(57)【要約】【課題】  コア部に内部応力が蓄積されない複合型熱交換器を提供する。【解決手段】  異なった温度の流体を流す第１タンク部５ｂと第２タンク部９ｂとが分離されているため、それぞれが熱膨張方向（流体の流れ方向）において移動可能となる。従って、第１コア部４と第２コア部８との間で熱膨張の違いによる熱歪が生じても、その熱歪みを解放することができ、熱歪みによる内部応力が蓄積されない。また、分離された第１タンク部５ｂと第２タンク部９ｂの対応端部同士は、流体の流れ方向においてのみ相対移動可能な結合手段１１により結合されているため、熱歪みが主に生じる方向以外の方向性での結合状態は維持され、第１タンク部５ｂと第２タンク部９ｂの位置が不規則に変化することによる第１コア部４と第２コア部８への影響を回避することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換用の第１流体を一方向へ通過させる第１コア部（４）の両端に第１タンク部（５ａ、５ｂ）をそれぞれ設けた第１熱交換器本体（２）と、第１流体とは異なる温度の第２流体を一方向へ通過させる第２コア部（８）の両端に第２タンク部（９ａ、９ｂ）をそれぞれ設けた第２熱交換器本体（３）とを、横方向又は縦方向で並設一体化した構造の複合型熱交換器であって、
前記第１タンク部（５ａ、５ｂ）と第２タンク部（９ａ、９ｂ）とを、第１コア部（４）及び第２コア部（８）の少なくとも一端側において分離すると共に、該分離された第１タンク部（５ａ、５ｂ）と第２タンク部（９ａ、９ｂ）との対応端部同士を、流体の流れ方向においてのみ相対移動可能な結合手段（１１）で結合したことを特徴とする複合型熱交換器。
【請求項２】
請求項１記載の複合型熱交換器であって、
結合手段（１１）に相対移動量を規制する規制構造（２６）が設けられていることを特徴とする複合型熱交換器。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の複合型熱交換器であって、
第１タンク部（５ａ、５ｂ）及び第２タンク部（９ａ、９ｂ）の分離部分における対応端部間に弾性部材（２７）を介在させたことを特徴とする複合型熱交換器。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の複合型熱交換器であって、
第１コア部（４）及び第２コア部（８）が、流体の流れ方向に沿うチューブ（６）と、チューブ（６）間に設けられたフィン（７）とから構成されていることを特徴とする複合型熱交換器。
【請求項５】
請求項４記載の複合型熱交換器であって、
第１タンク部（５ａ、２９ａ）及び第２タンク部（５ｂ、２９ｂ）の分離部分に相当するチューブ（３２）が、第１流体及び第２流体を通過させないダミーであることを特徴とする複合型熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度の異なる２種類の流体を流す複合型熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジンルーム内のスペースを有効利用するために、それぞれ温度の異なる流体を循環する２種類の熱交換器本体を一体化した複合型熱交換器が知られている。例えば、ラジエータとオイルクーラを一体化した複合型熱交換器である。
【０００３】
このような複合型熱交換器は、空気を通過させるコア部や、その両端に設けられるタンク部も一体化されている。タンク部は、温度の異なる流体を断熱状態で区切るために、各領域の中間位置で断面Ｕ形の仕切板にて仕切られている。コア部は、チューブと、その間に設けられるフィンにて構成されているが、チューブの両端をタンク部の区切られたどちら側に接続するかにより区別される（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第３０４９３８６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような従来の技術にあっては、タンク部を断熱した状態で区切るために、タンク部の途中部位を断面Ｕ形の仕切板で区切っているが、区切られたタンク部自体が一体構造であることに変わりなく、コア部において異なった温度の流体を流す領域間において、熱膨張の違いによる熱歪が生じても、対応して移動することができず、コア部内において内部応力が蓄積してしまう。
【０００５】
そのため、コア部を構成するチューブやフィン等の接合部が、その内部応力により剥離するおそれがある。従って、製造時にそれらの接合をより強力にする必要があり、コア部の製造が困難になる。
【０００６】
