JP3697835B2

JP3697835B2 - 車両用複式熱交換器

Info

Publication number: JP3697835B2
Application number: JP11833497A
Authority: JP
Inventors: 竜雄杉本; 高明阪根; 保利山中
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1997-05-08
Filing date: 1997-05-08
Publication date: 2005-09-21
Anticipated expiration: 2017-05-08
Also published as: JPH10306993A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数個のコア部（熱交換部）が一体なった車両用複式熱交換器に関するもので、特に、エンジンのラジエータと車両用空調装置のコンデンサとが一体なったものに適用して有効である。
【０００２】
【従来の技術】
従来は、車両完成後に車両販売店等で車両用空調装置を車両に組付けていたが、近年、車両用空調装置が車両に標準的装備されるようになったため、車両組み立て工程において、車両用部品とともに車両用空調装置も組付けるようになってきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、車両組み立て工程において、ラジエータに加えてコンデンサを車両に組付ける工程が新たに発生するので、車両製造原価が上昇してしまうという問題が発生していた。
因みに、熱交換器を車両に組付ける手段としては、実開平５−８２７０号公報に記載の手段が提案されているが、この手段は、一個のコア部を有する熱交換器を前提に考案されているため、上記問題を解決することができない。
【０００４】
本発明は、上記点に鑑み、複数個のコア部の車両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１〜４に記載の発明では、第１コア部（２）と第２コア部（３）との間に所定の隙間（４）を介在させて複数個のブラケット（５）で連結するとともに、複数個のブラケット（５）のうち少なくとも２個を連結し、かつ、両コア部（２、３）間の隙間（４）のうち両コア部（２、３）の端部側を閉塞する連結閉塞部材（８）を備えることを特徴とする。
【０００６】
これにより、複数個のコア部（２、３）を有する１つの熱交換器として取り扱うことができるので、両コア部（２、３）を、同時に車両へ組付けることができるので、コア部を車両に組付ける工程を１つ省くことができる。したがって、車両製造原価の上昇を防止することができる。
また、両コア部（２、３）間の隙間（４）のうち、両コア部（２、３）の端部側が連結閉塞部材（８）によって閉塞されているので、両コア部（２、３）を車両に配設すれば、後述する「ダクト効果」によって第２コア部（３）を通過する風量を増加させることができるので、第２コア部（３）の熱交換能力を向上させることができる。
【０００７】
ところで、一般的に、車両用の熱交換器は車両前方側に配設されるので、その保守点検性を考慮すると、車両前方側からコア部を取り外すことができることが望ましい。そこで、請求項１に記載の発明では、ブラケット（５）が、第１補強プレート（２５）の第１壁面（２５ａ）と第２壁面（２５ｂ）との間、および第２補強プレート（３５）の第１壁面（３５ａ）と第２壁面（３５ｂ）との間に挿入され、ブラケット（５）と第１、第２補強プレート（２５、３５）とが、第１、第２補強プレート（２５、３５）およびブラケット（５）を空気流れ方向に貫通するボルト（６）によって着脱可能に連結されて、第２コア部（３）が、第１コア部（２）に対し空気流れ方向に着脱可能に連結されていることを特徴とする。
【０００８】
これにより、ボルト（６）を緩めて抜くことにより、空気流れ上流側、すなわち車両前方側から第２コア部（３）を第１コア部（２）から容易に外すことができる。なお、請求項２に記載の発明のごとく、第２壁面（３５ｂ）にブラケット（５）との干渉を防止する切欠き部（３５ｃ）を形成することによって、第２コア部（３）第１コア部（２）に対して空気流れ方向に着脱可能としてもよい。
【０００９】
請求項３に記載の発明では、ブラケット（５）と連結閉塞部材（８）とは、樹脂にて一体成形されていることを特徴とする。これにより、例えば各コア部（２、３）に流れる媒体の温度が異なる場合であっても、両コア部（２、３）間を移動する熱量を減少させることできるので、温度の低い媒体が流れるコア部の熱交換能力が低下することを防止することができる。
