WO2016059766A1 - 車両用熱交換器のシャッター構造 - Google Patents

車両用熱交換器のシャッター構造 Download PDF

Info

Publication number
WO2016059766A1
WO2016059766A1 PCT/JP2015/005041 JP2015005041W WO2016059766A1 WO 2016059766 A1 WO2016059766 A1 WO 2016059766A1 JP 2015005041 W JP2015005041 W JP 2015005041W WO 2016059766 A1 WO2016059766 A1 WO 2016059766A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
vehicle
heat exchanger
state
opening
tubes
Prior art date
Application number
PCT/JP2015/005041
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
明宏 前田
雄史 川口
位司 安田
Original Assignee
株式会社デンソー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社デンソー filed Critical 株式会社デンソー
Publication of WO2016059766A1 publication Critical patent/WO2016059766A1/ja

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32—Cooling devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K11/00—Arrangement in connection with cooling of propulsion units
    • B60K11/02—Arrangement in connection with cooling of propulsion units with liquid cooling
    • B60K11/04—Arrangement or mounting of radiators, radiator shutters, or radiator blinds
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B1/00—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/053—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/22—Arrangements for directing heat-exchange media into successive compartments, e.g. arrangements of guide plates

Definitions

  • This disclosure relates to a shutter structure for a vehicle heat exchanger.
  • the vehicle heat exchanger having a plurality of stacked tubes through which the heat exchange medium passes is disposed on the vehicle front side or the vehicle rear side of the vehicle heat exchanger.
  • a first state that covers at least a part of a gap between adjacent tubes and a region in which the gap between the tubes is covered are less than in the first state.
  • An opening / closing device capable of switching between two states is provided. The switchgear is in the first state when the wind velocity of the air flow from the vehicle front side toward the vehicle heat exchanger is below a predetermined value, and the vehicle heat exchange from the vehicle front side.
  • the opening / closing device switches between a first state positioned between the adjacent tubes when viewed from the vehicle front-rear direction and a second state positioned so as to overlap the tubes when viewed from the vehicle front-rear direction. Also good. Even in this case, the opening / closing device is in the first state when the wind speed of the air flow from the front side of the vehicle toward the heat exchanger for the vehicle is lower than a predetermined value. When the wind speed of the air flow toward the vehicle heat exchanger exceeds a predetermined value, the air flow can make a transition from the first state to the second state.
  • the switchgear When the vehicle engine needs to be warmed up and the vehicle is traveling at low and medium speeds, the wind speed of the air flow from the front side of the vehicle toward the vehicle heat exchanger is below a predetermined value, so the switchgear is 1 state (for example, a closed state). Further, when the vehicle engine needs to be cooled, the wind speed of the air flow from the vehicle front side toward the vehicle heat exchanger exceeds a predetermined value, so that the switchgear uses the air flow to enter the second state (for example, Open state). Thereby, the shutter structure of this indication can operate an opening-and-closing device, without providing a drive mechanism by using the air flow which goes to the heat exchanger for vehicles from the vehicles front side.
  • FIG. (A) is a perspective view of the frame of a shutter apparatus
  • (b) is a perspective view of the opening-and-closing member of a shutter apparatus.
  • the vehicle cooling device of the present embodiment includes a refrigerant condenser 100, a radiator 200, a blower device 300, and a shutter device 400.
  • the intervals between the components are enlarged.
  • the refrigerant condenser 100 is a heat exchanger that cools the refrigerant by exchanging heat between the refrigerant circulating in the refrigeration cycle (not shown) and the outside air.
  • the refrigerant condenser 100 includes a condenser core portion 101 and a pair of header tanks 102 and 103.
  • the heat exchange surface (core surface) of the condenser core portion 101 is arranged in the vertical direction.
  • the condenser core portion 101 includes a plurality of laminated tubes 101a having a flat cross section, and corrugated fins 101b interposed between the tubes 101a and provided integrally with the tubes 101a.
  • the tube 101a is a tube member through which a refrigerant (heat exchange medium) flows, and both ends of each tube 101a are connected to communicate with the inside of the pair of header tanks 102 and 103, respectively.
  • the flat surface (flat surface) of the tube 101a is parallel to the vehicle longitudinal direction.
  • the refrigerant condenser 100 of the present embodiment is configured as a cross flow type heat exchanger in which tubes 101a are arranged in the horizontal direction.
  • the radiator 200 is a heat exchanger that cools the engine coolant by exchanging heat between the engine coolant and the outside air.
  • the radiator 200 is disposed on the vehicle rear side of the refrigerant condenser 100.
  • the radiator 200 has a radiator core part 201 and a pair of header tanks 202 and 203.
  • the heat exchange surface (core surface) of the radiator core unit 201 is arranged in the vertical direction.
  • the radiator core portion 201 includes a plurality of laminated tubes 201a having a flat cross section and corrugated fins 201b interposed between the tubes 201a and provided integrally with the tubes 201a.
  • the tube 201a is a tube member through which cooling water (heat exchange medium) flows, and both ends of each tube 201a are connected to communicate with the pair of header tanks 202 and 203, respectively.
  • the flat surface (flat surface) of the tube 201a is parallel to the vehicle longitudinal direction.
  • the radiator 200 of the present embodiment is configured as a cross flow type heat exchanger in which tubes 201a through which cooling water flows are arranged in the horizontal direction.
  • the blower 300 includes a fan 301, a motor 302, and a shroud 303.
  • the air blower 300 is disposed on the vehicle rear side of the radiator 200.
  • the fan 301 is an axial-flow type fan that blows air, and is configured to rotate around a rotation shaft.
  • the motor 302 is an electric motor that gives rotational power to the fan 301, and is supported by a plurality of stays 304 provided on the shroud 303.
  • the shroud 303 is a component that holds the motor 302 and guides the air flow so that the air flow induced by the fan 301 flows to the refrigerant radiator 100 and the radiator 200.
  • the shutter device 400 is disposed between the radiator 200 and the blower device 300.
  • the shutter device 400 is disposed close to the radiator core unit 201 on the downstream side of the air flow (the vehicle rear side) of the radiator 200, and adjusts the air flow rate of the radiator core unit 201.
  • the shutter device 400 is provided with a frame member 401 and an opening / closing member 402.
  • the frame member 401 and the opening / closing member 402 can be made of, for example, a resin material.
  • a plurality of opening / closing members 402 are arranged in parallel on the frame member 401 at a predetermined interval. The interval between the adjacent opening / closing members 402 corresponds to the interval between the adjacent tubes 201 a of the radiator core portion 201.
  • the frame member 401 is configured as a rectangular frame and has a size corresponding to the outer shape of the air passage surface of the radiator core unit 201.
  • Fixing holes 401 a for fixing the opening / closing member 402 are provided in a pair of opposing sides of the frame member 401.
  • the opening / closing member 402 is a substantially plate-like member, and the length in the short side direction (vertical direction in FIG. 3B) is the tube 201a adjacent to the radiator core portion 201. Corresponds to the interval.
  • rotation shafts 402a are provided along the longitudinal direction at both ends in the longitudinal direction of the opening / closing member 402 (left-right direction in FIG. 3B).
  • the cross section of the opening / closing member 402 is rounded at one end side (left side in FIG. 4) and sharp at the other end side (right side in FIG. 4), and on one side (upper surface in FIG. 4).
  • the plate thickness of the opening / closing member 402 is equal to or smaller than the dimension in the minor axis direction of the longitudinal cross section in the longitudinal direction of the tube 201a of the radiator core part 201. That is, in the open state (see FIGS.
  • the thickness of the opening / closing member 402 is equal to or less than the thickness of the tube 201a in the direction orthogonal to the stacking direction of the tubes 201a.
