(57)【要約】【課題】ファン駆動用モータの冷却効率が高い車両用熱交換器を提供する。【解決手段】所定の間隔をおいて車幅方向に対向配置された一対のサイドタンクと、これら一対のサイドタンクの間に配置されたセンタータンク２１と、前記サイドタンクおよびセンタータンク２１同士を連結し、互いに略平行に配列された複数のチューブとを備えたラジエータであって、前記センタータンク２１における後面３７に、モータ用筐体６７を介して送風ファンを回転させる駆動モータ３９を取り付けることにより、前記センタータンク２１内に流入した冷却水Ｗで駆動モータ３９を冷却する。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の間隔をおいて車両幅方向に対向配置された一対のサイドタンクと、これら一対のサイドタンクの間に配置されたセンタータンクと、互いに略平行に配列され、前記サイドタンクおよびセンタータンク同士を連結する複数のチューブとを備え、
前記センタータンクのうち、通風方向に対して上流側に配置された前面と下流側に配置された後面との少なくともいずれかに、送風ファンを回転させる駆動モータを設けることにより、
前記センタータンク内を流通する冷却媒体で駆動モータを冷却するように構成したことを特徴とする車両用熱交換器。
【請求項２】
前記駆動モータは、前記センタータンクの長手方向の略中央位置に配置され、前記センタータンクの略中央位置の上方内部に前記冷却媒体を前記サイドタンクに導く仕切板を設け、更にセンタータンクの上端には冷却媒体の流入口を設け、前記冷却媒体は、前記流入口から流入し、前記仕切板にてサイドタンクに流れ、その後センタータンクの中央に集まるように構成したことを特徴とする請求項１に記載の車両用熱交換器。
【請求項３】
前記センタータンクの前面および後面の少なくともいずれかに取付孔を形成すると共に、前記駆動モータが組み付けられたモータ用筐体を、前記取付孔を封鎖した状態でセンタータンクに取り付けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用熱交換器。
【請求項４】
前記モータ用筐体は、センタータンク側に突設されてセンタータンクの取付孔に嵌合可能な筒状ガイド部と、センタータンクから離反する側に形成され、駆動モータを保持する取付用凹部とを備えたことを特徴とする請求項３に記載の車両用熱交換器。
【請求項５】
前記駆動モータは、センタータンクの後面に設けられたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両用熱交換器。
【請求項６】
前記センタータンクを金属から形成したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両用熱交換器。
【請求項７】
前記センタータンクを、チューブに連結される一対の側面と、これらの側面の前端同士を連結する前面と、側面の後端同士を連結する後面と、から構成し、前記チューブと側面を金属製とし、前面および後面を樹脂製としたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両用熱交換器。
【請求項８】
前記側面の前端を屈曲させて前面に沿って延びる、側面と一体化した前側延設部を設け、該前側延設部によって、センタータンクの前面の少なくとも一部を構成したことを特徴とする請求項７に記載の車両用熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両等のエンジン冷却系統に用いられる車両用熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両には、エンジンの冷却系統が設けられており、該冷却系統においては、エンジン内で燃料が燃焼して発生した熱エネルギーが冷却水に伝達され、この冷却水が熱交換器に送られて冷却されたのち、エンジンに送給される。
【０００３】
