JP2018031297A - Cooling device - Google Patents
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Abstract
Description
この明細書における開示は、過給気を空気によって冷却する冷却装置に関する。 The disclosure in this specification relates to a cooling device that cools supercharged air with air.
例えば、過給気が下方に流れるダウンフロータイプのインタークーラの場合、吸気が凝縮してタンク内に凝縮水が溜まり、タンク内に溜まった水が加速時に一気に流出してエンジンに流入することがある。このような問題を解決する技術は、例えば特許文献1に開示されている。特許文献1には、低温側タンクの下部に凝縮水を一時的に蓄えるリザーバが設けられ、リザーバの底部からアウトレットパイプ内に開口する位置まで延びる水吸い出しパイプが設けられている吸気冷却装置が開示されている。 For example, in the case of a downflow type intercooler in which supercharged air flows downward, the intake air condenses and condensate accumulates in the tank, and the water accumulated in the tank flows out into the engine all at once during acceleration. is there. A technique for solving such a problem is disclosed in Patent Document 1, for example. Patent Document 1 discloses an intake air cooling device in which a reservoir for temporarily storing condensed water is provided at a lower portion of a low temperature side tank, and a water suction pipe extending from the bottom of the reservoir to a position opening in the outlet pipe is provided. Has been.
特許文献1における低温側タンクの内部は、中仕切り板によって、コア部で冷却された後の過給気が流れ込む上室とリザーバを構成する下室とに上下に区画されている。この構成によれば、底部を有する一つの低温側タンクの内表面積が大きくなるため、圧力を受ける面積が大きくなり、高い耐圧強度をもつ低温側タンクが必要になる。 The interior of the low temperature side tank in Patent Document 1 is divided into an upper chamber and a lower chamber constituting a reservoir by the partition plate into an upper chamber into which the supercharged air cooled by the core portion flows. According to this configuration, since the inner surface area of one low temperature side tank having a bottom portion is increased, the area receiving pressure is increased, and a low temperature side tank having high pressure resistance is required.
また、特許文献1の装置では、リザーバを形成するために、別部品である中仕切り板を低温側タンクにボルト等で固定している。このため、組立工数を要し、組立コストに改善の余地がある。 Moreover, in the apparatus of Patent Document 1, in order to form a reservoir, a separate partition plate, which is a separate part, is fixed to the low temperature side tank with a bolt or the like. For this reason, assembly man-hours are required and there is room for improvement in assembly costs.
このような課題に鑑み、この明細書における開示の目的は、タンクの受圧面積を低減するとともに組立性向上を図る冷却装置を提供することである。 In view of such problems, an object of the disclosure in this specification is to provide a cooling device that reduces the pressure receiving area of a tank and improves the assemblability.
この明細書に開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。また、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例であって、技術的範囲を限定するものではない。 A plurality of aspects disclosed in this specification adopt different technical means to achieve each purpose. In addition, the reference numerals in the parentheses described in the claims and in this section are examples showing the correspondence with the specific means described in the embodiments described later as one aspect, and limit the technical scope. is not.
