JP2005172357A

JP2005172357A - 並設一体型熱交換器

Info

Publication number: JP2005172357A
Application number: JP2003413670A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Iwasaki; 充岩崎
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2003-12-11
Filing date: 2003-12-11
Publication date: 2005-06-30

Abstract

【課題】熱応力によりチューブ等が熱疲労によって亀裂したり破損することを防止することができる並設一体型熱交換器の提供。
【解決手段】ラジエータ１側のレインフォース３１とコンデンサ２側のレインフォース３２との間にはそれぞれ所定の間隔Ｗが形成されていてラジエータ１側のレインフォース３１とコンデンサ２側のレインフォース３２との間が両レインフォース３１、３２の長手方向にのみ相対移動可能な状態に連結部３３により連結されている。レインフォース３は、一枚の板材をプレス成形することにより、一体に形成されていて、両レインフォース３１、３２および連結部３３がコア部１５、２５との対向面側が開口した断面略コ字状に形成されることにより、特に、連結部３３が両レインフォース３１、３２の長手方向線と交差する方向の一対の側壁面３３ａ、３３ｂを備えた構成となっている。
【選択図】図５

Description

本発明は、ラジエータとコンデンサ等のように２つの熱交換器を並設させた並設一体型熱交換器に関し、特に、２つの熱交換器の両側縁部を一体に連結固定するレインフォース構造の改良技術に関する。

近年、冷房用のコンデンサ等をラジエータの前面に連結した、いわゆる並設一体型熱交換器が多用されるようになってきている。図９（従来例１）はこの種の並設一体型熱交換器を示すもので、この従来例１の並設一体型熱交換器は、ラジエータを構成する第１熱交換器１０１の前方に冷房用のコンデンサである第２熱交換器１０２を並列に配置し、両熱交換器１０１、１０２を相互に連結して構成されている。

第１熱交換器１０１および第２熱交換器１０２は、所定間隔を置いて対向配置されるタンク１０１ａ、１０１ｂおよび１０２ａ、１０２ｂの間に、複数のチューブ１０１ｃ、１０２ｃおよびフィン１０１ｄ、１０２ｄが交互に連結配置されたコア部１０３、１０４を形成して構成されている。そして、第１熱交換器１０１と第２熱交換器１０２の両側端面に一枚板のレインフォース１０５、１０５が配置され、このレインフォース１０５、１０５が両コア部１０３、１０４の両側端面に固定されることにより、第１熱交換器１０１と第２熱交換器１０２とが連結された構造となっている（例えば、特許文献１参照。）。

ところが、このような従来例１の構造では、例えば、冬等の温度が低い時に冷房をオフし、エンジンを作動すると、ラジエータである第１熱交換器１０１の冷却水の温度のみが上昇し、コンデンサである第２熱交換器１０２の冷媒の温度が上昇しないため、第１熱交換器１０１のチューブ１０１ｃのみが膨張する一方、第１熱交換器１０１と第２熱交換器１０２の隣接するコア部１０３、１０４がその両側端面において一枚板のレインフォース１０５、１０５によりそれぞれ一体に連結されているため、レインフォース１０５、１０５やチューブ１０１ｃ、１０２ｃ等に熱応力が繰り返し作用し、これにより、チューブ１０１ｃ、１０２ｃ等が熱疲労により亀裂や破損を生じさせる虞があるという問題があった。

また、夏場の温度が高い時に、冷房をオンし、エンジンを作動すると、以上とは逆に冷房用コンデンサである第２熱交換器１０２の冷媒の温度のみが上昇するため、同様の問題が発生する。

そこで、このような問題を解決するために、従来例２においては、図１０（イ）、（ロ）、（ハ）に示すように、第１熱交換器１０１と第２熱交換器１０２の少なくとも一側の隣接するタンクを分離すると共に、レインフォース１０５の一側をレインフォース１０５の他側に向けて延在する切欠部１０５ａにより分離した構造とすることにより、レインフォース１０５の分離部がそれぞれ独立して変形することで、第１熱交換器１０１と第２熱交換器１０２間における熱応力が吸収されるようになっている（例えば、特許文献２参照。）。