  • a rotating shaft 402a is provided on one end side (left side in FIG. 4).
  • the plurality of opening / closing members 402 of the shutter device 400 have their respective rotation shafts 402 a positioned on the vehicle rear side of the tube 201 a of the radiator core unit 201. That is, when viewed in the vehicle front-rear direction, the rotation shaft 402 a of the opening / closing plate 402 is parallel to the longitudinal direction of the tube 201 a of the radiator 200 and overlaps the tube 201 a of the radiator 200.
  • FIGS. 5 and 6 show a state where the vehicle is traveling at a low and medium speed when the vehicle engine needs to be warmed up.
  • the fan 301 When the vehicle engine needs to be warmed up, the fan 301 is not operating, and when the vehicle is traveling at a low to medium speed, the wind speed (wind pressure) of the traveling wind generated along with the traveling of the vehicle is low. The wind speed (wind pressure) of the air flow toward the radiator core unit 201 becomes low.
  • the opening / closing member 402 has its rotating shaft 402a positioned upward and its end opposite to the rotating shaft 402a positioned downward due to its own weight.
  • the plate surface of the opening / closing member 402 is parallel to the vertical direction and parallel to the heat exchange surface of the radiator core unit 201. That is, when the vehicle is traveling at low and medium speeds and the fan 301 is not operating, the opening / closing member 402 is in a closed state (first state) in which the heat exchange surface of the radiator core unit 201 is covered. As a result, the passage of air in the radiator core part 201 is restricted, and warming up of the vehicle engine is promoted.
  • FIGS. 7 and 8 show a case where the vehicle engine needs to be cooled.
  • the fan 301 is operated to generate an air flow from the vehicle front side to the vehicle rear side.
  • the wind speed (wind pressure) of the air flow toward the radiator core unit 201 is increased.
  • the opening / closing member 402 changes from the closed state (first state) shown in FIGS. 5 and 6 to the open state shown in FIGS. Transition to the second state.
  • the opening / closing member 402 rotates around the rotation shaft 402a, and the end opposite to the rotation shaft 402a moves upward.
  • the opening / closing member 402 has a wing-shaped cross section, lift can be efficiently generated by the Coanda effect.
  • the plate surface of the opening / closing member 402 is parallel to the horizontal direction and orthogonal to the heat exchange surface of the radiator core unit 201. That is, when the fan 301 is operating, the opening / closing member 402 is in an open state where the heat exchange surface of the radiator core unit 201 is not covered.
  • the opening / closing member 402 when the vehicle engine needs to be warmed up and the vehicle is traveling at low and medium speeds, the opening / closing member 402 is closed by its own weight. Further, when the vehicle engine needs to be cooled, the air flow generated by the operation of the fan 301 increases the wind speed (wind pressure) of the air flow toward the radiator core 201, and the opening / closing member 402 is centered on the rotating shaft 402a. To open. Accordingly, the shutter device 400 of the present embodiment can switch between the closed state and the open state by operating the opening / closing member 402 with a simple configuration without providing a drive mechanism.
  • the opening / closing member 402 is disposed so that the tube 201a of the radiator 200 and the rotating shaft 402a of the opening / closing member 402 overlap when viewed in the vehicle front-rear direction. For this reason, the tube 201a of the radiator 200 and the rotating shaft 402a of the opening / closing member 402 overlap each other when viewed from the direction orthogonal to the heat exchange surface of the radiator core 201, that is, the flow direction of the air passing through the radiator core 201. Become.
  • the opening / closing member 402 since the thickness of the opening / closing member 402 is equal to or less than the thickness of the tube 201a of the radiator 200, the opening / closing member 402 does not protrude from the tube 201a of the radiator 200 when viewed in the vehicle front-rear direction. For this reason, when the opening / closing member 402 is in the open state, the ventilation resistance by the opening / closing member 402 can be reduced as much as possible, and a reduction in the amount of air passing through the radiator core portion 201 can be effectively suppressed.
  • the interval between the adjacent opening / closing members 402 is configured to correspond to the interval between the adjacent tubes 201a. Therefore, since the opening / closing member 402 is provided corresponding to each of the plurality of tubes 201a, the gap between the adjacent tubes 201a can be reliably closed.
  • the length of the short side direction (vertical direction in FIG. 6) of the opening / closing member 402 is the same as the interval between the adjacent tubes 201a as shown in FIG. 6, but as shown in FIG.
  • the length of the opening / closing member 402 in the short side direction (vertical direction in FIG. 9) may be an integral multiple (two times, three times, etc.) of the interval between adjacent tubes 201a.
  • the length of the opening / closing member 402 in the short side direction (vertical direction in FIG. 9) is twice the interval between the adjacent tubes 201 a.
  • the number of opening / closing members 402 can be reduced according to the length of the opening / closing member 402 in the short side direction (vertical direction in FIG. 9).
  • the number of opening / closing members 402 can be halved compared to the example shown in FIG. 6.
  • the shutter device 500 of the second embodiment is disposed on the vehicle front side of the radiator 200.
  • the radiator 200 of the second embodiment is configured as a downflow type heat exchanger in which the tubes 201a are arranged in the vertical direction.
  • the shutter device 500 of the second embodiment includes a frame member 501 and a lattice member 502.
  • the frame member 501 and the lattice member 502 of the second embodiment can be made of, for example, a resin material.
  • the frame member 501 is configured as a rectangular frame and has a size corresponding to the outer shape of the air passage surface of the radiator core unit 201.
  • a pair of opposing sides of the frame member 501 are provided with a fixing hole 501a for fixing the lattice member 502 and a stopper portion 501b.
  • the lattice member 502 of the second embodiment is a single structure including a plurality of opening / closing members 502a and a plurality of connecting members 502b.
  • the opening / closing member 502a is a rod-shaped member, and a plurality of opening / closing members 502a are arranged in parallel.
  • the connecting member 502b is a rod-like member, and a plurality of connecting members 502b are arranged in parallel.
  • the opening / closing member 502a and the connecting member 502b are arranged in a lattice shape so as to be orthogonal to each other.
  • the opening / closing member 502 a is arranged in the vertical direction in FIG. 13 and is arranged in parallel with the tube 201 a of the radiator 200.
  • the plurality of opening / closing members 502a are provided corresponding to the plurality of tubes 201a of the radiator 200, respectively. That is, the same number of open / close members 502a as the tubes 201a of the radiator 200 are provided, and the interval between adjacent open / close members 502a is the same as the interval between adjacent tubes 201a.
  • the opening / closing member 502a has a plate shape, and the plate surface is parallel to the heat exchange surface of the radiator core unit 201.
  • the length of the opening / closing member 502a in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the tube 201a is equal to or less than the length in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the tube 201a.
  • the opening / closing member 502a is movable to a position overlapping the tube 201a or a position between adjacent tubes 201a when viewed from the front-rear direction of the vehicle.
  • the connecting member 502 b is disposed in the left-right direction in FIG. 13 and is disposed orthogonal to the tube 201 a of the radiator 200.
  • the connecting member 502b is provided to connect the plurality of opening / closing members 502a.
  • the opening / closing member 502a and the connecting member 502b are joined at a crossing portion.
  • a part of the joint between the opening / closing member 502a and the connecting member 502b is a disc-shaped flat plate portion 502c.
  • the flat plate portion 502c has a plate surface parallel to the heat exchange surface of the radiator core portion 201, and air flowing in the vehicle front-rear direction is likely to collide with it.
  • Some of the plurality of opening / closing members 502a are longer than the other first members 501a, and both ends constitute a fixed shaft 502d for attaching the lattice member 502 to the frame member 501.
