JP3807204B2 - ラジエータ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両等のエンジン冷却系に用いられるラジエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両のエンジン冷却系では、冷却水の熱交換器であるラジエータは走行風が入りやすい車両前部に配設され、リザーブタンクはラジエータのコア部への送風の妨げとならない部分に別置されている。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
発明の実施の形態を示す図１、図３および図５に対応付けて説明する。
（１）図１および図３に対応付けて説明すると、請求項１の発明は、車両のエンジンルーム内に設けられ、エンジンルームの送風開口３６の後方に配設されるラジエータ１に適用され、送風開口３６の後方に配設される放熱コア３と、放熱コア３の一側に一体に設けられ、エンジンから冷却水が流入する上流側ラジエータタンク２Ａと、放熱コア３の他側に一体に設けられ、エンジンへ冷却水を流出する下流側ラジエータタンク２Ｂと、送風開口３６の上方に設けられたエンジンルーム上部枠組３０の後方に配設され、上流側ラジエータタンク２Ａ、下流側ラジエータタンク２Ｂ及び放熱コア３の少なくとも一つに一体に設けられたリザーブタンク８とを備え、上流側ラジエータタンク２Ａの上部とリザーブタンク８とを、エア滞留防止用穴１０が形成された遮蔽板９を介して連結し、エア滞留防止用穴１０を、遮蔽板９の放熱コア３と反対側の部位に設けたことを特徴とする。
（２）請求項２の発明は、請求項１に記載のラジエータ１において、エア滞留防止用穴１０を、遮蔽板９の放熱コア３と反対側の部位に設けたものである。
（３）請求項３の発明は、車両のエンジンルーム内に設けられ、エンジンルームの送風開口３６の後方に配設されるラジエータ１に適用され、送風開口３６の後方に配設される放熱コア３と、放熱コア３の一側に一体に設けられ、エンジンから冷却水が流入する上流側ラジエータタンク２Ａと、放熱コア３の他側に一体に設けられ、エンジンへ冷却水を流出する下流側ラジエータタンク２Ｂと、送風開口３６の上方に設けられたエンジンルーム上部枠組３０の後方に配設され、上流側ラジエータタンク２Ａ、下流側ラジエータタンク２Ｂ及び放熱コア３の少なくとも一つに一体に設けられたリザーブタンク８とを備え、上流側ラジエータタンク２Ａの上部とリザーブタンク８とを、エア滞留防止用穴１０が形成された遮蔽板９を介して連結し、上流側ラジエータタンク２Ａの上部をラジエータ側方に延設して、その延設した部分に冷却液バイパス経路５１が接続されるバイパス接続部５０を設け、上流側ラジエータタンク２Ａの延設部分を除く他の部分に冷却水流入部６を設けたことを特徴とする。
【０００４】
本発明の目的は、リザーブタンクとラジエータとを一体化することにより、省スペース化を図ることができるラジエータを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
発明の実施の形態を示す図１、図３および図５に対応付けて説明する。
（１）図１および図３に対応付けて説明すると、請求項１の発明は、車両のエンジンルーム内に設けられ、エンジンルームの送風開口３６の後方に配設されるラジエータ１に適用され、送風開口３６の後方に配設される放熱コア３と、放熱コア３の一側に一体に設けられ、エンジンから冷却水が流入する上流側ラジエータタンク２Ａと、放熱コア３の他側に一体に設けられ、エンジンへ冷却水を流出する下流側ラジエータタンク２Ｂと、送風開口３６の上方に設けられたエンジンルーム上部枠組３０の後方に配設され、上流側ラジエータタンク２Ａ、下流側ラジエータタンク２Ｂ及び放熱コア３の少なくとも一つに一体に設けられたリザーブタンク８とを備えたことにより上述の目的を達成する。
（２）請求項２の発明は、請求項１に記載のラジエータ１において、上流側ラジエータタンク２Ａの上部とリザーブタンク８とを、エア滞留防止用穴１０が形成された遮蔽板９を介して連結したものである。
（３）請求項３の発明は、請求項２に記載のラジエータ１において、エア滞留防止用穴１０を、遮蔽板９の放熱コア３と反対側の部位に設けたものである。
（４）図５に対応付けて説明すると、請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか一つに記載のラジエータにおいて、冷却液バイパス経路５１が接続されるバイパス接続部５０を、上流側ラジエータタンク２Ａに設けたものである。
