(57)【要約】【課題】アイドリング状態や低速走行時においても、吸気系部材や排気マニホールドをしっかりと冷却できる装置を提供する。【解決手段】車両の前部に設けたエンジンルーム１に、機関本体２がクランク軸を横向きにした姿勢で配置されている。内燃機関は、排気マニホールド９をシリンダヘッド５の前面に固定した前方排気タイプである。車両前端を構成するフロントグリルの空間に、第１及び第２のファン２２，２３から成る第１冷却ユニット２６と、第３及び第４のファン２４，２５から成る第２冷却ユニット２７とが配置されている。第１冷却ユニット２６でエアクリーナ１２等の吸気系部材が冷却され、第２冷却ユニット２７で排気マニホールド９が冷却される。両ユニット２６，２７を構成するファンを逆転させることで、それぞれ風向の指向性が高められている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気マニホールドが機関本体の前側に位置して吸気系部材が機関本体の上に位置する状態で車両のエンジンルームに配置された内燃機関の冷却装置であって、
車両の前部に配置されて車外の空気を前記吸気系部材に向けて送風する第１冷却ユニットと、同じく車両の前部に配置されて車外の空気を前記排気マニホールドに向けて送風する第２冷却ユニットとを備えており、
前記第１冷却ユニットと第２冷却ユニットとは、車両の正面視で左右方向又は上下方向に離して配置されていると共に、それぞれ車両の正面視で左右に配置した一対の送風ファンから成っていて、両冷却ユニットの風向は略平行又は下流側に向けて間隔が広がるように設定されており、
かつ、前記第１冷却ユニットを構成する一対のファンは、互いに近接した部位において上向きに回転するように設定されている一方、前記第２冷却ユニットを構成する一対のファンは、互いに近接した部位において下向きに回転するように設定されている、
車両用内燃機関の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、車両（主として乗用車）の前部に設けたエンジンルームに配置されている内燃機関の冷却装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
乗用車用内燃機関の冷却装置としては、冷却水による冷却と走行風による冷却とが一般的であり、機関本体を巡って昇温した冷却水はラジェータで冷却されている。ラジェータはファンを有しており、ファンで吸引した空気を細管に当てることで冷却水を冷却しているが、ファンの吸引風も冷却機能を備えている。
【０００３】
そこで、特許文献１には、ラジェータのファンによる吸引風を積極的に利用すべく、エンジンルームの前部に左右２つのラジェータを配置し、左右ラジェータのファンを独立して駆動することで冷却効率を高めることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２１２４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１はラジェータのファンを有効利用できると云えるが、ラジェータを２つも配置すると大幅にコストが嵩むのみならず、相当の設置スペースを要するため、エンジンルーム内での他の部材のレイアウトを設計し直さねばならず、既存の車両に適用するのには相当の手間が掛かると云える。また、ファンによる吸引風は冷却水によって昇温しているため、十分な冷却性能を確保できないおそれがある。
【０００６】
更に、充填効率を高くして出力を確保するために吸気温度をできるだけ低下させるのが有益であり、従って、吸気系部材も冷却するのが好ましいが、特許文献１は吸気系の冷却は何ら考慮しておらず、むしろ、ラジェータで昇温した風が吸気系部材に当ったり、排気マニホールドに当った走行風がファンの吸引風に巻き込まれて吸気系部材に当ったりして、却って吸気温度を上昇させてしまう事態も懸念される。
【０００７】
また、アイドリング状態や低速走行状態でも、ラジェータのファンによる吸引風が熱気を巻き込んで吸気系部材に当たりおそれがあるため、アイドリング状態や低速走行状態では吸気温度の上昇が顕著に現れるおそれがある。更に、ラジェータのファンの風を吸気系部材に当て得るとしても、ラジェータのファンは冷却水の温度に連動していると共にエアコンの運転に連動していることも多いため、吸気系部材をタイムリーに冷却できないおそれもある。
【０００８】
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】
【０００９】
本願発明は、排気マニホールドが機関本体の前側に位置して吸気系部材が機関本体の上  に位置する状態で車両のエンジンルームに配置された内燃機関の冷却装置に関し、この冷却装置は、車両の前部に配置されて車外の空気を前記吸気系部材に向けて送風する第１冷却ユニットと、同じく車両の前部に配置されて車外の空気を前記排気マニホールドに向けて送風する第２冷却ユニットとを備えている。
