JP2007292382A

JP2007292382A - 車両用熱交換器のタンク構造

Info

Publication number: JP2007292382A
Application number: JP2006120315A
Authority: JP
Inventors: Shinobu Asakawa; 忍浅川
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2006-04-25
Filing date: 2006-04-25
Publication date: 2007-11-08
Also published as: US20070256818A1

Abstract

【課題】タンクの角部とエンドパッチの挿入部の密着性を高くして良好なろう付け固定を実現できる車両用熱交換器のタンク構造の提供。
【解決手段】四隅を有する筒状のタンク本体７の開口端部７ａにエンドパッチ８の挿入部を挿入して塞いだ状態でこれら両者をろう付け固定した車両用熱交換器のタンク構造において、挿入部をエンドパッチ本体８ａからタンク本体７の開口端部７ａ側に窪ませた形状としてここに凹部８ｃを形成すると共に、この凹部８ｃからタンク本体７の角部へ向かって薄肉となるように潰した窪み部９ａ〜９ｄを形成した。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両用熱交換器のタンク構造に関する。

従来、筒状のタンク本体の開口端部にエンドパッチの挿入部を挿入して塞いだ状態でこれら両者をろう付け固定した車両用熱交換器のタンク構造の技術が公知になっている（特許文献１、２参照）。
特開２００５−８３６４７号公報特開２００５−９０８２３号公報

しかしながら、従来の車両用熱交換器のタンク構造では、タンクの開口端部の角部とエンドパッチの挿入部との間に隙間が生じやすく、良好なろう付け固定が困難であるという問題点があった。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、タンクの角部とエンドパッチの挿入部の密着性を高くして良好なろう付け固定を実現できる車両用熱交換器のタンク構造を提供することである。

本発明の請求項１記載の発明では、少なくとも１カ所の角部を有する筒状のタンク本体の開口端部にエンドパッチの挿入部を挿入して塞いだ状態でこれら両者をろう付け固定した車両用熱交換器のタンク構造において、前記挿入部をエンドパッチ本体からタンク本体の開口端部側に窪ませた形状としてここに凹部を形成すると共に、この凹部にタンクの角部へ向かって薄肉となるように潰した窪み部を形成したことを特徴とする。

本発明の請求項１記載の発明にあっては、少なくとも１カ所の角部を有する筒状のタンク本体の開口端部にエンドパッチの挿入部を挿入して塞いだ状態でこれら両者をろう付け固定した車両用熱交換器のタンク構造において、前記挿入部をエンドパッチ本体からタンク本体の開口端部側に窪ませた形状としてここに凹部を形成すると共に、この凹部にタンクの角部へ向かって薄肉となるように潰した窪み部を形成したため、タンクの角部とエンドパッチの挿入部の密着性を高くして良好なろう付け固定を実現できる。

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

以下、実施例１を説明する。
なお、本実施例１では車両用熱交換器をラジエータとコンデンサが一体的に形成された一体型熱交換器に適用した場合について説明する。
また、車両前後方向及び車幅方向を前後方向及び左右方向と称して説明する。

図１は本発明の実施例１の車両用熱交換器の斜視図、図２は同正面図、図３は本実施例１のタンクとエンドパッチを説明する斜視図（レインフォースの一部は二点差線で図示）である。
図４は図３のＳ４−Ｓ４線における断面図、図５はエンドパッチの平面図、図６は図５のＳ６−Ｓ６線における端面図、図７はラジエータのタンクの側断面図である。
図８は図７のＳ８−Ｓ８線におけるタンクとエンドパッチのろう付け固定前の仮組み状態を説明する断面図（ａ）と、ろう付け固定状態を説明する断面図（ｂ）、図９は本実施例１の作用を説明する図、図１０は本実施例１の車両用熱交換器の流通媒体の流れを説明する図である。

先ず、全体構成を説明する。
図１〜３に示すように、本実施例１の車両用熱交換器のタンク構造が採用された車両用熱交換器１はラジエータ２と、その前方側に重ねられた状態で配置されるコンデンサ３とが一体的に固設されて成る一体型熱交換器が採用されている。
ラジエータ２は、所定間隔をおいて左右両側に対向配置された一対のタンク4,5と、これら両タンク4,5の間に配置されたコア部６で構成されている。

