JP2007216919A - Vehicular heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用熱交換器に関する。 The present invention relates to a vehicle heat exchanger.
従来、第1熱交換器と第2熱交換器が車両前後方向に並べられた状態で、これら両者の端部同士がブラケットを介して共に固定される車両用熱交換器の技術が公知になっている(特許文献1参照)。
しかしながら、従来の発明にあっては、第1熱交換器と第2熱交換器の製造時における部品単体精度や組み付け精度の誤差によって、両者の端部同士を良好に固定することが困難であった。 However, in the conventional invention, it is difficult to fix the end portions of the first heat exchanger and the second heat exchanger satisfactorily due to errors in component accuracy and assembly accuracy at the time of manufacture. It was.
また、第1熱交換器と第2熱交換器の使用時における熱膨張・収縮による寸法変化によって両熱交換器が必要以上に拘束されてしまい、チューブ等が亀裂・破損する虞があった。
なお、このような問題は、第1熱交換器と第2熱交換器のコア部がその製造時や使用時において長手方向へ大きく熱膨張・収縮することが起因すると考えられる。
In addition, both heat exchangers are restrained more than necessary due to dimensional changes due to thermal expansion and contraction during use of the first heat exchanger and the second heat exchanger, and there is a possibility that the tube and the like are cracked and broken.
In addition, it is thought that such a problem originates in the core part of a 1st heat exchanger and a 2nd heat exchanger being greatly thermally expanded / contracted to a longitudinal direction at the time of the manufacture or use.
本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、第1熱交換器と第2熱交換器のコア部の長手方向における部品単体精度や組み付け精度の誤差や熱膨張・収縮による寸法変化を許容できる車両用熱交換器を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and the object of the present invention is to provide errors in component accuracy and assembly accuracy in the longitudinal direction of the core portions of the first heat exchanger and the second heat exchanger. Another object of the present invention is to provide a vehicle heat exchanger that can tolerate dimensional changes due to thermal expansion and contraction.
本発明の請求項1記載の発明では、第1熱交換器と第2熱交換器が車両前後方向に並べられた状態で、これら両者の端部同士がブラケットを介して共に固定される車両用熱交換器において、前記第1熱交換器の端部または第2熱交換器の端部をブラケットに対して、該第1熱交換器のコア部または第2熱交換器のコア部の長手方向へ所定距離だけ相対移動可能な状態で固定したことを特徴とする。 According to the first aspect of the present invention, in a state in which the first heat exchanger and the second heat exchanger are arranged in the vehicle front-rear direction, both ends thereof are fixed together via a bracket. In the heat exchanger, the longitudinal direction of the core portion of the first heat exchanger or the core portion of the second heat exchanger with respect to the bracket at the end portion of the first heat exchanger or the end portion of the second heat exchanger It is characterized in that it is fixed in a state where it can be relatively moved by a predetermined distance.
本発明の請求項1記載の発明にあっては、第1熱交換器と第2熱交換器が車両前後方向に並べられた状態で、これら両者の端部同士がブラケットを介して共に固定される車両用熱交換器において、前記第1熱交換器の端部または第2熱交換器の端部をブラケットに対して、該第1熱交換器のコア部または第2熱交換器のコア部の長手方向へ所定距離だけ相対移動可能な状態で固定したため、第1熱交換器と第2熱交換器のコア部の長手方向における部品単体精度や組み付け精度の誤差や熱膨張・収縮による寸法変化を許容できる。 In the first aspect of the present invention, in a state where the first heat exchanger and the second heat exchanger are arranged in the vehicle front-rear direction, the ends of both are fixed together via a bracket. In the vehicle heat exchanger, the end of the first heat exchanger or the end of the second heat exchanger with respect to the bracket, the core of the first heat exchanger or the core of the second heat exchanger Because it is fixed in the longitudinal direction so that it can be moved relative to the longitudinal direction by a predetermined distance, the dimensional change due to errors in the individual component accuracy and assembly accuracy in the longitudinal direction of the core portion of the first heat exchanger and the second heat exchanger, and thermal expansion / contraction Is acceptable.