【００１０】
そして、前記第１冷却ユニットと第２冷却ユニットとは、車両の正面視で左右方向又は上下方向に離して配置されていると共に、それぞれ車両の正面視で左右に配置した一対の送風ファンから成っていて、両冷却ユニットの風向は略平行又は下流側に向けて間隔が広がるように設定されており、かつ、前記第１冷却ユニットを構成する一対のファンは、互いに近接した部位において上向きに回転するように設定されている一方、前記第２冷却ユニットを構成する一対のファンは、互いに近接した部位において下向きに回転するように設定されている。
【００１１】
なお、吸気系部材はエアクリーナやノーズ（空気取り入れ口）、吸気管、スロットルバルブ６などを含んでおり、これらの中には機関本体の後ろに隠れているものもあるが、第１冷却ユニットの冷却対象は吸気系部材の全てである必要はなく、機関本体の上に露出している部分を第１冷却ユニットの冷却対象にしている。                            
【発明の効果】
【００１２】
本願発明の冷却ユニットは送風専用であるため、車外の空気をそのまま吸気系部材と排気マニホールドとに当てることができる。この場合、２つの冷却ユニットの風は互いに平行又は下流に向けて広がっているため、排気マニホールドに当たって昇温した風が第１冷却ユニットの風に巻き込まれることはなくて、吸気系部材を車外の空気で的確に冷却できる。
【００１３】
また、エンジンルームの底には穴が空いていることが多いが、第２冷却ユニットの風が下向きであることにより、熱気を床の穴から車外に掃気できるため、エンジンルームに熱気が籠もることを防止又は著しく抑制できる。その結果、機関全体の冷却性を向上できるのみならず、各種部材が熱害を受けることも抑制できる。
【００１４】
また、２つのファンが同方向に回転していると風が拡散する傾向を呈するが、本願発明では、第１冷却ユニットを構成する２つのファンは逆方向に回転しているため、２つのファンよりなる風は高い指向性を持って吸気系部材に当たっており、このため、外気を集中的に吸気系部材に当てることができる。その結果、吸気の温度低下を促進して充填効率向上に貢献できる。同様に、第２冷却ユニットによる送風も高い指向性を持って排気マニホールドに当たるため、排気マニホールドの冷却機能を向上できる。そして、熱として逃げるロスを抑制できるため、燃費の向上にも貢献できる。
【００１５】
しかも、第１冷却ユニットによる風は上側に向く傾向を呈する一方、第２冷却ユニットによる風は下側に向かう傾向を呈するため、第１冷却ユニットによる送風の方向と第２冷却ユニットよる送風の方向の分離性が向上して、排気マニホールドに当たって昇温した空気が第１冷却ユニットの風に巻き込まれることをより的確に防止できる。この面からも、吸気温度の低下による充填効率の向上に貢献できる。
【００１６】
また、冷却ユニットはファンで構成されているに過ぎないため、設置スペースはさほど必要はなく、このため、他の部材のレイアウトを阻害することは無くて、既存の車両への適用性にも優れている。更に、冷却ユニットは冷却水やエアコンとは関係なく独立して任意に駆動できるため、必要に応じて駆動して、吸気系部材や排気マニホールドをタイムリナーに冷却することができる。従って、制御機能に優れている。本願発明では第１冷却ユニットのみ又は第２冷却ユニットのみを駆動することが可能であるが、同時に（一緒に）駆動すると、互いに効果を助長して好適である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態の概略平面図である。
【図２】図１のII-II 視部分正面図である。
【図３】（Ａ）は図１のIIIA-IIIA 視概略断面図、（Ｂ）は図１のIIIA-IIIA 視概略断面図である（機関本体は断面図でなく側面図として表示している。）。
【図４】制御系統のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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に示すように、車両の前部に設けたエンジンルーム１に、機関本体２が、クランク軸３の軸線を左右横向きにした状態で配置されている。機関本体２は、シリンダブロック４とその上に固定されたシリンダヘッド５とを主要要素としており、更に、機関本体２の要素として、シリンダヘッド５の上面にはシリンダヘッドカバー６が固定されて、シリンダブロック４の下面にはオイルパン７が固定されている。
【００１９】
シリンダブロック４の左右側面のうち、正面視で右側の側面には変速機８を取付けている。また、本願発明の内燃機関は前方排気であり、従って、シリンダヘッド５の前面に排気マニホールド９を固定している一方、シリンダヘッド５の後面に吸気マニホールド１０を固定している。排気マニホールド９には、触媒ケース１１を介して排気管が接続されている。
【００２０】
