JP7394161B2

JP7394161B2 - 車両用熱交換装置

Info

Publication number: JP7394161B2
Application number: JP2022046323A
Authority: JP
Inventors: 琢郎冨永; 拓也藤川
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2021-05-17
Filing date: 2022-03-23
Publication date: 2023-12-07
Anticipated expiration: 2042-03-23
Also published as: US20220363125A1; CN115366659A; JP2022176878A

Description

本発明は、車両用熱交換装置に関する。

通常、車両前部のフロントルームに、エンジンの冷却水を冷却するラジエータと空調装置の冷媒を冷却するコンデンサが設けられている。ラジエータとコンデンサは、通常前後方向に並んで配置されており、車両前方に設けられた開口部から導入された走行風を利用して冷却の効率を高めている。しかし、図６に示したように、ラジエータとコンデンサの間に間隔があるので、走行風は、前方のラジエータを通過した後、図６において２点鎖線で示したように、隙間から漏れてしまう。そのため、後方のコンデンサに当たる走行風の量が少なく、冷却の効率が悪かった。
なお、車両が停止した場合又は低速走行する場合、エンジンなどの発熱体から放出した熱が隙間からラジエータとコンデンサの間に回り込むので、ラジエータとコンデンサの冷却効率が更に悪くなる。

そのような問題を解決する手段として、特許文献１の図１０と１１に示されたように、ラジエータとコンデンサの間にシールパッキンを設ける技術がある。

特開２００４－１９７６３６号公報

しかしながら、ラジエータとコンデンサの間隔が大きい場合、ラジエータとコンデンサの隙間を塞ぐシールパッキンを安定に設置することが難しくなり、シールパッキンを設置するために、車種毎にシールパッキンを取り付けるための専用の取付け部を製造して付ける必要がある。そのため、車両のコストが増えるだけでなく、取り付け工数も増加する。

本発明は、ラジエータと他の熱交換器との間隔が大きい場合でも、ラジエータとその熱交換器の間の隙間を簡単且つ安定に塞ぐことができる構造を有する車両用熱交換装置を提供することを目的とする。

（１）本発明は、コア部及び前記コア部の左右両側に設けられたタンク部を有するラジエータと、車両の前後方向に前記ラジエータと並んで配置された熱交換器と、を含む車両用熱交換装置において、前記タンク部に設けられ、前記熱交換器に向かって伸びながら、前記熱交換器との間に間隙を残す遮風壁と、前記間隙の少なくとも一部を塞ぐ閉塞部材と、を備えることを特徴とする車両用熱交換装置を提供する。

（２）（１）の車両用熱交換装置において、前記遮風壁は、前記熱交換器に向かって伸びる縦壁部と、前記縦壁部の前記熱交換器側の端部から車両の側部に向かって伸びる横壁部と、前記横壁部の車両の側部側の端部から前記熱交換器に向かって伸びる第２縦壁部と、を有し、前記閉塞部材は、前記横壁部と前記第２縦壁部が形成した角の内側に沿って設けられることが好ましい。

（３）（２）の車両用熱交換装置において、前記遮風壁の前記縦壁部と前記横壁部の横断面は、略L字形を形成しており、前記遮風壁の前記L字形の内側にリブが形成されていることが好ましい。

（４）（１）から（３）の何れかの車両用熱交換装置において、前記熱交換器は、コンデンサであり、前記コンデンサの側端部に少なくとも１つのコンデンサタンク部があり、前記コンデンサは、前記ラジエータより車両の後方に配置され、前記コンデンサタンク部が前記遮風壁より車両の側部側に配置されていることが好ましい。

（５）（１）から（４）の何れかの車両用熱交換装置において、前記遮風壁は、前記タンク部の車両の中央部に寄る側に設けられており、前記タンク部の上端部から下端部にかけて形成されていることが好ましい。

本発明は、ラジエータのタンク部に熱交換器に向かって伸びる遮風壁を設けたことによって、たとえラジエータと熱交換器の間隔が大きくても、ラジエータと熱交換器の間の隙間を簡単且つ安定に塞ぐことができるので、冷却効率を上げられるだけでなく、閉塞部材を取り付けるための専用の取付け部の設置を減らすことができ、取り付け工数も減らすことができる。

