(57)【要約】【課題】車両用インタクーラにおいて、流体が流通する吸気通路が車体パネルに囲まれた場所に配設される場合にも、ヒートパイプ板の各先端部を走行風の流速の速い車外に位置させ、ヒートパイプ板の各先端部の間に設けた放熱フィンに走行風を導いて吸気通路を流れる流体の冷却効果を向上することにある。【解決手段】流体が流通する各吸気通路の間に複数枚のヒートパイプ板を挟持して設け、このヒートパイプ板の各先端部を車外に延出させて設け、ヒートパイプ板の各先端部の間には放熱フィンを設けている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上流側タンクと下流側タンクとの間を所定間隔で連絡して流体を流通させる複数本の吸気通路を設け、この吸気通路を冷却して前記流体の熱を外気に放出する車両用インタクーラにおいて、前記各吸気通路の間に複数枚のヒートパイプ板を挟持して設け、このヒートパイプ板の各先端部を車外に延出させて設け、前記ヒートパイプ板の各先端部の間には放熱フィンを設けたことを特徴とする車両用インタクーラ。
【請求項２】
前記ヒートパイプ板を車両の幅方向に配列し、前記ヒートパイプ板の各先端部を、上方に配設された車体パネルを貫通して車外に延出させるとともに、前記放熱フィンにおける冷却風流通方向を、前記車体パネルの表面と略平行に設定したことを特徴とする請求項１に記載の車両用インタクーラ。
【請求項３】
前記ヒートパイプ板の各先端部を覆って空気流入口と空気流出口とが形成されたカバーを、車体パネルに取り付けたことを特徴とする請求項１に記載の車両用インタクーラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両用インタクーラに係り、特に過給機（ターボチャージャ）付きエンジンにおいて冷却効果を向上する車両用インタクーラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
過給機（ターボチャージャ）付きエンジンを搭載した車両においては、エンジンの高負荷運転域に、ノッキングの抑制及び排気系部品の保護のために、理論空燃比よりも濃い混合気で運転していることが多く、燃費改善方法の一つとして、この高負荷運転域での空燃比（Ａ／Ｆ）の改善が考えられるが、これには、ノッキングの抑制と排気温度を下げる必要があり、インタクーラによる吸入空気の温度の低減が有効であることが知られている。
【０００３】
即ち、従来、図８に示す如く、車両１０２においては、車両前部で車体パネルであるエンジンフード１０４内のエンジンルーム１０６に過給機（図示せず）付きのエンジン１０８が搭載され、このエンジン１０８の上方にはインタクーラ１１０が配設され、このインタクーラ１１０の上方のエンジンフード１０４にはエアスクープ開口部１１２が形成され、このエアスクープ開口部１１２を覆うようにエンジンフード１０４には車両前方からの走行風（冷却風）を取り入れる空気流入口１１４を備えたエアスクープ１１６が上方に突出して設けられ、また、エアスクープ開口部１１２の直下方でエンジンフード１０４とインタクーラ１１０との間にはエアスクープ１１６からの走行風をインタクーラ１１０に導くエアダクト１１８が設けられている。
【０００４】
インタクーラ１１０は、図９、図１０に示す如く、コア部１２０の前後において、過給機側の入口パイプ１２２を備えた上流側タンク１２４と吸気マニホルド側（スロットルボディ側）の出口パイプ１２６を備えた下流側タンク１２８との間を所定間隔で連絡する複数本のチューブ１３０を設け、このチューブ１３０内に流体である過給機で過給された吸入空気を流通させる吸気通路１３２を設けるとともに、前記チューブ１３０の間に設けた放熱フィン１３４で前記吸気通路１３２を冷却して前記過給機で過給された吸入空気の熱を外気に放出している。
【０００５】
従来、車両には、エンジンフードのエアスクープ開口部を、インタクーラのエア流入口よりも車体後方側に配設するとともに、エアスクープ開口部とエア流入口との間に、走行風の風向きを車体後方側から車体前方側へ反転させ且つ走行風が車体後方側に流れるに従って徐々に車体上方から車体下方に向けて走行風を案内する形状のエアガイドを配設したものがある。
また、車両には、内部にヒートパイプの蒸発部を設けた集熱プレートをインバータに取り付け、ヒートパイプの凝縮部をボンネットに連結してインバータを冷却するものがある。