シリンダヘッドカバー６の上側のうち変速機８と反対側の部位には、シリンダヘッド５との間に空間を開けた状態でエアクリーナ１２が配置されている。エアクリーナ１２は平面視でシリンダヘッド５の外側にはみ出ているが、全体がシリンダヘッド５と重なっていてもよい。
【００２１】
エアクリーナ１２のうち変速機８と反対側の側面にはノーズ（入口管）１３が接続されており、ノーズ１３と反対側の部分の後面には吸気管１４が接続されている。他方、吸気マニホールド１０の集合部１０ａは上向きに開口していてこれにサージタンク１５が接続されており、サージタンク１５の上面にスロットルバルブ１６を固定し、スロットルバルブ１６に吸気管１４が上から接続されている。
【００２２】
本実施形態では、ノーズ１３、エアクリーナ１２、吸気管１４、スロットルバルブ１６、サージタンク１５が吸気系部材を構成しており、エアクリーナ１２とそのノーズ１３、及び吸気管１４、並びにスロットルバルブ１６の一部が機関本体２の上に露出している。
【００２３】
エンジンルーム１の前部でかつおおよそ変速機８の手前側の箇所には、ラジェータ１７を配置している。敢えて述べるまでもないが、ラジェータ１７は吸引ファンを備えている。ラジェータ１７にエアコンのコンデンサを組み込む場合もある。
【００２４】
車両の前端部は、上下に分離した開口部１８，１９を有するフロントグリル（パングリル）２０で構成されており、従って、エンジンルーム１の前端はフロントグリル２０で規定されている。フロントグリル２０の下部にはフロントパンパー２１を設けている。
【００２５】
そして、フロントグリル２０における上開口部１８に、第１〜第４の４つのファン２２〜２５が略水平状に並べて配置されている。このうち、正面視で左側に位置した第１及び第２の２つのファン２２，２３は、エアクリーナ１２等の吸気系部材を冷却する第１冷却ユニット２６になっており、正面視で右側に位置した第３及び第４の２つのファン２４，２５は、排気マニホールド９を冷却する第１冷却ユニット２７になっている。第１ファン２２と第２ファン２３、及び、第３ファン２４と第４ファン２５とはできるだけ近付けており、第２ファン２３と第３ファン２４とは少し間隔を空けている。
【００２６】
各ファン２２〜２５は電動式であり、モータ２８がフロントグリル２０に複数本の細いブラケット２９を介して固定されている。また、各ファン２２〜２５はガイド筒のようなガイド手段を備えていない剥き出し方式になっている。
【００２７】
フロントグリル２０の上開口部１９はエアクリーナ１２よりも低くなっているので、第１及び第２のファン２２，２３は回転軸心を上向きに傾斜させることで、風がエアクリーナ１２やノーズ１３、スロットルバルブ１６、吸気管１４に向かうように設定している。第１及び第２のファン２２，２３がエアクリーナ１２と同じ高さであったら、回転軸心は水平状に設定したよい。
【００２８】
また、フロントグリル２０の上開口部１８は排気マニホールド９よりも高くなっているので、第３及び第４のファン２４，２５の回転軸心を下向きに傾斜させることで、風が排気マニホールド９に向かうように設定している。第３及び第４のファン２４，２５をフロントグリル２０の下開口部１９に配置することも可能である。
【００２９】
図２に示すように、第１及び第２のファン２２，２３は、互いに近接する部位において上向きに回転する方向に逆回転するように設定している。従って、両ファン２２，２３による送風は上向きに向かう傾向を呈すると共に、互いの風が束ねられる状態になって高い指向性が確保されている。
【００３０】
従って、第１冷却ユニット２６によって車外から吸引された風は、高い指向性を持ってエアクリーナ１２やノーズ１３、スロットルバルブ１６、吸気管１４に当たり、これによって吸気をしっかり冷却して充填効率を向上できる。なお、エンジンルーム１の上面はボンネット３０で覆われて後面は隔壁（ダッシュパネル）３１で覆われているので、第１冷却ユニット２６による風は、エアクリーナ１２等を冷却してから下向きに方向を変えてエンジンルーム１の底面の穴から車外に抜けるが、下向きに流れる風によってサージタンク１５や吸気マニホールド１０も冷却されるので、吸気をより一層しっかりと冷却することができる。
【００３１】
また、第１及び第２のファン２２，２３による風は上向きに向かう傾向を呈するので、仮に、両ファン２２，２３がエアクリーナ１２やノーズ１３より多少低くなっていても、ファン２２，２３の回転軸心を水平状に設定しつつ、風をエアクリーナ１２やノーズ１３に的確に当てることができる。
【００３２】
他方、第３及び第４のファン２４，２５は、互いに近接する部位において下向き回転するよう風向を逆向きに設定している。従って、両ファン２４，２５による送風は下向きに向かう傾向を呈して排気マニホールド９に当たると共に、互いの風が束ねられるような状態になって、高い指向性が確保されている。
【００３３】
