(57)【要約】【課題】熱交換器において、フィンの変形を抑制することで所望の熱交換性能を維持する。【解決手段】熱交換器１０を構成するフィン１８において、該熱交換器１０を通過する空気の流れ方向Ｆに沿って複数の入口ルーバ３０及び出口ルーバ３２が形成され、最も上流側となる２つの隣接した入口ルーバ３０同士を第１接続壁３４で接続し、最も下流側となる２つの隣接した出口ルーバ３２同士を第２接続壁３６で接続している。これにより、熱交換器１０を通過する空気の流れ方向Ｆにおいて、上流側及び下流側となるフィン１８の両端部の強度を高めることが可能となり、車両搭載時に飛び石等が当たった場合の変形が抑制され、該変形による熱交換性能の低下が好適に防止される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに間隔をおいて配置される一組のタンクと、長手方向に沿った両端部がそれぞれ前記タンクに接続される複数のチューブと、隣接する前記チューブの間に設けられる複数のフィンとを有し、前記フィンを通過する空気と前記チューブを流通する媒体との熱交換を行う熱交換器において、
前記フィンには、前記空気の送風方向に沿って互いに離間するように配置された複数のルーバを有し、前記ルーバは、前記送風方向に対して傾斜するように開口し、前記送風方向に沿った前記フィンの端部において隣接配置されたルーバ同士を互いに接続する接続部を備えることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
請求項１記載の熱交換器において、
前記接続部は、少なくとも前記送風方向の上流側となる端部に配置されるルーバ同士を接続することを特徴とする熱交換器。
【請求項３】
請求項１又は２記載の熱交換器において、
前記接続部の接続される前記ルーバは、該接続部の接続されない他のルーバに対して前記送風方向に対する傾斜角度が小さく形成されることを特徴とする熱交換器。
【請求項４】
請求項３記載の熱交換器において、
前記ルーバの傾斜角度は、前記端部側が最も小さく、該端部から前記送風方向と略平行に設けられた平坦部に向かって徐々に大きくなるように形成されることを特徴とする熱交換器。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の熱交換器において、
前記接続部は、前記フィンと一体成形されることを特徴とする熱交換器。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の熱交換器において、
前記接続部は、一方のルーバにおける下流側端部と、他方のルーバにおける上流側端部とを接続することを特徴とする熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部に冷媒を流通させ、空気を通過させることで該冷媒と熱交換を行って前記空気を冷却することが可能な熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車等の車両において、内部に冷媒の流通するコンデンサや、冷却水の流通するラジエータ等の熱交換器が用いられており、この熱交換器は、例えば、特許文献１に示されるように、前記冷媒等の流通する一組のタンクと、前記タンクの間に接続される複数のチューブと、前記チューブの間に設けられた複数のフィンとを備える。フィンは、例えば、金属製材料からなる薄板をプレス成形等によって波状に折曲することで形成され、熱交換器における空気の流通する方向に沿って複数のルーバが形成されている。
【０００３】
そして、上述した熱交換器は、例えば、車両のエンジンルーム内において、車両前方側に配置され、車両走行時に走行風がチューブ、フィン及びルーバの間を通過することで、空気と冷媒等との間で熱交換がなされ冷媒等が冷却される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４４５６７５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、車両の低燃費化促進のために各構成部品の軽量化が進み、その一環として、熱交換器ではフィンの厚さ（板厚）を薄くすることが行われている。しかしながら、このフィンの薄肉化に伴って強度が低下し、車両走行時に前方からの飛び石が当たったり、又は、車両を洗浄する際における高圧洗浄機の水圧が当たることで前記フィンが変形しやすくなり、変形したフィンが空気の流れを妨げ、熱交換性能が低下してしまうという問題がある。
【０００６】
