(57)【要約】【課題】  熱交換率を向上させる車両用熱交換器を提供する。【解決手段】  ラジエータに積層される各フィン３のプレート部５に弾性変形部６を設け、これら弾性変形部６同士を連結し伸縮自在に熱変形する連結部材７をチューブ２の長手方向に沿って設けたので、ラジエータを通過する空気の流速が速く温度の低い部位は、連結部材７が収縮することにより、各フィン３のプレート部５の間の間隔が密になり熱交換量が増大すると共に、空気の流速が遅く温度の高い部位は、収縮する連結部材７が引張れることにより、各フィン３のプレート部５の間の間隔が疎になり、通気抵抗が減少し、ファンの吸出し効果も加わって熱交換量が従来よりも増大するので、従来のラジエータよりも大幅に熱交換率を向上させることができる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本のチューブを所定間隔置きに並列状態で配設し、該チューブ相互間にフィンを積層状態で介在させ、前記チューブの内部を流れる冷媒と前記フィンを通過する空気との間で熱交換を行うようにした車両用熱交換器において、
前記フィンは、前記チューブに接触する接触部と、該相互の接触部の間で積層される各プレート部とを備え、各プレート部に弾性変形部を設け、各弾性変形部同士を連結する連結部材を前記チューブの長手方向に沿って設け、該連結部材を伸縮自在に熱変形する部材から構成したことを特徴とする車両用熱交換器。
【請求項２】
前記プレート部の前記弾性変形部を蛇腹形状としたことを特徴とする請求項１に記載の車両用熱交換器。
【請求項３】
前記連結部材を蛇腹形状としたことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用熱交換器。
【請求項４】
前記チューブの端部側の前記フィンの前記プレート部を非変形部材で構成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車両用熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用熱交換器、特にコルゲートフィンを備えた車両用熱交換器の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車両の前方には、エンジンからの冷却水を冷却するラジエータやコンデンサー等の車両用熱交換器が配設されている。
従来の車両用熱交換器であるラジエータ５０を図３及び図４に基いて説明する。
ラジエータ５０は、図３に示すように、横方向に所定間隔置きに複数並設される縦長のチューブ２と、各チューブ２に接触すると共に各チューブ２間に各チューブ２の長手方向に積層状態で介在されるフィン５１と、各チューブ２の上部及び下部のそれぞれに配設され、各チューブ２に連通すると共に冷却水を一時的に貯留するアッパタンク１０及びロアタンク１１とから構成されており、各フィン５１間を通過する空気と各チューブ２内を流れる冷媒との間で熱交換を行っている。
ここで、従来のラジエータ５０では、図３のＡ部を拡大して示す図４に示すように、隣接するチューブ２、２間に各フィン５１が所定のピッチＰで接触すると共に各チューブ２の長手方向に複数積層されている。
【０００３】
また、各フィン間を通過する空気とチューブ内の冷媒との間の熱交換率を向上させる従来技術として特許文献１には、冷媒通路とフィンとを交互に複数列積層して配置し、フィンを通過する空気と冷媒通路内を流れる冷媒との間で熱交換を行うようにした車両用熱交換器において、フィンの空気流入側端縁部に気流撹乱部を設けることにより、各フィン間に流入した空気を、気流撹乱部に衝突させて撹乱流が形成させて、熱交換率を向上させることが開示されている。
【０００４】
また、特許文献２及び特許文献３には、ラジエータの後方に形状記憶合金からなるプレート等を配置することにより、設定温度以上になればプレートが湾曲状となりラジエータ内への空気の流入量を増加させ、設定温度以下になればプレートが平面状になりラジエータ内への空気の流入量を低減させて、効率良く熱交換を行うようにすることが開示されている。
【０００５】
【特許文献１】実開平３−１２４１７５号公報
【特許文献２】実開昭６２−１４５８２１号公報
【特許文献３】実開平１−９７０３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の発明では、フィンの空気流入側端縁部に設けた気流撹乱部により、ラジエータの各フィン間に流入した空気を、多様な方向に分岐させて、撹乱流を形成しフィンによる吸熱性を向上させているが、ラジエータへの空気の流入量が少ない（流速が遅い）部位の熱交換率について考慮しておらず改善する余地がある。つまり、ラジエータの前方にはバンパ等が配置されており、バンパのグリル穴の位置によって、ラジエータを通過する空気の流速が部分的に大きく異なるため、空気の流速の遅い部分は、熱交換にはほとんど寄与しておらず、熱交換器の性能が十分に発揮されていない。
