JPH11311497A - 複式熱交換器 - Google Patents
複式熱交換器Info
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- JPH11311497A JPH11311497A JP10196018A JP19601898A JPH11311497A JP H11311497 A JPH11311497 A JP H11311497A JP 10196018 A JP10196018 A JP 10196018A JP 19601898 A JP19601898 A JP 19601898A JP H11311497 A JPH11311497 A JP H11311497A
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Abstract
てコンデンサコア部の熱交換能力が低下することを防止
する。 【解決手段】 カシメ固定に用いられる第1突起部24
cの先端をラジエータヘッダタンク35に接触させる。
これにより、両ヘッダタンク24、35(特に体格の大
きいラジエータヘッダタンク35)が傾いてしまうこと
を防止できるので、両ヘッダタンク24、35が比較的
広範囲に渡って互い接触した状態でろう付けが完了して
しまうことを防止できるので、コンデンサコア部の熱交
換能力が低下してしまうことを防止できる。
Description
ンデンサコアおよびエンジン冷却水を冷却するラジエー
タコア等の複数のコア部を有する複式熱交換器に関する
もので、車両用に用いて有効である。
して、出願人は既に特願平8−279550号を出願し
ている。そして、発明者等は、複式熱交換器の実用化に
あたり、種々の試験検討を実施したところ、以下に述べ
る問題を新たに発見した。
は、図10に示すように、コンデンサヘッダタンク24
とラジエータヘッダタンク35とが近接しているので、
両ヘッダタンク24、35をそれぞれ各コア部に組付け
る際に、両ヘッダタンク24、35(特にラジエータヘ
ッダタンク35)が傾いてしまい、両ヘッダタンク2
4、35が比較的広範囲に渡って互い接触した状態で両
コア部および両ヘッダタンク24、35がろう付け接合
してしまう。
コンデンサヘッダタンク側に熱が移動してしまうので、
コンデンサコア(複式熱交換器)の熱交換能力が低下し
てしまうという問題が発生する。本発明は、上記点に鑑
み、ヘッダタンクが傾くことを防止して複式熱交換器の
熱交換能力が低下することを防止することを目的とす
る。
成するために、以下の技術的手段を用いる。請求項1〜
7に記載の発明では、両ヘッダタンク(24、35)の
うち少なくとも一方側のヘッダタンク(24)には、他
方側のヘッダタンク(35)に向けて突出して他方側の
ヘッダタンク(35)に接触する突起部(24c)が形
成されていることを特徴とする。
5)が傾いてしまうことを防止できるので、両ヘッダタ
ンク(24、35)が比較的広範囲に渡って互い接触し
た状態でろう付けが完了してしまうことを防止できる。
したがてって、複式熱交換器1の熱交換能力が低下して
しまうことを防止できる。なお、突起部(24c)は、
請求項2に記載のごとく、一方側のヘッダタンク(2
4)の長手方向に離散的に3個以上形成することが望ま
しい。
タンク(35)との接触部位寸法のうち他方側のヘッダ
タンク(35)の長手方向と平行な寸法(この寸法を接
触寸法と呼ぶ。)は、請求項3に記載の発明のごとく、
他方側のヘッダタンク(35)の長手方向寸法(L)の
略50%以下とすることが望ましい。さらに望ましく
は、接触寸法は、請求項4に記載の発明のごとく、他方
側のヘッダタンク(35)の長手方向寸法(L)の略2
0%以下とすることがよい。
が1個のときは、その1個の突起部(24c)の接触寸
法を他方側のヘッダタンク(35)の長手方向寸法
(L)の略50%以下とし、突起部(24c)が複数個
のときには、接触寸法の合計寸法を他方側のヘッダタン
ク(35)の長手方向寸法(L)の略50%以下とする
ことが望ましい。