特開平１−２４７９９０号公報（明細書（３）頁、図４）特開平８−１７８５５６号公報（明細書（２）頁、図２〜４）

しかしながら、従来例２の並設一体型熱交換器では、上述のように、第１熱交換器１０１と第２熱交換器１０２の少なくとも一側の隣接するタンクが分離され、かつ、レインフォース１０５の一側がレインフォース１０５の他側に向けて延在する切欠部１０５ａにより分離された構造であるため、コア焼き付け時の自重や車載時の振動により、分離側ではレインフォース１０５および両コア部１０３、１０４が厚み方向にそれぞれ独立して湾曲し、これにより、チューブ等が熱疲労により亀裂したり破損する虞があるという問題があった。

本発明の解決しようとする課題は、熱応力によりチューブ等が熱疲労によって亀裂したり破損することを防止することができる並設一体型熱交換器を提供することにある。

上記課題を解決するため請求項１記載の並設一体型熱交換器は、所定間隔を置いて対向配置される一対のタンクの間に複数のチューブとフィンからなるコア部を形成してなるそれぞれ別体の第１熱交換器および第２熱交換器を並列に配置すると共に、前記第１熱交換器および第２熱交換器の前記両各コア部の両側端面に両各コア部をそれぞれ挟持状態で固定するレインフォースが設けられ、該第１熱交換器側の各レインフォースと第２熱交換器側の各レインフォースとの間にはそれぞれ所定の間隔が形成されていて第１熱交換器側の各レインフォースと第２熱交換器側の各レインフォースとの間が両レインフォースの長手方向にのみ相対移動可能な状態に連結部により連結されていることを特徴とする手段とした。

請求項１記載の並設一体型熱交換器では、上述のように、第１熱交換器側の各レインフォースと第２熱交換器側の各レインフォースとの間にはそれぞれ所定の間隔が形成されていて第１熱交換器側の各レインフォースと第２熱交換器側の各レインフォースとの間が両レインフォースの長手方向にのみ相対移動可能な状態に連結部により連結されている構成としたことにより、第１熱交換器と第２熱交換器との熱膨張差に基づく熱応力によりレインフォースやチューブが変形することが防止され、これにより、チューブ等が熱疲労によって亀裂したり破損することを防止することができるようになるという効果が得られる。

以下にこの発明の実施例を図面に基づいて説明する。

この実施例１の並設一体型熱交換器は、請求項１〜４に記載の発明に対応する。
まず、この実施例１の並設一体型熱交換器を図面に基づいて説明する。

図１はこの実施例１の並設一体型熱交換器を示す一部切欠正面図、図２は同拡大右側面図、図３は図２の III−III 線における拡大縦断面図、図４は図２のIV−IV線における拡大横断面図、図５はレインフォースの一部切欠斜視図である。この実施例１の並設一体型熱交換器は、エンジン冷却用のラジエータ（第１熱交換器）１と、該ラジエータ１の前方に並列に対向配置される冷房用のコンデンサ（第２熱交換器）２とで構成されている。

さらに詳述すると、前記ラジエータ１およびコンデンサ２は、上下に所定間隔を置いて対向配置される流入側タンク１１、２１と流出側タンク１２、２２の間に、複数のチューブ１３、２３およびフィン１４、２４が幅方向に交互に連結配置されたコア部１５、２５を形成して構成されている。

そして、ラジエータ１とコンデンサ２の両側端面にレインフォース３、３が配置され、この各レインフォース３が両コア部１５、２５の両側端面およびタンク１１、１２および２１、２２にそれぞれ固定されることにより、ラジエータ１とコンデンサ２とが所定間隔を置いて連結された構造となっている。

前記各レインフォース３は、図２〜５にその詳細を示すように、ラジエータ１側のレインフォース３１とコンデンサ２側のレインフォース３２とが連結部３３を介して所定の間隔Ｗを開けた状態で連結配置されると共に、各レインフォース３１、３２の上下両端部には、タンク１１、１２および２１、２２の両端面を構成する端面壁１１ａ、１２ａおよび２１ａ、２２ａが一体に形成された構造となっている。

そして、以上のような構造の各レインフォース３は、一枚の板材をプレス成形することにより、一体に形成されている。
即ち、両レインフォース３１、３２および連結部３３がコア部１５、２５との対向面側が開口した断面略コ字状に形成されることにより、特に、連結部３３が両レインフォース３１、３２の長手方向線と交差する方向の一対の側壁面３３ａ、３３ｂを備えた構成となっている。

