(57)【要約】【課題】低温側ラジエータによるコンデンサのサブクーラへの熱的な影響を低減できる車両用熱交換装置を提供する。【解決手段】車両用熱交換装置１は、空気の流れ方向に並んで配置されて一体化された、低温側ラジエータ１００、コンデンサ２００および高温側ラジエータ３００を備える。低温側ラジエータ１００は、上部に位置する流入部１０１および上側パス１００ａと、下部に位置して上側パス１００ａに連通する下側パス１００ｂおよび流出部１０２と、を備える。コンデンサ２００のサブクーラ２６０は、空気の流れ方向に対し、低温側ラジエータ１００の下側パス１００ｂの少なくとも一部分と重複する。【選択図】図１
2014133550.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却水と空気との間で熱交換することにより冷却水を冷却する低温側ラジエータ（１００、１００ｓ、１００ｗ、１１００）と、
冷凍サイクル（２０）の冷媒と空気との間で熱交換することにより冷媒を冷却するコンデンサ（２００、１２００）と、
前記低温側ラジエータ（１００、１００ｓ、１００ｗ、１１００）によって冷却される冷却水よりも高温である冷却水と空気との間で熱交換することにより冷却水を冷却する高温側ラジエータ（３００）と、
を備える車両用熱交換装置であって、
前記低温側ラジエータ（１００、１００ｓ、１００ｗ、１１００）、前記コンデンサ（２００、１２００）および前記高温側ラジエータ（３００）は、熱交換される空気が通過するように空気の流れ方向に列をなして並んで配置され、
前記低温側ラジエータ（１００、１００ｓ、１００ｗ、１１００）は、
冷却水を流入させる流入部（１０１）と、
前記流入部（１０１）から流入した冷却水が通過し、冷却水と空気との間で熱交換することで冷却水を冷却する上流側パス（１００ａ）と、
前記上流側パス（１００ａ）よりも冷却水流れの下流側に位置し、前記上流側パス（１００ａ）を通過した後の冷却水と空気との間で熱交換することにより冷却水を更に冷却する下流側パス（１００ｂ）と、
前記下流側パス（１００ｂ）を通過した冷却水を流出させる流出部（１０２）と、を備え、
前記コンデンサ（２００）は、
冷媒と空気との間で熱交換することにより冷媒を冷却するコンデンサコア（２５０）と、
前記コンデンサコア（２５０）よりも冷媒流れ下流側に位置し、前記コンデンサコア（２５０）を通過した後の冷媒と空気との間で熱交換することにより冷媒を過冷却するサブクーラ（２６０）と、を備え、
前記サブクーラ（２６０）は、前記空気の流れ方向において前記下流側パス（１００ｂ）の少なくとも一部分と重複することを特徴とする車両用熱交換装置。
【請求項２】
冷却水と空気との間で熱交換することにより冷却水を冷却する低温側ラジエータ（１００、１００ｓ、１００ｗ）と、
冷凍サイクル（２０）の冷媒と空気との間で熱交換することにより冷媒を冷却するコンデンサ（２００）と、
前記低温側ラジエータ（１００、１００ｓ、１００ｗ）によって冷却される冷却水よりも高温である冷却水と空気との間で熱交換することにより冷却水を冷却する高温側ラジエータ（３００）と、
を備える車両用熱交換装置であって、
前記低温側ラジエータ（１００、１００ｓ、１００ｗ）、前記コンデンサ（２００）および前記高温側ラジエータ（３００）は、熱交換される空気が通過するように空気の流れ方向に列をなして並んで配置され、
前記低温側ラジエータ（１００、１００ｓ、１００ｗ）は、
前記低温側ラジエータ（１００、１００ｓ、１００ｗ）の上部に位置する流入部（１０１）と、
前記流入部（１０１）に連通して冷却水流路を形成し、冷却水と空気との間で熱交換することにより冷却水を冷却する上側パス（１００ａ）と、
前記上側パス（１００ａ）よりも下側に位置して冷却水流路を形成し、前記上側パス（１００ａ）を通過した後の冷却水と空気との間で熱交換することにより冷却水を更に冷却する下側パス（１００ｂ）と、
前記低温側ラジエータ（１００、１００ｓ、１００ｗ）の下部に位置し、前記下側パス（１００ｂ）に連通する流出部（１０２）と、を備え、
前記コンデンサ（２００）は、
冷媒と空気との間で熱交換することにより冷媒を冷却して凝縮させ液相冷媒とするコンデンサコア（２５０）と、
前記コンデンサコア（２５０）よりも下側に位置し、前記コンデンサコア（２５０）から流入した液相冷媒と空気との間で熱交換することにより液相冷媒を過冷却するサブクーラ（２６０）と、を備え、
前記サブクーラ（２６０）は、前記空気の流れ方向において前記下側パス（１００ｂ）の少なくとも一部分と重複することを特徴とする車両用熱交換装置。
【請求項３】
前記空気の流れ方向に、前記低温側ラジエータ（１００、１００ｓ、１００ｗ、１１００）、前記コンデンサ（２００、１２００）および前記高温側ラジエータ（３００）の順に配置されてい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装置。
【請求項４】
前記空気の流れ方向に、前記コンデンサ（２００、１２００）、前記低温側ラジエータ（１００、１００ｓ、１００ｗ、１１００）および前記高温側ラジエータ（３００）の順に配置されてい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装置。
【請求項５】
前記上側パス（１００ａ）は複数の上側チューブ（１３０ａ）を含んで形成され、
前記複数の上側チューブ（１３０ａ）のそれぞれは、空気との熱交換効率を向上させる熱交換効率向上手段を備え、
前記下側パス（１００ｂ）は複数の下側チューブ（１３０ｂ）を含んで形成され、
前記複数の下側チューブ（１３０ｂ）のそれぞれは、単一の冷却水流路を有することを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の車両用熱交換装置。
【請求項６】
前記低温側ラジエータ（１００ｓ）は、前記上側パス（１００ａ）と前記下側パス（１００ｂ）の間に位置する中段パス（１００ｃ）を更に備え、
前記低温側ラジエータ（１００ｓ）は、前記流入部（１０１）、前記上側パス（１００ａ）、前記中段パス（１００ｃ）、前記下側パス（１００ｂ）および前記流出部（１０２）の順に冷却水が流通する流路を形成することを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の車両用熱交換装置。
【請求項７】
前記低温側ラジエータ（１００ｗ）は、前記上側パス（１００ａ）と前記下側パス（１００ｂ）の間に位置する中段パス（１００ｃ）および中下段パス（１００ｄ）を更に備え、
前記中下段パス（１００ｄ）は前記中段パス（１００ｃ）よりも下側に位置し、
前記低温側ラジエータ（１００ｗ）は、前記流入部（１０１）、前記上側パス（１００ａ）、前記中段パス（１００ｃ）、前記中下段パス（１００ｄ）、前記下側パス（１００ｂ）および前記流出部（１０２）の順に冷却水が流通する流路を形成することを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の車両用熱交換装置。
【請求項８】
前記サブクーラ（２６０）は冷媒流路を形成し、
前記下側パス（１００ｂ）に形成される前記冷却水流路を流通する冷却水の流れ方向と、前記サブクーラ（２６０）に形成される前記冷媒流路を流通する冷媒の流れ方向とは同一であることを特徴とする請求項２〜７のいずれかに記載の車両用熱交換装置。
【請求項９】
前記サブクーラ（２６０）は、前記空気の流れ方向に対し、前記上側パス（１００ａ）と重複しないことを特徴とする請求項２〜８のいずれかに記載の車両用熱交換装置。
【請求項１０】
前記サブクーラ（２６０）の全体は、前記空気の流れ方向に対し、前記下側パス（１００ｂ）の少なくとも一部分と重複することを特徴とする請求項２〜９のいずれかに記載の車両用熱交換装置。
【請求項１１】
前記低温側ラジエータ（１００、１００ｓ、１００ｗ）は、第１発熱体（１８０）を冷却するための冷却水を循環させる低温側冷却水サイクル（１０）に含まれ、
前記高温側ラジエータ（３００）は、第２発熱体（３８０）を冷却するための冷却水を循環させる高温側冷却水サイクル（３０）に含まれ、
前記低温側冷却水サイクル（１０）により形成される冷却水回路と前記高温側冷却水サイクル（３０）により形成される冷却水回路は、互いに独立していることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の車両用熱交換装置。
【請求項１２】
前記第１発熱体（１８０）は、内燃機関に用いられる過給器のインタークーラ（１８０）であり、
前記第２発熱体（３８０）は、前記内燃機関であることを特徴とする請求項１１に記載の車両用熱交換装置。
【請求項１３】
