JP2007017060A - 冷媒気液分離器及び冷媒気液分離器の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 径方向の小型化を図ることができる冷媒気液分離器を提供する。
【解決手段】 筒状容器２の開口端に固着する蓋体３を、筒状容器２に挿入される挿入部３ａと、この挿入部３ａより外方へ張り出す鍔部３ｂとから構成するとともに、筒状容器２の開口端の外径を鍔部２ｂの外周より小さく形成して、筒状容器２の開口端と鍔部２ｂとの間に隅肉溶接部４を設けた。これにより、筒状容器２の開口端が蓋体３の鍔部３ｂの外周より径方向の内側にあるので、筒状容器２の開口端の外周と蓋体３の鍔部３ｂの端面との間に隅肉溶接部４を設けることにより、この隅肉溶接部４を蓋体３の鍔部３ｂの外周より径方向の内側に形成することができる。
【選択図】 図１

Description

□本発明は、例えば車両の空気調和用冷却システムなどに用いられる冷媒気液分離器及び冷媒気液分離器の製造方法に関する。

従来、車両の空気調和用冷却システムに用いられる冷却装置では、液体がコンプレッサ入口に流入することによってコンプレッサが故障することを防止するため、液体を捕えるキャニスタ形のアキュムレータを設けているのが一般的である。

そして、従来、車両空調装置用の受け器、冷媒気液分離器（乾燥器）、アキュムレータなどの流体容器組立体としては、例えば特許文献１に開示されたものがある。この流体容器組立体は、図７に示すように乾燥剤１０１と出口管１０２を収納したアルミニウム製キャニスタ１０３の開放端部に、入口ポート１０４及び出口ポート１０５を形成したヘッダ１０６を溶接部１０７により被着している。ヘッダ１０６は押出し材に切削加工を施すことにより形成され、キャニスタ１０３に挿入される挿入部１０６ａと、この挿入部１０６ａより大径の鍔部１０６ｂとから構成されており、この鍔部１０６ｂの外周にも、表面に付着する酸化皮膜を除去するため切削加工が施されている。これは、上記の押出し材の表面に付着する酸化皮膜が溶接アルミ材の融点より低いため溶け難くなる場合や、酸化皮膜が吸湿して溶接時にガスとなって気泡を作る場合など、溶接部１０７の強度が低下するという問題があるため、上記のように鍔部１０６ｂの外周に切削加工を施して上記の酸化皮膜を除去した状態で溶接することにより、溶接部１０７の強度を確保するようになっている。
特開平７−２９４０６７号公報

ところで、図４に示すような従来の流体容器組立体では、溶接部１０７の溶接ビード（余盛り部分）がキャニスタ１０３及びヘッダ１０６の外周から出っ張ってしまい、径方向に大きくなるため、他の部品と干渉してしまうなどの問題があり、これらの部品を配置する際のレイアウトの自由度が低下することがある。

また、ヘッダ１０６の挿入部１０６ａを切削加工で切り出すとともに、溶接部１０７の信頼性を確保するためヘッダ１０６の鍔部１０６ｂの外周にも切削加工が施す必要があり加工費がかさむため、この加工費の削減が要望されている。

本発明は、上記のような従来技術における実情を鑑みてなされたもので、径方向の小型化を図ることのできる冷媒気液分離器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため請求項１の発明は、筒状容器の開口端に蓋体を溶接にて固着した冷媒気液分離器であって、前記蓋体を、前記筒状容器に挿入される挿入部と、この挿入部より外方へ張り出す鍔部とから構成するとともに、前記筒状容器の開口端の外径を、前記鍔部の外径より小さく形成して、前記筒状容器の開口端と前記鍔部との間に隅肉溶接部を設けたことを特徴とする冷媒気液分離器である。

請求項２の発明は、請求項１の冷媒気液分離器において、前記隅肉溶接部の溶接ビードを、前記鍔部の外周よりはみ出さないように形成したことを特徴とする冷媒気液分離器である。

