JP2015155661A - 自動車のエンジン冷却水の循環構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】配管スペースを小さくすることができ、配管の車体への取り付け作業の手間を軽減でき、エンジン冷却水の圧力損失や熱損失を少なくすることができ、空気溜りが形成されにくくて、エンジン冷却水を円滑に循環させることができ、熱交換器の熱交換性能を向上させることができる自動車のエンジン冷却水の循環構造を提供する。
【解決手段】エンジンEよりも車両後方側Rrに熱交換器3を配置し、エンジン冷却水をエンジンEと熱交換器3とにわたって循環させる冷却水循環路10を設け、冷却水循環路10を、エンジンEと熱交換器3の間に配置して、エンジンE側から熱交換器3のエア抜き部3H側までほぼ後ろ上がりに設定した。
【選択図】図2

Description

本発明は、
エンジンよりも車両後方側に熱交換器を配置し、
エンジン冷却水を前記エンジンと熱交換器とにわたって循環させる冷却水循環路を設けてある自動車のエンジン冷却水の循環構造に関する。
特許文献1や特許文献2に開示されているように、上記の自動車のエンジン冷却水の循環構造では、エンジンを冷却して加熱されたエンジン冷却水を、車室内への送風空気を加熱する熱源として利用している。
従来、このような自動車のエンジン冷却水の循環構造として図4に示す構造があった。この従来の構造では、特許文献2の技術と同様に、後席への送風空気を、前記加熱されたエンジン冷却水により後席用ヒーター3内で加熱し、前席への送風空気を、前記加熱されたエンジン冷却水により前席用ヒーター4内で加熱している(後席用ヒーター3と前席用ヒーター4は熱交換器に相当する)。
詳しくは、前記従来のエンジン冷却水の循環構造は、第1冷却水循環路10と第2冷却水循環路20と第3冷却水循環路30から成る。第1冷却水循環路10は、エンジン冷却水をエンジンEと後席用ヒーター3にわたって循環させる。そして、第2冷却水循環路20は、エンジン冷却水をエンジンEと前席用ヒーター4にわたって循環させ、第3冷却水循環路30は、エンジン冷却水をエンジンEとラジエター5にわたって循環させる。
第2冷却水循環路20のエンジン冷却水の供給路21は、エンジンEから延びて前席用ヒーター4に連通接続し、第2冷却水循環路20のエンジン冷却水の戻し路22は前席用ヒーター4から延びて、第3冷却水循環路30のエンジン冷却水の戻し路32に連通接続している。符号31は第3冷却水循環路30のエンジン冷却水の供給路である。
一方、第1冷却水循環路10のエンジン冷却水の供給路11は、エンジンEよりも車両前方側Frの第2冷却水循環路20のエンジン冷却水の供給路21から下側に分岐して車両後方側Rrに延び、後席用ヒーター3に連通接続している。また、第1冷却水循環路10のエンジン冷却水の戻し路12は、後席用ヒーター3から延びて、エンジンEよりも車両前方側Frの第3冷却水循環路30のエンジン冷却水の戻し路32に下側から連通接続している。
特開2011−183868号公報 特開平10−35263号公報
上記の従来の循環構造では、第1冷却水循環路10の供給路11と戻し路12が各別に分岐する第2冷却水循環路20の供給路21と第3冷却水循環路30の戻し路32は、エンジンEよりも車両前方側Frに位置するために、第1冷却水循環路10の配管スペースが大きくなっていた。
そして、第1冷却水循環路10の供給路11と戻し路12の車両前後方向の長さが長くなり、これらの流路を形成する配管の車体への取り付け作業に手間がかかっていた。
また、分岐部では流路内の抵抗が増加し、エンジン冷却水の圧力損失や熱損失が大きくなっていた。
さらに、第1冷却水循環路10の供給路11と戻し路12は、第2冷却水循環路20の供給路21と第3冷却水循環路30の戻し路32から下側に分岐するために、前記供給路11と戻し路12が、第2冷却水循環路や第3冷却水循環路30よりも下側に下がっていた(図4参照)。そして、前記供給路11と戻し路12の上下方向の変化が大きかった。
