WO2019073694A1 - 車両用熱交換器のシャッター構造 - Google Patents

車両用熱交換器のシャッター構造 Download PDF

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WO2019073694A1
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heat exchanger
vehicle
screen
opening
heat exchangers
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悠起朗 設楽
明宏 前田
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株式会社デンソー
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    • Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/88—Optimized components or subsystems, e.g. lighting, actively controlled glasses

Definitions

  • the present disclosure relates to a shutter structure of a heat exchanger for a vehicle.
  • Patent Document 1 proposes a grille shutter in which a plurality of blades arranged in parallel are opened and closed by a motor.
  • a plurality of cooling water circuits may be provided, and two radiators may be stacked in the vertical direction and arranged in two stages.
  • the shutter of Patent Document 1 is used for the radiator having such a configuration, it is not possible to cool only a part of the radiators stacked.
  • a plurality of motors for opening and closing the blades are required.
  • An object of the present disclosure is to provide a shutter structure capable of cooling only a necessary portion of a vehicle heat exchanger with a simple configuration.
  • the shutter structure of a heat exchanger for a vehicle that adjusts the amount of ventilation of a heat exchanger for a vehicle performing heat exchange between a heat exchange medium and the outside air is the vehicle front side of the heat exchanger for a vehicle A screen disposed on the rear side, and a winding unit capable of moving the screen relative to the vehicle heat exchanger by winding the screen, and an opening is formed in part of the screen There is.
  • the vehicle cooling device of the present embodiment is mounted on a hybrid vehicle that obtains driving power for vehicle travel from an engine and a traveling electric motor.
  • the driving force of the engine is used not only for driving a vehicle but also for operating a generator. Electric power generated by the generator can be stored in the battery.
  • the DC power output from the battery is converted into AC power by an inverter and supplied to the traveling motor.
  • the vehicle cooling device of the present embodiment includes a first heat exchanger 10, a second heat exchanger 11, a shutter device 20, and the like.
  • the front side in the drawing is the vehicle front side
  • the rear side in the drawing is the vehicle rear side.
  • illustration is abbreviate
  • the heat exchangers 10 and 11 of the present embodiment are radiators that exchange heat between cooling water (heat exchange medium) and the outside air to cool the cooling water.
  • cooling water heat exchange medium
  • a plurality of heat exchangers 10 and 11 are provided, and coolants of different cooling water circuits flow through these heat exchangers 10 and 11, respectively.
  • the vehicle cooling device of the present embodiment is provided with a plurality of cooling water circuits.
  • the cooling water circuit of the present embodiment includes an engine cooling water circuit in which engine cooling water circulates, and an inverter cooling water circuit in which inverter cooling water circulates.
  • the first heat exchanger 10 is provided in the engine coolant circuit, and the engine coolant circulates.
  • the second heat exchanger 11 is provided in the inverter cooling water circuit, and the inverter cooling water flows. That is, cooling water of a separate system flows through the plurality of heat exchangers 10 and 11, respectively.
  • the first heat exchanger 10 includes a core portion 10 a and a header tank 10 d assembled and disposed at both ends of the core portion 10 a.
  • the core part 10a consists of a tube 10b and a fin 10c.
  • the tube 10b is a tubular member through which cooling water flows.
  • the plurality of tubes 10b are arranged in parallel. In the present embodiment, the longitudinal direction of the tube 10b is horizontal, and the stacking direction of the tubes 10b is vertical.
  • the fins 10c are joined between the adjacent tubes 10b to increase the heat transfer area to promote heat exchange between the cooling water and the air.
  • the header tank 10d communicates with the plurality of tubes 10b at both ends of the tube 10b.
  • the header tank 10d has a core plate 10e into which the tube 10b is inserted and joined, and a tank main body 10f that constitutes a tank space together with the core plate 10e.
  • the first heat exchanger 10 and the second heat exchanger 11 are disposed in a stacked manner.
  • the first heat exchanger 10 and the second heat exchanger 11 have the same tube stacking direction.
  • the first heat exchanger 10 is disposed on the upper side in the vertical direction
  • the second heat exchanger 11 is disposed on the lower side in the vertical direction.
  • the first heat exchanger 10 and the second heat exchanger 11 are disposed so as not to overlap with each other as viewed in the front-rear direction of the vehicle.
  • the shutter device 20 includes a screen 21.
  • the screen is a flexible sheet-like member, and for example, a fluorine resin sheet can be suitably used.
  • the screen 21 is disposed so as to cover at least the core portions 10 a and 11 a of the heat exchangers 10 and 11.
  • the shutter device 20 can adjust the amount of ventilation of the heat exchangers 10 and 11 by moving the screen 21 with respect to the heat exchangers 10 and 11.
  • the screen 21 is movable in the vertical direction.
  • the shutter device 20 of the present embodiment has a roll type structure in which the screen 21 can be moved by winding the screen 21.
  • winding portions 22 and 23 are provided at both ends of the screen 21.
  • the first winding portion 22 is provided at the upper end of the screen 21, and the second winding portion 23 is provided at the lower end of the screen 21.
  • the first winding portion 22 is located above the first heat exchanger 10, and the second winding portion 23 is located below the second heat exchanger 11.
  • the first winding unit 22 and the second winding unit 23 correspond to the screen winding unit.
  • the rotating shaft 24 a of the motor 24 is connected to the first winding unit 22.
  • the motor 24 is a drive unit that rotationally drives the first winding unit 22. By operating the motor 24, the first winding unit 22 can be rotated.
  • the motor 24 can rotationally drive the first winding unit 22 in the direction in which the screen 21 is wound and in the direction in which the screen 21 is fed.
  • the second winding unit 23 is provided with a spring member 25.
  • a torsion spring can be used as the spring member 25.
  • the spring member 25 applies a spring force to the second winding unit 23 in the direction in which the screen 21 is wound.
  • the screen 21 By operating the motor 24 so that the screen 21 is wound on the first winding unit 22, the screen 21 can be moved in the direction from the second winding unit 23 toward the first winding unit 22. By stopping the rotation of the motor 24, the screen 21 can be stopped. By operating the motor 24 so as to feed the screen 21 from the first winding unit 22, the screen 21 can be moved in the direction from the first winding unit 22 toward the second winding unit 23.
  • an opening 21 a is formed in a part of the screen 21.
  • a hole is opened in a part of the sheet surface.
  • the seat surface is connected by the connection part 21b in the site
  • the opening 21 a is provided with a plurality of opening patterns having different opening modes such as an opening area, an opening position, and an opening shape.
