(57)【要約】【課題】この発明は、二つの車両縦方向構材（２，２’）間に配置された熱伝導装置（１）、特に自動車用クロスフロー冷却装置に関する。【解決手段】熱伝導装置（１）は、熱伝導領域（４）、特に冷却器／フィン組織と、その領域の側方に配置された、ほぼ垂直に延びる少なくとも二つの収集／分配タンク（６，６’）とを備えている。この発明は、車両縦方向構材（２，２’）間の構造スペースを出来る限り有効に活用するために、収集／分配タンク（６，６’）が、それぞれの外側の車両縦方向構材（２，２’）の領域に、これらの縦方向構材と補完し合う形に形成された窪み（７，７’）を持つことを提案する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱伝導領域（４）、特に冷却器／フィン組織と、
熱伝導領域（４）の側方に配置された、ほぼ垂直に延びる少なくとも二つの収集／分配タンク（６，６’）と、
を備えた、二つの車両縦方向構材（２，２’）間に配置される熱伝導装置（１）、特に自動車用クロスフロー冷却装置において、
収集／分配タンク（６，６’）が、それぞれの外側の車両縦方向構材（２，２’）の領域に、これらの縦方向構材と補完し合う形に形成された窪み（７，７’）を持つことを特徴とする熱伝導装置。
【請求項２】
少なくとも一方の収集／分配タンク（６，６’）には、窪み（７，７’）の領域に、収集／分配タンク（６，６’）の窪み（７，７’）の上に有る部分（８，８ｂ）と窪み（７，７’）の下に有る部分（８ａ，８ｃ）とを繋ぐ内部及び／又は外部接続配管（９，９’）が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の熱伝導装置。
【請求項３】
一方の収集／分配タンク（６，６’）の窪み（７，７’）の上に供給部（１１）が配備されており、他方の収集／分配タンク（６，６’）の窪み（７，７’）の下に排出部（１２）が配備されているか、或いはその逆に配備されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の熱伝導装置。
【請求項４】
側方の収集／分配タンク（６，６’）の少なくとも一方が、窪み（７，７’）の領域に、窪み（７，７’）の上に有る部分（８，８ｂ）を窪み（７，７’）の下に有る部分（８ａ，８ｃ）に対して密閉する分離ウェブ（１３，１３’）を有することを特徴とする請求項１から３までのいずれか一つに記載の熱伝導装置。
【請求項５】
収集／分配タンク（６，６’）の窪み（７，７’）の上に有る両方の部分（８，８ｂ）が、収集／分配タンク（６，６’）の窪み（７，７’）の下に有る両方の部分（８ａ，８ｃ）と直列に接続されているか、或いは流体に関してそれらの部分と分離されていることを特徴とする請求項４に記載の熱伝導装置。
【請求項６】
少なくとも一つの熱伝導系統が配備されていることを特徴とする請求項１から５までのいずれか一つに記載の熱伝導装置。
【請求項７】
熱伝導系統が流体に関して互いに分離されている場合、一方の系統が、他方の系統よりも高い動作温度を有することを特徴とする請求項５又は６に記載の熱伝導装置。
【請求項８】
熱伝導系統が窪み（７，７’）の上と下に互いに分離されている場合、一方の収集／分配タンク部分（８，８ａ）が供給部（１１，１１’）を有し、他方の収集／分配タンク部分（８ｂ，８ｃ）が排出部（１２，１２’）を有することを特徴とする請求項５から７までのいずれか一つに記載の熱伝導装置。
【請求項９】
熱伝導装置（１）を自動車に搭載した場合、車両縦方向構材（２，２’）が、補完し合う窪み（７，７’）内に少なくとも部分的に食い込むことを特徴とする請求項１から８までのいずれか一つに記載の熱伝導装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、請求項１の上位概念にもとづく熱伝導装置、特に自動車用クロスフロー冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来通り自動車の縦方向構材間の前方中央に熱伝導装置を搭載した場合、熱伝導装置の実現可能な大きさは、ほぼ縦方向構材相互の間隔、底部の隙間及びホンネットの高さによって得られる。縦方向構材の位置は、ほぼエンジンの所要スペースと操舵用車輪の車輪包絡面によって決まる。走路の上の底部の隙間又は車両の位置は、車両の設計概念又は、例えば駐車場での乗り上げを防止するための機能的な要件から得られる。結局のところ、必要な熱伝導面を実現するための変数としては、熱伝導装置の高さとそのためボンネットの輪郭の変更しか残らない。しかし、特に、スポーツカーの場合及び歩行者保護に関して、熱伝導装置の上端を低くすることが望ましい。このことは、特に、所要の冷却量が大きい高出力エンジンを搭載した車両の場合には、目標の対立を生じさせることとなる。
