JP2008087747A - 車両用熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】 ラジエータのコンパクト化を実現できる車両用熱交換器の提供。
【解決手段】 ラジエータ２の流通媒体の流通経路（熱交換部１０のパイパス管１１）をエンジンフード１２に沿って配設し、該流通媒体をエンジンフード１２と熱交換するように構成した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両用熱交換器に関する。

従来、エンジン冷却系の車両用熱交換器としてラジエータ、インタークーラ、オイルクーラ等が採用され、空調冷却系の車両用熱交換器としてコンデンサ等が採用されている（特許文献１〜４参照）。
また、このような車両用熱交換器は、エンジンルームの車両前部に配置され、流通媒体をエンジンルームに流入する車両走行風（あるいはファンによる強制風）と熱交換させて冷却するように構成されている。
特開２００６−５７９３０号公報 特開２００６−２４０３６０号公報 特開平１１−２８７１１５号公報 特開平６−３４２４０号公報

しかしながら、近年、車室内の拡大に伴ってエンジンルームは狭小化する傾向にあるため、車両用熱交換器のコンパクト化が望まれていた。
また、エンジンルームの車両前部に大型で複数の車両用熱交換器を搭載することは、車両衝突時の安全性を考慮するとあまり好ましくない。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、車両用熱交換器のコンパクト化を実現できる車両用熱交換器を提供することである。

本発明の請求項１記載の発明では、エンジン冷却系または空調冷却系の流通媒体の流通経路を車両のボディに沿って配設し、該流通媒体を車両のボディと熱交換するように構成したことを特徴とする。

本発明の請求項１記載の発明にあっては、エンジン冷却系または空調冷却系の流通媒体の流通経路を車両のボディに沿って配設し、該流通媒体を車両のボディと熱交換するように構成したため、車両用熱交換器のコンパクト化を実現できる。

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

以下、実施例１を説明する。
なお、本実施例１では車両用熱交換器をラジエータに適用した場合について説明する。
図１は本発明の実施例１の車両用熱交換器が採用された車両の概略図、図２は本実施例１のラジエータの斜視図、図３は本実施例１の熱交換部のパイパス管を説明する図、図４は図３のＳ４−Ｓ４線における断面図である。
図５、６は本実施例１の作用を説明する図、図７はその他の熱交換部のバイパス管１１を配設する車両の部位の一例を説明する図である。

先ず、全体構成を説明する。
図１に示すように、本実施例１の車両用熱交換器が採用された車両Ａでは、エンジンルーム１内の車両前部にラジエータ２が搭載されると共に、このラジエータ２の車両後方側にファン３、エンジン４の順番で搭載されている。

図２に示すように、ラジエータ２は、上下一対の樹脂製のタンク5,6の間にアルミ製のコア部７が配置される所謂ダウンフロー型のラジエータが採用されている。
なお、ラジエータ２は、左右一対のタンク5,6の間にコア部７が配置される所謂パラレルフロー型のラジエータを採用しても良い。

タンク５には、その内部と連通した状態で車両後方側へ円筒状に突出する入力ポート５ａが設けられる一方、タンク６には、その内部と連通した状態で車両後方側へ円筒状に突出する出力ポート６ａが設けられている。

コア部７は、それぞれ対応するタンク5,6が装着される一対のチューブプレート7a,7bと、両端部がチューブプレート7a,7bに挿通し固定された複数の偏平管状のチューブ７ｃと、隣接するチューブ７ｃ同士間に配置された波状のフィン７ｄと、両端部がチューブプレート7a,7bに挿通し固定された一対のレインフォース7e,7fが備えられている。

また、本実施例１のラジエータ２は、タンク5,6を除くコア部７の全ての構成部材がアルミ製であり、コア部７の各構成部材の接合部のうちの少なくとも一方にはクラッド層（ブレージングシート）が設けられ、これらは予め仮組みされた後、図外の加熱炉で熱処理されることにより各接合部がろう付けされて一体的に形成されている。

