(57)【要約】【課題】本発明は、走行風で、十分にラジエータやエンジンを冷却させるエンジン冷却装置を提供する。【解決手段】本発明のエンジン冷却装置は、ラジエータ５を経てラジエータ後方のエンジン８へ走行風を導く第１の風路１６と、第１の風路１６のラジエータの出口側から分岐して、第１の風路とは異なる方向からエンジンへ向かい、冷却用ファン２７の風を冷却風としてエンジンへ導く第２の風路１７と、第１の風路と第２の風路とを切り換え、走行風による冷却と冷却用ファンによる冷却とで風路１６，１７を使い分ける風路切換手段３１ａ，３１ｂとを有する構造を採用した。同構成により、走行風は、冷却用ファンの通過のない第１の風路、ラジエータを経て、直接的にエンジンへ導かれるから、十分な流速、風量をもつ走行風でラジエータやエンジンの冷却が行える。【選択図】図１
2012082745.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の走行風を、ラジエータを経て当該ラジエータ後方のエンジンへ導く第１の風路と、
冷却用ファンを有し、前記第１の風路の前記ラジエータの出口側から分岐して前記第１の風路とは異なる方向から前記エンジンへ向かい、前記冷却用ファンにより生成される風を冷却風として前記エンジンへ導く第２の風路と、
前記第１の風路と前記第２の風路とを切り換え、前記走行風による冷却と前記冷却用ファンによる冷却とで風路を使い分ける風路切換手段と
を具備したことを特徴とするエンジン冷却装置。
【請求項２】
前記第２の風路は、前記冷却風が前記エンジンの前側からエンジン側部へ向けて吹き出されるように形成してあることを特徴とする請求項１に記載のエンジン冷却装置。
【請求項３】
前記第２の風路の吹出方向は、可変可能としてあることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエンジン冷却装置。
【請求項４】
前記風路切換手段は、外部からの指令により風路の開口を開閉する開閉フィン機構で構成されることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一つに記載のエンジン冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラジエータの下流側に冷却用ファンを配置したエンジン冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トラックなど車両の多くは、車体のフロントグリルなどに形成されている空気取入口にラジエータを配置し、ラジエータの後方にエンジンを配置して、空気取入口から導入される走行風により、ラジエータを冷却したり、エンジンやエンジンルームを冷却したりしている。
こうしたエンジン冷却装置は、エンジンの高負荷状態、走行風が期待できないなど、走行風によるラジエータの冷却が期待できない状況に対処することが求められる。そのため、一般にエンジン冷却装置では、ラジエータとエンジンとの間に冷却用ファンを設けて、冷却用ファンの運転でも、ラジエータやエンジンやエンジンルームの冷却が行えるようにしている（特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１００６５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、冷却用ファンは、風が通る領域を遮るように配置される。このため、走行風で冷却するときは、停止している冷却用ファンが走行風の流通を妨げ、ラジエータの熱交換性を低下させたり、エンジン（エンジンルームを含む）の冷却を妨げたりする。
そこで、本発明の目的は、走行風で、十分にラジエータやエンジンを冷却させるエンジン冷却装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の発明は、上記目的を達成するためにエンジン冷却装置は、車両の走行風をラジエータを経てラジエータ後方のエンジンへ導く第１の風路と、第１の風路のラジエータの出口側から分岐して、第１の風路とは異なる方向からエンジンへ向かい、冷却用ファンにより生成される風を冷却風としてエンジンへ導く第２の風路と、第１の風路と第２の風路とを切り換え、走行風による冷却と冷却用ファンによる冷却とで風路を使い分ける風路切換手段とを有する構造を採用した。