【０００７】
そこで、ラジエータの製造段階で、空気の流速の速い部位はフィンピッチを小さくし、空気の流速の遅い部位はフィンピッチを大きくして構成すれば、熱交換率を向上させることが可能であるが、この場合、条件が制約を受けることになり、例えば、アイドリング時、高速走行時、登坂走行時等の多様な条件において効率のよい熱交換をすることができない。
【０００８】
また、特許文献２及び特許文献３の発明では、ラジエータの後方に形状記憶合金からなるプレート等を配置して、熱交換率を向上させようとしているが、ラジエータへの空気流入量を考慮していないため、空気流入量の少ない部位では熱交換率を向上させることができない。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、熱交換率を向上させる車両用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】
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明は、複数本のチューブを所定間隔置きに並列状態で配設し、該チューブ相互間にフィンを積層状態で介在させ、前記チューブの内部を流れる冷媒と前記フィンを通過する空気との間で熱交換を行うようにした車両用熱交換器において、前記フィンは、前記チューブに接触する接触部と、該相互の接触部の間で積層される各プレート部とを備え、各プレート部に弾性変形部を設け、各弾性変形部同士を連結する連結部材を前記チューブの長手方向に沿って設け、該連結部材を伸縮自在に熱変形する部材から構成したことを特徴とするものである。
このように構成することにより、走行状態に合わせてフィンピッチを変化させて、走行風が多く当る箇所にフィンを集め、走行風に当るフィンの表面積を増大させる。
【００１１】
請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した発明において、前記プレート部の前記弾性変形部を蛇腹形状としたことを特徴とするものである。
このように構成することにより、フィン全体の表面積がさらに増大される。
【００１２】
請求項３に記載した発明は、請求項１または２に記載した発明において、前記連結部材を蛇腹形状としたことを特徴とするものである。
このように構成することにより、蛇腹形状により変形量を大きくすることができるので、フィンピッチの可変量をさらに増大させる。
【００１３】
請求項４に記載した発明は、請求項１〜３のいずれかに記載した発明において、前記チューブの端部側の前記フィンの前記プレート部を非変形部材で構成したことを特徴とするものである。
このように構成することにより、連結部材が伸縮してもチューブの端部側に配置したフィンが変形して、アッパタンクまたはロアタンクに接触することがない。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、各フィンは、各チューブに接触する接触部と、相互の接触部の間で積層されるプレート部とを備え、このプレート部に弾性変形部を設けると共に、これら弾性変形部同士を連結する連結部材をチューブの長手方向に沿って設け、この連結部材を伸縮自在に熱変形する部材からなる構成にしたので、積層される各プレートの間が温度変化によって伸縮する連結部材によって密または疎になり、様々な走行状態に合わせてフィンピッチを自動的に調整できると共に、走行風の流速が速い部分の各プレートの間を密にして、走行風に当る部位のフィンの表面積を増大させ、熱交換率を向上させることができる。
また、各プレート部の弾性変形部と連結部材を蛇腹形状とすることにより各プレートの変形量を大きくして、走行風が当る部位のフィンのプレート部の表面積を増大させて熱交換率をさらに向上させることができる。
さらに、各チューブ間の端部側に配置したプレート部を非変形部材で構成することにより、フィンが変形してもプレート部はアッパタンクまたはロアタンクに接触しないので、フィンの劣化を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図１及び図２に基いて、図３も参照しながら詳細に説明する。従来例と同一部材及び相当する部品は、同一の符号を使用して説明する。
本発明の実施の形態に係る車両用熱交換器（以下ラジエータという）１の構成については、図３に示す従来のラジエータ５０と同一のためここでの説明を省略する。
