JP2010032156A - 熱交換器の連結装置及びそれを備えた熱交換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】振動抑制効果の高い熱交換器の連結装置及びそれを備えた熱交換装置を提供する。
【解決手段】一対のヘッダタンク１４０、１５０、２４０、２５０と、コア１１０、２１０と、一対のサイドプレート１２０、１３０、２２０、２３０とをそれぞれ備え、複数の扁平チューブ１１１、２１１の積層方向に並列して配置されるコンデンサ１００及びラジエータ２００を互いに連結する熱交換器の連結装置であって、コンデンサ１００及びラジエータ２００間に挟まれて配置され、胴体部１１、３１と、胴体部１１、３１の一方の表面に形成され、サイドプレート１２０に嵌合してコンデンサ１００を保持する第１嵌合溝部１２、３２と、胴体部１１、３１の他方の表面に形成されて第１嵌合溝部１２、３２と平行に延伸し、サイドプレート２３０に嵌合してラジエータ２００を保持する第２嵌合溝部１６、３６とを有するように構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の熱交換器を連結する熱交換器の連結装置及びそれを備えた熱交換装置に関する。

特許文献１には、空気流れに対して並列に配置されるコンデンサ及びラジエータが互いに連結された熱交換装置が開示されている。コンデンサは、水平方向両端部に配置された一対のヘッダ部と、両ヘッダ部間を連通する複数のチューブが鉛直方向に積層されたコアと、コアの鉛直方向両端部に配設され、チューブの延伸方向に並列して延伸する一対のサイドプレートとを有している。ラジエータは、コンデンサと同様に、一対のヘッダ部、コア及び一対のサイドプレートを有しており、コンデンサの上方に配置されている。コンデンサ及びラジエータは、いずれも水平方向に長い横長平板状の外形状を有しており、空気流れ方向に対して垂直に配置されている。

コンデンサの一方のヘッダ部とラジエータの一方のヘッダ部との間は、ブラケット、ボルト及びナット等を用いて機械的に結合されている。またコンデンサの他方のヘッダ部とラジエータの他方のヘッダ部との間は、同様に機械的に結合されている。
特開２００７−１７０７７６号公報

上記の熱交換装置では、横長平板状のコンデンサ及びラジエータは、長手方向両端部に配置されたヘッダ部同士のみで結合されている。したがって、空気流れ方向に平行な前後方向の振動負荷が加えられると、コンデンサ及びラジエータは長手方向両端部を支点としてそれぞれ独立して前後方向に振動してしまうため、熱交換装置の振動抑制が困難であった。

本発明の目的は、振動抑制効果の高い熱交換器の連結装置及びそれを備えた熱交換装置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、以下の技術的手段を採用する。

請求項１に記載の発明は、一対のタンク（１４０、１５０、２４０、２５０）と、一対のタンク（１４０、１５０、２４０、２５０）を連通させる複数のチューブ（１１１、２１１）が積層されたコア（１１０、２１０）と、複数のチューブ（１１１、２１１）の積層方向両端部に配設され、複数のチューブ（１１１、２１１）の延伸方向に沿って延伸する一対のサイドプレート（１２０、１３０、２２０、２３０）とをそれぞれ備え、複数のチューブ（１１１、２１１）の積層方向に並列して配置される第１熱交換器（１００）及び第２熱交換器（２００）を互いに連結する熱交換器の連結装置であって、第１熱交換器（１００）及び第２熱交換器（２００）間に挟まれて配置され、第１熱交換器（１００）のサイドプレート（１２０）に対向する一方の表面と、第２熱交換器（２００）のサイドプレート（２３０）に対向する他方の表面とを備える胴体部（１１、３１）と、一方の表面に形成され、第１熱交換器（１００）のサイドプレート（１２０）に嵌合して当該第１熱交換器（１００）を保持する第１嵌合溝部（１２、３２）と、他方の表面に形成されて第１嵌合溝部（１２、３２）とほぼ平行に延伸し、第２熱交換器（２００）のサイドプレート（２３０）に嵌合して当該第２熱交換器（２００）を保持する第２嵌合溝部（１６、３６）とを有することを特徴とする熱交換器の連結装置である。

これにより、第１嵌合溝部（１２、３２）は第１熱交換器（１００）のサイドプレート（１２０）に嵌合し、第２嵌合溝部（１６、３６）は第２熱交換器（２００）のサイドプレート（２３０）に嵌合するため、両熱交換器（１００、２００）のサイドプレート（１２０、２３０）同士が保持固定される。したがって、両熱交換器（１００、２００）が独立して振動するのを防止できるため、高い振動抑制効果が得られる。

請求項２に記載の発明は、第１熱交換器（１００）及び第２熱交換器（２００）は、それぞれのサイドプレート（１２０、２３０）の縁部を外側に曲折して形成されたリブ（１２１、１２２、２３１、２３２）を有し、第１嵌合溝部（１２、３２）及び第２嵌合溝部（１６、３６）は、リブ（１２１、１２２、２３１、２３２）にそれぞれ嵌合することを特徴としている。

第１嵌合溝部（１２、３２）及び第２嵌合溝部（１６、３６）がリブ（１２１、１２２、２３１、２３２）にそれぞれ嵌合することにより、両熱交換器（１００、２００）同士をより強固に保持固定でき、より高い振動抑制効果が得られる。

請求項３に記載の発明は、第１熱交換器（１００）のコア（１１０）又はタンク（１４０、１５０）を挟持する一対の挟持部（４０、４１）をさらに有していることを特徴としている。

第１熱交換器（１００）のコア（１１０）又はタンク（１４０、１５０）を一対の挟持部（４０、４１）で挟持することにより、第１熱交換器（１００）の振動抑制効果を向上できる。

請求項４に記載の発明は、挟持部（４０、４１）には、第１熱交換器（１００）のコア（１１０）に空気を流通させる空気流通孔（４２）が形成されていることを特徴としている。

これにより、挟持部（４０、４１）でコア（１１０）を挟持した場合であってもコア（１１０）に空気を流通させることができるため、第１熱交換器（１００）の熱交換性能の低下を防止できる。

