JP2008008189A - 車両用熱交換器装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クーリングモジュールにおいて、前後方向寸法の増加を抑えつつ、ブレード３２がラジエータ２０に衝突しないようにする。
【解決手段】当該自動車が冠水路に進入して水没すると、被水板５０が車両前方からの水圧を受ける。これに伴い、被水板５０が水圧によって車両後方に押し付けられる。このため、ステー５１、５２が車両後方にスライド移動する。このため、電動送風機３０には矢印Ｚ方向に回転力が発生する。これに伴い、電動送風機３０およびラジエータ２０の間の距離が離れることになる。したがって、複数枚のブレード３２が撓んでも、ラジエータ２０に衝突することはない。
【選択図】図３

Description

本発明は、熱交換器および送風機を備える車両用熱交換器装置に関するものである。

従来、図４に示すように、ラジエータ１と、ラジエータ１に対して車両後側に配置される送風機２と、ラジエータ１を通過する空気流を送風機２に向けて案内するファンシュラウド３とから構成される車両用熱交換器装置がある（例えば、特許文献１参照）。

このものにおいて、図５に示すように、自動車４が冠水路に進入してラジエータ１および送風機２のファンブレード２ａが水没した場合において、送風機２が回転するとファンブレード２ａに過大な圧力が作用してファンブレード２ａが図６の矢印Ｙに示すようにラジエータ１側に撓んで、ファンブレード２ａがラジエータ１に接触してしまう。

これに対して、ファンブレード２ａに過大な圧力が作用してファンブレード２ａが撓んでも、ファンブレード２ａがラジエータ１に衝突しないように、ファンブレード２ａおよびラジエータ１の間の隙間寸法Ｘ（図４参照）が設定されている。
特開２００５−１４７０１８号公報

近年、車両のエンジンルームを縮小化し、客室寸法を増加させる車両レイアウトが主流である。しかし、上述の車両用熱交換器装置では、ファンブレード２ａがラジエータ１に衝突しないように隙間寸法Ｘを設定するので、前後方向寸法の増加を招くので、車両のエンジンルームの縮小化を行うことができない。

本発明は、上記点に鑑み、前後方向寸法の増加を抑えつつ、送風機のファンブレードが熱交換器に衝突しないようにした新規な車両用熱交換器装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、熱冷媒と空気との間で熱交換する熱交換器と、熱交換器に対して車両後側に配置され、熱交換器を通過する空気流れを回転に基づいて発生するファンブレードを有する送風機と、ファンブレードと熱交換器との間の隙間寸法を変更可能に熱交換器に対して送風機を支持する支持部と、送風機を弾性力により熱交換器側に引きつける弾性部材と、当該車両の冠水路の走行に伴って車両前側から水圧を受ける被水部と、被水部が受ける水圧を送風機側に伝えて弾性部材を弾性変形させつつ隙間寸法を広げる伝達部と、を備えることを特徴とする。

したがって、車両前後方向寸法の増加を抑えつつ、送風機のファンブレードが熱交換器に衝突しないようにすることができる。

なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した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。

本実施形態は、本発明に係る車両用熱交換器装置をクーリングモジュールに適用したものであって、図１は本実施形態に係るクーリングモジュールを車幅方向から視た側面図であり、図２は車両用クーリングモジュールを車両前側から視た図である。

クーリングモジュールは、図１に示すように、コンデンサ１０、ラジエータ２０、電動送風機３０、ファンシュラウド４０、被水板５０、および２つのバネ６０から構成される。コンデンサ１０は、空調装置用冷凍サイクル内を循環する冷媒と外気とを熱交換させて冷媒を冷却する放熱器である。

ラジエータ２０は、コンデンサ１０に対して車両後側に配置され、走行用エンジンの冷却水と外気とを熱交換させて冷却水（熱冷媒）を冷却する放熱器である。具体的には、ラジエータ２０は、冷却水が流れて冷却水と外気との間で熱交換する複数本の扁平状チューブ２１ａと、扁平状チューブ２１ａの外表面に接合されて熱交換を促進する放熱フィン（図示せず）と、複数本のチューブ２１ａに冷却水を分流する上側タンク２１ｂと、複数本のチューブ２１ａから排出する冷却水を集合する下側タンク２１ｃとを備えている。なお、ラジエータ２０は、特許請求範囲に記載の熱交換器に相当する。