また、ラジエータ２のタンク４の上部には後方側へ突出した入出力ポートＰ１が設けられ、一方、タンク５の下部には後方側へ突出した入出力ポートＰ２が設けられている。

ラジエータ２のコア部６は、一対のタンク4,5に挿通し固定された複数のチューブ６ａと、隣接するチューブ６ａ同士の間に配置され、且つ、コンデンサ３のコア部３ｃと共用する波状のフィン６ｂで構成されている。
なお、本実施例１のチューブ６ａは、その内部が中央で仕切られた所謂Ｂ型偏平チューブが採用されているが、この限りではない。

コンデンサ３は、所定間隔をおいて対向配置された一対のタンク3a,3bと、コア部３ｃで構成されている。
図２に示すように、コンデンサ３のタンク３ａの内部は仕切り板３ｄによって２つの室R1,R4に仕切られ、一方、タンク３ｂの内部は仕切り板３ｅによって２つの室R2,R3に仕切られている。
また、コンデンサ３のタンク３ａの室Ｒ１に近接した側方には入出力ポートP3,P4設けられる他、入出力ポートＰ３は室Ｒ１に連通され、一方、入出力ポートＰ４は、パイプ３ｆを介して室Ｒ４に連通されている。
また、コンデンサ３のタンク３ｂには室R2,R3に連通したレシーバ３ｇのパイプ3i,3hが接続されている。

また、コンデンサ３のコア部３ｃは、一対のタンク3a,3bの間に挿通し固定された複数のチューブ３ｊと、隣接するチューブ３ｊ同士の間に配置される前述のフィン６ｂで構成されている。

そして、ラジエータ２のタンク4,5及びコンデンサ３のタンク3a,3bの上下端部には、レインフォース6c,6dが挿通し固定されることにより、これら両者が一体的に連結固定されている。

なお、本実施例１では、フィン６ｂにおける各チューブ6a,3jに近接した部位にはルーバ６ｅ（図３参照）が形成されているが、このルーバ６ｅの配置や形状については適宜設定でき、省略することもできる。

本実施例１のタンク4,5は左右対称形状であり、各タンク4,5は上下対称形状であるため、ここではタンク４について詳述する。
図１〜３に示すように、タンク４はタンク本体７と、このタンク本体７の上下端部にそれぞれ装着されたエンドパッチ８で構成されている。
図４に示すように、タンク本体７は、略コ字状断面を有する板状の分割部１０と、略コ字状断面を有する板状の分割部１１が最中状に重ねられることにより略矩形断面形状に形成されている。
また、分割部１１の側壁には前述したレインフォース6c,6dの一端側が挿通し固定される固定孔１２ａ（図７参照）と、各チューブ６ａの一端側が挿通し固定される固定孔１２ｂ（図７参照）が形成されている。
本実施例１では、分割部１０の屈曲した両端部10a,10bの内側に分割部１１の屈曲した両端部11a,11bが重ねられた状態でこれら両者が接合されているが、この限りではない。
そして、タンク本体７の開口端部７ａには、図５、６に示すエンドパッチ８が装着されている。
具体的には、エンドパッチ８のエンドパッチ本体８ａは略矩形状の板状に形成される他、その外周縁部には平板状のフランジ部８ｂが形成されると共に、このフランジ部８ｂの内側にはエンドパッチ本体８ａからタンク本体７の開口端部７ａ側へ窪んだ凹部８ｃを有する挿入部８ｄが形成されている。

このように構成されたエンドパッチ８は、図７に示すように、フランジ部８ｂの底部がタンク本体７の開口端部７ａに、挿入部８ｄの外周縁部が分割部10,11の内側にそれぞれ当接し、さらに、図３に示すように、エンドパッチ８の凹部８ｃに後述する窪み部９ａ〜９ｆが形成された状態でこれら両者が接合されている。

その他、車両用熱交換器１の各構成部材は全てアルミ製であり、各構成部材の接合部のうちの少なくとも一方側にはろう材からなるクラッド層（ブレージングシート）が設けられている。