【０００６】
【発明の効果】
請求項１，２の発明によれば、リザーブタンクがラジエータに一体に設けられるとともに、リザーブタンクを従来のラジエータアッパータンクが配設されていたエンジンルーム上部枠組の後方に配設するようにしたため、従来のようにリザーブタンクが別体のラジエータに比べて、エンジンルーム内の収納スペースを低減することができる。また、従来必要であったリザーブタンクをエンジンルーム内に固定するためのブラケットや、リザーブタンクとラジエータとを接続するためのホースが不要となるため、コスト低減を図ることができる。また、上流側ラジエータタンクの上部に滞留したエアは、遮蔽板に設けられたエア滞留防止穴を通ってリザーブタンクへと抜けるため、例えば、初期注水時のエア溜まり防止を図ることができる。さらに、車両傾きによるエア混入が防止できるとともに、初期注水時のエア溜まりを防止することができる。
請求項３の発明によれば、低水温時で冷却水回路中のサーモスタットが閉じた状態でも、気液分離を図ることができる。また、冷却水交換時のエア抜きを、サーモスタットが閉じた状態でも行うことができるので、エア抜き作業時間の短縮が図れる。
【０００７】
なお、本発明の構成を説明する上記課題を解決するための手段の項では、本発明を分かり易くするために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本発明が発明の実施の形態に限定されるものではない。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図８を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明によるラジエータの一実施の形態を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）はラジエータを車両前方から見た縦断面図である。ラジエータ１は横流れ方式のラジエータであり、水平方向に図１（ｂ）の右側から上流側ラジエータタンク部２Ａ、コア部３および下流側ラジエータタンク部２Ｂの順に配設されている。コア部３にはラジエータタンク部２Ａとラジエータタンク部２Ｂとを連通する冷却水チューブ４が複数設けられており、各冷却水チューブ４の間には放熱フィン５が設けられている。
【０００９】
ラジエータタンク部２Ａおよび２Ｂにはホース接続部６，７がそれぞれ設けられており、ホース接続部６，７は各々不図示のラジエータホースによりエンジンの冷却部ジャケット（不図示）に接続されている。図１（ｂ）に示すように、コア部３の上部にはリザーブタンク部８が一体に形成されており、リザーブタンク部８の図示右端部とラジエータタンク部２Ｂの上端部とは連通している。一方、リザーブタンク部８の左端部とラジエータタンク部２Ａとの間には遮蔽板９が設けられており、遮蔽板９の左端部付近（ラジエータ側方側）にはラジエータタンク部２Ａとリザーブタンク部８とを連通する微小穴１０が形成されている。リザーブタンク部８の上面には冷却水注入口１１が設けられており、冷却水注入口１１には加圧キャップ１２が装着されている。なお、１４〜１７はラジエータ１を車両に取り付けるときに使用するボスである。
【００１０】
次に、ラジエータ１内の冷却水の流れについて説明する。エンジンの冷却に用いられて暖められた冷却水は、不図示のラジエータホースを介してエンジンからラジエータ１へと導かれ、ホース接続部６からラジエータタンク部２Ａに流入する。ラジエータタンク部２Ａに流入した冷却水は各冷却チューブ４中を図１（ｂ）の左側から右側へと流れ、ラジエータタンク部２Ｂに流入する。コア部３の部分には車両前方から後方へと冷却風が流れるようになっており、冷却水は冷却チューブ４中を流れる間に温度が低下する。ラジエータタンク部２Ａからラジエータタンク部２Ｂに流入した冷却水は、ラジエータタンク部２Ｂの下部に設けられたホース接続部７からラジエータホースを介してエンジンの冷却ジャケットに供給される。
【００１１】
冷却水循環の際に、エンジン冷却ブロックのガスや、初期注水時に冷却システム内に溜まっていたエアは、冷却水とともにラジエータタンク部２Ａ内に流入する。これらのガスはラジエータタンク部２Ａの上部に一時的に溜まるが、遮蔽版９に形成された穴１０からリザーブタンク部８内へと抜けるため、ラジエータタンク部２Ａ内にガスが滞留するのを防止することができる。図１の符号１３は冷却水の液面を示しており、冷却システム内の冷却水が少なくなると水位が低下し、リザーブタンク８内の冷却水がラジエータタンク２Ｂ内に補給される。