電動送風機３０は、ラジエータ２０の車両後側に配置され、軸流ファン３０ａと、この軸流ファン３０ａを回転駆動する電動式モータ３０ｂとから構成されている。軸流ファン３０ａは、モータ３０ｂの回転軸が貫通されるボス部３１と、ボス部３１の回転中心から放射状に延びる複数枚のブレード（ファンブレード）３２とから構成され、電動式モータ３０ｂから回転駆動され、ラジエータ２０およびコンデンサ１０を通過する空気流を発生する。なお、電動送風機３０は、特許請求範囲に記載の送風機に相当する。

ファンシュラウド４０は、電動送風機３０の外周側を覆うように形成され、電動送風機３０からラジエータ２０に至るダクト状の空気通路を構成する。ファンシュラウド４０の内壁には、電動送風機３０をファンシュラウド４０内で保持（支持）するための梁部材をなす送風機ステー３３が複数本設けられている。

ここで、電動送風機３０は、ラジエータ２０に対して回転可能に支持されている。具体的には、ファンシュラウド４０のうち天地方向上部には、上側に延出する３つのＶ字状のリブ４１（図１中では１つのリブ４１だけを示す）が設けられている。一方、ラジエータ２０の上側タンク２１ｂには、図２に示すように、３つの支持部２１ｄ（図１中には、１つの支持部２１ｄを示す）が設けられている。ここで、１つのリブ４１の先端部と１つの支持部２１ｄの先端部とは、回転可能に連結するヒンジ部を構成している。このため、ファンシュラウド４０のうち天地方向上部（すなわち、送風機３０）をラジエータ２０が回転可能に支持していることになる。

なお、上側タンク２１ｂおよび支持部材５０は、例えば、樹脂材料からなるものであり、上側タンク２１ｂおよび支持部材５０は、一体に成形されている。

被水板５０は、コンデンサ１０およびラジエータ２０に対して天地方向下側で、かつコンデンサ１０およびラジエータ２０に対して、車両前側に配置されている。被水板５０は、図２に示すように、樹脂製の長方形状板部材であって、平面部を車両前側に向けている。被水板５０の背面には、車両後方に棒状に延出するステー５１、５２が固定されている。一方、ファンシュラウド４０のうち天地方向下部には、下側に延出する２つのＶ字状のリブ３３ａ（図１中では１つのリブ３３ａだけを示す）が設けられている。なお、被水板５０は、特許請求範囲に記載の被水部に相当し、ステー５１、５２は、特許請求範囲に記載の伝達部に相当する。

ここで、ステー５２の先端部と１つのリブ３３ａ（図１中紙面手前側のリブ）の先端部とは、ヒンジ部を構成して回転可能に連結されている。ステー５１の先端部と１つのリブ３３ａ（図１中紙面手前側のリブ）の先端部とは、ヒンジ部を構成して回転可能に連結されている。

なお、被水板５０、ステー５１、５２、ファンシュラウド４０、およびリブ３３ａは、例えば樹脂材料からなるものである。

また、図２に示すように、ステー５１、５２を下側から保持する断面コ字状の金属製の保持部５１ａ、５２ａが設けられており、保持部５１ａ、５２ａは、ラジエータ２０の下側面に一体成形されている。

さらに、２つのバネ６０は、コイル状バネであって、それぞれリブ３３ａに対応して配置されている。１つのバネ６０は、一方のリブ３３ａとラジエータ２０の下側タンク２１ｃとのの間に配置されており、残りのバネ６０は、残りのリブ３３ａとラジエータ２０の下側タンク２１ｃとのの間に配置されている。２つのバネ６０のそれぞれの一端部は、リブ３３ａに係止され、２つのバネ６０のそれぞれの他端部は、ラジエータ２０の下側タンク２１ｃに対して係止されている。２つのバネ６０は、弾性力により電動送風機３０をラジエータ２０側に引きつける。なお、２つのバネ６０は、それぞれ特許請求範囲に記載の弾性部材に相当する。

以上のように構成されるクーリングモジュールにおいて、当該自動車が冠水路に進入して水没すると、被水板５０が車両前方からの水圧を受ける。これに伴い、被水板５０が水圧によって車両後方に押し付けられる。このため、ステー５１、５２が車両後方にスライド移動する。すなわち、被水板５０が受けた水圧をステー５１、５２によってリブ３３ａ側（すなわち、電動送風機３０側）に伝えることになる。このため、電動送風機３０には矢印Ｚ方向（すなわち、時計回り反対方向）に回転力が発生する。これに伴い、電動送風機３０がラジエータ２０に対して回転して、複数枚のブレード３２およびラジエータ２０の間の距離が離れることになる。したがって、複数枚のブレード３２が撓んでも、ラジエータ２０に衝突することはない。

