(57)【要約】【課題】例えばＣＯ２冷媒等を使用する超臨界冷凍サイクルの熱交換器であって、冷媒流路空間の断面積が非常に小さく小型軽量化を考慮されたタンク部にブラケットの取付が可能な熱交換器を提供する。【解決手段】コア部２とタンク部３とブラケット６とを有する熱交換器１において、タンク部３は、プレート部（ディストリビュータ部３１及び流路形成部３２の平板部３２１及びタンク固定部３３）と流路凸部３２２とからなり、ブラケット６は、タンク部３に接合されるタンク側接合部６１と、車両側へ固定する固定部６２とからなる。そして、タンク側接合部６１は、プレート部を挟持する挟持部６１１と、挟持部６１１を両端側に支持する挟持支持部６１２とからなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部を冷媒が流通する複数本のチューブと該チューブ間に配設されたフィンとからなり流通する空気と熱交換を行うコア部と、該コア部の外側に配設され該チューブの両端側に連通されると共に該チューブ内を流通する冷媒の分配集合を行う一対のタンク部と、該タンク部に接合されるタンク側接合部を一端側に有すると共に他部品側に固定される固定部を他端側に有するブラケットと、を備えた熱交換器において、
前記タンク部は、前記チューブの空気流通方向幅とほぼ同等の幅の略板状からなり前記チューブの両端側に接合されるプレート部と、該プレート部の空気流通方向幅より狭い幅からなり該プレート部の前記チューブの反対側に凸設されると共に内部側に冷媒流路を形成する流路凸部とからなり、
前記ブラケットの前記タンク側接合部は、前記プレート部を挟持する挟持部と、該挟持部を両端側に支持する挟持支持部とからなることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記挟持部は、前記プレート部の空気流通方向の両端側に接合して前記プレート部の空気流通方向の両端側を挟持し、
前記挟持支持部は、前記流路凸部側に配設されることを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項３】
前記挟持部は、前記プレート部の空気流通方向の両端側に接合して前記プレート部の空気流通方向の両端側を挟持し、
前記挟持支持部は、前記コア部側に配設されることを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項４】
前記挟持部は、一方側が前記プレート部の前記チューブに連通接続している側に接合すると共に、他方側が前記流路凸部の先端側に接合することを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項５】
前記挟持部は、先端側に挟持した際に前記プレート部に係止する係止部を有することを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項６】
前記挟持部は、クラッド材からなることを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項７】
内部を冷媒が流通する複数本のチューブと該チューブ間に配設されたフィンとからなり流通する空気と熱交換を行うコア部と、該コア部の外側に配設され該チューブの両端側に連通されると共に該チューブ内を流通する冷媒の分配集合を行う一対のタンク部と、一端側に形成され該タンク部に接合されるタンク側接合部と他端側に形成され他部品側に固定される固定部とからなるブラケットと、を備えた熱交換器において、
前記タンク部は、前記チューブの両端側に接合され内部側に冷媒流路が形成された複数の略円筒管を接続した形状であって、
前記ブラケットの前記タンク側接合部は、前記タンク部の略円筒管を挟持する挟持部と、該挟持部を両端側に支持する挟持支持部とからなることを特徴とする熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱交換器に関するもので、特にＣＯ２等の冷媒を使用する超臨界冷凍サイクルのガスクーラに関するものある。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＯ２等の冷媒を使用する超臨界冷凍サイクルにおけるガスクーラとしては、例えば、特開平１１−３５１７８３号公報に開示されたものがある。この公報には、ガスクーラのタンク部が複数個の略円形の冷媒流路空間を形成することが記載されている。すなわち、Ｒ１３４ａ等の冷媒を使用する蒸発器のタンク部に形成される冷媒流路空間の断面積に比べて、超臨界冷凍サイクルのガスクーラのタンク部の冷媒流路空間の断面積は非常に小さい。これは、超臨界冷凍サイクルのガスクーラにおいては、非常に高い耐圧強度（約４０ＭＰａ）を必要とするからである。