本発明の実施の形態に係るラジエータ１には、図１に示すように、各チューブ２間に、フィン３が各チューブ２の長手方向に複数積層されるように介在しており、このフィン３は、チューブ２に接触する接触部４と、左右の接触部４間を延在するプレート部５とを設けた弾性変形する金属から構成されている。
【００１６】
各プレート部５には、その中央付近に弾性変形部６が所定範囲設けられており、この弾性変形部６は弾性変形可能となるように蛇腹形状に形成されている。また、複数積層される各フィン３のプレート部５中央の弾性変形部６には、チューブ２の長手方向に沿って延在する連結部材７が図示しない接続手段で接続され、各弾性変形部６のそれぞれが連結部材７によって連結されている。この連結部材７は、伸縮自在に熱変形する形状記憶合金等からなる部材で構成されており、蛇腹形状に形成されている。また、接続手段は、連結部材７が温度変化によって伸縮する際、連結部材７の伸縮に伴ってフィン３の弾性変形部６が追従できるように接続されるものである。
【００１７】
また、図１及び図２に示すように、チューブ２のアッパタンク１０（図３参照）側の端部に配置したフィン３のプレート部５ａは、非変形部材で形成され、連結部材７が伸縮した場合でも変形しないように構成されている。なお、チューブ２のロアタンク１１（図３参照）側の端部に配置したフィン３のプレート部も非変形部材で形成されている。
【００１８】
次に、本発明の実施の形態に係るラジエータ１の作用を図２に基いて説明する。
ラジエータ１内への空気の通過流速が速く温度が低い部位（図１のＢ部）は、図２に示すように、連結部材７が矢印Ｃの方向に収縮することにより、連結部材７で連結されている各フィン３のプレート部５の弾性変形部６がＢ部に集まると共に、Ｂ部の各プレート部５の間の間隔が密になり、走行風に当る各フィン３の表面積が増え、熱交換量が増大されれる。
一方、ラジエータ１内への空気の通過流速が遅く温度が高い部位（図２のＢ部以外）は、収縮する連結部材７により引張られることにより、各フィン３のプレート部５の間の間隔が疎になり、通気抵抗が減ると共に、図示しないファンの吸出し効果も加わって、従来よりも熱交換量が増大される。
さらに、アイドリング時等、ラジエータ１内への空気の通過流速をファンに一存する場合には、フィン３ピッチが自動的に一定となり、部分的な熱交換量の差が無くなる。
【００１９】
以上説明したように、本発明の実施の形態に係るラジエータ１によれば、積層するフィン３の各プレート部５に蛇腹形状からなる弾性変形部６を設け、各プレート部５の弾性変形部６を、伸縮自在に熱変形する部材からなる連結部材７で連結してチューブ２の長手方向に沿って設けたので、ラジエータ１内への空気の通過流速が速く温度の低い部位は、連結部材７が収縮することにより、各フィン３のプレート部５の間の間隔が密になり熱交換量が増大すると共に、ラジエータ１内への空気の通過流速が遅く温度の高い部位は、収縮する連結部材７により引張られることにより、各フィン３のプレート部５の間の間隔が疎になり、通気抵抗が減少し、ファンの吸出し効果も加わって熱交換量が従来よりも増大するので、従来のラジエータ５０よりも各フィン３間を通過する空気と各チューブ２内を流れる冷媒との間の熱交換率を大幅に向上させることができる。
【００２０】
以上の実施の形態では、弾性変形部６を有するプレート部５と、各プレート部５を連結する連結部材７とを設ける範囲は特に限定されず、ラジエータ１の全面に設けても良いし、一部でもよい。また、弾性変形部６を有するプレート部５を所定の間隔を置いて設ける構成、すなわち弾性変形部６を有するプレート部５の間に弾性変形部６を有していないプレート部５を介在させる構成でもよい。特に、走行風が効率よく当る箇所に、弾性変形部６を有するプレート部５を設けるのが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る車両用熱交換器であるラジエータの構成であるフィンの積層状態を示す図である。
【図２】図２は、フィンが変形した状態を示す図である。
【図３】図３は、一般的なラジエータの構成を示す図である。
【図４】図４は、図３のＡ部の拡大図である。
【符号の説明】
【００２２】
１          ラジエータ
２          チューブ
３          フィン
４          接触部
５          プレート部
６          弾性変形部
７          連結部材
【図１】
2005221093.tif 000003
【図２】
2005221093.tif 000004
【図３】
2005221093.tif 000005
【図４】
2005221093.tif 000006