【００１２】
また、リザーブタンク８内の冷却水の液面１３は車両姿勢により左右に傾くが、遮蔽板９の微小穴１０は遮蔽板９の左端に設けられているので、ラジエータタンク２Ａ内の冷却水はリザーブタンク部８に流れ込み難く、ラジエータタンク２Ａ内へのエア混入やエア滞留が生じにくい。
【００１３】
図１に示す本実施の形態のラジエータ１では、ラジエータタンク部２Ａ，２Ｂ、コア部３およびリザーブタンク部８はアルミニウム合金製であり、それらの接合にはロー付けが用いられる。図２は、ロー付けによるリザーブタンク部８とラジエータタンク部２Ａ，２Ｂとの接合を説明する図である。リザーブタンク部８はタンク本体２０と蓋２１とから成り、蓋２１には注入口１１が、タンク本体２０の底部両端には穴２２ａ，２２ｂがそれぞれ形成されている。穴２２ａ，２２ｂにラジエータタンク部２Ａ，２Ｂの上部が挿入されるようにリザーブタンク部８を取り付けたならば、各ラジエータタンク部２Ａ，２Ｂとタンク本体２０底部との間をロー付けにより接合する。
【００１４】
次いで、タンク本体２０に蓋２１をロー付けすることにより、リザーブタンク８とラジエータタンク部２Ａ，２Ｂとが一体とされる。なお、蓋２１をタンク本体２０にロー付けする際には、タンク本体２０に形成されたボス２４ａ，２４ｂを蓋２１の切り欠き２３ａ，２３ｂに係合させて位置決めする。
【００１５】
図３はラジエータ１の車両への取り付けを説明するための図である。ラジエータ１はエンジンルーム前部の枠組体であるアッパーレール３０およびファーストクロス３１に組み付けられる。まず、リザーブタンク８の上面およびラジエータタンク２Ａ，２Ｂの下部に設けられたボス１４〜１７のそれぞれに、マウントラバー３４を装着する。次に、ボス１６，１７に装着されたマウントラバー３４のボス部がファーストクロス３１に設けられたブラケット３２の穴に挿入されるように、ラジエータ１をブラケット３２上に載置する。なお、ラジエータタンク２Ａ側のブラケット３２は不図示である。
【００１６】
ラジエータ１をブラケット３２に載置したならば、ブラケット３３の穴にボス４１，１５に装着されたマウントラバー３４のボス部が挿入されるように、ブラケット３３をアッパーレール３０に設けられたスタッドボルト３７に取り付ける。これらのブラケット３３は、ナット３８によりアッパーレール３０の上面に固定される。このように、ラジエータ１はブラケット３２，３３によりアッパーレール３０およびファーストクロス３１の後方に配設される。その後、ホース接続部６，７にラジエータホース３５が接続される。
【００１７】
図４の（ａ）は車両に取り付けられたラジエータ１の側面図であり、（ｂ）は従来のラジエータ４０の側面図である。なお、図４では、ラジエータ取付に使用されるマウントラバー３４やブラケット３２，３３は図示を省略した。従来のラジエータ４０ではコア４１を挟んでラジエータアッパータンク４２およびラジエータロアタンク４３が上下方向に設けられている。これらラジエータアッパータンク４２およびラジエータロアタンク４３は、本実施の形態のラジエータタンク２Ａ，２Ｂに対応するものであり、ラジエータアッパータンク４２→コア４１→ラジエータロアタンク４３の順に冷却水が流れる。
【００１８】
ラジエータ４０では、放熱部であるコア４１が開口部３６の後方に配設されるようにアッパーレール３０およびファーストクロス３１に取り付けられる。このとき、ラジエータアッパータンク４２はアッパーレール３０の後方に、ラジエータロアタンク４３はファーストクロス３１の後方に配設される。ラジエータアッパータンク４２には、ホース４４を介して別置きされたリザーブタンク４５が接続されている。このリザーブタンク４５はブラケット４６によりエンジンルーム内に固定される。
【００１９】
一方、本実施の形態のラジエータ１では、リザーブタンク部８がコア部３の上方に一体に設けられているため、リザーブタンク部８は従来のラジエータアッパータンク４２が配設されていたアッパーレール後方空間に配設されることになる。その結果、従来のリザーブタンク４５およびホース４４の占めていた空間をほぼ必要としなくなり、省スペースを図ることができる。また、リザーブタンク４５を固定していたブラケット４６およびリザーブタンク４５とラジエータ４０とを接続するホース４４を省くことができるので、コスト低減を図ることができる。また、車両前方からの風があたりにくいアッパーレール後方空間にリザーブタンク８が配設されるので、コア部３の有効面積低下を抑制することができる。
