JP2002195043A - 車両用熱交換装置の衝撃吸収構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 乗員の安全を守ることのできるインタークー
ラ２の衝撃吸収構造。 【解決手段】 乗員の生存空間を確保するために車室内
とエンジンルームとを区画する隔壁１よりもエンジンル
ーム側に配設されるインタークーラ２は、ターボチャー
ジャーで過給された吸入空気を冷やすために耐圧容器が
採用されている。そして、インタークーラ２の積層型コ
ア部３の両端部に接続される第１、第２樹脂タンク４、
５に、凸状の外力受け部１３、凹状の応力集中部１４お
よび凸状の環状部１５よりなる衝撃吸収部９を設けた。
このようなインタークーラ２の衝撃吸収構造により、衝
突時には、衝撃吸収部９が容易に割れることにより、衝
突の衝撃を和らげることができ、隔壁１に伝わる衝撃を
軽減できる。それによって、隔壁１とインタークーラ２
が車室内に侵入することを防止できるので、乗員の負傷
を防止したり軽減したりすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、乗員の生存空間を
確保するために設けられた隔壁よりもエンジンルーム側
に配されたインタークーラ等の熱交換器を備えた車両用
熱交換装置の衝撃吸収構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ターボチャージャー式過給エ
ンジンのターボチャージャーで圧縮された吸入空気（過
給気）は温度が上昇する。しかし、吸入空気の温度が上
昇すると、充填効率が悪化（熱膨張するので過給率が悪
くなる）するだけでなく、ノッキングし易くなる。この
対策として過給後の吸入空気の温度を下げ、更に過給圧
を上げて出力を増す目的で、ターボチャージャー式過給
エンジンには、ターボチャージャーとインテークマニホ
ールドとの間の吸入空気通路にインタークーラ（吸入空
気冷却器）が装備されている。

【０００３】なお、インタークーラ１０１は、図４
（ａ）に示したように、車両のエンジンルームと車室内
とを区画する隔壁１０２よりもエンジンルーム側に配さ
れて、チューブを幅方向に複数積層してなる積層型コア
部１０３、およびこの積層型コア部１０３の両端部に接
続された一対のタンク１０４、１０５等から構成されて
いる。そして、一対のタンク１０４、１０５には、ター
ボチャージャーとインテークマニホールドとの間の吸入
空気通路に連通する出入口パイプ１０６、１０７が設け
られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のイン
タークーラ１０１においては、内部に高温、高圧の吸入
空気が流入するため、剛性の非常に高い耐圧容器が採用
されているが、衝突時に、図４（ｂ）に示したように、
インタークーラ１０１に伝わった衝撃により隔壁１０２
が一対のタンク１０４、１０５に押圧され、衝突の衝撃
が車室内まで伝わってしまう。これにより、隔壁１０２
が車室内側に折れ曲がるため、車室内の乗員の生存空間
を圧迫するため、乗員の生存空間が十分に確保できず、
乗員の安全を守ることができないという問題が生じてい
る。

【０００５】

【発明の目的】本発明の目的は、衝突時に乗員の生存空
間を十分に確保できるようにして、乗員の安全を守るこ
とのできる車両用熱交換装置の衝撃吸収構造を提供する
ことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
よれば、乗員の生存空間を確保するために設けられた隔
壁よりもエンジンルーム側に配された熱交換器のタンク
部に衝撃吸収部を設けることにより、衝突時には、熱交
換器のタンク部の衝撃吸収部が変形することにより衝突
の衝撃を和らげることができる。これにより、衝突時に
隔壁に伝わる衝撃が軽減されるので、隔壁が車室内側に
折れ曲がる等の変形を抑制できる。したがって、衝突時
に乗員の生存空間を十分に確保することができ、乗員の
安全を守ることができるので、衝突安全性の高い車両用
熱交換装置の衝撃吸収構造を提供することができる。

