JP2018090094A - 車両の熱交換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、最前位置の熱交換器の後側における熱交換器の熱交換性能の向上が図れる車両の熱交換装置を提供する。【解決手段】本発明は車両前部の冷却風取入口部７から延びる風路に冷却風の流れ方向に並行に配設された複数の熱交換器と、これら熱交換器の上方を覆うように配置され冷却風を熱交換器へ導くダクト部２３を構成するエアダクト部材２１とを有し、冷却風取入口部７から取り入れた冷却風と熱交換器を循環する熱交換媒体との間で熱交換を行う車両の熱交換装置であって、冷却風取入口部７と近い最前位置に配置された熱交換器１７から延びる配管部材１９は、熱交換器の上方を覆うエアダクト部材２１を貫通して当該エアダクト部材２１の上部に配置されるものとした。【選択図】図１

Description

本発明は、車両前部からの冷却風と車両前部に配置された複数の熱交換器との間で熱交換を行う車両の熱交換装置に関する。

自動車（車両）の多くは、車両前部にラジエータ用、エアコン用など種々の熱交換器が設けられる。これら熱交換器は、車両前部から取り込まれる走行風を冷却風として、外気と熱交換する。一般的には、車両前部に冷却風取入口部を形成し、この冷却風取入口部から車両後方へ延びる風路を形成し、この風路にラジエータやエアコン用コンデンサ（いずれも熱交換器）を並行に配置して、冷却風取入口部から取り込まれる冷却風で、エンジンを循環する冷却水を冷却させたり、冷凍サイクルを流れる冷媒を冷却（熱交換）させたりしている（特許文献１などを参照）。

ＰＨＥＶのようなハイブリッド車では、モーターや同モーターを制御する機器を備えているため、モーターを循環するオイルの温度上昇を抑えたり、モーターや発熱を伴う機器を循環する冷却水を冷却したりすることが求められる。そのため、ハイブリッド車では、上述のエンジン用やエアコン用の熱交換器の他に、ＥＶオイルクーラーやＥＶラジエータなどの熱交換器が装備される。

このようなハイブリッド車では、限られた長さの風路に多くの熱交換器を配置することになる。このため、ハイブリッド車では、風路の出口側にラジエータを配置、同ラジエータの入口側に微少隙間を存してエアコン用コンデンサを配置、同エアコン用コンデンサの入口側に微少隙間を存してＥＶオイルクーラーやＥＶラジエータを配置することが行われる。そして、これら熱交換器の上方を覆う板状のエアダクト部材を設けて、熱交換器の側方に配置される車体の壁面と共に、各熱交換器を囲うエアダクトを構成して、冷却風取入部から取り入れた冷却風が、並列に配置された熱交換器へ効果的に導けるようにすることが行われる。

特開平１１−１１１６３号公報

こうしたハイブリッド車に配置される複数の熱交換器は、いずれも風路外の機器とつながる配管部材を有し、各機器からの熱交換媒体がそれぞれ配管部材を通じて各熱交換器に流通する。
ところで、熱交換器間の微小隙間は、各熱交換器の配管部材の外径寸法よりも小さい（複数の熱交換器が限られた風路に収めるため）。

このため、外形の大きい（熱交換容量：大）ラジエータやエアコン用コンデンサにつながる配管部材は、周りから配管が行えるものの、最前部（最も冷却風取入部に近い側）に配置された外形の小さい（熱交換容量：小）ＥＶオイルクーラーなどにつながる配管部材は、後側のエアコン用コンデンサの熱交換領域を横切るように配置させている。
ところが、ＥＶオイルクーラーの後側に配置されるエアコン用コンデンサやラジエータ（いずれも熱交換器）は、ＥＶオイルクーラーにつながる配管部材（ホースなど）が障害となって冷却風の通風が遮られ、後側のエアコン用コンデンサやラジエータでは冷却風の行き届かない領域が生じてしまう。このため、エアコン用コンデンサやラジエータの熱交換性能の低下を招いていた。

