JP2012127611A - 複合熱交換器の配置構造 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却水用の熱交換器がコンパクトであり、かつ配管を要せずに空調冷媒用の他の熱交換器を互いに接続できる複合熱交換器の配置構造を提供する。
【解決手段】サブラジエータ２と空冷コンデンサ３は車両上下方向に沿って上下に配置され、水冷コンデンサ４はサブラジエータ２と空冷コンデンサ３の車両幅方向の一側に配置され、水冷コンデンサ４とサブラジエータ２との連通部は車両幅方向、車両上下方向、車両前後方向に沿って水冷コンデンサ４を移動可能とする第１の支持手段５で支持され、水冷コンデンサ４と空冷コンデンサ３との連通部のいずれか他方は第２の支持手段６で固定・支持された。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車用の冷却システムにおいて複数の冷媒（例えば、ラジエータの冷却水と空調用の冷媒）を扱う複合熱交換器の配置構造に関する。

従来、自動車用の冷却システムにおいて複数の冷媒を扱う複合熱交換器として、自動車の発熱体用の冷却水を外気との間で熱交換させるサブラジエータ内に、空調用の冷媒を冷却する水冷コンデンサを内蔵しているものがある。（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。

特開２０１０−１２１６０４号公報 特開２０１０−１２７５０８号公報

ところで、上述した従来技術にあっては、サブラジエータ内に水冷コンデンサを内蔵しており、サブラジエータの体積が大きくなるため、車両前方のスペースが比較的小さい車両などではレイアウト上、制約があり不利であった。また、サブラジエータ内に内蔵された水冷コンデンサは空冷コンデンサから離隔されているため、これらの水冷コンデンサおよび空冷コンデンサ間を連結する配管が必要であった。

本発明は、上記事情を考慮し、自動車の発熱体用の冷却水を外気との間で熱交換させる第１の熱交換器のコンパクト化を図ることができるとともに、空調用の冷媒を冷却する第２および第３の熱交換器を、配管を要せずに互いに接続できる複合熱交換器の配置構造を提供することを目的とする。

自動車の発熱体を冷却する冷却水を外気との間で熱交換させる第１の熱交換器と、車室内の空調用の冷媒を外気との間で熱交換させる第２の熱交換器と、前記第１の熱交換器と連通されて前記冷却水が流入するとともに前記第２の熱交換器と連通されて前記冷媒が流入し、これらの冷却水と冷媒との間で熱交換させる第３の熱交換器とを有する複合熱交換器の配置構造であって、前記第１の熱交換器と前記第２の熱交換器は、車両上下方向に沿って上下に配置され、前記第３の熱交換器は、前記第１の熱交換器と前記第２の熱交換器の車両幅方向の一側に配置され、前記第３の熱交換器と前記第１の熱交換器との連通部、または前記第３の熱交換器と前記第２の熱交換器との連通部のいずれか一方は、車両幅方向、車両上下方向、車両前後方向に沿って前記第３の熱交換器を移動可能とする第１の支持手段で支持され、前記第３の熱交換器と前記第１の熱交換器との連通部、または前記第３の熱交換器と前記第２の熱交換器との連通部のいずれか他方は、第２の支持手段で固定・支持されていることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載された複合熱交換器の配置構造であって、
前記第１の支持手段は、車両上下方向に沿ってスライド移動可能なスライド式コネクタであることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項２に記載された複合熱交換器の配置構造であって、前記スライド式コネクタは、前記第１の熱交換器の側壁に設けた連結側面部と、この連結側面部に当接係合されるとともに前記第３の熱交換器と連結された中間連結部材とで形成され、前記連結側面部には前記中間連結部材が車両上下方向に移動可能に係止される係止溝部と、前記第１の熱交換器から前記冷却水を流出する連通孔と、この連通孔の周囲に設けられて前記連結側面部と前記中間連結部材との間をシールするシール部とが形成され、前記中間連結部材には、前記連結側面部に当接する当接板部と、この当接板部に一体形成され連通孔を有する連結管部と、この連結管部の先端側に設けられナットが螺合するねじ部と、前記連結側面部の係止溝部に係止される係止部とからなることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１に記載された複合熱交換器の配置構造であって、前記第１の支持手段は、弾性を有する可撓性の管体であることを特徴とする。

