JP6798228B2

JP6798228B2 - 車両用冷媒タンク

Info

Publication number: JP6798228B2
Application number: JP2016196406A
Authority: JP
Inventors: 太芳戰場
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-10-04
Filing date: 2016-10-04
Publication date: 2020-12-09
Anticipated expiration: 2036-10-04
Also published as: JP2018058450A

Description

本明細書に開示する技術は、車両用冷媒タンクに関する。

特許文献１に開示されている車両用冷却装置は、液体冷媒を貯留するタンクを備えている。このタンクの側壁には、液体冷媒をタンク内に流入させるための流入口と、液体冷媒をタンクから流出させるための流出口が形成されている。車両用冷却装置は、例えばハイブリッド自動車等の車両に搭載される。この車両用冷却装置では、車両の加速度によってタンク内の液体冷媒が一時的にタンクの一方側に集まり、液体冷媒の液面が傾斜することがある。例えば、車両が急発車したときの加速度によって液体冷媒がタンクの一方側に移動し、液体冷媒の液面が傾斜することがある。これによって、タンクに形成されている流出口に対する液体冷媒の液面の高さ位置が一時的に低くなることがある。その結果、タンクの流出口と液体冷媒の液面との隙間からタンク内に空気が入り込み、その空気が液体冷媒に混入することがある。特許文献１の車両用冷却装置では、このように空気が液体冷媒に混入することを抑制するために、コントローラーが、所定の場合に冷媒流量を減少させている。

特開２０１６−０４８９７８号公報

特許文献１の車両用冷却装置では、コントローラーが液体冷媒の流量を減少させることで液体冷媒に空気が混入することを抑制している。しかしながら、この車両用冷却装置では、液体冷媒の流量を減少させるタイミングが遅れることがあり、それによって、液体冷媒の流量を減少させたとしても、空気が液体冷媒に混入することを抑制する効果が小さくなっていた。そこで本明細書は、液体冷媒の流れに対する抵抗を高めることで液体冷媒に空気が混入することを抑制できる技術を提供する。

本明細書に開示する車両用冷媒タンクは車両に搭載される。この車両用冷媒タンクは、壁に囲まれた冷媒貯留空間を備えているタンク本体と、冷媒貯留空間に配置され、タンク本体に固定されている回転軸と、を備えている。また、車両用冷媒タンクは、回転軸を中心に回転可能なように回転軸に連結されており、回転軸から冷媒貯留空間の上部に向かって延びている連結部材と、回転軸から離れた位置で連結部材に固定されている錘と、回転軸を中心に回転可能なように回転軸に連結されており、回転軸を介して連結部材に連結されており、回転軸から冷媒貯留空間の下部に向かって延びている邪魔板と、を備えている。タンク本体の壁には、冷媒貯留空間に液体冷媒を流入させるための流入口と、冷媒貯留空間から液体冷媒を流出させるための流出口が形成されており、流入口および／または流出口が邪魔板に面するように開口している。車両の加速度によって錘と連結部材が回転軸を中心にして回転することよって邪魔板が回転軸を中心にして流入口および／または流出口に向かって回転するように構成されている。

車両に搭載される車両用冷媒タンクでは、冷媒貯留空間に貯留されている液体冷媒が車両の加速度によって一時的にタンク本体の一方側に集まり、液体冷媒の液面が傾斜することがある。例えば、車両が急発車したとき加速度によって液体冷媒がタンク本体の一方側に移動し、液体冷媒の液面が傾斜することがある。また、車両が急停車したときの加速度や車両が急旋回したときの遠心加速度によって液体冷媒の液面が傾斜することがある。このようなときに上記の構成によれば、車両の加速度によって錘と連結部材が回転軸を中心にして回転する。例えば、車両が急発車したとき加速度が錘と連結部材に作用し、その加速度によって生じる力によって錘と連結部材が回転軸を中心にして回転する。また、車両が急停車したときの加速度や車両が急旋回したときの遠心加速度によって錘と連結部材が回転することもある。このように錘と連結部材が回転すると、その力によって、錘と連結部材と共に邪魔板が回転軸を中心にして回転する。この邪魔板は、タンク本体の壁に形成されている液体冷媒の流入口および／または流出口に向かって回転する。邪魔板が流入口および／または流出口に向かって回転すると、液体冷媒の流入および／または流出が邪魔板によって邪魔され、液体冷媒の流れに対する抵抗が高くなる。このように、液体冷媒の流れに対する抵抗を高めることによって、液体冷媒の流量が減少するので、液体冷媒に空気が混入することを抑制できる。

