(57)【要約】【課題】アウターフィンの材料の変更や新規の金型に費用を掛けることなく、アウターフィンの強度を向上させ、熱交換管の膨らみを抑制することができる熱交換器を提供する。【解決手段】熱交換器は、少なくともいずれか１つの通風間隙14に配置された２つのフィン構成部材51,52からなるアウターフィン5を備え、アウターフィン5は、２つのフィン構成部材51,52の少なくとも一部が重なり合う重なり部分5a,5aを有しており、重なり部分5a,5bでは、第１のフィン構成部材51における波頂部51aおよびこの両側の連結部51cからなる山部53の内側に、第２のフィン構成部材52における波頂部52aおよびこの両側の連結部52cからなる山部54の外側が嵌め入れられて、波頂部51a,52aどうしが接触している。【選択図】図４
2020012604.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平行に配置された１対のヘッダタンクと、両ヘッダタンク間に、ヘッダタンクの長手方向に間隔をおいて配置され、かつ幅方向を通風方向に向けた状態で配置された複数の扁平状熱交換管と、通風方向にのびる波頂部、通風方向にのびる波底部、および波頂部と波底部とを連結する連結部からなり、かつ隣り合う熱交換管どうしの間の通風間隙に配置されたアウターフィンとを備えた熱交換器であって、
少なくともいずれか１つの通風間隙に配置されたアウターフィンが、複数のフィン構成部材からなり、
複数のフィン構成部材からなるアウターフィンは、２つのフィン構成部材の少なくとも一部が重なり合う重なり部分を有しており、
重なり部分では、第１のフィン構成部材における波頂部および前記波頂部の両側の連結部からなるＵ字状の山部の内側に、第２のフィン構成部材における波頂部および前記波頂部の両側の連結部からなるＵ字状の山部の外側が嵌め入れられて、波頂部どうしが接触している、熱交換器。
【請求項２】
前記重なり部分では、さらに、前記第２のフィン構成部材における波底部および前記波底部の両側の連結部からなるＵ字状の谷部の内側に、前記第１のフィン構成部材における波底部および前記波底部の両側の連結部からなるＵ字状の谷部の外側が嵌め入れられて、前記波底部どうしが接触している、請求項１記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、たとえば、車両のカーエアコンに組み込まれるヒータコアとして好適に用いられる熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、熱交換器として、平行に配置された１対のヘッダタンクと、両ヘッダタンク間に、ヘッダタンクの長手方向に間隔をおいて配置され、かつ幅方向を通風方向に向けた状態で配置された複数の扁平状熱交換管と、通風方向にのびる波頂部、通風方向にのびる波底部、および波頂部と波底部とを連結する連結部からなり、かつ隣り合う熱交換管どうしの間の通風間隙に配置されたアウターフィンとを備えたものが知られている。（下記特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１記載の熱交換器は、通風間隙に配置されたそれぞれのアウターフィンが１つの構成部材からなり、熱交換管に想定以上の内圧が生じた場合、熱交換管が膨らむおそれがある。
【０００４】
そこで、熱交換管の膨らみを抑制する措置として、アウターフィンの強度を向上させるために、アウターフィンの材料の変更や、アウターフィンの金型を新規に製作して設計変更を行うという方法があるが、これらの方法では費用が掛かる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−９３０２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明の目的は、上記問題を解決し、アウターフィンの材料の変更や新規の金型に費用を掛けることなく、アウターフィンの強度を向上させ、熱交換管の膨らみを抑制することができる熱交換器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
