JP2004196076A

JP2004196076A - 車両用冷却装置

Info

Publication number: JP2004196076A
Application number: JP2002365551A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Nakano; 宏昭中野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-12-17
Filing date: 2002-12-17
Publication date: 2004-07-15

Abstract

【課題】配管構造をより一層簡素化することができるばかりでなく、狭い車両エンジンルーム等の設置スペースを有効に活用することができる車両用冷却装置を提供する。
【解決手段】エンジン用ラジエータ３１のコアタンク３１ａに、このエンジン用ラジエータ３１とは異なるＡ／Ｃコンデンサ３２に接続された供給管３２ａ並びにインバータ用ラジエータ３３に接続された供給管３３ｂがそれぞれ貫通する配管貫通穴３１ｂ，３１ｃが形成され、この配管貫通穴３１ｂ，３１ｃに供給管３２ａ，３３ｂを貫通させることによりエンジン用ラジエータ３１とこのエンジン用ラジエータとは異なる一つ以上の各ラジエータ３２，３３が夫々独立して直列に密接状態で配置される。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用冷却装置、特に、複数のラジエータを搭載したハイブリッド車両の冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、車両にはエンジンを冷却するためのラジエータを備えた車両用冷却装置を搭載していることが周知である。
【０００３】
図６は、このような車両用冷却装置の一例を示し、図６（Ａ）は車両用冷却装置の一部を破断した要部の斜視図、図６（Ｂ）は車両用冷却装置の要部の側面図である（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図６において、冷却ユニット１は、コンデンサ２、エンジン冷却水を冷却するラジエータ３及び電動ファン４ａが設けられたファンシュラウド４とから構成され、これらコンデンサ２、ラジエータ３、ファンシュラウド４を重ね合わせた状態に組み立てられて一体化されている。
【０００５】
コンデンサ２は、ラジエータ３の左右に配置された（一方のみ図示）ヘッダ５と、各ヘッダ５の間に配設された冷却板（図示せず）とを有している。
【０００６】
一般に、このコンデンサ２は、エンジン冷却水を冷却するラジエータ３に重ね合わせて設置され、前面側あるいは後面側に設けられた電動ファン４ａによって外気が吹き付けられることによりラジエータ３と供に冷却されるようになっている。
【０００７】
ヘッダ５には、その上端近傍に冷媒ガスが送り込まれる冷媒入口管６が接続されており、この冷媒入口管６から冷媒ガスが送り込まれるようになっている。そして、この冷媒入口管６の端部に設けられたコネクタ７が、ファンシュラウド４に設けられた冷媒入口管支持部８に支持されている。
【０００８】
ファンシュラウド４は、合成樹脂によって一体成型されたもので、冷媒入口管支持部８がファンシュラウド４の一側部に一体に形成されている。この冷媒入口管支持部８は、ファンシュラウド４側に形成された側面板部８ａ、上下に形成された上面板部８ｂ、下面板部８ｃ、背面側に形成された背面板部８ｄから構成されて、正面側及び側面側が開放された箱形に形成されており、内部に冷媒入口管６のコネクタ７が収納されている。
【０００９】
このような構成においては、ラジエータ３にコンデンサ２を重ね合わせてボルト止め等により固定する。このようにすると、このコンデンサ２のヘッダ５に設けられた冷媒入口管６がラジエータ３の側方を通り、その裏面側へ延在された状態とされる。この状態にて、ラジエータ３にファンシュラウド４を、冷媒入口管６と反対側へずらして重ね合わせる。
【００１０】
また、冷媒入口管６は、図６（Ｂ）に示すように、その端部に設けられたコネクタ７に、図示を略するコンプレッサからの冷媒供給管９のコネクタ１０が連結され、これによりコンプレッサにて圧縮された冷媒ガスが冷媒供給管９及び冷媒入口管６を介してヘッダ５へと送り込まれるようになっている。
【００１１】
尚、コネクタ７には、ボルト状の螺子部７ａが一体に設けられており、この螺子部７ａをコネクタ１０に形成された貫通穴１０ａに貫通させ、ナット１０ｂを螺子部７ａに螺合させることで密着状態で結合されると共に冷媒入口管６と冷媒供給管９とが連通状態とされる。尚、各コネクタ７，１０間には密閉性を確保するためのパッキン等（図示せず）が設けられる。
