JP2016223678A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】タンクの長手方向の端部における気密性を向上することができる熱交換器を提供する。
【解決手段】送風空気流れ方向と直交する方向の両側に配置され内部に熱媒体が流通される一対のタンク３，３と、両端部が一対のタンク３，３に連通され熱媒体が流通されて送風空気との間で熱交換を行う複数のチューブと、タンク３の長手方向の端面７よりタンク３の内部側に配置されタンク３を閉塞する閉塞部材９とを備えた熱交換器１において、タンク３が、チューブ５の長手方向の両側に位置する一対の外周壁１１，１３を有し、閉塞部材９に、一対の外周壁１１，１３の内周面にわたって連結され送風空気の流れを遮蔽する遮蔽部１５を設け、遮蔽部１５のタンク３の長手方向の端部１７が、タンク３の長手方向の端面７と面一になるように設定した。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両に適用される熱交換器に関する。

従来、熱交換器としては、送風空気流れ方向と直交する方向の両側に配置され内部に熱媒体が流通される一対のタンクと、両端部が一対のタンクに連通され熱媒体が流通されて送風空気との間で熱交換を行う複数のチューブと、タンクの長手方向の端面よりタンクの内部側に配置されタンクを閉塞する閉塞部材としてのキャップ部材とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この熱交換器では、キャップ部材に、タンクの長手方向の端面とほぼ面一となるリブが設けられており、タンクの長手方向の端面に極力凹凸を生じさせないようにすることで、タンクの長手方向の端面に配置されるシールとの間の気漏れを防止している。

特開２０１１−１９６５７１号公報

ところで、上記特許文献１のような熱交換器では、リブがタンクの中央部に位置するように閉塞部材に設けられ、タンクを構成する外周壁の内面とリブとの間に隙間が形成されている。

しかしながら、リブとタンクの外周壁の内面との間に隙間が形成されていると、タンクの長手方向の端部に送風空気が流れ込んだ場合、この隙間から送風空気が流れ出てしまうので、気密性が低下する恐れがあった。

そこで、この発明は、タンクの長手方向の端部における気密性を向上することができる熱交換器の提供を目的としている。

本発明は、送風空気流れ方向と直交する方向の両側に配置され内部に熱媒体が流通される一対のタンクと、両端部が前記一対のタンクに連通され前記熱媒体が流通されて送風空気との間で熱交換を行う複数のチューブと、前記タンクの長手方向の端面より前記タンクの内部側に配置され前記タンクを閉塞する閉塞部材とを備えた熱交換器であって、前記タンクは、前記チューブの長手方向の両側に位置する一対の外周壁を有し、前記閉塞部材には、前記一対の外周壁の内周面にわたって連結され送風空気の流れを遮蔽する遮蔽部が設けられ、前記遮蔽部の前記タンクの長手方向の端部は、前記タンクの長手方向の端面と面一になるように設定されていることを特徴とする。

本発明によれば、タンクの長手方向の端部における気密性を向上することができる熱交換器を提供することができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態に係る熱交換器の正面図である。 本発明の実施の形態に係る熱交換器の要部断面図である。 （ａ）は本発明の実施の形態に係る熱交換器の閉塞部材の正面図である。（ｂ）は本発明の実施の形態に係る熱交換器の閉塞部材の下面図である。 （ａ）〜（ｃ）は本発明の実施の形態に係る熱交換器の閉塞部材の他例を示す下面図である。

図１〜図４を用いて本発明の実施の形態に係る熱交換器について説明する。

本実施の形態に係る熱交換器１は、送風空気流れ方向と直交する方向の両側に配置され内部に熱媒体が流通される一対のタンク３，３と、両端部が一対のタンク３，３に連通され熱媒体が流通されて送風空気との間で熱交換を行う複数のチューブ５と、タンク３の長手方向の端面７よりタンク３の内部側に配置されタンク３を閉塞する閉塞部材９とを備えている。