次に、作用を説明する。
このように構成された車両用熱交換器１を製造する際には、先ず、車両用熱交換器１の各構成部材を仮組み状態とする。
この際、図８（ａ）に示すように、タンク4,5の上下の開口端部７ａに、それぞれエンドパッチ８の挿入部８ｄを挿入して装着した後、図８（ｂ）に示すように、図外のポンチ用治具にてエンドパッチ８の凹部８ｃの四隅をタンク本体７の四隅（角部に相当）１３ａ〜１３ｄに向かって潰すことにより薄肉の窪み部９ａ〜９ｄを形成する。

さらに、窪み部９ａとの間で分割部１１の先端部１１ｃを挟むように凹部８ｃを潰すことにより窪み部９ｅを形成する一方、窪み部９ｂとの間で分割部１１の先端部１１ｄを挟むように凹部８ｃを潰すことにより窪み部９ｆを形成する。

次に、上記仮組みした車両用熱交換器１を図外の加熱炉に搬送して熱処理することにより、各構成部材の接合部をろう付け固定して一体的に形成する。
この際、加熱中に上記ポンチ用治具による残留応力により窪み部９ａ〜９ｄがそれぞれ対応する四隅１３ａ〜１３ｄ側へ向かって熱変形し、これによって、該窪み部９ａ〜９ｄとタンク本体７（分割部１１）との密着性を高くでき、これによって、これら両者を良好にろう付け固定できる。
また、図９に示すように、窪み部９ｅ（９ｆ）付近においては上記作用に加えて矢印Ａ方向の残留応力が作用して該窪み部９ｅ（９ｆ）とそれぞれ対応する先端部１１ｃ（１１ｄ）との密着性を高くでき、これによって、これら両者を良好にろう付け固定できる。

ここで、従来の発明にあっては、タンクの開口端部の角部とエンドパッチの挿入部との間に隙間が生じやすく、良好なろう付け固定が困難であるという問題点があった。

これに対し、本実施例１では、前述したように、エンドパッチ８の凹部８ｃの四隅をタンク本体７の四隅１３ａ〜１３ｄに向かって潰すことにより薄肉の窪み部９ａ〜９ｄを形成したため、ろう付け固定の加熱中に窪み部９ａ〜９ｄを残留応力によってタンク本体７の角部１３ａに密着させることができ、タンク本体７とエンドパッチ８を良好にろう付け固定できる。

また、窪み部９ａ（９ｂ）との間で分割部１１の先端部１１ｃ（１１ｄ）を挟むように凹部８ｃを潰すことにより窪み部９ｅ（９ｆ）を形成したため、隙間が生じやすい先端部11c,11d付近の密着性を高くしてこれら両者を良好にろう付け固定できる。

このように構成された車両用熱交換器１は、図１０示すように、図外のエンジン側からラジエータ２の入出力ポートＰ１を介してタンク４に流入した高温な流通媒体Ｘが、コア部６の各チューブ６ａを流通する間にコア部６を通過する車両走行風または図外のモータファンによる強制風と熱交換されることにより冷却された後、タンク５に流入して入出力ポートＰ２から再びエンジン側へ排出されることによりラジエータとして機能する。

一方、図外のコンプレッサ側からコンデンサ３の入出力ポートＰ３を介してタンク３ａの室Ｒ１に流入した高温な流通媒体Ｙは、コア部３ｃの室R1,R2に対応する各チューブ３ｊを流通する間にコア部３ｃを通過する車両走行風または図外のモータファンによる強制風と熱交換されることにより冷却された後、タンクの室Ｒ２に流入する。

次に、室Ｒ２内の流通媒体Ｙは、パイプ３ｉを介してレシーバ３ｇ内で気液分離された後、液状の流通媒体Ｙのみがパイプ３ｈを介してタンクの室Ｒ３に流入して室R3,R4に対応する各チューブ３ｊを流通する間に、コア部３ｃを通過する車両走行風または図外のモータファンによる強制風と熱交換されることにより過冷却されてタンクの室Ｒ４に流入する。

