(57)【要約】【課題】熱交換器を空調装置のケーシング内に挿入したときに、熱交換器のコアにシール部材が圧接してフィンが潰れてしまうことを防止して冷暖房性能を確保する。【解決手段】熱交換器１のチューブ２及びフィン３の並び方向の一端側で且つ第１及び第２ヘッダタンク６，７間に、コア４のチューブ２長手方向に延び且つコア２の空気流れ方向の上流側及び下流側に延出してコア４の外端壁部を保護する側壁部１１と、側壁部１１のコア４の空気流れ方向の両端からそれぞれ突出してチューブ２及びフィン３の並び方向に延びる圧接部１２，１２とを備えた保護部材１０を設け、圧接部１２の外側面にシール部材１３を貼着させる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のチューブ及びフィンを交互に並べてなるコアと、該コアのチューブ長手方向両端部に設けられた一対のヘッダタンクとを有する熱交換器本体を備えた熱交換器であって、
前記熱交換器本体の前記チューブ及びフィンの並び方向の一端側で且つ前記一対のヘッダタンク間には、前記コアの外端部を保護する保護部材が設けられ、
前記保護部材は、前記コアのチューブ長手方向に延び且つ該コアの空気流れ方向の上流側及び下流側に延出して該コアの外端壁部を保護する側壁部と、該側壁部の該コアの空気流れ方向の両端からそれぞれ突出して該チューブ及びフィンの並び方向に延びる圧接部とを備え、
前記圧接部の外側面には、シール部材が設けられていることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
請求項１において、
前記圧接部は、前記チューブ及びフィンの並び方向の前記コア側に向かって延びていることを特徴とする熱交換器。
【請求項３】
請求項１において、
前記圧接部は、前記チューブ及びフィンの並び方向の前記コアと反対側に向かって延びていることを特徴とする熱交換器。
【請求項４】
請求項１乃至３のうち何れか１項において、
前記一対のヘッダタンクにおける前記コアの空気流れ方向の外側面と前記圧接部の外側面とが略同一面上に位置付けられていることを特徴とする熱交換器。
【請求項５】
請求項１乃至４のうち何れか１項に記載の熱交換器を収容するケーシングを備えた車両用空調装置であって、
前記熱交換器は、前記ケーシングのケーシング開口から挿入され、該ケーシング開口の内周縁に前記シール部材を圧接させた状態で該ケーシング内に収容されていることを特徴とする車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器及び車両用空調装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば、特許文献１に開示されているように、車両用空調装置に用いられる熱交換器として、多数の扁平状チューブ及びフィンを交互に並べて配置されたコアと、これらチューブの両端部に該チューブに連通する一対のヘッダタンクとが配設されてなるものが知られている。
【０００３】
この熱交換器は、車両用空調装置のケーシング開口からケーシング内に挿入され、熱交換器のケーシングへの挿入方向の手前側に貼着されたシール部材により、ケーシング開口と熱交換器との隙間が密閉されるようになっている。
【特許文献１】特開２００５−２０７６１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の熱交換器では、ケーシングへの挿入方向の手前側に貼着されたシール部材により、その位置にあるフィンがケーシング開口への挿入時に押圧されて潰れてしまい、冷暖房性能が低下してしまうという問題があった。
【０００５】
また、ヘッダタンクとコアとの厚みが異なっていることから、両部材の接続部分には段差が生じており、シール部材を熱交換器の外周面に貼着した場合に、この段差部分の隅部にシール部材を密着させることが困難である。そのため、隅部とシール部材との間に隙間ができてシール性が悪くなるおそれがあった。
【０００６】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、熱交換器を空調装置のケーシング内に挿入したときに、熱交換器のコアにシール部材が圧接してフィンが潰れてしまうことを防止して冷暖房性能を確保することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した目的を達成するため、本発明は、熱交換器のケーシングへの挿入方向の手前側にコアを保護する保護部材を設け、この保護部材とシール部材とを圧接させて密閉性を確保するようにした。
【０００８】
具体的に、本発明は、複数のチューブ及びフィンを交互に並べてなるコアと、該コアのチューブ長手方向両端部に設けられた一対のヘッダタンクとを有する熱交換器本体を備えた熱交換器を対象とし、次のような解決手段を講じた。