請求項５に記載の発明は、一方の表面は、第１熱交換器（１００）のサイドプレート（１２０）に対し摺動可能であり、第１熱交換器（１００）に形成されてサイドプレート（１２０）の延伸方向外側に向かって延伸する横穴（１４６）に対し摺動嵌合する突起部（４３）をさらに有していることを特徴としている。

これにより、第１熱交換器（１００）及び連結装置間に互いに離れる方向の力が加えられたとしても、第１熱交換器（１００）の連結装置からの脱落を防止できる。

請求項６に記載の発明は、突起部（４３）が横穴（１４６）に摺動嵌合した状態で第１熱交換器（１００）に対し係止される係止爪（４４）をさらに有していることを特徴としている。

これにより、突起部（４３）が横穴（１４６）から抜けてしまうことを防止できるため、第１熱交換器（１００）の連結装置からの脱落をより確実に防止できる。

請求項７に記載の発明は、第２熱交換器（２００）のタンク（２４０、２５０）を抱持する抱持部（４５）をさらに有していることを特徴としている。

第２熱交換器（２００）のタンク（２４０、２５０）を抱持部（４５）で抱持することにより、第２熱交換器（２００）の振動抑制効果を向上できる。

請求項８に記載の発明は、抱持部（４５）は、第２熱交換器（２００）のタンク（２４０、２５０）を弾性支持する弾性支持片（４６、４７）を有していることを特徴としている。これにより、第２熱交換器（２００）の寸法誤差を吸収することができる。

請求項９に記載の発明は、抱持部（４５）は、第２熱交換器（２００）のタンク（２４０、２５０）に形成された被係合部（２５５）に係合する係合部（４８）を有していることを特徴としている。

これにより、第２熱交換器（２００）及び連結装置間に互いに離れる方向の力が加えられたとしても、連結装置の第２熱交換器（２００）からの脱落を防止できる。

請求項１０に記載の発明は、第１嵌合溝部（１２、３２）及び第２嵌合溝部（１６、３６）は、互いにずれて配置されていることを特徴としている。

これにより、第１嵌合溝部（１２、３２）及び第２嵌合溝部（１６、３６）によって胴体部（１１、３１）の厚さが部分的に極端に薄くなってしまうことを防ぐことができるため、連結装置を高強度化及び薄型化できる。

請求項１１に記載の発明は、樹脂製で一体成形されていることを特徴としている。これにより、連結装置を軽量化及び低コスト化できる。

請求項１２に記載の発明は、上記発明の熱交換器の連結装置と、連結装置により互いに連結された２つの熱交換器（１００、２００）とを有することを特徴とする熱交換装置である。

これにより、２つの熱交換器（１００、２００）のサイドプレート（１２０、２３０）同士が連結装置を介して保持固定されるため、両熱交換器（１００、２００）が独立して振動するのを防止でき、高い振動抑制効果が得られる。

請求項１３に記載の発明は、２つの熱交換器（１００、２００）は、結束部材（６０）により互いに結束されていることを特徴としている。

これにより、２つの熱交換器（１００、２００）に対し互いに離れる方向の力が加えられたとしても、熱交換器（１００、２００）同士の連結が解除されてしまうのを防止できる。

請求項１４に記載の発明は、連結装置は、２つの熱交換器（１００、２００）に対し、締結部材（７０、７１）によりそれぞれ締結固定されていることを特徴としている。

これにより、２つの熱交換器（１００、２００）に対し互いに離れる方向の力が加えられたとしても、熱交換器（１００、２００）同士の連結が解除されてしまうのを防止できる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係の一例を示している。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図１乃至図１０を用いて説明する。図１は、本実施形態における熱交換装置１の全体構成を示す斜視図である。図１の紙面手前側は、車両搭載時において車両前方側となる。図１に示すように、熱交換装置１は、コンデンサ（第１熱交換器）１００、ラジエータ（第２熱交換器）２００、及びこれらを互いに連結する連結装置１０、３０、５０を有し、例えばハイブリッド自動車に搭載されるようになっている。コンデンサ１００は、車両用空調装置の冷凍サイクルにおいて圧縮機から吐出された高温高圧の冷媒を空気との熱交換により放熱させて凝縮させる熱交換器である。ラジエータ２００は、ハイブリッド自動車用の電動モータ、インバータ及び発電機等の電気機器部品を冷却するための冷却水回路に設けられ、冷却水を空気との熱交換により冷却する熱交換器である。コンデンサ１００及びラジエータ２００は、空気流れに対して並列に配置され、互いにほぼ同一平面内に位置している。ラジエータ２００は、コンデンサ１００よりも上方に配置されている。

熱交換装置１は、車両搭載時には、エンジンルーム内に車外の空気を導入するラジエータグリル（図示せず）の後方であって、エンジン冷却水を冷却するエンジン用ラジエータ（図示せず）よりも前方（空気流れ上流側）に配置される。エンジン用ラジエータよりも空気流れ下流側には、熱交換装置１及びエンジン用ラジエータに冷却用の空気を供給するための電動ファン（図示せず）が配置されている。

コンデンサ１００は、冷媒と空気との熱交換を行う略矩形状のコア１１０を有している。コア１１０は、概ね水平方向に延伸して冷媒を流通させる複数の扁平チューブ１１１と、扁平チューブ１１１に熱的に接続され、空気に対する伝熱面積を増大させて熱交換を促進させる複数のコルゲートフィン１１２とが、概ね鉛直方向に交互に積層された構造を有している（図１では、扁平チューブ１１１及びコルゲートフィン１１２を右上角部のみに示している）。コア１１０は、扁平チューブ１１１の積層方向（鉛直方向）に比較して扁平チューブ１１１の延伸方向（水平方向）に長い長方形状の平面形状を有している。

コア１１０の積層方向両端部には、扁平チューブ１１１の延伸方向に沿って延伸し、コア１１０の機械的強度を補強する一対のサイドプレート（インサート）１２０、１３０が設けられている。積層方向上端側のサイドプレート１２０は、当該サイドプレート１２０の両縁部をコア１１０外側に向かって断面コの字状に曲折することにより形成されたリブ１２１、１２２を有している（図２参照）。積層方向下端側のサイドプレート１３０は、同様に形成されたリブを有している。またサイドプレート１３０には、熱交換装置１を車両の所定位置に固定するための２つのブラケット１３２が取り付けられている。

