(57)【要約】【課題】車両において熱交換器の設置の自由度を向上させる。【解決手段】シロッコファン型熱交換器Ｓは、空気の流入口１０１及び空気の流出口１１０を有するハウジング１と、ハウジング１に固定されており、冷却水の流入口２１１を有する第１固定部２と、ハウジング１に固定されており、冷却水の流入口２１１から流入した冷却水が流出する冷却水の流出口３１１を有する第２固定部３と、第１固定部２及び第２固定部３に対して回転可能に接続されており、かつ冷却水が流れる流路４３１が形成されている複数のフィン４３を有する回転部４と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気の流入口及び前記空気の流出口を有するハウジングと、
前記ハウジングに固定されており、冷却水の流入口を有する第１固定部と、
前記ハウジングに固定されており、前記冷却水の流入口から流入した冷却水が流出する冷却水の流出口を有する第２固定部と、
前記第１固定部及び前記第２固定部に対して回転可能に接続されており、かつ前記冷却水が流れる流路が形成されている複数のフィンを有する回転部と、
を有することを特徴とするシロッコファン型熱交換器。
【請求項２】
前記複数のフィンは、前記複数のフィンの長手方向が前記回転部の回転軸に対して、前記長手方向における前記第２固定部側の端部が、前記長手方向における前記第１固定部側の端部よりも前記回転軸から離れる向きに傾斜していることを特徴とする、
請求項１に記載のシロッコファン型熱交換器。
【請求項３】
前記第１固定部は、円環形状を有し、
前記第２固定部は、前記第１固定部よりも外径の大きい円板形状を有することを特徴とする、
請求項１又は２に記載のシロッコファン型熱交換器。
【請求項４】
前記回転部は、複数のリブが形成されている円板形状の流出部を有し、
前記第２固定部は、前記流路から流出する冷却水を流し、かつ内側に前記リブが位置する溝を有することを特徴とする、
請求項１から３のいずれか一項に記載のシロッコファン型熱交換器。
【請求項５】
前記第２固定部に固定されているモータを有し、
前記モータは、前記回転部を回転させることを特徴とする、
請求項１から４のいずれか一項に記載のシロッコファン型熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シロッコファン型熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両には、車両のエンジンを冷却するための熱交換器が設けられている。特許文献１には、車両のエンジンの前方にラジエータが設けられている構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２３８８５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
車両にエンジンを冷却するためのラジエータを設けるためには、ラジエータの他にも、ラジエータに冷却風を流すためのファン及びラジエータに冷却水を流すためのポンプを設置する必要がある。また、車両のエンジンの前方にラジエータが配置された場合、ラジエータの後方に部品が配置されると、熱交換により温度が上昇した風が部品に当たり、部品の温度上昇を招くおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、車両において設置の自由度が向上する熱交換器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】
【０００６】
本発明の第１の態様においては、空気の流入口及び前記空気の流出口を有するハウジングと、前記ハウジングに固定されており、冷却水の流入口を有する第１固定部と、前記ハウジングに固定されており、前記冷却水の流入口から流入した冷却水が流出する冷却水の流出口を有する第２固定部と、前記第１固定部及び前記第２固定部に対して回転可能に接続されており、かつ前記冷却水が流れる流路が形成されている複数のフィンを有する回転部と、を有することを特徴とするシロッコファン型熱交換器を提供する。
【０００７】
また、前記複数のフィンは、前記複数のフィンの長手方向が前記回転部の回転軸に対して、前記長手方向における前記第２固定部側の端部が、前記長手方向における前記第１固定部側の端部よりも前記回転軸から離れる向きに傾斜していてもよい。
【０００８】