そして、タンク３は、チューブ５の長手方向の両側に位置する一対の外周壁１１，１３を有し、閉塞部材９には、一対の外周壁１１，１３の内周面にわたって連結され送風空気の流れを遮蔽する遮蔽部１５が設けられ、遮蔽部１５のタンク３の長手方向の端部１７は、タンク３の長手方向の端面７と面一になるように設定されている。

また、遮蔽部１５は、チューブ５の長手方向に沿って延設されている。

さらに、遮蔽部１５のタンク３の長手方向の端部１７は、平面状に形成されている。

また、遮蔽部１５は、チューブ５の送風空気流れに沿った領域内に位置されている。

ここで、本実施の形態においては、図１における表面側を送風空気流れの上流側とし、図１における裏面側を送風空気流れの下流側として説明する。

図１に示すように、一対のタンク３，３は、送風空気流れ方向と直交する方向である上下方向に離間して配置されている。

一対のタンク３，３のうち上側に配置される一方のタンク３には、例えば、エンジンを流通する冷却水などの熱媒体としての温水が流入される。

この一方のタンク３の長手方向の一端側には、温水を一方のタンク３の内部に流入させる入口配管（不図示）が接続される入口側アダプタ１９が固定されている。

一対のタンク３，３のうち下側に配置される他方のタンク３には、一方のタンク３に流入された温水が複数のチューブ５を介して流入される。

この他方のタンク３の長手方向の一端側には、他方のタンク３の内部に流入された温水を再びエンジンに流通させる出口配管（不図示）が接続される出口側アダプタ２１が固定されている。

この一対のタンク３，３は、それぞれチューブ５の長手方向（ここでは上下方向）に分割された上タンク部材２３と下タンク部材２５とからなる。

この上タンク部材２３と下タンク部材２５とは、互いの凹部を重ね合わせた状態でろう付けされることによって固定され、１つのタンク３を構成する。

なお、他方のタンク３は、上タンク部材２３が下側に、下タンク部材２５が上側に位置するように配置され、一方のタンク３との部品の共用化がなされている。

このようなタンク３を構成する下タンク部材２５には、長手方向に沿って等間隔に複数の貫通孔（不図示）が設けられている。

この複数の貫通孔に複数のチューブ５の両端部をそれぞれ挿通することにより、一対のタンク３，３が複数のチューブ５を介して連通される。

複数のチューブ５は、一対のタンク３，３の間にタンク３の長手方向に沿って等間隔に配置されている。

このチューブ５の両端部は、下タンク部材２５の貫通孔に挿入され、タンク３の内部に所定の長さ突出される。

このタンク３の内部に突出されたチューブ５の両端部は、拡張されることにより貫通孔の縁部に係合され、タンク３からのチューブ５の抜け止めがなされて仮組される。

この仮組された複数のチューブ５は、ろう付けされることによって一対のタンク３，３に固定される。

このような複数のチューブ５間には、複数のフィンなどで構成される熱交換部材２７が設けられ、一方のタンク３からチューブ５の内部を流れる温水とチューブ５の外側を流れる冷却風との間で熱交換を行い、熱交換を行った温水を他方のタンク３に流入させる。

このように熱媒体としての温水が流通されるタンク３は、温水の漏れを防止するために長手方向の他端側が閉塞部材９によって閉塞されている。

なお、以下では、一対のタンク３，３のうち上側に配置される一方のタンク３の長手方向の端部に閉塞部材９が設けられているものとして説明するが、下側に配置される他方のタンク３の長手方向の端部にも同様に閉塞部材９を設けることができ、他方のタンク３に閉塞部材９が設けられた場合については説明を省略する。

図２，図３に示すように、閉塞部材９は、薄板状に形成され、外周形状がタンク３の内周形状と同等に形成されている。

この閉塞部材９は、タンク３の上タンク部材２３側の端部に設けられた突起２９を上タンク部材２３に設けられた孔部３１に係合することによって仮組され、ろう付けすることによってタンク３に固定されてタンク３の長手方向の端部を閉塞する。

このタンク３の長手方向の端部に閉塞部材９が固定された状態では、閉塞部材９がタンク３の長手方向の端面７よりタンク３の内部側に配置されている。

ここで、熱交換器１（図１参照）の外周には、熱交換器１を収容するケース（不図示）と熱交換器１との間から送風空気が漏れることを防止するために、ケースと熱交換器１との間をシールするシール部材（不図示）が組付けられる。

