JP6106546B2

JP6106546B2 - 熱交換装置

Info

Publication number: JP6106546B2
Application number: JP2013144765A
Authority: JP
Inventors: 雅宏加藤
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Calsonic Kansei Corp
Priority date: 2013-07-10
Filing date: 2013-07-10
Publication date: 2017-04-05
Anticipated expiration: 2033-07-10
Also published as: EP2824411A2; CN204077300U; EP2824411A3; JP2015017744A

Description

本発明は熱交換装置に関するものである。

ラジエータのタンクとコンデンサのサイドプレートとをろう付けして接合するものが特許文献１に開示されている。

特開平１１−２２３４８６号公報

ラジエータとコンデンサとを個別に車体などに取り付けると、ラジエータ、およびコンデンサにそれぞれ取付部を設けなければならず、部品点数が多くなり、重量が重くなり、コストが高くなる。また、加工工数が増加し、作業効率が悪い。

これに対して、上記技術を用いると、ラジエータとコンデンサとを接合して車体などに取り付けるので、部品点数を少なくすることができ、上記問題を解消することができる。

しかし、上記技術では、ラジエータとコンデンサとを別々に組み上げた後に、ろう付けすることでラジエータとコンデンサとを接合しており、接合時の熱変形による歪みによって接合不良が生じるおそれがあり、そのような状態で車体などに取り付けると、ラジエータ、またはコンデンサが不安定な状態で車体に取り付けられることとなる。

本発明はこのような点に鑑みて発明されたもので、部品点数を少なくして重量を軽くし、コストを抑制し、また加工工数を低減しつつ、コンデンサ、およびラジエータを安定して取り付ることを目的とする。

本発明のある態様に係る熱交換装置は、第１熱交換器と第２熱交換器とを空気の流れ方向に沿って並列に配置する熱交換装置であって、前記第１熱交換器のサイドプレートと、前記第２熱交換器の流体が流れるチューブが連通するタンクとが一体的に形成され、前記サイドプレートは、前記タンクにおける前記チューブが連通する面と同一平面上に延在する。

この態様によると、タンクとサイドプレートとを一体的に形成することで、第１熱交換器と第２熱交換器との接合不良を抑制することができ、部品点数を少なくし、重量を軽くし、コストを抑制し、加工工数を低減しつつ、第１熱交換器、および第２熱交換器を安定して取り付けることができる。

本実施形態における車両用の熱交換装置の斜視図である。熱交換装置の上端側の拡大斜視図である。第１サイドプレート、およびヘッダタンクの水平方向における断面図である。比較例の熱交換装置の斜視図である。比較例の熱交換装置の斜視図である。本実施形態の変形例の熱交換装置の斜視図である。本実施形態の変形例の熱交換装置の斜視図である。本実施形態の変形例の第１サイドプレート、およびヘッダタンクの斜視図である。本実施形態の変形例の第１サイドプレート、およびヘッダタンクの水平方向における断面図である。本実施形態の変形例の第１サイドプレート、およびヘッダタンクの斜視図である。本実施形態の変形例の第１サイドプレート、およびヘッダタンクの水平方向における断面図である。本実施形態の変形例の第１サイドプレート、およびヘッダタンクの斜視図である。本実施形態の変形例の第１サイドプレート、およびヘッダタンクの水平方向における断面図である。

本発明の第１実施形態の熱交換装置１について図を用いながら説明する。

図１は、車両用の熱交換装置１の斜視図である。図２は、熱交換装置１の上端側の拡大斜視図である。

熱交換装置１は、ラジエータ２と、コンデンサ３とを備える。ラジエータ２とコンデンサ３とは、走行風の流れ方向に沿って並列に配置される。ここでは、車両に搭載する熱交換装置１について説明するが、これに限られることはなく、ラジエータ２、コンデンサ３など複数の熱交換器を空気の流れ方向に沿って並列に配置されたものであればよい。

ラジエータ２は、ラジエータタンク２０と、第１コア部２１と、第１サイドプレート２２とを備える。

ラジエータタンク２０は、金属製のプレート２３と、樹脂製のタンク本体２４と、ラジエータ２、およびコンデンサ３を車体に取り付ける取付部２５とを備える。タンク本体２４とプレート２３とは、プレート２３の一部をタンク本体２４にかしめることで、一体化される。