前記熱交換効率向上手段は、前記上側チューブ（１３０ａ）の内部を区画し前記上側チューブ（１３０ａ）の長手方向に延びるインナーフィン（１３０ｆ）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装置。
【請求項１４】
前記複数の上側チューブ（１３０ａ）のそれぞれは押し出し成形により成型される押出しチューブであり、
前記熱交換効率向上手段は、前記押し出し成形の際に前記押出しチューブの内部に形成される内部部材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装置。
【請求項１５】
前記複数の上側チューブ（１３０ａ）のそれぞれは、表面に円形状の窪みが形成されるディンプルチューブであり、
前記熱交換効率向上手段は、前記窪み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装置。
【請求項１６】
前記サブクーラ（２６０）は、前記空気の流れ方向において、前記上流側パス（１００ａ）と重複しないことを特徴とする請求項１に記載の車両用熱交換装置。
【請求項１７】
前記サブクーラ（２６０）の全体は、前記空気の流れ方向において、前記下流側パス（１００ｂ）の少なくとも一部分と重複することを特徴とする請求項１に記載の車両用熱交換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両用熱交換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、内燃機関（エンジン）の冷却に用いられる高温側ラジエータに加え、走行用モータを制御するインバータやターボチャージャなどの過給器の冷却に用いられる低温側ラジエータを備える車両用熱交換装置が知られる。例えば特許文献１に開示される車両用熱交換装置は、上記高温側ラジエータに加え、走行用モータを制御するインバータの冷却に用いられる低温側ラジエータを備える。特許文献１の構成では、これら高温側ラジエータおよび低温側ラジエータに加え、冷凍サイクルに用いられるコンデンサを並列に配置し一体化してＥＣＭ（Ｅｎｇｉｎｅ  Ｃｏｏｌｉｎｇ  Ｍｏｄｕｌｅ）として構成し、車両への搭載性を向上させている。特許文献１の構成においては、インバータの冷却により昇温した冷却水を、低温側ラジエータの下部より低温側ラジエータの内部に供給し、空気と熱交換して冷却された冷却水を低温側ラジエータの上部より送出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１０５５３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
コンデンサには、凝縮部、レシーバおよびサブクーラが一体化されたサブクールコンデンサがある。サブクールコンデンサでは、凝縮部において冷媒が空気と熱交換して冷却され、冷却された冷媒がレシーバにおいて気液分離される。気液分離された冷媒のうち液相冷媒は、サブクーラに流入して更に空気と熱交換することにより過冷却される。このように、サブクールコンデンサはサブクーラを備えることにより高い冷却性能を有する。
【０００５】
ここで特許文献１の構成にサブクールコンデンサを採用した場合、サブクールコンデンサの下部に位置するサブクーラと低温側ラジエータの下部に位置し高温の冷却水が供給される箇所とが空気の流れ方向に対して重複する。このため、低温側ラジエータより発生する熱がサブクーラに伝達し、冷媒の過冷却が十分に行えない懸念がある。
【０００６】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、低温側ラジエータによるサブクーラコンデンサへの熱的な影響を低減できる車両用熱交換装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記目的を達成するために以下の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ものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【０００８】
開示された発明のひとつは、冷却水と空気との間で熱交換することにより冷却水を冷却する低温側ラジエータ（１００、１００ｓ、１００ｗ、１１００）と、冷凍サイクル（２０）の冷媒と空気との間で熱交換することにより冷媒を冷却するコンデンサ（２００、１２００）と、低温側ラジエータ（１００、１００ｓ、１００ｗ、１１００）によって冷却される冷却水よりも高温である冷却水と空気との間で熱交換することにより冷却水を冷却する高温側ラジエータ（３００）と、を備える車両用熱交換装置に係る発明であって、
低温側ラジエータ（１００、１００ｓ、１００ｗ、１１００）、コンデンサ（２００、１２００）および高温側ラジエータ（３００）は、熱交換される空気が通過するように空気の流れ方向に列をなして並んで配置され、
低温側ラジエータ（１００、１００ｓ、１００ｗ、１１００）は、冷却水を流入させる流入部（１０１）と、流入部（１０１）から流入した冷却水が通過し、冷却水と空気との間で熱交換することで冷却水を冷却する上流側パス（１００ａ）と、上流側パス（１００ａ）よりも冷却水流れの下流側に位置し、上流側パス（１００ａ）を通過した後の冷却水と空気との間で熱交換することにより冷却水を更に冷却する下流側パス（１００ｂ）と、下流側パス（１００ｂ）を通過した冷却水を流出させる流出部（１０２）と、を備え、
コンデンサ（２００）は、冷媒と空気との間で熱交換することにより冷媒を冷却するコンデンサコア（２５０）と、コンデンサコア（２５０）よりも冷媒流れ下流側に位置し、コンデンサコア（２５０）を通過した後の冷媒と空気との間で熱交換することにより冷媒を過冷却するサブクーラ（２６０）と、を備え、
サブクーラ（２６０）は、空気の流れ方向において下流側パス（１００ｂ）の少なくとも一部分と重複することを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、低温側ラジエータは、流入部、上流側パス、下流側パスおよび流出部の順に冷却水が流れる冷却水流路を形成する。更にコンデンサのサブクーラは、空気の流れ方向に、低温側ラジエータの下流側パスの少なくとも一部分と重複する。この構成では、低温側ラジエータにおいて上流側パスを通過して冷却された冷却水が下流側パスを通過し、この下流側パスの少なくとも一部分と熱交換した空気がサブクーラを通過する。このような構成により、低温側ラジエータの下流側パスによるコンデンサコアのサブクーラへの熱的な影響を低減できる車両用熱交換装置を提供できる。
【００１０】
開示された発明のひとつは、冷却水と空気との間で熱交換することにより冷却水を冷却する低温側ラジエータ（１００、１００ｓ、１００ｗ）と、冷凍サイクル（２０）の冷媒と空気との間で熱交換することにより冷媒を冷却するコンデンサ（２００）と、低温側ラジエータ（１００、１００ｓ、１００ｗ）によって冷却される冷却水よりも高温である冷却水と空気との間で熱交換することにより冷却水を冷却する高温側ラジエータ（３００）と、を備える車両用熱交換装置に係る発明であって、
低温側ラジエータ（１００、１００ｓ、１００ｗ）、コンデンサ（２００）および高温側ラジエータ（３００）は、熱交換される空気が通過するように空気の流れ方向に列をなして並んで配置され、
低温側ラジエータ（１００、１００ｓ、１００ｗ）は、低温側ラジエータ（１００、１００ｓ、１００ｗ）の上部に位置する流入部（１０１）と、流入部（１０１）に連通して冷却水流路を形成し、冷却水と空気との間で熱交換することにより冷却水を冷却する上側パス（１００ａ）と、上側パス（１００ａ）よりも下側に位置して冷却水流路を形成し、上側パス（１００ａ）を通過した後の冷却水と空気との間で熱交換することにより冷却水を更に冷却する下側パス（１００ｂ）と、低温側ラジエータ（１００、１００ｓ、１００ｗ）の下部に位置し、下側パス（１００ｂ）に連通する流出部（１０２）と、を備え、
コンデンサ（２００）は、冷媒と空気との間で熱交換することにより冷媒を冷却して凝縮させ液相冷媒とするコンデンサコア（２５０）と、コンデンサコア（２５０）よりも下側に位置し、コンデンサコア（２５０）から流入した液相冷媒と空気との間で熱交換することにより液相冷媒を過冷却するサブクーラ（２６０）と、を備え、