  • the opening area of the opening 21a By adjusting the opening area of the opening 21a, the amount of air passing through the opening 21a can be adjusted, and the amount of ventilation of the portion of the heat exchanger 10, 11 corresponding to the opening 21a can be adjusted.
  • the opening area, the opening position, the opening shape, and the like of the opening 21 a can be set arbitrarily, and can be set according to the required amount of cooling of the heat exchangers 10 and 11.
  • the required cooling amount of the heat exchangers 10 and 11 can be reworded as the required ventilation amount of the heat exchangers 10 and 11.
  • the opening 21a may be optimized for each vehicle type on which the vehicle cooling device is mounted.
  • the screen 21 is formed with a plurality of regions in which the presence or absence of the opening 21a, the opening area of the opening 21a, and the like are different.
  • the plurality of areas include a closed area A, an intermediate open area B, and a maximum open area C.
  • the closed area A is an area in which the opening 21a is not formed, the sheet surface of the screen 21 is present on the entire surface, and the heat exchangers 10 and 11 do not allow the outside air to pass.
  • the middle open area 21 d and the maximum open area 21 e are areas where the openings 21 a are provided to allow the heat exchangers 10 and 11 to pass outside air.
  • the opening patterns of the openings 21a are different. Specifically, the opening area of the opening 21 a is larger in the maximum open area C than in the middle open area B. For this reason, the ventilation amount of the heat exchangers 10 and 11 is larger in the maximum open area C than in the middle open area B.
  • the connecting portion 21 b is in the form of a string, and the opening area of the opening 21 a is the largest.
  • the opening 21 a of the screen 21 is formed in consideration of the thermal distortion of the heat exchangers 10 and 11. This point will be described using FIGS. 5 and 6.
  • FIG. 5 FIG. 6, only the 1st heat exchanger 10 is shown in figure, and illustration of the 2nd heat exchanger 11 is abbreviate
  • a plurality of tubes 10b are arranged in parallel. If the outside air that has passed through the opening 21a of the screen 21 hits only a portion of the tubes 10b, the temperature difference between the adjacent tubes 10b may be large. If the temperature difference between the adjacent tubes 10b becomes large, thermal distortion may occur due to the difference in thermal expansion between the tubes 10b, and the tubes 10b may be broken.
  • the opening 21a of the screen 21 is formed such that the temperature difference between the adjacent tubes 10b is as small as possible.
  • the opening 21 a of the present embodiment is formed at an angle different from the longitudinal direction of the tube 10 b of the heat exchanger 10.
  • the opening 21a is rectangular, and the longitudinal direction of the opening 21a is offset from the longitudinal direction of the tube 10b.
  • the longitudinal direction of the opening 21a may be offset from the longitudinal direction of the tubes 10b and 11b.
  • the longitudinal direction of the opening 21a is orthogonal to the longitudinal direction of the tubes 10b and 11b, and the longitudinal direction of the opening 21a is one with the stacking direction of the tubes 10b and 11b. I do.
  • the longitudinal direction of the opening 21a may be oblique to the longitudinal direction of the tubes 10b and 11b.
  • the opening 21a is formed to straddle the adjacent tubes 10b and 11b. In the example shown in FIGS. 5 and 6, the opening 21a is formed to extend over all the tubes 10b of the heat exchanger 10. However, the openings 21a need not necessarily be formed to extend over all the tubes 10b.
  • the opening 21a may be formed such that the difference in air flow rate between the adjacent tubes 10b and 11b is equal to or less than a predetermined value. In other words, the opening 21a may be formed such that the temperature difference between the adjacent tubes 10b and 11b is equal to or less than a predetermined value.
  • the vehicle cooling device is provided with a control device 30.
  • the control device 30 includes a known microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, and the like, and peripheral circuits thereof, and performs various operations and processes based on an air conditioning control program stored in the ROM.
  • a first water temperature sensor 31 for detecting the water temperature of the engine cooling water and a second water temperature sensor 32 for detecting the water temperature of the inverter cooling water are connected to the input side of the control device 30.
  • a motor 24 is connected to the output side of the control device 30.
  • the control device 30 can control the position of the screen 21 with respect to the heat exchangers 10 and 11 by controlling the operation of the motor 24.
  • the control device 30 controls the operation of the motor 24 based on the temperature of the engine coolant detected by the first coolant temperature sensor 31 and the temperature of the inverter coolant detected by the second coolant temperature sensor 32. Thereby, the position of the screen 21 is adjusted according to the required amount of cooling of the first heat exchanger 10 and the required amount of cooling of the second heat exchanger 11, and the ventilation amount of the first heat exchanger 10 and the second heat exchanger The air flow rate of 11 can be adjusted.
  • FIGS. 7 and 8 show the relationship between the required amount of cooling of the heat exchangers 10 and 11 and the state of the screen 21.
  • FIG. The switching of each state of the screen 21 shown in FIGS. 7 and 8 is performed by the control device 30 controlling the motor 24.
  • FIG. 7 shows the case where the required amount of cooling of the first heat exchanger 10 and the second heat exchanger 11 is zero.
  • the screen 21 is in a position where the closed area A corresponds to the first heat exchanger 10 and the second heat exchanger 11. For this reason, the amount of ventilation of the first heat exchanger 10 and the second heat exchanger 11 is zero.
  • the middle stage of FIG. 7 shows the case where the required amount of cooling of the first heat exchanger 10 is zero and the required amount of cooling of the second heat exchanger 11 is an intermediate value.
  • the screen 21 is in a position where the closed area A corresponds to the first heat exchanger 10 and the intermediate open area B is in a position corresponding to the second heat exchanger 11. For this reason, the ventilation amount of the first heat exchanger 10 is zero, and the ventilation amount of the second heat exchanger 11 is an intermediate value.
  • the lower part of FIG. 7 shows the case where the required amount of cooling of the first heat exchanger 10 is zero and the required amount of cooling of the second heat exchanger 11 is the maximum value.
  • the screen 21 is at a position where the closed area A corresponds to the first heat exchanger 10 and the maximum open area C is at a position corresponding to the second heat exchanger 11. For this reason, the ventilation amount of the first heat exchanger 10 is zero, and the ventilation amount of the second heat exchanger 11 is the maximum value.
  • FIG. 8 shows the case where the required amount of cooling of the first heat exchanger 10 and the second heat exchanger 11 is an intermediate value.
  • the screen 21 is in a position where the middle open area B corresponds to the first heat exchanger 10 and the second heat exchanger 11. For this reason, the ventilation amount of the first heat exchanger 10 and the second heat exchanger 11 is an intermediate value.
  • the lower part of FIG. 8 shows the case where the required amount of cooling of the first heat exchanger 10 and the second heat exchanger 11 is the maximum value.
