WO2014132554A1

WO2014132554A1 - 熱交換器および空調装置

Info

Publication number: WO2014132554A1
Application number: PCT/JP2014/000388
Authority: WO
Inventors: 佐元　紀幸; 泰教久野
Original assignee: 株式会社デンソー
Priority date: 2013-02-26
Filing date: 2014-01-27
Publication date: 2014-09-04
Also published as: US10113804B2; CN105008162B; JP6051935B2; US20160010924A1; CN105008162A; JP2014163610A

Abstract

　熱交換器は、複数のチューブ（４１）を有するコア部（４２）と、前記チューブの長手方向端部に前記チューブと交差する交差方向に延びるように設けられ、前記チューブに流体を分配するとともに、前記チューブ内を流通する流体を集合させる一対のタンク部（４３，４４）と、前記一対のタンク部内に設けられ、前記タンク部内の冷媒の流れを変更するための内側壁部（４７，４９）と、前記一対のタンク部の外周部を外側から部分的に補強する補強部（６０Ｂ）と、を備える。前記補強部は、前記一対のタンク部の前記交差方向の両端部を除いた位置であって、前記内側壁部の外側の前記タンク部の外周部を除いた位置に設けられる。

Description

熱交換器および空調装置

関連出願の相互参照

　本開示は、２０１３年２月２６日に出願された日本出願番号２０１３－３６０５２号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。

　本開示は、内部に冷媒が流れる熱交換器、および空調ケースの内部に熱交換器を備える空調装置に関する。

　特許文献１に記載の車両用空調ユニットにおける冷房用蒸発器は、蒸発器の四隅に弾性部材を介在して、空調ユニットケースに組み込まれている。この弾性部材は、蒸発器の振動吸収作用を有する。振動吸収作用をより具体的に述べると、蒸発器は冷媒配管を介して車両エンジンルーム内の圧縮機に結合され、この圧縮機は車両エンジンに装着され車両エンジンにより駆動される。そのため、圧縮機は車両エンジンと一体となって振動する。また、圧縮機が冷媒を吐出および吸入する時に生じる脈動により、圧縮機自身が振動する。この圧縮機の振動が冷媒配管を介して車室内に位置する蒸発器に伝播する。また冷媒が流れる際に膨張弁および配管が振動し、この振動が蒸発器に伝播する。さらには、蒸発器自体が内部を通過する冷媒によって振動する。そこで、蒸発器を弾性部材によって支持することにより、蒸発器に伝播される振動および蒸発器自体の振動を弾性部材により吸収して、蒸発器の振動が空調ユニットケースに伝達されて増幅し異音（騒音）となることを抑制するようにしている。

特開２００６－３３５１８９号公報

　特許文献１では、弾性部材を四隅に介在しているが、弾性部材を蒸発器の筐体に組み込んでいるので、蒸発器の構成要素が増加する。これによって蒸発器の製造工程が増加し、生産性が低下する。

　本開示は、簡単な構成で、外部への振動の伝達を小さくすることができる熱交換器および空調装置を提供することを目的とする。

　本開示の一例によれば、熱交換器は、コア部と、一対のタンク部と、内側壁部と、補強部を備える。コア部は内部を冷媒が流通する複数のチューブを有する。一対のタンク部は、前記チューブの長手方向端部に前記チューブと交差する交差方向に延びるように設けられ、前記チューブに流体を分配するとともに、前記チューブ内を流通する流体を集合させる。内側壁部は、前記一対のタンク部内に設けられ、前記タンク部内の冷媒の流れを変更する。補強部は、前記一対のタンク部の外周部を外側から部分的に補強する。前記補強部は、前記一対のタンク部の前記交差方向の両端部を除いた位置であって、前記内側壁部の外側の前記タンク部の外周部を除いた位置に設けられる。

　これにより、一対のタンク部の両端部および内側壁部の外側のタンク部の外周部を除いた位置に補強部が設けられる。タンク部の両端部および内側壁部がある部分は、剛性が高く振動が小さい部分である。このような部分以外の部分を補強部によって部分的に補強して、剛性を高くすることによって、剛性が低い部分の振動を抑制することができる。したがって熱交換器からの冷媒流れに起因する放射音を低減することができる。また、全体を補強すると、タンク部が大型化し、かつ重量が増加するが、本開示のように部分的に補強することによって、タンク部の大型化および重量の増加を抑制することができる。したがって簡単な構成で効果的に振動を抑制することができる。

