(57)【要約】【課題】  部品コストの低減が図れる熱交換器を実現する。【解決手段】複数のチューブ１１１と、このチューブ１１１の内部と連通する一対のタンク１２０、１３０と、積層されたチューブ１１１の外側に配設され、積層されたチューブ１１１とは反対方向に開口する断面コの字状のサイドプレート１１３とを有する熱交換器において、サイドプレート１１３の座面部１１３ｂの長手方向の端部が、ヘッダタンク１２０、１３０に形成されたプレート孔１２０ａ、１３０ａに挿入されて、ヘッダタンク１２０、１３０内に突出するとともに、サイドプレート１１３の一対の側壁１１３ａの端部が、ヘッダタンク１２０、１３０の外周面に接合される。これにより、部品コストの低減が図れる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が流通する複数のチューブ（１１１）と、
前記チューブ（１１１）の長手方向の両端部に配設され、前記チューブ（１１１）の内部と連通する一対のタンク（１２０、１３０）と、
前記複数のチューブ（１１１）が積層される積層方向において、積層された前記チューブ（１１１）の外側に配設され、積層された前記チューブ（１１１）とは反対方向に開口する断面コの字状のサイドプレート（１１３）とを有する熱交換器（１００）において、
前記サイドプレート（１１３）の座面部（１１３ｂ）の長手方向の端部が、前記タンク（１２０、１３０）に形成されたプレート孔（１２０ａ、１３０ａ）に挿入されて、前記タンク（１２０、１３０）内に突出するとともに、
前記サイドプレート（１１３）の一対の側壁（１１３ａ）の端部が、前記タンク（１２０、１３０）の外周面に接合されることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記サイドプレート（１１３）の側壁（１１３ａ）の中央部の高さ（ｈ１）は、前記タンク（１２０、１３０）の長手方向の両端部に設けられた蓋部材（１４０）の外面位置とほぼ同じとなるように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】
前記サイドプレート（１１３）の側壁（１１３ａ）の端部の高さ（ｈ２）は、前記タンク（１２０、１３０）の長手方向の両端部の末端位置とほぼ同じとなるように形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記サイドプレート（１１３）の側壁（１１３ａ）は、接合される前記タンク（１２０、１３０）の外周面の形状に対応する形状していることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の熱交換器。
【請求項５】
前記タンク（１２０、１３０）内に突出する座面部（１１３ｂ）の長手方向の端部は、前記タンク（１２０、１３０）の開口部（１２１、１３１）を閉塞し、前記開口部（１２１、１３１）の蓋部としての機能を果たしていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の熱交換器。
【請求項６】
流体が流通する複数のチューブ（１１１）と、
前記チューブ（１１１）の長手方向の両端部に配設され、前記チューブ（１１１）の内部と連通する一対のタンク（１２０、１３０）と、
前記複数のチューブ（１１１）が積層される積層方向において、積層された前記チューブ（１１１）の外側に配設され、積層された前記チューブ（１１１）とは反対方向に開口する断面コの字状のサイドプレート（１１３）とを有する熱交換器（１００）において、
