JPH08200066A - 車両用水冷式内燃機関の冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大きな成形型や高価な負圧式アクチュエータ
を必要とせずに、車両の運転状況に応じてコンデンサお
よびラジェータへの冷却気流供給量を適切に制御できる
車両用水冷式内燃機関の冷却装置を提供する。 【構成】 車内冷房装置の冷媒を凝縮させる空冷式コン
デンサ12と、水冷式内燃機関30の冷却水を冷却する空冷
式ラジェータ14とを、共通の冷却気流16内に気流方向に
沿ってこの順に直列に間隙18を開けて配列し、ラジェー
タ14の下流側に冷却気流16を生成するファン20を設けた
冷却装置において、内圧変化によりチューブ横断面22A
が柔軟に拡大・縮小するリング状チューブ22を、間隙18
内に、コンデンサ12からラジェータ14への気流経路24を
囲んで配置し、内燃機関30の負荷に応じてリング状チュ
ーブ22の内圧を変化させることにより、チューブ横断面
22Aを変化させ、それにより間隙18から気流経路24内へ
の空気流入量を変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車等の車両に搭載
され、車内冷房装置の冷媒を凝縮させる空冷式コンデン
サと、水冷式内燃機関の冷却水を冷却する空冷式ラジェ
ータとを、共通の冷却気流内に気流方向に沿ってこの順
に直列に間隙を開けて配列した車両用水冷式内燃機関の
冷却装置に関する。

【０００２】内燃機関を搭載した車両においては、内燃
機関の冷却水が導かれるラジェータを車両の進行方向に
関して前方に配置し、このラジェータの後方に送風ファ
ンを配置して、車両の走行に伴って冷却気流がラジェー
タ部に効果的に導かれるようにしてある。更に、車内冷
房装置を搭載する車両では、そのコンデンサをラジェー
タの前方に配置し、コンデンサを通過した冷却空気流が
ラジェータに導かれるようにした冷却装置が用いられて
いる。この場合、車内冷房装置を作動させた状態では、
圧縮機で圧縮された高温の冷媒がコンデンサに循環して
おり、このコンデンサを通過する際に加熱された冷却気
流がラジェータに導かれて、このラジェータを循環する
内燃機関冷却水を冷却する。

【０００３】このように車内冷房用冷媒のコンデンサと
内燃機関冷却水のラジェータとが冷却気流を共用するタ
イプの冷却装置には、下記のような特有の問題がある。
すなわち、例えば夏場において低速登坂運転のような低
速高負荷運転の場合、冷却気流温度が上昇する。この状
態では、内燃機関の発熱量が大きく、且つ車速に伴う冷
却気流の量が不足して、内燃機関がオーバヒートし易
い。

【０００４】この場合、オーバヒートが起きる危険性が
生じた際には、冷却水温度のセンサからの信号によって
車内冷房装置の作動が停止するように制御系が働く。冷
房装置の停止によってオーバヒート発生の危険性は解消
するが、その一方で車内温度は上昇してしまう。また、
アドリング運転時には車両が停止しているため、車両走
行に伴う外気の流入が無い。加えて、近年はエンジンル
ーム内が過密化して通気性が悪化する傾向にあるため、
コンデンサ、ラジェータ共に冷却能力が低下する。

【０００５】

【従来の技術】従来、上記問題を解決するものとして、
特開平４−３１４９１４号公報に下記の装置が提案され
ている。この装置は、車両前方部のコンデンサの外周と
その後方に直列に配置したラジェータの外周とを覆う導
風ダクトが、電動ファンにより車両前方から吸い込まれ
た空気をコンデンサに導くと共にコンデンサを通過した
空気をラジェータに導くようにしてある。

【０００６】また、導風ダクト内には、ラジェータを迂
回するバイパス通路が設けてある。このバイパス通路に
は、負圧式アクチュエータにより作動してバイパス通路
を開閉する導風ダンパが設けてあり、ラジェータに送る
空気量を状況に応じて制御するようになっている。しか
し、上記従来の装置は、軽量化のために導風ダクトとし
て樹脂やアルミニウム等の成形品を用いるため、成形の
際に大きな樹脂型やプレス型を必要とし製造コストが高
いという問題点があった。