扁平チューブ１１１の延伸方向一端部（図中左側）には、各扁平チューブ１１１への冷媒の分配を行うヘッダタンク１４０が配置されている。ヘッダタンク１４０は、略平板状のコアプレート１４３と断面Ｕ字状のタンク部材１４４とが組み合わされた筒状体と、筒状体の長手方向両端部を閉塞する略平板状のタンクキャップ１４５とを有している（図５及び図６参照）。タンクキャップ１４５は、サイドプレート１２０側に延設されてサイドプレート１２０に対して接合されている。タンクキャップ１４５とサイドプレート１２０との間の間隙には、サイドプレート１２０の延伸方向外側に向かって延伸する横穴１４６が形成されている。またタンクキャップ１４５には、後述する角部用連結装置３０の係止爪４４が係止される係止穴１４７が形成されている。ヘッダタンク１４０のコアプレートには、複数の扁平チューブ１１１の一端部がそれぞれ嵌入される、扁平チューブ１１１と同数の嵌入孔が形成されている。ヘッダタンク１４０は、各嵌入孔を介して全ての扁平チューブ１１１と連通している。

扁平チューブ１１１の延伸方向他端部には、各扁平チューブ１１１からの冷媒の集合を行うヘッダタンク１５０が配置されている。ヘッダタンク１５０は、ヘッダタンク１４０の上記構成とほぼ同様の構成を有している。

またヘッダタンク１４０には、コンデンサ１００内に冷媒を流入させる入口配管１４１と、コンデンサ１００内の冷媒を外部に流出させる出口配管１４２とが設けられている。

ヘッダタンク１５０の外側（コア１１０の反対側）には、筒状の気液分離器（モジュレータ）１５１が配置されている。気液分離器１５１は、気相冷媒と液相冷媒とを分離して液相冷媒を貯留しておくことができるレシーバである。気液分離器１５１は、接合部材１５２を介してヘッダタンク１５０に接合されている。接合部材１５２には上下方向に並ぶ２つの貫通孔が形成されており、気液分離器１５１は両貫通孔を介してヘッダタンク１５０と連通している。

ヘッダタンク１４０内部の下側寄りの位置には、セパレータ（図示せず）が設けられている。ヘッダタンク１５０内部には、ヘッダタンク１４０のセパレータと同一高さにセパレータ（図示せず）が設けられている。コア１１０は、図１中の破線で示すように、両セパレータによって２つの熱交換部に分けられている。

両セパレータの上方側部位１１０ａは、入口配管１４１から流入した気相冷媒を空気との熱交換により凝縮させる凝縮部になっている。凝縮部を通過した冷媒は、接合部材１５２の上方の貫通孔を介して気液分離器１５１に流入するようになっている。すなわち、入口配管１４１、及び接合部材１５２の上方の貫通孔は、両セパレータよりも上方に配置されている。

両セパレータの下方側部位１１０ｂは、接合部材１５２の下方の貫通孔を介して気液分離器１５１から流入した液相冷媒を空気との熱交換により冷却する過冷却部になっている。過冷却部で冷却された液相冷媒は、出口配管１４２から流出するようになっている。すなわち、出口配管１４２、及び接合部材１５２の下方の貫通孔は、両セパレータよりも下方に配置されている。

本実施形態では、コンデンサ１００の構成部品は全てアルミニウム合金製であり、ろう接により一体的に結合されている。

ラジエータ２００は、電気機器部品用の冷却水と空気との熱交換を行う略矩形状のコア２１０を有している。コア２１０は、概ね水平方向に延伸して冷却水を流通させる複数の扁平チューブ２１１と、扁平チューブ２１１に熱的に接続され、空気に対する伝熱面積を増大させて熱交換を促進させる複数のコルゲートフィン２１２とが、概ね鉛直方向に交互に積層された構造を有している（図１では、扁平チューブ２１１及びコルゲートフィン２１２を右上角部のみに示している）。コア２１０は、扁平チューブ１１１の積層方向に比較して延伸方向に長い長方形状の平面形状を有している。

コア２１０の積層方向両端部には、扁平チューブ２１１の延伸方向に沿って延伸し、コア２１０の機械的強度を補強する一対のサイドプレート２２０、２３０が設けられている。積層方向下端側のサイドプレート２３０は、当該サイドプレート２３０の両縁部をコア２１０外側に向かって断面コの字状に曲折することにより形成されたリブ２３１、２３２を有している（図２参照）。積層方向上端側のサイドプレート２２０は、同様に形成されたリブを有している。本実施形態では、サイドプレート２２０、２３０は、コンデンサ１００のサイドプレート１２０、１３０とほぼ同一の断面形状を有している。

扁平チューブ２１１の延伸方向一端部（図中右側）には、各扁平チューブ２１１への冷却水の分配を行うヘッダタンク２４０が配置されている。ヘッダタンク２４０は、扁平チューブ２１１の一端部に接続されたコアプレート２４１と、コアプレート２４１にかしめ固定された樹脂製のタンク部材２４２とを有している。扁平チューブ２１１の他端部には、各扁平チューブ２１１からの冷却水の集合を行うヘッダタンク２５０が配置されている。ヘッダタンク２５０は、扁平チューブ２１１の他端部に接続されたコアプレート２５１と、コアプレート２５１にかしめ固定された樹脂製のタンク部材２５２とを有している。

コアプレート２４１には、複数の扁平チューブ２１１の一端部がそれぞれ嵌入される、扁平チューブ２１１と同数の嵌入孔が形成されている。ヘッダタンク２４０は、各嵌入孔を介して全ての扁平チューブ２１１と連通している。コアプレート２５１には、複数の扁平チューブ２１１の他端部がそれぞれ嵌入される、扁平チューブ２１１と同数の嵌入孔が形成されている。ヘッダタンク２５０は、各嵌入孔を介して全ての扁平チューブ２１１と連通している。

