(57)【要約】【課題】チューブに向けて飛来してくる固形物からチューブを保護する保護部材がチューブに対し位置ずれすることを防止できる熱交換器を提供する。【解決手段】カバー部材２２は、チューブ１２の外周表面１２１のうち空気流れ上流側の部分である上流側側端１２１ａを覆い、その上流側側端１２１ａに固着されているので、チューブ１２に対するカバー部材２２の位置ずれが防止され、チューブ１２に対し専ら固形物が飛来してくる側である空気流れ上流側すなわち車両前側においてチューブ１２をその固形物からカバー部材２２により保護することができる。要するに、チッピングからチューブ１２を保護することができる。【選択図】図２
2015059732.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周囲を流れる空気と熱交換する熱媒体が内部を流れ、空気流れ上流側に上流側側端（１２１ａ）を有するチューブ（１２）と、
前記上流側側端を覆い、その上流側側端に固着され、飛来してくる固形物から前記チューブを保護するための保護部材（２２）とを備えていることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記保護部材は、空気流れ上流側に先端部（２２ａ）を有し、
前記熱媒体の流れ方向から見た前記保護部材の断面において、前記先端部は丸く形成されていることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
空気流れ方向から見たときに、前記熱媒体の流れ方向に直交する方向において前記保護部材の幅は前記チューブの幅以下となっていることを特徴とする請求項１または２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記上流側側端は空気流れ上流側を向いた平面形状または前記チューブの内側に凹んだ凹形状を成していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の熱交換器。
【請求項５】
空気流れ方向から見たときに、前記熱媒体と空気との熱交換を促進するフィンが前記チューブの両側に設けられており、
前記フィンは、前記チューブよりも空気流れ上流側に突き出ていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の熱交換器。
【請求項６】
空気流れ方向から見たときに、前記熱媒体と空気との熱交換を促進するフィンが前記チューブの両側に設けられており、
前記フィンは、前記保護部材よりも空気流れ上流側に突き出ていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の熱交換器。
【請求項７】
前記保護部材は、流動性を有し前記上流側側端に塗布された流動性材料（２２１）が固化したもので構成されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の熱交換器。
【請求項８】
前記チューブを複数本備え、
前記保護部材は、その複数本のチューブのうちの一部のチューブにおいて、前記上流側側端に固着されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の熱交換器。
【請求項９】
前記保護部材は、前記チューブの全長のうちの一部分において、前記上流側側端に固着されていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載の熱交換器。
【請求項１０】
前記保護部材は高分子材料で構成されていることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載の熱交換器。
【請求項１１】
前記保護部材はアクリル樹脂とシリコン樹脂と溶剤揮発性樹脂と熱硬化性樹脂とＵＶ硬化性樹脂とのうちの何れかで構成されていることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載の熱交換器。
【請求項１２】
前記保護部材は金属で構成されていることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載の熱交換器。
【請求項１３】
車両において車室外に配置される熱交換器であって、
前記保護部材は、前記チューブに対し車両前側に配置されることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか１つに記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換用のチューブを備えた熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