【特許文献１】特開平１０−２１２９６４号公報
【特許文献２】特開平８−４７１１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、従来、車両用インタクーラにおいては、図８に示す如く、エアスクープ１１６の空気流入口１１４からエンジンフード１０４の表面１０４Ｆと平行に流入した走行風がエアスクープ開口部１１２から下方のインタクーラ１１０側に直角方向に導かれる構成であり、エアスクープ１１６からインタクーラ１１０に導入される走行風の流れ方向が大きく変わるので、冷却効果が悪く、また、走行風がインタクーラ１１０の車両後方側の一部のみに偏って導かれることから、インタクーラ１１０によって空気温度を十分に下げることができないという不都合があった。
【０００７】
また、放熱フィン１３４における走行風（冷却空気）の流通方向が上下方向に指向するために、エアスクープ１１６及びエアダクト１１８によって形成される走行風の取入流路が湾曲して、放熱フィン１３４を通過する走行風の流速が低下して冷却効果が低下するという不都合があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、上流側タンクと下流側タンクとの間を所定間隔で連絡して流体を流通させる複数本の吸気通路を設け、この吸気通路を冷却して前記流体の熱を外気に放出する車両用インタクーラにおいて、前記各吸気通路の間に複数枚のヒートパイプ板を挟持して設け、このヒートパイプ板の各先端部を車外に延出させて設け、前記ヒートパイプ板の各先端部の間には放熱フィンを設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明の車両用インタクーラは、各吸気通路の間に複数枚のヒートパイプ板を挟持して設け、このヒートパイプ板の各先端部を車外に延出させて設け、ヒートパイプ板の各先端部の間には放熱フィンを設けたことにより、吸気通路が車体パネルに囲まれた場所に配設される場合にも、ヒートパイプ板の各先端部を走行風の流速の速い車外に位置させ、ヒートパイプ板の各先端部の間に設けた放熱フィンに走行風を導いて吸気通路を流れる流体の冷却効果を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
この発明は、吸気通路を流通する流体の冷却効果を向上する目的を、ヒートパイプを用いて実現するものである。
以下、図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的に説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１〜図６は、この発明の第１実施例を示すものである。
【００１２】
図１、図２において、２は車両、４は車両２の前後方向Ｘに指向するサイドメンバ、６は車両２の左右方向（幅方向）Ｙに指向するフロントクロスメンバ、８はエンジンフード（車体パネル）、１０はエンジンルーム、１２はエンジンである。このエンジン１２は、過給機（ターボチャージャ）１４付きの構造であり、車両前部のエンジンルーム１０内に搭載され、シリンダブロック１６とシリンダヘッド１８とシリンダヘッドカバー２０とからなる。過給機１４は、図示しないが、エアクリーナ２２からの吸入空気を圧縮するコンプレッサと、排気流で回転するタービンとからなる。
【００１３】
図２に示す如く、エンジン１２の上方には、エアクリーナ２２とインタクーラ２４とが、バッテリ２６に隣接して車両２の幅方向（左右方向）Ｙに並んで配設されている。
【００１４】
エアクリーナ２２には、車両２の左側で車両前方に指向する空気取入ダクト２８が取り付けられている。この空気取入ダクト２８の先端側には、空気を取り入れる吸入口３０が備えられた吸入口体３２が取り付けられている。この吸入口体３２は、取付部材３４によってサイドメンバ４に固定されている。
【００１５】
また、エアクリーナ２２には、車両２の後方の右側に、エアクリーナ出口側空気パイプ３６の一端側が接続している。このエアクリーナ出口側空気パイプ３６の他端側は、車両２の前方側に配設された過給機１４の入口部３８に接続している。この過給機１４の出口部４０には、過給機出口側空気パイプ４２の一端側が接続している。この過給機出口側空気パイプ４２の他端側は、インタクーラ２４の前方部に接続され、インタクーラ２４の後方部とこのインタクーラ２４の後方側に配設した吸気マニホルド４４に取り付けられたスロットルボディ４６とを、図示しないインタクーラ出口側パイプを介して接続している。
