JPH1194489A

JPH1194489A - 熱交換器

Info

Publication number: JPH1194489A
Application number: JP25876497A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Arai; 茂荒井
Original assignee: Calsonic Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 1997-09-24
Filing date: 1997-09-24
Publication date: 1999-04-09

Abstract

(57)【要約】【課題】タンク２２ａが小さい荷重で変形し、このタ
ンク２２ａを組み込んだ熱交換器が助手席側の乗員を負
傷させる事を防止する。【解決手段】タンク２２ａは、座板２３ａとタンク本
体２４ａとから成る。上記座板２３ａとタンク本体２４
ａとには、それぞれに設けられた左右側壁２５、２６の
一部に塑性変形部２９、２９を設ける。これら各塑性変
形部２９、２９は、上記タンク２２ａの長さ方向に加わ
る荷重に基づいて、このタンク２２ａの長さを縮める方
向に変形する。この結果、上記タンク２２ａを組み込ん
だ熱交換器が小さい荷重で変形し、助手席側の乗員を負
傷させる事を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明に係る熱交換器は、自
動車用空気調和装置に組み込んで、車室内の空気を冷却
するエバポレータとして利用する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、自動車用空気調和装置には、内
部で冷媒を蒸発させ、外部を流通する空気を冷却するエ
バポレータが組み込まれている。この様な空気調和装置
に組み込まれ、エバポレータとして使用される熱交換器
として、例えば特開昭６１−４９９９５号公報には、図
８〜１１に示す様な構造のものが記載されている。

【０００３】何れもアルミニウム合金により造られた部
材を組み合わせて成る、この熱交換器１は、コア部２を
有する。このコア部２は、横方向（図８の左右方向）に
適当な間隔をあけて互いに平行に配置された複数の伝熱
管素子３、３と、隣り合う伝熱管素子３、３同士の間に
挟持された複数のコルゲート型のフィン４、４とから成
る。又、上記コア部２の横方向両端側面には、サイドプ
レート５、５を添設している。これら各サイドプレート
５、５の内側面と、両端に位置する各伝熱管素子３、３
の外側面との間にも、それぞれフィン４、４を挟持して
いる。又、上記コア部２の下側には、互いに平行に配設
された１対のタンク６ａ、６ｂを設けている。そして、
これら各タンク６ａ、６ｂの内部と、上記各伝熱管素子
３、３の内部とを連通させている。

【０００４】上記各伝熱管素子３、３は、図９に示す様
に、１対の板材７、７を重ね合わせて成る。これら各板
材７、７は、アルミニウム合金板の両面に、Siを多く含
むアルミニウム合金であるろう材のクラッド層を設け
た、所謂両面クラッド材である。上記各板材７、７は、
長手方向（図９の上下方向）の一端（図９の下端）に、
互いに間隔をあけて１対の突出部８ａ、８ｂを形成して
いる。又、上記各板材７、７の片面には倒立Ｕ字形の凹
部９を、この凹部９の両端を上記１対の突出部８ａ、８
ｂの一端縁（図９の下端縁）にまで連続させた状態で形
成している。更に、上記凹部９の内側には多数の突起１
０、１０を、上記凹部９の全面に亙ってほぼ均等な間隔
で形成している。これら各突起１０、１０は、上記凹部
９により構成される、次述する折り返し流路１１の内側
を流れる冷媒の流れを乱し、この冷媒と上記各板材７、
７との間の熱交換効率を向上させる為のものである。同
時にこれら各突起１０、１０は、それぞれの先端同士を
ろう付け接合する事により、上記折り返し流路１１の耐
圧強度を向上させる役目も有する。

【０００５】上記各板材７、７は、２枚１組とし、互い
の凹部９同士を対向させた状態で最中状に重ね合わせ、
上記各板材７、７の凹部９の周囲に存在する外周縁部同
士を互いに気密且つ液密に接合する事により、上記各伝
熱管素子３、３を構成する。この様に構成する各伝熱管
素子３、３は、上記凹部９により構成される倒立Ｕ字形
（中間部で１８０度折り返された形）の折り返し流路１
１と、この折り返し流路１１の両端に位置して長手方向
一端縁部から突出した１対の接合部１２ａ、１２ｂとを
有する。