前記熱交換器の一例であるラジエータは、通常、車両のエンジンルーム内に配設されており、冷却媒体である冷却水を上方から下方に流すダウンフロー方式と、冷却水を横方向に流すサイドフロー方式が採用されている。前記ダウンフロー方式のラジエータには、上下に離間して配置されたアッパータンクおよびロアタンクと、これらのタンク同士を連通して互いに略平行に配列されたチューブと、互いに隣接するチューブ間に接合されたフィンとを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この特許文献１に記載されたラジエータにおいては、ラジエータコアの車幅方向中央の上部に空間部が設けられ、該空間部内に、送風ファンを回転させる駆動モータが配置されている。この駆動モータに冷却風を当てることによって、駆動モータを冷却するようにしている。
【０００５】
【特許文献１】実開昭６２−２８０２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記背景技術に示された熱交換器では、駆動モータを空冷によって冷却するため、水冷に比較すると、冷却効率を高めることが困難であった。この冷却効率の低下によって駆動モータの出力が低下するため、駆動モータを大型化する必要があった。
【０００７】
そこで、本発明は、前記の事情に鑑みてなされたもので、ファン駆動用モータの冷却効率が高い車両用熱交換器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明にあっては、所定の間隔をおいて車幅方向に対向配置された一対のサイドタンクと、これら一対のサイドタンクの間に配置されたセンタータンクと、前記サイドタンクおよびセンタータンク同士を連結し、互いに略平行に配列された複数のチューブとを備え、前記センタータンクのうち、通風方向に対して上流側となる前面と該前面の下流側に配置された後面との少なくともいずれかに、送風ファンを回転させる駆動モータを設けることにより、前記センタータンク内を流通する冷却媒体で駆動モータを冷却するように構成したことを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、駆動モータを冷却媒体で冷却することができるため、駆動モータの冷却効率が向上し、駆動モータの出力が向上する。また、この出力向上に伴って、駆動モータを小型化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
[第１実施形態]
図１〜図６は、本発明の第１実施形態による熱交換器の一例であるラジエータ１を示している。これらのうち、図１は本発明の第１実施形態によるラジエータを配設した車体前部の斜視図、図２は図１のラジエータを車両後方から見た概略図、図３は図２の要部を拡大した斜視図である。なお、図２は、送風ファンを外した状態を示している。
【００１２】
図１に示すように、車体前部２には、エンジンルーム５が配設されており、該エンジンルーム５の下部の左右両側には、サイドメンバ７，７が車両前後方向に沿って延設されている。また、エンジンルーム５の前端には、ラジエータサポートメンバ９が配設されている。このラジエータサポートメンバ９は、上側のラジエータサポートアッパ１１と、下側のラジエータサポートロア１３と、これらのラジエータサポートアッパ１１およびラジエータサポートロア１３を連結する縦フレーム１５，１５および連結フレーム１７とから構成されている。そして、前記ラジエータサポートメンバ９に、熱交換器であるラジエータ１が取り付けられている。
【００１３】
図２，図３に示すように、本実施形態によるラジエータ１は、車幅方向に所定の間隔をおいて離間されて、かつ上下方向に沿って延設された一対のサイドタンク１９，１９と、これらのサイドタンク１９，１９の中間に配置され、上下方向に沿って延設されたセンタータンク２１と、これらのサイドタンク１９，１９およびセンタータンク２１同士を連結する複数のチューブ２３と、上下に隣接するチューブ同士２３，２３に接合されたコルゲートフィン２５とを備えている。
【００１４】
図２に示すように、前記サイドタンク１９は、車幅方向内側が平面状に形成され、車幅方向外側が断面略Ｕ字状に湾曲している。また、サイドタンク１９内には、上下方向の中央部分に仕切板２７，２７が設けられ、該仕切板２７を介してサイドタンク１９内は上側タンク部２９と下側タンク部３１とに画成されている。
【００１５】
