(57)【要約】【課題】小型化を図りうる車両用熱授受装置を提供する。【解決手段】車両用冷却システムである車両用授受装置は、高温熱媒体から温熱を放熱する高温ラジエータ２と、高温ラジエータ２の風上側に配置されかつ低温熱媒体から温熱を放熱する低温ラジエータ３と、高温ラジエータ２で温熱を放熱した熱媒体により冷却される第１の被冷却機器としてのエンジンと、低温ラジエータ３で温熱を放熱した熱媒体により冷却される第２の被冷却機器と、高温ラジエータ２と第１の被冷却機器との間で熱媒体を循環させる高温側配管６と、低温ラジエータ３と第２の被冷却機器との間で熱媒体を循環させる低温側配管７とを備えている。高温ラジエータ２のヘッダタンク8,9の風上側に低温ラジエータ３のヘッダタンク12,13が位置している。低温側配管７を高温ラジエータ２のヘッダタンク8,9に貫通させて低温ラジエータ３のヘッダタンク12,13に接続する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通風方向に並んで配置され、かつ異なる熱媒体が流される複数の熱交換器と、各熱交換器を流れる熱媒体と熱の授受を行う熱授受機器と、各熱交換器と各熱授受機器との間で熱媒体を循環させる配管とを備えている車両用熱授受装置であって、
各熱交換器が、長手方向を同方向に向けるとともに間隔をおいて配置された２つのヘッダタンクと、両ヘッダタンク間に設けられた熱交換コア部とを有し、各配管が、各熱交換器の少なくともいずれか一方のヘッダタンクに接続されており、隣り合う２つの熱交換器のうちいずれか一方の熱交換器のヘッダタンクに接続された配管が、同他方の熱交換器のヘッダタンクを貫通している車両用熱授受装置。
【請求項２】
熱交換器が、車両の開口部から導入された空気と熱媒体とを熱交換させて熱媒体から温熱を放熱するラジエータであり、熱授受機器が前記熱媒体により冷却される被冷却機器である請求項１記載の車両用熱授受装置。
【請求項３】
高温の熱媒体から温熱を放熱する高温ラジエータと、高温ラジエータの風上側に配置されかつ低温の熱媒体から温熱を放熱する低温ラジエータと、高温ラジエータで温熱を放熱した熱媒体により冷却される第１の被冷却機器としてのエンジンと、低温ラジエータで温熱を放熱した熱媒体により冷却される第２の被冷却機器と、高温ラジエータと第１の被冷却機器との間で熱媒体を循環させる高温側配管と、低温ラジエータと第２の被冷却機器との間で熱媒体を循環させる低温側配管とを備えており、高温ラジエータのヘッダタンクの風上側に低温ラジエータのヘッダタンクが位置し、低温側配管が高温ラジエータのヘッダタンクを貫通して低温ラジエータのヘッダタンクに接続されている請求項２記載の車両用熱授受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両用熱授受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、原動機としてエンジンを用いる車両においては、冷却すべき被冷却機器として、エンジンの他に、ターボチャージャーで圧縮された吸気温度を下げる液冷式チャージエアクーラ（インタークーラ）が搭載されており、原動機としてエンジンおよびモータを用いるハイブリッド車両においては、冷却すべき被冷却機器として、エンジンの他に、電力変換装置に用いられるパワーデバイスが搭載されている。
【０００３】
これらの被冷却機器は、冷却液などの液状熱媒体を用いて冷却されるが、車両走行時のエンジンの温度は他の被冷却機器に比べて高くなるので、両者は別々の冷却液を用いて冷却されるようになっている。そして、エンジンを冷却した第１冷却液が有する温熱を高温ラジエータにおいて放熱し、他の被冷却機器を冷却しかつエンジンを冷却した後の第１冷却液の温度よりも低温である第２冷却液が有する温熱を低温ラジエータにおいて放熱する車両用冷却システムが考えられている。
【０００４】
この種の車両用冷却システムの１つの例として、特許文献１記載のものが知られている。特許文献１記載の車両用冷却システムは、エンジン用冷却液から温熱を放熱する高温ラジエータと、高温ラジエータの風上側に並んで配置されかつチャージエアクーラで吸気を冷却するのに用いられた吸気用冷却液から温熱を放熱する低温ラジエータと、エンジンと高温ラジエータとの間でエンジン用冷却液を循環させる高温側配管と、チャージエアクーラと低温ラジエータとの間で吸気用冷却液を循環させる低温側配管とを備えており、低温側配管が、エンジン、高温ラジエータおよび高温側配管を避けるようにして設けられたものである。
【０００５】
