JP2007292401A - 受液器付き冷媒凝縮器 - Google Patents

Abstract

【課題】ヘッダーパイプと受液器との間に接続用部材を介在させて一体化した受液器付き冷媒凝縮器において、とくに接続部材のパイプ部およびその周囲部の構造を改良して、製造、組み付けともに容易化する。
【解決手段】一対のヘッダーパイプの一方に、受液器が接続部材を介して一体にろう付け接合された受液器付き冷媒凝縮器において、接続部材は、板状素材から加工された部材からなり、接続部材には、一対の冷媒通過用パイプ部が一体に形成されているとともに該パイプ部の先端部がヘッダーパイプまたは受液器からなる相手側部材に形成された穴に挿入されており、かつ、該パイプ部が形成される部分の周囲の反パイプ突出側の面がリング状の面に形成されるように、該リング状の面形成部の外側に穴または穴および切り欠きが設けられていることを特徴とする受液器付き冷媒凝縮器。
【選択図】図２

Description

本発明は、受液器付き冷媒凝縮器に関し、特に、受液器と凝縮器との接続構造を改良した、車両用空調装置等に用いて好適な受液器付き冷媒凝縮器に関する。

従来から、受液器をろう付けなどにより凝縮器に一体に接合した受液器付き冷媒凝縮器が知られている。この一体化に際しては、凝縮器と受液器との間に接続用の部材を介装し、該接続部材を介して接合すると、接合の作業性や接合後の冷媒シール性等を良好に確保できることが多い。

例えば特許文献１には、凝縮器の円筒状ヘッダーパイプと略円筒状の受液器とを互いに接続する連結部材について開示されている。この連結部材は、ヘッダーパイプと受液器とに接合可能な円弧部がそれぞれ形成された板状部材を備えており、この板状部材の接合面に設けられた２つの貫通孔にそれぞれ嵌合されたパイプ部材がかしめ固定により具備されている。しかしながら、板状部材とパイプ部材が基本的に別部品であるため、部品点数が増加するとともに かしめ工程が増加してしまうという問題がある。

また、板状部材と受液器およびヘッダーパイプとが接合される面積が比較的広いため、互いの部材が接触する曲面形状の精度が必要になり、精度が悪いと、隙間が大きくなったり、板状部材の表面にクラッドされたろう材が偏りやすくなるため、結果としてろう付け不良が発生しやすくなるという問題がある。

さらに、連結部材がその長手方向に対しヘッダーパイプと受液器を交互に接合する形状になっているため、長さ寸法が変わる度に金型を新規に作成しなければならないという問題もある。

一方、特許文献２には、上記連結部材が、ヘッダーパイプ側に当接する円弧状の第１の接合面と、受液器側に当接する円弧状の第２の接合面と、ヘッダーパイプおよび受液器に設けられた冷媒流入または流出用の連通口に嵌合可能なバーリング部とを具備した板状部材にて形成した構造が開示されている。

この特許文献２に開示された構造では、特許文献１におけるパイプ部材が、バーリング部の形態で板状部材と一体形成されていることから、部品点数の増加、かしめ工程の増加の問題は一応解消されている。しかし、冷媒流入または流出用の通路部が板状部材のバーリング加工のみで形成されるため、バーリング加工時にバーリング加工部分の周囲部に位置する素材部分が引き込まれてしまい、ヘッダーパイプや受液器に当接される円弧状の接合面を所定形状に精度良く形成することが困難になる。その結果、これら円弧状の接合面とヘッダーパイプや受液器の接合面との間に、望ましくない隙間が形成されたり、隙間寸法が大きくばらついたりし、結果としてろう付け不良が発生しやすくなるという問題が残されている。また、このバーリング加工に伴う問題を軽減するためには、例えば、板状部材の素材の板厚を増大させたり、バーリング加工のプレス能力を上げたりすることが考えられるが、そうすると、受液器付き冷媒凝縮器全体の重量増加や製造コストアップといった好ましくない問題が生じることになる。

また、バーリング部は相手側部材の連通口に精度良く嵌合されれば、この部分でのろう付けは問題なく良好に行われる可能性が高いが、連結部材のバーリング部突出側と反対側の面では、円弧状の面を相手側部材に精度良く当接させて、シール性を確保した状態でろう付け接合されなければならない。ところが上記の如く、バーリング加工部周囲部分では部材の精度が乱れるため、ろう材を隈なく流動させて良好なろう付けを達成し、所望のシール性を確保することが困難になるおそれがある。
特開２００３−３３６９３９号公報 特開２００３−２１４９０号公報