【０００９】
すなわち、請求項１の発明は、前記熱交換器本体の前記チューブ及びフィンの並び方向の一端側で且つ前記一対のヘッダタンク間には、前記コアの外端部を保護する保護部材が設けられ、
前記保護部材は、前記コアのチューブ長手方向に延び且つ該コアの空気流れ方向の上流側及び下流側に延出して該コアの外端壁部を保護する側壁部と、該側壁部の該コアの空気流れ方向の両端からそれぞれ突出して該チューブ及びフィンの並び方向に延びる圧接部とを備え、
前記圧接部の外側面には、シール部材が設けられていることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１において、
前記圧接部は、前記チューブ及びフィンの並び方向の前記コア側に向かって延びていることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１において、
前記圧接部は、前記チューブ及びフィンの並び方向の前記コアと反対側に向かって延びていることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１乃至３のうち何れか１項において、
前記一対のヘッダタンクにおける前記コアの空気流れ方向の外側面と前記圧接部の外側面とが略同一面上に位置付けられていることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明は、請求項１乃至４のうち何れか１項に記載の熱交換器を収容するケーシングを備えた車両用空調装置を対象とし、次のような解決手段を講じた。
【００１４】
すなわち、請求項５の発明は、前記熱交換器は、前記ケーシングのケーシング開口から挿入され、該ケーシング開口の内周縁に前記シール部材を圧接させた状態で該ケーシング内に収容されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に係る発明によれば、熱交換器本体のチューブ及びフィンの並び方向の一端側で且つ一対のヘッダタンク間に保護部材を設けてコアの外端部を保護しつつ、保護部材の圧接部の外側面にシール部材を設けるようにしたから、熱交換器本体を空調装置のケーシングに組み付ける際にシール部材によってフィンが押し潰されてしまうことを防止でき、熱交換器の冷暖房性能が低くなることを防止することができる。
【００１６】
請求項２に係る発明によれば、保護部材の圧接部をチューブ及びフィンの並び方向のコア側に向かって延ばすようにしたから、コアの空気流れ方向の外側面を圧接部で保護しつつ、熱交換器本体を空調装置のケーシングに組み付ける際にシール部材によってフィンが押し潰されてしまうことを防止でき、熱交換器の冷暖房性能が低くなることを防止することができる。また、保護部材で囲われたフィンにも空気が流れ込むため、冷暖房性能を十分に確保する上で有利となる。
【００１７】
請求項３に係る発明によれば、保護部材の圧接部をチューブ及びフィンの並び方向のコアと反対側に向かって延ばすようにしたから、熱交換器本体を空調装置のケーシングに組み付ける際にシール部材によってフィンが押し潰されてしまうことを防止でき、熱交換器の冷暖房性能が低くなることを防止することができる。また、圧接部がコアとオーバーラップしていないため、コアに対してスムーズに空気を流通させることができる。
【００１８】
請求項４に係る発明によれば、一対のヘッダタンクにおけるコアの空気流れ方向の外側面と圧接部の外側面とを略同一面上に位置付けるようにしたから、熱交換器のシール面を略矩形状とすることができ、形状を単純化してシール性を向上させることができる。すなわち、従来の熱交換器では、ヘッダタンクとコアとの厚みが異なっていることから、両部材の接続部分には段差が生じており、シール部材を熱交換器の外周面に貼着した場合に、この段差部分の隅部にシール部材を密着させることが困難である。このため、隅部とシール部材との間に隙間ができてシール性が悪くなるおそれがあった。しかしながら、本発明では、この段差を解消した略矩形状としたためシール面の形状を単純化してシール性を向上させることができる。
【００１９】
請求項５に係る発明によれば、熱交換器を車両用空調装置のケーシングに組み付ける際に、シール部材によってフィンが押し潰されてしまうことを防止できる。さらに、ケーシング開口の内周縁とシール部材とを圧接させることでシール性を確保でき、冷暖房性能に優れた車両用空調装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００２１】