【０００３】
ところで、熱交換器を車両等の他部品に固定するためにブラケットを有している。ブラケットに関する発明が特開２０００−１４６４８０号公報に開示されている。すなわち、ブラケットは円形断面のタンク部を挟持し、ブラケットをタンク部の外周面にろう付け接合することが記載されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−３５１７８３号公報
【特許文献２】
特開２０００−１４６４８０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、超臨界冷凍サイクルに使用されるガスクーラは、上述のとおり、タンク部の冷媒流路空間の断面積が非常に小さいものである。さらに、特開平１１−３５１７８３号公報に記載されたタンク部をより軽量化、小型化及び製造簡易化のために、例えば、図２に示すタンク部が提案されている。なお、図２は、タンク部の断面形状を示す。
【０００６】
図２に示すようなタンク部には、特開２０００−１４６４８０号公報に記載されたブラケットの取付をそのまま適用することが困難である。すなわち、タンク部のうち冷媒流路空間を形成する部分が非常に小さいため、ブラケットをろう付けする面積を確保することができず、ブラケットの接合強度を確保することができない。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、冷媒流路空間の断面積が非常に小さく小型軽量化及び製造簡易化を考慮されたタンク部にブラケットの取付が可能な熱交換器を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の熱交換器は、コア部と、タンク部と、ブラケットとを備えた熱交換器である。ここで、コア部は、内部を冷媒が流通する複数本のチューブと、チューブ間に配設されたフィンとからなり、流通する空気と熱交換を行う部分である。タンク部は、コア部の外側に配設され、チューブの両端側に連通されると共に、チューブ内を流通する冷媒の分配集合を行う部分である。このタンク部は、一対備えている。ブラケットは、タンク側接合部を一端側に有すると共に固定部を他端側に有する。タンク側接合部は、タンク部に接合される部分である。固定部は、他部品側に固定される部分である。なお、他部品とは、例えば車両である。
【０００９】
そして、タンク部は、プレート部と、流路凸部とからなる。プレート部は、チューブの空気流通方向幅とほぼ同等の幅の略板状からなり、チューブの両端側に接合される部分である。流路凸部は、プレート部の空気流通方向幅より狭い幅からなり、プレート部のチューブの反対側に凸設されると共に、内部側に冷媒流路を形成する部分である。また、ブラケットのタンク側接合部は、挟持部と、挟持支持部とからなる。挟持部は、プレート部を挟持する部分である。挟持支持部は、挟持部を両端側に支持する部分である。
【００１０】
つまり、超臨界冷凍サイクルのガスクーラに使用されるタンク部のように、タンク部の流路凸部が非常に小さい場合であっても、十分なブラケットの接合強度を得ることができる。これは、ブラケットのタンク側接合部をタンク部のプレート部に接合させることにより、ブラケットとタンク部とのろう付け面積を十分に確保することができるためである。さらに、挟持部によりタンク部を挟持することにより、ブラケットをタンク部にろう付けする前に、溶接やＴＯＸ等の仮止めを行う必要がないため、製造コストを低減することができる。なお、タンク部は、小型軽量化及び製造簡易化に適した形状である。
【００１１】
また、挟持部は、プレート部の空気流通方向の両端側に接合してプレート部の空気流通方向の両端側を挟持し、挟持支持部は、流路凸部側に配設されるようにしてもよい。これにより、タンク部の外側からブラケットを取付けることができる。すなわち、非常に容易にブラケットをタンク部に接合することができる。
【００１２】
また、挟持部は、プレート部の空気流通方向の両端側に接合してプレート部の空気流通方向の両端側を挟持し、挟持支持部は、コア部側に配設されるようにしてもよい。これにより、タンク部の外側に挟持支持部が突出することがない。つまり、熱交換器のより小型化を図ることができる。
【００１３】
また、挟持部は、一方側がプレート部のチューブに連通接続している側に接合すると共に、他方側が流路凸部の先端側に接合するようにしてもよい。これにより、取付けの容易性については、上述した挟持支持部が流路凸部側に配設される場合よりも悪いが、上述した挟持支持部がコア部側に配設される場合よりも良くなる。
【００１４】