本発明は、このような従来の技術に着目してなされたものであり、コア部に内部応力が蓄積されない複合型熱交換器を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の発明は、熱交換用の第１流体を一方向へ通過させる第１コア部の両端に第１タンク部をそれぞれ設けた第１熱交換器本体と、第１流体とは異なる温度の第２流体を一方向へ通過させる第２コア部の両端に第２タンク部をそれぞれ設けた第２熱交換器本体とを、横方向又は縦方向で並設一体化した構造の複合型熱交換器であって、前記第１タンク部と第２タンク部とを、第１コア部及び第２コア部の少なくとも一端側において分離すると共に、該分離された第１タンク部と第２タンク部との対応端部同士を、流体の流れ方向においてのみ相対移動可能な結合手段で結合したことを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、結合手段に相対移動量を規制する規制構造が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、第１タンク部及び第２タンク部の分離部分における対応端部間に弾性部材を介在させたことを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の発明は、コア部が、流体の流れ方向に沿うチューブと、チューブ間に設けられたフィンとから構成されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項５記載の発明は、第１タンク部及び第２タンク部の分離部分に相当するチューブが、流体を通過させないダミーであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の発明によれば、異なった温度の流体を流す第１タンク部と第２タンク部とが、コア部の両端における少なくとも一端側において分離されているため、第１タンク部及び第２タンク部のそれぞれが熱膨張方向（流体の流れ方向）において移動可能となる。従って、一体化された第１コア部と第２コア部との間で熱膨張の違いによる熱歪が生じても、その熱歪みを第１タンク部及び第２タンク部が移動することにより解放することができ、熱歪みによる内部応力が蓄積されない。また、分離された第１タンク部と第２タンク部との対応端部同士は、流体の流れ方向においてのみ相対移動可能な結合手段により結合されているため、熱歪みが主に生じる方向以外の方向性での結合状態は維持され、第１タンク部と第２タンク部との位置が不規則に変化することによる第１コア部と第２コア部とへの影響を回避することができる。
【００１３】
請求項２記載の発明によれば、結合手段に相対移動量を規制する規制構造が設けられているため、第１タンク部及び第２タンク部に外力が加わっても、それらが、熱歪みが主に生じる方向において外れるおそれがなく、結合手段による本来の結合状態が維持される。
【００１４】
請求項３記載の発明によれば、第１タンク部及び第２タンク部の分離部分における対応端部間に弾性部材を介在させたため、第１タンク部及び第２タンク部が互いに接近する方向での移動を規制できる。従って、特に第１タンク部及び第２タンク部を縦に配置する横置型の複合型熱交換器の場合に好適で、重力による第１タンク部及び第２タンク部の接近方向への移動を確実に防止することができる。
【００１５】
請求項４記載の発明によれば、第１コア部及び第２コア部が、流体の流れ方向に沿うチューブと、チューブ間に設けられたフィンとから構成されているため、第１タンク部及び第２タンク部のそれぞれに接続されるチューブごとに、第１コア部と第２コア部を区画することができる。
【００１６】
請求項５記載の発明は、第１タンク部及び第２タンク部の分離部分に相当するチューブをダミーにしたため、第１コア部と第２コア部との断熱性がより確実に保たれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
コア部に内部応力が蓄積されない複合型熱交換器を提供するという目的を、熱交換用の第１流体を一方向へ通過させる第１コア部の両端に第１タンク部をそれぞれ設けた第１熱交換器本体と、第１流体とは異なる温度の第２流体を一方向へ通過させる第２コア部の両端に第２タンク部をそれぞれ設けた第２熱交換器本体とを、横方向又は縦方向に並設して一体化した構造の複合型熱交換器であって、前記第１タンク部と第２タンク部とは、第１コア部及び第２コア部の少なくとも一端側において分離されていると共に、該分離された第１タンク部と第２タンク部との対応端部同士を、流体の流れ方向においてのみ相対移動可能な結合手段で結合したことで、実現した。以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１〜図３は、本発明の第１実施例を示す図である。この実施例に係る複合型熱交換器１は、ラジエータである第１熱交換器本体２と、オイルクーラである第２熱交換器本体３を、車幅方向に並設して一体化した構造をしている。
【００１９】
第１熱交換器本体２は、第１コア部４の上下に第１タンク部５ａ、５ｂを設けた構造である。第１コア部４は、上下両端部が第１タンク部５ａ、５ｂに接続された複数の扁平状のチューブ６と、そのチューブ６の間に設けられた波形のフィン７とから構成されている。第２熱交換器本体３も横幅が小さいだけで、同様の構造をしており、第２コア部８の上下に第２タンク部９ａ、９ｂを設けた構造である。上下の第１タンク部５ａ、５ｂ及び第２タンク部９ａ、９ｂは、それぞれ樹脂製である。
