JP2012241600A - 冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却装置の冷却効率を向上する。
【解決手段】高水温用ラジエータ１２Ｈと低水温用ラジエータ１２Ｌとの間に配置されるダミーの扁平チューブ２６Ａとダミーの扁平チューブ２６Ｂとの間を、ファンシュラウド１６に一体形成した通風阻止部材３０で塞ぐことで、ダミーの扁平チューブ２６Ａとダミーの扁平チューブ２６Ｂとの間を本来通過する筈であった空気が上下に振り分けられ、高水温用ラジエータ１２Ｈの第１の冷却水ｃｗ１の通過する通常の扁平チューブ２６とダミーの扁平チューブ２６Ａとの間、及び低水温用ラジエータ１２Ｌの第２の冷却水ｃｗ２の通過する通常の扁平チューブ２６とダミーの扁平チューブ２６Ｂとの間を通過し、冷却効率が向上する。
【選択図】図３

Description

本発明は、冷却装置に関する。

自動車には、駆動装置の冷却水を空冷するためのラジエータ、ファン、ファンシュラウド等からなる冷却装置が設けられている。

冷却装置のラジエータとして、高温の冷媒を空冷する第１のラジエータと、低温の冷媒を空冷する第２のラジエータとを一体化した一体型ラジエータが種々提案されている。（例えば、特許文献１，２等参照）。

例えば、第１のラジエータを流れる冷媒の温度は高温であり、第２のラジエータを流れる冷媒の温度は第１のラジエータを流れる冷媒の温度よりも低温であるため、第１のラジエータの冷却チューブと第２のラジエータの冷却チューブとが近接している部分において、第２のラジエータの冷却チューブを流れる冷媒（低温）が、第１のラジエータの冷媒（高温）により影響を受け、第２のラジエータの熱交換性能が低下する問題がある。

このため、特許文献２の装置では、第１のラジエータの冷却チューブと第２のラジエータの冷却チューブとの間に、冷媒を通さないダミーチューブを配置して、第１のラジエータの冷却チューブを流れる冷媒の温度で第２のラジエータの冷媒が影響されないようにして、第２のラジエータの熱交換性能の低下を防止している。

特開２００４―２０４７９３号公報。 特開２０００―１８８８０号公報。

ダミーチューブには冷媒を通さないにも関わらず、ダミーチューブの両側には冷却に寄与しない空冷風を流しており、冷却効率を向上する上で改善の余地があった。
本発明は上記事実を考慮し、冷却効率を向上可能な冷却装置の提供を目的とする。

請求項１に記載の冷却装置は、第１の熱源を冷却する第１の冷媒を通過させて空冷するための第１の熱交換路用チューブが第１の方向に沿って複数本配列された第１のラジエータと、前記第１のラジエータの第１の方向側に並列に配置され、第２の熱源を冷却する第２の冷媒を空冷するための第２の熱交換路用チューブが第１の方向に沿って複数本配列された第２のラジエータとを一体に備え、前記第１のラジエータと前記第２のラジエータとの間に前記第１の熱交換用チューブ及び前記第２の熱交換用チューブに沿って配置される複数の断熱部材を備えた一体型ラジエータと、前記一体型ラジエータの車両前後方向の後方側に配置されるラジエータファンと、前記一体型ラジエータと前記ラジエータファンとの間に配置されるファンシュラウドと、前記ファンシュラウドに一体的に設けられ、一方の断熱部材と他方の断熱部材との間の空気の通過を阻止し、前記断熱部材と前記第１の熱交換用チューブとの間、及び前記断熱部材と前記第２の熱交換用チューブとの間には空気を通過させる通風阻止部材と、を有する。

請求項１に記載の冷却装置では、車両の走行、及びラジエータファンの作動によって第１のラジエータに空気を流すことで第１の熱交換路用チューブ内の第１の冷媒を空冷することができ、同様に、第２のラジエータに空気を流すことで第２の熱交換用チューブ内の冷媒を空冷することができる。これによって、第１の熱源、及び第２の熱源を冷却することができる。

ここで、第１のラジエータと第２のラジエータとの間に第１の熱交換用チューブ及び第２の熱交換用チューブに沿って複数の断熱部材が設けられているので、例えば、第１の熱交換用チューブの温度が高く、第２の熱交換用チューブの温度が低い場合に、第１の熱交換用チューブの熱が第２の熱交換用チューブへ伝達することが遮断され、第２のラジエータの熱交換性能の低下を招くことが無い。

