JP2006125731A

JP2006125731A - 車両用熱交換器

Info

Publication number: JP2006125731A
Application number: JP2004314731A
Authority: JP
Inventors: Makoto Tajima; 誠田島; Kenji Makino; 健司槇野; Takeshi Yamaguchi; 武山口; Kenzo Oki; 健三大木; Maki Kakizawa; 真樹柿沢
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2004-10-28
Filing date: 2004-10-28
Publication date: 2006-05-18

Abstract

【課題】チューブの温度差に起因する熱応力の発生を防止し、チューブの耐久性を向上できる車両用熱交換器の提供
【解決手段】所定間隔を置いて対向配置されるタンク2a,2bの間に、チューブ３とフィンが交互に複数配置され、一方のタンク２ａ内の吸入空気が、各チューブ３を流通して他方のタンク２ｂ内に移動する間に、フィン４を介して車両走行風で冷却される車両用熱交換器おいて、前記複数のチューブ３のうち、他のチューブに比べてより多く当たるチューブ３ａの一部を防風板７で覆うこととした。
【選択図】図１

Description

本発明は車両用熱交換器に関する。

従来、車両用熱交換器としては、主に、コンデンサ、ラジエータ、一体型熱交換器、オイルクーラ、インタークーラ等の様々な種類があり、これらは所定間隔を置いて対向配置されるタンクの間に、チューブとフィンが交互に複数配置されており、一方のタンク内の冷媒を各チューブを介して他方のタンク内に流通させる間に、フィンを介して車両走行風またはファンによる強制風と熱交換させることにより、冷媒を冷却する構造になっている（特許文献１参照）。
特開平１１−１４２８５号公報

しかしながら、従来の車両用熱交換器にあっては、車両のフロントグリル、フレーム、ファン等の配置によって車両走行風またはファンによる強制風が全てのチューブに対して均一に当たることはないため、前記風がより多く当たるチューブは、他のチューブに比べて低温になり、他のチューブとの温度差に起因する熱応力によって亀裂・破損する虞があるという問題点があった。
なお、コア部における最外端のチューブも他のチューブに比べて温度が低くなる傾向にある。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、チューブの温度差に起因する熱応力の発生を防止し、チューブの耐久性を向上できる車両用熱交換器を提供することである。

本発明の請求項１記載の発明では、所定間隔を置いて対向配置されるタンクの間に、チューブとフィンが交互に複数配置され、前記一方のタンク内の冷媒が、各チューブを流通して他方のタンク内に移動する間に、フィンを介して車両走行風またはファンによる強制風で冷却される車両用熱交換器おいて、前記複数のチューブのうち、他のチューブに比べて温度が低くなるチューブの一部を防風板で覆うことを特徴とする。

請求項１記載の発明にあっては、所定間隔を置いて対向配置されるタンクの間に、チューブとフィンが交互に複数配置され、前記一方のタンク内の冷媒が、各チューブを流通して他方のタンク内に移動する間に、フィンを介して車両走行風またはファンによる強制風で冷却される車両用熱交換器おいて、前記複数のチューブのうち、他のチューブに比べて温度が低くなるチューブの一部を防風板で覆うため、温度が低くなるチューブの受ける風量を防風板で調整してチューブの温度差に起因する熱応力を防止でき、チューブの耐久性を向上できる。

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

以下、実施例１を説明する。
なお、本実施例１では車両用熱交換器を空冷式インタークーラに適用した場合について説明する。
図１は本発明の実施例１の車両用熱交換器を示す正面図、図２は同上面図、図３は同背面図、図４は本実施例１のコア部を示す正面図、図５は本実施例１の防風板の平面図、図６は同上面図である。

先ず、全体構成を説明する。
図１〜３に示すように、本実施例の車両用熱交換器は、過給機付きエンジンにおいて、過給の効果を十分に引き出すために、圧縮した吸入空気（冷媒に相当）を車両走行風で冷却するための空冷式インタークーラであって、それぞれタンク1a,1bが装着された一対の座板2a,2bと、該座板2a,2bの間に配置される複数のチューブ３及びフィン４と、前記座板2a,2bの両端部同士を連結補強するレインフォース5a,5bを主要な構成としている。

