JP2016183634A - 補機用熱交換器モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】車両への補機用熱交換器の取り付けを容易にすることができる補機用熱交換器モジュールを提供する。
【解決手段】補機用熱交換器モジュール１は、車両のエンジンを冷却する冷却液の循環路とは別系統の冷却液の循環路の途中に配置される補機用熱交換器２と、上記別系統の冷却液を循環させる電動ポンプ３と、補機用熱交換器２と電動ポンプ３とを一体に保持し、車両の一部に固定されるハウジング４と、を備える。この補機用熱交換器モジュール１によれば、車両への補機用熱交換器２の取り付けを容易にすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両のエンジンを冷却する冷却液の循環路とは別系統の冷却液の循環路の途中に配置される補機用熱交換器を備える補機用熱交換器モジュールに関する。

車両には、エンジンを冷却するための冷却液の循環路が形成されている。その循環路の途中には、エンジンの熱によって高温となった冷却液を冷却する熱交換器（以下、エンジンの冷却用の熱交換器をラジエターと呼ぶ）が設けられている。ラジエターは、フロントグリルの内部に配置され、フロントグリルから取り込まれた走行風により冷却液を冷却する。その他、特許文献１に記載のように、タイヤを収納するタイヤハウスを形成するフェンダライナの車両前方側にラジエターを配置する構成が開示されている。

一方、エンジンの冷却液の循環路とは別系統の冷却液の循環路が形成された車両もある。例えば、内燃機関に圧縮空気を供給するターボチャージャーを備える車両には、当該圧縮空気の温度を下げるための水冷式インタークーラーが取り付けられる場合がある。水冷式インタークーラーは、エンジンを冷却する冷却液とは別系統の冷却液の循環路によって成り立っており、その冷却液の循環の途中にはラジエターとは別の熱交換器（以下、ラジエターとは別の熱交換器を補機用熱交換器と呼ぶ）が設けられている。

実開昭６１−１４１１２６号公報

従来、車両に補機用熱交換器を設ける場合、補機用熱交換器を複数のブラケットで車両に固定すると共に、補機用熱交換器で熱交換を行なう冷却液の循環を行なう電動ポンプも複数のブラケットで車両に固定している。ここで、同一車種の車両であっても仕様が異なる車両を生産することがあり、補機用熱交換器を必要とする車両と必要としない車両とが同一の生産ラインに混在する場合がある。その場合、補機用熱交換器と電動ポンプの取付作業が煩雑で時間がかかる作業であるため、生産ラインの全体的な流れが遅くなってしまう。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、車両への補機用熱交換器の取り付けを容易にすることができる補機用熱交換器モジュールを提供することにある。

本発明の一態様に係る補機用熱交換器モジュールは、車両のエンジンを冷却する冷却液の循環路とは別系統の冷却液の循環路の途中に配置される補機用熱交換器と、前記別系統の冷却液を循環させる電動ポンプと、前記補機用熱交換器と前記電動ポンプとを一体に保持し、前記車両の一部に固定されるハウジングと、を備える。

上記補機用熱交換器モジュールによれば、車両への補機用熱交換器の取り付けを容易にすることができる。当該補機用熱交換器モジュールでは、補機用熱交換器と電動ポンプとがハウジングによって一体化されているため、ハウジングを車両に固定するだけで車両への補機用熱交換器と電動ポンプの固定が終了するからである。このように車両への補機用熱交換器の取り付けが容易になれば、補機用熱交換器を必要とする車両と、必要としない車両と、が同一の生産ラインに混在する場合であっても、その生産ラインの流れが遅くなることを抑制することができる。

実施形態１に示す補機用熱交換器の取付構造の概略斜視図である。 実施形態１に示す補機用熱交換器モジュールの概略分解斜視図である。 実施形態２に示す補機用熱交換器の取付構造の概略斜視図である。 （Ａ）は、実施形態２に示す補機用熱交換器モジュールのハウジングを車両前方側から見た概略斜視図、（Ｂ）は、（Ａ）のハウジングを車両後方側から見た概略斜視図である。 実施形態２に示す補機用熱交換器の取付構造の概略部分縦断面図である。