請求項１の発明において、第３の熱交換器を第２の熱交換器の車両幅方向の一側に配置して、これらの第３の熱交換器と第２の熱交換器の連通部を第２の支持手段で固定・支持した後、第１の熱交換器を第２の熱交換器の車両上下方向の上部で、かつ第３の熱交換器の車両幅方向の側部に配置して、第１の支持手段で車両幅方向、車両上下方向、車両前後方向に移動させることにより接続位置のばらつきを吸収しつつ第１の熱交換器に対して第３の熱交換器の位置合わせを行ない、第１の支持手段で第１の熱交換器と第３の熱交換器との連通部を支持する。これにより、空調用の冷媒を冷却する第３の熱交換器を第１の熱交換器に内蔵せず外部に設けたので、第１の熱交換器のコンパクト化を図り、車両前方のスペースが比較的小さい車両などにも当該複合熱交換器を配置でき、レイアウト上、優れているという効果がある。また、空調用の冷媒を冷却する第３の熱交換器と第２の熱交換器の連通部を第２の支持手段で固定・支持し、この第２の支持手段を介して第２および第３の熱交換器間で冷媒を流出入させることができるので、冷媒用の配管を要せずに第２および第３の熱交換器を互いに接続でき、部品手数を少なくすることができるという効果がある。

本発明の第１実施形態を示し、複合熱交換器の配置構造を示す正面図である。 本発明の第１実施形態を示し、複合熱交換器の側面図である。 本発明の第１実施形態を示し、第２の支持部材の断面図である。 本発明の第１実施形態を示し、第１の支持部材の断面図である。 本発明の第１実施形態を示し、第１の支持部材の中間連結部材の斜視図である。 本発明の第１実施形態を示し、第１の支持部材の中間連結部材の正面図である。 本発明の第１実施形態を示し、図６のVII‐VII線に沿う断面図である。 本発明の第１実施形態を示し、図６のVIII‐VIII線に沿う断面図である。 本発明の第１実施形態を示し、第１の支持部材の連結側面部の斜視図である。 本発明の第１実施形態を示し、第１の支持部材の連結側面部の正面図である。 本発明の第２実施形態を示し、複合熱交換器の配置構造を示す正面図である。 本発明の第２実施形態を示し、複合熱交換器の側面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１〜図１０に示すように、本実施形態の配置構造に係る複合熱交換器１は、自動車の発熱体、例えばインバータ（図示せず）を冷却する冷却水を外気との間で熱交換させるサブラジエータ２（第１の熱交換器）と、車室内の空調用の冷媒を外気との間で熱交換させる空冷コンデンサ３（第２の熱交換器）と、サブラジエータ２と連通されて前記冷却水が流入するとともに、空冷コンデンサ３と連通されて前記冷媒が流入し、これらの冷却水と冷媒との間で熱交換させる水冷コンデンサ４（第３の熱交換器）とから主として構成されている。

そして、上記複合熱交換器１の配置構造では、サブラジエータ２と空冷コンデンサ３が車両上下方向に沿って上下に配置され、水冷コンデンサ４がサブラジエータ２と空冷コンデンサ３の車両幅方向の一側に配置され、水冷コンデンサ４とサブラジエータ２との連通部は、車両幅方向、車両上下方向、車両前後方向に沿って水冷コンデンサ４を移動可能とする第１の支持手段５で支持され、水冷コンデンサ４と空冷コンデンサ３との連通部は、第２の支持手段６で固定・支持されている。

水冷コンデンサ４は、サブラジエータ２に固定される上部ブラケット４０、および空冷コンデンサ３に固定される下部ブラケット４１を備えている。

第１の支持手段５は、車両上下方向に沿ってスライド移動可能なスライド式コネクタであり、該スライド式コネクタは、サブラジエータ２の側壁２０に設けた連結側面部７と、この連結側面部７に当接係合されるとともに水冷コンデンサ４と連結された中間連結部材８とで形成されている。

連結側面部７には、中間連結部材８が車両上下方向に移動可能に係止される係止溝部７０と、車両上下方向へ径が大きい楕円状に形成され、水冷コンデンサ４から冷却水を流出する連通孔７１と、この連通孔７１の周囲に設けられて連結側面部７と中間連結部材８との間をシールするシール部７２とが形成されている。

