JPH09138084A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ラジエータおよびコンデンサの両コア部を一
体化した熱交換器において、熱交換器の大型化を抑制し
て、両コア部間の熱伝導を有効に遮断する。 【解決手段】 両冷却フィン２２、３２を結合する複数
個の結合部４５のうち一の結合部４５と他の結合部４５
との間には、両冷却フィン２２、３２の多数個の折曲部
２２ａ、３２ａのうち複数個の折曲部２２ａ、３２ａが
形成されている。さらに、結合部４５は、両冷却フィン
２２、３２の平面部２２ｃ、３２ｃに形成されている。
これにより、両コア部間の熱伝導を有効に遮断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、相互に異種のコア
部（熱交換部）を一体化した熱交換器に関するもので、
車両の駆動源であるエンジンのラジエータと車両用空調
装置のコンデンサとの一体化に適用して有効である。

【０００２】

【従来の技術】従来は、車両完成後に車両販売店等で車
両用空調装置を車両に組付けていたが、近年、車両用空
調装置が車両に標準的装備されるようになったため、車
両組み立て工程において、車両用部品とともに車両用空
調装置も組付けるようになってきた。

【０００３】そこで、車両部品であるランジエータと車
両用空調装置部品であるコンデンサとを一体化にするこ
とにより、両者の小型化を図るとともに組付け工数の低
減を図るべく、ラジエータやコンデンサ等の異種のコア
部を一体化した熱交換器が多数提案されている。しか
し、異種のコア部を一体化したために、一体化された部
分を介して熱の移動が発生するので、熱の移動先のコア
部で熱交換効率が低下するという問題が発生していた。
（ラジエータとコンデンサとの一体化の例では、ラジエ
ータの熱がコンデンサに移動するので、コンデンサの熱
交換効率が低下する。） そこで、この熱の熱移動を遮断する手段として、特開平
３−１７７７９５号公報に記載の発明では、第１コア部
および第２コア部の冷却フィンを一体化し、その一体化
された冷却フィンの高さ方向にスリット状の切欠部を千
鳥状に設け、熱の熱伝導路を蛇行させて熱伝導路を長く
するような構成としている すなわち、熱伝導路を長くすることにより、両コア部間
を伝導する熱量を減らして、熱伝導の遮断を図ってい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記手段
は、熱伝導路を長くすることにより、両コア部間の熱伝
導の遮断を図っているので、有効に熱の遮断を行うに
は、熱伝導路を十分に長くする必要がある。しかし、熱
伝導路を長くすると熱交換器が大型化するので、上記手
段では異種のコア部一体化による小型化のメリットを享
受することができない。

【０００５】本発明は、上記点に鑑み、異種のコア部を
一体化した熱交換器において、熱交換器の大型化を抑制
して、異種のコア部間の熱伝導を有効に遮断することを
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、以下の技術的手段を用いる。請求項１に
記載の発明では、両冷却フィン（２２、３２）を結合す
る複数個の結合部（４５）のうち一の結合部（４５）と
他の結合部（４５）との間には、両冷却フィンの折曲部
部（２２ａ、３２ａ）のうち複数個の折曲部部（２２
ａ、３２ａ）が形成されていることを特徴とする。

【０００７】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の熱交換器において、結合部（４５）は、両冷却フィ
ン（２２、３２）の平面部（２２ｃ、３２ｃ）に形成さ
れていることを特徴とする。請求項３に記載の発明で
は、冷却フィン（２２、３２）の切欠部（４６）は、複
数個の折曲部（２２ａ、３２ａ）に渡って形成されてい
ることを特徴とする。

【０００８】請求項４に記載の発明では、請求項３に記
載の熱交換器において、複数本の切欠部（４６）のうち
隣合う２つの切欠部（４６）の間の結合部位（４５）
は、両冷却フィン（２２、３２）の平面部（２２ｃ、３
２ｃ）に形成されていることを特徴とする。請求項５に
記載の発明では、請求項１ないし４のいずれか１つに記
載の熱交換器を車両に適用したものであって、第１チュ
ーブ（２１）は、車両用空調装置の冷媒を凝縮するコン
デンサコア部（２）のコンデンサチューブを成し、第２
チューブ（３１）は、車両用エンジンの冷却用ラジエー
タコア部（３）のラジエータチューブを成していること
を特徴とする。

