JP4281175B2 - 複式熱交換器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数個の熱交換コアを有する複式熱交換器に関するもので、車両用冷凍サイクルのコンデンサコアと車両用ラジエータコアとが一体となった複式熱交換器に適用して有効である。
【０００２】
【従来の技術】
複式熱交換器として、例えば実開平４−１１５２８１号公報に記載の発明では、ラジエータヘッダタンクの両端側を閉塞するラジエータタンクキャップとコンデンサヘッダタンクの両端側を閉塞するコンデンサタンクキャップとを一体化することにより、コンデンサコアとラジエータコアとを一体化している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記公報に記載の発明では、一体化されたタンクキャップにより両ヘッダタンクが連結されているので、一体化されたタンクキャップを介してラジエータヘッダタンクからコンデンサヘッダタンクに熱が移動してしまう。このため、コンデンサヘッダタンク内の冷媒が加熱されるので、コンデンサコアの放熱能力（冷却能力）が低下してしまう。
【０００４】
本発明は、上記点に鑑み、複式熱交換器において、ヘッダタンク間の熱移動に伴う放熱能力の低下を防止することを目的とする。
【０００５】
【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、請求項１に記載の発明では、第１流体が流通する複数本の第１チューブ（１１１）、及び第１チューブ（１１１）に接合された第１フィン（１１２）を有し、第１流体と空気との間で熱交換を行う第１コア（１１０ａ）と、
第２流体が流通する複数本の第２チューブ（１２１）、及び第２チューブ（１２１）に接合された第２フィン（１２２）を有するとともに、第１コア（１１０ａ）に対して空気の流通方向に直列に配設されて、第２流体と空気との間で熱交換を行う第２コア（１２０ａ）と、
複数本の第１チューブ（１１１）の両端に接合され、複数本の第１チューブ（１１１）の長手方向と直交する方向に延びる第１ヘッダタンク本体（１１３ｃ）、及び第１ヘッダタンク本体（１１３ｃ）の長手方向両端側を閉塞する第１タンクキャップ（１１３ｄ）からなる第１ヘッダタンク（１１３、１１４）と、
複数本の第２チューブ（１２１）の両端に接合され、複数本の第２チューブ（１２１）の長手方向と直交する方向に延びる第２ヘッダタンク本体（１２３ｃ）、及び第２ヘッダタンク本体（１２３ｃ）の長手方向両端側を閉塞する第２タンクキャップ（１２３ｄ）からなる第２ヘッダタンク（１２３、１２４）と、
両コア（１１０、１２０）の端部に接合され、両コア（１１０、１２０）を保持するサイドプレート（１３０）とを備え、
両タンクキャップ（１１３ｄ、１２３ｄ）はサイドプレート（１３０）と別体で構成されており、
サイドプレート（１３０）は、底部（１３０ａ）と底部（１３０ａ）の両側部に位置する側壁部（１３０ｂ）とを有するコの字状の断面形状に形成され、このコの字状の断面形状がサイドプレート（１３０）の長手方向に延びるようになっており、
底部（１３０ａ）のうちサイドプレート（１３０）の長手方向と直交する方向の中間部に、側壁部（１３０ｂ）と同一方向に突出する突起部（１３１）が形成されており、
両タンクキャップ（１１３ｄ、１２３ｄ）には、それぞれ、サイドプレート（１３０）の長手方向両端側に向けて延出する連結部（１１３ｅ、１２３ｅ）が形成されており、
両連結部（１１３ｅ、１２３ｅ）は、両側壁部（１３０ｂ）の一方と突起部（１３１）との間、及び両側壁部（１３０ｂ）の他方と突起部（１３１）との間に嵌合して位置決めされた状態でサイドプレート（１３０）と一体化されており、
さらに、両フィン（１１１、１２１）のうち少なくとも一方は、サイドプレート（１３０）に接触していることを特徴とする。
【０００６】
これにより、両ヘッダタンク（１１３、１１４、１２３、１３４）のうちいずれか一方側のヘッダタンクから他方側のヘッダタンク側に向かう熱の多くは、タンクキャップからサイドプレート（１３０）に伝導され、さらに、サイドプレート（１３０）に接触したフィンから空気流れに放熱される。したがって、両ヘッダタンク（１１３、１１４、１２３、１２４）間の熱移動に伴う放熱能力の低下を防止することができる。
【００１１】
また、請求項１に記載の発明では、両連結部（１１３ｅ、１２３ｅ）がサイドプレート（１３０）の両側壁部（１３０ｂ）と突起部（１３１）との間に嵌合して位置決めされた状態でサイドプレート（１３０）と一体化されているので、ろう付け工程時に、両ヘッダタンクタンク（１１３、１１４、１２３、１２４）がサイドプレート（１３０）に対して傾くこと、及びいずれか一方のヘッダタンクが他方側に向けて傾くことを防止しつつ、両タンクキャップ（１１３ｄ、１２３ｄ）をサイドプレート（１３０）に確実に接合することができる。延いては、複式熱交換器の耐振強度を向上させることができるので、複式熱交換器の耐久性を向上させることができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の複式熱交換器において、連結部（１１３ｅ、１２３ｅ）には、両コア（１１０ａ、１２０ａ）を車両に固定するためのブラケット部（１５０）が形成されていることを特徴とする。
なお、両ヘッダタンク本体（１１３ｃ、１２３ｃ）は、請求項３に記載の発明のごとく、その長手方向に分割可能な２部品を接合することにより構成されたものが望ましい。
請求項４に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の複式熱交換器において、突起部（１３１）は、底部（１３０ａ）の一部を切り起こすことにより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４に記載の複式熱交換器において、突起部（１３１）は、底部（１３０ａ）の一部をサイドプレート（１３０）の長手方向に沿うように切り起こして形成される２枚の板状の形状からなることを特徴とする。
