特開 2024-13037 熱交換器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024013037

(43)【公開日】2024-01-31

(54)【発明の名称】熱交換器

(51)【国際特許分類】

   F28F 9/00 20060101AFI20240124BHJP

   F28F 9/26 20060101ALI20240124BHJP

【ＦＩ】

F28F9/00 321

F28F9/26

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022114940

(22)【出願日】2022-07-19

(71)【出願人】

【識別番号】000001845

【氏名又は名称】サンデン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000383

【氏名又は名称】弁理士法人エビス国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】金子 智

【テーマコード（参考）】

3L065

【Ｆターム（参考）】

3L065AA05

3L065AA10

3L065FA13

(57)【要約】

【課題】溶接や支持部材を用いることなくブラケットを熱交換器に取り付け、ブラケットの熱交換器に対する取り付け位置を変更可能にする。
【解決手段】熱交換器は、一方向に延在するチューブがチューブの延在方向に交差する方向に並列配置され、チューブの並列方向に延在する一対のヘッダダンクが複数のチューブの両端に接続され、ヘッダタンクにブラケットが取り付けられた熱交換器であって、ヘッダタンクに対するブラケットの動きを制限する取り付け部として、チューブの延在方向の動きを制限する第１取り付け部とヘッダタンクの延在方向の動きを制限する第２取り付け部が、ヘッダタンクの延在方向に並列配置されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

一方向に延在するチューブが前記チューブの延在方向に交差する方向に複数並列配置され、前記チューブの並列方向に延在する一対のヘッダダンクが複数の前記チューブの両端に接続され、前記ヘッダタンクにブラケットが取り付けられた熱交換器であって、
前記ヘッダタンクに対する前記ブラケットの動きを制限する取り付け部として、前記チューブの延在方向の動きを制限する第１取り付け部と前記ヘッダタンクの延在方向の動きを制限する第２取り付け部が前記ヘッダタンクの延在方向に並列配置されていることを特徴とする熱交換器。

【請求項2】

前記第１取り付け部は、前記ヘッダタンクの延在方向に沿った一対の側面に互いに逆向きに突起する一対の突起部を有し、
前記突起部に嵌合する一対の嵌合凹部が前記ブラケットに設けられていることを特徴とする請求項１記載の熱交換器。

【請求項3】

前記第２取り付け部は、前記ヘッダタンクの外面に凹部を設け、
前記凹部に係合する一対の爪部が前記ブラケットに設けたことを特徴とする請求項２記載の熱交換器。

【請求項4】

前記突起部は、前記ヘッダタンクの延在方向に沿って直線的且つ等間隔に複数配置されていることを特徴とする請求項２記載の熱交換器。

【請求項5】

前記凹部は、前記ヘッダタンクの延在方向に沿って等間隔に複数配置されていることを特徴とする請求項３記載の熱交換器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、熱交換器に関するものである。

【背景技術】

【0002】

熱交換器は、複数並列されたチューブの両端にヘッダタンクを接続し、ヘッダタンクを介してチューブ内を流れる熱媒体や冷媒と、複数のチューブ間を通過する流体（例えば、空気）との間で熱交換を行う。

【0003】

車載用等の熱交換器（ラジエータ、エバポレータ、コンデンサなど）は、ブラケットを介して車体等の被取り付け位置に取り付けられている。また、熱交換器は、一体ろう付で接合され、この際、ブラケットはヘッダタンクに仮固定された状態で炉内に搬入される。

【0004】

熱交換器に対するブラケットの取り付けは、ヘッダタンクにブラケットを溶接で仮固定する場合と、熱交換器の側部に支持部材を取り付け、この支持部材にブラケットを係止する場合などがある（例えば、下記特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】実開昭６１－１３１８３号のマイクロフィルム

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ブラケットをヘッダタンクに溶接する場合には、薄肉のヘッダタンクなどでは溶接時に穴空きのリスクが生じると共に溶接不良によって一体ろう付け時にブラケットが脱落するリスクがある。また、ブラケットを支持部材に係止する場合には、支持部材を設けることで部品点数が増えて、設置箇所に余分なスペースを要すると共にコスト高になる問題がある。