本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、フィンの変形を抑制し、所望の熱交換性能を維持することが可能な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】
前記の目的を達成するために、本発明は、互いに間隔をおいて配置される一組のタンクと、長手方向に沿った両端部がそれぞれタンクに接続される複数のチューブと、隣接するチューブの間に設けられる複数のフィンとを有し、フィンを通過する空気とチューブを流通する媒体との熱交換を行う熱交換器において、
フィンには、空気の送風方向に沿って互いに離間するように配置された複数のルーバを有し、ルーバは、送風方向に対して傾斜するように開口し、送風方向に沿ったフィンの端部において隣接配置されたルーバ同士を互いに接続する接続部を備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、隣接するチューブの間に複数のフィンを有した熱交換器において、フィンには、空気の送風方向に沿って互いに離間するように配置された複数のルーバが設けられ、ルーバが送風方向に対して傾斜するように開口し、送風方向に沿ったフィンの端部において、隣接したルーバ同士が接続部によって互いに接続される。
【０００９】
従って、フィンの端部において、接続部でルーバ同士を接続することで強度を向上させることができるため、例えば、熱交換器の車両搭載時にフィンの端部に対して飛び石等が当たった場合でも、強度の高められたフィンの変形が確実に抑制される。その結果、フィンの変形に伴った空気の流路抵抗の増加が防止され、空気を熱交換器の上流側から下流側へと円滑に通過させることで、所望の熱交換性能を得ることができる。
【００１０】
また、接続部は、少なくとも送風方向の上流側となる端部に配置されるルーバ同士を接続するとよい。これにより、車両搭載時に前方となる端部の強度を向上させることが可能となり、飛び石等の接触に起因したフィンの変形を好適に抑制できる。
【００１１】
さらに、接続部の接続されるルーバは、接続部の接続されない他のルーバに対して送風方向に対する傾斜角度を小さく形成することにより、空気が流れる際に上流側又は下流側となる端部の流路抵抗を低減できるため、空気をより一層円滑に下流側へと流通させることが可能となる。
【００１２】
さらにまた、ルーバの傾斜角度は、端部側を最も小さく、端部から送風方向と略平行に設けられた平坦部に向かって徐々に大きくなるように形成することにより、上流側から下流側へと熱交換器の内部を流通する空気の流路抵抗を低減して円滑に流通させることが可能となる。
【００１３】
さらにまた、接続部を、フィンと一体成形することで、接続部を別工程で形成する場合と比較し、製造性の向上を図ることができ、しかも、部品点数が増加することがなく好適である。
【００１４】
またさらに、接続部は、一方のルーバにおける下流側端部と、他方のルーバにおける上流側端部とを接続するとよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００１６】
すなわち、熱交換器を構成するフィンの送風方向に沿った端部において、ルーバ同士を接続部で接続することで強度を向上させることができるため、例えば、熱交換器の車両搭載時にフィンの端部に対して飛び石等が当たった場合でも、強度の高められたフィンの変形が確実に抑制され、変形に伴って空気の流れが妨げられてしまうことが回避されるため、空気を熱交換器の上流側から下流側へと円滑に通過させることができ、所望の熱交換性能を維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態に係る熱交換器の全体正面図である。
【図２】図１の熱交換器におけるフィン近傍を示す拡大正面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図４】第１変形例に係る熱交換器のフィンを示す断面図である。
【図５】第２変形例に係る熱交換器のフィンを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明に係る熱交換器について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係る熱交換器を示す。
【００１９】