また、図２，３に示すように、センタータンク２１は、断面略矩形状に形成されており、上端および下端に、円筒状の流入口３３および流出口３５が形成され、通風方向に対して下流側となる後面３７の上下方向中央部（長手方向の略中央位置）に、図外の送風ファンを回転駆動する駆動モータ３９が取り付けられている。そして、センタータンク２１内には、上側と下側にそれぞれ仕切板４１，４３が設けられており、該仕切板４１，４３によってセンタータンク２１内は、上側タンク部４５、中央側タンク部４７および下側タンク部４９に画成されている。前記仕切板４１は、センタータンクの長手方向の略中央位置の上方内部に配設され、前記流入口３３から導入された冷却媒体を仕切板４１によってサイドタンク１９に導くように構成されている。なお、図３に示すように、センタータンク２１の左右の側面５１には、嵌合孔が穿設されており、該嵌合孔に中空状のチューブ２３の端部を嵌合してロウ付けすることによって、チューブ２３内がセンタータンク２１内に連通している。なお、上下に隣接するチューブ２３，２３には、コルゲートフィン２５がロウ付けされている。該コルゲートフィン２５は、車幅方向に沿って上下に起伏する形状に形成されており、材質は、センタータンク２１と同じアルミニウム合金からなる。
【００１６】
図３に示すように、センタータンク２１は、前後に２分割されたアルミニウム合金製の分割体を互いに接合することによって得られる。具体的には、センタータンク２１は、通風方向に対して上流側となる車両前側に配置された前側分割体５３と、通風方向に対して下流側となる車両後側に配置された後側分割体５５との周縁部同士を接合したものである。また、センタータンク２１のうち、車幅方向外側に配置された面を側面５１とし、左右の側面５１の前端同士を連結する面を前面５７とし、側面５１の後端同士を連結する面を後面３７としている。
【００１７】
図４は図２の駆動モータ取付部を拡大した斜視図、図５は図４のＡ−Ａ線による断面図である。
【００１８】
センタータンク２１における後面３７の上下方向中央部には、図４に示す駆動モータ取付部５９が設けられている。この駆動モータ取付部５９は、後面３７に形成した取付孔６１の周縁部から車両後方に突出する円環状の突起部６３と、該突起部６３の頂部に埋設されたナット部６５とから構成されている。
【００１９】
また、図外の送風ファンを回転させる駆動モータ３９は、図５に示すように、熱伝導性の高いアルミニウム合金等の金属から形成されたモータ用筐体６７を介して前記駆動モータ取付部５９に取り付けられている。
【００２０】
前記送風ファンは、シングルファンであり、ラジエータ１全体の略中央部に配置する。従って、本実施形態では、駆動モータ取付部５９および駆動モータ３９を、センタータンク２１の上下方向略中央部に配置している。
【００２１】
前記モータ用筐体６７は、図５に示すように、底部を有する略円筒状に形成されている。具体的には、前記モータ用筐体６７は、外周方向に延びる円環状の外周フランジ部６９と、該外周フランジ部６９の内周端から車両前方に突出する筒状ガイド部７３と、外周フランジ部６９の内周端から車両後方に突出する環状フランジ部７１と、環状フランジ部７１の底部に形成された円盤状底部７５と、から一体に形成されている。前記環状フランジ部７１と円盤状底部７５とによって、駆動モータ３９を収容して保持する取付用凹部７７が車両後方側に形成されている。前記外周フランジ部６９には、ボルト孔が貫通して形成され、センタータンク２１の駆動モータ取付部５９に埋設したナット部６５と、ボルト孔とを対応させて配置した状態で、ボルト孔にボルト７９を挿入して駆動モータ取付部５９のナット部６５に螺合させることにより、モータ用筐体６７をシール体８１を介してセンタータンク２１の駆動モータ取付部５９に結合することができる。また、モータ用筐体６７の筒状ガイド部７３の外径寸法は、センタータンク２１の駆動モータ取付部５９の取付孔６１の内径寸法よりも僅かに小さく形成されているため、モータ用筐体６７の筒状ガイド部７３と、センタータンク２１の取付孔６１との間には隙間がほとんど形成されずに、高いシール性を保つことができる。
【００２２】
そして、シングルファンである送風ファンを回転させる駆動モータ３９は、モータ用筐体６７の取付用凹部７７に保持されている。駆動モータ３９の出力軸８３に、図外の送風ファンを取り付けることにより、駆動モータ３９によって送風ファンを回転させることができる。