開示された冷却装置のひとつは、過給気が流入する流入部(10)を有する高温側タンク(1)と、高温側タンクを流出して内部を流通する過給気と外部の空気との熱交換によって過給気を冷却するコア部(2)と、コア部において冷却された過給気が外部機器へ向けて流出する流出部(43)を有する低温側タンク(3)と、低温側タンクの底部から流出部の内部まで延びるように設けられる水吸い上げ管(44;144;244)と、を備え、
低温側タンクは、部分的に貫通穴(420)が設けられた底部(42)を有し上端開口部がコア部に連結されている樹脂製の第1タンク部(4)と、上端開口部(50)が第1タンク部に連結された状態で、第1タンク部の内部に形成される上室(41)よりも下方に位置する下室(51)を形成する樹脂製の第2タンク部(5)と、を有して形成され、
第1タンク部と第2タンク部は、互いに溶着されている結合部(40,50)を形成する。
One of the disclosed cooling devices includes a high-temperature side tank (1) having an inflow portion (10) into which supercharged air flows, supercharged air that flows out of the high-temperature side tank and circulates inside, and external air. A low temperature side tank (3) having a core portion (2) for cooling the supercharged air by heat exchange, an outflow portion (43) through which the supercharged air cooled in the core portion flows out to an external device, and a low temperature side A water suction pipe (44; 144; 244) provided to extend from the bottom of the tank to the inside of the outflow part,
The low temperature side tank has a resin first tank part (4) having a bottom part (42) partially provided with a through hole (420) and having an upper end opening connected to the core part, and an upper end opening. The resin-made second tank that forms the lower chamber (51) positioned below the upper chamber (41) formed inside the first tank portion in a state where (50) is connected to the first tank portion. Part (5), and
The first tank part and the second tank part form a joint part (40, 50) welded to each other.
この冷却装置によれば、低温側タンクは上室を形成する第1タンク部と貯水可能な下室を形成する第2タンク部とを互いに溶着して形成されている。このため、各タンク部について縦方向の長さ寸法を小さくできるので、一つのタンク部において過給気の圧力を受ける内表面積を小さくすることができる。これにより、一つの容器が備えるべき耐圧能力を、従来技術のような一つの低温側タンクの場合に比べて大きく低下させることができる。このため、第1タンク部および第2タンク部のそれぞれに必要な耐圧能力を抑制できるので、第1タンク部および第2タンク部を金属でなく樹脂材料で形成することが可能になり、製品コストの低減に貢献できる。さらに、この冷却装置によれば、第1タンク部の底部によって低温側タンク内の上室と下室とを区画できるので、従来技術のように中仕切り板を低温側タンクに取り付ける工程を不要にできる。以上より、タンクの受圧面積を低減するとともに組立性向上を図る冷却装置を提供することができる。 According to this cooling device, the low temperature side tank is formed by welding the first tank part forming the upper chamber and the second tank part forming the lower chamber capable of storing water. For this reason, since the length dimension of the vertical direction can be made small about each tank part, the internal surface area which receives the pressure of supercharging air in one tank part can be made small. Thereby, the pressure | voltage resistant capability which one container should be equipped with can be reduced significantly compared with the case of one low temperature side tank like a prior art. For this reason, since the pressure | voltage resistant capability required for each of a 1st tank part and a 2nd tank part can be suppressed, it becomes possible to form a 1st tank part and a 2nd tank part with a resin material instead of a metal, and product cost Can contribute to the reduction of Further, according to this cooling device, since the upper chamber and the lower chamber in the low temperature side tank can be partitioned by the bottom of the first tank portion, there is no need to attach the partition plate to the low temperature side tank as in the prior art. it can. As described above, it is possible to provide a cooling device that reduces the pressure receiving area of the tank and improves the assemblability.
以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。 Hereinafter, a plurality of modes for carrying out the present disclosure will be described with reference to the drawings. In each embodiment, parts corresponding to the matters described in the preceding embodiment may be denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted. When only a part of the configuration is described in each mode, the other modes described above can be applied to the other parts of the configuration. Not only combinations of parts that clearly indicate that the combination is possible in each embodiment, but also a combination of the embodiments even if they are not clearly specified unless there is a problem with the combination. It is also possible.