第１コア部２１は、第１チューブ２６と、第１フィン２７とを備える。第１チューブ２６は、鉛直方向に沿って延設され、端部がラジエータタンク２０のプレート２３に連通する。第１チューブ２６は、水平方向に沿って複数配置され、隣接する第１チューブ２６間には、第１フィン２７が設けられる。第１コア部２１は、例えばエンジンなどを冷却して温度が高くなった第１冷却水（流体）が第１チューブ２６を流れ、第１チューブ２６の外を流れる空気と熱交換を行うことで、第１冷却水を冷却する。第１フィン２７を設けることで、第１コア部２１における冷却性能を向上することができる。

第１サイドプレート２２は、第１チューブ２６の長手方向、つまり鉛直方向に沿って延設され、第１コア部２１の両端側に配置される。第１サイドプレート２２は、ラジエータタンク２０に接合され、第１コア部２１を補強する。第１サイドプレート２２は、金属製であり、後述するヘッダタンク３０と一体的に形成されている。

コンデンサ３は、ヘッダタンク３０と、第２コア部３１と、第２サイドプレート３２とを備える。

ヘッダタンク３０は、金属製であり、ラジエータ２の第１サイドプレート２２と一体的に形成されている。

第２コア部３１は、第２チューブ３３と、第２フィン３４とを備える。第２チューブ３３は、水平方向に沿って延設され、端部がヘッダタンク３０に連通する。第２チューブ３３は、鉛直方向に沿って複数配置され、隣接する第２チューブ３３間には、第２フィン３４が設けられる。第２コア部３１は、図示しないコンプレッサなどによって加圧された冷媒（流体）が第２チューブ３３を流れ、外部を流れる空気と熱交換を行うことで、冷媒を冷却し、液化させる。第２フィン３４を設けることで、第２コア部３１における冷却性能を向上することができる。なお、第１チューブ２６の長手方向と、第２チューブ３３の長手方向とは９０度異なっており、第１チューブ２６と第２チューブ３３とが接触する箇所でろう付けにより接合されている。これにより、ラジエータ２の第１コア部２１とコンデンサ３の第２コア部３１とを接合し、ラジエータ２とコンデンサ３とを接合することができる。

なお、本実施形態では、第１チューブ２６と第２チューブ３３とが接触する箇所でろう付けにより接合されることでコア全体の強度を上げる適用例を示したが、第１チューブ２６と第２チューブ３３とは必ずしもろう付けにより接合する必要はない。更に第１チューブ２６と第２チューブ３３とは必ずしも接触する必要はなく、第１チューブ２６と第２チューブ３３とは互いが隙間を空けた非接触状態で直交配置されていても良い。

第２サイドプレート３２は、第２チューブ３３の長手方向、つまり水平方向に沿って延設され、第２コア部３１の両端側に配置される。第２サイドプレート３２は、ヘッダタンク３０に接合され、第２コア部３１を補強する。

図３に第１サイドプレート２２、およびヘッダタンク３０の水平方向における断面図を示す。本実施形態では、１枚の金属の板を曲げ加工し、筒状に曲げた板の端部をろう付けすることで図３に示すような筒状のヘッダタンク３０と、第１サイドプレート２２とを一体的に形成する。

本実施形態では、金属製の第１サイドプレート２２、ヘッダタンク３０、第１コア部２１、第２コア部３１、第２サイドプレート３２などをろう材を配置して組み付けた後に、加熱炉に入れて加熱し、ろう材を溶融させて各部品をろう付けする。このようにして、ラジエータ２とコンデンサ３とを一体化する。

本実施形態を用いずにラジエータ４０とコンデンサ４１とを一体化せずに、ラジエータ４０とコンデンサ４１とを車体にそれぞれ取り付ける場合には、図４に示すようにラジエータ４０の取付部４２、コンデンサ４１の取付部４３がそれぞれ必要になり、部品点数が多くなり、重量が重くなる。また、ラジエータ４０およびコンデンサ４１を個別に構成した後に車体に取り付けることになるので、加工工数が多くなり、作業効率が悪くなる。さらに、各取付部４２、４３を設けるためのスペースが必要となり、熱交換装置４５を小型化することができない。

また、図５に示すように、個別に構成したラジエータ５０とコンデンサ５１とを接続部材５２を介して一体化することもできるが、この場合には接続部材５２が必要となり、部品点数が多くなり、重量が重くなる。また、加工工数が多くなり、作業効率が悪くなる。また、接続部材５２を設けるためのスペースが必要となり、熱交換装置５３を小型化することができない。