【０００９】次に、作用効果を述べる。請求項１または
２に記載の発明によれば、複数本の結合部（４５）のう
ち一の結合部（４５）と他の結合部（４５）との間に
は、両冷却フィン（２２、３２）の折曲部（２２ａ、３
２ａ）のうち複数本の折曲部（２２ａ、３２ａ）が形成
されているので、両冷却フィン（２２、３２）間を伝導
する熱の熱伝導路の断面積である複数個の結合部（４
５）の断面積の総和を小さくすることができる。したが
って、両冷却フィン（２２、３２）間の熱伝導量を小さ
くすることができるので、両冷却フィン（２２、３２）
間の熱伝導を有効に遮断することがきる。

【００１０】また、熱伝導路の断面積を小さくすること
により、両冷却フィン（２２、３２）間の熱伝導の遮断
を図っているので、熱伝導路を長くすることにより、両
冷却フィン（２２、３２）間の熱伝導の遮断を図ってい
るものに比べて、両冷却フィン（２２、３２）間の寸法
拡大を抑制することができる。したがって、熱交換器の
大型化を抑制しつつ、両冷却フィン（２２、３２）間の
熱伝導を有効に遮断することがきる。

【００１１】請求項２に記載の発明によれば、後述する
ように両冷却フィン（２２、３２）間の伝導する熱量の
うち熱伝導量が最も大きい折曲部（２２ａ、３２ａ）が
結合せず、平面部（２２ｃ、３２ｃ）に結合部（４５）
が形成されているので、熱伝導をより一層有効に遮断す
ることができる。請求項３または４に記載の発明によれ
ば、冷却フィン（２２、３２）の切欠部（４６）は、複
数の折曲部（２２ａ、３２ａ）に渡って形成されている
ので、請求項１または２に記載の発明と同様の構成とな
る。したがって、請求項１または２に記載の発明と同様
の効果を得ることがきる。

【００１２】請求項４に記載の発明では、複数本の切欠
部（４６）のうち隣合う２つの切欠部（４６）の間の結
合部位（４５）は、両冷却フィン（２２、３２）の平面
部（２２ｃ、３２ｃ）に形成されているので、請求項２
に記載の発明と同様の構成となる。したがって、請求項
２に記載の発明と同様の効果を得ることがきる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施の形
態について説明する。 （第１実施形態）本実施形態は、第１熱交換器コアとし
て車両空調装置用のコンデンサコアを、第２熱交換器コ
アとしてエンジン冷却用ラジエータコアを用いた車両用
熱交換器である。通常、この熱交換器は、コンデンサコ
アをラジエータコアより空気流れ上流にして、空気流れ
に対して直列に並んでエンジンルームの最前部に配置さ
れている。図１〜５を用いて以下に、本実施形態に係る
熱交換器の形状を述べる。

【００１４】図２は、本実施形態に係る熱交換器１の一
部拡大図（図３のＢ−Ｂ断面）であり、ここで、２はコ
ンデンサコアであり、３はラジエータコアである。この
コンデンサコア２は、冷媒の通路をなすコンデンサチュ
ーブ２１と、このコンデンサチューブ２１にろう付けさ
れた多数個の折曲部２２ａが形成されたコルゲート状の
冷却フィン２２とから構成されている。

【００１５】また、ラジエータコア３もコンデンサコア
２と同様な構造をしており、エンジン冷却水の通路をな
すラジエータチューブ３１と、冷却フィン３２とから構
成されている。そして、これらのチューブ２１、３１と
冷却フィン２２、２３とは交互に積層されて、それぞれ
ろう付けされている。なお、両冷却フィン２２、２３に
は、熱交換を促進するためのルーバ２２ｂ、２３ｂが形
成されている。

【００１６】そして、両冷却フィン２２、２３の端部の
うち両チューブ２１、３１の長手方向と直角な方向の互
いに向かい合う側の端部２２ｄ、３２ｄを、それぞれ結
合する結合部４５が両冷却フィン２２、２３間に形成さ
れており、この結合部４５は、図１に示すように、複数
個の結合部４５のうち一の結合部４５と他の結合部４５
との間には、両冷却フィン２２、３２の多数個の折曲部
２２ａ、３２ａのうち複数個（本実施形態では、５〜１
０個）の折曲部２２ａ、３２ａが形成されている。な
お、後述するように、折曲部２２ａ、３２ａは熱伝導量
が大きいので、結合部４５は、図１に示すように両冷却
フィン２２、２３の平面部２２ｃ、２３ｃに形成するの
が望ましい。