【０００７】その上、バイパス通路を開閉するために負
圧式アクチュエータを用いているため、更にコストが高
くなる点も問題があった。更に、導風ダクトは車種毎に
異なる形状・寸法のものが必要であり、その成形用の金
型も同じ種類が必要であり、金型コストがかかるばかり
でなく金型の保管に広い場所が必要になるという問題も
あった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の問題を解決し、大きな成形型や高価な負圧式アクチ
ュエータを必要とせずに、車両の運転状況に応じてコン
デンサおよびラジェータへの冷却気流供給量を適切に制
御できる車両用水冷式内燃機関の冷却装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、本発明に
よれば、車内冷房装置の冷媒を凝縮させる空冷式コンデ
ンサと、水冷式内燃機関の冷却水を冷却する空冷式ラジ
ェータとを、共通の冷却気流内に気流方向に沿ってこの
順に直列に間隙を開けて配列し、上記ラジェータの下流
側に上記冷却気流を生成するファンを設けた車両用水冷
式内燃機関の冷却装置において、内圧の変化によりチュ
ーブ横断面が柔軟に拡大・縮小するリング状チューブ
を、上記間隙内に、コンデンサからラジェータへの気流
経路を囲んで配置し、内燃機関の負荷に応じてリング状
チューブの内圧を変化させることにより、チューブ横断
面を変化させ、それにより上記間隙から上記気流経路内
への空気流入量を変化させるようにしたことを特徴とす
る水冷式内燃機関の冷却装置によって達成される。

【００１０】本発明の望ましい一実施態様においては、
内燃機関の負荷に応じてチューブ内圧を変化させる一手
段として、リング状チューブを排気ガス再循環（ＥＧ
Ｒ）経路内に組み込み、内燃機関の低負荷時には排気ガ
スをチューブに導入してその内圧を高めてチューブ横断
面を拡大させ、内燃機関の高負荷時にはチューブ内の排
気ガスを内燃機関へ放出してチューブ内圧を低下させチ
ューブ横断面を縮小させるようにする。

【００１１】

【作用】本発明による水冷式内燃機関の冷却装置は、内
圧の変化によりチューブ横断面が柔軟に拡大・縮小する
リング状チューブを、コンデンサ／ラジェータ間の間隙
内に、コンデンサからラジェータへの気流経路を囲んで
配置し、内燃機関の負荷に応じてリング状チューブの内
圧を変化させることにより、チューブ横断面を変化さ
せ、それにより上記間隙から上記気流経路内への空気流
入量を変化させる構成により下記の作用を奏する。

【００１２】コンデンサからラジェータへの気流経路を
囲むリング状チューブは、内圧上昇時にはチューブ横断
面が柔軟に拡大して、コンデンサ／ラジェータ間の間隙
における両者間の気流経路への空気流入路が狭くなる。
チューブの最大拡大時には、この状態のチューブによ
り、コンデンサ／ラジェータ間の間隙を外周で塞いで両
者間を直結するダクトを構成させることもできる。

【００１３】例えば、アイドリング運転時のように走行
風が無く内燃機関の負荷の低い場合に、上記のようにチ
ューブ横断面拡大状態にすることにより、ラジェータ後
方のファンで吸引される冷却気流は、間隙からの空気流
入が減少する分だけコンデンサを通して外気から導入さ
れる量が増大し、コンデンサの実質冷却能力が優先的に
向上する。これにより、内燃機関に必要な水冷作用は確
保しながら、車内冷房装置をより効果的に作動させるこ
とができる。アイドリング時は、内燃機関の発熱量が少
ないのでラジェータの冷却能力は比較的弱くしても不都
合はない。

【００１４】逆に、リング状チューブの内圧下降時には
チューブ横断面が柔軟に縮小して、コンデンサ／ラジェ
ータ間の間隙において両者間の気流経路への空気流入路
が広がる。例えば、定速登坂運転時のように走行風が弱
く内燃機関の負荷が高い場合に、このようにチューブ横
断面縮小状態にすることにより、ラジェータ後方のファ
ンで吸引される冷却気流は、コンデンサを通して外気か
ら導入される分よりも、コンデンサ／ラジェータ間隙か
らの外気流入による分が優勢になり、ラジェータの実質
冷却能力が優先的に向上する。これにより、車内冷房装
置の作動を維持したままで内燃機関のオーバヒート発生
を防止することができる。

【００１５】上記のように、内燃機関の負荷に応じてコ
ンデンサとラジェータの実質冷却能力を選択的に向上さ
せることにより、車内冷房装置の作動を継続したまま
で、運転状況の変化に対応することができる。以下に、
添付図面を参照して、実施例により本発明を更に詳細に
説明する。

