車両用熱交換器
【課題】 車両のバンパの車両後方側のデッドスペースを有効利用して冷却性能を向上でき、さらに、インタークーラを通過した高温な風によるコンデンサへの悪影響を防止できる車両用熱交換器の提供。
【解決手段】 所定間隔を置いて配置される一対のタンク3a、3bと、両端部がそれぞれ対応するタンク3a、3bに連通接続された複数のチューブ3k,8を有するコア部３ｃを備える熱交換器において、コア部３ｃに、チューブ３ｋの冷却媒体を低温な空気と熱交換させて冷却する空冷部３ｉと、チューブ８の冷却媒体を低温な水と熱交換させて冷却する水冷部３ｊを設け、水冷部３ｊを車両１のバンパアーマチュア１５の車両後方側で上下方向高さが重なる位置に配置した。
【解決手段】 所定間隔を置いて配置される一対のタンク3a、3bと、両端部がそれぞれ対応するタンク3a、3bに連通接続された複数のチューブ3k,8を有するコア部３ｃを備える熱交換器において、コア部３ｃに、チューブ３ｋの冷却媒体を低温な空気と熱交換させて冷却する空冷部３ｉと、チューブ８の冷却媒体を低温な水と熱交換させて冷却する水冷部３ｊを設け、水冷部３ｊを車両１のバンパアーマチュア１５の車両後方側で上下方向高さが重なる位置に配置した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空水冷式の車両用熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両のエンジンルームにはインタークーラ、コンデンサ、及びラジエータ等の複数の熱交換器が車両前後方向に沿って並設されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００７−３３１４５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、近年、熱交換器に要求される冷却性能は高くなる傾向にあるため、従来の冷却構造では対応が困難になりつつあるという問題点があった。
特に、インタークーラは、排気ガスの改善とエンジン出力の向上の両立を目的として高い冷却性能が求められている。
【０００４】
この発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、車両のバンパの車両後方側のデッドスペースを有効利用して冷却性能を向上できる車両用熱交換器を提供することである。
また、この発明ではインタークーラを通過した高温な風によるコンデンサへの悪影響を防止することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の発明では、所定間隔を置いて配置される一対のタンクと、両端部がそれぞれ対応する前記タンクに連通接続された複数のチューブを有するコア部を備える熱交換器において、上記コア部に、チューブの冷却媒体を低温な空気と熱交換させて冷却する空冷部と、チューブの冷却媒体を低温な水と熱交換させて冷却する水冷部を設け、上記水冷部を車両のバンパの車両後方側で上下方向高さが重なる位置に配置したことを特徴とする。
【０００６】
請求項５記載の発明では、インタークーラの車両後方側にコンデンサが並設された車両用熱交換器において、上記インタークーラのコア部を通過した風がコンデンサの過冷却部に当たるのを防止するエアガイドを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１記載の発明では、コア部に、チューブの冷却媒体を低温な空気と熱交換させて冷却する空冷部と、チューブの冷却媒体を低温な水と熱交換させて冷却する水冷部を設け、水冷部を車両のバンパの車両後方側で上下方向高さが重なる位置に配置している。
これにより、車両のバンパの車両後方側のデッドスペースを有効利用して冷却性能を向上できる。
【０００８】
また、請求項５記載の発明では、インタークーラのコア部を通過した風がコンデンサの過冷却部に当たるのを防止するエアガイドを備えているため、インタークーラを通過した高温な風によるコンデンサへの悪影響を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１０】
以下、実施例１を説明する。
なお、車両前後方向及び車幅方向を前後方向及び左右方向と称して説明する。
図１は実施例１の車両用熱交換器が採用された車両の模式図、図２は実施例１のインタークーラの後面図、図３は実施例１のタンクの内部を説明する断面図である。
【００１１】
図４は図２のＳ４−Ｓ４線における断面図、図５は実施例１のケースを示す分解図（ａ）と斜視図（ｂ）、図６は実施例１のコンデンサの前面図、図７はラジエータとファンシュラウドの後方斜視分解図、図８は同斜視図である。
図９はインタークーラ、コンデンサ、ラジエータの車両搭載状態を説明する図（ファンシュラウドは省略）、図１０は実施例１の冷却回路を説明する図である。
【００１２】
先ず、全体構成を説明する。
図１に示すように、実施例１の発明では、車両１のエンジンルーム２内に前方からインタークーラ３（請求項の熱交換器に相当）、コンデンサ４、ラジエータ５、ファンシュラウド６、及びエンジン７が順番に搭載されている。
【００１３】
図２に示すように、インタークーラ３は、左右に所定間隔を置いて配置される一対の上流側タンク３ａ及び下流側タンク３ｂと、両タンク3a,3bの間に配置されたコア部３ｃ等が備えられている。
図３、４に示すように、各タンク3a,3bは、コア部３ｃ側に開口した器状に形成される他、その開口側外周縁部がシール部材３ｄを介してそれぞれ対応するチューブプレート3e,3fに加締め固定されている。
また、タンク３ａの後面上部には後方へ円筒状に突設された入力パイプ３ｇが該タンク３ａと連通した状態で形成される一方、タンク３ｂの後上部には後方へ円筒状に突設された出力パイプ３ｈが該タンク３ｂと連通した状態で形成されている。
また、コア部３ｃは、コアサイズの３／４（図中Ａ１範囲）を占める上方の空冷部３ｉと、１／４（図中Ａ２範囲）を占める下方の水冷部３ｊが設けられている。
【００１４】
空冷部３ｉは、両端部がそれぞれ対応するチューブプレート3e,3fに挿通し固定された複数（実施例１では９本のみ図示）の偏平管状のチューブ３ｋと、隣接するチューブ３ｋに波状の頂部が接合された複数（実施例１では９本のみ図示）の波板状のフィン３ｍで構成されている。
【００１５】
水冷部３ｊは、両端部がそれぞれ対応するチューブプレート3e,3fに挿通し固定された複数（実施例１では３本のみ図示）の偏平管状のチューブ８と、このチューブ８をチューブプレート3e,3fと協働して囲繞するケース９と、このケース９の左右両端部から該ケース９内に連通した状態で下方へ突設された入力パイプ１０及び出力パイプ１１が備えられている。
【００１６】
図５に示すように、ケース９は、互いに嵌合して筒状に形成される上下の第１分割体１１ａ及び第２分割体１１ｂで構成されている。
第１分割体１１ａは、下方へ開口した略コ字状断面を有して左右方向に延設された本体１２と、本体１２の略コ字状断面の対向する後方の側壁から後方へ延設された平板状のエアガイド１３が備えられている。
また、本体１２の左右方向両端部には平板状の挿入部１４が左右方向に突設されている。
【００１７】
第２分割体１１ｂは、上方へ開口した略コ字状断面を有して左右方向に延設されている。
そして、両分割体11a,11bの略コ字状断面の対向する壁部同士を嵌合させてこれら両者を組み付けることにより、筒状のケース９を形成可能になっている。
【００１８】
ケース９は、第１分割体１１ａの両挿入部１４をそれぞれ対応するチューブプレート3e,3fに挿通し固定した状態で、両分割体11,12の左右方向両端面がチューブプレート3e,3fに密着した状態で接合され、これにより、ケース９内がチューブ８を囲繞した状態で密閉されている。
【００１９】