【０００６】
同構成によると、走行風で冷却するときには、走行風は、冷却用ファンを通過しない第１の風路、ラジエータを経て、直接的にエンジンへ導かれる。そして、冷却用ファンで冷却するときだけ、同ファンからの冷却風が第２の風路（冷却用ファンを通過する風路）を通じて、エンジンへ導かれる。こうした風路の切換えにより、走行風は、冷却用ファンの影響を受けずにラジエータやエンジンへ導かれる。これにより、ラジエータやエンジンは、十分な流速、風量の走行風で冷却される。
【０００７】
請求項２の発明は、上記目的に加え、冷却用ファンが生成した冷却風で、効果的にエンジンの冷却が行えるよう、第２の風路は、冷却風がエンジンの前側からエンジン側部へ向けて吹き出されるように形成した。
請求項３の発明は、上記目的に加え、エンジンの熱害を受けやすい部位が重点的に冷却風で冷却されるよう、第２の風路の冷却風の吹出方向は、可変可能としたことにある。
請求項４の発明は、上記目的に加え、簡単な構造で風路の切換えが行えるよう、風路切換手段は、外部からの指令により風路の開口を開閉する開閉フィン機構を採用したことにある。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１の発明によれば、風路の切換えにより、走行風が冷却用ファンの影響を受けずにラジエータやエンジンへ導くことができるうえ、冷却用ファンで得られる冷却風も十分にラジエータやエンジンへ導くことができる。
したがって、十分な流速、風量をもつ走行風や冷却用ファンの冷却風で、ラジエータやエンジンを冷却することができ、ラジエータの冷却性能の向上が図れるうえ、エンジン（エンジンルームを含む）を効果的に冷却することができる。しかも、冷却用ファンを通る経路は、エンジンの熱害を受けやすい部位へ冷却風を送ることが可能なので、エンジンの効果的な冷却に大きく寄与する。
【０００９】
請求項２の発明によれば、さらに冷却用ファンが生成した冷却風で、効果的にエンジンを冷却することができる。
請求項３の発明によれば、さらにエンジンの熱害を受けやすい部位を重点的に冷却することができる。
請求項４の発明によれば、さらに簡単な構造で風路の切換を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態のエンジン冷却装置を示す斜視図。
【図２】同エンジン冷却装置の平断面図。
【図３】図２中のＡ−Ａ線に沿うエンジン冷却装置の背面図。
【図４】図３中のＢ−Ｂ線に沿う断面図。
【図５】冷却用ファンで生成される冷却風を送風しているときを示す平断面図。
【図６】本発明の第２の実施形態のエンジン冷却装置を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を図１ないし図５に示す第１の実施形態にもとづいて説明する。
図１は車両であるところの例えばキャブオーバ形トラックのエンジン冷却装置の全体を示していて、図２〜図４は同装置の各部それぞれの断面を示している。
まず、トラックの基本的な構造を概略的に説明すると、図１中１は、車両前部に有するキャブ（図示しない）の最前部に形成されているフロントグリルを示している。フロントグリル１には空気取入口２が形成されている。キャブの床板部１ａ（一部だけ図示）の下部には、空気取入口２と連なるエンジンルーム３が形成されていて、空気取入口２から走行風がエンジンルーム３へ導入される構造となっている。
【００１２】
空気取入口２の内側の地点には、角形のラジエータ５が設置されている。ラジエータ５は、エンジン冷却水を冷却する熱交換器である。このラジエータ５の後方の地点には、エンジン、例えば多気筒のレシプロディーゼルエンジン８（以下、単にエンジン８という）が据え付けられている。エンジン８は、エンジンルーム３の大部分を占めるように据え付けられている。
【００１３】