請求項６に記載の発明では、請求項４に記載の複式熱交換器において、突起部（１３１）は、底部（１３０ａ）の一部をサイドプレート（１３０）の長手方向と直交する方向に沿うように切り起こして形成される２枚の板状の形状からなることを特徴とする。
請求項７に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の複式熱交換器において、突起部（１３１）は、底部（１３０ａ）の一部を折り曲げることにより形成されていることを特徴とする。
請求項８に記載の発明では、請求項７に記載の複式熱交換器において、突起部（１３１）は、底部（１３０ａ）の一部を折り曲げることでサイドプレート（１３０）の長手方向に沿って突出していることを特徴とする。
【００２１】
因みに、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一例である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本実施形態は、本発明に係る複式熱交換器を車両用冷凍サイクル（空調装置）のコンデンサ（放熱器、凝縮器）と水冷エンジン（液冷式内燃機関）の冷却水（冷却液）を冷却するラジエータとが一体となったものに適用したものである。
【００２３】
そして、図１は本実施形態に係る複式熱交換器１００を空気流れ上流側から見た斜視図であり、図２は、水冷エンジン側（空気流れ下流側）から見た斜視図である。
【００２４】
図１中、１１０は冷凍サイクル内を循環する冷媒と空気とを熱交換させて冷媒を冷却するコンデンサであり、このコンデンサ１１０は、冷媒（第１流体）が流通する複数本のアルミニウム製のコンデンサチューブ（第１チューブ）１１１と各コンデンサチューブ１１１間に配設されて冷媒と空気との熱交換を促進するアルミニウム製のコンデンサフィン（第１フィン）１１２とからなるコンデンサコア（第１コア）１１０ａ、及びコンデンサチューブ１１１の長手方向両端側に配設されて各コンデンサチューブ１１１と連通するアルミニウム製のコンデンサヘッダタンク（第１ヘッダタンク）１１３、１１４等から構成されている。
【００２５】
なお、コンデンサヘッダタンク１１３、１１４は、図３に示すように、コンデンサコア１１０ａ側に配設されてコンデンサチューブ１１１の長手方向と直交する方向に延びるコンデンサコアプレート１１３ａ、コンデンサコアプレート１１３ａとともに略円筒状のコンデンサヘッダタンク本体１１３ｂを構成するコンデンサコアプレートカバー１１３ｃ、及びコンデンサヘッダタンク本体１１３ｂの長手方向両端を閉塞するコンデンサタンクキャップ１１３ｄ（図１参照）から構成されており、図１の右側のコンデンサヘッダタンク１１３は、各コンデンサチューブ１１１に冷媒を分配供給するものであり、左側のコンデンサヘッダタンク１１４は、各コンデンサチューブ１１１にて熱交換を終えた冷媒を集合回収するものである。
【００２６】
また、コンデンサチューブ１１１は、図４に示すように、内部に多数本の冷媒通路１１１ａが形成された多穴構造であり、押し出し加工又は引き抜き加工にて扁平状に形成されている。また、コンデンサフィン１１２は、後述するラジエータフィン１２２と一体化されており、その詳細は後述する。
【００２７】
一方、図２中、１２０は水冷エンジンから流出する冷却水と空気とを熱交換して冷却水を冷却するラジエータであり、このラジエータ１２０は、冷却水（第２流体）が流通する複数本のアルミニウム製のラジエータチューブ（第２チューブ）１２１と各ラジエータチューブ１２１間に配設されて冷却水と空気との熱交換を促進するアルミニウム製のラジエータフィン（第２フィン）１２２とからなるラジエータコア（第２コア）１２０ａ、及びラジエータチューブ１２１の長手方向両端側に配設されて各ラジエータチューブ１２１と連通するアルミニウム製のラジエータヘッダタンク（第２ヘッダタンク）１２３、１２４等から構成されている。
【００２８】
なお、ラジエータヘッダタンク１２３、１２４は、図２に示すように、ラジエータチューブ１２１の長手方向と直交する方向に延びるとともに、図３に示すように断面形状がＬ字状に形成された２つのタンクプレート１２３ａ、１２３ｂから構成されたラジエータヘッダタンク本体１２３ｃ、及びラジエータヘッダタンク本体１２３ｃの長手方向両端側を閉塞するラジエータタンクキャップ１２３ｄ（図２）を有して構成されている。図２の左側のラジエータヘッダタンク１２３は、各ラジエータチューブ１２１に冷却水を分配供給するものであり、図２の紙面右側のラジエータヘッダタンク１２４は、各ラジエータチューブ１２１にて熱交換を終えた冷却水を集合回収するものである。
【００２９】
また、ラジエータチューブ１２１は、図４に示すように、単純な扁平形状であり、その短径寸法（厚み寸法）ｈ２は、コンデンサチューブ１１１の短径寸法（厚み寸法）ｈ１より大きくなっている。そして、本実施形態では、両チューブ１１１、１２１の長径寸法（幅寸法）Ｗ１、Ｗ２は略等しく、かつ、その長径方向は、空気流れに沿った方向である。
【００３０】
因みに、コンデンサチューブ１１１では冷媒が気相冷媒から液相冷媒に相変化しながら流通するのに対して、ラジエータチューブ１２１では冷却水が相変化せずに流通するので、一般的にラジエータチューブ１２１の通路断面積をコンデンサチューブ１１１の通路断面積より大きくすることが望ましい。
【００３１】