【００１６】

【実施例】図１、図２、および図３に、本発明の水冷式
内燃機関の冷却装置の構成例を示す。図１は組み立て配
置を示す斜視図、図２は組み立て後の配列を示す側面
図、図３はリング状チューブを示す断面図である。図示
した本発明の冷却装置１０は、車内冷房装置の冷媒を凝
縮させる空冷式コンデンサ１２と、水冷式エンジンの冷
却水を冷却する空冷式ラジェータ１４とを、共通の冷却
気流１６内に気流方向に沿ってこの順に直列に間隙１８
を開けて配列し、上記ラジェータ１４の下流側に上記冷
却気流１６を生成するファン２０を設け、本発明の特徴
として内圧の変化によりチューブ横断面２２Ａが柔軟に
拡大・縮小するリング状チューブ（可変チューブ）２２
を、上記間隙１８内に、コンデンサ１２からラジェータ
１４への気流経路２４を囲んで配置してある。可変チュ
ーブ２２には先端割りピン式の取付ピン２２Ｚが複数箇
所設けてあり、コンデンサ１２の取付穴１２Ｚに嵌め込
んで固定するようになっている。

【００１７】上記エンジンの負荷に応じて上記可変チュ
ーブ２２の内圧を変化させることにより、上記チューブ
横断面２２Ａを変化させ、それにより上記間隙１８から
上記気流経路２４内へ流入する空気１６Ｂの量を変化さ
せるようにしてある。図２（１）はエンジンが高負荷時
に、可変チューブ２２の内圧を下げてチューブ横断面を
縮小し（図３（１））、それによりコンデンサ／ラジェ
ータ間隙１８から両者間気流経路２４への空気１６Ｂの
流入量を多くした状態を示す。

【００１８】これに対して、図２（２）はエンジン低負
荷時に、可変チューブ２２の内圧を上げてチューブ横断
面２２Ａを最大にして（図３（２））、それによりコン
デンサ／ラジェータ間隙１８を完全に塞ぎ、可変チュー
ブ２２により両者間を直結するダクトを構成させた状態
を示す。図４に、上記本発明の可変チューブ２２を排気
ガス再循環（ＥＧＲ）システムに組み込んだ例を示す。
エンジン３０がアイドリング等の低負荷時には、ＥＧＲ
バルブ３２が開き、排気ガス流３４の一部３４Ａが流入
路３６を介して可変チューブ２２内へ導入される。この
時、チューブ２２からの流出路３８の途中に設けたバル
ブ４０は、スプリング４２による押圧力（図４中で右方
への力）よりもインテークマニホールドの負圧４４によ
る引張力（図４中で左方への力）が勝って閉鎖状態にな
っている。そのため、流入した排気ガス３４Ａはチュー
ブ２２内に蓄積してチューブ内圧を上昇させ、チューブ
横断面２２Ａが拡大する。

【００１９】チューブ横断面２２Ａが最大に拡大する
と、可変チューブの両端面２２Ｘと２２Ｙはコンデンサ
１２およびラジェータ１４の端面に押し付けられる。可
変チューブ２２はゴム等の柔軟な弾力性に富む材料で作
られており、コンデンサ１２やラジェータ１４の端面に
多少の凹凸があっても、それを十分に吸収して両者の端
面に密着してシールし両者を直結するダクトを構成す
る。これにより、コンデンサ１２を通過する冷却気流１
６Ａの量が増加するので、コンデンサ１２の空冷がラジ
ェータ１４に対して優先され、コンデンサ１２の冷却能
力が選択的に向上する。この場合にコンデンサ１２を通
過する冷却気流１６Ａの増加率は通常１０〜２０％程度
である。なお、可変チューブ２２内に蓄積された内圧が
所定値を越えないように制御するために、バルブ４０を
迂回するバイパス流路を併設しそこに圧力調整弁４６を
設けることもできる。

【００２０】一方、エンジン３０が定速登板運転時等の
高負荷時には、ＥＧＲバルブ３２が閉鎖し、チューブ２
２内への排気ガス３４の流入は無くなる。この時、チュ
ーブ２２からの流出路３８にあるバルブ４０は、インテ
ークマニホールドの負圧４４が殆ど大気圧程度にまで小
さくなっているため、上記とは逆にスプリング４２の押
圧力の方が勝って開放状態になっている。そのため、チ
ューブ２２内に蓄積していた排気ガスはバルブ４０を通
過してチューブ２２から排出され、流路３８を介してエ
ンジン３０に循環する。これによりチューブ２２の内圧
が下がりチューブ横断面２２Ａが縮小する。

