(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気と熱交換を行うチューブ（１１ａ）とフィン（１１ｂ）とから構成されるコア部（１１’）を有する第１熱交換器（１１）と、
前記第１熱交換器（１１）より空気流れ下流側に配設されて、空気との熱交換を行うチューブ（１２ａ）とフィン（１２ｂ）とから構成されるコア部（１２’）を有する第２熱交換器（１２）とを備え、
前記第１熱交換器（１１）の前記コア部（１１’）の下側、および前記第２熱交換器（１２）の前記コア部（１２’）の下側にサイドプレート（１１ｄ、１２ｄ）を配置し、
前記サイドプレート（１１ｄ、１２ｄ）に前記コア部（１１’、１２’）の前記フィン（１１ｂ、１２ｂ）との接合面を構成する上面壁部（１１ｅ，１２ｅ）を設けるとともに、
前記サイドプレート（１１ｄ、１２ｄ）に、前記第１熱交換器（１１）と前記第２熱交換器（１２）との間で、前記上面壁部（１１ｅ，１２ｅ）よりも所定寸法だけ低い部位に位置する下面壁部（１１ｈ）を設け、
前記下面壁部（１１ｈ）により、前記第１熱交換器（１１）と前記第２熱交換器（１２）との間のコア下方部位に位置する異物蓄積部（１５）を構成することを特徴とする複式熱交換器。
【請求項２】
前記下面壁部（１１ｈ）の上流側端部と前記第１熱交換器（１１）側の前記上面壁部（１１ｅ）との間および前記下面壁部（１１ｈ）の下流側端部と前記第２熱交換器（１２）側の前記上面壁部（１２ｅ）との間でそれぞれ上下方向に延びる縦壁部（１１ｇ、１２ｆ）を設け、
前記下面壁部（１１ｈ）と、前記第１熱交換器（１１）側の前記縦壁部（１１ｇ）と、前記第２熱交換器（１２）側の前記縦壁部（１２ｆ）とにより前記異物蓄積部（１５）を上方が開口した略コ字状に構成することを特徴とする請求項１に記載の複式熱交換器。
【請求項３】
前記第１熱交換器（１１）側の前記サイドプレート（１１ｄ）と、前記第２熱交換器（１２）側の前記サイドプレート（１２ｄ）がそれぞれ別体で構成され、
前記下面壁部（１１ｈ）が前記両サイドプレート（１１ｄ、１２ｄ）のいずれか一方に一体成形されていることを特徴とする請求項１または２に記載の複式熱交換器。
【請求項４】
前記第１熱交換器（１１）側の前記サイドプレート（１１ｄ）と、前記第２熱交換器（１２）側の前記サイドプレート（１２ｄ）とを一体に連結するブラケット（１６）を備えることを特徴とする請求項３に記載の複式熱交換器。
【請求項５】
前記第１熱交換器（１１）は車両空調用冷凍サイクルの凝縮器であり、前記第２熱交換器（１２）は車両エンジンのラジエータであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の複式熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数個の熱交換器を一体に構成する複式熱交換器に関するもので、車両用空調装置の凝縮器と、エンジン冷却水を冷却するラジエータとが一体となった車両用複式熱交換器に適用して有効なものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、車両搭載スペースを縮小して車両搭載性の向上を図る等を目的として、この種の車両用複式熱交換器が種々提案されている（例えば、特開平１１−３１１４９６号公報等）。
【０００３】
この種の車両用複式熱交換器によると、凝縮器とラジエータとを別々にして車両に搭載する場合に比して、凝縮器とラジエータとを一体化することにより、凝縮器とラジエータとの間隔を狭めて、凝縮器とラジエータの両者の全体の車両搭載スペースを縮小できる。
【０００４】
