JP2020015394A - 車両用熱交換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外気取込みダクトが車両の後部側に備えられた車両用熱交換装置において、前記ダクト内に異物捕集材を設置し、捕集された異物を除去するための排出孔を形成した場合においても、空気量の減少による前記車両用熱交換装置の冷却性能の低下が生じることのない車両用熱交換装置を提供する。【解決手段】排出孔６４を開閉するための蓋６８が備えられ、蓋６８は、車両１０の床下からの気流が当たるように設けられ、前記気流から受ける力が小さいときに排出孔６４を開き、前記気流から受ける力が大きいときに排出孔６４を閉じるように構成されている。これによって、車両１０の走行中において、排出孔６４が閉じられることによって熱交換装置２８の冷却能力の低下を抑制し、停車中に異物を排出孔６４から除去することが可能となる。【選択図】図４

Description

本発明は、熱交換器本体および外気取り込みダクトを車両後部側に備える車両用熱交換装置に関するものである。

オイルや水等の冷媒が流通される熱交換器本体と、前記冷媒を熱交換によって冷却するための外気を前記熱交換器本体に導く外気取込みダクトとが、車両後部側に配置されている車両用熱交換装置が知られている。例えば、特許文献１においては、車両の下面後方に備えられたトランスアクスルを冷却する熱交換器本体、および、前記冷却器本体に外気を取込む外気取込みダクトが車両の後部に配置されている。

特開２０１７−９４７７１号公報

熱交換器本体が外部からの異物によって目詰りを生じることを防ぐために、一般に、外気取込みダクトの内部に異物捕集部材が備えられている。前記異物捕集材によって捕集された異物は、外部に排出する必要があり、異物を排出するために前記取込みダクトに異物を排出するための排出孔を形成すると、前記熱交換器本体に導かれる空気量が減少し、熱交換装置の冷却性能の低下が生じるという課題があった。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、熱交換器の冷却能力の低下を抑制することが可能であるとともに、安価な方法を用いて、異物捕集材によって捕集された異物の除去が可能な車両用熱交換装置を提供することに有る。

第１発明の要旨とするところは、（ａ）冷媒が流通される熱交換器本体と前記冷媒を熱交換によって冷却する外気を前記熱交換器本体に導く外気取込みダクトとが、車両後部側に配置されている車両用熱交換装置において、（ｂ）前記外気取込みダクトの内部には、外部からの異物を捕集するための異物捕集部材が備えられ、前記外気取込みダクトには、前記異物捕集部材によって捕集された異物を外部に排出するための排出孔が形成されるとともに、前記排出孔を開閉するための開閉部材が備えられ、前記開閉部材は、車両床下からの気流が当るように設けられ、前記気流から受ける力が小さいときに前記排出孔を開き、前記気流から受ける力が大きいときに前記排出孔を閉じるように構成されていることを特徴とする。

第１発明の車両用熱交換器によれば、熱交換器本体の冷却が必要となる車両の走行中において、前記排出孔が閉じられることによって熱交換装置の冷却能力の低下を抑制することが可能であるとともに、前記熱交換装置の冷却能力を低下させることが可能な車両の停止時において、外気取込みダクトの排出孔を開放することによって異物の除去が可能となる。また、車両の走行中の気流から受ける力の大小によって開閉する開閉部材を設ける単純な構造であり、上記の効果を安価に達成することができる。

本発明が好適に適用される車両の概略図であって、左側面図である。 図１の車両のトランスアクスルおよび熱交換装置の配置を説明する平面図である。 図２の熱交換装置の車両の停止時における開閉部材の位置を示す側面図である。 図２の熱交換装置の車両の走行時における開閉部材の位置を示す側面図である。 図３、図４の開閉部材の構造の要部の一例を示した側面図である。 図３、図４の開閉部材の構造の他の一例を示した側面図である。 図３、図４の開閉部材の構造の別の一例を示した側面図である。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。

図１は、トランスアクスル１２と油路２６を介して接続されている熱交換装置２８が搭載された車両１０を左側から見た概略側面図である。本発明の一実施例である熱交換装置２８は、車両１０の後部側の床下に配設されている。

