JP3831030B2 - 車両用熱交換器 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両等に用いられるインタークーラ、エバポレータ、コンデンサ、ラジエータ等の車両用熱交換器に関し、たとえば、過給機を有するエンジンシステムに用いられるインタークーラとして最適な車両用熱交換器に関する。
【0002】
【従来の技術】
車両には各種の熱交換器が用いられている。たとえば、インタークーラに関して言えば、現在小中型乗用車の分野において主流になっているFF車の場合、エンジンルーム内においてエンジンは横置きになっているので、インタークーラはエンジンに対して上方もしくは車両後方側に配設されるようになっている。
【0003】
ところで、エンジンは駆動時においては、燃焼室内での混合気の燃焼等に起因して常に振動している。また、車両走行中には、走行による振動も加わる。したがって、インタークーラの導入・導出タンクと導入・導出パイプとの接続部および導入・導出パイプ自身には振動等に対する強度・耐久性が要求される。このため、たとえば上記パイプを肉厚にしたり、パイプとタンクとの接続部のろう付け強度を高める等の工夫がなされている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、インタークーラをエンジンに対して、たとえば上方もしくは車両後方側に配設し、接続部等に上記のような耐振動対策を構じると、車両が前方から衝突等した場合においても、タンクとパイプとの強固な接続が維持されるため、たとえばパイプ等以外のインタークーラ本体が運転室内へ進入するおそれがある。
【0005】
本発明の課題は、接続部等に要求される振動等に対する強度を確保しつつ、衝突時等における車両用熱交換器の運転室内への進入を確実に防止でき、運転者等の安全性を一層向上できる車両用熱交換器を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の車両用熱交換器は、流体を導入する導入パイプと、該導入パイプが接続された導入タンクと、熱交換部と、該熱交換部により熱交換された流体を集合させる導出タンクと、該流体を導出する導出パイプとを有し、エンジンルーム内に配設される車両用熱交換器において、前記導入タンクと前記導出タンクの少なくとも一方のタンクの強度が、前記導入タンクと導入パイプとの接続部および/または前記導出タンクと導出パイプとの接続部の強度よりも低いことを特徴とするものからなる。
【0007】
上記少なくとも一方のタンクの強度を、少なくとも一方の接続部の強度よりも低く設定するためにはたとえば少なくとも一方のタンクのパイプ側の壁の少なくとも一部の肉厚を該壁の他の部位に比べて薄く形成すればよい。たとえば、壁の内面および/または外面を切削すれば簡単に加工することができる。
【0008】
また、上記課題を解決するために、本発明のもう一つの車両用熱交換器は、流体を導入する導入パイプと、該導入パイプが接続された導入タンクと、熱交換部と、該熱交換部により熱交換された流体を集合させる導出タンクと、該流体を導出する導出パイプとを有し、エンジンルーム内に配設される車両用熱交換器において、前記導入パイプと導入タンクとの接続部および導出パイプと導出タンクとの接続部の少なくとも一方の接続部の強度が、前記導入タンクおよび/または導出タンクのタンクの強度よりも低いことを特徴とするものからなる。
【0009】
また、上記接続部の少なくとも一方の接続部の強度を少なくとも一方のタンクの強度よりも低くするためには、たとえばパイプとタンクとがろう付けされている場合には、そのろう付け強度をタンクの強度よりも低くすればよい。具体的には、少なくとも一方の接続部におけるタンクのパイプ接続部の一部の面積を小さくすればよい。
【0010】
なお、パイプとタンクとの接続方法は、ろう付けに限定されるものではなく、他の公知の接続方法の中から適宜、最適な方法を選択することができる。
【0011】
本発明に係る車両用熱交換器は、エンジンに対して上方もしくは車両後方に配設された場合においても、衝突時等における運転室内への進入のおそれを確実に排除することができる。
【0012】
また、本発明に係る車両用熱交換器は、とくに限定されるものではなく、たとえば、インタークーラ、エバポレータ、コンデンサ、ラジエータ等を挙げることができるが、とくにエンジンに対して上方もしくは車両後方に配設されることが多いインタークーラに適用することが好ましい。
【0013】