この熱交換器１０は、例えば、車両のエンジンルーム内に搭載され内部に冷媒（媒体）が循環するコンデンサとして用いられ、図１に示されるように、水平方向にそれぞれ延在した一組の第１及び第２タンク１２、１４と、前記第１タンク１２と第２タンク１４との間を接続する複数のチューブ１６と、前記チューブ１６の間に設けられ波状に折曲された複数のフィン１８とを含み、前記第１及び第２タンク１２、１４の長手方向と直交する熱交換器１０の厚さ方向（図１中、紙面手前から奥方向、図３中、矢印Ｆ方向）に空気が通過することで前記冷媒との熱交換が行われる。
【００２０】
なお、ここでは、図１に示されるように第１タンク１２が上方、第２タンク１４が下方となるように熱交換器１０が配置され用いられる場合について説明する。
【００２１】
第１及び第２タンク１２、１４は、例えば、両端部の閉塞された管状に形成され、前記第１タンク１２の一端部には、外部から冷媒の導入される導入管２０と、熱交換器１０の内部を循環した前記冷媒の導出される導出管２２がそれぞれ接続されている。この導入管２０及び導出管２２は、熱交換器１０の厚さ方向に平行となるように接続されている。
【００２２】
チューブ１６は、例えば、アルミニウム材料からなる扁平状管により形成され、その長手方向に沿って略同一断面形状で形成されている。また、チューブ１６は、第１タンク１２と第２タンク１４との間において鉛直方向に延在し、その一端部が第１タンク１２と接続されることで互いに連通し、他端部が第２タンク１４と接続されることで互いに連通すると共に、第１及び第２タンク１２、１４の長手方向に沿って互いに等間隔離間するように複数設けられている。これにより、第１タンク１２内に供給された冷媒が複数のチューブ１６を通じて第２タンク１４内へと供給され、再び前記第１タンク１２側へと循環するように流通する。
【００２３】
フィン１８は、図１〜図３に示されるように、例えば、アルミニウム材料等の薄板をプレス成形することで断面波状に折曲され、隣接配置された２つのチューブ１６に対して交互に接するように配置されると共に、波状の断面形状で熱交換器１０の厚さ方向（矢印Ａ方向）に沿って所定幅だけ延在するように形成されている。このフィン１８は幅方向（矢印Ａ方向）に沿って空気が流れ、チューブ１６の延在方向と略直交し前記空気の流れ方向Ｆに沿った壁部２４には、図３に示されるように、該流れ方向Ｆに沿った平坦部２６と、前記平坦部２６に対して所定角度傾斜するように切り欠かれた複数のルーバ部２８とが形成される。
【００２４】
なお、この平坦部２６及びルーバ部２８は、壁部２４に対してそれぞれ１つずつ形成される場合に限定されず、前記平坦部２６及び前記ルーバ部２８を一組として複数組形成されていてもよい。
【００２５】
平坦部２６は、例えば、流れ方向Ｆに沿った壁部２４の略中央部に形成され、ルーバ部２８は、前記平坦部２６に対して前記流れ方向Ｆの上流側（矢印Ａ１方向）に形成された入口ルーバ３０と、前記平坦部２６に対して前記流れ方向Ｆの下流側（矢印Ａ２方向）に形成された出口ルーバ３２とからなる。
【００２６】
入口ルーバ３０は、平坦部２６に対して略同一角度となるように傾斜し、壁部２４の延在方向（矢印Ａ方向）に沿って互いに等間隔離間するように複数形成される。出口ルーバ３２は、平坦部２６に対して略同一角度となるように傾斜し、壁部２４の延在方向（矢印Ａ方向）に沿って互いに等間隔離間するように複数形成され、前記入口ルーバ３０と前記出口ルーバ３２とが平坦部２６を中心として略対称形状となるように同一の数量で形成される。
【００２７】
また、壁部２４の延在方向（矢印Ａ方向）に沿った両端部は、平坦部２６と略同一面となる平板状にそれぞれ形成され、上流側となる一端部２４ａに接続された最も上流側の入口ルーバ３０と、該入口ルーバ３０に隣接する入口ルーバ３０とが第１接続壁（接続部）３４で接続される。
【００２８】
第１接続壁３４は、例えば、プレス成形等によって入口ルーバ３０と一体的に形成され、最も上流側となる入口ルーバ３０の下流側端部と、隣接する入口ルーバ３０の上流側端部とを接続することで、傾斜した前記入口ルーバ３０と略直交するように形成される。
【００２９】
一方、壁部２４において、下流側となる他端部２４ｂに接続された最も下流側の出口ルーバ３２と、該出口ルーバ３２に隣接する出口ルーバ３２とが第２接続壁（接続部）３６によって接続される。
【００３０】
第２接続壁３６は、例えば、プレス成形等によって出口ルーバ３２と一体的に形成され、最も下流側となる出口ルーバ３２の上流側端部と、隣接する出口ルーバ３２の下流側端部とを接続することで、傾斜した出口ルーバ３２と略直交するように形成される。
【００３１】
すなわち、隣接する２つの入口ルーバ３０の間が第１接続壁３４によって接続されることで開口部が閉塞され、隣接する２つの出口ルーバ３２の間が第２接続壁３６によって接続されることでルーバの間に開口した開口部が閉塞される。