その結果、第1冷却水循環路10の供給路11と戻し路12に空気溜りが形成されやすく、第1冷却水循環路10において、エンジン冷却水を円滑に循環させにくくなって、熱交換器である後席用ヒーター3の熱交換性能が低下しやすかった。
本発明の目的は、配管スペースを小さくすることができ、配管の車体への取り付け作業の手間を軽減でき、エンジン冷却水の圧力損失や熱損失を少なくすることができ、空気溜りが形成されにくくて、エンジン冷却水を円滑に循環させることができ、熱交換器の熱交換性能を向上させることができる自動車のエンジン冷却水の循環構造を提供する点にある。
本発明は、
エンジンよりも車両後方側に熱交換器を配置し、
エンジン冷却水を前記エンジンと熱交換器とにわたって循環させる冷却水循環路を設けた自動車のエンジン冷却水の循環構造であって、
前記冷却水循環路を、前記エンジンと熱交換器の間に配置して、前記エンジン側から前記熱交換器のエア抜き部側までほぼ後ろ上がりに設定したことを特徴とする。(請求項1)
この構成によれば、例えば、冷却水循環路のエンジン冷却水の供給路や戻し路を、エンジンの車両前方側の配管から分岐する従来の構造に比べると、次の作用を奏することができる。
前記冷却水循環路を、前記エンジンと熱交換器の間に配置してあるから、冷却水循環路を形成する配管のスペースを小さくすることができる。また、冷却水循環路の車両前後方向の長さを短くすることができ、配管の車体への取り付け作業にかかる手間を軽減することができる。さらに、冷却水循環路の上下方向の変化を少なくすることができるとともに、冷却水循環路の屈曲部が少なくなって、流路内の抵抗を少なくすることができ、エンジン冷却水の圧力損失や熱損失を少なくすることができる。
そして、冷却水循環路を、エンジン側から熱交換器のエア抜き部側までほぼ後ろ上がりに設定してあるから、冷却水循環路内のエアが熱交換器のエア抜き部側に移動しやすくなり、前記エア抜き部から冷却水循環路内のエアを抜きやすくなる。その結果、冷却水循環路内に空気溜りが形成されにくくなり、冷却水循環路において、エンジン冷却水を円滑に循環させることができる。これにより、熱交換器の熱交換性能を向上させることができる。(請求項1)
本発明において、
前記冷却水循環路は、前記エンジン冷却水を前記エンジンから前記熱交換器に供給する供給路と、前記エンジン冷却水を前記熱交換器から前記エンジンに戻す戻し路とを備え、
前記エンジン側からの供給路と前記エンジン側への戻し路とで、車両側面視にて前記エンジン側が二股開きの横向きY字状とする循環路部分を形成し、
前記エンジン側からの供給路および前記エンジン側への戻し路を、異種類の材料を連結して構成する分割構造としたことを特徴とすると、次の作用を奏することができる。(請求項2)
前記エンジン側からの供給路と前記エンジン側への戻し路が、自動車の主に上下方向の振動に対して強い構造になり、上下方向の振動の際に、供給路と戻し路の振れを抑えることができる。
そして、供給路と戻し路を地面側からなるべく離して、前輪などから飛び石等が供給路と戻し路に衝突することを低減できる。これにより、供給路と戻し路の耐久性を向上させることができる。
さらに、前記供給路は緩やかに折曲して前記Y字の上半部と下半部のいずれか一方を形成し、前記戻し路は緩やかに折曲して前記Y字の上半部と下半部の他方を形成するから、流路内の抵抗を少なくすることができ、エンジン冷却水の圧力損失や熱損失を少なくすることができる。
また、前記エンジン側からの供給路および前記エンジン側への戻し路を、異種類の材料を連結して構成する分割構造としてあるから、Y字状の循環路部分を製作しやすくすることができる。(請求項2)
本発明において、
前記エンジン側への戻し路は下側に、前記エンジン側からの供給路は上側に位置したことを特徴とすると、次の作用を奏することができる。(請求項3)