前記サイドプレート（１１３）の座面部（１１３ｂ）及び側壁（１１３ａ）の長手方向の端部が、前記タンク（１２０、１３０）に形成されたプレート孔（１２０ａ、１３０ａ）に挿入され、かつ前記タンク（１２０、１３０）内に突出し、前記タンク（１２０、１３０）に接合され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、熱交換器に関するものであり、例えば車両用冷凍サイクル装置内に設けられる凝縮器に適用して好適である。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の熱交換器として、例えば、特許文献１に示されるものが知られている。すなわち、断面コの字状のサイドプレートと、チューブ内と連通する一対のヘッダタンクと、ヘッダタンクの長手方向端部の開口部を閉塞させる蓋部、この蓋部からサイドプレート側に延びる延長部、及びこの延長部に設けられてサイドプレートに接合される接合部が板材から一体で形成された蓋部材とを備えている。
【０００３】
そして、サイドプレートの反チューブ側端部は、蓋部材の延長部よりもチューブ側に形成されている。また、蓋部材の接合部は、延長部の幅方向端部からチューブ側に延びて、サイドプレートの外壁側に接触するように形成されている。更に、蓋部材の延長部には、サイドプレートの反チューブ側端部の上端面に当接する段部が一体で設けられている。
【０００４】
これにより、蓋部材は、ヘッダタンクの開口部と延長部の段部との２箇所で、組付け位置が規制されることで、蓋部材が組付け時や搬送時に傾くのを防止し、確実なろう付けが可能となる。
【特許文献１】特許第３８５８７５１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１によれば、サイドプレートとヘッダタンクとの接合が、蓋部材を介して行われているため、蓋部材の形状が複雑になり、組み付け工数が増加して部品コストが上昇する問題がある。
【０００６】
また、サイドプレートには、ブラケットが取り付けられて車両に防振機構を介して搭載される。サイドプレートには、冷凍サイクル装置の冷媒の流れ及び車両振動による振動が負荷されている。つまり、サイドプレートには、耐振動強度が要求される。更に、サイドプレートは、最外方に配設されるフィンにろう付けにより接合されている。そのため、サイドプレートの振動による捻じれなどの変形により、接合部に負荷が発生する問題がある。
【０００７】
そこで、本発明の第１の目的は、部品コストの低減が図れる熱交換器を提供することにある。第２の目的は、耐振動強度のための剛性を向上できる熱交換器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、流体が流通する複数のチューブ（１１１）と、チューブ（１１１）の長手方向の両端部に配設され、チューブ（１１１）の内部と連通する一対のタンク（１２０、１３０）と、複数のチューブ（１１１）が積層される積層方向において、積層されたチューブ（１１１）の外側に配設され、積層されたチューブ（１１１）とは反対方向に開口する断面コの字状のサイドプレート（１１３）とを有する熱交換器（１００）において、
サイドプレート（１１３）の座面部（１１３ｂ）の長手方向の端部が、タンク（１２０、１３０）に形成されたプレート孔（１２０ａ、１３０ａ）に挿入されて、タンク（１２０、１３０）内に突出するとともに、サイドプレート（１１３）の一対の側壁（１１３ａ）の端部が、タンク（１２０、１３０）の外周面に接合されることを特徴としている。
【０００９】
この発明によれば、ヘッダタンク（１２０、１３０）の外周面にサイドプレート（１１３）の側壁（１１３ａ）を直接接合されることにより、例えば、蓋部材（１４０）を簡素な形状で形成できる。これにより、熱交換器の組み付け工数の低減が図れるとともに、部品コストの低減が図れる。
【００１０】
また、例えば、サイドプレート（１１３）にブラケット（１７０）が配設されたときにおいて、ヘッダタンク（１２０、１３０）の外周面にサイドプレート（１１３）を直接接合されるため、サイドプレート（１１３）の耐振動強度のための剛性を向上できる。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、サイドプレート（１１３）の側壁（１１３ａ）の中央部の高さ（ｈ１）は、タンク（１２０、１３０）の長手方向の両端部に設けられた蓋部材（１４０）の外面位置とほぼ同じとなるように形成されていることを特徴としている。
【００１２】