　本開示の一例によれば、空調装置は、内部を空気が通過する空調ケースと、前記空調ケース内に配置される熱交換器と、を備える。前記熱交換器は、内部を冷媒が流通する複数のチューブを有して構成されたコア部と、前記チューブの長手方向端部に前記チューブと交差する交差方向に延びるように設けられ、前記チューブに流体を分配するとともに、前記チューブ内を流通する流体を集合させる一対のタンク部と、前記一対のタンク部内に設けられ、前記タンク部内の冷媒の流れを変更するための内側壁部と、を有する。前記空調ケースは、前記空調ケースを部分的に補強する補強部を有する。前記空調ケースは、前記一対のタンク部の外周部に当接して前記熱交換器を固定し、前記補強部は、前記一対のタンク部の前記交差方向の両端部を除いた位置であって、前記内側壁部の外側の前記タンク部の外周部を除いた位置に設けられる。

第１実施形態の車両用空調装置を簡略化して示す断面図である。第１実施形態のエバポレータを簡略化して示す正面図である。第１実施形態のエバポレータを簡略化して示す平面図である。第１実施形態のエバポレータを簡略化して示す底面図である。第１実施形態のエバポレータの上側タンク部の振動特性を示すグラフである。第１実施形態のエバポレータの下側タンク部の振動特性を示すグラフである。第１実施形態の空調ケースと上側タンク部の一部を拡大して示す断面図である。第２実施形態のエバポレータを簡略化して示す正面図である。第２実施形態のエバポレータを簡略化して示す平面図である。第２実施形態のエバポレータを簡略化して示す底面図である。第２実施形態のエバポレータの上側タンク部の振動特性を示すグラフである。第２実施形態のエバポレータの下側タンク部の振動特性を示すグラフである。第３実施形態のエバポレータの上側タンク部の一部を拡大して示す断面図である。第３実施形態において周波数と音圧レベルの関係を比較例とともに示すグラフである。

　以下、図面を参照しながら本開示を実施するための形態を、複数の形態について説明する。各実施形態で先行する実施形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付すか、または先行の参照符号に一文字追加し、重複する説明を略する場合がある。また各実施形態にて構成の一部を説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している実施形態と同様とする。各実施形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施形態同士を部分的に組合せることも可能である。

　（第１実施形態）
　本開示の第１実施形態に関して、図１～図７を用いて説明する。車両用空調装置１０は、車室内空調運転の実施可能な装置である。車両用空調装置１０は、外殻が空調ケース１１で構成されており、大別して送風部と空調部を備えている。空調ケース１１は、車室内前方のインストルメントパネル（図示せず）の裏側に配置されている。空調ケース１１は、内方に空気が流れる通路であって、空気の流れが分岐または合流する複数の通路を形成する。空調ケース１１は、複数のケース部材からなり、例えばポリプロピレンなどの樹脂成形品である。複数のケース部材は、金属ばね、ねじ等の締結手段によって一体的に結合されて空調ケース１１を構成している。

　送風部は、車室内または車室外の空気を空調部に送風するための送風機（図示せず）を備え、送風機の吹出口は空調部の入口に至る送風通路１２と接続されている。送風機は、遠心多翼ファンとこれを駆動するモータとからなり、遠心多翼ファンの周囲はスクロールケーシングで囲まれ、遠心多翼ファンの遠心方向に伸びるダクトによって送風通路１２と連通している。

　空調部は、送風通路１２全体を横断的に塞いで設けられたエバポレータ２１と、エバポレータ２１を通過してきた空気を加熱するヒータコア２２と、冷風通路２３と、エアミックスドア２４と、温風通路２５と、温風と冷風が混合する空間のエアミックスチャンバ２６と、デフロスタ用ドア２７と、フェイス用ドア２８と、フット用ドア２９とを空調ケース１１の内部に備えている。さらに空調ケース１１には、冷風通路２３および温風通路２５の下流側に複数個の吹出口が形成されており、ここでは、空調ケース１１の吹出口の一例であるデフロスタ吹出口３７、フェイス吹出口３８およびフット吹出口３９が設けられている。

　デフロスタ吹出口３７は、空調ケース１１の車両前方側の上部に位置する。インストルメントパネルのフロントウィンドウガラス付近の車両前方部には、室内吹出口の一つであるデフロスタ室内吹出口（図示せず）が設けられている。デフロスタ吹出口３７とデフロスタ室内吹出口は、曇り度合いを低減するために空調風がフロントウィンドウガラス等の室内側面に沿うように、デフロスタ用ダクト（図示せず）によって接続されている。デフロスタ吹出口３７は、デフロスタ用ドア２７によって開閉制御される。

　フェイス吹出口３８は、空調ケース１１上部のデフロスタ吹出口３７よりも車両後方側に位置する。インストルメントパネルの車両後方側の前面には、車室内に露出する室内吹出口の一つであるフェイス室内吹出口（図示せず）が設けられている。フェイス吹出口３８とフェイス室内吹出口は、運転席および助手席の乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すために、フェイス用ダクト（図示せず）によって接続されている。フェイス吹出口３８は、フェイス用ドア２８によって開閉制御される。