【００１６】
インタクーラ２４は、図３〜図５に示す如く、コア部４８の前後において、過給機１４側の入口パイプ５０を備えた上流側タンク５２とスロットルボディ４６側の出口パイプ５４を備えた下流側タンク５６との間を所定間隔で連絡する複数本のチューブ５８を設け、このチューブ５８内に流体である過給機１４で過給された吸入空気を流通させる吸気通路６０を冷却して前記過給された吸入空気の熱を外気に放出するものである。
【００１７】
このインタクーラ２４は、図３〜図５に示す如く、各吸気通路６０の間に複数枚のヒートパイプ板６２を挟持して設け、このヒートパイプ板６２の各先端部６２Ａを上方に延設し、また、ヒートパイプ板６２の各先端部６２Ａの間には放熱フィン６４が設けられている。
【００１８】
ヒートパイプ板６２は、車両２の幅方向Ｙに配設され、下側のチューブ５８に挟持される基端部６２Ｂ側の受熱部６６と、上側の先端部６２Ａ側の放熱部６８とを備え、この上側の先端部６２Ａ側の放熱部６８が、上方に配設された車体パネルであるエンジンフード８に形成したエアスクープ開口部７０を貫通して車外に延出して設けられている。この場合に、放熱フィン６４における冷却風（走行風）流通方向Ｐは、車体パネルであるエンジンフード８６の表面８Ｆと略平行に設定されている。
【００１９】
エンジンフード８には、インタクーラ２４の上方で、エアスクープ開口部７０が形成されているとともに、このエアスクープ開口部７０を上方から覆うように、カバーであるエアスクープ７２がエンジンフード８の表面８Ｆに取り付けられている。このエアスクープ７２は、内部に所定容量のエアスクープ空間７４を形成し、走行風（冷却風）を導入する車両前方側の空気流入口７６と放熱フィン６４を冷却した空気を排出する車両後方側の空気流出口７８とを形成している。
【００２０】
よって、インタクーラ２４は、ヒートパイプ板６２の各先端部６２Ａが、車外のエアスクープ空間７４内に延出してエアスクープ７２に覆われて配設されている。ヒートパイプ板６２は、内部に作用液を備え、各チューブ５８に挟持した下部の受熱部６６で液状の作用液が気化して蒸気となって上部の放熱部６８に移動し、そして、この放熱部６８で熱を放出すると、気体の作用液が再び液状となり、網状部分を毛管現象によって受熱部６６に戻る構成のものである。
【００２１】
次に、この第１実施例の作用を説明する。
【００２２】
車両２の走行中においては、走行風が、エアスクープ７２の空気流入口７６から流入し、エアスクープ空間７４のヒートパイプ板６２の各先端部６２Ａを通過してエアスクープ７２の空気流出口７８から流去する。このとき、ヒートパイプ板６２の各先端部６２Ａの放熱部６８が走行風で冷却されることにより、吸気通路６０を流れる過給された吸入空気から伝達された熱が空気と共に外気に放出される。
【００２３】
この結果、各吸気通路６０の間に複数枚のヒートパイプ板６２を挟持して設け、このヒートパイプ板６２の各先端部６２Ａを車外に延出して設け、ヒートパイプ板６２の各先端部６２Ａの間には放熱フィン６４を設けたことから、吸気通路６２が車体パネルであるエンジンフード８に囲まれた場所に配設される場合にも、ヒートパイプ板６２の各先端部６２Ａを走行風の流速の速い車外に位置させ、ヒートパイプ板６２の各先端部６２Ａの間に設けた放熱フィン６４に走行風を導いて吸気通路６２を流れる流体である過給された吸入空気の冷却効果を向上することができる。
【００２４】
即ち、この実施例においては、従来のインタクーラの放熱フィンの部分をヒートパイプ板６２に代え、このヒートパイプ板６２の先端側に放熱フィン６４を取り付け、そして、放熱フィン６４の放熱面積は、略同等になるように、インタクーラ２４が車両２に搭載された状態において、放熱フィン６４の部分がエンジンフード８の上側に突出させ、これにより、エアスクープ７２内では、走行風が効率良く放熱フィン６４を通過することになり、放熱フィン６４を通過する走行風の平均速度が、例えば、車速６０Ｋｍ／ｈにおいて、３．５ｍ／ｓから４．８ｍ／ｓに速くなり、図６に示すインタクーラ２４の平均風速と放熱量との関係により、放熱量が２．０８ＫＷから２．２８ＫＷに向上し、吸入空気の温度が従来よりも摂氏６度だけ低くすることができる。