そして、この実施例１では、前記連結部３３が、両レインフォース３１、３２の長手方向両端部寄りの位置に各１個所づつ形成されている。

次に、この実施例１の作用・効果を説明する。
この実施例１では上述のように構成されるため、冬等の温度が低い時に冷房をオフし、エンジンを作動すると、ラジエータ１の冷却水の温度のみが上昇し、冷房用コンデンサ２の冷媒の温度が上昇しないため、ラジエータ１側のチューブ１３およびラジエータ１側のレインフォース３１のみが膨張するが、この時ラジエータ１側のレインフォース３１とコンデンサ２側のレインフォース３２との間を連結する連結部３３、３３が容易に曲がることにより、ラジエータ１側のみの膨張が許容され、これにより、熱応力が吸収される。

また、夏場の温度が高い時に、冷房をオンし、エンジンを作動すると、以上とは逆に冷房用コンデンサ２の冷媒の温度のみが上昇し、ラジエータ１の冷却水の温度は上昇しないため、コンデンサ２側のチューブ２３のみが膨張するが、この時もラジエータ１側のレインフォース３１とコンデンサ２側のレインフォース３２との間を連結する連結部３３、３３が変形することにより、コンデンサ２側のみの膨張が許容され、これにより、熱応力が吸収される。

即ち、各連結部３３は板材により断面略コ字状に形成されることにより両レインフォース３１、３２の長手方向線と交差する方向の一対の側壁面３３ａ、３３ｂが形成されているため、両レインフォース３１、３２の長手方向相対移動に対しては容易に湾曲させることができる。（請求項３に対応）。

従って、ラジエータ１とコンデンサ２との熱膨張差に基づく熱応力によりレインフォース３１、３２やチューブ１３、２３が容易に変形することが防止され、これにより、チューブ１３、２３等が熱疲労によって亀裂したり破損することを防止することができるようになるという効果が得られる。

また、連結部３３が断面略コ字状に形成されることにより、ラジエータ１とコンデンサ２の厚み方向における引っ張り・圧縮強度、およびラジエータ１とコンデンサ２の幅方向の曲げ強度は強いため、ラジエータ１とコンデンサ２との相互間隔を維持させることができるようになる。

また、ラジエータ１側のレインフォース３１とコンデンサ２側のレインフォース３２および両レインフォース３１、３２相互間を連結する連結部３３を一枚の板材のプレス成形により一体に形成した構成としたことにより、レインフォース３の製造コストを低減することができるようになる。（請求項３に対応）。

また、連結部３３を、両レインフォース３１、３２の長手方向両端部寄りの位置に設けた構成としたことにより、少なくとも上下両端部におけるラジエータ１とコンデンサ２との間の間隔を維持させることができるようになる。（請求項４に対応）。

次に、他の実施例について説明する。この他の実施例の説明にあたっては、前記実施例１と同様の構成部分については図示を省略し、もしくは同一の符号を付けてその説明を省略し、相違点についてのみ説明する。

この実施例２の並設一体型熱交換器は、請求項１〜５に記載の発明に対応する。
この実施例２の並設一体型熱交換器は、図６（拡大右側面図）および図７（図６の VII−VII 線における拡大縦断面図）に示すように、ラジエータ１側のレインフォース３１とコンデンサ２側のレインフォース３２との間を連結する連結部３３が、両レインフォース３１、３２の長手方向両端部寄りの位置に各１個所と、中央部に２個所、それぞれ形成されている点が前記実施例１とは相違したものである。

この実施例２では、上述のように、両レインフォース３１、３２の長手方向両端部寄りの位置だけでなく、中央部も連結部３３、３３で連結した構成としたことにより、両レインフォース３１、３２の中央部が湾曲することが防止される。従って、上下両端部だけでなく中央部においてもラジエータ１とコンデンサ２との間の間隔を維持させることができるようになる。（請求項５に対応）。

この実施例３の並設一体型熱交換器は、請求項１、２、４、５に記載の発明に対応する。
この実施例３の並設一体型熱交換器のレインフォース３は、一枚の板材をプレス成形することにより、連結部を含めて一体に形成されている点は前記実施例１、２と同様であるが、この実施例３では、図８（レインフォースの要部拡大斜視図）に示すように、レインフォース３の中央部にプレス成形により縦長の長方形状の筒部３４が形成され、該筒部３４以外の平面部３５を打ち抜いて両レインフォース３１、３２相互間を分離することにより、両レインフォース３１、３２の長手方向線と交差する方向の独立した２枚の連結部３３、３３が形成された構造とした点が前記実施例１、２とは相違したものである。