【００２３】
前記ラジエータ１内における冷却水の流れを図６を用いて簡単に説明する。
【００２４】
まず、センタータンク２１の上端に設けた流入口３３から、センタータンク２１内の上側タンク部４５に冷却水Ｗが流入すると、該冷却水Ｗは、チューブを介して左右方向に流れてサイドタンク１９の上側タンク部２９に至る。これらの上側タンク部２９，２９から車幅方向内側に向けて流れ、センタータンク２１の中央側タンク部４７内に流れ込み、該中央側タンク部４７内を下方に向けて流れる。
【００２５】
ここで、図５の矢印に示したように、中央側タンク部４７内を流れる冷却水Ｗによって、モータ用筐体６７を介して駆動モータ３９が冷却される。
【００２６】
次に、冷却水Ｗは、中央側タンク部４７の下側から再度、チューブを介してサイドタンク１９，１９の下側タンク部３１，３１に流れたのち、チューブを介してセンタータンク２１の下側タンク部４９に流れ込み、流出口３５から排出される。
【００２７】
以下に、第１実施形態による作用効果を説明する。
【００２８】
前記センタータンク２１の後面３７に取付孔６１を形成すると共に、前記駆動モータ３９が組み付けられたモータ用筐体６７を、前記取付孔６１を封鎖した状態でセンタータンク２１に取り付けている。このため、駆動モータ３９をモータ用筐体６７を介して確実にセンタータンク２１に取り付けることができる。
【００２９】
なお、モータ用筐体６７を取り付ける取付孔６１は、前面５７および後面３７の少なくともいずれかに設けることができる。
【００３０】
前記モータ用筐体６７は、センタータンク側に突設されてセンタータンク２１の取付孔６１に嵌合可能な筒状ガイド部７３と、センタータンク２１から離反する側に形成され、駆動モータ３９を保持する取付用凹部７７とを備えている。
【００３１】
このため、筒状ガイド部７３をセンタータンク２１の取付孔６１に嵌合させれば良いため、モータ用筐体６７をセンタータンク２１に取り付ける際の取付作業性を向上させることができる。また、モータ用筐体６７とセンタータンク２１の取付孔６１とのシール性を向上させることができる。さらに、取付用凹部７７に駆動モータ３９を収納させれば良いため、駆動モータ３９の取付作業性も向上する。
【００３２】
前記駆動モータ３９は、センタータンク２１の後面３７に設けられているため、車両走行に伴ってセンタータンク２１の前面５７に走行風が当たる場合に、駆動モータ３９に取り付けられる送風ファンによって、前記走行風が阻害されない。
【００３３】
前記センタータンク２１をアルミニウム合金（金属）から形成している。金属は、例えば樹脂よりも熱伝導性が高いため、センタータンク２１自体の温度上昇を抑制することができる。従って、駆動モータ３９を更に効率的に冷却することができる。
【００３４】
前記センタータンク２１を、チューブ２３に連結される一対の側面５１，５１と、これらの側面５１，５１の前端同士を連結する前面５７と、側面５１，５１の後端同士を連結する後面３７と、から構成し、前記チューブ２３と側面５１をアルミニウム合金製（金属製）とし、前面５７および後面３７を樹脂製としている。
【００３５】
このように、側面５１およびチューブ２３を同質のアルミニウム合金製にすることによって、チューブ２３と側面５１との接合性が高まる。また、側面５１を熱伝導性の高いアルミニウム合金製にすることで、センタータンク２１の冷却効率を向上させる一方、前面５７と後面３７を樹脂製にすることで、センタータンク２１の重量を小さく設定することができる。
【００３６】
なお、前記駆動モータ３９は、前記センタータンク２１の長手方向の略中央位置に配置され、前記センタータンク２１の略中央位置の上方内部に冷却水ｗを前記サイドタンク１９に導く仕切板４１を設け、更にセンタータンク２１の上端には冷却水ｗの流入口３３を設け、前記冷却水ｗは、前記流入口３３から流入し、前記仕切板４１にてサイドタンク１９に流れ、その後センタータンク２１の中央に集まるように構成している。
【００３７】
通常、流入口３３から流入した直後の冷却水ｗは、まだ十分に冷却されていないため、流入直後の冷却水ｗによって駆動モータ３９を冷却するよりも、サイドタンク１９に送ってからセンタータンク２１に集まってきた、十分に冷却された冷却水ｗによって駆動モータ３９を冷却する方が冷却効率が高くなる。