ここで、凝縮器の冷媒温度（冷凍サイクルの高圧側冷媒温度）に比してラジエータのエンジン冷却水温度の方がはるかに高いので、冷却ファンにより送風される冷却空気（外気）の流れの上流側に凝縮器を配置し、下流側にラジエータを配置している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、凝縮器とラジエータが空気流れ方向に直列配置されているので、空気流れが凝縮器を通過した後に、空気流れ中の塵埃等の異物がラジエータのコア部のチューブやフィンに衝突する等の理由により下方へ落下するという現象が発生する。このような異物落下が生じると、凝縮器およびラジエータのサイドプレート上に異物が蓄積して凝縮器およびラジエータのコア部のチューブやフィンに接触し、チューブやフィンの腐食を促進させる。コア部のチューブやフィンは、非常に薄肉の部材であるので、この異物の蓄積による腐食の促進は熱交換器の寿命低下に大きな影響を及ぼす。
【０００６】
そこで、本発明は上記点に鑑みて、複式熱交換器において、塵埃等の異物の蓄積によるコア部の寿命低下を抑制することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、空気と熱交換を行うチューブ（１１ａ）とフィン（１１ｂ）とから構成されるコア部（１１’）を有する第１熱交換器（１１）と、第１熱交換器（１１）より空気流れ下流側に配設されて、空気との熱交換を行うチューブ（１２ａ）とフィン（１２ｂ）とから構成されるコア部（１２’）を有する第２熱交換器（１２）とを備え、
第１熱交換器（１１）のコア部（１１’）の下側、および第２熱交換器（１２）のコア部（１２’）の下側にサイドプレート（１１ｄ、１２ｄ）を配置し、サイドプレート（１１ｄ、１２ｄ）にコア部（１１’、１２’）のフィン（１１ｂ、１２ｂ）との接合面を構成する上面壁部（１１ｅ，１２ｅ）を設けるとともに、サイドプレート（１１ｄ、１２ｄ）に、上面壁部（１１ｅ，１２ｅ）よりも所定寸法だけ低い部位に位置する下面壁部（１１ｈ）を設け、
下面壁部（１１ｈ）により、第１熱交換器（１１）と第２熱交換器（１２）との間のコア下方部位に位置する異物蓄積部（１５）を構成することを特徴とする。
【０００８】
これによると、異物蓄積部（１５）を下面壁部（１１ｈ）によりフィン接合面を構成する上面壁部（１１ｅ，１２ｅ）よりも十分低い位置に設定できる。そのため、第１、第２熱交換器（１１、１２）の間で塵埃等の異物が下方へ落下して下面壁部（１１ｈ）上に蓄積しても、この蓄積異物がコア部（１１’、１２’）のフィン（１１ｂ、１２ｂ）やチューブ（１１ａ，１２ａ）に接触することを回避できる。その結果、塵埃等の異物の蓄積によるチューブやフィンの腐食を防止して、複式熱交換器の寿命を確保できる。
【０００９】
しかも、異物蓄積部（１５）を構成するサイドプレート（１１ｄ、１２ｄ）の下面壁部（１１ｈ）によって、第１、第２熱交換器（１１、１２）の間の下方部を閉じることができるため、後述するように図１の矢印Ｂによる高温熱風の回り込みや図１の矢印Ｃによる第１熱交換器（１１）のバイパス空気流れを防止できる。そのため、これらの高温熱風の回り込みやバイパス空気流れによる第１、第２熱交換器（１１、１２）の性能低下を防止できる。
【００１０】
請求項２に記載の発明のように、請求項１において、下面壁部（１１ｈ）の上流側端部と第１熱交換器（１１）側の上面壁部（１１ｅ）との間および下面壁部（１１ｈ）の下流側端部と第２熱交換器（１２）側の上面壁部（１２ｅ）との間でそれぞれ上下方向に延びる縦壁部（１１ｇ、１２ｆ）を設け、
下面壁部（１１ｈ）と、第１熱交換器（１１）側の縦壁部（１１ｇ）と、第２熱交換器（１２）側の縦壁部（１２ｆ）とにより異物蓄積部（１５）を上方が開口した略コ字状に構成してもよい。
【００１１】