【００１２】
一方、近年の冷却装置には、例えば、ハイブリッド電気自動車に見られるように、モータ、バッテリー、インバータ等の複数の電気機器毎に複数の冷却装置を設けて、これら複数の冷却装置を配置すると共に、ラジエータ用の冷媒を流通させる配管の配置構成を簡素化するために複数の冷却装置を対向する直列状態で接続して冷却回路を形成した冷却システムも知られている（例えば、特許文献２参照）。
【００１３】
図５は、このようなハイブリッド電気自動車に採用された冷却システムのシステム構成図である。
【００１４】
図５に示した冷却システムは、電気機器用ラジエータ１１と、エンジン用冷却装置１２ａに接続されたエンジン用ラジエータ１２と、冷媒循環用ポンプ１３と、所定の電気機器に冷媒を循環させて冷却する複数の冷却装置（例えば、蓄電装置を冷却する蓄電装置用冷却装置１４、パワードライブユニット（ＰＤＵ）等のインバータ用冷却装置１５、Ｄ／Ｖ用冷却装置１６、冷却装置１７、冷却装置１８）と、コンデンサ用冷却ファン１９と、ラジエータ用冷却ファン２０と、空調装置用コンデンサ２１とを備えている。
【００１５】
そして、電気機器用ラジエータ１１の冷媒排出口１１ａから順に冷媒循環用ポンプ１３、各冷却装置１４〜１８が直列配置されて冷却回路２２が構成されている。すなわち、各冷却装置１４〜１８は、対応する各電気機器毎に設定された所定の許容耐熱温度が低い順となるように配列されている。
【００１６】
これにより、電気機器用ラジエータ１１から供給される冷媒は、冷媒循環用ポンプ１３を介して、順に、蓄電装置用冷却装置１４、インバータ用冷却装置１５、Ｄ／Ｖ用冷却装置１６、走行用のモータＭ１の冷却装置１７、車両の減速時等における回生動作あるいは車両の運転状態に応じて推進力を発生するモータＭ２の冷却装置１８へと供給された後に、電気機器用ラジエータ１１の冷媒導入口１１ｂに導入されて循環させられる。
【００１７】
エンジン用ラジエータ１２は、電気機器用ラジエータ１１とは別系統とされてエンジン用冷却装置１２ａに接続されており、電気機器用ラジエータ１１とエンジン用ラジエータ１２とによって空調装置用コンデンサ２１を両側から挟み込むようにして配置されている。
【００１８】
さらに、エンジン用ラジエータ１２と対向する位置には、コンデンサ用冷却ファン１９とラジエータ用冷却ファン２０とが隣接して配置されている。
【００１９】
コンデンサ用冷却ファン１９は、エンジン用ラジエータ１２を間に挟んで空調装置用コンデンサ２１と対向する位置に配置されている。すなわち、コンデンサ用冷却ファン１９からの送風は、順次、エンジン用ラジエータ１２、空調装置用コンデンサ２１、電気機器用ラジエータ１１に送られる。また、ラジエータ用冷却ファン１９からの送風は、順次、エンジン用ラジエータ１２、電気機器用ラジエータ１１に送られる。
【００２０】
【特許文献１】
特開２００２−１１５９３６号公報（段落番号第５−７頁、第１図）
【特許文献２】
特開２００２−１８７４３５号公報（段落番号００１９−００２０、図１）
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の如く構成された車両用冷却装置、例えば、特許文献２に示すハイブリッド電気自動車用のラジエータ１１，１２及びコンデンサ２１のように、エンジンルーム内に複数の熱交換を行う装置を車両前方から後方に向かって略並行に対面状態で配置する場合に、特許文献１に示すように、それぞれのラジエータに接続される配管をラジエータの側方より行うと、狭いエンジンルーム内にラジエータの側方へと回り込ませるための配管接続スペースを確保する必要がある。
【００２２】
従って、このような配管接続スペースを確保するためには、ラジエータ自体の大きさを小さくするといった設計上の制約を受けるうえ、ラジエータの機能にも制約を受けるという問題が発生していた。
【００２３】
また、配管設置スペースを確保することにより、ラジエータとエンジンルーム内壁との間に大きなスペース（＝配管設置スペース）ができてしまうことから、車両前方よりエンジンルーム内へと取り込まれた冷却用空気が、ラジエータと熱交換をすることにより暖められた後に、エンジンルームの内壁とラジエータとの間の配管設置スペースを通って再びラジエータの前方に回りこんでしまうため、ラジエータの熱交換効率が低下するといった問題も発生していた。
【００２４】
