JPH04257694A - 車両用熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は車両に搭載され、流体
を流通させる間にその流体と外気との間で熱交換を行わ
せる車両用熱交換器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の熱交換器として、例えば
実開昭６２−３１７０７号公報に開示された技術が知ら
れている。この従来技術では、横方向へ平行に延びるオ
イル流通用の複数のパイプ部材の各々が、放熱面積を増
大させるための波板状をなす放熱フィンを介して上下複
数段に積層されている。そして、各パイプ部材にオイル
を流通させる間に、各放熱フィンにおける空冷作用によ
りオイルと外気との間で熱交換を行わせてオイルを冷却
するようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記従来技
術では、各パイプ部材に波板状の放熱フィンをろう付け
しなければならず、構造が複雑で製造が面倒であるばか
りでなく、重量が大きくて、しかも製品自体が高価にな
るという問題があった。この発明は前述した事情に鑑み
てなされたものであって、その目的は、熱交換効率を向
上させることが可能で、しかも簡単な構造で製造の簡易
化と軽量化を図ることが可能な車両用熱交換器を提供す
ることにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明においては、車両に搭載され、流体を流
通させる間にその流体と外気との間で熱交換を行わせる
車両用熱交換器であって、流体を流通させると共に長手
方向に沿って複数の膨出部を設けてなる管路を有し、そ
の管路の途中を複数列に屈曲させ、隣接する各列を風受
け方向に対して前後に配置している。

【０００５】

【作用】上記の構成によれば、管路の長手方向に沿って
複数の膨出部を設けているので、管路自体の放熱面積が
拡大される。加えて、管路の途中で隣接する各列が風受
け方向に対して前後に配置されているので、各列での放
熱に起因する空気流と各列で受ける風とが相互に作用し
合って空気の乱流が発生し、しかも隣接する各列の前後
配置によって空気の圧力損失が低減されることから、放
熱量が増大される。又、管路自体に膨出部を設けて放熱
面積を拡大させると共に、管路の途中を複数列に屈曲さ
せているだけなので、放熱フィン等の別部材を取り付け
る必要がなく、構造が簡単となる。

【０００６】

【実施例】（第１実施例）以下、この発明の車両用熱交
換器をラジエータに具体化した第１実施例を図１〜図５
に基づいて詳細に説明する。図１及び図２はこの実施例
におけるラジエータ１を示す正面図及び側面図である。 このラジエータ１は自動車前面のラジエータグリルに対
応して搭載され、冷却水等の流体を流通させる間にその
流体と外気との間で熱交換を行わせる周知のものである
。ラジエータ１は流体を流通させると共に、長手方向に
沿って複数の膨出部２を設けてなる管路としてのアルミ
製のコルゲートチューブ３を備えている。このコルゲー
トチューブ３の途中はジグザグに屈曲されており、相互
に平行で長さの等しい複数（この実施例では９本）のチ
ューブ列４と、複数（この実施例では１０個）の屈曲部
５とを形成している。又、コルゲートチューブ３の一端
側は流体を導入する導入口６に、他端側は流体を導出さ
せる導出口７になっている。そして、このようにコルゲ
ートチューブ３をジグザクに屈曲することにより、ラジ
エータ１をラジエータグリルに対応する所要容積の空間
に収容可能にしている。

【０００７】各チューブ列４の両側において、チューブ
列４と屈曲部５との境目は一対をなす側枠８を貫通して
設けられており、これによってコルゲートチューブ３が
両側枠８に支持されている。又、各側枠８の上下には、
取り付け用のブラケット９が固定されている。そして、
それらブラケット９を介し、ラジエータ１が自動車に取
り付けられるようになっている。

【０００８】この実施例のコルゲートチューブ３では、
各チューブ列４にのみ等間隔に膨出部２が形成されてお
り、しかも隣接する上下のチューブ列４の間で各膨出部
２が交互に配置されている。図３に示すように、各チュ
ーブ列４の内面は各膨出部２によって軸対称の波形とな
っており、その波形によってチューブ列４の表面積が増
大されると共に、その内壁の近くで流体の乱流を発生さ
せるようになっている。又、図２からも分かるように、
隣接する上下の各チューブ列４は、風受け方向Ｗに対し
て互いに前後に配置されている。つまり、ラジエータ１
全体として、各チューブ列４が風受け方向Ｗに対して交
互に前後配列されている。