また、図１、２中、１３０はコンデンサコア１１０ａ及びラジエータコア１２０ａの端部にて両フィン１１２、１２２と接触した状態で配設されたサイドプレートであり、このサイドプレート１３０により補強された状態で両コア１１０ａ、１２０ａが保持（支持）されている。なお、サイドプレート１３０は、図４に示すように、両フィン１１２、１２２と反対側が開口するように、底部１３０ａ及び側壁部１３０ｂを有したコの字状の断面形状を有するものである。
【００３２】
そして、両チューブ１１１、１２１、両フィン１１２、１２２、両ヘッダタンク１１３、１１４、１２３、１２４及びサイドプレート１３０は、ノコロックろう付け法にて一体接合されている。因みに、ノコロックろう付け法とは、周知のごとく、ろう材が被覆（クラッド）されたアルミニウム材に酸化皮膜を除去するフラックスを塗布した後、窒素等の不活性ガスの雰囲気中で加熱ろう付けする方法を言うものである。
【００３３】
ところで、両タンクキャップ１１３ｄ、１２３ｄには、図１、２、５に示すように、サイドプレート１３０の長手方向両端側に向けて延出する連結部１１３ｅ、１２３ｅが形成されており、この連結部１１３ｅ、１２３ｅがサイドプレート１３０にろう付け接合されることにより、両タンクキャップ１１３ｄ、１２３ｄがサイドプレート１３０と一体化されている。
【００３４】
また、サイドプレート１３０長手方向両端部には、図６（ａ）に示すように、その一部を切り起こした突起部１３１が一体形成されており、両タンクキャップ１１３ｄ、１２３ｄの連結部１１３ｅ、１２３ｅは、図７、図１、図２、図５に示すように、突起部１３１と側壁部１３０ｂとの間に嵌合してサイドプレート１３０に対して位置決めされた状態でサイドプレート１３０に接合されている。
【００３５】
次に、本実施形態の特徴を述べる。
【００３６】
本実施形態によれば、コンデンサタンクキャップ１１３ｄとラジエータタンクキャップ１２３ｄとはサイドプレート１３０を介して一体化されているので、ラジエータヘッダタンク１２３、１２４からコンデンサヘッダタンク１１３、１１４側に熱が移動するものの、サイドプレート１３０に両フィン１１１、１２１が接触しているので、ラジエータヘッダタンク１２３、１２４からサイドプレート１３０に到達した熱の多くをサイドプレート１３０及び両フィン１１１、１２１（特に、ラジエータフィン１２１）から空気流れに放熱させることができる。したがって、両ヘッダタンク１１３、１１４、１２３、１２４間の熱移動に伴うコンデンサコア１１０の放熱能力の低下を防止することができる。
【００３７】
また、両タンクキャップ１１３ｄ、１２３ｄの連結部１１３ｅ、１２３ｅは、突起部１３１と側壁部１３０ｂとの間に嵌合した状態でサイドプレート１３０に接合されているので、ろう付け工程時に、両ヘッダタンク１１３、１１４、１２３、１２４がサイドプレート１３０に対して傾くこと、及びいずれか一方のヘッダタンクが他方側に向けて傾くことを防止しつつ、両タンクキャップ１１３ｄ、１２３ｄをサイドプレート１３０に確実に接合することができる。延いては、複式熱交換器１００の耐振強度を向上させることができるので、複式熱交換器１００の耐久性を向上させることができる。
【００３８】
なお、本実施形態は、上述のごとく、ろう付け工程時に、両ヘッダタンク１１３、１１４、１２３、１２４がサイドプレート１３０に対して傾くこと、及びいずれか一方のヘッダタンクが他方側に向けて傾くことを防止できるので、本実施形態のヘッダタンク１１３、１１４、１２３、１２４のごとく、長手方向に分割可能な２部品を接合することにより構成されて、ろう付け時に傾き易いヘッダタンクを有するものに適用して特に有効である。
【００３９】
ところで、本実施形態におけるサイドプレート１３０の突起部１３１は、図６（ａ）に示すように、その長手方向に沿うように切り起こしたものに限定されるものではなく、図６（ｂ）に示すようにその長手方向と直交する方向に沿うように切り起こしたもの、又は図６（ｃ）に示すようにサイドプレート１３０を折り曲げることにより形成したものであってもよい。
【００４０】
（第２実施形態）
第１実施形態では、別体のコンデンサタンクキャップ１１３ｄとラジエータタンクキャップ１２３ｄとをサイドプレート１３０にろう付けすることにより一体化されていたが、本実施形態では、図８に示すように、コンデンサタンクキャップ１１３ｄの連結部１１３ｅとラジエータタンクキャップ１２３ｄの連結部１２３ｅとを一体成形し、その一体化されたタンクキャップをサイドプレート１３０にろう付けしたものである。
【００４１】
なお、本実施形態では、突起部１３１を廃止するとともに、一体化された両連結部１１３ｅ、１２３ｅをサイドプレート１３０の断面形状と同様なコの字状とすることにより、一体化された両連結部１１３ｅ、１２３ｅをサイドプレート１３０に嵌合して（填め込んで）いる。
【００４２】
これにより、第１実施形態と同様に、ろう付け工程時に、両ヘッダタンクタンク１１３、１１４、１２３、１２４がサイドプレート１３０に対して傾くこと、及びいずれか一方のヘッダタンクが他方側に向けて傾くことを防止しつつ、両タンクキャップ１１３ｄ、１２３ｄをサイドプレート１３０に確実に接合することができる。延いては、複式熱交換器１００の耐振強度を向上させることができるので、複式熱交換器１００の耐久性を向上させることができる。
【００４３】
（第３実施形態）
本実施形態は、図９に示すように、突起部１３１を廃止するとともに、別体のコンデンサタンクキャップ１１３ｄとラジエータタンクキャップ１２３ｄとを突き合わせるようにして、サイドプレート１３０に嵌合した（填め込んだ）ものである。
【００４４】
（第４実施形態）
本実施形態は、図１０に示すように、コンデンサタンクキャップ１１３ｄとラジエータタンクキャップ１２３ｄとをサイドプレート１３０に一体形成したものである。
【００４５】
（第５実施形態）