１）平行に配置された１対のヘッダタンクと、両ヘッダタンク間に、ヘッダタンクの長手方向に間隔をおいて配置され、かつ幅方向を通風方向に向けた状態で配置された複数の扁平状熱交換管と、通風方向にのびる波頂部、通風方向にのびる波底部、および波頂部と波底部とを連結する連結部からなり、かつ隣り合う熱交換管どうしの間の通風間隙に配置されたアウターフィンとを備えた熱交換器であって、少なくともいずれか１つの通風間隙に配置されたアウターフィンが、複数のフィン構成部材からなり、複数のフィン構成部材からなるアウターフィンは、２つのフィン構成部材の少なくとも一部が重なり合う重なり部分を有しており、重なり部分では、第１のフィン構成部材における波頂部および前記波頂部の両側の連結部からなるＵ字状の山部の内側に、第２のフィン構成部材における波頂部および前記波頂部の両側の連結部からなるＵ字状の山部の外側が嵌め入れられて、波頂部どうしが接触している、熱交換器。
【０００８】
２）前記重なり部分では、さらに、前記第２のフィン構成部材における波底部および前記波底部の両側の連結部からなるＵ字状の谷部の内側に、前記第１のフィン構成部材における波底部および前記波底部の両側の連結部からなるＵ字状の谷部の外側が嵌め入れられて、前記波底部どうしが接触している、上記１）記載の熱交換器。
【発明の効果】
【０００９】
上記１）および２）の熱交換器によると、少なくともいずれか１つの通風間隙に配置されたアウターフィンが、複数のフィン構成部材からなり、複数のフィン構成部材からなるアウターフィンは、２つのフィン構成部材の少なくとも一部が重なり合う重なり部分を有しており、重なり部分では、第１のフィン構成部材における波頂部および前記波頂部の両側の連結部からなるＵ字状の山部の内側に、第２のフィン構成部材における波頂部および前記波頂部の両側の連結部からなるＵ字状の山部の外側が嵌め入れられて、波頂部どうしが接触しているので、連結部が隣り合う熱交換管の間で突っ張ることとなり、第１および第２のフィン構成部材の重なり部分の座屈強度が向上するとともに熱交換管の内圧に対する抵抗力が向上する。
【００１０】
したがって、本願発明の熱交換器は、アウターフィンの材料の変更や新規の金型の製作を行うことなく、費用を掛けずに熱交換管の膨らみを抑制することができる。
【００１１】
これに対し、たとえば、特開２００２−１６４０７１号公報には、隣り合う熱交換管の間における通風間隙に、その全長にわたって２段構成のアウターフィンを配設することが記載されているが、伝熱面積を増加させるために、２段構成に配設されたアウターフィンは、波頂部どうしおよび波底部どうしが接触せずアウターフィンどうしの間に隙間を設けているため、アウターフィンの座屈強度は向上せず、熱交換管の膨らみを抑制することはできない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の熱交換器を適用したカーエアコン用ヒータコアの全体構成を示す正面図である。
【図２】図１の熱交換器における中央部分の要部を拡大して示す部分拡大図である。
【図３】図２に示したアウターフィンを構成する２つのフィン構成部材を示す図である。
【図４】図３に示した２つのフィン構成部材を嵌め合わせる状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
この発明の実施形態を図面を参照して説明する。この実施形態において、図１の上下、左右を上下、左右といい、図１の紙面裏側を前、これと反対側を後というものとする。なお、以下の説明において、「アルミニウム」という用語には、純アルミニウムの他にアルミニウム合金を含むものとする。
【００１４】
図１は、この発明による熱交換器を適用したカーエアコン用ヒータコアの全体構成を示している。図２は、図１のＡの部分を拡大して示し、２つのフィン構成部材が嵌め合わされた状態を示している。図３は、２つのフィン構成部材を示している。図４は、２つのフィン構成部材を嵌め合わせる状態を示している。
【００１５】
図１に示すように、ヒータコア(1)は、幅方向を通風方向に向けるとともに長手方向を左右方向に向けた状態で、上下方向に間隔をおいて配置されたアルミニウム製上ヘッダタンク(2)およびアルミニウム製下ヘッダタンク(3)と、上下両ヘッダタンク(2)(3)間に、幅方向を通風方向に向けるとともに左右方向に間隔をおいて配置され、かつ上下両端部が上下両ヘッダタンク(2)(3)に接続された複数のアルミニウム製扁平状熱交換管(4)と、隣り合う熱交換管(4)どうしの間および左右両端の熱交換管(4)の外側に配置されて熱交換管(4)にろう材により接合されたアルミニウム製コルゲート状アウターフィン(5)と、左右両端のアウターフィン(5)の外側に配置されてアウターフィン(5)にろう材により接合されるとともに、上下両端が上下両ヘッダタンクにろう材により接合されたアルミニウム製サイドプレート(6)とを備えている。熱交換管(4)の上下両端部は、上下両ヘッダタンク(2)(3)に形成された管挿入孔（図示略）に挿入された状態で両ヘッダタンク(2)(3)にろう材により接合されている。