図１は本発明の実施形態に係る熱交換器１の構成を示す正面図、図２は車両に搭載される車両用空調装置３０のケーシング３１内に熱交換器１を収容する状態を示す斜視図である。なお、この熱交換器１は、具体的には、空気加熱用のヒータコアや空気冷却用のエバポレータとして用いられる。
【００２２】
前記熱交換器１は、複数のチューブ２及びフィン３を交互に並べてなるコア４と、該コア４のチューブ２長手方向両端部にそれぞれ設けられた第１ヘッダタンク６及び第２ヘッダタンク７とを備えている。この熱交換器１は熱交換器本体を構成している。前記車両用空調装置３０の送風機（図示せず）から送られてきた空気は前記コア４を通過するようになっており、この空気の流れ方向とチューブ２の並ぶ方向とは交差している。
【００２３】
前記チューブ２は、アルミニウム合金製の板材をロール成形法によって空気の流れ方向に長い断面形状を有するように成形してなる偏平状チューブである。このチューブ２を構成する板材は、両面にろう材が層状に設けられたクラッド材である。
【００２４】
前記フィン３は、図１に示すように、アルミニウム合金製の板材を空気流れ方向から見て波形をなすように成形してなるコルゲートフィンであり、前記チューブ２の長手方向両端近傍に亘って延びている。このフィン３を構成する板材の厚さは、チューブ２を構成する板材よりも薄く設定されている。隣り合うチューブ２の離間距離は、フィン３の車両左右方向の寸法に対応していて、該フィン３が隣り合うチューブ２の外面にろう付けされるようになっている。
【００２５】
前記第１ヘッダタンク６は、チューブ２及びフィン３の並ぶ方向に真っ直ぐに延びる筒状に形成されており、コア４側に位置する内側プレート部材２０と、該内側プレート部材２０のコア４と反対側に位置する外側プレート部材２１と、両端の開口を閉塞する閉塞部材２２とが組み合わされて構成されている。これら内側プレート部材２０及び外側プレート部材２１は、アルミニウム合金製の板材の両面にろう材が設けられたクラッド材をプレス成形してなるものである。
【００２６】
前記内側プレート部材２０は、チューブ２及びフィン３の並ぶ方向に見てコア４の外方へ開放する略コ字状断面を有するように形成されている。この内側プレート部材２０には、コア４のチューブ２の間隔に対応した部位にスリット状のチューブ挿入孔（図示せず）が形成されており、各チューブ２は、対応するチューブ挿入孔にそれぞれ挿入された状態で、該チューブ挿入孔の周縁部にろう付けされて保持されるようになっている。
【００２７】
前記外側プレート部材２１は、チューブ２及びフィン３の並ぶ方向に見てコア４側へ開放し且つ前記内側プレート部材２０に外嵌合する略コ字状断面を有するように形成されている。この外側プレート部材２１と内側プレート部材２０との接触部分がろう付けされるようになっている。また、閉塞部材２２は、内側プレート部材２０及び外側プレート部材２１にろう付けされるようになっている。なお、第２ヘッダタンク７も第１ヘッダタンク６と同様に内側プレート部材２０と、外側プレート部材２１と、閉塞部材２２とが組み合わされてなるものである。
【００２８】
前記第１ヘッダタンク６には、熱交換媒体を流入させるための流入管２４が接続され、第２ヘッダタンク７には、熱交換媒体を流出させるための流出管２５が接続されている。従って、流入管２４から第１ヘッダタンク６に流入した熱交換媒体は、各チューブ２に分配されて該チューブ２内を流れ、このときに熱交換媒体が外部空気と熱交換する。チューブ２内を流れた熱交換媒体は、第２ヘッダタンク７に合流して流出管２５から外部に流出する。
【００２９】
前記熱交換器１のチューブ２及びフィン３の並び方向の一端側で且つ第１及び第２ヘッダタンク６，７間には、コア４の外端部を保護する保護部材１０が設けられている。この保護部材１０は、コア４のチューブ２長手方向に延び且つコア４の空気流れ方向の上流側及び下流側（図３では上下方向）に延出して該コア４の外端壁部を保護する側壁部１１と、該側壁部１１のコア４の空気流れ方向の両端からそれぞれ突出してチューブ２及びフィン３の並び方向に延びる圧接部１２，１２とを備えている。具体的に、圧接部１２は、チューブ２及びフィン３の並び方向のコア４側に向かって延びており、図３に示すように、保護部材１０が断面逆コ字状に形成されている。
【００３０】
そして、第１及び第２ヘッダタンク６，７におけるコア４の空気流れ方向の外側面と圧接部１２の外側面とが略同一面上に位置付けられている。そして、熱交換器１の第１及び第２ヘッダタンク６，７のタンク外周面及び圧接部１２の外側面に沿ってシール部材１３が貼着されている。
【００３１】
このように構成された熱交換器１は、図２に示すように、車両用空調装置３０のケーシング３１のケーシング開口３２から挿入され、ケーシング開口３２の内周縁に熱交換器１の保護部材１０を含む外周面に貼着されたシール部材１３を圧接させた状態で、ケーシング３１内に収容される。
