熱交換器
【課題】熱交換器の使用時や組み付け時に給排管の接続部に加わる力を緩和できるようにして、給排管の接続部の破損を抑止する。
【解決手段】熱交換器は、複数のチューブ2を有するコア部4と、コア部4におけるチューブ2の並設方向外端部に設けられたエンドプレート8と、チューブ2端部に設けられたタンク10と、タンク10に接続され、熱交換媒体を給排する給排管32とを備えている。給排管32におけるタンク10への接続部から軸方向に離れた部位を、エンドプレート8で支持する。
【解決手段】熱交換器は、複数のチューブ2を有するコア部4と、コア部4におけるチューブ2の並設方向外端部に設けられたエンドプレート8と、チューブ2端部に設けられたタンク10と、タンク10に接続され、熱交換媒体を給排する給排管32とを備えている。給排管32におけるタンク10への接続部から軸方向に離れた部位を、エンドプレート8で支持する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば空調装置等に使用される熱交換器に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、熱交換器は、複数のチューブ及びフィンを有するコア部と、コア部の外端部に設けられたエンドプレートと、チューブに連通するように設けられたタンクと、タンクに冷媒を給排する給排管とを備えている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1の熱交換器は、車両用空調装置に組み付けられ、車両に搭載された状態で使用されるようになっている。
【特許文献1】特開2002−90087号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
ところで、近年、車両用空調装置のコンパクト化が進んでいるので、熱交換器の配置スペースの設定自由度が低下してきている。このため、タンクから延びる給排管の取り回しを優先して熱交換器を配置できず、給排管が長くなったり、形状の複雑化を招くことがある。
【0004】
また、特許文献1の熱交換器は、車両に搭載されて使用されるので、車両の振動によって加振される。熱交換器が加振されたとき、給排管が長かったり、形状が複雑であったりすると、給排管のタンクへの接続部に無理な力が加わり易く破損を招く虞れがある。また、給排管が長いと、熱交換器を車両用空調装置に組み付ける際に他の部材に当たって給排管の接続部に無理な力が加わり易く、この場合にも、給排管の接続部が破損してしまう虞れがある。
【0005】
本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、熱交換器の使用時や組み付け時に給排管の接続部に加わる力を緩和できるようにして、給排管の接続部の破損を抑止することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するために、本発明では、給排管の接続部から離れた部位をエンドプレートで支持するようにした。
【0007】
具体的には、第1の発明では、所定方向に並設された複数のチューブを有するコア部と、
上記コア部におけるチューブの並設方向外端部に設けられたエンドプレートと、
上記チューブ端部に、該チューブと連通するように設けられたタンクと、
上記タンクに接続され、熱交換媒体を該タンクに供給又は該タンクから排出する給排管とを備えた熱交換器であって、
上記エンドプレートには、上記給排管における上記タンクへの接続部から軸方向に離れた部位を支持する支持部が設けられている構成とする。
【0008】
この構成によれば、給排管の接続部から軸方向に離れた部位がエンドプレートに支持される。これにより、例えば熱交換器に加振力が作用した場合や、組み付け時に給排管が他の部材に当たった場合等に、給排管の接続部に加わる力が緩和されることになる。
【0009】
第2の発明では、第1の発明において、
チューブ、エンドプレート及びタンクは車両の室内に配置され、
給排管は車室外へ向けて延びるように形成されている構成とする。
【0010】
すなわち、車両の室内から室外へ向けて延びる給排管は、長くなり易く、また、形状が複雑化し易いので、給排管の接続部には大きな力が作用し易くなるが、このような場合において、給排管の接続部に加わる力を確実に緩和することが可能になる。
【0011】
第3の発明では、第1または2の発明において、支持部は、エンドプレートに一体成形されている構成とする。
【0012】
この構成によれば、部品点数の増加が抑制されて、製造工数が削減される。
【0013】
第4の発明では、第1から3のいずれか1つの発明において、
給排管は、タンクにおけるコア部側に接続されている構成である。
【0014】
すなわち、コア部にはエンドプレートが設けられているので、給排管をタンクのコア部側に接続することで、給排管をエンドプレート側に位置付けることが可能になる。これにより、給排管をエンドプレートに容易に支持することが可能になる。
【0015】
第5の発明では、第1から4のいずれか1つの発明において、
給排管は、支持部にろう付けされている構成とする。
【0016】
この構成によれば、給排管をエンドプレートと強固に一体化することが可能になる。また、チューブやタンクをろう付けする構造とした場合には、チューブやタンクのろう付け工程で給排管を一緒にろう付けすることが可能になる。
【0017】
第6の発明では、第5の発明において、
給排管は、支持部にかしめられている構成とする。
【0018】
この構成によれば、給排管のろう付け中に給排管が支持部に対し位置ずれし難くなる。
【0019】
第7の発明では、第6の発明において、
給排管のかしめられた部分は、支持部の形状に対応するように変形している構成とする。
【0020】
この構成によれば、給排管の位置ずれを確実に防止することが可能になる。
【0021】
第8の発明では、第1から7のいずれか1つの発明において、
エンドプレートは、タンクにろう付けされている構成とする。
【0022】
この構成によれば、給排管を支持するエンドプレートがタンクに強固に固定されることになるので、給排管の支持剛性が高まる。
【0023】
第9の発明では、第1から8のいずれか1つの発明において、
タンクには、エンドプレートを差し込む差し込み部が設けられ、
上記差し込み部は、上記タンクの内部空間から離れている構成とする。
【0024】
この構成によれば、エンドプレートをタンクの差し込み部に差し込むことで、エンドプレートが位置決めされて所望位置に固定される。この差し込み部はタンクの内部空間から離れているので、内部空間を流れる熱交換媒体の洩れの原因となることはない。
【0025】
第10の発明では、第1から9のいずれか1つの発明において、
給排管には、曲がり部が設けられ、
支持部は、上記曲がり部を支持するように形成されている構成とする。
【0026】
この構成によれば、給排管の曲がり部を支持することで、給排管が接続部の軸回りに動かなくなる。
【0027】
第11の発明では、第1から10のいずれか1つの発明において、
チューブには、自然冷媒以外の熱交換媒体が流通するように構成されているものとする。
【0028】
すなわち、熱交換媒体が自然冷媒以外であると、万が一、給排管の接続部から洩れた場合に環境等に好ましくないことが考えられる。本発明では上述の如く給排管の接続部の破損を抑止できるので、熱交換媒体が洩れる虞れが殆どない。つまり、自然冷媒以外の熱交換媒体を用いる場合に、本発明の効果が特に顕著なものとなる。
【発明の効果】
【0029】
第1の発明によれば、給排管の接続部から軸方向に離れた部位をエンドプレートに支持するようにしたので、給排管の接続部に大きな力が作用し難くなり、接続部の破損を抑止できる。
【0030】
第2の発明によれば、給排管が車両の室内から室外へ向けて延びるものである場合に、給排管の接続部に大きな力が作用し難くなって破損を抑止できるという、第1の発明の効果をより顕著なものとすることができる。
【0031】
第3の発明によれば、支持部をエンドプレートに一体成形したので、部品点数の増加を抑制できるとともに、製造工数を削減でき、よって、低コスト化を図ることができる。
【0032】
第4の発明によれば、給排管がタンクにおけるコア部側に接続されているので、給排管をエンドプレートに容易に支持することができる。
【0033】
第5の発明によれば、給排管を支持部にろう付けするようにしたので、支持剛性を十分に高めることができる。
【0034】
第6の発明によれば、給排管を支持部にかしめるようにしたので、給排管がろう付け中に位置ずれし難くなり、不良品の発生を抑制できる。
【0035】
第7の発明によれば、給排管のかしめられた部分が変形しているので、給排管の位置ずれを確実に防止することができ、品質を高めることができる。
【0036】
第8の発明によれば、エンドプレートをタンクにろう付けすることで、エンドプレートを強固に固定でき、その結果、給排管の支持剛性を高めることができる。
【0037】
第9の発明によれば、エンドプレートをタンクの差し込み部に差し込むようにしたので、エンドプレートを所望位置に確実に固定することができる。そして、差し込み部がタンクの内部空間から離れているので、熱交換媒体の洩れの原因となることはなく、差し込み部を設けたことによる品質低下を回避できる。
【0038】
第10の発明によれば、給排管に曲がり部を設け、この曲がり部を支持するようにしたので、給排管が接続部の軸回りに動いてしまうのを阻止できる。
【0039】
第11の発明によれば、本発明の効果を特に顕著なものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0040】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【0041】
《実施形態1》