(第1実施形態)
第1実施形態に係る冷却装置100について図1〜図3を用いて説明する。冷却装置100は、過給機を備える内燃機関において、過給気が流れる通路に設置されて、過給機の圧縮により温度上昇した空気を冷却する熱交換器である。冷却装置100は、燃費効率と出力向上に寄与する。
(First embodiment)
The
図1に示すように冷却装置100は、過給気が流入する高温側タンク1と、高温側タンク1を流出した過給気と外部の空気とを熱交換して過給気を冷却するコア部2と、コア部2で冷却された過給気が流入する低温側タンク3と、水吸い上げ管44と、を備える。高温側タンク1、コア部2、低温側タンク3は、過給気の流れの上流側から下流側へこの順に設けられている。
As shown in FIG. 1, the
高温側タンク1は過給気が流入する流入口を形成する流入部10を有する。流入部10には、内燃機関の吸気経路を形成するダクトまたはホースが接続されている。このダクトまたはホースは、例えば、過給機の吐出部につながっている。 The high temperature side tank 1 has the inflow part 10 which forms the inflow port into which supercharging air flows in. A duct or hose that forms an intake path of the internal combustion engine is connected to the inflow portion 10. This duct or hose is connected, for example, to the discharge part of the supercharger.
コア部2は、図1に図示するように、過給気が下方に流れるダウンフロータイプのコアである。コア部2は内部に過給気が流通する複数の通路を備え、この通路を構成するチューブの周囲を空気が流れる。コア部2における複数のチューブは、その両端部のそれぞれがコアプレートの穴部に挿通されることで両端部のコアプレートに固定されている。高温側タンク1側で複数のチューブを支持するコアプレートは、高温側タンク1の外側面を覆うようにかしめられ、低温側タンク3側で複数のチューブを支持するコアプレートは、低温側タンク3の外側面を覆うようにかしめられる。これにより、コア部2は、高温側タンク1、低温側タンク3のそれぞれにかしめ固定されている。
As shown in FIG. 1, the
高温側タンク1から流出した過給気は、コア部2において複数の通路に分配されたのち、低温側タンク3の内部で合流する。外部の空気は、チューブに直接またはフィンを介して間接的に接触することで、チューブ内を流れる過給気と熱交換する。過給気の熱はチューブやフィンを介して外部を流れる空気に移動するため、過給気を冷却することができる。
The supercharged air that has flowed out of the high temperature side tank 1 is distributed to a plurality of passages in the
低温側タンク3は、コア部2において冷却された過給気が外部機器へ向けて流出する流出口を形成する流出部43を備える。この外部機器は、例えば、スロットル弁や内燃機関である。流出部43には内燃機関の吸気経路を形成するダクトまたはホースが接続されている。このダクトまたはホースは、例えば、内燃機関の吸気部につながっている。高温側タンク1、低温側タンク3は、それぞれブラケット等を介して車両側部材に連結されている。
The low
図3に図示するように、低温側タンク3は、第1タンク部4と第2タンク部5とが結合されて形成されている。第1タンク部4と第2タンク部5は、互いに溶着されている結合部を形成する。第1タンク部4の下端周縁部40と第2タンク部5の上端周縁部50は、同様の形状である。下端周縁部40と上端周縁部50は接合することで、一つの接合面を形成し、接合部の外周が溶着された結合部になる。この接合部の外周が、例えば、振動溶着、熱板溶着、レーザー溶着のいずれかによって全周にわたって溶着されることでタンク部の内外を遮断するシール部を形成する。
As shown in FIG. 3, the low
第1タンク部4は、上端に開口部を有し、下部に底部となる底板部42を有する樹脂製の容器である。底板部42は、下端周縁部40よりも上方に位置する。第2タンク部5は、上端が開口する上端周縁部50を備え、第1タンク部4内の上室41よりも下方に位置する下室51を形成する樹脂製の容器である。下室51は、凝縮水を一時的にためるリザーバタンクとして機能する。第1タンク部4、第2タンク部5は、例えば、6,6−ナイロン、ガラスを含有した樹脂等、硬度の高い樹脂によって形成することができる。
The
第1タンク部4は、コア部2に連結されている上端開口部と底板部42との間に上室41を形成する。上室41は、コア部2を流出した過給気が低温側タンク3において最初に流入する室である。底板部42には、任意の場所に複数の貫通穴420が設けられている。上室41と下室51は、底板部42によって区画されているが貫通穴420によって連通している。
The
底板部42は、図2および図3に示すように、流出部43に近い側の端部の方が反対側よりも下方に位置する形状であることが好ましい。この場合、貫通穴420は、底板部42のうち、流出部43に近い側の下方に位置する部位に少なくとも設けられている。第1タンク部4内に流入した過給気は、流出部43に向かって流れるため、底板部42において流出部43に近い側は下流側部位であり反対側は上流側部位である。したがって、底板部42は、上流側部位から下流側部位にかけて下降する形状である。この構成により、底板部42に落下した水は、底板部42において下方に位置する側に流れて貫通穴420を通過して第2タンク部5に落ちる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