【００３２】
以上説明したように、本実施形態に係る熱交換器１によれば、熱交換器１のチューブ２及びフィン３の並び方向の一端側に保護部材１０を設けてコア４の外端部を保護しつつ、保護部材１０の圧接部１２の外側面にシール部材１３を貼着するようにしたから、熱交換器１を車両用空調装置３０のケーシング３１に組み付ける際にシール部材１３によってフィン３が押し潰されてしまうことを防止でき、熱交換器１の冷暖房性能が低くなることを防止することができる。
【００３３】
また、第１及び第２ヘッダタンク６，７におけるコア４の空気流れ方向の外側面と圧接部１２の外側面とを略同一面上に位置付けるようにしたから、熱交換器１のシール面を略矩形状とすることができ、形状を単純化してシール性を向上させることができる。すなわち、従来の熱交換器では、第１及び第２ヘッダタンク６，７とコア４との厚みが異なっていることから、両部材の接続部分には段差が生じており、シール部材１３を熱交換器１の外周面に貼着した場合に、この段差部分の隅部にシール部材１３を密着させることが困難である。このため、隅部とシール部材１３との間に隙間ができてシール性が悪くなるおそれがあった。しかしながら、本発明では、この段差を解消した略矩形状としたためシール面の形状を単純化してシール性を向上させることができる。
【００３４】
また、保護部材１０の圧接部１２をチューブ２及びフィン３の並び方向のコア４側に向かって延ばすようにしたから、コア４の空気流れ方向の外側面を圧接部１２で保護しつつ、保護部材１０で囲われたフィン３にも空気が流れ込むため、冷暖房性能を十分に確保する上で有利となる。
【００３５】
＜変形例＞
図４は、本発明の変形例に係る熱交換器１の構成を示す断面図である。前記実施形態との違いは、保護部材１５の圧接部１７の突出方向が異なる点であるため、以下、実施形態と同じ部分については同じ符号を付し、相違点についてのみ説明する。
【００３６】
図４に示すように、この熱交換器１のチューブ２及びフィン３の並び方向の一端側に設けられた保護部材１５は、コア４のチューブ２長手方向に延び且つコア４の空気流れ方向の上流側及び下流側（図４では上下方向）に延出してコア４の外端壁部を保護する側壁部１６と、側壁部１６のコア４の空気流れ方向の両端からチューブ２及びフィン３の並び方向に延びる圧接部１７，１７とを備えている。具体的に、圧接部１７は、チューブ２及びフィン３の並び方向のコア４と反対側に向かって延びており、図４に示すように、保護部材１５が断面コ字状に形成されている。
【００３７】
そして、第１及び第２ヘッダタンク６，７におけるコア４の空気流れ方向の外側面と圧接部１７の外側面とが略同一面上に位置付けられている。そして、熱交換器１の第１及び第２ヘッダタンク６，７のタンク外周面及び圧接部１７の外側面に沿ってシール部材１３が貼着されている。
【００３８】
以上説明したように、本変形例に係る熱交換器１によれば、保護部材１５の圧接部１７をチューブ２及びフィン３の並び方向のコア４と反対側に向かって延ばすようにしたから、圧接部１７がコア４とオーバーラップしていないため、コア４に対してスムーズに空気を流通させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
以上説明したように、本発明は、熱交換器を空調装置のケーシング内に挿入したときに、熱交換器のコアにシール部材が圧接してフィンが潰れてしまうことを防止して冷暖房性能を確保することができるという実用性の高い効果が得られることから、きわめて有用で産業上の利用可能性は高い。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施形態に係る熱交換器の構成を示す正面図である。
【図２】車両用空調装置のケーシング内に熱交換器を収容する状態を示す斜視図である。
【図３】熱交換器をケーシングに収容した状態を示す断面図である。
【図４】本発明の変形例に係る熱交換器の図３相当図である。
【符号の説明】
【００４１】
１    熱交換器（熱交換器本体）
２    チューブ
３    フィン
４    コア
６    第１ヘッダタンク
７    第２ヘッダタンク
１０    保護部材
１１    側壁部
１２    圧接部
１３    シール部材
１５    保護部材
１６    側壁部
１７    圧接部
３０    車両用空調装置
３１    ケーシング
３２    ケーシング開口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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