サブクーラ（２６０）は、空気の流れ方向において下側パス（１００ｂ）の少なくとも一部分と重複することを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、低温側ラジエータは、流入部、上側パス、下側パスおよび流出部により上側から下側へ向かう冷却水流路を形成する。更にコンデンサのサブクーラは、空気の流れ方向に対し、低温側ラジエータの下側パスの少なくとも一部分と重複する。この構成では、低温側ラジエータにおいて上側パスを通過して冷却された冷却水が下側パスを通過し、この下側パスの少なくとも一部分と熱交換した空気がサブクーラを通過する。このような構成により、低温側ラジエータの下側パスによるコンデンサコアのサブクーラへの熱的な影響を低減できる車両用熱交換装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明を適用した第１実施形態に係る低温側冷却水サイクル、冷凍サイクル、高温側冷却水サイクルの構成を示す斜視図である。
【図２】第１実施形態に係る車両用熱交換装置の構成を示す斜視図である。
【図３】第１実施形態に係る車両用熱交換装置の構成を示す配置図である。
【図４】第１実施形態に係る低温側ラジエータおよびコンデンサの構成を示す斜視図である。
【図５】第１実施形態に係る低温側ラジエータおよびコンデンサにより形成される熱交換面を示す斜視図である。
【図６】第１実施形態に係る低温側ラジエータおよびコンデンサを組み合わせた状態を示す斜視図である。
【図７】第１実施形態に係る低温側ラジエータの上側チューブ、第２タンクおよび下側チューブを示す斜視図である。
【図８】図１のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩに沿った断面図である。
【図９】第１実施形態の変形例に係る低温側ラジエータの第２タンクの横断面を示す断面図である。
【図１０】本発明を適用した第２実施形態に係る車両用熱交換装置の構成を示す配置図である。
【図１１】本発明を適用した第３実施形態に係る車両用熱交換装置の構成を示す斜視図である。
【図１２】本発明を適用した第４実施形態に係る車両用熱交換装置の構成を示す斜視図である。
【図１３】本発明を適用した第５実施形態に係る低温側冷却水サイクル、冷凍サイクル、高温側冷却水サイクルの構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、図面を参照しながら本発明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わせることも可能である。
【００１４】
（第１実施形態）
本発明に係る第１実施形態について説明する。図１に示す車両用熱交換装置１は、ＥＣＭ（Ｅｎｇｉｎｅ  Ｃｏｏｌｉｎｇ  Ｍｏｄｕｌｅ）を構成し、低温側ラジエータ１００、コンデンサ２００、高温側ラジエータ３００およびファン４００を備える。車両用熱交換装置１は、過給器１８１を備える内燃機関（エンジン３８０）、過給器１８１により圧縮された吸気を冷却するためのインタークーラ１８０およびカーエアコンを構成する冷凍サイクル２０を備える車両に搭載される。
【００１５】
次にインタークーラ１８０、低温側ラジエータ１００および低温側ポンプ１９０が配管により接続されて回路として構成される低温側冷却水サイクル１０について、図１を参照して説明する。インタークーラ１８０は、過給器１８１により過給された吸気と冷却水とを熱交換することにより、吸気を冷却する。この熱交換により昇温した冷却水は、インタークーラ１８０より低温側ラジエータ１００へ供給される。低温側ラジエータ１００は、冷却水と空気とを熱交換することにより冷却水を冷却する。低温側ラジエータ１００で冷却された冷却水は、低温側ポンプ１９０により再度インタークーラ１８０へ供給される。低温側ラジエータ１００を循環する冷却水は、例えばエチレングリコール系の不凍液が混入された水である。
【００１６】
過給器１８１で過給されインタークーラ１８０により冷却された吸気は、エンジン３８０に供給される。低温側ラジエータ１００は、冷却水が図示水平方向に流通して空気と熱交換するクロスフロー構造を有する。特に本実施形態に係る低温側ラジエータ１００は、冷却水の流路が内部で折り返すＵターンクロスフロー構造を有する。Ｕターンクロスフロー構造においては、冷却水が図示右上に位置する流入口（流入部）１０１より流入し、低温側ラジエータ１００の図示上部に形成される上側パス（上流側パス）１００ａを図示水平方向左側へ流通する。冷却水は更に、図示左側で折り返した後に、低温側ラジエータ１００の図示下部に形成される下側パス（下流側パス）１００ｂを図示水平方向右側へ流通し、図示右下に位置する流出口（流出部）１０２より流出する。Ｕターンクロスフロー構造では、冷却水が低温側ラジエータ１００を通過する経路を長く設定できるため、空気との熱交換が効果的に行える。上側パス１００ａは、流入口１０１から流入した冷却水が流入する上流側パスであり、下側パス１００ｂは、上側パス１００ａの下流側に配され、上側パス１００ａを通過した冷却水が通過する下流側パスとなっている。
【００１７】
図１および図４に示すように、低温側ラジエータ１００は、第１タンク１１０、第２タンク１２０、複数の上側チューブ１３０ａ、複数の下側チューブ１３０ｂおよびフィン１４０を備える。第１タンク１１０には仕切り１１１が設けられ、第１タンク１１０は上側タンク１１０ａおよび下側タンク１１０ｂに仕切られる。上側タンク１１０ａは、上側タンク１１０ａの内部に連通する流入口１０１を有する。下側タンク１１０ｂは、下側タンク１１０ｂの内部に連通する流出口１０２を有する。
【００１８】
複数の上側チューブ１３０ａは、上側タンク１１０ａに連通し上側パス１００ａを形成する。複数の下側チューブ１３０ｂは、下側タンク１１０ｂに連通し下側パス１００ｂを形成する。第１タンク１１０および第２タンク１２０は、上側チューブ１３０ａおよび下側チューブ１３０ｂの長手方向両端側に位置して、上側チューブ１３０ａおよび下側チューブ１３０ｂのそれぞれに連通する。図示上下方向に隣り合う上側チューブ１３０ａの間には波状のフィン１４０が配置され、冷却水と空気との熱交換効率を高める。同様に、図示上下方向に隣り合う下側チューブ１３０ｂの間にも波状のフィン１４０が配置され、冷却水と空気との熱交換効率を高める。
【００１９】
インタークーラ１８０と熱交換することにより昇温した冷却水は、低温側ポンプ１９０により送出され、上側タンク１１０ａへ流入口１０１を通じて流入する。上側タンク１１０ａへ流入した冷却水は、上側パス１００ａを構成する複数の上側チューブ１３０ａに分配されて図示左側へ流通し、フィン１４０を介して空気と熱交換して冷却される。上側パス１００ａを流通した冷却水は、第２タンク１２０へ流入して回収され、第２タンク１２０内を図示下側へ移動する。第２タンク１２０内の図示下側に移動した冷却水は、更に下側パス１００ｂを構成する複数の下側チューブ１３０ｂに分配されて図示右側へ流通し、フィン１４０を介して空気と熱交換して更に冷却される。下側パス１００ｂを流通した冷却水は、下側タンク１１０ｂへ流入して回収され、流出口１０２を通じてインタークーラ１８０へ戻される。
【００２０】
次にエンジン３８０、高温側ラジエータ３００および高温側ポンプ３９０が配管により接続されて回路として構成される高温側冷却水サイクル３０について、図１を参照して説明する。エンジン３８０は、内部で燃料と空気の混合気を燃焼することにより発熱し、冷却水により冷却される。エンジン３８０を冷却することにより加熱された冷却水は、高温側ラジエータ３００へ供給される。高温側ラジエータ３００は、冷却水と空気とを熱交換することにより冷却水を冷却する。高温側ラジエータ３００で冷却された冷却水は、高温側ポンプ３９０によりエンジン３８０へ再度供給される。高温側ラジエータ３００を循環する冷却水は、低温側ラジエータ１００を循環する冷却水と同様、例えばエチレングリコール系の不凍液が混入された水である。
【００２１】
本実施形態に係る高温側ラジエータ３００は、Ｉフロー構造を有する。Ｉフロー構造においては、冷却水が図示右上に位置する流入口（流入部）３０１より流入し、高温側ラジエータ３００の内部に形成されるパス３００ａを図示水平方向左側へ流通し、図示左下に位置する流出口（流出部）３０２より流出する。Ｉフロー構造では冷却水が一方向に移動するため、圧力損失が小さい利点がある。
【００２２】
高温側ラジエータ３００は、第１タンク３１０、第２タンク３２０、複数のチューブ３３０およびフィン３４０を備える。第１タンク３１０は、第１タンク３１０の内部に連通する流入口３０１を有する。第２タンク３２０は、第２タンク３２０の内部に連通する流出口３０２を有する。第１タンク３１０および第２タンク３２０は、複数のチューブ３３０の長手方向両端側に位置してチューブ３３０のそれぞれに連通する。複数のチューブ３３０はパス３００ａを形成する。フィン３４０は波状であり、図示上下方向に隣り合うチューブ３３０の間に位置して冷却水と空気との熱交換効率を高める。
【００２３】
