JP2007291937A - 車両用熱交換器の保護部材構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】 各チューブを確実に保護できると同時に車両斜め前方からコア部へ向かう攻撃物とコア部の衝突を防止できる車両用熱交換器の保護部材構造の提供。
【解決手段】 車両用熱交換器１のコア部２が交互に配置された複数のチューブ５とアウターフィン６で構成されると共に、このコア部２の前面に保護部材２０が設けられた車両用熱交換器１の保護部材構造において、保護部材２０が、コア部２の各チューブ５の前方側を覆った状態で該チューブ５の長手方向に延在し、且つ、車両斜め前方からコア部２へ向かう攻撃物Ｘと該コア部２との衝突を防止する保護部２１を備えることとした。
【選択図】 図１
【解決手段】 車両用熱交換器１のコア部２が交互に配置された複数のチューブ５とアウターフィン６で構成されると共に、このコア部２の前面に保護部材２０が設けられた車両用熱交換器１の保護部材構造において、保護部材２０が、コア部２の各チューブ５の前方側を覆った状態で該チューブ５の長手方向に延在し、且つ、車両斜め前方からコア部２へ向かう攻撃物Ｘと該コア部２との衝突を防止する保護部２１を備えることとした。
【選択図】 図１
Description
本発明は、車両用熱交換器の保護部材構造に関する。
従来、交互に配置された複数のチューブとフィンで構成されたコア部の前面に保護部材が設けられた車両用熱交換器の保護部材構造の技術が公知になっている（特許文献１参照）。
特開２０００−５２７５２号公報
しかしながら、従来の発明にあっては、保護部材が複数のルーバで構成されていたため、車両前方からルーバの傾斜角度に沿って斜め上方に向かう攻撃物がルーバの隙間を介してチューブに衝突する可能性が高いという問題点があった。
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、各チューブを確実に保護できると同時に車両斜め前方からコア部へ向かう攻撃物とコア部の衝突を防止できる車両用熱交換器の保護部材構造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、交互に配置された複数のチューブとフィンでコア部が構成されると共に、このコア部の前面に保護部材が設けられた車両用熱交換器の保護部材構造において、前記保護部材が、コア部の各チューブの前方側を覆った状態で該チューブの長手方向に延在し、且つ、車両斜め前方からコア部へ向かう攻撃物と該コア部との衝突を防止する保護部を備えることを特徴とする。
本発明の請求項１記載の発明にあっては、交互に配置された複数のチューブとフィンでコア部が構成されると共に、このコア部の前面に保護部材が設けられた車両用熱交換器の保護部材構造において、前記保護部材が、コア部の各チューブの前方側を覆った状態で該チューブの長手方向に延在し、且つ、車両斜め前方からコア部へ向かう攻撃物と該コア部との衝突を防止する保護部を備えるため、各チューブを確実に保護できると同時に車両斜め前方からコア部へ向かう攻撃物とコア部の衝突を防止できる。
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、車両前後方向及び車幅方向を前後方向及び左右方向と称して説明する。
図１は本発明の実施例１の車両用熱交換器の保護部材構造を示す全体正面図、図２は同右側面図（ルーバは省略）、図３は本実施例１の車両用熱交換器の正面図、図４は本実施例１のチューブを説明する図、図５は本実施例１のインナーフィンを説明する図、図６は本実施例１のエンボス部を説明する図である。
図７は本実施例１の車両用熱交換器の内部を説明する側断面図（インナーフィンは省略）、図８は本実施例１の保護部材の正面図、図９は同背面図、図１０は同右側面図、図１１は図８のＳ１１−Ｓ１１線における断面図であり、保護部の断面形状を説明する図、図１２は作用を説明する図である。
図１、２に示すように、本実施例１では車両用熱交換器１と、この車両用熱交換器１の前方側に配置された保護部材２０が備えられている。
