(57)【要約】【課題】  各熱交換器に装着する板金ブラケットを廃止することにより、部品点数を削減すると共に、組み付け工数を簡素化した複合式熱交換器を提供する。【解決手段】  複数の熱交換器を具備する複合式熱交換器は、各熱交換器を連結する連結構造を具備しており、前記連結構造は、連結される各々の熱交換器に固定されるサイドプレートと、前記各サイドプレートに接合されてそれらを接続すると共に各熱交換器の温度差により生じる熱応力等を緩衝することが可能な、熱応力緩衝部材であるゴム部材とを具備することを特徴とする。【選択図】      図１
2006170562.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の熱交換器を具備する複合式熱交換器において、この複合式熱交換器は、各熱交換器を連結する連結構造を具備しており、
前記連結構造は、連結される各々の熱交換器に固定されるサイドプレートと、
前記各サイドプレートに接合されてそれらを接続すると共に各熱交換器の温度差により生じる熱応力等の応力を緩衝することが可能な、熱応力緩衝部材と、
を具備することを特徴とする複合式熱交換器。
【請求項２】
前記熱応力緩衝部材はゴム製であることを特徴とする請求項１に記載の複合式熱交換器。
【請求項３】
前記ゴム製の熱応力緩衝部材は焼き付けにより前記サイドプレートに接合されることを特徴とする請求項２に記載の複合式熱交換器。
【請求項４】
前記ゴム製の熱応力緩衝部材は接着により前記サイドプレートに接合されることを特徴とする請求項２に記載の複合式熱交換器。
【請求項５】
前記熱応力緩衝部材は、前記サイドプレートに部分的に接合されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の複合式熱交換器。
【請求項６】
前記複合式熱交換器の具備する熱交換器は、フィンアンドチューブタイプであることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の複合式熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、用途の異なる複数の熱交換器を一体に形成した複合式熱交換器に係わり、より特別には、複合式熱交換器の各熱交換器を連結する連結部材ないしは連結部材を備えた複合式熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両において、一般的に複数の熱交換器が搭載されている。例えば、エンジン冷却のためのラジエータ、エンジン潤滑オイル冷却用のオイルクーラ、パワーステアリング等の作動オイル冷却用のオイルクーラ、空調装置の冷媒冷却用のコンデンサ等が搭載される。これらの熱交換器は、冷却される流体が異なることや、温度条件が異なること等により、別体の熱交換器でなければならないが、その一方で一体化して複合式熱交換器とすることにより様々なメリットが生じる。複数の熱交換器を一体化してまとめた複合式熱交換器により、部品点数が削減でき、組み立て等作業工程が減少し、それによりコストが低減出来る。更には、複合式熱交換器は、複数の別体の熱交換器に比べて小型化されるので、車両において熱交換器の占有するスペースを削減出来る。
【０００３】
この様な２つの熱交換器を一体化した一般的な従来例を図５に示しており、図５（ａ）は、それぞれフィンアンドチューブタイプのオイルクーラ１１とコンデンサ１２を一体化した複合式熱交換器の正面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）における線Ｘ５ｂ−Ｘ５ｂに沿う断面図である。図５（（ａ）及び（ｂ））においてオイルクーラ１１とコンデンサ１２は連結構造５０により連結されて複合式熱交換器として形成される。図５（ｃ）は図５（ｂ）におけるＢ矢視を拡大した図面であり、連結構造５０の説明図である。連結構造５０は、各熱交換器に各々の固定された第１の板金ブラケット５１と、第１の板金ブラケット５１にその一端をそれぞれねじ固定した熱応力緩衝用ゴム５２と、熱応力緩衝用ゴム５２をねじ固定した後に熱応力緩衝用ゴム５２の他端をそれぞれ連結する第２の板金ブラケット５３とを具備する。
【０００４】
用途の異なる複数の熱交換器を一体に形成した上記の従来の複合式熱交換器では、異なる温度環境により発生する熱応力緩和のために、各熱交換器に装着した板金ブラケットの間に熱応力緩衝ゴムを介して、各熱交換器を連結している。しかし、上記の構造の連結構造による連結方法では組付け工数が複雑になり、コストアップを招いたり、板金ブラケット強度を確保するためにブラケット重量が増大したり、技術的に難しい等の問題がある。