しかしながら、特許文献１記載の車両用冷却システムでは、低温側配管が、エンジン、高温ラジエータおよび高温側配管を避けるようにして設けられているので、比較的大型化し、限られたスペースしかない車両においての設置作業が面倒であるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１７−１９００９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明の目的は、上記問題を解決し、小型化を図りうる車両用熱授受装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するために以下の態様からなる。
【０００９】
1)通風方向に並んで配置され、かつ異なる熱媒体が流される複数の熱交換器と、各熱交換器を流れる熱媒体と熱の授受を行う熱授受機器と、各熱交換器と各熱授受機器との間で熱媒体を循環させる配管とを備えている車両用熱授受装置であって、
各熱交換器が、長手方向を同方向に向けるとともに間隔をおいて配置された２つのヘッダタンクと、両ヘッダタンク間に設けられた熱交換コア部とを有し、各配管が、各熱交換器の少なくともいずれか一方のヘッダタンクに接続されており、隣り合う２つの熱交換器のうちいずれか一方の熱交換器のヘッダタンクに接続された配管が、同他方の熱交換器のヘッダタンクを貫通している車両用熱授受装置。
【００１０】
2)熱交換器が、車両の開口部から導入された空気と熱媒体とを熱交換させて熱媒体から温熱を放熱するラジエータであり、熱授受機器が前記熱媒体により冷却される被冷却機器である上記1)記載の車両用熱授受装置。
【００１１】
3)高温の熱媒体から温熱を放熱する高温ラジエータと、高温ラジエータの風上側に配置されかつ低温の熱媒体から温熱を放熱する低温ラジエータと、高温ラジエータで温熱を放熱した熱媒体により冷却される第１の被冷却機器としてのエンジンと、低温ラジエータで温熱を放熱した熱媒体により冷却される第２の被冷却機器と、高温ラジエータと第１の被冷却機器との間で熱媒体を循環させる高温側配管と、低温ラジエータと第２の被冷却機器との間で熱媒体を循環させる低温側配管とを備えており、高温ラジエータのヘッダタンクの風上側に低温ラジエータのヘッダタンクが位置し、低温側配管が高温ラジエータのヘッダタンクを貫通して低温ラジエータのヘッダタンクに接続されている上記2)記載の熱授受装置。
【発明の効果】
【００１２】
上記1)〜3)の車両用熱授受装置によれば、各熱交換器が、長手方向を同方向に向けるとともに間隔をおいて配置された２つのヘッダタンクと、両ヘッダタンク間に設けられた熱交換コア部とを有し、各配管が、各熱交換器の少なくともいずれか一方のヘッダタンクに接続されており、隣り合う２つの熱交換器のうちいずれか一方の熱交換器のヘッダタンクに接続された配管が、同他方の熱交換器のヘッダタンクを貫通しているので、特許文献１記載の車両用冷却システムに比べて小型化を図ることができ、限られたスペースしかない車両においての設置作業が比較的簡単になる。また、配管は、通常、複数の管を管継手を用いて接続することにより構成されるが、隣り合う２つの熱交換器のうちいずれか一方の熱交換器のヘッダタンクに接続された配管が、同他方の熱交換器のヘッダタンクを貫通していると、隣り合う２つの熱交換器と、前記一方の熱交換器のヘッダタンクに接続されかつ同他方の熱交換器のヘッダタンクを貫通した配管を構成する管と、前記他方の熱交換器のヘッダタンクに接続された配管を構成する管とを一括してろう付することが可能になり、生産性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の車両用熱授受装置を適用した車両用冷却システムの全体構成を概略的に示す図である。
【図２】図１の車両用冷却システムの２つのラジエータを示す斜視図である。
【図３】図２に示す２つのラジエータの上側ヘッダタンクの一部分を拡大して示す水平断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１５】
この実施形態は、この発明による車両用熱授受装置を、エンジンおよびその他の被冷却機器を冷却する車両用冷却システムに適用したものである。
【００１６】
以下の説明において、「アルミニウム」という用語には、純アルミニウムの他にアルミニウム合金を含むものとする。
【００１７】
また、以下の説明において、図１の下側（車両用熱授受装置が搭載された車両の前方）を前、これと反対側を後というものとする。また、後方から前方を見た上下（図２の上下）を上下というものとする。