  • the screen 21 is at a position where the maximum open area C corresponds to the first heat exchanger 10 and the second heat exchanger 11. For this reason, the amount of ventilation of the first heat exchanger 10 and the second heat exchanger 11 is the maximum value.
  • a roll type shutter device capable of taking up and moving the screen 21 is adopted as the shutter device 20 for adjusting the amount of ventilation of the heat exchangers 10 and 11, and a part of the screen 21 is used. An opening 21a is formed.
  • the heat exchangers 10 and 11 which do not require cooling among the plurality of heat exchangers 10 and 11 are covered with the sheet surface of the screen 21. For this reason, unnecessary external air is not supplied to the heat exchangers 10 and 11, and it is possible to create many situations where the Cd value can be reduced.
  • Cd of Cd is an abbreviation of Coefficient of drag.
  • the Cd value is an air resistance coefficient, and generally, the smaller the Cd value, the better the fuel efficiency.
  • the open air is supplied to the heat exchangers 10 and 11 through the opening 21 a formed in the screen 21. Therefore, by providing a plurality of opening patterns having different opening modes such as the opening area, the opening position, and the opening shape of the opening 21a, it is possible to finely adjust the ventilation amount of the heat exchangers 10 and 11.
  • the opening 21a of the screen is formed offset from the longitudinal direction of the tube so that the air volume difference striking the adjacent tubes 10b and 11b is equal to or less than a predetermined value.
  • a predetermined value it is possible to suppress that the outside air having passed through the opening 21a hits only a portion of the tubes 10b and 11b among the plurality of tubes 10b and 11b.
  • the control device 30 controls the winding of the screen 21 by the motor 24 based on the temperature of the cooling water detected by the temperature sensors 31 and 32, and the vehicle heat exchanger 10, 11 Control the position of the screen 21 with respect to. Thereby, according to the required cooling amount of the heat exchangers 10 and 11, the ventilation amount of the heat exchangers 10 and 11 can be adjusted appropriately.
  • Second Embodiment A second embodiment will be described using FIG. 9 and FIG. Descriptions of parts similar to those of the first embodiment are omitted, and only different parts are described.
  • the opening 21a of the screen 21 is formed according to the required amount of cooling of the heat exchangers 10, 11, but the opening 21a of the screen 21 is changed according to the wind speed distribution of the heat exchangers 10, 11. It is formed.
  • the vehicle cooling device is provided with a blower 40 shown in FIG.
  • the blower 40 is disposed on the vehicle rear side of the heat exchangers 10 and 11.
  • the blower 40 includes a fan 41, a fan motor 42, and a shroud 43. In the example shown in FIG. 9, two sets of the fan 41 and the fan motor 42 are provided.
  • the fan 41 is an axial flow type fan that blows air, and is configured to rotate around a rotation axis.
  • the fan 41 has a plurality of blades arranged in a circle around the rotation axis.
  • the fan motor 42 is an electric motor that provides rotational power to the fan 41, and the fan 41 is fixed to the rotation shaft of the fan motor 42.
  • the shroud 43 has a circular opening corresponding to the fan 41.
  • a fan motor 42 is fixed to the opening of the shroud 43 by a plurality of stays 44.
  • the shroud 43 holds the fan motor 42 and guides the air flow so that the air flow induced by the fan 41 passes through the heat exchangers 10, 11.
  • the opening 21 a of the screen 21 is formed in accordance with the wind speed distribution of the heat exchangers 10 and 11. Specifically, the opening 21 a of the screen 21 is formed corresponding to a portion where the wind speed is equal to or more than a predetermined value in the heat exchangers 10 and 11. In the second embodiment, the portion where the wind speed is equal to or more than the predetermined value is a portion corresponding to the fan 41 in the heat exchangers 10 and 11.
  • a plurality of fan-shaped openings 21a are arranged in a circle on the screen 21.
  • the position and shape of the opening 21 a correspond to the fan 41.
  • the opening part 21a is not formed in the site
  • the opening 21a of the screen 21 is formed corresponding to only the portion of the heat exchangers 10 and 11 where the wind speed is high. Thereby, the heat exchangers 10 and 11 can be efficiently cooled while securing the Cd value.
  • the shutter device 20 is disposed on the vehicle front side of the heat exchangers 10 and 11.
  • the shutter device 20 is disposed on the vehicle rear side of the heat exchangers 10 and 11 without being limited thereto. May be
  • the motor 24 for moving the screen 21 is disposed above the heat exchangers 10 and 11.
  • the motor 24 is disposed below the heat exchangers 10 and 11 without being limited thereto.
  • the motor 24 may be disposed on the right side or the left side of the heat exchangers 10 and 11. When the motor 24 is disposed on the right or left side of the heat exchangers 10 and 11, the screen 21 moves in the left and right direction.
  • the winding unit 22 is rotated by the rotary motor 24 to move the screen 21.
  • the present invention is not limited to this.
  • the screen 21 is moved using a linear motor that moves linearly. You may make it
  • a radiator for cooling engine cooling water and inverter cooling water of a hybrid vehicle was used as the heat exchangers 10 and 11 for adjusting the amount of ventilation with the shutter device 20.
  • the present disclosure may be applied to different types of heat exchangers.
  • a radiator for cooling cooling water heat-exchanged with the supercharged air is used as the heat exchanger of the present disclosure.
  • a condenser that condenses the refrigerant of the refrigeration cycle can be used as the heat exchanger of the present disclosure.
  • the heat exchanger that adjusts the amount of ventilation with the shutter device 20 may be a combination of heat exchangers in which the same type of heat exchange medium flows (for example, a radiator and a radiator, a condenser and a condenser) It may be a combination of exchangers (for example, a radiator and a condenser).
  • the plurality of heat exchangers 10 and 11 for adjusting the amount of ventilation with the shutter device 20 are vertically stacked, but the present invention is not limited thereto. May be arranged side by side in the left-right direction.
  • the plurality of heat exchangers 10, 11 may be arranged in the vehicle longitudinal direction.
  • a heat exchanger having a large required cooling amount may be disposed on the front side of the vehicle, and a heat exchanger having a small required cooling amount may be disposed on the rear side of the vehicle.
  • the amount of ventilation of the plurality of heat exchangers 10 and 11 is adjusted by the shutter device 20.
  • the invention is not limited to this, the amount of ventilation of one heat exchanger is calculated by the shutter device 20. You may make it adjust.
  • a plurality of types of heat exchange media may flow in one heat exchanger, or a configuration in which one type of heat exchange medium flows in one heat exchanger may be used.
  • the inside of the heat exchanger is partitioned into a plurality of portions, and it can be regarded as a configuration in which the plurality of heat exchangers are integrated. For this reason, the amount of ventilation may be controlled for each portion where different heat exchange media flow.
  • the amount of ventilation of each part may be made different.
  • the temperature on the inflow side of the cooling water is high and the temperature on the outflow side of the cooling water is low. The amount of ventilation on the side should be reduced.