図３に示すように、車両用熱交換器１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、圧縮した吸入空気を車両走行風またはファンの強制風で冷却する所謂空冷式インタークーラであって、コア部２と、吸入ポート３と、排出ポート４が備えられている。
なお、車両前後方向及び車幅方向を前後方向及び左右方向と称して説明する。
図１は本発明の実施例１の車両用熱交換器の保護部材構造を示す全体正面図、図２は同右側面図（ルーバは省略）、図３は本実施例１の車両用熱交換器の正面図、図４は本実施例１のチューブを説明する図、図５は本実施例１のインナーフィンを説明する図、図６は本実施例１のエンボス部を説明する図である。
図７は本実施例１の車両用熱交換器の内部を説明する側断面図（インナーフィンは省略）、図８は本実施例１の保護部材の正面図、図９は同背面図、図１０は同右側面図、図１１は図８のＳ１１−Ｓ１１線における断面図であり、保護部の断面形状を説明する図、図１２は作用を説明する図である。
図１、２に示すように、本実施例１では車両用熱交換器１と、この車両用熱交換器１の前方側に配置された保護部材２０が備えられている。
図３に示すように、車両用熱交換器１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、圧縮した吸入空気を車両走行風またはファンの強制風で冷却する所謂空冷式インタークーラであって、コア部２と、吸入ポート３と、排出ポート４が備えられている。
コア部２は、交互に配置された複数のチューブ５とアウターフィン６で構成され、図４に示すように、各チューブ５は最中状に重ねられる皿状の一対のシェル7,8と、この一対のシェル7,8の間に介装されるインナーフィン９で構成されている。
両シェル7,8のうち、シェル７の長手方向両端部には上方に開口する環状突起部７ａが形成され、シェル８の長手方向両端部には下方に突出する円筒状の環状突起部８ａがそれぞれ形成されている。
両シェル7,8のうち、シェル７の長手方向両端部には上方に開口する環状突起部７ａが形成され、シェル８の長手方向両端部には下方に突出する円筒状の環状突起部８ａがそれぞれ形成されている。
インナーフィン９は、図５に示すような複数の柱部９ａがチューブ５の長手方向と平行になるように配置された所謂オフセットフィンが採用される他、図４に示すようにシェル7,8の各環状突起部7a,8aと同軸上に開口部９ｂが形成されている。なお、インナーフィン９はオフセットフィンに限らず、波状のフィンでも良い。
また、図６に示すように、シェル7,8の環状突起部7a,8aに近接した位置には内側へ半円球状に窪んだエンボス部１０が前後方向に離間して形成されると共に、これら両シェル7,8が重ねられた際にインナーフィン９が各エンボス部１０により押圧された状態で位置決めされるようになっている。
さらに、図４に示すように、チューブ５におけるシェル７の環状突起部７ａの外径Ｗ１は、シェル８の環状突起部８ａの内径Ｗ２よりも小さく形成されており、これによって、図７に示すように、波状のアウターフィン６を介在させた状態で隣り合うチューブ５の環状突起部８ａと環状突起部７ａを嵌合させて複数積層することによりコア部２が形成されている。
また、図６に示すように、シェル7,8の環状突起部7a,8aに近接した位置には内側へ半円球状に窪んだエンボス部１０が前後方向に離間して形成されると共に、これら両シェル7,8が重ねられた際にインナーフィン９が各エンボス部１０により押圧された状態で位置決めされるようになっている。
さらに、図４に示すように、チューブ５におけるシェル７の環状突起部７ａの外径Ｗ１は、シェル８の環状突起部８ａの内径Ｗ２よりも小さく形成されており、これによって、図７に示すように、波状のアウターフィン６を介在させた状態で隣り合うチューブ５の環状突起部８ａと環状突起部７ａを嵌合させて複数積層することによりコア部２が形成されている。
また、コア部２の最外端のチューブ５ａの両端部の環状突起部７ａには、円筒状の吸入ポート３と排出ポート４が挿入された状態で設けられる一方、コア部２の最外端のチューブ５ｂの両端部の環状突起部８ａは省略されて塞がれた状態となっている。
従って、コア部２の一方側には、各チューブ５の一端側に連通し、且つ、吸入ポート３に連通する入口通路Ｒ１が形成され、コア部２の他方側には、各チューブ５の他端側に連通し、且つ、排出ポート４に連通する出口通路Ｒ２が形成されている。