【００１８】
図１はこの発明による車両用熱授受装置を適用した車両用冷却システムの全体構成を示し、図２および図３はその要部の構成を示す。
【００１９】
図１において、車両用冷却システム(1)は、高温の熱媒体から温熱を放熱するアルミニウム製高温ラジエータ(2)と、高温ラジエータ(2)の風上側（前側）に間隔をおいて配置されかつ低温の熱媒体から温熱を放熱するアルミニウム製低温ラジエータ(3)と、高温ラジエータ(2)で温熱を放熱した熱媒体により冷却される第１の被冷却機器(4)と、低温ラジエータ(3)で温熱を放熱した熱媒体により冷却される第２の被冷却機器(5)と、高温ラジエータ(2)と第１被冷却機器(4)との間で熱媒体を循環させるアルミニウム製高温側配管(6)と、低温ラジエータ(3)と第２被冷却機器(5)との間で熱媒体を循環させるアルミニウム製低温側配管(7)とを備えている。
【００２０】
図２および図３に示すように、高温ラジエータ(2)は、長手方向を同方向に向けるとともに上下方向に間隔をおいて配置された２つのヘッダタンク(8)(9)と、両ヘッダタンク(8)(9)間に設けられた熱交換コア部(11)とを備えている。高温ラジエータ(2)の一方のヘッダタンク、ここでは上側ヘッダタンク(8)に、高温側配管(6)における第１被冷却機器(4)から高温ラジエータ(2)側に熱媒体を流す供給部分(6A)の端部が接続され、同他方のヘッダタンク、ここでは下側ヘッダタンク(9)に、高温側配管(6)における高温ラジエータ(2)から第１被冷却機器(4)側に熱媒体を流す排出部分(6B)の端部が接続されている。
【００２１】
低温ラジエータ(3)は、長手方向を同方向に向けるとともに上下方向に間隔をおいて配置された２つのヘッダタンク(12)(13)と、両ヘッダタンク(12)(13)間に設けられた熱交換コア部(14)とを備えており、両ヘッダタンク(12)(13)が高温ラジエータ(2)の両ヘッダタンク(8)(9)の風上側に位置している。低温ラジエータ(3)の一方のヘッダタンク、ここでは上側ヘッダタンク(12)に、低温側配管(7)における第２被冷却機器(5)から低温ラジエータ(3)に熱媒体を流す供給部分(7A)の端部が接続され、同他方のヘッダタンク、ここでは下側ヘッダタンク(13)に、低温側配管(7)における低温ラジエータ(3)から第２被冷却機器(5)側に熱媒体を流す排出部分(7B)の端部が接続されている。低温側配管(7)の供給部分(7A)は、高温ラジエータ(2)の上側ヘッダタンク(8)を貫通して低温ラジエータ(3)の上側ヘッダタンク(12)に接続されており、同じく排出部分(7B)は、高温ラジエータ(2)の下側ヘッダタンク(9)を貫通して低温ラジエータ(3)の下側ヘッダタンク(13)に接続されている。
【００２２】
図示は省略したが、高温ラジエータ(2)および低温ラジエータ(3)の熱交換コア部(11)(14)は、それぞれ長手方向を上下方向に向けた状態で両ヘッダタンクの長手方向に間隔をおいて配置され、かつ上下両端部が上下両ヘッダタンク(8)(9)(12)(13)に接続された複数のアルミニウム製熱交換管と、隣り合う熱交換管どうしの間に配置されて熱交換管にろう付された複数のアルミニウム製フィンとを備えている。
【００２３】
第１被冷却機器(4)はターボチャージャーを有するエンジンであり、高温ラジエータ(2)で温熱が放熱される熱媒体はエンジン用冷却液である。第２被冷却機器(5)は、この実施形態においては、ターボチャージャーにおいて圧縮された高温の吸気を冷却するインタークーラなどのチャージエアクーラであり、低温ラジエータ(3)から温熱が放熱される熱媒体は吸気用冷却液である。
【００２４】
高温側配管(6)の供給部分(6A)における高温ラジエータ(2)への接続端寄りの部分に環状ビード(15)が一体に設けられており、環状ビード(15)よりも先端側の部分が上側ヘッダタンク(8)の後壁(8a)に形成された貫通穴(16)に挿入された状態で上側ヘッダタンク(8)の後壁(8a)にろう付されている。また、高温側配管(6)の排出部分(6B)における高温ラジエータ(2)への接続端寄りの部分に環状ビード(17)が一体に設けられており、環状ビード(17)よりも先端側の部分が下側ヘッダタンク(9)の後壁(9a)に形成された貫通穴（図示略）に挿入された状態で下側ヘッダタンク(9)の後壁(9a)にろう付されている。
【００２５】