【００２０】
図５はラジエータ１にバイパス経路を設けた場合を示す図である。図５（ａ）に示す第１の例では、ラジエータタンク部２Ａの上部とリザーブタンク部８とを側方に拡大させ、ラジエータタンク部２Ａの拡大させた部分にバイパス接続部５０を設けた。このバイパス接続部５０には、バイパス経路を構成するバイパスホース５１が接続される。
【００２１】
図６はバイパス回路を説明するための図であり、冷却水回路の概略を示すブロック図である。５２はエンジン５５の冷却ジャケット、５３はサーモスタット、５４はバイパス経路である。サーモスタット５３は冷却水温度に応じてオン・オフとなり冷却水の流れ方向を切り換える機能を有している。始動直後の冷却水低温時にはサーモスタット５３はオフとなり、バイパス経路５４と冷却ジャケット５２とが連通し、ラジエータ１と冷却水ジャケット５２とが非連通となる。その結果、冷却水は矢印Ａのように循環する。一方、エンジンが十分暖まって冷却水温度が高い場合にはサーモスタット５３はオンとなり、ラジエータ１と冷却ジャケット５２とが連通し、バイパス経路５４と冷却ジャケット５２とが非連通となる。その結果、冷却水がラジエータ１内を流れるようになり、エンジンの冷却が行われるようになる。
【００２２】
例えば、図５（ａ）に示す例において図６のＡの状況の場合には、ホース接続部６からラジエータタンク部２Ａに流入した冷却水は、バイパス接続部５０からバイパスホース５１を介して冷却ジャケット５２へと流れる。図５（ｂ）および図５（ｃ）はバイパス経路の他の例を示す図である。図５（ｂ）では、ラジエータタンク部２Ａの上部にタンク５６を設けて、このタンク５６にホース接続部６とバイパス接続部５０とを設けた。また、図５（ｃ）の例では、有底の筒状部材５７をラジエータタンク部２Ａの側面に接合し、筒状部材５７にバイパス接続部５０を設けた。筒状部材５７は上述したホース接続部６を兼用しており、エンジンからの冷却水は切り欠き５８，５９を介して筒状部材５７からラジエータタンク部２Ａに流入する。
【００２３】
このようなバイパス接続部５０をラジエータタンク部２Ａに設けたことにより、ホース接続部６よりラジエータタンク部２Ａへ流入した冷却水中の気体は、バイパス接続部５０からバイパスホース５１へ流入する前に気液分離し、気体が遮蔽板９の微小穴１０からリザーブタンク８へ流入する。このため、低水温時のサーモスタットオフ時にも気液分離を行うことができる。例えば、冷却水交換時のエア抜きを、サーモスタットがオンとなるまで待たなくても行うことができ、エア抜き作業時間を短縮することができる。
【００２４】
また、リザーブタンク部８内の冷却水量を確認するために、図７に示すような覗き窓をリザーブタンク部８の蓋２１に設けるようにしても良い。図７（ａ）の例では、蓋２１に円形穴７４を形成し、その穴７４に覗き窓として機能する透明樹脂製の窓部材７１を嵌挿したものである。窓部材７１のフランジ部７１ｂと蓋２１との間にはシール材７３が配設され、挿入部７１ａの先端を熱カシメ等により変形させて窓材７１を蓋２１に固定する。
【００２５】
図７（ｂ）に示す例では、蓋２１にネジ穴７５を形成し、そのネジ穴７５に透明樹脂製の窓部材７２に設けられたネジ部７２ａをねじ込むことにより、窓部材７２を蓋２１に固定する。この場合、タンク内部が加圧されるので、窓部材７２をタンク内部側からねじ込むようにする。図７（ａ）の場合と同様に、窓部材７２のフランジ部７１ｂと蓋２１との間にはシール材７３が配設される。
【００２６】
図７（ｃ）に示す例では、窓部材７２に加えて、リザーブタンク部８内の窓部材７２と対向する位置に液面確認手段７７を設けた。液面確認手段７７は高さの異なる面Ｈ，面Ｌを有する段差であって、面Ｈ，面Ｌが液面の上下のいずれにあるかによって液面の概略位置を確認することができる。面Ｈの高さは面Ｌよりも高くなっており、例えば、面Ｈおよび面Ｌの両方が見える場合には、液面は面Ｌより低くなっており、そのような場合には冷却水をリザーブタンク部８に補充する。また、高い方の面Ｈのみが見えている場合には、冷却水は適正量であるとする。さらに、面Ｈおよび面Ｌの両者が見えない場合は、冷却水は適正量より多いと判断できる。このように、段差７７をリザーブタンク部８内に設けることによって冷却水の液面を容易に確認することができる。
【００２７】
《変形例》