実施例に係る車両用冷媒タンクを搭載している車両の概略構成を示す図である。実施例に係る車両用冷媒タンクの概略構成を示す図である。他の実施例に係る車両用冷媒タンクの概略構成を示す図である。

実施例に係る車両用冷媒タンクについて図面を用いて説明する。図１に示すように、実施例に係る車両用冷媒タンク１は車両１００に搭載されている。車両１００は、例えばガソリン自動車、ハイブリッド自動車、電気自動車等である。車両用冷媒タンク１は、車両１００の前部のエンジンルーム１０１に配置されている。車両用冷媒タンク１は、リザーブタンクとして用いられる。リザーブタンクは、例えば、ラジエーター、ＰＣＵクーラー、オイルクーラー等に供給される液体冷媒を一時的に貯留するタンクである。液体冷媒は、例えば水である。

図２に示すように、車両用冷媒タンク１は、タンク本体１０を備えている。また、車両用冷媒タンク１は、タンク本体１０の内部に配置されている回転軸２０、連結部材２４、錘２６および邪魔板２２を備えている。

タンク本体１０は、タンク本体１０の前後方向が車両１００の前後方向と一致するように、車両１００に搭載されている。タンク本体１０は液体冷媒Ｃを貯留している。タンク本体１０は複数の壁１２を備えている。より詳細には、タンク本体１０は、前壁１２ａ、後壁１２ｂ、一対の側壁１２ｃ、１２ｃを備えている。タンク本体１０の内部には、複数の壁１２ａ、１２ｂ、１２ｃによって囲まれた冷媒貯留空間１４が形成されている。冷媒貯留空間１４に液体冷媒Ｃが貯留されている。タンク本体１０の前壁１２ａには、液体冷媒Ｃの流入口３０と流出口３２が形成されている。流入口３０は、冷媒貯留空間１４に液体冷媒Ｃを流入させるための口であり、流出口３２は、冷媒貯留空間１４から液体冷媒Ｃを流出させるための口である。流入口３０と流出口３２は、邪魔板２２に面するように開口している。流入口３０には、流入パイプ３４が接続されており、流出口３２には、流出パイプ３６が接続されている。

回転軸２０は、軸部２０１と回転部２０２を備えている。回転部２０２が軸部２０１を覆っている。回転部２０２は、軸部２０１を中心にして回転する。回転軸２０の軸部２０１は、タンク本体１０に固定されている。軸部２０１の一端部がタンク本体１０の一方の側壁１２ｃに固定されており、軸部２０１の他端部がタンク本体１０の他方の側壁１２ｃに固定されている。回転軸２０は、冷媒貯留空間１４に配置されており、冷媒貯留空間１４に貯留されている液体冷媒Ｃの中に位置している。この回転軸２０は、タンク本体１０が車両１００に搭載されている状態で、車両１００の前後方向と直交する方向（車両１００の左右方向）に延びている。

連結部材２４は、冷媒貯留空間１４に配置されており、冷媒貯留空間１４に貯留されている液体冷媒Ｃの中に位置している。連結部材２４は、棒状の部材である。連結部材２４は、回転軸２０を中心に回転可能なように回転軸２０に連結されている。連結部材２４は、回転軸２０の回転部２０２に固定されている。連結部材２４は、回転軸２０から冷媒貯留空間１４の上部に向かって延びている。連結部材２４は、回転軸２０を介して邪魔板２２に連結されている。

錘（おもり）２６は、回転軸２０から離れた位置で連結部材２４に固定されている。錘２６は、連結部材２４の上端部に固定されている。錘２６と連結部材２４は、車両１００の加速度によって回転軸２０を中心にして回転する。