つまり、インタクーラ２４の入口側の温度とインタクーラ２４の出口側の温度との温度差△Ｔは、温度差△Ｔ＝放熱量／（吸気密度＊定圧比熱＊吸気の体積流量）で求められることから、例えば、排気量が６６０ｃｃのエンジンについて、高負荷運転条件として、３０００ｒｐｍの全負荷、過給圧１９３ｋｐａの条件の下で、インタクーラ２４の入口側の温度とインタクーラ２４の出口側の温度との温度差△Ｔを求めると、従来では、温度差△Ｔが６９Ｋになるのに対し、この実施例では、ヒートパイプ付きインタクーラ２４を用いることから、図６に示す如く、放熱量が大きくなり、これにより、温度差△Ｔが６３Ｋとなり、吸気温度を摂氏６度だけ低減することができる。
【００２５】
また、ヒートパイプ板６２を車両２の幅方向Ｙに配列し、ヒートパイプ板６２の各先端部６２Ａを、上方に配設された車体パネルであるエンジンフード８を貫通して車外に延出させるとともに、放熱フィン６４における冷却風流通方向を、エンジンフード８の表面８Ｆと略平行に設定したことから、エンジンフード８に沿って流れる走行風と放熱フィン６４の空気流通方向とを合致させ、放熱フィン６４を通過する走行風の流速を速めて冷却効果を向上することができる。
【００２６】
更に、ヒートパイプ板６２の各先端部６２Ａを覆って空気流入口７６と空気流出口７８とが形成されたカバーであるエアスクープ７２を、車体パネルであるエンジンフード８に取り付けたことにより、エアスクープ７２、空気流入口７６、空気流出口７８の形状を選定することにより、放熱フィン６４を通過する走行風の流速を向上させて冷却効果を向上するとともに、車外に延出されたヒートパイプ板６２の各先端部６２Ａを保護することができる。
【実施例２】
【００２７】
図７は、この発明の第２実施例を示すものである。
【００２８】
この第２実施例の特徴とするところは、以下の点にある。即ち、エアスクープ７２においては、入口部位７２Ａをラッパ状に大きく形成し、また、中央部位７２Ｃの空間内長さＬ１を、入口部位７２Ａ及び出口部位７２Ｂの空間内長さＬ２及びＬ３よりも小さく設定した。つまり、Ｌ１＜Ｌ３＜Ｌ２の関係とした。
【００２９】
この第２実施例の構成によれば、入口部位７２Ａをラッパ状に大きく形成されているので、走行風を効率良く導入するとともに、エアスクープ７２の中央部位７２Ｃが入口部位７２Ａ及び出口部位７２Ｂよりも搾られた形となり、入口部位７２Ａからの走行風を導き易くするとともに、導入した走行風の流速を中央部位７２Ｃで効果的に速くすることができ、冷却効果を向上することができ、また、中央部位７２Ｃ側からの空気を出口部位７２Ｂによって容易に流出させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
ヒートパイプを用いて吸気通路を流通する流体の冷却効果を向上することを、他の熱交換システムにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】第１実施例において車両前部の側面図である。
【図２】第１実施例において車両前部の斜視図である。
【図３】第１実施例においてインタクーラの斜視図である。
【図４】第１実施例においてインタクーラの平面図である。
【図５】第１実施例においてインタクーラの背面図である。
【図６】第１実施例においてインタクーラの放熱量を示す図である。
【図７】第２実施例においてインタクーラの平面図である。
【図８】従来における車両前部の側面図である。
【図９】従来におけるインタクーラの平面図である。
【図１０】従来におけるインタクーラの斜視図である。
【符号の説明】
【００３２】
２  車両
８  エンジンフード
１０  エンジンルーム
１２  エンジン
１４  過給機
２２  エアクリーナ
２４  インタクーラ
４６  スロットルボディ
４８  コア部
５２  上流側タンク
５６  下流側タンク
５８  チューブ
６０  吸気通路
６２  ヒートパイプ板
６４  放熱フィン
６６  受熱部
６８  放熱部
７０  エアスクープ開口部
７２  エアスクープ
７６  空気流入口
７８  空気流出口
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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