これに対して本実施形態では、第１サイドプレート２２とヘッダタンク３０とを一体的に形成することで、取付部の数を少なくすることができ、また接続部材５２を用いずにラジエータ２とコンデンサ３とを一体化することができ、部品点数を少なくし、重量を軽くすることができる。また、加工工数を少なくし、作業効率を向上させることができる。また、熱交換装置１を小型化することができる。

さらに、第１サイドプレート２２とヘッダタンク３０とを一体的に形成することで、ラジエータ２とコンデンサ３との接合不良を抑制し、ラジエータ２およびコンデンサ３を車体に安定して取り付けることができる。

なお、第１サイドプレート２２とヘッダタンク３０とを１枚の金属の板を加工して形成したが、複数の部品によって形成してもよい。

また、樹脂製のタンク本体２４を用いたラジエータタンク２０を用いたが、図６に示すように金属製のラジエータタンク２０を用いてもよい。また、図７に示すように金属製のラジエータタンク２０と、コンデンサ３の第２サイドプレート３２とを一体的に形成してもよい。これによっても本実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、第１サイドプレート２２とヘッダタンク３０とを一体的に形成し、さらにラジエータタンク２０と第２サイドプレート３２とを一体的に形成してもよい。これにより、ラジエータ２とコンデンサ３とをさらに安定して車体に取り付けることができる。

また、第１サイドプレート２２とヘッダタンク３０とを図８Ａ、図８Ｂに示すように形成してもよい。図８Ａは、第１サイドプレート２２およびヘッダタンク３０の斜視図であり、図８Ｂは水平方向における断面図である。ここでは筒状に曲げた板の端部を外側に曲げて接合し、ヘッダタンク３０を形成している。

さらに、図９Ａ、図９Ｂに示すように端部に突部６０を形成し、突部６０を孔６１に挿入してもよい。図９Ａは、第１サイドプレート２２およびヘッダタンク３０の斜視図であり、図９Ｂは水平方向における断面図である。さらに、図１０Ａ、図１０Ｂに示すように第１サイドプレート２２を構成する箇所の一部をヘッダタンク３０側に折り曲げて、曲げ部６２によって筒状に曲げた板の端部を外側から押さえてもよい。図１０Ａは第１サイドプレート２２およびヘッダタンク３０の斜視図であり、図１０Ｂは水平方向における断面図である。これらにより、筒状となった板のスプリングバックを防止し、ろう付けを行った際の接合不良を抑制することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

１熱交換装置
２ラジエータ（放熱器）
３コンデンサ（凝縮器）
２０ラジエータタンク（タンク）
２２第１サイドプレート（サイドプレート）
２６第１チューブ（チューブ）
２７第１フィン（フィン）
３０ヘッダタンク（タンク）
３２第２サイドプレート（サイドプレート）
３３第２チューブ（チューブ）
３４第２フィン（フィン）
６０突部（係合部）
６２曲げ部（係合部）

Claims

第１熱交換器と第２熱交換器とを空気の流れ方向に沿って並列に配置する熱交換装置であって、
前記第１熱交換器のサイドプレートと、前記第２熱交換器の流体が流れるチューブが連通するタンクとが一体的に形成され、
前記サイドプレートは、前記タンクにおける前記チューブが連通する面と同一平面上に延在することを特徴とする熱交換装置。
請求項１に記載の熱交換装置であって、
前記第１熱交換器の流体が流れるチューブが連通するタンクと、前記第２熱交換器のサイドプレートとが一体的に形成されることを特徴とする熱交換装置。
請求項１または２に記載の熱交換装置であって、
前記第１熱交換器の流体が流れるチューブが連通するタンクと、前記第２熱交換器のタンクとの少なくとも一方のタンクは、金属製の板が曲げ加工されて形成され、曲げ加工された前記金属製の板がスプリングバックすることを防止する係合部を備えることを特徴とする熱交換装置。
請求項１から３のいずれか一つに記載の熱交換装置であって、
前記第１熱交換器の流体が流れるチューブと、前記第２熱交換器のチューブとが接合されることを特徴とする熱交換装置。
請求項１から４のいずれか一つに記載の熱交換装置であって、
前記第１熱交換器の隣接するチューブ間と、前記第２熱交換器の隣接するチューブ間との少なくとも一方にフィンを備えることを特徴とする熱交換装置。