JP2009150566A

JP2009150566A - 熱交換器

Info

Publication number: JP2009150566A
Application number: JP2007326726A
Authority: JP
Inventors: Makoto Sawanuma; 誠沢沼
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Resonac Holdings Corp
Priority date: 2007-12-19
Filing date: 2007-12-19
Publication date: 2009-07-09

Abstract

【課題】コストを安くしうるとともに、重量を低減しうる熱交換器を提供する。
【解決手段】熱交換器を適用したコンデンサ１のサイドプレート５は、幅方向を前後方向に向けるとともに熱交換管４の長さ方向にのびる帯状の基壁部12と、基壁部12の前後両側縁部に一体に形成されてフィン６側に突出した１対の側壁部13と、各側壁部13の先端部に形成された前後方向内方への屈曲部14とよりなる。基壁部12に貫通穴18を形成する。サイドプレート５に取り付けられる設置用ブラケット11は、取付具挿通穴21を有するブラケット本体20と、ブラケット本体20から突出するように設けられ、かつサイドプレート５の基壁部12の貫通穴18に外側から通される脚部22と、脚部22に設けられ、かつ弾性を有する材料からなるとともにサイドプレート５の基壁部12のフィン６側を向いた面における貫通穴18の周囲の部分に係合する係合片23とを有している。
【選択図】図２

Description

この発明は熱交換器に関する。

この明細書において、通風方向の下流側（図１に矢印Ｘで示す方向を前、これと反対側を後というものとする。

従来、熱交換器として、互いに間隔をおいて配置された１対のヘッダと、両ヘッダ間にヘッダの長さ方向に間隔をおいて並列状に配置されかつ両端部がそれぞれ両ヘッダに接続された複数の熱交換管と、両端の熱交換管の外側に間隔をおいて配置されたサイドプレートと、隣接する熱交換管間および両端の熱交換管とサイドプレートとの間に配置されたフィンとを備えており、サイドプレートに設置用ブラケットがろう付されたものが広く用いられていた。このような熱交換器は、ヘッダと熱交換管、熱交換管とフィン、フィンとサイドプレート、およびサイドプレートと設置用ブラケットとを同時にろう付することにより製造されていた。

しかしながら、上述した熱交換器の場合、そのろう付時に設置用ブラケットが位置ずれを起こすことがあるので、予め溶接により点付けする必要があってその作業が面倒になるという問題があった。

そこで、このような問題点を解決した熱交換器として、サイドプレートを外方に向かって開口した横断面コ字状とし、設置用ブラケットが、サイドプレート内に嵌め入れられて両側壁によりかしめ止められた状態でろう付された熱交換器が提案されている（特許文献１参照）。特許文献１記載の熱交換器においては、ろう付前に、設置用ブラケットをサイドプレートの両側壁によりかしめ止めることができるので、ろう付時の設置用ブラケットの位置ずれの発生を防止することができる。

しかしながら、設置用ブラケットはサイドプレートにろう付されるので、金属製とする必要があり、コストが高くなるとともに、重量が大きくなるという問題がある。しかも、両側壁による設置用ブラケットのかしめ止め作業が面倒であるという問題がある。
特開平１１−３４７６６６号公報

この発明の目的は、上記問題を解決し、コストを安くしうるとともに、重量を低減しうる熱交換器を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために以下の態様からなる。

1)互いに間隔をおいて配置された１対のヘッダと、両ヘッダ間にヘッダの長さ方向に間隔をおいて並列状に配置されかつ両端部がそれぞれ両ヘッダに接続された複数の熱交換管と、両端の熱交換管の外側に間隔をおいて配置されたサイドプレートと、隣接する熱交換管間および両端の熱交換管とサイドプレートとの間に配置されたフィンと、サイドプレートに取り付けられた設置用ブラケットとを備えた熱交換器において、
サイドプレートが、フィンにろう付されたろう付部と、ろう付部と離隔して設けられた板状のブラケット取付部と、ろう付部およびブラケット取付部を連結する連結部とを備えており、ブラケット取付部に貫通穴が形成され、設置用ブラケットが、取付具挿通穴を有するブラケット本体と、ブラケット本体から突出するように設けられ、かつサイドプレートのブラケット取付部の貫通穴に外側から通される脚部と、脚部に設けられ、かつ弾性を有する材料からなるとともにサイドプレートのブラケット取付部のフィン側を向いた面における貫通穴の周囲の部分に係合する係合片とを有しており、設置用ブラケットの係合片が、脚部を貫通穴に通す際に弾性変形して貫通穴を通過し、貫通穴を通過した後に元の形状に復元してサイドプレートのブラケット取付部のフィン側を向いた面における貫通穴の周囲の部分に係合するようになされている熱交換器。