そこで、本発明の目的は、最前位置の熱交換器の後側に配置された熱交換器の熱交換性能の向上が図れる車両の熱交換装置を提供する。

本発明の態様は、車両前部の冷却風取入口部から車両後方へ延びる風路と、この風路に冷却風の流れ方向に沿って並行に配設された複数の熱交換器と、これら熱交換器の上方を覆うように配置され冷却風を熱交換器へ導くダクト部を構成するエアダクト部材とを有し、冷却風取入口部から取り入れた冷却風と熱交換器を循環する熱交換媒体との間で熱交換を行う車両の熱交換装置であって、熱交換器は、風路外から熱交換媒体を流通させる配管部材を有し、冷却風取入口部と近い最前位置に配置された熱交換器から延びる配管部材が、熱交換器の上方を覆うエアダクト部材を貫通して当該エアダクト部材の上部に配置されるものとした。

本発明によれば、風路の最前位置に配置される熱交換器の配管部材は、熱交換器の上方を覆うエアダクト部材を貫通してエアダクト部材の上部に配置されるので、配管部材を要因とした後側の熱交換器における通風障害は改善される。これにより、後側の熱交換器における冷却風の通風量は増大する。
それ故、最前位置の熱交換器の後側に配置された熱交換器の熱交換性能の向上を図ることができる。

（ａ）は本発明の一実施形態に係る態様となる車両の熱交換装置を示す斜視図、（ｂ）は最前位置の熱交換器とダクト部材の上部に支持された配管部材との取合い構造を示す斜視図。 図１（ａ）中のＡ−Ａ線に沿う断面図。

以下、本発明を図１および図２に示す一実施形態にもとづいて説明する。
図１（ａ）は車両、例えばＰＨＥＶ車（ハイブリッド車）の車両前部に設けられた熱交換装置を示し、図１（ｂ）は最前位置に配置される熱交換器の配管部材の接続構造を示し、図２は図１（ａ）中のＡ−Ａ線に沿う断面を示している。
図１および図２中の符号１は、車両であるハイブリッド車の車体、３は同車体１の前部に形成されたパワーユニットルーム、５は同パワーユニットルーム３に収められたパワーユニット（例えばエンジンやモーターなどで構成されるユニット）、７は同車体１の前端部に設けられた空気取入口（本願の冷却風取入口部に相当）をそれぞれ示している。上記パワーユニットルーム３は、図示はしないがフードパネルにより、上側の開口が開閉されるものである。ちなみに図１（ａ）中は、車体前部に配置されるアッパーバーを示している。

上記空気取入口７とパワーユニットルーム３との間は、空気取入口７から車両後方へ延びる風路９で連通される。この風路９には、複数の熱交換器が並行に配置されている。具体的には、風路９の出口側（車両後方側）には、エンジン（パワーユニット）の冷却水を冷却するためのエンジンラジエータ１１(冷却ファン部１２付)が配置され、同エンジンラジエータ１１の冷却風入口側には、微少隙間を存して、エアコン用冷凍サイクルの冷媒と熱交換するためのエアコン用コンデンサ１３が配置され、同エアコン用コンデンサ１３の冷却風入口側には、微少隙間を存して、モーターなどを循環するオイルを冷却するためのＥＶオイルクーラー１５やモーターやその他の発熱機器などを冷却水で冷却するためのＥＶラジエータ１７が配置されている。

これら熱交換器は、いずれも熱交換媒体が通る通路と放熱フィンとを組み合わせてなる盤状の熱交換器で構成される。このうちエンジンラジエータ１１およびエアコン用コンデンサ１３は熱交換容量が大きく、ＥＶオイルクーラー１５やＥＶラジエータ１７はそれよりも熱交換容量は小さい。
そのため、図１および図２に示されるようにＥＶオイルクーラー１５やＥＶラジエータ１７は、小さい熱交換器が用いられる。そして、風路９の最前位置において、例えばＥＶオイルクーラー１５は、風路９の上段に配置され、ＥＶラジエータ１７は風路９の下段に配置されている。これにより、複数の熱交換器は、空気取入口７から、ＥＶオイルクーラー１５、ＥＶラジエータ１７、エアコン用コンデンサ１３、エンジンラジエータ１１の順で、限られた長さの風路９に配置（並行）される。

