(57)【要約】【課題】  冷却システムの冷却能力を高める。【解決手段】  車両前方側に位置する壁面４ｃの下端４ｅを、車両後方側に位置する壁面４ｄの下端４ｆより下方側に位置させて、車両前方側に位置する壁面４ｃと車両後方側に位置する壁面４ｄとで段差を作る。これにより、排出口４ａ近傍を流れる走行風の速度が、排出口４ａから離れた部位を流れる走行風の速度より早くなる。このため、排出口４ａ近傍を流れる走行風の圧力が低下するので、通風ダクト４内の空気は圧力が低下した排出口４ａ近傍に吸い込まれるように流れて通風ダクト４外に排出される。したがって、ラジエータ１やコンデンサ３に供給することができる冷却風（走行風を含む。）を増大させることができるので、ラジエータ１等の放熱能力、つまり冷却システムの冷却能力を高めることができる。【選択図】        図２
2005041401.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放熱用の熱交換器（１）と、
前記熱交換器（１）の背面から車両後方側に延びて、前記熱交換器（１）を通過した空気を排出する排出口（４ａ）が設けられた通風ダクト（４）とを備え、
前記通風ダクト（４）のうち前記排出口（４ａ）の外縁部（４ｂ）と連なる壁面（４ｃ、４ｄ）は、車両前後方向に対して交差しており、
さらに、前記排出口（４ａ）の開口の向きが鉛直方向に対して車両後方側に傾くように、前記外縁部（４ｂ）の車両前方側と車両後方側とが鉛直方向にずれていることを特徴とする車両の冷却システム。
【請求項２】
車両の前端部に搭載された放熱用の熱交換器（１）と、
前記熱交換器（１）の背面から車両後方側に延びて、前記熱交換器（１）を通過した空気を車両下方側に排出する排出口（４ａ）が設けられた通風ダクト（４）とを備え、
前記通風ダクト（４）のうち前記排出口（４ａ）の外縁部（４ｂ）と連なる壁面（４ｃ、４ｄ）は、車両前後方向に対して交差しており、
さらに、前記壁面（４ｃ、４ｄ）のうち車両前方側に位置する壁面（４ｃ）の下端（４ｅ）は、前記壁面（４ｃ、４ｄ）のうち車両後方側に位置する壁面（４ｄ）の下端（４ｆ）より下方側に位置していることを特徴とする車両の冷却システム。
【請求項３】
放熱用の熱交換器（１）と、
前記熱交換器（１）の背面から車両後方側に延びて、前記熱交換器（１）を通過した空気を排出する排出口（４ａ）が設けられた通風ダクト（４）と、
前記排出口（４ａ）近傍を流れる走行風の速度を増速させる増速構造部（４ｃ、４ｄ）とを備えることを特徴とする車両の冷却システム。
【請求項４】
放熱用の熱交換器（１）と、
前記熱交換器（１）の背面から車両後方側に延びて、前記熱交換器（１）を通過した空気を排出する排出口（４ａ）が設けられた通風ダクト（４）と、
前記排出口（４ａ）近傍を流れる走行風の圧力を低下させる圧力低下構造部（４ｃ、４ｄ）とを備えることを特徴とする車両の冷却システム。
【請求項５】
前記通風ダクト（４）内のうち前記熱交換器（１）より空気流れ下流側には、前記熱交換器（１）に冷却風を送風する送風機（５）が設けられていていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の車両の冷却システム。
【請求項６】
前記通風ダクト（４）のうち前記送風機（５）より空気流れ上流側には、前記通風ダクト（４）内外を連通させる連通穴（６）が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の車両の冷却システム。
【請求項７】
前記送風機（５）は、横流ファンを用いたものであることを特徴とする請求項５又は６に記載の車両の冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の冷却システムに関するもので、走行用駆動源をなす内燃機関（エンジン）や電動モータ（モータ駆動回路も含む。）の冷却システムに適用して有効である。
【背景技術】
【０００２】