【０００３】
特許文献１により、連続した熱交換面を形成するのではなく、その場合フィンにより形成された熱交換ユニットが複数の階段状に互いにずらされた熱交換面を形成する熱交換器が周知である。この階段状の構成によって、特に、自動車のエンジンスペース内に有る場所を有効に活用している。
【特許文献１】米国特許公開第５，２３６，３３６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この発明の課題は、車両縦方向構材間の出来る限り最大限の幅又は所与の幅を有効に活用して、熱伝導面が予め規定されている場合に、熱伝導装置の構造の高さを低減することができるようにした熱伝導装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題は、この発明にもとづき、独立請求項１の対象によって解決される。有利な実施構成は、従属請求項の対象となっている。
【０００６】
この発明は、二つの車両縦方向構材間に配置された熱伝導装置、例えば自動車用クロスフロー冷却装置の外側輪郭を車両縦方向構材に適合させて、車両縦方向構材の外側輪郭との形状に関する一体化を行うという一般的な考えにもとづいている。こうすることによって、車両縦方向構材間の構造スペースの幅を有効に活用することができる。この発明による熱伝導装置は、熱伝導領域、例えば冷却器／フィン組織及びその熱伝導領域の側方に配置された、ほぼ垂直に延びる少なくとも二つの収集／分配タンクを有する。この場合、側方に配置された収集／分配タンクは、それぞれの外側の車両縦方向構材の領域に、これらの縦方向構材と補完し合う形に形成された窪みを持ち、その結果車両縦方向構材間の幅のほぼ全体に渡って熱伝導面を展開することが可能となる。所要の面積が同じ場合、このようにして熱伝導面の幅を拡大することによって、その高さを低減し、それにより、例えば車両のスポーティな外側輪郭を実現することが可能となる。同時に、熱伝導装置の高さを低減することは、歩行者保護に対する将来的な要件に関して有利である。この場合、側方の収集／分配タンクの窪みは、窪みの領域に残った収集／分配タンクの横断面が収集／分配タンクの上方と下方部分間で必要な冷媒の交流を可能とする大きさに選定することができる。そのため、側方の収集／分配タンクは、窪みの領域において、車両縦方向構材を取り囲むとともに、窪みの上と下に延びており、その結果側方の収集／分配タンク間に有る熱伝導面をより広い幅に構成することが可能となる。
【０００７】
この発明による解決策の有利な実施形態では、少なくとも一方の収集／分配タンクにおいて、窪みの領域に、収集／分配タンクの窪みの上に有る部分と窪みの下に有る部分とを繋ぐ内部及び／又は外部接続配管が配置される。側方の収集／分配タンクの窪み領域における横断面の括れが、各収集／分配タンクの上と下の部分間における十分な冷媒の交流がもはや十分ではなくなるような大きさである場合、そこに所要の冷媒の交流を保証する外部接続配管を配備することができる。それに代わって、当然のことながら、安易に接続ホースを分割して、各収集／分配タンクが独自の接続を確保して、それにより熱伝導装置が二つの供給用ソケットと二つの排出用ソケットを備えるようにすることも可能である。
【０００８】
この発明の別の有利な実施形態では、少なくとも一方の側方収集／分配タンクは、窪み領域に、収集／分配タンクの窪みの下に有る部分に対して窪みの上に有る部分を密閉するための分離ウェブを有する。そのような分離ウェブによって、例えば、熱伝導装置を二つの熱伝導領域に、即ち窪みの上に有る領域と窪みの下に有る領域に分割することが可能である。こうすることで、簡単な構造的変更によって、熱伝導装置を各車両で規定される要件に適合させることができる。少なくとも一つの分離ウェブを配備するには、熱伝導装置の製造プロセスの僅かな変更しか必要とせず、それにより、この発明による熱伝導装置の使用範囲を拡大することが可能となる。