Abstract

熱交換媒体と外気との熱交換を行う車両用熱交換器（１０、１１）の通風量を調整するシャッター構造は、スクリーン（２１）と、スクリーン巻取り部（２２、２３）とを備える。スクリーン（２１）は、車両用熱交換器（１０、１１）の車両前方側または車両後方側に配置される。スクリーン巻取り部（２２、２３）は、スクリーン（２１）を巻取ることで、スクリーン（２１）を車両用熱交換器（１０、１１）に対して移動させることが可能である。スクリーン（２１）の一部には、開口部（２１ａ）が形成されている。

Description

車両用熱交換器のシャッター構造 関連出願の相互参照
　本出願は、２０１７年１０月１２日に出願された日本特許出願２０１７－１９８２７８号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
　本開示は、車両用熱交換器のシャッター構造に関する。
　従来より、車両用熱交換器の通風量を調整するために、車両用熱交換器にシャッターを設けることが知られている。このような熱交換器用シャッターとして、特許文献１では、並列配置した複数のブレードをモータによって開閉するグリルシャッターが提案されている。
特開２００８－１０６９８２号公報
　しかしながら、特許文献１のシャッターでは、ブレードの開閉を１個のモータで行っているため、全ブレードが同じ角度で同時に開閉する。このため、一部のブレードのみを開放することができない。
　例えばハイブリッド車両もしくは水冷式インタークーラを備える車両では、複数系統の冷却水回路が設けられており、天地方向で２個のラジエータが積層して２段重ねに配置されることがある。このような構成のラジエータに、特許文献１のシャッターを用いると、積層されたラジエータのうち一部のラジエータのみを冷却することができない。特許文献１のシャッターにおいて、一部のブレードを開放可能とするためには、ブレードを開閉するモータが複数必要となる。
　また、従来のシャッターでは、シャッターを開く機会が増える。このため、熱交換器を通過する空気量が多くなり、結果としてＣｄ値を低減可能な状況が少なくなる。
　本開示は、簡易な構成で車両用熱交換器の必要な部位のみを冷却可能なシャッター構造を提供することを目的とする。
　本開示の一態様において、熱交換媒体と外気との熱交換を行う車両用熱交換器の通風量を調整する車両用熱交換器のシャッター構造は、車両用熱交換器の車両前方側または車両後方側に配置されるスクリーンと、スクリーンを巻取ることで、スクリーンを車両用熱交換器に対して移動させることが可能な巻取り部とを備え、スクリーンの一部に開口部が形成されている。
　これによれば、スクリーンを巻取るロール式のシャッター構造を用いることで、スクリーンを１個の駆動部で移動させることができる。また、スクリーンの一部に開口部を設けることで、複数の熱交換器のうち一部の熱交換器のみ、あるいは１つの熱交換器の一部のみを適切に冷却することが可能となる。これにより、簡易な構成で車両用熱交換器の必要な部位のみを冷却可能とすることができる。
第１実施形態の車両用冷却装置の斜視図である。 第１実施形態の熱交換器の正面図である。 第１実施形態の車両用冷却装置の側面図である。 第１実施形態のスクリーンの斜視図である。 第１実施形態の熱交換器およびスクリーンの正面図である。 第１実施形態の熱交換器と変形例のスクリーンを示す図である。 第１実施形態の車両用冷却装置の使用状態を示す図である。 第１実施形態の車両用冷却装置の使用状態を示す図である。 第２実施形態の送風装置の正面図である。 第２実施形態のスクリーンを部分的に示す正面図である。
　（第１実施形態）
　以下、第１実施形態について説明する。本実施形態の車両用冷却装置は、エンジンおよび走行用電動モータから車両走行用の駆動力を得るハイブリッド車両に搭載されている。エンジンの駆動力は、車両走行用として用いられるのみならず、発電機を作動させるためにも用いられる。発電機にて発電された電力を電池に蓄わえることができる。電池から出力される直流電力は、インバータで交流電力に変換して走行用モータに供給される。
　図１に示すように、本実施形態の車両用冷却装置は、第１熱交換器１０、第２熱交換器１１、シャッター装置２０等を備えている。図１では、紙面手前側が車両前方側であり、紙面奥側が車両後方側である。図１では図示を省略しているが、熱交換器１０、１１の車両後方側に送風装置が設けられている。この送風装置によって、熱交換器１０、１１に外気が送風される。
　本実施形態の熱交換器１０、１１は、冷却水（熱交換媒体）と外気とを熱交換して冷却水を冷却するラジエータである。本実施形態では、複数の熱交換器１０、１１を備えており、これらの熱交換器１０、１１には、異なる冷却水回路の冷却水が流通する。
　本実施形態の車両用冷却装置には、複数の冷却水回路が設けられている。本実施形態の冷却水回路には、エンジン冷却水が循環するエンジン冷却水回路、インバータ冷却水が循環するインバータ冷却水回路が含まれている。第１熱交換器１０は、エンジン冷却水回路に設けられており、エンジン冷却水が流通する。第２熱交換器１１は、インバータ冷却水回路に設けられており、インバータ冷却水が流通する。つまり、複数の熱交換器１０、１１には、それぞれ別系統の冷却水が流通するようになっている。
　第１熱交換器１０および第２熱交換器１１は同様の構成を備えているので、第１熱交換器１０の構成についてのみ説明する。図２に示すように、第１熱交換器１０は、コア部１０ａと、コア部１０ａの両端部に組み付け配置されるヘッダタンク１０ｄとを有している。
　コア部１０ａは、チューブ１０ｂおよびフィン１０ｃからなる。チューブ１０ｂは内部を冷却水が流れる管状部材である。複数のチューブ１０ｂは並列して配置されている。本実施形態では、チューブ１０ｂの長手方向が水平方向となり、チューブ１０ｂの積層方向が鉛直方向となるように配置されている。フィン１０ｃは、隣接するチューブ１０ｂの間に接合されており、伝熱面積を増大させて冷却水と空気との熱交換を促進している。