この発明によれば、サイドプレート（１１３）の側壁（１１３ａ）の高さを確保することができる。これにより、耐振動強度のための剛性を向上できる。
【００１３】
請求項３に記載の発明では、サイドプレート（１１３）の側壁（１１３ａ）端部の高さ（ｈ２）は、タンク（１２０、１３０）の長手方向の両端部の末端位置とほぼ同じとなるように形成されていることを特徴としている。
【００１４】
この発明によれば、タンク（１２０、１３０）の外周面に接合されるサイドプレート（１１３）の側壁（１１３ａ）の接合面積を確保できる。これにより、耐振動強度のための剛性が向上できる。
【００１５】
請求項４に記載の発明では、サイドプレート（１１３）の側壁（１１３ａ）は、接合されるタンク（１２０、１３０）の外周面の形状に対応する形状していることを特徴としている。この発明によれば、サイドプレート（１１３）の側壁（１１３ａ）を簡素な形状で形成することができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明では、タンク（１２０、１３０）内に突出する座面部（１１３ｂ）の長手方向の端部は、タンク（１２０、１３０）の開口部（１２１、１３１）を閉塞し、開口部（１２１、１３１）の蓋部としての機能を果たしていることを特徴としている。
【００１７】
この発明によれば、蓋部材（１４０）を不要とすることができるため、部品コストの低減が図れる。
【００１８】
請求項６に記載の発明では、流体が流通する複数のチューブ（１１１）と、このチューブ（１１１）の長手方向の両端部に配設され、チューブ（１１１）の内部と連通する一対のタンク（１２０、１３０）と、複数のチューブ（１１１）が積層される積層方向において、積層されたチューブ（１１１）の外側に配設され、積層されたチューブ（１１１）とは反対方向に開口する断面コの字状のサイドプレート（１１３）とを有する熱交換器（１００）において、
サイドプレート（１１３）の座面部（１１３ｂ）及び側壁（１１３ａ）の長手方向の端部が、タンク（１２０、１３０）に形成されたプレート孔（１２０ａ、１３０ａ）に挿入され、かつタンク（１２０、１３０）内に突出し、タンク（１２０、１３０）に接合されることを特徴としている。
【００１９】
この発明によれば、ヘッダタンク（１２０、１３０）にサイドプレート（１１３）の端部を直接接合することができる。これにより、熱交換器の組み付け工数の低減が図れるとともに、部品コストの低減が図れる。
【００２０】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（第１実施形態）
以下、第１実施形態における熱交換器を図１乃至図３に基づいて説明する。ここでは、本発明の熱交換器を、車両用冷凍サイクル装置内の冷媒を凝縮液化する凝縮器１００に適用したものである。図１は、凝縮器の全体構成を示す正面図である。図２は、左ヘッダタンクとサイドプレートの接合構造を示す拡大図である。図３は、図２に示すＡ矢視図である。
【００２２】
本実施形態の凝縮器１００は、図１に示すように、コア部１１０、左ヘッダタンク１２０、右ヘッダタンク１３０、蓋部材１４０、受液器１５０、ブラケット１７０等を備えている。これら各部材は、アルミニウムあるいはアルミニウム合金から成り、嵌合、かしめ、治具固定等により組付けられ、予め各部材の表面に設けられたろう材により一体的にろう付けされている。
【００２３】
コア部１１０においては、内部を冷媒（流体）が流通する複数のチューブ１１１および複数のフィン１１２が交互に積層され、最外方のフィン１１２の外側に補強部材としてのサイドプレート１１３が配設されている。コア部１１０の各部材も、一体的にろう付けされている。
【００２４】
サイドプレート１１３の中央部は、長手方向に沿って断面がコの字状に形成されており、反チューブ側、即ち、チューブ側の反対方向に開口している。また、長手方向端部においては、後述するヘッダタンク１２０、１３０との接合のために板状にしている。
【００２５】