【０００６】一方、前記各タンク６ａ、６ｂは、それぞ
れ座板１３ａ、１３ｂとタンク本体１４ａ、１４ｂとを
最中状に重ね合わせて成る。即ち、これら各座板１３
ａ、１３ｂと各タンク本体１４ａ、１４ｂとは、やはり
両面にろう材をクラッドした板材をプレス成形する事に
より、それぞれ略船形状に形成している。又、上記各座
板１３ａ、１３ｂの開口部の大きさは、上記各タンク本
体１４ａ、１４ｂの開口部の大きさよりも少し大きくし
ている。これら各座板１３ａ、１３ｂとタンク本体１４
ａ、１４ｂとを重ね合わせて、上記各タンク６ａ、６ｂ
とする場合には、上記各タンク本体１４ａ、１４ｂの開
口部を上記各座板１３ａ、１３ｂの開口部に嵌合する。

【０００７】又、上記各座板１３ａ、１３ｂには、それ
ぞれ複数個ずつのスリット状の接続孔１５、１５を形成
している。これら各接続孔１５、１５は、それぞれ上記
各伝熱管素子３、３の接合部１２ａ、１２ｂを大きな隙
間なく挿入自在な形状と大きさとを有する。又、上記１
対のタンク６ａ、６ｂのうちの一方のタンク６ａの側面
には、送り込み口１９と取り出し口２０とを設けてい
る。又、このタンク６ａの中間部内側には隔壁１６を、
上記座板１３ａとタンク本体１４ａとの間に挟持する状
態で設けている。熱交換器１の完成時にこの隔壁１６
は、上記タンク６ａ内を、気密、液密を保持した状態で
二分割する。

【０００８】前記各伝熱管素子３、３と１対のタンク６
ａ、６ｂとを結合する為には、図１１に示す様に、上記
各伝熱管素子３、３の接合部１２ａ、１２ｂを、上記各
タンク６ａ、６ｂの接続孔１５、１５に挿入する。そし
て、この様に挿入した状態で、上記各接合部１２ａ、１
２ｂの外周面と上記各接続孔１５、１５の内周縁とを、
互いに気密且つ液密にろう付けする。ろう付けの為のろ
う材は、前記各板材７、７の両面並びに上記各座板１３
ａ、１３ｂを構成する板材の両面に積層（クラッド）し
たろう材を使用する。

【０００９】尚、このろう付けの際にタンク６ａの内側
は、上記隔壁１６により、入口室１７と出口室１８と
に、気密且つ液密を保持した状態で分割される。前記送
り込み口１９はこのうちの入口室１７に対応する部分
に、前記取り出し口２０はこのうちの出口室１８に対応
する部分に、それぞれ設けている。

【００１０】上述の様にろう付けされて造られる、前述
の様な熱交換器１を、例えばエバポレータとして使用す
る際には、上記送り込み口１９を通じて上記入口室１７
内に、液状の、或は気液混合状態の冷媒を送り込む。こ
の冷媒は、前記各伝熱管素子３、３内の折り返し流路１
１を流れて上記出口室１８に達し、上記取り出し口２０
から取り出される。上記折り返し流路１１を流れる間に
上記冷媒は、周囲の熱を奪って蒸発する。この結果、前
記コア部２の温度が低下するので、このコア部２を構成
する各フィン４、４の間に空気を流せば、この空気を冷
却し、更に除湿を行なえる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上述の様に構成する従
来の熱交換器１が横方向（図８の左右方向）からの衝撃
荷重を受けた場合には、図１２に示す様に、熱交換器１
を構成するコア部２の上部のみが潰れ、上記熱交換器１
の下部に存在する上記各タンク６ａ、６ｂは潰れない。
この様に、上記コア部２の上部のみが潰れる理由は、上
記コア部２と上記各タンク６ａ、６ｂとの強度が異なる
為である。即ち、上記各タンク６ａ、６ｂを圧縮する場
合には、上記コア部２を圧縮する場合よりも大きな荷重
が必要となる為、衝突時には上記コア部２のみが潰れ、
上記各タンク６ａ、６ｂは潰れない。