本発明は、上記問題を解決するため、配管構造をより一層簡素化することができるばかりでなく、狭い車両エンジンルーム等の設置スペースを有効に活用することができる車両用冷却装置を提供することを目的とする。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
その目的を達成するため、本発明の車両用冷却装置は、エンジン用ラジエータとこのエンジン用ラジエータとは異なる一つ以上のラジエータとが夫々独立して直列に密接状態で配置され、前記エンジン用ラジエータのコアタンクに貫通部が形成され、前記エンジン用ラジエータとは異なる一つ以上のラジエータに前記貫通部を貫通する供給管が接続されていることを特徴とする。
【００２６】
このような構成によれば、エンジン用ラジエータのコアタンクにこのエンジン用ラジエータとは異なる一つ以上のラジエータに接続された供給管が貫通する貫通部が形成され、この貫通部に供給管を貫通させることによりエンジン用ラジエータとこのエンジン用ラジエータとは異なる一つ以上のラジエータとが夫々独立して直列に密接状態で配置される。
【００２７】
これにより、配管構造がより一層簡素化されるうえ、狭い車両エンジンルーム等の設置スペースを有効に活用することができるばかりでなく、所謂次世代ハイブリッド車等における高出力化に伴う発熱量の上昇を有効に抑制すべく、放熱量を確保することが可能となる。
【００２８】
また、本発明の車両用冷却装置は、前記供給管が前記エンジン用ラジエータとは異なる一つ以上のラジエータに直線状に接続されていることを特徴とする。
【００２９】
本発明の車両用冷却装置は、前記各ラジエータがブラケットを介して車体にユニット状に固定されていることを特徴とする。
【００３０】
本発明の車両用冷却装置は、前記前記エンジン用ラジエータとは異なる一つ以上のラジエータは前記エンジン用ラジエータよりも車体前方に配置されていることを特徴とする。
【００３１】
さらに、本発明の車両用冷却装置は、複数のラジエータが夫々独立して直列に配置され、前記複数のラジエータのうち少なくとも一つのラジエータに接続される配管が前記複数のラジエータのうち少なくとも一つ以上の他のラジエータに形成された貫通部を通るように接続されていることを特徴とする。
【００３２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の車両用冷却装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１（Ａ）は本発明の車両用冷却装置の要部の平面図、図１（Ｂ）は本発明の車両用冷却装置の要部の正面図、図１（Ｃ）は本発明の車両用冷却装置の要部の側面図、図２はエンジンルーム内でのエンジン用ラジエータとＡ／Ｃコンデンサとインバータ用ラジエータとを一体化して車体に取り付けた状態の説明図、図３はブラケットとブッシュと車体との関係を示す説明図、図４は配管接続例の要部の斜視図である。
【００３３】
図１において、３１はエンジン用ラジエータ、３２はエンジン用ラジエータ３１よりも車体前方に位置するＡ／Ｃコンデンサ、３３はＡ／Ｃコンデンサ３２よりも車体前方に位置するインバータ用ラジエータである。
【００３４】
これらエンジン用ラジエータ３１、Ａ／Ｃコンデンサ３２、インバータ用ラジエータ３３は、対向状態で直列に配置されたうえで、例えば、車体上下左右に位置する四隅（図１では１つのみ図示）に位置するブラケット３４によって連結されている。
【００３５】
このブラケット３４には、突起３５が突出されている。この突起３５は、図２及び図３に示すように、ゴムブッシュ３６に形成された嵌着穴３６ａに嵌着させる。さらに、ゴムブッシュ３６は、車体としてのサポートメンバ３７に形成されたブッシュ保持開口３７ａに挿入支持され、これによってエンジン用ラジエータ３１、Ａ／Ｃコンデンサ３２、インバータ用ラジエータ３３が一体的に車体に保持される。
【００３６】
エンジン用ラジエータ３１のコアタンク３１ａには、その上下に二つの配管貫通穴３１ｂ，３１ｃが設けられている。
【００３７】
一方、Ａ／Ｃコンデンサ３２に接続された供給管３２ａとインバータ用ラジエータ３３のコアタンク３３ａに接続された供給管３３ｂとは、配管貫通穴３１ｂ，３１ｃを貫通している。
【００３８】
また、Ａ／Ｃコンデンサ３２には、供給管３３ｂが貫通するように側方に開放された切り欠き状（貫通穴でも良い）の凹部３２ｂが形成されている。
【００３９】
これにより、各供給管３２ａ，３３ｂは屈曲させることなく直線状の配管とすることができ、屈曲させるためのスペースを確保する必要がなくなることと相俟って、エンジン用ラジエータ３１、Ａ／Ｃコンデンサ３２、インバータ用ラジエータ３３を接近状態で直列に配置することができる。
【００４０】