そして、中央部と端部との間は、両者の接続区間として形成され、接続区間における側壁１１３ａの高さ寸法（チューブ積層方向の寸法ｈ２）は、中央部の側壁１１３ａの高さ寸法ｈ１よりも一段小さくなる寸法（ｈ２＜ｈ１）としている（図２参照）。サイドプレート１１３の長手方向端部は、本実施形態における特徴部を成しており詳細については後述する。
【００２６】
図１において、コア部１１０の左右両端部、即ち、複数のチューブ１１１の長手方向の両端部には、長手方向と交差する方向（図の上下方向）に延びる一対のヘッダタンク（左ヘッダタンク１２０と右ヘッダタンク１３０）が設けられている。両ヘッダタンク１２０、１３０は、断面が略楕円形状を成す筒状体として形成されており、押し出し成形により形成される。
【００２７】
両ヘッダタンク１２０、１３０には、チューブ孔１２０ｂが複数穿設されており、各チューブ１１１の端部が、このチューブ孔１２０ｂ、１３０ｂに嵌合され、チューブ１１１と両ヘッダタンク１２０、１３０内が互いに連通するようにろう付けされている。
【００２８】
また、サイドプレート１１３の座面部１１３ｂの長手方向の端部が、両ヘッダタンク１２０、１３０に設けられたプレート孔１２０ａ、１３０ａに嵌合され、ろう付けされている。そして、両ヘッダタンク１２０、１３０の長手方向の端部の開口部１２１、１３１には、蓋部材１４０がろう付けされ、この蓋部材１４０によって開口部１２１、１３１は閉塞されている。
【００２９】
蓋部材１４０は、プレス加工により形成されており、開口部１２１、１３１の内壁面に嵌合する凸状の蓋部１４０ａが設けられている。つまり、蓋部材１４０は、開口部１２１、１３１の内壁面を蓋部１４０ａで栓するように形成されている。
【００３０】
各ヘッダタンク１２０、１３０には、内部の空間を仕切るセパレータ１２２、１３２ａ、１３２ｂがろう付けされている。そして、右ヘッダタンク１３０のセパレータ１３２ａよりも上側には、入口側のジョイント１６０が、また、左ヘッダタンク１２０のセパレータ１２２の下側には、出口側のジョイント１６０が、それぞれろう付けされ、両ヘッダタンク１２０、１３０の内部と連通するようにしている。
【００３１】
サイドプレート１１３には、ブラケット１７０が反チューブ側に設けられている。ブラケット１７０は、凝縮器１００を車両に搭載するための取付金具であって、サイドプレート１１３の座面部１１３ｂ及び側壁１１３ａにろう付けされている。ブラケット１７０には、取付孔が設けられ、この取付孔を介して、凝縮器１００が車両のボデーに搭載されている。
【００３２】
受液器１５０は、押出し成形より成る円筒状の容器体であって、右ヘッダタンク１３０の側壁にろう付けされている。そして、セパレータ１３２ｂを挟むように流通路１５１、１５２が設けられ、右ヘッダタンク１３０と受液器１５０の内部が互いに連通するようにしている。
【００３３】
以上のように構成される凝縮器１００において、入口側のジョイント１６０は、図示しない圧縮機の吐出側と接続され、また、出口側のジョイント１６０は、図示しない膨張弁と接続されている。圧縮機から吐出された冷媒は、入口側のジョイント１６０から右ヘッダタンク１３０内に流入し、セパレータ１２２、１３２ｂより上側のチューブ１１１群をＵターンして流れ、外部空気と熱交換されて凝縮液化される。
【００３４】
更に、この冷媒は、右ヘッダタンク１３０及び流通路１５１から受液器１５０内に流入し、気液分離される。気液分離された冷媒のうち、液相冷媒が流通路１５２を通って、右ヘッダタンク１３０からセパレータ１２２、１３２ｂより下側のチューブ１１１群を流れ、その過程で過冷却され、出口側のジョイント１６０から流出する。受液器１５０の内部には、図示しない乾燥剤およびフィルタが配設されており、これによって冷媒中の水分や異物が除去されるようにしている。
【００３５】
ここで、サイドプレート１１３とヘッダタンク１２０、１３０との接合構造について、図２及び図３を用いて説明する。凝縮器１００において、サイドプレート１１３の長手方向端部は、４ヶ所あるが、すべて同一仕様のため、以下、左ヘッダタンク１２０上方に設けられるサイドプレート１１３の左端部を代表として説明する。
【００３６】