ート(24a)には、第1ヘッダタンク本体(24b)
側に向けて突出するとともに、第1ヘッダタンク(2
4)の長手方向側に向けて曲げられたカシメ突起部(2
4e)が形成されており、第1ヘッダタンク本体(24
b)は、カシメ突起部(24e)により第1コアプレー
ト(24a)にカシメ固定されていることを特徴とす
る。
具を第1ヘッダタンク本体(24b)側から両ヘッダタ
ンク(24、35)間に挿入することにより、容易に第
2ヘッダタンク(35)側のカシメ突起部(24e)を
曲げる(塑性変形させる)ことができる。したがって、
第1ヘッダタンク(24)のカシメ作業(カシメ突起部
(24e)を曲げる作業)の作業性を向上させることが
できるので、複式熱交換器の製造工数(時間)低減を図
ることができるとともに、カシメ作業を確実に行うこと
ができる。延いては、ろう付け不良の低減を図ることが
でき、複式熱交換器の歩留りが向上するので、複式熱交
換器の製造原価低減を図ることができる。
ート(35a)および第2ヘッダタンク本体(35b)
は、第2ヘッダタンク(35)の長手方向に延びる折曲
部(35c、35d)を有するように断面L字状に折り
曲げ成形されており、さらに第2コアブレート(35
a)の折曲部(35c)は、第1ヘッダタンク(24)
側に面していることを特徴とする。
と第2ヘッダタンク本体(35b)との接合部位が、第
1ヘッダタンク(24)と重なることなく、直接に目視
することができる部位に位置することとなる。したがっ
て、両ヘッダタンク(24、35)のろう付け接合部を
直接に目視することができるので、検査工程時にろう付
け接合部の不良の有無を容易に検査確認することができ
るとともに、ろう付け接合部の不良を発見したときには
容易にろう付け不良を修正することができる。延いて
は、最終製品として複式熱交換器の歩留りを向上させる
ことができるので、複式熱交換器の製造原価低減を図る
ことができる。
ッダタンク(35)内のうち第2ヘッダタンク本体(3
5b)にはオイルクーラ(60)が固定されていること
を特徴とする。これにより、第2ヘッダタンク本体(3
5b)およびオイルクーラ(60)をサブアッセンブリ
として、第2ヘッダタンク本体(35b)を第2コアプ
レート(35a)に組付けることにより、容易に第2ヘ
ッダタンク(35)内にオイルクーラ(60)を配設す
ることができる。
する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すもの
である。
第1コア部として車両用冷凍サイクルのコンデンサコア
部を、第2コア部としてエンジン(図示せず)の冷却水
を冷却するラジエータコア部を用いた車両用の複式熱交
換器である。
冷媒の温度は、ラジエータコア部を流れる冷却水の温度
に比べて低いので、この複式熱交換器ではコンデンサコ
ア部をラジエータコア部より空気流れ上流側にして、空
気の流通方向に直列に並んでエンジンルームの最前部に
配置されている。以下に、本実施形態に係る複式熱交換
器(以下、熱交換器と略す。)の形状を述べる。
視図であり、図2は図1のA−A断面図である。2はコ
ンデンサコア部であり、3はラジエータコア部である。
そして、両コア部2、3は、互いに熱伝導を遮断するた
めに、後述する両チューブ21、32間に所定の隙間4
6を有して空気流れに直列に並んでいる。そして、コン
デンサコア部2は、冷媒(第1流体)が流通するととも
に、偏平状に形成された複数本のコンデンサチューブ2
1と、このコンデンサチューブ21にろう付けされたコ
ルゲート状(波形状)の冷却フィン22とから構成され
ている。
ア部2と同様な構造をしており、冷却水が流通するラジ
エータチューブ31と冷却フィン32とから構成されて
いる。そして、これらのチューブ21、31と冷却フィ
ン22、23とは交互に積層されて、それぞれろう付け
されている。なお、両冷却フィン22、32には、熱交
換を促進するためのルーバ22a、32aが形成されて
おり、両冷却フィン22、32は、ローラ成形法等によ
りルーバ22a、32aとともに一体に成形されてい