車両の冷却システムは、走行風や送風機により送風された冷却風をラジエータに供給するものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
車両の冷却システムは、前述のごとく、走行風や送風機により送風された冷却風をラジエータに供給するものであるが、ラジエータに供給することができる冷却風（走行風を含む。）が多いほど、ラジエータの放熱能力、つまり冷却システムの冷却能力を高めることができる。
【０００４】
本発明は、上記点に鑑み、第１には、従来と異なる新規な冷却システムを提供し、第２には、冷却システムの冷却能力を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、放熱用の熱交換器（１）と、熱交換器（１）の背面から車両後方側に延びて、熱交換器（１）を通過した空気を排出する排出口（４ａ）が設けられた通風ダクト（４）とを備え、通風ダクト（４）のうち排出口（４ａ）の外縁部（４ｂ）と連なる壁面（４ｃ、４ｄ）は、車両前後方向に対して交差しており、さらに、排出口（４ａ）の開口の向きが鉛直方向に対して車両後方側に傾くように、外縁部（４ｂ）の車両前方側と車両後方側とが鉛直方向にずれていることを特徴とする。
【０００６】
これにより、排出口（４ａ）近傍を流れる走行風の速度が、排出口（４ａ）から離れた部位を流れる走行風の速度より早くなる。
【０００７】
このため、排出口（４ａ）近傍を流れる走行風の圧力が低下するので、通風ダクト（４）内の空気は圧力が低下した排出口（４ａ）近傍に吸い込まれるように流れて通風ダクト（４）外に排出される。
【０００８】
したがって、熱交換器（１）に供給することができる冷却風（走行風を含む。）を増大させることができるので、熱交換器（１）の放熱能力、つまり冷却システムの冷却能力を高めることができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、車両の前端部に搭載された放熱用の熱交換器（１）と、熱交換器（１）の背面から車両後方側に延びて、熱交換器（１）を通過した空気を車両下方側に排出する排出口（４ａ）が設けられた通風ダクト（４）とを備え、通風ダクト（４）のうち排出口（４ａ）の外縁部（４ｂ）と連なる壁面（４ｃ、４ｄ）は、車両前後方向に対して交差しており、さらに、壁面（４ｃ、４ｄ）のうち車両前方側に位置する壁面（４ｃ）の下端（４ｅ）は、壁面（４ｃ、４ｄ）のうち車両後方側に位置する壁面（４ｄ）の下端（４ｆ）より下方側に位置していることを特徴とする。
【００１０】
これにより、排出口（４ａ）近傍を流れる走行風の速度が、排出口（４ａ）から離れた部位を流れる走行風の速度より早くなる。
【００１１】
このため、排出口（４ａ）近傍を流れる走行風の圧力が低下するので、通風ダクト（４）内の空気は圧力が低下した排出口（４ａ）近傍に吸い込まれるように流れて通風ダクト（４）外に排出される。
【００１２】
したがって、熱交換器（１）に供給することができる冷却風（走行風を含む。）を増大させることができるので、熱交換器（１）の放熱能力、つまり冷却システムの冷却能力を高めることができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明では、放熱用の熱交換器（１）と、熱交換器（１）の背面から車両後方側に延びて、熱交換器（１）を通過した空気を排出する排出口（４ａ）が設けられた通風ダクト（４）と、排出口（４ａ）近傍を流れる走行風の速度を増速させる増速構造部（４ｃ、４ｄ）とを備えることを特徴とする。
【００１４】
これにより、排出口（４ａ）近傍を流れる走行風の圧力が低下するので、通風ダクト（４）内の空気は圧力が低下した排出口（４ａ）近傍に吸い込まれるように流れて通風ダクト（４）外に排出される。
【００１５】
したがって、熱交換器（１）に供給することができる冷却風（走行風を含む。）を増大させることができるので、熱交換器（１）の放熱能力、つまり冷却システムの冷却能力を高めることができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明では、放熱用の熱交換器（１）と、熱交換器（１）の背面から車両後方側に延びて、熱交換器（１）を通過した空気を排出する排出口（４ａ）が設けられた通風ダクト（４）と、排出口（４ａ）近傍を流れる走行風の圧力を低下させる圧力低下構造部（４ｃ、４ｄ）とを備えることを特徴とする。