　フット吹出口３９は、空調ケース１１上部のフェイス吹出口３８よりも下方側に位置する。乗員の足元には、室内吹出口の一つであるフット室内吹出口（図示せず）が設けられている。フット吹出口３９とフット室内吹出口とは、運転席および助手席の乗員の足元に向けて空調風を吹き出すために、フット用ダクト（図示せず）によって接続されている。フット吹出口３９は、フット用ドア２９によって開閉制御される。

　また、デフロスタ用ドア２７、フェイス用ドア２８およびフット用ドア２９のそれぞれは、回転軸と平板状のドア板とを有する板状ドアである。送風機、エアミックスドア２４、デフロスタ用ドア２７、フェイス用ドア２８およびフット用ドア２９の作動は、図示しない制御装置によって制御される。

　エバポレータ２１は、たとえば空調ケース１１の車両前方側に位置し、冷凍サイクル内の膨張弁で減圧された低温低圧の冷媒を送風機の送風を受けて内部で蒸発させる冷却用熱交換器である。そして、冷媒が流れるチューブ４１の周囲を通過する送風空気を冷却して下流の冷風通路２３に冷風を供給する。

　ヒータコア２２は、エバポレータ２１よりも車両後方側の下部に位置し、走行用エンジンの高温の冷却水を熱源として送風空気と熱交換させ、周囲を流れる空気を加熱する加熱用熱交換器である。ヒータコア２２は、エバポレータ２１よりも空気流れ方向の下流側の通路を部分的に塞ぐように配置されている。

　エアミックスドア２４は、その開度位置により、ヒータコア２２を通る温風の風量とヒータコア２２を通過しない冷風の風量との比率を調節して、空調風の温度調節を行う。そして、エアミックスドア２４が図１で示す位置にあるときは最大冷房時であり、温風通路２５を閉めてヒータコア２２への空気の流れを完全に遮断し、車室内に冷房風を提供する。

　エアミックスドア２４が中間の位置にあるときは、冷風通路２３と温風通路２５の両方が部分的に開放されて冷風と温風の両方が流下するようになる。すると各吹出口の上流側に設けられるエアミックスチャンバ２６で冷風と温風とが混合し、温調されてから開放されている吹出口から吹き出され、ダクト内を通過して室内吹出口に送られる。

　次に、エバポレータ２１に関して図２～図４を用いて説明する。エバポレータ２１は、図２に示すように、コア部４２、一対のタンク部４３，４４である上側タンク部４３および下側タンク部４４を含み、各構成部材間が相互にろう付け接合されている。

　コア部４２は、複数の扁平チューブ４１と複数のコルゲートフィン４５とを交互に積層方向（Ｘ方向）に積層して構成されている。積層方向の両側最外方となるコルゲートフィン４５の外方に、サイドプレート４６が配設される。扁平チューブ４１の長さ方向（Ｙ方向）に沿って、コア部４２の内部流体である冷媒が流れる。この冷媒の流れ方向をエバポレータ２１の幅方向Ｙ、コア部４２における通風方向をエバポレータ２１の厚さ方向Ｚ、そしてこの幅方向Ｙおよび厚さ方向Ｚとそれぞれ直交する方向（積層方向Ｘ）をエバポレータ２１の長さ方向とする。エバポレータ２１はその幅方向Ｙを上下方向として車両に配置されている。

　扁平チューブ４１は、薄肉のアルミニウム製帯状板材を折り曲げ加工することによって形成された管部材であり、冷媒流通方向に直交する横断面が扁平状に形成されている。扁平チューブ４１は、アルミニウム材の押し出し成形にて、長手方向に延びる複数の冷媒通路を一体に形成したものであっても良い。または、アルミニウム製の金属薄板二枚を、最中合わせ状に接合して形成したものであっても良い。扁平チューブ４１の板厚は、たとえば０．２ｍｍである。

　コルゲートフィン４５は、両面に予めろう材がクラッドされた薄肉のアルミニウム製帯板材を、蛇行状（波状）にローラ加工したコルゲート型のフィンである。コルゲートフィン４５は、熱交換効率を高めるための複数のルーバー（図示せず）が切り起こして形成されている。コルゲートフィン４５の板厚は、たとえば０．０５ｍｍである。

　サイドプレート４６は、コア部４２を補強するものであり、ろう材がクラッドされていないベア材からなるアルミニウム製平板材を、プレス加工することにより成形されている。サイドプレート４６の長手方向（幅方向Ｙ）の両端部は、平板状に形成されている。また、その中央部分は、扁平チューブ４１およびコルゲートフィン４５の積層方向Ｘにおいて外方に開口するコの字状断面となるように形成されている。サイドプレート４６は、コルゲートフィン４５にろう付けされている。サイドプレート４６の板厚は、たとえば１ｍｍである。