　ヘッダタンク１０ｄは、チューブ１０ｂの両端部において、複数のチューブ１０ｂと連通している。ヘッダタンク１０ｄは、チューブ１０ｂが挿入接合されるコアプレート１０ｅと、コアプレート１０ｅとともにタンク空間を構成するタンク本体部１０ｆとを有している。
　図１～図３に示すように、第１熱交換器１０と第２熱交換器１１は、積層して配置されている。第１熱交換器１０と第２熱交換器１１は、チューブ積層方向が一致している。本実施形態では、第１熱交換器１０が鉛直方向上側、第２熱交換器１１が鉛直方向下側に配置されている。第１熱交換器１０および第２熱交換器１１は、車両前後方向からみて重なり合わないように配置されている。
　図１に示すように、シャッター装置２０は、スクリーン２１を備えている。スクリーンは柔軟性を有するシート状部材であり、例えばフッ素樹脂シートを好適に用いることができる。本実施形態では、スクリーン２１は、少なくとも熱交換器１０、１１のコア部１０ａ、１１ａを覆うように配置されている。
　シャッター装置２０は、熱交換器１０、１１に対してスクリーン２１を移動させることで、熱交換器１０、１１の通風量を調整できる。本実施形態では、スクリーン２１は上下方向に移動可能となっている。
　本実施形態のシャッター装置２０は、スクリーン２１を巻取ることでスクリーン２１が移動可能なロール式構造となっている。本実施形態では、スクリーン２１の両端部に巻取り部２２、２３が設けられている。第１巻取り部２２はスクリーン２１の上側端部に設けられ、第２巻取り部２３はスクリーン２１の下側端部に設けられている。第１巻取り部２２は第１熱交換器１０の上方に位置し、第２巻取り部２３は第２熱交換器１１の下方に位置している。第１巻取り部２２と第２巻取り部２３は、スクリーン巻き取り部に対応している。
　第１巻取り部２２には、モータ２４の回転軸２４ａが接続されている。モータ２４は、第１巻取り部２２を回転駆動する駆動部である。モータ２４を作動させることで、第１巻取り部２２を回転させることができる。モータ２４は、スクリーン２１を巻取る方向とスクリーン２１を送り出す方向に第１巻取り部２２を回転駆動することができる。
　第２巻取り部２３には、バネ部材２５が設けられている。バネ部材２５としては、例えばねじりバネを用いることができる。バネ部材２５は、第２巻取り部２３にスクリーン２１を巻取る方向にバネ力を作用させる。
　第１巻取り部２２にスクリーン２１を巻取るようにモータ２４を作動させることで、第２巻取り部２３から第１巻取り部２２に向かう方向にスクリーン２１を移動させることができる。モータ２４の回転を停止させることで、スクリーン２１を停止させることができる。第１巻取り部２２からスクリーン２１を送り出すようにモータ２４を作動させることで、第１巻取り部２２から第２巻取り部２３に向かう方向にスクリーン２１を移動させることができる。
　図４に示すように、スクリーン２１の一部に開口部２１ａが形成されている。開口部２１ａでは、シート面の一部に穴が開いた状態となっている。スクリーン２１における開口部２１ａが形成された部位は、連結部２１ｂによってシート面がつながっている。開口部２１ａは、開口面積、開口位置、開口形状等の開口態様が異なる複数の開口パターンが設けられている。
　スクリーン２１の開口部２１ａを通過した外気が熱交換器１０、１１に供給される。このため、熱交換器１０、１１に対してスクリーン２１を移動させることで、熱交換器１０、１１に対する開口部２１ａの位置が変わり、熱交換器１０、１１の通風量の調整を行うことができる。
　また、開口部２１ａの開口面積を調整することで、開口部２１ａを通過する風量を調整でき、熱交換器１０、１１における開口部２１ａに対応する部位の通風量を調整できる。開口部２１ａの開口面積、開口位置、開口形状等は任意に設定可能であり、熱交換器１０、１１の必要冷却量に応じて設定することできる。熱交換器１０、１１の必要冷却量は、熱交換器１０、１１の必要通風量と言い換えることができる。開口部２１ａは、車両用冷却装置が搭載される車種毎に最適化すればよい。
　スクリーン２１には、開口部２１ａの有無、開口部２１ａの開口面積等が異なる複数の領域が形成されている。これら複数の領域には、閉鎖領域Ａ、中間開放領域Ｂ、最大開放領域Ｃが含まれている。
　閉鎖領域Ａは、開口部２１ａが形成されておらず、スクリーン２１のシート面が全面に存在しており、熱交換器１０、１１に外気を通過させない領域である。中間開放領域２１ｄおよび最大開放領域２１ｅは、開口部２１ａが設けられ、熱交換器１０、１１に外気を通過させる領域である。
　中間開放領域Ｂおよび最大開放領域Ｃでは、開口部２１ａの開口パターンが異なっている。具体的には、最大開放領域Ｃの方が中間開放領域Ｂよりも開口部２１ａの開口面積が大きくなっている。このため、最大開放領域Ｃの方が中間開放領域Ｂよりも熱交換器１０、１１の通風量が多くなる。図４に示す例では、最大開放領域Ｃは、連結部２１ｂが紐状になっており、開口部２１ａの開口面積が最大になっている。
　本実施形態では、スクリーン２１の開口部２１ａは、熱交換器１０、１１の熱歪みを考慮して形成されている。この点について図５、図６を用いて説明する。なお、図５、図６では、第１熱交換器１０のみを図示し、第２熱交換器１１の図示を省略している。
　図５に示すように、熱交換器１０には、複数のチューブ１０ｂが並列配置されている。スクリーン２１の開口部２１ａを通過した外気が一部のチューブ１０ｂのみに当たると、隣接するチューブ１０ｂの温度差が大きくなる可能性がある。隣接するチューブ１０ｂの温度差が大きくなると、チューブ１０ｂ間の熱膨張差に起因する熱歪みが発生し、チューブ１０ｂが破損するおそれがある。
　このため、本実施形態では、隣接するチューブ１０ｂの温度差ができるだけ小さくなるように、スクリーン２１の開口部２１ａを形成している。本実施形態の開口部２１ａは、熱交換器１０のチューブ１０ｂの長手方向と角度をずらして形成されている。本実施形態では、開口部２１ａが長方形となっており、開口部２１ａの長手方向がチューブ１０ｂの長手方向とずれている。
　開口部２１ａの長手方向は、チューブ１０ｂ、１１ｂの長手方向とずれていればよい。本実施形態では、図５に示すように、開口部２１ａの長手方向がチューブ１０ｂ、１１ｂの長手方向に対して直交しており、開口部２１ａの長手方向がチューブ１０ｂ、１１ｂの積層方向と一致している。また、図６の変形例に示すように、開口部２１ａの長手方向がチューブ１０ｂ、１１ｂの長手方向に対して斜めになっていてもよい。