る。
ーブ31の両端には、ラジエータチューブ31の長手方
向と直交する方向に延びるラジエータへッダタンク3
4、35がろう付け接合されており、ラジエータへッダ
タンク34は各ラジエータチューブ31に冷却水を分配
し、ラジエータへッダタンク35は熱交換を終えた冷却
水を回収する(集合させる)ものである。
には、エンジンから流出した冷却水をラジエータタンク
34内に流入させる流入口36が設けられており、一
方、ラジエータタンク35の下方端側には、冷却水をエ
ンジンに向けて流出する流出口37が設けられている。
また、コンデンサチューブ21の両端には、コンデンサ
チューブ21の長手方向と直交する方向(ラジエータタ
ンクと平行な方向)に延びるコンデンサへッダタンク2
4、25がろう付け接合されており、コンデンサへッダ
タンク24は各コンデンサチューブ21に冷媒を分配
し、コンデンサへッダタンク25は熱交換(凝縮)を終
えた冷媒を回収するものである。
示せず)から吐出された冷媒をコンデンサタンク24内
に流入させる流入口であり、27は熱交換(凝縮)を終
えた冷媒を冷凍サイクルの膨張弁(図示せず)に向けて
流出させる流出口である。因みに、48は両コア部2、
3の補強部材をなすサイドプレートであり、49は、熱
交換器1を車両に組付けるためのブラケットである。
5は互いに等しい構造であり、ラジエータヘッダタンク
34、35は互いに等しい構造であるので、以下、コン
デンサヘッダタンク24およびラジエータヘッダタンク
35を例に両ヘッダタンク24、25、34、35の構
造について述べる。なお、以下、特に記載がない場合
は、コンデンサヘッダタンク24はコンデンサヘッダタ
ンク25も含む意味であり、ラジエータヘッダタンク3
5はラジエータヘッダタンク34も含む意味である。
に示すように、コンデンサチューブ21に接合されたコ
ンデンサコアプレート24a、およびコンデンサコアプ
レート24aに接合されたコンデンサヘッダタンク本体
24bを有して構成されている。そして、コンデンサヘ
ッダタンク本体24bのうちラジエータヘッダタンク3
5側には、図3〜5に示すように、ラジエータヘッダタ
ンク35に向けて突出してラジエータヘッダタンク35
に接触する第1突起部24cが、コンデンサヘッダタン
ク24の長手方向に離散的に3個以上形成されている。
のうちラジエータヘッダタンク35と反対側には、図
3、4に示すように、第1突起部24cと反対の向きに
突出する第2突起部24dが、第1突起部24cと対称
にコンデンサヘッダタンク24の長手方向に離散的に3
個以上形成されている。また、コンデンサコアプレート
24aのうち両突起部24c、24dに対応する部位に
は、コンデンサヘッダタンク本体24b側に向けて突出
するとともに、図6に示すように、コンデンサヘッダタ
ンク24の長手方向側(両突起部24c、24d側)に
向けて曲げられたカシメ突起部24eが形成されてお
り、このカシメ突起部24eを塑性変形させることによ
り、コンデンサヘッダタンク本体24bはコンデンサコ
アプレート24aにカシメ固定されている。
3、4に示すように、コンデンサチューブ31接合され
たラジエータコアプレート35a、およびラジエータコ
アプレート35aに接合されたラジエータヘッダタンク
本体35bを有して構成されいる。そして、ラジエータ
コアプレート35aおよびラジエータヘッダタンク本体
35bは、ラジエータヘッダタンク35の長手方向に延
びる折曲部35c、35dを有するように断面L字状に
プレス加工にて折り曲げ成形されており、ラジエータコ
アブレート35aの折曲部35cは、コンデンサヘッダ
タンク24側に面している。
ち折曲部35c(コンデンサヘッダタンク24)と反対
側には、ラジエータヘッダタンク本体35bにより挟み
込み固定される(図7参照)コア側固定部35eが一体
形成され、ラジエータヘッダタンク本体35bのうちコ
ア側固定部35eに対応する部位には、ラジエータヘッ
ダタンク本体35bの一部を切り起こしてコア側固定部
35eを挟み込み固定する挟持部35fが形成されてい
る。