このシール部材は、タンク３の長手方向の端面７の全てに密着するように組付けられれば、タンク３の長手方向の端面７と閉塞部材９との間の空間内に送風空気が流れ込むことがなく、気密性が保持される。

しかしながら、シール部材の密着性の低下、或いはシール部材の材料使用量の低減などにより、シール部材がタンク３の長手方向の端面７の全てに密着できない場合には、タンク３の長手方向の端面７と閉塞部材９との間の空間内に送風空気が流れ込み、この流れ込んだ送風空気が送風空気流れの下流側に流れ出てしまい、気密性を保持できない恐れがあった。

そこで、閉塞部材９には、タンク３の長手方向の端面７と閉塞部材９との間の空間内に流れ込んだ送風空気の流れを遮蔽する遮蔽部１５が設けられている。

遮蔽部１５は、閉塞部材９のタンク３の長手方向の端面７側に向けて突出するように折り曲げられたビードからなり、送風空気流れ方向に沿って複数（ここでは２つ）が並列に配置されている。

この遮蔽部１５は、タンク３の長手方向の端部において、上タンク部材２３と下タンク部材２５とのそれぞれの底部からなる一対の外周壁１１，１３の内周面を連結するように一対の外周壁１１，１３にわたって設けられている。

このような遮蔽部１５は、チューブ５（図１参照）の長手方向に沿って、すなわち一対の外周壁１１，１３の内周面を連結するように直線状に設けられ、タンク３の長手方向の端部１７は、タンク３の長手方向の端面７と面一になるように設定されている。

このように閉塞部材９に設けられた遮蔽部１５のタンク３の長手方向の端部１７には、タンク３の長手方向の端面７に密着するシール部材が密着して組付けられる。

このように遮蔽部１５を設けることにより、タンク３の長手方向の端面７と閉塞部材９との間の空間内に送風空気が流れ込んだとしても、この送風空気を遮蔽し、送風空気が送風空気流れの下流側に向けて漏れ出すことを防止でき、気密性を向上することができる。

ここで、遮蔽部１５のタンク３の長手方向の端部１７は、遮蔽部１５を山形状のビードとして形成することにより、平面状に形成されている。

このように遮蔽部１５のタンク３の長手方向の端部１７を平面状に形成することにより、シール部材との密着面積が増し、さらに気密性を向上することができる。

一方、遮蔽部１５は、チューブ５の送風空気流れに沿った領域内、すなわちチューブ５の幅方向の範囲内に位置するように、閉塞部材９に設けられている。

このように遮蔽部１５を位置させることにより、チューブ５の送風空気流れに沿った領域外からタンク３の長手方向の端面７と閉塞部材９との間の空間内に送風空気が流れ込んだとしても、この送風空気を遮蔽部１５によって確実に遮蔽することができる。

加えて、遮蔽部１５をチューブ５の送風空気流れに沿った領域内に配置させることにより、遮蔽部１５が位置する部分にシール部材を配置させればよく、タンク３の長手方向の端面７の全てにシール部材を密着させる必要がなく、シール部材の材料使用量を低減することができる。

なお、遮蔽部１５のタンク３の長手方向の端部１７の形状としては、例えば、図４に示すように、遮蔽部１５を密着するように折り曲げ形成された端部１７ａ、遮蔽部１５を凹状に折り曲げ形成された端部１７ｂ、遮蔽部１５を半円状に折り曲げ形成された端部１７ｃなど、端部１７がタンク３の長手方向の端面７と面一に設定されていれば、どのような形状であってもよい。

このような熱交換器１では、閉塞部材９に、一対の外周壁１１，１３の内周面にわたって連結され送風空気の流れを遮蔽する遮蔽部１５が設けられ、遮蔽部１５のタンク３の長手方向の端部１７が、タンク３の長手方向の端面７と面一になるように設定されているので、タンク３の長手方向の端面７と閉塞部材９との間の空間内に送風空気が流れ込んだとしても、遮蔽部１５によって送風空気が送風空気流れの下流側に漏れ出すことを防止できる。

