JP2006522914A - コンパクトな車両用ラジエータ - Google Patents

Abstract

【課題】ラジエータにおける配管接続部の密封性を高める。
【解決手段】流体タンク（１）（２）の長手方向のラジエータの体積を減少させるために、前側ラジエータ表面（Ｆ１）の先まで突き出た流体の注入および排出用の接続部（５）（６）は、流体タンク（１）（２）の長手方向軸（Ａ１）（Ａ２）に対して傾いている。

Description

本発明は、車両の乗員区画を暖めるラジエータに関する。このラジエータは、その中央面内に存在する長手方向軸に沿って、このラジエータの第１前側面から、第２前側面に延びる少なくとも第１の流体ボックスと、この流体ボックスから始まり、ほぼ前記中央面に沿って延びる熱交換器バンドルとを備え、この熱交換器バンドルにより、流体ボックス内を循環する冷却液と、バンドルを通過する空気の流れとの間で熱が交換され、さらにこのラジエータは、流体ボックスの前記第１前側面における端部から突き出た流体の注入または排出用の配管を備えている。

この明細書において、「流体ボックス」および「配管」という用語は、それぞれ、機能的ユニットおよび非構造的ユニットを指し、流体ボックスは、流体がバンドルと直接連通する要素を指し、配管は、ラジエータ以外の流体回路の構成要素に流体ボックスを連結するパイプを指す。

後でわかるように、配管の少なくとも１つの領域は、流体ボックスに固定することができ、流体ボックスと同じ１つまたは複数の部分によって形成することができる。

上に述べた公知のタイプのラジエータでは、流体ボックスの端部から突き出た配管の存在が、ラジエータが、その長手方向軸の方向にかさばる一因になっている。しかし、車両内でラジエータ用に利用可能なスペースは、通常極めて制限されている。このことは、特に、ラジエータが、車両の乗員の足の近くにある場合、特にラジエータの下側部分付近にあてはまる。

配管の存在によって、ラジエータの前側面と、ラジエータを収容する加熱ユニットボックスの間の気密性を保つことも難しくなる。この気密性を得るためには、高価なフォームガスケットを挿入する必要があるが、このフォームガスケットは、定位置に入れることが難しく、かつ、ラジエータをボックス内に挿入するときにずれることがあり、そのため、密封性が悪くなる。さらに、この機能は、ガスケットが経時変化すると弱くなる。

本発明の目的は、上記で述べた欠点のすべて、または一部をなくすことである。

具体的には、本発明の目標は、第１前側面から始まる前記配管の第１部分が、前記長手方向軸から傾き、かつ／または前記中央面から偏心している、前記で定義したタイプのラジエータを提供することである。

配管の第１部分が傾いていることにより、所与の長さの配管について、流体ボックスの長手方向の配管の体積が、例えばエルボのところまで減少する。偏心させることにより、第１前側面内のこの中央面の他方の側に、ほぼ平坦な表面が残るように、配管の第１部分を前記中央面の第１の側に向かってオフセットさせることが可能になる。それによって、ガスケットの挿入の有無にかかわらず、ラジエータと加熱ユニットボックス、特に着脱可能なカバーが付随する加熱ユニットボックスとの間で、気密接触が行われる。

本発明の任意選択的な追加または代替の例を次にあげる。
−配管の前記第１部分は、中央面の第１の側に向かってオフセットされ、それによって、前記中央面の他方の側の第１前側面内に平坦な表面が残り、その結果、ラジエータと、このラジエータを含む加熱ユニットボックスとの間で、気密接触が行われる。

−配管の前記第１部分は、前記中央面に対して傾いている。

−配管の前記第１部分は、前記中央面の第１の側に向かって傾いている。

−配管の前記第１部分は、流体ボックスの長手方向軸を含み、かつ前記中央面と直交する面に対して傾いている。

−配管の前記第１部分は、エルボによって、前記長手方向軸と直交し、かつ前記エルボに正接する境界面に対して、流体ボックスと同じ側に配置された第２部分に連結されている。

