい低密度域１８と成している。吸引風が強い領域で放熱フィン１３の密度が大きいため、冷却効率が高い。ボス部１０と重なる中央部では低密度域１８になっているため、放熱フィン１３の熱で電動モータ９が害を受けることはない。車両の衝突事故時には、低密度域１８がボス部１０に当たって容易に変形するため、事故時の衝撃吸収作用にも優れている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の前部に設けたエンジンルームの前部のうち電動式ラジエータファンの手前に配置されるラジエータであって、
間隔を空けて並列配置された多数本の冷却水チューブの群と、隣り合った冷却水チューブの間に配置された放熱フィンの群とを有しており、
前記放熱フィンの群の配置密度が、前記ラジエータファンの電動式ファンによる吸引風が強く作用するドーナツ状エリアでは大きくて、前記ドーナツ状エリアで囲まれた円形の中央部では小さいか又はゼロになっている、
車両用ラジエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、フロントエンジンタイプの車両に搭載されるラジエータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水冷エンジンを搭載した車両には、冷却水を冷却するためのラジエータを搭載している。ラジエータは、アッパタンクとロアタンクとの間にコアを配置した構造になっており、コアは、例えば、上下長手でアッパタンク及びロアタンクに接続された多数本の冷却水チューブと、隣り合った冷却水チューブの間に配置した放熱フィンとから成っている。
【０００３】
ラジエータの後ろには、ラジエータファン（吸引ユニット）を配置している。ラジエータファンは一般に電動式が使用されており、シュラウドに電動モータを固定し、電動モータの回転軸に、ボス部を介してファン（羽根）が取付けられている。ボス部はある程度の外径があるため、ファンの回転による吸引風が強く作用するエリアはドーナツ状になっている。
【０００４】
放熱フィンは、吸引風と冷却水との間の熱交換を補助するためのものであり、金属製の帯板を波形に曲げた形態になっている。放熱フィンの曲げピッチは全長に亙って一定になっていることが多いが、上記のとおり、ファンによる吸引風が強く発生するエリアはドーナツ状になっている一方、コアは正面視で四角形になっているため、放熱フィンの群による熱交換作用は、ファンの回転エリアと重なるドーナツ状エリアの外側では小さくなっている。
【０００５】
そこで、特許文献１，２には、放熱フィンの曲げピッチを、吸引風が強く作用するエリアの外側では大きく、その内側の円形のエリアでは小さくすることにより、熱交換効率を向上させることが提案されている。
【０００６】
他方、特許文献３には、クランク軸にボス部を介してファンを直結したタイプにおいて、クランク軸線方向から見て、ボス部と重なる部位において放熱フィンの曲げピッチを大きくする（放熱フィンの配置密度を小さくする）ことが開示されている。これら各特許文献のように、ファンの吸引風が強く作用する部位において放熱フィンの密度を高くすることは、冷却水の冷却効率を高める上で有益である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実開昭６２−１３７３２６号のマイクロフィルム
【特許文献２】実開昭５９−１３４７００号のマイクロフィルム
【特許文献３】実開昭５９−０２２９２９号のマイクロフィルム
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
さて、車両のエンジンルームに内燃機関を搭載する場合、クランク軸を車両の前後方向に向けた縦置きタイプと、クランク軸を車両の左右方向に向けた横置きタイプとがあり、エンジンルームが狭い場合は、横置きタイプが多い（エンジンはクランク軸線方向に長いので、横置きにしないと配置できない場合が多い。）。
【０００９】
また、車両が衝突事故を起こした場合、乗員が受けるダメージをできるだけ小さくするためには、車体の前後方向の変形代をできるだけ大きくとって衝撃を吸収緩和する必要があるが、電動モータは頑丈なハウジングを有していて変形し難いため、機関本体の手前部にラジエータファン及びラジエータを配置している場合は、衝突事故に際しては、ラジエータのコアが電動モータによって大きく変形して衝撃を緩和するのが好ましい。
【００１０】