低温側配管(7)の供給部分(7A)は、高温ラジエータ(2)の上側ヘッダタンク(8)の後壁(8a)および前壁(8b)に形成された貫通穴(18)(19)、および後壁(8a)外面における貫通穴(18)の周囲部分に後方突出状に設けられた筒状フランジ部(21)に通された状態で上側ヘッダタンク(8)の後壁(8a)、筒状フランジ部(21)および前壁(8b)にろう付されている。また、低温側配管(7)の供給部分(7A)における上側ヘッダタンク(8)よりも前方に突出した部分に環状ビード(22)が一体に設けられており、環状ビード(22)よりも先端側の部分が低温ラジエータ(3)の上側ヘッダタンク(12)の後壁(12a)に形成された貫通穴(23)に挿入された状態で上側ヘッダタンク(12)の後壁(12a)にろう付されている。低温側配管(7)の排出部分(7B)は、高温ラジエータ(2)の下側ヘッダタンク(9)の後壁(9a)および前壁(図示略)に形成された貫通穴（図示略）、および後壁(9a)外面における貫通穴の周囲部分に後方突出状に設けられた筒状フランジ部(24)に通された状態で下側ヘッダタンク(9)の後壁(9a)、筒状フランジ部(24)および前壁にろう付されている。また、低温側配管(7)の排出部分(7B)における下側ヘッダタンク(9)よりも前方に突出した部分に環状ビード(25)が一体に設けられており、環状ビード(25)よりも先端側の部分が低温ラジエータ(3)の下側ヘッダタンク(13)の後壁(13a)に形成された貫通穴(図示略)に挿入された状態で下側ヘッダタンク(13)の後壁(13a)にろう付されている。
【００２６】
上述した構成の車両用冷却システム(1)を搭載した車両の走行が開始された際に、エンジン(4)を冷却して高温になったエンジン用冷却液が高温側配管(6)の供給部分(6A)を通って高温ラジエータ(2)の上側ヘッダタンク(8)内に送り込まれ、熱交換コア部(11)の熱交換管を通って下側ヘッダタンク(9)内に流れる間に、高温のエンジン用冷却液が有する温熱が、走行風導入口を通してエンジンルーム内へ導入されかつ熱交換コア部(11)の隣り合う熱交換管どうしの間隙を通る空気に放熱される。温熱を放熱して冷却されたエンジン用冷却液は、高温側配管(6)の排出部分(6B)を通ってエンジン(4)に送られ、エンジンの冷却に供される。
【００２７】
一方、チャージエアクーラにおいて吸気を冷却して高温になった吸気用冷却液が低温側配管(7)の供給部分(7A)を通って低温ラジエータ(3)の上側ヘッダタンク(12)内に送り込まれ、熱交換コア部(14)の熱交換管を通って下側ヘッダタンク(13)内に流れる間に、高温の吸気用冷却液が有する温熱が、走行風導入口を通してエンジンルーム内へ導入されかつ熱交換コア部(14)の隣り合う熱交換管どうしの間隙を通る空気に放熱される。温熱を放熱して冷却された吸気用冷却液は、低温側配管(7)の排出部分(7B)を通ってチャージエアクーラ(5)に送られ、吸気の冷却に供される。
【００２８】
上記実施形態において、第１被冷却機器はターボチャージャーを有するエンジンであるとともに、第２被冷却機器はターボチャージャーにおいて圧縮された高温の吸気を冷却するインタークーラなどのチャージエアクーラであるが、これに限定されるものではなく、被冷却機器の用途は他のものであってもよい。例えば、第１被冷却機器が、原動機としてエンジンおよびモータを用いるハイブリッド車両におけるエンジンであり、第２被冷却機器が、モータの電力変換装置に用いられるパワーデバイスであってもよい。
【００２９】
また、上記実施形態において、低温ラジエータ(3)が高温ラジエータ(2)の風上側に配置され、低温側配管(7)が高温ラジエータ(2)のヘッダタンク(8)を貫通しているが、これとは逆に、高温ラジエータ(2)が低温ラジエータ(3)の風上側に配置され、高温側配管(6)が低温ラジエータ(3)のヘッダタンク(12)を貫通していてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
この発明による車両用熱授受装置は、車両に搭載された複数の被冷却機器を冷却する冷却システムとして好適に用いられる。
【符号の説明】
【００３１】
(1)：車両用冷却システム（車両用熱授受装置）
(2)：高温ラジエータ（熱交換器）
(3)：低温ラジエータ（熱交換器）
(4)：エンジン（熱授受器、第１被冷却機器）
(5)：チャージエアクーラ（熱授受器、第２被冷却機器）
(6)：高温側配管
(7)：低温側配管
(8)(9)(12)(13)：ヘッダタンク
(11)(14)：熱交換コア部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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