【0007】

また、前述した従来技術のように、溶接によってヘッダタンクなどにブラケットを固定する場合や支持部材にブラケットを係止する場合は、熱交換器におけるブラケットの取り付け位置を変更することが容易ではない。このため、車両等に対して熱交換器を取り付け固定するに際して、取り付け位置の変更を簡易に行うことができず、異なる車種等への適用を行い難い問題があった。

【0008】

本発明は、このような事情に対処するために提案されたものである。すなわち、溶接を採用すること無くブラケットを取り付けることで、溶接時の穴空きリスクや溶接不良による脱落リスクを回避すること、支持部材を用いることなくブラケットを取り付けることで、設置箇所に余分なスペースを要しないようにすること、熱交換器におけるブラケットの取り付け位置を変更可能にすることで、異なる車種等への適用を容易にすること、などが本発明の課題である。

【課題を解決するための手段】

【0009】

このような課題を解決するために、本発明は、以下の構成を具備するものである。
一方向に延在するチューブが前記チューブの延在方向に交差する方向に複数並列配置され、前記チューブの並列方向に延在する一対のヘッダダンクが複数の前記チューブの両端に接続され、前記ヘッダタンクにブラケットが取り付けられた熱交換器であって、前記ヘッダタンクに対する前記ブラケットの動きを制限する取り付け部として、前記チューブの延在方向の動きを制限する第１取り付け部と前記ヘッダタンクの延在方向の動きを制限する第２取り付け部が前記ヘッダタンクの延在方向に並列配置されていることを特徴とする熱交換器。

【発明の効果】

【0010】

このような特徴を有する本発明は、一つには、溶接を採用すること無くブラケットを取り付けることで、溶接時の穴空きリスクや溶接不良による脱落リスクを回避することができる。また、支持部材を用いることなくブラケットを取り付けることで、設置箇所に余分なスペースを要さない。また、熱交換器においてブラケットの取り付け位置を変更可能にするので、異なる車種等への適用を容易にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施形態に係る熱交換器の全体構成を示した斜視図。

【図2】本発明の実施形態に係る熱交換器の全体構成を示した側面図。

【図3】ブラケット単体の正面図。

【図4】ブラケットの取り付けを説明する分解斜視図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の説明で、異なる図における同一符号は同一機能の部位を示しており、各図における重複説明は適宜省略する。

【0013】

図１及び図２に示すように、熱交換器１は、複数並列配置されたチューブ２と、複数のチューブ２の両端に接続されるヘッダタンク３と、ヘッダタンク３に取り付けられるブラケット４を備えている。熱交換器１は、ヘッダタンク３を介してチューブ２内を流れる熱媒体や冷媒と、複数のチューブ２間を通過する流体（空気）との間で熱交換を行うものである。

【0014】

チューブ２は、図示の例では、一方向（図示矢印Ｘ方向）に延在して、その延在方向（図示矢印Ｘ方向）に交差する方向（図示矢印Ｚ方向）に沿って偏平な形状の管体である。チューブ２は、その延在方向（図示矢印Ｘ方向）に交差する方向（図示矢印Ｙ方向）に所定間隔で複数並列されており、複数のチューブ２の間の空間が熱交換対象となる流体の通過経路になる。熱交換対象の流体は、図示Ｚ方向に流れて、複数のチューブ２間を通過する間にチューブ２内を流れる熱媒体や冷媒との間で熱交換を行う。複数のチューブ２間の空間には、熱交換効率を高めるために、一般に図示省略したフィン（例えば、コルゲートフィン）が設けられている。

【0015】

ヘッダタンク３は、図示の例では、タンク成形体３Ａと連結体３Ｂを結合して端部をキャップ３Ｃで塞ぐことで、内部に熱媒体や冷媒の溜まり空間を形成しており、連結体３Ｂに前述したチューブ２の端部が接続されている。

【0016】

また、一対のヘッダタンク３の間には、キャップ３Ｃの近傍に一対のサイドプレート５が設けられている。一対のサイドプレート５は、一対のヘッダタック３の間隔を規定し、その内側に複数のチューブ２による熱交換コア部を形成している。