請求項３の発明は、請求項１の冷媒気液分離器において、前記筒状容器の開口端側に他の部位よりも厚肉の厚肉部を全周に亘り一体に形成したことを特徴とする冷媒気液分離器である。

また上記目的を達成するため、請求項４の発明は、筒状容器の開口端に蓋体を溶接にて固着した冷媒気液分離器の製造方法であって、押出し材の外周に切削加工を施すことにより、前記筒状容器に挿入される挿入部と、この挿入部より外方へ張り出す鍔部とからなる前記蓋体を形成する工程と、前記筒状容器を鍛造で形成して、該筒状容器の少なくとも開口端の外径を、前記鍔部の外径より小さくする工程と、前記筒状容器に前記蓋体の挿入部を挿入した後、前記筒状容器の開口端と前記鍔部との間に隅肉溶接部を施す工程とを有することを特徴とする冷媒気液分離器の製造方法である。

請求項１の発明によれば、筒状容器の開口端が蓋体の鍔部の外径より径方向の内側にあるので、筒状容器の開口端の外周と蓋体の鍔部の端面との間に隅肉溶接部を設けることにより、この隅肉溶接部を蓋体の鍔部の外周より径方向の内側に形成することができ、これにより、径方向の小型化を図ることができる。

請求項２の発明によれば、請求項１の発明の効果に加え、筒状容器の開口端と鍔部との間に設けた隅肉溶接部の溶接ビードが蓋体の鍔部の外周よりはみ出さないので、上記の溶接ビードが蓋体の外周から出っ張ることがなくて済む。

請求項３の発明によれば、請求項１の発明の効果に加え、筒状容器の開口端に厚肉部を形成したことにより、厚肉部の全周溶接時の熱なましによる破断を防止でき、溶接の信頼性を向上させると共に、筒状容器の他の部位を薄肉化しても耐圧性能を高め、かつ材料の増加が最小限に抑えられる。

請求項４の発明によれば、押出し材の外周に切削加工を施すことにより、蓋体の挿入部が切り出されるとともに鍔部の端面も切削され、この鍔部の端面に酸化皮膜が付着していないので、筒状容器の開口端と鍔部の端面との間に十分な溶接強度を有する隅肉溶接部を設けることができる。これにより、従来のように蓋体の外周に切削加工を施すことなく、溶接部の信頼性を向上させることができる。また、筒状容器の開口端が蓋体の鍔部の外周より径方向の内側にあるので、筒状容器の開口端の外周と蓋体の鍔部の端面との間に隅肉溶接部を設けることにより、この隅肉溶接部を蓋体の鍔部の外周より径方向の内側に形成することができる。これにより、径方向の小型化を図ることができ、冷媒気液分離器や関係する他の部品を配置する際のレイアウトの自由度を向上させることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態に係る冷媒気液分離器の断面図、図２は図１のＡ部を拡大して示す断面図、図３は本実施形態の斜視図である。

本実施形態の冷媒気液分離器１は、車両の空気調和用冷却システムなどの冷凍サイクル中の余剰冷媒を収容する液留めとしての機能を有しており、図１に示すように、上端が閉じている筒状容器２と、この筒状容器２の開口端（下端）に装着される蓋体３とからなり、隅肉溶接部４で互いに固着されている。筒状容器２の内部には、冷媒が透過可能な乾燥剤支持プレート５が設けられ、この乾燥剤支持プレート５より上部に乾燥剤６が収納される。

蓋体３は、筒状容器２に挿入される挿入部３ａと、この挿入部３ａより外方へ張り出す鍔部３ｂとからなり、これらの挿入部３ａ及び鍔部３ｂを、図示しない接続管を介して冷凍サイクルの熱交換器に接続される入口ポート７及び出口ポート８が貫通している。

隅肉溶接部４は、挿入部３ａと鍔部３ｂとの間の段付き部分に配設され、筒状容器２の開口端の外周及び鍔部３ｂの端面（上面）とを全周にわたって隅肉溶接することにより、筒状容器２の開口端に蓋体３が固着されている。また、図２に示すように隅肉溶接部４の溶接ビード（余盛り部分）は、鍔部３ｂの外周よりはみ出さないように形成されている。