図1は、本発明の実施形態1に係る蒸発器(熱交換器)1を示す図である。この蒸発器1は、冷凍サイクルの一要素を構成するものであり、車両に搭載される空調装置(図示せず)に組み付けられるようになっている。空調装置は、樹脂製のケーシング(図示せず)を備えており、車室前端部に配設されたインストルメントパネル(図示せず)内に収容されている。インストルメントパネルの車両前側には、車室とエンジンルームとを仕切るダッシュパネル(図示せず)が配設されており、このダッシュパネルには、蒸発器1から延びる供給管及び排出管(共に後述する)が挿通する貫通孔が形成されている。ケーシング内には、上記蒸発器1のほか、図示しないが、加熱用熱交換器としてのヒーターコア、温度調節用ダンパ及び吹出方向切替用ダンパ等が内蔵されている。ケーシング内に導入された空気は、蒸発器1を通過した後、温度調節用ダンパによってヒーターコアを通過する空気量が変更されて温度調節され、その後、吹出方向切替用ダンパにより車室の所望箇所に供給されるようになっている。尚、蒸発器1には、自然冷媒以外の冷媒が熱交換媒体として流通するようになっている。すなわち、自然界に元々存在している二酸化炭素のような冷媒ではなく、人工的に製造した冷媒が流通している。
【0042】
上記蒸発器1は、上下方向に延びるチューブ2及びフィン3を有するコア部4と、コア部4に設けられた左側及び右側エンドプレート7、8と、チューブ2と連通するように設けられた上側及び下側ヘッダタンク10、20と、冷媒を供給する供給管31と、冷媒を排出する排出管32とを備えており、右側エンドプレート8には、供給管31及び排出管32を支持する支持部としての支持プレート40が設けられている。供給管31及び排出管32は、本発明の給排管である。
【0043】
チューブ2及びフィン3は、図2に示すように、空気流れ方向(図1、図3及び図4に白抜きの矢印で示す)と交差する方向(図1の左右方向)に交互に並ぶように設けられており、チューブ2及びフィン3の並設方向の外端部には、それぞれフィン3、3が位置している。図3に示すように、チューブ2は、空気流れ方向上流側に配置される上流側チューブ群2aと、下流側に配置される下流側チューブ群2bとに分けられている。各チューブ2は、空気流れ方向に長い断面形状を有する偏平チューブである。また、図2に示すように、フィン3は、空気流れ方向から見て、上下方向に連続する波形状を有するコルゲートフィンである。チューブ2及びフィン3は、アルミニウム合金を成形してなるものである。フィン3は両面にろう材が層状に設けられたクラッド材からなり、このフィン3のろう材によりチューブ2とフィン3とがろう付けされて一体化されている。
【0044】
図1に示すように、左側及び右側エンドプレート7、8は、コア部4におけるチューブ2及びフィン3の並設方向の両外端部にそれぞれ設けられている。左側及び右側エンドプレート7、8は、アルミニウム合金製の板材を成形してなるものであり、コア部4の外端部に位置するフィン3に沿って上下方向に延びている。左側及び右側エンドプレート7、8の幅方向(空気流れ方向)の寸法は、コア部4の同方向の寸法と略同じに設定されており、左側及び右側エンドプレート7、8によってコア部4の外端部全体が保護されるようになっている。左側及び右側エンドプレート7、8は、フィン3にろう付けされるようになっている。
【0045】
図3に示すように、右側エンドプレート8の上部における幅方向の中央部には、上方へ延びる延出部8aが形成されている。この延出部8aは、詳細は後述するが上側ヘッダタンク10に差し込まれるようになっている。右側エンドプレート8の幅方向中央部には、延出部8aから下方に離れた部位に、切り起こし部8cが形成されている。この切り起こし部8cは、図2にも示すように、支持プレート40をエンドプレート8に係合させるためのものであり、右側へ突出し、かつ、上方に開放するように形成されている。右側エンドプレート8の下部には、図示しないが、上記した上部と同様に、下方へ延出する延出部が形成されている。
【0046】
尚、左側エンドプレート7は、右側エンドプレート8と同様に構成されているので、説明を省略する。
【0047】
図1に示すように、上側ヘッダタンク10は、コア部4の上部において左右方向に延びており、右側部分は、右側エンドプレート8よりも右側へ突出している。上側ヘッダタンク10は、そのコア部4側に位置するヘッダプレート11と、ヘッダプレート11のコア部4と反対側に位置するタンクプレート12と、ヘッダプレート11及びタンクプレート12の間に位置する中間プレート13とを厚み方向に重ね合わせて一体化してなるものである。図3に示すように、ヘッダプレート11における上流側チューブ群2aに対応する部位には、下方へ膨出して左右方向に延びる上流側膨出部11aが形成され、下流側チューブ群2bに対応する部位には、下方へ膨出して上流側膨出部11aに沿って延びる下流側膨出部11bが形成されている。
【0048】
中間プレート13は、ヘッダプレート11に沿う形状となっている。すなわち、中間プレート13は、ヘッダプレート11の上流側膨出部11aと同様な上流側膨出部13aを有するとともに、下流側膨出部11bと同様な下流側膨出部13bを有している。
【0049】
タンクプレート12における上流側膨出部13aに対向する部位には、上方へ膨出して左右方向に延びる上流側膨出部12aが形成され、下流側膨出部13bに対向する部位には、上方へ膨出して左右方向に延びる下流側膨出部12bが形成されている。タンクプレート12の上流側膨出部12aと、中間プレート13の上流側膨出部13aとにより、内部空間としての上流側空間Ra(図1にのみ示す)が形成され、タンクプレート12の下流側膨出部12bと、中間プレート13の下流側膨出部13bとにより、内部空間としての下流側空間Rb(図1にのみ示す)が形成されている。タンクプレート12の幅方向両端部には、ヘッダプレート11側へ延び、該ヘッダプレート11の縁部に係合するように折り曲げられた折り曲げ部12c、12cがそれぞれ設けられている。この折り曲げ部12c、12cをヘッダプレート11に係合させることにより、ヘッダプレート11、中間プレート13及びタンクプレート12を厚み方向に重ね合わせた状態で保持することができるようになっている。また、中間プレート13とヘッダプレート11とは、全面がろう付けされ、中間プレート13とタンクプレート12とは、上流側膨出部13a、12a及び下流側膨出部13b、12bを除いた部分がろう付けされている。
【0050】
上側ヘッダタンク10の幅方向中央部には、図5にも示すように、右側エンドプレート8の延出部8aが差し込まれる差し込み部としての貫通孔10aが形成されている。延出部8aは貫通孔10aの周縁部にろう付けされるようになっている。また、延出部8aの寸法は、貫通孔10aへ挿入された状態で、該貫通孔10aから上方へ突出するように設定されている。尚、貫通孔10aの代わりに有底の孔部を設けてもよい。
【0051】
上側ヘッダタンク10の空気流れ方向上流側には、上流側チューブ群2aを構成するチューブ2の上端部が挿入される複数のチューブ挿入孔10bがチューブ2の間隔に対応して形成されている。また、上側ヘッダタンク10の空気流れ下流側には、同様に、下流側チューブ群2bを構成するチューブ2の上端部が挿入される複数のチューブ挿入孔10cが形成されている。
【0052】
図1に示すように、上側ヘッダタンク10のエンドプレート8よりも右側には、空気流れ方向上流側に、排出管32の基端部が挿入される排出管挿入孔14が形成され、下流側に、供給管31の基端部が挿入される供給管挿入孔15が形成されている。排出管挿入孔14及び供給管挿入孔15は、ヘッダプレート11及び中間プレート13を貫通し、上流側空間Ra及び下流側空間Rbにそれぞれ連通している。
【0053】
上側ヘッダタンク10の上流側空間Raの長手方向中央部近傍には、上流側空間Raを仕切る仕切板16が配設されている。上側ヘッダタンク10の下流側空間Rbにも同様な仕切板16が配設されている。また、上側ヘッダタンク10の左右両端部には、上流側空間Ra及び下流側空間Rbを閉塞する閉塞板17(図2及び図3に示す)が配設されている。仕切板16及び閉塞板17はアルミニウム合金製であり、中間プレート13及びタンクプレート12にろう付けされるようになっている。
【0054】
また、図示しないが、上側ヘッダタンク10には、上流側空間Raの仕切板16よりも左側と、下流側空間Rbの仕切板16よりも左側とを連通させる連通路が形成されている。
【0055】
下側ヘッダタンク20は、図1に示すように、上側ヘッダタンク10と同様にヘッダプレート21、タンクプレート22及び中間プレート23を一体化してなるものであり、上流側空間及び下流側空間は閉塞板(図示せず)により閉塞されている。この下側ヘッダタンク20の右端部は、上側ヘッダタンク10の右端部のように右側へ大きく突出していない。この下側ヘッダタンク20にも、図示しないが、エンドプレート8の下側の延出部が差し込まれる貫通孔が形成されている。
【0056】
供給管31及び排出管32は、アルミニウム合金製の円管部材で構成されている。供給管31の基端部は、本発明の接続部であり、供給管挿入孔15の周縁部にろう付けされている。この供給管31は、図1に示すように、基端部から先端側へ向かって右側エンドプレート8と間隔をあけて平行に下方へ延びた後、右側へ略90゜曲げられている。この略90゜曲げられた部位が曲がり部31aである。そして、供給管31の曲がり部31aよりも先端側は、蒸発器1がケーシングに収容されて車室に配設された状態で、ケーシングから突出してダッシュパネルの貫通孔からエンジンルームまで延びるように形成されている。つまり、供給管31の長さは長く、しかも、途中に複数の曲がり部を有した複雑な形状となっている。
【0057】
また、供給管31は、1本の管部材で構成されていて、その基端部からエンジンルームに突出する部分までの間に機械的な接続構造を有していない。従って、冷媒が供給管31の中途部から洩れないようになっている。機械的な接続構造とは、Oリング等のシール材を介在させたり、2本の管部材をナットにより結合したり、ワンタッチ継手等で結合する構成である。