また、通風阻止部材が、一方の断熱部材と他方の断熱部材との間の空気の通過を阻止するので、一方の断熱部材と他方の断熱部材との間を本来通過する筈であった冷却に寄与しない空気は、断熱部材の両側、即ち、断熱部材と第１の熱交換用チューブとの間、及び断熱部材と第２の熱交換用チューブとの間に振り分けられる。

上記振り分けられた空気は、断熱部材と第１の熱交換用チューブとの間、及び断熱部材と第２の熱交換用チューブとの間に流入するので、断熱部材と第１の熱交換用チューブとの間、及び断熱部材と第２の熱交換用チューブとの間の空気の流量が増大し、第１の熱交換用チューブ、及び第２の熱交換用チューブの冷却効率を向上することが出来る。

通風阻止部材は、ファンシュラウドに一体的に設けられているので、通風阻止部材を別部品として製造する工程、及び別部品として製造した通風阻止部材をラジエータ部分に取り付ける工程が必要なく、簡単な構成で冷却効率を向上させることができる。
なお、ファンシュラウドと通風阻止部材とは、合成樹脂で一体成形することが出来る。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の冷却装置において、前記通風阻止部材は、前記一体型ラジエータのラジエータファン側に配置されている。

請求項２に記載の冷却装置では、通風阻止部材が一体型ラジエータのラジエータファン側に配置されているので、通風阻止部材に干渉することなく、ファンシュラウドに対して一体型ラジエータを装着することが出来る。

以上説明したように本発明の冷却装置によれば、簡単な構成で冷却効率を向上することが出来る。

本発明の一実施形態に係る冷却装置の斜視図である。 本発明の一実施形態に係る冷却装置の縦断面図である。 ラジエータの縦断面図である。

次に、図面に従って本発明の一実施形態に係る冷却装置１０を説明する。
図１、及び図２に示すように、この冷却装置１０は、ラジエータ１２、ファン１４、ファンシュラウド１６を含んで構成されている。なお、図において、矢印ＦＲ方向は車両前方向、矢印ＵＰ方向は車両上方向を示している。

ラジエータ１２は、車幅方向両側に、上下方向に延びる第１タンク２０、及び第２タンク２２を備え、この第１タンク２０と第２タンク２２との間に、熱交換用のコア２４を配置している。

このラジエータ１２は、２点鎖線ＦＬよりも上側が高水温用ラジエータ１２Ｈ、２点鎖線ＦＬよりも下側が低水温用ラジエータ１２Ｌとされている。

第１タンク２０、及び第２タンク２２は、各々、内部で上下に分割されている。第１タンク２０は、２点鎖線ＦＬよりも上側が高温用タンク２０Ｈ、２点鎖線ＦＬよりも下側が低温用ヘッドタンク２０Ｌとされている。また、第２タンク２２は、２点鎖線ＦＬよりも上側が高温用タンク２２Ｈ、２点鎖線ＦＬよりも下側が低温用ヘッドタンク２２Ｌとされている。

図１、及び図３に示すように、コア２４は、第１タンク２０と第２タンク２２との間で、水平方向に冷却水（冷媒）を流す扁平チューブ２６を上下方向に間隔を開けて多数本並列配置し、これら多数の扁平チューブ２６の間にコルゲートフィン２８を介在させている。

本実施形態では、例えば、高温用タンク２０Ｈに冷却すべき第１の冷却水ｃｗ１（冷媒）が流入され、高温用タンク２０Ｈに流入した第１の冷却水ｃｗ１が扁平チューブ２６を通過し、第１の冷却水ｃｗ１は扁平チューブ２６を通過する際に冷却されて高温用タンク２２Ｈへ流入する。
また、同様に、低温用タンク２０Ｌに冷却すべき第２の冷却水ｃｗ２（冷媒）が流入され、低温用タンク２０Ｌに流入した第２の冷却水ｃｗ２が扁平チューブ２６を通過し、第２の冷却水ｃｗ２は扁平チューブ２６を通過する際に冷却されて低温用タンク２２Ｌへ流入する。