エンジンの下側を通る走行風の風路から前記エンジン側からの供給路が上方に遠ざかる。従って、熱交換器側に向かうエンジン側からの供給路内のエンジン冷却水が走行風により冷やされにくくなる。その結果、走行風による熱交換器のヒーター能力の低下を抑えることができる。(請求項3)
本発明において、
分割構造とした前記エンジン側からの供給路と前記エンジン側への戻し路とには、前記エンジンとの連結部にそれぞれ弾性管を配置し、
前記供給路と前記戻し路とのそれぞれの前記弾性管には金属管を連結し、
前記エンジン側からの供給路と前記エンジン側への戻し路について、前記弾性管と金属管との連結位置と、前記エンジンとのほぼ中間位置をクランプしたことを特徴とすると、次の作用を奏することができる。(請求項4)
分割構造とした前記エンジン側からの供給路と前記エンジン側への戻し路とには、前記エンジンとの連結部にそれぞれ弾性管を配置してあるから、自動車の上下方向の振動の際に、供給路と戻し路の振れをより抑えやすくすることができる。
また、前記供給路と前記戻し路とのそれぞれの前記弾性管には金属管を連結してあるから、前記供給路と前記戻し路との地面側への垂れ下がりを回避することができる。
そして、前記エンジン側からの供給路と前記エンジン側への戻し路について、前記弾性管と金属管との連結位置と、前記エンジンとのほぼ中間位置をクランプしてあるから、前記供給路と前記戻し路を、これらがより確実にY字状を成すように保持することができる。(請求項4)
本発明において、
前記エンジン側からの供給路と前記エンジン側への戻し路をクランプするクランプ具を伝動ケースに支持させたことを特徴とすると、次の作用を奏することができる。(請求項5)
前記供給路と戻し路を、クランプ具を介してエンジンの伝動ケースで安定支持することができる。(請求項5)
本発明によれば、
配管スペースを小さくすることができ、配管の車体への取り付け作業の手間を軽減でき、エンジン冷却水の圧力損失や熱損失を少なくすることができ、空気溜りが形成されにくくて、エンジン冷却水を円滑に循環させることができ、熱交換器の熱交換性能を向上させることができる自動車のエンジン冷却水の循環構造を提供することができた。
自動車のエンジン冷却水の循環構造の斜視図 自動車のエンジン冷却水の循環構造を車両側方から見た図 図2のY字状の循環路部分とその周りの構造の拡大図 従来の自動車のエンジン冷却水の循環構造を車両側方から見た図
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1,図2に、エンジンEを冷却して加熱されたエンジン冷却水を循環させる自動車のエンジン冷却水の循環構造を示してある。このエンジン冷却水の循環構造では、後席1への送風空気を、前記加熱されたエンジン冷却水により後席用ヒーター3(熱交換器に相当)内で加熱する。また、前席2への送風空気を、前記加熱されたエンジン冷却水により前席用ヒーター4(熱交換器に相当)内で加熱する。
[自動車のエンジン冷却水の循環構造]
エンジン冷却水の循環構造を構成する前記後席用ヒーター3は、エンジンEよりも車両後方側Rrに位置し、前席用ヒーター4は、エンジンEよりも車両前方側Frに位置している。エンジンEのシリンダブロック6は前席2の下方に位置する。
前記エンジン冷却水の循環構造は、第1冷却水循環路10と第2冷却水循環路20と第3冷却水循環路30とを備えている。第1冷却水循環路10は、エンジン冷却水をエンジンEと後席用ヒーター3にわたって循環させる。そして、第2冷却水循環路20は、エンジン冷却水をエンジンEと前席用ヒーター4にわたって循環させ、第3冷却水循環路30は、エンジン冷却水をエンジンEとラジエター5にわたって循環させる。図1〜図3において、第1冷却水循環路10〜第3冷却水循環路30のエンジン冷却水の流れ方向を矢印で示してある。
[第1冷却水循環路10の構造]