同エンジン８は、周知のようにピストン（図示しない）を収めたシリンダブロック９、動弁系（図示しない）や吸・排気側のマニホールド１２（排気側しか図示せず）やＥＧＲクーラ１１などが付いたシリンダヘッド１３、オイルパン１４、燃料噴射装置（図示しない）などから構成される。なお、ＥＧＲクーラ１１は、ここではシリンダヘッド１３を挟んだ排気マニホールド１０とは反対側に配置してある。
【００１４】
このエンジン８の冷却系統を構成する冷却水路が、ラジエータホース（いずれも図示しない）を介して上記ラジエータ５と接続してある。
なお、エンジン８の出力部は、トランスミッション、プロペラシャフト、デファレンシャ（いずれも図示しない）を介して、車両後部の走行輪（後輪：図示しない）に連結され、走行に必要な駆動力が走行輪へ伝達される。
【００１５】
ラジエータ５とエンジン８の前部との間には、走行風を十分にエンジン８やエンジンルーム３へ導けるようにした切換式の風路構造１５が設けられている。同風路構造１５は、走行風用の風路１６（本願の第１の風路に相当）と、それから分岐したファン用の風路１７（本願の第２の風路に相当）とを用い、これら風路１６，１７を切換機構１８（本願の風路切換手段に相当）によって使い分ける構造で構成されている。
【００１６】
具体的には走行風用の風路１６は、図１〜図４にも示されるように例えばラジエータ５の後面（出口）外周部に装着された角形の短ダクト２０から構成されている。短ダクト２０は、ラジエータ５の後面（出口）から後方のエンジン８の近くまで直線的に突き出ている。これで、空気取入口２から導入される走行風が、ラジエータ５を通過し、そのまま短ダクト２０の出口２０ａから、エンジン８へ導けるようにしている。
【００１７】
またファン用の風路１７は、短ダクト２０の車幅（左右）方向両側に設けた左右一対のファン用ダクト２２から形成されている。ファン用ダクト２２は、いずれも短ダクト２０の側部から、エンジン８側へ向け斜め後方に張り出したダクトから構成される。さらに述べるとファン用ダクト２２は、短ダクト２０の側部形状にならう扁平な断面をもつ扁平形のダクトから構成される。同ダクトの基端が短ダクト２０の左右両側部に形成されている中継口２１と連通している。つまり、ファン用ダクト２０は、ラジエータ５の出口側から分岐させてある。
【００１８】
一対のファン用ダクト２２の先端側（前部）のうち、エンジン８と向き合う側面部分には、それぞれ円形の吹出口２４が形成されている。この後傾したファン用ダクト２２により、先の短ダクト２０とは異なる方向から風をエンジン８へ向かわせる構造にしている。吹出口２４は、特にエンジン８の熱害を受けやすい箇所、ここでは排気マニホールド１２やＥＧＲクーラ１１の有る方向に向いている。各吹出口２４には、冷却用ファン、例えば電動機２５でプロペラ２６を回転させるファン、いわゆるプロペラファン２７が据え付けられ、プロペラファン２５で生成された冷却風が、先の短ダクト２０とは異なる経路、すなわちファン用ダクト２２を通り、エンジン８やエンジンルーム３へ導けるようにしている。
【００１９】
また切換機構１８は、例えば短ダクト２０の出口２０ａ（風路の開口）と中継口２１（風路の開口）に、フィン機構３１ａ，３１ｂ（本願の開閉フィン機構に相当）を設けた構造が用いられている。
具体的には出口２０ａのフィン機構３１ａは、例えば図１〜図４に示されるように出口２０ａを開閉する帯板状の複数の横形フィン３２（開閉部材）を、出口２０ａの上下方向に沿って複数段、回動可能に配設し、これら横形フィン３２を、駆動源、例えばソレノイド３３と、同ソレノイド３３の励・消磁に伴う直線方向の動きを回動方向の動きに変えるレバー機構３４（伝達機構）とを用いて、図４中の実線で示す出口２０ａを全開にする全開位置ａ、二点鎖線で示す出口２０ａを全閉にする全閉位置ｂに切り換え可能とした構造が用いられる。なお、レバー機構３４は詳細には図示していない。
【００２０】
また各中継口２１のフィン機構３１ｂは、例えば図１および図２に示されるように縦長の中継口２０ａを開閉する帯板状の縦形フィン３５（開閉部材）を各中継口２１に回動可能に据え付け、一方の縦形フィン３５を駆動源、例えばサーボモータ３６で直接的に駆動し、他方の縦形フィン３５をサーボモータ３６から例えばベルト機構３７（伝達機構）で中継させた駆動力で間接的に駆動して、一対の縦形フィン３５をシンクロさせながら、図２中の実線で示す中継口２１を全閉にする全閉位置ｘ、二点鎖線で示す中継口２１を全開にする全開位置ｙに切換可能とした構造が用いられる。なお、ベルト機構３７は、ベルト部材３７ａの一部だけしか図示していない（図１）。