−前記第２部分は、前記長手方向軸とほぼ直交して延び、かつ、前記境界面に正接している。

−前記第２部分は、前記エルボから始まり、前記境界面から離れている。

−次の関係を有する。
ｃｏｓβ×ｓｉｎα≦（Ｘｍａｘ／Ｌ）
ｃｏｓβ×ｃｏｓα≦（Ｙｍａｘ／Ｌ）
０≦α≦２π
−π／２≦β≦π／２
ただし、Ｌは、配管の第１部分の中央軸と第１前側面の交点と、配管の第１部分の中央軸と第２部分の中央軸の交点とを接続するベクトルの長さであり、αは、前記ベクトルと前記中央面によって形成される角度、βは、前記ベクトルと、流体ボックスの長手方向軸を含み、前記中央面と直交する面とによって形成される角度、Ｙｍａｘは、配管を収容するのに車両内で利用可能な、第１前側面から始まる流体ボックスの長手方向軸の方向の最大距離、Ｘｍａｘは、配管を収容するのに車両内で利用可能な、前記ベクトルの起点から始まる前記中央面に直交する方向の最大距離である。αおよびβは、ともにゼロではない。
−流体ボックスおよびこの流体ボックスに隣接する配管の少なくとも１つのセグメントは、少なくとも２つの部分からなる分離不可能なアセンブリによって形成されている。

−流体ボックスおよび前記セグメントは、２つの部分からなるアセンブリによって形成されている。これらの部分は、それぞれ、ボックスのほぼ半分および前記セグメントのほぼ半分を画定している。

−流体ボックスおよび前記セグメントは、２つの部分からなるアセンブリによって形成されている。これらの部分の一方は、ボックスの長手方向の壁を概ね画定し、他方は、ボックスおよび前記セグメントの残りを画定している。

−流体ボックスおよび前記セグメントは、３つの部分からなるアセンブリによって形成されている。これらの部分の２つは、ボックスの半分を概ね画定し、第３の部分は、前記セグメントを画定している。

−前記部分は、アルミニウム系材料からなっている。

−第２の流体ボックスは、前記中央面に含まれる長手方向軸に沿って延び、熱交換器バンドルは、これらの２つの流体ボックス間に挿入されている。これら２つの流体ボックスの一方は、流体注入配管に関連し、他方は、流体排出配管に関連するものである。第２の流体ボックスに関連する配管も、上記で定義したものである。

本発明の別の目的は、上記で定義したラジエータを備える、車両の乗員区画用の加熱または空調用のユニットを提供することである。前記ボックスは、配管の第１部分が傾き、かつ／または偏心しているために空いている前記第１前側面の区域と概ね気密に接触している。

以下の説明は、添付の図面を参照して、本発明の特徴および利点をより詳細に説明するものである。

図１〜図３は、本発明による、自動車の乗員区画を暖めるか、あるいは空調するユニット用の加熱ラジエータを示す。図に示すラジエータは、水平長手方向軸Ａ１に沿って、このラジエータの第１前側面Ｆ１から、第２前側面Ｆ２に延びる上部流体ボックス１を備えている。これらの前側面の方向は、ともに直角である。

このラジエータは、さらに、軸Ａ１と平行な長手方向軸Ａ２に沿って、表面Ｆ１から表面Ｆ２に延びる下側流体ボックス２を備えている。熱交換器バンドル３は、流体ボックス１と流体ボックス２の間に配置され、チューブ４の列を有する。

チューブ４は、それぞれ、垂直に延び、表面Ｆ１と表面Ｆ２の間で水平方向に整列されている。各チューブ４の上端および下端は、それぞれ、流体ボックス１および２に貫入され、それによって、冷却液が、これらのチューブを通って、一方から他方に循環することができる。この冷却液から、バンドル３のチューブ４の間を通過する空気の流れに熱が伝達される。

それぞれ流体ボックス１および２と連通する２つの配管５および６は、前側面Ｆ１から突き出ている。これらの配管の一方は、ラジエータに冷却液を入れ、他方は、この流体を、ラジエータから排出するのに使用される。これらの配管は、それぞれ、対応する流体ボックスに隣接する第１のほぼ真っ直ぐな部分５−１、６−１と、エルボ５−３、６−３を介して第１部分に連結された、第２のほぼ真っ直ぐな部分５−２、６−２とを備えている。