　一対のタンク部４３，４４は、扁平チューブ４１の長さ方向Ｙの両端部に扁平チューブ４１と交差する交差方向（積層方向Ｘ）に延びるように設けられる。一対のタンク部４３，４４は、扁平チューブ４１に流体を分配するとともに、扁平チューブ４１内を流通する流体を集合させる。

　まず、一対のタンク部４３，４４のうちの上側タンク部４３に関して説明する。上側タンク部４３は、扁平チューブ４１の長さ方向Ｙに２分割された反扁平チューブ４１側のヘッダタンク（図示せず）と、扁平チューブ４１側のヘッダプレート（図示せず）とから形成されている。ヘッダタンクおよびヘッダプレートは、それぞれ半円形状、あるいは矩形形状の断面形状を有しており、アルミニウム製平板材をプレス加工して成形されている。

　ヘッダタンクの両面およびヘッダプレートの内側面には、予めろう材がクラッドされている。そして、ヘッダタンクとヘッダプレートとが、互いに嵌合してろう付けされ、送風空気の流れ方向（エバポレータ２１の厚さ方向Ｚ）に２つの内部空間が並ぶ筒状体を形成している（図７参照）。そして、上側タンク部４３の長手方向端部（積層方向Ｘの両端部）の開口部には、アルミニウム製平板材をプレス加工により成形したキャップがろう付けされ、この開口部を閉塞するようにしている。上側タンク部４３および下側タンク部４４の板厚は、たとえば１ｍｍである。

　さらに、上側タンク部４３には内部空間を上側タンク部４３の長手方向（積層方向Ｘ）に分割する２つのセパレータ４７がろう付けされている。また、図３に示すように、セパレータ４７よりも左側の上側タンク部４３の領域においては、送風空気の流れ方向に配列されている上側タンク部４３の２つの内部空間が、複数の連通路４８により互いに連通するようになっている。

　下側タンク部４４は、上記の上側タンク部４３と類似の構造を有するものであり、ヘッダタンクとヘッダプレートとにより構成された筒状体を形成している。そして、その長手方向の両端の開口部には、キャップが設けられている。下側タンク部４４にも同様に１つのセパレータ４７がろう付けされている。また、図４に示すように、セパレータ４７よりも左側の上側タンク部４３の領域においては、送風空気の流れ方向に配列されている下側タンク部４４の２つの内部空間が、複数の連通路４８により互いに連通するようになっている。さらに下側タンク部４４の内部空間には、冷媒を断熱膨張するための絞り４９が３つ設けられている。

　一対のタンク部４３，４４におけるコア部４２側の壁面（ヘッダプレートの壁面）には、図示しない扁平チューブ挿入口と図示しないサイドプレート挿入口とが、扁平チューブ４１およびサイドプレート４６のピッチと同一ピッチで積層方向Ｘに設けられている。各扁平チューブ４１の長さ方向Ｙ端部およびサイドプレート４６の長さ方向Ｙ端部が、それぞれの挿入口に挿入されてろう付けされている。これにより、扁平チューブ４１は一対のタンク部４３，４４の内部空間に連通し、また、サイドプレート４６の長手方向端部は一対のタンク部４３，４４に支持固定されている。

　なお、上側タンク部４３の図２における右側端部には、冷媒が流入する流入口および冷媒が流出する流出口が設けられた接続ブロック（冷媒流出入部）５０が、ろう付けされている。流入口は上側タンク部４３の内部空間のうち空気流れの一方側（図３の下方側）のタンク部内と連通しており、流出口は空気流れ他方側（図３の上方側）のタンク部内と連通している。

　扁平チューブ４１は、一対のタンク部４３，４４の配列に対応して、外部流体である送風空気流れにおいて、上流側の扁平チューブ４１の列と下流側の扁平チューブ４１の列が２列に並ぶように配列されている。このように形成されたエバポレータ２１において、冷媒が流入口から上側タンク部４３の一方のタンク部内に流入した後、一方の扁平チューブ４１列と下側タンク部４４の一方のタンク部内を、上下に蛇行しながら流れ、上側タンク部４３の図１の左側端部に至る。さらに冷媒は、上側タンク部４３の一方のタンク部から連通路４８を通過して他方のタンク部に流れ、他方の扁平チューブ４１列と下側タンク部４４の他方のタンク部内を通って、同様に上下に蛇行して、上側タンク部４３の他方のタンク部に戻る。そして、この冷媒は最終的に流出口から流出する。この間にエバポレータ２１は、冷媒を蒸発させてその蒸発潜熱により送風空気を冷却する。