【００１７】換言すれば、両冷却フィン２２、３２にス
リット状の複数本の切欠部４６を、その長手方向が折曲
部２２ａ、３２ａの尾根方向に直交するように形成した
ときに、複数本の切欠部４６それぞれには、複数個（本
実施形態では、５〜１０個）の折曲部２２ａ、３２ａが
形成されているとも言える。なお、切欠部４６の幅寸法
Ｄ（図５参照）は、切欠部４６を形成したときの切り屑
等の発生を抑制するため、できるだけ小さき方が望まし
く、本実施形態では約０．５ｍｍである。

【００１８】因みに、両冷却フィン２２、２３（図１）
を展開すると、図５に示すように、結合部４５と切欠部
４６とが交互に長手方向に並んでおり、ローラ加工時に
ルーバ２２ｂ、２３ｂおよび折曲部２２ａ、３２ａとと
もに形成される。ところで、２３、３３は両コア２、３
の補強部材をなすプレートで、これらは図３に示すよう
に、両コア２、３の両端に配置されている。これらのプ
レート２３、３３は、図２に示すように、その断面形状
が略コの字状として、１枚の板から一体形成されてい
る。そして、両プレート２３、３３の長手方向の両端に
は、プレート２３とプレート３３とをそれぞれ結合する
結合部分４が設けられている。この結合部分４は、プレ
ート２３のＺ曲げ部４１とプレート３３のＺ曲げ部４２
とがその先端部４３で結合するように形成されている。
この結合部分４の幅は、プレート２３または３３の長手
方向寸法に比べて十分小さくなるように設定されてい
る。また、この結合部分４の先端部４３には、結合部分
４の板厚を薄くするように、切り欠きが設けられてい
る。

【００１９】また、図３に示すように、プレート３３が
配置されていない一端には、冷却水を各ラジエータチュ
ーブ３１に分配する第１ヘッダータンク３４が配置され
ている。この第１ヘッダータンク３４の正面形状は略三
角形であり、その断面形状は、図４に示すように、長円
状になっている。そして、その長円の長径は略三角形の
斜辺にそって小さくなり、その頂点側では長円の短径と
等しく（円形）なっている。また、略三角形の底辺側に
は、このラジータに流入する冷却水の流入口３５が設け
られている。さらに、この流入口３５には、図示されて
いない冷却水の配管を接続するためのパイプ３５ａがろ
う付けされている。

【００２０】また、第１ヘッダータンク３４の対辺側に
は、熱交換を終えた冷却水を回収する第２ヘッダータン
ク３６が配置されており、この第２ヘッダータンク３６
は第１ヘッダータンク３４と同様な形状をしている。そ
して、この第２ヘッダータンク３６は、図３に示すよう
に、ラジエータコア３の中心に対して第１ヘッダータン
ク３４と点対称になるように配置されている。さらに、
冷却水を排出する排出口３７が第２ヘッダータンク３６
の底辺側に設けられており、この排出口３７には、図示
されていない冷却水の配管を接続するためのパイプ３５
ａがろう付けされている。そして、図３に示すように、
ラジエータの流入口３５および排出口３７は紙面側に向
いている。

【００２１】また、図４の２４はコンデンサコアの冷媒
を各コンデンサチューブ２１に分配する第１ヘッダータ
ンク２４であり、この第１ヘッダータンク２４の本体
は、円筒状に形成されている。この第１ヘッダータンク
２４の本体は、ラジエータの第２ヘッダータンク３６と
所定の空隙を有して配置されている。また、図３の２６
ａは、図示されていない冷媒の配管を接続するためのジ
ョイントで、このジョイント２６ａは、第１ヘッダータ
ンク２４の本体にろう付けされている。そして、このジ
ョイント２６ａには冷媒の排出口２６が設けられてい
る。

【００２２】また、図４に示すように、コンデンサの第
１ヘッダータンク２４の対辺側には、熱交換を終えた冷
媒を回収するコンデンサの第２ヘッダータンク２５が、
ラジエータの第１ヘッダータンク３４と所定の空隙を有
して配置されている。この第２ヘッダータンク２５の本
体は円筒状に形成されており、この本体には、図３に示
すように、図示されていない冷媒の配管を接続するため
のジョイント２７がろう付けされている。そして、この
ジョイント２７には、冷媒の流入口２７が設けられてい
る。そして、図３に示すように、コンデンサの流入口２
７および排出口２６は紙面側に向いている。