2)サイドプレートが開口をフィン側に向けた横断面略コ字状であって、幅方向を前後方向に向けるとともに熱交換管の長さ方向にのびる帯状の基壁部と、基壁部の前後両側縁部に一体に形成されてフィン側に突出した１対の側壁部と、各側壁部の先端部に形成された前後方向内方への屈曲部とよりなり、両屈曲部がフィンにろう付されたろう付部となり、基壁部がブラケット取付部となり、両側壁部が連結部となっている上記1)記載の熱交換器。

3)設置用ブラケットの脚部が幅方向を前後方向に向けた板状であり、設置用ブラケットの係合片が、脚部のフィン側端部の両面に設けられるとともに、ヘッダの長さ方向の外側に向かって熱交換管の長さ方向外側に傾斜しており、各係合片の先端部が、サイドプレートのブラケット取付部のフィン側を向いた面における貫通穴の両側部分に係合している上記1)または2)記載の熱交換器。

4)設置用ブラケットのブラケット本体が横断面略Ｔ字状であって、サイドプレートのブラケット取付部に沿うとともに、前後両側縁部がブラケット取付部よりも前後方向外方に突出した板状のベース部と、ベース部に設けられ、かつヘッダの長さ方向外側に突出するとともに取付具挿通穴が形成された板状の突出部と、ベース部の前後両側縁部に一体に形成されてフィン側に突出するとともに、サイドプレートの連結部に沿うがたつき防止壁とよりなり、ベース部のサイドプレート側を向いた面にサイドプレートの貫通穴内に嵌め入れられる位置決め用嵌入部が設けられ、嵌入部に脚部が設けられている上記3)記載の熱交換器。

5)設置用ブラケットの脚部が複数設けられている上記3)または4)記載の熱交換器。

6)設置用ブラケットのブラケット本体のベース部、突出部およびがたつき防止壁と、脚部と、係合片とが、合成樹脂により一体に形成されている上記4)または5)記載の熱交換器。

上記1)〜6)の熱交換器によれば、サイドプレートが、フィンにろう付されたろう付部と、ろう付部と離隔して設けられた板状のブラケット取付部と、ろう付部およびブラケット取付部を連結する連結部とを備えており、ブラケット取付部に貫通穴が形成され、設置用ブラケットが、取付具挿通穴を有するブラケット本体と、ブラケット本体から突出するように設けられ、かつサイドプレートのブラケット取付部の貫通穴に外側から通される脚部と、脚部に設けられ、かつ弾性を有する材料からなるとともにサイドプレートのブラケット取付部のフィン側を向いた面における貫通穴の周囲の部分に係合する係合片とを有しており、設置用ブラケットの係合片が、脚部を貫通穴に通す際に弾性変形して貫通穴を通過し、貫通穴を通過した後に元の形状に復元してサイドプレートのブラケット取付部のフィン側を向いた面における貫通穴の周囲の部分に係合するようになされているので、ヘッダと熱交換管、熱交換管とフィン、およびフィンとサイドプレートとのろう付後に、サイドプレートのブラケット取付部の貫通穴に、設置用ブラケットの脚部および係合片を外側から通すことによって設置用ブラケットをサイドプレートに取り付けることができる。したがって、熱交換器のろう付時における設置用ブラケットの位置ずれの発生を防止することができるとともに、設置用ブラケットのサイドプレートへの取付作業が簡単になる。しかも、設置用ブラケットはサイドプレートにろう付されないので、合成樹脂製のものを用いることが可能となり、金属製の設置用ブラケットを用いた熱交換器に比べて、コストを安くしうるとともに重量を低減しうる。

上記4)の熱交換器によれば、設置用ブラケットのブラケット本体が横断面略Ｔ字状であって、サイドプレートのブラケット取付部に沿うとともに、前後両側縁部がブラケット取付部よりも前後方向外方に突出した板状のベース部と、ベース部に設けられ、かつヘッダの長さ方向外側に突出するとともに取付具挿通穴が形成された板状の突出部と、ベース部の前後両側縁部に一体に形成されてフィン側に突出するとともに、サイドプレートの連結部に沿うがたつき防止壁とよりなり、ベース部のサイドプレート側を向いた面にサイドプレートの貫通穴内に嵌め入れられる位置決め用嵌入部が設けられ、嵌入部に脚部が設けられているので、サイドプレートの基壁部の前後方向の寸法と設置用ブラケットの両がたつき防止壁間の間隔、ならびにサイドプレートの貫通穴の寸法と設置用ブラケットの嵌入部および脚部の寸法とを適切に決めることによって、設置用ブラケットのサイドプレートに対するがたつきが防止される。