【０００９】従って、上記の構成によれば、導入口６か
ら高温の流体が導入されると、コルゲートチューブ３内
を通過する流体は各膨出部２の近くで乱流を発生させな
がら通過する。又、コルゲートチューブ３の長手方向に
沿って複数の膨出部２が設けられているので、コルゲー
トチューブ３自体の放熱面積が拡大される。加えて、コ
ルゲートチューブ３の途中で、隣接する上下の各チュー
ブ列４が風受け方向Ｗに対して交互に前後配列されてい
るので、各チューブ列４での放熱に起因して生じる空気
流と、各チューブ列４で受ける風とが相互に作用し合っ
て空気の乱流を生じさせる。しかも、各チューブ列４の
前後配列によって、各チューブ列４の間での空気の圧力
損失が低減される。これらのことから、各チューブ列４
における放熱が促進されて放熱量が増大する。その結果
、各チューブ列４での放熱効果が増大し、ラジエータ１
としての熱交換効率を向上させることができる。

【００１０】図４はこの実施例におけるラジエータ１の
性能評価を示すグラフである。この性能評価は、各チュ
ーブ列４毎に「９．０ｍｍ」のピッチで「１９個」の膨
出部２を設け、かつ隣接する上下のチューブ列４を「１
５ｍｍ」の間隔をもって交互に前後配列してラジエータ
１を構成し、そのラジエータ１を自動車に搭載して高速
走行（約１８０ｋｍ／ｈ）の条件下で行われたものであ
り、この時の流体初期温度は「１３９℃」であった。こ
のグラフからも明らかように、流体温度低減量について
本実施例と従来例とでは変わりがないことが分かる。 又、本実施例のラジエータ１は従来例に比べて相対的に
放熱面積が小さいのであるが、流体温度低減量が同じで
あることから、放熱効果の大きいことが分かる。

【００１１】一方、図５はラジエータ１の風受け角度に
対する放熱量の低下率を示すグラフである。ここで、風
受け角度とは、ラジエータ１を風方向に対向して直角に
配置した状態を「０度」として、その状態から風方向に
対して斜めに傾けた角度である。このグラフから明らか
ように、本実施例のラジエータ１では、従来例に比べて
風受け角度の影響が小さく、ラジエータ１自体の熱交換
効率の高いことが分かる。その理由は、従来例では波板
状の放熱フィンを備えたものであることから、風受け角
度によって放熱フィンの間を通過する風の速度や量が大
きく変わり放熱効果が大きく変化する。これに対し、本
実施例のラジエータ１では、放熱フィンとは異なる複数
のチューブ列４から構成されていることから、風受け角
度によって各チューブ列４の間を通過する風の速度や量
が大きく変わることはなく、放熱効果の変化が小さいた
めである。

【００１２】又、この実施例のラジエータ１では、コル
ゲートチューブ３に膨出部２を一体に設け、コルゲート
チューブ３の途中を単に複数のチューブ列４に屈曲させ
ているだけなので、放熱フィン等の別部材を取り付ける
必要がなくなり、構造が極めて簡単になっている。従っ
て、放熱フィン等の別部材をろう付けする必要が全くな
く、その分だけ構造が簡単で全体重量を軽くすることが
でき、更には製造を簡略化することもできる。因みに、
この実施例のラジエータ１では、放熱フィンをろう付け
してなる従来例のものと比べて、４０％程度の軽量化を
可能にしている。加えて、この実施例のラジエータ１で
は構造が単純であることから、放熱フィンをろう付けし
てなる従来例のものと比べて、５０％程度の価格低減を
可能としている。

【００１３】更に、この実施例のラジエータ１では、放
熱フィン等の別部材のろう付けを省略したことと、隣接
する上下の各チューブ列４が交互に前後配列されている
こととによって、耐衝撃性をも向上させることができる
。即ち、別部材をろう付けした場合に、衝撃による折損
のおそれがあるのに対し、一体構造のコルゲートチュー
ブ３よりなるラジエータ１では、衝撃による折損のおそ
れが少なくなり、その分だけ耐衝撃性が高くなる。

