JP5102118B2

JP5102118B2 - 熱交換器の固定構造

Info

Publication number: JP5102118B2
Application number: JP2008151689A
Authority: JP
Inventors: 秀雄小林
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2008-06-10
Filing date: 2008-06-10
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2028-06-10
Also published as: JP2009299924A

Description

本発明は、熱交換器の固定構造に関する。

従来、コンデンサの上下左右両端部がそれぞれ樹脂製のブラケットを介してラジエータに固定される熱交換器の固定構造の技術が公知になっている（特許文献１参照）。
特開２００５−１８６７８０号公報特開２００７−８５６１６号公報

しかしながら、従来の発明では、ブラケットの挟持部がコンデンサのコア部の端部に上下方向から外嵌する構造を採用しているため、コア部の端部がブラケットの挟持部で覆われてしまい、放熱面積が減少するという問題点があった。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、コア部の放熱面積を損失することなく、ブラケットを介して熱交換器を固定できる熱交換器の固定構造を提供することである。

請求項１に記載の発明では、第１熱交換器が樹脂製のブラケットを介して第２熱交換器に固定される熱交換器の固定構造において、上記第１熱交換器が、所定間隔を置いて配置される一対のタンクと、上記一対のタンクの間に配置され、両端部がそれぞれ対応するタンクに挿通し固定される複数のチューブと、隣接するチューブ同士間に配置されるフィンとから成るコア部と、上記コア部のチューブとフィンの積層方向端部に配置され、積層方向外側に向かって開口した略コ字状断面のレインフォースを備え、上記ブラケットにおける第１熱交換器との固定部を上記レインフォースの略コ字状断面の内側に固定し、かつ、前記タンクの長手方向端部に設けて長手方向外側に開口する開口部を形成する側壁に第１係止孔を形成するとともに、前記固定部に、前記タンクの開口部に挿入固定する挿入部、および前記第１係止孔に外側から係止する前記第１係止部を形成し、前記固定部と前記タンクは、前記第１係止部を前記第１係止孔に挿入することにより固定したことを特徴とする。

請求項１に記載の発明では、ブラケットにおける第１熱交換器との固定部をレインフォースの略コ字状断面の内側に固定している。
これにより、コア部の放熱面積を損失することなく、熱交換器をブラケットを介して固定できる。
また、固定部とタンクとを、固定部の第１係止部をタンクの長手方向端部の第１係止孔にすることにより固定するようにしたので、簡単な構造で固定部をタンクに固定できる。

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

以下、実施例１を説明する。
なお、車両前後方向及び車幅方向を前後方向及び左右方向と称して説明する。
図１は実施例１のコンデンサとラジエータの組み付け状態を示す正面図、図２は図１のＳ２−Ｓ２線における断面図、図３は実施例１のラジエータの正面図、図４は実施例１のコンデンサの正面図、図５は実施例１のコンデンサのヘッダタンクの分解図、図６は同斜視図である。

図７は実施例１のレインフォースの斜視図、図８は実施例１の上部ブラケットの斜視図、図９は実施例１の下部ブラケットの斜視図、図１０は実施例１の上部ブラケットのコンデンサへの固定を説明する図、図１１は実施例１の下部ブラケットのコンデンサへの固定を説明する図、図１２〜１４は実施例１のコンデンサとラジエータの固定を説明する図である。

先ず、全体構成を説明する。
図１に示すように、実施例１の発明では、ラジエータ１（請求項の第２熱交換器に相当）と、ラジエータ１の前方に配置されたコンデンサ２（請求項の第１熱交換器に相当）と、ラジエータ１とコンデンサ２の上部左右両端部同士をそれぞれ固定する上部ブラケット３と、ラジエータ１とコンデンサ２の下部左右両端部同士をそれぞれ固定する下部ブラケット４が備えられている。