第1タンク部4には流出部43が設けられている。流出部43は、第1タンク部4の側壁に近い根元側よりも先端の方が上方に位置するように延びている。この構成により、低温側タンク3の内部に侵入した凝縮水等が流出部43の内部に溢れ出たとしても、重力により低温側タンク3の内部に戻るようになる。
The
水吸い上げ管44は、その両端が開口し、低温側タンク3の底部から流出部43の内部まで延びるように設けられている。低温側タンク3の底部における水吸い上げ管44は、その開口端部が第2タンク部5の底面の最下部に位置するように設けられていることが好ましい。水吸い上げ管44は、底板部42に一体に成形された状態で第1タンク部4に一体に設けられている。したがって、水吸い上げ管44は、底板部42を貫通するように第1タンク部4の内部から、第2タンク部5の底面まで延びている。水吸い上げ管44は、第1タンク部4と同じ樹脂材料、例えば、6,6−ナイロン、ガラスを含有した樹脂等、硬度の高い樹脂によって形成することができる。
Both ends of the
流出部43内の通路断面積は、低温側タンク3内の通路断面積よりも小さい。この構成により、流出部43内における過給気の流速は、低温側タンク3内における過給気の流速よりも大きくなる。つまり、低温側タンク3内に流入した過給気は、流出部43内を通過する際に増速するため、タンク内の静圧が流出部43内の動圧に変化し、流出部43内の静圧はタンク内の静圧よりも低下することになる。この圧力差により、下室51にたまった水は、水吸い上げ管44を通じて第2タンク部5の底部から流出部43内に吸い上げられることになる。
The passage sectional area in the
以下に、第1実施形態の冷却装置100がもたらす効果を述べる。冷却装置100は、高温側タンク1と、高温側タンク1を流出した過給気を外部の空気との熱交換によって冷却するコア部2と、コア部2において冷却された過給気が流出する低温側タンク3と、低温側タンク3の水を吸い上げる水吸い上げ管44と、を備える。低温側タンク3は、樹脂製の第1タンク部4と、上端周縁部50が第1タンク部4に連結された状態で第1タンク部4の内部に形成される上室41よりも下方に下室51を形成する樹脂製の第2タンク部5と、を有して形成されている。第1タンク部4と第2タンク部5は、下端周縁部40と上端周縁部50とが互いに溶着されている結合部を形成して、低温側タンク3を構成する。
Below, the effect which the
この冷却装置100によれば、低温側タンク3は上室41を形成する第1タンク部4と貯水可能な下室51を形成する第2タンク部5とを互いに溶着して形成されているため、一つのタンク部において過給気の圧力を受ける内表面積を小さくすることができる。特に各タンク部について、縦方向の長さ寸法を小さくできるので、タンク部が持つ剛性を高めることに寄与する。これにより、上室と水溜め室とを一つの低温側タンクの場合に比べて、一つの容器が備えるべき耐圧能力を大きく低下させることができる。
According to this
このため、第1タンク部4および第2タンク部5のそれぞれに必要な耐圧能力を抑えることができる。したがって、第1タンク部4および第2タンク部5を金属でなく樹脂材料で形成することが可能になり、製品コストの低減に貢献できる。アルミ材料の低温側タンクを樹脂材料で形成することにより、重量の軽量化およびタンクコストの低減が図れる。さらに、この冷却装置100によれば、第1タンク部4の底板部42によって低温側タンク3内の上室41と下室51とを区画できるので、従来技術のように中仕切り板を低温側タンクに取り付ける工程を必要としない。冷却装置100は、タンクの受圧面積の低減と組立性向上とが図れる。
For this reason, the pressure | voltage resistance capability required for each of the
また、水吸い上げ管44は、第1タンク部4と同じ樹脂材料で構成されて第1タンク部4に一体成形されている。これによれば、水吸い上げ管44と第1タンク部4とを金型によって一つの成形部品で製造することができる。このため、部品管理工数、部品組立工数を削減でき、製品コストを抑えることができる。
The
(第2実施形態)
第2実施形態は、水吸い上げ管144と第1タンク部4との結合状態が第1実施形態に対して相違する。第2実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については、第1実施形態と同様であり、以下、前述の実施形態と異なる点についてのみ説明する。
(Second Embodiment)
The second embodiment is different from the first embodiment in the coupling state of the
図4に示すように、水吸い上げ管144は第1タンク部4とは異なる材料、例えば、金属材料で形成されている。例えば、水吸い上げ管144はアルミニウム、またはアルミニウム合金で形成されている。
As shown in FIG. 4, the
金属製の水吸い上げ管144は、金型を用いた異種材料一体成形によって、第1タンク部4と一体に形成されている。例えば、金属成形品である水吸い上げ管144を金型内の所定の位置に設置し、水吸い上げ管144の周りに樹脂を注入し、水吸い上げ管144を溶融樹脂で包み込み固化させる。このように金属品と樹脂を一体化することにより、金属製品の水吸い上げ管144と第1タンク部4とを一つの部品で成形することができる。また、金属材料で構成される水吸い上げ管144を第1タンク部4の底板部142に形成された穴部142aに圧入した状態で第1タンク部4に固定してもよい。