　開口部２１ａは、隣接するチューブ１０ｂ、１１ｂに跨るように形成されている。図５、図６に示す例では、開口部２１ａは熱交換器１０のすべてのチューブ１０ｂに跨るように形成されているが、必ずしもすべてのチューブ１０ｂに跨るように形成されている必要はない。
　開口部２１ａは、隣接するチューブ１０ｂ、１１ｂに当たる風量差が所定値以下となるように形成すればよい。換言すれば、開口部２１ａは、隣接するチューブ１０ｂ、１１ｂの温度差が所定値以下となるように形成すればよい。
　図１に示すように、車両用冷却装置には、制御装置３０が設けられている。制御装置３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成され、そのＲＯＭ内に記憶された空調制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行う。
　制御装置３０の入力側には、エンジン冷却水の水温を検出する第１水温センサ３１、インバータ冷却水の水温を検出する第２水温センサ３２が接続されている。制御装置３０の出力側には、モータ２４が接続されている。制御装置３０は、モータ２４の作動を制御することで、熱交換器１０、１１に対するスクリーン２１の位置を制御することができる。
　制御装置３０は、第１水温センサ３１で検出したエンジン冷却水の水温と、第２水温センサ３２で検出したインバータ冷却水の水温に基づいて、モータ２４の作動を制御する。これにより、第１熱交換器１０の必要冷却量および第２熱交換器１１の必要冷却量に応じてスクリーン２１の位置を調整し、第１熱交換器１０の通風量および第２熱交換器１１の通風量を調整することができる。
　熱交換器１０、１１の通風量制御を図７、図８を用いて説明する。図７、図８は、熱交換器１０、１１の必要冷却量とスクリーン２１の状態との関係を示している。図７、図８に示すスクリーン２１の各状態の切替は、制御装置３０がモータ２４を制御することによって行われる。
　図７の上段は、第１熱交換器１０および第２熱交換器１１の必要冷却量がゼロの場合を示している。この場合には、スクリーン２１は、閉鎖領域Ａが第１熱交換器１０および第２熱交換器１１に対応する位置にある。このため、第１熱交換器１０および第２熱交換器１１は通風量がゼロとなっている。
　図７の中段は、第１熱交換器１０の必要冷却量がゼロであり、第２熱交換器１１の必要冷却量が中間値である場合を示している。この場合には、スクリーン２１は、閉鎖領域Ａが第１熱交換器１０に対応する位置にあり、中間開放領域Ｂが第２熱交換器１１に対応する位置にある。このため、第１熱交換器１０は通風量がゼロとなり、第２熱交換器１１は通風量が中間値となっている。
　図７の下段は、第１熱交換器１０の必要冷却量がゼロであり、第２熱交換器１１の必要冷却量が最大値である場合を示している。この場合には、スクリーン２１は、閉鎖領域Ａが第１熱交換器１０に対応する位置にあり、最大開放領域Ｃが第２熱交換器１１に対応する位置にある。このため、第１熱交換器１０は通風量がゼロとなり、第２熱交換器１１は通風量が最大値となっている。
　図８の上段は、第１熱交換器１０および第２熱交換器１１の必要冷却量が中間値の場合を示している。この場合には、スクリーン２１は、中間開放領域Ｂが第１熱交換器１０および第２熱交換器１１に対応する位置にある。このため、第１熱交換器１０および第２熱交換器１１は通風量が中間値となっている。
　図８の下段は、第１熱交換器１０および第２熱交換器１１の必要冷却量が最大値の場合を示している。この場合には、スクリーン２１は、最大開放領域Ｃが第１熱交換器１０および第２熱交換器１１に対応する位置にある。このため、第１熱交換器１０および第２熱交換器１１は通風量が最大値となっている。
　以上説明した本実施形態では、熱交換器１０、１１の通風量を調整するシャッター装置２０として、スクリーン２１を巻取って移動させることができるロール式シャッター装置を採用し、スクリーン２１の一部に開口部２１ａが形成されている。これにより、１個のモータ２４でスクリーン２１を移動させることで、複数の熱交換器１０、１１のうち一部の熱交換器１０、１１のみを冷却することが可能となり、各熱交換器１０、１１の通風量を適切に調整することができる。
　また、本実施形態のシャッター装置２０では、複数の熱交換器１０、１１のうち冷却不要な熱交換器１０、１１はスクリーン２１のシート面で覆われている。このため、不要な外気が熱交換器１０、１１に供給されず、Ｃｄ値を低減可能な状況を多く作り出すことができる。Ｃｄ値のＣｄとは、Coefficient of dragの略である。Ｃｄ値とは、空気抵抗係数であって、一般にＣｄ値が小さいほど燃費が向上する。
　また、本実施形態のシャッター装置２０では、スクリーン２１に形成した開口部２１ａを介して熱交換器１０、１１に外気が供給される。このため、開口部２１ａの開口面積、開口位置、開口形状等の開口態様が異なる開口パターンを複数設けることで、熱交換器１０、１１の通風量をきめ細かく調整することが可能となる。
　また、本実施形態のシャッター装置２０では、スクリーンの開口部２１ａをチューブ長手方向とずらして形成し、隣接するチューブ１０ｂ、１１ｂに当たる風量差が所定値以下となるようにしている。これにより、開口部２１ａを通過した外気が複数のチューブ１０ｂ、１１ｂのうち一部のチューブ１０ｂ、１１ｂのみに当たることを抑制できる。この結果、隣接するチューブ１０ｂ、１１ｂの温度差が大きくなることを抑制でき、熱交換器１０、１１で熱歪みが発生することを抑制できる。
　また、本実施形態のシャッター装置２０では、制御装置３０が温度センサ３１、３２で検出した冷却水の温度に基づいてモータ２４によるスクリーン２１の巻取りを制御し、車両用熱交換器１０、１１に対するスクリーン２１の位置を制御している。これにより、熱交換器１０、１１の必要冷却量に応じて熱交換器１０、１１の通風量を適切に調整することができる。
　（第２実施形態）