【００１２】上記熱交換器１をエバポレータとして使用
する場合、図１３に示す様に、この熱交換器１を、自動
車室内の中央部助手席寄り部分でダッシュボードの裏側
部分に、上記各タンク６ａ、６ｂの長手方向（図８の左
右方向）と自動車の前後方向（図１３の左右方向）とが
一致する様に配置する。この為、上記熱交換器１を設置
した自動車が衝突事故を起こした際、この熱交換器１の
一部が上記ダッシュボードから突き出して、助手席側の
乗員を負傷させる可能性がある。本発明の熱交換器は、
上述した様な不都合を解消する為、衝突事故の際に上記
前後方向に潰れ易い構造を実現すべく発明したものであ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の熱交換器は、前
述した従来から知られている熱交換器と同様に、１対の
タンクと、これら各タンクの側面にそれぞれ複数個ずつ
形成されたスリット状の接続孔と、複数の伝熱管素子と
を備える。又、これら各伝熱管素子の内側に設けられ、
中間部で１８０度折り返された折り返し流路と、上記各
伝熱管素子の一端縁部に１対ずつ、互いに間隔をあけて
設けられ、それぞれが上記各タンクの接続孔に挿入自在
な接合部と備える。又、隣り合う上記各伝熱管素子の外
側面同士の間には、複数のフィンを挟持している。又、
何れかのタンクの一部に設けられ、当該タンク内に冷媒
を送り込む為の送り込み口と、何れかのタンクの一部に
設けられ、当該タンク内から冷媒を取り出す為の取り出
し口とを備える。そして、これら送り込み口と取り出し
口とにそれぞれ挿通された冷媒給排管を備える。

【００１４】特に、本発明の熱交換器は、上記各タンク
に、これら各タンクの長さ方向に加わる荷重に基づい
て、上記各タンクの長さを縮める方向に変形する塑性変
形部を設けている。

【００１５】更に好ましくは、上記冷媒給排管の一部
で、上記各タンクと平行に配置された部分に、上記各タ
ンクの長さ方向に加わる荷重に基づいて、上記各タンク
の長さを縮める方向に変形する塑性変形部を設ける。

【００１６】

【作用】上述の様に構成する本発明の熱交換器の場合
は、上記タンクに塑性変形部を設けている為上記各タン
クの長さが、上記各タンクの長さ方向に加わる圧縮荷重
に基づいて、縮まる方向に容易に変形する。即ち、衝突
事故により、上記各タンクの長さ方向に圧縮荷重が加わ
った場合には、上記塑性変形部が比較的小さい荷重で変
形する。この為、本発明の熱交換器の場合には、衝突事
故の際に、比較的小さい荷重により、上記コア部と上記
各タンクとが横方向（上記各タンクの長さ方向）に、ほ
ぼ均等に圧縮する。この為、本発明によれば、衝突事故
の際、熱交換器が上記ダッシュボードから突き出すのを
防止して、この熱交換器が助手席側の乗員を負傷させる
事を防止できる。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１〜４は、本発明の実施の形態
の１例を示している。本例の熱交換器の基本構造は、前
述した従来構造と同様である。特に、本例の熱交換器
は、タンク２２ａ（２２ｂ）を構成する座板２３ａとタ
ンク本体２４ａとに、上記タンク２２ａ（２２ｂ）の長
さ方向に加わる圧縮荷重に基づいて、このタンク２２ａ
（２２ｂ）の長さを縮める方向に変形する塑性変形部を
設けた点が、従来構造とは異なる。そこで、以下の説明
は、本発明の特徴部分である、タンク２２ａ（２２ｂ）
部分を中心に説明する。このタンク２２ａ（２２ｂ）
は、それぞれがアルミニウム合金板製の座板２３ａとタ
ンク本体２４ａとを最中状に重ね合わせて成る。これら
座板２３ａとタンク本体２４ａとは、それぞれ略船形状
に形成されている。このうちの座板２３ａは、底板部２
７と、この底板部２７の周縁から連続する左右側壁２
５、２５及び前後側壁３０、３０とから成る。そして、
上記タンク２２ａの側面である上記底板部２７には、ス
リット状の接続孔１５、１５を設けている。

【００１８】又、上記タンク本体２４ａは、天板部２８
と、この天板部２８の周縁から連続する左右側壁２６、
２６及び前後側壁３１、３１とから成る。そして、上記
タンク２２ａの側面である上記天板部２８には、送り込
み口１９ａと取り出し口２０ａとを設け、これら送り込
み口１９ａと取り出し口２０ａとが上記天板部２８の両
面同士を連通する様にしている。上記送り込み口１９ａ
と取り出し口２０ａとには、後述する冷媒給排管３２の
端部を接続する。