その他、本実施例１のアウターフィン６には波の頂部と谷部との間に複数のルーバ６ａ（図１２参照）が形成されているが、この限りでない。
また、本実施例１の車両用熱交換器１を構成する全ての構成部材はアルミ製であり、各構成部材が接合する接合部のうち、少なくとも一方側にはろう材から成るクラッド層（ブレージングシート）が設けられ、これらは予め仮組みされた状態で図外の加熱炉に搬送されて熱処理されることにより各接合部が一体的にろう付け固定されている。
なお、車両用熱交換器１の詳細な部位の形状、形成数、形成位置等については適宜設計変更可能である。
なお、車両用熱交換器１の詳細な部位の形状、形成数、形成位置等については適宜設計変更可能である。
図８〜１０に示すように、保護部材２０は車両用熱交換器１のコア部２の長手方向の長さと同じ長さを有する複数の保護部２１と、各保護部２１の両端部同士を上下方向に結合する結合部22,23を備えて樹脂で一体的に形成されている。
図２に示すように、各保護部２１は車両用熱交換器１のコア部２の各チューブ５にそれぞれ対応した位置に設けられる他、図１１に示すように、車両前方側に先細りした頂点２１ａ部分を有する三角形断面形状に形成され、これによって隣接する保護部２１同士における後端部２１ｂ同士間の開口幅Ｗ３が前端部２１ａ同士間の開口幅Ｗ４よりも小さくなっている。
また、各保護部２１の前後方向の寸法Ｈ、後面２１ｄの上下方向の寸法Ｗ、頂点２１ａの角度αは適宜設定できるが、少なくとも上記寸法Ｗは車両用熱交換器２のチューブ５の上下方向の寸法以上の長さとなっている。
また、各保護部２１の前後方向の寸法Ｈ、後面２１ｄの上下方向の寸法Ｗ、頂点２１ａの角度αは適宜設定できるが、少なくとも上記寸法Ｗは車両用熱交換器２のチューブ５の上下方向の寸法以上の長さとなっている。
さらに、図９、１０に示すように、結合部22,23の後面には後方へ円柱状に突出した固定部２４が複数（本実施例では３カ所）形成されると共に、各固定部２４の先端には上下方向に突出した円柱状のピン24a,24bが形成されている。
そして、各固定部２４のピン24a,24bが車両用熱交換器２のそれぞれ対応するシェル7,8のエンボス部１０に嵌合されることにより、車両用熱交換器１のコア部２の前方側に保護部材２０が固定されている（図２参照）。
従って、各エンボス部１０の内側でインナーフィン９を押圧して位置決めできると同時に、各エンボス部１０の外側に固定部２４のそれぞれ対応するピン24a,24bを嵌合させて固定できるようになっている。
また、この際、保護部材２０の各保護部２１がそれぞれ対応するチューブ５を覆う他、隣接する保護部２１の後端部２１ｂ同士間にそれぞれ対応するアウターフィン６が配置されることとなる。
従って、各エンボス部１０の内側でインナーフィン９を押圧して位置決めできると同時に、各エンボス部１０の外側に固定部２４のそれぞれ対応するピン24a,24bを嵌合させて固定できるようになっている。
また、この際、保護部材２０の各保護部２１がそれぞれ対応するチューブ５を覆う他、隣接する保護部２１の後端部２１ｂ同士間にそれぞれ対応するアウターフィン６が配置されることとなる。
なお、本実施例１では車両用熱交換器１の各チューブ５と保護部材２０との間には僅かな隙間Ｗ５（図１２に参照）が形成されているが、これら両者は当接させても良い。
次に、作用を説明する。
このように構成されたインタークーラは、図７に示すように、図外の過給機で圧縮された１６０℃前後の吸入空気（波線矢印で図示）が、吸入ポート３から入口通路Ｒ１に流入し、各チューブ５内を流通して出口通路Ｒ２に流入する間に、アウターフィン６を介して車両走行風または図外のファンによる強制風と熱交換して４０℃前後まで冷却された後、排出ポート４から排出されてエンジンへ流入する。
このように構成されたインタークーラは、図７に示すように、図外の過給機で圧縮された１６０℃前後の吸入空気（波線矢印で図示）が、吸入ポート３から入口通路Ｒ１に流入し、各チューブ５内を流通して出口通路Ｒ２に流入する間に、アウターフィン６を介して車両走行風または図外のファンによる強制風と熱交換して４０℃前後まで冷却された後、排出ポート４から排出されてエンジンへ流入する。