そこで本発明の課題は、とくにヘッダーパイプと受液器との間に介在される接続用部材に関して、部品点数を増加させることなく簡素な構造にしてコストアップを抑えながら、部材の接続部に必要とされる精度を容易に確保でき、かつ、ろう材を必要な部位に集中させ優れたろう付け接合状態を達成して必要なシール性を容易に確保できるようにした、製造、組み付けともに容易化された受液器付き冷媒凝縮器を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る受液器付き冷媒凝縮器は、コア部両端に配置された一対のヘッダーパイプの一方の側面に受液器が配置され、該受液器が接続部材を介してヘッダーパイプと一体にろう付け接合された受液器付き冷媒凝縮器において、前記接続部材は、板状素材から加工された部材からなり、前記接続部材には、一対の冷媒通過用パイプ部が一体に形成されているとともに該パイプ部の先端部がヘッダーパイプまたは受液器からなる相手側部材に形成された穴に挿入されており、かつ、該パイプ部が形成される部分の周囲の反パイプ突出側の面がリング状の面に形成されるように、該リング状の面形成部の外側に穴または穴および切り欠きが設けられていることを特徴とするものからなる。このリング状の面は、相手側部材の外周面に、リング状に密着またはそれに近い状態で当接される面である。

このような構成とすることにより、とくにパイプ部形成部分の周囲の反パイプ突出側の面がリング状の面に形成されることにより、ろう付けが必要な接続部材にクラッドされたろう材が、炉中ろう付け中に接続部材と受液器との隙間に積極的に入り込もうとする際、上記リング状の面に沿って溶融ろう材が表面張力によって集められることになり、この部位における接触面の寸法精度をそれ程向上させることなく、ろう付け性を向上させることが可能となる。このパイプ部形成部分の周囲の反パイプ突出側の面では、パイプ部により構成される冷媒流通路に対して、確実なシール性が要求されるが、十分な量のろう材がリング状に集められてろう付け接合されることにより、このシール性の要求が確実に満たされることになる。そして、このリング状のろう付け接合を達成するための、上記リング状の面は、後述の実施形態にも示すように、該リング状の面形成部の外側に穴または穴および切り欠きを設けることにより、容易にかつ確実に加工、形成される。

この本発明に係る受液器付き冷媒凝縮器においては、上記パイプ部の先端部がヘッダーパイプに形成された穴に挿入されており、上記リング状の面が受液器側への接合面の一部を形成している構成とすることができる。あるいは、上記パイプ部の先端部が受液器側に形成された穴に挿入されており、上記リング状の面がヘッダーパイプへの接合面の一部を形成している構成とすることも可能である。ただし、一般にヘッダーパイプよりも受液器の方が大径に形成されているので、前者の構成の方が製造、組み立てともに容易になる場合が多い。

また、上記接続部材における、上記パイプ部が形成されない非パイプ形成部は、接続部材の長手方向に実質的に同一の横断面形状を有していることが好ましい。このように構成すれば、非パイプ形成部に対しては、金型構造をその長手方向に長めに設定しておくことにより、同一金型で所定の範囲内で容易に自由な長さの接続部材を成形することが可能となる。

また、上記接続部材における、上記パイプ部が形成されない非パイプ形成部には、接続部材の幅方向両側のみに相手側部材への接触部が形成されており、中央部が非接触部に形成されている構造とすることもできる。つまり、幅方向両側の相手側部材への接触部の間に位置する中央部をくぼませた構造である。このように構成すれば、幅方向両側の相手側部材への接触部に積極的にろう材が入り込むようになるため、パイプ形成部と同様に接触面の寸法精度を向上させることなく、ろう付け性を向上させることが可能となる。

また、上記接続部材の幅方向両側に相手側部材の外周面まで延びる腕が折り曲げ形成されている構造とすることもできる。このように構成すれば、両腕間に相手側部材を挟み込む構造となり、相手側部材と接続部材が互いに容易に所定の位置関係に位置決めされ、組み立てが容易化される。しかも、両腕は局部的に相手側部材に当接することになるので、該接触部に積極的にろう材が入り込むようになり、接触面の寸法精度を向上させることなく、ろう付け性を向上させることが可能となる。