【0058】
尚、供給管31は、例えば、2本の管部材を溶接やろう付けで一体化したものであってもよい。この場合も、供給管31の中途部に機械的な接続構造を有しないことになるので、十分な気密性及び液密性が確保される。2本の管部材を溶接する場合には、一方の管部材の接続側の端部を拡径させ、この端部に他方の管部材を差し込んで溶接するのが好ましい。
【0059】
また、排出管32は、供給管31と同様に構成されており、曲がり部32aを有している。
【0060】
支持プレート40は、アルミニウム合金製の板材を成形してなるものであり、右側エンドプレート8の上部に取り付けられている。支持プレート40を構成する板材の厚みは、右側エンドプレート8の厚みよりも厚く設定されている。図2及び図3に示すように、支持プレート40は、右側エンドプレート8の側面に接合される接合板部41と、接合板部41の両側縁から供給管31及び排出管32の外周面に沿って延びるように湾曲形成された湾曲部42、42とを備えている。
【0061】
図3に示すように、接合板部41の両側縁部の上部には、右側エンドプレート8を挟持する挟持部41a、41aが設けられている。図4に示すように、挟持部41aは、右側エンドプレート8の表面に沿って該エンドプレート8の縁部まで延びた後、裏側へ向けて折り曲げられ、これにより、縁部を挟持するようになっている。尚、右側エンドプレート8を挟持する前の挟持部41aの形状は、図4に仮想線で示す形状となっている。
【0062】
接合板部41には、供給管31及び排出管32の外周面に沿うように窪む窪み部41b、41bが形成されている。接合板部41の窪み部41b、41bの間には、平坦部41cが形成されている。この平坦部41cは、右側エンドプレート8との間に隙間を有した状態で、右側エンドプレート8と略平行に延びている。
【0063】
図2及び図3に示すように、平坦部41cの下部には、係合片41dが下方へ向けて突出するように設けられている。係合片41dは、右側エンドプレート8の表面に接近するように折り曲げられており、右側エンドプレート8の切り起こし部8cに入り込んで係合するようになっている。この係合片41d及び上記挟持部41a、41aにより、支持プレート40を右側エンドプレート8に対し位置決めできるようになっている。
【0064】
湾曲部42、42の先端部には、供給管31及び排出管32をそれぞれかしめ固定するためのかしめ部42a、42aが設けられている。かしめ部42aは、湾曲部42から突出する片形状をなしており、かしめ前の形状は、図4に仮想線で示すように、湾曲部42、42内に供給管31及び排出管32が入りやすい形状となっている。供給管31及び排出管32をかしめた後のかしめ部42a、42aの形状は、実線で示すように、窪み部41b、41bとの間で供給管31及び排出管32を挟み込むような形状となる。このとき、供給管31及び排出管32のかしめられた部分は、かしめ部42a、42aの形状に対応して凹むように変形している。
【0065】
支持プレート40の接合板部41は、右側エンドプレート8にろう付けされている。また、供給管31及び排出管32の外周面は、窪み部41b、41b、湾曲部42、42及びかしめ部42a、42aにろう付けされるようになっている。つまり、供給管31及び排出管32の接続部から軸方向に離れた部位は、支持プレート40を介して右側エンドプレート8に支持されている。
【0066】
次に、上記のように構成された蒸発器1を製造する場合について説明する。まず、チューブ2及びフィン3を交互に並べてコア部4を構成するとともに、その外端部に左側及び右側エンドプレート7、8を配置し、図示しない治具等を用いて束ねておく。一方、ヘッダプレート11、中間プレート13及びタンクプレート12を厚み方向に重ねた後、折り曲げ部12c、12cを曲げて、これらヘッダプレート11、中間プレート13及びタンクプレート12を一体化し、上側ヘッダタンク10を得る。上側ヘッダタンク10には、仕切板16及び閉塞板17を仮固定しておく。下側ヘッダタンク20も同様にして得る。
【0067】
次いで、上側及び下側ヘッダタンク10、20をコア部4と一体化する。すなわち、上側ヘッダタンク10のチューブ挿入孔10b、10cにコア部4のチューブ2端部を挿入するとともに、エンドプレート8の延出部8aをヘッダタンク10の貫通孔10aに挿入する。これにより、エンドプレート8がろう付け前に位置ずれし難くなる。また、エンドプレート8の延出部8aをヘッダタンク10の貫通孔10aの周縁部にかしめるようにしてもよい。こうすることで、仮固定がより強固になる。
【0068】
同様にして下側ヘッダタンク20のチューブ挿入孔にチューブ2端部を挿入するとともに、左側エンドプレート7を組み付ける。この状態で、図示しないが治具により保持しておく。
【0069】
その後、支持プレート40を右側エンドプレート8に仮固定する。仮固定時には、支持プレート40の係合片41dを切り起こし部8cに差し込んで切り起こし部8cに係合させ、さらに、挟持部41a、41aを折り曲げて、該挟持部41a、41aで右側エンドプレート8の縁部を挟持する。これにより、ろう付け前に支持プレート40が位置ずれし難くなる。
【0070】
しかる後、供給管31及び排出管32の接続部を上側ヘッダタンク10の供給管挿入孔15及び排出管挿入孔14に挿入すると、供給管31及び排出管32の外周面が支持プレート40の窪み部41b、41bに嵌る。そして、かしめ部42a、42aをそれぞれ折り曲げて供給管31及び排出管32に強く押し付ける。これにより、供給管31及び排出管32がかしめ固定される。このとき、供給管31及び排出管32のかしめられた部分は、かしめ部42aの形状に対応するように凹む。また、供給管31及び排出管32の外周面は、窪み部41b、41b及び湾曲部42、42に密着する。このように、供給管31及び排出管32を支持プレート40にかしめ固定することにより、ろう付け前に供給管31及び排出管32が位置ずれし難くなる。
【0071】
上記のようにして各部材が一体化された中間製造品を、図示しないがろう付け用の炉内に入れる。これにより、ろう材が溶融して各部がろう付けされる。このろう付け時においては、供給管31及び排出管32が支持プレート40にかしめ固定されていて、その支持プレート40が右側エンドプレート8に動かないように固定されていることにより、供給管31及び排出管32の位置ずれが抑止される。
【0072】
尚、製造要領は上記に限定されるものではなく、部材の組み付け順序は変更することもできる。
【0073】
次に、上記ようにして得られた蒸発器1を使用する場合について説明する。蒸発器1はケーシングに収容した後に、車両に搭載する。蒸発器1をケーシングに収容する際や、車両に搭載する際には、供給管31及び排出管32がエンジンルームまで延びる長いものであるため、他の部材等に当たることが考えられる。供給管31及び排出管32が他の部材に当たった場合には、供給管31及び排出管32が支持プレート40により支持されているので、供給管31及び排出管32の接続部に加わる力が緩和される。
【0074】
蒸発器1の上側ヘッダタンク10の下流側空間Rbには、エンジンルーム内に配設されている膨張弁から吐出された冷媒(熱交換媒体)が供給管31を介して流入する。この冷媒は、下流側空間Rbの仕切板16よりも右側に連通するチューブ2を流通して下側ヘッダタンク20の下流側空間に流入した後、上側ヘッダタンク10の下流側空間Rbの仕切板16よりも左側に連通するチューブ2を流通して上側ヘッダタンク10の下流側空間Rbに流入する。この下流側空間Rbに流入した冷媒は、連通路を流通して上側ヘッダタンク10の上流側空間Raに流入した後、仕切板16よりも左側に連通するチューブ2を流通して下側ヘッダタンク20の上流側空間に流入する。この下側ヘッダタンク20に流入した冷媒は、上側ヘッダタンク10の上流側空間Raの仕切板16よりも右側に連通するチューブ2を流通して、上側ヘッダタンク10の上流側空間Raに流入した後、排出管32から蒸発器1の外部に排出される。
【0075】
蒸発器1の使用時には、車両の振動によって蒸発器1に加振力が作用することがある。加振力が作用したとき、供給管31及び排出管32が支持プレート40で支持されているので、供給管31及び排出管32の接続部に加わる力が緩和される。
【0076】
以上説明したように、この実施形態1に係る蒸発器1によれば、供給管31及び排出管32の接続部から軸方向に離れた部位を右側エンドプレート8で支持するようにしたので、例えば蒸発器1に加振力が作用した場合や、組み付け時に供給管31や排出管32が他の部材に当たった場合等に、供給管31及び排出管32の接続部に加わる力を緩和できる。これにより、供給管31及び排出管32の接続部の破損を抑止できる。
【0077】
また、供給管31及び排出管32を上側ヘッダタンク10におけるコア部4側に接続するようにしたので、供給管31及び排出管32を右側エンドプレート8近傍に位置付けることができ、これにより、供給管31及び排出管32を右側エンドプレート8に容易に支持することが可能になる。
【0078】
また、供給管31及び排出管32を支持プレート40にろう付けするようにしたので、右側エンドプレート8に対し強固に一体化することができ、供給管31及び排出管32の支持剛性を十分に高めることができる。また、チューブ2やヘッダタンク10、20をろう付けする工程と同時に供給管31及び排出管32を支持プレート40にろう付けでき、製造工数の増大を回避できる。
【0079】
また、供給管31及び排出管32のかしめられた部分は、支持プレート40のかしめ部42a、42aの形状に対応するように変形しているので、供給管31及び排出管32のろう付け中に供給管31及び排出管32が支持プレート40に対し位置ずれし難くなり、不良品の発生を抑制できるとともに、品質を高めることができる。