【００２０】
上側の第１タンク部５ａと第２タンク部９ａ同士は一体構造で、内部の仕切壁１０を介して区画されているだけである。下側の第１タンク部５ｂと第２タンク部９ｂは、隙間を介して分離している。第１コア部４と第２コア部８は、外観的には一体だが、それらの両端を、連結する第１タンク部５ａ、５ｂ及び第２タンク部９ａ、９ｂにより領域が区切られる。下側の第１タンク部５ａ、５ｂと第２タンク部９ａ、９ｂの対応端部同士は、後述する結合手段１１により結合されている。
【００２１】
上側の第１タンク部５ａと第２タンク部９ａには、それぞれエンジン冷却水（温度１００〜１１０°Ｃ）を導入する導入パイプ１２ａと、オイル（温度１３０〜１４０°Ｃ）を導入する導入パイプ１３ａが形成されている。下側の第１タンク部５ｂと第２タンク部９ｂには、それぞれエンジン冷却水を排出する導出パイプ１２ｂと、オイルを排出する排出する導出パイプ１３ｂが形成されている。
【００２２】
複合型熱交換器１における下側の第１タンク部５ｂ及び第２タンク部９ｂには下向きの突起１４が形成されている。エンジンルームの前方には、ラジエータコアロア１５が形成されおり、そこには支持孔１６が形成されている。複合型熱交換器１の下部の突起１４は、緩衝リング体１７を介して、支持孔１６に挿入支持される。
【００２３】
複合型熱交換器１の上部には、両端が図示せぬフードリッジに固定されるラジコアアッパ１８が上側から取付けられる。ラジコアアッパ１８の下面には左右にバネ板１９が設けられ、このバネ板１９により、複合型熱交換器１における上側の第１タンク部５ａ及び第２タンク部９ａが下向きに押し付けられる。また、上部取付構造は、これに限らず、下部同様のピンにゴムマウントによる取り付けでも良い。
【００２４】
次に、分離された下側の第１タンク部５ｂと第２タンク部９ｂの対応端部同士を結合する結合手段１１について説明する。第１タンク部５ｂの端部には、断面Ｔ形の係合片２０が一体的に樹脂成形され、第２タンク部９ｂの端部には係合片２０を受け入れる受片２１が一体的に樹脂成形されている。受片２１には係合片２０に相応する形状の空洞２２が上下に貫通する状態で形成されている。従って、係合片２０と受片２１とは、上下方向では相対移動可能だが、それ以外の方向へは相対移動することができない。結合手段１１は、この係合片２０と受片２１により構成されている。
【００２５】
受片２１の片側の側面には、上下方向に沿う長孔２３が形成されている。この長孔２３には頭部を有するピン２４が挿入され、受片２１の内部の係合片２０に形成された孔２５に、その先端が締結されている。長孔２３とピン２４により規制構造２６が構成され、係合片２０と受片２１との上下方向での相対移動量が規制される。従って、相対移動量がいかに大きくなっても、係合片２０と受片２１とが外れるおそれはない。
【００２６】
また、分離された下側の第１タンク部５ｂと第２タンク部９ｂとの間には、弾性部材（ゴムラバー）２７が設けられている。従って、第１タンク部５ｂと第２タンク部９ｂの接近方向への移動が規制される。
【００２７】
この実施例によれば、異なった温度の流体を流す第１タンク部５ｂと第２タンク部９ｂとが、第１コア部４及び第２コア部８の下側において分離されているため、第１タンク部５ｂ及び第２タンク部９ｂのそれぞれが、第１コア部４及び第２コア部８の熱膨張方向（上下方向）において移動可能となる。すなわち、第１コア部４及び第２コア部８は、エンジン冷却水やオイル等の流体を上下方向で流すため、上下方向に連続したチューブ６存在し、熱膨張は主に上下方向で生じ、この上下方向での熱膨張が問題となる。左右方向はフィン７による隙間が多いため、上下方向よりは熱膨張が少なく、上下方向ほど問題にならない。
【００２８】
このように、上下方向において、一体化された第１コア部４と第２コア部８との間で熱膨張の違いによる熱歪が生じても、その熱歪みを、下側における第１タンク部５ｂ及び第２タンク部９ｂがそれぞれ移動することにより解放することができる。従って、熱歪みによる内部応力が第１コア部４及び第２コア部８に蓄積されず、第１コア部４及び第２コア部８に剥離や亀裂が生じるおそれがない。また、下側における第１タンク部５ｂと第２タンク部９ｂとは、完全に分離されていることにより、両者間の断熱も完全である
また、分離された第１タンク部５ｂと第２タンク部９ｂの対応端部同士は、上下方向においてのみ相対移動可能な係合片２０と受片２１による結合手段１１で結合されているため、上下方向以外の方向性での結合状態は維持され、第１タンク部５ｂと第２タンク部９ｂの位置が離れたり或いは前後にズレたりすることによる第１コア部４及び第２コア部８への影響を回避することができる。
【００２９】
更に、下側の第１タンク部５ｂと第２タンク部９ｂとが上下方向において相対的に移動可能とはいっても、長孔２３とピン２４により、その上下への移動量もある程度の範囲内に規制されているため、係合片２０及び受片２１が変形したりすることにより、外れるおそれはない。
【００３０】