【０００５】
また、複合式熱交換器に関しては、様々な提案がなされている。（例えば、特許文献１，２，３，４参照）
【特許文献１】特開平１０−１１１０８６
【特許文献２】特開平９−１５２２９６
【特許文献３】EP 1 003 005A1
【特許文献４】米国特許US6,394,176 B1
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みなされたもので、組付け工数の簡素化を達成するために各熱交換器に装着する板金ブラケットを廃止できないかという点に着目して、熱応力緩衝用ゴムを板金ブラケットなしで各熱交換器の間に介入できるように、各熱交換器の構造部材であるろう付けサイドプレートに直接、緩衝ゴムを焼付けまたは接着により固着させることにより、組み付け工数を簡素化した複合式熱交換器を提供することを目的とする。
本発明のその他の目的は、組み付け工数を簡素化することにより、複合式熱交換器の製作コストを低減する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１の形態では上述した目的を達成するために、複数の熱交換器を具備する複合式熱交換器は、各熱交換器を連結する連結構造を具備しており、前記連結構造は、連結される各々の熱交換器に固定されるサイドプレートと、前記各サイドプレートに接合されてそれらを接続すると共に各熱交換器の温度差により生じる熱応力等の応力を緩衝することが可能な、熱応力緩衝部材とを具備することを特徴とする。
【０００８】
この様に構成することにより、複合式熱交換器の組み立て時に装着する板金ブラケットを廃止して、熱応力緩衝部材を板金ブラケットなしで各熱交換器の間に介入できるように、各熱交換器の端部に設けられた構造部材であるろう付けサイドプレートに直接、熱応力緩衝部材を焼付け、接着等の方法により固着させることにより、部品点数を削減し、組み付け工数を簡素化する。更に、組み付け工数を簡素化することにより、複合式熱交換器の製作コストを低減する。
【０００９】
本発明の請求項２の形態では、上記請求項１の形態において、前記熱応力緩衝部材はゴム製であることを特徴とする。
本形態によれば、十分な熱応力緩衝特性を有する熱応力緩衝部材の材質を具体化する。
【００１０】
本発明の請求項３の形態では、上記請求項２の形態において、前記ゴム製の熱応力緩衝部材は焼き付けによりサイドプレートに接合されることを特徴とする。
本形態によれば、複数の熱交換器を堅固に接続すると共に、それらの間に生じる熱応力を十分に緩衝することが出来る。
【００１１】
本発明の請求項４の形態では、上記請求項２の形態において、前記ゴム製の熱応力緩衝部材は接着によりサイドプレートに接合されることを特徴とする。
本形態によれば、複数の熱交換器を堅固に接続すると共に、それらの間に生じる熱応力を十分に緩衝することが出来る、別の形態を開示する。
【００１２】
本発明の請求項５の形態では、上記請求項１から４の形態のいずれか一項において、前記熱応力緩衝部材は、前記サイドプレートに部分的に接合されることを特徴とする。
本形態によれば、熱応力緩衝部材の量、例えばゴム部材のゴム量を減少することが出来る。
【００１３】
本発明の請求項６の形態では、上記請求項１から５の形態のいずれか一項において、前記複合式熱交換器の具備する熱交換器は、フィンアンドチューブタイプであることを特徴とする。
本形態によれば、複合式熱交換器の具備する熱交換器の型式を具体化する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態の複合式熱交換器を詳細に説明する。図１は、本発明に係る複合式熱交換器の第１の実施の形態を図解的に示しており、図１（ａ）は、オイルクーラ１１とコンデンサ１２を一体化した複合式熱交換器１の正面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）における線Ｘ１ｂ−Ｘ１ｂに沿う断面図である。図１（ｃ）は図１（ｂ）におけるＡ矢視を拡大した図面であり、連結構造２の説明図である。図１（（ａ）〜（ｃ））を参照すると、図５に開示される従来例の複合式熱交換器の要素部分と同じ又は同様である図１の要素部分は、同じ参照符号により指定されている。
【００１５】