このように上方が開口した略コ字状の異物蓄積部（１５）をサイドプレート（１１ｄ、１２ｄ）に構成することにより、請求項１の作用効果を有効に発揮できる。
【００１２】
請求項３に記載の発明のように、請求項１または２において、第１熱交換器（１１）側のサイドプレート（１１ｄ）と、第２熱交換器（１２）側のサイドプレート（１２ｄ）がそれぞれ別体で構成され、下面壁部（１１ｈ）を両サイドプレート（１１ｄ）のいずれか一方に一体成形するようにしてよい。
【００１３】
請求項４に記載の発明のように、請求項３において、第１熱交換器（１１）側のサイドプレート（１１ｄ）と、第２熱交換器（１２）側のサイドプレート（１２ｄ）とを一体に連結するブラケット（１６）を備えれば、このブラケット（１６）を介して第１、第２熱交換器（１１、１２）の一体化（モジュール化）を行うことができる。
【００１４】
請求項５に記載の発明のように、請求項１ないし４のいずれか１つにおいて、第１熱交換器（１１）は具体的には車両空調用冷凍サイクルの凝縮器であり、第２熱交換器（１２）は具体的には車両エンジンのラジエータである。
【００１５】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下本発明の一実施形態を図１に基づいて説明する。図１は本実施形態による車両用複式熱交換器１０の要部を示すものであり、本実施形態の複式熱交換器１０は、車両用空調装置の冷凍サイクルの高圧冷媒を冷却する凝縮器１１と、車両エンジンの冷却水を冷却するラジエータ１２とを一体に構成したものである。
【００１７】
車両用空調装置の冷凍サイクルの高圧冷媒の温度は、通常、エンジン冷却水の温度より低いので、複式熱交換器１０において凝縮器１１がラジエータ１２に対し空気流れＡ方向の上流側に位置するように配置される。凝縮器１１が本発明の第１熱交換器を構成し、ラジエータ１２が本発明の第２熱交換器を構成する。
【００１８】
車両走行風を利用して凝縮器１１およびラジエータ１２を冷却できるようにするために、複式熱交換器１０は車両のエンジンルーム前方側（フロントグリル側）に搭載される。ラジエータ１２の下流側には電動モータ（図示せず）により駆動される軸流式の電動冷却ファン１３が配置される。
【００１９】
凝縮器１１およびラジエータ１２は、基本的には同一構成であり、水平方向に延びる断面偏平状のチューブ１１ａ、１２ａと波形状（コルゲート状）に成形されたフィン１１ｂ、１２ｂとを交互に上下方向に多数積層して熱交換用コア部１１’、１２’を構成している。各フィン１１ｂ、１２ｂには周知のルーバ１１ｃ、１２ｃが複数個斜めに切り起こし成形されている。
【００２０】
凝縮器１１のチューブ１１ａは冷凍サイクルの高圧冷媒が流れる流体通路を構成し、ラジエータ１２のチューブ１２ａはエンジン冷却水が流れる流体通路を構成する。各チューブ１１ａ、１２ａの長手方向（図１の紙面垂直方向）の両端部には図示しないヘッダタンクが接合され、各チューブ１１ａ、１２ａに対する流体（冷媒及び冷却水）の分配あるいは集合を行うようになっている。フィン１１ｂ、１２ｂは各チューブ１１ａ、１２ａ間に配設されて流体（冷媒及び冷却水）と空気との熱交換を促進する
また、凝縮器１１およびラジエータ１２において、熱交換用コア部１１’、１２’はチューブ１１ａ、１２ａとフィン１１ｂ、１２ｂとの積層構造体により矩形状に構成され、そして、熱交換用コア部１１’、１２’の上下両端部に、チューブ１１ａ、１２ａおよびフィン１１ｂ、１２ｂに比較して十分な厚肉板材からなる補強部材としてのサイドプレート１１ｄ、１２ｄを配置して、凝縮器１１およびラジエータ１２を補強するようになっている。
【００２１】
なお、図１では下側のサイドプレート１１ｄ、１２ｄのみを図示し、上側のサイドプレート１１ｄ、１２ｄの図示を省略している。凝縮器１１およびラジエータ１２の各部材はいずれもアルミニウム合金にて形成され、一体ろう付けにより各接触部を接合するようになっている。