以下、本発明の補機用熱交換器モジュールの実施形態を図面に基づいて説明する。各図面では、四角で囲った大文字アルファベットで車両の方向を示す。『Ｆ』は車両前方側、『Ｂ』は車両後方側、『Ｕ』は車両上方側、『Ｄ』は車両下方側、『Ｒ』は車両右方側、『Ｌ』は車両左方側を示している。

＜実施形態１＞
≪全体構成≫
本例を含む以降の実施形態では、図１に示すようなフェンダライナ９の車両前方側の位置に補機用熱交換器２を取り付けた補機用熱交換器の取付構造１００に適用する補機用熱交換器モジュール１を説明する。ここで、図１では、フェンダライナ９と補機用熱交換器モジュール１とを離隔させた状態で図示しているが、補機用熱交換器モジュール１はフェンダライナ９に接続されている。以下、補機用熱交換器の取付構造１００に備わる各構成を説明する。その際、補機用熱交換器モジュール１についても詳しく説明する。

≪フェンダライナ≫
フェンダライナ９は、図示しないフェンダの内張りとなる部材であって、タイヤを収納するタイヤハウス８を形成する。フェンダライナ９は、樹脂などで構成され、その厚さは２〜３ｍｍ程度となっている。フェンダライナ９を樹脂で構成することで、非常に複雑な形状に形成することができるし、孔を開けるといった加工も容易に行なえる。

フェンダライナ９には、後述する補機用熱交換器モジュール１との接続に利用される複数の接続部９ｄが形成されている。本例の接続部９ｄには孔が形成されており、補機用熱交換器モジュール１をフェンダライナ９にクリップ止めできるようになっている。接続部９ｄの位置と数は、クリップ止めの手間や、補機用熱交換器モジュール１の接続状態の安定性を考慮して決定すれば良く、特に限定されない。

≪補機用熱交換器モジュール≫
図１，２に示すように、補機用熱交換器モジュール１は、補機用熱交換器２、電動ポンプ３、及びこれらの部材２，３を一体に保持するハウジング４を備える。これらの部材２，３，４の接続関係は、図２に二点鎖線で示す。以下、補機用熱交換器モジュール１に備わる各構成を詳細に説明する。

［補機用熱交換器］
補機用熱交換器２は、冷却液の循環路の途中に配置され、走行風を利用して冷却液を冷却する部材である。補機用熱交換器２が設けられる冷却液の循環路は、車両のエンジンを冷却する冷却液の循環路とは別系統のものである。この補機用熱交換器２は、従来の補機用熱交換器と同様の構成、即ちアッパータンク２Ｕとコア部２Ｃとロアタンク２Ｌとを備える。アッパータンク２Ｕには、補機用熱交換器２に冷却液を導入する導入管２１が接続され、ロアタンク２Ｌには、補機用熱交換器２から冷却液を排出する排出管２２が接続される。アッパータンク２Ｕには、後述するハウジング４に補機用熱交換器２をネジ止めするために利用される二つの接続部２ｂと、後述する電動ポンプ３を補機用熱交換器２にネジ止めするために利用される接続部２ａと、が形成されている。また、ロアタンク２Ｌには、ハウジング４に係合する二つのピン状の接続部２ｂが形成されている。これらの接続部２ｂ，２ａの数と位置は特に限定されない。

［電動ポンプ３］
電動ポンプ３は、冷却液の取込口３０と冷却液の吐出口３１とを備え、冷却液の循環を行なう部材である。電動ポンプ３の吐出口３１は、導入管２１を介して補機用熱交換器２のアッパータンク２Ｕに繋がっており、電動ポンプ３から吐出された冷却液は、補機用熱交換器２のアッパータンク２Ｕに導入される。この電動ポンプ３を動作させる電力は、車両から供給される。