そして、エンジンラジエータ１１には、風路９外のエンジンとつながるラジエータホース（いずれも図示しない）が接続され、エアコン用コンデンサ１３には、同じくエアコン用冷凍サイクルとつながる冷媒配管（いずれも図示しない）が接続され、ＥＶオイルクーラー１５には、同じくモーター（図示しない）とつながるホース部材１９が接続され、ＥＶラジエータ１７には、同じくモーターなど発熱機器とつながるパイプ部材（いずれも図示しない）が接続されている。つまり、各熱交換器を通じて、空気取入口７から取り込まれた冷却風と、各熱交換器（エンジンラジエータ１１、エアコン用コンデンサ１３、ＥＶオイルクーラー１５、ＥＶラジエータ１７）を流通する熱交換媒体との間で熱交換が行われる。

また図１および図２に示されるように各熱交換器の上部には、これら熱交換器の上方を覆うようにプレート状のエアダクト部材２１が設けられている。このエアダクト部材２１は、車体１に支持されている。ちなみに、このエアダクト部材２１は合成樹脂製である。このエアダクト部材２１が、各熱交換器の側方に配置される車体１の壁面１ａ（図１のみ図示）と共に、各熱交換器を囲うエアダクト２３(本願のダクト部に相当)を構成している。つまり、空気取入口７から取り込まれた冷却風が、並列に配置された各熱交換器へ効率良く導けるようにしている。

さらに熱交換器の熱交換性能を高めるため、風路９の最前位置の上段に配置されるＥＶオイルクーラー１５（本願の最前位置に配置された熱交換器に相当）から延びるホース部材１９（本願の配管部材に相当）には、図１および図２に示されるように後側に配置されたエアコン用コンデンサ１３やエンジンラジエータ１１に影響を与えない配管構造が採用されている。

同構造には、ＥＶオイルクーラー１５のホース部材１９の配管として、ＥＶオイルクーラー１５の前面（冷却風入口）やエアコン用コンデンサ１３やエンジンラジエータ１１の前面（冷却風入口）を横切らない配管構造、すなわちＥＶオイルクーラー１５の上部から上方に有るエアダクト部材２１を貫通して、同エアダクト部材２１の上部に配置する配管構造が用いられている。

詳しくは、例えば図１（ｂ）に示されるようにＥＶオイルクーラー１５は、上部におねじ部を有した管状の入出口部１６を有する構成となっている。ホース部材１９は、エアダクト部材２１の上部に沿って配置される。ここでは、車幅方向に沿って配置される。そして、ホース部材１９の各部は、エアダクト部材２１の複数個所（図１では１個所だけ図示）に形成された係止部、例えばエアダクト部材２１と一体に形成されたＣ形爪部２５に嵌り係止され、エアダクト部材２１上で不用意に動かないよう支持してある。またエアダクト部材２１のうち、例えばＥＶオイルクーラー１５の入出口部１６と対応した直上の位置には、例えば通孔でなる貫通部２７が形成されている。そして、貫通部２７にＥＶオイルクーラー１５の入出口部１６を貫通させ、締結具、例えばホース部材１９端に装着したニップル部材２９で、入出口部１６とエアダクト部材２１上のホース部材１９端とを接続することによって配管してある。

つまり、ＥＶオイルクーラー１５から延びるホース部材１９は、エアダクト部材２１を境界に分離可能な構造にすることによって、エアダクト部材２１上にホース部材１９を配管（配置）させている。
以上のように最前位置のＥＶオイルクーラー１５から延びるホース部材１９（配管部材）を、同ＥＶオイルクーラー１５の上方を覆うエアダクト部材２１の上部に配置したことにより、当該ホース部材１９は、ＥＶオイルクーラー１５の後側のエアコン用コンデンサ１３を遮らずに配管できる。すなわちホース部材１９が障害物とならずに配管できる。