本発明によれば、これらの配管の第１部分５−１、６−１は、軸Ａ１、Ａ２に対して傾いており、かつ、軸Ａ１およびＡ２を含むラジエータの中央面Ｐから偏心している。

図５に図式的に示すところにより、傾き、および偏心というこれらの概念が、よりよく理解されると思う。この図で、流体ボックス１の端部領域は、前側面Ｆ１のところまで延び、そこから、配管５が突き出ているのがわかる。

配管５は、エルボ５−３によって互いに連結された第１部分５−１および第２部分５−２を有する。部分５−１の長手方向軸Ａ３は、この実施例では、ボックス１の長手方向軸Ａ１と表面Ｆ１の交点Ｏ１から、横方向にオフセットされた点Ｏで前側面Ｆ１と交わっている。したがって、配管の部分５−１は、流体ボックス１から偏心している。

さらに、軸Ａ１とＡ３は平行ではなく、鋭角で交わっている。したがって、部分５−１は、軸Ａ１に対し傾いている。

再度図１〜図３を参照すると、配管の部分５−１および６−１は、ともに、図２の左側に向かって傾き、かつ偏心している。そのため、前側面Ｆ１から、面Ｐの右側までの幅の空の部分が残り、それによって、平面ストリップ１０は、この表面の高さ全体にわたって延びることができ、その結果、後でわかるように、加熱ユニットのボックスとの気密接触を容易に達成することができる。

図１〜図３は、配管の部分５−１が、面Ｐから傾いており、かつ、面Ｐと直交し、軸Ａ１を含む面Ｐ１と平行であるところも示している。一方、下側配管６の第１部分６−１は、面Ｐからも傾き、かつ、面Ｐと直交し、軸Ａ２を含む面Ｐ２に対しても傾いている。

上側配管５の第２部分５−２は、水平を向き、前側面Ｆ１と平行であり、下側配管６の第２部分６−２は、垂直に延びている。各配管の表面Ｆ１からの距離Ｄ１、Ｄ２は、各配管の第１部分の長さ、および各配管のエルボの曲率半径によって決まる。

これらの配管の第１部分が傾いていることにより、第１部分の長さ、およびエルボの曲率半径に等しいこの距離を、第１部分の向きが軸Ａ１および軸Ａ２に沿っている先行技術と比較して、短くすることが可能になる。

同様に、下側配管６の第１部分６−１が傾いていることにより、下側配管６が図２の左側向きの表面Ｆ３から突き出る距離Ｄ３を、短くすることができる。表面Ｆ３は、交換器の主要な表面の１つであり、ここを通って、空気の流れが通過する。

配管５および６は、それぞれ、表面Ｆ１の面と、軸Ａ１および軸Ａ２と直交し、表面Ｆ１から、Ｄ１およびＤ２の距離のところに位置する面Ｐ３および面Ｐ４との間に完全に含まれている。面Ｐ３およびＰ４は、エルボ５−３、６−３、ならびに図１〜図３の実施例では、面Ｐ３およびＰ４と平行に延びる部分５−２、６−２に正接している。

これらの部分５−２、６−２を、面Ｐ３およびＰ４に必ずしも平行とせず、図５で配管５に関して示すように、表面Ｆ１の面に向けることもできる。この場合、部分５−２は、もはや面Ｐ３に正接せず、面Ｐ３と表面Ｆ１の面との間にある。

図４は、本発明によるラジエータの流体ボックス１の端部領域の斜視図であり、図５に、この流体ボックスの同じ領域、および対応する配管５の平面図である。

図５において、Ａ３およびＡ４は、この配管の部分５−１および５−２の長手方向軸を示す。これらの長手方向軸は、点Ａで交わっている。Ｌは、点Ａと、軸Ａ３とラジエータの前側面Ｆ１が交わる点Ｏとの間で、軸Ａ３に沿う距離である。Ｙｍａｘは、軸Ａ１の方向であるＹ方向に表面Ｆ１から始まる配管の最大許容容積を示す。Ｘｍａｘ（図４）は、面Ｐと直交するＯＸ方向に、点Ｏから始まる配管の最大容積を示す。