また、被水板５０が水圧を受けなくなったときには、バネ６０の弾性力により、電動送風機３０には矢印Ｚ方向と反対方向（すなわち、時計回り方向）に回転力が生じるので、電動送風機３０がラジエータ２０側に引きつけられる。

ここで、バネ６０のバネ定数は、振動等が作用した場合に、容易にファンシュラウド４０が移動しないように設定されており、被水板５０の面積とバネ６０のバネ定数とは、ファンシュラウド４０の振動荷重の影響が無いように設定されている。

以上説明した本実施形態によれば、被水板５０が受ける水圧を電動送風機３０側に伝えるため、バネ６０を伸ばして、電動送風機３０およびラジエータ２０の間の隙間寸法を広げることができるので、前後方向寸法の増加を抑えつつ、電動送風機３０のブレード３２がラジエータ２０に衝突しないようにすることができる。

なお、ブレード３２がラジエータ２０に衝突しないようにするためには、ブレード３２の板厚を増して剛性を上げ、ブレード３２の撓み量を減らすことも考えられるが、ブレード３２の重量増、およびコストアップを招くことになる。

これに対して、本実施形態では、ブレード３２の板厚を増す必要がないので、ブレード３２の重量増、およびコストアップを招くことはない。
（他の実施形態）
上述の実施形態では、電動送風機３０をラジエータ２０に対して回転可能に支持した例について説明したが、これに限らず、電動送風機３０をラジエータ２０に対してスライド可能に支持してもよい。

上述の実施形態では、被水板５０をラジエータ２０よりも車両前側に配置した例について説明したが、これに限らず、被水板５０としては車両前側から水圧を受ける位置ならば、いずれの位置に配置してもよい。

上述の実施形態では、弾性部材としてバネ６０を用いた例について説明したが、これに限らず、ゴムクッションを用いてもよい。

本発明の一実施形態に係るクーリングモジュールを車両側方から視た側面図である。 図１のクーリングモジュールを車両前方から視た側面図である。 図１のクーリングモジュールの作動を説明する為の図である。 従来の熱交換器装置の構成を示す図である。 従来の熱交換器装置の問題点を説明するための図である。 従来の熱交換器装置の問題点を説明するための図である。

符号の説明

１０…コンデンサ、２０…ラジエータ、３０…電動送風機、
４０…ファンシュラウド、５０…被水板、６０…バネ。

Claims (4)

1. 熱冷媒と空気との間で熱交換する熱交換器と、
   前記熱交換器に対して車両後側に配置され、前記熱交換器を通過する空気流れを回転に基づいて発生するファンブレードを有する送風機と、
   前記ファンブレードと前記熱交換器との間の隙間寸法を変更可能に前記熱交換器に対して前記送風機を支持する支持部と、
   前記送風機を弾性力により前記熱交換器側に引きつける弾性部材と、
   当該車両の冠水路の走行に伴って車両前側から水圧を受ける被水部と、
   前記被水部が受ける水圧を前記送風機側に伝えて前記弾性部材を弾性変形させつつ前記隙間寸法を広げる伝達部と、
   を備えることを特徴とする車両用熱交換器装置。
2. 前記支持部は、前記送風機を前記熱交換器に対して回転可能に支持するようになっており、
   前記被水部に受けた水圧を前記伝達部が前記送風機側に伝えたとき、前記送風機が前記支持部を中心に回転して前記隙間寸法が広がるようになっていることを特徴とする請求項１に記載の車両用熱交換器装置。
3. 前記被水部は、前記熱交換器よりも車両前側に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用熱交換器装置。
4. 前記熱交換器は、前記熱冷媒が流れて前記熱冷媒と前記外気との間で熱交換する複数本のチューブと、前記複数本のチューブに前記熱冷媒を分流する第１のタンクと、前記複数本のチューブから排出する熱冷媒を集合する第２のタンクと、を備えており、
   前記第１、第２のタンクのうち一方のタンクは、前記複数本のチューブに対して上側に配置され、他方のタンクは、前記複数本のチューブに対して下側に配置されており、
   前記第１、第２のタンクのうち前記上側のタンクに前記支持部が配置され、
   前記下側のタンクと前記送風機との間に前記弾性部材が配置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つに記載の車両用熱交換器装置。

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