ここで、高水温用ラジエータ１２Ｈの中で最も低水温用ラジエータ１２Ｌに近い扁平チューブ２６Ａは、両端部が塞がれて第１の冷却水ｃｗ１を通さないダミーチューブとされている。なお、高水温用ラジエータ１２Ｈにおいて、ダミーの扁平チューブ２６Ａ以外の扁平チューブ２６には、第１の冷却水ｃｗ１が流れる。

一方、低水温用ラジエータ１２Ｌの中で最も高水温用ラジエータ１２Ｈに近い扁平チューブ２６Ｂも、両端部が塞がれて第２の冷却水ｃｗ２を通さないダミーチューブとされている。なお、低水温用ラジエータ１２Ｌにおいて、ダミーの扁平チューブ２６Ｂ以外の扁平チューブ２６には、第２の冷却水ｃｗ２が流れる。
第１の冷却水ｃｗ１及び第２の冷却水ｃｗ２は、別々の発熱源を冷却するために使用され、本実施形態では高水温用ラジエータ１２Ｈの高温用タンク２０Ｈに流入する第１の冷却水ｃｗ１の温度は、低水温用ラジエータ１２Ｌの低温用タンク２０Ｌに流入する第２の冷却水ｃｗ２の温度よりも高温となっている。

本実施形態のファンシュラウド１６は合成樹脂の成形品であり、車両前方側（矢印ＦＲ方向側）に矩形の開口を有する枠状部分１６Ａを有し、車両後方側に円筒部分１６Ｂを有し、枠状部分１６Ａと円筒部分１６Ｂとがテーパー状部分（漏斗状部分）１６Ｃを介して滑らかに繋がれている。

ファンシュラウド１６には、車両前方向側の枠状部分１６Ａの内側にラジエータ１２が取り付けられており、車両後方向側の円筒部分１６Ｂにファン１４が取り付けられている。

ファンシュラウド１６の枠状部分１６Ａには、枠状部分１６Ａの内部を水平方向に横断する通風阻止部材３０が一体的に成形されている。この通風阻止部材３０は、ラジエータ１２のファン１４側（車両後方向側）に配置されており、ラジエータ１２は、ファンシュラウド１６の車両前方向側から枠状部分１６Ａの内部へ配置され、図示しないボルト等で枠状部分１６Ａに固定される。

図１、及び図３に示すように、本実施形態の通風阻止部材３０は、幅Ｗ、及び厚さｔが一定の長尺の板形状であり、図３に示すように、前述した高水温用ラジエータ１２Ｈのダミーの扁平チューブ２６Ａの車両後方側端部と、低水温用ラジエータ１２Ｌのダミーの扁平チューブ２６Ｂの車両後方側端部とに対して全長に渡って接触し、ダミーの扁平チューブ２６Ａとダミーの扁平チューブ２６Ｂとの間を空気が車両後方側へ通過しないようにダミーチューブ間を塞いでいる。

(作用）
本実施形態の冷却装置１０では、車両の走行、及びファン１４の作動によって高水温用ラジエータ１２Ｈ、及び低水温用ラジエータ１２Ｌに空気を通過させ、高水温用ラジエータ１２Ｈの扁平チューブ２６を流れる第１の冷却水ｃｗ１、及び低水温用ラジエータ１２Ｌの扁平チューブ２６を流れる第２の冷却水ｃｗ２を冷却することができる。

ここで、高水温用ラジエータ１２Ｈと低水温用ラジエータ１２Ｌとの間に、ダミーの扁平チューブ２６Ａ，２６Ｂが設けられているので、高水温用ラジエータ１２Ｈの熱が低水温用ラジエータ１２Ｌへ伝達することが遮断され、低水温用ラジエータ１２Ｌの熱交換性能の低下を招くことが無い。
なお、水の入らないダミーの扁平チューブ２６Ａ，２６Ｂは、断熱材の役目をしている。本実施形態の冷却装置１０では、部品の共通化のために、水を入れない扁平チューブ２６Ａ，２６Ｂを断熱材として用いているが、扁平チューブ２６Ａ，２６Ｂに代えて他の断熱材を用いても良い。