また図４において、Ｂは、ＸＯＹ面上への点Ａの投影を示し、αおよびβは、それぞれ、角度ＢＯＹおよびＡＯＢを示す。

ＯＸ−ＯＹ座標系における点Ｂの座標は、次のとおりである。
Ｌ×ｃｏｓβ×ｓｉｎα、およびＬ×ｃｏｓβ×ｃｏｓα

したがって、点Ａ、すなわち点Ｂが、制限ＸｍａｘおよびＹｍａｘの外側に出ないようにするために、次の関係を保持するべきである。
ｃｏｓβ×ｓｉｎα≦（Ｘｍａｘ／Ｌ）
ｃｏｓβ×ｃｏｓα≦（Ｙｍａｘ／Ｌ）
０≦α≦２π
−π／２≦β≦π／２
ただし、αおよびβは、ともにゼロではない。

これらの関係を守ることが可能な値であれば、どの値でも、角度αおよびβとして採用し得る。

図６〜図８は、それぞれ、流体ボックスと、この流体ボックスに固定された配管セグメントとからなる様々なアセンブリを示す。これらのアセンブリは、折り曲げるか、あるいは打ち抜いたアルミニウムプレートを、溶接またはろう付けして組み立てることによって得られる。このセグメントは、この配管の、流体ボックスに隣接する第１部分の少なくとも１つの初期領域を示す。

これらのアセンブリのタイプにより、本発明に従って、傾けること、かつ／または偏心を生成することが容易になり、その結果、この配管の第１部分の全部または一部分が、このセグメントにより形成される。

図６では、２つの部分１１および１２は、それぞれ、流体ボックス１のほぼ半分および配管のセグメント５−０のほぼ半分を画定している。

図７では、第１部分１３は、ボックス１の長手方向の壁を概ね画定し、第２部分１４は、このボックスの残りおよび配管のセグメント５−０を画定している。

最後に、図８では、２つの部分１５および１６は、それぞれ、ボックス１１の半分を概ね画定し、第３部分１７は、配管のセグメント５−０を概ね画定している。

それぞれの場合において、セグメント５−０は、この流体ボックスのこれら２つの部分の接合面から傾いている。

図１は、ラジエータに加えて、ユニットボックスにおける、このラジエータに隣接する要素２１、２２、２３を示している。このユニットボックスは、ラジエータがよりはっきりとわかるように、詳細には示していない。

具体的には、要素２３は、開口２４を閉じる着脱可能なカバーに属するものである。開口２４を通して、ラジエータが組み立てられる。これらの要素は、ラジエータに、その周辺全体にわたって接触するリブ２５、２６、２７、２８を備え、それによって、ラジエータの上流側と下流側の間の気密性が得られる。

本発明では、カバー２３に固定されたリブ２８用の台座を提供する平面ストリップ１０（図２）によって、このような密封を容易に得ている。

本発明は、ラジエータが、このラジエータの同じ前側面から始まる２本の配管とそれぞれ関連する平行な軸に沿って延びる２つの流体ボックスを有する上述の実施形態に限定されるものではない。具体的には、
−単一の流体ボックス
−それぞれ軸が平行でない２つのボックス
−ラジエータの前側表面から延びる単一の配管
−それぞれ２つの前側表面の一方から延び、かつそれぞれ異なるボックスに関連するか、あるいは両方が同じボックスに関連する２本の配管
という代替形態、もしくはこれらを組み合わせることも可能である。

本発明によるラジエータの斜視図であり、ラジエータが収容される加熱または空調用のユニットボックスを部分的に示す。 図１のラジエータの側面図である。 図１のラジエータの正面図である。 配管の傾き角を計算する方法を示す説明図である。 配管の傾き角を計算する方法を示す説明図である。 本発明によるラジエータ内の流体ボックスおよび配管の可能なアセンブリを示す模式図である。 本発明によるラジエータ内の流体ボックスおよび配管の可能なアセンブリを示す模式図である。 本発明によるラジエータ内の流体ボックスおよび配管の可能なアセンブリを示す模式図である。