また、インタークーラ３は、樹脂製の両タンク3a,3b（シール部材３ｄ共）を除く全ての構成部材がアルミ製であり、各構成部材の接合部同士のうちの少なくとも一方側にはろう材（クラッドシート）が設けられ、これらは予め仮組みされた後、加熱炉内で熱処理されてろう付け接合される。
この際、ケース９の第１分割体１１ａの各挿入部１４をそれぞれ対応するチューブプレート3e,3fに挿通し固定することにより、第１分割体１１ａを正確に位置決めした状態で仮組みできる。
一方、第２分割体１１ｂをチューブ８の下方から第１分割体１１ａに嵌合し、図示しないろう付け用治具で第１分割体１１ａ側に押圧支持した状態で熱処理することにより、第１分割体１１ａに対して良好に密着した状態で接合できる。
また、第１分割体１１ａの本体１２とこの本体１２に接合されるフィン３ｎ（図３、４参照）との密着性、及び隣接するフィン３ｍ（フィン３ｎ共）とチューブ３ｋの波状の頂部との密着性を良くして良好な接合が可能となる。
【００２０】
なお、実施例１のタンク3a,3bは樹脂製としたが、アルミ製としてコア部３ｃにろう付け接合するようにしても良い。
また、ケース９は、チューブプレート3e,3fまたはアルミ製としたタンク3a,3bに対して後工程で溶接固定しても良い。
【００２１】
図６に示すように、コンデンサ４は、左右に所定間隔を置いて配置された一対の上流側タンク４ａ及び下流側タンク４ｂと、両タンク4a,4bの間に配置されたコア部４ｃ等が備えられている。
上流側タンク４ａは、その内部に介装された４枚のディバイドプレートＤ１によって３つの室R1,R3,R6に区分けされている。
上流側タンク４ａには、室Ｒ１に連通接続された入力ポート４ｄを備えるコネクタ４ｅが設けられると共に、このコネクタ４ｅには室Ｒ６に接続管４ｆを介して連通接続された出力ポート４ｇが備えられている。
【００２２】
一方、下流側タンク４ｂは、その内部に介装された４枚のディバイドプレートＤ２によって３つの室R2,R4,R5に区分けされている。
下流側タンク４ｂには、接続管4h,4iを介して室Ｒ４と室Ｒ５に連通接続された円柱状のレシーバタンク４ｊが備えられている。
【００２３】
コア部４ｃは、両タンク4a,4bに挿通し固定された複数の偏平管状のチューブ４ｋと、隣接するチューブ４ｋに波状の頂部が接合された波板状のフィン４ｍとから構成されている。
また、コア部４ｃのチューブ４ｋとフィン４ｍの積層方向両端部は、両端部がそれぞれ対応するタンク4a,4bに挿通し固定された一対のレインフォース4n,4oで連結補強されている。
これにより、コア部４ｃは、レシーバタンク４ｊの上流側で室Ｒ１〜Ｒ４に連通したチューブ４ｋとフィン４ｍで構成される上方の蒸発部４ｐ（図中Ａ３範囲）と、レシーバタンク４ｊの下流側で室R5,R6に連通したチューブ４ｋとフィン４ｍで構成される下方の過冷却部４ｑ（図中Ａ４範囲）が設けられている。
【００２４】
また、コンデンサ４は、全ての構成部材がアルミ製であり、各構成部材の接合部同士のうちの少なくとも一方側にはろう材（クラッドシート）が設けられ、これらは予め仮組みされた後、加熱炉内で熱処理されてろう付け接合される。なお、レシーバタンク４ｊは内部構造に応じて熱処理後に装着される。
また、コンデンサ４のコア部４のコアサイズにおける左右方向長さはインタークーラ３のコア部３ｃよりも短く、上下方向の長さはコア部３ｃよりも長い。
【００２５】
図７、８に示すように、ラジエータ５の後面には、ファンシュラウド６が装着されている。
ラジエータ５は、上下に所定間隔を置いて配置される一対の上流側タンク５ａ及び下流側タンク５ｂと、両タンク5a,5bの間に配置されたコア部５ｃ等が備えられる所謂ダウンフロー型のラジエータが採用されている。
【００２６】
各タンク5a,5bは、コア部５ｃ側に開口した器状に形成される他、その開口側外周縁部がシール部材５ｄ（図９参照）を介してコア部５ｃのそれぞれ対応するチューブプレート5e,5fに密着した状態で加締め固定されている。
タンク５ａの後面には螺子穴５ｇを有する固定部５ｈが左右に離間して該タンク５ａと一体的に形成される他、その長手方向一方側には該タンク５ａ内部と連通した状態で後方へ一体的に円筒状に突出した入力パイプ５ｉが形成されている。
一方、タンク５ｂの後面には上下方向へ開口された挿入穴５ｊを備える固定部５ｋが左右に離間して該タンク５ｂと一体的に形成される他、入力パイプ５ｉと対角した位置には該タンク５ｂ内部と連通した状態で後方へ一体的に円筒状に突出した出力パイプ５ｍが形成されている。
【００２７】
コア部５ｃは、両端部がそれぞれ対応するチューブプレート5e,5fに挿通し固定された複数の偏平管状のチューブ５ｎと、隣接するチューブ５ｎに波状の頂部が接合された波板状のフィン５ｏで構成されている。
また、コア部５ｃのチューブ５ｎとフィン５ｏの積層方向両端部には、両端部がそれぞれ対応するチューブプレート5e,5fに挿通し固定された一対のレインフォース5p,5qで連結補強されている。
【００２８】
また、ラジエータ５は、樹脂製のタンク5a,5b（シール部材５ｄ共）を除く全ての各構成部材がアルミ製であり、これらの接合部同士のうちの少なくとも一方にはろう材（ブレージングシート）が設けられ、これらは予め仮組みされた後、加熱炉で熱処理されてろう付け接合される。
【００２９】
なお、両タンク5a,5bをアルミ製としてコア部５ｃにろう付け接合しても良い。
また、左右に所定間隔を置いて配置されたタンクの間にコア部５ｃを備える所謂クロスフロー型のラジエータを採用しても良い。
また、ラジエータ５のコア部５ｃのコアサイズにおける左右方向長さはインタークーラ３のコア部３ｃよりも短く、且つ、コンデンサ４のコア部４よりも長い。
一方、ラジエータ５の上下方向の長さはインタークーラ３のコア部３ｃよりも長く、且つ、コンデンサ４のコア部４よりも幾分長い。
【００３０】
ファンシュラウド６は、ラジエータ５のコア部５ｃを覆う大きさで前方へ開口した略矩形状に形成される他、その後面となるシュラウド壁６ａには後方へ円筒状に突出したシュラウドリング部６ｂが形成されると共に、このシュラウドリング部６ｂ内にはファン６ｃ（簡略して図示）が収容されている。
また、ファンシュラウド６の周壁上部には、ラジエータ５の上流側タンク５ａのそれぞれ対応する螺子孔５ｇと合致する位置に挿通穴６ｄを備える板状の固定部６ｅが上方へ突設される一方、周壁底部には、ラジエータ５の下流側タンク５ｂのそれぞれ対応する固定部５ｋの挿入穴５ｊに上方から挿入し固定可能な板状の固定部６ｆが下方へ突設されている。
【００３１】
そして、図８に示すように、ラジエータ５の後方にファンシュラウド６を配置して、ファンシュラウド６の固定部６ｆをラジエータ５の固定部５ｋの挿入穴５ｊに上方から挿入した後、ファンシュラウド６の固定部６ｆの挿通穴６ｄからラジエータ５の固定部５ｈの螺子穴５ｇにボルトＢ１を挿入して螺合することにより、これら両者を固定可能になっている。
【００３２】
図１、９に示すように、実施例１の車両１は、金属製で中空の四角形断面のバンパアーマチュア１５（車両１のバンパに相当）が左右方向に亘って配設されると共に、このバンパアーマチュア１５を前方から覆うように樹脂製のバンパフェイシア１６の一部が配設されている。
また、バンパアーマチュア１５の上方にはそれぞれバンパフェイシア１６と一体的に設けられたグリル状のアッパ開口部１７が形成される一方、下方にはグリル状のロア開口部１８が形成されている。
【００３３】
そして、インタークーラ３、コンデンサ４、ラジエータ５（ファンシュラウド６共）は図示しないラジエータコアサポートを介して車両１のエンジンルーム２に搭載され、この際、インタークーラ３の空冷部３ｉ（図中Ａ１範囲）はアッパ開口部１７に面した位置に配置される一方、水冷部３ｊ（図中Ａ２範囲）は、バンパアーマチュア１５の後方で上下方向高さが重なる位置に近接配置される。
【００３４】
また、水冷部３ｊのエアガイド１３の後端は、コンデンサ４のコア部４ｃの蒸発部４ｐ（図中Ａ３範囲）と過冷却部４ｑ（図中Ａ４範囲）との境目となる位置に配置され、これによって、インタークーラ３とコンデンサ４との隙間がエアガイド１３で上下に仕切られている。