エンジン３８０により加熱された冷却水は、高温側ポンプ３９０により流入口３０１を通じて第１タンク３１０に供給される。第１タンク３１０へ流入した冷却水は、パス３００ａを構成する複数のチューブ３３０に分配されて流通し、フィン３４０を介して空気と熱交換して冷却される。パス３００ａを流通した冷却水は、第２タンク３２０へ流入して回収される。第２タンク３２０に回収された冷却水は、流出口３０２を通じてエンジン３８０へ再度供給される。
【００２４】
次にエバポレータ２８０、圧縮機２９０、コンデンサ２００および膨張弁２８１が配管により接続されて回路として構成される冷凍サイクル２０について、図１を参照して説明する。エバポレータ２８０は、空気と熱交換することにより冷媒を加熱し蒸発させる。圧縮機２９０は、エバポレータ２８０より供給される冷媒を昇圧しコンデンサ２００へ供給する。コンデンサ２００は、冷媒と空気とを熱交換することにより冷媒を冷却する。膨張弁２８１は、コンデンサ２００で冷却された冷媒を断熱膨張させて減圧する。膨張弁２８１により減圧された冷媒は、エバポレータ２８０へ再度供給される。
【００２５】
本実施形態に係るコンデンサ２００は、低温側ラジエータ１００と同様、Ｕターンクロスフロー構造を有する。Ｕターンクロスフロー構造においては、冷媒が図示右上に位置する流入口（流入部）２０１より流入し、コンデンサ２００の図示上部に位置するコンデンサコア２５０を図示水平方向左側へ流通する。冷媒は更に、図示左側で折り返した後に、コンデンサ２００の図示下側に位置するサブクーラ２６０を図示水平方向右側へ流通し、図示右下に位置する流出口（流出部）２０２より流出する。
【００２６】
図１および図４に示すように、コンデンサ２００は、第１タンク２１０、第２タンク２２０、コンデンサコア２５０、サブクーラ２６０およびレシーバ２７０を一体的に組み合わせてなるサブクーラコンデンサである。第１タンク２１０および第２タンク２２０は、コンデンサコア２５０およびサブクーラ２６０の長手方向両端側に位置する。
【００２７】
第１タンク２１０には仕切り２１１が設けられ、第１タンク２１０は上側タンク２１０ａおよび下側タンク２１０ｂに仕切られる。上側タンク２１０ａは、上側タンク２１０ａの内部に連通する流入口２０１を有する。下側タンク２１０ｂは、下側タンク２１０ｂの内部に連通する流出口２０２を有する。第２タンク２２０にも仕切り２２１が設けられ、第２タンク２２０は上側タンク２２０ａおよび下側タンク２２０ｂに仕切られる。
【００２８】
コンデンサコア２５０は、複数の上側チューブ２３０ａを備え上側パス２００ａを形成する。上側チューブ２３０ａは、第１タンク２１０の上側タンク２１０ａおよび第２タンク２２０の上側タンク２２０ａに連通する。図示上下方向に隣り合う上側チューブ２３０ａの間には波状のフィン２４０が備えられ、冷媒と空気との熱交換効率を高める。
【００２９】
サブクーラ２６０は、複数の下側チューブ２３０ｂを備え下側パス２００ｂを形成する。下側チューブ２３０ｂは、第１タンク２１０の下側タンク２１０ｂおよび第２タンク２２０の下側タンク２２０ｂに連通する。図示上下方向に隣り合う下側チューブ２３０ｂの間にも波状のフィン２４０が備えられ、冷媒と空気との熱交換効率を高める。
【００３０】
レシーバ２７０は、ろう付け等により第２タンク２２０に一体化される。レシーバ２７０は、上側連通口２０３を通じて第２タンク２２０の上側タンク２２０ａに連通し、下側連通口２０４を通じて第２タンク２２０の下側タンク２２０ｂに連通する。
【００３１】
冷媒は、エバポレータ２８０において空気と熱交換して吸熱し、圧縮機２９０により加圧され、流入口２０１を通じて第１タンク２１０の上側タンク２１０ａへ供給される。上側タンク２１０ａへ流入した冷媒は、上側パス２００ａを構成する複数の上側チューブ２３０ａに分配されて流通し、フィン２４０を介して空気と熱交換して冷却されることにより凝縮する。上側パス２００ａを流通した冷媒は、第２タンク２２０の上側タンク２２０ａに供給される。
【００３２】
上側タンク２２０ａに供給された冷媒のうち凝縮して液相となった液相冷媒は、上側連通口２０３を通じてレシーバ２７０に回収される。レシーバ２７０に蓄えられた液相冷媒は、下側連通口２０４を通じて第２タンク２２０の下側タンク２２０ｂに供給される。下側タンク２２０ｂに供給された液相冷媒は、サブクーラ２６０内部の下側パス２００ｂを構成する複数の下側チューブ２３０ｂに分配されて流通する。下側パス２００ｂを流通する液相冷媒は、フィン２４０を介して空気と熱交換して過冷却される。下側パス２００ｂを流通し過冷却された液相冷媒は、第１タンク２１０の下側タンク２１０ｂに回収され、流出口２０２を通じて膨張弁２８１およびエバポレータ２８０へ供給される。
【００３３】
図２、図３に示すように、車両用熱交換装置１の低温側ラジエータ１００、コンデンサ２００、高温側ラジエータ３００およびファン４００は、ブラケット等により一体化されてＥＣＭとして構成され、車両８の前部に搭載され、ラジエータグリルの後方に位置する。本実施形態に係る低温側ラジエータ１００、コンデンサ２００、高温側ラジエータ３００およびファン４００は、車両８の前後方向に並び、車両の前から後ろに向けてこの順序で配置される。つまり、本実施形態に係る車両用熱交換装置１においては、熱交換される空気が通過するように空気の流れ方向に対して、低温側ラジエータ１００、コンデンサ２００、高温側ラジエータ３００およびファン４００の順に配置される。ファン４００は、モータ等により駆動され、低温側ラジエータ１００、コンデンサ２００および高温側ラジエータ３００に対して、車両８の前方より後方に向けて空気の流れを発生させる。
【００３４】
次に、本実施形態に係る低温側ラジエータ１００およびコンデンサ２００の構成について図４を参照して説明する。上述したように、コンデンサ２００を流通する冷媒は、コンデンサコア２５０内部の上側チューブ２３０ａにより形成される上側パス２００ａを通過して空気と熱交換することにより冷却される。点線で模式的に示されるように、コンデンサコア２５０の図示右側に位置する冷媒の下流側において冷媒の一部が凝縮して液相冷媒となり、レシーバ２７０に回収される。レシーバ２７０に回収された液相冷媒は、サブクーラ２６０内部の下側チューブ２３０ｂにより形成される下側パス２００ｂを通過して空気と熱交換することにより、更に過冷却される。
【００３５】
つまりコンデンサコア２５０においては、主に気相冷媒が凝縮し潜熱を放熱しながら冷却される。これに対してサブクーラ２６０においては、液相冷媒は顕熱を放熱しながら冷却される。したがってサブクーラ２６０からの放熱量は、コンデンサコア２５０からの放熱量と比較して小さくなる。このため、サブクーラ２６０において液相冷媒を効果的に過冷却するには、高温の空気等による熱的な影響を極力低減することが望ましい。
【００３６】
ここで、例えば特許文献１に示される低温側ラジエータにおいては、ラジエータ下部よりラジエータ上部へ向かう冷却水の流路が形成され、ラジエータにより冷却される前の高温状態にある冷却水がラジエータ下部を水平方向に流通する。つまり特許文献１の構造では、空気がラジエータ下部において高温の冷却水と熱交換して加熱され、この加熱された空気が、空気の流れに対して下流に位置するコンデンサ下部を通過する。このため、コンデンサ下部における冷媒の冷却が、加熱された空気により妨げられる事態が懸念される。特に本実施形態のようにサブクールコンデンサを用いる場合には、サブクーラに対するラジエータによる熱的な影響が顕著である。
【００３７】
これらを考慮して構成された、本実施形態に係る低温側ラジエータ１００およびコンデンサ２００の配置について図５〜図６を参照して説明する。図５に示すように、低温側ラジエータ１００の下側パス１００ｂは、空気の流れ方向に対して、斜線部により示される下側パス熱交換面１００ｂ１を形成する。またコンデンサ２００のサブクーラ２６０に形成される下側パス２００ｂは、空気の流れ方向に対して、斜線部により示される下側パス熱交換面２００ｂ１を形成する。
【００３８】
図６に示すように、低温側ラジエータ１００およびコンデンサ２００は、空気の流れ方向に並んで配置されることにより、低温側ラジエータ１００はコンデンサ２００に対向する。この状態で、低温側ラジエータ１００とコンデンサ２００は、図示しないブラケット等により一体化される。本実施形態においては、コンデンサ２００の下側パス熱交換面２００ｂ１が、空気の流れ方向に対し、低温側ラジエータ１００の下側パス熱交換面１００ｂ１と重複する。つまりコンデンサ２００のサブクーラ２６０は、空気の流れ方向に対し、低温側ラジエータ１００の下側パス１００ｂと重複する。この構成により、低温側ラジエータ１００の下側パス１００ｂを通過した空気がコンデンサ２００の下側パス２００ｂ、つまりサブクーラ２６０を通過する。