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
以下、実施例1を説明する。
なお、本実施例1では第1熱交換器をラジエータとコンデンサが一体的に固設された一体型熱交換器に、第2熱交換器をサブラジエータにそれぞれ適用した場合について説明する。また、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。
Example 1 will be described below.
In the first embodiment, a case will be described in which the first heat exchanger is applied to an integrated heat exchanger in which a radiator and a condenser are integrally fixed, and the second heat exchanger is applied to a sub-radiator. Further, the vehicle front-rear direction and the vehicle width direction will be described as the front-rear direction and the left-right direction.
図1は本発明の実施例1の車両用熱交換器を分解斜視図、図2は同斜視図、図3は一体型熱交換器のコア部を説明する図、図4は一体型熱交換器の正面図(下部ブラケットは省略)、図5はサブラジエータの正面図である。
図6はサブラジエータの端部を説明する斜視図、図7は上部ブラケットの斜視図、図8は図7のS8−S8線における断面図、図9は図7のS9−S9線における断面図、図10、11は一体型熱交換器とサブラジエータの固定を説明する図である。
1 is an exploded perspective view of a vehicle heat exchanger according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view thereof, FIG. 3 is a diagram illustrating a core portion of the integrated heat exchanger, and FIG. 4 is an integrated heat exchange. FIG. 5 is a front view of the sub-radiator. FIG.
6 is a perspective view for explaining the end of the sub-radiator, FIG. 7 is a perspective view of the upper bracket, FIG. 8 is a sectional view taken along line S8-S8 in FIG. 7, and FIG. 9 is a sectional view taken along line S9-S9 in FIG. 10 and 11 are diagrams for explaining fixing of the integrated heat exchanger and the sub-radiator.
先ず、全体構成を説明する。
図1、2に示すように、本実施例1の車両用熱交換器Aは、一体型熱交換器1(第1熱交換器に相当)とサブラジエータ2(第2熱交換器に相当)が備えられている。
First, the overall configuration will be described.
As shown in FIGS. 1 and 2, the vehicle heat exchanger A of the first embodiment includes an integrated heat exchanger 1 (corresponding to a first heat exchanger) and a sub-radiator 2 (corresponding to a second heat exchanger). Is provided.
図3に示すように、一体型熱交換器1は、メインラジエータ3とその前方のコンデンサ4が一体的に固設された所謂一体型熱交換器1が採用されている。
メインラジエータ3は、コア部3aの左右両側に一対のタンク3b,3cが配置される所謂パラレルフロー型のラジエータが採用されている。
メインラジエータ3のコア部3aは、その全体が上下方向に比べて左右方向に長く形成される他、左右両端部がそれぞれ対応するタンク3b,3cに挿通し固定された複数のチューブ3dと、隣接するチューブ3d同士の間に配置され、且つ、後述するコンデンサ4のコア部4aと共用する波状のフィン5で構成されている。
その他、タンク3bの上部後面には入力ポートP1が設けられる一方、タンク3cの下部後面には出力ポートP2が設けられている。
As shown in FIG. 3, the integrated
The main radiator 3 employs a so-called parallel flow type radiator in which a pair of
The
In addition, an input port P1 is provided on the upper rear surface of the
コンデンサ4は、コア部4aの左右両側に一対のタンク4b,4cが備えられている。
また、コンデンサ4のコア部4aは、その全体が上下方向に比べて左右方向に長く形成され、且つ、ラジエータ3のコア部3と略同じ長さに形成される他、左右両端部がそれぞれ対応するタンク4b,4cに挿通し固定された複数のチューブ4dと、隣接するチューブ同士の間に配置された上記フィン5で構成されている。
また、図4に示すように、コンデンサ4のタンク4b,4cは、それぞれの内部が仕切り板S1によって室R1〜R4に区分されており、タンク4bにはR1に連通したコネクタ4eと、室4に連通した接続管4fが設けられる一方、タンク4cには室R2と室R3の両方に接続管4g,4hを介して連通したレシーバタンク4iが設けられている。