上記のような車両用熱交換器においては、少なくとも一方のタンクの強度が、少なくとも一方の接続部の強度よりも低くなっているので、たとえば衝突等により外部から過大な衝撃が加わった場合には、まず強度の低いタンクが破壊される。また、上記もう一つの車両用熱交換器においては、少なくとも一方の接続部の強度が、少なくとも一方のタンクの強度よりも低くなっているので、衝突時等においては、まず強度の低い接続部が破壊される。
【0014】
つまり、本発明の車両用熱交換器においては、衝突等により外部から過大な衝撃が加わった場合には、まず強度の低い部分が破壊されることになるので、該破壊により衝撃は効果的に吸収される。また、該破壊によって車両用熱交換器は所定の配設位置から脱落するか、あるいは所定の姿勢が損なわれる。したがって、車両用熱交換器の運転室内への進入が確実に防止され、運転者等の安全性を確保できる。
【0015】
なお、本発明におけるタンクおよび接続部の強度は、あくまでその比較部の強度との関係において低く設定されるものである。したがって、本来、タンクおよび接続部に要求される強度は十分に確保することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の車両用熱交換器の望ましい実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施態様においては、車両用熱交換器がインタークーラの場合を示している。
図1ないし図3は、本発明第1実施態様に係るインタークーラを用いたエンジンシステムを自動車に適用した場合を示している。図において1は、インタークーラを示している。インタークーラ1は、冷却用熱交換部3、導入タンク4、導出タンク5を有するインタークーラ本体2と、導入パイプ6、導出パイプ7とを有している。
【0017】
導入タンク4には、上記システム内のターボチャージャからの過給された吸気をインタークーラ本体2、さらにはエンジン8へと導入する導入パイプ6が接続されている。導入タンク4内に導入された吸気は、冷却用熱交換部3により冷却された後導出タンク5内に集合し、導出タンク5に接続された導出パイプ7を介してエンジン8の吸入マニホールド9内へ流入し該エンジン8の各燃焼室(図示略)内へ供給されるようになっている。
【0018】
そして、本実施態様においては、インタークーラ1は、エンジン8に対してエンジン8の斜め上方でかつ車両後方側、すなわち運転室10側に配設されている。
【0019】
導入タンク4と導入パイプ6との接続部11および導出タンク5と導出パイプ7との接続部12はろう付けされている。本実施態様においては、タンク4、5の強度は、接続部11、12の強度よりも低くなっている。具体的には、タンク4、5のパイプ側の壁13、14には薄肉部が形成されている。該薄肉部は壁13、14の一部の肉厚を該壁13、14の他の部位に比べて薄くなるように形成されており、本実施態様においては、パイプ6、7を囲む凹状部15からなっている。なお、本実施態様においては、凹状部15は、環状に形成されているがこれに限定されるものではない。また、凹状部15は複数の凹部から形成することも可能である。
【0020】
つまり、本実施態様においては、壁13、14に凹状部15を設けることにより、タンク4、5の強度が接続部11、12の強度よりも低くなるように設定されている。このため、衝突時等においては、まずタンク4、5が破壊され衝撃が効果的に吸収される。また、該破壊によりインタークーラ1の所定の支持姿勢が損なわれる。したがって、インタークーラ1の運転室10内への進入を確実に防止することができる。また、壁13、14に凹状部15を設ける加工(たとえば、切削、プレス)は極めて簡単に行うことができるので、大幅なコストアップを招くおそれはない。また、既存のインタークーラに対しても容易に適用することができる。
【0021】
また、本実施態様においては、タンク4、5の強度は、あくまで接続部11、12と比較して低く設定されているので、インタークーラ1のタンクとしての強度は十分に確保されている。
【0022】
なお、本実施態様においては、両タンク4、5の強度を接続部11、12の強度よりも低く設定しているが、いずれか一方のタンクの強度を、いずれか一方の接続部の強度よりも低くすれば本発明の目的を達成することができる。
【0023】