【0080】
また、右側エンドプレート8の延出部8aを上側ヘッダタンク10の貫通孔10aに挿入した状態で両者をろう付けするようにしたので、右側エンドプレート8を上側ヘッダタンク10に強固の固定することができる。これにより、供給管31及び排出管32の支持剛性をより一層高めることができる。
【0081】
また、右側エンドプレート8の延出部8aを上側ヘッダタンク10の貫通孔10aに差し込むようにしたことで、右側エンドプレート8の位置ずれを防止できる。そして、この貫通孔10aを、上側ヘッダタンク10の上流側空間Ra及び下流側空間Rbから離れた部位に形成したことで、貫通孔10aが冷媒の洩れの原因となることはなく、貫通孔10aを設けたことによる品質低下を回避できる。
【0082】
尚、図6及び図7に示す変形例のように、支持プレート40の係合片41dを省略して、挟持部41a、41aを上下方向にずらして設けるようにしてもよい。この変形例では、右側エンドプレート8の切り起こし部8cも省略されている。挟持部41a、41aでエンドプレート8の縁部を挟持することにより、支持プレート40の上下両側がエンドプレート8に対し固定されることになり、支持プレート40を安定させることができる。
【0083】
《実施形態2》
図8及び図9は、本発明の実施形態2に係る蒸発器1の上部を示すものである。この実施形態2の蒸発器1は、実施形態1のものに対し、本発明の支持部に相当する部分の形状が異なるだけなので、以下、実施形態1と同じ部分には同じ符号を付して説明を省略し、異なる部分について詳細に説明する。
【0084】
支持プレート50は、右側エンドプレート8に沿って延びる接合板部51と、接合板部51の下縁部から右側へ向けて延びる立ち上がり部52と、接合板部51の両側縁から供給管31及び排出管32の外周面に沿って延びるように湾曲形成された湾曲部53、53とを有している。
【0085】
図9に示すように、接合板部51の中央部には、貫通孔51aが形成されている。また、立ち上がり部52は、供給管31及び排出管32の曲がり部31a、32aに沿うように湾曲している。また、湾曲部53、53は、接合板部51の縁部から立ち上がり部52の縁部に亘って形成されており、供給管31及び排出管32の広い範囲に接触するようになっている。湾曲部53、53の先端部には、かしめ部53a、53aが設けられている。かしめ部53a、53aは、供給管31及び排出管32の曲がり部31a、32aの内側をかしめるように配置されている。この実施形態2では、供給管31及び排出管32は、立ち上がり部52、湾曲部53、53及びかしめ部53a、53aにろう付けされている。
【0086】
したがって、この実施形態2に係る蒸発器1によっても、実施形態1のものと同様に、例えば蒸発器1に加振力が作用した場合や、組み付け時に供給管31や排出管32が他の部材に当たった場合等に、供給管31及び排出管32の接続部の破損を抑止できる。
【0087】
また、供給管31及び排出管32の曲がり部31a、32aを立ち上がり部52で支持するようにしているので、供給管31及び排出管32の接続部が軸回りに動いてしまうのを阻止できる。
【0088】
尚、上記実施形態1、2では、供給管31と排出管32とを単一の支持プレート40、50で支持するようにしているが、別の支持プレートでそれぞれ支持するようにしてもよい。
【0089】
《実施形態3》
図10及び図11は、本発明の実施形態3に係る蒸発器1の上部を示すものである。この実施形態3の蒸発器1は、実施形態1のものに対し、供給管31及び排出管32の支持構造が異なっており、以下、実施形態1と同じ部分には同じ符号を付して説明を省略し、異なる部分について詳細に説明する。
【0090】
右側エンドプレート60の上部には、供給管31及び排出管32の外周面に沿うように湾曲形成された湾曲部61、61が一体成形されている。湾曲部61、61は、右側エンドプレート60から切り起こされたものである。湾曲部61、61の先端部には、かしめ部61a、61aが設けられている。供給管31及び排出管32は、湾曲部61、61及びかしめ部61a、61aにろう付けされるようになっている。右側エンドプレート60の供給管31と排出管32との間には、供給管31及び排出管32の外周面に沿うように膨出する膨出部60aが形成されている。この実施形態3では、右側エンドプレート60の湾曲部61及びかしめ部61aが本発明の支持部を構成している。また、符号60bは、上側ヘッダタンク10の貫通孔10aに差し込まれる差し込み部である。
【0091】
したがって、この実施形態3に係る蒸発器1によっても、実施形態1のものと同様に、例えば蒸発器1に加振力が作用した場合や、組み付け時に供給管31や排出管32が他の部材に当たった場合等に、供給管31及び排出管32の接続部の破損を抑止できる。
【0092】
また、右側エンドプレート60に一体成形された湾曲部61、61で供給管31及び排出管32を支持するようにしたので、部品点数の増加を抑制して、製造工数を削減できる。
【0093】
尚、上記実施形態1〜3では、熱交換器が蒸発器1である場合について説明したが、これに限らず、熱交換器がヒーターコアであってもよい。
【0094】
また、上記実施形態1〜3では、供給管31と排出管32との両方を支持するようにしているが、これに限らず、一方のみを支持するようにしてもよい。また、供給管31と排出管32とは異径であってもよいし、長さや形状が互いに異なるものであってもよい。
【0095】
また、蒸発器1には、自然冷媒以外の冷媒を流通させるようにしてもよい。例えば、二酸化炭素を冷媒として用いた場合には、ガスクーラに本発明を適用することもできる。
【0096】
また、上記各実施形態の熱交換器は、上記のように供給管31及び排出管32の接続部の破損を防止でき、しかも、車室側に機械的な接続構造が無いので、従来のフロン冷媒よりも高い圧力に達する冷媒(二酸化炭素等)を使用する場合においても、冷媒の洩れを防止でき、安全性を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【0097】
以上説明したように、本発明に係る熱交換器は、例えば、蒸発器に適している。
【図面の簡単な説明】
【0098】
【図1】実施形態1に係る蒸発器を外部空気の流れ方向上流側から見た斜視図である。
【図2】蒸発器の上部を拡大して示す正面図である。
【図3】蒸発器の上部を拡大して示す右側面図である。
【図4】図3におけるIV−IV線断面図である。
【図5】図3におけるV−V線断面図である。
【図6】変形例に係る図2相当図である。
【図7】変形例に係る図3相当図である。
【図8】実施形態2に係る図2相当図である。
【図9】実施形態2に係る図3相当図である。
【図10】実施形態3に係る図2相当図である。
【図11】実施形態3に係る図3相当図である。
【符号の説明】
【0099】
1 蒸発器(熱交換器)
2 チューブ
3 フィン
4 コア部
7、8 エンドプレート
10 上側ヘッダタンク
20 下側ヘッダタンク
31 供給管(給排管)
31a 曲がり部
32 排出管(給排管)
32a 曲がり部
40 支持プレート(支持部)
Ra 上流側空間(内部空間)
Rb 下流側空間(内部空間)
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば空調装置等に使用される熱交換器に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、熱交換器は、複数のチューブ及びフィンを有するコア部と、コア部の外端部に設けられたエンドプレートと、チューブに連通するように設けられたタンクと、タンクに冷媒を給排する給排管とを備えている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1の熱交換器は、車両用空調装置に組み付けられ、車両に搭載された状態で使用されるようになっている。
【特許文献1】特開2002−90087号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
ところで、近年、車両用空調装置のコンパクト化が進んでいるので、熱交換器の配置スペースの設定自由度が低下してきている。このため、タンクから延びる給排管の取り回しを優先して熱交換器を配置できず、給排管が長くなったり、形状の複雑化を招くことがある。
【0004】
また、特許文献1の熱交換器は、車両に搭載されて使用されるので、車両の振動によって加振される。熱交換器が加振されたとき、給排管が長かったり、形状が複雑であったりすると、給排管のタンクへの接続部に無理な力が加わり易く破損を招く虞れがある。また、給排管が長いと、熱交換器を車両用空調装置に組み付ける際に他の部材に当たって給排管の接続部に無理な力が加わり易く、この場合にも、給排管の接続部が破損してしまう虞れがある。
【0005】
本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、熱交換器の使用時や組み付け時に給排管の接続部に加わる力を緩和できるようにして、給排管の接続部の破損を抑止することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するために、本発明では、給排管の接続部から離れた部位をエンドプレートで支持するようにした。
【0007】
具体的には、第1の発明では、所定方向に並設された複数のチューブを有するコア部と、
上記コア部におけるチューブの並設方向外端部に設けられたエンドプレートと、
上記チューブ端部に、該チューブと連通するように設けられたタンクと、
上記タンクに接続され、熱交換媒体を該タンクに供給又は該タンクから排出する給排管とを備えた熱交換器であって、
上記エンドプレートには、上記給排管における上記タンクへの接続部から軸方向に離れた部位を支持する支持部が設けられている構成とする。
【0008】
