JP2017026217A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】熱交換器において、タンクに対するレインフォースの位置ズレを防止すること。【解決手段】熱交換器１は、媒体（流体）を導くタンク１０と、タンク１０に連通して内部を媒体が流れる複数のチューブ２２と、チューブ２２の積層方向外側に配置されるレインフォース３０と、を備える。レインフォース３０は、タンク１０に差し込まれる差し込み部３７と、差し込み部３７の中程から突出してプレート１１（タンク１０）に対峙することで長手方向の変位を係止する係止部３５と、を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、内部を流体が流れる熱交換器に関する。

特許文献１には、一対のタンクの間に、内部を流体が流れる複数のチューブと、複数のチューブの積層方向外側に配置されるレインフォースと、を備える熱交換器が開示されている。

上記レインフォースは、幅方向の両端部がチューブの積層方向外側に曲折したコの字状の断面形状を有する。熱交換器の組み立て時には、レインフォースの長手方向の両端部が一対のタンクの孔に差し込まれる。

レインフォースの幅方向の両端部には、タンクの孔に差し込まれる部位に段部が形成されている。レインフォースの端部がタンクに差し込まれた状態で、レインフォースの段部がタンクに対峙することによってレインフォースの長手方向に係止され、タンクに対するレインフォースの位置決めが行われる。

特開２０１０−８５０２４号公報

しかしながら、このような従来の熱交換器にあっては、組み立て時にレインフォースの端部がタンクの孔に差し込まれる差し込み量が不足し、ろう付け時に受ける熱的影響によってレインフォースの端部がタンクの孔から離脱する虞がある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、熱交換器において、タンクに対するレインフォースの位置ズレを防止することを目的とする。

本発明のある態様によれば、内部を流体が流れる熱交換器であって、流体を導くタンクと、タンクに連通して内部を流体が流れる複数のチューブと、チューブの積層方向外側に配置されるレインフォースと、を備え、レインフォースは、タンクに差し込まれる差し込み部と、差し込み部の中程から突出してタンクに対峙することで長手方向の変位を係止する係止部と、を有することを特徴とする熱交換器が提供される。

上記態様によれば、レインフォースは、係止部がタンクに対峙することで長手方向に係止され、差し込み部がタンクに差し込まれる差し込み量が十分に確保される。これによりタンクに対するレインフォースの位置ズレを防止することができる。

本発明の実施形態に係る熱交換器を示す正面図である。 熱交換器の一部を示す断面図である。 レインフォースを示す斜視図である。 熱交換器の変形例を示す断面図である。 レインフォースの変形例を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

図１に示す熱交換器１は、車両に搭載される空調装置（図示省略）のコンデンサとして用いられる。

熱交換器１は、中央部に設けられるコア２０と、コア２０の両端に設けられる一対のタンク１０と、を備える。熱交換器１では、空調装置のポンプ（図示省略）から送られる媒体（流体）が、一対のタンク１０を介してコア２０を循環する。熱交換器１は、車両走行風またはファン（図示省略）によって送られる強制風がコア２０を通過するように配置される。熱交換器１では、コア２０を循環する媒体と、コア２０を通過する大気との間で熱交換が行われ、媒体の熱が大気に放出される。

図２は、コア２０の一部を示す断面図である。コア２０は、媒体が図２に矢印で示すように流れる複数のチューブ２２と、チューブ２２と交互に並ぶように積層される複数のフィン２５と、フィン２５より積層方向外側に設けられる上下のレインフォース３０と、各チューブ２２及び上下のレインフォース３０の両端部がそれぞれ結合される一対のプレート１１と、を備える。コア２０は、これらの各部材が互いに接合されて一体化したものである。

筒状のタンク１０は、コア２０の両端に設けられる半筒状の上記プレート１１と、プレート１１に結合される半筒状のタンク本体（図示省略）と、によって形成される。タンク本体は、プレート１１の内側に嵌合して組み付けられ、プレート１１に形成される複数の爪１２を折り曲げることによってカシメ固定される。

プレート１１は、各チューブ２２がそれぞれ差し込まれる複数のタンク孔１３と、上下のレインフォース３０がそれぞれ差し込まれる２つのタンク孔１４と、を有する。

各チューブ２２は、各プレート１１に直交するように配置される。チューブ２２は、長円形の断面形状を有する扁平な管である。チューブ２２の内部には、媒体が外気と熱交換をしつつ流れる熱交換流路が形成される。

上下のレインフォース３０は、チューブ２２と平行に並び、各プレート１１に直交するように配置される。

図３は、レインフォース３０を示す斜視図である。レインフォース３０は、長手方向に直線状に延びる梁部３２と、梁部３２から長手方向に延設されて各プレート１１に連結される一対の連結部３１と、を有する。