また、挟持部は、先端側に、挟持した際にプレート部に係止する係止部を有するようにしてもよい。これにより、ブラケットをタンク部にろう付けする前の位置決め固定がより確実となる。さらに、係止部とタンク部のプレート部との接合面にろう付けすることで、ろう付け面積をさらに確保することができる。つまり、接合強度をさらに向上する。
【００１５】
また、本発明の熱交換器は、コア部と、タンク部と、ブラケットとを備えた熱交換器である。ここで、コア部は、内部を冷媒が流通する複数本のチューブと、チューブ間に配設されたフィンとからなり、流通する空気と熱交換を行う部分である。タンク部は、コア部の外側に配設され、チューブの両端側に連通されると共に、チューブ内を流通する冷媒の分配集合を行う部分である。このタンク部は、一対備えている。ブラケットは、タンク側接合部と固定部とからなる。タンク側接合部は、一端側に形成され、タンク部に接合される部分である。固定部は、他端側に形成され、他部品側に固定される部分である。なお、他部品とは、例えば車両である。
【００１６】
そして、タンク部は、チューブの両端側に接合され、内部側に冷媒流路が形成された複数の略円筒管を接続した形状である。ブラケットのタンク側接合部は、タンク部の略円筒管を挟持する挟持部と、挟持部を両端側に支持する挟持支持部とからなる。
【００１７】
これにより、超臨界冷凍サイクルのガスクーラに使用されるタンク部のように、タンク部の流路凸部が非常に小さい場合であっても、十分なブラケットの接合強度を得ることができる。これは、ブラケットのタンク側接合部をタンク部の両端の略円筒管及び中間の略円筒管に接合させることにより、ブラケットとタンク部とのろう付け面積を十分に確保することができるためである。
【００１８】
つまり、超臨界冷凍サイクルのガスクーラに使用されるタンク部のように、タンク部の流路凸部が非常に小さい場合であっても、十分なブラケットの接合強度を得ることができる。これは、ブラケットのタンク側接合部をタンク部のプレート部に接合することにより、ブラケットとタンク部とのろう付け面積を十分に確保することができるためである。さらに、挟持部によりタンク部を挟持することにより、ブラケットをタンク部にろう付けする前に、溶接やＴＯＸ等の仮止めを行う必要がない。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。
【００２０】
本実施形態における熱交換器の斜視図を図１に示す。図１に示す熱交換器は、ＣＯ２冷媒等を使用した超臨界冷凍サイクルにおけるガスクーラ１である。このガスクーラ１は、コア部２と、タンク部３と、サイドプレート４と、接続ブロック５と、ブラケット６とから構成される。なお、これらは、アルミニウム製である。
【００２１】
コア部２は、チューブ２１と、コルゲートフィン（フィン）２２とから構成される。チューブ２１は、所定幅（空気流通方向幅）の偏平形状に形成されており、内部側には冷媒を流通させる冷媒流通孔が複数形成されている。コルゲートフィン２２は、波状に成形されており、複数のチューブ２１の間にろう付けされて配設されている。そして、コア部２を構成するチューブ２１とコルゲートフィン２２とにより、チューブ２１の内部を流通する冷媒とコルゲートフィン２２部分を通過する空気との間で熱交換を行う。なお、コア部２は、ほぼ矩形形状に形成されている。
【００２２】
タンク部３は、コア部２の外側、具体的にはコア部２の矩形形状の対向する位置に一対配設されている。具体的には、チューブ２１の両端側にろう付けされて配設されている。そして、チューブ２１内を流通する冷媒の分配集合を行っている。具体的には、図１の左側のタンク部３は、各チューブ２１に冷媒を分配するものであり、右側のタンク部３は、各チューブ２１から冷媒を集合させるものである。このタンク部３についての詳細は、後述する。
【００２３】
サイドプレート４は、コア部２の外側、すなわち図１における上下側で、タンク部３の間に配設されている。このサイドプレート４は、コア部２の外側のうちタンク部３のない部分を補強するためのものである。そのため、サイドプレート４は、コの字型の形状をしている。なお、サイドプレート４は、コア部２及びタンク部３にろう付けされている。
【００２４】
接続ブロック５は、入口側接続ブロック５１と、出口側接続ブロック５２とからなる。入口側接続ブロック５１は、一方のタンク部３に配設され、圧縮器（図示せず）側に配管接続されている。この入口側接続ブロック５１は、圧縮器から送り込まれる冷媒をタンク部３に流入するものである。出口側接続ブロック５２は、他方のタンク部３に配設され、減圧器（図示せず）側に配管接続されている。この出口側接続ブロック５２は、タンク部３から減圧器へ冷媒を送り出すブロックである。
【００２５】