しかるに、特許文献１，２では、放熱フィンの群は電動モータの手前においても密度が高くなっているため、電動モータの手前側の部位においてもコアの剛性が高くなっており、このため、衝突事故に際しては、ラジエータのコアで電動モータがそのまま後ろに押されて、エンジンが乗員室に向けて押し付けられるといった玉突き的な動きが生じるおそれがある。このため、衝突事故に際しての緩衝機能が低いと解される。
【００１１】
また、冷却水チューブの熱は放熱フィンに伝達されるが、ファンの回転軸心方向から見て、モータと重なった部位で放熱フィンの密度は高くなっているため、電動モータと重なる部位において放熱フィンに熱が籠もる現象が生じて、この熱によってモータが熱害を受けやすくなることが懸念される（特に、電動モータは直流であるため、ブラシ部分が熱害を受けるおそれが高いと推測される。）。
【００１２】
他方、特許文献３ではエンジンは縦置きタイプであり、ファンはクランク軸に直結しているため、衝突時にボス部と放熱ユニットとが食い込むような変形は想定されるが、放熱ユニットでエンジンがそのまま押されるため、緩衝機能はあまり期待できないと解される。
【００１３】
本願発明は、このような現状を改善すべく成されたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本願発明は、車両の前部に設けたエンジンルームの前部のうち電動式ラジエータファンの手前に配置されるラジエータに関するものであり、このラジエータは、
「間隔を空けて並列配置された多数本の冷却水チューブの群と、隣り合った冷却水チューブの間に配置された放熱フィンの群とを有しており、
前記放熱フィンの群の配置密度が、前記ラジエータファンの電動式ファンによる吸引風が強く作用するドーナツ状エリアでは大きくて、前記ドーナツ状エリアで囲まれた円形の中央部では小さいか又はゼロになっている」
という構成になっている。
【００１５】
なお、放熱フィンの配置密度がゼロとは、放熱フィンが存在しないか、存在しないに等しいことを意味する。放熱フィンの群の配置密度の調節手段としては、特許文献２のように、放熱フィンの曲げピッチを変更したらよい。
【発明の効果】
【００１６】
本願発明では、ドーナツ状エリアで囲われた円形の中央部では放熱フィンの配置密度が小さくなっているかゼロになっているため、正面視で電動モータと重なる部位では、冷却水チューブから放熱フィンへの伝熱量も少ないか又はゼロであり、このため、放熱フィンの熱が電動モータに伝わって電動モータが熱害を受けることを抑制できる。これにより、電動モータの信頼性を向上できる。
【００１７】
また、本願発明では、電動モータ及びボス部の手前において放熱フィンの群の剛性が低下しているか、放熱フィン自体が存在しないため、冷却水チューブの群と放熱フィンの群とより成るコアの剛性は、電動モータ及びボス部の手前の中央部において低くなっている。
【００１８】
このため、車両が衝突事故を起こしてラジエータが後ろに押されたとき、コアがボス部及び電動モータに衝突して大きく凹み変形することが許容されており、このため、エンジンが後ろに強く押されることを抑制できる。その結果、エンジンが乗員室の方にずれ動いて乗員がダメージを受けることを、防止又は抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態を示す図で、（Ａ）は車両におけるエンジンとラジエータとのレイアウトを示す模式図、（Ｂ）は、（Ａ）をＢ視方向から見て冷却水チューブを捨象して放熱フィンの密度を横線で表示した模式的な正面図である。
【図２】（Ａ）はラジエータ及びラジエータファンからなる放熱ユニットの縦断側面図、（Ｂ）はコアの部分的な平面図、（Ｃ）はコアの部分的な正面図である。
【図３】衝突時の変形の状態を模式的に示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１（Ａ）のとおり、車両の前部に設けたエンジンルーム２に、シリンダブロックやシリンダヘッドを備えたエンジン（機関本体）３が、クランク軸線Ｏを左右横向きにした横置き姿勢で配置されており、エンジン３の手前に、ラジエータファン４とその手前に配置したラジエータ５とが配置されている。
【００２１】
なお、図１（Ａ）では、ラジエータファン４とラジエータ５とはレイアウトのみを大まかに表示しているに過ぎない。明示してはないが、ラジエータ５の手前には通風用のフロントグリル（が配置されており、更に、車両の前面下部にはバンパーを設けている。