なお、レインフォース３０が一対のタンク１０の間に延びる方向をレインフォース３０の長手方向とする。また、レインフォース３０の長手方向に直交し、かつ各チューブ２２の積層方向（タンク１０の長手方向）に直交する方向をレインフォース３０の幅方向とする。

梁部３２は、チューブ２２に対向するように延び、フィン２５に当接する。梁部３２は、長手方向と幅方向とにおけるそれぞれの断面が直線状に延びる平板状に形成される。梁部３２は、略矩形の断面形状を有する。なお、梁部３２は、平板状に限らず、他の断面形状を有するものであってもよい。

梁部３２は、フィン２５に当接する当接面３２Ａと、当接面３２Ａから帯状に突出するビード部３９と、を有する。ビード部３９は、レインフォース３０の幅方向における中程に配置され、レインフォース３０の長手方向に直線状に延びる。ビード部３９は、プレス機（図示省略）によって梁部３２の当接面３２Ａから帯状に突出するように形成される。

コア２０の組み立て時には、コルゲート状に湾曲して並ぶフィン２５の各山部がビード部３９に押し付けられることにより、レインフォース３０に対するフィン２５の位置決めが行われる。

連結部３１は、梁部３２から段差なく延設される平板状の差し込み部３７と、プレート１１に対峙（当接）して長手方向の変位を係止する係止部３５と、差し込み部３７の先端３７Ａに開口するカシメ開口部３４と、を有する。一対の連結部３１は、互いに対称的に形成される。

差し込み部３７は、チューブ２２に対向するように延びる。差し込み部３７は、長手方向と幅方向とにおけるそれぞれの断面が直線状に延びる平板状に形成される。なお、梁部３２は、平板状に限らず、他の断面形状を有する板状のものであってもよい。

係止部３５は、プレス機（図示省略）によって差し込み部３７から切り起こした矩形の板片状の部位である。

係止部３５は、差し込み部３７の幅方向における中程の部位を折り曲げて形成される。すなわち、係止部３５は、差し込み部３７の幅方向における両端部から離れた中程に配置される。

係止部３５は、各チューブ２２の積層方向内側（タンク１０の長手方向におけるレインフォース３０よりコア２０側）に突出する。係止部３５は、差し込み部３７の内側面３７Ｂから略直交して突出する。

コア２０の組み立て時には、係止部３５がプレート１１（タンク１０）に対峙（当接）することで、レインフォース３０は長手方向に係止される。

レインフォース３０では、係止部３５が差し込み部３７の中程から突出することにより、タンク１０に対峙する段部を形成する必要がなく、差し込み部３７がタンク孔１４に差し込まれる差し込み量が十分に確保される。これにより、タンク１０に対するレインフォース３０の位置ズレを防止することができる。

また、熱交換器１では、各チューブ２２の積層方向において、レインフォース３０の介装スペースが小さくなるため、チューブ２２及びフィン２５の介装スペースが拡大し、性能向上が図れる。

なお、熱交換器１は、レインフォース３０が従来装置のようにコの字状断面をもつものであってよい。この場合にも、差し込み部３７の両端部にタンク１０に対峙する段部を形成する必要がなくなるので、レインフォース３０のタンク１０に差し込まれる部分を小型化することができる。

係止部３５は、差し込み部３７から切り出した部位を折り曲げて形成される。差し込み部３７には、係止部３５が抜けた部位に開口する抜け孔３６が形成される。抜け孔３６は、レインフォース３０の長手方向におけるプレート１１よりコア２０側（図２において右側）に配置される。

上記構成により、レインフォース３０は、抜け孔３６が差し込み部３７の中程に開口するため、抜け孔３６に連接する部位の剛性が確保される。これにより、レインフォース３０の板厚が大きくなることが抑えられ、熱交換器１の軽量化が図れる。

カシメ開口部３４は、差し込み部３７の先端３７Ａに開口するスリット状に形成される。コア２０の組み立て時には、カシメ開口部３４に差し込まれるカシメ治具（図示省略）を用いてカシメ開口部３４の開口幅を拡げるように連結部３１を塑性変形させる。これにより、連結部３１がプレート１１のタンク孔１４に対して抜けないようにカシメ固定される。

上記カシメ固定が行われる際に、係止部３５がプレート１１に対峙（当接）する。これにより、レインフォース３０は、長手方向に変位することが係止され、プレート１１に対する位置決めが行われる。

コア２０の組み立て時において、コルゲート状のフィン２５は、その先端が係止部３５に対峙（当接）する。フィン２５は、係止部３５によってレインフォース３０の長手方向に係止され、レインフォース３０に対する位置決めが行われる。

