特許 7525435 空冷装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-22

(45)【発行日】2024-07-30

(54)【発明の名称】空冷装置

(51)【国際特許分類】

   B60K 11/04 20060101AFI20240723BHJP

【ＦＩ】

B60K11/04 K

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2021065239

(22)【出願日】2021-04-07

(65)【公開番号】P2022160806

(43)【公開日】2022-10-20

【審査請求日】2023-06-01

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＢＡＲＵ

(74)【代理人】

【識別番号】110000110

【氏名又は名称】弁理士法人 快友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】西岡 秀雄

(72)【発明者】

【氏名】石川 義泰

(72)【発明者】

【氏名】田中 博貴

【審査官】福田 信成

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－０４４３８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２８０２７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０５１４３５１６（ＵＳ，Ａ）

【文献】独国特許出願公開第１０２０１００２６３２３（ＤＥ，Ａ１）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１８－０１３１１５３（ＫＲ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｋ １１／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両に搭載された空冷装置であって、
ラジエータコアと前記ラジエータコアの外周部に接続されたフレームとを有するラジエータと、
前記ラジエータの前方に配置されているダクトであって、前記ラジエータコアの前方に配置された開口部と、前記フレームから前記開口部の端部まで伸びるエアガイド部とを有するダクトと、
前記開口部から前記ラジエータコアに空気を流すファンと、
を有し、
前記フレームが、前記開口部の前記端部から後方に向かって伸ばした直線の両側に跨るように配置されており、
前記フレームと前記エアガイド部との接続部と前記直線の間に、間隔が設けられており、
前記ラジエータコアよりも前側であって前記エアガイド部の側壁と前記直線との間に空間が設けられている、
空冷装置。

【請求項2】

前記空間に面する前記フレームの前面に、前記接続部に沿って伸びるリブが設けられている、請求項１の空冷装置。

【請求項3】

前記空間に面する前記側壁の内面に、前記接続部に沿って伸びるリブが設けられている、請求項１または２の空冷装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書に開示の技術は、空冷装置に関する。

【0002】

特許文献１に開示の空冷装置は、ラジエータとラジエータの前方に配置されたダクト（すなわち、エアガイド）を有している。車両の走行中に、ダクトの開口部からラジエータコアに空気が流入し、ラジエータコアが冷却される。ダクトを設けることで、ラジエータコアに効率的に空気を導入することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０２０－０４０５６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

車両に搭載される空冷装置は、ファンを有する。車両の停車時または低速走行時には、ファンによってラジエータコアに空気を流す。ファンによってラジエータコアに空気を流す場合には、車両の高速走行時とは異なり、ラジエータコアに流入する空気の流速が低い。このため、ラジエータコアを通過した高温の空気が、ラジエータとダクトとの隙間を通ってダクト内に逆流する場合がある。このような逆流が生じると、ラジエータコアに流入する空気の温度が高くなり、冷却効率が低下する。本明細書では、ラジエータとダクトを有する空冷装置において、ファンの作動時に空気の逆流を抑制する技術を提案する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本明細書が開示する空冷装置は、車両に搭載されている。この空冷装置は、ラジエータと、ダクトと、ファンを有する。前記ラジエータは、ラジエータコアと前記ラジエータコアの外周部に接続されたフレームとを有する。前記ダクトは、前記ラジエータの前方に配置されている。前記ダクトであって、前記ラジエータコアの前方に配置された開口部と、前記フレームから前記開口部の端部まで伸びるエアガイド部とを有する。前記ファンは、前記開口部から前記ラジエータコアに空気を流す。前記フレームが、前記開口部の前記端部から後方に向かって伸ばした直線の両側に跨るように配置されている。前記フレームと前記エアガイド部との接続部と前記直線の間に、間隔が設けられている。

【0006】

この空冷装置では、フレームが、開口部の端部から後方に向かって伸ばした直線の両側に跨るように配置されている。したがって、ファンを作動させると、開口部の端部近傍を通った空気が、ラジエータコアに向かって流れ難い。このため、開口部の端部近傍を通った空気が、接続部と直線の間の空間に向かって流れ、接続部近傍において渦状に流れる。したがって、ラジエータコアを通過した空気が、接続部に存在する隙間に流入し難い。このため、ラジエータコアを通過した空気が接続部に存在する隙間を通ってダクト内に逆流することが抑制される。このため、この空冷装置によれば、効率的にラジエータコアを冷却することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】実施例１の空冷装置の斜視図。