以下の実施の形態において、オイルクーラ１１とコンデンサ１２は前述の従来例と同様フィンアンドチューブタイプの熱交換器である。フィンアンドチューブタイプの熱交換器は、被冷却流体を通すチューブと、チューブに取付けられた熱伝達面積を増大するためのフィンとを複数交互に積層して構成されることができ、例えばチューブとフィンからなるユニットを積層して構成されるタイプの熱交換器である。
【００１６】
オイルクーラ１１は、その幅方向の両端に、高さ方向に延びる筒状の第一ヘッダ部と第二ヘッダ部とを有し、それらの間に複数のチューブが渡されている。オイルクーラ１１の第一ヘッダ部には入口が設けられ、第二ヘッダ部には出口が設けられている。
【００１７】
コンデンサ１２は、その幅方向の両端に、高さ方向に延びる筒状の第一ヘッダ部と第二ヘッダ部とを有し、それらの間に複数のチューブが渡されている。コンデンサ１２はモジュレータ一体型の過冷却凝縮器と呼ばれるもので、その第一ヘッダ部に入口と出口とを有する。コンデンサ１２は、その一方のヘッダ部とほぼ平行に高さ方向に延びる筒状のモジュレータ１３を有する。
【００１８】
モジュレータ１３は、レシーバとも呼ばれうるものである。モジュレータ１３は、コンデンサ１２に通路を介して連結されている。モジュレータ１３は、コンデンサ１２、特にそのヘッダ部にロウ付けなどの接合手段によって接合され、コンデンサ１２と一体化して構成され、例えば一体の剛体と見なしうるように構成されている。モジュレータ１３は、コンデンサ１２内に形成された凝縮部から過冷却部に流れる冷媒、あるいはコンデンサ１２から流出する冷媒を導入し余剰冷媒を貯留するチャンバを提供する。モジュレータ１３は、その高さがコンデンサ１２の高さより高く、コンデンサ１２の横だけでなく、オイルクーラ１１の横にまで達して配置される。
【００１９】
図１（（ａ）〜（ｃ））においてそれぞれフィンアンドチューブタイプのオイルクーラ１１とコンデンサ１２は、連結構造２により連結されて複合式熱交換器１として形成される。
図５に示す複合式熱交換器の連結構造５０では、各熱交換器に各々の固定された板金ブラケットｂ５１に熱応力緩衝用ゴム５２の一端をそれぞれねじ固定した後に、板金ブラケットａ５３を用いて熱応力緩衝用ゴム５２の他端を連結している。これに対し、図１の本発明の複合式熱交換器における連結構造２では、オイルクーラ１１とコンデンサ１２の各熱交換器のろう付けサイドプレート４に直接に焼付けゴム部材（熱応力緩衝部材）５を焼結させるか、又はゴム部材５をゴム系接着材で固着させることで両熱交換器１１，１２を連結している。ゴム部材５は、前記従来技術の熱応力緩衝用ゴムの役割を果たす。ここでサイドプレート４は、単体の熱交換器の両端部に設けられた構造部材である。
【００２０】
オイルクーラ１１のサイドプレート４ａは、オイルクーラ１１の少なくともコンデンサ１２側の端部に設けられている。サイドプレート４ａは、オイルクーラ１１の長手方向、すなわち幅方向に関して、ほぼオイルクーラ１１の全長に渡って延びている。サイドプレート４ａは、図１（ｃ）に示すように、オイルクーラ１１の通風方向、すなわち厚さ方向に関して、その断面がほぼコ字形に形成されており、オイルクーラ１１のチューブと平行な細長平板部４１１と、空気流の上流側に位置する側壁部４１２と、空気流の下流側に位置する側壁部４１３とを有している。サイドプレート４ａは、少なくともゴム部材５と接する部位において断面コ字形とされることができ、この実施形態ではその長手方向の全長に渡って断面コ字形である。サイドプレート４ａの断面形状は、ゴム部材５をそのコ字形断面の内部に収容して保持する保持部を提供しており、同時にゴム部材５が固着されるために必要な接触面積を提供している。
【００２１】
コンデンサ１２のサイドプレート４ｂは、コンデンサ１２の少なくともオイルクーラ１１側の端部に設けられている。サイドプレート４ｂは、コンデンサ１２の長手方向、すなわち幅方向に関して、ほぼコンデンサ１２の全長に渡って延びている。サイドプレート４ｂは、図１（ｃ）に示すように、コンデンサ１２の通風方向、すなわち厚さ方向に関して、その断面がほぼコ字形に形成されており、コンデンサ１２のチューブと平行な細長平板部４２１と、空気流の上流側に位置する側壁部４２２と、空気流の下流側に位置する側壁部４２３とを有している。サイドプレート４ｂは、少なくともゴム部材５と接する部位において断面コ字形とされることができ、この実施形態ではその長手方向の全長に渡って断面コ字形である。サイドプレート４ｂの断面形状は、ゴム部材５をそのコ字形断面の内部に収容して保持する保持部を提供しており、同時にゴム部材５が固着されるために必要な接触面積を提供している。