【００２１】
電動機２５（プロペラファン２７）、ソレノイド３３（フィン機構３１ａ）、サーボモータ３６（フィン機構３１ｂ）は、図１に示されるように制御部３９（例えばマイクロコンピュータおよびその周辺機器で構成されるもの）に接続されている。制御部３９には、例えば車速やエンジン冷却水の温度やエンジンルーム３内の温度から、走行風で冷却が賄えると判断したとき、プロペラファン２７の運転を停止し、横形フィン３２を全開（全開位置ａ）、縦形フィン３５を全閉（全閉位置ｘ）に位置決める制御が施されている。さらに制御部３９には、走行風では冷却が不十分で冷却用ファンによる冷却を要すると判断したとき、プロペラファン２７を運転させ、横形フィン３２を全閉（全閉位置ｂ）、縦形フィン３５を全開（全開位置ｙ）に位置決める制御が施されている。むろん制御部３９は、このために各種センサ（図示しない）からエンジン８の冷却水温情報、エンジンルーム温度情報、車速情報など、ファン運転やフィン切換えを判断するために必要な情報が入力されたり、同判断に必要な設定が施されたりしてある。
【００２２】
つまり、外部からの指令により制御されるフィン機構２１ａ，３１ｂによって、出口２０ａ、中継口２１は開閉され、ファン運転時は、プロペラファン２７を通過する経路で、プロペラファン２７で生成される冷却風をエンジン８へ導き、ファン停止時は、ファンを通過しない経路で、空気取入口２から取り込まれる走行風をダイレクトにエンジン８に導けるようにしている。これで、風路１６，１７の使い分けが可能なエンジン冷却装置４０を構成している。
【００２３】
このエンジン冷却装置４０の作用について説明すると、今、例えば車両の低車速、高負荷運転により、エンジン冷却水温やエンジンルーム３の温度が上昇し、冷却用ファンによる冷却が必要となったとする。
このときは、制御部３９の指令により、図５に示されるように横形フィン３２は、ソレノイド３３の作動により、全閉位置ｂに位置決められ、縦形フィン３５は、サーボモータ３６の作動により、全開位置ｙに位置決められる。すると、図５に示されるようにラジエータ５の出口側からエンジン８までの間には、風路１５とは異なる経路、すなわちラジエータ５の出口側から分岐してエンジン８へ向かう経路が形成される。プロペラファン２７は、経路の形成と共に運転される。
【００２４】
すると、プロペラファン２７で生成される気流により、フロントグリル１の空気取入口２から外気が取り入れられる。この外気が冷却風となる。この冷却風が、ラジエータ５、両側の風路１７を経て、各吹出口２４に至り、エンジン８の前側から両側部へ向け吹き出される。これで、ラジエータ５やエンジン８やエンジンルーム３は冷却され、上昇した各部の温度が低下する。特に吹出口２４の吹出方向は、エンジン８の熱害を受けやすい部位、ここではシリンダヘッド１３の片側に有る排気マニホールド１２、その反対側に有るＥＧＲクーラ１１に向いているので、排気マニホールド１２を含むその周辺やＥＧＲクーラ１１を含むその周辺は効果的に冷却される。
【００２５】
また車両の走行中に得られる走行風を用いて、ラジエータ５やエンジン８やエンジンルーム３を冷却するとする（プロペラファン２７は停止）。このときは、制御部３９の指令により、図２に示されるように横形フィン３２は、ソレノイド３３の作動により、全開位置ａに位置決められ、縦形フィン３５は、サーボモータ３６の作動により、全閉位置ｘに位置決められる。すると、ラジエータ５の出口からエンジン８までの間には、プロペラファン２７（冷却用ファン）を通らずに、最も短い距離でエンジン８へ向かう直線状の経路が形成される。
【００２６】
これにより、フロントグリル１の空気取入口２から取り入れられた走行風は、そのまま冷却風として、ラジエータ５、風路１６を経て、出口２０ａから、エンジン８の前側へ向け一直線状に吹き出される。これで、ラジエータ５やエンジン８やエンジンルーム３は冷却され、上昇した各部の温度が低下する。