図２は、電動モータ１４を駆動源として備える車両１０を模式的に示した平面図である。車両１０には、前輪２０と、車両１０の後部に配置されトランスアクスル１２内に備えられている電動モータ１４、減速ギヤ１６、および差動歯車装置１８と、それらによって駆動される後輪車軸２４および後輪２２とを備えている。トランスアクスル１２の後部には空冷式オイルクーラ３０（本発明の熱交換器本体に対応する。以降、空冷式オイルクーラとする。）が備えられ、トランスアクスル１２内の電動モータ１４、減速ギヤ１６、および差動歯車装置１８等の冷却対象には、空冷式オイルクーラ３０によって冷却された冷媒である潤滑油が油路２６を介して供給される。また潤滑油は図示されていないオイルポンプによって循環させられている。これらの電動モータ１４、減速ギヤ１６、および差動歯車装置１８に供給される潤滑油の冷却時の油圧の損失を低減するために空冷式オイルクーラ３０は、上記の冷却対象の近くにおかれている。また、空冷式オイルクーラ３０には、空冷式オイルクーラ３０内を流通する潤滑油を熱交換によって冷却する外気を導入するための外気取込みダクト３２が一体に備えられ車両後面１１の図３で示される開口５７に接続されている。

図３は、熱交換装置２８を車両１０の左側から見た側面図である。熱交換装置２８は、車両１０の床下に設置され、金属製の取付ブラケット４２を介して図示されていないフロアパネルの下面に取付けられている。熱交換装置２８は、冷媒である潤滑油が導入される空冷式オイルクーラ３０と、その空冷式オイルクーラ３０に外気を導入する外気取込みダクト３２と、空冷式オイルクーラ３０の下方を覆うように配置されて後輪２２による泥跳ね等から空冷式オイルクーラ３０を保護するダストカバー４０とを備えている。外気取込みダクト３２は、破線で示される後部バンパー５６に設けられた開口５７内に挿入されて車両１０の後端部付近まで達している。空冷式オイルクーラ３０に導入された外気は、車両１０の下部に開口された空冷式オイルクーラ３０の排気口すなわち図３で示されるクーラ下面３８から排出される。ダストカバー４０は、空冷式オイルクーラ３０のクーラ下面３８から下方へ放出された外気を受け入れて下方へ排出する排気ダクトを兼ねている。なお、フロアパネルの下面に吊るして固定される取付ブラケット４２は、車体と見做すことができる。

空冷式オイルクーラ３０は、アルミニウム或いは銅合金等の金属製で、外形が平板形状、具体的には扁平な直方体形状を成しており、空冷式オイルクーラ３０の上面３６および下面３８が略水平で且つ上面３６および下面３８の一辺（例えば長辺）が車両進行方向と略平行になる姿勢で配置されている。空冷式オイルクーラ３０は、冷媒であるオイルが流通させられる流路（配管）が平板形状の全域に設けられており、四角形の上面３６の略全域から導入された外気が流路の周囲を流通させられて四角形の下面３８の略全域から下方へ放出されることにより、その外気との熱交換によって流路内の潤滑油を冷却する。

取付ブラケット４２には、外気取込みダクト３２を跨ぐように外気取込みダクト３２の外側から下方に延びるアーム部５８が設けられ、アーム部５８において空冷式オイルクー３０に固定されている。空冷式オイルクーラ３０に固定されている固定金具４６は、金属製の固定ボルト４８によってアンダーカバー４４と外気取込みダクト３２とを締結固定するとともに、固定ボルト５０によってダストカバー４０と空冷式オイルクーラ３０とを締結固定している。固定金具６０は、図示されていない固定ボルトによって、空冷式オイルクーラ３０とアンダーカバー４４とを締結固定するとともに、固定ボルト５２によって、外気取込みダクト３２を締結固定している。また、ダストカバー４０と空冷式オイルクーラ３０とは、固定ボルト５４によって締結固定されている。