電動ポンプ３には、電動ポンプ３を補機用熱交換器２にネジ止めするために利用される接続部３ａと、電動ポンプ３をハウジング４にネジ止めするために利用される二つの接続部３ｃ（図示しない位置にもう一つ接続部３ｃがある）が形成されている。これらの接続部３ａ，３ｃの数と位置は特に限定されない。

［ハウジング］
ハウジング４は、補機用熱交換器２と電動ポンプ３とを一体に保持し、車両の一部であるフェンダライナ９（図１参照）に接続されると共に、図示しない車両の骨格部材（例えば、ラジエターを支持するラジエターサポートなど）に固定される部材である。ハウジング４は、補機用熱交換器２の収納空間を形成する枠部４０を備える。この枠部４０は格子状に形成されており、所定の強度を保ちつつ軽量化されている。ここで、枠部４０は、図示する例よりも車両前方側に延長して導風路としても構わない。枠部４０に導風路を一体化することで、車両前方側からの走行風を補機用熱交換器２に案内するガイドの役割を枠部４０に持たせることができる。

枠部４０の車両後方側の部分のうち、車両上方側と下方側の一部がフェンダライナ９の外周面（タイヤハウス８に対向する内周面とは反対側の面）に沿った形状となっている。そのため、ハウジング４の一部をフェンダライナ９に面接触させることができ、フェンダライナ９に対する補機用熱交換器モジュール１の接続状態を安定化させることができる。一方、枠部４０の車両後方側の部分のうち、車両の高さ方向の中間部は、車両前方側に凹んでいる。そのため、フェンダライナ９に補機用熱交換器モジュール１を接続したときに、フェンダライナ９とハウジング４との間に走行風を逃がす隙間を形成することができる。

上記枠部４０には、補機用熱交換器２との接続に利用される接続部４ｂ、電動ポンプ３との接続に利用される接続部４ｃ、及び図１のフェンダライナ９との接続に利用される接続部４ｄが形成されている。また、枠部４０には、図示しない車両の骨格部材に補機用熱交換器モジュール１をネジ止めするための接続部４ｅが形成されている。これらの接続部４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅの数と位置は、ハウジング４以外の部材２，３，９の接続部の数と位置に対応して決定されている。

ハウジング４は、補機用熱交換器２のコア部２Ｃに対応する貫通孔４９を備える。貫通孔４９は、コア部２Ｃを通過した走行風を車両後方側に逃がすための孔である。ハウジング４の車両後方側に抜けた走行風はさらに、ハウジング４とフェンダライナ９（図１参照）との隙間に抜ける。そのため、ハウジング４内に熱が籠もって、補機用熱交換器２の冷却効率が低下することはない。

上記ハウジング４は、複雑な形状に成形可能な樹脂によって構成することができる。ハウジング４の一部が金属などの剛性体で構成されていても良い。例えば、ネジの締付力が作用する接続部４ｂ，４ｃ，４ｅに金属製のカラーを配置することや、枠部４０に金属製の補強材を埋め込むことなどを挙げることができる。

［補機用熱交換器モジュールの製造］
上記補機用熱交換器モジュール１は、車両の生産ライン（メインライン）とは別系統のモジュールの生産ライン（サブライン）で、メインラインでの車両の組立と並行して作製する。車両によっては補機用熱交換器モジュール１を必要としない場合もあるからである。サブラインで作製した補機用熱交換器モジュール１は、必要な数だけメインラインに用意される。

