JP3629782B2 - 熱交換器の配管構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱交換器と、この熱交換器に接続される外部配管との接続構造に関するもので、車両前方に配置された車両用空調装置のコンデンサ（凝縮器）に適用して有効である。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両用空調装置のコンデンサと外部配管との結合手段として、米国特許第５１６３７１６号明細書に記載の手段がある。この手段は、コンデンサ側に結合された第１ブロックと、外部配管が結合された第２ブロックとをボルトによってねじ結合するものであり、この結合用のボルトは、車両上方側（米国特許第５１６３７１６号明細書中の図面上方側）から挿入されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、コンデンサが配置される車両前方は、一般的に車両の補強度部材が車両幅方向に設けられており、コンデンサは、図１３に示すように、この補強度部材との干渉を避けて車両へ組付けられている。したがって、外部配管のコンデンサへの組付け作業は、この補強部材を避けた結合手段を用いなければならない。
【０００４】
しかし、上述の結合手段では、結合用のボルトが車両上方側から挿入されているので、車両幅方向に設けられた補強部材が組付け作業を阻害し、本来、車両上方側から行わなければならない組付け作業が、車両前方側から行わなければならなくなる。したがって、外部配管のコンデンサへの組付け作業性の悪化を招く。
本発明は、上記点に鑑み、車両前方に配置された熱交換器において、外部配管の熱交換器への組付け性を向上させることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
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用いる。請求項１に記載の発明では、第１ブロック（７）と第２ブロック（８）とを車両幅方向に合わせ、車両前方から両ブロック（７、８）を目視することができる状態で、車両前方から結合手段（２０、２６、２９）により両ブロック（７、８）を結合した構成となっていることを特徴とする。
【０００６】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の熱交換器の配管構造において、結合手段は、車両前方から前記両ブロック（７、８）に挿入されたボルト（２０）であって、両ブロック（７、８）がボルト（２０）によりねじ結合されていることを特徴とする。請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の熱交換器の配管構造において、第１ブロック（７）および第２ブロック（８）のいずれか一方のブロックに形成された凸部（１１、２４）と、凸部（１１、２４）と嵌合するように他方のブロックに形成された凹部（１３、２５）とを有することを特徴とする。
【０００７】
次に、作用効果を述べる。請求項１〜３に記載の発明によれば、第１ブロック（７）と第２ブロック（８）とを車両幅方向に合わせ、車両前方から両ブロック（７、８）を目視した状態で結合手段（２０、２６、２９）により両ブロック（７、８）を結合できるので、車両前方から結合作業を容易に行うことができる。したがって、外部配管（２）の熱交換器（１）への組付け性を向上させることができる。
【０００８】
また、熱交換器（１）から流出入する媒体の流れ方向は、両ブロック（７、８）によって車両幅方向から車両前後方向に偏向されるので、外部配管（２）を曲げて媒体の流れ方向を車両幅方向から車両前後方向に偏向するものに比べて、熱交換器（１）の車両幅方向端部から外部配管のうち車両後方に延びる部分までの距離を小さくすることができる。したがって、熱交換器（１）の車両幅方向端部と車両との隙間（デッドスペース）を小さくすることができるので、熱交換器（１）をバイパスする風量を抑制することができる。したがって、熱交換器を通過する風量の減少を抑制できるので、熱交換効率の低減を抑制することができる。
【０００９】
また、デッドスペースが小さくなったとにより、従来デットスペースとして有効活用できなかった部分も熱交換器（１）として利用できるので、車両スペースを有効に活用して熱交換器（１）での熱交換量を増加させることができる。
請求項３に記載の発明によれば、第１ブロック（７）ないし第２ブロック（８）のいずれか一方のブロックに形成された凸部（１１、２４）と、凸部（１１、２４）と嵌合するように他方のブロックに形成された凹部（１３、２５）とを有するので、両ブロック（７、８）の結合時の位置決めを容易に行うことができる。したがって、外部配管（２）の熱交換器（１）への組付け性をより一層向上させることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施の形態について説明する。
（第１実施形態）
図１は、車両用空調装置のコンデンサ（凝縮器）に本実施形態を適用した例を示しており、このコンデンサ１は通常車両前方に配置されている。図示されていない圧縮機で圧縮された気相冷媒は、外部配管２内を流れてコンデンサ１内に流入して凝縮させられ液相冷媒となる。その後、液相冷媒はコンデンサ１を流出して図示されていない外部配管内を流れて図示されていない減圧器で減圧される。
【００１１】
なお、紙面表側が車両前方に相当し、紙面裏面が車両後方に相当し、紙面左右方向は車両幅幅方向に相当している。また、圧縮器および減圧器がコンデンサ１より車両後方に配置されているので、外部配管２は車両後方に向けて延びている。