第１タンク部５ｂ及び第２タンク部９ｂの分離部分における対応端部間に弾性部材２７を介在させたため、第１タンク部５ｂ及び第２タンク部９ｂを互いに接近させる方向に外力が加わっても、その接近方向への移動を規制することができ、第１コア部４及び第２コア部８への影響を回避することができる。
【実施例２】
【００３１】
図４は、本発明の第２実施例を示す図である。この実施例に係る複合型熱交換器２８では、上側の第１タンク部２９ａと第２タンク部３０ａも分離して、そこに下と同じ結合手段１１を設けたものである。また、結合手段１１には規制構造２６も設けられている。このように上側の第１タンク部２９ａ及び第２タンク部３０ａも分離することにより、第１タンク部２９ａ及び第２タンク部３０ａとの間における断熱性も増し、第１コア部４及び第２コア部８間の内部応力の解放も促進される。その他の構成及び作用効果は、先の実施例と同様に付き、共通する部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【実施例３】
【００３２】
図５は、本発明の第３実施例を示す図である。この実施例に係る複合型熱交換器３１では、第１コア部４と第２コア部８の間に、何の流体も流さないダミーのチューブ３２を設けたものである。このようなダミーのチューブ３２を設けたことにより、第１コア部４と第２コア部８の間の断熱性が増すことになる。ダミーのチューブ３２と、第１タンク部２９ａ、５ｂ及び第２タンク部３０ａ、９ｂとの間には弾性部材４４が設けられている。その他の構成及び作用効果は、先の実施例と同様に付き、共通する部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【実施例４】
【００３３】
図６及び図７は、本発明の第４実施例を示す図である。この実施例に係る複合型熱交換器３３は、第１熱交換器本体３４と第２熱交換器本体３５を上下に併設した横置型である。従って、第１タンク部３６ａ、３６ｂ及び第２タンク部３７ａ、３７ｂは縦に配置され、第１コア部３８及び第２コア部３９のチューブ４０及びフィン４１は横に配置される。突起４２が第１タンク部３６ａ、３６ｂ及び第２タンク部３７ａ、３７ｂの両端に形成され、この突起４２により車体に支持される。車体への支持は、左右方向に多少移動できる程度に遊びをもって弾性支持されている。
【００３４】
そして、左右の第１タンク部３６ａ、３６ｂ及び第２タンク部３７ａ、３７ｂのうち、一方側の第１タンク部３６ｂ及び第２タンク部３７ｂは分離しており、その間に、先の実施例と同様の結合手段１１及び規制構造２６が設けられている。
【００３５】
また、分離された第１タンク部３６ｂ及び第２タンク部３７ｂの間には、弾性部材（ゴムラバー）４３が間に設けられている。
【００３６】
このような横置型の複合型熱交換器３３であっても、先の実施例のような縦置型のものと同様に、第１タンク部３６ｂ及び第２タンク部３７ｂが、それぞれ第１コア部３８及び第２コア部３９の熱膨張方向（左右方向）において移動可能となる。従って、第１コア部３８及び第２コア部３９との間で熱膨張の違いによる熱歪が生じても、その熱歪みを解放することができる。
【００３７】
また、分離された第１タンク部３６ｂ及び第２タンク部３７ｂの間に、弾性部材４３を設けているため、重力による第１タンク部３６ｂ及び第２タンク部３７ｂの接近が規制され、第１コア部３８及び第２コア部３９への影響を回避することができる。その他の構成及び作用効果は、縦置型のものと同様に付き、重複説明を省略する。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
以上の実施例では、複合型熱交換器１、２８、３１、３３としてラジエータとオイルクーラとの組み合わせを例にしたが、温度の異なる２種類の流体を流す複合型熱交換器であれば、他の種類の組み合わせでも良い。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１実施例に係る複合型熱交換器を示す正面図。
【図２】図１に係る結合手段を示す拡大図。
【図３】図２に係る結合手段を示す分解斜視図。
【図４】本発明の第２実施例に係る複合型熱交換器の要部を示す正面図。
【図５】本発明の第３実施例に係る複合型熱交換器の要部を示す正面図。
【図６】本発明の第４実施例に係る複合型熱交換器を示す正面図。
【図７】図６に係る結合手段を示す分解斜視図。
【符号の説明】
【００４０】
１、２８、３１、３３  複合型熱交換器
２、３４  第１熱交換器本体（ラジエータ）
３、３５  第２熱交換器本体（オイルクーラ）
４、３８  第１コア部
５ａ、５ｂ、２９ａ、３６ａ、３６ｂ  第１タンク部
６、４０  チューブ
７、４１  フィン
８、３９  第１コア部
９ａ、９ｂ、３０ａ、３７ａ、３７ｂ  第２タンク部
１１  結合手段
２６  規制構造
３２  チューブ（ダミー）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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