The metal
第2実施形態によれば、金属材料で構成された水吸い上げ管144が第1タンク部4に一体成形されている場合には、金属製の水吸い上げ管144と樹脂製の第1タンク部4とを金型によって一つの成形部品で製造することができる。このため、部品組立工数を削減でき、製品コストを抑えることができる。また水吸い上げ管144を金属で形成できるため、型抜きを考慮する必要がない水吸い上げ管144の形状を採用できるので、吸い上げ性能を優先した水吸い上げ管144を製造可能である。
According to the second embodiment, when the
また、金属材料で構成された水吸い上げ管144が第1タンク部4の穴部142aに圧入された状態で第1タンク部4に固定されている場合には、型抜きを考慮する必要がないため、水吸い上げ管144の形状に関して自由度が高い。これにより、吸い上げ性能を優先した形状に水吸い上げ管144を形成することができる。
Further, when the
(第3実施形態)
第3実施形態は、水吸い上げ管244と第1タンク部4との結合状態が第1実施形態に対して相違する。第3実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については、第1実施形態と同様であり、以下、前述の実施形態と異なる点についてのみ説明する。
(Third embodiment)
3rd Embodiment differs in the coupling | bonding state of the
図5に示すように、水吸い上げ管244は樹脂材料で形成された樹脂成形品である。水吸い上げ管244は第1タンク部4と同じ材料で形成されてもよいし、異なる材料でもよい。樹脂成形品である水吸い上げ管244を底板部142に形成された穴部に挿通した状態で底板部142と水吸い上げ管244を一体に溶着する。したがって、水吸い上げ管244と第1タンク部4とは、互いに溶着された溶着部142bを形成することで一体に固定されている。
As shown in FIG. 5, the
第3実施形態によれば、水吸い上げ管244は樹脂材料で形成されており、第1タンク部4に一体に溶着されている。第1タンク部4と水吸い上げ管244とを一体成形する場合に比べて型抜きを考慮する必要がないため、水吸い上げ管244の形状に関して自由度が高い。これにより、吸い上げ性能を優先した形状に水吸い上げ管244を形成することができる。
According to the third embodiment, the
(他の実施形態)
この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品、要素の組み合わせに限定されず、種々変形して実施することが可能である。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品、要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品、要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示される技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。
(Other embodiments)
The disclosure of this specification is not limited to the illustrated embodiments. The disclosure encompasses the illustrated embodiments and variations by those skilled in the art based thereon. For example, the disclosure is not limited to the combination of components and elements shown in the embodiments, and various modifications can be made. The disclosure can be implemented in various combinations. The disclosure may have additional parts that can be added to the embodiments. The disclosure includes those in which the components and elements of the embodiment are omitted. The disclosure encompasses parts, element replacements, or combinations between one embodiment and another. The technical scope disclosed is not limited to the description of the embodiments. The technical scope disclosed is indicated by the description of the scope of claims, and should be understood to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the description of the scope of claims.