≪効果≫
上記構成を備える補機用熱交換器モジュール１は、車両の骨格部材にネジ止めによって固定することで、図１に示すように補機用熱交換器モジュール１をフェンダライナ９の車両前方側に配置することができる。この車両の骨格部材への補機用熱交換器モジュール１の固定によって、補機用熱交換器２と電動ポンプ３の車両への取り付けも完了する。このように車両への補機用熱交換器２と電動ポンプ３の取り付けが容易になれば、補機用熱交換器２を必要とする車両と、必要としない車両と、がメインラインに混在する場合であっても、補機用熱交換器２を必要としない車両のみを生産する場合に比べて、メインラインの流れが大幅に遅くなることがない。特に、本例ではわずか二箇所（ハウジング４の接続部４ｅ参照）のネジ止めによって補機用熱交換器モジュール１の固定を行なうことができるので、補機用熱交換器モジュール１によるメインラインに対する影響を非常に小さくすることができる。これに対して、従来のようにブラケットを用いて補機用熱交換器を車両に取り付ける場合、補機用熱交換器を必要とする車両の組立時間に合わせて、メインライン全体の流れが遅くなる。

＜実施形態２＞
実施形態２では、図３〜図５に基づいて、ハウジング４Ｂにおけるフェンダライナ９Ｂに対向する部分の形状が実施形態１とは異なる補機用熱交換器モジュール１Ｂと、この補機用熱交換器モジュール１Ｂをフェンダライナ９Ｂに固定した補機用熱交換器の取付構造１００Ｂを説明する。実施形態１と共通する構成には、実施形態１と同一の符号を付して、その説明を省略する。

≪フェンダライナ≫
図３に示すように、本例のフェンダライナ９Ｂには、補機用熱交換器モジュール１Ｂを嵌め込むための嵌合孔（ライナ側孔部）９ｈが形成されている。嵌合孔９ｈの輪郭形状は、後述する補機用熱交換器モジュール１Ｂの背面カバー部４１の外周輪郭線の形状にほぼ一致している。

≪補機用熱交換器モジュール≫
本例の補機用熱交換器モジュール１Ｂは、実施形態１の補機用熱交換器モジュール１とは異なる構成のハウジング４Ｂを備える。ハウジング４Ｂ以外の部材２，３は、実施形態１と同様であるため、ここでは図４，５を参照してハウジング４Ｂの構成のみを説明する。図４（Ａ）は、車両前方側から見たハウジング４Ｂの概略斜視図、図４（Ｂ）は、車両構造側から見たハウジング４Ｂの概略斜視図である。図５は、図３における接続部４ｄと電動ポンプ３との間の位置で補機用熱交換器の取付構造１００Ｂを縦断する概略部分縦断面図である。

図４に示すように、ハウジング４Ｂは、枠部４０に加えて、補機用熱交換器２（図３参照）の車両後方側の部分を覆う背面カバー部４１を備える。背面カバー部４１は、嵌合孔９ｈの形状に一致する形状になっている。つまり、ハウジング４Ｂの背面カバー部４１側の部分が嵌合孔９ｈに嵌め込まれる構成となっており、背面カバー部４１が、フェンダライナ９Ｂの内周面と共にタイヤハウス８の内周面を構成している。背面カバー部４１の背面（車両後方側の面）は、フェンダライナ９Ｂの内周面に滑らかに連続しており、両者４１，９Ｂの間に大きな段差は形成されていない。

図４に示すように、背面カバー部４１には、格子状に並ぶ複数の通風孔４ｈが形成されている。この通風孔４ｈは、図３に示すように、車両前方側から補機用熱交換器２を通過した走行風をタイヤハウス８に逃がすことで、走行風がハウジング４Ｂ内で滞留することを抑制し、補機用熱交換器２の冷却効率を高めるためのものである。通風孔４ｈの開口形状は、図示する矩形とすることの他に、例えば多角形、円形、あるいはスリット状とすることができる。また、通風孔４ｈの数も特に限定されない。