本発明の一実施形態に係る車両用熱交換装置を有する車両の構成を概略的に示す平面図である。図１に示した車両用熱交換装置の右端部を拡大して示した模式図である。図２に示したＡ方向から観察した車両用熱交換装置の右側面図である。図１に示した車両用熱交換装置の左端部を拡大して示した模式図である。本発明の一実施形態の変形例を概略的に示す平面図である。従来の車両用熱交換装置の問題点を説明するために模式図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る車両用熱交換装置を有する車両の構成を概略的に示す平面図である。車両１００の前部のフロントルーム内に車両用熱交換装置２００が設けられている。車両１００の前端部には、走行風を取り入れるために開口部１０２が設けられている。車両１００が走行するとき、開口部１０２から取り入れた走行風を利用して車両用熱交換装置２００を冷却することができる。

車両用熱交換装置２００の後方にファン１０４が設けられている。車両１００が停車したとき、又は走行速度が低いとき、走行風がないか弱いので、ファン１０４が作動して、強制的に開口部１０２から風を引き込んで、車両用熱交換装置２００を冷却する。

車両用熱交換装置２００は、ラジエータ２１０、コンデンサ２２０、遮風壁２３０及び閉塞部材２４０を含む。コンデンサ２２０は、熱交換器の一種である。コンデンサ２２０は、車両１００の前後方向にラジエータ２１０と並んで配置されている。本実施形態では、コンデンサ２２０はラジエータ２１０の後方に配置されている。

図２は、図１に示した車両用熱交換装置の右端部を拡大して示した模式図である。図３は、図２に示したＡ方向から観察した車両用熱交換装置の右側面図である。図４は、図１に示した車両用熱交換装置の左端部を拡大して示した模式図である。

ラジエータ２１０は、車両走行用のエンジンの冷却水を冷却するものである。図に示したように、ラジエータ２１０は、コア部２１２とタンク部２１４を有する。

コア部２１２は、図示していない複数のラジエータチューブと複数のフィンを有する。ラジエータチューブは、冷却水の通路としての機能を持ち、フィンに熱を伝達すると共にラジエータチューブ自身も熱の放散を行う。フィンは、ラジエータチューブから熱の伝達を受けて空気中に放散すると共に、ラジエータチューブを補強する機能もある。

タンク部２１４は、コア部２１２の左右両側に設けられ、各ラジエータチューブに連通し、冷却水を一時的に貯える機能を有する。ラジエータ２１０は、ラジエータ２１０の左右両端に二つのタンク部２１４を備え、エンジンの冷却水がラジエータチューブ内を左右方向に流れるサイドフロータイプと呼ばれる形式を取る。なお、タンク部２１４の側方には車体（例えばバルクヘッドなど）に固定するための固定点が設けられ、固定点は車体との間にラバーマウント等を介して取り付けられるフローティング方式がとられる。タンク部２１４の材料としては、アルミニウムなど熱伝導性のよい金属でもよく、成形性の優れる樹脂でもよい。

コンデンサ２２０は、車両用エアコンの冷媒を冷却する装置である。コンデンサ２２０は、図示していないコンプレッサーで高温高圧ガスになった冷媒を冷却して液化する。図４に示したように、コンデンサ２２０は、コンデンサ本体２２２とコンデンサタンク部２２４を有する。コンデンサタンク部２２４は、コンデンサ２２０の側端部に少なくとも１つが設けられる。

コンデンサ本体２２２は、図示していない複数のコンデンサチューブと複数のフィンを有する。コンデンサチューブの内部には冷媒が流通して循環する。フィンは各コンデンサチューブの外表面に接するように設けられ、コンデンサチューブ内の冷媒と冷却風の熱交換を促進する。コンデンサタンク部２２４は、冷媒中のガスと液を分離するとともに、コンデンサ本体２２２で液化した冷媒を一時的に貯える。
なお、コンデンサにおいても車体（例えばバルクヘッドなど）に固定するための固定点が設けられ、固定点は車体との間にラバーマウント等を介して取り付けられるフローティング方式がとられる。

遮風壁２３０は、ラジエータ２１０の左右両端にある二つのタンク部２１４のそれぞれに設けられている。遮風壁２３０は、タンク部２１４と一体に形成されてよい。例えば、樹脂材料を用いて、タンク部２１４と遮風壁２３０を一体に成形してよく、両者をアルミニウム合金によって一体に成形してもよい。図２に示したように、遮風壁２３０は、コンデンサ２２０に向かって伸びながら、コンデンサ２２０との間に間隙ｇを残す。遮風壁２３０とコンデンサ２２０の間に間隙ｇが残されたことによって、遮風壁２３０のサイズを変更することなく、ラジエータ２１０とコンデンサ２２０の間隔が異なる様々なレイアウトに対応することができる。