本実施形態は、図１１に示すように、コンデンサタンクキャップ１１３ｄの連結部１１３ｅとラジエータタンクキャップ１２３ｄの連結部１２３ｅとを一体成形するとともに、その一体化された連結部１１３ｅ、１２３ｅに両コア１１０ａ、１２０ａを車両に固定するためのピン状のブラケット部１５０を形成したものである。
【００４６】
（第６実施形態）
本実施形態は、図１２に示すように、コンデンサタンクキャップ１１３ｄとラジエータタンクキャップ１２３ｄとを別体とし、ラジエータタンクキャップ１２３ｄのみをサイドプレート１３０に一体接合したものである。
【００４７】
これにより、ろう付け工程時に、ラジエータヘッダタンク１２３、１２４がサイドプレート１３０に対して傾くこと、及びラジエータヘッダタンク１２３、１２４がコンデンサヘッダタンク１１３、１１４側に向けて傾くことを防止しつつ、ラジエータヘッダタンク１２３、１２４からコンデンサヘッダタンク１１３、１１４側に熱が移動することを防止できる。
【００４８】
なお、本実施形態は、図１２とは逆に、コンデンサキャップ１１３ｄのみをサイドプレート１３０に一体接合してもよい。
【００４９】
（その他の実施形態）
上述の実施形態に係るサイドプレート１３０は、両コア１１０ａ、１２０ａを支持すべく、コンデンサコア１１０ａ用のサイドプレートとラジエータコア１２０ａ用のサイドプレートとが一体形成されたものであったが、両サイドプレートを別体に形成し、ろう付けにて両サイドプレートを一体化してもよい。
【００５０】
また、コンデンサコア１１０ａ用のサイドプレートとラジエータコア１２０ａ用のサイドプレートとを別体に形成し、ブラケット部１５０にて一体化してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る複式熱交換器を空気流れ上流側から見た斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る複式熱交換器を空気流れ下流側から見た斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る複式熱交換器のヘッダタンク部分の断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る複式熱交換器の断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る複式熱交換器のヘッダタンク部分の上面図である。
【図６】サイドプレートの突起部を示す斜視図である。
【図７】タンクキャップ、ヘッダタンク及びサイドプレートを組み付けを示す説明図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る複式熱交換器のヘッダタンク部分の上面図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係る複式熱交換器のヘッダタンク部分の上面図である。
【図１０】本発明の第４実施形態に係る複式熱交換器のサイドプレートの斜視図である。
【図１１】本発明の第５実施形態に係る複式熱交換器のタンクキャップの斜視図である。
【図１２】本発明の第６実施形態に係る複式熱交換器のヘッダタンク部分の上面図である。
【符号の説明】
１１０ａ…コンデンサコア（第１コア）
１１１…コンデンサチューブ（第１チューブ）、
１１３、１１４…コンデンサヘッダタンク（第１ヘッダタンク）、
１１３ｄ…コンデンサタンクキャップ（第１タンクキャップ）、
１２０ａ…ラジエータコア（第２コア）
１２１…ラジエータチューブ（第２チューブ）、
１２３、１２４…ラジエータヘッダタンク（第２ヘッダタンク）、
１２３ｄ…ラジエータタンクキャップ（第２タンクキャップ）。
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数個の熱交換コアを有する複式熱交換器に関するもので、車両用冷凍サイクルのコンデンサコアと車両用ラジエータコアとが一体となった複式熱交換器に適用して有効である。
【０００２】
【従来の技術】
複式熱交換器として、例えば実開平４−１１５２８１号公報に記載の発明では、ラジエータヘッダタンクの両端側を閉塞するラジエータタンクキャップとコンデンサヘッダタンクの両端側を閉塞するコンデンサタンクキャップとを一体化することにより、コンデンサコアとラジエータコアとを一体化している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記公報に記載の発明では、一体化されたタンクキャップにより両ヘッダタンクが連結されているので、一体化されたタンクキャップを介してラジエータヘッダタンクからコンデンサヘッダタンクに熱が移動してしまう。このため、コンデンサヘッダタンク内の冷媒が加熱されるので、コンデンサコアの放熱能力（冷却能力）が低下してしまう。
【０００４】
本発明は、上記点に鑑み、複式熱交換器において、ヘッダタンク間の熱移動に伴う放熱能力の低下を防止することを目的とする。
【０００５】
【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、請求項１に記載の発明では、第１流体が流通する複数本の第１チューブ（１１１）、及び第１チューブ（１１１）に接合された第１フィン（１１２）を有し、第１流体と空気との間で熱交換を行う第１コア（１１０ａ）と、
第２流体が流通する複数本の第２チューブ（１２１）、及び第２チューブ（１２１）に接合された第２フィン（１２２）を有するとともに、第１コア（１１０ａ）に対して空気の流通方向に直列に配設されて、第２流体と空気との間で熱交換を行う第２コア（１２０ａ）と、
複数本の第１チューブ（１１１）の両端に接合され、複数本の第１チューブ（１１１）の長手方向と直交する方向に延びる第１ヘッダタンク本体（１１３ｃ）、及び第１ヘッダタンク本体（１１３ｃ）の長手方向両端側を閉塞する第１タンクキャップ（１１３ｄ）からなる第１ヘッダタンク（１１３、１１４）と、