The
Further, the
Further, as shown in FIG. 4, the
そして、メインラジエータ3のタンク3b,3c及びコンデンサ4のタンク4b,4cの上下端部には、一対のレインフォース6,7が挿通し固定されることにより、これら両者が一体的に連結固定されている。
A pair of
図5に示すように、サブラジエータ2は、コア部2aの左右両側に一対の樹脂製のタンク2b,2cが配置される所謂パラレルフロー型のラジエータが採用されている。
サブラジエータ2のコア部2aは、両端部がそれぞれ対応するチューブプレート8a,8bを介してそれぞれ対応する樹脂製のタンク2b,2cに挿通し固定された複数のチューブ2dと、隣接するチューブ2d同士の間に配置される波状のフィン2eで構成されている。
また、サブラジエータ2のタンク2b,2cの上下端部には、一対のレインフォース9a,9bが挿通し固定されることにより、これら両者が一体的に連結固定されている。
As shown in FIG. 5, the
The
A pair of
さらに、図1、6に示すように、サブラジエータ2のタンク2b,2cの上部には、上方に突出した略平板状の固定部10a,10bがそれぞれ対応するタンク2b,2cと一体的に形成されると共に、これら固定部10a,10bは前後方向に一対の係止部11a,11bを備えて略矢印断面形状に形成されている。
一方、サブラジエータ2のタンク2b,2cの下部には、下方に突出した円柱状のピン12がそれぞれ対応するタンク2b,2cと一体的に形成されている。
また、タンク2cの上部側面には、入力ポートP3が設けられる一方、タンク2bの下部側面には出力ポートP4が設けられている。
Further, as shown in FIGS. 1 and 6, substantially flat plate-
On the other hand, below the
An input port P3 is provided on the upper side surface of the
その他、一体型熱交換器1の各構成部材は全てアルミ製であり、各構成部材の接合部のうちの少なくとも一方側にはろう材からなるクラッド層(ブレージングシート)が設けられ、これらは予め仮組された後、図外の加熱炉で熱処理されることにより一体的にろう付け固定されている。
In addition, all the constituent members of the integrated
また、サブラジエータ2は、タンク2b,2cを除く各構成部材が全てアルミ製であり、各構成部材の接合部のうちの少なくとも一方側にはろう材からなるクラッド層(ブレージングシート)が設けられ、これらは予め仮組した状態で図外の加熱炉にて熱処理されることにより一体的にろう付け固定された後、各チューブプレート8a,8bにそれぞれ対応するタンク2b,2cが装着されている。
In the
そして、図1、2に示すように、一体型熱交換器1とサブラジエータ2の上下左右端部同士が後述する上部ブラケット20a,20b及び下部ブラケット30a,30bを介して共に固定されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the upper and lower left and right ends of the integrated
図7〜9に示すように、上部ブラケット20aは、樹脂製で一体的に形成される他、その底面にはメインラジエータ3のタンク3bの外周に上方から被せて固定可能な大きさの矩形状の開口部21が下方に向けて形成されている。
また、上部ブラケット20aの内側には、サブラジエータ2の対応する固定部10a,10bの車幅方向の長さL1(図6参照)よりも長い長さL2(図9参照)で車幅方向に伸びる溝22が下方に開口した状態で形成されている。
また、溝22は、開口された下方から上方へ先細りする傾斜状のテーパ溝23,24と、このテーパ溝23,24と段部25,26を形成して連続する矩形状の矩形溝27を備えて略鍵穴断面形状に形成されている。
さらに、上部ブラケット20aの上面には、上方へ突出した円柱状の車両搭載ピン28が該上部ブラケット20aと一体的に設けられている。
なお、上部ブラケット20bは上部ブラケット20aと左右対称形状であるため、同様の符号を付してその説明は省略する。
As shown in FIGS. 7 to 9, the
Further, on the inner side of the
In addition, the
Further, a columnar
Since the
図1に示すように、下部ブラケット30aは、それぞれ樹脂製で一体的に形成される他、その後方側にはメインラジエータ3のタンク3bを圧入して固定可能な大きさの開口部31が上方に向けて形成され、その前方側は斜め前方へ伸びて平坦な支持面32が形成されている。
また、上記支持面32には、上下方向に開口された挿入穴33(図10(a)参照)が形成されると共に、この挿入穴33にゴム等の弾性素材からなる略円筒状のマウント部材34が挿入固定されている。
As shown in FIG. 1, each of the
Further, the
さらに、下部ブラケット30aの底面には、下方へ突出した円柱状の車両搭載ピン35が該下部ブラケット30aと一体的に設けられている。
なお、下部ブラケット30bは下部ブラケット30aと左右対称形状であるため、同様の符号を付してその説明は省略する。
Further, a columnar
Since the
次に、作用を説明する。
このように構成された一体型熱交換器1とサブラジエータ2を固定する際には、先ず、一体型熱交換器1の左右下端部において、メインラジエータ3のタンク3b,3cをそれぞれ対応する下部ブラケット30a,30bの開口部31に圧入してこれら両者を固定した後、図10に示すように、サブラジエータ2のピン12を上方からマウント部材34を介して挿入穴33に挿入固定することにより、一体型熱交換器1とサブラジエータ2の左右下端部同士を下部ブラケット30a,30bを介して固定する。
Next, the operation will be described.