前記タンク1a,1bは、車両後方側に突出した入出力ポートP1,P2を備える他、前記座板2a,2bに対して内部を密閉するように図外の溶接で固定されている。

また、図４に示すように、前記座板2a,2bにはチューブ３の両端部が嵌挿固定される他、該座板2a,2bを含む、チューブ３、フィン４、レインフォース5a,5bが全てアルミ製であり、これらは予め一体的に組み付けられた後、図外の熱処理炉内で一体的にろう付けされることによりコア部６が形成される。

そして、前記コア部６の正面側に、図５、６に示す防風板７が設けられている。
具体的には、前記防風板７はアルミ製で略正三角形状に形成され、その頂点部７ａがコア部６の略中央に配置された複数のチューブ３ａ（図４参照）の略中央に配置され、且つ、その底辺部７ｂがチューブ３ａの少なくとも座板２ａとの付け根を覆うようにタンク２ａに対して溶接Ｘ（図１参照）で固定されている。
なお、本実施例１の車両用熱交換器においては、チューブ３ａの前方位置にに図示しないフロントグリルの開口部が配置される。

次に、作用を説明する。
このように構成された車両用熱交換器では、図外の過給機で圧縮された約１６０℃の吸入空気が、入出力ポートＰ１からタンク２ａ内に流入し、各チューブ３を流通してタンク２ｂ内に流入する間に、フィン４を介して車両走行風と熱交換して約４０℃まで冷却された後、入出力ポートＰ２から排出されてエンジンへ流入する。

また、本実施例１の車両用熱交換器においては、フロントグリルの開口部から車両走行風が直接チューブ３ａに当たるため、チューブ３ａは他のチューブ３に比べてより多くの車両走行風が当たってその表面温度が次第に低くなり、結果、両者の温度差に起因する熱応力によってチューブ３ａの付け根に亀裂・破損が生じる虞がある。
なお、チューブ３ａの表面温度は、最も高温のチューブ３に比べて約４０℃も低くなる。

しかしながら、本実施例１の車両用熱交換器においては、防風板７でチューブ３ａに当たる車両走行風を他のチューブ３と同等にまで減らすことができ、これにより他のチューブ３との温度差を無くすことができる。
従って、チューブ３の温度差に起因する熱応力を無くしてチューブ３ａの付け根に亀裂・破損が生じるのを防止でき、チューブ３の耐久性、ひいては車両用熱交換器の耐久性を向上できる。

次に、効果を説明する。
以上、説明したように、本実施例１の車両用熱交換器では、所定間隔を置いて対向配置されるタンク2a,2bの間に、チューブ３とフィンが交互に複数配置され、一方のタンク２ａ内の吸入空気が、各チューブ３を流通して他方のタンク２ｂ内に移動する間に、フィン４を介して車両走行風で冷却される車両用熱交換器おいて、前記複数のチューブ３のうち、他のチューブに比べて温度が低くなるチューブ３ａの一部を防風板７で覆うため、チューブ３ａの受ける風量を防風板７で調整してチューブ３ａの過冷却を防止でき、チューブ３ａの温度差に起因する熱応力を防止できる。

また、本実施例１では、防風板７がタンク２ａ側を底辺部７ｂとして正三角形状に形成されるため、チューブ３ａが覆われる範囲を中央から外側に向けて序々に少なくでき、これにより、チューブ３ａを中央から外側へ序々に温度上昇させて他のチューブ３との温度差を無くすことができる。
なお、本実施例１では防風板７をチューブ３ａのタンク２ａ側に設けたが、タンク２ｂ側に設けても同様の効果を得ることができる。また、防風板７をタンク２ａ側及びタンク２ｂ側の両方につけても良い。

さらに、本実施例では、防風板７をタンク２ａ側（タンク２ｂ側）を底辺部７ｂとして正三角形状に形成したが、他のチューブに比べて温度が低くなるチューブ３ａ全体を覆う長方形の防風板としても良い。

以下、実施例２を説明する。
なお、本実施例２の車両用熱交換器では、前記実施例１で説明した防風板の形状及び取付け位置を変更したこと以外は前記実施例１と同様であるため、同一部材構成においては同じ符号を付してその説明は省略し、相違点のみ詳述する。
図７は本発明の実施例２の車両用熱交換器を示す正面図、図８は防風板の平面図、図９は同上面図、図１０は本実施例２のコア部の正面図である。