複数本の第２チューブ（１２１）の両端に接合され、複数本の第２チューブ（１２１）の長手方向と直交する方向に延びる第２ヘッダタンク本体（１２３ｃ）、及び第２ヘッダタンク本体（１２３ｃ）の長手方向両端側を閉塞する第２タンクキャップ（１２３ｄ）からなる第２ヘッダタンク（１２３、１２４）と、
両コア（１１０、１２０）の端部に接合され、両コア（１１０、１２０）を保持するサイドプレート（１３０）とを備え、
両タンクキャップ（１１３ｄ、１２３ｄ）はサイドプレート（１３０）と別体で構成されており、
サイドプレート（１３０）は、底部（１３０ａ）と底部（１３０ａ）の両側部に位置する側壁部（１３０ｂ）とを有するコの字状の断面形状に形成され、このコの字状の断面形状がサイドプレート（１３０）の長手方向に延びるようになっており、
底部（１３０ａ）のうちサイドプレート（１３０）の長手方向と直交する方向の中間部に、側壁部（１３０ｂ）と同一方向に突出する突起部（１３１）が形成されており、
両タンクキャップ（１１３ｄ、１２３ｄ）には、それぞれ、サイドプレート（１３０）の長手方向両端側に向けて延出する連結部（１１３ｅ、１２３ｅ）が形成されており、
両連結部（１１３ｅ、１２３ｅ）は、両側壁部（１３０ｂ）の一方と突起部（１３１）との間、及び両側壁部（１３０ｂ）の他方と突起部（１３１）との間に嵌合して位置決めされた状態でサイドプレート（１３０）と一体化されており、
さらに、両フィン（１１１、１２１）のうち少なくとも一方は、サイドプレート（１３０）に接触していることを特徴とする。
【０００６】
これにより、両ヘッダタンク（１１３、１１４、１２３、１３４）のうちいずれか一方側のヘッダタンクから他方側のヘッダタンク側に向かう熱の多くは、タンクキャップからサイドプレート（１３０）に伝導され、さらに、サイドプレート（１３０）に接触したフィンから空気流れに放熱される。したがって、両ヘッダタンク（１１３、１１４、１２３、１２４）間の熱移動に伴う放熱能力の低下を防止することができる。
【００１１】
また、請求項１に記載の発明では、両連結部（１１３ｅ、１２３ｅ）がサイドプレート（１３０）の両側壁部（１３０ｂ）と突起部（１３１）との間に嵌合して位置決めされた状態でサイドプレート（１３０）と一体化されているので、ろう付け工程時に、両ヘッダタンクタンク（１１３、１１４、１２３、１２４）がサイドプレート（１３０）に対して傾くこと、及びいずれか一方のヘッダタンクが他方側に向けて傾くことを防止しつつ、両タンクキャップ（１１３ｄ、１２３ｄ）をサイドプレート（１３０）に確実に接合することができる。延いては、複式熱交換器の耐振強度を向上させることができるので、複式熱交換器の耐久性を向上させることができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の複式熱交換器において、連結部（１１３ｅ、１２３ｅ）には、両コア（１１０ａ、１２０ａ）を車両に固定するためのブラケット部（１５０）が形成されていることを特徴とする。
なお、両ヘッダタンク本体（１１３ｃ、１２３ｃ）は、請求項３に記載の発明のごとく、その長手方向に分割可能な２部品を接合することにより構成されたものが望ましい。
請求項４に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の複式熱交換器において、突起部（１３１）は、底部（１３０ａ）の一部を切り起こすことにより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４に記載の複式熱交換器において、突起部（１３１）は、底部（１３０ａ）の一部をサイドプレート（１３０）の長手方向に沿うように切り起こして形成される２枚の板状の形状からなることを特徴とする。
請求項６に記載の発明では、請求項４に記載の複式熱交換器において、突起部（１３１）は、底部（１３０ａ）の一部をサイドプレート（１３０）の長手方向と直交する方向に沿うように切り起こして形成される２枚の板状の形状からなることを特徴とする。
請求項７に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の複式熱交換器において、突起部（１３１）は、底部（１３０ａ）の一部を折り曲げることにより形成されていることを特徴とする。
請求項８に記載の発明では、請求項７に記載の複式熱交換器において、突起部（１３１）は、底部（１３０ａ）の一部を折り曲げることでサイドプレート（１３０）の長手方向に沿って突出していることを特徴とする。
【００２１】
因みに、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一例である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本実施形態は、本発明に係る複式熱交換器を車両用冷凍サイクル（空調装置）のコンデンサ（放熱器、凝縮器）と水冷エンジン（液冷式内燃機関）の冷却水（冷却液）を冷却するラジエータとが一体となったものに適用したものである。
【００２３】
そして、図１は本実施形態に係る複式熱交換器１００を空気流れ上流側から見た斜視図であり、図２は、水冷エンジン側（空気流れ下流側）から見た斜視図である。
【００２４】
図１中、１１０は冷凍サイクル内を循環する冷媒と空気とを熱交換させて冷媒を冷却するコンデンサであり、このコンデンサ１１０は、冷媒（第１流体）が流通する複数本のアルミニウム製のコンデンサチューブ（第１チューブ）１１１と各コンデンサチューブ１１１間に配設されて冷媒と空気との熱交換を促進するアルミニウム製のコンデンサフィン（第１フィン）１１２とからなるコンデンサコア（第１コア）１１０ａ、及びコンデンサチューブ１１１の長手方向両端側に配設されて各コンデンサチューブ１１１と連通するアルミニウム製のコンデンサヘッダタンク（第１ヘッダタンク）１１３、１１４等から構成されている。