図８に示すラジエータ８０は上述したラジエータ１の変形例であり、リザーブタンク部８１が異なっている。ラジエータ８０のラジエータタンク部８１は、樹脂製のタンク本体８１ａとアルミ合金製の底板部８１ｂとから構成される。タンク本体８１は耐圧性を考慮して半円筒形状をしており、液面確認用の透明樹脂製の窓部材８２が設けられている。窓部材８２には液面の高位置および低位置を示す目盛り線が設けられている。
【００２８】
底板部８１ｂに形成された穴８３ａ，８３ｂにラジエータタンク部２Ａ，２Ｂをそれぞれ挿入して、ロー付けによりラジエータタンク部２Ａ，２Ｂと底板部８１ｂとを接合する。その後、タンク本体８１ａと底板部８１ｂとをカシメにより接合して一体とする。図８に示すラジエータ８０の場合も、リザーブタンク部８１が一体に設けられているため、ラジエータ１と同様の効果を得ることができる。
【００２９】
以上説明した実施の形態と特許請求の範囲の要素との対応において、アッパーレール３０はエンジンルーム上部枠組を、バイパスホース５１は冷却液バイパス経路をそれぞれ構成する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるラジエータの一実施の形態を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）はラジエータ１を車両前方から見た縦断面図である。
【図２】ロー付けによるリザーブタンク部８とラジエータタンク部２Ａ，２Ｂとの接合を説明する図である。
【図３】ラジエータ１の車両への取り付けを説明するための図である。
【図４】車両に取り付けられたラジエータの側面図であり、（ａ）はラジエータ１の場合、（ｂ）は従来のラジエータ４０の場合をそれぞれ示す。
【図５】バイパス接続部を示す図であり、（ａ）は第１の例を、（ｂ）は第２の例を、（ｃ）は第３の例をそれぞれ示す。
【図６】バイパス回路を説明するブロック図である。
【図７】冷却水量を確認する手段を示す図であり、（ａ）は覗き窓の第１の例を、（ｂ）は覗き窓の第２の例を、（ｃ）は段差７７を説明する図である。
【図８】図１に示すラジエータの変形例を示す図である。
【符号の説明】
１，４０，８０ ラジエータ
２Ａ，２Ｂ ラジエータタンク部
３ 放熱コア部
８，８１ リザーブタンク部
９ 遮蔽板
１０ 穴
３０ アッパーレール
５０ バイパス接続部

Claims (3)

1. 車両のエンジンルーム内に設けられ、前記エンジンルームの送風開口の後方に配設されるラジエータにおいて、
   前記送風開口の後方に配設される放熱コアと、
   前記放熱コアの一側に一体に設けられ、エンジンから冷却水が流入する上流側ラジエータタンクと、
   前記放熱コアの他側に一体に設けられ、エンジンへ冷却水を流出する下流側ラジエータタンクと、
   前記送風開口の上方に設けられたエンジンルーム上部枠組の後方に配設され、前記上流側ラジエータタンク、下流側ラジエータタンク及び放熱コアの少なくとも一つに一体に設けられたリザーブタンクとを備え、
   前記上流側ラジエータタンクの上部と前記リザーブタンクとを、エア滞留防止用穴が形成された遮蔽板を介して連結し、
   前記エア滞留防止用穴を、前記遮蔽板の前記放熱コアと反対側の部位に設けたことを特徴とするラジエータ。
2. 請求項１に記載のラジエータにおいて、
   冷却液バイパス経路が接続されるバイパス接続部を、前記上流側ラジエータタンクに設けたことを特徴とするラジエータ。
3. 車両のエンジンルーム内に設けられ、前記エンジンルームの送風開口の後方に配設されるラジエータにおいて、
   前記送風開口の後方に配設される放熱コアと、
   前記放熱コアの一側に一体に設けられ、エンジンから冷却水が流入する上流側ラジエータタンクと、
   前記放熱コアの他側に一体に設けられ、エンジンへ冷却水を流出する下流側ラジエータタンクと、
   前記送風開口の上方に設けられたエンジンルーム上部枠組の後方に配設され、前記上流側ラジエータタンク、下流側ラジエータタンク及び放熱コアの少なくとも一つに一体に設けられたリザーブタンクとを備え、
   前記上流側ラジエータタンクの上部と前記リザーブタンクとを、エア滞留防止用穴が形成された遮蔽板を介して連結し、
   前記上流側ラジエータタンクの上部をラジエータ側方に延設して、その延設した部分に冷却液バイパス経路が接続されるバイパス接続部を設け、前記上流側ラジエータタンクの延設部分を除く他の部分に冷却水流入部を設けたことを特徴とするラジエータ。

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