この際、図１２に示すように、上記車両走行風または図外のファンによる強制風Ｚは、各保護部２１の頂点２１ａから上下方向に分かれて各傾斜部２１ｄに沿ってそれぞれ対応するアウターフィン６へスムーズに進入する。
従って、各保護部２１は上記風Ｚをアウターフィン６へスムーズに導く導風機能を果たすことができる。
また、前方からコア部２へ飛んできた飛び石等の攻撃物を保護部２１で保護でき、チューブ５の破損・亀裂を防止できる。
この際、斜め前方から所定の角度α１で攻撃物Ｘがコア部２へ向かって飛んできた場合にも保護部５でコア部２、特にコア部２のチューブ５を確実に保護できる。
また、上記攻撃物Ｘが角度α１よりも小さい角度、つまり、水平方向に近い角度でコア部２へ飛んできた場合は、各保護部２１同士間を通過しようとするが、前述したように、隣接する保護部２１同士における後端部２１ｂ同士間の開口幅Ｗ３が前端２１ｃ同士間の開口幅Ｗ４よりも小さくなっているため、開口幅Ｗ３よりも大きな攻撃物が保護部２１同士間を通過する虞がなく、コア部２の損傷を最小限に留めることができる。
また、例え開口幅Ｗ３よりも小さい攻撃物であっても該攻撃物はアウターフィン６に衝突するため、チューブ５が破損する虞がない。
この際、斜め前方から所定の角度α１で攻撃物Ｘがコア部２へ向かって飛んできた場合にも保護部５でコア部２、特にコア部２のチューブ５を確実に保護できる。
また、上記攻撃物Ｘが角度α１よりも小さい角度、つまり、水平方向に近い角度でコア部２へ飛んできた場合は、各保護部２１同士間を通過しようとするが、前述したように、隣接する保護部２１同士における後端部２１ｂ同士間の開口幅Ｗ３が前端２１ｃ同士間の開口幅Ｗ４よりも小さくなっているため、開口幅Ｗ３よりも大きな攻撃物が保護部２１同士間を通過する虞がなく、コア部２の損傷を最小限に留めることができる。
また、例え開口幅Ｗ３よりも小さい攻撃物であっても該攻撃物はアウターフィン６に衝突するため、チューブ５が破損する虞がない。
次に、効果を説明する。
以上、説明したように、本実施例１の車両用熱交換器の保護部材構造にあっては、交互に配置された複数のチューブ５とアウターフィン６でコア部２が構成されると共に、このコア部２の前面に保護部材２０が設けられた車両用熱交換器１の保護部材構造において、保護部材２０が、コア部２の各チューブ５の前方側を覆った状態で該チューブ５の長手方向に延在し、且つ、車両斜め前方からコア部２へ向かう攻撃物Ｘと該コア部２との衝突を防止する保護部２１を備えるため、各チューブ５を確実に保護できると同時に車両斜め前方からコア部２へ向かう攻撃物Ｘとコア部２の衝突を防止できる。
以上、説明したように、本実施例１の車両用熱交換器の保護部材構造にあっては、交互に配置された複数のチューブ５とアウターフィン６でコア部２が構成されると共に、このコア部２の前面に保護部材２０が設けられた車両用熱交換器１の保護部材構造において、保護部材２０が、コア部２の各チューブ５の前方側を覆った状態で該チューブ５の長手方向に延在し、且つ、車両斜め前方からコア部２へ向かう攻撃物Ｘと該コア部２との衝突を防止する保護部２１を備えるため、各チューブ５を確実に保護できると同時に車両斜め前方からコア部２へ向かう攻撃物Ｘとコア部２の衝突を防止できる。
また、隣接する保護部２１同士における後端部２１ｂ同士間の開口幅Ｗ３が前端部２１ａ同士間の開口幅Ｗ４よりも小さくなるように各保護部２１の断面形状を形成したため、導風効果を得ることができると共に、開口幅Ｗ３よりも大きな攻撃物の保護部２１同士間への通過を防止できる。
また、各保護部２１の断面形状を車両前方側に先細りした略三角形断面形状に形成したため、上記風Ｚを効率よく導風するのに適した形状の保護部２１となる。
また、車両用熱交換器１の各チューブ５の内部にインナーフィン９を介装すると共に、このインナーフィン９を各チューブ５に設けられたエンボス部１０によって位置決めし、保護部材２０にエンボス部１０と嵌合する固定部２４を設けて該保護部材２０と車両用熱交換器１を固定したため、エンボス部１０をインナーフィン９の位置決めと、保護部材２０の固定の両方に兼用できる。
以下、実施例２を説明する。