また、前記第１固定部は、円環形状を有し、前記第２固定部は、前記第１固定部よりも外径の大きい円板形状を有していてもよい。また、前記回転部は、複数のリブが形成されている円板形状の流出部を有し、前記第２固定部は、前記流路から流出する冷却水を流し、かつ内側に前記リブが位置する溝を有していてもよい。また、前記第２固定部に固定されているモータを有し、前記モータは、前記回転部を回転させてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、熱交換器の車両における設置の自由度が向上するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係るシロッコファン型熱交換器の構成を示す。
【図２】本実施形態に係るシロッコファン型熱交換器からハウジングが取り外された状態を示す。
【図３】図２で示す本実施形態に係るシロッコファン型熱交換器からハウジングが取り外された状態をＸの向きから見た構成を示す。
【図４】回転部の構成を示す。
【図５】図２に示す第１固定部と回転部との接続部分付近の構成を示す。
【図６】図３に示す第２固定部と回転部との接続部分付近の構成を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜本実施形態＞
［構成の概要］
図１は、本実施形態に係るシロッコファン型熱交換器Ｓの構成を示す図である。図２は、本実施形態に係るシロッコファン型熱交換器Ｓからハウジング１が取り外された状態を示す図である。図３は、図２で示す本実施形態に係るシロッコファン型熱交換器Ｓからハウジング１が取り外された状態をＸの向きから見た構成を示す図である。図４は、回転部４の構成を示す図である。
【００１２】
図５は、図２に示す第１固定部２と回転部４との接続部分付近の構成を示す図である。なお、図５は、図２で示す本実施形態に係るシロッコファン型熱交換器Ｓからハウジング１が取り外された状態におけるＡ−Ａ線断面図の第１固定部２付近の構成を示す図である。図６は、図３に示す第２固定部３と回転部４との接続部分付近の構成を示す図である。なお、図６は、図３で示す本実施形態に係るシロッコファン型熱交換器Ｓからハウジング１が取り外された状態におけるＢ−Ｂ線断面図の第２固定部３付近の構成を示す図である。
【００１３】
シロッコファン型熱交換器Ｓは、冷却水を冷却する機能を有する。冷却水は、例えばシロッコファン型熱交換器Ｓとエンジンとの間を循環し、エンジンを冷却するために利用される。シロッコファン型熱交換器Ｓは、ハウジング１、第１固定部２、第２固定部３、及び回転部４を有する。
【００１４】
シロッコファン型熱交換器Ｓは、冷却水が第１固定部２から流入し、回転部４の内部を流れて第２固定部３から流出する。また、シロッコファン型熱交換器Ｓは、空気がハウジング１内の回転部４の内側に流入し、回転部４の内側から外側に向かって流れてハウジング１から流出する。この際に、回転部４の内部を流れる冷却水は、回転部４の内側から外側に流れる空気によって冷却される。
【００１５】
ハウジング１は、シロッコファン型熱交換器Ｓの最も外側に位置し、後述する第１固定部２、第２固定部３、及び回転部４を覆っている。ハウジング１は、空気流入口１０１及び空気流出口１１０を有する。図１に示すように、ハウジング１は、ハウジング本体１０及び流出部１１を有する。ハウジング本体１０は、内部に空洞が形成されている円筒形状を有する。
【００１６】
ハウジング本体１０は、空気流入口１０１を有する。空気流入口１０１は、空気が流入する開口である。空気流入口１０１は、円形状を有し、ハウジング本体１０の長手方向における側面に形成されている。空気流入口１０１には、後述する第１固定部２が固定されている。
【００１７】
また、ハウジング本体１０は、ハウジング本体１０の長手方向における空気流入口１０１が形成されている側面とは反対側の側面に取付口（不図示）を有する。この取付口は、後述する第２固定部３が固定されている円形状の開口である。空気流入口１０１の中心と取付口の中心は、同軸上に位置する。
【００１８】
流出部１１は、内部に空洞が形成されている略直方体形状を有する。流出部１１は、ハウジング本体１０の外側面にハウジング本体１０から、例えば周方向に突出して形成されている。流出部１１は、空気流出口１１０を有する。空気流出口１１０は、空気流入口１０１からハウジング１の内側に流入した空気が、ハウジング１の外側に流出する開口である。
【００１９】
［冷却水の流入口側の構造］
第１固定部２は、円環形状を有する。図２に示すように、第１固定部２は、第１固定部本体２０、及び流入部２１を有する。第１固定部本体２０は、円環形状を有する。第１固定部２は、ハウジング１に固定されている。具体的には、図１に示すように第１固定部２の第１固定部本体２０の外周面が、ハウジング１に形成されている空気流入口１０１の縁に沿って固定されている。
【００２０】