【００３９】
より具体的に、本実施形態に係るサブクーラ２６０の全体は、空気の流れ方向に対し、低温側ラジエータ１００の下側パス１００ｂの少なくとも一部分と重複する。また本実施形態に係るサブクーラ２６０は、空気の流れ方向に対し、低温側ラジエータ１００の上側パス１００ａと重複しない。
【００４０】
この構成では、低温側ラジエータ１００の上側パス１００ａを通過して既に冷却された冷却水が下側パス１００ｂを流通し、その下側パス１００ｂを通過して熱交換した空気がコンデンサ２００のサブクーラ２６０を通過する。したがって、サブクーラ２６０に対して高温の空気が通過する事態を回避できるため、サブクーラ２６０の過冷却性能を確保できる。
【００４１】
なお図４に示したように、低温側ラジエータ１００の下側パス１００ｂを通過する冷却水は、矢印で示されるように、図示左下方向に流通する。またコンデンサ２００の下側パス２００ｂを通過する冷媒も同様に、矢印で示されるように、図示左下方向に流通する。つまり図２および図３に示したように低温側ラジエータ１００とコンデンサ２００が車両に搭載された状態で、下側パス１００ｂを通過する冷却水と下側パス２００ｂを通過する冷媒は、同一の方向に並流する。
【００４２】
次に、本実施形態に係る低温側ラジエータ１００の上側チューブ１３０ａ、下側チューブ１３０ｂおよび第２タンク１２０の詳細について、図７および図８を参照して説明する。図７は、上側チューブ１３０ａ、下側チューブ１３０ｂおよび第２タンク１２０が、それぞれ組み付けられる前の位置関係を示す。このような位置関係にある上側チューブ１３０ａ、下側チューブ１３０ｂおよび第２タンク１２０は、互いに組み付けられ連通する。これにより冷却水は、矢印により示されるように、上側チューブ１３０ａより第２タンク１２０へ流入し、更に下側チューブ１３０ｂを流通する。なお上側チューブ１３０ａの図示最上面および下側チューブ１３０ｂの図示最下面には、それぞれフィン１４０を介してインサート１４１が備えられ補強される。これら上側チューブ１３０ａ、下側チューブ１３０ｂおよびフィン１４０等の部材は、例えばアルミ合金等により形成される。
【００４３】
ここで、本実施形態に係る上側チューブ１３０ａは各々がインナーフィンチューブであり、内部にインナーフィン１３０ｆを備える。インナーフィン１３０ｆは、各々の上側チューブ１３０ａの横断面を区画して上側チューブ１３０ａの長手方向に延び、上側チューブ１３０ａの内部に複数の流路を形成する。インナーフィン１３０ｆは、上側チューブ１３０ａの内部を流通する冷却水に対する接触面積を増加させ、上側チューブ１３０ａにおける熱交換効率を向上させる。これに対し、下側チューブ１３０ｂはインナーフィン１３０ｆを有さず単一の流路を有するフラットチューブである。フラットチューブは内部に部材を備えないため、流路面積を大きく設定できる。
【００４４】
図８は、第２タンク１２０を長手方向に垂直な方向で切断した横断面を示す。本実施形態に係る第２タンク１２０は、タンク本体部１２５、タンク基部１２２およびパッキン１２３を備える。タンク本体部１２５は、例えばポリアミド等の樹脂よりなる半円筒形状の部材である。タンク基部１２２は、例えばアルミ合金製の板状の部材を塑性加工して得られる。パッキン１２３は、例えばＥＰＤＭ等の軟質樹脂よりなり、タンク本体部１２５とタンク基部１２２との間の接合部に配置され冷却水の漏洩を防止する。
【００４５】
低温側ラジエータ１００の第２タンク１２０を流通する冷却水は、高温側ラジエータ３００を流通する冷却水より一般的に温度が低い。このため、第２タンク１２０は樹脂を多用した低コストで軽量な部材により構成できる。なお第１タンク１１０は第２タンク１２０と同様の構成を有し、更に仕切り１１１、流入口１０１および流出口１０２を備える。
【００４６】
次に本実施形態に係る車両用熱交換装置１の作用効果について説明する。本実施形態に係る車両用熱交換装置１は、冷却水と空気との間で熱交換することにより冷却水を冷却する低温側ラジエータ１００と、冷凍サイクル２０の冷媒と空気との間で熱交換することにより冷媒を冷却するコンデンサ２００と、を備える。車両用熱交換装置１は更に、低温側ラジエータ１００より高温である冷却水と空気との間で熱交換することにより冷却水を冷却する高温側ラジエータ３００を備える。
【００４７】
ここで、低温側ラジエータ１００、コンデンサ２００および高温側ラジエータ３００は、空気の流れ方向、つまり車両の前後方向に並ぶように配置されて一体化されている。この構成により、これらの熱交換器のうち２つ以上を上下あるいは左右に並べて配置する構成と比較して、車両の上下方向あるいは左右方向に対して小型化が可能となり、車両への搭載性を向上できる。更にこれらの熱交換器について空気の流れ方向に対する面積を大きく設定できるため、熱交換性能を高めることが可能となる。
【００４８】
ただし、このようにこれらの熱交換器を並列に配置した構造においては、上述の如く、空気の流れに対して上流に位置する低温側ラジエータ１００により昇温された空気によるコンデンサ２００、特にサブクーラ２６０に対する熱的な影響が懸念される。これに鑑み、本実施形態の低温側ラジエータ１００は、低温側ラジエータ１００の上部に位置する流入口１０１と、流入口１０１に連通して水平状に延びる上側パス１００ａと、を備える。さらに低温側ラジエータ１００は、上側パス１００ａよりも下側に位置して上側パス１００ａに連通し水平状に延びる下側パス１００ｂと、低温側ラジエータ１００の下側に位置し下側パス１００ｂに連通する流出口１０２と、を備える。
【００４９】
この構成により、低温側ラジエータ１００は、低温側ラジエータ１００の上部に位置する流入口１０１および上側パス１００ａより低温側ラジエータ１００の下部に位置する下側パス１００ｂおよび流出口１０２へ、冷却水が順に流れる流路を規定する。
【００５０】
コンデンサ２００は、コンデンサコア２５０と、コンデンサコア２５０よりも下側に位置しコンデンサコア２５０より供給される液相冷媒を過冷却するサブクーラ２６０と、を備える。更にコンデンサ２００のサブクーラ２６０は、空気の流れ方向に対し、低温側ラジエータ１００の下側パス１００ｂと重複する。
【００５１】
この構成では、低温側ラジエータ１００の上側パス１００ａを通過して既に冷却された冷却水が下側パス１００ｂを流通し、その下側パス１００ｂを通過して熱交換した空気がコンデンサ２００のサブクーラ２６０を通過する。したがって、低温側ラジエータ１００により冷却される前の高温状態にある冷却水に加熱された空気がサブクーラ２６０を通過する事態を回避できる。これにより、サブクーラ２６０の過冷却性能を確保できる。
【００５２】
そしてこのように、低温側ラジエータ１００において流入口１０１を上部に配置し流出口１０２を下部に配置して冷却水の流路を上から下へ規定する。これにより、複数の熱交換器を並列に配置した構造において、サブクーラ２６０を備えるコンデンサ２００を低温側ラジエータ１００の下流に配置することが可能となる。
【００５３】
本実施形態において、空気の流れ方向に対し、低温側ラジエータ１００、コンデンサ２００および高温側ラジエータ３００の順に配置されている。このような構成においては、車両前後方向に対して、低温側ラジエータ１００が車両用熱交換装置１の最前列に位置するため、低温側ラジエータ１００の空気に対する通風面積を大きく設定できる。したがって、車両８が吸入するフレッシュエアを低温側ラジエータ１００へ優先的に供給できるため、低温側ラジエータ１００を流通する冷却水を効果的に冷却できる。特にこの配置では、低温側ラジエータ１００の上側パス１００ａの熱交換面積を大きく設定できる。そのため、上側パス１００ａにおいて冷却水を十分に冷却し、この冷却された冷却水を下側パス１００ｂへ供給できる。このため、下側パス１００ｂを流通する冷却水によるコンデンサ２００のサブクーラ２６０に対する熱的な影響を更に低減できる。
【００５４】
更に本構成において、高温側ラジエータ３００は、空気の流れ方向に対し、低温側ラジエータ１００およびコンデンサ２００に対して最下流に位置する。このため、高温側ラジエータ３００を通過して高温になった空気が低温側ラジエータ１００およびコンデンサ２００を通過する事態を回避できる。したがって、高温側ラジエータ３００による低温側ラジエータ１００およびコンデンサ２００に対する熱的な影響を低減できる。
【００５５】
本実施形態において、低温側ラジエータ１００の上側パス１００ａは複数の上側チューブ１３０ａを含んで形成される。複数の上側チューブ１３０ａのそれぞれは、上側チューブ１３０ａの内部を区画し上側チューブ１３０ａの長手方向に延びるインナーフィン１３０ｆを備える。低温側ラジエータ１００の下側パス１００ｂは複数の下側チューブ１３０ｂを含んで形成される。複数の下側チューブ１３０ｂのそれぞれは、単一の冷却水流路を有する。つまり各々の下側チューブ１３０ｂは、内部にインナーフィン１３０ｆのような部材を備えない。