通風阻止部材３０は、高水温用ラジエータ１２Ｈのダミーの扁平チューブ２６Ａと低水温用ラジエータ１２Ｌのダミーの扁平チューブ２６Ｂとの間の空気の通過を阻止するため、ダミーの扁平チューブ２６Ａとダミーの扁平チューブ２６Ｂとの間を本来通過する筈であった空気は ダミーの扁平チューブ２６Ａとダミーの扁平チューブ２６Ｂの上下に振り分けられる。

即ち、ダミーの扁平チューブ２６Ａとダミーの扁平チューブ２６Ｂとの間を本来通過する筈であった空気は、高水温用ラジエータ１２Ｈの第１の冷却水ｃｗ１の通過する通常の扁平チューブ２６とダミーの扁平チューブ２６Ａとの間、及び低水温用ラジエータ１２Ｌの第２の冷却水ｃｗ２の通過する通常の扁平チューブ２６とダミーの扁平チューブ２６Ｂとの間に振り分けられ、振り分けられた空気ｓｗは、第１の冷却水ｃｗ１の通過する通常の扁平チューブ２６とダミーの扁平チューブ２６Ａとの間、及第２の冷却水ｃｗ２の通過する通常の扁平チューブ２６とダミーの扁平チューブ２６Ｂとの間に流入するので、振り分けられた空気ｓｗの分だけ通常の扁平チューブ２６とダミーの扁平チューブ２６Ａとの間、及び第２の冷却水ｃｗ２の通過する通常の扁平チューブ２６とダミーの扁平チューブ２６Ｂとの間の空気の単位時間当たりの流量が増大し、高水温用ラジエータ１２Ｈの第１の冷却水ｃｗ１の通過する通常の扁平チューブ２６、及び低水温用ラジエータ１２Ｌの第２の冷却水ｃｗ２の通過する通常の扁平チューブ２６の冷却効率を向上することが出来る。

このように、本実施形態の冷却装置では、ダミーの扁平チューブ２６Ａとダミーの扁平チューブ２６Ｂとの間を通過する第１の冷却水ｃｗ１及び第２の冷却水ｃｗ２の冷却に寄与しない空気を、高水温用ラジエータ１２Ｈと低水温用ラジエータ１２Ｌに振り分けて第１の冷却水ｃｗ１及び第２の冷却水ｃｗ２冷却水の冷却に使用している。

なお、通風阻止部材３０はファンシュラウド１６に一体成形されているので、通風阻止部材３０を別部品として製造する工程、別部品として製造した通風阻止部材３０をファンシュラウド１６に取り付ける工程が必要なく、簡単な構成で冷却装置１０の冷却効率を向上させることができる。

また、本実施形態の冷却装置１０では、通風阻止部材３０がラジエータ１２よりもファン側に配置されているので、通風阻止部材３０に干渉することなく、ファンシュラウド１６に対してラジエータ１２の装着が車両前面側から容易にできる。

本実施形態の冷却装置１０は、例えば、エンジン（内燃機関）と電気モーターとで走行する車両（所謂ハイブリッドカー）に用いることができ、高水温用ラジエータ１２Ｈは、エンジン（内燃機関）を冷却する冷却水を冷却するために用い、低水温用ラジエータ１２Ｌは、例えば、電気モーターやインバータ等の電気部品を冷却するために用いることができる。

［その他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

上記実施形態では、通風阻止部材３０の断面形状が矩形であったが、ダミーの扁平チューブ２６Ａと扁平チューブ２６Ｂとの間を塞げれば、その断面形状や幅は実施形態のものに限定されない。例えば、図３に示すように、通風阻止部材３０の断面形状を、車両後方向へ向かうに従って幅ｗが狭くなるような、例えば、流線形にすることもできる。図３の２点鎖線で示すように、通風阻止部材３０の断面形状を流線形とすることで、通風阻止部材３０の車両後方向側の気流に乱れが生じないようにできる。

また、上記実施形態の通風阻止部材３０は、図１の実線で示すように長手方向が直線状に形成されていたが、図１の２点鎖線で示す様に、中央が車両前方向側へ凸となるように若干湾曲させても良い。これにより、ラジエータ１２をファンシュラウド１６に取り付けた際に、通風阻止部材３０をダミーの扁平チューブ２６Ａとダミーの扁平チューブ２６Ｂに弾性的に押圧させることができ、通風阻止部材３０が風圧や車両の振動等で振動することを防止できる。