【００１０】
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を示すものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１は本実施形態に係る車両用複式熱交換器（以下、熱交換器と略す。）１の斜視図であり、この熱交換器１は、車両のエンジンルーム前方側に配設される（図４参照）。
【００１２】
図１中、２は、エンジンの冷却水（第１媒体）が流通する複数本のチューブ２１および各チューブ２１間に配設されたコルゲート状の冷却フィン２２からなる矩形状のラジエータコア部（第１コア部）であり、このラジエータコア部２は冷却水と空気とを熱交換して冷却水を冷却するものである。
なお、ラジエータコア部２の端部のうち車両幅方向一端側には、各チューブ２１に冷却水を分配するタンク部２３が配設され、車両幅方向他端側には、各チューブ２１にて熱交換を終えた冷却水を集合させるタンク部２４が配設されている。
【００１３】
また、ラジエータコア部２の空気流れ上流側には、図２に示すように、車両用空調装置（図示せず）の冷媒（第２媒体）と空気とを熱交換して冷媒を凝縮させる矩形状のコンデンサコア部３が配設されている。
なお、３１は冷媒が流通するチューブであり、３２は熱交換を促進するコルゲート状の冷却フィンである。また、図１に示すように、コンデンサコア部３の車両幅方向一端側には、ラジエータコア部２と同様に、各チューブ３１に冷媒を分配するタンク部３３が配設され、車両幅方向他端側には、各チューブ３１にて熱交換を終えた冷媒を集合させるタンク部３４が配設されている。
【００１４】
また、ラジエータコア部２の車両上下方向端部には、ラジエータコア部２の補強部材をなすラジエータサイドプレート（第１補強プレート）２５が車両幅方向に延びており、このラジエータサイドプレート２５の空気流れ方向（車両前後方向）の断面形状は、図２に示すように略コの字状に形成されている。そして、コンデンサコア部３の車両上下方向端部にも、ラジエータコア部２と同様に、略コの字状の断面形状を有するコンデンササイドプレート（第２補強プレート）３５が車両幅方向に延びて配設されている。
【００１５】
なお、ラジエータサイドプレート２５のコの字状断面を形成する第１、２側壁部２５ａ、２５ｂ、およびコンデンササイドプレート３５のコの字状断面を形成する第１、２側壁部３５ａ、３５ｂが互いに空気流れに対して直交するように、各コア部２、３に配設されている。そして、第１側壁２５ａは空気下流側からブラケット５に接触し、第１側壁３５ａは空気上流側からブラケット５に接触している。一方、第２側壁２５ｂは、第１側壁２５ａより空気流れ上流側に位置してブラケット５に形成された挿入溝５２に挿入され、第２側壁３５ｂは、第１側壁３５ａより空気流れ下流側に位置してブラケット５に形成された挿入溝５３に挿入されている。
【００１６】
ところで、両コア部２、３間には、所定の隙間４が介在しており、両コア部２、３は、両サイドプレート２５、３５を介して複数個のブラケット５により連結されている。そして、これらブラケット５と両サイドプレート２５、３５とは、両サイドプレート２５、３５およびブラケット５を空気流れ方向に貫通するボルト６と、このボルト６に結合するナット７とによって着脱可能に連結されている。
【００１７】
因みに、両サイドプレート２５、３５は、チューブ２１、３１、冷却フィン２２、３２およびタンク部２３、２４、３３、３４とともに、ろう付けにて一体接合されている。
また、図１、３中、８は、複数個のブラケット５のうち少なくとも２個（本実施形態では、車両上側および下側の２個）を連結するとともに、図２に示すように、両コア部２、３の車両上下方向端部側の隙間４を閉塞する連結閉塞部材である。なお、本実施形態では、ブラケット５と連結閉塞部材８とは、樹脂にて一体成形されている。
【００１８】
因みに、図４、５は、熱交換器１を車両に組付けた状態を示しており、熱交換器１は、車両幅方向に渡って設けられた上部補強部材（アッパクロスメンバー）１００および下部補強部材（ロワクロスメンバー）１０１に組付けられている。また、ブラケット５の支持ピン５１は防振ゴム１０２に挿入されており、熱交換器１の車両上側は、アッパクロスメンバー１００にボルトによって組付けられた車両側ブラケット１０３を介して支持固定されている。なお、図５中のクーリングファン１０４は、ボルト６によりラジエータサイドプレート２５に共締めされている。
【００１９】