邪魔板２２は、冷媒貯留空間１４に配置されており、冷媒貯留空間１４に貯留されている液体冷媒Ｃの中に位置している。邪魔板２２は、回転軸２０を中心に回転可能なように回転軸２０に連結されている。邪魔板２２は、回転軸２０の回転部２０２に固定されている。邪魔板２２は、回転軸２０から冷媒貯留空間１４の下部に向かって延びている。また、邪魔板２２は、タンク本体１０が車両１００に搭載されている状態で、車両１００の前後方向と直交する方向（車両１００の左右方向）に延びている。邪魔板２２の前面２２ａと後面２２ｂは、車両１００の前後方向と直交している。邪魔板２２は、錘２６と連結部材２４が回転軸２０を中心にして回転すると、それに伴って回転軸２０を中心にして回転する。邪魔板２２は、タンク本体１０の前壁１２ａに形成されている流入口３０および流出口３２と対向している。邪魔板２２は、流入口３０および流出口３２に向かって回転する。

邪魔板２２とタンク本体１０の前壁１２ａとの間にはバネ４０が配置されている。バネ４０の一端部が邪魔板２２に固定されており、バネ４０の他端部がタンク本体１０の前壁１２ａに固定されている。邪魔板２２が回転すると、バネ４０の復元力によって邪魔板２２が元の位置に戻る。

上記の車両用冷媒タンク１では、冷媒貯留空間１４に貯留されている液体冷媒Ｃが車両１００の加速度によって一時的にタンク本体１０の一方側に集まり、液体冷媒Ｃの液面が傾斜することがある。例えば、車両１００が急発車したときの加速度によって液体冷媒Ｃがタンク本体１０の後壁１２ｂ側に移動し、液体冷媒Ｃの液面が傾斜することがある。また、上記の車両用冷媒タンク１では、図２に矢印Ｒ１で示すように、車両１００の加速度によって錘２６と連結部材２４が回転軸２０を中心にして回転する。例えば、車両１００が急発進したときの加速度が錘２６と連結部材２４に作用し、その加速度によって生じる力によって錘２６と連結部材２４が回転軸２０を中心にして回転する。錘２６と連結部材２４が回転すると、それによって図２に矢印Ｒ２で示すように邪魔板２２が回転軸２０を中心にして回転する。邪魔板２２と連結部材２４が回転軸２０を介して連結されているので、邪魔板２２と連結部材２４と錘２６が一体的に回転する。このとき邪魔板２２は、タンク本体１０の前壁１２ａに形成されている流入口３０および流出口３２に向かって回転する。邪魔板２２が流入口３０および流出口３２に向かって回転すると、液体冷媒Ｃの流入および流出が邪魔板２２によって邪魔され、液体冷媒Ｃの流れに対する抵抗が高くなる。このように、液体冷媒Ｃの流れに対する抵抗を高めることによって、液体冷媒Ｃの流量が減少するので、液体冷媒Ｃに空気が混入することを抑制できる。

以上、一実施例について説明したが、具体的な態様は上記の実施例に限定されるものではない。以下の説明において、上述の説明における構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。

上記の実施例では、流入口３０および流出口３２がタンク本体１０の前壁１２ａに形成されていたが、この構成に限定されるものではない。他の実施例では、流入口３０および流出口３２がタンク本体１０の後壁１２ｂや側壁１２ｃに形成されていてもよい。

また、上記の実施例では、タンク本体１０の前後方向が車両１００の前後方向と一致するように、タンク本体１０が車両１００に搭載されていたが、この構成に限定されるものではない。他の実施例では、タンク本体１０の前後方向が車両１００の左右方向と一致するように、タンク本体１０が車両１００に搭載されてもよい。

車両用冷媒タンク１では、車両１００が急発車したときだけでなく、車両１００が急停車したときの加速度や車両１００が急旋回したときの遠心加速度によって液体冷媒Ｃの液面が傾斜することがある。車両１００には前後左右の加速度が生じる。そのため、流入口３０および流出口３２の形成位置やタンク本体１０の配置方向を変えてもよい。

また、上記の実施例では、流入口３０および流出口３２が邪魔板２２に面するように開口していたが、この構成に限定されるものではない。他の実施例では、流入口３０または流出口３２が邪魔板２２に面するように開口していてもよい。すなわち、流入口３０と流出口３２のいずれか一方が邪魔板２２に面するように開口していてもよい。この場合、車両１００の加速度によって邪魔板２２が流入口３０または流出口３２に向かって回転する。