ブラケット６は、例えば、車両側にガスクーラ１を固定するためのものである。このブラケット６は、タンク側接合部６１を一端側に有し、固定部６２を他端側に有する。タンク側接合部６１は、タンク部にろう付け接合される部分である。固定部６２は、例えば車両側に固定される部分である。ここで、ブラケット６の詳細は後述する。
【００２６】
次に、タンク部３について図２を参照して詳述する。図２は、タンク部３及び後述するブラケット６部分の断面図である。図２に示すように、タンク部３は、ディストリビュータ部３１と、流路形成部３２と、タンク固定部３３とから構成される。
【００２７】
ディストリビュータ部３１は、板状に形成されており、チューブ２１の形状とほぼ同様の形状の貫通孔が形成されている。つまり、この貫通孔にチューブ２１の端側が挿入されて、チューブ２１とディストリビュータ部３１とがろう付けにより連結される。そして、ディストリビュータ部３１の板幅は、チューブ２１の空気流通方向幅より僅かに大きな幅である。
【００２８】
流路形成部３２は、平板部３２１と流路凸部３２２とからなる。流路形成部３２は、ディストリビュータ部３１の空気流通方向幅及び長手方向幅はほぼ同等であって、板厚はほぼ一定である。そして、流路凸部３２２は、空気流通方向幅のほぼ中央に、長手方向の全長に亘って形成されている。平板部３２１は、流路凸部３２２の両側に配設されている。すなわち、流路凸部３２２は、ディストリビュータ部３１の空気流通方向幅より狭い幅に形成されている。そして、流路形成部３２は、流路凸部３２２が外側に位置するように、ディストリビュータ部３１に対向して配設されている。そして、平板部３２１は、ディストリビュータ部３１に接触して、ろう付けされている。すなわち、流路形成部３２の流路凸部３２２の内側とディストリビュータ部３１とにより、空間（冷媒流路空間）が形成されている。さらに、このように形成される冷媒流路空間は、ディストリビュータ部３１に形成された貫通孔を介してチューブ２１に連通している。すなわち、冷媒がタンク部３からチューブ２１へ、そしてチューブ２１からタンク部３へ流通可能となる。
【００２９】
タンク固定部３３は、略Ｃの字型形状に形成されており、長手方向長さは、ディストリビュータ部３１及び流路形成部３２と同等である。そして、タンク固定部３３は、ディストリビュータ部３１及び流路形成部３２の平板部３２１を固定している。このタンク固定部３３のＣの字型の開口側は外側に位置している。さらに、タンク固定部３３にも、チューブ２１の形状とほぼ同様の形状の貫通孔が形成されている。つまり、タンク固定部３３にもディストリビュータ部３１と同様にチューブ２１の端側が挿入される。なお、タンク固定部３３は、まずコの字型形状に形成しておき、ディストリビュータ部３１及び流路形成部３２の平板部３２１に挿入した後に、先端側をかしめることにより略Ｃの字型形状に形成することもできる。もちろん、タンク固定部３３は、予め略Ｃの字型形状に形成しておくこともできる。また、タンク固定部３３の略Ｃの字型形状の内側は、ディストリビュータ部３１及び流路形成部３２の平板部３２１にろう付け固定されており、貫通孔はチューブ２１にろう付け固定されている。
【００３０】
なお、プレート部とは、ディストリビュータ部３１及び流路形成部３２の平板部３２１及びタンク固定部３３に相当する。
【００３１】
次に、ブラケット６について図２を参照して詳述する。図２は、上述のとおり、タンク部３及びブラケット６部分の断面図である。図２に示すように、ブラケット６は、タンク側接合部６１と、固定部６２とからなる。そして、タンク側接合部６１は、略Ｃの字型形状に形成されている。すなわち、ディストリビュータ部３１及び流路形成部３２の平板部３２１及びタンク部３のタンク固定部３３を挟持する挟持部６１１と、この挟持部６１１を両端側に支持する挟持支持部６１２とからなる。具体的には、図２に示すように、挟持部６１１は、ディストリビュータ部３１及び流路形成部３２の平板部３２１及びタンク固定部３３の空気流通方向の両端側にろう付け接合されている。挟持支持部６１２は、流路形成部３２の流路凸部３２２側に配設されており、流路凸部３２２の先端側とろう付け接合されている。
【００３２】
そして、タンク側接合部６１は略Ｃの字型形状であるため、挟持部６１１の先端側すなわち挟持支持部６１２の反対側は、内側に屈曲している。この挟持部６１１の先端側に形成された屈曲部分（係止部）は、ディストリビュータ部３１及び流路形成部３２の平板部３２１及びタンク部３のタンク固定部３３に係止する。そして、挟持部６１１の内側面は、タンク固定部３３にろう付け接合される。また、挟持支持部６１２の内側面の一部は、流路形成部３２の流路凸部３２２の先端側にろう付け接合される。
【００３３】