ところで、コンデンサ１のうち、３は冷媒が流れるチューブであり、４はチューブ３内を流れる冷媒と空気との熱交換を促進する冷却フィンであり、５はチューブ内を流れる冷媒を分配集合するヘッダタンクである。外部配管２内を流れる冷媒は、ヘッダンク５と外部配管２と接続する接続ブロック６を介してヘッダタンク５内に流出入する。
【００１２】
以下に、本実施形態の要部である接続ブロック６に付いて詳細に述べる。
接続ブロック６は、図１の（Ａ）に示すように、ヘッダタンク５に形成された凹部５ａにろう付け等により結合しており、この凹部５ａには、車両幅方向に開口する開口部５ｂが形成されている。また、接続ブロック６は、凹部５ａに結合された第１ブロック７と、この第１ブロック７と分離可能に結合された第２ブロックとからなり、両ブロック７、８は共にアルミニウム製である。
【００１３】
第１ブロック７には、開口部５ｂと連通し、車両幅方向に第１ブロックを貫通する第１流路９が形成されており、第２ブロック８には、第１流路９と外部配管２とを連通させる第２流路１０が形成されている。したがって、冷媒が、外部配管２内を流れてヘッダタンク５内に流入するときは、第２流路１０にて車両後方から前方に向かう流れを車両幅方向の流れに偏向し、車両幅方向に形成された第１流路９を流れてヘッダタンク５内に流入する。なお、冷媒がヘッダタンク５内から流出する場合は、上記流れの逆である。
【００１４】
第２ブロック８は、図２のに示すように、凸部１１が第２ブロック本体部８ａに一体形成されており、凸部１１には、凸部分を貫通する穴１２が形成されている。一方、第ブロック７には、図３に示すように、第２ブロック８の凸部１１と嵌合する凹部１３が形成されている。
また、第２ブロック８のうち第２流路１０と第１流路９との結合部は、図２に示すように、管状突起１４が第２ブロック本体部８ａに一体に形成されており、この管状突起１４の外周面には、Ｏリング１５を装着するための溝１６が形成されている。一方、第１ブロック７のうち第１流路９と第２流路１０との結合部は、図３に示すように、管状突起１４が嵌合するように円柱状凹部１７が形成されている。また、１８は、後述する第１および第２ブロック７、８を結合するボルトとねじ結合するためのめねじ部で、１９は前記ボルトが挿入される穴１９である。
【００１５】
また、両ブロック７、８の両者は、図１に示すように、ボルト２０によって結合され、ボルト２０は平座金２１およびばね座金２２を介して両ブロック７、８に車両前方側から挿入されている。
次に、本実施形態の特徴を述べる。
両ブロック７、８を結合するボルト２０は、車両前方側から両ブロック７、８に挿入されているので、ボルト２０を車両前方側から容易に締めつけることができる。したがって、外部配管２のコンデンサ１への組付け性を向上させることができる。
【００１６】
また、第２ブロック８の凸部１１と第１ブロック７の凹部１３とを嵌合させて両ブロック７、８を結合するので、第１ブロック７に対する第２ブロック８の位置決めを容易に行うことができる。したがって、外部配管２のコンデンサ１への組付け性をより一層向上させることができる。
また、コンデンサ１から流出入する冷媒の流れ方向は、接続ブロック６によって車両幅方向から車両前後方向に偏向されるので、外部配管２を曲げて冷媒の流れ方向を車両幅方向から車両前後方向に偏向するものに比べて、コンデンサ１の車両幅方向端部から外部配管のうち車両後方に延びる部分までの距離を小さくすることができる。したがって、コンデンサ１の車両幅方向端部と車両との隙間（デッドスペース）を小さくすることができるので、コンデンサ１をバイパスする風量を抑制することができる。したがって、コンデンサ１を通過する風量の減少を抑制することができるので、熱交換効率の低減を抑制することができる。
【００１７】
さらに、デッドスペースが小さくなったとにより、従来デットスペースとして有効活用できなかった部分にコンデンサ１の熱交換部（コア部）とすることができるので、車両スペースを有効に活用してコンデンサ１での熱交換量を増加させることができる。
（第２実施形態）
本実施形態は、両ブロック７、８を結合するボルト２０を車両幅方向から挿入するようにしたものである。図４、６に示すように、第１ブロック７にめねじ部１８を形成し、第２ブロック８に車両幅方向に貫通する穴２３を形成したものである。
【００１８】
また、両ブロック７、８を結合する際の位置決め用の円柱状の凸部２４は、第１ブロック７に形成されており、この凸部２４と嵌合する凹部２５は第２ブロック８に形成されている。
因みに、凸部２４を第２ブロック８に形成し、凹部２５を第１ブロック７に形成してもよい。
【００１９】
（第３実施形態）
本実施形態は、両ブロック７、８を結合するボルト２０に代えて、図６に示すようにナット２６を用いて結合したものである。
具体的には、図７、８に示すように、両ブロック７、８に半円柱の突起部２７を設け、この突起部２７の円周面におねじ部２８を形成する。そして、図６に示すように、両ブロック７、８を合わせた状態でナット２６で両者を固定するものである。
【００２０】
（第４実施形態）
本実施形態は、両ブロック７、８を結合するボルト２０に代えて、図９に示すように、コの字状のクランプ２９を用いて結合したものである。
具体的には、図１０、１１に示すように、両ブロック７、８にフランジ部２８を有する突起部２９を形成する。そして、両ブロック７、８を合わせた状態でクランプ２９で両ブロック７、８を固定するものである。
【００２１】
ところで、両ブロック７、８を結合するボルト２０を車両前方から挿入する手段として図１２に示すような手段が考えられるが、この手段が第２ブロック８が第１ブロック７に車両前後方向に重なっているので、第２ブロック８を目視した状態で両ブロック７、８を組付けることができない。