【００１７】
これにより、通風ダクト（４）内の空気は圧力が低下した排出口（４ａ）近傍に吸い込まれるように流れて通風ダクト（４）外に排出される。
【００１８】
したがって、熱交換器（１）に供給することができる冷却風（走行風を含む。）を増大させることができるので、熱交換器（１）の放熱能力、つまり冷却システムの冷却能力を高めることができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明では、通風ダクト（４）内のうち熱交換器（１）より空気流れ下流側には、熱交換器（１）に冷却風を送風する送風機（５）が設けられていていることを特徴とするものである。
【００２０】
請求項６に記載の発明では、通風ダクト（４）のうち送風機（５）より空気流れ上流側には、通風ダクト（４）内外を連通させる連通穴（６）が設けられていることを特徴とする。
【００２１】
これにより、通風ダクト（４）内に大量に流入した冷却風を速やかに排出することができる。したがって、通風ダクト（４）での圧力損失が増大してしまうことを抑制できるので、大きな放熱能力を必要とする高速走行時においても十分な冷却風量を確保することができる。
【００２２】
請求項７に記載の発明では、送風機（５）は、横流ファンを用いたものであることを特徴とするものである。
【００２３】
なお、本発明において、前記連通穴（６）が前記通風ダクト（４）に設けて在れば、送風機（５）の消費動力を低減することができる。
【００２４】
因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
（第１実施形態）
図１は本実施形態に係る車両用冷却システムを採用した車両前端部の構造を示す図であり、図２は図１のＡ部拡大模式図である。
【００２６】
図１中、ラジエータ１は走行用駆動源をなすエンジン（内燃機関）を冷却したエンジン冷却水と外気とを熱交換してエンジン冷却水を冷却する放熱用の熱交換器である。
【００２７】
そして、本実施形態では、ラジエータ１の外形寸法のうち車両幅方向と平行な部位の寸法を高さ方向の平行な部位の寸法より十分に大きくすることにより、放熱能力を確保しつつ高さ寸法を小さくした扁平状とすることにより、ラジエータ１全体が車両前面側から見てバンパーリーンフォース２より下方側に位置するように車両に搭載している。
【００２８】
なお、バンパーリーンフォース２とは、車両の前端部にて車両幅方向に延びて車両前面側から衝突力を吸収する梁状のもので、通常、金属にて形成されている。
【００２９】
因みに、コンデンサ３は、車両用空調装置を構成する蒸気圧縮式冷凍機の放熱器であり、このコンデンサ３にて室内に吹き出す空気から吸熱した熱を室外に放熱する。
【００３０】
また、ラジエータ１の背面には、図２に示すように、ラジエータ１の背面側から車両後方側に延びて、ラジエータ１を通過した空気を排出する排出口４ａが設けられた樹脂（本実施形態では、ポリプロピレン）製の通風ダクト４が設けられている。
【００３１】
そして、通風ダクト４のうち排出口４ａの外縁部４ｂと連なる壁面４ｃ、４ｄは、車両前後方向に対して交差しているとともに、排出口４ａの開口の向きが鉛直方向に対して車両後方側に傾くように、外縁部４ｂの車両前方側と車両後方側とが鉛直方向にずれている。
【００３２】
ここで、「排出口４ａの開口の向き」とは、排出口４ａの外縁部４ｂを含む平面又は曲面の法線と平行な方向において、排出口４ａから排出される空気と同一の向き（図２のＤの向き）を言う。
【００３３】
このため、本実施形態では、車両前方側に位置する壁面４ｃの下端４ｅは、車両後方側に位置する壁面４ｄの下端４ｆより下方側に位置することとなり、車両前方側に位置する壁面４ｃと車両後方側に位置する壁面４ｄとで段差が発生することとなる。