この構成によれば、給排管の接続部から軸方向に離れた部位がエンドプレートに支持される。これにより、例えば熱交換器に加振力が作用した場合や、組み付け時に給排管が他の部材に当たった場合等に、給排管の接続部に加わる力が緩和されることになる。
【0009】
第2の発明では、第1の発明において、
チューブ、エンドプレート及びタンクは車両の室内に配置され、
給排管は車室外へ向けて延びるように形成されている構成とする。
【0010】
すなわち、車両の室内から室外へ向けて延びる給排管は、長くなり易く、また、形状が複雑化し易いので、給排管の接続部には大きな力が作用し易くなるが、このような場合において、給排管の接続部に加わる力を確実に緩和することが可能になる。
【0011】
第3の発明では、第1または2の発明において、支持部は、エンドプレートに一体成形されている構成とする。
【0012】
この構成によれば、部品点数の増加が抑制されて、製造工数が削減される。
【0013】
第4の発明では、第1から3のいずれか1つの発明において、
給排管は、タンクにおけるコア部側に接続されている構成である。
【0014】
すなわち、コア部にはエンドプレートが設けられているので、給排管をタンクのコア部側に接続することで、給排管をエンドプレート側に位置付けることが可能になる。これにより、給排管をエンドプレートに容易に支持することが可能になる。
【0015】
第5の発明では、第1から4のいずれか1つの発明において、
給排管は、支持部にろう付けされている構成とする。
【0016】
この構成によれば、給排管をエンドプレートと強固に一体化することが可能になる。また、チューブやタンクをろう付けする構造とした場合には、チューブやタンクのろう付け工程で給排管を一緒にろう付けすることが可能になる。
【0017】
第6の発明では、第5の発明において、
給排管は、支持部にかしめられている構成とする。
【0018】
この構成によれば、給排管のろう付け中に給排管が支持部に対し位置ずれし難くなる。
【0019】
第7の発明では、第6の発明において、
給排管のかしめられた部分は、支持部の形状に対応するように変形している構成とする。
【0020】
この構成によれば、給排管の位置ずれを確実に防止することが可能になる。
【0021】
第8の発明では、第1から7のいずれか1つの発明において、
エンドプレートは、タンクにろう付けされている構成とする。
【0022】
この構成によれば、給排管を支持するエンドプレートがタンクに強固に固定されることになるので、給排管の支持剛性が高まる。
【0023】
第9の発明では、第1から8のいずれか1つの発明において、
タンクには、エンドプレートを差し込む差し込み部が設けられ、
上記差し込み部は、上記タンクの内部空間から離れている構成とする。
【0024】
この構成によれば、エンドプレートをタンクの差し込み部に差し込むことで、エンドプレートが位置決めされて所望位置に固定される。この差し込み部はタンクの内部空間から離れているので、内部空間を流れる熱交換媒体の洩れの原因となることはない。
【0025】
第10の発明では、第1から9のいずれか1つの発明において、
給排管には、曲がり部が設けられ、
支持部は、上記曲がり部を支持するように形成されている構成とする。
【0026】
この構成によれば、給排管の曲がり部を支持することで、給排管が接続部の軸回りに動かなくなる。
【0027】
第11の発明では、第1から10のいずれか1つの発明において、
チューブには、自然冷媒以外の熱交換媒体が流通するように構成されているものとする。
【0028】
すなわち、熱交換媒体が自然冷媒以外であると、万が一、給排管の接続部から洩れた場合に環境等に好ましくないことが考えられる。本発明では上述の如く給排管の接続部の破損を抑止できるので、熱交換媒体が洩れる虞れが殆どない。つまり、自然冷媒以外の熱交換媒体を用いる場合に、本発明の効果が特に顕著なものとなる。
【発明の効果】
【0029】
第1の発明によれば、給排管の接続部から軸方向に離れた部位をエンドプレートに支持するようにしたので、給排管の接続部に大きな力が作用し難くなり、接続部の破損を抑止できる。
【0030】
第2の発明によれば、給排管が車両の室内から室外へ向けて延びるものである場合に、給排管の接続部に大きな力が作用し難くなって破損を抑止できるという、第1の発明の効果をより顕著なものとすることができる。
【0031】
第3の発明によれば、支持部をエンドプレートに一体成形したので、部品点数の増加を抑制できるとともに、製造工数を削減でき、よって、低コスト化を図ることができる。
【0032】
第4の発明によれば、給排管がタンクにおけるコア部側に接続されているので、給排管をエンドプレートに容易に支持することができる。
【0033】
第5の発明によれば、給排管を支持部にろう付けするようにしたので、支持剛性を十分に高めることができる。
【0034】
第6の発明によれば、給排管を支持部にかしめるようにしたので、給排管がろう付け中に位置ずれし難くなり、不良品の発生を抑制できる。
【0035】
第7の発明によれば、給排管のかしめられた部分が変形しているので、給排管の位置ずれを確実に防止することができ、品質を高めることができる。
【0036】
第8の発明によれば、エンドプレートをタンクにろう付けすることで、エンドプレートを強固に固定でき、その結果、給排管の支持剛性を高めることができる。
【0037】
第9の発明によれば、エンドプレートをタンクの差し込み部に差し込むようにしたので、エンドプレートを所望位置に確実に固定することができる。そして、差し込み部がタンクの内部空間から離れているので、熱交換媒体の洩れの原因となることはなく、差し込み部を設けたことによる品質低下を回避できる。
【0038】
第10の発明によれば、給排管に曲がり部を設け、この曲がり部を支持するようにしたので、給排管が接続部の軸回りに動いてしまうのを阻止できる。
【0039】
第11の発明によれば、本発明の効果を特に顕著なものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0040】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【0041】
《実施形態1》
図1は、本発明の実施形態1に係る蒸発器(熱交換器)1を示す図である。この蒸発器1は、冷凍サイクルの一要素を構成するものであり、車両に搭載される空調装置(図示せず)に組み付けられるようになっている。空調装置は、樹脂製のケーシング(図示せず)を備えており、車室前端部に配設されたインストルメントパネル(図示せず)内に収容されている。インストルメントパネルの車両前側には、車室とエンジンルームとを仕切るダッシュパネル(図示せず)が配設されており、このダッシュパネルには、蒸発器1から延びる供給管及び排出管(共に後述する)が挿通する貫通孔が形成されている。ケーシング内には、上記蒸発器1のほか、図示しないが、加熱用熱交換器としてのヒーターコア、温度調節用ダンパ及び吹出方向切替用ダンパ等が内蔵されている。ケーシング内に導入された空気は、蒸発器1を通過した後、温度調節用ダンパによってヒーターコアを通過する空気量が変更されて温度調節され、その後、吹出方向切替用ダンパにより車室の所望箇所に供給されるようになっている。尚、蒸発器1には、自然冷媒以外の冷媒が熱交換媒体として流通するようになっている。すなわち、自然界に元々存在している二酸化炭素のような冷媒ではなく、人工的に製造した冷媒が流通している。
【0042】
上記蒸発器1は、上下方向に延びるチューブ2及びフィン3を有するコア部4と、コア部4に設けられた左側及び右側エンドプレート7、8と、チューブ2と連通するように設けられた上側及び下側ヘッダタンク10、20と、冷媒を供給する供給管31と、冷媒を排出する排出管32とを備えており、右側エンドプレート8には、供給管31及び排出管32を支持する支持部としての支持プレート40が設けられている。供給管31及び排出管32は、本発明の給排管である。
【0043】
チューブ2及びフィン3は、図2に示すように、空気流れ方向(図1、図3及び図4に白抜きの矢印で示す)と交差する方向(図1の左右方向)に交互に並ぶように設けられており、チューブ2及びフィン3の並設方向の外端部には、それぞれフィン3、3が位置している。図3に示すように、チューブ2は、空気流れ方向上流側に配置される上流側チューブ群2aと、下流側に配置される下流側チューブ群2bとに分けられている。各チューブ2は、空気流れ方向に長い断面形状を有する偏平チューブである。また、図2に示すように、フィン3は、空気流れ方向から見て、上下方向に連続する波形状を有するコルゲートフィンである。チューブ2及びフィン3は、アルミニウム合金を成形してなるものである。フィン3は両面にろう材が層状に設けられたクラッド材からなり、このフィン3のろう材によりチューブ2とフィン3とがろう付けされて一体化されている。
【0044】
図1に示すように、左側及び右側エンドプレート7、8は、コア部4におけるチューブ2及びフィン3の並設方向の両外端部にそれぞれ設けられている。左側及び右側エンドプレート7、8は、アルミニウム合金製の板材を成形してなるものであり、コア部4の外端部に位置するフィン3に沿って上下方向に延びている。左側及び右側エンドプレート7、8の幅方向(空気流れ方向)の寸法は、コア部4の同方向の寸法と略同じに設定されており、左側及び右側エンドプレート7、8によってコア部4の外端部全体が保護されるようになっている。左側及び右側エンドプレート7、8は、フィン3にろう付けされるようになっている。
【0045】
図3に示すように、右側エンドプレート8の上部における幅方向の中央部には、上方へ延びる延出部8aが形成されている。この延出部8aは、詳細は後述するが上側ヘッダタンク10に差し込まれるようになっている。右側エンドプレート8の幅方向中央部には、延出部8aから下方に離れた部位に、切り起こし部8cが形成されている。この切り起こし部8cは、図2にも示すように、支持プレート40をエンドプレート8に係合させるためのものであり、右側へ突出し、かつ、上方に開放するように形成されている。右側エンドプレート8の下部には、図示しないが、上記した上部と同様に、下方へ延出する延出部が形成されている。