【図2】図１のＩＩ－ＩＩ線の位置における断面図。

【図3】実施例１の空冷装置の外周部の拡大断面図。

【図4】実施例２の空冷装置の外周部の拡大断面図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

本明細書が開示する一例の空冷装置では、前記フレームの前面に、前記接続部に沿って伸びるリブが設けられていてもよい。

【0009】

この構成によれば、接続部の隙間に空気が流れ難く、空気の逆流をより効果的に抑制できる。

【0010】

本明細書が開示する一例の空冷装置では、前記エアガイド部の内面に、前記接続部に沿って伸びるリブが設けられていてもよい。

【0011】

この構成によれば、接続部の隙間に空気が流れ難く、空気の逆流をより効果的に抑制できる。

【実施例1】

【0012】

図１に示す実施例１の空冷装置１０は、車両のフロントコンパートメント内に設置されている。空冷装置１０は、フロントグリルの後方に配置されている。空冷装置１０は、ラジエータ２０とダクト３０を有している。

【0013】

ラジエータ２０の内部には、冷却液が流れる。ラジエータ２０は、冷却液と空気との熱交換によって、冷却液を冷却する。図２に示すように、ラジエータ２０は、ラジエータコア２２とラジエータタンク２４を有している。ラジエータコア２２は、金属（例えば、アルミニウム等）により構成されている。ラジエータコア２２は、冷却液が流れる複数のチューブと、チューブに接続された複数の冷却フィンによって構成されている。複数のチューブの間の空間によって、空気が流れる流路が形成されている。ラジエータコア２２を空気が通過することで、ラジエータコア２２内の冷却液が冷却される。ラジエータタンク２４は、ラジエータコア２２の外周部に接続されている。より詳細には、ラジエータタンク２４は、ラジエータコア２２の車幅方向における外側の側面に接続されている。ラジエータタンク２４は、樹脂製の部材である。但し、ラジエータタンク２４は、アルミニウム等の金属により構成されていてもよい。ラジエータタンク２４は、ラジエータコア２２を支持するフレームとして機能する。なお、他の実施形態では、ラジエータタンク２４は、内部に冷媒流路を有していてもよい。その場合、ラジエータタンク２４は、ラジエータコア２２の各チューブ内に冷却液を流すための分岐流路としても機能する。

【0014】

図１に示すように、ダクト３０は、ラジエータ２０の前方に配置されている。ダクト３０は、フランジ３２と、フランジ３２から前方に向かって伸びる側壁３４と、ラジエータ２０の前面を覆うカバー３６を有している。図２に示すように、ダクト３０は、フランジ３２の後面がラジエータタンク２４の前面に接触した状態でラジエータ２０に固定されている。ダクト３０は、スナップフィットによってラジエータ２０に固定されている。したがって、フランジ３２とラジエータタンク２４との境界部６０には微小な隙間が存在する。図１、２に示すように、カバー３６には、開口部３８が設けられている。開口部３８は、ラジエータコア２２の前方に配置されている。

【0015】

図２に示すように、空冷装置１０は、ラジエータ２０の後方にシュラウド４０とファン５０を有している。シュラウド４０は、ラジエータコア２２の後面を覆っている。シュラウド４０の中央に排出口が設けられており、排出口内にファン５０が設置されている。図２の矢印１００に示すように、ファン５０が作動すると、フロントグリルを介してダクト３０の開口部３８内に空気が流入する。開口部３８内に流入した空気は、ラジエータコア２２を通過し、ファン５０から後方へ排出される。ラジエータコア２２を空気が通過するときに、ラジエータコア２２内の冷却液が冷却される。空冷装置１０は、車両の停止中、または、車両の低速走行中に、必要に応じてファン５０を作動させる。また、車両の高速走行中にも、図２の矢印１００に示すように空気が流れて、ラジエータコア２２が冷却される。空冷装置１０は、車両の高速走行中にも、必要に応じてファン５０を作動させる。

【0016】

図３に示すように、開口部３８に隣接する位置では、ダクト３０のフランジ３２、側壁３４、及び、カバー３６によってエアガイド部３９が構成されている。エアガイド部３９は、ラジエータタンク２４の前面から開口部３８の端部３８ａまで伸びている。図３の直線Ｌ１は、端部３８ａから車両の後方に向かって仮想的に描いた直線を示している。直線Ｌ１は、車両の前後方向に対して平行な直線である。図３に示すように、ラジエータタンク２４の前面は、直線Ｌ１の両側に跨って伸びている。すなわち、ラジエータタンク２４の前面は、直線Ｌ１よりも車幅方向外側の位置から直線Ｌ１よりも車幅方向内側（車両の中央側）の位置まで伸びている。ラジエータタンク２４とダクト３０との境界部６０（より詳細には、ラジエータタンク２４の前面とフランジ３２の後面の境界部）は、直線Ｌ１よりも車幅方向外側に配置されている。境界部６０は、直線Ｌ１から間隔を開けた位置に配置されている。したがって、直線Ｌ１と側壁３４の間に空間が設けられている。ラジエータタンク２４の前面には、前方に向かって突出するリブ２４ａが設けられている。リブ２４ａは、境界部６０と直線Ｌ１の間に配置されている。リブ２４ａは、境界部６０に隣接する位置に配置されており、境界部６０に沿って伸びている。