【００１９】上記各座板２３ａの開口部の大きさは、上
記各タンク本体２４ａの開口部の大きさよりも少し大き
くしている。従って、これら座板２３ａとタンク本体２
４ａとを重ね合わせて、上記タンク２２ａとする場合に
は、上記タンク本体２４ａの開口部を上記座板２３ａの
開口部に内嵌する。更に、上記タンク本体２４ａの両側
壁２６、３１の側面と上記座板２３ａの両側壁２５、３
０の端縁とを気密且つ液密にろう付け結合する。

【００２０】尚、もう一方のタンク２２ｂ（図１のタン
ク２２ａを参照）は、上記送り込み口１９ａ及び上記取
り出し口２０ａ以外の部分を、上記タンク２２ａと同様
に構成している。従って、上記タンク２２ｂの詳細な説
明は省略する。又、図１は、従来構造のタンク６ａを示
す図９に対して、上記タンク２２ａの上下方向を逆にし
た状態で示している。

【００２１】又、上記座板２３ａ及びタンク本体２４ａ
の一部で、それぞれの左右側壁２５、２６の長さ方向
（図１の左右方向）中間部には、本発明の特徴部分であ
る塑性変形部２９、２９を設けている。これら両塑性変
形部２９、２９は、上記タンク２２ａの長さ方向（図１
の左右方向）に加わる圧縮荷重に基づいて、上記タンク
２２ａの長さを縮める方向に変形する。上記タンク２２
ａの長さ方向に加わる圧縮荷重は、自動車の衝突事故に
伴い、後方に移動しようとするエンジン等と、熱交換器
の後方に設けられたダッシュボードのパネルとの間で、
上記各前後側壁３０、３１の外側から、図１の矢印α、
αで示す方向（上記各タンク２２ａの長さを縮める方
向）に加えられる。

【００２２】又、上記各塑性変形部２９、２９は、図２
に示す様に、それぞれ上記各左右側壁２５、２６の一部
を「く」の字形に曲げ形成する事で設けている。又、上
記座板２３ａに設ける塑性変形部２９、２９と上記タン
ク本体２４ａに設ける塑性変形部２９、２９とは、これ
ら座板２３ａとタンク本体２４ａとを重ね合わせた状態
で互いに嵌合させるべく、互いに整合する位置に形成し
ている。そして、上記タンク２２ａがこのタンク２２ａ
の長さ方向（図２、３の左右方向）に亙る圧縮荷重を受
けた場合には、上記各塑性変形部２９、２９が上記タン
ク２２ａの長さ方向に押し潰され、図２に示した状態か
ら図３に示した状態にまで変形する。

【００２３】上述の様に、上記タンク２２ａが図２に示
した状態から図３に示した状態にまで変形すると、上記
各塑性変形部２９、２９の上記タンク２２ａの長さ方向
に亙る寸法がＬ₂₉（図２）からＬ₂₉′（図３）にまで縮
まる。この結果、上記タンク２２ａは上記両長さＬ₂₉、
Ｌ₂₉′の差分（Ｌ₂₉−Ｌ₂₉′）だけ、上記タンク２２ａ
の長さが縮まる。尚、上記各塑性変形部２９、２９を本
例の場合よりも更に多く設ける事により、上記差分を増
やし、上記タンク２２ａの長さの収縮量を大きくでき
る。又、底板部２７及び天板部２８にも同様の塑性変形
部を設け、上記タンク２２ａをより潰れ易くする事もで
きる。

【００２４】上述の様に構成する本発明の熱交換器１ａ
の場合は、衝突事故により、上記各タンク２２ａ、２２
ｂの長さ方向に圧縮荷重が加わると、上記各塑性変形部
２９、２９が比較的小さい荷重で変形する。この為、本
発明の熱交換器１ａの場合には、比較的小さい荷重によ
って図４に示す様に、上記コア部２と上記各タンク２２
ａ、２２ｂとを横方向（上記各タンク２２ａ、２２ｂの
長さ方向）に圧縮する事ができる。従って、上記コア部
２と上記各タンク２２ａ、２２ｂとをほぼ均等に圧縮し
て、衝突事故の際、前記ダッシュボードから熱交換器１
ａが突き出す事を防止し、助手席側の乗員を負傷させる
事を防止できる。

