JP2003035143A - 熱交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シュラウドの端部がコア部に衝突してコア部
が破損してしまうを防止する。 【解決手段】 ストッパ部３１１ｂとサイドプレート１
３０との隙間寸法Ｘを、フランジ部３１１のうちストッ
パ部３１１ｂ以外の部位（単純フランジ部３１１ｃ）と
コア１１０と隙間寸法Ｙに比べて小さくする。これによ
り、ストッパ部３１１ｂがサイドプレート１３０に衝突
して、その他の部位（単純フランジ部３１１ｃ）がそれ
以上相対変位してしまうことが規制されるので、シュラ
ウド３１０とラジエータ１００（コア１１０）との間に
十分な隙間を確保することなく、コア１１０（特に、チ
ューブ１１１）が破損してしまうをことを未然に防止で
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、熱交換器と送風機
とが組み合わされた熱交換装置に関するもので、車両用
内燃機関（エンジン）の冷却水を冷却するラジエータ装
置に適用して有効である。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】車両用
のラジエータ装置では、周知のごとく、シュラウドによ
り、ラジエータと送風機との隙間を覆うことにより送風
機によって誘起された空気流がラジエータ（ラジエータ
コア）を迂回して流れることを抑制し、ラジエータの冷
却能力が低下することを防止している。

【０００３】このとき、理想的には、シュラウドとラジ
エータ（ラジエータコア）とを隙間無く密着させて、送
風機によって誘起された空気流の全てがラジエータ（ラ
ジエータコア）を通過すようにすることが望ましい。

【０００４】しかし、近年、ラジエータの小型軽量化及
び冷却能力向上（コア部の細密化して伝熱面積を増大）
を図るべく、チューブ及びフィンの薄肉化が進んでいる
ため、車両振動等の加振力がシュラウドに作用すると、
シュラウドの端部がコア部に衝突してコア部が破損して
しまうおそれがある。特に、チューブが破損すると、冷
却水が漏れ出してしまうので、ラジエータが機能しなく
なり、エンジンが焼け付いてしまうおそれが高い。

【０００５】この問題に対しては、シュラウドとラジエ
ータ（ラジエータコア）との間に十分な隙間を確保すれ
ばよいが、この手段では、この隙間から送風機によって
誘起された空気流がラジエータ（ラジエータコア）を迂
回して流れてしまうので、シュラウドとしての機能を十
分に発揮させることができず、ラジエータの冷却能力が
低下してしまう。

【０００６】本発明は、上記点に鑑み、送風機によって
誘起された空気流がラジエータ（ラジエータコア）を迂
回して流れてしまうことを抑制しつつ、シュラウドの端
部がコア部に衝突してコア部が破損してしまうを防止す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】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、流体が流通
する複数本のチューブ（１１１）を有して構成されたコ
ア部（１１０）と、コア部（１１０）の端部に配設さ
れ、コア部（１１０）を補強するサイドプレート（１３
０）と、コア部（１１０）に空気を送風する送風機（３
００）と、コア部（１１０）と送風機（３００）との隙
間を覆うことにより送風機（３００）によって誘起され
た空気流がコア部（１１０）を迂回して流れることを抑
制するシュラウド（３１０）とを有し、シュラウド（３
１０）には、サイドプレート（１３０）と所定の隙間を
有して対向したストッパ部（３１１ｂ）が設けられてお
り、さらに、ストッパ部（３１１ｂ）とサイドプレート
（１３０）との隙間寸法（Ｘ）は、シュラウド（３１
０）のうちストッパ部（３１１ｂ）以外の部位（３１１
ｃ）とコア部（１１０）との隙間寸法（Ｙ）に比べて小
さいことを特徴とする。

【０００８】これにより、仮にシュラウド（３１０）コ
ア部（１０）に対して相対変位しても、ストッパ部（３
１１ｂ）がサイドプレート（１３０）に衝突して、その
他の部位がそれ以上相対変位してしまうことが規制され
る。

【０００９】つまり、ストッパ部（３１１ｂ）が、その
他の部位がコア部（１１０）に衝突（干渉）してしまう
ことを機械的に規制する規制手段（ストッパ）として機
能するので、コア部（１１０）（特に、チューブ（１１
１））が破損してしまうをことを未然に防止できる。

【００１０】したがって、シュラウド（３１０）とコア
部（１１０）との間に十分な隙間を確保することなく、
コア部（１１０）（特に、チューブ（１１１））が破損
してしまうをことを未然に防止できるので、送風機（３
００）によって誘起された空気流がコア部（１１０）を
迂回して流れてしまうことを抑制しつつ、シュラウド
（３１０）の端部がコア部（１１０）に衝突してコア部
（１１０）が破損してしまうを防止することができる。