【0017】

上述したように、ファン５０を作動させてラジエータコア２２に空気を流すことができる。このときに、図２、３の矢印１０２に示すようにラジエータコア２２とファン５０を通過した空気が境界部６０に存在する隙間を通ってダクト３０内に逆流すると、ラジエータコア２２の冷却効率が低下する。すなわち、ラジエータコア２２を通過した空気は、ラジエータコア２２によって加熱された高温の空気である。このような高温の空気が境界部６０の隙間を通ってダクト３０内に流入すると、ラジエータコア２２に高温の空気が流入し、ラジエータコア２２の冷却効率が低下する。これに対し、以下に説明するように、実施例１の空冷装置１０では、ラジエータコア２２を通過した空気の逆流が抑制される。図３に示すように、実施例１の空冷装置１０では、開口部３８の端部３８ａから後方に伸びる直線Ｌ１を描いたときに、ラジエータタンク２４の前面が直線Ｌ１の両側に跨って伸びている。すなわち、端部３８ａの後方に、空気を通過させないラジエータタンク２４が配置されている。したがって、端部３８ａ近傍を通ってダクト３０内に流入した空気が、直線Ｌ１と側壁３４の間の空間に流入し易い。直線Ｌ１と側壁３４の間の空間に流入した空気は、図３の矢印１０４に示すように、境界部６０近傍で渦状に流れる。特に、境界部６０に沿ってリブ２４ａが設けられているので、空気がリブ２４ａに案内されて渦状に流れやすい。このようにダクト３０内の境界部６０近傍の空間に渦流が生じることで、境界部６０の隙間からダクト３０内に向かって空気が流れ難くなる。また、境界部６０に沿ってリブ２４ａが設けられていることによって、境界部６０の隙間の流体抵抗が高くなっており、境界部６０に空気が流れ難い。したがって、境界部６０の隙間を介してダクト３０内に空気が流入することを抑制できる。このように、実施例１の空冷装置１０によれば、ラジエータコア２２を通過した空気が境界部６０の隙間を介してダクト３０内に逆流することを抑制できる。したがって、実施例１の空冷装置１０によれば、ファン５０を作動させているときに、ラジエータコア２２を効率的に冷却することができる。

【実施例2】

【0018】

図４に示す実施例２の空冷装置は、実施例１の空冷装置１０とは、リブの位置が異なる。実施例２の空冷装置のその他の構成は、実施例１の空冷装置１０と等しい。図４に示すように、実施例２の空冷装置では、ラジエータタンク２４の前面にリブが設けられておらず、ダクト３０の側壁３４の内面にリブ３４ａが設けられている。リブ３４ａは、側壁３４の内面から内側に向かって突出している。リブ３４ａは、側壁３４の内面から斜め後方に向かって突出している。リブ３４ａは、境界部６０近傍に配置されており、境界部６０に沿って伸びている。

【0019】

実施例２の構成でも、直線Ｌ１と側壁３４の間の空間に空気が流入し易く、矢印１０４に示すように境界部６０近傍に渦流が生じる。特に、境界部６０に沿ってリブ３４ａが設けられているので、空気がリブ３４ａに案内されて渦状に流れやすい。このようにダクト３０内の境界部６０近傍の空間に渦流が生じることで、境界部６０に存在する隙間からダクト３０内に向かって空気が流れ難くなる。また、実施例２の構成では、側壁３４の内面にリブ３４ａが設けられていることによって、境界部６０の隙間の流体抵抗が高くなっており、境界部６０の隙間に空気が流れ難い。したがって、実施例２の空冷装置によれば、ラジエータコア２２を通過した空気が境界部６０の隙間を介してダクト３０内に逆流することを抑制できる。したがって、実施例２の空冷装置によれば、ファン５０を作動させているときに、ラジエータコア２２を効率的に冷却することができる。

【0020】

なお、上述した実施例１、２では、ラジエータコアの外周部に接続されたラジエータタンクによってラジエータのフレームが構成されていたが、ラジエータのフレームが他の部材によって構成されていてもよい。

【0021】

以上、実施形態について詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例をさまざまに変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独あるいは各種の組み合わせによって技術有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの１つの目的を達成すること自体で技術有用性を持つものである。

【符号の説明】

【0022】

１０：空冷装置
２０：ラジエータ
２２：ラジエータコア
２４：ラジエータタンク
２４ａ：リブ
３０：ダクト
３２：フランジ
３４：側壁
３４ａ：リブ
３６：カバー
３８：開口部
３８ａ：端部
３９：エアガイド部
４０：シュラウド
５０：ファン
６０：境界部
１００：矢印
１０２：矢印
１０４：矢印

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】