図５に示すように、第１固定部本体２０は、空気流入口２０１、溝２０２、溝２０３、及び溝２０４を有する。空気流入口２０１は、円環形状を有する第１固定部本体２０の円形状の開口である。空気流入口２０１は、回転部４の内側に空気が流入する穴である。
【００２１】
図５に示す溝２０２は、第１固定部本体２０の回転部４側の面に形成されている凹部である。溝２０２は、冷却水流入口２１１から第１固定部２に流入した冷却水が回転部４のフィン４３に流入する際に流れる空間を形成している。溝２０２は、第１固定部本体２０の径方向において一定の幅を有している。
【００２２】
溝２０３は、溝２０２の内側面における第１固定部本体２０の径方向における外側の面に形成されている。溝２０４は、溝２０２の内側面における第１固定部本体２０の径方向における内側の面に形成されている。溝２０３と溝２０４は、第１固定部本体２０の回転部４側の面から同じ距離の位置に形成されている。溝２０３及び溝２０４は、回転部４の流入部４１の外縁が挿入される溝である。
【００２３】
流入部２１は、内部に空洞が形成されている円筒形状を有する。流入部２１は、第１固定部本体２０の外側面に、第１固定部本体２０から突出して形成されている。流入部２１の長手方向における第１固定部本体２０と接続されている側とは反対側の端部には、冷却水流入口２１１が形成されている。冷却水流入口２１１は、冷却水が第１固定部２に流入する開口である。
【００２４】
［冷却水の流出口側の構造］
第２固定部３は、第１固定部２よりも外径の大きい円板形状を有する。図３に示すように、第２固定部３は、第２固定部本体３０、及び流出部３１を有する。第２固定部本体３０は、円板形状を有する。第２固定部３は、ハウジング１に固定されている。具体的には、第２固定部３の第２固定部本体３０の外周面が、ハウジング１に形成されている取付口の縁に沿って固定されている。
【００２５】
図６に示すように、第２固定部本体３０は、溝３０１及び溝３０２を有する。溝３０１は、第２固定部本体３０の回転部４側の面に形成されている。溝３０１は、第２固定部本体３０の径方向において一定の幅を有している。溝３０１は、回転部４のフィン４３から第２固定部３に流出した冷却水が冷却水流出口３１１から流出する際に流れる空間を形成している。溝３０２は、第２固定部本体３０の回転部４が形成されている側の面の外縁付近に形成されており、第２固定部本体３０の径方向における外側に向かって凹んでいる溝である。溝３０２は、回転部４の流出部４２の外縁が挿入される溝である。
【００２６】
流出部３１は、内部に空洞が形成されている円筒形状を有する。流出部３１は、第２固定部本体３０の外側面に、第２固定部本体３０から突出して形成されている。流出部３１の長手方向における第２固定部本体３０と接続されている側とは反対側の端部には、冷却水流出口３１１が形成されている。冷却水流出口３１１は、冷却水流入口２１１から流入した冷却水が流出する開口である。
【００２７】
［回転部４の構造］
回転部４は、第１固定部２及び第２固定部３に対して回転可能に接続されており、かつ冷却水が流れる流路４３１が形成されている複数のフィン４３を有する。図４に示すように、回転部４は、流入部４１、流出部４２、フィン４３、及びリブ４４を有する。流入部４１は、流入部４１と同心円である円形状の空気流入口４１１が形成されている円板形状を有し、複数の穴４１２が円状に配置されて形成されている。空気流入口４１１は、空気が回転部４の内側に流入する開口である。複数の穴４１２は、冷却水が複数のフィン４３に流入する穴である。
【００２８】
図５に示すように、流入部４１の外縁付近は、例えばシール部材を介して、第１固定部２の第１固定部本体２０に形成されている溝２０３に挿入されている。また、流入部４１の内縁付近は、例えばシール部材を介して、第１固定部２の第１固定部本体２０に形成されている溝２０４に挿入されている。
【００２９】
流出部４２は、円板形状を有する。流出部４２には、複数の穴４２１が流出部４２の外縁に沿って円状に配置されて形成されている。複数の穴４２１は、冷却水が複数のフィン４３から流出する穴である。
【００３０】
流出部４２の中心は、流入部４１の中心と同軸上に位置し、流出部４２の外径は、流入部４１の外径よりも大きい。流出部４２は、流入部４１と平行である。図６に示すように、流出部４２の外縁付近は、例えばシール部材を介して、第２固定部３の第２固定部本体３０に形成されている溝３０２に挿入されている。流入部４１の中心と流出部４２の中心とを結ぶ軸は、第１固定部２の第１固定部本体２０の中心と第２固定部３の第２固定部本体３０の中心とを結ぶ軸と同軸である。
【００３１】