【0046】
尚、左側エンドプレート7は、右側エンドプレート8と同様に構成されているので、説明を省略する。
【0047】
図1に示すように、上側ヘッダタンク10は、コア部4の上部において左右方向に延びており、右側部分は、右側エンドプレート8よりも右側へ突出している。上側ヘッダタンク10は、そのコア部4側に位置するヘッダプレート11と、ヘッダプレート11のコア部4と反対側に位置するタンクプレート12と、ヘッダプレート11及びタンクプレート12の間に位置する中間プレート13とを厚み方向に重ね合わせて一体化してなるものである。図3に示すように、ヘッダプレート11における上流側チューブ群2aに対応する部位には、下方へ膨出して左右方向に延びる上流側膨出部11aが形成され、下流側チューブ群2bに対応する部位には、下方へ膨出して上流側膨出部11aに沿って延びる下流側膨出部11bが形成されている。
【0048】
中間プレート13は、ヘッダプレート11に沿う形状となっている。すなわち、中間プレート13は、ヘッダプレート11の上流側膨出部11aと同様な上流側膨出部13aを有するとともに、下流側膨出部11bと同様な下流側膨出部13bを有している。
【0049】
タンクプレート12における上流側膨出部13aに対向する部位には、上方へ膨出して左右方向に延びる上流側膨出部12aが形成され、下流側膨出部13bに対向する部位には、上方へ膨出して左右方向に延びる下流側膨出部12bが形成されている。タンクプレート12の上流側膨出部12aと、中間プレート13の上流側膨出部13aとにより、内部空間としての上流側空間Ra(図1にのみ示す)が形成され、タンクプレート12の下流側膨出部12bと、中間プレート13の下流側膨出部13bとにより、内部空間としての下流側空間Rb(図1にのみ示す)が形成されている。タンクプレート12の幅方向両端部には、ヘッダプレート11側へ延び、該ヘッダプレート11の縁部に係合するように折り曲げられた折り曲げ部12c、12cがそれぞれ設けられている。この折り曲げ部12c、12cをヘッダプレート11に係合させることにより、ヘッダプレート11、中間プレート13及びタンクプレート12を厚み方向に重ね合わせた状態で保持することができるようになっている。また、中間プレート13とヘッダプレート11とは、全面がろう付けされ、中間プレート13とタンクプレート12とは、上流側膨出部13a、12a及び下流側膨出部13b、12bを除いた部分がろう付けされている。
【0050】
上側ヘッダタンク10の幅方向中央部には、図5にも示すように、右側エンドプレート8の延出部8aが差し込まれる差し込み部としての貫通孔10aが形成されている。延出部8aは貫通孔10aの周縁部にろう付けされるようになっている。また、延出部8aの寸法は、貫通孔10aへ挿入された状態で、該貫通孔10aから上方へ突出するように設定されている。尚、貫通孔10aの代わりに有底の孔部を設けてもよい。
【0051】
上側ヘッダタンク10の空気流れ方向上流側には、上流側チューブ群2aを構成するチューブ2の上端部が挿入される複数のチューブ挿入孔10bがチューブ2の間隔に対応して形成されている。また、上側ヘッダタンク10の空気流れ下流側には、同様に、下流側チューブ群2bを構成するチューブ2の上端部が挿入される複数のチューブ挿入孔10cが形成されている。
【0052】
図1に示すように、上側ヘッダタンク10のエンドプレート8よりも右側には、空気流れ方向上流側に、排出管32の基端部が挿入される排出管挿入孔14が形成され、下流側に、供給管31の基端部が挿入される供給管挿入孔15が形成されている。排出管挿入孔14及び供給管挿入孔15は、ヘッダプレート11及び中間プレート13を貫通し、上流側空間Ra及び下流側空間Rbにそれぞれ連通している。
【0053】
上側ヘッダタンク10の上流側空間Raの長手方向中央部近傍には、上流側空間Raを仕切る仕切板16が配設されている。上側ヘッダタンク10の下流側空間Rbにも同様な仕切板16が配設されている。また、上側ヘッダタンク10の左右両端部には、上流側空間Ra及び下流側空間Rbを閉塞する閉塞板17(図2及び図3に示す)が配設されている。仕切板16及び閉塞板17はアルミニウム合金製であり、中間プレート13及びタンクプレート12にろう付けされるようになっている。
【0054】
また、図示しないが、上側ヘッダタンク10には、上流側空間Raの仕切板16よりも左側と、下流側空間Rbの仕切板16よりも左側とを連通させる連通路が形成されている。
【0055】
下側ヘッダタンク20は、図1に示すように、上側ヘッダタンク10と同様にヘッダプレート21、タンクプレート22及び中間プレート23を一体化してなるものであり、上流側空間及び下流側空間は閉塞板(図示せず)により閉塞されている。この下側ヘッダタンク20の右端部は、上側ヘッダタンク10の右端部のように右側へ大きく突出していない。この下側ヘッダタンク20にも、図示しないが、エンドプレート8の下側の延出部が差し込まれる貫通孔が形成されている。
【0056】
供給管31及び排出管32は、アルミニウム合金製の円管部材で構成されている。供給管31の基端部は、本発明の接続部であり、供給管挿入孔15の周縁部にろう付けされている。この供給管31は、図1に示すように、基端部から先端側へ向かって右側エンドプレート8と間隔をあけて平行に下方へ延びた後、右側へ略90゜曲げられている。この略90゜曲げられた部位が曲がり部31aである。そして、供給管31の曲がり部31aよりも先端側は、蒸発器1がケーシングに収容されて車室に配設された状態で、ケーシングから突出してダッシュパネルの貫通孔からエンジンルームまで延びるように形成されている。つまり、供給管31の長さは長く、しかも、途中に複数の曲がり部を有した複雑な形状となっている。
【0057】
また、供給管31は、1本の管部材で構成されていて、その基端部からエンジンルームに突出する部分までの間に機械的な接続構造を有していない。従って、冷媒が供給管31の中途部から洩れないようになっている。機械的な接続構造とは、Oリング等のシール材を介在させたり、2本の管部材をナットにより結合したり、ワンタッチ継手等で結合する構成である。
【0058】
尚、供給管31は、例えば、2本の管部材を溶接やろう付けで一体化したものであってもよい。この場合も、供給管31の中途部に機械的な接続構造を有しないことになるので、十分な気密性及び液密性が確保される。2本の管部材を溶接する場合には、一方の管部材の接続側の端部を拡径させ、この端部に他方の管部材を差し込んで溶接するのが好ましい。
【0059】
また、排出管32は、供給管31と同様に構成されており、曲がり部32aを有している。
【0060】
支持プレート40は、アルミニウム合金製の板材を成形してなるものであり、右側エンドプレート8の上部に取り付けられている。支持プレート40を構成する板材の厚みは、右側エンドプレート8の厚みよりも厚く設定されている。図2及び図3に示すように、支持プレート40は、右側エンドプレート8の側面に接合される接合板部41と、接合板部41の両側縁から供給管31及び排出管32の外周面に沿って延びるように湾曲形成された湾曲部42、42とを備えている。
【0061】
図3に示すように、接合板部41の両側縁部の上部には、右側エンドプレート8を挟持する挟持部41a、41aが設けられている。図4に示すように、挟持部41aは、右側エンドプレート8の表面に沿って該エンドプレート8の縁部まで延びた後、裏側へ向けて折り曲げられ、これにより、縁部を挟持するようになっている。尚、右側エンドプレート8を挟持する前の挟持部41aの形状は、図4に仮想線で示す形状となっている。
【0062】
接合板部41には、供給管31及び排出管32の外周面に沿うように窪む窪み部41b、41bが形成されている。接合板部41の窪み部41b、41bの間には、平坦部41cが形成されている。この平坦部41cは、右側エンドプレート8との間に隙間を有した状態で、右側エンドプレート8と略平行に延びている。
【0063】
図2及び図3に示すように、平坦部41cの下部には、係合片41dが下方へ向けて突出するように設けられている。係合片41dは、右側エンドプレート8の表面に接近するように折り曲げられており、右側エンドプレート8の切り起こし部8cに入り込んで係合するようになっている。この係合片41d及び上記挟持部41a、41aにより、支持プレート40を右側エンドプレート8に対し位置決めできるようになっている。
【0064】
湾曲部42、42の先端部には、供給管31及び排出管32をそれぞれかしめ固定するためのかしめ部42a、42aが設けられている。かしめ部42aは、湾曲部42から突出する片形状をなしており、かしめ前の形状は、図4に仮想線で示すように、湾曲部42、42内に供給管31及び排出管32が入りやすい形状となっている。供給管31及び排出管32をかしめた後のかしめ部42a、42aの形状は、実線で示すように、窪み部41b、41bとの間で供給管31及び排出管32を挟み込むような形状となる。このとき、供給管31及び排出管32のかしめられた部分は、かしめ部42a、42aの形状に対応して凹むように変形している。
【0065】
支持プレート40の接合板部41は、右側エンドプレート8にろう付けされている。また、供給管31及び排出管32の外周面は、窪み部41b、41b、湾曲部42、42及びかしめ部42a、42aにろう付けされるようになっている。つまり、供給管31及び排出管32の接続部から軸方向に離れた部位は、支持プレート40を介して右側エンドプレート8に支持されている。
【0066】