上記5)の熱交換器によれば、設置用ブラケットのサイドプレートに対する取付強度が増大する。

上記6)の熱交換器によれば、金属製の設置用ブラケットを用いた熱交換器に比べて、コストを安くしうるとともに重量を低減しうる。

以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。この実施形態は、この発明による熱交換器をフロン系冷媒を用いたカーエアコン用コンデンサに適用したものである。

以下の説明において、「アルミニウム」という語には、純アルミニウムの他にアルミニウム合金を含むものとする。また、以下の説明において、図１の上下、左右をそれぞれ上下、左右というものとする。

図１はカーエアコン用コンデンサの全体構成を示し、図２および図３はその要部を示す。また、図はカーエアコン用コンデンサに用いられるサイドプレートおよび設置用ブラケットを示す。

図１において、カーエアコン用コンデンサ(1)（熱交換器）は、左右方向に互いに間隔をおいて平行に配置された上下方向にのびる１対のアルミニウム製ヘッダ(2)(3)と、上下方向に互いに間隔をおいて配置されかつ両端がそれぞれ両ヘッダ(2)(3)に接続された複数のアルミニウム製扁平状熱交換管(4)と、上下両端の熱交換管(4)の外側、すなわち上端の熱交換管(4)の上方および下端の熱交換管(4)の下方に熱交換管(4)と間隔をおいて配置されたアルミニウム製サイドプレート(5)と、隣り合う熱交換管(4)間の通風間隙および両端の熱交換管(4)とサイドプレート(5)との間の通風間隙に配置されるとともに、両熱交換管(4)および熱交換管(4)とサイドプレート(5)とにろう付されたアルミニウム製コルゲートフィン(6)と、左ヘッダ(2)の周壁上端部にろう付されたアルミニウム製入口部材(7)と、右ヘッダ(3)の周壁下端部にろう付されたアルミニウム製出口部材(8)と、左ヘッダ(2)の中程より上方位置の内部に設けられた第１仕切板(9)と、右ヘッダ(3)の中程より下方位置の内部に設けられた第２仕切板(10)と、各サイドプレート(5)に左右方向に間隔をおいて取り付けられた複数、ここでは２つの設置用ブラケット(11)とを備えている。なお、熱交換管(4)としては、連結部を介して連なった２つの平坦壁形成部、および各平坦壁形成部における連結部とは反対側の側縁にそれぞれ隆起状に一体成形された側壁形成部を有する１枚の金属板が、連結部においてヘアピン状に折り曲げられて側壁形成部どうしがろう付されたものが用いられている。また、熱交換管(4)としては、押出管や電縫管などからなるものが用いられてもよい。

第１仕切板(9)よりも上方の熱交換管(4)の本数、第１仕切板(9)と第２仕切板(10)の間の熱交換管(4)の本数、第２仕切板(10)よりも下方の熱交換管(4)の本数がそれぞれ上から順次減少されて通路群を構成しており、入口部材(7)から流入した気相の冷媒が、出口部材(8)より液相となって流出するまでに、コンデンサ(1)内を各通路群単位に蛇行状に流れるようになされている。

図２〜図４に示すように、上側のサイドプレート(5)は開口を下方（コルゲートフィン(6)側）に向けた横断面略コ字状であって、幅方向を前後方向に向けるとともに左右方向（熱交換管(4)の長さ方向）にのびる帯状の基壁部(12)と、基壁部(12)の前後両側縁部に一体に形成されて下方に突出した１対の側壁部(13)と、各側壁部(13)の先端部に形成された前後方向内方への屈曲部(14)とよりなる。そして、両屈曲部(14)によりコルゲートフィン(6)にろう付されたろう付部が構成され、基壁部(12)によりろう付部と離隔して設けられた板状のブラケット取付部が構成され、両側壁部(13)によりろう付部とブラケット取付部とを連結する連結部が構成されている。サイドプレート(5)の基壁部(12)の左右両端には、それぞれ下方屈曲部(15)が一体に形成され、各下方屈曲部(15)の下端に、左右方向外方に突出して先端部が左右両ヘッダ(2)(3)形成された挿入穴(17)に挿入される挿入部(16)が一体に形成されている。また、サイドプレート(5)の基壁部(12)の左端寄りの部分および右端寄りの部分には、それぞれ複数、ここでは２つの貫通穴(18)が左右方向に間隔をおいて形成されている。