これにより、ホース部材１９を要因としたエアコン用コンデンサ１３やエンジンラジエータ１１の熱交換領域における通風障害は解消され、ＥＶオイルクーラー１５の後側の熱交換器、すなわちエアコン用コンデンサ１３やエンジンラジエータ１１における冷却風の通風量は増大する。
したがって、最前位置のＥＶオイルクーラー１５（熱交換器）のホース部材１９（配管部材）を要因としたエアコン用コンデンサ１３やエンジンラジエータ１１の熱交換性能の低下を防ぐことができ、ＥＶオイルクーラー１５の後側に配置された熱交換器の熱交換性能の向上を図ることができる。特に、風路９の上段に配置されるＥＶオイルクーラー１５には好適である。

しかも、ＥＶオイルクーラー１５から延びるホース部材１９は、エアダクト部材２１を境界として着脱（分離）可能な構造にしてあるので、図１（ａ）中の矢印αのようにエアダクト部材２１を組み付ける作業を利用して、風路９内のＥＶオイルクーラー１５と風路９外のホース部材１９とを容易に接続することができる。そのうえ、ホース部材１９やニップル部材２９（ホース部材１９を接続する締結具）は、いずれもエアダクト部材２１外に配置されるので、ＥＶクーラー１５のホース廻りの点検は容易となる。

またホース部材１９は、エアダクト部材２１に直接、支持されることによって、エアダクト部材２１とホース部材１９との位相は、略等しく、伝わる振動で両者が擦れ合うことはなくなるので、ホース部材１９周辺では擦れ合いを防ぐための隙間の確保は不要となる。このため、ホース部材１９の配管（レイアウト）は、自由度が増す。しかも、エアダクト部材２１自身がホース部材１９を車体１に支持するブラケットを兼ねるため、部品点数の削減を図りつつ、ホース部材１９の支持ができる利点もある。

なお、上述した一実施形態における各構成およびそれの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能であることはいうまでもない。例えば一実施形態では、ＥＶオイルクーラーの配管部材に本発明を適用したが、これに限らず、最前位置に配置される熱交換器の配管部材に本発明を適用してもよい。また本発明は、上述した一実施形態によって限定されることはなく、「特許請求の範囲」によってのみ限定されることはいうまでもない。

１ 車体
７ 空気取入口（冷却風取入部）
９ 風路
１７ ＥＶオイルクーラー（最前位置に配置された熱交換器）
１９ ホース部材（最前位置の熱交換器の配管部材）
２１ エアダクト部材
２３ エアダクト（ダクト部）
２５ Ｃ形爪部（係止部）
２９ ニップル部材（締結具）

Claims (4)

1. 冷却風を取り込む車両前部の冷却風取入口部から車両後方へ延びる風路と、この風路に前記冷却風の流れ方向に沿って並行に配設された複数の熱交換器と、これら熱交換器の上方を覆うように配置され前記冷却風を前記熱交換器へ導くダクト部を構成するエアダクト部材とを有し、前記冷却風取入口部から取り入れた冷却風と前記熱交換器を循環する熱交換媒体との間で熱交換を行う車両の熱交換装置であって、
   前記熱交換器は、当該熱交換器へ熱交換媒体を流通させる配管部材を有し、
   前記冷却風取入口部と近い最前位置に配置された熱交換器から延びる前記配管部材は、前記熱交換器の上方を覆うエアダクト部材を貫通して当該エアダクト部材の上部に配置される
   ことを特徴とする車両の熱交換装置。
2. 前記最前位置に配置された熱交換器から延びる配管部材は、前記エアダクト部材を境界として分離可能であることを特徴とする請求項１に記載の車両の熱交換装置。
3. 前記前記エアダクト部材の上部に配置された配管部材は、前記エアダクト部材に支持されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両の熱交換装置。
4. 前記最前位置に配置された熱交換器は、前記風路の上段に配置されるオイルクーラーであり、
   前記最前位置に配置された熱交換器の配管部材は、前記オイルクーラーから延びるホース部材である
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車両の熱交換装置。

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