図１に示すように、エンジン４の流通媒体の流通経路は、各接続管８ａ〜８ｃで制御バルブV1,V2を介してラジエータ２の入力ポート５ａに接続される他、各接続管８ｄ〜８ｆでポンプ９を介してラジエータ２の出力ポート６ａに接続されている。
さらに、両端部がそれぞれ対応する制御バルブV1,V2に接続され、且つ、後述する熱交換部１０を有するバイパス管１１が配設されている。

図３に示すように、熱交換部１０は、パイパス管１１の中途部分が蛇行するような形状を成してエンジンフード１２の裏面に配設される他、その両端部はそれぞれ対応する制御バルブV1,V2に対して伸縮可能に接続されている。
また、図４（ａ）に示すように、バイパス管１１はエンジンフード１２の裏面に貼着された面方向の伝熱性に優れ、形状自由度の高い素材、例えばグラファイトから成るシート状の伝熱部材１３にクリップ等の図外の固定手段を用いて固定されている。
さらに、パイパス管１１の外周の一部は、伝熱部材１３と同一素材の伝熱部材１３ａによって被覆されている。
なお、伝熱部材13,13aやパイパス管１１の素材や配設レイアウト等は適宜設定でき、図４（ｂ）に示すように、伝熱部材１３を省略してバイパス管１１を直接エンジンフード１２に当接させても良い。

次に、作用を説明する。
このように構成された車両Ａでは、エンジン４の高負荷時において車両Ａが停止中（夏場の渋滞時など）の場合には、図５に示すように、ファン３及びポンプ９が稼働すると共に、制御バルブＶ１が接続管８ｂ側へ開く一方、制御バルブＶ２が接続管８ｃ側へ開いた状態となる。

この際、エンジン４から排出された高温な流通媒体は、両制御バルブV1,V2を介してラジエータ２の入力ポート５ａからタンク５に流入した後、コア部７の各チューブ７ｃを流通してタンク６へ流入する間にファン３の強制風（矢印Ｘ１で図示）と熱交換して冷却された後、出力ポート６ａからポンプ９を介して再びエンジン４へ戻る。

一方、エンジン４の高負荷時において車両Ａが走行中の場合には、図６に示すように、ポンプ９が稼働すると共に、制御バルブV1,V2がバイパス管１１側へ開いた状態となる。

この際、エンジン４から排出された高温な流通媒体は、制御バルブＶ１を介して熱交換部１０のバイパス管１１を流通した後、制御バルブＶ２を介してラジエータ２の入力ポート５ａからタンク５へ流入する。
この際、熱交換部１０のバイパス管１１の高温な流通媒体を伝熱部材１３を介して車両走行風（矢印Ｘ２で図示）を受けた低温なエンジンフード１２と熱交換して冷却できる。
また、タンク５に流入した流通媒体は、コア部７の各チューブ７ｃを流通してタンク６に流入する間に車両走行風（矢印Ｘ３で図示）と熱交換してさらに冷却された後、出力ポート６ａからポンプ９を介して再びエンジン４へ戻る。

従って、従来の発明に比べてラジエータ２のタンク５に流入する流通媒体の温度を熱交換部１０によって予め低くできるため、ラジエータ２に掛かる負荷を軽減してラジエータ２をコンパクトにできる。

また、ラジエータ２をコンパクトにできることにより、車室内の拡大化に対応できる上、車両衝突時の安全性を向上できる。

また、熱交換部１０のバイパス管１１をエンジンフード１２に沿って配設したため、バイパス管１１を沿わせるスペースを容易に確保して配管長を長く形成できる上、エンジンフード１２は広い面積で車両走行風を直接受けるため、好適となる。

なお、前述したファン３、ポンプ９、制御バルブV1,V2の作動は、この限りではなく、例えば、走行中であっても車両走行風が十分に得られないような低速走行時にはファン３を稼働させたり、高速走行時にはラジエータ２のみで流通媒体の冷却を行う等、流通媒体の温度状況に応じて適宜設定できる。
また、熱交換部１０のバイパス管１１の流通媒体の放熱性能を向上させれば、ラジエータ２を省略することも可能となる。