【００２５】
なお、コンデンサヘッダタンク１１３、１１４は、図３に示すように、コンデンサコア１１０ａ側に配設されてコンデンサチューブ１１１の長手方向と直交する方向に延びるコンデンサコアプレート１１３ａ、コンデンサコアプレート１１３ａとともに略円筒状のコンデンサヘッダタンク本体１１３ｂを構成するコンデンサコアプレートカバー１１３ｃ、及びコンデンサヘッダタンク本体１１３ｂの長手方向両端を閉塞するコンデンサタンクキャップ１１３ｄ（図１参照）から構成されており、図１の右側のコンデンサヘッダタンク１１３は、各コンデンサチューブ１１１に冷媒を分配供給するものであり、左側のコンデンサヘッダタンク１１４は、各コンデンサチューブ１１１にて熱交換を終えた冷媒を集合回収するものである。
【００２６】
また、コンデンサチューブ１１１は、図４に示すように、内部に多数本の冷媒通路１１１ａが形成された多穴構造であり、押し出し加工又は引き抜き加工にて扁平状に形成されている。また、コンデンサフィン１１２は、後述するラジエータフィン１２２と一体化されており、その詳細は後述する。
【００２７】
一方、図２中、１２０は水冷エンジンから流出する冷却水と空気とを熱交換して冷却水を冷却するラジエータであり、このラジエータ１２０は、冷却水（第２流体）が流通する複数本のアルミニウム製のラジエータチューブ（第２チューブ）１２１と各ラジエータチューブ１２１間に配設されて冷却水と空気との熱交換を促進するアルミニウム製のラジエータフィン（第２フィン）１２２とからなるラジエータコア（第２コア）１２０ａ、及びラジエータチューブ１２１の長手方向両端側に配設されて各ラジエータチューブ１２１と連通するアルミニウム製のラジエータヘッダタンク（第２ヘッダタンク）１２３、１２４等から構成されている。
【００２８】
なお、ラジエータヘッダタンク１２３、１２４は、図２に示すように、ラジエータチューブ１２１の長手方向と直交する方向に延びるとともに、図３に示すように断面形状がＬ字状に形成された２つのタンクプレート１２３ａ、１２３ｂから構成されたラジエータヘッダタンク本体１２３ｃ、及びラジエータヘッダタンク本体１２３ｃの長手方向両端側を閉塞するラジエータタンクキャップ１２３ｄ（図２）を有して構成されている。図２の左側のラジエータヘッダタンク１２３は、各ラジエータチューブ１２１に冷却水を分配供給するものであり、図２の紙面右側のラジエータヘッダタンク１２４は、各ラジエータチューブ１２１にて熱交換を終えた冷却水を集合回収するものである。
【００２９】
また、ラジエータチューブ１２１は、図４に示すように、単純な扁平形状であり、その短径寸法（厚み寸法）ｈ２は、コンデンサチューブ１１１の短径寸法（厚み寸法）ｈ１より大きくなっている。そして、本実施形態では、両チューブ１１１、１２１の長径寸法（幅寸法）Ｗ１、Ｗ２は略等しく、かつ、その長径方向は、空気流れに沿った方向である。
【００３０】
因みに、コンデンサチューブ１１１では冷媒が気相冷媒から液相冷媒に相変化しながら流通するのに対して、ラジエータチューブ１２１では冷却水が相変化せずに流通するので、一般的にラジエータチューブ１２１の通路断面積をコンデンサチューブ１１１の通路断面積より大きくすることが望ましい。
【００３１】
また、図１、２中、１３０はコンデンサコア１１０ａ及びラジエータコア１２０ａの端部にて両フィン１１２、１２２と接触した状態で配設されたサイドプレートであり、このサイドプレート１３０により補強された状態で両コア１１０ａ、１２０ａが保持（支持）されている。なお、サイドプレート１３０は、図４に示すように、両フィン１１２、１２２と反対側が開口するように、底部１３０ａ及び側壁部１３０ｂを有したコの字状の断面形状を有するものである。
【００３２】
そして、両チューブ１１１、１２１、両フィン１１２、１２２、両ヘッダタンク１１３、１１４、１２３、１２４及びサイドプレート１３０は、ノコロックろう付け法にて一体接合されている。因みに、ノコロックろう付け法とは、周知のごとく、ろう材が被覆（クラッド）されたアルミニウム材に酸化皮膜を除去するフラックスを塗布した後、窒素等の不活性ガスの雰囲気中で加熱ろう付けする方法を言うものである。
【００３３】
ところで、両タンクキャップ１１３ｄ、１２３ｄには、図１、２、５に示すように、サイドプレート１３０の長手方向両端側に向けて延出する連結部１１３ｅ、１２３ｅが形成されており、この連結部１１３ｅ、１２３ｅがサイドプレート１３０にろう付け接合されることにより、両タンクキャップ１１３ｄ、１２３ｄがサイドプレート１３０と一体化されている。
【００３４】
また、サイドプレート１３０長手方向両端部には、図６（ａ）に示すように、その一部を切り起こした突起部１３１が一体形成されており、両タンクキャップ１１３ｄ、１２３ｄの連結部１１３ｅ、１２３ｅは、図７、図１、図２、図５に示すように、突起部１３１と側壁部１３０ｂとの間に嵌合してサイドプレート１３０に対して位置決めされた状態でサイドプレート１３０に接合されている。
【００３５】
次に、本実施形態の特徴を述べる。
【００３６】
本実施形態によれば、コンデンサタンクキャップ１１３ｄとラジエータタンクキャップ１２３ｄとはサイドプレート１３０を介して一体化されているので、ラジエータヘッダタンク１２３、１２４からコンデンサヘッダタンク１１３、１１４側に熱が移動するものの、サイドプレート１３０に両フィン１１１、１２１が接触しているので、ラジエータヘッダタンク１２３、１２４からサイドプレート１３０に到達した熱の多くをサイドプレート１３０及び両フィン１１１、１２１（特に、ラジエータフィン１２１）から空気流れに放熱させることができる。したがって、両ヘッダタンク１１３、１１４、１２３、１２４間の熱移動に伴うコンデンサコア１１０の放熱能力の低下を防止することができる。