サイドプレート１１３は、図２及び図３に示すように、板材からプレス加工により、断面がコの字状に形成されており、座面部１１３ｂの両端に側壁１１３ａを備えている。座面部１１３ｂの裏側が、最外方のフィン１１２にろう付けされている。サイドプレート１１３の中央部において、側壁１１３ａの高さ寸法は、ｈ１であって、側壁１１３ａの上端が、蓋部材１４０の上面位置（外面位置）と略同一高さになるように設定されている。
【００３７】
サイドプレート１１３は、側壁１１３ａ及び座面部１１３ｂの端部が、板状に形成されて、ヘッダタンク１２０に接合されている。サイドプレート１１３の接続区間及び端部において、側壁１１３ａの高さ寸法は、ｈ２であって、側壁１１３ａの上端が、左ヘッダタンク１２０上面位置、即ち、長手方向の両端部の末端位置と略同一高さになるように設定されている。
【００３８】
水平方向において、対向する側壁１１３ａの端部は、座面部１１３ｂの端部よりも左ヘッダタンク１２０側に突き出すように延設されており、左ヘッダタンク１２０の外周面に接合するように形成されている。つまり、側壁１１３ａの端部には、左ヘッダタンク１２０の外周面に対応した形状に形成された内側壁１１３ｃが設けられている。
【００３９】
内側壁１１３ｃは、サイドプレート１１３と左ヘッダタンク１２０との接合部であって、左ヘッダタンク１２０の外周面に当接されている。つまり、対向する内側壁１１３ｃは、左ヘッダタンク１２０の外周の一部を挟むように配設されている。これにより、側壁１１３ａの端部が左ヘッダタンク１２０の外周面に接合される。
【００４０】
一方、座面部１１３ｂの端部は、チューブ１１１の長手方向端部と同じように、左ヘッダタンク１２０に設けられたプレート孔１２０ａに嵌合され、ろう付けされている。座面部１１３ｂの端部は、左ヘッダタンク１２０内に収容されている。座面部１１３ｂの端部は、チューブ１１１の端部と略同等の突き出し長さで、左ヘッダタンク１２０内に収容されている。プレート孔１２０ａに嵌合された座面部１１３ｂが、ろう付けにより接合されることにより、座面部１１３ｂが左ヘッダタンク１２０のプレート孔１２０ａに接合される。
【００４１】
このように、サイドプレート１１３の座面部１１３ｂの端部が、左ヘッダタンク１２０のプレート孔１２０ａに嵌合され、また、対向する内側壁１１３ｃが、左ヘッダタンク１２０の外周面に当接される。このとき、図３中に示す矢印Ｘ方向から、押圧（かしめ）を掛けることにより、側壁１１３ａの端部が左ヘッダタンク１２０に仮組み付けされる。
【００４２】
また、蓋部材１４０は、左ヘッダタンク１２０の長手方向端部の開口部１２１を、蓋部１４０ａで栓することにより、仮組み付けされる。そして、各構成部材を仮組付け後に、凝縮器１００を一体的にろう付けを行うことにより、サイドプレート１１３の両端が左右のヘッダタンク１２０、１３０に直接接合される。そして、ヘッダタンク１２０、１３０の開口部１２１、１３１は、蓋部材１４０により閉塞される。
【００４３】
従って、従来のように、蓋部材１４０を複雑な形状に形成して、蓋部材１４０を介して、ヘッダタンク１２０、１３０とサイドプレート１１３とを接合させることがない。これにより、蓋部材１４０を簡素な形状で形成することができるため、凝縮器１００の組み付け工数の低減が図れるとともに、部品コストの低減が図れる。
【００４４】
また、サイドプレート１１３にブラケット１７０を配設して車両に搭載したときにおいて、車両振動による振動がサイドプレート１１３に伝播されるが、サイドプレート１１３をヘッダタンク１２０、１３０に直接接合できるため、座面部１１３ｂの裏側に形成される最外方のフィン１１２への接合部に対する負荷の低減が図れる。これにより、サイドプレート１１３の耐振動強度のための剛性が向上できる。
【００４５】
（第２実施形態）
本実施形態では、サイドプレート１１３に、蓋部材１４０の機能を持たせたものである。図４は、第２実施形態における左ヘッダタンクとサイドプレートの接合構造を示す拡大図である。図５は、図４に示すＡ矢視図である。
【００４６】