図２から４に示したように、遮風壁２３０は、コンデンサ２２０に向かって伸びる縦壁部２３２と、縦壁部２３２のコンデンサ２２０側の端部から車両の側部に向かって伸びる横壁部２３４と、横壁部２３４の車両の側部側の端部から更にコンデンサ２２０に向かって伸びる第２縦壁部２３６と、有する。図２に示した遮風壁２３０の横断面は、図３に示したＢ－Ｂ面を切断面とした場合の横断面である。図２に示したように、遮風壁２３０の縦壁部２３２と横壁部２３４の横断面は、略Ｌ字形を形成しており、そのＬ字形の内側にリブ２３８が形成されてよい。

図３示したように、遮風壁２３０は、タンク部２１４の上端部から下端部にかけて形成されることが好ましい。これによって、遮風壁２３０で囲まれた内側でコンデンサ２２０に風が当たる面積が大きくなり、風による冷却の効果を高めることができる。
また、タンク部２１４には車両への固定点を設けていることから、タンク部２１４に遮風壁２３０を設けることにより、タンク部２１４の剛性を高めることができるため、コア部２１２の重量やタンク部２１４内部の冷却水の重量による変形を防止できる。
なお、遮風壁２３０の上端から下端にわたって、複数のリブ２３８が形成されてよい。遮風壁２３０にリブ２３８を設けることによって、遮風壁２３０の剛性を高めることができるため、後述する閉塞部材２４０を取り付ける際に、遮風壁２３０の変形を防ぐことができるとともに、車両の走行等によって発生する遮風壁２３０の振動を抑制することができる。

図２と４に示したように、遮風壁２３０は、タンク部２１４の車両の中央部に寄る側に設けることが好ましい。例えば、図２に示したラジエータ２１０の右側のタンク部２１４に対しては、遮風壁２３０はタンク部２１４の左側に寄って設けることが好ましい。図４に示したラジエータ２１０の左側のタンク部２１４に対しては、遮風壁２３０はタンク部２１４の右側に寄って設けることが好ましい。このように遮風壁２３０を配置することによって、走行風が通過できないタンク部２１４をできるだけ遮風壁２３０の外側（車両の側部側）に露出させることができ、ラジエータ２１０の両側から回り込む走行風によってタンク部２１４の冷却効果を高めることができる。なお、遮風壁２３０をできるだけ車両の中央部に寄せることによって、ラジエータ２１０の両側部の周辺にハーネス、温度センサなどの他の部品を配置することできる。

図２に示したように、閉塞部材２４０は、横壁部２３４と第２縦壁部２３６が形成した角の内側に沿って設けられ、遮風壁２３０とコンデンサ２２０の間の間隙ｇの少なくとも一部を塞ぐ。例えば、閉塞部材２４０は、遮風壁２３０とコンデンサ２２０の間で圧縮されるように設けて、間隙ｇの全部を塞いでよい。この場合は、確実な閉塞が可能となることから、コンデンサ２２０の風による冷却の効果を高めることができる。なお、閉塞部材２４０によって間隙ｇを殆ど塞ぎながら、閉塞部材２４０とコンデンサ２２０の間に、わずかな隙間を設けてもよい。この場合は、車両の走行等によって発生するラジエータ２１０とコンデンサ２２０の振動によって閉塞部材２４０が摩耗することを防止できる。

閉塞部材２４０として、ゴム又はゴム発泡体などの材料を用いてよい。例えば、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）発泡シール材を利用してよい。閉塞部材２４０は、接着剤によって遮風壁２３０に貼り付けてよい。

本実施形態は、ラジエータ２１０のタンク部２１４に設けられた遮風壁２３０と閉塞部材２４０によって、ラジエータ２１０とコンデンサ２２０の間の間隔の周辺を塞いだので、図６に示したような走行風の漏れを防ぐことができ、ラジエータ２１０の後方に設けられたコンデンサ２２０にも確実に走行風を当てることでき、冷却の効果を高めることができる。なお、エンジンなどの発熱体から放出した熱が隙間からラジエータとコンデンサの間に回り込むことによって冷却効率が悪くなることも防止することもできる。

特に、遮風壁２３０が設けられたことによって、横壁部２３４と第２縦壁部２３６が形成した角の内側に沿って閉塞部材２４０を設けることができるので、専用の取付け部を設けなくても、閉塞部材２４０を簡単且つ安定に設置することができる。よって、車両のコストを低減できるだけでなく、取り付け工数を減らすこともできる。
また、第２縦壁部２３６により閉塞部材２４０が遮風壁２３０より外側（車両の側部側）に露出されることが少なくなるため、閉塞部材２４０への飛び石の干渉による破損や被水による劣化を抑制できる。