一対の係止溝部７０が、連結側面部７の上端近傍の左右両側に設けられ、他の一対の係止溝部７０が、連結側面部７の上端から下方へ所定距離をおいて左右両側に設けられている。各係止溝部７０は、後述する係止部８４の先端折曲部８４ａが挿入される挿入溝７０ａと、この挿入溝７０ａと連通し、車両上下方向の下方へ延びるガイド溝７０ｂから構成されている。

中間連結部材８には、連結側面部７に当接する当接板部８０と、この当接板部８０に一体形成され連通孔８１を有する連結管部８２と、この連結管部８２の先端側に設けられ、ナット８５が螺合するねじ部８３と、連結側面部７の係止溝部７０にそれぞれ係止される４つの係止部８４とからなっている。

これにより、係止部８４の先端折曲部８４ａがそれぞれ係止溝部７０の挿入溝７０ａより挿入された後、係止部８４はガイド溝７０ｂに沿って下方に移動可能であるので、中間連結部材８が車両上下方向に沿ってスライド移動可能である。また、中間連結部材８の左右一対の係止部８４間の寸法を、側壁２０の車両前後方向の寸法に比べて少し大きく設定することにより、中間連結部材８は比較的小さな距離、車両前後方向に沿ってスライド移動可能である。

当接板部８０上部側には、タッピングねじ（図示せず）が挿入されるタッピングねじ孔８６が形成されている。

第２の支持手段６は、空冷コンデンサ３の側壁３０に設けた連結側面部６０と、この連結側面部６０に当接係合されるとともに水冷コンデンサ４と連結された中間連結部材６１とにより主として構成され、この中間連結部材６１には、連結側面部６０に当接する当接板部６２と、この当接板部６２に一体形成され連通孔６３を有する連結管部６４と、この連結管部６４の先端側に設けられて連結側面部６０と中間連結部材６１との間をシールするシール部６５と、当接板部６２を連結側面部６０に締結するボルト６６とが設けられている。連結側面部６０には、連結管部６４が嵌入される連通孔６７と、ボルト６６が螺合するねじ孔６８が設けられている。

上記構成において、水冷コンデンサ４を空冷コンデンサ３の車両幅方向の一側に配置して、水冷コンデンサ４に連結した中間連結部材６１の連結管部６４を連結側面部６０の連通孔６７に挿入し、当接板部６２を空冷コンデンサ３の側壁３０に設けた連結側面部６０に当接するとともに、空冷コンデンサ３に対して水冷コンデンサ４の位置を合わせて、当接板部６２を介してボルト６６をねじ孔６８に螺合させることにより、当接板部６２を連結側面部６０に締結し、連結側面部６０と中間連結部材６１との間をシール部６５でシールする。これにより、水冷コンデンサ４と空冷コンデンサ３との連通部が第２の支持手段６で固定・支持される。

次いで、水冷コンデンサ４にあらかじめ第１の支持手段５の中間連結部材８を連結し、サブラジエータ２を空冷コンデンサ３の車両上下方向の上部で、かつ水冷コンデンサ４の車両幅方向の側部に配置して、中間連結部材８の係止部８４をそれぞれ連結側面部７の係止溝部７０に係合させる。

次いで、第１の支持手段５の当接板部８０をサブラジエータ２の側壁２０に設けた連結側面部７に当接するとともに、中間連結部材８を上下方向に移動させることにより空冷コンデンサ３に対して水冷コンデンサ４の上下方向の位置を合わせて、連結管部８２の先端側に設けられたねじ部８３に螺合するナット８５を回転駆動することにより空冷コンデンサ３に対して水冷コンデンサ４の車両幅方向の位置を合わせて、当接板部８０上部側のタッピングねじ孔８６に挿入したタッピングねじで中間連結部材８を連結側面部７に締結し、連結側面部７と中間連結部材８との間をシール部７２でシールする。これにより、第１の支持手段５で水冷コンデンサ４とサブラジエータ２との連通部が支持される。

そして最後に、水冷コンデンサ４の上部ブラケット４０および下部ブラケット４１をそれぞれサブラジエータ２と空冷コンデンサ３に固定する。

このようにして組み立てられた複合熱交換器１では、サブラジエータ２から冷却水が第１の支持手段５の連通孔８１を介して水冷コンデンサ４の上部に流入して流下した後、水冷コンデンサ４の下部に設けられる排出管４２を介して冷却水が排出される。一方、水冷コンデンサ４の上部に設けられる流入管４３を介して冷媒が流入して流下しつつ冷却水との間で熱交換を行なった後、第２の支持手段６の連通孔６３を介して冷媒が排出されて空冷コンデンサ３に流入する。