さらに、熱交換部１０のパイパス管１１は、図７に示すように、車両Ａのフェンダー２０やルーフ２１等のボディに沿って配設しても同様の効果が得られる。
しかしながら、車両床下に熱交換部１０のパイパス管１１を配設すると、排気系の熱による悪影響を受けやすく、熱気がエンジン４や車室内に籠もり易くなる上、車両走行風を直接受けることができないため、冷却性能が低下して好ましくない。

次に、効果を説明する。
以上、説明したように、本実施例１の車両用熱交換器にあっては、ラジエータ２の流通媒体の流通経路（熱交換部１０のパイパス管１１）をエンジンフード１２に沿って配設し、該流通媒体をエンジンフード１２と熱交換するように構成したため、ラジエータ２のコンパクト化を実現できる。

また、車両Ａのボディをエンジンフード１２としたため、広い放熱面積を容易に確保して配管長を長く形成できる上、車両走行風を効率よく利用でき、好適となる。

また、車両Ａのボディをフェンダー２０またはルーフ２１としたため、エンジンフード１２と同様に広い放熱面積を容易して確保して配管長を長く形成できる上、車両走行風を効率よく利用でき、好適となる。

以上、本実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
例えば、本実施例１では、車両用熱交換器はエンジン冷却系のラジエータに限らず、コンデンサ、ラジエータとコンデンサが一体的に形成された一体型熱交換器、インタークーラ、オイルクーラの他、空調冷却系のコンデンサ等の一般的な全ての車両用熱交換器に適用できる。

また、本実施例１では、エンジン４から排出された流通媒体をコア部７のバイパス管１１に流通させることによりエンジンフード１２と熱交換させて冷却することとしたが、エンジンスタート時にエンジンフード１２の表面温度が流通媒体の温度（外気と略同一温度）よりも高い場合には、流通媒体を暖めてエンジン４の暖気を行うのに利用することも考えられる。

本発明の実施例１の車両用熱交換器が採用された車両の概略図である。 本実施例１のラジエータの斜視図である。 本実施例１の熱交換部のパイパス管を説明する図である。 図３のＳ４−Ｓ４線における断面図である。 本実施例１の作用を説明する図である。 本実施例１の作用を説明する図である。 その他の熱交換部のバイパス管を配設する車両の部位の一例を説明する図である。

符号の説明

Ａ 車両
Ｖ１、Ｖ２ 制御バルブ
１ エンジンルーム
２ ラジエータ
３ ファン
４ エンジン
５、６ タンク
５ａ 入力ポート
６ａ 出力ポート
７ コア部
７ａ、７ｂ チューブプレート
７ｃ チューブ
７ｄ フィン
７ｅ、７ｆ レインフォース
８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅ、８ｆ、８ｇ 接続管
９ ポンプ
１０ 熱交換部
１１ パイパス管
１２ エンジンフード
１３、１３ａ 伝熱部材
２０ フェンダー
２１ ルーフ

Claims (5)

1. エンジン冷却系または空調冷却系の流通媒体の流通経路を車両のボディに沿って配設し、該流通媒体を車両のボディと熱交換するように構成したことを特徴とする車両用熱交換器。
2. 請求項１記載の車両用熱交換器において、
   前記車両のボディをエンジンフードとしたことを特徴とする車両用熱交換器。
3. 請求項１または２記載の車両用熱交換器において、
   前記車両のボディをフェンダーとしたことを特徴とする車両用熱交換器。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の車両用熱交換器において、
   前記車両のボディをルーフとしたことを特徴とする車両用熱交換器。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の車両用熱交換器において、
   前記車両のボディは裏面にシート状の伝熱部材が貼着され、該伝熱部材に前記流通媒体の流通経路として配設された配管が当接固定されたことを特徴とする車両用熱交換器。

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