第1冷却水循環路10は、エンジンEと後席用ヒーター3の間に位置している。つまり、エンジンEよりも車両前方側Frには第1冷却水循環路10は存在しない。前記後席用ヒーター3の上端部には、第1冷却水循環路10内のエアを抜くエア抜き部3Hを設けてある。図2に示すように、前記第1冷却水循環路10を、エンジンE側から後席用ヒーター3のエア抜き部3H側までほぼ後ろ上がりに設定してある。後席用ヒーター3のエア抜き部3Hは第1冷却水循環路10よりも高所に位置する。
詳述すると、第1冷却水循環路10は、エンジン冷却水をエンジンEから後席用ヒーター3に供給する供給路11と、エンジン冷却水を後席用ヒーター3からエンジンEに戻す戻し路12とを備えている。
図2,図3に示すように、前記供給路11の車両前方側Frの端部11A1(上流側の端部)は、エンジンEのシリンダブロック6の後壁上部側に形成したエンジン冷却水吐出口に連通接続している。また、供給路11の車両後方側Rrの端部11B1(下流側の端部、図1,図2参照)は、後席用ヒーター3の側壁の上端部に形成したエンジン冷却水流入口に連通接続している。
前記戻し路12の車両後方側Rrの端部12B1(上流側の端部、図1,図2参照)は、後席用ヒーター3の側壁の上下方向中間部に形成したエンジン冷却水吐出口に連通接続している。そして、戻し路12の車両前方側Frの端部12A1(下流側の端部、図2,図3参照)は、エンジンEのシリンダブロック6の側方に配置したサーモスタットケース14のエンジン冷却水流入口に連通接続している。前記サーモスタットケース14にはサーモスタットを設けてあり、このサーモスタットでエンジン冷却水の温度を調整する。
図2,図3に示すように、前記エンジンE側からの供給路11および前記エンジンE側への戻し路12を、異種類の材料である弾性管11A,12Aと金属管11B,12Bを互いに連結して構成する分割構造としてある。詳述すると、分割構造とした前記エンジンE側からの供給路11とエンジンE側への戻し路12とには、エンジンEとの連結部にそれぞれ前記弾性管11A,12Aを配置してある。また、供給路11と戻し路12とのそれぞれの弾性管11A,12Aには金属管11B,12Bを連結し、エンジンE側からの供給路11とエンジンE側への戻し路12について、前記弾性管11A,12Aと金属管11B,12Bの連結位置と、エンジンEとのほぼ中間位置を第2クランプ具8によりクランプしてある。
図2,図3に示すように、前記供給路11のうちの上流側の供給路部分である前記弾性管11Aと、前記戻し路12のうちの下流側の戻し路部分である前記弾性管12Aとで、車両側面視にてエンジンE側が二股開きの横向きY字状とする循環路部分を形成している。
前記エンジンE側への戻し路12は下側に、前記エンジンE側からの供給路11は上側に位置している。すなわち、前記横向きY字の上半部をエンジンE側からの供給路11の弾性管11Aが形成し、横向きY字の下半部をエンジンE側への戻し路12の弾性管12Aが形成する。
前記エンジンE側からの供給路11の弾性管11Aよりも下流側の金属管11Bと、エンジンE側への戻し路12の弾性管12Aよりも上流側の金属管12Bとは、複数の第1クランプ具9(図1,図2参照)でほぼ同じ姿勢に束ねられている。
図2に示すように、束ねられた前記供給路11の金属管11Bと前記戻し路12の金属管12Bとが、前記Y字状の循環路部分側から断面U字状のクロスメンバ13の下側まで車両後方側Rrに延びている。クロスメンバ13は、エンジンEと後席用ヒーター3の間の中間(車両前後方向でほぼ中央)に位置する。
そして、前記供給路11の金属管11Bと戻し路12の金属管12Bが、クロスメンバ13の後ろ側に回り込むように立ち上がるとともに、クロスメンバ13の上端部付近から車両後方側Rrに延び、後席用ヒーター3の下側から再び立ち上がって、前述のように、後席用ヒーター3に連通接続している。
本発明の上記の構成によれば、第1冷却水循環路10の供給路11や戻し路12を、エンジンEの車両前方側Frの第2冷却水循環路20等の配管から分岐する従来の構造に比べると、次の作用を奏することができる。