　次に、エバポレータ２１の防振構造に関して図５～図７を用いて説明する。エバポレータ２１は、車両用空調装置１０を構成する空調ケース１１内に固定される。図５および図６では、縦軸がパーシャルオーバーオール値（Ｐａｒｔｉａｌ　Ｏｖｅｒ　Ａｌｌ（＝ＰＯＡ値））である。ＰＯＡ値は、まず、エバポレータ２１に冷媒を流すことによって加振力を与え、このときの加振力を力変換器で計測し、応答は加速度計で計測する。次に、加振力と加速度応答を検出し、周波数応答関数を求め、周波数応答関数からＰＯＡ値が求まる。図５および図６に示す周波数領域は４ｋＨｚ～１０ｋＨｚである。

　図５の検出点Ｐ１～Ｐ７は、図３の丸印で示すＰ１～Ｐ７に対応する。また図６の検出点Ｌ１～Ｌ７は、図４の丸印で示すＬ１～Ｌ７に対応する。図３および図４にて実線で示す丸印は、各タンク部４３，４４において剛性が高い部分である。したがって実線の丸印は、各タンク部４３，４４の両端部、セパレータ４７の位置および絞り４９の位置に付与されている。図３および図４にて仮想線で示す丸印は、実線で示した検出点以外の検出点である。図５および図６に示すように、実線で示した位置（Ｐ１，Ｐ５，Ｐ７，Ｌ１，Ｌ３、Ｌ５，Ｌ７）は比較的ＰＯＡ値が小さい。以後、ＰＯＡ値が大きいところを腹、ＰＯＡ値が小さいところを節と呼ぶことがある。

　腹のところでは節よりも振動が大きいので、エバポレータ２１の放射音の原因となる。そこで本実施形態では、上側タンク部４３および下側タンク部４４の振動が大きくなる腹の箇所の剛性を高くなるように空調ケース１１に固定する。具体的には、空調ケース１１にエバポレータ２１が固定されると、一対のタンク部４３，４４の外周部と空調ケース１１の内壁が当接する。空調ケース１１の内壁と上側タンク部４３の外周部とが当接する部分のうち少なくとも一カ所が空調ケース１１の補強部６０となる。補強部６０は、空調ケース１１を部分的に補強している。補強部６０は、空調ケース１１の外壁に設けられ、図７に示すように図７の左右方向に延びる補強用のリブ６０によって実現される。

　図７に示すように、上側タンク部４３と空調ケース１１の内壁にはパッキン６１が設けられる。パッキン６１は、空調ケース１１とエバポレータ２１との間に空気が漏れるのを防ぐために設けられる。パッキン６１は空調ケース１１の内壁の一部である。また空調ケース１１の内壁とパッキン６１との間には、位置決め用のリブ６２が設けられる。位置決め用のリブ６２は、積層方向Ｘに延びる。

　補強用のリブ６０は、積層方向Ｘに間隔をあけて複数設けられる。本実施形態では、補強部６０は、積層方向Ｘに隣接するセパレータ４７または絞り４９とタンク部４３，４４の両端部との間の中央に設けられる。具体的には、上側タンク部４３では、Ｐ３およびＰ６に対向する位置に補強用のリブ６０が設けられる。Ｐ３の位置は、上側タンク部４３の左方の端部とセパレータ４７との間の中央に位置している。このような固定端の中央の位置は、腹となりやすい。また同様に、Ｐ６の位置は、上側タンク部４３の右方の端部とセパレータ４７との間の中央に位置している。

　また下側タンク部４４も同様に固定され、Ｌ２，Ｌ４，Ｌ６に対向する位置に補強用のリブ６０が設けられる。Ｌ２の位置は、下側タンク部４４の左方の端部とセパレータ４７との間の中央に位置している。またＬ４の位置は、セパレータ４７と絞り４８との間の中央に位置している。またＬ６の位置は、下側タンク部４４の右方の端部とセパレータ４７との間の中央に位置している。このような補強用のリブ６０がある部分は、補強用のリブ６０がない部分に比べて剛性が高い。したがって補強用のリブ６０がある部分は、振動しにくい。

　以上説明したように本実施形態のエバポレータ２１は、一対のタンク部４３，４４の両端部およびセパレータ４７および絞り４９の外側のタンク部４３，４４の外周部を除いた位置に補強部６０が設けられる。タンク部４３，４４の両端部およびセパレータ４７および絞り４９がある部分は、剛性が高く振動が小さい部分である。このような部分以外の部分を補強部６０によって部分的に補強して、剛性を高くすることによって、剛性が低い部分の振動を抑制することができる。したがってエバポレータ２１からの冷媒流れに起因する放射音を低減することができる。また全体を補強するとタンク部４３，４４の大型化および重量の増加という問題があるが、エバポレータ２１のように部分的に補強することによって、タンク部４３，４４の大型化および重量の増加を抑制することができる。したがって簡単な構成で効果的に振動を抑制することができる。