符号の説明

１ 上部流体ボックス
２ 下側流体ボックス
３ 熱交換器バンドル
４ チューブ
５ 上側配管
６ 下側配管
５−０ セグメント
５−１ 第１のほぼ真っ直ぐな部分
５−２ 第２のほぼ真っ直ぐな部分
５−３ エルボ
６−１ 第１のほぼ真っ直ぐな部分
６−２ 第２のほぼ真っ直ぐな部分
６−３ エルボ
１０ 平面ストリップ
１１ 部分
１２ 部分
１３ 第１部分
１４ 第２部分
１５ 部分
１６ 部分
１７ 第３部分
２１ 要素
２２ 要素
２３ 要素、カバー
２４ 開口
２５ リブ
２６ リブ
２７ リブ
２８ リブ
Ａ 点
Ａ１ 水平長手方向軸
Ａ２ 長手方向軸
Ａ３ 長手方向軸
Ａ４ 長手方向軸
Ｂ 投影
Ｄ１ 距離
Ｄ２ 距離
Ｄ３ 距離
Ｆ１ 第１前側面
Ｆ２ 第２前側面
Ｆ３ 表面
Ｌ 距離
Ｏ 点
Ｏ１ 交点
Ｐ 中央面
Ｐ１ 面
Ｐ２ 面
Ｐ３ 面
Ｐ４ 面
Ｘｍａｘ 最大距離
Ｙｍａｘ 最大距離、最大許容容積
α 角度
β 角度

Claims (16)