本実施例２において実施例１と同一形状の構成部材につ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。
本実施例２において実施例１と同一形状の構成部材につ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１３は本実施例２の保護部の断面形状を説明する図である。
図１３に示すように、本実施例２の車両用熱交換器の保護部材構造では、各保護部３０が前方側に円弧形状を有する略半円形断面形状に形成されている点が実施例と異なる。
従って、実施例１と同様の効果を得ることができる他、保護部３０に必要な材料を削減して軽量化できる上、前方側に尖った部位がないため、攻撃物が保護部３０に刺さって付着する虞がないという利点を有する。
以上、本実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
例えば、車両用熱交換器はインタークーラに限らず、ラジエータ、コンデンサ、ラジエータとコンデンサが一体的に固設された一体型熱交換器、オイルクーラ等の一般的な全ての車両用熱交換器に適用可能である。
また、保護部の断面形状は略三角形断面形状や略半円形状に限らず、適宜設定できる。
例えば、車両用熱交換器はインタークーラに限らず、ラジエータ、コンデンサ、ラジエータとコンデンサが一体的に固設された一体型熱交換器、オイルクーラ等の一般的な全ての車両用熱交換器に適用可能である。
また、保護部の断面形状は略三角形断面形状や略半円形状に限らず、適宜設定できる。
Ｒ１ 入口通路
Ｒ２ 出口通路
１ 車両用熱交換器
２ コア部
３ 吸入ポート
４ 排出ポート
５、５ａ、５ｂ チューブ
６ アウターフィン
６ａ ルーバ
７、８ シェル
７ａ、８ａ 環状突起部
９ インナーフィン
９ａ 柱部
９ｂ 開口部
１０ ボス部
２０ 保護部材
２１、３０ 保護部
２１ａ 頂点
２１ｂ 後端部
２１ｃ 前端部
２１ｄ 後面
２２、２３ 結合部
２４ 固定部
２４ａ、２４ｂ ピン
Ｒ２ 出口通路
１ 車両用熱交換器
２ コア部
３ 吸入ポート
４ 排出ポート
５、５ａ、５ｂ チューブ
６ アウターフィン
６ａ ルーバ
７、８ シェル
７ａ、８ａ 環状突起部
９ インナーフィン
９ａ 柱部
９ｂ 開口部
１０ ボス部
２０ 保護部材
２１、３０ 保護部
２１ａ 頂点
２１ｂ 後端部
２１ｃ 前端部
２１ｄ 後面
２２、２３ 結合部
２４ 固定部
２４ａ、２４ｂ ピン
Claims (5)
- 交互に配置された複数のチューブとフィンでコア部が構成されると共に、このコア部の前面に保護部材が設けられた車両用熱交換器の保護部材構造において、
前記保護部材が、コア部の各チューブの前方側を覆った状態で該チューブの長手方向に延在し、且つ、車両斜め前方からコア部へ向かう攻撃物と該コア部との衝突を防止する保護部を備えることを特徴とする車両用熱交換器の保護部材構造。 - 請求項１記載の車両用熱交換器の保護部材構造において、
前記隣接する保護部同士における後端部同士間の開口幅が前端部同士間の開口幅よりも小さくなるように各保護部の断面形状を形成したことを特徴とする車両用熱交換器の保護部材構造。 - 請求項１または２記載の車両用熱交換器の保護部材構造において、
前記各保護部の断面形状を車両前方側に先細りした略三角形断面形状に形成したことを特徴とする車両用熱交換器の保護部材構造。 - 請求項１または２記載の車両用熱交換器の保護部材構造において、
前記各保護部の断面形状を車両前方側に円弧形状を有する略半円形断面形状に形成したことを特徴とする車両用熱交換器の保護部材構造。 - 請求項１〜４のいずれかに記載の車両用熱交換器の保護部材構造において、
前記車両用熱交換器の各チューブの内部にインナーフィンを介装すると共に、このインナーフィンを各チューブに設けられたエンボス部によって位置決めし、
前記保護部材に前記エンボス部と嵌合する固定部を設けて該保護部材と車両用熱交換器を固定したことを特徴とする車両用熱交換器の保護部材構造。
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|---|---|---|---|
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