JP6772907B2 - 熱交換器 - Google Patents

Description

本開示は、熱交換器に関する。

熱交換器として、タンクと、チューブと、フィンと、サイドプレートとを備えたものが知られている。タンクは、一対設けられており、熱交換器外部との間で冷媒の流出入を行うものである。チューブは、一対のタンク双方に繋がれており、一方のタンクに流入した冷媒を他方のタンクに流している。フィンは、チューブにろう付けされており、チューブ内部を流れる冷媒と空気との熱交換を促進する。サイドプレートは、チューブやフィンと共にコアを形成するものであって、コアの最も外側になるように設けられている。

下記特許文献１には、このような熱交換器の組立方法について記載されている。最初に、フィンとチューブとを交互に積層して組立物を構成する。フィン及びチューブからなる組立物の外側にサイドプレートを配置し、タンクを取り付ける。このように形成したコアを、フィン及びチューブの積層方向から圧縮するようにワイヤ治具等を巻きつけ、形状を保持する。続いて一体でろう付けを行い、ろう付け完了後にワイヤ治具等を取り外している。

特開２００１−１１６４８４号公報

特許文献１では、ろう付け前にワイヤ治具等を取り付け、ろう付け後に取り外す必要がある。更に、コアを組み立てた状態と、組み立てたコアをろう付け加工した後の状態とでは、ろう付け加工後の状態のほうがろうが溶融し接合に使われるため体積が減少する。そのため、コアを組み立てた状態でワイヤ治具等で圧縮力を加える必要があり、コアの一部に圧縮力を加えると、その部分が変形する場合も考えられる。

本開示は、組立時にワイヤ治具等の取り付け取り外しが不要であり、ワイヤ治具等による変形を低減可能な熱交換器を提供することを目的とする。

本開示は、熱交換器であって、熱交換器外部との間で冷媒の流出入を行う一対のタンク（１２）と、一対のタンク双方に繋がれており、一方のタンクに流入した冷媒を他方のタンクに向けて通すチューブ（４０）と、チューブにろう付けされ、チューブ内部を流れる冷媒と空気との熱交換を促進するフィン（３０）と、チューブ及びフィンからなる組立物（３，３Ａ）の外側に配置されるサイドプレート（２０，２０Ａ）と、を備え、サイドプレートが、組立物を構成するチューブ及び前記フィンを互いに密着させるように構成されている。

本開示によれば、サイドプレートによってチューブ及びフィンを互いに密着させることができるので、ワイヤ治具等を巻きつけてろう付け前の形態を維持する必要がなく、サイドプレートによって形態を保持することが可能となる。

尚、「課題を解決するための手段」及び「特許請求の範囲」に記載した括弧内の符号は、後述する「発明を実施するための形態」との対応関係を示すものであって、「課題を解決するための手段」及び「特許請求の範囲」が、後述する「発明を実施するための形態」に限定されることを示すものではない。

本開示によれば、組立時にワイヤ治具等の取り付け取り外しが不要であり、ワイヤ治具等による変形を回避可能な熱交換器を提供することができる。

図１は、本実施形態の熱交換器を説明するための図である。 図２は、本実施形態の熱交換器を説明するための図であって、図１のII-II断面に相当する図である。 図３は、本実施形態の熱交換器を説明するための図である。 図４は、本実施形態の熱交換器の変形例を説明するための図である。 図５は、比較例としての熱交換器を説明するための図である。 図６は、本実施形態の熱交換器の効果を説明するための図である。

以下、添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

図１及び図２に示されるように本実施形態に係る熱交換器１は、コア１０と、タンク１２と、を備えている。コア１０は、サイドプレート２０と、フィン３０と、チューブ４０と、を有している。チューブ４０とフィン３０とは、互いに交互に積層されている。チューブ４０及びフィン３０は、積層されることで組立物３を構成している。本実施形態の場合、組立物３の最も外側がフィン３０になるように構成されている。

サイドプレート２０は、組立物３の外側に位置するように配置されている。サイドプレート２０は、中央凹部２０１と、側壁部２０２と、押圧部２０３と、外壁部２０４と、を有している。

中央凹部２０１は、チューブ４０内を冷媒が流れる方向において、チューブ４０及びフィン３０の略中央部分に対応するように設けられている。中央凹部２０１は、組立物３に当接する当接部２０１ａと、当接部２０１ａから立ち上がる一対の立設部２０１ｂとを有している。

組立物３とサイドプレート２０とを組み立てた場合、当接部２０１ａは組立物３の最も外側に配置されているフィン３０又はチューブ４０に当接する。このように当接させた状態で、立設部２０１ｂは、組立物３の最も外側に配置されているフィン３０又はチューブ４０から離れる方向に延びるように設けられている。

外壁部２０４は、一対設けられており、一対の立設部２０１ｂから互いに逆方向に延びるように形成されている。当接部２０１ａが組立物３に当接するように配置されると、外壁部２０４は、組立物３から立設部２０１ｂの長さだけ離れた場所に位置する。