設置用ブラケット(11)は、ボルトなどの取付具を通す取付具挿通穴(21)を有するブラケット本体(20)と、ブラケット本体(20)から下方に突出するように設けられ、かつサイドプレート(5)の基壁部(12)の貫通穴(18)に外側から通される脚部(22)と、脚部(22)に設けられ、かつ弾性を有する材料からなるとともに、サイドプレート(5)の基壁部(12)の下面（コルゲートフィン(6)側を向いた面）における貫通穴(18)の周囲の部分に係合する係合片(23)とを有する。

設置用ブラケット(11)のブラケット本体(20)は横断面略Ｔ字状であって、サイドプレート(5)の基壁部(12)の上面に沿うとともに、前後両側縁部が基壁部(12)よりも前後方向外方に突出した板状のベース部(24)と、ベース部(24)に設けられ、かつ上方（ヘッダ(2)(3)の長さ方向外側）に突出するとともに取付具挿通穴(21)が形成された垂直板状の突出部(25)と、ベース部(24)の前後両側縁部に一体に形成されて下方に突出するとともに、サイドプレート(5)の側壁部(13)外面に沿う１対のがたつき防止壁(26)と、ベース部(24)の下面（サイドプレート(5)側を向いた面）に一体に形成され、かつサイドプレート(5)の貫通穴(18)内に嵌め入れられる嵌入部(27)とよりなる。

設置用ブラケット(11)の脚部(22)は幅方向を前後方向に向けた板状であり、嵌入部(27)の下面に一体に形成されている。係合片(23)は、脚部(22)の下端部（コルゲートフィン(5)側端部）の左右両面に一体に形成されるとともに、上方（ヘッダ(2)(3)の長さ方向の外側）に向かって左右方向外側（熱交換管(4)の長さ方向外側）に傾斜しており、各係合片(23)の先端部が、サイドプレート85)の基壁部(12)のコルゲートフィン(5)側を向いた面における貫通穴(18)の左右両側部分に係合している。設置用ブラケット(11)は全体、すなわちブラケット本体(20)のベース部(24)、突出部(25)、がたつき防止壁(26)および嵌入部(27)と、脚部(22)と、係合片(23)とが合成樹脂により一体に形成されている。

下側のサイドプレート(5)および設置用ブラケット(11)は、上側のサイドプレート(5)および設置用ブラケット(11)を上下逆向きにしたものであり、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。上下のサイドプレート(5)は、アルミニウム製の素板にプレス加工を施すことにより形成されている。

次に、コンデンサ(1)のサイドプレート(5)への設置用ブラケット(11)の取付方について説明する。

設置用ブラケット(11)の脚部(22)をサイドプレート(5)の基壁部(12)の貫通穴(18)に通す。すると、設置用ブラケット(11)の係合片(23)が貫通穴(18)を通過する際に、基壁部(12)における貫通穴(18)の周囲の部分に押されることにより、両係合片(23)の先端部どうしの間隔が狭くなるように弾性変形して貫通穴(18)を通過し、貫通穴(18)を通過した後に元の形状に復元してサイドプレート(5)の基壁部(12)の下面における貫通穴(18)の左右両側部分に係合する。その後、嵌入部(27)が貫通穴(18)内に嵌る。こうして、設置用ブラケット(11)がサイドプレート(5)に取り付けられる。

ここで、サイドプレート(5)の基壁部(12)の前後方向の寸法と設置用ブラケット(11)の両がたつき防止壁(13)間の間隔、ならびにサイドプレート(5)の貫通穴(18)の寸法と設置用ブラケット(11)の嵌入部(27)の寸法および脚部(22)の前後方向の寸法とを適切に決めることによって、設置用ブラケット(11)のサイドプレート(5)に対するがたつきが防止される。

上記実施形態においては、両サイドプレート(5)にそれぞれ複数、ここでは２つの設置用ブラケット(11)が取り付けられているが、これに限定されるものではなく、一方のサイドプレート(5)だけに複数の設置用ブラケット(11)が取り付けられていてもよい。また、上記実施形態においては、この発明による熱交換器がフロン系冷媒を用いたカーエアコン用コンデンサに適用されているが、これに限定されるものではなく、他の用途の熱交換器、たとえばフロン系冷媒を用いたカーエアコン用エバポレータ、ＣＯ２などの超臨界冷媒を用いたカーエアコン用ガスクーラおよびエバポレータなどにも適用可能である。