【００２２】
サイドプレート４ａ、４ｂのコ字形断面の開口部の巾、すなわち厚さ方向に関する側壁部の間隔は、焼き付け、あるいは接着などの固着加工前あるいは固着加工途中のゴム部材５をその開口部からわずかの遊びをもって、あるいは若干の圧入変形を伴って容易に受け容れ可能な程度の幅である。この結果、サイドプレート４ａ、４ｂとゴム部材５とは、専ら焼き付けあるいは接着などの固着手段によって連結される。
【００２３】
サイドプレート４ａとサイドプレート４ｂとの側壁部の間（例えば、側壁部４１２と４２２の間）、すなわち高さ方向には、所定の隙間Ｇが形成される。ゴム部材５の高さ方向の寸法は、両サイドプレート４ａ、４ｂの両側壁部の高さの合計よりも上記隙間Ｇを提供するに足りる寸法だけ大きい。この結果、両側壁部の間は直接に接触することなく、ゴム部材５によって相互の振動的な相対移動を許容するように弾性的に連結、支持される。
【００２４】
ゴム部材５は、両サイドプレート４ａ、４ｂと同等の長さを有する棒状、あるいは角筒状とすることができる。ゴム部材５を角筒状の場合にはその内部に弾性を調節するリブ、あるいは仕切り板を一体に設けた構成を採用することができる。ゴム部材５は、両サイドプレート４ａ、４ｂと固着するためにそのオイルクーラ１１側とコンデンサ１２側とに所要の面積の平面を提供している。ゴム部材５は、両熱交換器１１、１２の幅方向に関して分散して配置された複数の部分ゴム部材として構成されることができ、完全に独立した複数の部分ゴム部材、あるいは互いに連結された複数の部分ゴム部材として提供されることができる。
【００２５】
オイルクーラ１１とコンデンサ１２との間は、主としてゴム部材５によって連結される。オイルクーラ１１とコンデンサ１２との両熱交換器を一体に構成してなる複合式熱交換器は、オイルクーラ１１側に設けられたブラケットのみを車体に固定して、コンデンサ１２側に設けられたブラケットのみを車体に固定して、あるいはそれら両ブラケットを車体に固定することによって車体に固定されることができる。また、オイルクーラ１１とコンデンサ１２との間は、ゴム部材５だけを介して連結されることができる。
モジュレータ１３は、コンデンサ１２にのみ通路を連結するために固定されることができ、オイルクーラ１１からはわずかに離れて配置され、オイルクーラ１１には直接に連結されない構成をとることができる。
【００２６】
図２に本発明の第２の実施の形態の複合式熱交換器の連結構造２０を示しており、図２は、上記第１の実施の形態の図１（ｂ）に相当する第２の実施の形態の図面である。第２の実施の形態において、サイドプレート４の形態が第１の実施の形態と異っている。ここで、連結構造２０ａ，２０ｂは、第１の実施の形態に示す形状に限らずに、サイドプレート４を図２（ａ）の形態にすることでゴム量を減少したり（連結構造２０ａ）、あるいはオイルクーラ１１側のサイドプレート４′を図２（ｂ）に示すように三角形状として、サイドプレート４′の剛性アップを図ることで、連結構造２０ｂの剛性を向上させている（連結構造２０ｂ）。第２の実施の形態の上記の点以外の構成は第１の実施の形態と同様である。
【００２７】
図３に本発明の第３の実施の形態の複合式熱交換器の連結構造３０を示しており、図３（ａ）は、やはりオイルクーラ１１とコンデンサ１２を一体化した第３の実施の形態の複合式熱交換器の正面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）における線Ｘ３ｂ−Ｘ３ｂに沿う断面図である。図３（ａ）に示すごとく、サイドプレート４に固着するゴム部材５が一連ではなく、必要に応じて分割されている。第３の実施の形態の上記の点以外の構成は第１の実施の形態と同様である。
【００２８】
図４に本発明の第４の実施の形態の複合式熱交換器の連結構造４０を示しており、図４（ａ）は、オイルクーラ１１とコンデンサ１２を一体化した第４の実施の形態の複合式熱交換器の正面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）における線Ｘ４ｂ−Ｘ４ｂに沿う断面図である。本実施の形態においては図４（ａ）に示すごとく、サイドプレート４以外の箇所で、コンデンサ１２のモジュレータ（調整器）１３とオイルクーラ１１との間にもゴム部材３５を介装する。第４の実施の形態の上記の点以外の構成は第３の実施の形態と同様である。