【０００９】
収集／分配タンクの窪みの上に有る両方の部分を、窪みの下に有る両方の部分と直列に接続するか、或いは流体に関してそれらの部分から分離するのが、この発明の目的に適うことである。特に、後者の変化形態は、熱伝導装置を二つの異なる独自の冷却領域に分割して、それにより単一の熱伝導装置を用いて、少なくとも二つの異なる冷却系統を実現する手法を提供するものである。更に、流体に関して二つの部分を互いに分離することによって、供給又は排出用ソケットが対角線上で向き合っている場合に発生する可能性の有る後流領域を明らかに縮小することができ、それにより熱伝導装置の性能を向上することができるので、熱伝導装置内において熱伝導媒体を等しく配分することが、より良好に達成される。
【００１０】
この発明による解決策の特に有利な実施構成では、熱伝導装置を自動車に搭載した場合、車両縦方向構材が収集／分配タンクの補完し合う窪みに少なくとも部分的に食い込む。こうすることによって、両方の収集／分配タンクをほぼ車両縦方向構材の上と下に配置して、それにより両方の車両縦方向構材の間の領域を熱伝導領域としてほぼ独占的に活用することが可能となる。このような熱伝導領域の幅は、車両縦方向構材の間に完全に配置されている従来の熱伝導装置よりも明らかに広くなる。
【００１１】
この発明の別の重要な特徴及び利点は、従属請求項、図面及び図面にもとづく図面と関連した記述から明らかとなる。
【００１２】
前述した特徴及びこの後に説明する特徴は、それぞれ提示した組み合わせだけでなく、この発明の枠組みを逸脱することなく、その他の組み合わせ又は単独で使用することができることは自明である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
この発明の有利な実施例を図面に図示して、以下の記述において詳しく説明する。尚、同一の構成部分、同様な構成部分又は機能的に同じ構成部分には、同じ符号を付与している。
【００１４】
図１には、この発明による熱伝導装置１を二つの縦方向構材２と２’の間の中央に取り付けた状態を図示しており、直立して配置された熱伝導装置１の実現可能な大きさは、ほぼ両方の縦方向構材２，２’の間隔、底部の隙間及びホンネットの高さによって決まる。車両縦方向構材２，２’の位置は、図示されていない駆動装置の所要スペース及び同じく図示されていない操舵用車輪の車輪包絡面３によってほぼ決まる。
【００１５】
両方の車両縦方向構材２，２’間のスペースを出来る限り最適に活用するか、或いは熱伝導面４の大きさが予め規定されている場合に熱伝導装置１の上端５を出来る限り低くするためには、熱伝導装置１の外側輪郭を出来る限り精確に利用可能な構造スペースの内側寸法に適合させるべきである。そのために、この発明による解決策は、熱伝導領域４の側方に配置された、ほぼ垂直に延びる少なくとも二つの収集／分配タンク６，６’を、それぞれ車両縦方向構材２，２’の領域において、それらの領域と補完し合うように外側を凹ませる、即ち外側に位置する窪み７を設けることを提案する。そのような窪み７は、各収集／分配タンク６，６’の横断面を窪み７の領域で大きく括れさせることとなる。そのため、窪み７は、一方の収集／分配タンク６では、そのタンクを窪み７の上に有る部分８と窪み７の下に有る部分８ａとに分割することとなる。それと同様に、窪み７’は、他方の収集／分配タンク６’を窪み７’の上に有る部分８ｂとその下に有る部分８ｃとに分割することとなる。
【００１６】
これらの部分８と８ａ間又は８ｂと８ｃ間の十分な冷媒の交流を可能とするために、収集／分配タンク６，６’の少なくとも一方において、窪み７，７’の領域に、窪み７，７’の上に有る部分８，８ｂと窪み７，７’の下に有る部分８ａ，８ｃとを繋ぐ内部及び／又は外部接続配管９，９’を配置することができる。それに代わって、当然のことながら、図示されていない接続ホースを安易に分割するとともに、熱伝導装置１を窪み７又は７’の上に有る熱伝導部分１０とその下に有る熱伝導部分１０’に分割し、そして各熱伝導部分１０，１０’が供給部１１又は１１’と排出部１２又は１２’を備えるようにすることもできる。
【００１７】
図１に図示されている通り、基本的に熱伝導装置１をクロスフロー冷却装置として構成して、例えば、収集／分配タンク６から出てくる熱伝導媒体が、熱伝導領域４をほぼ水平に貫流して、その後収集／分配タンク６’に到達するようにする。