図２、３に示すように、ラジエータ１は、上下に所定間隔を置いて配置された一対のタンク1a,1bと、これら両タンク1a,1bの間に配置されたコア部１ｃとから構成されている。
各タンク1a,1bは、樹脂製でコア部１ｃ側に開口した略器状に形成される他、その開口端部外周がシール部材１ｄを介して略皿状のチューブレプレート１ｅに加締め固定されて、内部が密封されている。
タンク１ａの後面には、該タンク１ａ内と連通した円筒状の入力ポート１ｆが後方へ突設される一方、タンク１ｂの後面には、該タンク１ｂ内と連通した円筒状の出力ポート１ｇが後方へ突設されている。
また、タンク１ａ及びタンク１ｂの左右両端部にはそれぞれ円柱状の車両搭載ピン１ｈが突設されている。
さらに、タンク１ａの左右両端部付近には、前方へ開口された螺子孔１ｉがそれぞれ形成される一方、タンク１ｂの左右両端部には、前方へ突設された平板状の載置部１ｊが形成されると共に、この載置部１ｊには上下方向に貫通形成された挿入孔１ｋが形成されている。

コア部１ｃは、両端部がそれぞれ対応するチューブプレート１ｅに挿通し固定された複数の偏平管状のチューブ１ｍと、隣接するチューブ１ｍに波状の頂部が接合された波板状のフィン１ｎとから構成されている。
また、コア部１ｃの積層方向両側は、両端部がそれぞれ対応するチューブプレート１ｅに挿通し固定されたレインフォース１ｏでそれぞれ連結補強されている。

なお、ラジエータ１のコア部１ｃは、レインフォース１ｏを含めて全てアルミ製であり、各構成部材の接合部同士のうちの少なくとも一方にはろう材（ブレージングシート）が設けられ、これらは予め仮組みされた状態で熱処理されることにより、各接合部同士がろう付け接合されている。

図４に示すように、コンデンサ２は、左右に所定間隔を置いて配置された一対のヘッダタンク2a,2b（請求項のタンクに相当）と、両ヘッダタンク2a,2bの間に配置されるコア部２ｃ等から構成されている。
ヘッダタンク２ａは、４枚のディバイドプレート２ｄで３つの室R1,R3,R6に区分けされる他、室Ｒ１に連通した入力ポート２ｅを有する入力コネクタ２ｆが設けられる一方、室Ｒ６に連通した出力ポート２ｇを有する出力コネクタ２ｈが設けられている。
ヘッダタンク２ｂは、４枚のディバイドプレート２ｄで３つの室R2,R4,R5に区分けされる他、接続管2i,2jを介して室R4,R5に連通したレシーバタンク２ｋが設けられている。

さらに詳述すると、図５、６に示すように、各ヘッダタンク2a,2bのタンク本体５は略コ字状断面を有する半筒状の分割体５ａと、各ディバイドプレート２ｄを介装した状態で、分割体５ａに最中状に重ねられる略コ字状断面を有する半筒状の分割体５ｂとから構成されている。
分割体５ａには、後述するレインフォース６の端部を挿通し固定するためのレインフォース孔５ｃと、チューブ２ｍの端部を挿通し固定するためのチューブ孔５ｄがそれぞれバーリング加工により環状突起状に形成されている。
また、分割体５ａにおけるディバイドプレート２ｄが介装される位置には、該ディバイドプレート２ｄのコア部２ｃ側を挟持した状態で固定支持する一対のビード５ｅが内側に向かって突設されている。
また、分割体５ａにおける略コ字状断面の対向する側壁には、分割体５ａの外周一部に加締め固定される一対の係止部５ｆが長手方向に沿って複数形成されている。
一方、分割体５ｂにおけるディバイドプレート２ｄが介装される位置には、該ディバイドプレート２ｄに形成された凸部５ｇが挿入固定される固定孔５ｈが形成されている。

さらに、タンク本体５の長手方向両端部に介装されたディバイドプレート２ｄは、該長手方向両端部よりも所定寸法だけ内側に配置され、これによって、タンク本体５の長手方向両端部に外側に開口した開口部５ｉがそれぞれ形成されている。
さらに、タンク本体５の分割体５ａの長手方向両端部には、それぞれ対応する開口部５ｉに貫通した状態で係止孔５ｊ（請求項の第１係止孔に相当）が形成されている。
なお、入力コネクタ２ｆ及び出力コネクタ１ｈにおけるヘッダタンク２ａとの固定構造は公知と同様であるため、その説明は省略する（特許文献２参照）。

コア部２ｃは、両端部がそれぞれ対応するヘッダタンク2a,2bに挿通し固定された複数の偏平管状のチューブ２ｍと、隣接するチューブ２ｍに波状の頂部が接合された波板状のフィン２ｎとから構成されている。
また、コア部２ｃの積層方向両側は、両端部がそれぞれ対応するヘッダタンク5,6に挿通し固定されたレインフォース６でそれぞれ連結補強されている。