図４に示したように、コンデンサ２２０のコンデンサタンク部２２４は、遮風壁２３０より車両の側部側（図４における左側）に配置されることが好ましい。コンデンサタンク部２２４をできるだけ遮風壁２３０より外側（車両の側部側）に露出させることによって、ラジエータ２１０の側部から回り込む走行風によって冷却効果を高めることができる。なお、遮風壁２３０に設けられたリブ２３８によって、ラジエータ２１０の側部から回り込む走行風が整流されて、コンデンサタンク部２２４に対する冷却効果が更に高めることができる。

図５は、上述した実施形態の変形例を概略的に示す平面図である。上述した実施形態では、図２に示したように、遮風壁２３０の縦壁部２３２が車両の前後方向に伸びているが、本発明に係る遮風壁２３０はこのような形態に限定するものではない。図５に示したように、遮風壁２３０の縦壁部２３２は、車両の前後方向との間に、ある程度角度を形成してもよい。その角度は、コンデンサ２２０の大きさ、ラジエータ２１０に対するコンデンサ２２０の相対位置などによって決めてよいが、車両の前後方向に対して±６０°以内であることが好ましい。

上述した実施形態において、ラジエータと並んで配置された熱交換器の例として、コンデンサを挙げたが、本発明における熱交換器をコンデンサに限定するものではない。本発明の熱交換器は、車両の前後方向にラジエータと並んで配置でき、様々な目的に用いる他の熱交換器も含む。例えば、エンジン、トランスミッションなどのオイルを冷却する目的に用いる熱交換器、モータ、バッテリ、電圧変換機、パワーコントロールユニットなどの電気部品を冷却する目的に用いる熱交換器などを含む。そのような熱交換器の例として、例えば、オイルクーラ、インタークーラ、サブラジエータなどが挙げられる。

以上、実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態の記載の範囲に限定されるものではない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることができることは当業者にとって明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることは、特許請求の範囲の記載から明らかである。例えば、上記実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであるが、本発明は必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。なお、各実施形態の構成の一部について、他の構成によって置換することも可能であり、それを削除することも可能である。

１００車両
１０２開口部
１０４ファン
２００車両用熱交換装置
２１０ラジエータ
２１２コア部
２１４タンク部
２２０コンデンサ
２２２コンデンサ本体
２２４コンデンサタンク部
２３０遮風壁
２３２縦壁部
２３４横壁部
２３６第２縦壁部
２３８リブ
２４０閉塞部材

Claims

コア部及び前記コア部の左右両側に設けられたタンク部を有するラジエータと、車両の前後方向に前記ラジエータと並んで配置された熱交換器と、を含む車両用熱交換装置において、
前記タンク部に設けられ、前記熱交換器に向かって伸びながら、前記熱交換器との間に間隙を残す遮風壁と、
前記間隙の少なくとも一部を塞ぐ閉塞部材と、を備え、
前記遮風壁は、前記熱交換器に向かって伸びる縦壁部と、前記縦壁部の前記熱交換器側の端部から車両の側部に向かって伸びる横壁部と、前記横壁部の車両の側部側の端部から前記熱交換器に向かって伸びる第２縦壁部と、を有し、
前記閉塞部材は、前記横壁部と前記第２縦壁部が形成した角の内側に沿って設けられる
ことを特徴とする車両用熱交換装置。
請求項１に記載の車両用熱交換装置において、
前記遮風壁の前記縦壁部と前記横壁部の横断面は、略Ｌ字形を形成しており、前記遮風壁の前記Ｌ字形の内側にリブが形成されている
ことを特徴とする車両用熱交換装置。
請求項１から２の何れか１項に記載の車両用熱交換装置において、
前記熱交換器は、コンデンサであり、前記コンデンサの側端部に少なくとも１つのコンデンサタンク部があり、
前記コンデンサは、前記ラジエータより車両の後方に配置され、前記コンデンサタンク部が前記遮風壁より車両の側部側に配置されている
ことを特徴とする車両用熱交換装置。
請求項１から３の何れか１項に記載の車両用熱交換装置において、
前記遮風壁は、前記タンク部の車両の中央部に寄る側に設けられており、前記タンク部の上端部から下端部にかけて形成されている
ことを特徴とする車両用熱交換装置。