この第１実施形態にあっては、入口ポート７及び出口ポート８を冷凍サイクルの熱交換器と接続した後、熱交換器で凝縮された冷媒が入口ポート７を通って流入すると、入口ポート７の上端開口部から乾燥剤支持プレート５の上部に流出され、その冷媒が乾燥剤６及び乾燥剤支持プレート５を透過して下方に滴下され、下部に貯留される。次いで、貯留された液冷媒が出口ポート８から熱交換器の過冷却部に流出した後、過冷却された液冷媒は図示しない膨張弁側へ流出するようになっている。

このように構成した第１実施形態では、筒状容器２の開口端が蓋体３の鍔部３ｂの外周より径方向の内側にあるので、筒状容器２の開口端の外周と蓋体３の鍔部３ｂの端面との間に隅肉溶接部４を設けることにより、この隅肉溶接部４を蓋体３の鍔部３ｂの外周より径方向の内側に形成できるため、径方向の小型化を図り、当該冷媒気液分離器１や関係する他の部品を配置する際のレイアウトの自由度を向上させることができる。上記の隅肉溶接部４の溶接ビード（余盛り部分）を鍔部３ｂの外周よりはみ出さないように形成したので、鍔部３ｂの外周から出っ張る部分がなくて済む。なお、上述したように径方向の小型化を図るとともに、蓋体３の取付互換性を維持することにより、当該冷媒気液分離器１の汎用性を高めることができ、例えば、既設の冷凍サイクルなどにも適用することができる。

また、この第１実施形態では、上記の隅肉溶接部４を施す際に斜め方向の溶接となり、蓋体３への溶接ビード溶け込み量が少なくて済むので、蓋体３に設けられるシール溝の変形を抑制することができる。

（第１実施形態の製造方法）
次に、冷媒気液分離器１の製造方法について説明する。まず、丸棒などの押出し材を所定長さに切断して、この押出し材の外周に切削加工を施して挿入部３ａを切り出すことにより、挿入部３ａ及び鍔部３ｂからなる蓋体３を形成するとともに、挿入部３ａ及び鍔部３ｂを貫通する入口ポート７及び出口ポート８を設ける。また、筒状容器２を鍛造で形成し、この筒状容器２の開口端に蓋体３の挿入部３ａを挿入した後、この挿入部３ａと鍔部３ｂとの間の段付き部分で筒状容器２及び蓋体３を全周にわたって隅肉溶接することにより固着させ、その隅肉溶接部４により冷媒気液分離器１を一体に形成する。

この第１実施形態の製造方法では，押出し材の外周に切削加工を施すことにより、蓋体３の挿入部３ａを切り出すとともに鍔部３ｂの端面も切削し、この鍔部３ｂの端面に酸化皮膜が付着していない状態で、鍔部３ｂの端面と筒状容器２の開口端との間に十分な溶接強度を有する隅肉溶接部４を設けることができる。したがって、従来のように蓋体３の外周に切削加工を施すことなく、隅肉溶接部４の信頼性を向上させることができる。また、筒状容器２の開口端が蓋体３の鍔部３ｂの外周より径方向の内側にあるので、筒状容器２の開口端の外周と蓋体３の鍔部３ｂの端面との間に隅肉溶接部４を設けることにより、この隅肉溶接部４を蓋体３の鍔部３ｂの外周より径方向の内側に形成することができ、径方向の小型化を図ることができる。

（第２実施形態）
図４は本発明の第２実施形態に係る冷媒気液分離器１０を示す斜視図、図５は図４のＢ部を拡大して示す断面図である。

この第２実施形態では、前述した図１〜図３に示す第１実施形態と比べて、筒状容器１１の開口端側に小径部１１ａ及び円錐部１１ｂを形成し、筒状容器１１の他の部位の外径を、蓋体１２の鍔部１２ｂの外径と同等に設定したことが異なっており、その他の構成は基本的に同様である。