　第２実施形態を図９、図１０を用いて説明する。上記第１実施形態と同様の部分については説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
　上記第１実施形態では、熱交換器１０、１１の必要冷却量に応じてスクリーン２１の開口部２１ａを形成したが、熱交換器１０、１１の風速分布に応じてスクリーン２１の開口部２１ａを形成している。
　車両用冷却装置は、図９に示す送風装置４０を備えている。送風装置４０は、熱交換器１０、１１の車両後方側に配置されている。送風装置４０は、ファン４１と、ファンモータ４２と、シュラウド４３とを備えている。図９に示す例では、ファン４１およびファンモータ４２が２組設けられている。
　ファン４１は、空気を送風する軸流式の送風ファンであり、回転軸を中心に回転するように構成されている。ファン４１は、回転軸の周囲に複数のブレードが円形に配置されている。ファンモータ４２は、ファン４１に回転動力を与える電動機であり、ファンモータ４２の回転軸にファン４１が固定されている。
　シュラウド４３には、ファン４１に対応して円形の開口部が形成されている。シュラウド４３の開口部には、複数のステー４４によってファンモータ４２が固定されている。シュラウド４３は、ファンモータ４２を保持すると共に、ファン４１により誘起される空気流れが熱交換器１０、１１を通過するように空気流れをガイドする。
　送風装置４０では、ファン４１によって空気流れが発生する一方、ファンモータ４２では空気流れが発生しない。このため、熱交換器１０、１１では、ファン４１に対応する部位の風速が速くなり、ファンモータ４２に対応する部位の風速が遅くなる。つまり、熱交換器１０、１１では、送風装置４０の送風によって風速分布が生じる。
　本第２実施形態では、スクリーン２１の開口部２１ａを熱交換器１０、１１の風速分布に応じて形成している。具体的には、熱交換器１０、１１で風速が所定値以上となる部位に対応してスクリーン２１の開口部２１ａを形成している。本第２実施形態において、風速が所定値以上となる部位は、熱交換器１０、１１におけるファン４１に対応する部位である。
　図１０に示す例では、スクリーン２１に複数の扇形状の開口部２１ａが円形に配置されている。開口部２１ａの位置および形状は、ファン４１に対応している。そして、風速が低くなるファンモータ４２に対応する部位には開口部２１ａを形成していない。
　以上説明した本第２実施形態では、熱交換器１０、１１における風速が速い部位のみに対応してスクリーン２１の開口部２１ａを形成している。これにより、Ｃｄ値を確保したまま、熱交換器１０、１１の冷却を効率よく行うことができる。
　（他の実施形態）
　本開示は上述の実施形態に限定されることなく、趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。また、上記各実施形態に開示された手段は、実施可能な範囲で適宜組み合わせてもよい。
　（１）上記各実施形態では、シャッター装置２０を熱交換器１０、１１の車両前方側に配置したが、これに限らず、シャッター装置２０を熱交換器１０、１１の車両後方側に配置してもよい。
　（２）上記各実施形態では、スクリーン２１を移動させるモータ２４を熱交換器１０、１１の上側に配置したが、これに限らず、モータ２４を熱交換器１０、１１の下側に配置してもよく、モータ２４を熱交換器１０、１１の右側または左側に配置してもよい。モータ２４を熱交換器１０、１１の右側または左側に配置する場合には、スクリーン２１は左右方向に移動することとなる。
　（３）上記各実施形態では、回転式のモータ２４で巻取り部２２を回転させてスクリーン２１を移動させるようにしたが、これに限らず、直線運動するリニアモータを用いてスクリーン２１を移動させるようにしてもよい。
　（４）上記各実施形態では、シャッター装置２０で通風量を調整する熱交換器１０、１１としてハイブリッド車両のエンジン冷却水やインバータ冷却水を冷却するためのラジエータを用いた例について説明したが、本開示を異なる種類の熱交換器に適用してもよい。例えば、過給機で加圧された過給気を冷却する水冷式インタークーラを備える車両であれば、本開示の熱交換器として過給気と熱交換した冷却水を冷却するラジエータを用いることができる。あるいは、本開示の熱交換器として、冷凍サイクルの冷媒を凝縮させるコンデンサを用いることができる。
　シャッター装置２０で通風量を調整する熱交換器は、同種の熱交換媒体が流通する熱交換器の組み合わせ（例えばラジエータとラジエータ、コンデンサとコンデンサ）でもよく、異なる種類の熱交換媒体が流通する熱交換器の組み合わせ（例えばラジエータとコンデンサ）でもよい。
　（５）上記各実施形態では、シャッター装置２０で通風量を調整する複数の熱交換器１０、１１を上下方向に積層するようにしたが、これに限らず、複数の熱交換器１０、１１を左右方向に並べて配置してもよい。
　また、複数の熱交換器１０、１１の必要冷却量がそれぞれ異なる場合には、複数の熱交換器１０、１１を車両前後方向に配置してもよい。この場合、必要冷却量が大きい熱交換器を車両前方側に配置し、必要冷却量が小さい熱交換器を車両後方側に配置すればよい。
　（６）上記各実施形態では、シャッター装置２０で複数の熱交換器１０、１１の通風量を調整するようにしたが、これに限らず、シャッター装置２０で１つの熱交換器の通風量を調整するようにしてもよい。この場合、１つの熱交換器に複数種類の熱交換媒体が流通する構成でもよく、１つの熱交換器に１種類の熱交換媒体が流通する構成でもよい。
　１つの熱交換器に複数種類の熱交換媒体が流通する構成では、熱交換器の内部が複数の部位に仕切られており、複数の熱交換器が一体化した構成とみなすことができる。このため、異なる熱交換媒体が流通する部位毎に通風量の制御を行えばよい。
　１つの熱交換器に１種類の熱交換媒体が流通する構成では、熱交換器に必要冷却量が異なる複数の部位が存在する場合に、部位毎の通風量を異ならせればよい。例えば熱交換器では、冷却水の流入側の温度が高くなり、冷却水の流出側の温度が低くなることが通常であるので、冷却水の流入側の通風量を多くし、冷却水の流出側の通風量を少なくすればよい。