上記実施形態では、通風阻止部材３０をダミーの扁平チューブ２６Ａとダミーの扁平チューブ２６Ｂに接触させていたが、冷却効率が向上できれば、通風阻止部材３０がダミーの扁平チューブ２６Ａ及びダミーの扁平チューブ２６Ｂから若干離れていても良い。

上記実施形態では、通風阻止部材３０がラジエータ１２の車両後方側に配置されていたが、ラジエータ１２の取り付けができれば通風阻止部材３０はラジエータ１２の車両前方側に配置されていても良い。

冷却装置１０の冷却対象は、発熱するものであれば何でも良く、エンジンや電気モーター以外の、例えば燃料電池等であっても良い。
上記実施形態では、冷却水の冷却を行う冷却装置について説明したが、冷却装置は、ガス等の水以外の冷媒を冷却することもできる。

上記実施形態の冷却装置１０では、第１タンク２０と第２タンク２２が車幅方向両側に配置される向きにラジエータ１２がファンシュラウド１６に取り付けられていたが、本発明はこれに限らず、ラジエータ１２は、第１タンク２０と第２タンク２２が車両上下方向となる向きにファンシュラウド１６に取り付けることもできる。この場合、ダミーの扁平チューブ２６Ａ及びダミーの扁平チューブ２６Ｂの向きに合わせて通風阻止部材３０の向きは縦にする必要がある。

上記実施形態では、高水温用ラジエータ１２Ｈの端部に冷却水を通さないダミーの扁平チューブ２６Ａを配置し、低水温用ラジエータ１２Ｌの端部に冷却水を通さないダミーの扁平チューブ２６Ｂを配置し、これらを断熱部材として利用していたが、高水温用ラジエータ１２Ｈの熱が低水温用ラジエータ１２Ｌに伝わるのが阻止できれば、ダミーの扁平チューブ２６Ａ、及び扁平チューブ２６Ｂを、熱を伝え難い合成樹脂等の部材に代えることもできる。

上記実施形態では、ダミーの扁平チューブ２６Ａとダミーの扁平チューブ２６Ｂとの間にコルゲートフィン２８が設けられていたが、ダミーの扁平チューブ２６Ａとダミーの扁平チューブ２６Ｂとの間には放熱用のコルゲートフィン２８は無くても良く、コルゲートフィン２８の代わりに通風阻止部材３０を挿入し、通風を阻止することもできる。

１０ 冷却装置
１２ ラジエータ（第１のラジエータ、第２のラジエータ）
１２Ｈ 高水温用ラジエータ（第１のラジエータ）
１２Ｌ 低水温用ラジエータ（第２のラジエータ）
１４ ファン（ラジエータファン）
１６ ファンシュラウド
２６ 扁平チューブ（熱交換用チューブ）
２６Ａ ダミーの扁平チューブ（断熱部材）
２６Ｂ ダミーの扁平チューブ（断熱部材）
３０ 通風阻止部材
ｃｗ 冷却水（第１の冷媒、第２の冷媒）

Claims (2)

1. 第１の熱源を冷却する第１の冷媒を通過させて空冷するための第１の熱交換路用チューブが第１の方向に沿って複数本配列された第１のラジエータと、前記第１のラジエータの第１の方向側に並列に配置され、第２の熱源を冷却する第２の冷媒を空冷するための第２の熱交換路用チューブが第１の方向に沿って複数本配列された第２のラジエータとを一体に備え、前記第１のラジエータと前記第２のラジエータとの間に前記第１の熱交換用チューブ及び前記第２の熱交換用チューブに沿って配置される複数の断熱部材を備えた一体型ラジエータと、
   前記一体型ラジエータの車両前後方向の後方側に配置されるラジエータファンと、
   前記一体型ラジエータと前記ラジエータファンとの間に配置されるファンシュラウドと、
   前記ファンシュラウドに一体的に設けられ、一方の断熱部材と他方の断熱部材との間の空気の通過を阻止し、前記断熱部材と前記第１の熱交換用チューブとの間、及び前記断熱部材と前記第２の熱交換用チューブとの間には空気を通過させる通風阻止部材と、
   を有する冷却装置。
2. 前記通風阻止部材は、前記一体型ラジエータのラジエータファン側に配置されている、請求項１に記載の冷却装置。