ヘッダタンク２４０のタンク部材２４２には、ラジエータ２００内に冷却水を流入させる入口配管２４３が設けられている。ヘッダタンク２５０のタンク部材２５２には、ラジエータ２００内の冷却水を外部に流出させる出口配管２５３が設けられている。タンク部材２４２、２５２の外側側面には、後述する係合穴４８に係合される突起部（被係合部）２４５、２５５がそれぞれ形成されている（図３及び図７参照）。またタンク部材２４２、２５２上部には、車両の所定位置に取り付けるための取付けピン２４４、２５４がそれぞれ設けられている。

本実施形態では、ラジエータ２００のうちタンク部材２４２、２５２以外の構成部品は全てアルミニウム合金製であり、ろう接により一体的に結合されている。

コンデンサ１００及びラジエータ２００は、中間部用連結装置１０と一対の角部用連結装置３０、５０とにより互いに連結されている。中間部用連結装置１０及び角部用連結装置３０、５０は、例えばいずれも樹脂製であり、それぞれ一体成形されている。中間部用連結装置１０は、コンデンサ１００及びラジエータ２００のコア１１０、２１０の略中央部同士を連結している。２つの角部用連結装置３０、５０は、コンデンサ１００及びラジエータ２００の互いに対向する角部近傍同士を連結している。

図２は、熱交換装置１の中間部用連結装置１０近傍をサイドプレート１２０、２３０の延伸方向に垂直に切断した断面図である。図２の右側は車両前方側となっている。図２に示すように、中間部用連結装置１０は、コンデンサ１００の上端部とラジエータ２００の下端部との間に挟まれて配置された胴体部１１を有している。胴体部１１は、コンデンサ１００のサイドプレート１２０及びラジエータ２００のサイドプレート２３０に沿う方向に比較的長いブロック状の形状を有している。

胴体部１１の下面には、コンデンサ１００のサイドプレート１２０の断面形状に対応する溝形状を有し、サイドプレート１２０が嵌合する第１嵌合溝部１２が形成されている。第１嵌合溝部１２は、胴体部１１の長手方向において一方の端面から他方の端面まで延伸して設けられている。第１嵌合溝部１２は、比較的浅い深さに形成されてサイドプレート１２０底部及びコア１１０の上端部が嵌合する浅溝部１３と、浅溝部１３の両縁部に浅溝部１３よりも深い深さに形成され、サイドプレート１２０のリブ１２１、１２２がそれぞれ嵌合する深溝部１４、１５とを有している。第１嵌合溝部１２（浅溝部１３）は、サイドプレート１２０及びコア１１０の幅とほぼ同一又はそれより若干狭い圧入可能な溝幅に形成されている。深溝部１４、１５は、リブ１２１、１２２の厚み（サイドプレート１２０の肉厚）とほぼ同一又はそれより若干狭い圧入可能な溝幅に形成されている。

見方を変えると、第１嵌合溝部１２の底面部には、当該第１嵌合溝部１２に沿って延伸する線状突起部２０が形成されており、線状突起部２０はリブ１２１、１２２間に嵌合されている。すなわち、中間部用連結装置１０の第１嵌合溝部１２とサイドプレート１２０とは、互いに嵌合し合う関係にある。これにより、サイドプレート１２０を第１嵌合溝部１２に嵌入させると、コンデンサ１００は中間部用連結装置１０に比較的強固に保持されるようになっている。

胴体部１１の上面には、ラジエータ２００のサイドプレート２３０の断面形状に対応する溝形状を有し、サイドプレート２３０が嵌合する第２嵌合溝部１６が形成されている。第２嵌合溝部１６は、胴体部１１の長手方向において一方の端面から他方の端面まで延伸して設けられている。第２嵌合溝部１６は、第１嵌合溝部１２にほぼ平行に延伸している。第１嵌合溝部１２及び第２嵌合溝部１６の延伸方向に平行に見ると、第２嵌合溝部１６は第１嵌合溝部１２の真上ではなく、第１嵌合溝部１２に対して図２中の右方向（車両前方側）にずれた位置に形成されている。

第２嵌合溝部１６は、比較的浅い深さに形成されてサイドプレート２３０底部及びコア２１０の下端部が嵌合する浅溝部１７と、浅溝部１７の両縁部に浅溝部１７よりも深い深さに形成され、サイドプレート２３０のリブ２３１、２３２がそれぞれ嵌合する深溝部１８、１９とを有している。深溝部１９は、第１嵌合溝部１２の深溝部１４、１５の間に位置している。第２嵌合溝部１６（浅溝部１７）は、サイドプレート２３０及びコア２１０の幅とほぼ同一又はそれより若干狭い圧入可能な溝幅に形成されている。深溝部１８、１９は、リブ２３１、２３２の厚み（サイドプレート２３０の肉厚）とほぼ同一又はそれより若干狭い圧入可能な溝幅に形成されている。

見方を変えると、第２嵌合溝部１６の底面部には、当該第２嵌合溝部１６に沿って延伸する線状突起部２１が形成されており、線状突起部２１はリブ２３１、２３２間に嵌合されている。すなわち、中間部用連結装置１０の第２嵌合溝部１６とサイドプレート２３０とは、互いに嵌合し合う関係にある。これにより、サイドプレート２３０を第２嵌合溝部１６に嵌入させると、ラジエータ２００は中間部用連結装置１０に比較的強固に保持されるようになっている。

図３は、一方の角部用連結装置３０近傍の構成を示す斜視図である。図４は、角部用連結装置３０からラジエータ２００を取り外した状態を示し、図５は、さらに角部用連結装置３０をコンデンサ１００から取り外した状態を示している。図３乃至図５に示すように、角部用連結装置３０は、コンデンサ１００の上端部とラジエータ２００の下端部との間に挟まれて配置されたブロック状の胴体部３１を有している。