レインフォース３０のカシメ開口部３４、係止部３５、抜け孔３６、及びビード部３９は、梁部３２の中心線Ｏ上に一列に並んで形成される。

コア２０を構成するプレート１１、レインフォース３０、チューブ２２、及びフィン２５は、アルミ材又は銅材などの熱伝導率が高い金属によって形成される。

熱交換器１の製造時には、コア２０を構成する各部材が治具（図示省略）を介して組み立てられる工程と、組み立てられたコア２０を加熱炉（図示省略）に搬入してコア２０を構成する各部材をろう付けする工程と、各部材どうしが接合して形成されたコア２０の各プレート１１にタンク本体を組み付けてタンク１０を形成する工程と、が順に行われる。

コア２０を構成する各部材をろう付けする工程では、レインフォース３０の差し込み部３７がタンク孔１４に差し込まれる差し込み量が十分に確保されているため、加熱炉における加熱時に受ける熱的影響によって差し込み部３７がタンク孔１４から抜けることが防止される。

熱交換器１の作動時においてコア２０が熱膨張する際に、レインフォース３０が平板状の梁部３２を撓ませる変形をすることにより、レインフォース３０とコア２０の他の部材との熱膨張差が吸収される。これにより、熱交換器１は、コア２０に生じる熱応力が低減され、耐久性が高められる。

また、レインフォース３０は、平板状の梁部３２を有することにより、製造時に使用される材料を減らせるとともに、プレス機による成型にかかる工数が少なくて済む。このために、熱交換器１は、製品のコストダウンがはかれる。

次に、図４に示す熱交換器１の変形例について説明する。

係止部３５は、各チューブ２２の積層方向（タンク１０の長手方向）におけるコア２０と反対側（図４においてレインフォース３０より上側）の外側面３２Ｂに突出する。

この場合にも、レインフォース３０は、係止部３５がプレート１１（タンク１０）に対峙（当接）して長手方向に係止される。これにより、レインフォース３０の連結部３１にタンク１０に対峙する段部を形成する必要がなくなる。

この場合には、梁部３２の当接面３２Ａから突出するビード部（図示省略）がプレート１１の近傍に形成され、フィン２５がビード部に当接することによってフィン２５の位置決めが行われる。

次に、図５に示すレインフォース３０の変形例について説明する。

レインフォース３０の連結部３１は、チューブ２２に対向して板状に延びる差し込み部４７を有する。係止部４５は、差し込み部４７の幅方向における中程の部位を折り曲げて形成される。

差し込み部３７には、係止部３５が抜けた部位に開口する抜け孔４６が形成される。抜け孔４６は、差し込み部３７の先端３７Ａに開口している。コア２０の組み立て時には、抜け孔４６に差し込まれるカシメ治具（図示省略）を用いて抜け孔４６の開口幅を拡げるように連結部３１を塑性変形させる。これにより、連結部３１がプレート１１のタンク孔１４に対して抜けないようにカシメ固定される。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

本発明は、車両に搭載されるコンデンサに限らず、車両以外に使用される熱交換器にも適用できる。

１ 熱交換器
１０ タンク
２２ チューブ
２５ フィン
３０ レインフォース
３１ 連結部
３２Ａ 当接面
３５、４５ 係止部
３６、４６ 抜け孔
３７、４７ 差し込み部
３８ ビード部

Claims (4)

1. 内部を流体が流れる熱交換器であって、
   流体を導くタンクと、
   前記タンクに連通して内部を流体が流れる複数のチューブと、
   前記チューブの積層方向外側に配置されるレインフォースと、を備え、
   前記レインフォースは、
   前記タンクに差し込まれる差し込み部と、
   前記差し込み部の中程から突出して前記タンクに対峙することで長手方向の変位を係止する係止部と、を有することを特徴とする熱交換器。
2. 請求項１に記載の熱交換器であって、
   前記係止部は、前記差し込み部から切り出した部位を折り曲げて形成され、
   前記レインフォースには、前記係止部が抜けた部位に開口する抜け孔が形成されることを特徴とする熱交換器。
3. 請求項１又は２に記載の熱交換器であって、
   前記チューブと前記レインフォースとの間に介装されるフィンをさらに備え、
   前記係止部は、前記フィンの先端に対峙して前記フィンの長手方向の変位を係止することを特徴とする熱交換器。
4. 請求項１から３のいずれか一つに記載の熱交換器であって、
   前記チューブと前記レインフォースとの間に介装されるフィンをさらに備え、
   前記レインフォースは、前記フィンに当接する当接面から突出するビード部を有することを特徴とする熱交換器。

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