なお、コンデンサ４の下端はインタークーラ３よりも低い位置に配置され、さらに、ラジエータ５の下端はコンデンサ４よりも低い位置に配置される。
【００３５】
次に、作用を説明する。
<インタークーラ、ラジエータ、及びファンの作動について>
図１０に示すように、インタークーラ３及びラジエータ５は、エンジン冷却回路Ｃ１と、ターボチャージャーガス回路Ｃ２の構成部品として用いられる。
具体的には、エンジン７は、所謂ターボチャージャー付きのエンジンであり、エンジン冷却回路Ｃ１において、エンジン７の図示しないウォータージャケットから排出された８０℃前後の高温なエンジン冷却水は、先ず、接続管１９ａを介してラジエータ５に導入される。
【００３６】
図６に示すように、接続管１９ａからラジエータ５の入力パイプ５ｉを介して上流側タンク５ａに流入したエンジン冷却水は、コア部５ｃの各チューブ５ｎを通過して下流側タンク５ｂに流入する間にアッパ開口部１７及びロア開口部１８からコア部５ｃを通過する車両走行風またはファン６ｃによる強制風（図９の破線矢印で図示）と熱交換して６０℃前後に冷却される。
次に、下流側タンク５ｂに流入したエンジン冷却水は、下流側タンク５ｂの出力パイプ５ｍから排出された後、図１０に示す各接続管１９ｂ〜１９ｄを介してサーモスタット１９ｅ及びポンプ１９ｆを経由して再びエンジン７へ戻されて環流する。
【００３７】
また、接続管１９ｂを流通するエンジン冷却水の一部は、接続管１９ｇを介してインタークーラ３に導入される。
【００３８】
次に、接続管１９ｇからインタークーラ３の入力パイプ１０を介してケース９に流入したエンジン冷却水は、ケース９内を長手方向に流通して、出力パイプ１１から排出された後、接続管１９ｈを介して接続管１９ｂと合流する。
なお、図示を省略するが、接続管１９ｈには、エンジン冷却水がケース９側へ逆流するのを防止する逆止弁が介装されている。
【００３９】
また、エンジン冷却水の温度が低い間は、サーモスタット１９ｅが閉弁することより、エンジン冷却水の全量が接続管１９ａからバイパス用接続管１９ｉへ流通してラジエータ５及びケース９を迂回せずにエンジン７との間を環流する。
【００４０】
ターボチャージャーガス回路Ｃ２において、図外のエアクリーナから導入された吸入空気は、先ず、接続管１９ｊによりターボチャージャー１９ｋのコンプレッサ１９ｍへ導入されて１８０℃〜２００℃に加圧・高温化される。
次に、コンプレッサ１９ｍで加圧・高温化された吸入空気は、接続管１９ｎを介してインタークーラ３に導入される。
【００４１】
次に、接続管１９ｎからインタークーラ３の上流側タンク３ａに流入した吸入空気の一部は、空冷部３ｉのチューブ３ｋを介して下流側タンク３ｂに流入する間にアッパ開口部１７を通過する車両走行風またはファン６ｃの強制風（図９の破線矢印で図示）と熱交換して冷却される。
一方、上流側タンク３ａに流入した吸入空気の残りの一部は、水冷部３ｊのチューブ８を介して下流側タンク３ｂに流入する間にケース９内のエンジン冷却水と熱交換して冷却される。
この際、エンジン冷却水と吸入空気の流通方向は対流関係にあるため、熱交換を効率的に行うことができる。
【００４２】
次に、空冷部３ｉと水冷部３ｊで６０℃まで冷却された下流側タンク３ｂ内の吸入空気は、出力パイプ３ｈから排出された後、図１０で示す接続管１９ｏ（インテークマニホールド）によりエンジン７の図示しない吸気ポートへ供給される。
これにより、エンジン７の過給効率を高めてエンジン出力を向上できる。
最後に、エンジン７の図示しない排気ポートから排出された排気ガスは、接続管１９ｐ（エキゾーストマニホールド）によりターボチャージャー１９ｋへ導入されてタービン１９ｑを駆動した後、接続管１９ｒにより図外の触媒装置やメインマフラー等を介して車外へ排出される。
【００４３】
<コンデンサの作動について>
コンデンサ４は、車室内空調用冷凍回路の構成部品として用いられる。
なお、車室内空調用冷凍回路は公知と同様であるため、各構成部品についての詳しい説明は省略するが、空調用コンプレッサ、コンデンサ４、エバポレータ等が環状に接続される蒸気圧縮式冷凍回路である。
【００４４】
図６に示すように、空調用コンプレッサ側からコネクタ４ｅの入力ポート４ｄを介して上流側タンク４ａの室Ｒ１に流入した約６０℃前後の流通媒体（ＣＯ２またはＨＦＣ−１３４ａ等）は、室Ｒ２、室Ｒ３をこの順番にターンしながらコア部４ｃのそれぞれ対応する各チューブ４ｋを流通する間にアッパ開口部１７及びロア開口部１８からコア部４ｃを通過する車両走行風またはファン６ｃによる強制風（図９の破線矢印で図示）と熱交換された後、室Ｒ４に流入する。
【００４５】
次に、室Ｒ４内の流通媒体は、接続管４ｈからレシーバタンク４ｊに流入して図示しない内部構造物により気液分離された後、接続管４ｉから室Ｒ５に流入する。
【００４６】
次に、室Ｒ５の液体の流通媒体は、コア部４ｃの室R5,R6に対応する各チューブ４ｋを流通する間にアッパ開口部１７及びロア開口部１８からコア部４ｃを通過する車両走行風またはファン６ｃによる強制風（図９の破線矢印で図示）と熱交換されることにより、約４５℃前後まで過冷却されて室Ｒ６に流入する。
【００４７】
最後に、室Ｒ６内の流通媒体は、接続管４ｆを介してコネクタ４ｅの出力ポート４ｇから図外のエバポレータ側へ排出される。
【００４８】
<インタークーラの水冷化について>
ここで、近年、環境を配慮した排気ガスの改善（排気中の未燃焼ガスや有害成分の減少等）とエンジン出力の向上の両立を目的として吸入空気は高圧力・高温化傾向にあり、吸入空気の目標温度を１８０℃〜２００℃（従来は１４０℃前後、最大４２％増）に設定すると、従来のインタークーラでは冷却性能が低く、冷却仕様要求を満たすことができないという問題点があった。
また、バンパアーマチュアの後方側にインタークーラのコア部を配置した場合には、風が当たらないチューブが生じて、冷却性能の低下を招くことが判明しており、インタークーラをバンパアーマチュアの上方または下方にオフセットした位置に配置する必要がある。
この結果、バンパアーマチュアの後方側にデッドスペースが生じる上、周辺部材の設置レイアウトの設計自由度が小さくなるという問題点があった。
【００４９】
さらに、インタークーラを通過した高温な風がコンデンサの過冷却部に当たると、過冷却部が高温化されてしまい、コンデンサの冷却性能が低下する虞がある。
【００５０】
これらの問題点に対し、実施例１のインタークーラ３は、前述したように、吸入空気を車両走行風またはファン６ｃの強制風で冷却すると同時に、ケース９内のエンジン冷却水で冷却して、空水冷式の熱交換器として機能し、これによって、インタークーラ３の冷却性能を大幅に向上して高い冷却仕様要求を満足でき、ひいては排気ガスの改善とエンジン出力の向上の両立を実現できる。
また、ケース９内にはエンジン冷却回路Ｃ１のエンジン冷却水を流通させるため、簡便且つ安価なシステムで実現でき、実施も容易である。
【００５１】
また、水冷部３ｊをバンパアーマチュア１５の後方で上下方向高さが重なった位置に配置したため、バンパアーマチュア１５の後方のデッドスペースを有効利用できると同時に、周辺部材の設定レイアウトの設計自由度を拡大できる。
【００５２】
また、水冷部３ｊのエアガイド１４によって、インタークーラ３の空冷部３ｉを通過する高温な風がコンデンサ４の過冷却部４ｑに当たるのを防止できる。
加えて、ロア開口部１８を通過した風をエアガイド１４で過冷却部４ｑに案内して効率良く冷却でき、過冷却部４ｑが高温化してコンデンサ４の冷却性能が低下するのを防止できる。
【００５３】
なお、インタークーラ３に導入されるエンジン冷却水の温度状況にも依るが、水冷部３ｊの冷却性能を空冷部３ｉの３倍と算定すると、実施例１のインタークーラ３では従来の空冷式インタークーラの１．５倍の冷却性能の向上を期待でき、吸入空気の目標温度である従来の最大４２％増に対応可能である。