【００５６】
インナーフィン１３０ｆは空気に対する接触面積を増加させ、上側チューブ１３０ａの内部を流通する冷却水と空気との間の熱交換効率を向上させる。これにより、冷却水が上側チューブ１３０ａにより構成される上側パス１００ａを通過する際に、効果的に冷却される。したがって、第２タンク１２０を通じて下側チューブ１３０ｂへ流入する前の段階で冷却水が効果的に冷却できるため、下側チューブ１３０ｂを流通する冷却水によるサブクーラ２６０に対する熱的な影響を効果的に回避できる。本実施形態においてインナーフィン１３０ｆは、空気との熱交換効率を向上させる熱交換効率向上手段として機能する。
【００５７】
これに対し、下側チューブ１３０ｂはインナーフィン１３０ｆを有さず単一の流路を有するフラットチューブである。フラットチューブは内部に部材を備えないため、流路面積を大きく設定できる。これにより下側チューブ１３０ｂを流通する冷却水の圧力損失が低減されるため、冷却水が速やかにコンデンサ２００より排出される。したがって、下側チューブ１３０ｂを流通する冷却水によるサブクーラ２６０に対する熱的な影響を更に低減できる。
【００５８】
本実施形態において、サブクーラ２６０は冷媒流路を形成し、下側パス１００ｂに形成される冷却水流路を流通する冷却水の流れ方向と、サブクーラ２６０に形成される冷媒流路を流通する冷媒の流れ方向は同一である。この構成においては、下側パス１００ｂの上流と下流がサブクーラ２６０の上流と下流にそれぞれ対応する。つまり下側パス１００ｂの最下流において最も冷却された状態にある冷却水が、サブクーラ２６０の最下流において最も冷却された状態にある冷媒に対し、空気の流れ方向に対して上流側に位置する。これにより、サブクーラ２６０の最下流の近傍に、下側パス１００ｂで冷却される前の高温状態にある冷却水が流通する状態を回避できる。したがって、低温側ラジエータ１００によるサブクーラ２６０の最下流に対する熱的影響を更に低減できる。
【００５９】
本実施形態において、低温側ラジエータ１００は、第１発熱体を冷却するための冷却水を循環させる低温側冷却水サイクル１０に含まれる。高温側ラジエータ３００は、第２発熱体を冷却するための冷却水を循環させる高温側冷却水サイクル３０に含まれる。低温側冷却水サイクル１０により形成される冷却水回路と高温側冷却水サイクル３０により形成される冷却水回路は、互いに独立している。本実施形態において、インタークーラ１８０は第１発熱体の一例であり、エンジン３８０は第２発熱体の一例である。
【００６０】
上述の如く、高温側冷却水サイクル３０はエンジン３８０を通過した冷却水を冷却する。このため、高温側冷却水サイクル３０を流通する冷却水の温度は、低温側冷却水サイクル１０を流通する冷却水より高い。ここで本実施形態の構成において、低温側冷却水サイクル１０を循環する冷却水は、高温側冷却水サイクル３０を循環する冷却水と、合流あるいは分岐せず混じり合わない。つまり高温側冷却水サイクル３０を循環する高温の冷却水が低温側冷却水サイクル１０に流入しないため、低温側冷却水サイクル１０の低温側ラジエータ１００を流通する冷却水の温度を低く抑えることができる。したがって、低温側ラジエータ１００によるコンデンサ２００に対する熱的影響を低く抑えることができる。
【００６１】
本実施形態において、サブクーラ２６０は、空気の流れ方向に対し、上側パス１００ａと重複しない。この構成では、上側パス１００ａを流通し高温状態にある冷却水によるサブクーラ２６０に対する熱的な影響を低減できる。
【００６２】
本実施形態において、サブクーラ２６０の全体は、空気の流れ方向に対し、下側パス１００ｂの少なくとも一部分と重複する。上述の如く低温側ラジエータ１００において流路を上から下へ規定する構成において、本構成では更にサブクーラ２６０の全体が下側パス１００ｂと重複する。この場合、低温側ラジエータにおいて流路を下から上へ規定しサブクーラの全体が下側パスと重複する構成と比較して、サブクーラ２６０に対して熱的な影響を低減する効果が、特に顕著となる。
【００６３】
なお本実施形態では、コンデンサ２００のサブクーラ２６０の全体は、空気の流れ方向に対し、低温側ラジエータ１００の下側パス１００ｂと重複する例について説明したが、これに限らない。サブクーラ２６０の一部分が、空気の流れ方向に対し、低温側ラジエータ１００の下側パス１００ｂの少なくとも一部分と重複するように配置される構成でもよい。この構成でも上記のようにサブクーラ２６０に対する熱的な影響を低減することができる。
【００６４】
この構成は、例えばサブクーラ２６０の上端が低温側ラジエータ１００の下側パス１００ｂの上端よりも下側に位置することにより実現できる。更に、もしくは、サブクーラ２６０の下端が低温側ラジエータ１００の下側パス１００ｂの下端よりも上側に位置することにより実現できる。またこの構成は、例えばサブクーラ２６０の横幅の一方の端が低温側ラジエータ１００の下側パス１００ｂの横幅の一方の端よりも他方側に位置することにより実現できる。更に、もしくは、サブクーラ２６０の横幅の他方の端が低温側ラジエータ１００の下側パス１００ｂの横幅の他方の端よりも一方側に位置する事により実現できる。更に、サブクーラ２６０の全体は、空気の流れ方向に対し、低温側ラジエータ１００の下側パス１００ｂの全体と、ほぼ一致する形状および位置関係であってもよい。
【００６５】
（第１実施形態の変形例）
図９は、第１実施形態の変形例に係る第２タンク１２０ｋの横断面を示す。
第２タンク１２０ｋは、タンク本体部１２５ｋおよびタンク基部１２２ｋを備える。タンク本体部１２５ｋはアルミ合金等よりなる半角筒形状の部材である。タンク基部１２２ｋは、アルミ合金等よりなる半円筒形状の部材であり、タンク本体部１２５ｋにろう付け等により接合される。本変形例に係る第２タンク１２０ｋは、第１実施形態に係る樹脂製の第２タンク１２０と比較して、耐熱性が高く堅牢な構造にできる。
【００６６】
（第２実施形態）
次に第２実施形態について説明する。また、上述した第１実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００６７】
図１０に示す車両用熱交換装置１ａにおいては、空気の流れ方向に対し、コンデンサ２００、低温側ラジエータ１００および高温側ラジエータ３００の順に配置されている。このような構成においては、車両前後方向に対して、コンデンサ２００が車両用熱交換装置１の最前列に位置するため、コンデンサ２００の空気に対する熱交換面積を大きく設定できる。したがって、車両８が吸入するフレッシュエアをコンデンサ２００へ優先的に供給できるため、コンデンサ２００の冷媒を効果的に熱交換して冷却できる。
【００６８】
また上述の如く、コンデンサ２００には圧縮機２９０により圧縮され高圧となった冷媒が供給される。そのためコンデンサ２００は低温側ラジエータ１００と比較して、一般的に剛性が高く堅牢な構成を有する。このように堅牢なコンデンサ２００を車両前後方向に対して最前列に配置することにより、空気の流れ方向に対し下流に位置する低温側ラジエータ１００を保護し、フレッシュエアに含まれる異物が低温側ラジエータ１００に直接衝突する事態を回避できる。
【００６９】
本実施形態において、低温側ラジエータ１００は、空気の流れ方向に対して、コンデンサ２００の下流側に位置する。このような構成においても、低温側ラジエータ１００の下側パス１００ｂより放射熱が発生し、この放射熱はサブクーラ２６０に伝達すると考えられる。ただし本実施形態においても、第１実施形態と同様に、低温側ラジエータ１００の冷却水流路を上から下へ規定することにより、上側パス１００ａを流通して冷却された冷却水が下側パス１００ｂへ供給される。このため、低温側ラジエータ１００の下側パス１００ｂより発生する放射熱によるサブクーラ２６０に対する影響を低減できる。
【００７０】
また第１実施例と同様に、高温側ラジエータ３００は、空気の流れ方向に対し、低温側ラジエータ１００およびコンデンサ２００よりも最下流に位置する。したがって、高温側ラジエータ３００によって加熱された空気が低温側ラジエータ１００およびコンデンサ２００を通過しない。よって高温側ラジエータ３００による低温側ラジエータ１００およびコンデンサ２００に対する熱的な影響を低減できる。
【００７１】