【０００７】請求項２に記載の発明によれば、熱交換器
のタンク部に設けられる衝撃吸収部は、外力を受けた時
に、容易に割れたり、容易に折れ曲がったり、容易に潰
れたりすることを特徴としている。これにより、衝突時
には、熱交換器のタンク部の衝撃吸収部が容易に割れた
り、容易に折れ曲がったり、容易に潰れたりすることに
より衝突の衝撃を和らげることができる。したがって、
請求項１に記載の発明の効果を達成することができる。

【０００８】請求項３に記載の発明によれば、熱交換器
のタンク部に設けられる衝撃吸収部は、周囲よりも肉厚
が厚く突出している凸状部、およびこの凸状部の周りに
略長円形状に形成され、周囲の肉厚と略同程度の凹状部
を有していることを特徴としている。これにより、内圧
に対する耐圧性の高い耐圧容器としての熱交換器の耐圧
性能を低下させることなく、衝突時に、凸状部を含む凹
状部近傍が容易に変形して衝突の衝撃を和らげることが
できる。したがって、請求項１に記載の発明の効果を達
成することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】〔実施形態の構成〕図１ないし図
３は本発明の実施形態を示したもので、図１ないし図３
（ａ）は車両用熱交換装置の衝撃吸収構造を示した図で
ある。

【００１０】本実施形態の車両用熱交換装置の衝撃吸収
構造は、車室内とエンジンルームとを区画する隔壁１
と、この隔壁１よりもエンジンルーム側に配されて、タ
ーボチャージャー式過給エンジン（以下過給エンジンと
略す）によって過給（圧縮）された吸入空気（過給気）
を冷やすための空冷式のインタークーラ２とを備えてい
る。

【００１１】隔壁１は、衝突時に乗員の生存空間を確保
するために車室の回りを強固にする目的で設けられて、
車室内とエンジンルームとを区画する剛性の高い金属板
である。ターボチャージャーは、過給エンジンの排気ガ
スが噴出される時のエネルギーを動力源にして、タービ
ンブレードと呼ばれる羽根車を回転させることで空気ポ
ンプ（送風機）を作動させるもので、吸入空気を加圧ま
たは加速して過給エンジンのシリンダー内へ大量に送り
込む過給機である。

【００１２】インタークーラ２は、ターボチャージャー
により過給された高温、高圧の吸入空気を冷やすため
に、剛性の非常に高い耐圧容器が採用されており、自動
車のエンジンルーム内の走行風を受け易い場所に配され
ており、ターボチャージャーと過給エンジンとの間の吸
入空気通路に設けられた熱交換器（吸入空気冷却器）で
ある。このインタークーラ２は、自動車の走行風および
冷却ファンの送風によりチューブ（図示せず）間を通過
する空気とチューブ（流体通路）内を流れるターボチャ
ージャーによって圧縮された吸入空気とを熱交換させて
吸入空気を冷却する空冷式の積層型コア部３と、この積
層型コア部３の高さ方向（水平方向）の一端部に接続さ
れた第１樹脂タンク４と、積層型コア部３の高さ方向
（水平方向）の他端部に接続された第２樹脂タンク５と
から構成されている。

【００１３】積層型コア部３は、吸入空気が通過する熱
交換用の通路であるチューブと、インタークーラ２の放
熱性を向上させるためのコルゲートフィン（図示せず）
とを、車両の幅方向（水平方向）に積層した状態で形成
されている。そして、各チューブの上端部および下端部
は、上下にそれぞれ配された金属製のコアプレート１０
に形成された長穴内に差し込まれた状態で、コアプレー
ト１０にろう付け接合されている。なお、チューブ内、
つまり一対の成形プレート間の流体通路内には吸入空気
と空気との熱交換効率を向上させるためのインナーフィ
ン（図示せず）が配されている。