体35bにはタンク側固定部35gが形成され、ラジエ
ータコアプレート35aにはタンク側固定部35gを挟
み込み固定する挟持部35hが形成されている。ここ
で、本実施形態に係る熱交換器1の製造方法の概略を述
べておく。先ず、押し出し又は引き抜き加工にてアルミ
ニウム材からコンデンサチューブ21およびラジエータ
チューブ31を成形する(チューブ成形工程)。なお、
ラジエータチューブ31は電縫管などの溶接管でもよ
い。
ト24a、35aおよび両ヘッダタンク本体24b、3
5b、並びにサイドプレート48をプレス加工にて成形
する(プレス工程)。なお、このとき、両コアプレート
24a、35aおよびラジエータヘッダタンク本体35
bの外側に相当する面、並びにコンデンサヘッダタンク
本体24bの表裏両面にろう材を被覆しておく。
フィン22、32を順次積層していき、両コア部2、3
を仮組み立てするとともに、両コア部2、3の端部にサ
イドプレート48を仮組み付けし、この組上がったもの
をワイヤー等の治具により仮固定する(第1仮組工
程)。次に、各チューブ21、22を各コアプレート2
4a、35aに挿入するとともに、各コアプレート24
a、35aに各ヘッダタンク本体24b、35bを組付
ける(第2仮組工程)。このとき、図8に示すように、
カシメ治具50をコンデンサヘッダタンク本体24b側
からコンデンサコアプレート24a側に向けて押し付け
ることにより、カシメ突起部24eをコンデンサヘッダ
タンク24の長手方向側(両突起部24c、24d側)
に向けて塑性変形させてコンデンサヘッダタンク本体2
4bをコンデンサコアプレート24aにカシメ固定す
る。
を炉内で加熱し、各部を一体ろう付けする(ろう付け工
程)。その後、各部のろう付け不良および寸法を検査
し、不良箇所については修正する(検査工程)。なお、
第1突起部24cはラジエータヘッダタンク35に接触
していればよく、必ずしも第1突起部24cとラジエー
タヘッダタンク35とがろう付け接合されていなくても
よい。
起部24cがラジエータヘッダタンク35(ラジエータ
コアプレート35a)に接触しているので、両ヘッダタ
ンク24、35(特に体格の大きいラジエータヘッダタ
ンク35)が傾いてしまうことを防止できる。したがっ
て、両ヘッダタンク24、35が比較的広範囲に渡って
互い接触した状態で、両コア部2、3および両ヘッダタ
ンク24、35のろう付けが完了してしまうことを防止
できるので、コンデンサコア部2(熱交換器1)の熱交
換能力が低下してしまうことを防止できる。
いてしまうことを防止していると言えども、第1突起部
24cがラジエータヘッダタンク35に接触しているの
で、この接触部位を介してラジエータコア部3側の熱が
コンデンサコア部2側に移動する。そこで、本実施形態
では、各第1突起部24cとラジエータヘッダタンク3
5との接触部位寸法のうちラジエータヘッダタンク35
の長手方向と平行な寸法(以下、この寸法を接触寸法と
呼ぶ。)の合計寸法が、ラジエータヘッダタンク35の
長手方向寸法Lの略20%以下となるように選定されて
いる。
をコンデンサヘッダタンク24の長手方向に離散的に複
数個形成したが、仮に、第1突起部24cを1個とした
場合には、その1個の接触寸法がラジエータヘッダタン
ク35の長手方向寸法Lの略20%以下となるように選
定する必要がある。因みに、ラジエータヘッダタンク3
5の長手方向寸法Lとは、図1に示すように、ラジエー
タヘッダタンク35の両端に接合されたキャップ38を
含まない部部の寸法をいう。なお、図1では、ラジエー
タヘッダタンク35の端部が表示されていないので、ラ
ジエータヘッダタンク34側に寸法Lを示した。
ヘッダタンク24の長手方向側(両突起部24c、24
d側)に向けて曲げられる(塑性変形させられる)こと
により、コンデンサヘッダタンク本体24bがコンデン
サコアプレート24aにカシメ固定されているので、前
述のごとく、カシメ治具50をコンデンサヘッダタンク
本体24b側から両ヘッダタンク24、35間に挿入す
ることにより、容易にラジエータヘッダタンク35側の