【００１８】
熱伝導装置１の機能性の向上を可能とするか、或いは使用範囲の拡大を可能とするために、側方の収集／分配タンク６，６’の少なくとも一方が、各窪み７，７’の領域において、窪み７，７’の上に有る部分８，８ｂを、流体に関して窪み７，７’の下の有る部分８ａ，８ｃに対して密閉する分離ウェブ１３，１３’を持つことができる。図２に図示されている通り、収集／分配タンク６は、前述した部分において、分離ウェブ１３によって流体に関して分割されており、それによって、熱伝導装置１の図１とは違った流れを実現している。図２では、冷媒は、供給部１１を介して上方の熱伝導部分１０に流入して、その部分を左から右に収集／分配タンク６’の部分８ｂにまで流れて行く。ここで、冷媒は、接続配管９’又は窪み７’の括れた横断面を介して、部分８ｂから窪み７’の下に有る部分８ｃに流れて、そこから熱伝導部分１０’に流入する。ここで、冷媒は、右から左に流れて行き、収集／分配タンク６の部分８ａに到達する。その後、熱伝導媒体は、排出部１２''を介して、収集／分配タンク６の部分８ａから流れ出て行く。そのため、熱伝導部分１０と熱伝導部分１０’は、順番に貫流され、直列に接続されることとなる。
【００１９】
図３に図示されている通り、収集／分配タンク６と収集／分配タンク６’の両方は、各窪み７，７’の領域において、分離ウェブ１３又は１３’を備えており、その結果熱伝導部分１０は、流体に関して熱伝導部分１０’と分離されている。このことは、二つの互いに独立した独自の熱伝導系統又は冷却系統を実現する手法を提供するものである。例えば、単一の熱伝導装置１内に、所定のシステムを目的通りに冷却する役割を果たす高温冷却器と低温冷却器を実現することもできる。流入温度の温度差が大きい場合、例えば、熱力学的な層により、水側でのオイル冷却機能が改善され、それに対して温度差が小さい場合、熱力学的な層により、駆動装置用冷却水の機能が改善される。図３に図示されている通り、両方の熱伝導部分１０，１０’は、独自の供給部１１，１１’と独自の排出部１２，１２’を有する。この場合、図１〜３では、供給部１１又は排出部１２の構成は、単に例として図示されており、この発明では、別の貫流方向も含まれる。
【００２０】
要約すると、この発明による解決策の主要な特徴は、以下の通り特徴付けることができる。
【００２１】
二つの車両縦方向構材２，２’間の構造スペースを出来る限り有効に活用するとともに、デザイン及び／又は安全性の面から熱伝導装置１の構造の高さを出来る限り小さくするために、熱伝導装置１の外側輪郭を、車両縦方向構材２，２’の領域において、それらの縦方向構材に適合させることを提案する。そのために、熱伝導領域４の側方にそれぞれ配置された収集／分配タンク６，６’は、それぞれの外側の車両縦方向構材２，２’の領域に、これらの縦方向構材と補完し合う形に形成された窪み７，７’を持つ。この熱伝導装置１を自動車に搭載した場合、車両縦方向構材２，２’は、この窪み７，７’内に少なくとも部分的に食い込み、その結果熱伝導領域４は、より大きな幅を持つことができることとなる。熱伝導領域４の面積の大きさが予め規定されている場合、そうすることによって、その高さを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明による熱伝導装置の大幅に模式化した図
【図２】図１に対応するが、一方の収集／分配タンクが分離ウェブを有する図
【図３】図１に対応するが、両方の収集／分配タンクがそれぞれ分離ウェブを有する図
【符号の説明】
【００２３】
１    この発明による熱伝導装置
２，２’    縦方向構材
３    操舵用車輪の車輪包絡面
４    熱伝導面
５    熱伝導装置１の上端
６，６’    収集／分配タンク
７，７’    窪み
８，８ａ，８ｂ，８ｃ    収集／分配タンク６，６’の部分
９，９’    接続配管
１０，１０’    熱伝導部分
１１，１１’    供給部
１２，１２’，１２''    排出部
１３，１３’    分離ウェブ    
【図１】
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【図２】
2007168770.tif 000004
【図３】
2007168770.tif 000005