  • the lattice member 502 is fixed to the frame member 501 by inserting the fixed shaft 502 a into the fixing hole 501 a of the frame member 501.
  • the fixing hole 501a of the frame member 501 has an oval shape and is formed obliquely with respect to the vehicle longitudinal direction.
  • the vehicle is inclined from the right side to the left side from the vehicle front side (front side of the paper) toward the vehicle rear side (back side of the paper).
  • the lattice member 502 is movable in the vehicle front-rear direction with the fixed shaft 502 d guided by the fixing hole 501 a of the frame member 501. Since the fixing hole 501a is formed obliquely with respect to the vehicle longitudinal direction, the lattice member 502 moves obliquely with respect to the vehicle longitudinal direction when moving in the vehicle longitudinal direction.
  • the fixing hole 501a of the frame member 501 constitutes a guide device for moving the lattice member 502.
  • the frame member 501 and the fixed shaft 502d of the lattice member 502 are connected by a spring member 503 (elastic member).
  • One end side of the spring member 503 is fixed to the stopper portion 501b of the frame member 501, and the other end side of the spring member 503 is fixed to the fixed shaft 502d of the lattice member 502.
  • the spring member 503 applies an elastic force in a direction in which the fixed shaft 502d of the lattice member 502 is moved toward the front side of the vehicle. For this reason, when the external force is not acting on the lattice member 502, the lattice member 502 will be located in the vehicle front side.
  • FIGS. 11, 14 and 15 show a state where the vehicle is traveling at a low and medium speed when the vehicle engine needs to be warmed up.
  • the fan 301 When the vehicle engine needs to be warmed up, the fan 301 is not operating, and when the vehicle is traveling at a low to medium speed, the wind speed (wind pressure) of the traveling wind generated along with the traveling of the vehicle is low. The wind speed (wind pressure) of the air flow toward the radiator core unit 201 becomes low.
  • the lattice member 502 is positioned on the vehicle front side by the elastic force of the spring member 503.
  • the opening / closing member 502 a is located between the tubes 201 a adjacent to the radiator 200. That is, in a state where the vehicle is traveling at low and medium speeds and the fan 301 is not operating, a closed state (first state) in which a gap between adjacent tubes 201a of the radiator core portion 201 is covered by the lattice member 502. become. As a result, the passage of air in the radiator core part 201 is restricted, and warming up of the vehicle engine is promoted.
  • FIGS. 16 to 18 show cases where the vehicle engine needs to be cooled.
  • the fan 301 is operated to generate an air flow from the vehicle front side to the vehicle rear side.
  • the wind speed (wind pressure) of the air flow toward the radiator core unit 201 is increased.
  • the air flow force acting on the lattice member 502 becomes stronger than the elastic force of the spring member 503. Move to the rear of the vehicle. As a result, the lattice member 502 shifts from the closed state (first state) shown in FIGS. 11, 14, and 15 to the open state (second state) shown in FIGS.
  • the opening / closing member 502a and the tube 201a of the radiator 200 overlap with each other when viewed from the vehicle front-rear direction. That is, when the fan 301 is operating, the lattice member 502 is in an open state where the heat exchange surface of the radiator core unit 201 is not covered. As a result, air can freely pass through the gaps between the tubes 201a in the radiator core portion 201, and cooling of the vehicle engine is promoted.
  • the lattice member 502 when the vehicle engine needs to be warmed up and the vehicle is traveling at a low / medium speed, the lattice member 502 is brought into the closed state by the elastic force of the spring member 503. Become.
  • the air flow generated by the operation of the fan 301 increases the wind speed (wind pressure) of the air flow toward the radiator core unit 201.
  • the lattice member 502 moves in the left-right direction along the fixing holes 501a formed obliquely in the frame member 501, and becomes an open state.
  • the shutter apparatus 500 of the second embodiment can switch the closed state and the open state by operating the lattice member 502 with a simple configuration without providing a drive mechanism.
  • the tube 201a of the radiator 200 and the opening / closing member 502a of the lattice member 502 in the open state overlap each other when viewed in the vehicle front-rear direction.
  • the air passing through the gaps between the adjacent tubes 201a is less likely to collide with the lattice member 502, and the ventilation resistance by the lattice member 502 can be reduced. It can suppress that the passing air volume of 201 falls.
  • the length of the opening / closing member 502a is set to be equal to or less than the length of the tube 201a in the direction orthogonal to the stacking direction of the tubes 201a.
  • the opening / closing member 502 a does not protrude from the tube 201 a of the radiator 200. For this reason, when the grid member 502 is in the open state, the airflow resistance by the grid member 502 can be reduced as much as possible, and a reduction in the amount of air passing through the radiator core portion 201 can be effectively suppressed.
  • the size of the shutter devices 400 and 500 is set to correspond to the heat exchange surface of the radiator core unit 201, and the entire heat exchange surface of the radiator core unit 201 is covered by the shutter devices 400 and 500.
  • the present invention is not limited to this, and the size of the shutter devices 400 and 500 may not necessarily correspond to the radiator core unit 201.
  • the size of the shutter devices 400 and 500 is made smaller than the heat exchange surface of the radiator core unit 201, and a part of the heat exchange surface of the radiator core unit 201 is opened or closed by the shutter devices 400 and 500. It may be.
  • the shutter device 400 is disposed on the vehicle rear side of the radiator 200.
  • the shutter device 500 is disposed on the vehicle front side of the radiator 200.
  • the shutter device 400 may be disposed on the vehicle front side of the radiator 200, and the shutter device 500 of the second embodiment may be disposed on the vehicle rear side of the radiator 200.
  • the opening / closing member 402 is configured to be closed by its own weight.
  • the present invention is not limited thereto, and the opening / closing member 402 is closed using an elastic member such as a spring.
  • the opening / closing member 402 may be opened.
  • the radiator 200 that is opened and closed by the shutter device 400 is a crossflow type heat exchanger.
  • the present invention is not limited to this, and the downflow type heat exchange is performed by the shutter device 400 of the first embodiment. You may make it open and close a container.
  • the radiator 200 opened and closed by the shutter device 500 is a downflow type heat exchanger.
  • the present invention is not limited to this, and the crossflow type heat exchange is performed by the shutter device 500 of the second embodiment. You may make it open and close a container.
  • interval of the adjacent tube 201a of the radiator core part 201 were made the same, these are not necessarily It does not have to be the same.
  • the length of the opening / closing member 402 in the short side direction may be longer than the interval between the adjacent tubes 201a of the radiator core portion 201 so that the adjacent opening / closing members 402 in the closed state overlap each other.
  • the length in the short side direction may be shorter than the interval between the adjacent tubes 201a of the radiator core portion 201, and a gap may be left between the adjacent open / close members 402 in the closed state.
  • the switchgear (402, 502a) capable of switching between a first state that covers at least a part of a gap between adjacent tubes 201a and a second state in which a region that covers the gap between the tubes 201a is less than the first state.
  • the opening / closing device (402, 502a) is in the first state when the wind speed of the air flow from the front side of the vehicle toward the radiator 200 is lower than a predetermined value, and the radiator 200 starts from the front side of the vehicle.
  • the air flow may make a transition from the first state to the second state.
  • the length in the stacking direction of the tubes of the switchgear may be an integral multiple of the interval between the adjacent tubes (for example, 2 times, 3 times, or 4 times).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Details Of Heat-Exchange And Heat-Transfer (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)