従って、この実施例３の並設一体型熱交換器では、前記実施例１、２と同様の効果が得られる他に、各連結部３３がそれぞれ一枚の板材で構成されるため、両レインフォース３１、３２の長手方向相対移動に対してはさらに容易に湾曲させることができるようになるもので、これにより、チューブ１３、２３等が熱疲労によって亀裂したり破損することを防止する効果を高めることができるようになるという効果が得られる。

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、実施例では、ラジエータ１とコンデンサ２の組み合わせを例にとって説明したが、第１熱交換器と第２熱交換器との具体的内容の組み合わせは任意である。

また、実施例では、両レインフォース３１、３２および両レインフォース３１、３２相互間を連結する連結部３３を一枚の板材のプレス成形により一体に形成した例を示したが、両レインフォース３１、３２を別体に形成し、両レインフォース３１、３２相互間を、両レインフォース３１、３２の長手方向線と交差する壁面を有する連結部で連結させるようにしてもよい。

実施例１の並設一体型熱交換器を示す一部切欠正面図である。実施例１の並設一体型熱交換器を示す拡大右側面図である。図２の III−III 線における拡大縦断面である。図２のIV−IV線における拡大横断面図である。レインフォースの一部切欠斜視図である。実施例２の並設一体型熱交換器を示す拡大右側面図である。図６の VII−VII 線における拡大縦断面図である。実施例３の並設一体型熱交換器におけるレインフォースの一部切欠斜視図である。従来例１の並設一体型熱交換器を示す側面図である。従来例２の並設一体型熱交換器を示す側面図である。

符号の説明

Ｗ間隔
１ラジエータ（第１熱交換器）
１１流入側タンク
１１ａ端面壁
１２流出側タンク
１２ａ端面壁
１３チューブ
１４フィン
１５コア部
２コンデンサ（第２熱交換器）
２１流入側タンク
２１ａ端面壁
２２流出側タンク
２２ａ端面壁
２３チューブ
２４フィン
２５コア部
３レインフォース
３１ラジエータ側レインフォース
３２コンデンサ側レインフォース
３３連結部
３３ａ側壁面
３４筒部
３５平面部

Claims

所定間隔を置いて対向配置される一対のタンクの間に複数のチューブとフィンからなるコア部を形成してなるそれぞれ別体の第１熱交換器および第２熱交換器を並列に配置すると共に、前記第１熱交換器および第２熱交換器の前記両各コア部の両側端面に両各コア部をそれぞれ挟持状態で固定するレインフォースが設けられ、
該第１熱交換器側の各レインフォースと第２熱交換器側の各レインフォースとの間にはそれぞれ所定の間隔が形成されていて第１熱交換器側の各レインフォースと第２熱交換器側の各レインフォースとの間が両レインフォースの長手方向にのみ相対移動可能な状態に連結部により連結されていることを特徴とする並設一体型熱交換器。
請求項１に記載の並設一体型熱交換器において、前記第１熱交換器側の各レインフォースと第２熱交換器側の各レインフォースおよび前記連結部が一枚の板材のプレス成形により一体に形成され、
前記連結部が両レインフォースの長手方向線と交差する方向の側壁面を備えた構成とすることにより前記第１熱交換器側の各レインフォースと第２熱交換器側の各レインフォースとの間が両レインフォースの長手方向にのみ相対移動可能な状態に連結されていることを特徴とする並設一体型熱交換器。
請求項２に記載の並設一体型熱交換器において、前記両レインフォースおよび連結部がコア部との対向面側が開口した断面略コ字状に形成され前記連結部が両レインフォースの長手方向線と交差する方向の一対の側壁面を備えた構成とすることにより前記第１熱交換器側の各レインフォースと第２熱交換器側の各レインフォースとの間が両レインフォースの長手方向にのみ相対移動可能な状態に連結されていることを特徴とする並設一体型熱交換器。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の並設一体型熱交換器において、前記連結部が両レインフォースの少なくとも長手方向両端部寄りの位置に設けられていることを特徴とする並設一体型熱交換器。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の並設一体型熱交換器において、前記連結部が両レインフォースの少なくとも長手方向中央部および両端部寄りの位置に設けられていることを特徴とする並設一体型熱交換器。