【００３４】
なお、本実施形態に係る排出口４ａは、エンジンルーム内下方側において、車両幅方向略全域に拡がって略長方形状に開口している。
【００３５】
また、通風ダクト４内のうちラジエータ１より空気流れ下流側には、ラジエータ１に冷却風を送風する送風機５は設けられており、本実施形態では、空気が多翼形の羽根車を軸方向に直角な断面内を通り抜ける横流ファン（ＪＩＳ  Ｂ  ０１３２番号１０１７等参照）を採用するとともに、その軸方向が車両幅方向と一致するように送風機５を車両に搭載している。
【００３６】
そして、通風ダクト４内のうち送風機５より空気流れ上流側には、通風ダクト４内外を連通させる連通穴６が設けられており、この連通穴６は、所定圧力以上の走行風圧が通風ダクト４内に作用したときに、つまり車速が所定速度以上となったときに連通穴６を開き、送風機５が稼動しているときには連通穴６を閉じるように作動する開閉弁７が設けられている。
【００３７】
なお、本実施形態に係る開閉弁７は、連通穴６のうち通風ダクト４の外側に配置されたリード弁状のもので、材質をゴムや樹脂等の弾性変形可能なものとすることにより、送風機５の空気流れ上流側で発生する負圧を利用して連通穴６を閉じ、走行風圧を利用して連通穴６を開く。
【００３８】
また、排出口４ａに連なる壁面４ｃ、４ｄと同様に、連通穴６に連なる壁部８、４ｃのうち車両前方側の壁部８の寸法を車両後方側の壁部４ｃの寸法より長くすることで、連通穴６に連なる壁部８、４ｃによって形成される排出口８ａの開口の向きが鉛直方向に対して車両後方側に傾くようにしている。
【００３９】
このため、本実施形態では、壁部８の下端８ｂは壁面４ｃの下端４ｅより下方側に位置し、壁部８と壁面４ｃとで段差が発生することとなる。
【００４０】
なお、アンダカバー９は、車両下部に流入した走行風を滑らかに後方側に流すためのもので、本実施形態では、アンダカバー９は壁部８の下端８ｂまで延びている、
次に、本実施形態の作用効果を述べる。
【００４１】
本実施形態では、車両前方側に位置する壁面４ｃの下端４ｅは、車両後方側に位置する壁面４ｄの下端４ｆより下方側に位置し、車両前方側に位置する壁面４ｃと車両後方側に位置する壁面４ｄとで段差が発生するので、図３に示すように、排出口４ａ近傍を流れる走行風の速度が、排出口４ａから離れた部位を流れる走行風の速度より早くなる。
【００４２】
このため、排出口４ａ近傍を流れる走行風の圧力が低下するので、通風ダクト４内の空気は圧力が低下した排出口４ａ近傍に吸い込まれるように流れて通風ダクト４外に排出される。
【００４３】
なお、図３では、流速を示す流線の長さが長いほど流速が大きいことを示しており、図３から明らかなように、排出口４ａ近傍ほど走行風の速度が増大する。
【００４４】
したがって、ラジエータ１やコンデンサ３に供給することができる冷却風（走行風を含む。）を増大させることができるので、ラジエータ１等の放熱能力、つまり冷却システムの冷却能力を高めることができる。
【００４５】
ところで、通風ダクト４の通路断面積は、送風機５の最大送風能力に基づいて選定され、かつ、搭載スペース上、大きな通路断面積を確保することが難しい。
【００４６】
このため、車両速度が上昇して通風ダクト４に流入する風量が増大すると、通風ダクト４での圧力損失が増大してしまうので、大きな放熱能力を必要とする高速走行時に十分な冷却風量を確保することができないおそれがある。
【００４７】
因みに、流体通路断面積が一定の場合には、通常、流体通路で発生する圧力損失は流速の略２乗に比例して大きくなる。
【００４８】
これに対して、本実施形態では、通風ダクト４に連通穴６を設けているので、通風ダクト４内に大量に流入した冷却風を速やかに排出することができる。したがって、通風ダクト４での圧力損失が増大してしまうことを抑制できるので、大きな放熱能力を必要とする高速走行時においても十分な冷却風量を確保することができる。
【００４９】
