(57)【要約】【課題】インタークーラの高温部を通過後の冷却風の温度上昇を抑えることで、インタークーラの高温部と重なるラジエータのコア部に当たる冷却風の温度を抑え、限られたエンジンルームの中で効率良く熱交換を行うことができるようにした車両用熱交換器の冷却構造を提供することを課題とする。【解決手段】車両前方よりインタークーラとラジエータを直列に配置して設置し、前方からの冷却風を効率良く吸込むためのファンガイドの後端に主冷却ファンを設置した車両用熱交換器において、前記主冷却ファンの中心からの距離がファン先端までの距離よりも遠い位置となりかつインタークーラの温度が局所的に高くなる高温領域の吸気側に、主冷却ファンよりも小型の電動モータ付き補助ファンを設置するように構成する。【選択図】図１
2008248697.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両前方よりインタークーラとラジエータを直列に配置して設置し、前方からの冷却風を効率良く吸込むためのファンガイドの後端に主冷却ファンを設置した車両用熱交換器において、
前記主冷却ファンの中心からの距離がファン先端までの距離よりも遠い位置となりかつインタークーラの温度が局所的に高くなる高温領域の吸気側に、主冷却ファンよりも小型の電動モータ付き補助ファンを設置した
ことを特徴とする車両用熱交換器の冷却構造。
【請求項２】
前記インタークーラのインタークーラガス入口近傍の吸気側に前記電動モータ付き補助ファンを取り付けたことを特徴とする請求項１記載の車両用熱交換器の冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インタークーラとラジエータとを直列に配列する車両用熱交換器に、熱交換器全体へ均等に冷却風が通過するように冷却ファンを取り付ける車両用熱交換器の冷却構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のインタークーラとラジエータとを冷却風の移動方向に対して前後方向へ直列に配列する車両用の熱交換器１０では、図５に示すように、車両前方よりインタークーラ１とラジエータ２を順に設置し、ラジエータ２の後方に冷却風を吸引するファン３を設け、ファン３の直径よりもやや大きいファン挿入孔を有するファンガイド４をラジエータ２の後側に設けた構造であった。
この構造では、ファン３を作動すると、車両前方から冷却風を吸い込み、冷却風がインタークーラ１、ラジエータ２、ファンガイド４を順に通過してファン３の羽車３ａ，…，３ａを介して車両後方へ冷却風を流出する（特許文献１，２，３）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１７２１３９公報
【特許文献２】特開２００５−    ３２２５公報
【特許文献３】特開２００６−  ４６１１３公報
【０００４】
〔従来技術の問題点〕
しかしながら、近年の排気ガス規制に対応するために、熱交換器１０が大型化してきたことにより、エンジンルームのスペースの制約上、熱交換器１０とその中に組み込まれるファン３との中心がそれぞれずれて設置されることが多くなってきた。そのためファン３から遠い部位Ａ，Ｂでは冷却風が十分に行き渡らず、局所的に温度が高くなる高温領域となり、熱交換効率の悪化を招いていた。
これを解決するためには、限られたエンジンスペースの中で、ファン３により吸い込まれる冷却風が効率良く熱交換器１０の全体に当たるようにファンガイド４の形状を工夫したり、吸込み側に位置するインタークーラ１とフレームとの間の隙間をなくしたり、導風板の設置、最悪の場合には熱交換器１０そのものの構造を変える等の対策が必要となり、新規の開発工数と費用が予想以上に増加していった。
【０００５】
このような技術では、限られたエンジンルームの中では排気ガス規制に対応した熱交換器１０の冷却風の温度上昇を抑制することには限界があった。
さらに近年では、燃費向上、ＣＯ２削減のために使用されるターボチャージャ等の過給機による過給圧が上がってきており、インタークーラ１へ導かれる吸気の温度が上昇し、インタークーラ１の吸気付近が高温となり、ファンガイド４のファン挿入部の縁からファン３の軸の放射方向に離れているために（ファン３の設置位置から遠くなり）、ファン３が吸い込む風の流れが直線的ではなく、ファンガイド４にぶつかることによって流れの角度が大きくついてしまい、風量が低下してしまう熱交換器のコアの部位Ａ，Ｂが生じるため、インタークーラ１の吸気付近では十分な熱交換がなされず、インタークーラ１の高温部を通過後の冷却風の温度が上昇し、高温になった冷却風がラジエータ２に当たるため、インタークーラ１とラジエータ２との冷却効率が双方とも悪化していた。