【００２２】
ところで、サイドプレート１１ｄ、１２ｄは熱交換用コア部１１’、１２’の幅方向（図１の紙面垂直方向）の全域にわたって延びるように配置される。換言すると、サイドプレート１１ｄ、１２ｄは各チューブ１１ａ、１２ａの長手方向の全域にわたって延びる形状になっている。そして、サイドプレート１１ｄ、１２ｄは、基本的にはコ字状（逆Ｕ状）の断面形状を有している。
【００２３】
より具体的に、下側のサイドプレート１１ｄ、１２ｄの形状について述べると、下側のサイドプレート１１ｄ、１２ｄは、最下部のフィン１１ｂ、１２ｂの接合面となる上面壁部１１ｅ、１２ｅと、この上面壁部１１ｅ、１２ｅの前後両端部から垂下する縦壁部１１ｆ、１１ｇ、１２ｆ、１２ｇとにより、下方が開口したコ字状の基本断面形状を形成している。
【００２４】
更に、凝縮器１１の下側のサイドプレート１１ｄにおいては、前後の両縦壁部１１ｆ、１１ｇのうち空気流れ下流側（ラジエータ１２側）の縦壁部１１ｇの下端部に下面壁部１１ｈを追加している。この下面壁部１１ｈは縦壁部１１ｇの下端部からラジエータ１２の下側のサイドプレート１２ｄの縦壁部１２ｆに向かって水平に突き出すものであって、この下面壁部１１ｈは上面壁部１１ｅ、１２ｅよりも所定寸法、例えば    ｍｍ程度低い部位に位置している。そして、この下面壁部１１ｈの先端部と縦壁部１２ｆとの間に３ｍｍ程度の微小隙間１４を形成している。
【００２５】
本実施形態では、凝縮器１１側の縦壁部１１ｇと下面壁部１１ｈとラジエータ１２側の縦壁部１２ｆとにより、上方が開口したコ字状（Ｕ状）の断面形状を有する異物蓄積部１５を形成している。
【００２６】
凝縮器１１およびラジエータ１２の下側のサイドプレート１１ｄ、１２ｄの両者にわたって車両ボディへの取付用のブラケット１６がボルト等の締結手段にて組み付けられる。なお、凝縮器１１およびラジエータ１２の図示しない上側のサイドプレートに対しても同様に車両ボディへの取付用のブラケットが組み付けられる。この上下両側のサイドプレート１１ｄ、１２ｄへのブラケット組み付けによって凝縮器１１およびラジエータ１２が１つの複式熱交換器１０として一体化（モジュール化）される。ブラケット１６は熱交換用コア部１１’、１２’の幅方向（下側のサイドプレート１１ｄ、１２ｄの長手方向）において複数箇所（例えば、２箇所）に配置される。
【００２７】
ブラケット１６の下方円柱部１６ａは図示しない車両ボディの固定部材に具備されているゴム等の弾性部材の嵌合穴部に嵌入され、ブラケット１６が車両ボディの固定部材により弾性的に支持されようになっている。
【００２８】
上記した微小隙間１４は、凝縮器１１およびラジエータ１２をブラケット１６を介して一体組付（モジュール組付）する際の寸法公差を吸収するとともに、異物蓄積部１５の底面部に溜まる水分を排出する役割を果たす。
【００２９】
次に、本実施形態の作用効果を説明すると、車両の停車時（エンジンのアイドル時）には走行風による冷却風量がなくなるので、電動冷却ファン１３が作動状態となり、ファン１３による冷却空気が矢印Ａのように凝縮器１１およびラジエータ１２を通過する。この場合に、走行風がないため、電動冷却ファン１３の下流側（車両後方側）に排出された高温の熱風がファン吸入側に回り込もうとする。具体的には、矢印Ｂのように凝縮器１１とラジエータ１２との間に高温の熱風が回り込もうとするが、異物蓄積部１５を構成する縦壁部１１ｇ、１２ｆおよび下面壁部１１ｈによって矢印Ｂの熱風回り込みを確実に防止できる。
【００３０】