次に、上記のように構成された蒸発器1を製造する場合について説明する。まず、チューブ2及びフィン3を交互に並べてコア部4を構成するとともに、その外端部に左側及び右側エンドプレート7、8を配置し、図示しない治具等を用いて束ねておく。一方、ヘッダプレート11、中間プレート13及びタンクプレート12を厚み方向に重ねた後、折り曲げ部12c、12cを曲げて、これらヘッダプレート11、中間プレート13及びタンクプレート12を一体化し、上側ヘッダタンク10を得る。上側ヘッダタンク10には、仕切板16及び閉塞板17を仮固定しておく。下側ヘッダタンク20も同様にして得る。
【0067】
次いで、上側及び下側ヘッダタンク10、20をコア部4と一体化する。すなわち、上側ヘッダタンク10のチューブ挿入孔10b、10cにコア部4のチューブ2端部を挿入するとともに、エンドプレート8の延出部8aをヘッダタンク10の貫通孔10aに挿入する。これにより、エンドプレート8がろう付け前に位置ずれし難くなる。また、エンドプレート8の延出部8aをヘッダタンク10の貫通孔10aの周縁部にかしめるようにしてもよい。こうすることで、仮固定がより強固になる。
【0068】
同様にして下側ヘッダタンク20のチューブ挿入孔にチューブ2端部を挿入するとともに、左側エンドプレート7を組み付ける。この状態で、図示しないが治具により保持しておく。
【0069】
その後、支持プレート40を右側エンドプレート8に仮固定する。仮固定時には、支持プレート40の係合片41dを切り起こし部8cに差し込んで切り起こし部8cに係合させ、さらに、挟持部41a、41aを折り曲げて、該挟持部41a、41aで右側エンドプレート8の縁部を挟持する。これにより、ろう付け前に支持プレート40が位置ずれし難くなる。
【0070】
しかる後、供給管31及び排出管32の接続部を上側ヘッダタンク10の供給管挿入孔15及び排出管挿入孔14に挿入すると、供給管31及び排出管32の外周面が支持プレート40の窪み部41b、41bに嵌る。そして、かしめ部42a、42aをそれぞれ折り曲げて供給管31及び排出管32に強く押し付ける。これにより、供給管31及び排出管32がかしめ固定される。このとき、供給管31及び排出管32のかしめられた部分は、かしめ部42aの形状に対応するように凹む。また、供給管31及び排出管32の外周面は、窪み部41b、41b及び湾曲部42、42に密着する。このように、供給管31及び排出管32を支持プレート40にかしめ固定することにより、ろう付け前に供給管31及び排出管32が位置ずれし難くなる。
【0071】
上記のようにして各部材が一体化された中間製造品を、図示しないがろう付け用の炉内に入れる。これにより、ろう材が溶融して各部がろう付けされる。このろう付け時においては、供給管31及び排出管32が支持プレート40にかしめ固定されていて、その支持プレート40が右側エンドプレート8に動かないように固定されていることにより、供給管31及び排出管32の位置ずれが抑止される。
【0072】
尚、製造要領は上記に限定されるものではなく、部材の組み付け順序は変更することもできる。
【0073】
次に、上記ようにして得られた蒸発器1を使用する場合について説明する。蒸発器1はケーシングに収容した後に、車両に搭載する。蒸発器1をケーシングに収容する際や、車両に搭載する際には、供給管31及び排出管32がエンジンルームまで延びる長いものであるため、他の部材等に当たることが考えられる。供給管31及び排出管32が他の部材に当たった場合には、供給管31及び排出管32が支持プレート40により支持されているので、供給管31及び排出管32の接続部に加わる力が緩和される。
【0074】
蒸発器1の上側ヘッダタンク10の下流側空間Rbには、エンジンルーム内に配設されている膨張弁から吐出された冷媒(熱交換媒体)が供給管31を介して流入する。この冷媒は、下流側空間Rbの仕切板16よりも右側に連通するチューブ2を流通して下側ヘッダタンク20の下流側空間に流入した後、上側ヘッダタンク10の下流側空間Rbの仕切板16よりも左側に連通するチューブ2を流通して上側ヘッダタンク10の下流側空間Rbに流入する。この下流側空間Rbに流入した冷媒は、連通路を流通して上側ヘッダタンク10の上流側空間Raに流入した後、仕切板16よりも左側に連通するチューブ2を流通して下側ヘッダタンク20の上流側空間に流入する。この下側ヘッダタンク20に流入した冷媒は、上側ヘッダタンク10の上流側空間Raの仕切板16よりも右側に連通するチューブ2を流通して、上側ヘッダタンク10の上流側空間Raに流入した後、排出管32から蒸発器1の外部に排出される。
【0075】
蒸発器1の使用時には、車両の振動によって蒸発器1に加振力が作用することがある。加振力が作用したとき、供給管31及び排出管32が支持プレート40で支持されているので、供給管31及び排出管32の接続部に加わる力が緩和される。
【0076】
以上説明したように、この実施形態1に係る蒸発器1によれば、供給管31及び排出管32の接続部から軸方向に離れた部位を右側エンドプレート8で支持するようにしたので、例えば蒸発器1に加振力が作用した場合や、組み付け時に供給管31や排出管32が他の部材に当たった場合等に、供給管31及び排出管32の接続部に加わる力を緩和できる。これにより、供給管31及び排出管32の接続部の破損を抑止できる。
【0077】
また、供給管31及び排出管32を上側ヘッダタンク10におけるコア部4側に接続するようにしたので、供給管31及び排出管32を右側エンドプレート8近傍に位置付けることができ、これにより、供給管31及び排出管32を右側エンドプレート8に容易に支持することが可能になる。
【0078】
また、供給管31及び排出管32を支持プレート40にろう付けするようにしたので、右側エンドプレート8に対し強固に一体化することができ、供給管31及び排出管32の支持剛性を十分に高めることができる。また、チューブ2やヘッダタンク10、20をろう付けする工程と同時に供給管31及び排出管32を支持プレート40にろう付けでき、製造工数の増大を回避できる。
【0079】
また、供給管31及び排出管32のかしめられた部分は、支持プレート40のかしめ部42a、42aの形状に対応するように変形しているので、供給管31及び排出管32のろう付け中に供給管31及び排出管32が支持プレート40に対し位置ずれし難くなり、不良品の発生を抑制できるとともに、品質を高めることができる。
【0080】
また、右側エンドプレート8の延出部8aを上側ヘッダタンク10の貫通孔10aに挿入した状態で両者をろう付けするようにしたので、右側エンドプレート8を上側ヘッダタンク10に強固の固定することができる。これにより、供給管31及び排出管32の支持剛性をより一層高めることができる。
【0081】
また、右側エンドプレート8の延出部8aを上側ヘッダタンク10の貫通孔10aに差し込むようにしたことで、右側エンドプレート8の位置ずれを防止できる。そして、この貫通孔10aを、上側ヘッダタンク10の上流側空間Ra及び下流側空間Rbから離れた部位に形成したことで、貫通孔10aが冷媒の洩れの原因となることはなく、貫通孔10aを設けたことによる品質低下を回避できる。
【0082】
尚、図6及び図7に示す変形例のように、支持プレート40の係合片41dを省略して、挟持部41a、41aを上下方向にずらして設けるようにしてもよい。この変形例では、右側エンドプレート8の切り起こし部8cも省略されている。挟持部41a、41aでエンドプレート8の縁部を挟持することにより、支持プレート40の上下両側がエンドプレート8に対し固定されることになり、支持プレート40を安定させることができる。
【0083】
《実施形態2》
図8及び図9は、本発明の実施形態2に係る蒸発器1の上部を示すものである。この実施形態2の蒸発器1は、実施形態1のものに対し、本発明の支持部に相当する部分の形状が異なるだけなので、以下、実施形態1と同じ部分には同じ符号を付して説明を省略し、異なる部分について詳細に説明する。
【0084】
支持プレート50は、右側エンドプレート8に沿って延びる接合板部51と、接合板部51の下縁部から右側へ向けて延びる立ち上がり部52と、接合板部51の両側縁から供給管31及び排出管32の外周面に沿って延びるように湾曲形成された湾曲部53、53とを有している。
【0085】
図9に示すように、接合板部51の中央部には、貫通孔51aが形成されている。また、立ち上がり部52は、供給管31及び排出管32の曲がり部31a、32aに沿うように湾曲している。また、湾曲部53、53は、接合板部51の縁部から立ち上がり部52の縁部に亘って形成されており、供給管31及び排出管32の広い範囲に接触するようになっている。湾曲部53、53の先端部には、かしめ部53a、53aが設けられている。かしめ部53a、53aは、供給管31及び排出管32の曲がり部31a、32aの内側をかしめるように配置されている。この実施形態2では、供給管31及び排出管32は、立ち上がり部52、湾曲部53、53及びかしめ部53a、53aにろう付けされている。
【0086】
したがって、この実施形態2に係る蒸発器1によっても、実施形態1のものと同様に、例えば蒸発器1に加振力が作用した場合や、組み付け時に供給管31や排出管32が他の部材に当たった場合等に、供給管31及び排出管32の接続部の破損を抑止できる。
【0087】
また、供給管31及び排出管32の曲がり部31a、32aを立ち上がり部52で支持するようにしているので、供給管31及び排出管32の接続部が軸回りに動いてしまうのを阻止できる。
【0088】
尚、上記実施形態1、2では、供給管31と排出管32とを単一の支持プレート40、50で支持するようにしているが、別の支持プレートでそれぞれ支持するようにしてもよい。
【0089】
《実施形態3》
図10及び図11は、本発明の実施形態3に係る蒸発器1の上部を示すものである。この実施形態3の蒸発器1は、実施形態1のものに対し、供給管31及び排出管32の支持構造が異なっており、以下、実施形態1と同じ部分には同じ符号を付して説明を省略し、異なる部分について詳細に説明する。