左ヘッダタンク１２０の長手方向端部の開口部１２１を、サイドプレート１１３の座面部１１３ｂで閉塞するようにしている。つまり、サイドプレート１１３の座面部１１３ｂの端部を、図４及び図５に示すように、側壁１１３ａの長手方向端部よりも左ヘッダタンク１２０側に突き出されるように延設させて、左ヘッダタンク１２０の長手方向端部側の開口部１２１を閉塞するように構成している。
【００４７】
ここで、サイドプレート１１３の座面部１１３ｂの端部は、左ヘッダタンク１２０の内周面に嵌合するように形成されている。また、左ヘッダタンク１２０側に形成されるプレート孔１２０ａは、座面部１１３ｂの端部に対応した形状に形成して、座面部１１３ｂの端部側が嵌合される。
【００４８】
以上のような構成によれば、上記蓋部材１４０を設けることなく、左ヘッダタンク１２０の長手方向端部側の開口部１２１を閉塞することができる。これにより、サイドプレート１１３に蓋部材１４０の機能を有することができる。従って、部品点数を大幅に削減できるため、凝縮器１００の組み付け工数の低減が図れるとともに、より部品コストの低減が図れる。
【００４９】
（第３実施形態）
以上の実施形態では、側壁１１３ａの端部を左ヘッダタンク１２０の外周側に接合させ、座面部１１３ｂの端部を左ヘッダタンク１２０内に収容するように構成したが、サイドプレート１１３の長手方向両端側全部をヘッダタンク１２０、１３０内に収容するように構成しても良い。図６は、第３実施形態における左ヘッダタンクとサイドプレートの接合構造を示す拡大図である。図７は、図６に示すＡ矢視図である。
【００５０】
本実施形態のサイドプレート１１３の端部を中央部と同じコの字状の断面に形成している。つまり、左ヘッダタンク１２０側に形成されるプレート孔１２０ａは、図６及び図７に示すように、サイドプレート１１３の端部の断面形状に対応した形状に形成して、サイドプレート１１３の端部側が嵌合されている。以上の構成によれば、サイドプレート１１３の対向する側壁１１３ａ及び座面部１１３ｂがヘッダタンク１２０、１３０に接合される。
【００５１】
つまり、ヘッダタンク１２０、１３０にサイドプレート１１３の両端側を直接接合することができる。また、サイドプレート１１３の端部を中央部と同じように簡素な形状で形成できる。従って、凝縮器１００の組み付け工数の低減が図れるとともに、部品コストの低減が図れる。
【００５２】
（他の実施形態）
上記第１〜第３実施形態では、熱交換器として凝縮器１００を例に説明したが、その他の熱交換器としてラジエータやオイルクーラ等に適用しても良い。また、熱交換器を構成する各部材の材質は、アルミニウムに限らず、他のステンレス材や銅材等としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】第１実施形態における凝縮器の全体構成を示す正面図である。
【図２】第１実施形態における左ヘッダタンクとサイドプレートの接合構造を示す拡大図である。
【図３】図２に示すＡ矢視図である。
【図４】第２実施形態における左ヘッダタンクとサイドプレートの接合構造を示す拡大図である。
【図５】図４に示すＡ矢視図である。
【図６】第３実施形態における左ヘッダタンクとサイドプレートの接合構造を示す拡大図である。
【図７】図６に示すＡ矢視図である。
【符号の説明】
【００５４】
１００…凝縮器（熱交換器）
１１１…チューブ
１１３…サイドプレート
１１３ａ…側壁
１１３ｂ…座面部
１２０…左ヘッダタンク、ヘッダタンク、（タンク）
１２０ａ…プレート孔
１２１…開口部
１３０…右ヘッダタンク、ヘッダタンク、（タンク）
１３０ａ…プレート孔
１３１…開口部
ｈ１、ｈ２…側壁の高さ
【図１】
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【図２】
2008304168.tif 000004
【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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