胴体部３１の下面のうち一方の端面３１ａ寄りには、コンデンサ１００のサイドプレート１２０の断面形状に対応する溝形状を有し、サイドプレート１２０が嵌合する第１嵌合溝部３２が形成されている。第１嵌合溝部３２は、サイドプレート１２０のリブ１２１、１２２がそれぞれ嵌合する深溝部３４、３５を有している。深溝部３４、３５は、リブ１２１、１２２の厚みとほぼ同一又はそれより若干狭い圧入可能な溝幅に形成されている。サイドプレート１２０を第１嵌合溝部３２に嵌入させることにより、コンデンサ１００は角部用連結装置３０に保持されるようになっている。また角部用連結装置３０は、第１嵌合溝部３２とサイドプレート１２０とを嵌合させた状態で、サイドプレート１２０の延伸方向に所定の摺動幅で摺動可能になっている。

胴体部３１の下面側には、コンデンサ１００のコア１１０の角部近傍又はヘッダタンク１４０を前後方向から挟持する一対の挟持部４０、４１が形成されている。挟持部４０、４１は、コア１１０の角部を挟持できるようにそれぞれ直角三角形状の外形状を有している。挟持部４０、４１には、コア１１０の被挟持部分に空気を流通させる空気流通孔４２が形成されている。

図６は、コア１１０の厚み方向中央部近傍で切断した角部用連結装置３０近傍の構成を示す模式的な断面図である。図６に示すように、胴体部３１の下面（摺動面）には、下面に沿って外側方向に延伸する突起部４３が形成されている。角部用連結装置３０を矢印Ａ１のようにサイドプレート１２０の延伸方向内側（コア１１０側）から外側（ヘッダタンク１４０側）に向かって摺動させると、突起部４３は、サイドプレート１２０とタンクキャップ１４５との間に形成された横穴１４６に摺動嵌合するようになっている。突起部４３を横穴１４６に嵌合させることにより、サイドプレート１２０の延伸方向外側に向かう方向への角部用連結装置３０の摺動が規制される。

また胴体部３１には、突起部４３が横穴１４６に摺動嵌合したときに係止穴１４７に係止される係止爪４４が形成されている。係止爪４４が係止穴１４７に係止されると、サイドプレート１２０の延伸方向内側に向かう方向への角部用連結装置３０の摺動が規制され、突起部４３と横穴１４６との嵌合が維持される。これにより、角部用連結装置３０及びコンデンサ１００間に互いに離れる方向の力が加えられたとしても、角部用連結装置３０はコンデンサ１００から容易には外れないようになり、角部用連結装置３０に対するコンデンサ１００の脱落が防止されるようになっている。

胴体部３１の上面のうち一方の端面３１ａ寄りには、ラジエータ２００のサイドプレート２３０の断面形状に対応する溝形状を有し、サイドプレート２３０が嵌合する第２嵌合溝部３６が形成されている。第２嵌合溝３６は、第１嵌合溝３２にほぼ平行に延伸している。第１嵌合溝部３２及び第２嵌合溝部３６の延伸方向に平行に見ると、第２嵌合溝部３６は第１嵌合溝部３２の真上ではなく、第１嵌合溝部３２に対して車両前方側にずれた位置に形成されている。第１嵌合溝部３２及び第２嵌合溝部３６間の相対的な位置関係は、中間部用連結装置１０の第１嵌合溝部１２及び第２嵌合溝部１６間の相対的な位置関係とほぼ同じである。

第２嵌合溝部３６は、比較的浅い深さに形成されてサイドプレート２３０底部及びコア２１０の下端部が嵌合する浅溝部３７と、浅溝部３７の両縁部に浅溝部３７よりも深い深さに形成され、サイドプレート２３０のリブ２３１、２３２がそれぞれ嵌合する深溝部３８、３９とを有している。深溝部３９は、第１嵌合溝部３２の深溝部３４、３５の間に位置している。第２嵌合溝部３６（浅溝部３７）は、サイドプレート２３０及びコア２１０の幅とほぼ同一又はそれより若干狭い圧入可能な溝幅に形成されている。深溝部３８、３９は、リブ２３１、２３２の厚みとほぼ同一又はそれより若干狭い圧入可能な溝幅に形成されている。サイドプレート２３０を第２嵌合溝部３６に嵌入させることにより、ラジエータ２００は角部用連結装置３０に保持されるようになっている。

また胴体部３１の上面には、ラジエータ２００のヘッダタンク２５０を抱持する抱持部４５が形成されている。抱持部４５は、胴体部３１上面に形成された底面部４５ａと、底面部４５ａから上方に断面コの字状に延出して形成された抱持壁４５ｂとを有している。ラジエータ２００のヘッダタンク２５０は、底面部４５ａ上に載置されると抱持壁４５ｂによって外側の三方から抱持されるようになっている。

底面部４５ａには、断面逆Ｌ字状に突出してヘッダタンク２５０を弾性支持する弾性支持片４６が形成されている。抱持壁４５ｂのうち扁平チューブ２１１の延伸方向にほぼ垂直となる内壁面４５ｃには、断面逆Ｌ字状に突出してヘッダタンク２５０を弾性支持する弾性支持片４７が形成されている。また抱持壁４５ｂには、ヘッダタンク２５０の側面に形成された突起部２５５に係合する係合穴（係合部）４８が形成されている。係合穴４８を突起部２５５に係合させることにより、ラジエータ２００に対する角部用連結装置３０の脱落が防止されるようになっている。また、抱持部４５がラジエータ２００のヘッダタンク２５０を抱持している状態では、サイドプレート１２０に対する角部用連結装置３０の摺動が阻止される。したがって、突起部４３と横穴１４６との嵌合がより強固に維持されるため、角部用連結装置３０に対するコンデンサ１００の脱落が確実に防止される。

図７は、他方の角部用連結装置５０近傍の構成を示す斜視図である。図８は、角部用連結装置５０からラジエータ２００を取り外した状態を示し、図９は、さらに角部用連結装置５０をコンデンサ１００から取り外した状態を示している。図７乃至図９に示すように、角部用連結装置５０は、角部用連結装置３０とほぼ左右対称の構造を有している。本実施形態では、角部用連結装置５０は、弾性支持片４７が形成されていないことを除き、角部用連結装置３０と実質的に同一の構成を有している。角部用連結装置５０の構成要素のうち角部用連結装置３０の構成要素と同一の機能を有するものは、同一の符号を付してその説明を省略する。