【００１４】第１、第２樹脂タンク４、５は、軽量で耐
食性、耐圧性に優れるポリアミド樹脂（例えば強化材と
してガラス繊維を３０％入れたナイロン樹脂：６６Ｎ
Ｙ）により所定の形状に一体成形されている。ここで、
第１、第２樹脂タンク４、５の外周縁部１２の先端部に
設けられるシール部は、コアプレート１０の外周端縁を
折り曲げてかしめることにより、コアプレート１０と気
密的に固定されている。また、第１、第２樹脂タンク
４、５の天井部１１とその周りの外周縁部１２には、耐
圧性を向上させるために格子状の補強リブ８が形成され
ている。

【００１５】なお、第１、第２樹脂タンク４、５のシー
ル部とコアプレート１０との間には、吸入空気の漏れを
防止するための角環状のゴム製弾性シール材（図示せ
ず）が装着されている。そして、第１樹脂タンク４の外
壁面には、吸気管に接続される円管形状の入口パイプ６
が水平方向に対して直交する方向に突出するように設け
られている。また、第２樹脂タンク５の外壁面には、吸
気管に接続される円管形状の出口パイプ７が水平方向に
対して直交する方向に突出するように設けられている。

【００１６】ここで、本実施形態のインタークーラ２の
衝撃吸収部９は、第１、第２樹脂タンク４、５の天井部
（具体的には隔壁１に対向して配置される部分）１１に
設けられており、周囲よりも肉厚が厚く突出している凸
状の外力受け部１３、周囲の肉厚と略同程度であり、外
力受け部１３の周りに略長円形状に形成された凹状の応
力集中部１４、およびこの応力集中部１４の周りに略長
円形状に形成された凸状の環状部１５等を有している。

【００１７】外力受け部１３は、平坦で略円形状の先端
面を有している。また、外力受け部１３と応力集中部１
４との間には、略長円形状部１６およびこの略長円形状
部１６の周りに設けられた側壁部１７が形成されてお
り、これらの外壁面には格子状の補強リブ８が形成され
ている。そして、応力集中部１４と環状部１５との間に
は、側壁部１８が設けられており、この側壁部１８の外
壁面には補強リブは形成されていない。

【００１８】〔実施形態の作用〕次に、本実施形態のイ
ンタークーラ２の作用を図１ないし図３に基づいて簡単
に説明する。

【００１９】ターボチャージャーによって圧縮された吸
入空気（過給気）は温度が高くなっており、そのまま過
給エンジンのシリンダーに供給してもノッキングが発生
し易く、出力の向上は僅かしか期待できない。そこで、
ターボチャージャーから過給エンジンのインテークマニ
ホールドまでの吸入空気通路の途中に設けたインターク
ーラ２によって吸入空気を冷し、空気密度を上げてター
ボチャージャーの効果を高めることができる。すなわ
ち、大気中に捨てている排気ガスをエネルギーとして使
用するので、効率が良く、同じ排気量でみると極めて大
きなパワーアップが可能となる。

【００２０】〔実施形態の特徴〕ここで、本実施形態の
インタークーラ２のように剛性の非常に高い耐圧容器を
採用している場合でも、図２および図３（ｂ）、（ｃ）
に示したように、衝突時には、インタークーラ２の第
１、第２樹脂タンク４、５の外力受け部１３を中心に外
力を受けることになり、凹状の応力集中部１４に応力が
集中して割れる。すなわち、衝突時には、衝撃吸収部９
が容易に割れることにより、外力受け部１３、略長円形
状部１６および側壁部１７が第１、第２樹脂タンク４、
５の外周縁部１２および側壁部１８内に落ち込む。これ
により、衝突の衝撃を和らげることができ、衝突時に隔
壁１に伝わる衝撃を軽減できる。

【００２１】それによって、隔壁１が車室内側に折れ曲
がる等の変形を抑制でき、インタークーラ２および隔壁
１が車室内に侵入することを防止することができるの
で、衝突時に乗員の生存空間を十分に確保することがで
きる。したがって、乗員の負傷を防止したり軽減したり
することができる。すなわち、乗員の安全を守ることが
できるので、衝突安全性の高い車両用熱交換装置の衝撃
吸収構造を提供することができる。