ここで、通風孔４ｈは、図３に示すように、タイヤハウス８内に開口している。そのため、タイヤに跳ね上げられた泥や石などの飛来物が補機用熱交換器２に衝突し、補機用熱交換器２が損傷する恐れがある。そこで、通風孔４ｈは、飛来物が車両後方側からハウジング４Ｂ内に侵入することを阻害するが、走行風が車両前方側からハウジング４Ｂ外に流れることを許容するように構成されている。このような効果を達成するためには、例えば、（１）通風孔４ｈの長さを長くする、（２）通風孔４ｈの開口径を小さくする、（３）通風孔４ｈを屈曲させる、（４）通風孔４ｈの内部をラビリンス構造とする、といった対応を行なえば良い。ここで、ラビリンス構造とは、通風孔４ｈの一端側の開口部から他端側の開口部に向って直線的に移動することが難しい構造のことである。本例の通風孔４ｈでは上記４つの対応を全て行なっている。

本例の通風孔４ｈの構造について図５の丸囲み拡大図を用いて詳しく説明する。当該拡大図に示すように、通風孔４ｈの車両前方側の部分は、ほぼ水平方向に伸びているのに対して、通風孔４ｈの車両後方側の部分は、斜め下方向に伸びている。つまり、通風孔４ｈは屈曲している。また、通風孔４ｈの内部には、車両後方側からハウジング４Ｂ内への飛来物の侵入を抑制する衝立４１０が形成されている。衝立４１０は、通風孔４ｈの下面のうち、屈曲する部分に立設されている。

上述したラビリンス構造を備える通風孔４ｈであれば、タイヤハウス８側から飛来物が飛んできても、拡大図の上側の実線矢印で示すように通風孔４ｈの下面に当たったり、拡大図の中程の実線矢印に示すように衝立４１０に当たったりして、背面カバー部４１よりも車両前方側に飛来物が到達し難い。また、拡大図の下側の実線矢印で示すように、通風孔４ｈの下面にも衝立４１０にも衝突しない飛来物は、通風孔４ｈの上面に衝突し、その勢いが減じられる。仮に、背面カバー部４１よりも車両前方側に飛来物が進入したとしても、飛来物の勢いが減じられているため、背面カバー部４１から車両前方側に離隔した補機用熱交換器２にまで飛来物が到達することは殆どない。一方、流体である走行風は、点線矢印で示すように、車両前方側から車両後方側に移動することができる。

≪効果≫
実施形態２の補機用熱交換器モジュール１Ｂも、実施形態１の構成と同様に、フェンダライナ９Ｂに容易に取り付けることができるので、車両の生産ラインの流れを遅くすることはない。

＜その他＞
補機用熱交換器モジュール１，１Ｂの適用位置は、走行風を効率的に取り込むことができる位置であれば、フェンダライナ９の位置に限定されない。

本発明の補機用熱交換器モジュールは、例えばターボチャージャーを搭載する車両の水冷式インタークーラーの構成部材に好適に利用可能である。

１００，１００Ｂ 補機用熱交換器の取付構造
１，１Ｂ 補機用熱交換器モジュール
２ 補機用熱交換器
２Ｕ アッパータンク ２Ｃ コア部 ２Ｌ ロアタンク
２１ 導入管 ２２ 排出管 ２ａ，２ｂ 接続部
３ 電動ポンプ
３０ 取込口 ３１ 吐出口
３ａ，３ｃ 接続部
４，４Ｂ ハウジング
４０ 枠部 ４１ 背面カバー部 ４１０ 衝立 ４９ 貫通孔 ４ｈ 通風孔
４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ 接続部
８ タイヤハウス
９，９Ｂ フェンダライナ
９ｄ 接続部 ９ｈ 嵌合孔

Claims (1)

1. 車両のエンジンを冷却する冷却液の循環路とは別系統の冷却液の循環路の途中に配置される補機用熱交換器と、
   前記別系統の冷却液を循環させる電動ポンプと、
   前記補機用熱交換器と前記電動ポンプとを一体に保持し、前記車両の一部に固定されるハウジングと、
   を備える補機用熱交換器モジュール。

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