【００２９】
図２，３及び４を参照すると、図１に開示される第１の実施の形態の要素部分と同じ又は同様である図２，３及び４の要素部分は、同じ参照符号により指定されている。
【００３０】
次に上記実施の形態の効果及び作用について説明する。
本発明の第１の実施の形態の複合式熱交換器により以下の効果が期待できる。
・複合式熱交換器において、その組み立て時に装着する板金ブラケットを廃止して、熱応力緩衝用ゴムを板金ブラケットなしで各熱交換器の間に介入できるように、各熱交換器のろう付けサイドプレートに直接、緩衝ゴム部材を焼付けまたは接着により固着させることにより、部品点数を削減し、組み付け工数を簡素化する。
・更に、組み付け工数を簡素化することにより、複合式熱交換器の製作コストを低減する。
【００３１】
本発明の第２の実施の形態の複合式熱交換器により、上記第１の実施の形態の効果に加えて、以下の効果が期待できる。
・ゴム部材のゴム量を減少するか、あるいは連結構造の剛性を向上する。
【００３２】
本発明の第３の実施の形態の複合式熱交換器により、上記第１の実施の形態の効果に加えて、以下の効果が期待できる。
・ゴム部材のゴム量を減少することが出来る。
【００３３】
本発明の第４の実施の形態の複合式熱交換器により、上記第１の実施の形態の効果に加えて、以下の効果が期待できる。
・ゴム部材のゴム量を減少すると共に、複合式熱交換器を構成する２つの熱交換器の結合力を高めることが出来る。
【００３４】
上記の説明において、本発明の複合式熱交換器は車両用として記載されたが、該装置が車両用以外の用途に使用されても良い。
上記において記載した、あるいは添付図面に示した実施の形態において、複合式熱交換器において、結合される熱交換器の数は２であったが、本発明はこれに限定されず、結合される熱交換器の数は３以上であっても良い。
【００３５】
上記の実施の形態において、複合式熱交換器の具備する単体の熱交換器はフィンアンドチューブタイプであったが、これ以外のタイプの熱交換器を具備しても良い。
上記において記載した、あるいは添付図面に示した実施の形態において、複合式熱交換器において、サイドプレートを連結する部材の材質はゴムとされたが、高熱抵抗性であって適当な応力緩衝性能を有するこれ以外の既知の材料であっても良い。
【００３６】
上記の実施の形態は本発明の例であり、本発明は、該実施の形態により制限されるものではなく、請求項に記載される事項によってのみ規定されており、上記以外の実施の形態も実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１は、本発明に係る複合式熱交換器の第１の実施の形態を図解的に示しており、オイルクーラ１１とコンデンサ１２を一体化した複合式熱交換器１の正面図（ａ）と、図１（ａ）における線Ｘ１ｂ−Ｘ１ｂに沿う断面図（ｂ）と、図１（ｂ）におけるＡ矢視を拡大した説明図（ｃ）とを示す。
【図２】図２は、本発明の第２の実施の形態の複合式熱交換器の連結構造の複数の例を示しており、第１の実施の形態の図１（ｂ）に相当する第２の実施の形態の図面である。
【図３】図３は、本発明の第３の実施の形態の複合式熱交換器を示しており、オイルクーラ１１とコンデンサ１２を一体化した第３の実施の形態の複合式熱交換器の正面図（ａ）と、図３（ａ）における線Ｘ３ｂ−Ｘ３ｂに沿う断面図（ｂ）とを示す。
【図４】図４は、本発明の第４の実施の形態の複合式熱交換器を示しており、オイルクーラ１１とコンデンサ１２を一体化した第４の実施の形態の複合式熱交換器の正面図（ａ）と、図４（ａ）における線Ｘ４ｂ−Ｘ４ｂに沿う断面図（ｂ）とを示す。
【図５】図５は２つの熱交換器を一体化した複合式熱交換器の一般的な従来例を示しており、オイルクーラ１１とコンデンサ１２を一体化した複合式熱交換器の正面図（ａ）と、図５（ａ）における線Ｘ５ｂ−Ｘ５ｂに沿う断面図（ｂ）と、図５（ｂ）におけるＢ矢視を拡大した説明図（ｃ）を示す。
【符号の説明】
【００３８】
１    複合式熱交換器
２    連結構造
４    サイドプレート
５    ゴム部材（熱応力緩衝部材）
１１    オイルクーラ
１２    コンデンサ
【図１】
2006170562.tif 000003
【図２】
2006170562.tif 000004
【図３】
2006170562.tif 000005
【図４】
2006170562.tif 000006
【図５】
2006170562.tif 000007