従って、このような熱交換器１では、遮蔽部１５によってタンク３の長手方向の端面７と閉塞部材９との間の空間内から送風空気が送風空気流れの下流側に漏れ出すことがないので、タンク３の長手方向の端部における気密性を向上することができる。

また、遮蔽部１５は、チューブ５の長手方向に沿って延設されているので、気密性を確保しつつ、タンク３の長手方向の端部における剛性を向上することができる。

さらに、遮蔽部１５のタンク３の長手方向の端部１７は、平面状に形成されているので、遮蔽部１５の端部１７におけるシール部材に対する密着面積を増やすことができ、さらに気密性を向上することができる。

また、遮蔽部１５は、チューブ５の送風空気流れに沿った領域内に位置されているので、タンク３の長手方向の端面７と閉塞部材９との間の空間内に流れ込んだ送風空気が送風空気流れの下流側に漏れ出すことを確実に防止することができる。加えて、シール部材の材料使用量を低減することができる。

なお、本発明の実施の形態に係る熱交換器では、一対のタンクが送風空気流れ方向と直交する方向である上下方向の両側にそれぞれ配置されているが、これに限らず、左右方向の両側にそれぞれ配置させてもよい。加えて、熱媒体の入口側と出口側とは、どちらのタンクに設定してもよい。

また、熱交換器を循環する熱媒体は、温水となっているが、これに限らず、冷水やＡ／Ｃ冷媒など、熱媒体はどのようなものであってもよい。

さらに、遮蔽部は、チューブの長手方向に沿って直線状に延設されているが、これに限らず、遮蔽部を波形状に設けてもよく、タンクの一対の外周壁の内周面にわたって遮蔽部が設けられていれば、遮蔽部はどのような形状であってもよい。

また、遮蔽部は、閉塞部材と連続する一部材で設けられているが、これに限らず、例えば、閉塞部材と遮蔽部とを別体で形成し、閉塞部材に遮蔽部を一体に固定するなどしてもよい。

さらに、遮蔽部は、閉塞部材に２つ設けられているが、これに限らず、遮蔽部を１つ、或いは遮蔽部を２つ以上設けるなど、遮蔽部の数はどのように設定してもよい。

１…熱交換器
３…タンク
５…チューブ
７…タンクの端面
９…閉塞部材
１１，１３…一対の外周壁
１５…遮蔽部
１７，１７ａ，１７ｂ，１７ｃ…遮蔽部の端部

Claims (4)

1. 送風空気流れ方向と直交する方向の両側に配置され内部に熱媒体が流通される一対のタンク（３，３）と、両端部が前記一対のタンク（３，３）に連通され前記熱媒体が流通されて送風空気との間で熱交換を行う複数のチューブ（５）と、前記タンク（３）の長手方向の端面（７）より前記タンク（３）の内部側に配置され前記タンク（３）を閉塞する閉塞部材（９）とを備えた熱交換器であって、
   前記タンク（３）は、前記チューブ（５）の長手方向の両側に位置する一対の外周壁（１１，１３）を有し、
   前記閉塞部材（９）には、前記一対の外周壁（１１，１３）の内周面にわたって連結され送風空気の流れを遮蔽する遮蔽部（１５）が設けられ、
   前記遮蔽部（１５）の前記タンク（３）の長手方向の端部（１７）は、前記タンク（３）の長手方向の端面（７）と面一になるように設定されていることを特徴とする熱交換器。
2. 請求項１記載の熱交換器であって、
   前記遮蔽部（１５）は、前記チューブ（５）の長手方向に沿って延設されていることを特徴とする熱交換器。
3. 請求項１又は２記載の熱交換器であって、
   前記遮蔽部（１５）の前記タンク（３）の長手方向の端部（１７）は、平面状に形成されていることを特徴とする熱交換器。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の熱交換器であって、
   前記遮蔽部（１５）は、前記チューブ（５）の送風空気流れに沿った領域内に位置されていることを特徴とする熱交換器。

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