以上のように、本実施形態の配置構造によれば、空調用の冷媒を冷却する水冷コンデンサ４をサブラジエータ２に内蔵せず外部に設けたので、サブラジエータ２のコンパクト化を図ることができ、車両前方のスペースが比較的小さい車両などにも複合熱交換器１を配置でき、レイアウト上、優れている。

また、本実施形態の配置構造によれば、空調用の冷媒を冷却する水冷コンデンサ４および空冷コンデンサ３の連通部を第２の支持手段６で固定・支持し、この第２の支持手段６の連通孔６７を介して空冷コンデンサ３および水冷コンデンサ４間で冷媒を流出入させることができるので、冷媒用配管を要せずに空冷コンデンサ３および水冷コンデンサ４を互いに接続でき、部品手数を少なくすることができる。

また、本実施形態の配置構造によれば、第１の支持手段５は、車両幅方向、車両上下方向、車両前後方向に沿って水冷コンデンサ４を移動可能であり、水冷コンデンサ４を取り付ける際に接続位置のばらつきを吸収することができるので、水冷コンデンサ４をサブラジエータ２および空冷コンデンサ３に対して円滑に取り付けることができる。

（第２の実施形態）
図１１および図１２に示すように、本実施形態の配置構造に係る複合熱交換器１Ａでは、弾性を有する可撓性の管体９によりサブラジエータ２の側壁２０上端と水冷コンデンサ４上部とが互いに接続されており、その他の構成は図１〜図１０に示す第１実施形態と同様である。なお、図１１、図１２において前述した第１実施形態と同様のものには同一符号を付してある。

上記可撓性の管体９により、車両幅方向、車両上下方向、車両前後方向に沿って水冷コンデンサ４を移動可能に支持する第１の支持手段が構成されている。

上記構成において、水冷コンデンサ４を空冷コンデンサ３の車両幅方向の一側に配置して、第１実施形態と同様の手順で、第２の支持手段６で水冷コンデンサ４と空冷コンデンサ３との連通部を固定・支持する。次いで、サブラジエータ２の側壁２０上端と水冷コンデンサ４上部とを可撓性の管体９により互いに接続する。これにより、可撓性の管体９で水冷コンデンサ４とサブラジエータ２との連通部が支持される。次いで、水冷コンデンサ４の上部ブラケット４０および下部ブラケット４１をそれぞれサブラジエータ２と空冷コンデンサ３に固定する。

このようにして組み立てられた複合熱交換器１Ａでは、サブラジエータ２から冷却水が可撓性の管体９を介して水冷コンデンサ４の上部に流入して流下した後、水冷コンデンサ４の下部に設けられる排出管４２を介して冷却水が排出される。一方、水冷コンデンサ４の上部に設けられる流入管４３を介して冷媒が流入して流下しつつ冷却水との間で熱交換を行なった後、第２の支持手段６を介して冷媒が排出されて空冷コンデンサ３に流入する。

以上のように、本実施形態の配置構造によれば、第１実施形態と同様に、空調用の冷媒を冷却する水冷コンデンサ４をサブラジエータ２に内蔵せず外部に設けたので、サブラジエータ２のコンパクト化を図ることができ、車両前方のスペースが比較的小さい車両などにも複合熱交換器１Ａを配置でき、レイアウト上、優れている。

また、本実施形態の配置構造によれば、空調用の冷媒を冷却する水冷コンデンサ４および空冷コンデンサ３の連通部を第２の支持手段６で固定・支持し、この第２の支持手段６を介して空冷コンデンサ３および水冷コンデンサ４間で冷媒を流出入させることができるので、空冷コンデンサ３および水冷コンデンサ４を冷媒用の配管を要せずに互いに接続でき、部品手数を少なくすることができる。

さらに、本実施形態の配置構造によれば、可撓性の管体９は、車両幅方向、車両上下方向、車両前後方向に沿って水冷コンデンサ４を移動可能に支持して、水冷コンデンサ４を取り付ける際に接続位置のばらつきを吸収することができるので、水冷コンデンサ４をサブラジエータ２および空冷コンデンサ３に対して円滑に取り付けることができる。