【００２５】尚、好ましくは図５〜７に示す様に、冷媒
給排管３２の一部で上記タンク２２ａと平行に配置され
た部分に、塑性変形部３３を設ける。上記冷媒給排管３
２は、前記送り込み口１９ａと取り出し口２０ａとにそ
れぞれその一端部を接続している。そして、上記送り込
み口１９ａ及び取り出し口２０ａの内周縁と上記冷媒給
排管３２の一端部外周面とを気密且つ液密にろう付け結
合している。この様な冷媒給排管３２の一部で上記タン
ク２２ａとほぼ平行な部分に、図５に示す様に、「く」
字形に凹んだ塑性変形部３３を設ける。

【００２６】上記冷媒給排管３２に上記塑性変形部３３
を設ければ衝突事故により、上記冷媒給排管３２及びタ
ンク２２ａの長さ方向に圧縮荷重が加わった場合に、図
７に示す様に、上記塑性変形部３３が比較的小さい荷重
で座屈する。この為、衝突事故の際に上記冷媒給排管３
２が上記熱交換器１ａを後方に強く押す事を防止して、
この熱交換器１ａが前記ダッシュボードから突き出し
て、助手席側の乗員を負傷させる事を、より効果的に防
止する。

【００２７】

【発明の効果】本発明の熱交換器は、以上の様に構成さ
れ作用する為、衝突事故の際、助手席側の乗員を負傷さ
せる事を防止して、自動車の安全性向上に寄与する事が
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の１例を示す、タンクを構
成する座板及びタンク本体を、重ね合わせる前の状態で
示す斜視図。

【図２】図１の上方から見たＡ部拡大図。

【図３】塑性変形部が変形した状態を示す、図２と同様
の図。

【図４】本発明の熱交換器がタンクの長さ方向に加わる
荷重により、圧縮された状態を示す模式図。

【図５】冷媒給排管に塑性変形部を設けた１例を示す、
部分断面図。

【図６】図５のＢ−Ｂ断面図。

【図７】塑性変形部を設けた冷媒給排管が荷重を受けて
変形した状態を示す、部分側面図。

【図８】本発明の対象となる熱交換器の１例を示す斜視
図。

【図９】同じく一方のタンクを含む部分を示す、部分分
解斜視図。

【図１０】他方のタンクを示す部分分解斜視図。

【図１１】タンクと伝熱管素子との接合状態を示す、図
８のＣ−Ｃ断面図。

【図１２】従来構造の熱交換器がタンクの長さ方向に加
わる荷重により、圧縮された状態を示す模式図。

【図１３】自動車内でのエバポレータの配置状態を、自
動車の上部を取り除いた状態で示す平面図。

【符号の説明】

１、１ａ熱交換器２コア部３、３ａ伝熱管素子４フィン５サイドプレート６ａ、６ｂタンク７板材８ａ、８ｂ突出部９凹部１０突起１１折り返し流路１２ａ、１２ｂ接合部１３ａ、１３ｂ座板１４ａ、１４ｂタンク本体１５接続孔１６隔壁１７入口室１８出口室１９、１９ａ送り込み口２０、２０ａ取り出し口２２ａ、２２ｂタンク２３ａ座板２４ａタンク本体２５、２６左右側壁２７底板部２８天板部２９塑性変形部３０、３１前後側壁３２冷媒給排管３３塑性変形部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１対のタンクと、これら各タンクの側面
にそれぞれ複数個ずつ形成されたスリット状の接続孔
と、複数の伝熱管素子と、これら各伝熱管素子の内側に
設けられ、中間部で１８０度折り返された折り返し流路
と、上記各伝熱管素子の一端縁部に１対ずつ、互いに間
隔をあけて設けられ、それぞれが上記各タンクの接続孔
に挿入自在な接合部と、隣り合う上記各伝熱管素子の外
側面同士の間に挟持した複数のフィンと、何れかのタン
クの一部に設けられ、当該タンク内に冷媒を送り込む為
の送り込み口と、何れかのタンクの一部に設けられ、当
該タンク内から冷媒を取り出す為の取り出し口と、これ
ら送り込み口と取り出し口とにそれぞれ挿通された冷媒
給排管とを備える熱交換器に於いて、上記各タンクに、
これら各タンクの長さ方向に加わる荷重に基づいて、上
記各タンクの長さを縮める方向に変形する塑性変形部を
設けた事を特徴とする熱交換器。