【００１４】加えて、この実施例のラジエータ１では、
コルゲートチューブ３の途中を複数のチューブ列４に屈
曲させていることから、ラジエータグリル等における設
置条件に応じてコルゲートチューブ３を適宜に屈曲させ
ることが可能となり、設置空間に合わせて形状を設定す
ることができ、ラジエータ１としての設置の自由度を増
大させることもできる。この場合、ラジエータ１を構成
するコルゲートチューブ３と、流体導通用の配管とを一
体化することも可能となり、その設計の自由度を広げる
ことも可能となる。しかも、このラジエータ１では、風
受け角度の影響が小さいことから、その分だけ設置の自
由度を更に増大させることもできる。

【００１５】（第２実施例）次に、この発明の車両用熱
交換器をオイルクーラに具体化した第２実施例を図６，
７に従って説明する。図６及び図７はこの実施例におけ
るオイルクーラ１１を示す正面図及び側面図である。こ
のオイルクーラ１１は自動車前面のラジエータグリルに
対応して搭載され、パワーステアリングに使用される作
動油等の流体を流通させる間にその流体と外気との間で
熱交換を行わせる周知のものである。オイルクーラ１１
は流体を流通させると共に、長手方向に沿って複数の膨
出部１２を設けてなる管路としてのアルミ製のコルゲー
トチューブ１３を備えている。このコルゲートチューブ
１３の途中は屈曲されており、相互に平行で長さの等し
い２本のチューブ列１４と、２個の屈曲部１５と、両屈
曲部１５を斜めに連結するチューブ列１６とを形成して
いる。又、コルゲートチューブ１３の一端側は流体を導
入する導入口１７に、他端側は流体を導出させる導出口
１８になっている。そして、このようにコルゲートチュ
ーブ１３を屈曲することにより、オイルクーラ１１をラ
ジエータグリルに対応する所要容積の空間に収容可能に
している。

【００１６】この実施例のコルゲートチューブ１３では
、各チューブ列１４，１６及び屈曲部１５の全部に膨出
部２が等間隔に形成され、放熱面積を拡大させている。 又、図７からも分かるように、隣接する上下の各チュー
ブ列１４，１６は、風受け方向Ｗに対して互いに前後に
配置されている。従って、上記の構成によれば、導入口
１７から高温の流体が導入されると、コルゲートチュー
ブ１３内を通過する流体は各膨出部１２の近くで乱流を
発生させながら通過する。又、コルゲートチューブ１３
の長手方向に沿って複数の膨出部１２が設けられている
ので、コルゲートチューブ１３自体の放熱面積が拡大さ
れる。加えて、コルゲートチューブ１３の途中で、隣接
する上下の各チューブ列１４，１６が風受け方向Ｗに対
して互いに前後に配置されているので、各チューブ列１
４，１６での放熱に起因して生じる空気流と、各チュー
ブ列１４，１６で受ける風とが相互に作用し合って空気
の乱流を生じさせる。しかも、各チューブ列１４，１６
の前後配置によって、各チューブ列１４，１６の間での
空気の圧力損失が低減される。これらのことから、各チ
ューブ列１４，１６における放熱が促進されて放熱量が
増大する。その結果、各チューブ列１４，１６での放熱
効果が増大し、オイルクーラ１１としての熱交換効率を
向上させることができる。しかも、この実施例のオイル
クーラ１１では、屈曲部１５にも複数の膨出部１２が設
けられているので、屈曲部１５における放熱効果をも高
めることができる。

【００１７】又、この実施例のオイルクーラ１１では、
コルゲートチューブ１３に膨出部１２を一体に設け、コ
ルゲートチューブ１３の途中を３本のチューブ列１４，
１６に屈曲させているだけなので、構造が極めて簡単と
なっている。よって、放熱フィン等の別部材をろう付け
する必要が全くなく、その分だけ全体重量を軽くするこ
とができると共に、製造を簡略化することもできる。

【００１８】更に、この実施例のオイルクーラ１１では
、放熱フィン等の別部材のろう付けを省略し、コルゲー
トチューブ１３により一体構造としていることから、衝
撃に起因する折損が少なくなり、耐衝撃性をも向上させ
ることができる。加えて、この実施例のオイルクーラ１
１では、コルゲートチューブ１３の途中を複数のチュー
ブ列１４，１６に屈曲させていることから、ラジエータ
グリル等における設置条件に応じてコルゲートチューブ
１３を適宜に屈曲させることが可能となり、設置空間に
合わせて形状を設定することができ、オイルクーラ１１
としての設置の自由度を増大させることもできる。この
場合、オイルクーラ１１を構成するコルゲートチューブ
１３と、流体導通用の配管とを一体化することも可能と
なり、その設計の自由度を広げることも可能となる。 しかも、このオイルクーラ１１では、風受け角度の影響
が小さいので、その分だけ設置の自由度を更に増大させ
ることもできる。