(1) 第1冷却水循環路10をエンジンEと後席用ヒーター3の間に配置してあるから、第1冷却水循環路10を形成する配管のスペースを小さくすることができる。また、第1冷却水循環路10の車両前後方向の長さを短くすることができ、配管の車体への取り付け作業にかかる手間を軽減することができる。さらに、第1冷却水循環路10の上下方向の変化を少なくすることができるとともに、第1冷却水循環路10の屈曲部が少なくなって、流路内の抵抗を少なくすることができ、エンジン冷却水の圧力損失や熱損失を少なくすることができる。
(2) 第1冷却水循環路10を、エンジンE側から後席用ヒーター3のエア抜き部3H側までほぼ後ろ上がりに設定してあるから、第1冷却水循環路10内のエアが後席用ヒーター3のエア抜き部3H側に移動しやすくなり、前記エア抜き部3Hから第1冷却水循環路10内のエアを抜きやすくなる。その結果、第1冷却水循環路10内に空気溜りが形成されにくくなり、第1冷却水循環路10において、エンジン冷却水を円滑に循環させることができる。これにより、後席用ヒーター3の熱交換性能を向上させることができる。
さらに、本発明の構成によれば、前記供給路11の弾性管11Aと、前記戻し路12の弾性管12Aとで、車両側面視にて前記エンジンE側が二股開きの横向きY字状とする循環路部分を形成しており、第1冷却水循環路10を、上記のように、後ろ上がりに設定してあるから、次の作用効果を得ることができる。
(3) 図2に示すように、エンジンEの下側を通る走行風Cの風路から供給路11の弾性管11Aが上方に遠ざかる。従って、後席用ヒーター3に向かう供給路11の弾性管11A内のエンジン冷却水が走行風Cにより冷やされにくくなる。その結果、走行風Cによる後席用ヒーター3のヒーター能力の低下を抑えることができる。
(4) 前記供給路11と戻し路12が、自動車の主に上下方向の振動に対して強い構造になり、前記上下方向の振動の際に、供給路11と戻し路12の振れを抑えることができる。
(5) 図2に示すように、前記供給路11と戻し路12を地面A側からなるべく離して、前輪Tなどから飛び石B等が供給路11と戻し路12に衝突することを低減できる。これにより、供給路11と戻し路12の耐久性を向上させることができる。
(6) 前記供給路11の弾性管11Aは緩やかに折曲して前記Y字の上半部を形成し、戻し路12の弾性管12Aは緩やかに折曲して前記Y字の下半部を形成するから、流路内の抵抗を少なくすることができ、エンジン冷却水の圧力損失や熱損失を少なくすることができる。
[Y字状の循環路部分の詳細構造]
前記供給路11の弾性管11Aの端部11A2を、供給路11の金属管11Bの端部11B2に嵌合(外嵌)し、締め付けバンドRで締め付け固定して、両端部11A2,11B2同士を接続してある。
図3に示すように、前記供給路11の弾性管11Aの車両前方側Frの端部11A1を、車両前後方向に沿うように折曲し、シリンダブロック6の筒状の嵌合部に嵌合(外嵌)して、締め付けバンドRにより締め付け固定してある。
また、前記戻し路12の弾性管12Aの端部12A2を、戻し路12の金属管12Bの端部12B2に嵌合(外嵌)し、締め付けバンドRで締め付け固定して、両端部12A2,12B2同士を接続してある。
図2,図3に示すように、戻し路12の弾性管12Aの車両前方側Frの端部12A1は、供給路11の弾性管11Aの車両前方側Frの端部11A1よりも車両前方側Frに延びて、車両前方側Frほど上方に位置するように前上がりに傾斜している。そして、前記戻し路12の弾性管12Aの最も下側に位置する屈曲部を、固定具17によりシリンダブロック6に固定してある。また、戻し路12の弾性管12Aの車両前方側Frの端部12A1を、サーモスタットケース14側の筒状の嵌合部に嵌合(外嵌)して、締め付けバンドRにより締め付け固定してある。
上記のように、前記供給路11を分割構造に構成し、前記戻し路12を分割構造に構成したことで、Y字状の循環路部分を製作しやすくすることができる。