カシメ突起部24eを曲げる(塑性変形させる)ことが
できる。
のカシメ作業(カシメ突起部24eを曲げる作業)の作
業性を向上させることができるので、熱交換器の製造工
数(時間)低減を図ることができるとともに、カシメ作
業を確実に行うことができる。延いては、ろう付け不良
の低減を図ることができ、熱交換器1の歩留りが向上す
るので、熱交換器1の製造原価低減を図ることができ
る。
曲部35cが、コンデンサヘッダタンク24側に面して
いるので、ラジエータコアブレート35aとラジエータ
ヘッダタンク本体35bとの接合部位(コア側固定部3
5e、挟持部35f、タンク側固定部35g、挟持部3
5h)が、コンデンサヘッダタンク24と重なることな
く、図3に示すように、直接に目視することができる部
位に位置することとなる。
ろう付け接合部(コア側固定部35e、挟持部35f、
タンク側固定部35g、挟持部35h、およびコンデン
サコアプレート24aとコンデンサヘッダタンク本体2
4bとの接合部)を直接に目視することができるので、
検査工程時にろう付け不良の有無を容易に検査確認する
ことができるとともに、ろう付け接合部の不良を発見し
たときには容易にろう付け不良を修正することができ
る。延いては、最終製品として熱交換器1の歩留りを向
上させることができるので、熱交換器1の製造原価低減
を図ることができる。
タヘッダタンク35(正確にはラジエータヘッダタンク
34)内にエンジンオイルやミッションオイル(オート
マチィクトランスミッション用オイルを含む。)を冷却
するオイルクーラ60等の付属機器を内蔵した熱交換器
1である。
すように、ラジエータヘッダタンク本体35bに固定す
る。これにより、ラジエータヘッダタンク本体35bお
よびオイルクーラ60をサブアッセンブリとして、ラジ
エータヘッダタンク本体35bをラジエータコアプレー
ト35aに組付けることにより、容易にラジエータヘッ
ダタンク35内にオイルクーラ60を配設することがで
きる。
ジエータヘッダタンク35の長手方向寸法Lに対する接
触寸法の合計寸法の比(タンク結合比)を20%以下と
したが、発明者等のさらなる詳細試験結果によれば、図
11に示すように、タンク結合比を50%以下として
も、コンデンサコア部2の放熱能力の低下(悪化量)
は、第1突起部24cとラジエータヘッダタンク35と
の接触部位がない場合(タンク結合比=0%)の約10
%以下に抑制することができることを確認した。
に、サイドプレート(閉塞部材)48によって両コア部
2、3の端部にて両コア部2、3間の隙間が閉塞されて
いるので、ラジエータコア部3を通過した空気がコンデ
ンサコア部2を迂回することなく、コンデンサコア部2
を通過することにより、両コア部2、3間の隙間を開放
したときに比べてコンデンサコア部2を通過する風量が
増大するからである。
%以下としても本発明を実施することができる。なお、
図11に示す試験は、実車にてコンデンサコア部2に対
する性能要求が最も厳しくなる、アイドリング運転に相
当する状態で行ったものである。また、図11(b)で
は、タンク結合比=タンク接触面積/(タンク長さL×
接触巾)と記載されているが、タンク接触面積は、接触
寸法と接触巾の積を示すものである。
サヘッダタンク24に形成された第1突起部24cをラ
ジエータヘッダタンク35に接触させていたが、ラジエ
ータヘッダタンク35にコンデンサヘッダタンク24側
に突出する突起部を形成し、この突起部をコンデンサヘ
ッダタンク24に接触させてもよい。
であり、(b)はラジエータコアプレートおよびラジエ
ータヘッダタンク本体を接合した状態を示す斜視図であ
る。
コンデンサヘッダタンクの側面図である。
る断面図である。
る断面図である。
悪化量との関係を示すグラフであり、(b)はタンク結
合比の説明図である。
24a…コンデンサコアプレート(第1コアプレー
ト)、24b…コンデンサヘッダタンク本体(第1ヘッ
ダタンク本体)24c…第1突起部、24e…カシメ突
起部、35…ラジエータヘッダタンク(第2ヘッダタン
ク)、35a…ラジエータコアプレート(第2コアプレ