さらに、上記パイプ部は、例えば、板状素材の該パイプ部が形成される部分を絞り成形し（パイプ部が形成される部分が所定の高さまで張り出されるように絞り成形し）、絞り成形された部分の先端を穴あけ加工した後、該パイプ部およびその周囲部を所定の形状にプレス成形することにより形成することができる。このような成形により、板状の接続部材にパイプ部を一体に成形することが可能となるので、板状素材の板厚を厚くしたり、従来のようにバーリング加工のプレス能力を向上したりしなくてもよい。また、一体成形とすることで、部品点数が増加することはなく、板状の部材とパイプ部材とをかしめる工程を設けなくてもすむ。

このような接続部材に関しては、例えば相手側部材をろう材がクラッドされた部材に構成して互いに接合することも可能であるが、製造、組み立て、ろう付けの容易性から、接続部材自身を、ろう材がクラッドされた部材、とくにろう材がクラッドされたアルミ材から構成することが好ましい。

本発明によれば、冷媒凝縮器のヘッダーパイプと受液器とを接続する接続部材のパイプ形成部において、その周囲部を、外側に穴や切り欠きを設けておくことによって、リング状の面に形成することにより、パイプ部を容易に一体に形成できるとともに、リング状の面にろう材を集めて望ましい確実なろう付け接合を達成することができる。一体化により、部品点数の増加を抑えて、製造、組み立ての容易化、さらにコストダウンをはかることができ、リング状の面を介してのろう付けにより、ろう付け不良を防止し、この部分での優れたシール性を容易にかつ確実に達成することができる。

また、接続部材の非パイプ形成部を長手方向に対し同一断面とし、長手方向に大きめの金型構造にしておくことにより、同一金型で所定の範囲内で自由な長さの接続部材を容易に成形することが可能となる。

さらに、非パイプ形成部には、接続部材の幅方向両側のみに相手側部材への接触部が形成され、中央部が非接触部に形成されている構造としたり、接続部材の幅方向両側に相手側部材の外周面まで延びる腕が折り曲げ形成されている構造としたりすることにより、組み立ての容易化、ろう付け接合の容易化、安定化を一層促進することが可能になる。

以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
図１および図２は、本発明の一実施態様に係る受液器付き冷媒凝縮器、特に、車両用空調装置等に用いて好適な受液器付き冷媒凝縮器を示している。受液器付き冷媒凝縮器１は、冷媒の凝縮器２と受液器３が接続部材４を介して一体にろう付け接合されたものからなる。凝縮器２は、そのコア部両端に配置された一対のヘッダーパイプ５、６と、ヘッダーパイプ５、６間に延設された複数の熱交換チューブ７と、チューブ７間および最外層のチューブ７の外側に配されたアウターフィン８と、その外側に配されたサイドプレート９と、ヘッダーパイプ５側に設けられた冷媒の入口フランジ１０および出口フランジ１１を備えている。このヘッダーパイプ５内には仕切板１２が設けられており、もう一方のヘッダーパイプ６に、接続部材４を介して、円筒状に構成された受液器３が一体にろう付け接合される。ヘッダーパイプ６内にも仕切板１３が設けられており、入口フランジ１０を介してヘッダーパイプ５内上部へと導入された冷媒は、熱交換チューブ７を通してヘッダーパイプ６内上部へと送られ、そこからヘッダーパイプ６の流通口１４、接続部材４の流路１５を通して受液器３内に送られ、受液器３内から接続部材４の流路１６、ヘッダーパイプ６の流通口１７を通してヘッダーパイプ６内下部に送られ、熱交換チューブ７を通してヘッダーパイプ５内下部に送られた後、出口フランジ１１を介して外部へと流出される。

