JP2007147092A - クーリングモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】送風機作動時の騒音を低減することができるクーリングモジュールを提供する。
【解決手段】通過する空気と冷媒との熱交換を行うコンデンサ１と、コンデンサ１の空気流れ下流側に配置され、コンデンサ１に空気を供給する送風機３を保持するとともに、コンデンサ１から送風機３に至る空気通路を形成するシュラウド４とを設け、シュラウド４の空気流れ上流側の端部４１とコンデンサ１との隙間１４を空気流れ上流側に向かって広げる。
【選択図】図２

Description

本発明は、熱交換器とシュラウドとを一体に組み付けたクーリングモジュールに関する。

従来より、冷媒を冷却するコンデンサ、エンジン冷却水を冷却するラジエータ、コンデンサおよびラジエータに冷却空気を流通させる送風機、コンデンサおよびラジエータを通過する空気流をガイドするシュラウド等から構成されるクーリングモジュールが知られている。（例えば、特許文献１参照）。

このようなクーリングモジュールにおいて、図４に示すように、シュラウドＪ４をコンデンサＪ１側まで延長し、ラジエータＪ２とコンデンサＪ１とをシュラウドＪ４で繋ぐレイアウトがある。このとき、振動や熱膨張による干渉を防止するために、シュラウドＪ４はコンデンサＪ１およびラジエータＪ２と隙間を設けて組み付けられている。
特開２００２−１３９２９４号公報

しかしながら、上記レイアウトのクーリングモジュールにおいて、送風機Ｊ３が作動してシュラウドＪ４の空気流れ上流側の端部Ｊ４１とコンデンサＪ１のモジュレータＪ１３との隙間Ｊ１４から冷却風が流入する際に、シュラウドＪ４の空気流れ上流側の端部Ｊ４１のエッジ部において冷却風の流れが乱され、騒音が発生するという問題がある。

本発明は、上記点に鑑み、送風機作動時の騒音を低減することができるクーリングモジュールを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、通過する空気と熱媒体との熱交換を行う熱交換器（１）と、熱交換器（１）の空気流れ下流側に配置され、熱交換器（１）に空気を供給する送風機（３）を保持するとともに、熱交換器（１）から送風機（３）に至る空気通路を形成するシュラウド（４）とを備え、シュラウド（４）の空気流れ上流側の端部（４１）と熱交換器（１）との間には隙間（１４）が設けられており、シュラウド（４）の空気流れ上流側の端部（４１）には、熱交換器（１）側に突出する曲面が形成されており、隙間（１４）は、空気流れ上流側に向かって広がっていることを第１の特徴としている。

これにより、隙間（１４）から流入する空気は、シュラウド（４）の空気流れ上流側の端部（４１）に形成された曲面に沿ってスムーズにガイドされるため、送風機（３）作動時の騒音を低減することが可能となる。

具体的には、曲面を、シュラウド（４）の空気流れ上流側の端部（４１）の板面が、空気流れ上流側に向かって湾曲面をなして拡径することにより構成してもよい。

また、具体的には、曲面を、シュラウド（４）の空気流れ上流側の端部（４１）における熱交換器（１）に対向する部位が、先端に向かって厚みが減少することにより構成してもよい。

また、本発明は、熱交換器（１）における前記シュラウド（４）の前記曲面に対向する部位には、前記シュラウド（４）側に突出する曲面が形成されていることを第２の特徴としている。

これにより、隙間（１４）から流入する空気は、シュラウド（４）の空気流れ上流側の端部（４１）に形成された曲面に沿ってスムーズにガイドされるとともに、熱交換器（１）に形成された曲面に沿ってスムーズにガイドされるため、送風機（３）作動時の騒音をより低減することが可能となる。

また、具体的には、熱交換器を、冷凍サイクル内を循環する冷媒と空気とを熱交換して冷媒を凝縮させるコンデンサ（１）とし、コンデンサ（１）に、コンデンサ（１）により凝縮された冷媒を気液分離するモジュレータ（１３）を設け、シュラウド（４）側に突出する曲面を、モジュレータ（１３）の表面形状により構成してもよい。

なお、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ものである。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図１および図２に基づいて説明する。本第１実施形態のクーリングモジュールは車両用であり、このクーリングモジュールは、通常、車両の前端部に搭載される。図１は本第１実施形態に係るクーリングモジュールを示す斜視図で、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。なお、図１において、ラジエータ２、送風機３およびシュラウド４は図示を省略している。

図１および図２に示すように、本実施形態のクーリングモジュールは、図示しない冷凍サイクル内を循環する冷媒と外気とを熱交換して冷媒を冷却するコンデンサ１と、図示しないエンジン（内燃機関）の冷却水と外気とを熱交換させて冷却水を冷却するラジエータ２と、コンデンサ１およびラジエータ２に冷却風を送風する送風機３と、送風機３を保持するとともに、送風機３により誘起される空気流がコンデンサ１およびラジエータ２に流れるように空気流をガイドするシュラウド４とを備えている。なお、コンデンサ１が本発明の熱交換器に相当しており、冷媒が熱媒体に相当している。