【００３８】
[第２実施形態]
次いで、本発明の第２実施形態によるラジエータ３について説明する。ただし、前述した第１実施形態と同一構造の部位には、同一符号を付けて説明を省略する。
【００３９】
図７は本発明の第２実施形態によるラジエータの要部を拡大した斜視図、図８は図７のセンタータンクを分解した斜視図である。
【００４０】
本実施形態におけるセンタータンク９０は、図７及び図８に示すように、合成樹脂製の本体部９１とアルミニウム合金製の連結部９３，９５とに分割されている。
【００４１】
本体部９１は、車両前側に配置される前面９７と、該前面９７に対向して車両後側に配置される後面９９と、センタータンク９０の上端部および下端部に形成された流入口及び流出口１０１とから一体に形成されている。
【００４２】
また、連結部９３，９５は、センタータンク９０の左右両側に配置され、複数のチューブ２３の端部が嵌合孔に挿入および接合される断面略コ字状のアルミニウム製板材である。連結部９３，９５は、左右両側に配置された側面１０３，１０５と、該側面１０３，１０５の前端を屈曲させて前面９７に沿って延設した前側延設部１０７，１０９と、側面１０３，１０５の後端を屈曲させて後面に沿って延設した後側延設部１１１，１１３とを一体に形成したものである。これによって、前側延設部１０７，１０９は、センタータンク９０の前面の一部を構成している。
【００４３】
前記連結部９３，９５と本体部９１とは、種々の方法によって接合することができる。例えば、本体部９１の周縁部９１ａ（図８の斜線部参照）に接着剤を塗布したのち、連結部９３，９５を本体部９１の周縁部９１ａに嵌合させれば、接着剤が硬化することにより、連結部９３，９５を本体部９１に隙間がない状態で接合することができる。また、本体部９１を成形する際に、本体部９１の周縁部に薄いアルミニウム合金板をインサート成形し、連結部９３，９５を本体部９１の周縁部に嵌合したのち、前記アルミニウム合金板と連結部９３，９５の周縁部とを溶接することにより、連結部９３，９５を本体部９１に接合しても良い。
【００４４】
以下に、第２実施形態による作用効果を説明する。
【００４５】
前記側面１０３，１０５の前端を屈曲させて前面に沿って延びる、側面１０３，１０５と一体化した前側延設部１０７，１０９を設け、該前側延設部１０７，１０９によって、センタータンク９０の前面の少なくとも一部を構成している。センタータンク９０の側面１０３，１０５と前側延設部１０７，１０９は、金属であるアルミニウム合金からなり、かつ、センタータンク９０の前面の少なくとも一部を前側延設部１０７，１０９によって構成するため、センタータンク９０の前側延設部１０７，１０９に風が当たると、ラジエータ３の冷却効率が更に向上する。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１実施形態によるラジエータを配設した車体前部の斜視図である。
【図２】図１のラジエータを車両後方から見た概略図であり、ファンを外した状態を示している。
【図３】図２の要部を拡大した斜視図である。
【図４】図２の駆動モータ取付部を拡大した斜視図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線による断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態によるラジエータ内の冷却水の流れを概略的に示す斜視図である。
【図７】本発明の第２実施形態によるラジエータの要部を拡大した斜視図である。
【図８】図７のセンタータンクを分解した斜視図である。
【符号の説明】
【００４７】
１，３…ラジエータ（熱交換器）
１９…サイドタンク
２１，９０…センタータンク
２３…チューブ
３７，９９…後面
３９…駆動モータ
５１，１０３，１０５…側面
５７，９７…前面
６７…モータ用筐体
７３…筒状ガイド部
７７…取付用凹部
１０７，１０９…前側延設部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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