Abstract

　内部を熱交換媒体が通過する複数の積層されたチューブ（２０１ａ）を有する車両用熱交換器（２００）の車両前方側または車両後方側に配置され、車両用熱交換器（２００）の通風量を調整する車両用熱交換器のシャッター構造において、隣り合う前記チューブ（２０１ａ）間の隙間の少なくとも一部を覆う第１状態と、前記チューブ（２０１ａ）間の隙間が覆われる領域が第1状態より少なくなる第２状態とを切り替え可能な開閉装置（４０２、５０２ａ）を備える。開閉装置（４０２、５０２ａ）は、車両前方側から車両用熱交換器（２００）に向かう空気流れの風速が所定値を下回っている場合には、第１状態となっており、空気流れの風速が所定値を上回った場合には、空気流れによって第１状態から第２状態に移行する。

Description

車両用熱交換器のシャッター構造 関連出願の相互参照
　本出願は、当該開示内容が参照によって本出願に組み込まれた、２０１４年１０月１６日に出願された日本特許出願２０１４－２１１７４５号を基にしている。
　本開示は、車両用熱交換器のシャッター構造に関する。
　従来より、車両用熱交換器の通風量を調整するために、車両用熱交換器にシャッターを設けることが知られている。このような車両用熱交換器において、シャッターの開閉部材を自重により閉状態とし、駆動装置で押圧することで開状態とすることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００８－１０６９８２号公報
　しかしながら、本開示の発明者らの検討によると、上記従来技術のシャッター構造では、シャッターが開いた状態でも開閉部材が通風抵抗となるため、熱交換器を通過する風量が低下する。また、上記従来技術のシャッター構造では、駆動装置を用いた開閉機構によって開閉部材を作動させるため、構造が複雑になっており、コストが高くなる要因ともなっている。
　そこで、本開示は上記点に鑑み、簡易な構成で開閉装置を作動させるとともに通風抵抗を低減させることが可能な車両用熱交換器のシャッター構造を提供することを目的とする。
　本開示の一つの態様によれば、内部を熱交換媒体が通過する複数の積層されたチューブを有する車両用熱交換器の車両前方側または車両後方側に配置され、前記車両用熱交換器の通風量を調整する車両用熱交換器のシャッター構造において、隣り合う前記チューブ間の隙間の少なくとも一部を覆う第１状態と、前記チューブ間の隙間が覆われる領域が第1状態より少なくなる第２状態とを切り替え可能な開閉装置を備える。前記開閉装置は、車両前方側から前記車両用熱交換器に向かう空気流れの風速が所定値を下回っている場合には、前記第１状態となっており、車両前方側から前記車両用熱交換器に向かう空気流れの風速が所定値を上回った場合には、前記空気流れによって前記第１状態から前記第２状態に移行する。そのため、簡易な構成で開閉装置を作動させるとともに通風抵抗を低減させることが可能な車両用熱交換器のシャッター構造を提供できる。
　例えば、開閉装置は、車両前後方向から見て、隣り合う前記チューブの間に位置する第１状態と、車両前後方向から見て、前記チューブと重なり合うように位置する第２状態とを切り替えしてもよい。この場合でも、前記開閉装置は、車両前方側から前記車両用熱交換器に向かう空気流れの風速が所定値を下回っている場合には、前記第１状態となっており、車両前方側から前記車両用熱交換器に向かう空気流れの風速が所定値を上回った場合には、前記空気流れによって前記第１状態から前記第２状態に移行できる。
　車両エンジンの暖機が必要であり、車両が低中速で走行している場合には、車両前方側から車両用熱交換器に向かう空気流れの風速が所定値を下回るので、開閉装置が第１状態（例えば、閉状態）となる。また、車両エンジンの冷却が必要な場合には、車両前方側から車両用熱交換器に向かう空気流れの風速が所定値を上回るので、開閉装置が空気流れを利用して第２状態（例えば、開状態）となる。これにより、本開示のシャッター構造は、車両前方側から車両用熱交換器に向かう空気流れを利用することで、駆動機構を設けることなく、開閉装置を作動させることができる。
第１実施形態の車両用冷却装置を示す斜視図である。 図１のシャッター装置の斜視図である。 （ａ）はシャッター装置の枠体の斜視図であり、（ｂ）はシャッター装置の開閉部材の斜視図である。 図３（ｂ）の開閉部材の断面図である。 シャッター装置が閉状態の車両用冷却装置の断面図である。 図５の一点破線で囲んだ部分を拡大した断面図である。 シャッター装置が開状態の車両用冷却装置の断面図である。 図７の一点破線で囲んだ部分を拡大した断面図である。 第１実施形態の車両用冷却装置の変形例を示す断面図である。 第２実施形態の車両用冷却装置を示す斜視図である。 閉状態のシャッター装置の斜視図である。 シャッター装置の枠体の斜視図である。 シャッター装置の開閉部材の斜視図である。 閉状態のシャッター装置の平面図である。 閉状態のシャッター装置の正面図である。 開状態のシャッター装置の斜視図である。 開状態のシャッター装置の平面図である。 開状態のシャッター装置の正面図である。
　（第１実施形態）
　以下、本開示の車両用熱交換器のシャッター構造を適用した車両用冷却装置について図１～図９に基づいて説明する。図１に示すように、本実施形態の車両用冷却装置は、冷媒凝縮器１００、ラジエータ２００、送風装置３００、シャッター装置４００を備えている。なお、図１では、便宜上、各部品の間隔を広げて図示している。
　冷媒凝縮器１００は、図示しない冷凍サイクル内を循環する冷媒と外気とを熱交換して冷媒を冷却する熱交換器である。冷媒凝縮器１００は、凝縮器コア部１０１と、一対のヘッダタンク１０２、１０３とを有している。冷媒凝縮器１００は、凝縮器コア部１０１の熱交換面（コア面）が鉛直方向に配置される。
　凝縮器コア部１０１は、複数積層される断面扁平状のチューブ１０１ａと、各チューブ１０１ａの間に介在され、チューブ１０１ａに一体に設けられる波形のフィン１０１ｂとを備えている。チューブ１０１ａは、内部を冷媒（熱交換媒体）が流通する管部材であり、各チューブ１０１ａの両先端部は、一対のヘッダタンク１０２、１０３内部にそれぞれ連通するように接続されている。チューブ１０１ａの扁平面（平坦面）は、車両前後方向と平行になっている。本実施形態の冷媒凝縮器１００は、チューブ１０１ａが水平方向に配置されたクロスフロー型の熱交換器として構成されている。
　ラジエータ２００は、エンジン冷却水と外気とを熱交換してエンジン冷却水を冷却する熱交換器である。ラジエータ２００は、冷媒凝縮器１００の車両後方側に配置されている。ラジエータ２００は、ラジエータコア部２０１と、一対のヘッダタンク２０２、２０３とを有している。ラジエータ２００は、ラジエータコア部２０１の熱交換面（コア面）が鉛直方向に配置される。