図７に示すように、レインフォース６は、略コ字状断面を有して左右方向に延設される他、その長手方向両端部付近における略コ字状断面の対向する側壁6a,6bには前後方向に貫通形成された係止孔６ｃ（請求項の第２係止孔に相当）が左右に離間してそれぞれ形成されている。
また、ヘッダタンク2a,2bの各レインフォース孔５ｃに挿通し固定される長手方向端部は平板状に形成されている。

なお、コンデンサ２の各構成部材は全てアルミ製であり、各構成部材の接合部同士のうちの少なくとも一方にはろう材（ブレージングシート）が設けられ、これらは予め仮組みされた状態で熱処理されることにより、各接合部同士がろう付け接合されて、一体的に形成されている。
なお、レシーバタンク２ｋは内部構造に応じて熱処理後にコンデンサ２に対して固定する。

図８に示すように、上部ブラケット３は、樹脂で一体的に形成される他、ラジエータ１との固定部７には円形状の挿通孔７ａが形成される一方、コンデンサ２との固定部８には、前後方向に対向した位置にそれぞれ突設された係止部９（請求項の第２係止部に相当）が左右方向に所定間隔を置いて形成されている。
さらに、固定部８には、略十字状断面を有する柱状の挿入部１０が下方へ突設される他、この挿入部１０に近接してアーム状の係止部１１（請求項の第１係止部に相当）が下方へ突設されている。
また、上部ブラケット３には前方へ開口された複数の開口部１２が形成されることにより軽量化が図られている。

図９に示すように、下部ブラケット４は、樹脂で一体的に形成される他、ラジエータ１との固定部１３は平板状に形成される一方、コンデンサ２との固定部１４には、上部ブラケット３と同形状の一対の係止部９、挿入部１０、アーム状の係止部１１、及び開口部１２がそれぞれ形成されている。

次に、実施例１の作用を説明する。
<コンデンサとラジエータの固定について>
ラジエータ１にコンデンサ２を固定する際には、先ず、図１０に示すように、コンデンサ２の上部左右両端部において、上部ブラケット３の固定部８を上方のレインフォース６の略コ字状断面の開口側から挿入して、各係止部９をそれぞれ対応する係止孔６ｃに内側から係止させると同時に、挿入部１０をタンク本体５の開口部５ｉに挿入固定して、係止部１１の先端をタンク本体５の係止孔５ｊに外側から係止させる（図２参照）。
この際、係止部９の樹脂による弾性力を利用してレインフォース６の対向する側壁6a,6bを僅かに外側へ押し開きつつ、コンデンサ２側の固定部８の下端部を挿入できる。
また、係止部１１はアーム状に形成されているため、挿入部１０をタンク本体５の開口部５ｉに挿入する際に樹脂の弾性力を利用して外側へ開くように弾性変形させた後、係止孔５ｊに係止できる。

これにより、上部ブラケット３をコンデンサ２の上方のレインフォース６とタンク本体５に位置決めした状態で容易に固定できる。

次に、図１１に示すように、コンデンサ２の下部左右両端部において、上部ブラケット３と同様に、下部ブラケット４の固定部１４を下方のレインフォース６の略コ字状断面の開口側から挿入して、各係止部９をそれぞれ対応する係止孔６ｃに内側から係止させると同時に、挿入部１０をタンク本体５の開口部５ｉに挿入固定して、アーム状の係止部１１の先端を樹脂の弾性力を利用してタンク本体５の係止孔５ｊに外側から係止させる（図２参照）。

これにより、下部ブラケット４をコンデンサ２の下方のレインフォース６とタンク本体５に位置決めした状態で容易に固定できる。

次に、図１２、１３に示すように、コンデンサ２をラジエータ１の上方に配置し、その下部左右両端部において、下部ブラケット４の固定部１３をラジエータ１の載置部１ｊの挿入孔１ｋに挿入して、該コンデンサ２を載置部１ｊに固定支持させる。

最後に、図１４に示すように、コンデンサ２の上部左右両端部において、上部ブラケット３の挿通孔３ｂを介してボルト１５をラジエータ１の螺子孔１ｉに螺合して締結することにより、コンデンサ２をラジエータ１に固定する（図１参照）。