　また空調ケース１１に固定された状態では、エバポレータ２１の振動モードの腹に対応する位置に空調ケース１１の補強部６０が設けられる。本実施形態では、腹に対応する位置はＰＯＡ値の極大値の位置であり、節に対応する位置はＰＯＡ値の極小値の位置である。また腹に対応する位置は、腹の位置を含み、腹付近を含む位置である。したがって、たとえば腹に対応する位置は、それぞれＰＯＡ値の極大値を中心にＰＯＡ値が所定のしきい値よりも大きい値の範囲を腹に対応する位置とみなしてもよい。この各所定のしきい値は、前述の振動抑制効果が得られるように設計で定められる。また腹に対応する位置は、たとえば腹（各極大値）から節に向かって４分の１以下ＰＯＡ値をしきい値として設定してもよい。このような腹の位置は、腹（極大値）に対して所定のしきい値以上の範囲の位置であり、振動が大きくなる箇所である。このような腹を空調ケース１１の補強部６０によって部分的に補強して、剛性を高くすることによって、腹の振動を抑制することができる。したがってエバポレータ２１からの冷媒流れに起因する放射音を低減することができる。

　また本実施形態では、一対のタンク部４３，４４内には、冷媒の流れを変更するためのセパレータ４７および絞り４９などの内側壁部が設けられる。そして補強部６０は、一対のタンク部４３，４４の積層方向Ｘの両端部を除いた位置および内側壁部の外周部を除いた位置に設けられる。内側壁部がある部分は、内側壁部が補強しているので振動が小さくなりやすい。このような内側壁部の部分を除くことによって、より振動抑制効果の高い部位に補強部６０を配置するので、振動の抑制効果を高めることができる。

　さらに本実施形態では、補強用のリブ６０は、エバポレータ２１の厚み方向に延びるように空調ケース１１に設けられる。このような補強用のリブ６０によって厚さ方向Ｚおよび扁平チューブ４１の長さ方向Ｙを含む断面における断面二次モーメントが大きくなる。したがって簡単な形状の補強部６０によって振動を効果的に抑制することができる。

　換言すると、本実施形態ではエバポレータ２１に冷媒が流れる際に、エバポレータ２１から発生する放射音に対し、エバポレータ２１の振動が大きくなる箇所の剛性を高くすることで、振動を小さくし放射音低減をしている。具体的には、補強用のリブ６０にて、一対のタンク部４３，４４を局所的に押さえている。仮に剛性を高くする箇所をタンク部全体または空調ケース１１全体とすると、押さえる力と部品が大きくなるので空調ケース１１へそのまま振動伝搬する音が大きくなる。またタンク部の強度を材料変更などで強く設計するといった無駄なコストがかかる。したがって本実施形態のように補強部６０を用いて局所的に押さえることが好ましい。

　また、たとえば従来は振動を小さくするため、制振材（ブチルゴム）をタンク部へ装着していたが、質量増となり車両燃費悪化の原因となる。しかし本実施形態では、エバポレータ２１から直接放射される音の周波数範囲４ｋＨｚ～１０ｋＨｚにおいて、一対のタンク部４３，４４の振動が大きくなる箇所、すなわちタンク部４３，４４の隅以外の箇所、セパレータ４７および絞り４９がない箇所の剛性を局所的に高くしている。具体的には、補強用のリブ６０で一対のタンク部４３，４４を局所的に保持することで、エバポレータ２１からの直接放射音を低減し、かつ、補強用のリブ６０周辺の空調ケース１１の剛性を高くしている。これによって一対のタンク部４３，４４から空調ケース１１への振動伝搬を小さくし、放射音を小さくしている。

　（第２実施形態）
　次に、本開示の第２実施形態に関して、図８～図１２を用いて説明する。本実施形態では、一対のタンク部４３，４４内のセパレータ４７と絞り４９の位置と数が第１実施形態と異なる。換言すると、本実施形態では、コア部４２内の冷媒の流れが前述の第１実施形態と異なる。

　上側タンク部４３Ａには図９に示すように４つのセパレータ４７がろう付けされている。下側タンク部４４Ａには図１０に示すように６つの絞り４９がろう付けされている。セパレータ４７と絞り４９の配置によって、コア部４２全体で見ると図８に示すようにＵターンするように冷媒が流れる。

　図１１の検出点Ｐ１１～Ｐ１７は、図９の丸印で示すＰ１１～Ｐ１７に対応する。また図１２の検出点Ｌ１１～Ｌ１９は、図１０の丸印で示すＬ１１～Ｌ１９に対応する。図９および図１０にて実線で示す丸印は、各タンク部４３Ａ，４４Ａにおいて剛性が高い部分である。したがって実線の丸印は、各タンク部４３Ａ，４４Ａの両端部、セパレータ４７の位置、絞り４９の位置に付与されている。図９および図１０にて仮想線で示す丸印は、実線で示した検出点以外の検出点である。図９および図１０に示すように、実線で示した位置（Ｐ１１，Ｐ１３，Ｐ１５，Ｐ１７，Ｌ１１，Ｌ１３、Ｌ１５，Ｌ１７）は比較的ＰＯＡ値が小さい。