熱交換用のチューブを備えた熱交換器が従来から知られている。例えば、特許文献１に開示された熱交換器がそれである。その特許文献１の熱交換器は、チューブを複数本備えている。そして、熱交換を促進させるフィンも備えている。その熱交換器では、チューブとフィンとの間には、液状の接着剤が充填されている。すなわち、フィンは、チューブに対してその接着剤により固着されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−３６４２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の熱交換器のような、熱交換用のチューブを備えた熱交換器においては、熱交換器のチューブ周りを流れる空気に混じり、細かい固形物がチューブに向けて飛来し、その固形物がチューブに当たる場合があるという問題があった。例えば、熱交換器が車両のエンジンルーム内に搭載されている場合には、車両の走行により跳ね上げられた小石などの固形物が熱交換器のチューブに衝突することによりそのチューブが損傷するというチッピングという問題があった。
【０００５】
この問題を解決するために、発明者らは、チューブに対し専ら固形物が飛来してくる側である空気流れ上流側に、チューブを保護する保護部材を設けることを考えた。但し、その保護部材は、チューブ周りへ流入する空気流れを出来るだけ妨げないようにしつつチューブを保護する必要がある。そのため、保護部材は、チューブに対して位置ずれしないように設けられる必要があった。
【０００６】
本発明は上記点に鑑みて、チューブに向けて飛来してくる固形物からチューブを保護する保護部材がチューブに対し位置ずれすることを防止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】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明に係る熱交換器では、周囲を流れる空気と熱交換する熱媒体が内部を流れ、空気流れ上流側に上流側側端（１２１ａ）を有するチューブ（１２）と、
上流側側端を覆い、その上流側側端に固着され、飛来してくる固形物からチューブを保護するための保護部材（２２）とを備えていることを特徴とする。
【０００８】
上述の発明によれば、飛来してくる固形物からチューブを保護するための保護部材は、チューブの上流側側端を覆い、その上流側側端に固着されているので、チューブに対する保護部材の位置ずれが防止され、チューブに対し専ら固形物が飛来してくる側すなわち上流側側端が位置する側である空気流れ上流側において、飛来してくる固形物からチューブを保護部材により保護することができる。
【０００９】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した括弧内の各符号は、後述する実施形態に記載した各符号に対応したものである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態における熱交換器１０の全体構成図である。
【図２】図１のII−II断面図である。
【図３】図１の熱交換器１０の製造工程において、カバー部材２２をチューブ１２の上流側側端１２１ａに固着させる工程を説明するための図である。
【図４】図３におけるIV部分を拡大した斜視図である。
【図５】図１のII−II断面図であって、第２実施形態の熱交換器１０の特徴を表した図である。
【図６】図２に相当する図であって、チューブ１２断面の第１の変形例を示した図である。
【図７】図２に相当する図であって、チューブ１２断面の第２の変形例を示した図である。
【図８】図１に相当する図であって、熱交換器１０においてカバー部材２２が形成される位置についての第１の変形例を示した図である。
【図９】図１に相当する図であって、熱交換器１０においてカバー部材２２が形成される位置についての第２の変形例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００１２】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態における熱交換器１０の全体構成図である。図２は、図１のII−II断面図である。図１に示す熱交換器１０は、車両において、車室外、具体的にはエンジンルームに搭載されている。そして、熱交換器１０は、エンジンを冷却するエンジン冷却水と外気とを熱交換させることによりエンジン冷却水の熱を外気へ放出させる。すなわち、この熱交換器１０は車両用の熱交換器であり、エンジン冷却水が熱媒体として用いられている。熱交換器１０の冷却水の循環は、例えば不図示の電動ウォータポンプによって行われる。
【００１３】
なお、図１において、矢印ＤＲ１は、熱交換器１０が搭載される車両の上下方向すなわち車両上下方向ＤＲ１を表し、図１の上側が車両上側になる。また、矢印ＤＲ２はその車両の左右方向すなわち車両幅方向ＤＲ２を表している。また、図２の矢印ＤＲ３はその車両の前後方向すなわち車両前後方向ＤＲ３を表し、図２の左側が車両の前側になる。そして、車両上下方向ＤＲ１、車両幅方向ＤＲ２、および車両前後方向ＤＲ３は互いに直交する。
【００１４】
図１および図２に示すように、熱交換器１０は、複数本のチューブ１２およびフィン１４からなるコア部１６と、コア部１６の両端部に組み付け配置され一対をなす第１ヘッダタンク１８および第２ヘッダタンク２０とを備えている。