また、コア部３ｃの水冷部３ｊと空冷部３ｉの範囲の配分は適宜設定できるが、エンジン冷却回路Ｃ１を安定的に機能させ、且つ、実際上の採用を可能にするには、水冷部３ｊをコア部３ｃの１／４程度に設定するのが適当である。
即ち、コア部３ｃにおける水冷部３ｊの範囲の配分をあまり大きく設定すると、エンジン冷却回路Ｃ１の負担が大きくなる。
この結果、ラジエータ５の大型化を招いたり、エンジン冷却水を利用できなくなって専用の冷却回路（サブラジエータ、ポンプ、配管等）を新たに別途設ける必要が生じ、実際上の採用が困難となる。
【００５４】
次に、効果を説明する。
以上、説明したように、実施例１の発明では、所定間隔を置いて配置される一対のタンク3a、3bと、両端部がそれぞれ対応するタンク3a、3bに連通接続された複数のチューブ3k,8を有するコア部３ｃを備える熱交換器において、コア部３ｃに、チューブ３ｋの冷却媒体を低温な空気と熱交換させて冷却する空冷部３ｉと、チューブ８の冷却媒体を低温な水と熱交換させて冷却する水冷部３ｊを設け、水冷部３ｊを車両１のバンパアーマチュア１５の車両後方側で上下方向高さが重なる位置に配置したため、車両１のバンパアーマチュア１５の車両後方側のデッドスペースを有効利用して冷却性能を向上できる。
【００５５】
また、熱交換器の後方にコンデンサ４を並設し、水冷部３ｊをコンデンサ４の過冷却部４ｑの車両前方側で上下方向高さが重なる位置に配置したため、インタークーラ３の空冷部３ｉを通過する高温な風がコンデンサ４の過冷却部４ｑに当たるのを防止でき、過冷却部４ｑが高温化してコンデンサ４の冷却性能が低下するのを防止できる。
【００５６】
また、熱交換器をインタークーラ３としたため、特に冷却性能の向上が急務となっているインタークーラ３の冷却性能を向上でき、好適となる。
【００５７】
また、インタークーラ３のコア部４ｃを通過した風がコンデンサ４の過冷却部４ｑに当たるのを防止するエアガイド１３を備えるため、インタークーラ３のコア部４ｃを通過した高温な風によるコンデンサ４への悪影響を防止できる。
【実施例２】
【００５８】
以下、実施例２を説明する。
実施例２において、実施例１と同様の構成部材については同じ符号を付してその説明は省略し、相違点のみ詳述する。
【００５９】
図１１は実施例２のエアガイドを説明する図である。
【００６０】
図１１に示すように、実施例２では、実施例１で説明したインタークーラ３の水冷部３ｊが省略されて全て空冷部３ｉで構成される他、両チューブプレート3e,3fの下端付近に、コンデンサ４の蒸発部４ｐと過冷却部４ｑとの境目に向かって傾斜状に配置された平板状のエアガイド２０が設けられている。
なお、エアガイド１３の左右方向両端部はそれぞれ対応するチューブプレート3e,3fに図示しない溶接で固定されている。
【００６１】
従って、実施例２では、エアガイド１３でインタークーラ３の空冷部３ｉを通過する高温な風（破線矢印参照）がコンデンサ４の過冷却部４ｑに当たるのを防止でき、過冷却部４ｑが高温化してコンデンサ４の冷却性能が低下するのを防止できる。
【００６２】
また、仕切り部をコンデンサ４側に設けた場合に比べて、インタークーラ３を搭載しない車種に対してコンデンサ４を共通部品にでき、好適となる。
【００６３】
以上、実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
例えば、インタークーラの水冷部の上下方向高さ位置はバンパアーマチュアに合わせて設定でき、例えば、空冷部をロア開口部、あるいはアッパ開口部とロア開口部の両方に亘って配置する場合もある。
同様に、エアガイドの後端位置もコンデンサの蒸発部と過冷却部との境目の位置に合わせて設定できる。
【００６４】
また、前述した構成部材の詳細な部位の構造は適宜設定でき、例えば、図１２に示すように、ケース９を４つの分割体３０〜３３で構成して組み付けるようにしても良い。
また、インタークーラの空水冷化をオイルクーラに適用することも考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】実施例１の車両用熱交換器が採用された車両の模式図である。
【図２】実施例１のインタークーラの後面図である。
【図３】実施例１のタンクの内部を説明する断面図である。
【図４】図２のＳ４−Ｓ４線における断面図である。
【図５】実施例１のケースを示す分解図（ａ）と斜視図（ｂ）である。
【図６】実施例１のコンデンサの前面図である。
【図７】ラジエータとファンシュラウドの後方斜視分解図である。
【図８】ラジエータとファンシュラウドの後方斜視図である。
【図９】インタークーラ、コンデンサ、ラジエータの車両搭載状態を説明する図（ファンシュラウドは省略）である。
【図１０】実施例１の冷却回路を説明する図である。
【図１１】実施例２のエアガイドを説明する図である。
【図１２】その他の実施例のケースを説明する図である。
【符号の説明】
【００６６】
Ｂ１ ボルト
Ｃ１ エンジン冷却回路
Ｃ２ ターボチャージャーガス回路
Ｄ１、Ｄ２ ディバイドプレート
１ 車両
２ エンジンルーム
３ インタークーラ
３ａ 上流側タンク
３ｂ 下流側タンク
３ｃ コア部
３ｄ シール部材
３ｅ、３ｆ チューブプレート
３ｇ 入力パイプ
３ｈ 出力パイプ
３ｉ 空冷部
３ｊ 水冷部
３ｋ チューブ
３ｍ、３ｎ フィン
４ コンデンサ
４ａ 上流側タンク
４ｂ 下流側タンク
４ｃ コア部
４ｄ 入力ポート
４ｅ コネクタ
４ｆ、４ｈ、４ｉ 接続管
４ｇ 出力ポート
４ｊ レシーバタンク
４ｋ チューブ
４ｎ、４ｏ レインフォース
４ｐ 蒸発部
４ｑ 過冷却部
５ ラジエータ
５ａ 上流側タンク
５ｂ 下流側タンク
５ｃ コア部
５ｄ シール部材
５ｅ、５ｆ チューブプレート
５ｇ 螺子穴
５ｈ、５ｋ 固定部
５ｉ 入力パイプ
５ｊ 挿入穴
５ｍ 出力パイプ
５ｎ チューブ
５ｏ フィン
５ｐ、５ｑ レインフォース
６ ファンシュラウド
６ａ シュラウド壁
６ｂ シュラウドリング部
６ｃ ファン
６ｄ 挿通穴
６ｅ、６ｆ 固定部
７ エンジン
８ チューブ
９ ケース
１０ 入力パイプ
１１ 出力パイプ
１１ａ 第１分割体
１１ｂ 第２分割体
１２ 本体
１３ エアガイド
１４ 挿入部
１５ バンパアーマチュア
１６ バンパフェイシア
１７ アッパ開口部
１８ ロア開口部
１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｇ、１９ｈ、１９ｉ、１９ｊ、１９ｎ、１９ｏ、１９ｐ、１９ｑ、１９ｒ 接続管
１９ｅ サーモスタット
１９ｆ ポンプ
１９ｋ ターボチャージャー
１９ｍ コンプレッサ
２０ エアガイド
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空水冷式の車両用熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両のエンジンルームにはインタークーラ、コンデンサ、及びラジエータ等の複数の熱交換器が車両前後方向に沿って並設されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００７−３３１４５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、近年、熱交換器に要求される冷却性能は高くなる傾向にあるため、従来の冷却構造では対応が困難になりつつあるという問題点があった。
特に、インタークーラは、排気ガスの改善とエンジン出力の向上の両立を目的として高い冷却性能が求められている。
【０００４】
この発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、車両のバンパの車両後方側のデッドスペースを有効利用して冷却性能を向上できる車両用熱交換器を提供することである。