　ラジエータコア部２０１は、複数積層される断面扁平状のチューブ２０１ａと、各チューブ２０１ａの間に介在され、チューブ２０１ａに一体に設けられる波形のフィン２０１ｂとを備えている。チューブ２０１ａは、内部を冷却水（熱交換媒体）が流通する管部材であり、各チューブ２０１ａの両先端部は、一対のヘッダタンク２０２、２０３内部にそれぞれ連通するように接続されている。チューブ２０１ａの扁平面（平坦面）は、車両前後方向と平行になっている。本実施形態のラジエータ２００は、冷却水が流れるチューブ２０１ａが水平方向に配置されたクロスフロー型の熱交換器として構成されている。
　送風装置３００は、ファン３０１、モータ３０２、シュラウド３０３を備えている。送風装置３００は、ラジエータ２００の車両後方側に配置されている。ファン３０１は、空気を送風する軸流式の送風ファンであり、回転軸を中心に回転するように構成されている。モータ３０２は、ファン３０１に回転動力を与える電動機であり、シュラウド３０３に設けられた複数のステー３０４によって支持されている。シュラウド３０３は、モータ３０２を保持するとともに、ファン３０１により誘起される空気流が冷媒放熱器１００およびラジエータ２００に流れるように空気流をガイドする部品である。
　シャッター装置４００は、ラジエータ２００と送風装置３００の間に配置されている。シャッター装置４００は、ラジエータ２００の空気流れ下流側（車両後方側）において、ラジエータコア部２０１に近接して配置され、ラジエータコア部２０１の通風量を調整するようになっている。
　図２に示すように、シャッター装置４００には、枠部材４０１と開閉部材４０２とが設けられている。枠部材４０１および開閉部材４０２は、例えば樹脂材料から構成することができる。枠部材４０１には、複数の開閉部材４０２が所定間隔で並列して配置されている。隣り合う開閉部材４０２の間隔は、ラジエータコア部２０１の隣り合うチューブ２０１ａの間隔に対応している。
　図３（ａ）に示すように、枠部材４０１は、矩形状の枠として構成され、ラジエータコア部２０１の空気通過面の外形に対応した大きさとなっている。枠部材４０１の対向する一対の辺には、開閉部材４０２を固定するための固定穴４０１ａが設けられている。
　図３（ｂ）に示すように、開閉部材４０２は、略板状の部材であり、短辺方向（図３（ｂ）の上下方向）の長さは、ラジエータコア部２０１の隣接するチューブ２０１ａの間隔に対応している。また、開閉部材４０２の長手方向（図３（ｂ）の左右方向）の両端には、回転軸４０２ａが長手方向に沿って設けられている。開閉部材４０２の回転軸４０２ａが枠部材４０１の固定穴４０１ａに挿入されることで、開閉部材４０２が回転軸４０２ａを中心に回動可能な状態で枠部材４０１に固定される。
　図４に示すように、開閉部材４０２の断面は、一端側（図４の左側）が丸く他端側（図４の右側）が尖っており、かつ、一方の面（図４の上側の面）が他方の面（図４の下側の面）よりも膨らみが大きい翼型形状をしている。開閉部材４０２の板厚は、ラジエータコア部２０１のチューブ２０１ａの長手方向垂直断面における短径方向の寸法以下となっている。つまり、開状態（図７、図８参照）では、チューブ２０１ａの積層方向に直交する方向において、開閉部材４０２の厚みがチューブ２０１ａの厚み以下となっている。また、開閉部材４０２の断面において、一端側（図４の左側）に回転軸４０２ａが設けられている。
　図５、図６に示すように、シャッター装置４００の複数の開閉部材４０２は、それぞれの回転軸４０２ａがラジエータコア部２０１のチューブ２０１ａの車両後方側に位置している。つまり、車両前後方向に見た場合に、開閉板４０２の回転軸４０２ａは、ラジエータ２００のチューブ２０１ａの長手方向と平行であり、かつ、ラジエータ２００のチューブ２０１ａと重なり合っている。
　図５、図６は、車両エンジンの暖機が必要な場合に車両が低中速で走行している状態を示している。車両エンジンの暖機が必要な場合にはファン３０１が作動しておらず、車両が低中速で走行している状態では、車両走行に伴って発生する走行風の風速（風圧）が低いため、ラジエータコア部２０１に向かう空気流れの風速（風圧）が低くなる。
　このため、図５、図６に示すように、開閉部材４０２は自重によって、回転軸４０２ａが上方に位置し、回転軸４０２ａと反対側の端部が下方に位置している。このとき、開閉部材４０２の板面は、鉛直方向と平行であり、ラジエータコア部２０１の熱交換面と平行な状態となっている。つまり、車両が低中速で走行しており、ファン３０１が作動していない状態では、開閉部材４０２によってラジエータコア部２０１の熱交換面が覆われた閉状態（第１状態）になる。この結果、ラジエータコア部２０１における空気の通過が規制され、車両エンジンの暖機が促進される。
　図７、図８は、車両エンジンの冷却が必要な場合を示している。車両エンジンの冷却が必要な場合には、ファン３０１が作動することで車両前方側から車両後方側に向かう空気流れが発生する。この場合には、ラジエータコア部２０１に向かう空気流れの風速（風圧）が高くなる。開閉部材４０２は、ラジエータコア部２０１に向かう空気流れの風速（風圧）が所定値を上回ると、図５、図６に示す閉状態（第１状態）から図７、図８に示す開状態（第２状態）に移行する。
　図７、図８に示す開状態では、開閉部材４０２は、回転軸４０２ａを中心に回動し、回転軸４０２ａと反対側の端部が上方に移動している。上述のように、開閉部材４０２は断面が翼型形状となっているので、コアンダ効果によって効率よく揚力を発生させることができる。このとき、開閉部材４０２の板面は、水平方向と平行であり、ラジエータコア部２０１の熱交換面と直交する状態となっている。つまり、ファン３０１が作動している状態では、開閉部材４０２によってラジエータコア部２０１の熱交換面が覆われていない開状態になる。
　この結果、ラジエータコア部２０１におけるチューブ２０１ａの間の隙間を空気が自由に通過でき、車両エンジンの冷却が促進される。なお、本実施形態の構成では、車両が高速で走行している場合には、ファン３０１の作動状態によらず、車両走行に伴って発生する走行風の風速（風圧）が高くなるため、開閉部材４０２が図７、図８に示す開状態となる。
　以上説明した本実施形態によれば、車両エンジンの暖機が必要であり、車両が低中速で走行している場合には、開閉部材４０２は自重によって閉状態となる。また、車両エンジンの冷却が必要な場合には、ファン３０１の作動で発生する空気流れによって、ラジエータコア部２０１に向かう空気流れの風速（風圧）が高くなり、開閉部材４０２は回転軸４０２ａを中心に回動して開状態となる。これにより、本実施形態のシャッター装置４００は、駆動機構を設けることなく、簡易な構成で開閉部材４０２を作動させ、閉状態と開状態とを切り替えることができる。
　また、本実施形態のシャッター装置４００では、車両前後方向に見た場合に、ラジエータ２００のチューブ２０１ａと開閉部材４０２の回転軸４０２ａは重なり合うように開閉部材４０２を配置している。このため、ラジエータコア部２０１の熱交換面に直交する方向、すなわちラジエータコア部２０１を通過する空気の流れ方向から見て、ラジエータ２００のチューブ２０１ａと開閉部材４０２の回転軸４０２ａとが重なり合うことになる。これにより、開閉部材４０２が開状態となった場合に、隣り合うチューブ２０１ａの隙間を通過する空気が開閉部材４０２にぶつかりにくくなり、開閉部材４０２による通風抵抗を極力小さくすることができ、ラジエータコア部２０１の通過風量が低下することを抑えることができる。