また、エンジンからの配管の取り回し上、ラジエータ２の冷却水入口付近とインタークーラ１の吸気側が反対方向となった場合、ますます熱交換効率が悪化していた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、従来の技術における前記問題点に鑑みて成されたものであり、これを解決するため具体的に設定した技術的な課題は、インタークーラの高温部を通過後の冷却風の温度上昇を抑えることで、インタークーラの高温部と重なるラジエータのコア部に当たる冷却風の温度上昇を抑え、限られたエンジンルームの中で効率良く熱交換を行うことができるようにした車両用熱交換器の冷却構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明における前記課題が効果的に解決される車両用熱交換器の冷却構造を特定するために、必要と認める事項の全てが網羅され、具体的に構成された、課題解決手段を以下に示す。
車両用熱交換器の冷却構造に係る第１の課題解決手段は、車両前方よりインタークーラとラジエータを直列に配置して設置し、前方からの冷却風を効率良く吸込むためのファンガイドの後端に主冷却ファンを設置した車両用熱交換器において、前記主冷却ファンの中心からの距離がファン先端までの距離よりも遠い位置となりかつインタークーラの温度が局所的に高くなる高温領域の吸気側に、主冷却ファンよりも小型の電動モータ付き補助ファンを設置したことを特徴とするものである。
【０００８】
同上車両用熱交換器の冷却構造に係る第２の課題解決手段は、前記インタークーラのインタークーラガス入口近傍の吸気側に前記電動モータ付き補助ファンを取り付けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
車両用熱交換器の冷却構造に係る第１の課題解決手段では、主冷却ファンによる冷却風の吸引だけでは、インタークーラに局所的な高温領域（例えば図５のＡ，Ｂ等）ができ、インタークーラ通過後の冷却風の温度も上昇するが、新たに設けた補助ファンを作動させることにより、インタークーラの高温領域になる可能性のある位置の冷却風量を高めることができ、インタークーラ通過後の冷却風の温度上昇を抑えることでラジエータに当たる冷却風の温度を低めに抑え、インタークーラとラジエータとの双方の熱交換効率を高めることができる。
【００１０】
車両用熱交換器の冷却構造に係る第２の課題解決手段では、インタークーラガス入口近傍に局所的な高温領域ができるから、この位置に新たに補助ファンを設けて冷却風の風量を上げ、インタークーラ通過後の冷却風の温度を低く抑え、ラジエータにおいても、インタークーラガス入口近傍を通過しても温度を低めに抑えられた冷却風によって熱交換することによって、ラジエータ通過後の冷却風の温度が低く抑えられて、インタークーラとラジエータとの双方の熱交換効率を効果的に高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明による最良の実施形態を具体的に説明する。
ただし、この実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるため具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、発明内容を限定するものではない。
また、従来の技術で説明したものと同じものは同じ符号を付して具体的な説明を省略する。
【００１２】
〔構成〕
この実施形態における車両用の熱交換器２０は、図１〜３に示すように、冷却風の流れ方向へ順にインタークーラ１とラジエータ２と主冷却ファン１３とが直列に並び、最前列に配置されたインタークーラ１の斜め上方に設けられたインタークーラガスの入口部１ａと出口部１ｂとがコア部１ｃの各側面の上方に接続する。