　補強用のリブ６０は、本実施形態では、上側タンク部４３Ａでは、Ｐ１２およびＰ１６に対向する位置に設けられる。また下側タンク部４４Ａも同様に固定され、Ｌ１２およびＬ１８に対向する位置に補強用のリブ６０が設けられる。したがって下側タンク部４４Ａでは、すべての腹に対向する位置に補強用のリブ６０を設けずに、腹の中でも比較的ＰＯＡ値が高い腹に対向する位置に補強用のリブ６０を設けている。

　このようにタンク部４３Ａ，４４Ａ内のセパレータ４７および絞り４９の位置が異なると、タンク部４３Ａ，４４ＡのＰＯＡ値が異なる。そこで腹の位置に応じて補強用のリブ６０の位置を変更することによって、本実施形態のようなエバポレータ２１であっても前述の第１実施形態と同様の作用および効果を達成することができる。

　（第３実施形態）
　次に、本開示の第３実施形態に関して、図１３および図１４を用いて説明する。本実施形態では、補強部６０Ｂの構成が前述の第１実施形態とは異なる。補強部６０Ｂは、空調ケース１１ではなく一対のタンク部４３Ｂ，４４の外周部の外側に設けられる。

　補強部６０Ｂは、弾性変形した状態で一対のタンク部４３Ｂ，４４の外周部に設けられ、弾性変形していることによってタンク部４３Ｂ，４４の外周部を押圧している。換言すると、補強部６０Ｂは、一対のタンク部４３Ｂ，４４を局所的に保持する。補強部６０Ｂは、具体的には図１３に示すように、断面が逆Ｕ字状に形成され、周方向の両端部７１が上側タンク部４３Ｂの側面部７２を挟み込んで固定している。したがって上側タンク部４３Ｂは、側面部７２が補強部６０Ｂによって内側に押圧されている。換言すると、補強部６０Ｂは、外力が加わっていない自然状態では、周方向両端部７１の間隔が上側タンク部４３Ｂの幅よりも小さい。このような補強部６０Ｂを弾性変形させて、両端部７１の間隔を広げた状態で上側タンク部４３Ｂに設けている。したがって両端部７１は自然状態に戻ろうとする復元力が作用するので、前述のように上側タンク部４３Ｂの側面部７２を押圧している状態で固定する。補強部６０Ｂは、たとえばバネ鋼によって構成される。補強部６０Ｂの押圧力は、上側タンク部４３Ｂが変形せず、かつ、車両走行振動が加わった時に外れないことが条件となる。

　このような補強部６０Ｂは、前述の第１実施形態と同様に腹の位置に設けられる。したがって、補強部６０Ｂは、腹の位置で発生する振動を押圧力（復元力）で直接押さえ込むことができる。このような補強部６０Ｂを一対のタンク部４３Ｂ，４４に取り付けた状態でエバポレータ２１を構成する。そして前述の第１実施形態と同様に一対のタンク部４３Ｂ，４４の外周部にパッキン６１を貼り付け、空調ケース１１へ組み付ける。これによってエバポレータ２１から空調ケース１１への振動伝搬をパッキン６１によっても抑制することができる。図１４に示すように、比較例を波線で示し、実施例を太い実線で示し、暗騒音を細い実線で示す。暗騒音は、エバポレータ２１に冷媒が流れていない場合の音圧レベルである。実施例は、前述のように各タンク部４３Ｂ，４４の腹の位置に補強部６０Ｂを設けている。比較例は、補強部６０Ｂを設けていない構成である。図１４に示すように、４ｋＨｚ～８ｋＨｚの間で実施例の方が音圧レベルが小さくなっていることがわかる。４ｋＨｚ～８ｋＨｚの範囲は、エバポレータ２１から直接放射される音の範囲（４ｋＨｚ～１０ｋＨｚ）と重複している。したがって補強部６０Ｂによって、効果的に振動を抑制していることがわかる。

　このように本実施形態では、エバポレータ２１は補強部６０Ｂを含んで構成され、補強部６０Ｂは腹の位置に設けられる。これによって前述のようにエバポレータ２１から直接放射される音を抑制することができる。また一対のタンク部４３Ｂ，４４の外周部の全域にブチルゴムを設ける場合に比べて、バネ鋼からなる補強部６０Ｂを用いると質量効果は、たとえば１／６（ブチルゴム１８０ｇ→バネ鋼３０ｇ）とすることができる。これによって軽量化しつつ、振動を抑制することができる。また一対のタンク部４３Ｂ，４４の振動を小さくするための保持力は、個々のタンク部４３Ｂ，４４の仕様および測定結果に基づいて、個別に設計してもよい。