　さらに、本実施形態では、開閉部材４０２の厚みをラジエータ２００のチューブ２０１ａの厚み以下にしているので、車両前後方向に見た場合に、開閉部材４０２がラジエータ２００のチューブ２０１ａからはみ出ない。このため、開閉部材４０２が開状態となった場合に、開閉部材４０２による通風抵抗を極力小さくすることができ、ラジエータコア部２０１の通過風量が低下することを効果的に抑えることができる。
　また、本実施形態では、隣り合う開閉部材４０２の間隔を、隣り合うチューブ２０１ａの間隔を対応するように構成している。これにより、複数のチューブ２０１ａのそれぞれに対応して開閉部材４０２が設けられるので、隣り合うチューブ２０１ａの隙間を確実にふさぐことができる。
　また、本実施形態では、図６に示すように開閉部材４０２の短辺方向（図６の上下方向）の長さを隣接するチューブ２０１ａの間隔と同一にしたが、図９に示すように、開閉部材４０２の短辺方向（図９の上下方向）の長さを隣接するチューブ２０１ａの間隔の整数倍（２倍、３倍等）としてもよい。図９に示す例では、開閉部材４０２の短辺方向（図９の上下方向）の長さを隣接するチューブ２０１ａの間隔の２倍としている。このような構成によれば、開閉部材４０２の短辺方向（図９の上下方向）の長さに応じて、開閉部材４０２の数を減少させることができる。例えば、図９に示す例では、図６に示した例に比較して、開閉部材４０２の数を半分にすることができる。
　（第２実施形態）
　次に、本開示の第２実施形態を図１０～図１８に基づいて説明する。本第２実施形態では、上記第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
　図１０に示すように、本第２実施形態のシャッター装置５００は、ラジエータ２００の車両前方側に配置されている。また、本第２実施形態のラジエータ２００は、チューブ２０１ａが上下方向に配置されたダウンフロー型の熱交換器として構成されている。
　図１１～図１３に示すように、本第２実施形態のシャッター装置５００は、枠部材５０１と格子部材５０２とを備えている。本第２実施形態の枠部材５０１および格子部材５０２は、例えば樹脂材料から構成することができる。
　図１１、図１２に示すように、枠部材５０１は、矩形状の枠として構成され、ラジエータコア部２０１の空気通過面の外形に対応した大きさとなっている。また、枠部材５０１の対向する一対の辺には、格子部材５０２を固定するための固定穴５０１ａと、ストッパ部５０１ｂが設けられている。
　図１１、図１３に示すように、本第２実施形態の格子部材５０２は、複数の開閉部材５０２ａと複数の連結部材５０２ｂとからなる１つの構造体となっている。開閉部材５０２ａは棒状の部材であり、複数の開閉部材５０２ａが平行に配置されている。同様に、連結部材５０２ｂは棒状の部材であり、複数の連結部材５０２ｂが平行に配置されている。開閉部材５０２ａと連結部材５０２ｂは、互いに直交するように格子状に配置されている。
　開閉部材５０２ａは、図１３における上下方向に配置されており、ラジエータ２００のチューブ２０１ａと平行に配置されている。複数の開閉部材５０２ａは、ラジエータ２００の複数のチューブ２０１ａにそれぞれ対応して設けられている。つまり、開閉部材５０２ａは、ラジエータ２００のチューブ２０１ａと同じ数が設けられ、隣り合う開閉部材５０２ａの間隔は、隣り合うチューブ２０１ａの間隔と同一となっている。
　開閉部材５０２ａは板状であり、板面がラジエータコア部２０１の熱交換面と平行になっている。車両前後方向から見た場合に、チューブ２０１ａの長手方向に直交する方向における開閉部材５０２ａの長さが、チューブ２０１ａの長手方向に直交する方向の長さ以下となっている。また、開閉部材５０２ａは、車両前後方向から見て、チューブ２０１ａと重なる位置または隣り合うチューブ２０１ａの間の位置に移動可能となっている。
　連結部材５０２ｂは、図１３における左右方向に配置されており、ラジエータ２００のチューブ２０１ａと直交して配置されている。連結部材５０２ｂは、複数の開閉部材５０２ａを連結するために設けられている。開閉部材５０２ａと連結部材５０２ｂは、交差する部位で接合されている。開閉部材５０２ａと連結部材５０２ｂの接合部の一部は、円盤状の平板部５０２ｃとなっている。平板部５０２ｃは、板面がラジエータコア部２０１の熱交換面と平行になっており、車両前後方向に流れる空気がぶつかりやすくなっている。
　複数の開閉部材５０２ａの一部は、他の第１部材５０１ａよりも長くなっており、両端部が格子部材５０２を枠部材５０１に取り付けるための固定軸５０２ｄを構成している。図１１に示すように、固定軸５０２ａが枠部材５０１の固定穴５０１ａに挿入されることで、格子部材５０２が枠部材５０１に固定される。
　図１１、図１２に示すように、枠部材５０１の固定穴５０１ａは長円状であり、車両前後方向に対して斜めに形成されている。図１１、図１２に示す例では、車両前方側（紙面手前側）から車両後方側（紙面奥側）に向かって、右方から左方に傾斜している。このため、格子部材５０２は、固定軸５０２ｄが枠部材５０１の固定穴５０１ａに案内されて車両前後方向に移動可能である。また、固定穴５０１ａは車両前後方向に対して斜めに形成されていることから、格子部材５０２は車両前後方向に移動する際に車両前後方向に対して斜めに移動することとなる。このように、枠部材５０１の固定穴５０１ａは、格子部材５０２を移動させるための案内装置を構成している。
　図１４に示すように、枠部材５０１と格子部材５０２の固定軸５０２ｄは、バネ部材５０３（弾性部材）で接続されている。バネ部材５０３の一端側は枠部材５０１のストッパ部５０１ｂに固定され、バネ部材５０３の他端側は格子部材５０２の固定軸５０２ｄに固定されている。バネ部材５０３は、格子部材５０２の固定軸５０２ｄを車両前方側に向かって移動させる方向に弾性力を作用させるようになっている。このため、格子部材５０２に外力が作用していない場合には、格子部材５０２は車両前方側に位置することとなる。
　図１１、図１４、図１５は、車両エンジンの暖機が必要な場合に車両が低中速で走行している状態を示している。車両エンジンの暖機が必要な場合にはファン３０１が作動しておらず、車両が低中速で走行している状態では、車両走行に伴って発生する走行風の風速（風圧）が低いため、ラジエータコア部２０１に向かう空気流れの風速（風圧）が低くなる。