なお、上記第１の実施形態および上記第２の実施形態にあっては、車両幅方向、車両上下方向、車両前後方向に沿って水冷コンデンサ４を移動可能とする第１の支持手段で、水冷コンデンサ４とサブラジエータ２との連通部を支持するとともに、第２の支持手段６で水冷コンデンサ４と空冷コンデンサ３との連通部を固定・支持する場合を例示したが、本発明にはこれに限定されず、第１の支持手段で水冷コンデンサと空冷コンデンサとの連通部を支持するとともに、第２の支持手段で水冷コンデンサとサブラジエータとの連通部を固定・支持することもできる。

１，１Ａ 複合熱交換器
２ サブラジエータ（第１の熱交換器）
３ 空冷コンデンサ（第２の熱交換器）
４ 水冷コンデンサ（第３の熱交換器）
５ 第１の支持手段（スライド式コネクタ）
６ 第２の支持手段
７ 連結側面部
８ 中間連結部材
９ 可撓性の管体（第１の支持手段）
２０ 側壁
７０ 係止溝部
７１ 連通孔
７２ シール部
８０ 当接板部
８１ 連通孔
８２ 連結管部
８３ ねじ部
８４ 係止部

Claims (4)

1. 自動車の発熱体を冷却する冷却水を外気との間で熱交換させる第１の熱交換器（２）と、車室内の空調用の冷媒を外気との間で熱交換させる第２の熱交換器（３）と、前記第１の熱交換器（２）と連通されて前記冷却水が流入するとともに前記第２の熱交換器（３）と連通されて前記冷媒が流入し、これらの冷却水と冷媒との間で熱交換させる第３の熱交換器（４）とを有する複合熱交換器（１，１Ａ）の配置構造であって、
   前記第１の熱交換器（２）と前記第２の熱交換器（３）は、車両上下方向に沿って上下に配置され、
   前記第３の熱交換器（４）は、前記第１の熱交換器（２）と前記第２の熱交換器（３）の車両幅方向の一側に配置され、
   前記第３の熱交換器（４）と前記第１の熱交換器（２）との連通部、または前記第３の熱交換器（４）と前記第２の熱交換器（３）との連通部のいずれか一方は、車両幅方向、車両上下方向、車両前後方向に沿って前記第３の熱交換器（４）を移動可能とする第１の支持手段（５）で支持され、
   前記第３の熱交換器（４）と前記第１の熱交換器（２）との連通部、または前記第３の熱交換器（４）と前記第２の熱交換器（３）との連通部のいずれか他方は、第２の支持手段（６）で固定・支持されていることを特徴とする複合熱交換器（１，１Ａ）の配置構造。
2. 請求項１に記載された複合熱交換器（１）の配置構造であって、
   前記第１の支持手段（５）は、車両上下方向に沿ってスライド移動可能なスライド式コネクタであることを特徴とする複合熱交換器（１）の配置構造。
3. 請求項２に記載された複合熱交換器（１）の配置構造であって、
   前記スライド式コネクタ（５）は、前記第１の熱交換器（２）の側壁（２０）に設けた連結側面部（７）と、この連結側面部（７）に当接係合されるとともに前記第３の熱交換器（４）と連結された中間連結部材（８）とで形成され、
   前記連結側面部（７）には前記中間連結部材（８）が車両上下方向に移動可能に係止される係止溝部（７０）と、前記第１の熱交換器（２）から前記冷却水を流出する連通孔（７１）と、この連通孔（７１）の周囲に設けられて前記連結側面部（７）と前記中間連結部材（８）との間をシールするシール部（７２）とが形成され、
   前記中間連結部材（８）には、前記連結側面部（７）に当接する当接板部（８０）と、この当接板部（８０）に一体形成され連通孔（８１）を有する連結管部（８２）と、
   この連結管部（８２）の先端側に設けられナット（８５）が螺合するねじ部（８３）と、
   前記連結側面部（７）の係止溝部（７０）に係止される係止部（８４）とからなることを特徴とする複合熱交換器（１）の配置構造。
4. 請求項１に記載された複合熱交換器（１Ａ）の配置構造であって、
   前記第１の支持手段は、弾性を有する可撓性の管体（９）であることを特徴とする複合熱交換器（１Ａ）の配置構造。

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