【００２１】その結果、コンデンサ／ラジェータ間隙１
８はチューブ２２でシールされずに間隙１８から両者間
の気流経路２４へ空気流入１６Ｂが起きる。これによ
り、ラジェータ１４を通過する冷却気流（１６Ａ＋１６
Ｂ）の量が増大し、ラジェータ１４の空冷がコンデンサ
１２に対して優先され、ラジェータ１４の冷却能力が選
択的に向上する。

【００２２】上記のように、エンジン低負荷時には車内
冷房装置のコンデンサの空冷を優先し、エンジン高負荷
時にはエンジン水冷用ラジェータの空冷を優先するよう
に、車両の運転状況に応じてコンデンサとラジェータの
冷却能力をそれぞれ選択的に向上させることができる。
上記本発明の冷却装置に用いるリング状チューブは、ゴ
ム等の柔軟な弾力性に富んだ材料で容易に作製できるの
で、従来技術の冷却装置に比べて大幅に製造コストを低
減できるという大きな利点がある。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
車両用水冷式内燃機関の冷却装置において、従来必要と
した大きな成形型や高価な負圧式アクチュエータを必要
とせずに、車両の運転状況に応じてコンデンサおよびラ
ジェータへの冷却気流供給量を適切に選択的に制御でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の車両用水冷式内燃機関の冷却
装置の一構成例の組み立て状態を示す斜視図である。

【図２】図２は、図１の構成による本発明の冷却装置を
示す側面図であり、（１）および（２）はリング状チュ
ーブの横断面が（１）縮小した状態および（２）拡大し
た状態をそれぞれ示す。

【図３】図３は、リング状チューブの横断面が（１）縮
小した状態および（２）拡大した状態を示す断面図であ
る。

【図４】図４は、本発明の望ましい実施態様において、
本発明の冷却装置を排気ガス再循環系に組み込んだ状態
を示す配置図である。

【符号の説明】

１０…本発明の車両用水冷式内燃機関の冷却装置 １２…車内冷房装置の冷媒を凝縮させる空冷式コンデン
サ １４…水冷式エンジンの冷却水を冷却する空冷式ラジェ
ータ １６…冷却気流 １６Ａ…コンデンサ１２を通過する冷却気流 １６Ｂ…間隙１８から流入する冷却気流 １８…コンデンサ／ラジェータ間の間隙 ２０…冷却気流１６を生成するファン ２２…内圧変化により横断面が柔軟に変化するリング状
可変チューブ ２２Ａ…可変チューブ２２の横断面 ２４…コンデンサからラジェータへの冷却気流経路 ３０…水冷式内燃機関（水冷エンジン）

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ２８Ｆ 9/00 ３２１

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車内冷房装置の冷媒を凝縮させる空冷式
   コンデンサと、水冷式内燃機関の冷却水を冷却する空冷
   式ラジェータとを、共通の冷却気流内に気流方向に沿っ
   てこの順に直列に間隙を開けて配列し、上記ラジェータ
   の下流側に上記冷却気流を生成するファンを設けた車両
   用水冷式内燃機関の冷却装置において、 内圧の変化によりチューブ横断面が柔軟に拡大・縮小す
   るリング状チューブを、上記間隙内に、コンデンサから
   ラジェータへの気流経路を囲んで配置し、 上記内燃機関の負荷に応じて上記リング状チューブの内
   圧を変化させることにより、上記チューブ横断面を変化
   させ、それにより上記間隙から上記気流経路内への空気
   流入量を変化させるようにしたことを特徴とする水冷式
   内燃機関の冷却装置。
2. 【請求項２】 上記リング状チューブを排気ガス再循環
   経路内に組み込み、上記内燃機関の低負荷時には排気ガ
   スを上記チューブに導入してその内圧を高めてチューブ
   横断面を拡大させ、上記内燃機関の高負荷時には上記チ
   ューブ内の排気ガスを上記内燃機関へ放出してチューブ
   内圧を低下させてチューブ横断面を縮小させるようにし
   たことを特徴とする請求項１記載の水冷式内燃機関の冷
   却装置。
3. 【請求項３】 上記リング状チューブは、ゴム等の柔軟
   な弾力性に富んだ材料で作られていることを特徴とする
   請求項１または２記載の水冷式内燃機関の冷却装置。