外気取込みダクト３２は、ポリプロピレン（ＰＰ）等の合成樹脂材料にて構成されているとともに中空形状を成しており、空冷式オイルクーラ３０の上側に配置されている。なお、外気取込みダクト３２の後側部分は、断面構造が示されている。外気取込みダクト３２は、空冷式オイルクーラ３０から車両後方側に延び出しており、一点鎖線で示されている外気を取込む吸入口６２が後ろ向きに開口するように設けられるとともに、破線で示されている後部バンパー５６に設けられた開口５７内に挿入されている。外気取込みダクト３２の吸入口６２の近傍には蓋６８（本発明の開閉部材に対応する。以降、蓋とする）が備えられ、開閉軸６６回りに回転することによって排出孔６４が開閉される。蓋６８は、車両１０が走行した場合に生じる気流によって排出孔６４を閉じるための風受け部材７０を備えている。メッシュフィルタ８０（本発明の異物捕集部材に対応する。以降、メッシュフィルタとする）は、外気取込みダクト３２に導入された外気に含まれている埃、ゴミ等の異物を捕集し、異物の空冷式オイルクーラ３０への進入による目詰まりを抑制することによって、空冷式オイルクーラ３０の熱交換の能力を維持するために備えられており、排出孔６４は、これらの異物を車両１０の下部すなわち外部に排出するために設けられている。メッシュフィルタ８０に捕集されたこれらの異物は、排出孔６４が開口している場合に排出口６４を通して外部に排出される。これらの異物が排出孔６４から排出される動きが矢印Ａによって示されている。

ダストカバー４０は、ポリプロピレン（ＰＰ）等の合成樹脂材料にて構成されており、空冷式オイルクーラ３０の下側に配設されている。ダストカバー４０の内部には、複数枚のフィン４３が設けられており、後輪２２によって路面から跳ね上げられた泥等が空冷式オイルクーラ３０の下面３８から空冷式オイルクーラ３０に進入することが抑制されている。アンダーカバー４４は、車両１０の底面を覆い、底面下に流れる外気を整流化するために配設されている。なお、空冷式オイルクーラ３０が設置される部分については、アンダーカバー４４は、空冷式オイルクーラ３０を設置するための車両１０の上部側への凹みを有しており、前記凹みに空冷式オイルクーラ３０が収納され、走行時における車両１０の底面下の外気の流れが整流化されている。

図４は、車両１０の走行時の熱交換装置２８内の外気の流れを白抜きの矢印Ｃで示し、車両１０の下部の外気の流れ、すなわち床下気流を黒塗りの矢印Ｂで示している。この床下気流によって、空冷式オイルクーラ３０のクーラ下面３８が負圧とされ、白抜きの矢印Ｃで示されるように外気取込みダクト３２の吸入口６２から吸入され、空冷式オイルクーラ３０を通過してクーラ下面３８に排出される。これによって、車両１０の走行中、空冷式オイルクーラ３０には外気が導入され、潤滑油との熱交換が行われる。また、この車両１０の走行時の車両１０の下部の外気の流れによって、蓋６８の風受け部材７０が後方に押され、排出孔６４が閉じられている。排出孔６４が閉じられない場合は、排出孔６４から外気がリークすることによって吸入口６２の圧力がクーラ下面３８の圧力に近づき、外気取込みダクトの吸入口６２における圧力と空冷式オイルクーラ３０の排出口における圧力との圧力差、すなわち負圧が減少し空冷式オイルクーラ３０の熱交換の能力の低下が生じる。

本実施例によれば、冷媒である潤滑油が流通される空冷式オイルクーラ３０と潤滑油を熱交換によって冷却する外気を空冷式オイルクーラ３０に導く外気取り込みダクト３２とが、車両１０の後部に配置されている熱交換装置２８において、外気取り込みダクト３２の内部には、外部からの異物を捕集するためのメッシュフィルタ８０が備えられ、外気取り込みダクト３２には、メッシュフィルタ８０によって捕集された異物を外部に排出するための排出孔６４が形成されるとともに、排出孔６４を開閉するための蓋６８が備えられ、蓋６８は、車両１０の床下からの気流が当たるように設けられ、前記気流から受ける力が小さいときに排出孔６４を開き、前記気流から受ける力が大きいときに排出孔６４を閉じるように構成されている。これによって、空冷式オイルクーラ３０の冷却が必要となる車両１０の走行中において、排出孔６４が閉じられることによって熱交換装置２８の冷却能力の低下を抑制することが可能であるとともに、熱交換装置２８の冷却能力を低下させることが可能な車両１０の停止時において、外気取込みダクト３２の排出孔６４を開放することによって異物の除去が可能となる。また、車両１０の走行中の気流から受ける力の大小によって開閉する蓋６８を設ける単純な構造であり、上記の効果を安価に達成することができる。