<ラジエータの作動について>
コンデンサ２が固定されたラジエータ１は、車両搭載ピン１ｈを用いて図示しないラジエータコアサポートに固定された状態で車両のエンジンルームに搭載される。
また、入力ポート１ｆと出力ポート１ｇはエンジンと環状に接続されて、エンジン冷凍サイクルが形成される。

そして、入力ポート１ｆを介してエンジン側からタンク１ａに流入した８０℃前後の高温な流通媒体は、コア部１ｃの各チューブ１ｍを介してタンク１ｂに流入する間にコア部１ｃを通過する車両走行風または図示しないファンの強制風と熱交換されて６０℃前後まで冷却される。
また、タンク１ｂに流入した流通媒体は、出力ポート１ｇを介して再びエンジン側へ送出され、熱交換器として機能する。

<コンデンサの作動について>
コンデンサ２は、車室内空調用冷凍サイクルにおいて入力コネクタ２ｆの入力ポート２ｅが図示しないコンプレッサ側に接続される共に、出力コネクタ２ｈの出力ポート２ｇが図示しないエバポレータ側に接続される。

そして、入力ポート２ｅを介してエンジン側からヘッダタンク２ａの室Ｒ１に流入した６０℃前後の高温な流通媒体は、先ず、コア部２ｃのそれぞれ対応するチューブ２ｍを介してヘッダタンク２ｂの室Ｒ２、ヘッダタンク２ａの室Ｒ３、ヘッダタンク２ｂの室Ｒ４の順番にターンしながら流通する間にコア部２ｃを通過する車両走行風または図示しないファンの強制風と熱交換されて冷却される。
次に、ヘッダタンク２ｂの室Ｒ４に流入した流通媒体は、接続管２ｉからレシーバタンク２ｋに流入して気液分離された後、接続管２ｊを介してヘッダタンク２ｂの室Ｒ５に流入する。
次に、ヘッダタンク２ｂの室Ｒ５に流入した流通媒体は、コア部２ｃの対応するチューブ２ｍを介してヘッダタンク２ａの室Ｒ６に流入する間にコア部２ｃを通過する車両走行風または図示しないファンの強制風と熱交換されて４５℃前後まで過冷却された後、出力コネクタ２ｈの出力ポート２ｇを介してエバポレータ側へ送出され、熱交換器として機能する。

<上部ブラケット及び下部ラケットにおけるコンデンサとの固定について>
このように、実施例１では、上部ブラケット３及び下部ブラケット４の固定部8,14がコンデンサ２のレインフォース６の略コ字状断面の内側に内嵌した状態で固定されるため、両ブラケット3,4によってコア部２ｃの端部が覆われることがなく、放熱面積が損失するのを回避できる。
また、挿入部１０と係止部１１を用いて上部ブラケット３及び下部ブラケット４をタンク本体５に固定したことにより、両ブラケット3,4をより安定した状態でコンデンサ２に固定できると同時に、ラジエータ１との固定を堅固にできる。

次に、効果を説明する。
以上、説明したように、実施例１の発明では、コンデンサ２が樹脂製のブラケット3,4を介してラジエータ１に固定される熱交換器の固定構造において、コンデンサ２が、所定間隔を置いて配置される一対のタンク2a,2bと、一対のタンク2a,2bの間に配置され、両端部がそれぞれ対応するタンク2a,2bに挿通し固定される複数のチューブ２ｍと、隣接するチューブ２ｍ同士間に配置されるフィン２ｎとから成るコア部２ｃと、コア部２ｃのチューブ２ｍとフィン２ｎの積層方向端部に配置され、積層方向外側に向かって開口した略コ字状断面のレインフォース６を備え、ブラケット3,4におけるコンデンサ２との固定部8,14をレインフォース６の略コ字状断面の内側に固定したため、コア部２ｃの放熱面積を損失することなく、ブラケット3,4を介してコンデンサ２を固定できる。

また、レインフォース６の略コ字状断面の対向する側壁6a,6bにそれぞれ第１係止孔６ｃを形成し、ブラケット3,4の固定部8,14に、各係止孔６ｃに内側から係止可能な係止部９を形成したため、簡便な構造でもってブラケット3,4をレインフォース６に固定できる。

また、ブラケット3,4におけるコンデンサ２との固定部8,14をヘッダタンク2a,2bに固定したため、ブラケット3,4をより安定した状態でコンデンサ２に固定できると同時に、ラジエータ１との固定を堅固にできる。