次に、本実施形態に係る熱交換器の特徴を述べる。
コンデンサコア部３およびラジエータコア部２は、ブラケット５によって一体化されているので、複数個のコア部２、３を有する１つの熱交換器として取り扱うことができる。したがって、両コア部２、３を、同時に車両へ組付けることができるので、コンデンサを組付ける工程を省くことができる。延いては、車両製造原価の上昇を防止することができる。
【００２０】
ところで、図２に示すように、両コア部２、３の端部にて隙間４を閉塞すると、コンデンサコア部３を通過する風量が増加して（以下、この現象をダクト効果と呼ぶ。）コンデンサコア部３の熱交換能力が向上する。以下、ダクト効果について説明する。
すなわち、近年、エンジンルームの小型化を図るべく、エンジンルーム内の各機器は、整備業者が整備を行える適度まで接近しており、同様にラジエータコア部２も他の機器に接近して配置されている。
【００２１】
しかし、単純にラジエータコア部２と他の機器とを接近させると、エンジンルーム内の空気流れが悪化（滞留）してしまうので、ラジエータコア部２を通過する風量が減少してラジエータコア部２の放熱能力が低下してしまう。
そこで、通常、ラジエータコア部２への十分な風量を確保すべく、ラジエータコア部２を図４、６に示すように、車両（エンジンルーム）前方側に搭載するとともに、車両前方よりエンジンルーム内に流入した空気がラジエータコア部２に有効に集合するように考慮されて配置されている。
【００２２】
具体的には、ラジエータコア部２近傍に配置されたラジエータコア部２以外の機器、およびアッパクロスメンバー１００やロワクロスメンバー１０１等の車両補強部材等と、ラジエータコア部２との隙間（距離）を小さくすることにより、車両前方よりエンジンルーム内に流入した空気がラジエータコア部２を迂回して空気下流側に直接流れないような構成（レイアウト）としている。
【００２３】
したがって、車両前方よりエンジンルーム内に流入した空気は、図７に示すように、ラジエータコア部２に近づくほど、ラジエータコア部２に集合するように流れていく。このため、ラジエータコア部２の空気上流側にコンデンサコア部３を配置すると、車両前方よりエンジンルーム内に流入した空気は、コンデンサコア部３を迂回してコンデンサコア部３とラジエータコア部２との隙間４よりラジエータコア部２を通過する空気流れと、両コア部２、３を通過する直線的な空気流れとに分流する。
【００２４】
そして、この状態で前述のごとく、両コア部２、３の端部にて隙間４を閉塞すれば、コンデンサコア部３を迂回して隙間４に流入していた空気流れが遮断されるので、コンデンサコア部３を迂回していた空気は行き場を失ってしまい、コンデンサコア部３に向かって流れ始める。
したがって、本実施形態のごとく、両コア部２、３の端部にて隙間４を閉塞すると、ラジエータコア部２より空気上流に配置されたコンデンサコア部３を通過する風量が、コンデンサコア部３を迂回していた風量分だけ増加し、コンデンサコア部３の熱交換能力が向上する。
【００２５】
因みに、上記のダクト効果は、両コア部２、３がエンジンルーム前方側に配設されているときにのみに、その効果が得られるものではなく、両コア部２、３が配設されている通風系が、前述した状態と同等の状態になれば必ずその効果を得ることできるものである。したがって、通常の車両においては、前述のごとく、ラジエータコア部２への十分な風量を確保すべく考慮されているので、本実施形態に係る熱交換器１を車両に適用すれば、全ての車両においてダクト効果を得ることができる。
【００２６】
ところで、冷却水の温度は冷媒の温度より高いので、両コア部２、３が近接していると、コンデンサコア部３にラジエータコア部３の熱が移動して、コンデンサコア部の熱交換能力が低下するおそれがある。
これに対して、本実施形態では、ブラケット５および連結閉塞部材８は樹脂製であるので、ラジエータコア部２からコンデンサコア部２に移動する熱量を減少させることできる。したがって、コンデンサコア部３における熱交換能力の低下を防止することができる。
【００２７】
（第２実施形態）
本実施形態は、熱交換器１の保守点検性（メンテナンス性）の向上を図ったものである。
すなわち、図８、９に示すように、ブラケット５の挿入溝５３を廃止するとともに、第２側壁３５ｂとブラケット５との干渉を防止する切欠き部３５ｃを第２側壁３５ｂに形成したものである。
【００２８】
これにより、ナット７を緩めてボルト６を抜くことにより、両クロスメンバ１００、１０１との干渉を受けずに容易にコンデンサコア部３のみを空気流れ上流側（車両前方側）に外すことができるとともに、ラジエータコア部３の冷却水配管（図示せず）等を取り外すことなく、容易にコンデンサコア部３のみを保守点検または交換することできる。