　（その他の実施形態）
　以上、本開示の好ましい実施形態について説明したが、本開示は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本開示の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。

　上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本開示の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本開示の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。

　前述の第１実施形態では、一対のタンク部４３，４４内に冷媒流れを変更するための内側壁部として、セパレータ４７と絞り４９が設けられているが、内壁を有しない一対のタンク部４３，４４であってもよい。補強部６０を腹の位置または腹に対向する空調ケース１１の一部に設けることによって、同様の作用および効果を達成する。

　前述の第１実施形態では、車両用空調装置１０を構成するエバポレータ２１であったが、車両用に限るものではなく、家庭用の空調装置を構成するエバポレータ２１であってもよい。またエバポレータ２１に限るものではなく、内部に冷媒が流れる直方体形状の熱交換器であれば、放熱器や凝縮器であってもよい。

　前述の第１実施形態では、空調ケース１１に補強部６０を設け、エバポレータ２１には補強部６０を設けていないが、第１実施形態の空調ケース１１に第３実施形態の補強部６０Ｂを有するエバポレータ２１を搭載してもよい。これによってより腹に対応する位置の剛性を高めることができ、振動抑制効果を高めることができる。

　また前述の第３実施形態では、弾性変形する補強部６０Ｂを用いたが、上側タンク部４３および下側タンク部４４の外周部に補強用のリブ６０を設けて剛性を高めても良い。したがって補強部６０は着脱自在な構成に限るものではなく、一対のタンク部４３，４４と一体に形成してもよい。

Claims

　内部を冷媒が流通する複数のチューブ（４１）を有して構成されたコア部（４２）と、
　前記チューブの長手方向端部に前記チューブと交差する交差方向に延びるように設けられ、前記チューブに流体を分配するとともに、前記チューブ内を流通する流体を集合させる一対のタンク部（４３，４４）と、
　前記一対のタンク部内に設けられ、前記タンク部内の冷媒の流れを変更するための内側壁部（４７，４９）と、
　前記一対のタンク部の外周部を外側から部分的に補強する補強部（６０Ｂ）と、を含み、
　前記補強部は、前記一対のタンク部の前記交差方向の両端部を除いた位置であって、前記内側壁部の外側の前記タンク部の外周部を除いた位置に設けられる熱交換器。
　前記補強部は、前記一対のタンク部の前記交差方向の両端部を除いた位置であって、前記一対のタンク部の振動モードの腹に対応する位置の少なくとも一カ所に設けられる請求項１に記載の熱交換器。
　前記補強部は、前記交差方向に隣接する前記内側壁部と前記一対のタンク部の前記交差方向の両端部との間の中央に設けられる請求項１または２に記載の熱交換器。
　前記補強部は、弾性変形した状態で前記一対のタンク部の外周部に設けられ、前記弾性変形していることによって前記タンク部の外周部を押圧している請求項１～３のいずれか１つに記載の熱交換器。
　内部を空気が通過する空調ケース（１１）と、
　前記空調ケース内に配置される熱交換器（２１）と、を含み、
　前記熱交換器は、
　　内部を冷媒が流通する複数のチューブ（４１）を有して構成されたコア部（４２）と、
　　前記チューブの長手方向端部に前記チューブと交差する交差方向に延びるように設けられ、前記チューブに流体を分配するとともに、前記チューブ内を流通する流体を集合させる一対のタンク部（４３，４４）と、
　　前記一対のタンク部内に設けられ、前記タンク部内の冷媒の流れを変更するための内側壁部（４７，４９）と、を含み、
　前記空調ケースは、前記空調ケースを部分的に補強する補強部（６０）を含み、
　前記空調ケースは、前記一対のタンク部の外周部に当接して前記熱交換器を固定し、
　前記補強部は、前記一対のタンク部の前記交差方向の両端部を除いた位置であって、前記内側壁部の外側の前記タンク部の外周部を除いた位置に設けられる空調装置。
　前記補強部は、前記一対のタンク部の前記交差方向の両端部を除いた位置であって、前記一対のタンク部の振動モードの腹に対応する位置に設けられる請求項５に記載の空調装置。
　前記補強部は、前記交差方向に隣接する前記一対のタンク部の前記交差方向の両端部と前記内側壁部との間の中央に設けられる請求項５または６に記載の空調装置。
　前記補強部は、前記交差方向および前記チューブの長手方向の両方に交差する方向に延びるように、前記空調ケースに設けられる請求項５～７のいずれか１つに記載の空調装置。