【００１５】
複数本のチューブ１２はそれぞれ、チューブ１２の外周面を形成する外周表面１２１を有し、その外周表面１２１の周りを空気すなわち外気が流れる。そして、チューブ１２では、外気と熱交換する熱交換用の流体であるエンジン冷却水がチューブ１２の内部を流れる。チューブ１２は車両幅方向ＤＲ２に直線状に延びたアルミニウム合金製の管であり、エンジン冷却水はチューブ１２内を車両幅方向ＤＲ２に流れ、外気は車両前後方向ＤＲ３に沿って車両前方から車両後方へと流れる。
【００１６】
また、エンジン冷却水の流れ方向すなわち車両幅方向ＤＲ２に直交するチューブ１２の断面は、図２に示すように、空気流れ方向である車両前後方向ＤＲ３に延びた扁平形状を成している。また、複数本のチューブ１２は、図１に示すように、空気流れ方向に直交する車両上下方向ＤＲ１に積層され、互いに平行に配置されている。
【００１７】
フィン１４は、アルミニウム合金製の薄板から成り、車両前後方向ＤＲ３から見た形状が波状になるように成形されている。フィン１４は、チューブ１２の両側の扁平面に例えばロウ付け等によって接合されており、空気との伝熱面積を増大させてチューブ１２内を流通するエンジン冷却水と外部流体である空気との熱交換を促進する役割を果たす。また、車両前後方向ＤＲ３において、図２に示すフィン１４の幅は、チューブ１２の幅と同じ又はそれよりも僅かに大きくなっている。
【００１８】
図１に示す第１ヘッダタンク１８には、全てのチューブ１２の一端がそれぞれ接続されており、第１ヘッダタンク１８は、チューブ１２の積層方向すなわち車両上下方向ＤＲ１に延びた形状を有している。また、第１ヘッダタンク１８には内部空間が形成されており、その内部空間は全てのチューブ１２と連通している。また、第１ヘッダタンク１８は、エンジン冷却水が流入する入口部１８１を備えている。
【００１９】
第２ヘッダタンク２０は、第１ヘッダタンク１８に対し、コア部１６を挟んで対称的に構成されている。具体的には、第２ヘッダタンク２０には、全てのチューブ１２の他端がそれぞれ接続されており、第２ヘッダタンク２０は、車両上下方向ＤＲ１に延びた形状を有している。また、第２ヘッダタンク２０には内部空間が形成されており、その内部空間は全てのチューブ１２と連通している。また、第２ヘッダタンク２０は、エンジン冷却水が流出する出口部２０１を備えている。
【００２０】
熱交換器１０が上述のように構成されることにより、入口部１８１から第１ヘッダタンク１８内へ流入したエンジン冷却水は、第１ヘッダタンク１８にて各チューブ１２へ分配される。その分配されたエンジン冷却水は、各チューブ１２において第１ヘッダタンク１８側から第２ヘッダタンク２０側へ流れ、第２ヘッダタンク２０にて集合する。そして、出口部２０１から熱交換器１０の外部へ流出する。
【００２１】
また、熱交換器１０は、図１および図２に示すように、複数のカバー部材２２を備えている。カバー部材２２は、車両の走行により跳ね上げられた小石などの固形物からチューブ１２を保護するために設けられた保護部材である。詳しく言えば、カバー部材２２は、上記固形物からチューブ１２を保護することが可能な厚みを有する保護部材である。そのような固形物は、専ら空気流れ上流側すなわち車両前方から熱交換器１０へ飛来してくるので、カバー部材２２は、チューブ１２の外周表面１２１のうち空気流れ上流側の部分１２１ａである上流側側端１２１ａを覆うように形成されている。要するに、カバー部材２２は、チューブ１２に対し車両前方に配置されている。そして、カバー部材２２は、そのチューブ１２の上流側側端１２１ａに例えば接着などによって固定されている。
【００２２】
また、チューブ１２の積層方向すなわち車両上下方向ＤＲ１において、カバー部材２２の幅は、チューブ１２同士の間への外気の導入を出来るだけ妨げないように、扁平形状を成すチューブ１２の幅である短径と同じまたはそれよりも若干小さくなっている。また、図２に示すように、カバー部材２２において空気流れ上流側の先端部２２ａは丸くなっている。
【００２３】
このカバー部材２２は、アクリル樹脂、シリコン樹脂、溶剤揮発性樹脂、熱硬化性樹脂、またはＵＶ硬化性樹脂等の樹脂すなわち高分子材料で構成されており、例えば図３および図４に示されるようにして形成される。図３は、図１と同じ方向から熱交換器１０を見た図であって、カバー部材２２をチューブ１２の上流側側端１２１ａ（図２参照）に固着させる工程を説明するための図である。図４は、図３におけるIV部分を拡大した斜視図である。
【００２４】
先ず、カバー部材２２を形成するため、第１工程では、例えば高粘度で液状の樹脂から成るカバー部材２２の樹脂材料２２１が用意される。この樹脂材料２２１は例えば接着剤のようなものである。続く第２工程では、図３及び図４に示すように、カバー部材２２の樹脂材料２２１すなわち流動性を有する流動性材料２２１が、コア部１６の各チューブ１２に対し、チューブ１２の全長にわたって上流側側端１２１ａ（図２参照）上に塗布される。このとき、例えばディスペンサノズル２６が用いられ、ディスペンサノズル２６から樹脂材料２２１を流出させつつディスペンサノズル２６が図４の矢印ＡＲｓのようにチューブ１２の長手方向に送られる。そして、ディスペンサノズル２６から樹脂材料２２１を流出させる材料流出量、およびディスペンサノズル２６の送り速度は、上流側側端１２１ａ上に形成されるカバー部材２２が、チューブ１２をチッピングから保護するために予め実験的に定められた適切な厚みとなるように調節される。本実施形態では、全てのチューブ１２に対してカバー部材２２が形成される。