主冷却ファン１３は、図２に示すように、外径がラジエータ２の横幅に相当する羽根（狭義のファン）１３ａ，…，１３ａを多数枚設けた根元部に、エンジン側からのファン駆動軸を接続するかまたは駆動用のモータを直結し、エンジンまたはモータの駆動力により回転するように形成する。
近年はラジエータ２の大きさが大きくなり、主冷却ファン１３に対してラジエータ２の高さは、ファン外径よりも高くなるため、ラジエータ２の上部にはファン先端以上に高い位置までコア部２ｃが形成される。
また、通常は、ラジエータ２よりもインタークーラ１の形状が小さくなるから、横幅を同じ幅にすると、インタークーラ１の高さがラジエータ２よりも低くなり、インタークーラ１とラジエータ２との上端を同じ高さとなるように組み立てると、インタークーラ１の下端がラジエータ２の下端よりも高い位置になる。
【００１３】
インタークーラガスの入口部１ａが接続するコア部１ｃの側面位置に近い位置の上側角部に、コア部１ｃの前側の位置で主冷却ファン１３の風向と同じ向きの風向となるように補助ファン１４の向きを向けて、補助ファン１４を組み付ける。
補助ファン１４は、図４に示すように、枠体により中央部で支持された電動モータ１４ａに羽根車１４ｂ（図２参照）が直結された、全体的に小型の電動モータ直結型のファンで、補助ファン１４の性能は、補助ファン１４単独で送られる風量が、補助ファン１４が無い場合における主冷却ファン１３により補助ファン１４が設けられる位置に通過する冷却風の風量よりも、多くなるような性能を有するものとする。
【００１４】
〔作用効果〕
このような補助ファン１４を設けた熱交換器２０の冷却構造では、主冷却ファン１３とともに補助ファン１４を作動してインタークーラ１とラジエータ２とに冷却風を通過させると、従来の冷却風が十分に行き渡らず熱交換効率の悪化を招いていた主冷却ファン１３の中心からの距離が中心からファン先端までの距離よりも遠い位置にある高温領域Ａ，Ｂ（図５参照）にも、冷却風が十分に行き渡り、インタークーラ１では入口部１ａからコア部１ｃを介して出口部１ｂへ通過するインタークーラガスが主冷却ファン１３から遠い部位Ａによっても高温のままで通過することなく冷却され、またラジエータ２でも入口部２ａからコア部２ｃを介して出口部２ｂへ通過するラジエータ冷却水が高い温度のままで通過することなく冷却されて、インタークーラ１とラジエータ２との両方の局所的な高温領域を解消して、それぞれの冷却効率を向上し、インタークーラ１とラジエータ２とを通過する冷却風の温度上昇を抑えて、全体的に熱交換効率を高めることができる。
【００１５】
〔別態様〕
このような実施形態における車両用熱交換器の冷却構造では、主冷却ファン１３の配置位置から遠くなり、かつインタークーラガスやラジエータ冷却水の温度が高くなるインタークーラガスの入口部１ａの近辺に補助ファン１４の配置位置としたが、この位置だけに限らず、さまざまな要因により冷却ガスや冷却水の温度が局所的に高くなる部位に設置しても良い。
また、補助ファン１４の稼動、風量等は、吸気温度が最も高温となった状態で最適となるように設定するか、または温度の変化に合わせて制御を電子的に行っても良い。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施態様に係る車両用熱交換器の冷却構造を示す斜視図である。
【図２】同上車両用熱交換器の冷却構造を示す正面説明図である。
【図３】同上車両用熱交換器の冷却構造を示す側面説明図である。
【図４】同上車両用交換器の冷却構造に用いられた補助ファンを示す拡大斜視図である。
【図５】従来の車両用熱交換器の冷却構造を示す側面説明図である。
【符号の説明】
【００１７】
１  インタークーラ
１ａ  （インタークーラガスの）入口部
１ｂ  （インタークーラガスの）出口部
１ｃ  （インタークーラの）コア部
２  ラジエータ
２ａ  （ラジエータ冷却水の）入口部
２ｂ  （ラジエータ冷却水の）出口部
２ｃ  （ラジエータの）コア部
３  ファン
４  ファンガイド
１０，２０  （車両用の）熱交換器
１３  主冷却ファン
１３ａ  羽根（狭義のファン）
１４  補助ファン
１４ａ  電動モータ
１４ｂ  羽根車
【図１】
2008248697.tif 000003
【図２】
2008248697.tif 000004
【図３】
2008248697.tif 000005
【図４】
2008248697.tif 000006
【図５】
2008248697.tif 000007