なお、タンク側接合部６１１は、予め略Ｃの字型形状に形成しておくことができる。挟持部６１１及び挟持支持部６１２の弾性力により、タンク側接合部６１が確実にタンク部３を挟持して、タンク部３にタンク側接合部６１を固定することができる。もちろん、タンク側接合部６１１は、まずコの字型形状に形成しておき、ディストリビュータ部３１及び流路形成部３２の平板部３２１を挟持した後に、先端側をかしめることにより略Ｃの字型形状に形成することもできる。
【００３４】
固定部６２は、図１及び図２に示すように、タンク側接合部６１から空気流通方向に配設されている。そして、例えば車両等への取付けるための取付穴が形成されている。この取付穴のコア部２側には、溶接ナットが溶接されている。すなわち、例えば車両側からボルトにより固定することが容易となる。
【００３５】
このような構成からなるガスクーラ１は、上述したように、タンク部３に形成された冷媒流路空間の断面積が非常に小さくされている。具体的には、冷媒流路空間の空気流通方向幅は、チューブ２１の空気流通方向幅の約２分の１〜３分の１程度の幅としている。このように冷媒流路空間の断面積を小さくすることにより、例えばＣＯ２冷媒等を使用した超臨界冷凍サイクルのガスクーラとして用いることができる。そして、このように冷媒流路空間の断面積を小さくした場合であっても、冷媒流路空間を直接的に形成する流路形成部３２の流路凸部３２２部分ではなく、プレート部にブラケット６をろう付けすることにより、十分なろう付け面積を確保することができる。
【００３６】
なお、タンク側接合部６１は上記実施形態のものに限られるものではない。例えば、図３に示すようにしてもよい。すなわち、挟持部６１１は、ディストリビュータ部３１及び流路形成部３２の平板部３２１及びタンク固定部３３の空気流通方向の両端側にろう付け接合されている。そして、挟持支持部６１２は、コア部２側に配設されており、タンク固定部３３にろう付け接合されている。
【００３７】
その他、タンク側接合部６１が、以下のような構成であってもよい。挟持部６１１一方側が、タンク固定部３３のコア部２側（プレート部のチューブ２１に連通接続している側）に配設され、タンク接合部３３にろう付け接合される。挟持部６１１の他端側が、流路形成部３２の流路凸部３２２先端側に配設されてろう付け接合される。すなわち、挟持部６１１は、空気流通方向に平行した方向に配設されている。そして、この場合の挟持支持部６１２は、タンク部３の空気流通方向側に配設されることになる。
【００３８】
なお、タンク部３は、上記実施形態の構成に限られるものではない。例えば、ディストリビュータ部３１及び流路形成部３２及びタンク固定部３３を一体成形することもできる。
【００３９】
また、上記実施形態におけるタンク部３は、流路凸部３２２とプレート部（ディストリビュータ部３１及び流路形成部３２の平板部３２１及びタンク固定部３３）とから構成しているが、これに限られるものではない。例えば、タンク部は、略円筒管形状のものを複数接続した構成であってもよい。具体的には、上述した冷媒流路空間の断面積とほぼ同一の内部断面積を有する略円筒管形状のものが、空気流通方向に複数接続したもの等である。そして、複数の略円筒管は、チューブ２１の端側が挿入される部分に、チューブ２１の形状とほぼ同様の形状の貫通孔が形成されている。つまり、この貫通孔にチューブ２１の端側が挿入されて、チューブ２１と複数の略円筒管とがろう付けにより連結される。
【００４０】
そして、ブラケット６のタンク側接合部６１の挟持部６１１は、略円筒管を挟持する。この挟持する位置は、上記実施形態に示したものと同様に種々の場合がある。なお、挟持部６１１は、タンク部３の略円筒管の外周形状に合わせた形状としてもよい。さらに、挟持部６１１を両端側に支持する挟持支持部６１２を有する点は、上記実施形態と同様である。
【図面の簡単な説明】
【図１】熱交換器を示す斜視図である。
【図２】タンク部及びブラケットを示す断面図である。
【図３】他の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
１  ・・・  ガスクーラ
２  ・・・  コア部
２１  ・・・  チューブ
２２  ・・・  コルゲートフィン
３  ・・・  タンク部
３１  ・・・  ディストリビュータ部
３２  ・・・  流路形成部
３２１  ・・・  平板部
３２２  ・・・  流路凸部
３３  ・・・  タンク固定部
４  ・・・  サイドプレート
５  ・・・  側接続ブロック
６  ・・・  ブラケット
６１  ・・・  タンク側接合部
６１１  ・・・  挟持部
６１２  ・・・  挟持支持部
６２  ・・・  固定部
【図１】
2004301419.tif 000003
【図２】
2004301419.tif 000004
【図３】
2004301419.tif 000005