また、他の実施例では、図３に示すように、タンク本体１０が中壁１２ｄを備えていてもよい。中壁１２ｄは、前壁１２ａと後壁１２ｂの間に配置されている。タンク本体１０の内部には、前壁１２ａと、中壁１２ｄと、一対の側壁１２ｃ、１２ｃによって囲まれた第１冷媒貯留空間１５が形成されている。また、タンク本体１０の内部には、中壁１２ｄと、後壁１２ｂと、一対の側壁１２ｃ、１２ｃによって囲まれた第２冷媒貯留空間１６が形成されている。タンク本体１０の中壁１２ｄには、第１流入口３１が形成されている。また、タンク本体１０の後壁１２ｂには、第２流入口３３が形成されている。第１流入口３１は、第１冷媒貯留空間１５に液体冷媒Ｃを流入させるための口である。第２流入口３３は、第２冷媒貯留空間１６に液体冷媒Ｃを流入させるための口である。第１流入口３１は、邪魔板２２に面するように開口している。このような構成によれば、例えば、車両１００が急停止したときの加速度が錘２６と連結部材２４に作用し、その加速度によって生じる力によって、図３に矢印Ｒ３で示すように、錘２６と連結部材２４が回転軸２０を中心にして回転する。また、それに伴って、図３に矢印Ｒ４で示すように、邪魔板２２が第１流入口３１に向かって回転する。このような構成によっても、液体冷媒Ｃの流れに対する抵抗を高めることができ、液体冷媒Ｃに空気が混入することを抑制できる。

また、上記の実施例では、車両用冷媒タンク１がリザーブタンクとして用いられていたが、この構成に限定されるものではない。他の実施例では、車両用冷媒タンク１がラジエーターのタンクやＰＣＵクーラーの冷媒流路の一部として用いられていてもよい。

また、上記の実施例では、冷媒貯留空間１４がタンク本体１０の複数の壁１２に囲まれることによって形成されていたが、この構成に限定されるものではなく、例えば、円形の１個の壁に囲まれることによって冷媒貯留空間１４が形成されていてもよい。

また、上記の実施例では、バネ４０によって邪魔板２２を支持していたが、この構成に限定されるものではない。他の実施例では、バネ４０を省略してもよい。この場合は、流入口３０からタンク本体１０の内部に流入する冷媒の力によって邪魔板２２が支持される。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

１：車両用冷媒タンク
１０：タンク本体
１２ａ：前壁
１２ｂ：後壁
１２ｃ：側壁
１２ｄ：中壁
１４：冷媒貯留空間
１５：第１冷媒貯留空間
１６：第２冷媒貯留空間
２０：回転軸
２２：邪魔板
２２ａ：前面
２２ｂ：後面
２４：連結部材
２６：錘
３０：流入口
３１：第１流入口
３２：流出口
３３：第２流入口
３４：流入パイプ
３６：流出パイプ
４０：バネ
１００：車両
１０１：エンジンルーム
２０１：軸部
２０２：回転部
Ｃ：液体冷媒

Claims

車両に搭載される車両用冷媒タンクであって、
壁に囲まれた冷媒貯留空間を備えているタンク本体と、
前記冷媒貯留空間に配置され、前記タンク本体に固定されている回転軸と、
前記回転軸を中心に回転可能なように前記回転軸に連結されており、前記回転軸から前記冷媒貯留空間の上部に向かって延びている連結部材と、
前記回転軸から離れた位置で前記連結部材に固定されている錘と、
前記回転軸を中心に回転可能なように前記回転軸に連結されており、前記回転軸を介して前記連結部材に連結されており、前記回転軸から前記冷媒貯留空間の下部に向かって延びている邪魔板と、を備えており、
前記タンク本体の前記壁には、前記冷媒貯留空間に液体冷媒を流入させるための流入口と、前記冷媒貯留空間から液体冷媒を流出させるための流出口が形成されており、前記流入口および／または前記流出口が前記邪魔板に面するように開口しており、
車両の加速度によって前記錘と前記連結部材が前記回転軸を中心にして回転することよって前記邪魔板が前記回転軸を中心にして前記流入口および／または前記流出口に向かって回転し、液体冷媒の流入および／または流出が邪魔板によって邪魔され、液体冷媒の流れに対する抵抗が高くなり、液体冷媒の流量を減少させるように構成されている車両用冷媒タンク。