【００３７】
また、両タンクキャップ１１３ｄ、１２３ｄの連結部１１３ｅ、１２３ｅは、突起部１３１と側壁部１３０ｂとの間に嵌合した状態でサイドプレート１３０に接合されているので、ろう付け工程時に、両ヘッダタンク１１３、１１４、１２３、１２４がサイドプレート１３０に対して傾くこと、及びいずれか一方のヘッダタンクが他方側に向けて傾くことを防止しつつ、両タンクキャップ１１３ｄ、１２３ｄをサイドプレート１３０に確実に接合することができる。延いては、複式熱交換器１００の耐振強度を向上させることができるので、複式熱交換器１００の耐久性を向上させることができる。
【００３８】
なお、本実施形態は、上述のごとく、ろう付け工程時に、両ヘッダタンク１１３、１１４、１２３、１２４がサイドプレート１３０に対して傾くこと、及びいずれか一方のヘッダタンクが他方側に向けて傾くことを防止できるので、本実施形態のヘッダタンク１１３、１１４、１２３、１２４のごとく、長手方向に分割可能な２部品を接合することにより構成されて、ろう付け時に傾き易いヘッダタンクを有するものに適用して特に有効である。
【００３９】
ところで、本実施形態におけるサイドプレート１３０の突起部１３１は、図６（ａ）に示すように、その長手方向に沿うように切り起こしたものに限定されるものではなく、図６（ｂ）に示すようにその長手方向と直交する方向に沿うように切り起こしたもの、又は図６（ｃ）に示すようにサイドプレート１３０を折り曲げることにより形成したものであってもよい。
【００４０】
（第２実施形態）
第１実施形態では、別体のコンデンサタンクキャップ１１３ｄとラジエータタンクキャップ１２３ｄとをサイドプレート１３０にろう付けすることにより一体化されていたが、本実施形態では、図８に示すように、コンデンサタンクキャップ１１３ｄの連結部１１３ｅとラジエータタンクキャップ１２３ｄの連結部１２３ｅとを一体成形し、その一体化されたタンクキャップをサイドプレート１３０にろう付けしたものである。
【００４１】
なお、本実施形態では、突起部１３１を廃止するとともに、一体化された両連結部１１３ｅ、１２３ｅをサイドプレート１３０の断面形状と同様なコの字状とすることにより、一体化された両連結部１１３ｅ、１２３ｅをサイドプレート１３０に嵌合して（填め込んで）いる。
【００４２】
これにより、第１実施形態と同様に、ろう付け工程時に、両ヘッダタンクタンク１１３、１１４、１２３、１２４がサイドプレート１３０に対して傾くこと、及びいずれか一方のヘッダタンクが他方側に向けて傾くことを防止しつつ、両タンクキャップ１１３ｄ、１２３ｄをサイドプレート１３０に確実に接合することができる。延いては、複式熱交換器１００の耐振強度を向上させることができるので、複式熱交換器１００の耐久性を向上させることができる。
【００４３】
（第３実施形態）
本実施形態は、図９に示すように、突起部１３１を廃止するとともに、別体のコンデンサタンクキャップ１１３ｄとラジエータタンクキャップ１２３ｄとを突き合わせるようにして、サイドプレート１３０に嵌合した（填め込んだ）ものである。
【００４４】
（第４実施形態）
本実施形態は、図１０に示すように、コンデンサタンクキャップ１１３ｄとラジエータタンクキャップ１２３ｄとをサイドプレート１３０に一体形成したものである。
【００４５】
（第５実施形態）
本実施形態は、図１１に示すように、コンデンサタンクキャップ１１３ｄの連結部１１３ｅとラジエータタンクキャップ１２３ｄの連結部１２３ｅとを一体成形するとともに、その一体化された連結部１１３ｅ、１２３ｅに両コア１１０ａ、１２０ａを車両に固定するためのピン状のブラケット部１５０を形成したものである。
【００４６】
（第６実施形態）
本実施形態は、図１２に示すように、コンデンサタンクキャップ１１３ｄとラジエータタンクキャップ１２３ｄとを別体とし、ラジエータタンクキャップ１２３ｄのみをサイドプレート１３０に一体接合したものである。
【００４７】
これにより、ろう付け工程時に、ラジエータヘッダタンク１２３、１２４がサイドプレート１３０に対して傾くこと、及びラジエータヘッダタンク１２３、１２４がコンデンサヘッダタンク１１３、１１４側に向けて傾くことを防止しつつ、ラジエータヘッダタンク１２３、１２４からコンデンサヘッダタンク１１３、１１４側に熱が移動することを防止できる。
【００４８】
なお、本実施形態は、図１２とは逆に、コンデンサキャップ１１３ｄのみをサイドプレート１３０に一体接合してもよい。
【００４９】
（その他の実施形態）
上述の実施形態に係るサイドプレート１３０は、両コア１１０ａ、１２０ａを支持すべく、コンデンサコア１１０ａ用のサイドプレートとラジエータコア１２０ａ用のサイドプレートとが一体形成されたものであったが、両サイドプレートを別体に形成し、ろう付けにて両サイドプレートを一体化してもよい。
【００５０】
また、コンデンサコア１１０ａ用のサイドプレートとラジエータコア１２０ａ用のサイドプレートとを別体に形成し、ブラケット部１５０にて一体化してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る複式熱交換器を空気流れ上流側から見た斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る複式熱交換器を空気流れ下流側から見た斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る複式熱交換器のヘッダタンク部分の断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る複式熱交換器の断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る複式熱交換器のヘッダタンク部分の上面図である。