つぎに、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において実施例相互に共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。

本実施例においては、蓋６８の開閉軸６６回りに、バネ７２を備えることにおいて前述の実施例と異なっている。

図５において、車両１０の停車時における外気取込みダクト３２の排出孔６４の蓋６８による開放がより確実に実行されるために、蓋６８の開閉軸６６の軸線回りにバネ７２が備えられている。

本実施例によれば、上記の実施例と同様の効果が期待できるとともに、車両１０の停車時における蓋６８の開放がより確実に実行される。

本実施例においては、蓋６８に重り７４を備えることにおいて前述の実施例と異なっている。

図６において、車両１０の停車時における外気取込みダクト３２の排出孔６４の蓋６８による開放がより確実に実行されるために、蓋６８に重り７４が備えられている。

本実施例によれば、上記の実施例と同様の効果が期待できるとともに、車両１０の停車時における蓋６８の開放が確実に実行される。

本実施例においては、蓋６８に形成されている風受け部材７６の断面形状が曲面をなしていることにおいて前述の実施例１と異なっている。

図７において、車両１０の走行時における外気取込みダクト３２の排出孔６４の蓋６８による閉塞がより確実に実行されるために、蓋６８に形成されている風受け部材７６の断面形状が曲面をなしている。

本実施例によれば、実施例１と同様の効果が期待できるとともに、車両１０の走行時における蓋６８の閉塞がよび確実に実行される。

なお、実施例２から実施例４に示されている蓋６８の構造の内、少なくとも二つを組み合わせて用いることができる。

また、図３から図７において、メッシュフィルタ８０の上部側が車両後部側に傾いて設置する構造を示したが、特にこれに限らず、例えば、メッシュフィルタ８０の上部側が車両前部側に傾いた設置もしくはメッシュフィルタ８０が車両１０に対して略垂直に設置されても良い。

また、前述の実施例において、熱交換装置２８による冷却対象をトランスアクスル１２内に備えられている電動モータ１４、減速ギヤ１６、および差動歯車装置１８としたが、とくにこれに限らず、たとえば電動モータを車両前部に備える車両の後部差動歯車装置等を冷却するものであっても良い。

さらに、本実施例においては、熱交換装置２８を電動モータのみを駆動源とする車両に用いるものであったが、これに限らず、エンジンと電動モータとを備えた車両もしくはエンジンのみを駆動源とする車両等の後部側に設置された冷却対象、例えば後部差動歯車装置、トランスアクスル等の冷却に用いるものであっても良い。

なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

２８：車両用熱交換装置
３０：空冷式オイルクーラ（熱交換器本体）
３２：外気取込みダクト
６４：排出孔
６８：蓋（開閉部材）
７０：風受け部材（開閉部材）
７２：バネ（開閉部材）
７４：重り（開閉部材）
７６：風受け部材（開閉部材）
８０：メッシュフィルタ（異物捕集材）

Claims (1)

1. 冷媒が流通される熱交換器本体と前記冷媒を熱交換によって冷却する外気を前記熱交換器本体に導く外気取込みダクトとが、車両後部側に配置されている車両用熱交換装置において、
   前記外気取込みダクトの内部には、外部からの異物を捕集するための異物捕集部材が備えられ、
   前記外気取込みダクトには、前記異物捕集部材によって捕集された異物を外部に排出するための排出孔が形成されるとともに、前記排出孔を開閉するための開閉部材が備えられ、
   前記開閉部材は、車両床下からの気流が当るように設けられ、前記気流から受ける力が小さいときに前記排出孔を開き、前記気流から受ける力が大きいときに前記排出孔を閉じるように構成されている
   ことを特徴とする車両用熱交換装置。

Images