フィン４３は、略直方体形状を有し、流入部４１と流出部４２との間において延伸している。フィン４３の長手方向における一方の端部は流入部４１と接続されており、フィン４３の長手方向における流入部４１と接続されている側とは反対側の端部は、流出部４２の外縁付近に接続されている。複数のフィン４３が流入部４１の中心及び流出部４２の中心を結ぶ軸を中心とした円錐台形状の外周面に沿って配置されている。
【００３２】
フィン４３の長手方向は、回転部４の回転軸に対して、フィン４３の長手方向における流出部４２側の端部が、フィン４３の長手方向における流入部４１側の端部よりも回転部４の回転軸から離れる向きに傾斜している。回転部４の回転軸は、流入部４１の中心と流出部４２の中心とを結ぶ軸である。また、フィン４３の短手方向は、流入部４１の径方向及び流出部４２の径方向に対して所定の角度で傾斜している。複数のフィン４３におけるフィン４３と隣接するフィン４３との間には隙間が形成されているので、空気流入口４１１から回転部４の内側に流入した空気は、複数のフィン４３の隙間から回転部４の外側に流出する。
【００３３】
フィン４３は、フィン４３の内部に流路４３１を有する。流路４３１は、冷却水が流れる流路である。流路４３１は、フィン４３の長手方向において延伸している。流路４３１の長手方向における流入部４１側の端部は、流入部４１に形成されている穴４１２と接続されている。また、流路４３１の長手方向における流出部４２側の端部は、流出部４２に形成されている穴４２１と接続されている。流入部４１に形成されている複数の穴４１２から複数のフィン４３に流入した冷却水は、複数のフィン４３の流路４３１を流れて、流出部４２に形成されている複数の穴４２１から流出する。
【００３４】
リブ４４は、流出部４２のフィン４３が接続されている側とは反対側の面に、流出部４２から突出して形成されている。リブ４４は、例えば断面が円弧形状を有する。複数のリブ４４は、流出部４２の外縁に沿って円状に配置されている。リブ４４は、穴４２１と隣接する穴４２１との間に形成されており、複数のリブ４４と複数の穴４２１とが交互に配置されている。複数のリブ４４は、第２固定部本体３０の溝３０１の内側に位置する。
【００３５】
モータ５は、回転部４を回転させる機能を有する。モータ５は、第２固定部３に固定されている。具体的には、モータ５は、第２固定部本体３０の回転部４側の面とは反対側の面、かつ第２固定部本体３０の径方向における中心付近に例えばブラケットを介して固定されている。モータ５の回転軸５１は、第２固定部本体３０の径方向における中心に形成されている穴を通過して、回転部４の流出部４２の径方向における中心に形成されている穴に固定されている。モータ５の回転軸５１は、第２固定部本体３０の中心に形成されている穴に、例えばシール部材を介して回転可能に固定されている。
【００３６】
［シロッコファン型熱交換器Ｓの動作］
シロッコファン型熱交換器Ｓは、図３に示すモータ５が回転部４を回転させることで、空気流入口２０１から回転部４の内側に空気を流入させ、複数のフィン４３の隙間から回転部４の外側に向かって空気を流した後に、空気流出口１１０から空気を流出させるファンの機能を有する。
【００３７】
また、シロッコファン型熱交換器Ｓは、フィン４３の長手方向が、回転部４の回転軸に対して、フィン４３の長手方向における第２固定部３側の端部が、フィン４３の長手方向における第１固定部２側の端部よりも回転部４の回転軸から離れる向きに傾斜している。よって、シロッコファン型熱交換器Ｓは、モータ５が回転部４を回転させることで、複数のフィン４３の流路４３１内の冷却水を、遠心力によってフィン４３の長手方向における第１固定部２側から第２固定部３側に向かって流すことができる。
【００３８】
また、シロッコファン型熱交換器Ｓは、モータ５が回転部４を回転させることで、回転部４の流出部４２に形成されている複数のリブ４４が、第２固定部本体３０の溝３０１の内側を周方向に移動する。この結果、シロッコファン型熱交換器Ｓは、冷却水流入口２１１から第１固定部２に流入した冷却水を冷却水流出口３１１から流出させるポンプの機能を有する。また、シロッコファン型熱交換器Ｓは、第２固定部３が第１固定部２よりも外径が大きく形成されているので、回転部４が回転すると、冷却水流入口２１１から冷却水流出口３１１に向かって流れる冷却水の流れる力が向上する。
【００３９】
上述したように、シロッコファン型熱交換器Ｓは、冷却水を冷却水流入口２１１から第１固定部２に流入させ、フィン４３の流路４３１を通過させて、冷却水流出口３１１から第２固定部３の外側に流出させる。また、シロッコファン型熱交換器Ｓは、空気を空気流入口２０１から回転部４の内側に流入させ、回転部４の外側に向かって複数のフィン４３の隙間を通過させて、空気流出口１１０からハウジング１の外側に流出させる。この際に、冷却水流入口２１１から流入してフィン４３の流路４３１を流れる冷却水は、フィン４３でフィン４３の外側を流れる空気と熱交換する。