しかし、上述の実施形態では、車両前方から第１および第２ブロック７、８の両者を目視することができるので、両ブロック７、８を容易に組付けることができる。
【００２２】
なお、上述の実施形態では、両ブロック７、８のいずれかにめねじ部１８を形成してボルト２０を用いてねじ固定したが、めねじ部１８を形成せず、タッピングスクリュウを用いてねじ固定しても本発明を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は第１実施形態に係る熱交換器の配管構造を示す正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の右側面図である。
【図２】（Ａ）は第２ブロックの正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の右側面図であり、（Ｃ）は第２ブロックの斜視図である。
【図３】（Ａ）は第１ブロックの正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の右側面図であり、（Ｃ）は第１ブロックの斜視図である。
【図４】（Ａ）は第２実施形態に係る第１ブロックの正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の右側面図であり、（Ｃ）は第２実施形態に係る第１ブロックの斜視図である。
【図５】（Ａ）は第２ブロックの正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の右側面図であり、（Ｃ）は第２ブロックの斜視図である。
【図６】（Ａ）は第３実施形態に係る熱交換器の配管構造を示す正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の右側面図である。
【図７】（Ａ）は第３実施形態に係る第１ブロックの正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の右側面図であり、（Ｃ）は第３実施形態に係る第１ブロックの斜視図である。
【図８】（Ａ）は第２ブロックの正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の右側面図であり、（Ｃ）は第２ブロックの斜視図である。
【図９】第４実施形態に係る第１および第２ブロックを結合するためのクランプである。
【図１０】（Ａ）は第４実施形態に係る第１ブロックの正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の右側面図であり、（Ｃ）は第２実施形態に係る第１ブロックの斜視図である。
【図１１】（Ａ）は第２ブロックの正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の右側面図であり、（Ｃ）は第２ブロックの斜視図である。
【図１２】本発明の効果を説明するための説明図であり、（Ａ）は上面図であり、（Ｂ）は正面図であり、（Ｃ）は右側面図である。
【図１３】従来技術を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１…コンデンサ、２…外部配管、３…チューブ、４…冷却フィン、
５…ヘッダタンク、６…接続ブロック、７…第１ブロック、
８…第２ブロック、９…第１流路、１０…第２流路、１１…凸部、
１２…穴、１３…凹部、１４…管状突起、１５…Ｏリング、
１６…溝、１７…円柱状凹部、１８…めねじ部、１９…穴、
２０…ボルト、２１…平座金、２２…ばね座金、２３…穴、
２４…凸部、２５…凹部、２６…ナット、２７…突起部、
２８…おねじ部、２９…クランプ。

Claims (3)

1. 車両前方に配置され、空気と媒体との間で熱交換する熱交換器（１）と、
   前記熱交換器（１）に接続され、車両後方に向けて延びる外部配管（２）とを接続する熱交換器の配管構造であって、
   前記熱交換器（１）のうち車両幅方向に開口する開口部（５ａ）に結合された第１ブロック（７）と、
   前記開口部（５ａ）と連通し、車両幅方向に前記第１ブロック（７）を貫通する第１流路（９）と、
   前記外部配管（２）と結合し、前記第１ブロック（７）と分離可能に結合された第２ブロック（８）と、
   前記第２ブロック（８）に形成され、前記第１流路（９）と前記外部配管（２）とを連通させる第２流路（１０）と、
   前記両ブロック（７、８）を結合する結合手段（２０、２６、２９）とを有し、
   前記両ブロック（７、８）を前記車両幅方向に合わせ、車両前方から前記両ブロック（７、８）を目視することができる状態で、車両前方から前記結合手段（２０、２６、２９）により前記両ブロック（７、８）を結合した構成となっていることを特徴とする熱交換器の配管構造。
2. 前記結合手段は、車両前方から前記両ブロック（７、８）に挿入されたボルト（２０）であって、前記両ブロック（７、８）が前記ボルト（２０）によりねじ結合されていることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器の配管構造。
3. 前記第１ブロック（７）および前記第２ブロック（８）のいずれか一方のブロックに形成された凸部（１１、２４）と、前記凸部（１１、２４）と嵌合するように他方のブロックに形成された凹部（１３、２５）とを有することを特徴とする請求項１または２に記載の熱交換器の配管構造。

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