【００１９】尚、この発明は前記各実施例に限定される
ものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で構成の一
部を適宜に変更して次のように実施することもできる。 （１）前記第１実施例のラジエータ１では、コルゲート
チューブ３の各チューブ列４にのみ膨出部２を形成して
隣接する上下のチューブ列４の間で各膨出部２を交互に
配置したが、図８に示すラジエータ２１のように、コル
ゲートチューブ３の各チューブ列４にのみ膨出部２を形
成して隣接する上下のチューブ列４の間で各膨出部２を
揃えて配置してもよい。

【００２０】（２）前記第１実施例のラジエータ１では
、コルゲートチューブ３の各チューブ列４にのみ膨出部
２を形成したが、図９，１０に示すラジエータ２２のよ
うに、コルゲートチューブ３の各チューブ列４及び屈曲
部５のそれぞれに膨出部２を形成してもよい。この場合
は、屈曲部５にも膨出部２を設けていることから、コル
ゲートチューブ３の放熱効果を更に高めることができる
。

【００２１】（３）前記第２実施例のオイルクーラ１１
では、コルゲートチューブ１３の途中を屈曲させて、相
互に平行な２本のチューブ列１４と、２個の屈曲部１５
と、両屈曲部１５を斜めに連結するチューブ列１６とを
形成したが、図１１に示すように、コルゲートチューブ
１３の途中を１個の屈曲部１５により屈曲させて互いに
平行な２本のチューブ列１４を形成し、両チューブ列１
４にブラケット２４を取り付けてオイルクーラ２３を構
成してもよい。この場合は、コルゲートチューブ１３を
１個の屈曲部１５により屈曲させているだけなので、オ
イルクーラ２３としては極めてスリムとなり、その収納
性を高めることができる。

【００２２】（４）前記各実施例では、各チューブ列４
，１４，１６と屈曲部５，１５とを一体のコルゲートチ
ューブ３，１３により構成したが、チューブ列と屈曲部
を別々のコルゲートチューブにより構成してもよい。

【００２３】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれば
、流体を流通させると共に長手方向に沿って複数の膨出
部を設けてなる管路を有し、その管路の途中を複数列に
屈曲させ、隣接する各列を風受け方向に対して前後に配
置しているので、空気の乱流を発生させ、空気の圧力損
失を低減させて熱交換効率を向上させることができ、し
かも簡単な構造で製造を簡易化することができると共に
、全体を軽量化することができるという優れた効果を発
揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を具体化した第１実施例におけるラジ
エータを示す正面図である。

【図２】第１実施例におけるラジエータを示す側面図で
ある。

【図３】第１実施例におけるラジエータを構成するコル
ゲートチューブの一部を示す部分破断図である。

【図４】第１実施例におけるラジエータの流体温度低減
量に関する性能評価を従来例と比較して示すグラフであ
る。

【図５】第１実施例におけるラジエータの風受け角度に
対する放熱量の低下率を従来例と比較して示すグラフで
ある。

【図６】同じくこの発明を具体化した第２実施例におけ
るオイルクーラを示す正面図である。

【図７】第２実施例におけるオイルクーラを示す側面図
である。

【図８】この発明を具体化した別の実施例におけるラジ
エータを示す正面図である。

【図９】同じくこの発明を具体化した別の実施例におけ
るラジエータを示す正面図である。

【図１０】同じく別の実施例におけるラジエータを示す
側面図である。

【図１１】同じくこの発明を具体化した別の実施例にお
けるオイルクーラを示す正面図である。

【符号の説明】

２…膨出部、３…管路としてのコルゲートチューブ、４
…チューブ列、１２…膨出部、１３…管路としてのコル
ゲートチューブ、１４…チューブ列、１６…チューブ列
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　車両に搭載され、流体を流通させる間
   にその流体と外気との間で熱交換を行わせる車両用熱交
   換器であって、前記流体を流通させると共に長手方向に
   沿って複数の膨出部を設けてなる管路を有し、その管路
   の途中を複数列に屈曲させ、隣接する前記各列を風受け
   方向に対して前後に配置したことを特徴とする車両用熱
   交換器。