【００４０】
冷却水流入口２１１から第１固定部２に流入した冷却水は、フィン４３でフィン４３の外側を流れる空気によって熱を奪われることで、フィン４３の流路４３１で冷却されて冷却水流出口３１１から第２固定部３の外側に流出する。一方、空気流入口２０１から回転部４の内側に流入した空気は、フィン４３の外側でフィン４３の流路４３１を流れる冷却水から熱を奪うことで加熱されて、空気流出口１１０からハウジング１の外側に流出する。シロッコファン型熱交換器Ｓは、このようにして回転部４の複数のフィン４３の流路４３１を流れる冷却水を、複数のフィン４３の外側を流れる空気で冷却する熱交換器の機能を有する。
【００４１】
シロッコファン型熱交換器Ｓは、このように熱交換器の機能、ファンの機能、及びポンプの機能を１つに統合することができる。よって、シロッコファン型熱交換器Ｓは、従来の冷却水を冷却するラジエータと比べて、ファン及びポンプを別に設置する必要がなく、ラジエータ以外の機器が設置されている位置によって設置スペースが制約されなくなる。この結果、シロッコファン型熱交換器Ｓは、車両への設置の自由度が向上する。また、シロッコファン型熱交換器Ｓは、シロッコファン型熱交換器Ｓから排出される熱交換した後の加熱された空気の向きを任意の方向にすることができる。
【００４２】
［本実施形態に係るシロッコファン型熱交換器Ｓによる効果］
本実施形態に係るシロッコファン型熱交換器Ｓは、空気流入口１０１及び空気流出口１１０を有するハウジング１と、ハウジング１に固定されており、冷却水流入口２１１を有する第１固定部２と、ハウジング１に固定されており、冷却水流入口２１１から流入した冷却水が流出する冷却水流出口３１１を有する第２固定部３と、を有する。また、シロッコファン型熱交換器Ｓは、第１固定部２及び第２固定部３に対して回転可能に接続されており、かつ冷却水が流れる流路４３１が形成されている複数のフィン４３を有する回転部４と、を有する。
【００４３】
本実施形態に係るシロッコファン型熱交換器Ｓは、第１固定部２及び第２固定部３に対して回転可能に接続されており、冷却水が流れる流路４３１が形成されている複数のフィン４３が設けられている回転部４を有する。よって、シロッコファン型熱交換器Ｓは、回転部４に形成されているフィン４３の外側に空気が流れることで、フィン４３内を流れる冷却水を冷却することができる。この結果、シロッコファン型熱交換器Ｓは、空気を流すファンの機能に加えて、冷却水を冷却する熱交換器の機能を有することができる。
【００４４】
シロッコファン型熱交換器Ｓは、このように熱交換器の機能及びファンの機能を１つに統合することができる。よって、シロッコファン型熱交換器Ｓは、従来の冷却水を冷却するラジエータと比べて、ファンを別に設置する必要がなく、ラジエータ以外の機器が設置されている位置によって設置スペースが制約されなくなる。この結果、シロッコファン型熱交換器Ｓは、車両への設置の自由度が向上する。また、シロッコファン型熱交換器Ｓは、シロッコファン型熱交換器Ｓから排出される熱交換した後の加熱された空気の向きを任意の方向にすることができる。
【００４５】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の分散・統合の具体的な実施の形態は、以上の実施の形態に限られず、その全部又は一部について、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を合わせ持つ。
【符号の説明】
【００４６】
Ｓ・・・シロッコファン型熱交換器
１・・・ハウジング
１０・・・ハウジング本体
１０１・・・空気流入口
１１・・・流出部
１１０・・・空気流出口
２・・・第１固定部
２０・・・第１固定部本体
２０１・・・空気流入口
２０２・・・溝
２０３・・・溝
２０４・・・溝
２１・・・流入部
２１１・・・冷却水流入口
３・・・第２固定部
３０・・・第２固定部本体
３０１・・・溝
３０２・・・溝
３１・・・流出部
３１１・・・冷却水流出口
４・・・回転部
４１・・・流入部
４１１・・・空気流入口
４１２・・・穴
４２・・・流出部
４２１・・・穴
４３・・・フィン
４３１・・・流路
４４・・・リブ
５・・・モータ
５１・・・回転軸
【図１】
2019070453.tif 000003
【図２】
2019070453.tif 000004
【図３】
2019070453.tif 000005
【図４】
2019070453.tif 000006
【図５】
2019070453.tif 000007
【図６】
2019070453.tif 000008