上記のような構成の熱交換装置１を車両のエンジンルーム内に搭載し、電動ファンを作動させてラジエータグリルを介して空気をエンジンルームに流入させると、流入した空気はコンデンサ１００のコア１１０及びラジエータ２００のコア２１０を通過する。その際、コンデンサ１００では、圧縮機から吐出された高温高圧の冷媒が流入空気との熱交換により冷却されて凝縮する。またラジエータ２００では、電気機器部品を冷却して温度の上昇した冷却水が流入空気との熱交換により冷却される。

本実施形態における熱交換装置１の製造方法について説明する。コンデンサ１００は、構成部品同士を組み付けてろう付けすることにより作製される。またラジエータ２００は、構成部品同士を組み付けてろう付けし、さらに樹脂製のタンク部材２４２、２５２を取り付けることにより作製される。

次に、コンデンサ１００のサイドプレート１２０に対し、中間部用連結装置１０及び角部用連結装置３０、５０を取り付ける。中間部用連結装置１０は、サイドプレート１２０の延伸方向中央部近傍に第１嵌合溝部１２を嵌合させることにより取り付けられる。

角部用連結装置３０は、サイドプレート１２０の延伸方向端部近傍に第１嵌合溝部３２を嵌合させた後、図６に示す矢印Ａ１方向に摺動させて突起部４３を横穴１４６に嵌合させることにより取り付けられる。突起部４３が横穴１４６に嵌合すると、係止爪４４が係止穴１４７に係止されるため、矢印Ａ１方向とは逆方向への角部用連結装置３０の摺動が阻止される。これにより、突起部４３と横穴１４６との横方向の嵌合が維持されるため、コンデンサ１００の角部用連結装置３０からの脱落が防止される。角部用連結装置５０は、角部用連結装置３０と同様の手順で取り付けられる。

ここで、角部用連結装置５０は、サイドプレート１２０の延伸方向内側から外側に摺動させることにより取り付けられるため、ヘッダタンク１５０の外側に配置されている気液分離器１５１によって取付けが困難になることはない。

次に、中間部用連結装置１０及び角部用連結装置３０、５０に対してラジエータ２００を取り付ける。ラジエータ２００は、中間部用連結装置１０の第２嵌合溝部１６及び角部用連結装置３０、５０の第２嵌合溝部３６に対しサイドプレート２３０を嵌合させることにより取り付けられる。このとき、ラジエータ２００のヘッダタンク２４０、２５０は角部用連結装置３０、５０の抱持部４５によりそれぞれ抱持され、抱持部４５に形成された係合穴４８は、ヘッダタンク２４０、２５０にそれぞれ形成された突起部２４５、２５５に係合される。また、抱持部４５がヘッダタンク２５０を抱持することにより、図６に示す矢印Ａ１方向とは逆方向への角部用連結装置３０の摺動はより強固に阻止される。これにより、ラジエータ２００は、角部用連結装置３０、５０に対し固定されるとともに、角部用連結装置３０、５０を介してコンデンサ１００に対し固定される。ラジエータ２００とコンデンサ１００とが固定されることにより、中間部用連結装置１０の脱落は防止される。

以上の手順により、コンデンサ１００とラジエータ２００とが連結装置１０、３０、５０を介して一体化された熱交換装置１が作製される。熱交換装置１は一体化されているため、ラジエータ２００側を持って取り扱ってもコンデンサ１００が脱落することはない。その後、熱交換装置１は、ラジエータ２００の上部に設けられた取付けピン２４４、２５４とコンデンサ１００の下部に設けられたブラケット１３２とを用いて車両内の所定位置に取り付けられる。車両に取り付けられた状態では、熱交換装置１の上部と下部とが車両に対して固定されるため、仮に角部用連結装置３０、５０を設けず中間部用連結装置１０のみを設けた構成であっても、中間部用連結装置１０の脱落は生じない。

本実施形態では、コンデンサ１００及びラジエータ２００が、角部用連結装置３０、５０により角部同士が連結されているとともに、中間部用連結装置１０により中間部同士が連結されている。このため、熱交換装置１に対して空気流れ方向に平行な前後方向の振動負荷が加えられたとしても、コンデンサ１００及びラジエータ２００が前後方向に独立して振動するのを抑制できる。したがって、本実施形態によれば、熱交換装置１の振動抑制効果を向上することができる。

また本実施形態では、中間部用連結装置１０及び角部用連結装置３０、５０とサイドプレート１２０とは互いに嵌合し合う関係にあり、中間部用連結装置１０及び角部用連結装置３０、５０とサイドプレート２３０とは互いに嵌合し合う関係にある。したがって本実施形態によれば、コンデンサ１００とラジエータ２００との間が中間部用連結装置１０及び角部用連結装置３０、５０を介して強固に連結されるため、高い振動抑制効果が得られる。

さらに本実施形態では、コンデンサ１００及びラジエータ２００の間は、中間部用連結装置１０及び角部用連結装置３０、５０を介した嵌合により固定されているため、連結用のブラケットやボルト及びナット等を用いる必要がない。したがって、熱交換装置１を軽量化及び低コスト化できる。また、ボルト及びナット等を用いた固定に比較すると、コンデンサ１００及びラジエータ２００の取り外しが容易であるため、交換作業も比較的容易になる。

また本実施形態では、角部用連結装置３０、５０が、コンデンサ１００のコア１１０又はヘッダタンク１４０、１５０を挟持部４０、４１により挟持している。したがって、コンデンサ１００の振動を抑制できる。挟持部４０、４１には空気流通孔４２が形成されているため、挟持部４０、４１でコア１１０を挟持することによる熱交換性能の低下は抑えられる。また挟持部４０、４１は、角部用連結装置３０、５０をコンデンサ１００に取り付ける際にコンデンサ１００を案内するガイドとしても機能するため、角部用連結装置３０、５０のコンデンサ１００への取付けが容易になる。

さらに本実施形態では、角部用連結装置３０、５０が、ラジエータ２００のヘッダタンク２４０、２５０を抱持部４５により外側から抱持している。したがって、ラジエータ２００の振動を抑制できる。また抱持部４５は、ラジエータ２００を中間部用連結装置１０及び角部用連結装置３０、５０に取り付ける際にラジエータ２００を案内するガイドとしても機能するため、ラジエータ２００の中間部用連結装置１０及び角部用連結装置３０、５０への取付けが容易になる。