【００１６】
上ヘッダタンク(2)は、左右両端が開口したタンク本体(7)と、タンク本体(7)の両端部（開口端部）に嵌め被せられてタンク本体(7)の開口を閉鎖するキャップ(8)(9)とによって構成されている。
【００１７】
上ヘッダタンク(2)のタンク本体(7)は、タンク本体(7)の熱交換管(4)側（下側）の部分を形成しかつ熱交換管(4)が接続された第１タンク部材(10)と、第１タンク部材(10)にろう材により接合されかつタンク本体(7)における熱交換管(4)とは反対側の部分を形成する第２タンク部材(11)とよりなる。
【００１８】
下ヘッダタンク(3)は、上ヘッダタンク(2)を上下逆向きにしたものである。
【００１９】
この実施形態では、上ヘッダタンク(2)の右端のキャップ(8)には流体を排出する排出配管（図示略）を接続する排出配管接続部(12)が設けられており、下ヘッダタンク(3)の右端のキャップ(8)には、流体を供給する供給配管（図示略）を接続する供給配管接続部(13)が設けられている。供給配管と排出配管の接続は、この実施形態に限られず、排出配管が下ヘッダタンク(3)の右端のキャップ(8)に、供給配管が上ヘッダタンク(2)の右側のキャップ(8)に接続されてもよい。
【００２０】
アウターフィン(5)は、熱交換管(4)の長手方向に沿って設けられ、かつ隣り合う熱交換管(4)の間および熱交換管(4)とサイドプレート(6)との間に配置されており、熱交換管(4)およびサイドプレート(6)にろう材により接合されている。
【００２１】
図２から図４に示すように、少なくともいずれか１つの隣り合う熱交換管(4)の間の通風間隙、たとえば、左右方向中央の通風間隙(14)に配置されたアウターフィン(5)は、複数のフィン構成部材、この実施形態では、第１および第２の２つのフィン構成部材(51)(52)により構成されている。
【００２２】
第１および第２のフィン構成部材(51)(52)は、通風方向にのびる波頂部(51a)(52a)、通風方向にのびる波底部(51b)(52b)、および波頂部(51a)(52a)と波底部(51b)(52b)とを連結する連結部(51c)(52c)とより構成されている。
【００２３】
アウターフィン(5)は、互いに一部が重なり合う重なり部分(5a)(5b)を有している。第１のフィン構成部材(51)および第２のフィン構成部材(52)は、第１のフィン構成部材(51)の下端部と第２のフィン構成部材(52)の上端部とが重なり合うように、上下方向に並べられて設けられている。図２に、重なり部分(5a)(5b)を誇張して厚く示している。
【００２４】
図４に示すように、重なり部分(5a)(5b)では、第１のフィン構成部材(51)における波頂部(51a)およびこの波頂部(51a)の両側の連結部(51c)からなるＵ字状の山部(53)の内側に、第２のフィン構成部材(52)における波頂部(52a)およびこの波頂部(52a)の両側の連結部(52c)からなるＵ字状の山部(54)の外側が嵌め入れられて、波頂部(51a)(52a)どうしが接触しており、第２のフィン構成部材(52)における波底部(52b)およびこの波底部(52b)の両側の連結部(52c)からなるＵ字状の谷部(56)の内側に、第１のフィン構成部材(51)における波底部(51b)およびこの波底部(51b)の両側の連結部(51c)からなるＵ字状の谷部(55)の外側が嵌め入れられて、波底部(51b)(52b)どうしが接触している。
【００２５】
第１および第２のフィン構成部材(51)(52)の上下方向の長さは、熱交換管(4)の上下方向の長さの約６割とされている。これにより、重なり部分(5a)(5b)が、隣り合う熱交換管(4)間の上下方向の中間（図１のAの部分）に位置している。嵌め合わせるフィン構成部材(51)(52)どうしは、波頂部(51a)(52a)どうしおよび波底部(51b)(52b)どうしが接触していればよく、接合されていなくてもよい。
【００２６】
また、隣り合う熱交換管(4)の間の通風間隙(14)に設けられるフィン構成部材の数は、２つに限られず、３つ以上のフィン構成部材を設けて、隣り合うフィン構成部材の一端部どうしを嵌め合わせてもよい。