また、この発明ではインタークーラを通過した高温な風によるコンデンサへの悪影響を防止することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の発明では、所定間隔を置いて配置される一対のタンクと、両端部がそれぞれ対応する前記タンクに連通接続された複数のチューブを有するコア部を備える熱交換器において、上記コア部に、チューブの冷却媒体を低温な空気と熱交換させて冷却する空冷部と、チューブの冷却媒体を低温な水と熱交換させて冷却する水冷部を設け、上記水冷部を車両のバンパの車両後方側で上下方向高さが重なる位置に配置したことを特徴とする。
【０００６】
請求項５記載の発明では、インタークーラの車両後方側にコンデンサが並設された車両用熱交換器において、上記インタークーラのコア部を通過した風がコンデンサの過冷却部に当たるのを防止するエアガイドを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１記載の発明では、コア部に、チューブの冷却媒体を低温な空気と熱交換させて冷却する空冷部と、チューブの冷却媒体を低温な水と熱交換させて冷却する水冷部を設け、水冷部を車両のバンパの車両後方側で上下方向高さが重なる位置に配置している。
これにより、車両のバンパの車両後方側のデッドスペースを有効利用して冷却性能を向上できる。
【０００８】
また、請求項５記載の発明では、インタークーラのコア部を通過した風がコンデンサの過冷却部に当たるのを防止するエアガイドを備えているため、インタークーラを通過した高温な風によるコンデンサへの悪影響を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１０】
以下、実施例１を説明する。
なお、車両前後方向及び車幅方向を前後方向及び左右方向と称して説明する。
図１は実施例１の車両用熱交換器が採用された車両の模式図、図２は実施例１のインタークーラの後面図、図３は実施例１のタンクの内部を説明する断面図である。
【００１１】
図４は図２のＳ４−Ｓ４線における断面図、図５は実施例１のケースを示す分解図（ａ）と斜視図（ｂ）、図６は実施例１のコンデンサの前面図、図７はラジエータとファンシュラウドの後方斜視分解図、図８は同斜視図である。
図９はインタークーラ、コンデンサ、ラジエータの車両搭載状態を説明する図（ファンシュラウドは省略）、図１０は実施例１の冷却回路を説明する図である。
【００１２】
先ず、全体構成を説明する。
図１に示すように、実施例１の発明では、車両１のエンジンルーム２内に前方からインタークーラ３（請求項の熱交換器に相当）、コンデンサ４、ラジエータ５、ファンシュラウド６、及びエンジン７が順番に搭載されている。
【００１３】
図２に示すように、インタークーラ３は、左右に所定間隔を置いて配置される一対の上流側タンク３ａ及び下流側タンク３ｂと、両タンク3a,3bの間に配置されたコア部３ｃ等が備えられている。
図３、４に示すように、各タンク3a,3bは、コア部３ｃ側に開口した器状に形成される他、その開口側外周縁部がシール部材３ｄを介してそれぞれ対応するチューブプレート3e,3fに加締め固定されている。
また、タンク３ａの後面上部には後方へ円筒状に突設された入力パイプ３ｇが該タンク３ａと連通した状態で形成される一方、タンク３ｂの後上部には後方へ円筒状に突設された出力パイプ３ｈが該タンク３ｂと連通した状態で形成されている。
また、コア部３ｃは、コアサイズの３／４（図中Ａ１範囲）を占める上方の空冷部３ｉと、１／４（図中Ａ２範囲）を占める下方の水冷部３ｊが設けられている。
【００１４】
空冷部３ｉは、両端部がそれぞれ対応するチューブプレート3e,3fに挿通し固定された複数（実施例１では９本のみ図示）の偏平管状のチューブ３ｋと、隣接するチューブ３ｋに波状の頂部が接合された複数（実施例１では９本のみ図示）の波板状のフィン３ｍで構成されている。
【００１５】
水冷部３ｊは、両端部がそれぞれ対応するチューブプレート3e,3fに挿通し固定された複数（実施例１では３本のみ図示）の偏平管状のチューブ８と、このチューブ８をチューブプレート3e,3fと協働して囲繞するケース９と、このケース９の左右両端部から該ケース９内に連通した状態で下方へ突設された入力パイプ１０及び出力パイプ１１が備えられている。
【００１６】
図５に示すように、ケース９は、互いに嵌合して筒状に形成される上下の第１分割体１１ａ及び第２分割体１１ｂで構成されている。
第１分割体１１ａは、下方へ開口した略コ字状断面を有して左右方向に延設された本体１２と、本体１２の略コ字状断面の対向する後方の側壁から後方へ延設された平板状のエアガイド１３が備えられている。
また、本体１２の左右方向両端部には平板状の挿入部１４が左右方向に突設されている。
【００１７】
第２分割体１１ｂは、上方へ開口した略コ字状断面を有して左右方向に延設されている。
そして、両分割体11a,11bの略コ字状断面の対向する壁部同士を嵌合させてこれら両者を組み付けることにより、筒状のケース９を形成可能になっている。
【００１８】
ケース９は、第１分割体１１ａの両挿入部１４をそれぞれ対応するチューブプレート3e,3fに挿通し固定した状態で、両分割体11,12の左右方向両端面がチューブプレート3e,3fに密着した状態で接合され、これにより、ケース９内がチューブ８を囲繞した状態で密閉されている。
【００１９】
また、インタークーラ３は、樹脂製の両タンク3a,3b（シール部材３ｄ共）を除く全ての構成部材がアルミ製であり、各構成部材の接合部同士のうちの少なくとも一方側にはろう材（クラッドシート）が設けられ、これらは予め仮組みされた後、加熱炉内で熱処理されてろう付け接合される。
この際、ケース９の第１分割体１１ａの各挿入部１４をそれぞれ対応するチューブプレート3e,3fに挿通し固定することにより、第１分割体１１ａを正確に位置決めした状態で仮組みできる。
一方、第２分割体１１ｂをチューブ８の下方から第１分割体１１ａに嵌合し、図示しないろう付け用治具で第１分割体１１ａ側に押圧支持した状態で熱処理することにより、第１分割体１１ａに対して良好に密着した状態で接合できる。
また、第１分割体１１ａの本体１２とこの本体１２に接合されるフィン３ｎ（図３、４参照）との密着性、及び隣接するフィン３ｍ（フィン３ｎ共）とチューブ３ｋの波状の頂部との密着性を良くして良好な接合が可能となる。
【００２０】
なお、実施例１のタンク3a,3bは樹脂製としたが、アルミ製としてコア部３ｃにろう付け接合するようにしても良い。
また、ケース９は、チューブプレート3e,3fまたはアルミ製としたタンク3a,3bに対して後工程で溶接固定しても良い。
【００２１】
図６に示すように、コンデンサ４は、左右に所定間隔を置いて配置された一対の上流側タンク４ａ及び下流側タンク４ｂと、両タンク4a,4bの間に配置されたコア部４ｃ等が備えられている。
上流側タンク４ａは、その内部に介装された４枚のディバイドプレートＤ１によって３つの室R1,R3,R6に区分けされている。
上流側タンク４ａには、室Ｒ１に連通接続された入力ポート４ｄを備えるコネクタ４ｅが設けられると共に、このコネクタ４ｅには室Ｒ６に接続管４ｆを介して連通接続された出力ポート４ｇが備えられている。
【００２２】
一方、下流側タンク４ｂは、その内部に介装された４枚のディバイドプレートＤ２によって３つの室R2,R4,R5に区分けされている。
下流側タンク４ｂには、接続管4h,4iを介して室Ｒ４と室Ｒ５に連通接続された円柱状のレシーバタンク４ｊが備えられている。
【００２３】
コア部４ｃは、両タンク4a,4bに挿通し固定された複数の偏平管状のチューブ４ｋと、隣接するチューブ４ｋに波状の頂部が接合された波板状のフィン４ｍとから構成されている。
また、コア部４ｃのチューブ４ｋとフィン４ｍの積層方向両端部は、両端部がそれぞれ対応するタンク4a,4bに挿通し固定された一対のレインフォース4n,4oで連結補強されている。