また本実施形態では、ラジエータ２００のヘッダタンク２４０、２５０を弾性支持する弾性支持片４６、４７が抱持部４５に設けられている。これにより、ラジエータ２００のコンデンサ１００に対する相対的な寸法誤差を吸収することができる。

さらに本実施形態では、中間部用連結装置１０及び角部用連結装置３０、５０のそれぞれにおいて、第１嵌合溝部１２、３２と第２嵌合溝部１６、３６とが互いにずれて配置されている。仮に、第１嵌合溝部１２、３２と第２嵌合溝部１６、３６が重なって形成されているとすると、胴体部１１、３１の厚さが部分的に極端に薄くなり、その部分での強度が低下してしまうおそれがある。これに対し本実施形態によれば、胴体部１１、３１の厚さの変化を緩和できるため、中間部用連結装置１０及び角部用連結装置３０、５０を高強度化できるとともに全体的に薄型化できる。

また本実施形態では、中間部用連結装置１０及び角部用連結装置３０、５０は、いずれも樹脂製であり一体成形されている。したがって、中間部用連結装置１０及び角部用連結装置３０、５０を軽量化及び低コスト化できる。

ここで、コンデンサ１００及びラジエータ２００のコア１１０、２１０の大きさは種々存在するため、コンデンサ１００及びラジエータ２００の組合せは数多く存在する。しかしながら、コア１１０、２１０の大きさが異なってもサイドプレートやヘッダタンクの形状は標準化されることが多いため、本実施形態の中間部用連結装置１０、角部用連結装置３０、５０の標準化も容易になる。

図１０は、本実施形態における熱交換装置の構成の変形例を示す模式図である。図１０に示すように、本変形例では、中間部用連結装置１０が設けられず、コンデンサ１００のサイドプレート１２０とラジエータ２００のサイドプレート２３０との間が角部用連結装置３０、５０のみを介して連結されている。本変形例のように、例えばコンデンサ１００及びラジエータ２００の幅方向の寸法が比較的小さい場合等には、中間部用連結装置１０を省略して部品点数を削減することもできる。本変形例によっても、サイドプレート１２０、２３０同士が角部用連結装置３０、５０により連結されているため、高い振動抑制効果が得られる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図１１を用いて説明する。図１１は、本実施形態における熱交換装置２の構成を示す模式図である。図１１に示すように、本実施形態では、角部用連結装置３０、５０が設けられず、コンデンサ１００のサイドプレート１２０とラジエータ２００のサイドプレート２３０との間が中間部用連結装置１０のみを介して連結されている。コンデンサ１００のヘッダタンク１４０とラジエータ２００のヘッダタンク２５０との間は、例えばゴム製の緩衝部材６１を介して接続され、コンデンサ１００のヘッダタンク１５０とラジエータ２００のヘッダタンク２４０との間は、緩衝部材６１と同様の緩衝部材６２を介して接続されている。本実施形態では、ラジエータ２００に対するコンデンサ１００の脱落を防止する角部用連結装置３０、５０が設けられていないため、コンデンサ１００及びラジエータ２００は例えばビニル樹脂製のバンド（結束部材）６０により互いに結束されている。

本実施形態では、ヘッダタンク１４０、２５０同士及びヘッダタンク１５０、２４０同士が緩衝部材６１、６２を介してそれぞれ接続されているとともに、サイドプレート１２０、２３０のそれぞれほぼ中央部同士は中間部用連結装置１０を介して連結されている。このため、熱交換装置２に対して空気流れ方向に平行な前後方向の振動負荷が加えられたとしても、コンデンサ１００及びラジエータ２００が前後方向に独立して振動するのを抑制できる。したがって、本実施形態によれば、熱交換装置２の振動抑制効果を向上することができる。

また本実施形態では、コンデンサ１００及びラジエータ２００がバンド６０により結束されているため、ラジエータ２００側を持って取り扱ってもコンデンサ１００が脱落することはない。バンド６０は、熱交換装置２を車両に搭載した後には取り外してもよい。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図１２を用いて説明する。図１２は、本実施形態における熱交換装置３の構成を示す模式図である。図１２に示すように、本実施形態では、第２実施形態と同様に、コンデンサ１００のサイドプレート１２０とラジエータ２００のサイドプレート２３０との間が中間部用連結装置１０のみを介して連結されている。中間部用連結装置１０は、サイドプレート１２０に対してリベット（締結部材）７０により機械的に締結固定されており、サイドプレート２３０に対してリベット７１により機械的に締結固定されている。

本実施形態によれば、第２実施形態と同様に熱交換装置３の振動抑制効果を向上することができる。

また本実施形態では、コンデンサ１００及びラジエータ２００がリベット７０、７１を用いて機械的に締結固定されているため、ラジエータ２００側を持って取り扱ってもコンデンサ１００が脱落することはない。

（その他の実施形態）
上記実施形態では１つの中間部用連結装置１０が設けられているが、例えばコンデンサ１００及びラジエータ２００の幅方向の寸法が大きい場合には、複数個の中間部用連結装置１０を設けてもよい。

また上記実施形態では、コンデンサ１００と電気機器部品用のラジエータ２００とが連結された例を挙げたが、連結する熱交換器の組合せはこれに限られない。

さらに上記実施形態では、コンデンサ１００のヘッダタンク１４０、１５０がアルミニウム合金製であり、ラジエータ２００のヘッダタンク２４０、２５０が樹脂製である例を挙げたが、各ヘッダタンクの形成材料はこれらに限られない。

また上記第２実施形態では、結束部材としてビニル樹脂製のバンド６０を例に挙げたが、２つの熱交換器１００、２００をその他の結束部材を用いて結束してもよい。

さらに上記第３実施形態では、締結部材としてリベット７０を例に挙げたが、２つの熱交換器１００、２００と中間部用連結装置１０との間をその他の締結部材を用いて締結固定してもよい。