図4、図5は、本発明の第2実施態様に係るインタークーラを示している。本実施態様においては、タンク4、5の壁13、14のパイプ挿通穴形成部の周縁部16、17は他の部位に比べ薄肉になっている。このため、パイプ6、7の外周面と壁13、14のろう付け面積が小さくなっており、接続部11、12の強度がタンク4、5の強度よりも低く設定されている。
【0024】
本実施態様においては、衝突等により外部から過大な応力が作用した場合、まず接続部11、12が破壊される。該破壊により衝撃が効果的に吸収される。また、該破壊によりインタークーラ1は所定の配設位置から脱落する。したがって、インタークーラ1の運転室10内への進入を確実に防止できる。
【0025】
また、本実施態様においては、周縁部16、17の全周を薄肉にしているが、一部を薄肉にしてろう付け面積を小さくしてもよい。
【0026】
また、本実施態様においては、接続部11、12の強度は、あくまで比較されるタンク4、5の強度に比べて低く設定されているので、接続部11、12に要求される振動等に対する強度は十分に確保されている。
【0027】
なお、本実施態様においては、接続部11、12の強度をタンク4、5の強度よりも低く設定しているが、いずれか一方の接続部の強度をいずれか一方のタンクの強度よりも低くすれば上記の作用を発揮するので、インタークーラ1の運転室10内への進入を確実に防止することができる。
【0028】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の車両用熱交換器によるときは、接続部等に要求される振動等に対する強度を確保しつつ、衝突時等における車両用熱交換器の運転室内への進入を防止でき、運転者等の安全性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施態様に係るインタークーラを適用したエンジンシステムの部分平面図である。
【図2】図1のインタークーラのタンクの部分断面図である。
【図3】図1のインタークーラのタンクの平面図である。
【図4】本発明の第2実施態様に係るインタークーラのタンクの部分断面図である。
【図5】図4のインタークーラのタンクの平面図である。
【符号の説明】
1 インタークーラ
2 インタークーラ本体
3 冷却用熱交換部
4 導入タンク
5 導出タンク
6 導入パイプ
7 導出パイプ
8 エンジン
9 吸入マニホールド
10 運転室
11、12 接続部
13、14 壁
15 凹状部
16、17 周縁部
Claims (7)
- 流体を導入する導入パイプと、該導入パイプが接続された導入タンクと、熱交換部と、該熱交換部により熱交換された流体を集合させる導出タンクと、該流体を導出する導出パイプとを有し、エンジンルーム内に配設される車両用熱交換器において、前記導入タンクと前記導出タンクの少なくとも一方のタンクの強度が、前記導入タンクと導入パイプとの接続部および/または前記導出タンクと導出パイプとの接続部の強度よりも低いことを特徴とする車両用熱交換器。
- 前記導入タンクの導入パイプ側の壁と前記導出タンクの導出パイプ側の壁の少なくとも一方の壁の少なくとも一部の肉厚を該壁の他の部位に比べ薄く形成した、請求項1の車両用熱交換器。
- 流体を導入する導入パイプと、該導入パイプが接続された導入タンクと、熱交換部と、該熱交換部により熱交換された流体を集合させる導出タンクと、該流体を導出する導出パイプとを有し、エンジンルーム内に配設される車両用熱交換器において、前記導入パイプと導入タンクとの接続部および導出パイプと導出タンクとの接続部の少なくとも一方の接続部の強度が、前記導入タンクおよび/または導出タンクのタンクの強度よりも低いことを特徴とする車両用熱交換器。
- 前記少なくとも一方の接続部におけるパイプとタンクがろう付けにより接続されており、そのろう付け強度がタンクの強度よりも低い、請求項3の車両用熱交換器。
- 前記導入タンクと導入パイプの接続部と前記導出タンクと導出パイプの接続部のうち少なくとも一方の接続部におけるタンクのパイプ接続部の少なくとも一部の面積を小さくした、請求項3または4の車両用熱交換器。
- 前記車両用熱交換器が、エンジンに対して上方もしくは車両後方に配設されている、請求項1ないし5のいずれかに記載の車両用熱交換器。
- 前記車両用熱交換器がインタークーラである、請求項1ないし6のいずれかに記載の車両用熱交換器。
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-
1996
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