コンデンサ１およびラジエータ２等は、共通のラジエータサポート５を介して車両ボディ（図示せず）に組み付けられている。ラジエータサポート５は、文献によってはフロントエンドパネルまたはキャリアとも呼ばれる。

コンデンサ１は、ラジエータサポート５のうち最上流部（最前方部）に配置され、コンデンサ１の下流側にラジエータ２が配置されている。また、ラジエータ２の下流側に、送風機３が配置されている。

コンデンサ１は、冷媒が流通する複数本のチューブ１ａおよびコルゲート状に形成されて空気と冷媒との熱交換を促進するフィン１ｂからなる金属製（例えば、アルミニウム合金製）のコア部１１を有している。チューブ１ａの長手方向両端側には、全てのチューブ１ａに連通するとともに、チューブ１ａへの冷媒の分配を行う第１のヘッダタンク１２ａと、チューブ１ａからの冷媒の集合を行う第２のヘッダタンク１２ｂが設けられている。

第２のヘッダタンク１２ｂには、コア部１１から流出した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離するモジュレータ１３が一体に構成されている。モジュレータ１３は、第２のヘッダタンク１２ｂの外面側方（コア部１１と反対側の部位）に配置され、一体に接合されている。

本第１実施形態では、チューブ１ａの長手方向は水平方向に延びており、第１、第２のヘッダタンク１２ａ、１２ｂはコア部１１の水平方向両端部に配置されている。また、第１、第２のヘッダタンク１２ａ、１２ｂはそれぞれ楕円筒状に形成されており、モジュレータ１３は円筒状に形成されている。

また、図１および図２ではラジエータ２の具体的構成の図示を省略しているが、ラジエータ２もコンデンサ１と同様に、冷却水が流通する複数本のチューブおよびコルゲート状に形成されて空気と冷媒との熱交換を促進するフィンからなる金属製（例えば、アルミニウム合金製）のコア部、およびチューブの長手方向両端側に配設されて各チューブに連通する金属製（例えば、アルミニウム合金製）または樹脂製（例えば、ガラス繊維入りナイロン）のヘッダタンク等から構成されている。また、ヘッダタンクは、与えられる配置スペースの形態に応じてコア部の上下両側あるいは左右両側に配置されている。

シュラウド４は、樹脂製（例えば、ガラス繊維入りポリプロピレン）であって、コンデンサ１およびラジエータ２と送風機３との隙間を閉塞して送風機３にて誘起された空気流がコンデンサ１およびラジエータ２を迂回して流れることを防止する機能と、送風機３を支持する機能とを有している。

図２に示すように、シュラウド４は、ラジエータ１よりもコンデンサ１側まで延長されている。より詳細には、車両幅方向におけるモジュレータ１３が配置された側では、シュラウド４はモジュレータ１３の表面に沿うように車両前方側まで延長されている。シュラウド４の車両前方（空気流れ上流）側の端部（以下、第１の端部４１という）とモジュレータ１３との間には、第１の隙間１４が設けられている。

シュラウド４における第１の端部４１は、モジュレータ１３側に突出する曲面形状になっている。この曲面形状は、第１の端部４１の板面が空気流れ上流側に向かって湾曲面をなして拡径することにより形成されている。また、モジュレータ１３は円筒状であるため、シュラウド４の第１の端部４１側に突出する曲面形状を有している。このため、シュラウド４の第１の端部４１とモジュレータ１３との隙間が外側に向かって大きくなっている、すなわち、第１の隙間１４は空気流れ上流側に向かって広がるベルマウス形状になっている。

一方、車両幅方向におけるモジュレータ１３が配置されていない、すなわち第１のヘッダタンク１２ａが配置された側では、シュラウド４は第１のヘッダタンク１２ａに対向する部位まで延長されている。シュラウド４の車両前方（空気流れ上流）側の端部（以下、第２の端部４２という）と第１のヘッダタンク１２ａとの間には第２の隙間１５が設けられている。

シュラウド４における第２の端部４２は、第１のヘッダタンク１２ａ側に突出する曲面形状になっている。この曲面形状は、第２の端部４２の板面が空気流れ上流側に向かって湾曲面をなして拡径することにより形成されている。また、第１のヘッダタンク１２ａは楕円筒状であるため、シュラウド４の第２の端部４２側に突出する曲面形状を有している。このため、第２の隙間１５は、空気流れ上流側に向かって広がるベルマウス形状になっている。

以上説明したように、モジュレータ１３に対向するシュラウド４の第１の端部４１を曲面形状に形成することで、第１の隙間１４から送風機３に流入する空気は、第１の端部４１の曲面形状に沿ってスムーズにガイドされる。これにより、送風機３作動時の騒音を低減することが可能となる。