ート)、35b…ラジエータヘッダタンク本体(第2ヘ
ッダタンク本体)。
Claims (7)
- 【請求項1】 第1流体が流通する複数本の第1チュー
ブ(21)を有し、前記第1流体と空気との間で熱交換
を行う第1コア部(2)と、 第2流体が流通する複数本の第2チューブ(31)を有
するとともに、前記第1コア部(2)に対して空気の流
通方向に直列に配設されて、前記第2流体と空気との間
で熱交換を行う第2コア部(3)と、 前記複数本の第1チューブ(21)の両端にろう付け接
合され、前記第1チューブ(21)の長手方向と直交す
る方向に延びる第1ヘッダタンク(24)と、 前記複数本の第2チューブ(31)の両端にろう付け接
合され、前記第1ヘッダタンク(24)の長手方向と平
行な方向に延びる第2ヘッダタンク(35)とを備え、 前記両ヘッダタンク(24、35)のうち少なくとも一
方側のヘッダタンク(24)には、他方側のヘッダタン
ク(35)に向けて突出して前記他方側のヘッダタンク
(35)に接触する突起部(24c)が形成されている
ことを特徴とする複式熱交換器。 - 【請求項2】 前記突起部(24c)は、前記一方側の
ヘッダタンク(24)の長手方向に離散的に3個以上形
成されていることを特徴とする請求項1に記載の複式熱
交換器。 - 【請求項3】 前記両コア部(2、3)の端部には、前
記両コア部(2、3)の隙間を閉塞する閉塞部材(4
8)が配設されており、 前記突起部(24c)と前記他方側のヘッダタンク(3
5)との接触部位寸法のうち、前記他方側のヘッダタン
ク(35)の長手方向と平行な寸法は、前記他方側のヘ
ッダタンク(35)の長手方向寸法(L)の略50%以
下であることを特徴とする請求項1または2に記載の複
式熱交換器。 - 【請求項4】 前記突起部(24c)と前記他方側のヘ
ッダタンク(35)との接触部位寸法のうち、前記他方
側のヘッダタンク(35)の長手方向と平行な寸法は、
前記他方側のヘッダタンク(35)の長手方向寸法
(L)の略20%以下であることを特徴とする請求項1
または2に記載の複式熱交換器。 - 【請求項5】 前記第1ヘッダタンク(24)は、前記
第1チューブ(21)に接合された第1コアプレート
(24a)、および前記第1コアプレート(24a)に
接合された第1ヘッダタンク本体(24b)を有して構
成され、 前記第1コアプレート(24a)には、前記第1ヘッダ
タンク本体(24b)側に向けて突出するとともに、前
記第1ヘッダタンク(24)の長手方向側に向けて曲げ
られたカシメ突起部(24e)が形成されており、 前記第1ヘッダタンク本体(24b)は、前記カシメ突
起部(24e)により前記第1コアプレート(24a)
にカシメ固定されていることを特徴とする請求項1ない
し4のいずれか1つに記載の複式熱交換器。 - 【請求項6】 前記第2ヘッダタンク(35)は、前記
第2チューブ(31)に接合された第2コアプレート
(35a)、および前記第2コアプレート(35a)に
接合された第2ヘッダタンク本体(35b)を有して構
成され、 前記第2コアプレート(35a)および前記第2ヘッダ
タンク本体(35b)は、前記第2ヘッダタンク(3
5)の長手方向に延びる折曲部(35c、35d)を有
するように断面L字状に折り曲げ成形されており、 前記第2コアプレート(35a)の折曲部(35c)
は、前記第1ヘッダタンク(24)側に面していること
を特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載の
複式熱交換器。 - 【請求項7】 前記第1コア部(2)には、車両用冷凍
サイクルの冷媒が流通し、 前記第2コア(3)には、車両エンジンの冷却水が流通
しており、 さらに、前記第2ヘッダタンク(35)内のうち前記第
2ヘッダタンク本体(35b)には、オイルを冷却する
オイルクーラ(60)が固定されていることを特徴とす
る請求項6に記載の複式熱交換器。
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