When fixing the
次に、図11に示すように、一体型熱交換器1及びサブラジエータ2の左右上端部において、上部ブラケット20a,20bの開口部21をメインラジエータ3のそれぞれ対応するタンク3b,3cの外周に上方から被せて固定すると同時に、サブラジエータ2の固定部10a,10bを溝22に圧入させると、該固定部10a,10bの先端が溝22のテーパ溝23,24に沿って弾性変形しながら上方へ相対移動して矩形溝27に進入した後、係止部11a,11bが段部25,26に係止することにより、一体型熱交換器1とサブラジエータ2の左右上端部同士を上部ブラケット20a,20bを介して固定する。
この際、溝22の長さL2は固定部10a,10bの長さL1よりも長く形成されているため、溝22の最深部と固定部10a,10bの先端との間には所定の隙間W1が形成されている。なお、隙間W1の値については適宜設定できる。
Next, as shown in FIG. 11, at the left and right upper ends of the
At this time, since the length L2 of the
従って、本実施例1の車両用熱交換器Aでは、サブラジエータ2の左右下端部がマウント部材34を介した下部ブラケット30a,30bにより弾性的に一体型熱交換器1の左右下端部に固定される一方、サブラジエータ2の左右上端部が上部ブラケット20a,20bを介して左右方向へ隙間W1だけ相対移動可能な状態で一体型熱交換器1の左右上端部に固定されることとなる。
Therefore, in the vehicle heat exchanger A of the first embodiment, the left and right lower end portions of the sub-radiator 2 are elastically fixed to the left and right lower end portions of the
ここで、本実施例1の車両用熱交換器Aのように、サブラジエータ2、メインラジエータ3、コンデンサ4のコア部2a,3a,4aが上下方向に比べて左右方向に長い場合、前述したろう付け固定時にコア部2a,3a,4aが主に長手方向(チューブ2d,3d,4dの長手方向でもある)へ熱膨張・収縮し、この結果、一体型熱交換器1とサブラジエータ2の左右方向の部品単体精度や組み付け精度の誤差が大きくなってしまう。
Here, as in the case of the vehicle heat exchanger A of the first embodiment, the
これに対し、本実施例1の車両用熱交換器Aでは、サブラジエータ2の左右上端部を上部ブラケット20a,20bを介して左右方向へ隙間W1だけ相対移動可能な状態で一体型熱交換器1の左右上端部に固定したため、一体型熱交換器1とサブラジエータ2の左右方向の部品単体精度や組み付け精度の誤差を許容しつつ、これら両者を容易に固定できる。
また、上部ブラケット20a,20bを樹脂製としたため、ボルト等の締結手段を必要とせず、部品点数や組み立て工数を減らすことができる。
In contrast, in the vehicle heat exchanger A according to the first embodiment, the left and right upper end portions of the sub-radiator 2 can be moved relative to each other in the left-right direction via the
Further, since the
また、サブラジエータ2の左右下端部がマウント部材34を介した下部ブラケット30a,30bにより弾性的に一体型熱交換器1の左右下端部に固定されて堅固に拘束されないため、上述した部品単体精度や組み付け精度の誤差を許容するのに何ら問題は生じない。
In addition, since the left and right lower end portions of the sub-radiator 2 are elastically fixed to the left and right lower end portions of the
そして、車両用熱交換器Aは、図外のファンを後方側に搭載された状態で、且つ、搭載ピン28,35が車両用熱交換器Aを固定するためのメインラジエータ3コアサポートにブラケットやマウント部材等を介して固定された状態で車両に搭載される。 The vehicle heat exchanger A is mounted on the main radiator 3 core support for fixing the vehicle heat exchanger A with the fan (not shown) mounted on the rear side and the mounting pins 28 and 35 fixed to the vehicle heat exchanger A. It is mounted on the vehicle in a fixed state via a mounting member or the like.