また、車両の低速走行時は走行風が少ないので、やはり、電動冷却ファン１３を作動状態とする。この低速走行時および停車時には電動冷却ファン１３の作動による空気吸引作用のため、矢印Ｃのように凝縮器１１をバイパスしてラジエータ１２に吸い込まれる空気流を形成する場合があるが、この凝縮器バイパス空気流も、縦壁部１１ｇ、１２ｆおよび下面壁部１１ｈによって確実に防止できる。
【００３１】
従って、上記の熱風回り込みや凝縮器バイパス空気流の形成を縦壁部１１ｇ、１２ｆおよび下面壁部１１ｈによって確実に防止でき、凝縮器１１およびラジエータ１２の放熱性能を良好に確保できる。
【００３２】
また、凝縮器１１を通過した空気流中の塵埃等の異物がラジエータ１２のコア部１２’のチューブ１２ａやフィン１２ｂに衝突する等の理由により、ラジエータ１２のコア部１２’の前面側を矢印Ｄのように下方へ落下するという現象が発生する。
【００３３】
ここで、本実施形態では、凝縮器１１側のサイドプレート１１ｄのフィン接合面を構成する上面壁部１１ｅに対して所定量下方部位に下面壁部１１ｈを配置し、この面壁部１１ｈおよび縦壁部１１ｇ、１２ｆにより異物蓄積部１５を構成している。従って、異物蓄積部１５の底面部（すなわち、下面壁部１１ｈ）の高さが上面壁部（フィン接合面）１１ｅよりも所定量低くなる。従って、異物蓄積部１５の底面部に塵埃等の異物１７が落下し蓄積しても、この蓄積異物１７が短期間のうちにコア部１１’、１２’のチューブ１１ａ、１２ａやフィン１１ｂ、１２ｂ等に接触する事態が起こらない。
【００３４】
その結果、凝縮器１１およびラジエータ１２のチューブ１１ａ、１２ａやフィン１１ｂ、１２ｂ等に塵埃等の異物が接触して、チューブ１１ａ、１２ａやフィン１１ｂ、１２ｂの腐食を促進させることを防止して、熱交換器１０の耐久寿命を向上できる。
【００３５】
（他の実施形態）
なお、異物蓄積部１５の形成方法は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形可能である。
【００３６】
例えば、上述の実施形態では、ラジエータ１２側の下側のサイドプレート１２ｄに上流側の縦壁部１２ｆを形成しているが、この上流側の縦壁部１２ｆを凝縮器１１側の下側のサイドプレート１１ｄにおける下面壁部１１ｈの先端部に一体成形してもよい。
【００３７】
また、上述の実施形態では、凝縮器１１側の下側のサイドプレート１１ｄに下面壁部１１ｈを一体成形しているが、この下面壁部１１ｈをラジエータ１２側の下側のサイドプレート１２ｄにおける上流側縦壁部１２ｆの下端部に一体成形してもよい。更に、凝縮器１１側の下側のサイドプレート１１ｄにおける縦壁部１１ｆもラジエータ１２側の下側のサイドプレート１２ｄに一体成形してもよい。
【００３８】
また、上述の実施形態では、凝縮器１１側の下側のサイドプレート１１ｄとラジエータ１２側の下側のサイドプレート１２ｄとを別体にしているが、凝縮器１１側とラジエータ１２側のサイドプレート１１ｄ、１２ｄとを、異物蓄積部１５を有する一体部品で構成してもよい。
【００３９】
また、上述の実施形態では、凝縮器１１とラジエータ１２とを有する車両用複式熱交換器１０を例にとって本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々な用途の複式熱交換器に対して広く適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による車両用複式熱交換器の要部断面図である。
【符号の説明】
１１…凝縮器（第１熱交換器）、１２…ラジエータ（第１熱交換器）、
１１’、１２’…コア部、１１ａ，１２ａ…チューブ、
１１ｂ、１２ｂ…フィン、１１ｄ、１２ｄ…サイドプレート、
１１ｅ，１２ｅ…上面壁部、１１ｈ…下面壁部、１５…異物蓄積部。
【図１】
0003969123.tif 000002