【００２５】
続く第３工程では、チューブ１２の上流側側端１２１ａ上に塗布された樹脂材料２２１が固化される。これにより、カバー部材２２が完成する。この第３工程では、樹脂材料２２１の固化を促すために、必要に応じて樹脂材料２２１が加熱される。
【００２６】
上述したように、本実施形態によれば、カバー部材２２は、チューブ１２の外周表面１２１のうち空気流れ上流側の部分である上流側側端１２１ａを覆い、その上流側側端１２１ａに固着されているので、カバー部材２２はチューブ１２に対して位置ずれし難く、チューブ１２に対し専ら固形物が飛来してくる側である空気流れ上流側すなわち車両前側においてチューブ１２をその固形物からカバー部材２２により保護することができる。要するに、チッピングからチューブ１２を保護することができる。
【００２７】
また、本実施形態によれば、図２に示すように、エンジン冷却水の流れ方向から見たカバー部材２２の断面において、カバー部材２２の先端部２２ａは丸く形成されているので、チューブ１２同士の隙間すなわちフィン１４が設けられている隙間に外気が導かれ易くなっている。
【００２８】
また、本実施形態によれば、チューブ１２の積層方向において、カバー部材２２の幅はチューブ１２の幅以下となっているので、車両前方から見たチューブ１２同士の隙間を狭めずに、そのチューブ１２同士の隙間への外気の導入を妨げにくくなっている。
【００２９】
また、本実施形態によれば、カバー部材２２は、流動性を有する樹脂材料２２１がチューブ１２の上流側側端１２１ａ上に塗布され固化されたものであることから、カバー部材２２はチューブ１２とは別個の部材として構成されている。そのため、カバー部材２２にひび割れ等の損傷が生じた場合に、その損傷がチューブ１２にまで伝わり難いというメリットがある。また、カバー部材２２が無い構成と比較して、チューブ１２やフィン１４の構造を変更する必要がない。
【００３０】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では、前述の第１実施形態と異なる点を主として説明し、第１実施形態と同一または均等な部分については省略または簡略化して説明する。
【００３１】
図５は、前述の図１のII−II断面図であって、本実施形態の熱交換器１０の特徴を表した図である。すなわち、図５は、第１実施形態の図２に相当する本実施形態の図である。本実施形態の熱交換器１０を車両前方から見た外観は第１実施形態と同じであり、図１のとおりである。
【００３２】
図５と図２とを対比して判るように、本実施形態では、フィン１４の形状、具体的には車両前後方向ＤＲ３でのチューブ１２に対するフィン１４の寸法が、第１実施形態のフィン１４と異なっている。
【００３３】
図５に示すように、車両前後方向ＤＲ３すなわち空気流れ方向において、フィン１４の幅寸法は、扁平形状のチューブ１２の幅寸法すなわち長径寸法よりも大きくなっている。そして、空気流れ方向においてフィン１４の空気流れ下流側の端部位置は、チューブ１２の端部位置と同じ又は略同じになっている。
【００３４】
その一方で、フィン１４の空気流れ上流側の端部位置は、チューブ１２の空気流れ上流側の端部位置に対して空気流れ上流側へ突き出ている。更に、そのチューブ１２に対するフィン１４の空気流れ上流側への突出量Ｄｗｆは、空気流れ方向のカバー部材２２の厚みＴｃｖよりも大きくなっている。要するに、フィン１４は、そのフィン１４に隣接しているチューブ１２の上流側側端１２１ａに固着されたカバー部材２２よりも空気流れ上流側に突き出ている。
【００３５】
上述したように、本実施形態によれば、フィン１４は、そのフィン１４に隣接しているチューブ１２の上流側側端１２１ａに固着されたカバー部材２２よりも空気流れ上流側に突き出ているので、カバー部材２２の液状の樹脂材料２２１（図４参照）をチューブ１２の上流側側端１２１ａ上に塗布する工程において、その塗布された樹脂材料２２１がフィン１４によってチューブ１２の上流側側端１２１ａ上に保持され易いというメリットがある。
【００３６】
（他の実施形態）
（１）上述の各実施形態において、カバー部材２２は樹脂で構成されているが、その材質に限定はなく、例えば、ゴム等の他の高分子材料であっても差し支えない。例えばカバー部材２２がゴムまたは軟質の樹脂等の柔らかい材料で構成されている場合、すなわち、カバー部材２２の硬度がチューブ１２よりも低い場合には、そうでない場合と比較して、カバー部材２２に固形物が衝突した際にその衝撃がチューブ１２へ伝わりにくいというメリットがある。
【００３７】