【0017】

図示の例では、一対のヘッダタンク３は、一方のヘッダタンク（アッパータンク）３のタンク成形体３Ａに流入口３０が設けられ、他方のヘッダタンク（ロアタンク）３のタンク成形体３Ａに流出口３１が設けられており、流入口３０から流入された熱媒体や冷媒が一方のヘッダタンク（アッパータンク）３を介してチューブ２に流れ、チューブ２を流れた熱媒体や冷媒が他方のヘッダタンク（ロアタンク）３に溜って流出口３１から流出する。

【0018】

ヘッダタンク３には、ブラケット４の取り付け部が設けられている。この取り付け部は、ヘッダタンク３に対するブラケット４の動きを制限する第１取り付け部Ａ１と第２取り付け部Ａ２を備えている。第１取り付け部Ａ１と第２取り付け部Ａ２は、ヘッダタンク３の延在方向（図示矢印Ｙ方向）に並列配置されている。

【0019】

第１取り付け部Ａ１は、ブラケット４におけるチューブ２の延在方向（図示矢印Ｘ方向）の動きを制限する。第１取り付け部Ａ１は、ヘッダタンク３の延在方向に沿った一対の側面に互いに逆向きに突起する一対の突起部３２を有している。そして、突起部３２は、単体の突起部３２がヘッダタンク３の延在方向に沿って直線的に延びており、複数の突起部３２が、間隔を空けて配置され、ヘッダタンク３の延在方向（図示矢印Ｙ方向）に沿って直線的且つ等間隔に配置されている。

【0020】

第２取り付け部Ａ２は、ブラケット４におけるヘッダタンク３の延在方向（図示矢印Ｙ方向）の動きを制限する。第２取り付け部Ａ２は、ヘッダタンク３の外面に一対の凹部３３を設けている。そして、凹部３３は、単体の凹部３３がヘッダタンク３の幅方向（図示矢印Ｚ方向）に沿って延びており、複数の凹部３３が、隔を空けて配置され、ヘッダタンク３の延在方向（図示矢印Ｙ方向）に沿って等間隔に並列配置されている。なお、凹部３３が設けられるヘッダタンク３（タンク成形体３Ａ）の上面は、チューブ２が接続される連結体３Ｂに対向する面になる。

【0021】

このような第１取り付け部Ａ１と第２取り付け部Ａ２にて、ヘッダタンク３に取り付けられるブラケット４は、図３及び図４に示すように、一対の嵌合凹部４Ａ１，４Ａ２と一対の爪部４Ｂ１，４Ｂ２を有している。

【0022】

一対の嵌合凹部４Ａ１，４Ａ２は、ブラケット４におけるブラケット本体４Ｔから延びてヘッダタンク３の横幅を挟むように形成された一対のアーム部４Ｆ１，４Ｆ２の内側に対向するように設けられている。また、一対の爪部４Ｂ１，４Ｂ２は、ブラケット本体４Ｔからヘッダタンク３の延在方向（図示矢印Ｙ方向）に沿って張り出すように設けられている。

【0023】

ブラケット４は、熱交換器１を図示省略した車体等の取り付け位置に固定するための部品であり、熱交換器１の構成要素であるチューブ２やヘッダタンク３と共に一体ろう付けされる場合には、ろう付けに適する金属材で形成される。また、熱交換器１に対して取り外し自在に取り付けられる場合には、弾性変形可能な金属材や樹脂材によって形成される。

【0024】

図４によって、ブラケット４の取り付け方法を説明する。一つの取り付け方法としては、ブラケット４における一対のアーム部４Ｆ１，４Ｆ２を突起部３２の間に挿入して、嵌合凹部４Ａ１，４Ａ２の位置を突起部３２の位置に合わせた後、ブラケット４をヘッダタンク３の延設方向（図示矢印Ｙ方向）にスライドさせることで、嵌合凹部４Ａ１，４Ａ２を一対の突起部３２に嵌合させる。これによって、ブラケット４は、チューブ２の延在方向（図示矢印Ｘ方向）の動きが制限されることになる。

【0025】

そして、ブラケット４における一対の爪部４Ｂ１，４Ｂ２をヘッダタンク３の凹部３３に係合させることで、ブラケット４は、ヘッダタンク３の延在方向（図示矢印Ｙ方向）の動きが制限されることになる。この際、爪部４Ｂ１，４Ｂ２は、工具等を用いて凹部３３の内側に向けて曲げられ、カシメ止めされる。