尚、各供給管３２ａ，３３ｂの先端には、例えば、図４の供給管３２ａに示すように、冷却回路の配管３８が接続される。
【００４１】
供給管３２ａ及び配管３８の各端部には、コネクタ３９，４０が設けられている。
【００４２】
一方のコネクタ３９にはボルト状の螺子部３９ａａが一体に設けられており、この螺子部３９ａをコネクタ４０に形成された貫通孔４０ａに貫通させ、その先端にナット４１を螺合させることで密着状態で結合される。
【００４３】
従って、ラジエータグリルから入ってきた外気をもれなくコアに通して冷却効率を向上させることができるうえ、エンジンルーム内の熱風がコアタンク３１ａ，３３ａとボディメンバ３６との間の隙間から車体前方へと回り込んで（矢印Ａ参照）再びインバータ用ラジエータ（コア）３３へと流れ込むといった冷却効率の低下を防止することができる。
【００４４】
尚、配管３８は、ＡＣコンデンサ３２の場合、エンジン駆動が伝達されるコンプレッサにより高温高圧にされたガス冷媒がＡＣコンデンサ３２に流れ、ここで外気との熱交換を行って高圧の液冷媒又は気液混合冷媒とされ、リキッドタンクで気液分離した後に膨張弁で断熱膨張して低温低圧の液冷媒又は気液混合冷媒とされ、さらに車室内に設けたエバポレータに流れて車室内の空気と熱交換を行って車室内の空気を冷却した後に低圧のガス冷媒になってコンプレッサに戻る冷房経路の一部を構成するものであるが、その配管経路は図示を省略する。
【００４５】
ところで、上記実施の形態では、車体前方から後方に向かって順にインバータ用ラジエータ３３、Ａ／Ｃコンデンサ３２、エンジン用ラジエータ３１を対面状態で配置したものに適用したが、これら熱交換を行う装置類の設置数、種類、順序等は任意のものとして実施することができ、エンジンルーム内に複数の熱交換器類を車体前方から後方に向かって対面状態で配置したもの全般に適用することができることは勿論である。
【００４６】
【発明の効果】
本発明の車両用冷却装置にあっては、以上説明したように構成したことにより、配管構造をより一層簡素化することができるばかりでなく、狭い車両エンジンルーム等の設置スペースを有効に活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係わる車両用冷却装置を示し、（Ａ）は本発明の車両用冷却装置の要部の平面図、（Ｂ）は本発明の車両用冷却装置の要部の正面図、（Ｃ）は本発明の車両用冷却装置の要部の側面図である。
【図２】エンジンルーム内でのエンジン用ラジエータとＡ／Ｃコンデンサとインバータ用ラジエータとを一体化して車体に取り付けた状態の説明図である。
【図３】ブラケットとブッシュと車体との関係を示す説明図である。
【図４】配管接続例の要部の斜視図である。
【図５】従来のハイブリッド電気自動車に採用された冷却システムのシステム構成図である。
【図６】従来の車両用冷却装置を示し、（Ａ）は車両用冷却装置の一部を破断した要部の斜視図、（Ｂ）は車両用冷却装置の要部の側面図である。
【符号の説明】
３１エンジン用ラジエータ、３１ａコアタンク、３１ｂ配管貫通穴（貫通部）、３１ｃ配管貫通穴（貫通部）、３２Ａ／Ｃコンデンサ、３２ａ供給管、３２ｂ凹部（貫通部）、３３インバータ用ラジエータ、３３ａコアタンク、３３ｂ供給管、３４ラジエータサポートメンバ（車体）。

Claims

エンジン用ラジエータとこのエンジン用ラジエータとは異なる一つ以上のラジエータとが夫々独立して直列に密接状態で配置され、前記エンジン用ラジエータのコアタンクに貫通部が形成され、前記エンジン用ラジエータとは異なる一つ以上のラジエータに前記貫通部を貫通する供給管が接続されていることを特徴とする車両用冷却装置。
前記供給管が前記エンジン用ラジエータとは異なる一つ以上のラジエータに直線状に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用冷却装置。
前記各ラジエータがブラケットを介して車体にユニット状に固定されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用冷却装置。
前記エンジン用ラジエータとは異なる一つ以上のラジエータは前記エンジン用ラジエータよりも車体前方に配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載の車両用冷却装置。
複数のラジエータが夫々独立して直列に配置され、前記複数のラジエータのうち少なくとも一つのラジエータに接続される配管が前記複数のラジエータのうち少なくとも一つ以上の他のラジエータに形成された貫通部を通るように接続されていることを特徴とする車両用冷却装置。