このときの走行風が流れる経路には、従来のような風の流通の妨げる冷却用ファンはないから、十分な流速や流量をもつ冷却風が、ラジエータ５やエンジン８やエンジンルーム３に導入される。
【００２７】
したがって、風路１６，１７の使い分けから、走行風はプロペラファン２７（冷却用ファン）の影響を受けずにすみ、損失を抑えた十分な流速や流量をもつ走行風で、ラジエータ５やエンジン８やエンジンルーム３の冷却が行える。その結果、ラジエータ５を高い冷却性能で冷却できるうえ、エンジン５やエンジンルーム３も効果的に冷却でき、高い冷却効果が確保できる。
【００２８】
しかも、風路１７は、冷却風をエンジン８の前側からエンジン側部へ吹き出すレイアウトとしてあるので、プロペラファン２７の冷却風でエンジン８を効果的に冷却できる。特にプロペラファン２７（冷却用ファン）を通る経路は、自由度が高く、冷却風をエンジン８の熱害を受けやすい部位、ここではエンジン８の側部に配置されている排気マニホールド１２やＥＧＲクーラ１１などへ導けるので、エンジン８の効果的な冷却に大きく寄与する。
【００２９】
そのうえ、風路１６，１７の切換えは、風路１６，１７の開口の開閉を行うフィン機構３１ａ、３１ｂ（開閉フィン機構）を用いたから、簡単な構造ですむ。特に横形フィン３２や縦形フィン３５などの開閉部材を用い、同フィン３２，３５をソレノイド３３やサーボモータ３６などの駆動源で駆動すると、簡単に外部からの指令で風路１６，１７の切換が行える。
【００３０】
図６は、本発明の第２の実施形態を示す。
本実施形態は、第１の実施形態の変形例で、風路１７の吹出方向を可変可能としたものである。具体的には、各吹出口２４に配置されるプロペラファン２７を、上下方向、左右方向に変位可能な取付台４２を介して、ファン用ダクト２２に据え付けて、各吹出口２４の向きを可変可能としたものである。
【００３１】
このようにすると、取付台４２の変位機能から、プロペラファン２７の姿勢を変えるだけで、簡単に冷却風をエンジン８の熱がこもりやすい地点、例えばエンジン８の上部とその直上のキャブ床板部１ａとの間に存する隙間などへ送風することができる。そのため、エンジン８の熱害を受けやすい部位を重点的に冷却することができ、一層、冷却の自由度が増す。
なお、吹出方向の可変は、上下・左右方向に可変可能な取付台でなく、首振り可能にプロペラファン２７を据え付ける機構を用いても構わない。
但し、図６において第１の実施形態と同じ部分には同一符号を付してその説明を省略した。
【００３２】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々可変して実施しても構わない。
例えば上述した実施形態では、ラジエータの両側に張り出すように一対の第２の風路を形成したが、これに限らず、ラジエータの片側からだけ張り出す第２の風路を用いてもよい。また上述の実施形態のような複数個所に設けたフィン機構でなく、他の機構で風路の切換えを行うようにしてもよい。さらにフィン機構は、二箇所に設けたが、第２の風路に係る圧力損失が十分に小さい場合、第１の風路の出口の一箇所にだけフィン機構を設けただけでも風路の切換えが行えるので、フィン機構の数量も限定されるものではない。また上述の実施形態では本発明をトラックのエンジン冷却装置に適用したが、これに限らず、他の乗用車などの車両のエンジン冷却装置に本発明を適用しても構わない。もちろん、ラジエータは、インタークーラが装着された構造でも構わない。
【符号の説明】
【００３３】
５  ラジエータ
８  エンジン
１６  走行風用の風路(第１の風路)
１７  ファン用の風路（第２の風路）
３１ａ，３１ｂ  フィン機構（開閉フィン機構、風路切換手段）
４０  エンジン冷却装置
【図１】
2012082745.tif 000003
【図２】
2012082745.tif 000004
【図３】
2012082745.tif 000005
【図４】
2012082745.tif 000006
【図５】
2012082745.tif 000007
【図６】
2012082745.tif 000008