この発明による熱交換器を適用したコンデンサの全体構成を示す斜視図である。図１のコンデンサの要部を拡大して示す後方から見た垂直断面図である。図２のＡ−Ａ線拡大断面図である。図１のコンデンサに用いられるサイドプレートおよび設置用ブラケットを示す一部省略斜視図である。

符号の説明

(1)：コンデンサ（熱交換器）
(2)(3)：ヘッダ
(4)：熱交換管
(5)：サイドプレート
(6)：コルゲートフィン
(11)：設置用ブラケット
(12)：基壁部（ブラケット取付部）
(13)：側壁部（連結部）
(14)：屈曲部（ろう付部）
(18)：貫通穴
(20)：ブラケット本体
(21)：取付具挿通穴
(22)：脚部
(23)：係合片
(24)：ベース部
(25)：突出部
(26)：がたつき防止壁
(27)：嵌入部

Claims

互いに間隔をおいて配置された１対のヘッダと、両ヘッダ間にヘッダの長さ方向に間隔をおいて並列状に配置されかつ両端部がそれぞれ両ヘッダに接続された複数の熱交換管と、両端の熱交換管の外側に間隔をおいて配置されたサイドプレートと、隣接する熱交換管間および両端の熱交換管とサイドプレートとの間に配置されたフィンと、サイドプレートに取り付けられた設置用ブラケットとを備えた熱交換器において、
サイドプレートが、フィンにろう付されたろう付部と、ろう付部と離隔して設けられた板状のブラケット取付部と、ろう付部およびブラケット取付部を連結する連結部とを備えており、ブラケット取付部に貫通穴が形成され、設置用ブラケットが、取付具挿通穴を有するブラケット本体と、ブラケット本体から突出するように設けられ、かつサイドプレートのブラケット取付部の貫通穴に外側から通される脚部と、脚部に設けられ、かつ弾性を有する材料からなるとともにサイドプレートのブラケット取付部のフィン側を向いた面における貫通穴の周囲の部分に係合する係合片とを有しており、設置用ブラケットの係合片が、脚部を貫通穴に通す際に弾性変形して貫通穴を通過し、貫通穴を通過した後に元の形状に復元してサイドプレートのブラケット取付部のフィン側を向いた面における貫通穴の周囲の部分に係合するようになされている熱交換器。
サイドプレートが開口をフィン側に向けた横断面略コ字状であって、幅方向を前後方向に向けるとともに熱交換管の長さ方向にのびる帯状の基壁部と、基壁部の前後両側縁部に一体に形成されてフィン側に突出した１対の側壁部と、各側壁部の先端部に形成された前後方向内方への屈曲部とよりなり、両屈曲部がフィンにろう付されたろう付部となり、基壁部がブラケット取付部となり、両側壁部が連結部となっている請求項１記載の熱交換器。
設置用ブラケットの脚部が幅方向を前後方向に向けた板状であり、設置用ブラケットの係合片が、脚部のフィン側端部の両面に設けられるとともに、ヘッダの長さ方向の外側に向かって熱交換管の長さ方向外側に傾斜しており、各係合片の先端部が、サイドプレートのブラケット取付部のフィン側を向いた面における貫通穴の両側部分に係合している請求項１または２記載の熱交換器。
設置用ブラケットのブラケット本体が横断面略Ｔ字状であって、サイドプレートのブラケット取付部に沿うとともに、前後両側縁部がブラケット取付部よりも前後方向外方に突出した板状のベース部と、ベース部に設けられ、かつヘッダの長さ方向外側に突出するとともに取付具挿通穴が形成された板状の突出部と、ベース部の前後両側縁部に一体に形成されてフィン側に突出するとともに、サイドプレートの連結部に沿うがたつき防止壁とよりなり、ベース部のサイドプレート側を向いた面にサイドプレートの貫通穴内に嵌め入れられる位置決め用嵌入部が設けられ、嵌入部に脚部が設けられている請求項３記載の熱交換器。
設置用ブラケットの脚部が複数設けられている請求項３または４記載の熱交換器。
設置用ブラケットのブラケット本体のベース部、突出部およびがたつき防止壁と、脚部と、係合片とが、合成樹脂により一体に形成されている請求項４または５記載の熱交換器。