これにより、コア部４ｃは、レシーバタンク４ｊの上流側で室Ｒ１〜Ｒ４に連通したチューブ４ｋとフィン４ｍで構成される上方の蒸発部４ｐ（図中Ａ３範囲）と、レシーバタンク４ｊの下流側で室R5,R6に連通したチューブ４ｋとフィン４ｍで構成される下方の過冷却部４ｑ（図中Ａ４範囲）が設けられている。
【００２４】
また、コンデンサ４は、全ての構成部材がアルミ製であり、各構成部材の接合部同士のうちの少なくとも一方側にはろう材（クラッドシート）が設けられ、これらは予め仮組みされた後、加熱炉内で熱処理されてろう付け接合される。なお、レシーバタンク４ｊは内部構造に応じて熱処理後に装着される。
また、コンデンサ４のコア部４のコアサイズにおける左右方向長さはインタークーラ３のコア部３ｃよりも短く、上下方向の長さはコア部３ｃよりも長い。
【００２５】
図７、８に示すように、ラジエータ５の後面には、ファンシュラウド６が装着されている。
ラジエータ５は、上下に所定間隔を置いて配置される一対の上流側タンク５ａ及び下流側タンク５ｂと、両タンク5a,5bの間に配置されたコア部５ｃ等が備えられる所謂ダウンフロー型のラジエータが採用されている。
【００２６】
各タンク5a,5bは、コア部５ｃ側に開口した器状に形成される他、その開口側外周縁部がシール部材５ｄ（図９参照）を介してコア部５ｃのそれぞれ対応するチューブプレート5e,5fに密着した状態で加締め固定されている。
タンク５ａの後面には螺子穴５ｇを有する固定部５ｈが左右に離間して該タンク５ａと一体的に形成される他、その長手方向一方側には該タンク５ａ内部と連通した状態で後方へ一体的に円筒状に突出した入力パイプ５ｉが形成されている。
一方、タンク５ｂの後面には上下方向へ開口された挿入穴５ｊを備える固定部５ｋが左右に離間して該タンク５ｂと一体的に形成される他、入力パイプ５ｉと対角した位置には該タンク５ｂ内部と連通した状態で後方へ一体的に円筒状に突出した出力パイプ５ｍが形成されている。
【００２７】
コア部５ｃは、両端部がそれぞれ対応するチューブプレート5e,5fに挿通し固定された複数の偏平管状のチューブ５ｎと、隣接するチューブ５ｎに波状の頂部が接合された波板状のフィン５ｏで構成されている。
また、コア部５ｃのチューブ５ｎとフィン５ｏの積層方向両端部には、両端部がそれぞれ対応するチューブプレート5e,5fに挿通し固定された一対のレインフォース5p,5qで連結補強されている。
【００２８】
また、ラジエータ５は、樹脂製のタンク5a,5b（シール部材５ｄ共）を除く全ての各構成部材がアルミ製であり、これらの接合部同士のうちの少なくとも一方にはろう材（ブレージングシート）が設けられ、これらは予め仮組みされた後、加熱炉で熱処理されてろう付け接合される。
【００２９】
なお、両タンク5a,5bをアルミ製としてコア部５ｃにろう付け接合しても良い。
また、左右に所定間隔を置いて配置されたタンクの間にコア部５ｃを備える所謂クロスフロー型のラジエータを採用しても良い。
また、ラジエータ５のコア部５ｃのコアサイズにおける左右方向長さはインタークーラ３のコア部３ｃよりも短く、且つ、コンデンサ４のコア部４よりも長い。
一方、ラジエータ５の上下方向の長さはインタークーラ３のコア部３ｃよりも長く、且つ、コンデンサ４のコア部４よりも幾分長い。
【００３０】
ファンシュラウド６は、ラジエータ５のコア部５ｃを覆う大きさで前方へ開口した略矩形状に形成される他、その後面となるシュラウド壁６ａには後方へ円筒状に突出したシュラウドリング部６ｂが形成されると共に、このシュラウドリング部６ｂ内にはファン６ｃ（簡略して図示）が収容されている。
また、ファンシュラウド６の周壁上部には、ラジエータ５の上流側タンク５ａのそれぞれ対応する螺子孔５ｇと合致する位置に挿通穴６ｄを備える板状の固定部６ｅが上方へ突設される一方、周壁底部には、ラジエータ５の下流側タンク５ｂのそれぞれ対応する固定部５ｋの挿入穴５ｊに上方から挿入し固定可能な板状の固定部６ｆが下方へ突設されている。
【００３１】
そして、図８に示すように、ラジエータ５の後方にファンシュラウド６を配置して、ファンシュラウド６の固定部６ｆをラジエータ５の固定部５ｋの挿入穴５ｊに上方から挿入した後、ファンシュラウド６の固定部６ｆの挿通穴６ｄからラジエータ５の固定部５ｈの螺子穴５ｇにボルトＢ１を挿入して螺合することにより、これら両者を固定可能になっている。
【００３２】
図１、９に示すように、実施例１の車両１は、金属製で中空の四角形断面のバンパアーマチュア１５（車両１のバンパに相当）が左右方向に亘って配設されると共に、このバンパアーマチュア１５を前方から覆うように樹脂製のバンパフェイシア１６の一部が配設されている。
また、バンパアーマチュア１５の上方にはそれぞれバンパフェイシア１６と一体的に設けられたグリル状のアッパ開口部１７が形成される一方、下方にはグリル状のロア開口部１８が形成されている。
【００３３】
そして、インタークーラ３、コンデンサ４、ラジエータ５（ファンシュラウド６共）は図示しないラジエータコアサポートを介して車両１のエンジンルーム２に搭載され、この際、インタークーラ３の空冷部３ｉ（図中Ａ１範囲）はアッパ開口部１７に面した位置に配置される一方、水冷部３ｊ（図中Ａ２範囲）は、バンパアーマチュア１５の後方で上下方向高さが重なる位置に近接配置される。
【００３４】
また、水冷部３ｊのエアガイド１３の後端は、コンデンサ４のコア部４ｃの蒸発部４ｐ（図中Ａ３範囲）と過冷却部４ｑ（図中Ａ４範囲）との境目となる位置に配置され、これによって、インタークーラ３とコンデンサ４との隙間がエアガイド１３で上下に仕切られている。
なお、コンデンサ４の下端はインタークーラ３よりも低い位置に配置され、さらに、ラジエータ５の下端はコンデンサ４よりも低い位置に配置される。
【００３５】
次に、作用を説明する。
<インタークーラ、ラジエータ、及びファンの作動について>
図１０に示すように、インタークーラ３及びラジエータ５は、エンジン冷却回路Ｃ１と、ターボチャージャーガス回路Ｃ２の構成部品として用いられる。
具体的には、エンジン７は、所謂ターボチャージャー付きのエンジンであり、エンジン冷却回路Ｃ１において、エンジン７の図示しないウォータージャケットから排出された８０℃前後の高温なエンジン冷却水は、先ず、接続管１９ａを介してラジエータ５に導入される。
【００３６】
図６に示すように、接続管１９ａからラジエータ５の入力パイプ５ｉを介して上流側タンク５ａに流入したエンジン冷却水は、コア部５ｃの各チューブ５ｎを通過して下流側タンク５ｂに流入する間にアッパ開口部１７及びロア開口部１８からコア部５ｃを通過する車両走行風またはファン６ｃによる強制風（図９の破線矢印で図示）と熱交換して６０℃前後に冷却される。
次に、下流側タンク５ｂに流入したエンジン冷却水は、下流側タンク５ｂの出力パイプ５ｍから排出された後、図１０に示す各接続管１９ｂ〜１９ｄを介してサーモスタット１９ｅ及びポンプ１９ｆを経由して再びエンジン７へ戻されて環流する。
【００３７】
また、接続管１９ｂを流通するエンジン冷却水の一部は、接続管１９ｇを介してインタークーラ３に導入される。
【００３８】
次に、接続管１９ｇからインタークーラ３の入力パイプ１０を介してケース９に流入したエンジン冷却水は、ケース９内を長手方向に流通して、出力パイプ１１から排出された後、接続管１９ｈを介して接続管１９ｂと合流する。
なお、図示を省略するが、接続管１９ｈには、エンジン冷却水がケース９側へ逆流するのを防止する逆止弁が介装されている。
【００３９】
また、エンジン冷却水の温度が低い間は、サーモスタット１９ｅが閉弁することより、エンジン冷却水の全量が接続管１９ａからバイパス用接続管１９ｉへ流通してラジエータ５及びケース９を迂回せずにエンジン７との間を環流する。
【００４０】
ターボチャージャーガス回路Ｃ２において、図外のエアクリーナから導入された吸入空気は、先ず、接続管１９ｊによりターボチャージャー１９ｋのコンプレッサ１９ｍへ導入されて１８０℃〜２００℃に加圧・高温化される。