図７に示すように、本実施例２の車両用熱交換器では、コア部６の正面側に、図８、９に示す防風板２０が設けられている。
具体的には、前記防風板２０はアルミ製で略直角三角形状に形成され、その頂点部２０ａがレインフォース５ｂに近接する最外端のチューブ３ｂ（図１０参照）に配置され、その底辺部２０ｂが前記チューブ３ｂにおける座板２ａとの付け根を覆うようにタンク２ａに対して溶接Ｘ１で固定されている。

このように構成された車両用熱交換器では、レインフォース５ｂに隣接するフィン４ａ（図１０参照）は、他のフィン４に比べてその両側にチューブ３が配置された状態でないため放熱性が高い上、レインフォース５ｂによっても放熱されるため、最外端のチューブ３ｂの温度が他のチューブ３に比べて低くなり、結果、チューブ３ｂの付け根に亀裂・破損が生じる虞がある。

しかしながら、本実施例２の両用熱交換器においては、防風板２０でチューブ３ｂに当たる車両走行風を減らしてチューブ３ｂと他のチューブ３との温度差を無くすことができ、これにより、チューブ３ｂの付け根に亀裂・破損が生じるのを防止してチューブ３の耐久性、ひいては車両用熱交換器の耐久性を向上できる。

また、本実施例１では防風板２０がタンク２ａ側を底辺部２０ｂとして略直角三角形状に形成されるため、防風板２０によって覆われる範囲をチューブ３ｂから内側に向けて少なくでき、これにより、チューブ３ｂから内側へ序々に温度上昇させて他のチューブ３との温度差を無くすことができる。
なお、本実施例２では防風板２０をチューブ３ｂのタンク２ａ側に設けたがタンク２ｂ側に設けても同様の効果を得ることができる。また、防風板２０をタンク２ａ側及びタンク２ｂ側の両方につけても良い。

さらに、防風板２０を他のチューブに比べて温度が低くなるチューブ３ａ全体を覆う長方形の防風板としても良い。
また、レインフォース５ａに近接する最外端のチューブ３ｃ（図１０参照）におけるタンク２ａ（２ｂ）との付け根を覆うように防風板２０を設けても良いが、チューブ３ｃは入出力ポートＰ１に近接しているため、特に温度が低くなることがなく、チューブ３ｂに比べて熱応力の悪影響が少ない。

以上、本発明の実施の形態を説明してきたが、本発明の具体的構成は本実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更などがあっても本発明に含まれる。
例えば、本実施例では、車両用熱交換器を空冷式インタークーラに適用した場合について説明したが、コンデンサ、ラジエータ、一体型熱交換器、オイルクーラ等の一般的な車両用熱交換器に適用でき、車両走行風が特に良く当たる、またはその他の理由により温度が低くなるチューブの少なくとも一部に防風板を設けられば良い。
また、防風板７、２０の形状、設置数、固定方法などについては適宜設定できる。

本発明の実施例１の車両用熱交換器を示す正面図である。本実施例１の車両用熱交換器を示す上面図である。本実施例１の車両用熱交換器を示す背面図である。本実施例１のコア部の正面図である。本実施例１の防風板の平面図である。本実施例１の防風板の上面図である。本発明の実施例２の車両用熱交換器を示す正面図である。本実施例２防風板の平面図である。本実施例２の防風板の上面図である。本実施例２のコア部の正面図である。

符号の説明

Ｐ１、Ｐ２入出力ポート
Ｘ、Ｘ１溶接
１ａ、１ｂタンク
２ａ、２ｂ座板
３、３ａ、３ｂチューブ
４フィン
５ａ、５ｂレインフォース
６コア部
７、２０防風板
７ａ、２０ａ頂点部
７ｂ、２０ｂ底辺部

Claims

所定間隔を置いて対向配置されるタンクの間に、チューブとフィンが交互に複数配置され、
前記一方のタンク内の冷媒が、各チューブを流通して他方のタンク内に移動する間に、フィンを介して車両走行風またはファンによる強制風で冷却される車両用熱交換器おいて、
前記複数のチューブのうち、他のチューブに比べて温度が低くなるチューブの少なくとも一部を防風板で覆うことを特徴とする熱交換器のコア部構造。