側壁部２０２は、立設部２０１ｂとは反対側の端部において外壁部２０４に繋がっている。側壁部２０２は一対設けられており、チューブ４０及びフィン３０の積層方向とは直交する方向において、最も外側に配置されている。側壁部２０２は、チューブ４０及びフィン３０の積層方向に沿うように延びている。側壁部２０２は、一対のタンク１２を繋ぐように設けられている。

側壁部２０２は、外壁部２０４から組立物３に向かう先端が近接側２０２ａとして形成されている。側壁部２０２は、チューブ４０及びフィン３０の積層方向に沿うように延びているので、近接側２０２ａが組立物３に接するように配置された場合も、積層方向への撓みが抑制される。

押圧部２０３は、一対の側壁部２０２にそれぞれ繋がるように設けられている。押圧部２０３は、側壁部２０２の近接側２０２ａから、中央凹部２０１に向けて延びるように設けられている。押圧部２０３は、一端側２０３ａと、他端側２０３ｂとを有している。

一端側２０３ａは、側壁部２０２の近接側２０２ａに繋がれている。他端側２０３ｂは、側壁部２０２から離れるように延びており、自由端として設けられている。上記したように、側壁部２０２の積層方向への撓みは抑制されるので、近接側２０２ａに繋がる一端側２０３ａを支点として押圧部２０３は撓み、組立物３に押圧力を作用させる。

押圧部２０３は、図２に示されるように、組付け前の状態で他端側２０３ｂが中央凹部２０１の当接部２０１ａよりも組立物３側に突出するように設けられている。サイドプレート２０と組立物３とを組み上げると、押圧部２０３は図中破線の位置まで移動し、組立物３に押圧力を作用させる。

図３に示されるように、一対のタンク１２の間にコア１０が配置されている。コア１０は、組立物３と一対のサイドプレート２０とで構成されている。組立物３は一対のサイドプレート２０で挟まれている。サイドプレート２０の両端はタンク１２によって拘束されているので、ろう付け加工前の組立物３は、一対のサイドプレート２０によって押圧力を受けている。

サイドプレート２０の断面形状は図２に示されるようなものであるので、組立物３がろう付け加工前の場合には、中央凹部２０１及び側壁部２０２は変形しづらく、押圧部２０３の撓みによって加工後の寸法からの増分が吸収される。ろう付け加工が終了し、組立物３が本来の形状になると、押圧部２０３が組立物３を押し込み、組立物３の寸法変化に追従する。

図２に示されるサイドプレート２０は、押圧部２０３を側壁部２０２から中央凹部２０１近傍まで延ばしているが、組立物３へ押圧力を作用させることが可能であれば、更に短くすることもできる。

図４に示されるコア１０Ａでは、押圧部２０３Ａを短く形成したサイドプレート２０Ａを採用している。また、コア１０Ａでは、組立物３Ａの最も外側にチューブ４０が位置するようにチューブ４０及びフィン３０を積層している。

図５に比較例としてのコア１０Ｆを例示する。コア１０Ｆは、サイドプレート２０Ｆと、フィン３０と、チューブ４０と、を有している。チューブ４０とフィン３０とは、互いに交互に積層され、組立物３を構成している

サイドプレート２０Ｆは、組立物３の外側に位置するように配置されている。サイドプレート２０Ｆは、中央凸部２０１Ｆと、側壁部２０２Ｆと、連結部２０５Ｆと、を有している。

中央凸部２０１Ｆは、チューブ４０内を冷媒が流れる方向において、チューブ４０及びフィン３０の略中央部分に対応するように設けられている。中央凸部２０１Ｆは、組立物３側から立ち上がるように設けられている一対の立設部２０１Ｆａと、組立物３から離隔して設けられ立設部２０１Ｆａに繋がっている離隔部２０１Ｆｂとを有している。

側壁部２０２Ｆは一対設けられており、チューブ４０及びフィン３０の積層方向とは直交する方向において、最も外側に配置されている。側壁部２０２Ｆは、チューブ４０及びフィン３０の積層方向に沿うように延びている。側壁部２０２Ｆは、一対のタンク１２を繋ぐように設けられている。

立設部２０１Ｆａと側壁部２０２Ｆとを繋ぐように、連結部２０５Ｆが設けられている。連結部２０５Ｆは、組立物３に沿って当接するように設けられている。

本実施形態におけるサイドプレート２０は、組立物３の寸法変化に対応する押圧部２０３を有していたが、比較例におけるサイドプレート２０Ｆは、対応する機能を発揮する部分を有していない。従って、図６に示されるような工程が必要となる。

図６の（Ａ）に示されるように、フィンとチューブとを交互に積層して組立物３を構成する。フィン及びチューブからなる組立物３の外側にサイドプレート２０Ｆを配置する。組立物３及びサイドプレート２０Ｆに、タンク１２を組み付ける。サイドプレート２０Ｆには形態保持効果が無いので、図６の（Ｂ）に示されるように、組立物３及びサイドプレート２０Ｆからなるコア１０Ｆを、フィン及びチューブの積層方向から圧縮するようにワイヤ治具等を巻きつけ、形状を保持する。続いて、図６の（Ｃ）に示されるように、一体でろう付けを行い、ろう付け完了後にワイヤ治具等を取り外している。