【００２９】
ところで、第２実施形態では、ブラケット５との干渉を防止する切欠き部３５ｃを第２側壁３５ｂに形成することにより、コンデンサコア部３をラジエータコア部２に対して空気流れ方向に容易に着脱可能としたが、以下のようにしてもよい。
すなわち、第２実施形態では、コンデンササイドプレート３５のうちブラケット５が組付けられる部位の断面形状のみが、図９に示すように略Ｌ字状となっていたが、コンデンササイドプレート３５の長手方向全域に渡って略Ｌ字状としてもよい。
【００３０】
また、図１０に示すように、コンデンササイドプレート３５の第１、２壁面３５ａ、３５ｂを空気流れに平行にするとともに、コの字の底部３５ｄを空気流れ上流側になるようにコンデンササイドプレート３５をコンデンサコア３に配設してもよい。
また、コンデンササイドプレート３５の断面形状をコンデンササイドプレート３５の長手方向全域に渡って略ロの字状として切欠き部３５ｃを形成してもよい。
【００３１】
なお、上述の実施形態では、ブラケット５と連結閉塞部材８とを樹脂にって一体成形したが、本発明はこれに限定されるものではなく、両者５、８を金属等の他の材料によって別体に製造してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る車両用複式熱交換器の斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】第１実施形態に係る車両用複式熱交換器の斜視図である。
【図４】本発明に係る車両用複式熱交換器を車両に組付けた状態を示す斜視図である。
【図５】本発明に係る車両用複式熱交換器を車両に組付けた状態を示す断面図である。
【図６】本発明に係る車両用複式熱交換器を車両に搭載した状態を示す上面図である。
【図７】車両用複式熱交換器を車両に搭載した際の空気流れを示す模式図である。
【図８】第２実施形態に係る車両用複式熱交換器の斜視図である。
【図９】第２実施形態に係る車両用複式熱交換器のＡ−Ａ断面に相当する断面図である。
【図１０】第２実施形態に係る車両用複式熱交換器の変形例を示すＡ−Ａ断面に相当する断面図である。
【符号の説明】
２…ラジエータコア部（第１コア部）、
３…コンデンサコア部（第２コア部）、４…隙間、５…ブラケット、
６…ボルト、８…連結閉塞部材。

Claims

第１媒体の熱交換を行う第１コア部（２）と、
前記第１コア部（２）の空気流れ上流側に配設され、第２媒体の熱交換を行う第２コア部（３）と、
前記第１コア部（２）の端部に配設され、前記第１コア部（２）の補強部材をなし、空気流れ方向に対して直交する第１、２壁面（２５ａ、２５ｂ）が形成された第１補強プレート（２５）と、
前記第２コア部（３）の端部に配設され、前記第２コア部（３）の補強部材をなし、空気流れ方向に対して直交する第１、２壁面（３５ａ、３５ｂ）が形成された第２補強プレート（３５）と、
前記両コア部（２、３）間に所定の隙間（４）を介在させて前記両コア部（２、３）を連結し、車両に組付固定される複数個のブラケット（５）と、
前記複数個のブラケット（５）のうち少なくとも２個を連結するとともに、前記両コア部（２、３）の端部側の前記隙間（４）を閉塞する連結閉塞部材（８）と備え、
前記ブラケット（５）が、前記第１補強プレート（２５）の第１壁面（２５ａ）と第２壁面（２５ｂ）との間、および前記第２補強プレート（３５）の第１壁面（３５ａ）と第２壁面（３５ｂ）との間に挿入され、前記ブラケット（５）と前記第１、第２補強プレート（２５、３５）とが、前記第１、第２補強プレート（２５、３５）および前記ブラケット（５）を空気流れ方向に貫通するボルト（６）によって着脱可能に連結されて、前記第２コア部（３）が、前記第１コア部（２）に対し空気流れ方向に着脱可能に連結されていることを特徴とする車両用複式熱交換器。
前記第１壁面（３５ａ）は、空気流れ上流側から前記ブラケット（５）に接触し、
前記第１壁面（３５ａ）の空気流れ下流側に位置する前記第２壁面（３５ｂ）には、前記ブラケット（５）との干渉を防止する切欠き部（３５ｃ）が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用複式熱交換器。
前記ブラケット（５）と前記連結閉塞部材（８）とは、樹脂にて一体成形されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用複式熱交換器。