そして、前記供給路11のエンジンE側(上流側)と戻し路12のエンジンE側(下流側)を弾性管11A,12Aで構成してあるから、前記上下方向の振動の際に、供給路11と戻し路12の前記振れをより抑えやすくすることができる。また、前記弾性管11A,12Aに金属管11B,12Bを連結してあるから、両金属管11B,12Bの地面A側への垂れ下がりを回避することができる。
前記第2クランプ具8(図3参照)は、車両側方に向かって開放する上下一対のC字状の嵌合部8Aと、エンジンEの伝動ケース7の側壁に対する固定部とを備え、この固定部を伝動ケース7の側壁に固定してある。そして、供給路11の弾性管11Aと戻し路12の弾性管12Aの折曲部近くの車両前後方向に沿う部分11A3,12A3が、前記上下一対の嵌合部8Aに車両側方から各別に嵌合(内嵌)している。
これにより、供給路11の弾性管11Aと戻し路12の弾性管12Aを、第2クランプ具8を介して伝動ケース7で安定支持することができる。
次に、前記第2冷却水循環路20の構造と第3冷却水循環路30の構造について簡単に説明する。
図1,図2に示すように、第2冷却水循環路20のエンジン冷却水の供給路21は、エンジンEのシリンダブロック6から車両前方側Frに延びて前席用ヒーター4に連通接続している。また、第2冷却水循環路20のエンジン冷却水の戻し路22は、前席用ヒーター4から延びてエンジンEに連通接続している。
第3冷却水循環路30のエンジン冷却水の供給路31は、エンジンEのシリンダブロック6から車両前方側Frに延びてラジエター5の上端部に連通接続している。そして、第3冷却水循環路30のエンジン冷却水の戻し路32は、ラジエター5の下端部から延びてサーモスタットケース14に連通接続している。
3 熱交換器(後席用ヒーター)
3H エア抜き部
7 伝動ケース
8 クランプ具
10 冷却水循環路(第1冷却水循環路)
11 供給路
11A 弾性管(供給路の弾性管)
11B 金属管(供給路の金属管)
12 戻し路
12A 弾性管(戻し路の弾性管)
12B 金属管(戻し路の金属管)
E エンジン
Rr 車両後方側

Claims (5)

  1. エンジンよりも車両後方側に熱交換器を配置し、
    エンジン冷却水を前記エンジンと熱交換器とにわたって循環させる冷却水循環路を設けた自動車のエンジン冷却水の循環構造であって、
    前記冷却水循環路を、前記エンジンと熱交換器の間に配置して、前記エンジン側から前記熱交換器のエア抜き部側までほぼ後ろ上がりに設定した自動車のエンジン冷却水の循環構造。
  2. 前記冷却水循環路は、前記エンジン冷却水を前記エンジンから前記熱交換器に供給する供給路と、前記エンジン冷却水を前記熱交換器から前記エンジンに戻す戻し路とを備え、
    前記エンジン側からの供給路と前記エンジン側への戻し路とで、車両側面視にて前記エンジン側が二股開きの横向きY字状とする循環路部分を形成し、
    前記エンジン側からの供給路および前記エンジン側への戻し路を、異種類の材料を連結して構成する分割構造とした請求項1記載の自動車のエンジン冷却水の循環構造。
  3. 前記エンジン側への戻し路は下側に、前記エンジン側からの供給路は上側に位置した請求項2記載の自動車のエンジン冷却水の循環構造。
  4. 分割構造とした前記エンジン側からの供給路と前記エンジン側への戻し路とには、前記エンジンとの連結部にそれぞれ弾性管を配置し、
    前記供給路と前記戻し路とのそれぞれの前記弾性管には金属管を連結し、
    前記エンジン側からの供給路と前記エンジン側への戻し路について、前記弾性管と金属管との連結位置と、前記エンジンとのほぼ中間位置をクランプした請求項2又は3記載の自動車のエンジン冷却水の循環構造。
  5. 前記エンジン側からの供給路と前記エンジン側への戻し路をクランプするクランプ具を伝動ケースに支持させた請求項4記載の自動車のエンジン冷却水の循環構造。
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