また、渋滞時等の走行風が殆ど無いときには、送風機５にて冷却風をラジエータ１に送風する必要があるが、このとき、連通穴６が開いたままであると、送風機５にて誘起された冷却風がラジエータ１を迂回して流れてしまう。
【００５０】
しかし、本実施形態では、送風機５が稼動しているときには、連通穴６を閉じるので、送風機５にて誘起された冷却風がラジエータ１を迂回して流れてしまうことを効果的にラジエータ１に冷却風を送風することができる。
【００５１】
ところで、横流ファンでは、羽根車の回転軸を挟んで翼の移動方向が逆転するので、回転軸を挟んで一方側（本実施形態では、下側）の翼は、走行風圧から逆転させる向きの力を受けてしまい、送風機５の消費動力が増大してしまうおそれがある。
【００５２】
これに対して、本実施形態では、通風ダクト４のうち走行風圧から逆転させる向きの力を受ける側に連通穴６を設けているので、走行風圧から受ける逆転させる向きの力を緩和することができ、送風機５の消費動力が増大してしまうことを未然に防止できる。
【００５３】
また、本実施形態では、連通穴６に連なる排出口８ａも排出口４ａと同様な構造となっていので、排出口８ａ近傍を流れる走行風の速度が増大して圧力が低下するので、通風ダクト４内に流入した走行風は圧力が低下した排出口８ａ近傍に吸い込まれるように流れて通風ダクト４外に排出される。
【００５４】
したがって、ラジエータ１を通過して通風ダクト４内に流入した走行風を効率よく排出することができるので、ラジエータ１を通過する送風量を増大させてラジエータ１の放熱能力を向上させることができる。
【００５５】
（第２実施形態）
本実施形態は、送風機５として、空気が羽根車を軸方向に通り抜ける軸流ファン（ＪＩＳ  Ｂ  ０１３２番号１０１２等参照）を採用したものである。
【００５６】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、排出口４ａ、８ａを下方側に向けて開口させていたが、本発明はこれに限定されるものでなく、例えば上方側又は側方側に開口していてもよい。
【００５７】
また、上述の実施形態では、ラジエータ１の熱交換コア面１ａが鉛直方向に対して略平行になるようにラジエータ１を配置したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００５８】
また、上述の実施形態では、送風機５の空気流れ上流側で発生する負圧を利用して連通穴６を閉じ、走行風圧を利用して連通穴６を開いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、アクチュエータを用いて強制的に開閉してもよい。
【００５９】
また、上述の実施形態では、連通穴６に連なる壁部のうち車両後方側の壁部を排出口４ａ用の壁面４ｃと共用したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００６０】
また、上述の実施形態では、アンダカバー９が壁部８の下端８ｂまで延びていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばアンダカバー９を廃止してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る車両用冷却システムを採用した車両前端部の構造を示す図である。
【図２】図１のＡ部拡大模式図である。
【図３】本発明の作用を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る車両用冷却システムを採用した車両前端部の構造を示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
１…ラジエータ、２…バンパーリーンフォース、３…コンデンサ、
４…通風ダクト、５…送風機（横流ファン）、６…連通穴、
７…開閉弁、９…アンダカバー。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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