【0090】
右側エンドプレート60の上部には、供給管31及び排出管32の外周面に沿うように湾曲形成された湾曲部61、61が一体成形されている。湾曲部61、61は、右側エンドプレート60から切り起こされたものである。湾曲部61、61の先端部には、かしめ部61a、61aが設けられている。供給管31及び排出管32は、湾曲部61、61及びかしめ部61a、61aにろう付けされるようになっている。右側エンドプレート60の供給管31と排出管32との間には、供給管31及び排出管32の外周面に沿うように膨出する膨出部60aが形成されている。この実施形態3では、右側エンドプレート60の湾曲部61及びかしめ部61aが本発明の支持部を構成している。また、符号60bは、上側ヘッダタンク10の貫通孔10aに差し込まれる差し込み部である。
【0091】
したがって、この実施形態3に係る蒸発器1によっても、実施形態1のものと同様に、例えば蒸発器1に加振力が作用した場合や、組み付け時に供給管31や排出管32が他の部材に当たった場合等に、供給管31及び排出管32の接続部の破損を抑止できる。
【0092】
また、右側エンドプレート60に一体成形された湾曲部61、61で供給管31及び排出管32を支持するようにしたので、部品点数の増加を抑制して、製造工数を削減できる。
【0093】
尚、上記実施形態1〜3では、熱交換器が蒸発器1である場合について説明したが、これに限らず、熱交換器がヒーターコアであってもよい。
【0094】
また、上記実施形態1〜3では、供給管31と排出管32との両方を支持するようにしているが、これに限らず、一方のみを支持するようにしてもよい。また、供給管31と排出管32とは異径であってもよいし、長さや形状が互いに異なるものであってもよい。
【0095】
また、蒸発器1には、自然冷媒以外の冷媒を流通させるようにしてもよい。例えば、二酸化炭素を冷媒として用いた場合には、ガスクーラに本発明を適用することもできる。
【0096】
また、上記各実施形態の熱交換器は、上記のように供給管31及び排出管32の接続部の破損を防止でき、しかも、車室側に機械的な接続構造が無いので、従来のフロン冷媒よりも高い圧力に達する冷媒(二酸化炭素等)を使用する場合においても、冷媒の洩れを防止でき、安全性を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【0097】
以上説明したように、本発明に係る熱交換器は、例えば、蒸発器に適している。
【図面の簡単な説明】
【0098】
【図1】実施形態1に係る蒸発器を外部空気の流れ方向上流側から見た斜視図である。
【図2】蒸発器の上部を拡大して示す正面図である。
【図3】蒸発器の上部を拡大して示す右側面図である。
【図4】図3におけるIV−IV線断面図である。
【図5】図3におけるV−V線断面図である。
【図6】変形例に係る図2相当図である。
【図7】変形例に係る図3相当図である。
【図8】実施形態2に係る図2相当図である。
【図9】実施形態2に係る図3相当図である。
【図10】実施形態3に係る図2相当図である。
【図11】実施形態3に係る図3相当図である。
【符号の説明】
【0099】
1 蒸発器(熱交換器)
2 チューブ
3 フィン
4 コア部
7、8 エンドプレート
10 上側ヘッダタンク
20 下側ヘッダタンク
31 供給管(給排管)
31a 曲がり部
32 排出管(給排管)
32a 曲がり部
40 支持プレート(支持部)
Ra 上流側空間(内部空間)
Rb 下流側空間(内部空間)
【特許請求の範囲】
【請求項1】
所定方向に並設された複数のチューブを有するコア部と、
上記コア部におけるチューブの並設方向外端部に設けられたエンドプレートと、
上記チューブ端部に、該チューブと連通するように設けられたタンクと、
上記タンクに接続され、熱交換媒体を該タンクに供給又は該タンクから排出する給排管とを備えた熱交換器であって、
上記エンドプレートには、上記給排管における上記タンクへの接続部から軸方向に離れた部位を支持する支持部が設けられていることを特徴とする熱交換器。
【請求項2】
請求項1に記載の熱交換器において、
チューブ、エンドプレート及びタンクは車両の室内に配置され、
給排管は車室外へ向けて延びるように形成されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項3】
請求項1または2に記載の熱交換器において、
支持部は、エンドプレートに一体成形されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項4】
請求項1から3のいずれか1つに記載の熱交換器において、
給排管は、タンクにおけるコア部側に接続されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項5】
請求項1から4のいずれか1つに記載の熱交換器において、
給排管は、支持部にろう付けされていることを特徴とする熱交換器。
【請求項6】
請求項5に記載の熱交換器において、
給排管は、支持部にかしめられていることを特徴とする熱交換器。
【請求項7】
請求項6に記載の熱交換器において、
給排管のかしめられた部分は、支持部の形状に対応するように変形していることを特徴とする熱交換器。
【請求項8】
請求項1から7のいずれか1つに記載の熱交換器において、
エンドプレートは、タンクにろう付けされていることを特徴とする熱交換器。
【請求項9】
請求項1から8のいずれか1つに記載の熱交換器において、
タンクには、エンドプレートを差し込む差し込み部が設けられ、
上記差し込み部は、上記タンクの内部空間から離れていることを特徴とする熱交換器。
【請求項10】
請求項1から9のいずれか1つに記載の熱交換器において、
給排管には、曲がり部が設けられ、
支持部は、上記曲がり部を支持するように形成されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項11】
請求項1から10のいずれか1つに記載の熱交換器において、
チューブには、自然冷媒以外の熱交換媒体が流通するように構成されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項1】
所定方向に並設された複数のチューブを有するコア部と、
上記コア部におけるチューブの並設方向外端部に設けられたエンドプレートと、
上記チューブ端部に、該チューブと連通するように設けられたタンクと、
上記タンクに接続され、熱交換媒体を該タンクに供給又は該タンクから排出する給排管とを備えた熱交換器であって、
上記エンドプレートには、上記給排管における上記タンクへの接続部から軸方向に離れた部位を支持する支持部が設けられていることを特徴とする熱交換器。
【請求項2】
請求項1に記載の熱交換器において、
チューブ、エンドプレート及びタンクは車両の室内に配置され、
給排管は車室外へ向けて延びるように形成されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項3】
請求項1または2に記載の熱交換器において、
支持部は、エンドプレートに一体成形されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項4】
請求項1から3のいずれか1つに記載の熱交換器において、
給排管は、タンクにおけるコア部側に接続されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項5】
請求項1から4のいずれか1つに記載の熱交換器において、
給排管は、支持部にろう付けされていることを特徴とする熱交換器。
【請求項6】
請求項5に記載の熱交換器において、
給排管は、支持部にかしめられていることを特徴とする熱交換器。
【請求項7】
請求項6に記載の熱交換器において、
給排管のかしめられた部分は、支持部の形状に対応するように変形していることを特徴とする熱交換器。
【請求項8】
請求項1から7のいずれか1つに記載の熱交換器において、
エンドプレートは、タンクにろう付けされていることを特徴とする熱交換器。
【請求項9】
請求項1から8のいずれか1つに記載の熱交換器において、
タンクには、エンドプレートを差し込む差し込み部が設けられ、
上記差し込み部は、上記タンクの内部空間から離れていることを特徴とする熱交換器。
【請求項10】
請求項1から9のいずれか1つに記載の熱交換器において、
給排管には、曲がり部が設けられ、
支持部は、上記曲がり部を支持するように形成されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項11】
請求項1から10のいずれか1つに記載の熱交換器において、
チューブには、自然冷媒以外の熱交換媒体が流通するように構成されていることを特徴とする熱交換器。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【公開番号】特開2010−19522(P2010−19522A)
【公開日】平成22年1月28日(2010.1.28)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−182344(P2008−182344)
【出願日】平成20年7月14日(2008.7.14)
【出願人】(000152826)株式会社日本クライメイトシステムズ (154)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成22年1月28日(2010.1.28)
【国際特許分類】
【出願日】平成20年7月14日(2008.7.14)
【出願人】(000152826)株式会社日本クライメイトシステムズ (154)
【Fターム(参考)】
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