【００２３】次に本実施形態の特徴を述べる。本実施形
態では、複数個の結合部４５のうち一の結合部４５と他
の結合部４５との間には、両冷却フィン２２、３２の折
曲部２２ａ、３２ａのうち複数個（本実施形態では、約
１０個）の折曲部２２ａ、３２ａが形成されているの
で、両冷却フィン２２、３２間を伝導する熱の熱伝導路
の断面積である複数個の結合部４５の断面積の総和を小
さくすることができる。したがって、両冷却フィン２
２、３２間の熱伝導量を小さくすることができるので、
両冷却フィン２２、３２間の熱伝導を有効に遮断するこ
とがきる。

【００２４】また、熱伝導路の断面積を小さくすること
により、両冷却フィン２２、３２間の熱伝導の遮断を図
っているので、熱伝導路を長くすることにより、両冷却
フィン２２、３２間の熱伝導の遮断を図っているものに
比べて、両冷却フィン２２、３２間の寸法拡大を抑制す
ることができる。したがって、熱交換器１の大型化を抑
制しつつ、両冷却フィン２２、３２間の熱伝導を有効に
遮断することがきる。

【００２５】また、上述のように、結合部４５および切
欠部４６は、ルーバ２２ｂ、３２ｂおよび折曲部２２
ａ、３２ａとともにローラ加工によって一括形成される
ので、冷却フィンの製造原価上昇を抑制することができ
る。ところで、両冷却フィン２２、３２の折曲部２２
ａ、３２ａが両チューブ２１、３１に接しているので、
両冷却フィン２２、３２間を伝導する熱のうち、この折
曲部２２ａ、３２ａを伝導する熱が最も大きい。しか
し、本実施形態は、図１に示すように、結合部４５が平
面部２２ｃ、３２ｃに形成されて、熱伝導が最も大きい
折曲部２２ａ、３２ａに切欠部４６が形成されているの
で、熱伝導をより一層有効に遮断することができる。

【００２６】なお、隣合う切欠部４６間の寸法、即ち結
合部４５の結合寸法Ｅと、切欠部４６の長手方向の寸法
Ｈとの比（結合比Ｅ／Ｆ、図５参照）を小さくするほ
ど、結合部４５の断面積が小さくなる（熱伝導路断面積
が小さくなる）ので、両冷却フィン２２、３２間の熱伝
導量を小さくすることができる。しかし、上述のよう
に、結合部４５および切欠部４６は、ルーバ２２ｂ、３
２ｂおよび折曲部２２ａ、３２ａとともにローラ加工に
よって一括形成されるので、結合比Ｅ／Ｆを小さくして
いくと、結合部４５の形成が困難となり、却って、冷却
フィンの製造原価上昇を招く。

【００２７】因みに、発明者等の試験検討によれば、冷
却フィン材料として、ＪＩＳＡ３００３系のアルミニウ
ム合金を用い、冷却フィンの厚みを０．０８〜０．１０
ｍｍとした場合は、上記結合比Ｅ／Ｆは０．０１〜０．
１の範囲であることが望ましいとの結果を得ている。と
ころで、切欠部４６は、図６に示すように、冷却フィン
の幅方向に互い違いに形成してもよく、また、図７に示
すように、切欠部４６の長手方向を冷却フィンの長手方
向に対して所定の角度を有して傾けて形成してもよい。

【００２８】また、切欠部４６は一条に限られるもので
はなく、複数条に形成しても本発明を実施することがで
きる。また、上述の実施形態では、結合部４５を冷却フ
ィン２２、３２の平面部２２ｃ、３２ｃに設けたが、冷
却フィン２２、３２の折曲部２２ａ、３２ａに設けても
本発明を実施することができる。

【００２９】また、上述の実施形態では、図５に示すよ
うに、結合部４５は冷却フィン２２、３２の長手方向に
対して直角方向に延びるものであったが、結合部４５を
この長手方向に対して斜め方向に延びるように形成して
も本発明を実施することができる。これにより、結合部
４５が変形し易くなり各構成部品の寸法バラツキを吸収
して熱交換器１の組付性の向上を図ることができる。

【００３０】さらに、結合部４５および切欠部４６の形
成時は、前述のように結合部４５を冷却フィン２２、３
２の長手方向に対して斜め方向に延びるように形成し、
その後、結合部４５が両冷却フィン２２、３２を両冷却
フィン２２、３２の長手方向に対して略直角（所定の幅
寸法Ｄ）になるようにしてもよい。すなわち、切欠部４
６の形成時には切欠部４６の幅寸法Ｄを小さくし、その
後、両冷却フィン２２、３２変形させて所定の幅寸法Ｄ
に形成することにより、材料の無駄を低減することがで
き、延いては、熱交換器の製造原価低減を図ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】冷却フィンの形状を示す斜視図である。