【００２２】〔他の実施形態〕本実施形態では、インタ
ークーラ２の衝撃吸収部９として衝突時に衝撃が加わる
と容易に割れる凹状の応力集中部（破損部）１４を設け
ているが、熱交換器の耐圧性を低下させることなく、熱
交換器の衝撃吸収部として衝突時に衝撃が加わると容易
に折れ曲がったり、容易に潰れたりする凹状の破損部
（溝部）を設けても良い。なお、本実施形態では、タン
ク部を積層型コア部３の両端部に設けたが、どちらか一
方にタンク部が設けられていれば良い。この場合には、
チューブ内の流体通路は略Ｕ字形状となる。

【００２３】本実施形態では、ターボチャージャーで過
給された吸入空気を冷やすためのインタークーラ２の第
１、第２樹脂タンク４、５に衝撃吸収部９を設けたが、
熱交換器としてエンジンの冷却水を冷やすための空冷式
のラジエータ、冷媒を冷やすための空冷式のコンデンサ
やスーパークーラ等の他の空冷式の熱交換器の樹脂タン
クに衝撃吸収部を設けても良い。また、水冷式のインタ
ークーラ、水冷式のコンデンサやスーパークーラ等の水
冷式の熱交換器の樹脂タンクに衝撃吸収部を設けても良
い。

【００２４】また、乗員の生存空間を確保するために車
室の周りを強固にし、その前後のエンジンルーム部分と
トランク部分とを変形し易くするようにしても良い。こ
の場合、衝突時には、これらの部分が変形して衝突の衝
撃を吸収し、乗員の負傷を防止したり軽減したりするこ
とができるようになる。また、エンジンフードを衝突時
に容易に折れ曲がるように設計し、エンジンフードの後
端が車室内に侵入することを防止しても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】車両用熱交換装置の衝撃吸収構造を示した斜視
図である（実施形態）。

【図２】車両用熱交換装置の衝撃吸収構造を示した断面
図である（実施形態）。

【図３】（ａ）は車両用熱交換装置の衝撃吸収構造を示
した模式図で、（ｂ）、（ｃ）は衝突時のインタークー
ラの変形状態を示した模式図である（実施形態）。

【図４】（ａ）は熱交換装置を示した模式図で、（ｂ）
は衝突時の隔壁の変形状態を示した模式図である（従来
の技術）。

【符号の説明】

１ 隔壁 ２ インタークーラ（熱交換器） ３ 積層型コア部 ４ 第１樹脂タンク（タンク部） ５ 第２樹脂タンク（タンク部） ８ 補強リブ ９ 衝撃吸収部 １１ 天井部 １２ 外周縁部 １３ 外力受け部（凸状部） １４ 応力集中部（凹状部） １５ 環状部 １６ 略長円形状部 １７ 側壁部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】乗員の生存空間を確保するために設けら
   れ、車室内とエンジンルームとを区画する隔壁と、 この隔壁よりもエンジンルーム側に配されて、チューブ
   を複数積層してなる積層型コア部、およびこの積層型コ
   ア部の一端部に接続されて、樹脂により一体成形された
   タンク部を有する熱交換器とを備えた車両用熱交換装置
   において、 前記熱交換器は、前記タンク部に外力を受けると変形し
   易い衝撃吸収部を有していることを特徴とする車両用熱
   交換装置の衝撃吸収構造。
2. 【請求項２】請求項１に記載の車両用熱交換装置の衝撃
   吸収構造において、 前記熱交換器の衝撃吸収部は、外力を受けた時に、容易
   に割れたり、容易に折れ曲がったり、容易に潰れたりす
   ることを特徴とする車両用熱交換装置の衝撃吸収構造。
3. 【請求項３】請求項１または請求項２に記載の車両用熱
   交換装置の衝撃吸収構造において、 前記熱交換器の衝撃吸収部は、周囲よりも肉厚が厚く突
   出している凸状部、およびこの凸状部の周りに略長円形
   状に形成され、周囲の肉厚と略同程度の凹状部を有して
   いることを特徴とする車両用熱交換装置の衝撃吸収構
   造。