【図６】サイドプレートの突起部を示す斜視図である。
【図７】タンクキャップ、ヘッダタンク及びサイドプレートを組み付けを示す説明図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る複式熱交換器のヘッダタンク部分の上面図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係る複式熱交換器のヘッダタンク部分の上面図である。
【図１０】本発明の第４実施形態に係る複式熱交換器のサイドプレートの斜視図である。
【図１１】本発明の第５実施形態に係る複式熱交換器のタンクキャップの斜視図である。
【図１２】本発明の第６実施形態に係る複式熱交換器のヘッダタンク部分の上面図である。
【符号の説明】
１１０ａ…コンデンサコア（第１コア）
１１１…コンデンサチューブ（第１チューブ）、
１１３、１１４…コンデンサヘッダタンク（第１ヘッダタンク）、
１１３ｄ…コンデンサタンクキャップ（第１タンクキャップ）、
１２０ａ…ラジエータコア（第２コア）
１２１…ラジエータチューブ（第２チューブ）、
１２３、１２４…ラジエータヘッダタンク（第２ヘッダタンク）、
１２３ｄ…ラジエータタンクキャップ（第２タンクキャップ）。
Claims (8)
- 第１流体が流通する複数本の第１チューブ（１１１）、及び前記第１チューブ（１１１）に接合された第１フィン（１１２）を有し、前記第１流体と空気との間で熱交換を行う第１コア（１１０ａ）と、
第２流体が流通する複数本の第２チューブ（１２１）、及び前記第２チューブ（１２１）に接合された第２フィン（１２２）を有するとともに、前記第１コア（１１０ａ）に対して空気の流通方向に直列に配設されて、前記第２流体と空気との間で熱交換を行う第２コア（１２０ａ）と、
前記複数本の第１チューブ（１１１）の両端に接合され、前記複数本の第１チューブ（１１１）の長手方向と直交する方向に延びる第１ヘッダタンク本体（１１３ｃ）、及び前記第１ヘッダタンク本体（１１３ｃ）の長手方向両端側を閉塞する第１タンクキャップ（１１３ｄ）からなる第１ヘッダタンク（１１３、１１４）と、
前記複数本の第２チューブ（１２１）の両端に接合され、前記複数本の第２チューブ（１２１）の長手方向と直交する方向に延びる第２ヘッダタンク本体（１２３ｃ）、及び前記第２ヘッダタンク本体（１２３ｃ）の長手方向両端側を閉塞する第２タンクキャップ（１２３ｄ）からなる第２ヘッダタンク（１２３、１２４）と、
前記両コア（１１０ａ、１２０ａ）の端部に接合され、前記両コア（１１０ａ、１２０ａ）を保持するサイドプレート（１３０）とを備え、
前記両タンクキャップ（１１３ｄ、１２３ｄ）は前記サイドプレート（１３０）と別体で構成されており、
前記サイドプレート（１３０）は、底部（１３０ａ）と前記底部（１３０ａ）の両側部に位置する側壁部（１３０ｂ）とを有するコの字状の断面形状に形成され、前記コの字状の断面形状が前記サイドプレート（１３０）の長手方向に延びるようになっており、
前記底部（１３０ａ）のうち前記サイドプレート（１３０）の長手方向と直交する方向の中間部に、前記側壁部（１３０ｂ）と同一方向に突出する突起部（１３１）が形成されており、
前記両タンクキャップ（１１３ｄ、１２３ｄ）には、それぞれ、前記サイドプレート（１３０）の長手方向両端側に向けて延出する連結部（１１３ｅ、１２３ｅ）が形成されており、
前記両連結部（１１３ｅ、１２３ｅ）は、前記両側壁部（１３０ｂ）の一方と前記突起部（１３１）との間、及び前記両側壁部（１３０ｂ）の他方と前記突起部（１３１）との間に嵌合して位置決めされた状態で前記サイドプレート（１３０）と一体化されており、
さらに、前記両フィン（１１１、１２１）のうち少なくとも一方は、前記サイドプレート（１３０）に接触していることを特徴とする複式熱交換器。 - 前記連結部（１１３ｅ、１２３ｅ）には、前記両コア（１１０ａ、１２０ａ）を車両に固定するためのブラケット部（１５０）が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の複式熱交換器
- 前記両ヘッダタンク本体（１１３ｃ、１２３ｃ）は、その長手方向に分割可能な２部品を接合することにより構成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。
- 前記突起部（１３１）は、前記底部（１３０ａ）の一部を切り起こすことにより形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の複式熱交換器。
- 前記突起部（１３１）は、前記底部（１３０ａ）の一部を前記サイドプレート（１３０）の長手方向に沿うように切り起こして形成される２枚の板状の形状からなることを特徴とする請求項４に記載の複式熱交換器。
- 前記突起部（１３１）は、前記底部（１３０ａ）の一部を前記サイドプレート（１３０）の長手方向と直交する方向に沿うように切り起こして形成される２枚の板状の形状からなることを特徴とする請求項４に記載の複式熱交換器。
- 前記突起部（１３１）は、前記底部（１３０ａ）の一部を折り曲げることにより形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の複式熱交換器。
- 前記突起部（１３１）は、前記底部（１３０ａ）の一部を折り曲げることで前記サイドプレート（１３０）の長手方向に沿って突出していることを特徴とする請求項７に記載の複式熱交換器。
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