一方、本実施形態に係る熱交換器１では、熱交換器外部との間で冷媒の流出入を行う一対のタンク１２と、一対のタンク１２双方に繋がれており、一方のタンク１２に流入した冷媒を他方のタンク１２に向けて通すチューブ４０と、チューブ４０にろう付けされ、チューブ内部を流れる冷媒と空気との熱交換を促進するフィン３０と、チューブ４０及びフィン３０からなる組立物３，３Ａの外側に配置されるサイドプレート２０，２０Ａと、を備える。サイドプレート２０，２０Ａは、組立物３，３Ａを構成するチューブ４０及びフィン３０を互いに密着させるように構成されている。サイドプレート２０，２０Ａによってチューブ４０及びフィン３０を互いに密着させることができるので、ワイヤ治具等を巻きつけてろう付け前の形態を維持する必要がなく、サイドプレート２０，２０Ａによって形態を保持することが可能となる。

また本実施形態において、サイドプレート２０，２０Ａは、押圧部２０３，２０３Ａを有し、押圧部２０３，２０３Ａは、組立物３，３Ａとサイドプレート２０，２０Ａとを組み付ける際に、チューブ４０とフィン３０とが密着するように組立物３，３Ａを内側に向けて付勢する。サイドプレート２０，２０Ａによって、組立物３，３Ａが内側に向けて付勢され、チューブ４０とフィン３０とが密着されるので、サイドプレート２０，２０Ａによる形態保持がより確実なものとなる。

また本実施形態において、サイドプレート２０は、更に、一対のタンク１２を繋ぐように設けられている側壁部２０２を有し、押圧部２０３は、一端側２０３ａが側壁部２０２に繋がれ、他端側２０３ｂが側壁部２０２から離れるように延びており、他端側２０３ｂ側が自由端として設けられている。図１、図２、図３を参照しながら説明したように、他端側２０３ｂ側が自由端とし、一端側２０３ａが側壁部２０２に繋がれているので、押圧部２０３の撓みを利用しやすくなり、サイドプレート２０による形態保持がより確実なものとなる。

また本実施形態において、押圧部２０３は、側壁部２０２が組立物３に近接する近接側２０２ａから延びるように設けられている。押圧部２０３は近接側２０２ａから延びるように設けられているので、組立物３に近い側を支点として撓むことができ、組立物３に効率的に押圧力を加えることが可能となる。

また本実施形態においては、側壁部２０２は一対設けられており、押圧部２０３は一対の側壁部２０２のそれぞれから延びるように一対設けられている。押圧部２０３を一対設けることで、組立物３に偏りなく押圧力を加えることが可能となる。

また本実施形態においては、一対の押圧部２０３は、側壁部２０２から延びる長さが互いに同じになるように設けられている。一対の押圧部２０３の長さが同じになるように構成されているので、組立物３に偏りなく押圧力を加えることが可能となる。

以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。

３：組立物
１２：タンク
２０：サイドプレート
３０：フィン
４０：チューブ

Claims (4)

1. 熱交換器であって、
   前記熱交換器外部との間で冷媒の流出入を行う一対のタンク（１２）と、
   一対の前記タンク双方に繋がれており、一方の前記タンクに流入した冷媒を他方の前記タンクに向けて通すチューブ（４０）と、
   前記チューブにろう付けされ、前記チューブ内部を流れる冷媒と空気との熱交換を促進するフィン（３０）と、
   前記チューブ及び前記フィンからなる組立物（３，３Ａ）の外側に配置されるサイドプレート（２０，２０Ａ）と、を備え、
   前記サイドプレートが、前記組立物を構成する前記チューブ及び前記フィンを互いに密着させるように構成され、
   前記サイドプレートは、押圧部（２０３，２０３Ａ）を有し、
   前記押圧部は、前記組立物と前記サイドプレートとを組み付ける際に、前記チューブと前記フィンとが密着するように前記組立物を内側に向けて付勢し、
   前記サイドプレートは、更に、一対の前記タンクを繋ぐように設けられている側壁部（２０２）を有し、
   前記押圧部は、一端側（２０３ａ）が前記側壁部に繋がれ、他端側（２０３ｂ）が前記側壁部から離れるように延びており、前記他端側が自由端として設けられている、熱交換器。
2. 請求項１に記載の熱交換器であって、
   前記押圧部は、前記側壁部が前記組立物に近接する近接側（２０２ａ）から延びるように設けられている、熱交換器。
3. 請求項１又は２に記載の熱交換器であって、
   前記側壁部は一対設けられており、前記押圧部は一対の前記側壁部のそれぞれから延びるように一対設けられている、熱交換器。
4. 請求項３に記載の熱交換器であって、
   一対の前記押圧部は、前記側壁部から延びる長さが互いに同じになるように設けられている、熱交換器。

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