また、ヘッダタンク2a,2bの長手方向端部に長手方向外側に開口した開口部５ｉを形成すると共に、該開口部５ｉを形成する分割体５ｂに係止孔５ｊを形成し、ブラケット3,4の固定部8,14に、タンクの開口部５ｉに挿入固定する挿入部１０と、係止孔５ｊに外側から係止する係止部１１とを形成したため、簡便な構造でもってブラケット3,4をヘッダタンク2a,2bに固定できる。

以上、実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
例えば、第１熱交換器及び第２熱交換器の種類は適宜設定でき、例えば、インタークーラやオイルクーラ等に適用しても良い。

実施例１のコンデンサとラジエータの組み付け状態を示す正面図である。図１のＳ２−Ｓ２線における断面図である。実施例１のラジエータの正面図である。実施例１のコンデンサの正面図である。実施例１のコンデンサのヘッダタンクの分解図である。実施例１のコンデンサのヘッダタンクの斜視図である。実施例１のレインフォースの斜視図である。実施例１の上部ブラケットの斜視図である。実施例１の下部ブラケットの斜視図である。実施例１の上部ブラケットのコンデンサへの固定を説明する図である。実施例１の下部ブラケットのコンデンサへの固定を説明する図である。実施例１のコンデンサとラジエータの固定を説明する図である。実施例１のコンデンサとラジエータの固定を説明する図である。実施例１のコンデンサとラジエータの固定を説明する図である。

１ラジエータ
１ａタンク
１ｂタンク
１ｃコア部
１ｄシール部材
１ｅチューブレプレート
１ｆ入力ポート
１ｇ出力ポート
１ｈ車両搭載ピン
１ｉ螺子孔
１ｊ載置部
１ｋ挿入孔
１ｍチューブ
１ｎフィン
１ｏレインフォース
２コンデンサ
２ａ、２ｂヘッダタンク
２ｃコア部
２ｄディバイドプレート
２ｅ入力ポート
２ｆ入力コネクタ
２ｇ出力ポート
２ｈ出力コネクタ
２ｉ、２ｊ接続管
２ｋレシーバタンク
２ｍチューブ
２ｎフィン
１ｍチューブ
１ｎフィン
３上部ブラケット
４下部ブラケット
５タンク本体
５ａ、５ｂ分割体
５ｃレインフォース孔
５ｄチューブ孔
５ｅビード
５ｆ係止部
５ｇ凸部
５ｈ固定孔
５ｉ開口部
５ｊ係止孔
６レインフォース
６ａ、６ｂ側壁
６ｃ係止孔
７固定部
７ａ挿通孔
８固定部
９係止部
１０挿入部
１１係止部
１２開口部
１３固定部
１４固定部
１５ボルト

Claims

第１熱交換器が樹脂製のブラケットを介して第２熱交換器に固定される熱交換器の固定構造において、
前記第１熱交換器が、所定間隔を置いて配置される一対のタンクと、
前記一対のタンクの間に配置され、両端部がそれぞれ対応するタンクに挿通し固定される複数のチューブと、隣接するチューブ同士間に配置されるフィンとから成るコア部と、
前記コア部のチューブとフィンの積層方向端部に配置され、積層方向外側に向かって開口した略コ字状断面のレインフォースを備え、
前記ブラケットにおける第１熱交換器との固定部を前記レインフォースの略コ字状断面の内側に固定し、
かつ、前記タンクの長手方向端部に設けて長手方向外側に開口する開口部を形成する側壁に第１係止孔を形成するとともに、
前記固定部に、前記タンクの開口部に挿入固定する挿入部、および前記第１係止孔に外側から係止する前記第１係止部を形成し、
前記固定部と前記タンクは、前記第１係止部を前記第１係止孔に挿入することにより固定したことを特徴とする熱交換器の固定構造。
請求項１に記載の熱交換器の固定構造において、
前記タンクの長手方向端部には、前記タンクの冷媒が侵入しない非冷媒通路区域を形成し、
前記第１係止孔を、前記非冷媒通路区域に形成したことを特徴とする熱交換器の固定構造。
請求項１または２に記載の熱交換器の固定構造において、
前記レインフォースの略コ字状断面の対向する側壁にそれぞれ第２係止孔を形成し、
前記固定部に、前記第２係止孔に内側から係止可能な第２係止部を形成したことを特徴とする熱交換器の固定構造。