次に、コンプレッサ１９ｍで加圧・高温化された吸入空気は、接続管１９ｎを介してインタークーラ３に導入される。
【００４１】
次に、接続管１９ｎからインタークーラ３の上流側タンク３ａに流入した吸入空気の一部は、空冷部３ｉのチューブ３ｋを介して下流側タンク３ｂに流入する間にアッパ開口部１７を通過する車両走行風またはファン６ｃの強制風（図９の破線矢印で図示）と熱交換して冷却される。
一方、上流側タンク３ａに流入した吸入空気の残りの一部は、水冷部３ｊのチューブ８を介して下流側タンク３ｂに流入する間にケース９内のエンジン冷却水と熱交換して冷却される。
この際、エンジン冷却水と吸入空気の流通方向は対流関係にあるため、熱交換を効率的に行うことができる。
【００４２】
次に、空冷部３ｉと水冷部３ｊで６０℃まで冷却された下流側タンク３ｂ内の吸入空気は、出力パイプ３ｈから排出された後、図１０で示す接続管１９ｏ（インテークマニホールド）によりエンジン７の図示しない吸気ポートへ供給される。
これにより、エンジン７の過給効率を高めてエンジン出力を向上できる。
最後に、エンジン７の図示しない排気ポートから排出された排気ガスは、接続管１９ｐ（エキゾーストマニホールド）によりターボチャージャー１９ｋへ導入されてタービン１９ｑを駆動した後、接続管１９ｒにより図外の触媒装置やメインマフラー等を介して車外へ排出される。
【００４３】
<コンデンサの作動について>
コンデンサ４は、車室内空調用冷凍回路の構成部品として用いられる。
なお、車室内空調用冷凍回路は公知と同様であるため、各構成部品についての詳しい説明は省略するが、空調用コンプレッサ、コンデンサ４、エバポレータ等が環状に接続される蒸気圧縮式冷凍回路である。
【００４４】
図６に示すように、空調用コンプレッサ側からコネクタ４ｅの入力ポート４ｄを介して上流側タンク４ａの室Ｒ１に流入した約６０℃前後の流通媒体（ＣＯ２またはＨＦＣ−１３４ａ等）は、室Ｒ２、室Ｒ３をこの順番にターンしながらコア部４ｃのそれぞれ対応する各チューブ４ｋを流通する間にアッパ開口部１７及びロア開口部１８からコア部４ｃを通過する車両走行風またはファン６ｃによる強制風（図９の破線矢印で図示）と熱交換された後、室Ｒ４に流入する。
【００４５】
次に、室Ｒ４内の流通媒体は、接続管４ｈからレシーバタンク４ｊに流入して図示しない内部構造物により気液分離された後、接続管４ｉから室Ｒ５に流入する。
【００４６】
次に、室Ｒ５の液体の流通媒体は、コア部４ｃの室R5,R6に対応する各チューブ４ｋを流通する間にアッパ開口部１７及びロア開口部１８からコア部４ｃを通過する車両走行風またはファン６ｃによる強制風（図９の破線矢印で図示）と熱交換されることにより、約４５℃前後まで過冷却されて室Ｒ６に流入する。
【００４７】
最後に、室Ｒ６内の流通媒体は、接続管４ｆを介してコネクタ４ｅの出力ポート４ｇから図外のエバポレータ側へ排出される。
【００４８】
<インタークーラの水冷化について>
ここで、近年、環境を配慮した排気ガスの改善（排気中の未燃焼ガスや有害成分の減少等）とエンジン出力の向上の両立を目的として吸入空気は高圧力・高温化傾向にあり、吸入空気の目標温度を１８０℃〜２００℃（従来は１４０℃前後、最大４２％増）に設定すると、従来のインタークーラでは冷却性能が低く、冷却仕様要求を満たすことができないという問題点があった。
また、バンパアーマチュアの後方側にインタークーラのコア部を配置した場合には、風が当たらないチューブが生じて、冷却性能の低下を招くことが判明しており、インタークーラをバンパアーマチュアの上方または下方にオフセットした位置に配置する必要がある。
この結果、バンパアーマチュアの後方側にデッドスペースが生じる上、周辺部材の設置レイアウトの設計自由度が小さくなるという問題点があった。
【００４９】
さらに、インタークーラを通過した高温な風がコンデンサの過冷却部に当たると、過冷却部が高温化されてしまい、コンデンサの冷却性能が低下する虞がある。
【００５０】
これらの問題点に対し、実施例１のインタークーラ３は、前述したように、吸入空気を車両走行風またはファン６ｃの強制風で冷却すると同時に、ケース９内のエンジン冷却水で冷却して、空水冷式の熱交換器として機能し、これによって、インタークーラ３の冷却性能を大幅に向上して高い冷却仕様要求を満足でき、ひいては排気ガスの改善とエンジン出力の向上の両立を実現できる。
また、ケース９内にはエンジン冷却回路Ｃ１のエンジン冷却水を流通させるため、簡便且つ安価なシステムで実現でき、実施も容易である。
【００５１】
また、水冷部３ｊをバンパアーマチュア１５の後方で上下方向高さが重なった位置に配置したため、バンパアーマチュア１５の後方のデッドスペースを有効利用できると同時に、周辺部材の設定レイアウトの設計自由度を拡大できる。
【００５２】
また、水冷部３ｊのエアガイド１４によって、インタークーラ３の空冷部３ｉを通過する高温な風がコンデンサ４の過冷却部４ｑに当たるのを防止できる。
加えて、ロア開口部１８を通過した風をエアガイド１４で過冷却部４ｑに案内して効率良く冷却でき、過冷却部４ｑが高温化してコンデンサ４の冷却性能が低下するのを防止できる。
【００５３】
なお、インタークーラ３に導入されるエンジン冷却水の温度状況にも依るが、水冷部３ｊの冷却性能を空冷部３ｉの３倍と算定すると、実施例１のインタークーラ３では従来の空冷式インタークーラの１．５倍の冷却性能の向上を期待でき、吸入空気の目標温度である従来の最大４２％増に対応可能である。
また、コア部３ｃの水冷部３ｊと空冷部３ｉの範囲の配分は適宜設定できるが、エンジン冷却回路Ｃ１を安定的に機能させ、且つ、実際上の採用を可能にするには、水冷部３ｊをコア部３ｃの１／４程度に設定するのが適当である。
即ち、コア部３ｃにおける水冷部３ｊの範囲の配分をあまり大きく設定すると、エンジン冷却回路Ｃ１の負担が大きくなる。
この結果、ラジエータ５の大型化を招いたり、エンジン冷却水を利用できなくなって専用の冷却回路（サブラジエータ、ポンプ、配管等）を新たに別途設ける必要が生じ、実際上の採用が困難となる。
【００５４】
次に、効果を説明する。
以上、説明したように、実施例１の発明では、所定間隔を置いて配置される一対のタンク3a、3bと、両端部がそれぞれ対応するタンク3a、3bに連通接続された複数のチューブ3k,8を有するコア部３ｃを備える熱交換器において、コア部３ｃに、チューブ３ｋの冷却媒体を低温な空気と熱交換させて冷却する空冷部３ｉと、チューブ８の冷却媒体を低温な水と熱交換させて冷却する水冷部３ｊを設け、水冷部３ｊを車両１のバンパアーマチュア１５の車両後方側で上下方向高さが重なる位置に配置したため、車両１のバンパアーマチュア１５の車両後方側のデッドスペースを有効利用して冷却性能を向上できる。
【００５５】
また、熱交換器の後方にコンデンサ４を並設し、水冷部３ｊをコンデンサ４の過冷却部４ｑの車両前方側で上下方向高さが重なる位置に配置したため、インタークーラ３の空冷部３ｉを通過する高温な風がコンデンサ４の過冷却部４ｑに当たるのを防止でき、過冷却部４ｑが高温化してコンデンサ４の冷却性能が低下するのを防止できる。
【００５６】
また、熱交換器をインタークーラ３としたため、特に冷却性能の向上が急務となっているインタークーラ３の冷却性能を向上でき、好適となる。
【００５７】
また、インタークーラ３のコア部４ｃを通過した風がコンデンサ４の過冷却部４ｑに当たるのを防止するエアガイド１３を備えるため、インタークーラ３のコア部４ｃを通過した高温な風によるコンデンサ４への悪影響を防止できる。
【実施例２】
【００５８】
以下、実施例２を説明する。
実施例２において、実施例１と同様の構成部材については同じ符号を付してその説明は省略し、相違点のみ詳述する。
【００５９】
図１１は実施例２のエアガイドを説明する図である。
【００６０】