この第２実施形態にあっては、筒状容器１１を円筒状に形成して、乾燥剤等を筒状容器１１内に収納した後、スピニング加工などで筒状容器１１の開口端側を径方向に小さくすることにより、小径部１１ａ及び円錐部１１ｂを形成する。その結果、円錐部１１ｂの径は開口端に向うに従って次第に小さくなり、円錐部１１ｂの開口端側に小径部１１ａが一体に形成されている。次いで、筒状容器１１の開口端に蓋体１２の挿入部１２ａを挿入した後、この挿入部１２ａと鍔部１２ｂとの間の段付き部分にて筒状容器１１及び蓋体１２を全周にわたって隅肉溶接することにより固着させ、その隅肉溶接部１３により冷媒気液分離器１０を一体に形成する。

このように構成した第２実施形態では、筒状容器１１の開口端側の小径部１１ａに隅肉溶接部１３を施すとともに、筒状容器１１の外径を蓋体１２の鍔部１２ｂの外径以下に設定したので、より径方向に小型化した冷媒気液分離器１０が得られ、当該冷媒気液分離器１０や関係する他の部品を配置する際のレイアウトの自由度を向上させることができる。

（第２実施形態の製造方法）
この第２実施形態の製造方法は、前述した第１実施形態の製造方法と同様であり、まず押出し材の外周に切削加工を施すことにより挿入部１２ａを切り出し、挿入部１２ａ及び鍔部１２ｂからなる蓋体１２を形成するとともに、筒状容器１１を鍛造で形成した後、この筒状容器１１の開口端に蓋体１２の挿入部１２ａを挿入した後、この挿入部１２ａと鍔部１２ｂとの間の段付き部分で筒状容器１１及び蓋体１２を全周にわたって隅肉溶接することにより固着させ、その隅肉溶接部１３により冷媒気液分離器１０を一体に形成する。

この第２実施形態の製造方法でも，前述した第１実施形態の製造方法と同様の効果が得られる。

（第３実施形態）
図６は本発明の第３実施形態に係る冷媒気液分離器１４の要部を示す断面図である。

この第３実施形態では、前述した図１〜図３に示す第１実施形態と比べて、筒状容器１５の開口端側に他の部位よりも厚肉の厚肉部１５ａを全周に亘り一体に形成したことが異なっており、その他の構成は基本的に同様である。

この第３実施形態にあっては、筒状容器１５の開口端に向うに従って筒状容器１５の外径を次第に大きくして肉厚にすることにより、傾斜部１５ｂを形成し、その開口端側に厚肉部１５ａを一体に形成する。次いで、筒状容器１５の開口端に蓋体１６の挿入部１６ａを挿入した後、この挿入部１６ａと鍔部１６ｂとの間の段付き部分にて筒状容器１５の厚肉部１５ａ及び蓋体１６を全周にわたって隅肉溶接することにより固着させ、その隅肉溶接部１７により冷媒気液分離器１４を一体に形成する。

このように構成した第３実施形態では、前述した図１〜図３に示す第１実施形態と同様の効果が得られる。さらに、この第３実施形態では、筒状容器１５の開口端に厚肉部１５ａを形成したことにより、厚肉部１５ａの全周溶接時の熱なましによる破断を防止でき、溶接の信頼性を向上させると共に、筒状容器１５の他の部位を薄肉化しても耐圧性能を高め、かつ材料の増加が最小限に抑えられる。

（第３実施形態の製造方法）
この第３実施形態の製造方法も、前述した第１実施形態の製造方法と同様であり、まず押出し材の外周に切削加工を施し挿入部１６ａを切り出すことにより、挿入部１６ａ及び鍔部１６ｂからなる蓋体１６を形成するとともに、筒状容器１５を鍛造で形成した後、この筒状容器１５の開口端に蓋体１６の挿入部１６ａを挿入した後、この挿入部１６ａと鍔部１６ｂとの間の段付き部分で筒状容器１５及び蓋体１６を全周にわたって隅肉溶接することにより固着させ、その隅肉溶接部１７により冷媒気液分離器１４を一体に形成する。