さらに本実施形態では、第１の端部４１に対向するモジュレータ１３の表面が曲面に成っているため、第１の隙間１４から送風機３に流入する空気は、モジュレータ１３の表面形状に沿ってスムーズにガイドされる。これにより、送風機３作動時の騒音をより低減することが可能となる。

また、シュラウド４の第２の端部４２を曲面形状に形成することで、第２の隙間１５から送風機３に流入する空気は、第２の端部４２の曲面形状に沿ってスムーズにガイドされるとともに、第１のヘッダタンク１２ａの表面形状に沿ってスムーズにガイドされる。これにより、送風機３作動時の騒音をさらに低減することが可能となる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図３に基づいて説明する。本第２実施形態は、上記第１実施形態に比較して、シュラウド４の第１の端部４１の形状が異なるものである。上記第１実施形態と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。

図３は、本第２実施形態係るクーリングモジュールの要部を示す拡大断面図である。図３に示すように、シュラウド４の第１の端部４１は、コンデンサ１と反対側に屈曲する屈曲部４１ａを有している。また、屈曲部４１ａとモジュレータ１３との間には、第１の隙間１４が設けられている。

屈曲部４１ａにおけるモジュレータ１３に対向する部位は、先端に向かって厚みが減少する曲面形状、すなわちＲ形状（円弧曲面状）に形成されている。具体的には、屈曲部４１ａにおけるモジュレータ１３に対向する部位は、角が丸くなっている。このとき、モジュレータ１３の表面も曲面形状になっているため、第１の隙間１４は湾曲面をなして拡径するベルマウス形状になっている。

以上説明したように、シュラウド４における第１の端部４１の屈曲部４１ａを先端に向かって厚みが減少する曲面形状に形成することで、第１の隙間１４から送風機３に流入する空気は、屈曲部４１ａの曲面形状に沿ってスムーズにガイドされるとともに、モジュレータ１３の表面形状に沿ってスムーズにガイドされる。これにより、送風機３作動時の騒音を低減することが可能となる。

（他の実施形態）
なお、上記各実施形態では、熱交換器としてコンデンサ１を適用した例を説明したが、これに限らず、他の種類の熱交換器を適用してもよい。

なお、上記各実施形態では、モジュレータ１３を円筒状に形成し、第１、第２のヘッダタンク１２ａ、１２ｂを楕円筒状に形成したが、これらの形状に限らず、例えば角柱状等、他の形状に形成してもよい。

第１実施形態に係るクーリングモジュールを示す斜視図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 第２実施形態係るクーリングモジュールの要部を示す拡大断面図である。 従来のクーリングモジュールの要部を示す拡大断面図である。

符号の説明

１…コンデンサ（熱交換器）、３…送風機、４…シュラウド、１３…モジュレータ、１４…第１の隙間、４１…第１の端部。

Claims (5)

1. 通過する空気と熱媒体との熱交換を行う熱交換器（１）と、前記熱交換器（１）の空気流れ下流側に配置され、前記熱交換器（１）に空気を供給する送風機（３）を保持するとともに、前記熱交換器（１）から前記送風機（３）に至る空気通路を形成するシュラウド（４）とを備え、
   前記シュラウド（４）の空気流れ上流側の端部（４１）と前記熱交換器（１）との間には、隙間（１４）が設けられており、
   前記シュラウド（４）の空気流れ上流側の端部（４１）には、前記熱交換器（１）側に突出する曲面が形成されており、
   前記隙間（１４）は、空気流れ上流側に向かって広がっていることを特徴とするクーリングモジュール。
2. 前記曲面は、前記シュラウド（４）の空気流れ上流側の端部（４１）の板面が、空気流れ上流側に向かって湾曲面をなして拡径することにより構成されていることを特徴とする請求項１に記載のクーリングモジュール。
3. 前記曲面は、前記シュラウド（４）の空気流れ上流側の端部（４１）における前記熱交換器（１）に対向する部位が、先端に向かって厚みが減少することにより構成されていることを特徴とする請求項１に記載のクーリングモジュール。
4. 前記熱交換器（１）における前記シュラウド（４）の前記曲面に対向する部位には、前記シュラウド（４）側に突出する曲面が形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のクーリングモジュール。
5. 前記熱交換器は、冷凍サイクル内を循環する冷媒と空気とを熱交換して前記冷媒を凝縮させるコンデンサ（１）であり、
   前記コンデンサ（１）には、前記コンデンサ（１）により凝縮された前記冷媒を気液分離するモジュレータ（１３）が設けられており、
   前記シュラウド（４）側に突出する曲面は、前記モジュレータ（１３）の表面形状により構成されていることを特徴とする請求項４に記載のクーリングモジュール。

Images