　このため、図１１、図１４、図１５に示すように、格子部材５０２はバネ部材５０３の弾性力によって、格子部材５０２は車両前方側に位置する。このとき、図１４に示すように、格子部材５０２は開閉部材５０２ａがラジエータ２００の隣り合うチューブ２０１ａの間に位置している。つまり、車両が低中速で走行しており、ファン３０１が作動していない状態では、格子部材５０２によってラジエータコア部２０１の隣接するチューブ２０１ａ間の隙間が覆われた閉状態（第１状態）になる。この結果、ラジエータコア部２０１における空気の通過が規制され、車両エンジンの暖機が促進される。
　図１６～図１８は、車両エンジンの冷却が必要な場合を示している。車両エンジンの冷却が必要な場合には、ファン３０１が作動することで車両前方側から車両後方側に向かう空気流れが発生する。この場合には、ラジエータコア部２０１に向かう空気流れの風速（風圧）が高くなる。格子部材５０２は、ラジエータコア部２０１に向かう空気流れの風速（風圧）が所定値以上になると、格子部材５０２に作用する空気流れの力がバネ部材５０３の弾性力より強くなり、格子部材５０２は車両後方側に移動する。この結果、格子部材５０２は、図１１、図１４、図１５に示す閉状態（第１状態）から図１６～図１８に示す開状態（第２状態）に移行する。
　図１８に示すように、格子部材５０２が車両後方側に移動した場合には、車両前後方向から見て、開閉部材５０２ａとラジエータ２００のチューブ２０１ａとが重なり合っている。つまり、ファン３０１が作動している状態では、格子部材５０２によってラジエータコア部２０１の熱交換面が覆われていない開状態になる。この結果、ラジエータコア部２０１におけるチューブ２０１ａの間の隙間を空気が自由に通過でき、車両エンジンの冷却が促進される。
　以上説明した本第２実施形態によれば、車両エンジンの暖機が必要であり、車両が低中速で走行している場合には、格子部材５０２はバネ部材５０３の弾性力によって閉状態となる。また、車両エンジンの冷却が必要な場合には、ファン３０１の作動で発生する空気流れによって、ラジエータコア部２０１に向かう空気流れの風速（風圧）が高くなる。この結果、格子部材５０２は枠部材５０１に斜めに形成された固定穴５０１ａに沿って左右方向に移動して開状態となる。これにより、本第２実施形態のシャッター装置５００は、駆動機構を設けることなく、簡易な構成で格子部材５０２を作動させ、閉状態と開状態とを切り替えることができる。
　また、本第２実施形態のシャッター装置５００では、車両前後方向に見た場合に、ラジエータ２００のチューブ２０１ａと、開状態の格子部材５０２の開閉部材５０２ａは重なり合っている。これにより、格子部材５０２が開状態となった場合に、隣り合うチューブ２０１ａの隙間を通過する空気が格子部材５０２にぶつかりにくくなり、格子部材５０２による通風抵抗を小さくすることができ、ラジエータコア部２０１の通過風量が低下することを抑えることができる。
　さらに、本第２実施形態では、チューブ２０１ａの積層方向に直交する方向において、開閉部材５０２ａの長さをチューブ２０１ａの長さ以下にしているので、車両前後方向に見た場合に、開状態の開閉部材５０２ａがラジエータ２００のチューブ２０１ａからはみ出ない。このため、格子部材５０２が開状態となった場合に、格子部材５０２による通風抵抗を極力小さくすることができ、ラジエータコア部２０１の通過風量が低下することを効果的に抑えることができる。
　（他の実施形態）
　以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示はこれに限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲を逸脱しない限り、各請求項の記載文言に限定されず、当業者がそれらから容易に置き換えられる範囲にも及び、かつ、当業者が通常有する知識に基づく改良を適宜付加することができる。
　例えば、上記各実施形態では、シャッター装置４００、５００の大きさをラジエータコア部２０１の熱交換面に対応する大きさとし、シャッター装置４００、５００によってラジエータコア部２０１の熱交換面の全面を覆うことができるようにしたが、これに限らず、シャッター装置４００、５００の大きさは必ずしもラジエータコア部２０１に対応していなくてもよい。例えば、シャッター装置４００、５００の大きさをラジエータコア部２０１の熱交換面よりも小さくし、シャッター装置４００、５００によってラジエータコア部２０１の熱交換面の一部を開状態または閉状態にするようになっていてもよい。
　また、上記第１実施形態では、ラジエータ２００の車両後方側にシャッター装置４００を配置し、上記第２実施形態では、ラジエータ２００の車両前方側にシャッター装置５００を配置したが、第１実施形態のシャッター装置４００をラジエータ２００の車両前方側に配置してもよく、第２実施形態のシャッター装置５００をラジエータ２００の車両後方側に配置してもよい。あるいは、上記各実施形態のシャッター装置４００、５００を冷媒凝縮器１００の車両前方側または車両後方側に配置してもよい。
　また、上記第１実施形態のシャッター装置４００では、開閉部材４０２を自重で閉状態になるように構成したが、これに限らず、バネ等の弾性部材を用いて開閉部材４０２が閉状態になるようにし、ラジエータコア部２０１に向かう空気流れの風速（風圧）が所定値以上になった場合に、開閉部材４０２が開状態になるようにしてもよい。
　また、上記第１実施形態では、シャッター装置４００によって開閉されるラジエータ２００をクロスフロー型の熱交換器としたが、これに限らず、第１実施形態のシャッター装置４００によってダウンフロー型の熱交換器を開閉するようにしてもよい。
　また、上記第２実施形態では、シャッター装置５００によって開閉されるラジエータ２００をダウンフロー型の熱交換器としたが、これに限らず、第２実施形態のシャッター装置５００によってクロスフロー型の熱交換器を開閉するようにしてもよい。
　また、上記第１実施形態では、開閉部材４０２の短辺方向（図３（ｂ）の上下方向）の長さとラジエータコア部２０１の隣接するチューブ２０１ａの間隔とを同一にしたが、これらは必ずしも同一でなくともよい。例えば、開閉部材４０２の短辺方向の長さをラジエータコア部２０１の隣接するチューブ２０１ａの間隔より長くして、閉状態の隣り合う開閉部材４０２が重なり合うようにしてもよく、あるいは開閉部材４０２の短辺方向の長さをラジエータコア部２０１の隣接するチューブ２０１ａの間隔より短くして、閉状態の隣り合う開閉部材４０２の間に隙間が空いていてもよい。
　即ち、隣り合うチューブ２０１ａ間の隙間の少なくとも一部を覆う第１状態と、チューブ２０１ａ間の隙間が覆われる領域が第1状態より少なくなる第２状態とを切り替え可能な開閉装置（４０２、５０２ａ）を備えてよい。この場合、開閉装置（４０２、５０２ａ）は、車両前方側からラジエータ２００に向かう空気流れの風速が所定値を下回っている場合には、前記第１状態となっており、車両前方側からラジエータ２００に向かう空気流れの風速が所定値を上回った場合には、空気流れによって第１状態から第２状態に移行するように構成してよい。
　また、開閉装置のチューブの積層方向の長さが、隣接する 前記チューブの間隔の整数倍 (例えば、2倍、3倍、4倍) にしてよい。