【0026】

ブラケット４が弾性変形可能な金属材や樹脂材で形成されている場合は、ブラケット４のアーム部４Ｆ１，４Ｆ２を弾性変形させて乗り越え嵌合で嵌合凹部４Ａ１，４Ａ２を突起部３２に嵌合させ、爪部４Ｂ１，４Ｂ２を塑性変形させて凹部３３に係合させる、もしくは爪部４Ｂ１，４Ｂ２を元から凹部３３に係合する形状にしておく。

【0027】

ブラケット４が取り付けられるヘッダタンク３は、図４に示すように、タンク成形体３Ａ側に突起部３２と凹部３３が設けられており、ブラケット４をタンク成形体３Ａに取り付けた状態で、チューブ２が接続された連結体３Ｂをタンク成形体３Ａに結合し、その後キャップ３Ｃを嵌めることで、ブラケット４が取り付けられチューブ２が接続されたヘッダタンク３が形成される。

【0028】

なお、図示の例では、タンク成形体３Ａに凹部３３の他に凹状リブ３４が設けられている。凹状リブ３４は、断面Ｕ字状のタンク成形体３Ａにおける湾曲部に沿って形成され、且つ、並列配置される凹部３３の間に形成されている。このような凹状リブ３４を設けることで、ヘッダタンク３は耐圧強度を高めることができるが、凹状リブ３４に加えて複数の凹部３３を設けることで、凹状リブ３４を追加したと同様の効果があり、更に耐圧強度を高めることができる。

【0029】

このような熱交換器１によると、溶接を採用すること無くブラケット４をヘッダタンク３に取り付けることができるので、溶接時の穴空きリスクや溶接不良による脱落リスクを回避することができる。また、支持部材を用いることなく、ブラケット４を直接ヘッダタンク３に取り付けることで、設置箇所に余分なスペースを要すことがない。

【0030】

また、第１取り付け部Ａ１（突起部３２）と第２取り付け部Ａ２（凹部３３）をヘッダタンク３の延在方向に並列配置しているので、任意の位置の第１取り付け部Ａ１（突起部３２）と第２取り付け部Ａ２（凹部３３）を選択してブラケット４をヘッダタンク３に取り付けることができる。これによって、熱交換器１におけるブラケット４の取り付け位置が変更可能になり、異なる車種等への適用を容易にすることができる。

【0031】

また、金型によって第１取り付け部Ａ１（突起部３２）と第２取り付け部Ａ２（凹部３３）をヘッダタンク３に形成する場合に、金型をヘッダタンク３の延在方向に分割して、第１取り付け部Ａ１と第２取り付け部Ａ２が形成された金型と取り付け部が形成されていない金型の組み合わせ位置を変更するなどして、任意の位置に第１取り付け部Ａ１と第２取り付け部Ａ２を形成し、異なる車種等への適用を行うようにしてもよい。

【0032】

更に、第１取り付け部Ａ１（突起部３２）が断面Ｕ字状のタンク成形体３Ａにおける側面に形成され、第２取り付け部Ａ２（凹部３３）は、断面Ｕ字状のタンク成形体３Ａにおいて、連結体３Ｂと対向する上面に形成されている。これにより、第１取り付け部Ａ１と第２取り付け部Ａ２によって取り付けられるブラケット４を、ヘッダタンク３におけるチューブ２の接続箇所から離すことができ、ブラケット４を介して伝わる振動（車両の振動など）がチューブ２の接続箇所に直接伝わることを抑制することができる。

【0033】

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態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の変更等があっても本発明に含まれる。また、上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。

【符号の説明】

【0034】

１：熱交換器，２：チューブ，３：ヘッダタンク，
３Ａ：タンク成形体，３Ｂ：連結体，３Ｃ：キャップ，
３０：流入口，３１：流出口，３２：突起部，３３：凹部，３４：凹状リブ，
４：ブラケット，４Ａ１，４Ａ２：嵌合凹部，４Ｂ１，４Ｂ２：爪部，
４Ｆ１，４Ｆ２：アーム部，４Ｔ：ブラケット本体，５：サイドプレート，
Ａ１：第１取り付け部，Ａ２：第２取り付け部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】