【００３２】
そして、図３に示されるように、フィン１８の上流側からの空気が、壁部２４の一端部２４ａから入口ルーバ３０によって前記壁部２４の上方側の空間へと導かれ平坦部２６に沿って流通した後に、出口ルーバ３２によって再び前記壁部２４の下方側の空間へと導かれ、前記壁部２４の他端部２４ｂ側となる下流側へと流通する。すなわち、空気は、平坦部２６を挟んで壁部２４の上下方向に波状となるように流れる。
【００３３】
本発明の実施の形態に係る熱交換器１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。
【００３４】
先ず、熱交換器１０では、図示しない配管から導入管２０を通じて第１タンク１２内へと冷媒が供給され、複数のチューブ１６を通じて第２タンク１４側へと流通し、再び第１タンク１２側へと流通した後に、導出管２２から配管（図示せず）へと導出される。この際、チューブ１６を流れる冷媒とフィン１８を通過する空気との間で熱交換がなされ、該冷媒が冷却されて導出され図示しない圧縮機へと循環する。
【００３５】
上述した熱交換器１０が、例えば、コンデンサとして車両のエンジンルーム内に搭載された場合には、前記車両の走行時に飛び石等が前記車両の前方側となるフィン１８の一端部１８ａへと当たることが想定される。また、高圧洗浄機を用いて車両を洗浄する際に水圧がフィン１８の一端部１８ａへと付与されることが想定される。このような場合でも、フィン１８の一端部１８ａ側となり最も上流側に配置された入口ルーバ３０と、これに隣接する入口ルーバ３０との間を第１接続壁３４で接続して強度を高めているため、フィン１８の一端部１８ａが前記飛び石や水圧等によって変形しにくくなる。
【００３６】
その結果、フィン１８の変形によって空気の流れが妨げられ、前記空気の流路抵抗が増加してしまうことがなく、前記空気を熱交換器１０の上流側から下流側へと円滑に通過させることで、所望の熱交換性能が得られる。
【００３７】
また、上流側となるフィン１８の入口ルーバ３０に第１接続壁３４を設けるだけでなく、最も下流側となり隣接した２つの出口ルーバ３２の間に第２接続壁３６を同様に設けることで、前記フィン１８における壁部２４の両端部を対称形状とすることが可能となる。その結果、フィン１８の両端部における製造ひずみを略均一として安定した品質を確保できると共に、ルーバ部２８を含めフィン１８をプレス成形等で形成する際の製造性を高めることができる。また、フィン１８の他端部１８ｂが上流側となるように熱交換器１０を配置した場合でも、所望の強度及び熱交換性能が得られる。さらに、第２接続壁３６を設けることでフィン１８の他端部１８ｂ側の強度を高めることができるため、例えば、前記他端部１８ｂ側から他の部品が前記フィン１８に接触した場合でも変形を好適に抑制することができる。
【００３８】
さらにまた、フィン１８の一端部１８ａは、図３に示されるように、第１接続壁３４、２つの入口ルーバ３０によって断面波状に形成されているため、平坦部２６のように単に平板状とした場合と比較して補強リブとしての効果が得られる。そのため、フィン１８の一端部１８ａ近傍におけるさらなる強度の向上が得られ、さらに好適に変形を抑制することが可能となる。同様に、フィン１８の他端部１８ｂも、第２接続壁３６、２つの出口ルーバ３２によって断面波状に形成されているため、平坦部２６のように単に平板状とした場合と比較して補強リブとしての効果が得られる。その結果、フィン１８の他端部１８ｂ近傍におけるさらなる強度の向上が得られ、変形をさらに好適に抑制することができる。
【００３９】
また、図４に示される第１変形例に係る熱交換器５０のフィン５２のように、最も上流側（矢印Ａ１方向）に配置される入口ルーバ５４ａと、該入口ルーバ５４ａに隣接する入口ルーバ５４ｂとを、他の入口ルーバ５４ｃと比較して平坦部２６に対する傾斜角度θを小さく形成し、傾斜角度θの小さな２つの入口ルーバ５４ａ、５４ｂ同士を第１接続壁（接続部）５６で接続し、同様に、最も下流側（矢印Ａ２方向）に配置される出口ルーバ５８ａと、該出口ルーバ５８ａに隣接する出口ルーバ５８ｂとを、他の出口ルーバ５８ｃと比較して平坦部２６に対する傾斜角度θを小さく形成し、傾斜角度θの小さな２つの出口ルーバ５８ａ、５８ｂ同士を第２接続壁（接続部）６０で接続するようにしてもよい。
【００４０】
すなわち、フィン５２では、壁部２４の一端部２４ａ側、他端部２４ｂ側に設けられる入口ルーバ５４ａ、５４ｂ、出口ルーバ５８ａ、５８ｂが、他の入口ルーバ５４ｃ、出口ルーバ５８ｃに対して緩やかな角度で形成されている。