第１実施形態における熱交換装置の全体構成を示す斜視図である。 第１実施形態における熱交換装置の中間部用連結装置近傍をサイドプレートの延伸方向に垂直に切断した断面図である。 第１実施形態における熱交換装置の一方の角部用連結装置近傍の構成を示す斜視図である。 角部用連結装置からラジエータを取り外した状態を示す図である。 角部用連結装置をコンデンサから取り外した状態を示す図である。 コアの厚み方向中央部近傍で切断した角部用連結装置近傍の構成を示す模式的な断面図である。 第１実施形態における熱交換装置の他方の角部用連結装置近傍の構成を示す斜視図である。 角部用連結装置からラジエータを取り外した状態を示す図である。 角部用連結装置をコンデンサから取り外した状態を示す図である。 第１実施形態における熱交換装置の構成の変形例を示す模式図である。 第２実施形態における熱交換装置の構成を示す模式図である。 第３実施形態における熱交換装置の構成を示す模式図である。

符号の説明

１、２、３ 熱交換装置
１０ 中間部用連結装置
１１、３１ 胴体部
１２、３２ 第１嵌合溝部
１６、３６ 第２嵌合溝部
３０、５０ 角部用連結装置
４０、４１ 挟持部
４２ 空気流通孔
４３ 突起部
４４ 係止爪
４６、４７ 弾性支持片
４８ 係合穴（係合部）
６０ バンド（結束部材）
７０、７１ リベット（締結部材）
１００ コンデンサ（第１熱交換器）
１１０、２１０ コア
１２０、１３０、２２０、２３０ サイドプレート
１２１、１２２、２３１、２３２ リブ
１４０、１５０、２４０、２５０ ヘッダタンク
１４６ 横穴
１４７ 係止穴
２００ ラジエータ（第２熱交換器）
２４５、２５５ 突起部（被係合部）

Claims (14)

1. 一対のタンク（１４０、１５０、２４０、２５０）と、前記一対のタンク（１４０、１５０、２４０、２５０）を連通させる複数のチューブ（１１１、２１１）が積層されたコア（１１０、２１０）と、前記複数のチューブ（１１１、２１１）の積層方向両端部に配設され、前記複数のチューブ（１１１、２１１）の延伸方向に沿って延伸する一対のサイドプレート（１２０、１３０、２２０、２３０）とをそれぞれ備え、前記複数のチューブ（１１１、２１１）の積層方向に並列して配置される第１熱交換器（１００）及び第２熱交換器（２００）を互いに連結する熱交換器の連結装置であって、
   前記第１熱交換器（１００）及び前記第２熱交換器（２００）間に挟まれて配置され、前記第１熱交換器（１００）のサイドプレート（１２０）に対向する一方の表面と、前記第２熱交換器（２００）のサイドプレート（２３０）に対向する他方の表面とを備える胴体部（１１、３１）と、
   前記一方の表面に形成され、前記第１熱交換器（１００）のサイドプレート（１２０）に嵌合して当該第１熱交換器（１００）を保持する第１嵌合溝部（１２、３２）と、
   前記他方の表面に形成されて前記第１嵌合溝部（１２、３２）とほぼ平行に延伸し、前記第２熱交換器（２００）のサイドプレート（２３０）に嵌合して当該第２熱交換器（２００）を保持する第２嵌合溝部（１６、３６）とを有することを特徴とする熱交換器の連結装置。
2. 前記第１熱交換器（１００）及び前記第２熱交換器（２００）は、それぞれのサイドプレート（１２０、２３０）の両縁部を外側に曲折して形成されたリブ（１２１、１２２、２３１、２３２）を有し、
   前記第１嵌合溝部（１２、３２）及び前記第２嵌合溝部（１６、３６）は、前記リブ（１２１、１２２、２３１、２３２）にそれぞれ嵌合することを特徴とする請求項１に記載の熱交換器の連結装置。
3. 前記第１熱交換器（１００）のコア（１１０）又はタンク（１４０、１５０）を挟持する一対の挟持部（４０、４１）をさらに有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の熱交換器の連結装置。
4. 前記挟持部（４０、４１）には、前記第１熱交換器（１００）のコア（１１０）に空気を流通させる空気流通孔（４２）が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の熱交換器の連結装置。
5. 前記一方の表面は、前記第１熱交換器（１００）のサイドプレート（１２０）に対し摺動可能であり、
   前記第１熱交換器（１００）に形成されてサイドプレート（１２０）の延伸方向外側に向かって延伸する横穴（１４６）に対し摺動嵌合する突起部（４３）をさらに有していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の熱交換器の連結装置。
6. 前記突起部（４３）が前記横穴（１４６）に摺動嵌合した状態で前記第１熱交換器（１００）に対し係止される係止爪（４４）をさらに有していることを特徴とする請求項５に記載の熱交換器の連結装置。
7. 前記第２熱交換器（２００）のタンク（２４０、２５０）を抱持する抱持部（４５）をさらに有していることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の熱交換器の連結装置。
8. 前記抱持部（４５）は、前記第２熱交換器（２００）のタンク（２４０、２５０）を弾性支持する弾性支持片（４６、４７）を有していることを特徴とする請求項７に記載の熱交換器の連結装置。
9. 前記抱持部（４５）は、前記第２熱交換器（２００）のタンク（２４０、２５０）に形成された被係合部（２５５）に係合する係合部（４８）を有していることを特徴とする請求項７又は８に記載の熱交換器の連結装置。
10. 前記第１嵌合溝部（１２、３２）及び前記第２嵌合溝部（１６、３６）は、互いにずれて配置されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の熱交換器の連結装置。
11. 樹脂製で一体成形されていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の熱交換器の連結装置。
12. 請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の熱交換器の連結装置と、
    前記連結装置により互いに連結された２つの熱交換器（１００、２００）とを有することを特徴とする熱交換装置。
13. 前記２つの熱交換器（１００、２００）は、結束部材（６０）により互いに結束されていることを特徴とする請求項１２に記載の熱交換装置。
14. 前記連結装置は、前記２つの熱交換器（１００、２００）に対し、締結部材（７０、７１）によりそれぞれ締結固定されていることを特徴とする請求項１２に記載の熱交換装置。

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