【００１１】請求項２に記載の発明では、流体が流通す
るとともに、互いに平行に配設された複数本のチューブ
（１１１）を有して構成された略矩形状のコア部（１１
０）と、チューブ（１１１）の長手方向両端部に配設さ
れてチューブ（１１１）の長手方向と直交する方向に延
びて複数本のチューブ（１１１）と連通するヘッダタン
ク（１２０）と、コア部（１１０）の端部に配設され、
チューブ（１１１）と略平行に延びてコア部（１１０）
を補強するサイドプレート（１３０）と、コア部（１１
０）に空気を送風する送風機（３００）と、コア部（１
１０）と送風機（３００）との隙間を覆うことにより送
風機（３００）によって誘起された空気流がコア部（１
１０）を迂回して流れることを抑制するシュラウド（３
１０）とを有し、シュラウド（３１０）のコア部（１１
０）側端部には、空気の流通方向と略平行な壁面（３１
１ａ）を有するとともに、コア部（１１０）の外縁部を
略縁取るように略矩形状に形成されたフランジ部（３１
１）が設けられており、フランジ部（３１１）のうちサ
イドプレート（１３０）と対向する対向部位（３１１
ｂ）とサイドプレート（１３０）との隙間寸法（Ｘ）
は、フランジ部（３１１）のうち対向部位（３１１ｂ）
以外の部位（３１１ｃ）とコア部（１１０）との隙間寸
法（Ｙ）に比べて小さいことを特徴とする。

【００１２】これにより、請求項１に記載の発明と同様
に、フランジ部（３１１）のうちサイドプレート（１３
０）と対向する対向部位（３１１ｂ）が前述のストッパ
として機能するので、シュラウド（３１０）とコア部
（１１０）との間に十分な隙間を確保することなく、コ
ア部（１１０）（特に、チューブ（１１１））が破損し
てしまうをことを未然に防止できる。

【００１３】したがって、送風機（３００）によって誘
起された空気流がコア部（１１０）を迂回して流れてし
まうことを抑制しつつ、シュラウド（３１０）の端部が
コア部（１１０）に衝突してコア部（１１０）が破損し
てしまうを防止することができる。

【００１４】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。

【００１５】

【発明の実施の形態】本実施形態は、本発明に係る熱交
換装置を、車両に搭載された走行用エンジン（発熱機
器）を冷却する車両用冷却装置（ラジエータ装置）に適
用したものである。

【００１６】図１は車両用冷却装置（ラジエータ装置）
の模式図であり、２００は走行用の水冷式内燃機関（エ
ンジン）であり、１００はエンジン冷却水（冷却水と略
す。）と空気とを熱交換して冷却水を冷却するラジエー
タ（熱交換器）であり、３００はラジエータ１００に冷
却風を送付する軸流ファン式の送風機である。

【００１７】また、３１０は送風機３００を支持するス
テー部材を兼ねるとともに、後述するラジエータコア部
１１０と送風機（３００）との隙間を覆うことにより送
風機３００によって誘起された空気流がコア部１１０を
迂回して流れることを抑制するシュラウド３１０であ
る。なお、本実施形態では、シュラウド３１０は、炭素
繊維にて機械的強度が強化された樹脂にて成形されてい
る。

【００１８】因みに、２１０はラジエータ１００を迂回
させて冷却水を循環させるバイパス回路であり、２２０
はラジエータ１００に流通させる冷却水量を調節するこ
とにより冷却水温度（エンジン温度）を所定範囲内に保
つサーモスタットである。

【００１９】なお、図２（ａ）はラジエータ１００の正
面図であり、図２（ａ）中、１１１は冷却水（流体）が
流通する扁平状のチューブであり、これら複数本のチュ
ーブ１１１は、互いに平行に配設されているとともに、
各チューブ１１１間には、空気と冷却水との熱交換を促
進する波状のフィン１１２が配設されている。そして、
このフィン１１２とチューブ１１１とをろう付けするこ
とにより、冷却水と空気とを熱交換する略矩形状のラジ
エータコア部（以下、コアと略す。）１１０が構成され
ている。