メインラジエータ3は、例えば、燃料電池を冷却するための冷却回路に接続され、その際、入力ポートP1からタンク3bに流入した約80℃前後の流通媒体が、コア部3aの各チューブ3dを流通する間にコア部3aを通過する車両走行風またはファンによる強制風と熱交換されることにより約40℃前後まで冷却された後、タンク3cに流入して出力ポートP2から排出されることによりラジエータとして機能する。
或いは、車両がエンジンとモータにより駆動されるいわゆるハイブリッド車の場合では、メインラジータ3はエンジン冷却水を冷却する回路に接続される。
The main radiator 3 is connected to, for example, a cooling circuit for cooling the fuel cell. At that time, a flow medium of about 80 ° C. flowing into the
Alternatively, in the case of a so-called hybrid vehicle in which the vehicle is driven by an engine and a motor, the main radiator 3 is connected to a circuit that cools the engine coolant.
コンデンサ2は、エアコン用冷却回路に接続され、その際、図外のコンプレッサ側からコンデンサ4のコネクタ4eを介してタンク4bの室R1に流入した約70℃前後の流通媒体が、コア部4aの室R1,R2に対応する各チューブ4dを流通する間にコア部12aを通過する車両走行風またはファンによる強制風と熱交換された後、タンク4cの室R2に流入する。
The
次に、室R2内の流通媒体は、接続管4gを介してレシーバタンク4i内で気液分離された後、液状の流通媒体のみが接続管4hを介してタンク4cの室R3に流入して室R3,R4に対応する各チューブ4dを流通する間に、コア部4aを通過する車両走行風またはファンによる強制風と熱交換されることにより、約45℃前後まで過冷却されてタンク4bの室R4に流入する。
Next, the flow medium in the chamber R2 is gas-liquid separated in the
最後に、室R4内の流通媒体は、接続管4f、コネクタ4eを介して図外のエバポレータ側へ排出されることによりコンデンサとして機能する。
Finally, the distribution medium in the chamber R4 functions as a capacitor by being discharged to the evaporator side outside the figure through the connecting
サブラジエータ2は、モータや回路等を冷却するための冷却回路に接続され、その際、入力ポートP3からタンク2cに流入した約60℃前後の流通媒体が、コア部2aの各チューブ2dを流通する間にコア部2aを通過する車両走行風またはファンによる強制風と熱交換されることにより約40℃前後まで冷却された後、タンク2bに流入して出力ポートP4から排出されることによりサブラジエータとして機能する。
The
ここで、本実施例1の車両用熱交換器Aのように、サブラジエータ2、メインラジエータ3、コンデンサ4のコア部2a,3a,4aが上下方向に比べて左右方向に長い場合、前述した使用時におけるチューブ2d,3d,4dの熱膨張量差に起因してコア部2a,3a,4aが主に長手方向(チューブ2d,3d,4dの長手方向でもある)へ熱膨張・収縮し、この結果、一体型熱交換器1とサブラジエータ2の左右方向の熱膨張・収縮による寸法変化が大きくなる。
また、高温な流通媒体が流通する入力ポートP1,P3に近接する部位、即ち、一体型熱交換器1とサブラジエータ2の上部における左右両端部は熱膨張・収縮による寸法変化が最も大きい。
Here, as in the case of the vehicle heat exchanger A of the first embodiment, the
Further, the portions near the input ports P1 and P3 through which the high-temperature flow medium flows, that is, the left and right end portions in the upper part of the
これに対し、本実施例1の車両用熱交換器Aにあっては、サブラジエータ2の左右上端部を上部ブラケットを介して車幅方向へ隙間W1だけ相対移動可能な状態で一体型熱交換器1の左右上端部に固定したため、これら両者の熱膨張・収縮による寸法変化を許容できる。
On the other hand, in the vehicle heat exchanger A of the first embodiment, the integrated heat exchange is performed in such a manner that the left and right upper ends of the sub-radiator 2 can be relatively moved by the gap W1 in the vehicle width direction via the upper bracket. Since it is fixed to the left and right upper end portions of the