図１１に示すように、実施例２では、実施例１で説明したインタークーラ３の水冷部３ｊが省略されて全て空冷部３ｉで構成される他、両チューブプレート3e,3fの下端付近に、コンデンサ４の蒸発部４ｐと過冷却部４ｑとの境目に向かって傾斜状に配置された平板状のエアガイド２０が設けられている。
なお、エアガイド１３の左右方向両端部はそれぞれ対応するチューブプレート3e,3fに図示しない溶接で固定されている。
【００６１】
従って、実施例２では、エアガイド１３でインタークーラ３の空冷部３ｉを通過する高温な風（破線矢印参照）がコンデンサ４の過冷却部４ｑに当たるのを防止でき、過冷却部４ｑが高温化してコンデンサ４の冷却性能が低下するのを防止できる。
【００６２】
また、仕切り部をコンデンサ４側に設けた場合に比べて、インタークーラ３を搭載しない車種に対してコンデンサ４を共通部品にでき、好適となる。
【００６３】
以上、実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
例えば、インタークーラの水冷部の上下方向高さ位置はバンパアーマチュアに合わせて設定でき、例えば、空冷部をロア開口部、あるいはアッパ開口部とロア開口部の両方に亘って配置する場合もある。
同様に、エアガイドの後端位置もコンデンサの蒸発部と過冷却部との境目の位置に合わせて設定できる。
【００６４】
また、前述した構成部材の詳細な部位の構造は適宜設定でき、例えば、図１２に示すように、ケース９を４つの分割体３０〜３３で構成して組み付けるようにしても良い。
また、インタークーラの空水冷化をオイルクーラに適用することも考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】実施例１の車両用熱交換器が採用された車両の模式図である。
【図２】実施例１のインタークーラの後面図である。
【図３】実施例１のタンクの内部を説明する断面図である。
【図４】図２のＳ４−Ｓ４線における断面図である。
【図５】実施例１のケースを示す分解図（ａ）と斜視図（ｂ）である。
【図６】実施例１のコンデンサの前面図である。
【図７】ラジエータとファンシュラウドの後方斜視分解図である。
【図８】ラジエータとファンシュラウドの後方斜視図である。
【図９】インタークーラ、コンデンサ、ラジエータの車両搭載状態を説明する図（ファンシュラウドは省略）である。
【図１０】実施例１の冷却回路を説明する図である。
【図１１】実施例２のエアガイドを説明する図である。
【図１２】その他の実施例のケースを説明する図である。
【符号の説明】
【００６６】
Ｂ１ ボルト
Ｃ１ エンジン冷却回路
Ｃ２ ターボチャージャーガス回路
Ｄ１、Ｄ２ ディバイドプレート
１ 車両
２ エンジンルーム
３ インタークーラ
３ａ 上流側タンク
３ｂ 下流側タンク
３ｃ コア部
３ｄ シール部材
３ｅ、３ｆ チューブプレート
３ｇ 入力パイプ
３ｈ 出力パイプ
３ｉ 空冷部
３ｊ 水冷部
３ｋ チューブ
３ｍ、３ｎ フィン
４ コンデンサ
４ａ 上流側タンク
４ｂ 下流側タンク
４ｃ コア部
４ｄ 入力ポート
４ｅ コネクタ
４ｆ、４ｈ、４ｉ 接続管
４ｇ 出力ポート
４ｊ レシーバタンク
４ｋ チューブ
４ｎ、４ｏ レインフォース
４ｐ 蒸発部
４ｑ 過冷却部
５ ラジエータ
５ａ 上流側タンク
５ｂ 下流側タンク
５ｃ コア部
５ｄ シール部材
５ｅ、５ｆ チューブプレート
５ｇ 螺子穴
５ｈ、５ｋ 固定部
５ｉ 入力パイプ
５ｊ 挿入穴
５ｍ 出力パイプ
５ｎ チューブ
５ｏ フィン
５ｐ、５ｑ レインフォース
６ ファンシュラウド
６ａ シュラウド壁
６ｂ シュラウドリング部
６ｃ ファン
６ｄ 挿通穴
６ｅ、６ｆ 固定部
７ エンジン
８ チューブ
９ ケース
１０ 入力パイプ
１１ 出力パイプ
１１ａ 第１分割体
１１ｂ 第２分割体
１２ 本体
１３ エアガイド
１４ 挿入部
１５ バンパアーマチュア
１６ バンパフェイシア
１７ アッパ開口部
１８ ロア開口部
１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｇ、１９ｈ、１９ｉ、１９ｊ、１９ｎ、１９ｏ、１９ｐ、１９ｑ、１９ｒ 接続管
１９ｅ サーモスタット
１９ｆ ポンプ
１９ｋ ターボチャージャー
１９ｍ コンプレッサ
２０ エアガイド
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定間隔を置いて配置される一対のタンクと、
両端部がそれぞれ対応する前記タンクに連通接続された複数のチューブを有するコア部を備える熱交換器において、
前記コア部に、チューブの冷却媒体を低温な空気と熱交換させて冷却する空冷部と、チューブの冷却媒体を低温な水と熱交換させて冷却する水冷部を設け、
前記水冷部を車両のバンパの車両後方側で上下方向高さが重なる位置に配置したことを特徴とする車両用熱交換器。
【請求項２】
請求項１記載の車両用熱交換器において、
前記熱交換器の車両後方側にコンデンサを並設し、
前記水冷部をコンデンサの過冷却部の車両前方側で上下方向高さが重なる位置に配置したことを特徴とする車両用熱交換器。
【請求項３】
請求項２記載の車両用熱交換器において、
前記熱交換器をインタークーラとしたことを特徴とする車両用熱交換器。
【請求項４】
請求項３記載の車両用熱交換器において、
前記インタークーラのコア部を通過した風がコンデンサの過冷却部に当たるのを防止するエアガイドを備えることを特徴とする車両用熱交換器。
【請求項５】
インタークーラの車両後方側にコンデンサが並設された車両用熱交換器において、
前記インタークーラのコア部を通過した風がコンデンサの過冷却部に当たるのを防止するエアガイドを備えることを特徴とする車両用熱交換器。
【請求項１】
所定間隔を置いて配置される一対のタンクと、
両端部がそれぞれ対応する前記タンクに連通接続された複数のチューブを有するコア部を備える熱交換器において、
前記コア部に、チューブの冷却媒体を低温な空気と熱交換させて冷却する空冷部と、チューブの冷却媒体を低温な水と熱交換させて冷却する水冷部を設け、
前記水冷部を車両のバンパの車両後方側で上下方向高さが重なる位置に配置したことを特徴とする車両用熱交換器。
【請求項２】
請求項１記載の車両用熱交換器において、
前記熱交換器の車両後方側にコンデンサを並設し、
前記水冷部をコンデンサの過冷却部の車両前方側で上下方向高さが重なる位置に配置したことを特徴とする車両用熱交換器。
【請求項３】
請求項２記載の車両用熱交換器において、
前記熱交換器をインタークーラとしたことを特徴とする車両用熱交換器。
【請求項４】
請求項３記載の車両用熱交換器において、
前記インタークーラのコア部を通過した風がコンデンサの過冷却部に当たるのを防止するエアガイドを備えることを特徴とする車両用熱交換器。
【請求項５】
インタークーラの車両後方側にコンデンサが並設された車両用熱交換器において、
前記インタークーラのコア部を通過した風がコンデンサの過冷却部に当たるのを防止するエアガイドを備えることを特徴とする車両用熱交換器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−１８１５１（Ｐ２０１０−１８１５１Ａ）
【公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１８０１９２（Ｐ２００８−１８０１９２）
【出願日】平成２０年７月１０日（２００８．７．１０）
【出願人】（０００００４７６５）カルソニックカンセイ株式会社 (3,404)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月１０日（２００８．７．１０）
【出願人】（０００００４７６５）カルソニックカンセイ株式会社 (3,404)
【Ｆターム（参考）】
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