【００２２】
ラジエータ５は、左右長手のアッパタンク６及びロアタンク７と、アッパタンク６とロアタンク７とに間に位置して左右に適宜間隔で配置された上下長手の冷却水チューブ１２の群と、隣り合った冷却水チューブ１２の間に配置された放熱フィン１３の群とを備えており、冷却水チューブ１２の群と放熱フィン１３の群とによってコアが構成されている。冷却水チューブ１２は金属製でロアタンク７及びアッパタンク６に接続されている。放熱フィン１３は金属帯板を正面視で波形に曲げることによって形成されており、左右に隣り合った冷却水チューブ１２に接続されている。冷却水チューブ１２及び放熱フィン１３の群より成るコアは、正面視で四角形になっている。
【００２３】
ラジエータファン４は、ファン８とこれを駆動する電動モータ９を備えている。ファン８は、電動モータ９の回転軸に固定されたボス部１０の外周に取付けられている。ラジエータ５を構成するアッパタンク６とロアタンク７、及びラジエータファン４を構成する電動モータ９は、シュラウド１１に固定されている。なお、ラジエータファン４は、吸引ユニット又はファンユニットと呼ぶことも可能である。
【００２４】
本実施形態では、ボス部１０は電動モータ９よりも大径になっている。従って、ファン８の吸引力が作用するエリアについて見ると、車両１の正面視で、電動モータ９及びボス部１０と重なる正面視円形の中央部１４は吸引力が殆ど作用しない吸引空白エリアになって、その外側は、強い吸引力が作用するドーナツ状エリア１５になっており、更に、ドーナツ状エリア１５の外側の部位は、弱吸引エリア１６になっている。
【００２５】
そこで、放熱フィン１３の群は、正面視でドーナツ状エリア１５と重なる部位は、曲げピッチが最も小さい高密度域１７と成し、吸引空白エリアである中央部１４と重なる部位は曲げピッチが粗い低密度域１８と成し、弱吸引エリア１６と重なる部位は、曲げピッチが高密度域１７よりも大きくて低密度域１８よりは小さい中密度域１９と成している。
【００２６】
このように、放熱フィン１３の密度（曲げピッチ）を変えていることにより、風量が最も多いドーナツ状エリア１５で熱交換が活発に行われて、冷却効率を向上させることができる。また、低密度域１８では冷却水チューブ１２から放熱フィン１３への伝熱量は少なくなっているため、放熱フィン１３から放散された熱を電動モータ９が受けてブラシ等に害が及ぶことを防止できる。
【００２７】
また、車両が衝突事故を起こして、ラジエータ５がフロントグリルで後ろに押されて後ろに移動し、更に、ラジエータ５のコアでボス部１０及び電動モータ９が後ろに押され、電動モータ９がエンジン３に当たったと仮定すると、本実施形態では、放熱フィン１３のうち正面視でボス部１０と重なる部分は曲げピッチが粗い低密度域１８になっていて剛性は著しく低下しているため、図３に示すように、冷却水チューブ１２及び放熱フィン１３より成るコアが大きく曲がり変形して、ボス部１０に対する衝撃を大幅に緩和することができる。このため、エンジン３が乗員室の方に大きく押しやられることを防止又は抑制して、乗員室の被害を防止又は抑制できる。
【００２８】
本実施形態では、コアの中央部をおいて放熱フィン１３の曲げピッチを最も大きい低密度域１８に形成したが、コアの中央部に放熱フィン１３が存在しない態様や、放熱フィン１３が曲がっておらずに上下方向に延びているだけで実質的に存在しないに等しい態様のようなゼロ密度域となすことも可能である。電動モータ９の外径がボス部１０よりも大径である場合は、円形の中央部１４（低密度域１８）は、正面視で電動モータ９と重なる範囲になる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本願発明は、車両用ラジエータに具体化できる。従って、産業上利用できる。
【符号の説明】
【００３０】
１  車両
２  エンジンルーム
３  エンジン（機関本体）
４  ラジエータファン
５  ラジエータ
６  アッパタンク
７  ロアタンク
８  ファン
９  電動モータ
１０  ボス部
１１  シュラウド
１２  冷却水チューブ
１３  放熱フィン
１４  円形の中央部
１５  ドーナツ状エリア
１６  弱吸引エリア
１７  高密度域
１８  低密度域
１９  中密度域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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