 

Claims (9)

  1. 　内部を熱交換媒体が通過する複数の積層されたチューブ（２０１ａ）を有する車両用熱交換器（２００）の車両前方側または車両後方側に配置され、前記車両用熱交換器（２００）の通風量を調整する車両用熱交換器のシャッター構造であって、
    　車両前後方向から見て、隣り合う前記チューブ（２０１ａ）の間に位置する第１状態と、車両前後方向から見て、前記チューブ（２０１ａ）と重なり合うように位置する第２状態とを切り替え可能な開閉装置（４０２、５０２ａ）を備え、
    　前記開閉装置（４０２、５０２ａ）は、車両前方側から前記車両用熱交換器（２００）に向かう空気流れの風速が所定値を下回っている場合には、前記第１状態となっており、車両前方側から前記車両用熱交換器（２００）に向かう空気流れの風速が所定値を上回った場合には、前記空気流れによって前記第１状態から前記第２状態に移行する車両用熱交換器のシャッター構造。
  2. 　前記第１状態では、前記チューブ（２０１ａ）の積層方向に直交する方向において、前記開閉装置（４０２、５０２ａ）の厚みが前記チューブ（２０１ａ）の厚み以下であることを特徴とする請求項１に記載の車両用熱交換器のシャッター構造。
  3. 　前記開閉装置（４０２）は、回転軸（４０２ａ）を中心に回動可能な板状部材であり、
    　前記回転軸（４０２ａ）は、前記チューブ（２０１ａ）の長手方向と平行で、かつ、車両前後方向から見て、前記チューブ（２０１ａ）と重なり合うように配置され、
    　前記開閉装置（４０２）は、前記回転軸（４０２ａ）を中心に回動することで、板面が前記車両用熱交換器（２００）の熱交換面に対向する状態と、板面が前記車両用熱交換器（２００）の熱交換面に交差する状態とに切り替え可能であり、
    　前記開閉装置（４０２）の板面が前記車両用熱交換器（２００）の熱交換面に対向する状態が前記第１状態であり、前記開閉装置（４０２）の板面が前記車両用熱交換器（２００）の熱交換面に交差する状態が前記第２状態であることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用熱交換器のシャッター構造。
  4. 　前記開閉装置（５０２ａ）を車両前後方向に移動可能とし、前記開閉装置（５０２ａ）が車両前後方向に移動する際に、車両前後方向に対して斜めに移動するように案内する案内装置（５０１ａ）を備え、
    　前記開閉装置（５０２ａ）が車両前方側に移動した状態が前記第１状態であり、前記開閉装置（５０２ａ）が車両後方側に移動した状態が前記第２状態であることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用熱交換器のシャッター構造。
  5. 　隣り合う前記開閉装置（４０２、５０２ａ）の間隔は、隣り合う前記チューブ（２０１ａ）の間隔に対応していることを特徴とする請求項１ないし４のいずれ１つに記載の車両用熱交換器のシャッター構造。
  6. 　前記開閉装置の前記チューブの積層方向の長さが、隣接する 前記チューブの間隔の整数倍であることを特徴とする請求項５に記載の車両用熱交換器のシャッター構造。
  7. 　前記開閉装置（４０２）の板面が前記車両用熱交換器（２００）の熱交換面に平行する状態が前記第１状態であり、前記開閉装置（４０２）の板面が前記車両用熱交換器（２００）の熱交換面に直交する状態が前記第２状態であることを特徴とする請求項３に記載の車両用熱交換器のシャッター構造。
  8. 　内部を熱交換媒体が通過する複数の積層されたチューブ（２０１ａ）を有する車両用熱交換器（２００）の車両前方側または車両後方側に配置され、前記車両用熱交換器（２００）の通風量を調整する車両用熱交換器のシャッター構造であって、
    　隣り合う前記チューブ（２０１ａ）間の隙間の少なくとも一部を覆う第１状態と、前記チューブ（２０１ａ）間の隙間が覆われる領域が第1状態より少なくなる第２状態とを切り替え可能な開閉装置（４０２、５０２ａ）を備え、
    　前記開閉装置（４０２、５０２ａ）は、車両前方側から前記車両用熱交換器（２００）に向かう空気流れの風速が所定値を下回っている場合には、前記第１状態となっており、車両前方側から前記車両用熱交換器（２００）に向かう空気流れの風速が所定値を上回った場合には、前記空気流れによって前記第１状態から前記第２状態に移行する車両用熱交換器のシャッター構造。
  9. 　前記開閉装置は、複数の板状部材であり、
    　前記板状部材は、前記チューブの積層方向に並んで配置されてことを特徴とする請求項８に記載の車両用熱交換器のシャッター構造。

     
PCT/JP2015/005041 2014-10-16 2015-10-02 車両用熱交換器のシャッター構造 WO2016059766A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014211745A JP2016080250A (ja) 2014-10-16 2014-10-16 車両用熱交換器のシャッター構造
JP2014-211745 2014-10-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016059766A1 true WO2016059766A1 (ja) 2016-04-21

Family

ID=55746328

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2015/005041 WO2016059766A1 (ja) 2014-10-16 2015-10-02 車両用熱交換器のシャッター構造

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2016080250A (ja)
WO (1) WO2016059766A1 (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110785275A (zh) * 2017-03-30 2020-02-11 Gdc公司 一次性注射成型制品
CN111201149A (zh) * 2017-10-12 2020-05-26 株式会社电装 车辆用热交换器的风门构造
WO2021019953A1 (ja) * 2019-07-26 2021-02-04 株式会社デンソー 熱交換ユニット
WO2021032756A1 (de) * 2019-08-22 2021-02-25 Volkswagen Aktiengesellschaft Kühleinrichtung für ein frontend eines kraftfahrzeugs, kraftfahrzeug
DE102021213210A1 (de) 2021-11-24 2023-05-25 Volkswagen Aktiengesellschaft Thermo-Management-System für ein Kraftfahrzeug

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108883696B (zh) 2016-03-31 2021-08-27 株式会社电装 热交换单元
JP7115107B2 (ja) 2018-07-26 2022-08-09 株式会社デンソー 車両のシャッタ装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS578314U (ja) * 1980-06-16 1982-01-16
JP2005199972A (ja) * 2004-01-19 2005-07-28 Toyota Motor Corp 燃料電池車用のラジエータ装置およびその製造方法
JP2012192810A (ja) * 2011-03-16 2012-10-11 Aisin Seiki Co Ltd グリルシャッタ開閉装置
JP2013193603A (ja) * 2012-03-21 2013-09-30 Aisin Seiki Co Ltd グリルシャッタ装置
JP2014024474A (ja) * 2012-07-27 2014-02-06 Toyoda Gosei Co Ltd グリルシャッタ装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS578314U (ja) * 1980-06-16 1982-01-16
JP2005199972A (ja) * 2004-01-19 2005-07-28 Toyota Motor Corp 燃料電池車用のラジエータ装置およびその製造方法
JP2012192810A (ja) * 2011-03-16 2012-10-11 Aisin Seiki Co Ltd グリルシャッタ開閉装置
JP2013193603A (ja) * 2012-03-21 2013-09-30 Aisin Seiki Co Ltd グリルシャッタ装置
JP2014024474A (ja) * 2012-07-27 2014-02-06 Toyoda Gosei Co Ltd グリルシャッタ装置

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110785275A (zh) * 2017-03-30 2020-02-11 Gdc公司 一次性注射成型制品
CN110785275B (zh) * 2017-03-30 2022-10-28 Gdc公司 一次性注射成型制品
CN111201149A (zh) * 2017-10-12 2020-05-26 株式会社电装 车辆用热交换器的风门构造
WO2021019953A1 (ja) * 2019-07-26 2021-02-04 株式会社デンソー 熱交換ユニット
JP2021020536A (ja) * 2019-07-26 2021-02-18 株式会社デンソー 熱交換ユニット
WO2021032756A1 (de) * 2019-08-22 2021-02-25 Volkswagen Aktiengesellschaft Kühleinrichtung für ein frontend eines kraftfahrzeugs, kraftfahrzeug
US20220281312A1 (en) * 2019-08-22 2022-09-08 Volkswagen Aktlengesellschaft Cooling device for a front end of a motor vehicle, and motor vehicle
DE102021213210A1 (de) 2021-11-24 2023-05-25 Volkswagen Aktiengesellschaft Thermo-Management-System für ein Kraftfahrzeug

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016080250A (ja) 2016-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2016059766A1 (ja) 車両用熱交換器のシャッター構造
US20130252531A1 (en) Grill shutter device
US8919470B2 (en) Grille shutter device
US20200208925A1 (en) Shutter structure of heat exchanger for vehicle
US8794362B2 (en) Active air flap apparatus for vehicle
JP6285978B2 (ja) 車両用空気流制御装置
JP6189194B2 (ja) グリルシャッター装置
JP2014118103A (ja) 冷却ファン装置
WO2014129114A1 (ja) 空気通路開閉装置
JP2008106982A (ja) 車両用熱交換器のシャッター構造
WO2015059890A1 (ja) 冷却システム
JP6819522B2 (ja) 熱交換システム
JP2007118651A (ja) 車両用冷却装置
JP6160912B2 (ja) 車両の冷風導入構造
JP6292335B2 (ja) 熱交換器
KR101550509B1 (ko) 전폐형 공냉식 전동기
JP6336208B2 (ja) 冷凍サイクル装置用室外ユニット、及び冷凍サイクル装置
JP2005214560A (ja) 空気調和機の室内機
JP6358170B2 (ja) 車両用冷却装置
WO2021019952A1 (ja) シャッター装置
JP2021099064A (ja) 冷却器
JP2019104449A (ja) 車両用グリルシャッター
WO2021019953A1 (ja) 熱交換ユニット
WO2022044572A1 (ja) 車両のシャッタ装置
JP2019104447A (ja) 車両用グリルシャッター

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15849886

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 15849886

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1