【００２７】
図２から図４に示すように、各フィン構成部材(51)(52)における重なり部分(5a)(5b)の長さは、たとえば、最大５つの山部(53)(54)どうしおよび谷部(55)(56)どうしが嵌まり合う長さとされている。
【００２８】
フィン構成部材(51)(52)どうしを嵌め合わせる位置は、自由に変更することができ、たとえば、第１のフィン構成部材の上下方向の長さを相対的に短く、第２のフィン構成部材の上下方向の長さを長く変更することにより、隣り合う熱交換管(4)の間の上端（図１のBの部分）や下端（図１のCの部分）とすることができる。
【００２９】
隣り合う熱交換管(4)の間の上端（図１のBの部分）にフィン構成部材どうしを嵌め合わせるには、図示は省略したが、上下方向が相対的に短く形成された第１のフィン構成部材における波頂部およびこの波頂部の両側の連結部からなるＵ字状の山部の内側に、上下方向が長く形成された第２のフィン構成部材の上端における波頂部およびこの波頂部の両側の連結部からなるＵ字状の山部の外側が嵌め入れられ、第２のフィン構成部材における波底部およびこの波底部の両側の連結部からなるＵ字状の谷部の内側に、第１のフィン構成部材における波底部およびこの波底部の両側の連結部からなるＵ字状の谷部の外側が嵌め入れられることにより成される。
【００３０】
上下方向が相対的に短く形成された第１のフィン構成部材は、たとえば、５つの波頂部および波底部と、波頂部および波底部を連結する連結部とより構成される。
【００３１】
また、この実施形態では、隣り合う熱交換管(4)の間の通風間隙(14)に、隣り合う複数のフィン構成部材(51)(52)が嵌め合わされるとして説明したが、熱交換管(4)とサイドプレート(6)との間に複数のフィン構成部材を上下方向に並べて設け、隣り合うフィン構成部材における一端部どうしを嵌め合わせてもよい。
【００３２】
上記特許文献１に記載されているような従来の熱交換器は、アウターフィンの座屈強度が本願の発明に比べて低いので、熱交換管に想定以上の内圧が掛かると熱交換管が膨らむおそれがある。
【００３３】
しかし、本願発明の熱交換器は、第１のフィン構成部材(51)と第２のフィン構成部材(52)との一端部どうしが重なり合う重なり部分(5a)(5b)を有して、波頂部(51a)(52a)どうしおよび波底部(51b)(52b)どうしが接触することによって、連結部が隣り合う熱交換管の間で突っ張ることとなるので、部品の材質を変更せずに重なり部分(5a)(5b)の座屈強度を向上させることができる。
【００３４】
なお、この実施形態では、波頂部(51a)(52a)どうしおよび波底部(51b)(52b)どうしが重なり合って接触すると説明しているが、波底部(51b)(52b)どうしは重ならず、１つの波頂部(51a)(52a)どうしのみが重なり合って接触する場合でも、連結部を隣り合う熱交換管の間で突っ張らせることができ、重なり部分の座屈強度を向上させることができる。
【００３５】
また、フィン構成部材(51)(52)どうしを嵌め合わせる位置は、自由に変更することができるため、熱交換管(4)の膨らみが大きくなる箇所に位置するようにフィン構成部材(51)(52)どうしを嵌め合わせることにより、効率よくアウターフィン(5)の座屈強度を向上させることができる。
【００３６】
これにより、熱交換管(4)に想定以上の内圧が掛かった場合でも、アウターフィン(5)により熱交換管(4)の膨らみを抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
この発明による熱交換器は、車両のカーエアコンに組み込まれるヒータコアに好適に使用される。
【符号の説明】
【００３８】
（１）            ヒータコア（熱交換器）
（２）（３）      ヘッダタンク
（４）            熱交換管
（５）            アウターフィン
（５ａ）（５ｂ）  重なり部分
（１４）          通風間隙
（５１）（５２）    フィン構成部材
（５１ａ）（５２ａ）波頂部
（５１ｂ）（５２ｂ）波底部
（５１ｃ）（５２ｃ）連結部
（５３）（５４）    山部
（５５）（５６）    谷部
【図１】
2020012604.tif 000003
【図２】
2020012604.tif 000004
【図３】
2020012604.tif 000005
【図４】
2020012604.tif 000006