第１実施形態および本実施形態で例示したように、高温側ラジエータ３００を、空気の流れ方向に対し、低温側ラジエータ１００およびコンデンサ２００に対して最下流に配置する限り、低温側ラジエータ１００とコンデンサ２００の前後関係を任意に設定してよい。例えば、低温側ラジエータ１００とコンデンサ２００の前後関係を、低温側ラジエータ１００とコンデンサ２００の優先度および車両用熱交換装置１に接続する配管のレイアウト等の都合に応じて決定できる。したがって、第１実施形態および本実施形態に係る車両用熱交換装置１は、低温側ラジエータ１００のコンデンサ２００に対する熱的な影響を低減可能な構成を有しながら、自由度の高い設計が可能である。
【００７２】
（第３実施形態）
次に第３実施形態について説明する。また、上述した実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００７３】
図１１に示す本実施形態に係る低温側ラジエータ１００ｓは、上側チューブ１３０ａおよび下側チューブ１３０ｂに加え、複数の中段チューブ１３０ｃを備える。第２タンク１２０には仕切り１２１が設けられ、第２タンク１２０は上側タンク１２０ａおよび下側タンク１２０ｂに仕切られる。第１タンク１１０の上側タンク１１０ａは、上側タンク１１０ａの内部に連通する流入口１０１を有する。第２タンク１２０の下側タンク１２０ｂは、下側タンク１２０ｂの内部に連通する流出口１０２を有する。複数の中段チューブ１３０ｃは、第１タンク１１０の下側タンク１１０ｂと第２タンク１２０の上側タンク１２０ａに連通し中段パス１００ｃを形成する。
【００７４】
本実施形態に係る低温側ラジエータ１００ｓは、冷却水の流路が内部で２回折り返すＳターンクロスフロー構造を有する。Ｓターンクロスフロー構造においては、冷却水が図示右上に位置する流入口１０１より流入し、上側パス１００ａを図示水平方向左側へ流通して折り返す。冷却水は更に、中段パス１００ｃを図示水平方向右側へ流通して更に折り返し、下側パス１００ｂを図示水平方向左側へ流通し、図示左下に位置する流出口１０２より流出する。また、本実施形態に示す低温側ラジエータ１００ｓは、第１実施形態、第２実施形態において述べた低温側ラジエータ１００に適用することができる。
【００７５】
このように本実施形態に係る低温側ラジエータ１００ｓは、上側パス１００ａと下側パス１００ｂとの間に位置する中段パス１００ｃを更に備える。低温側ラジエータ１００ｓは、流入口１０１、上側パス１００ａ、中段パス１００ｃ、下側パス１００ｂおよび流出口１０２の順に冷却水が流通する流路を形成する。このようなＳターンクロスフロー構造では、冷却水が低温側ラジエータ１００ｓを通過する経路を、上述のＵターンクロスフロー構造と比較して更に長く設定できる。したがって、冷却水と空気との熱交換が効果的に行える。
【００７６】
（第４実施形態）
次に第４実施形態について説明する。また、上述した実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００７７】
図１２に示す低温側ラジエータ１００ｗは、上側チューブ１３０ａ、下側チューブ１３０ｂおよび中段チューブ１３０ｃに加え、複数の中下段チューブ１３０ｄを備える。第１タンク１１０には仕切り１１２が更に設けられ、第１タンク１１０は上側タンク１１０ａ、中段タンク１１０ｃおよび下側タンク１１０ｂに仕切られる。第１タンク１１０の下側タンク１１０ｂは、下側タンク１１０ｂの内部に連通する流出口１０２を有する。複数の中下段チューブ１３０ｄは、第１タンク１１０の中段タンク１１０ｃと第２タンク１２０の下側タンク１２０ｂに連通し中下段パス１００ｄを形成する。
【００７８】
本実施形態に係る低温側ラジエータ１００ｗは、冷却水の流路が内部で３回折り返すＷターンクロスフロー構造を有する。Ｗターンクロスフロー構造においては、冷却水が図示右上に位置する流入口１０１より流入し、上側パス１００ａを図示水平方向左側へ流通して折り返す。冷却水は更に、中段パス１００ｃを図示水平方向右側へ流通して折り返し、中下段パス１００ｄを図示水平方向左側へ流通して更に折り返し、下側パス１００ｂを図示水平方向右側へ流通し、図示左下に位置する流出口１０２より流出する。
【００７９】
このように本実施形態に係る低温側ラジエータ１００ｗは、上側パス１００ａと下側パス１００ｂの間に位置する中段パス１００ｃおよび中下段パス１００ｄを更に備える。中下段パス１００ｄは中段パス１００ｃよりも下側に位置し、流入口１０１、上側パス１００ａ、中段パス１００ｃ、中下段パス１００ｄ、下側パス１００ｂおよび流出口１０２の順に冷却水が流通する流路を形成する。このようなＷターンクロスフロー構造では、冷却水が低温側ラジエータ１００ｗを通過する経路を、上述のＳターンクロスフロー構造と比較して更に長く設定できる。したがって、冷却水と空気との熱交換が効果的に行える。また、本実施形態に示す低温側ラジエータ１００ｗは、第１実施形態、第２実施形態において述べた低温側ラジエータ１００に適用することができる。
【００８０】
（第５実施形態）
第５実施形態では、第１実施形態の車両用熱交換装置１の他の形態である車両用熱交換装置１ｂについて図１３を参照して説明する。また、車両用熱交換装置１ｂには、第１実施形態〜第４実施形態、後述する他の実施形態で説明する構成、作動を適用できるものである。
【００８１】
図１３において、第１実施形態と同様の構成であるものは同一の符号を付し、同様の作用、効果を奏するものである。第５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る。以下、第１実施形態と異なる点についてのみ説明する。
【００８２】
図１３に示すように、車両用熱交換装置１ｂは、低温側ラジエータ１１００、コンデンサ１２００、高温側ラジエータ３００およびファン４００を備える。コンデンサ１２００は、サブクーラ２６０を上部に有し、コンデンサ２５０を下部に有するように構成される。したがって、冷媒は、コンデンサ１２００において下部から上部へ流れる。この冷媒流れにしたがい、低温側ラジエータ１１００は、冷却水が下部の下側パス１００ｂから上部の上側パス１００ａへ流れるように構成される。
【００８３】
低温側ラジエータ１１００は、冷却水の流路が内部で折り返すＵターンクロスフロー構造を有する。低温側ラジエータ１１００では、冷却水が図示右下に位置する流入口（流入部）１０１より流入し、図示下部に形成される下側パス（上流側パス）１００ｂを図示水平方向左側へ流通する。冷却水は更に、図示左側で折り返した後に、図示上部に形成される上側パス（下流側パス）１００ａを図示水平方向右側へ流通し、図示右上に位置する流出口（流出部）１０２より流出する。また、本実施形態において、下側パス１００ｂは、流入口１０１から流入した冷却水が流入する上流側パスであり、上側パス１００ａは、下側パス１００ｂの下流側に配され、下側パス１００ｂを通過した冷却水が通過する下流側パスとなっている。
【００８４】
図１３に示すように、低温側ラジエータ１１００は、第１タンク１１０、第２タンク１２０、上側パス１００ａを形成する複数の上側チューブ１３０ａ、下側パス１００ｂを形成する複数の下側チューブ１３０ｂ、およびフィン１４０を備える。下側タンク１１０ｂは、下側タンク１１０ｂの内部に連通する流入口１０１を有する。上側タンク１１０ａは、上側タンク１１０ａの内部に連通する流出口１０２を有する。
【００８５】
インタークーラ１８０と熱交換することにより昇温した冷却水は、低温側ポンプ１９０により送出され、下側タンク１１０ｂへ流入口１０１を通じて流入する。下側タンク１１０ｂへ流入した冷却水は、下側パス１００ｂを構成する複数の下側チューブ１３０ｂに分配されて図示左側へ流通し、フィン１４０を介して空気と熱交換して冷却される。下側パス１００ｂを流通した冷却水は、第２タンク１２０へ流入して回収され、第２タンク１２０内を図示上側へ移動する。第２タンク１２０内の図示上側に移動した冷却水は、更に上側パス１００ａを構成する複数の上側チューブ１３０ａに分配されて図示右側へ流通し、フィン１４０を介して空気と熱交換して更に冷却される。上側パス１００ａを流通した冷却水は、上側タンク１１０ａへ流入して回収され、流出口１０２を通じてインタークーラ１８０へ戻される。
【００８６】
コンデンサ１２００は、低温側ラジエータ１００と同様、Ｕターンクロスフロー構造を有する。Ｕターンクロスフロー構造においては、冷媒が図示右下に位置する流入口（流入部）２０１より流入し、コンデンサ１２００の図示下部に位置するコンデンサコア２５０を図示水平方向左側へ流通する。冷媒は更に、図示左側で折り返した後に、コンデンサ１２００の図示上側に位置するサブクーラ２６０を図示水平方向右側へ流通し、図示右上に位置する流出口（流出部）２０２より流出する。
【００８７】