【００２０】また、チューブ１１１の長手方向両端部に
は、チューブ１１１の長手方向と直交する方向（本実施
形態では、上下方向）に延びて複数本のチューブ１１１
と連通するヘッダタンク１２０が配設されており、本実
施形態では、紙面上側のヘッダタンク１２０により各チ
ューブ１１１に冷却水が分配供給され、紙面下側のヘッ
ダタンク１２０により熱交換を終えた冷却水が集合回収
される。

【００２１】なお、本実施形態では、ヘッダタンク１２
０は、チューブ１１１がろう付けされた金属製のコアプ
レート１２１と、このコアプレート１２１と共にタンク
内空間を構成する樹脂製のタンク本体１２２とからなる
もので、コアプレート１２１とタンク本体１２２とは、
パッキン等のシール材を介して水密に組み付けられてい
る。

【００２２】また、コア１１０の端部には、チューブ１
１１と略平行に延びてコア１１０を補強するサイドプレ
ート１３０が設けられおり、このサイドプレート１３０
は、コア１１０と反対が開口するように断面が略コの字
状に形成されているとともに、その長手方向端部がヘッ
ダタンク１２０（コアプレート１２１）に接合され、コ
ア１１０側がコア１１０（フィン１１２）にろう付けさ
れている。

【００２３】また、図２（ａ）、図３（ａ）に示すよう
に、コア１１０の背面側（空気流れ下流側）には、送風
機３００及びシュラウド３１０が配設されており、本実
施形態では、シュラウド３１０はヘッダタンク１２０
（タンク本体１２２）にボルト等の締結手段により固定
されている。

【００２４】ところで、シュラウド３１０のうちコア１
１０側の端部には、図４に示すように、空気の流通方向
と略平行な壁面３１１ａを有するとともに、コア１１０
の外縁部を略縁取るように略矩形状に形成されたフラン
ジ部３１１が設けられており、シュラウド３１０をラジ
エータ１００に装着した状態においては、図３（ｂ）、
（ｃ）に示すように、フランジ部３１１のうちサイドプ
レート１３０と対向する部位（以下、この部位をストッ
パ部３１１ｂと呼ぶ。）とサイドプレート１３０との隙
間寸法Ｘは、フランジ部３１１のうちストッパ部３１１
ｂ以外の部位（以下、この部位を単純フランジ部３１１
ｃと呼ぶ。）とコア１１０）と隙間寸法Ｙに比べて小さ
くなるようになっている。

【００２５】具体的には、図４（ｂ）に示すように、ス
トッパ部３１１ｂの寸法ｂを単純フランジ部３１１ｃの
寸法ａより大きくしたものである。

【００２６】次に、本実施形態の特徴を述べる。

【００２７】本実施形態によれば、ストッパ部３１１ｂ
とサイドプレート１３０との隙間寸法Ｘは、単純フラン
ジ部３１１ｃとコア１１０と隙間寸法Ｙに比べて小さく
なっているので、仮にシュラウド３１０がラジエータ１
００に対して相対変位しても、ストッパ部３１１ｂがサ
イドプレート１３０に衝突して、その他の部位（例え
ば、単純フランジ部３１１ｃ）がそれ以上相対変位して
しまうことが規制される。

【００２８】つまり、ストッパ部３１１ｂが、その他の
部位（例えば、単純フランジ部３１１ｃ）がコア１１０
に衝突（干渉）してしまうことを機械的に規制する規制
手段（ストッパ）として機能するので、コア１１０（特
に、チューブ１１１）が破損してしまうをことを未然に
防止できる。

【００２９】したがって、シュラウド３１０とラジエー
タ１００（コア１１０）との間に十分な隙間を確保する
ことなく、コア１１０（特に、チューブ１１１）が破損
してしまうをことを未然に防止できるので、送風機３０
０によって誘起された空気流がラジエータ（ラジエータ
コア）を迂回して流れてしまうことを抑制しつつ、シュ
ラウド３１０の端部がコア１１０に衝突してコア１１０
が破損してしまうを防止することができる。

【００３０】（その他の実施形態）上述の実施形態で
は、本発明をラジエータ装置に適用したが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、その他の熱交換装置にも
適用することができる。

【００３１】また、フランジ部３１１の形状は、上述の
実施形態（図４参照）に示されたものに限定されるもの
ではなく、例えば図５に示すように、フランジ部３１１
の先端側にコア１１０のコア面と略平行な第２フランジ
部３１２を設けてもよい。ここで、コア面とは、コア１
１０のうち空気の流通方向と直交する仮想の面（図３参
照）を言う。