【図２】本発明に係る第１実施形態の熱交換器コア部
（図３のＢ−Ｂ断面）斜視図である。

【図３】図２のＡ矢視図である。

【図４】図３のＣ矢視図である。

【図５】冷却フィンの展開図である。

【図６】他の実施形態に係る冷却フィンの展開図であ
る。

【図７】他の実施形態に係る冷却フィンの展開図であ
る。

【符号の説明】

１…熱交換器、２…コンデンサコア、３…ラジエータコ
ア、４…結合部分 ２１…コンデンサチューブ、２２…冷却フィン、２３…
プレート、３１…ラジエータチューブ、３２…冷却フィ
ン、３３…プレート、２２ａ、３２ａ…折曲部、２２
ｂ、３２ｂ…ルーバ、４５…結合部、４６…切欠部。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１媒体が流れる複数本の第１チューブ
   （２１）と、 前記複数本の第１チューブ（２１）間に配置され、連続
   的に折曲部（２２ａ）が形成されたコルゲート状の第１
   冷却フィン（２２）と、 前記第１チューブ（２１）と平行に配置され、第２媒体
   が流れる複数本の第２チューブ（３１）と、 前記複数本の第２チューブ（３１）間に配置され、連続
   的に折曲部（３２ａ）が形成されたコルゲート状の第２
   冷却フィン（３２）と、 前記第１冷却フィン（２２）端部のうち前記第２冷却フ
   ィン（３２）と向い合う側の端部（２２ｄ）と、前記第
   ２冷却フィン（３２）端部のうち前記第１冷却フィン
   （２２）と向い合う側の端部（３２ｄ）とを所定の間隔
   を有して結合する複数個の結合部（４５）とを備え、 前記複数個の結合部（４５）のうち一の結合部（４５）
   と他の結合部（４５）との間には、前記両冷却フィン
   （２２、３２）の折曲部（２２ａ、３２ａ）のうち複数
   個の折曲部（２２ａ、３２ａ）が形成されていることを
   特徴とする熱交換器。
2. 【請求項２】 前記結合部（４５）は、前記両冷却フィ
   ン（２２、３２）の平面部（２２ｃ、３２ｃ）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。
3. 【請求項３】 第１媒体が流れる複数本の第１チューブ
   （２１）と、 前記第１チューブ（２１）と平行に配置され、第２媒体
   が流れる複数本の第２チューブ（３１）と、 前記複数本の両チューブ（２１、３１）間に配置された
   冷却フィン（２２、３２）と、 前記冷却フィン（２２、３２）のうち前記複数本の両チ
   ューブ（２１、３１）間に形成されたスリット状の複数
   本の切欠部（４６）とを有し、 前記冷却フィン（２２、３２）には、連続的に折曲部
   （２２ａ、３２ａ）が形成されたコルゲート状であり、 前記折曲部（２２ａ、３２ａ）の尾根方向は、前記複数
   本の切欠部（４６）の長手方向と所定の角度をもって交
   差しており、 前記切欠部（４６）は、複数の前記折曲部（２２ａ、３
   ２ａ）に渡って形成されていることを特徴とする熱交換
   器。
4. 【請求項４】 前記複数本の切欠部（４６）の長手方向
   は、前記両チューブ（２１、３１）の長手方向に平行で
   あり、 前記複数本の切欠部（４６）のうち隣合う２つの前記切
   欠部（４６）の間の結合部位（４５）は、前記両冷却フ
   ィン（２２、３２）の平面部（２２ｃ、３２ｃ）に形成
   されていることを特徴とする請求項３に記載の熱交換
   器。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれか１つに記載
   の熱交換器を車両に適用したものであって、 前記第１チューブ（２１）は、車両用空調装置の冷媒を
   凝縮するコンデンサコア部（２）のコンデンサチューブ
   を成し、 前記第２チューブ（３１）は、車両用エンジンの冷却用
   ラジエータコア部（３）のラジエータチューブを成し、 前記コンデンサコア部（２）は、前記ラジエータコア部
   （３）より空気流れ上流側に配置されていることを特徴
   とする車両用熱交換器。