図１３に示すように、コンデンサ１２００は、第１タンク２１０、第２タンク２２０、コンデンサコア２５０、サブクーラ２６０およびレシーバ２７０を一体的に組み合わせてなるサブクーラコンデンサである。下側タンク２１０ｂは、下側タンク２１０ｂの内部に連通する流入口２０１を有する。上側タンク２１０ａは、上側タンク２１０ａの内部に連通する流出口２０２を有する。
【００８８】
コンデンサコア２５０は、複数の下側チューブ２３０ｂを備え、下側パス２００ｂを形成する。サブクーラ２６０は、複数の上側チューブ２３０ａを備え、上側パス２００ａを形成する。
【００８９】
レシーバ２７０は、ろう付け等により第２タンク２２０の上部に一体化される。レシーバ２７０は、上側連通口２０３を通じて第２タンク２２０の上側タンク２２０ａに連通し、下側連通口２０４を通じて第２タンク２２０の下側タンク２２０ｂに連通する。
【００９０】
冷媒は、エバポレータ２８０において空気と熱交換して吸熱し、圧縮機２９０により加圧され、流入口２０１を通じて第１タンク２１０の下側タンク２１０ｂへ供給される。下側タンク２１０ｂへ流入した冷媒は、下側パス２００ｂを構成する複数の下側チューブ２３０ｂに分配されて流通し、フィン２４０を介して空気と熱交換して冷却されることにより凝縮する。下側パス２００ｂを流通した冷媒は、第２タンク２２０の下側タンク２２０ｂに供給される。
【００９１】
下側タンク２２０ｂに供給された冷媒のうち凝縮して液相となった液相冷媒は、下側連通口２０４を通じてレシーバ２７０に回収される。レシーバ２７０に回収された液相冷媒は、上側連通口２０３を通じて第２タンク２２０の上側タンク２２０ａに供給される。上側タンク２２０ａに供給された液相冷媒は、サブクーラ２６０内部の上側パス２００ａを構成する複数の上側チューブ２３０ａに分配されて流通する。上側パス２００ａを流通する液相冷媒は、フィン２４０を介して空気と熱交換して過冷却される。上側パス２００ａを流通し過冷却された液相冷媒は、第１タンク２１０の上側タンク２１０ａに回収され、流出口２０２を通じて膨張弁２８１およびエバポレータ２８０へ供給される。
【００９２】
本実施形態に係る車両用熱交換装置１ｂにおいては、熱交換される空気が通過するように空気の流れ方向に、低温側ラジエータ１１００、コンデンサ１２００、高温側ラジエータ３００およびファン４００の順に配置される。
【００９３】
本実施形態では、空気の流れ方向において、コンデンサ１２００のサブクーラ２６０は低温側ラジエータ１１００の上側パス１００ａと重複するように配されている。この構成により、低温側ラジエータ１１００の上側パス１００ａを通過した空気がコンデンサ１２００の下流側パス２００ｂ、つまりサブクーラ２６０を通過する。より具体的には、空気の流れ方向において、本実施形態に係るサブクーラ２６０の全体は低温側ラジエータ１１００の上側パス１００ａの少なくとも一部分と重複する。また本実施形態に係るサブクーラ２６０は、空気の流れ方向に対し、低温側ラジエータ１１００の下側パス１００ｂと重複しない。
【００９４】
この構成では、低温側ラジエータ１１００の下側パス１００ｂを通過して既に冷却された冷却水が上側パス１００ａへと流入し、その上側パス１００ａを通過した空気がコンデンサ１２００のサブクーラ２６０を通過する。したがって、サブクーラ２６０に対して高温の空気が通過する事態を回避できるため、サブクーラ２６０の過冷却性能を確保できる。
【００９５】
また、本実施形態では、低温側ラジエータ１１００として、流入口１０１が下部、流出口１０２が上部に配されるとともに、第３、第４実施形態に記載したような、中段パスを有する熱交換器を用いることもできる。
【００９６】
また、本実施形態の低温側ラジエータ１１００、コンデンサ１２００を、第２実施形態に記載した配列のように配列することも可能である。
【００９７】
（他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、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である。
【００９８】
上記実施形態において、サブクーラ２６０は、空気の流れ方向に対し、低温側ラジエータ１００の上側パス１００ａと重複せず、加えてサブクーラ２６０は、空気の流れ方向に対し、低温側ラジエータ１００の下側パス１００ｂの全てと重複する例を示した。ただし本発明はこの形態に限定されない。サブクーラ２６０は、空気の流れ方向に対し、低温側ラジエータ１００の下側パス１００ｂの少なくとも一部分と重複すればよい。例えばサブクーラ２６０のおよそ半分が、空気の流れ方向に対し、低温側ラジエータ１００の下側パス１００ｂの少なくとも一部分と重複する構成でも、上述の作用効果が得られると考えられる。加えてサブクーラ２６０は、空気の流れ方向に対し、低温側ラジエータ１００の上側パス１００ａの一部分と重複する構成でも、上述の作用効果が得られると考えられる。
【００９９】
上記実施形態では、低温側ラジエータ１００において、上側チューブ１３０ａはそれぞれインナーフィン１３０ｆを備え、下側チューブ１３０ｂはそれぞれ単一の冷却水流路を有したが、この形態に限定されない。上側チューブ１３０ａはそれぞれインナーフィン１３０ｆを備えず単一の冷却水流路を有してもよく、下側チューブ１３０ｂはそれぞれインナーフィンを備えてもよい。また下側チューブ１３０ｂの断面積を上側チューブ１３０ａの断面積より大きく設定してもよい。この場合、冷却水が下側チューブ１３０ｂより速やかに流出するため、コンデンサ２００のサブクーラ２６０に対する熱的な影響を更に低減できる。
【０１００】
上記実施形態では、高温側ラジエータ３００がＩフロー構造を有したが、この形態に限定されない。高温側ラジエータ３００は、低温側ラジエータ１００と同様に、Ｕターンクロスフロー構造等を有しても良い。
【０１０１】
上記実施形態では、低温側ラジエータ１００は過給器１８１のインタークーラ１８０の冷却に用いられたが、この形態に限定されない。低温側ラジエータ１００は、例えばハイブリッド車両あるいは電気自動車に搭載される走行用モータを冷却するインバータ装置等、他の発熱体の冷却に用いられてもよい。
【０１０２】
上記実施形態において、低温側ラジエータ１００の上側チューブ１３０ａは、それぞれ熱交換効率向上手段としてインナーフィン１３０ｆを備えたが、この形態に限定されない。複数の上側チューブ１３０ａのそれぞれは押し出し成形により成型される押出しチューブであってもよい。この場合、熱交換効率向上手段は、押し出し成形の際に押出しチューブの内部に形成される内部部材であってもよい。押出しチューブはアルミ合金等の金属材料を金型より押し出して成形され、この押し出し成形の際に、チューブの内部に例えば板状の内部部材を同時に成形することにより製作される。
【０１０３】
複数の上側チューブ１３０ａのそれぞれは、表面に円形状の窪みが形成されるディンプルチューブであってもよい。この場合、熱交換効率向上手段は、この窪みであってもよい。ディンプルチューブは、例えばアルミ合金等の板材をプレス加工して円形状の窪みを複数形成したものを貼り合わせることにより管状の部材として製作される。このようにして製作されたディンプルチューブは、チューブの外側の表面あるいは内側の表面、あるいは外側と内側の両方の表面に円形状の窪みを複数有する。このような構成でも、上側チューブ１３０ａの表面積をフラットチューブと比較して大きく設定できるため、上側チューブ１３０ａの空気に対する熱交換効率を向上できる。また下側チューブ１３０ｂはそれぞれ押し出しチューブあるいはディンプルチューブであってもよい。
【符号の説明】
【０１０４】
１００、１００ｓ、１００ｗ、１１００…低温側ラジエータ
１００ａ…上側パス（上流側パス）
１００ｂ…下側パス（下流側パス）
１０１…流入口（流入部）
１０２…流出口（流出部）
２００、１２００…コンデンサ
３００…高温側ラジエータ
２５０…コンデンサコア
２６０…サブクーラ
【図１】
2014133550.tif 000003
【図２】
2014133550.tif 000004
【図３】
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【図４】
2014133550.tif 000006
【図５】
2014133550.tif 000007
【図６】
2014133550.tif 000008
【図７】
2014133550.tif 000009
【図８】
2014133550.tif 000010
【図９】
2014133550.tif 000011
【図１０】
2014133550.tif 000012
【図１１】
2014133550.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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