最後に、室Ｒ４内の流通媒体Ｙは、パイプ３ｆを介して入出力ポートＰ４から図外のエバポレータ側へ排出されることによりコンデンサとして機能する。

次に、効果を説明する。
以上、説明したように、本実施例１の車両用熱交換器のタンク構造にあっては、四隅１３ａ〜１３ｄを有する筒状のタンク本体７の開口端部７ａにエンドパッチ８の挿入部８ｄを挿入して塞いだ状態でこれら両者をろう付け固定した車両用熱交換器のタンク構造において、挿入部８ｄをエンドパッチ本体８ａからタンク本体７の開口端部７ａ側に窪ませた形状としてここに凹部８ｃを形成すると共に、この凹部８ｃからタンク本体７の四隅１３ａ〜１３ｄへ向かって薄肉となるように潰した窪み部９ａ〜９ｄを形成したため、タンク本体７の四隅１３ａ〜１３ｄとエンドパッチ８の挿入部８ｄの密着性を高くして良好なろう付け固定を実現でき、製品信頼性を向上できる。
また、窪み部９ａ（９ｂ）との間で分割部１１の先端部１１ｃ（１１ｄ）を挟むように凹部８ｃを潰すことにより窪み部９ｅ（９ｆ）を形成したため、隙間が生じやすい先端部11c,11d付近の密着性を高くしてこれら両者を良好にろう付け固定できる。

以上、本発明の実施例を説明してきたが、本発明の具体的構成は本実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更などがあっても本発明に含まれる。

例えば、本実施例１では、車両用熱交換器は一体型熱交換器に限らず、ラジエータ２、コンデンサ３でも良いし、その他の一般的な熱交換器に適用しても良い。
また、本実施例１ではタンク本体７を分割部10,11で構成したが、この限りではなく、１つのアルミ製板材を矩形状にプレス成形して形成しても良い。

同様に、タンク本体７は少なくとも１つの角部を有する断面形状であれば本発明を適用することができ、角部の形成数、形成位置等に応じて行われるエンドパッチの設計変更は全て本発明の範疇となる。

本発明の実施例１の車両用熱交換器の斜視図である。本発明の実施例１の車両用熱交換器の正面図である。本実施例１のタンクとエンドパッチを説明する斜視図（レインフォースの一部は二点差線で図示）である。図３のＳ４−Ｓ４線における断面図である。エンドパッチの平面図である。図５のＳ６−Ｓ６線における断面図である。ラジエータのタンクの側断面図である。図７のＳ８−Ｓ８線におけるタンクとエンドパッチのろう付け固定前の仮組み状態を説明する断面図（ａ）と、ろう付け固定状態を説明する断面図（ｂ）である。本実施例１の作用を説明する図である。本実施例１の車両用熱交換器の流通媒体の流れを説明する図である。

符号の説明

Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４入出力ポート
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４室
１熱交換器
２ラジエータ
３コンデンサ
３ａ、３ｂタンク
３ｃコア部
３ｄ、３ｅ仕切り板
３ｆ、３ｈ、３ｉパイプ
３ｇレシーバ
３ｊチューブ
４、５タンク
６コア部
６ａチューブ
６ｂフィン
６ｃ、６ｄレインフォース
６ｅルーバ
７タンク本体
７ａ
７ｂ
７ｃ
８エンドパッチ
８ａエンドパッチ本体
８ｂフランジ部
８ｃ凹部
８ｄ挿入部
９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆ窪み部
１０、１１分割部
１０ａ、１０ｂ、１１ａ、１１ｂ両端部
１１ｃ、１１ｄ先端部
１２ａ、１２ｂ固定孔
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ四隅（角部）

Claims

少なくとも１カ所の角部を有する筒状のタンク本体の開口端部にエンドパッチの挿入部を挿入して塞いだ状態でこれら両者をろう付け固定した車両用熱交換器のタンク構造において、
前記挿入部をエンドパッチ本体からタンク本体の開口端部側に窪ませた形状としてここに凹部を形成すると共に、この凹部にタンクの角部へ向かって薄肉となるように潰した窪み部を形成したことを特徴とする車両用熱交換器のタンク構造。