前述の実施形態において、第1タンク部4と第2タンク部5とは、互いに溶着可能な樹脂材料で形成されていればよい。したがって、両タンク部の樹脂材料が同じ材料であることに限定されない。
In the above-mentioned embodiment, the
前述の実施形態において、第1タンク部4と第2タンク部5を互いに溶着する方法は、振動溶着、熱板溶着、レーザー溶着のいずれかに限定するものではない。
In the above-described embodiment, the method of welding the
1…高温側タンク、 2…コア部、 3…低温側タンク
4…第1タンク部、 5…第2タンク部、 10…流入部
40…下端周縁部(結合部)、 41…上室、42…底板部(底部)
43…流出部、 44,144,244…水吸い上げ管
50…上端周縁部(上端開口部、結合部)、 51…下室
142a…穴部、 420…貫通穴
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... High temperature side tank, 2 ... Core part, 3 ... Low
43 ... Outflow part, 44, 144, 244 ...
Claims (5)
前記高温側タンクを流出して内部を流通する過給気と外部の空気との熱交換によって前記過給気を冷却するコア部(2)と、
前記コア部において冷却された過給気が外部機器へ向けて流出する流出部(43)を有する低温側タンク(3)と、
前記低温側タンクの底部から前記流出部の内部まで延びるように設けられる水吸い上げ管(44;144;244)と、
を備え、
前記低温側タンクは、部分的に貫通穴(420)が設けられた底部(42)を有し上端開口部が前記コア部に連結されている樹脂製の第1タンク部(4)と、
上端開口部(50)が前記第1タンク部に連結された状態で、前記第1タンク部の内部に形成される上室(41)よりも下方に位置する下室(51)を形成する樹脂製の第2タンク部(5)と、を有して形成され、
前記第1タンク部と前記第2タンク部は、互いに溶着されている結合部(40,50)を形成する冷却装置。 A high temperature side tank (1) having an inflow part (10) into which supercharged air flows;
A core portion (2) that cools the supercharged air by heat exchange between the supercharged air that flows out of the high temperature side tank and circulates inside, and external air;
A low temperature side tank (3) having an outflow part (43) through which the supercharged air cooled in the core part flows out toward an external device;
A water suction pipe (44; 144; 244) provided to extend from the bottom of the low temperature side tank to the inside of the outflow part;
With
The low temperature side tank has a resin first tank part (4) having a bottom part (42) partially provided with a through hole (420) and an upper end opening part connected to the core part,
Resin forming a lower chamber (51) positioned below the upper chamber (41) formed inside the first tank portion in a state where the upper end opening (50) is connected to the first tank portion. A second tank part (5) made of,
The cooling device in which the first tank part and the second tank part form a joint part (40, 50) welded to each other.
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