【００３２】また、上述の実施形態では、ストッパ部３
１１ｂがチューブ１１１の長手方向と略平行に延びてい
たが、本発明はこれに限定されるものではない。

【００３３】また、上述の実施形態では、シュラウド３
１０をボルト等の締結手段によりラジエータ１００にリ
ジット（直接に）固定したが、本発明はこれに限定され
るものではなく、防振ゴム等の弾性部材を介してシュラ
ウド３１０をラジエータ１００に固定してもよい。

【００３４】また、上述の実施形態では、チューブ１１
１が上下方向に延びるように配設されていたが、本発明
はこれに限定されるものではなく、例えばチューブ１１
１が上下方向に延びるように配設されていてもよい。

【００３５】また、ラジエータ１００全てを金属（例え
ば、アルミニウム）製としてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るラジエータ装置の模式
図である。

【図２】（ａ）は本発明の実施形態に係るラジエータの
正面図であり、（ｂ）は（ａ）の上面図である。

【図３】（ａ）は本発明の実施形態に係るラジエータの
背面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図であり、
（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。

【図４】（ａ）は本発明の実施形態に係るシュラウドの
斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ部拡大図である。

【図５】（ａ）は本発明のその他の実施形態に係るラジ
エータにおける図３のＡ−Ａ断面に相当する断面の断面
図であり、（ｂ）はは本発明のその他の実施形態に係る
ラジエータにおける図３のＢ−Ｂ断面に相当する断面の
断面図である。

【符号の説明】 １１０…ラジエータコア、１３０…サイドプレート、３
１０…シュラウド、３１１…フランジ部、３１１ａ…ス
トッパ部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 康彦 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 前田 倫明 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 小沢 郁雄 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 3D038 AA07 AA10 AB01 AC01 AC13

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体が流通する複数本のチューブ（１１
   １）を有して構成されたコア部（１１０）と、 前記コア部（１１０）の端部に配設され、前記コア部
   （１１０）を補強するサイドプレート（１３０）と、 前記コア部（１１０）に空気を送風する送風機（３０
   ０）と、 前記コア部（１１０）と前記送風機（３００）との隙間
   を覆うことにより前記送風機（３００）によって誘起さ
   れた空気流が前記コア部（１１０）を迂回して流れるこ
   とを抑制するシュラウド（３１０）とを有し、 前記シュラウド（３１０）には、前記サイドプレート
   （１３０）と所定の隙間を有して対向したストッパ部
   （３１１ｂ）が設けられており、 さらに、前記ストッパ部（３１１ｂ）と前記サイドプレ
   ート（１３０）との隙間寸法（Ｘ）は、前記シュラウド
   （３１０）のうち前記ストッパ部（３１１ｂ）以外の部
   位（３１１ｃ）と前記コア部（１１０）との隙間寸法
   （Ｙ）に比べて小さいことを特徴とする熱交換装置。
2. 【請求項２】 流体が流通するとともに、互いに平行に
   配設された複数本のチューブ（１１１）を有して構成さ
   れた略矩形状のコア部（１１０）と、 前記チューブ（１１１）の長手方向両端部に配設されて
   前記チューブ（１１１）の長手方向と直交する方向に延
   びて前記複数本のチューブ（１１１）と連通するヘッダ
   タンク（１２０）と、 前記コア部（１１０）の端部に配設され、前記チューブ
   （１１１）と略平行に延びて前記コア部（１１０）を補
   強するサイドプレート（１３０）と、 前記コア部（１１０）に空気を送風する送風機（３０
   ０）と、 前記コア部（１１０）と前記送風機（３００）との隙間
   を覆うことにより前記送風機（３００）によって誘起さ
   れた空気流が前記コア部（１１０）を迂回して流れるこ
   とを抑制するシュラウド（３１０）とを有し、 前記シュラウド（３１０）の前記コア部（１１０）側端
   部には、空気の流通方向と略平行な壁面（３１１ａ）を
   有するとともに、前記コア部（１１０）の外縁部を略縁
   取るように略矩形状に形成されたフランジ部（３１１）
   が設けられており、 前記フランジ部（３１１）のうち前記サイドプレート
   （１３０）と対向する対向部位（３１１ｂ）と前記サイ
   ドプレート（１３０）との隙間寸法（Ｘ）は、前記フラ
   ンジ部（３１１）のうち前記対向部位（３１１ｂ）以外
   の部位（３１１ｃ）とコア部（１１０）との隙間寸法
   （Ｙ）に比べて小さいことを特徴とする熱交換装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の熱交換装置に車
   両に搭載された発熱機器を冷却することを特徴とする車
   両用冷却装置。