1. 車両の乗員区画を暖めるラジエータであって、前記ラジエータの中央面（Ｐ）内における長手方向軸（Ａ１）に沿って、前記ラジエータの第１前側面（Ｆ１）から第２前側面（Ｆ２）に延びる第１の流体ボックス（１）と、前記流体ボックスから始まり、ほぼ前記中央面（Ｐ）に沿って延びる熱交換器バンドル（３）とを備え、前記熱交換器バンドル（３）により、前記流体ボックス内を循環する冷却液と、前記バンドルを通過する空気の流れとの間で熱交換され、前記ラジエータはさらに、前記流体ボックスの第１前側面（Ｆ１）における端部から突き出た流体の注入用または排出用の配管（５）を備えるラジエータにおいて、前記配管（５）は、第１前側面（Ｆ１）から始まり、かつ前記長手方向軸（Ａ１）に対して傾き、かつ／または前記中央面（Ｐ）に対して偏心している第１部分（５−１）を有することを特徴とするラジエータ。
2. 前記配管の第１部分（５−１）は、前記中央面（Ｐ）の第１の側に向かってオフセットしており、それによって、前記第１前側面（Ｆ１）内の前記中央面の他方の側に、平坦な表面（１０）が残り、その結果、前記ラジエータと、前記ラジエータを収容する加熱ユニットボックスとは、気密的に接触している、請求項に記載のラジエータ。
3. 前記配管（５）の第１部分（５−１）は、前記中央面に対して傾いている、請求項１または２に記載のラジエータ。
4. 前記配管の第１部分は、前記中央面（Ｐ）の第１の側に向かって傾いている、請求項１または２に記載のラジエータ。
5. 配管（６）の第１部分（６−１）は、流体ボックス（２）の長手方向軸（Ａ２）を含み、かつ前記中央面（Ｐ）と直交する面（Ｐ２）に対して傾いている、請求項１〜４のいずれかに記載のラジエータ。
6. 前記配管（５）の第１部分（５−１）は、エルボ（５−３）によって、前記長手方向軸と直交し、かつ前記エルボ（５−３）に正接する境界面（Ｐ３）に対して、前記流体ボックス（１）と同じ側に配置された第２部分（５−２）に連結されている、請求項１〜５のいずれかに記載のラジエータ。
7. 前記第２部分（５−２）は、前記長手方向軸（Ａ１）とほぼ直交して延び、かつ、前記境界面（Ｐ３）に正接している、請求項１〜６のいずれかに記載のラジエータ。
8. 前記第２部分（５−２）は、前記エルボから始まり、前記境界面（Ｐ３）から離れている、請求項１〜６のいずれかに記載のラジエータ。
9. ｃｏｓβ×ｓｉｎα≦（Ｘｍａｘ／Ｌ）
   ｃｏｓβ×ｃｏｓα≦（Ｙｍａｘ／Ｌ）
   ０≦α≦２π
   −π／２≦β≦π／２
   の関係を有し、ただし、Ｌは、前記配管（５）の前記第１部分（５−１）の中央軸（Ａ３）と第１前側面（Ｆ１）の交点（０）と、前記配管（５）の前記第１部分（５−１）の中央軸（Ａ３）と、前記第２部分（５−２）の中央軸（Ａ４）の交点（Ａ）とを接続するベクトルの長さであり、αは、前記ベクトルと前記中央面（Ｐ）によって形成される角度、βは、前記ベクトルと、前記流体ボックス（１）の長手方向軸（Ａ１）を有し、かつ前記中央面（Ｐ）と直交する面（Ｐ１）によって形成される角度、Ｙｍａｘは、前記配管を収容するのに前記車両内で利用可能な、前記第１前側面（Ｆ１）から始まる前記流体ボックス（１）の長手方向軸（Ａ１）の方向の最大距離、Ｘｍａｘは、前記配管を収容するのに前記車両内で利用可能な、前記ベクトルの起点（Ｏ）から始まる中央面（Ｐ）と直交する方向の最大距離であり、αおよびβは、ともにゼロではない、請求項１〜８のいずれかに記載のラジエータ。
10. 前記流体ボックス（１）および流体ボックスに隣接する前記配管（５）の少なくとも１つのセグメントは、少なくとも２つの部分（１１）（１２）からなる分離不可能なアセンブリによって形成されている、請求項１〜９のいずれかに記載のラジエータ。
11. 前記流体ボックス（１）および前記セグメントは、２つの部分（１１）（１２）からなる前記アセンブリによって形成され、かつ前記部分は、それぞれ、前記ボックス（１）のほぼ半分、および前記セグメントのほぼ半分を画定している、請求項１〜９のいずれかに記載のラジエータ。
12. 前記流体ボックス（１）および前記セグメントは、２つの部分からなるアセンブリによって形成され、前記部分の一方（１３）は、前記ボックス（１）の長手方向の壁を概ね画定し、他方（１４）は、前記ボックス（１）および前記セグメントの残りを画定している、請求項１〜９ののいずれかに記載のラジエータ。
13. 前記流体ボックス（１）および前記セグメントは、３つの部分からなるアセンブリによって形成され、かつ前記部分の２つ（１５）（１６）は、前記ボックス（１）の半分を概ね画定し、第３の部分（１７）は、前記セグメントを画定している、請求項１〜９のいずれかに記載のラジエータ。
14. 前記部分は、アルミニウム系材料からなるものである、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のラジエータ。
15. 前記中央面（Ｐ）に含まれる長手方向軸（Ａ２）に沿って延びる第２の流体ボックス（２）を備え、前記熱交換器バンドル（３）は、前記２つの流体ボックス間に挿入され、前記２つの流体ボックスの一方は、流体注入配管（５）に関連し、他方は、流体排出配管（６）に関連し、前記第２の流体ボックス（２）に関連する前記配管も、前記請求項１〜１４のいずれかで定義されたものである、請求項１〜１４のいずれかに記載のラジエータ。
16. 車両の乗員区画用の加熱または空調用のユニットであって、このユニットは、ボックス（２１）（２２）（２３）（２４）に収容された、請求項１〜１５のいずれかに記載のラジエータを備え、前記ボックスは、前記配管（５）の第１部分（５−１）が傾き、かつ／または偏心しているために空いている前記第１前側面（Ｆ１）の区域（１０）と概ね気密に接触しているユニット。

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