 

Claims (6)

  1. 　熱交換媒体と外気との熱交換を行う車両用熱交換器（１０、１１）の通風量を調整する車両用熱交換器のシャッター構造であって、
    　前記車両用熱交換器の車両前方側または車両後方側に配置されるスクリーン（２１）と、
    　前記スクリーンを巻取ることで、前記スクリーンを前記車両用熱交換器に対して移動させることが可能なスクリーン巻取り部（２２、２３）とを備え、
    　前記スクリーンの一部に開口部（２１ａ）が形成されている車両用熱交換器のシャッター構造。
  2. 　前記開口部は、開口態様が異なる複数の開口パターンを有している請求項１に記載の車両用熱交換器のシャッター構造。
  3. 　前記車両用熱交換器は、複数の車両用熱交換器のひとつであり、
    　前記複数の車両用熱交換器は、異なる前記熱交換媒体が流通する請求項１または２に記載の車両用熱交換器のシャッター構造。
  4. 　前記車両用熱交換器は、前記熱交換媒体が流通する複数のチューブ（１０ｂ、１１ｂ）を備えており、
    　前記開口部は、前記複数のチューブのうち隣接するチューブに当たる風量差が所定値以下となるように形成されている請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両用熱交換器のシャッター構造。
  5. 　前記開口部の開口面積を調整することで、前記車両用熱交換器における当該開口部に対応する部位の通風量を調整可能となっている請求項１ないし４のいずれか１つに記載の車両用熱交換器のシャッター構造。
  6. 　前記車両用熱交換器に外気を通過させる送風装置（４０）を備え、
    　前記送風装置を作動させることで、前記車両用熱交換器を通過する外気の風速分布が発生し、
    　前記開口部は、前記車両用熱交換器を通過する外気の風速が所定値以上となる部位に対応して形成されている請求項１ないし５のいずれか１つに記載の車両用熱交換器のシャッター構造。

     
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021123552A1 (fr) * 2019-12-20 2021-06-24 Valeo Systemes Thermiques Dispositif de ventilation pour module de refroidissement de véhicule automobile et module de refroidissement pour véhicule automobile comprenant un tel dispositif de ventilation
FR3109335A1 (fr) * 2020-04-20 2021-10-22 Valeo Systemes Thermiques Dispositif de régulation d’un flux d’air d’un véhicule automobile
CN113619542A (zh) * 2020-05-09 2021-11-09 上海汽车集团股份有限公司 一种车辆前置散热系统及车辆
US11279222B2 (en) * 2019-11-11 2022-03-22 Hyundai Motor Company Cooling fan assembly for vehicle
DE102021206449A1 (de) 2021-06-23 2022-12-29 Volkswagen Aktiengesellschaft Kühleranordnung für ein Kraftfahrzeug, Kühlerpaket und Verschlussvorrichtung für ein Kühlerpaket

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210066557A (ko) * 2019-11-28 2021-06-07 현대자동차주식회사 차량의 인터쿨러
CA3225804A1 (en) * 2021-08-09 2023-02-16 Jeffrey Bruce MANHIRE Center-opening panel for controlling air flow through a heat exchanger
WO2023043881A2 (en) * 2021-09-15 2023-03-23 Magna Exteriors Inc. An air flow metering device for controlling the flow of air into a vehicle passage
CN113715609A (zh) * 2021-09-30 2021-11-30 东风商用车有限公司 一种多功能挡帘装置及车头结构
WO2023187443A1 (en) * 2022-03-29 2023-10-05 Volvo Truck Corporation Wind shielding system and method for regulating airflow to radiator cooling package of vehicle

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080289794A1 (en) * 2005-09-12 2008-11-27 Frank Joseph Leitch Vehicle cooling assembly having a protective screen
JP2017030504A (ja) * 2015-07-31 2017-02-09 いすゞ自動車株式会社 エンジン用熱交換器の通風量制御機構

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4473071B2 (ja) * 2004-08-20 2010-06-02 トヨタ自動車株式会社 車両用熱交換器
SE530032C2 (sv) * 2006-06-30 2008-02-12 Scania Cv Abp Kylaranordning för ett motorfordon
JP2008106982A (ja) * 2006-10-25 2008-05-08 Calsonic Kansei Corp 車両用熱交換器のシャッター構造
JP2008184034A (ja) * 2007-01-30 2008-08-14 Nissan Motor Co Ltd 熱交換器冷却構造
JP2010089523A (ja) * 2008-10-03 2010-04-22 Toyota Motor Corp 車両用冷却装置
JP2016080250A (ja) * 2014-10-16 2016-05-16 株式会社デンソー 車両用熱交換器のシャッター構造
JP6488994B2 (ja) * 2015-11-26 2019-03-27 株式会社デンソー 車両用熱媒体回路

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080289794A1 (en) * 2005-09-12 2008-11-27 Frank Joseph Leitch Vehicle cooling assembly having a protective screen
JP2017030504A (ja) * 2015-07-31 2017-02-09 いすゞ自動車株式会社 エンジン用熱交換器の通風量制御機構

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11279222B2 (en) * 2019-11-11 2022-03-22 Hyundai Motor Company Cooling fan assembly for vehicle
WO2021123552A1 (fr) * 2019-12-20 2021-06-24 Valeo Systemes Thermiques Dispositif de ventilation pour module de refroidissement de véhicule automobile et module de refroidissement pour véhicule automobile comprenant un tel dispositif de ventilation
FR3105366A1 (fr) * 2019-12-20 2021-06-25 Valeo Systemes Thermiques Dispositif de ventilation pour module de refroidissement de véhicule automobile et module de refroidissement pour véhicule automobile comprenant un tel dispositif de ventilation
FR3109335A1 (fr) * 2020-04-20 2021-10-22 Valeo Systemes Thermiques Dispositif de régulation d’un flux d’air d’un véhicule automobile
WO2021214001A1 (fr) * 2020-04-20 2021-10-28 Valeo Systemes Thermiques Dispositif de regulation d'un flux d'air d'un vehicule automobile
CN113619542A (zh) * 2020-05-09 2021-11-09 上海汽车集团股份有限公司 一种车辆前置散热系统及车辆
DE102021206449A1 (de) 2021-06-23 2022-12-29 Volkswagen Aktiengesellschaft Kühleranordnung für ein Kraftfahrzeug, Kühlerpaket und Verschlussvorrichtung für ein Kühlerpaket

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