また、また、サブラジエータ2の左右下端部がマウント部材34を介した下部ブラケット30a,30bにより弾性的に一体型熱交換器1の左右下端部に固定されて堅固に拘束されないため、上述した熱膨張・収縮による寸法変化を許容するのに何ら問題は生じない。
In addition, since the left and right lower end portions of the
次に、効果を説明する。
以上、説明したように、本実施例1の車両用熱交換器Aにあっては、一体型熱交換器1とサブラジエータ2が車両前後方向に並べた状態で、これら両者の端部同士が上部ブラケット20a,20bを介して共に固定される車両用熱交換器Aにおいて、上部ブラケット20a,20bを上部ブラケット20a,20bに対して、該一体型熱交換器1とサブラジエータ2のコア部2a,3a,4aの長手方向へ隙間W1だけ相対移動可能な状態で固定したため、一体型熱交換器1とサブラジエータ2のコア部2a,3a,4aの長手方向における部品単体精度や組み付け精度の誤差や熱膨張・収縮による寸法変化を許容できる。
Next, the effect will be described.
As described above, in the vehicle heat exchanger A according to the first embodiment, the ends of both of the
以上、本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、本実施例1では、第1熱交換器をメインラジエータ3とコンデンサ4が一体的に固設された一体型熱交換器1に、第2熱交換器をサブラジエータ2に適用した場合について説明したが、熱交換器の種類は適宜設定でき、この限りではない。
Although the present embodiment has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and design changes and the like within the scope not departing from the gist of the present invention are included in the present invention.
For example, in the first embodiment, the first heat exchanger is applied to the
A 車両用熱交換器
P1、P2、P3、P4 入力ポート
R1、R2、R3、R4 室
1 一体型熱交換器
2 サブラジエータ
2a、3a、4a コア部
2b、2c、3b、3c、4b、4c タンク
2d、3d、4d チューブ
3 メインラジエータ
4 コンデンサ
4e コネクタ
4f、4g、4h 接続管
4i レシーバタンク
5、2e フィン
6、7、9a、9b レインフォース
8a、8b チューブプレート
10a、10b 固定部
11a、11b 係止部
12 ピン
20a、20b 上部ブラケット
21 開口部
22 溝
23、24 テーパ溝
25、26 段部
27 矩形溝
28、35 車両搭載ピン
30a、30b 下部ブラケット
31 開口部
32 支持面
33 挿入穴
34 マウント部材
A Vehicle heat exchangers P1, P2, P3, P4 Input ports R1, R2, R3,
Claims (1)
前記第1熱交換器の端部または第2熱交換器の端部をブラケットに対して、該第1熱交換器のコア部または第2熱交換器のコア部の長手方向へ所定距離だけ相対移動可能な状態で固定したことを特徴とする車両用熱交換器。 In the vehicle heat exchanger in which the first heat exchanger and the second heat exchanger are arranged in the vehicle front-rear direction, and both end portions thereof are fixed together via a bracket,
The end of the first heat exchanger or the end of the second heat exchanger is relative to the bracket by a predetermined distance in the longitudinal direction of the core of the first heat exchanger or the core of the second heat exchanger. A vehicle heat exchanger fixed in a movable state.
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- 2006-02-20 JP JP2006042744A patent/JP2007216919A/en active Pending
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