そして、第３及び第４のファン２４，２５によって車外から吸引された風は、排気マニホールド９や触媒ケース１１を冷却してからシリンダブロック４やオイルパン７の前面にガイドされて下向きに流れ、エンジンルーム１の下面に空いている穴（図示せず）から車外に抜けていく。これにより、エンジンルーム１の掃気を促進して、機関全体の冷却性を向上できると共に、各種部材（例えばハーネスやセンサ類）が熱害を受けることも抑制できる。
【００３４】
上記のように、第１冷却ユニット２６の風は斜め上向きに流れて第２冷却ユニット２７の風は斜め下向きに流れるため、排気マニホールド９に当った風が第１冷却ユニット２６による風に巻き込まれてエアクリーナ１２の方向に流れるような事態は発生しない。従って、エアクリーナ１２等の吸気系部材は車外から吸引された風のみで的確に冷却される。その結果、吸気を的確に冷却して充填効率向上という効果を果実化できる。
【００３５】
特に、走行風が入らない停車状態や低速走行時には、エンジンルーム１に熱気が籠もってエアクリーナ１２等の吸気系部材の冷却も排気マニホールド９の冷却装置も不完全になりやすいが、本願発明の各ファン２２〜２５はラジェータ１７とは関係なく独立して駆動できるため、アイドリング状態や低速走行状態において効果が強く発揮される。状況に応じて、第１冷却ユニット２６のみ又は第２冷却ユニット２７のみを駆動することも可能である。
【００３６】
本実施形態では、車両の平面視では両冷却ユニット２６，２７の風向は略平行になっており、車両の側面視では両冷却ユニット２６，２７の風向は下流に向けて広がっているが、平面視及び側面視で略平行と成したり、平面視においては下流に向けて風向が互いに広がって、側面視では略平行になるように設定してもよい（両冷却ユニット２６，２７の風向が略側面視で略平行になるように設定した場合は、第１冷却ユニット２６と第２冷却ユニット２７との高さを異ならせることになる。）。
【００３７】
図４に示すように、４つのファン２２〜２５はＥＣＵ（エンジン・コントロール・ユニット）で制御される。ＥＣＵには、車両の速度計や機関の回転センサ、冷却水の温度を検知する水温センサ、バッテリー等が接続されている。
【００３８】
暖機運転のように機関温度が低い場合は、吸気系部材も排気マニホールド９もファンで冷却する必要性はないので、各ファン２２〜２５は停止させておいたらよい。また、ある程度の速度で走行していて走行風が入る場合も、吸気系部材や排気マニホールド９をファン２２〜２５で冷却する必要性は低いので、ファン２２〜２５は停止して、アイドリング時（停車時）や低速走行時のみにファン２２〜２５を駆動したらよい（中・高速走行時でも、必要があったら、第１冷却ユニット２６と第２冷却ユニット２７とのうち片方又は両方を駆動することは可能である。）。
【００３９】
各ファン２２のモータ２８を発電兼用とすることも可能であり、この場合は、車両がある程度以上の速度で走行している場合は発電モードに切り換えることで、走行風によって発電し、電力をバッテテリーに充電することも可能である。下り坂を走行する場合のように燃料をカットして走行している場合は、燃料を使用せずにエネルギを回収できて好適である。
【００４０】
走行風はフロントグリル２０の左右中央部で最も強くなる傾向があるので、モータ２８を発電兼用とする場合は、各ファン２２〜２５をフロントグリル２０の左右中央部に寄せて配置するのが好ましい。
【００４１】
以上、本願発明の実施形態を説明したが、本願発明は上記の他にも様々に具体化できる。例えば、エアクリーナは排気マニホールドの真上のあたりや右上に配置することも可能である。第１冷却ユニットと第２冷却ユニットとを、平面視で重複した状態で上下に離して配置することも可能である。
【００４２】
フロントグリルの形態は車種によってまちまちであり、開口部が１つだけの場合も多い。従って、各ファンの配置態様はフロントグリルの形態に応じて適宜設定したらよい。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本願発明は乗用車等の車両に具体化できる。従って、産業上利用できる。
【符号の説明】
【００４４】
１  エンジンルーム
２  機関本体
４  シリンダブロック
５  シリンダヘッド
９  排気マニホールド
１０  吸気マニホールド
１２  吸気系部材を構成するエアクリーナ
１３  吸気系部材を構成するエアクリーナのノーズ
１４  吸気系部材を構成する吸気管
１６  吸気系部材を構成するスロットルバルブ
１８  フロントグリルの上開口部
２０  フロントグリル（パングリル）
２２，２３  第１冷却ユニットを構成する第１及び第２のファン
２４，２５  第２冷却ユニットを構成する第３及び第４のファン
２６  第１冷却ユニット
２７  第２冷却ユニット
２８  モータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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