【００４１】
このように第１変形例に係るフィン５２では、フィン５２の一端部５２ａ側において、最も上流側に設けられた入口ルーバ５４ａ及び隣接する入口ルーバ５４ｂが、他の入口ルーバ５４ｃと比較して空気の流れ方向Ｆに対する傾斜角度θが小さく形成されているため、前記空気が流れる際の抵抗が低減され、前記空気をより一層円滑に熱交換器５０内で流通させることが可能となる。また、同様に、フィン５２の他端部５２ｂ側においても、最も下流側の出口ルーバ５８ａ、隣接する出口ルーバ５８ｂが、空気の流れ方向Ｆに対する傾斜角度θが他の出口ルーバ５８ｃより小さく形成されているため、前記空気が下流側へと流れる際の抵抗が低減され、より一層円滑に前記空気を熱交換器５０内で流通させることが可能となる。
【００４２】
換言すれば、熱交換器５０において、フィン５２の一端部２４ａ側となる最も上流側の入口ルーバ５４ａ及び第１接続壁５６近傍における空気の淀みを好適に抑制することができる。
【００４３】
その結果、熱交換器５０内に空気を円滑に流通させることで、熱交換性能をより一層高めることができる。
【００４４】
さらに、図５に示される第２変形例に係る熱交換器７０では、複数の入口ルーバ６２ａ〜６２ｇ及び出口ルーバ６４ａ〜６４ｇの傾斜角度θが平坦部２６に向かって徐々に大きくなるようにフィン６６が形成されている点で、上述した第１変形例に係るフィン５２と相違している。
【００４５】
このフィン６６では、最も上流側（矢印Ａ１方向）に配置される入口ルーバ６２ａに対して、平坦部２６側（矢印Ａ２方向）に設けられる複数の入口ルーバ６２ｂ〜６２ｇの傾斜角度θが前記平坦部２６側（矢印Ａ２方向）に向かって徐々に大きくなるように形成されている。換言すれば、複数の入口ルーバ６２ａ〜６２ｇのうち、一端部２４ａ側（矢印Ａ１方向）となる入口ルーバ６２ａの傾斜角度θが最も小さく、平坦部２６側（矢印Ａ２方向）となる入口ルーバ６２ｇの傾斜角度θが最も大きくなるように形成される。
【００４６】
一方、フィン６６を構成する複数の出口ルーバ６４ａ〜６４ｇは、最も下流側（矢印Ａ２方向）に配置される出口ルーバ６４ａに対して、平坦部２６側（矢印Ａ１方向）に設けられる複数の出口ルーバ６４ｂ〜６４ｇの傾斜角度θが前記平坦部２６側（矢印Ａ１方向）に向かって徐々に大きくなるように形成されている。換言すれば、複数の出口ルーバ６４ａ〜６４ｇのうち、他端部２４ｂ側（矢印Ａ２方向）となる出口ルーバ６４ａの傾斜角度θが最も小さく、平坦部２６側（矢印Ａ１方向）となる出口ルーバ６４ｇの傾斜角度θが最も大きくなるように形成される。
【００４７】
このように第２変形例に係るフィン６６では、複数の入口ルーバ６２ａ〜６２ｇが、最も上流側の入口ルーバ６２ａから平坦部２６側（矢印Ａ２方向）に向かって徐々に空気の流れ方向Ｆに対する傾斜角度θが徐々に大きくなるように形成されているため、第１変形例に係るフィン５２と比較し、フィン６６の一端部６６ａ側において空気が上流側から下流側（矢印Ａ２方向）へと流れる際の抵抗をより一層低減でき、前記一端部６６ａ近傍における空気の淀みをより一層好適に抑制することができる。その結果、熱交換器７０内に沿って空気をより一層円滑に流通させることが可能となる。
【００４８】
また、フィン６６の他端部６６ｂ側においても、最も上流側の出口ルーバ６４ｇから最も下流側の出口ルーバ６４ａに向けて徐々に傾斜角度θが小さくなるように形成されているため、第１変形例に係るフィン５２と比較し、前記空気が下流側（矢印Ａ２方向）へと流れる際の抵抗がより一層低減され、より一層円滑に前記空気を熱交換器７０内で流通させることが可能となる。
【００４９】
なお、本発明に係る熱交換器は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【００５０】
１０、５０、７０…熱交換器          １２…第１タンク
１４…第２タンク                    １６…チューブ
１８、５２、６６…フィン            ２４…壁部
２８…ルーバ部
３０、５４ａ〜５４ｃ、６２ａ〜６２ｇ…入口ルーバ
３２、５８ａ〜５８ｃ、６４ａ〜６４ｇ…出口ルーバ
３４、５６…第１接続壁              ３６、６０…第２接続壁
【図１】
2015152277.tif 000003
【図２】
2015152277.tif 000004
【図３】
2015152277.tif 000005
【図４】
2015152277.tif 000006
【図５】
2015152277.tif 000007