また、カバー部材２２は、ハンダのような低融点の金属で構成されていても差し支えない。そのような金属で構成されているとすれば、カバー部材２２は、そのカバー部材２２の材料である溶けた金属をチューブ１２の上流側側端１２１ａにて固化させることにより形成される。
【００３８】
（２）上述の各実施形態では、エンジン冷却水の流れ方向に直交するチューブ１２の断面において、チューブ１２の上流側側端１２１ａは、空気流れ上流側に向かって膨らんだ形状を成しているが、他の形状を成していても差し支えない。例えば、チューブ１２は、図６または図７に示すような断面形状を成していても差し支えない。
【００３９】
図６は、図２に相当する図すなわち図１のII−II断面図であって、チューブ１２断面の第１の変形例を示した図である。その第１の変形例では、図６に示すように、チューブ１２の上流側側端１２１ａは、空気流れ方向に直交する平面形状を成している。言い換えれば、チューブ１２の上流側側端１２１ａは、空気流れ上流側を向いた平面形状を成している。
【００４０】
また、図７は、図２に相当する図すなわち図１のII−II断面図であって、チューブ１２断面の第２の変形例を示した図である。その第２の変形例では、図７に示すように、チューブ１２の上流側側端１２１ａは、空気流れ方向においてチューブ１２の内側に凹んだ形状を成している。言い換えれば、エンジン冷却水の流れ方向から見たチューブ１２の断面において、チューブ１２の上流側側端１２１ａは、チューブ１２の内側に凹んだ凹形状を成している。
【００４１】
チューブ１２がこの図６または図７のような断面形状を成すことにより、カバー部材２２の液状の樹脂材料２２１（図４参照）をチューブ１２の上流側側端１２１ａ上に塗布する工程において、その樹脂材料２２１を上流側側端１２１ａ上に保持し易いというメリットがある。
【００４２】
（３）上述の各実施形態では、図１に示すように、カバー部材２２は、コア部１６の全てのチューブ１２においてチューブ１２全長にわたって設けられているが、例えば図８または図９に示すように、コア部１６の一部においてチューブ１２に対し設けられていても差し支えない。
【００４３】
図８は、図１に相当する図であって、熱交換器１０においてカバー部材２２が形成される位置についての第１の変形例を示した図である。図８では、カバー部材２２は、チューブ１２全長にわたって設けられているが、図１とは異なり全てのチューブ１２には設けられておらず、車両下方の一部のチューブ１２に対してだけ設けられている。
【００４４】
図９は、図１に相当する図であって、熱交換器１０においてカバー部材２２が形成される位置についての第２の変形例を示した図である。図９では、カバー部材２２は、図１とは異なり、コア部１６を構成する複数本のチューブ１２のうちの一部のチューブ１２においてその全長の中の一部分に設けられている。この図８および図９に示すように、カバー部材２２は、熱交換器１０の中で必要な箇所に設けられればよい。
【００４５】
（４）上述の各実施形態において、熱交換器１０のエンジン冷却水の流れは、エンジン冷却水が車両幅方向ＤＲ２に流れるクロスフローであるが、これに限らず例えば、エンジン冷却水が車両上下方向ＤＲ１において上から下へ流れるダウンフローであっても差し支えない。
【００４６】
（５）上述の第２実施形態において、フィン１４は、チューブ１２の上流側側端１２１ａに固着されたカバー部材２２よりも空気流れ上流側に突き出ているが、そのカバー部材２２よりは突き出ておらずにチューブ１２よりも空気流れ上流側に突き出ているだけであってもよい。そのようにしたとしても、液状の樹脂材料２２１（図４参照）をチューブ１２の上流側側端１２１ａ上に塗布する工程において、その塗布された樹脂材料２２１がフィン１４によってチューブ１２の上流側側端１２１ａ上に保持され易いというメリットをある程度は得ることができるからである。
【００４７】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の材質、形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の材質、形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その材質、形状、位置関係等に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００４８】
１０        熱交換器
１２        チューブ
１２１      外周表面
１２１ａ    上流側側端
２２        カバー部材（保護部材）
【図１】
2015059732.tif 000003
【図２】
2015059732.tif 000004
【図３】
2015059732.tif 000005
【図４】
2015059732.tif 000006
【図５】
2015059732.tif 000007
【図６】
2015059732.tif 000008
【図７】
2015059732.tif 000009
【図８】
2015059732.tif 000010
【図９】
2015059732.tif 000011