この第３実施形態の製造方法でも，前述した第１実施形態の製造方法と同様の効果が得られる。

本発明の第１実施形態に係る冷媒気液分離器の断面図である。 図１のＡ部を拡大して示す断面図である。 本実施形態の斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る冷媒気液分離器を示す斜視図である。 図４のＢ部を拡大して示す断面図である。 本発明の第３実施形態に係る冷媒気液分離器の要部を示す断面図である。 冷媒気液分離器を含む流体容器組立体の従来例を示す断面図である。

符号の説明

１ 冷媒気液分離器
２ 筒状容器
３ 蓋体
３ａ 挿入部
３ｂ 鍔部
４ 隅肉溶接部
１０ 冷媒気液分離器
１１ 筒状容器
１１ａ 小径部
１１ｂ 円錐部
１２ 蓋体
１２ａ 挿入部
１２ｂ 鍔部
１３ 隅肉溶接部
１４ 冷媒気液分離器
１５ 筒状容器
１５ａ 厚肉部
１５ｂ 傾斜部
１６ 蓋体
１６ａ 挿入部
１６ｂ 鍔部
１７ 隅肉溶接部

Claims (4)

1. 筒状容器（２，１１，１５）の開口端に蓋体（３、１２，１６）を溶接にて固着した冷媒気液分離器であって、
   前記蓋体（３、１２，１６）を、前記筒状容器（２，１１，１５）に挿入される挿入部（３ａ、１２ａ，１６ａ）と、この挿入部（３ａ、１２ａ，１６ａ）より外方へ張り出す鍔部（３ｂ、１２ｂ、１６ｂ）とから構成するとともに、前記筒状容器（２，１１，１５）の開口端の外径を、前記鍔部（３ｂ、１２ｂ、１６ｂ）の外径より小さく形成して、前記筒状容器（２，１１，１５）の開口端と前記鍔部（３ｂ、１２ｂ、１６ｂ）との間に隅肉溶接部（４，１３，１７）を設けたことを特徴とする冷媒気液分離器。
2. 請求項１記載の冷媒気液分離器であって、
   前記隅肉溶接部（４，１３，１７）の溶接ビードを、前記鍔部（３ｂ、１２ｂ、１６ｂ）の外周よりはみ出さないように形成したことを特徴とする冷媒気液分離器。
3. 請求項１記載の冷媒気液分離器であって、
   前記筒状容器（１５）の開口端側に他の部位よりも厚肉の厚肉部（１５ａ）を全周に亘り一体に形成したことを特徴とする冷媒気液分離器。
4. 筒状容器（２，１１，１５）の開口端に蓋体（３、１２，１６）を溶接にて固着した冷媒気液分離器の製造方法であって、
   押出し材の外周に切削加工を施して、前記筒状容器（２，１１，１５）に挿入される挿入部（３ａ、１２ａ，１６ａ）を切り出すことにより、この挿入部（３ａ、１２ａ，１６ａ）及び該挿入部（３ａ、１２ａ，１６ａ）より外方へ張り出す鍔部（３ｂ、１２ｂ、１６ｂ）からなる前記蓋体（３、１２，１６）を形成する工程と、
   前記筒状容器（２，１１，１５）を鍛造で形成して、該筒状容器（２，１１，１５）の少なくとも開口端の外径を、前記鍔部（３ｂ、１２ｂ、１６ｂ）の外径より小さくする工程と、
   前記筒状容器（２，１１，１５）に前記蓋体（３、１２，１６）の挿入部（３ａ、１２ａ，１６ａ）を挿入した後、前記筒状容器（２，１１，１５）の開口端と前記鍔部（３ｂ、１２ｂ、１６ｂ）との間に隅肉溶接部（４，１３，１７）を施す工程とを有することを特徴とする冷媒気液分離器の製造方法。
   

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