接続部材４の詳細な構成を、上記図２に加え、図３〜図６を用いて説明する。
接続部材４は、本実施態様では、両面にろう材がクラッドされたアルミ合金から成り、一対の冷媒通過用パイプ部２１、２２が平行に突出成形されたパイプ形成部２３と、長手方向に実質的に同一の横断面形状に形成された、パイプ部が形成されない非パイプ成形部２４が、後述の如くプレスにて一体成形されている。本実施態様では、パイプ部２１、２２の先端部が、前述のヘッダーパイプ６に形成された穴からなる流通口１４、１７に挿入されてろう付け接合され、パイプ部２１、２２内部が冷媒の流路１５、１６に構成されている。受液器３側に対しては、接続部材４の反パイプ突出側の面が接合されることになるが、上記パイプ部２１、２２が形成される部分の周囲の反パイプ突出側の面は、リング状の面２５、２６に形成されている。このリング状の面２５、２６は、前述の如く、相手側部材（本実施態様では、受液器３）の外周面に、リング状に密着またはそれに近い状態で当接される面である。接続部材４の製作段階でこのリング状の面２５、２６がこのような所定の形状の面に形成されるように、該リング状の面形成部の外側に穴または穴および切り欠きが設けられている。本実施態様では、パイプ部２１の周囲のリング状の面２５に対して、穴２７、２８が設けられており、パイプ部２２の周囲のリング状の面２６に対して、穴２８、切り欠き２９が設けられている。つまり、接続部材４の長手方向端部側については、成形の容易性から切り欠き２９とし、それ以外の部分については穴２７、２８を設けた構造である。

また、接続部材４のヘッダーパイプ６への接合側には、接続部材４の幅方向両側にヘッダーパイプ６の外周面まで延びる腕３０が、接続部材４の全長にわたって折り曲げ形成されている。ヘッダーパイプ６が両腕３０間に挟み込まれる形態となり、位置決め、組み立てが容易化されている。接続部材４の受液器３への接合側には、接続部材４の幅方向両側に、上記腕３０に続く部分が、受液器３側に向けて凸状に隆起した形状の、受液器３への接触部３１として形成されている。とくに非パイプ形成部２４においては、この接触部３１が、接続部材４の幅方向両側のみに形成された相手側部材（受液器３）への接触部として形成されており、接触部３１間の中央部が非接触部としてのくぼみ部３２に形成されている。

上記のような接続部材４は、例えば図７〜図１１に示すような方法で成形される。図７に示すような板状の素材４１が用いられ、まず、板状素材４１における、パイプ部２１、２２が形成される部分が、図８に示すように、パイプ突出側に所定の高さまで張り出されるように絞り成形され（絞り成形部４２）、この絞り成形部４２の先端に、図９に示すように穴あけ加工が施される（穴４３）。続いて、穴４３があけられた絞り成形部４２に対し、図１０に示すように、例えばプレス成形により、所定のパイプ部２１、２２の形状になるように成形される。そして、図１１に示すように、両側の腕３０が、例えばプレス成形により、所定の湾曲形状に折り曲げ成形される。上記パイプ部２１、２２の成形においては、その外側に穴２７、２８または穴２８、切り欠き２９が設けられているので、パイプ部２１、２２が円滑に所定の形状に成形されるとともに、周囲の素材部分への影響を大きく軽減した状態にて、所定形状のリング状の面２５、２６が円滑かつ容易に形成される。なお、上記成形においては、図１０に示したプレス成形のステップと、図１１に示したプレス成形のステップとを、実質的に同時に、あるいは同じプレス工程にて行うことも可能である。また、図示は省略するが、成形されるパイプ部２１、２２の先端部は、相手側部材の穴により円滑に挿入できるようにするために、先細りテーパ形状に形成されてもよく、また、先端部に段差を設けてもよい。

上記のような接続部材４を介してヘッダーパイプ６と受液器３とが一体に接合される。接合された状態では、パイプ部２１、２２においては、図１２に示すように、ヘッダーパイプ６に対して、パイプ部２１、２２の先端がヘッダーパイプ６の穴１４、１７に挿入されて、両腕３０とともにろう付け接合され、受液器３に対しては、受液器３に設けられた穴５１、５２の周囲にリング状の面２５、２６が当接されてろう付け接合される。これらリング状の面２５、２６は、受液器３の外周面に沿う形状のリング状の面であるから、ろう付け前においても良好に密着あるいはそれに近い状態とされ、炉中におけるろう付け時には、溶融したろう材がその表面張力によってリング状の面２５、２６の当接部に効率的に集められ、十分な量のろう材が確保されて、望ましい形態のろう付け接合状態が達成される。したがって、とくにこの部分でのろう付け不良のおそれが完全に除去され、望ましいシール性が確保される。

また、非パイプ形成部２４においては、図１３に示すように、両側の接触部３１が受液器３の外周面に当接されてろう付け接合され、中央部のくぼみ部３２が非接触状態とされることにより両側の接触部３１の受液器３への当接が容易化されているとともに、これら接触部３１に対してはそれ程高い精度が要求されない構成となっている。また、両側の接触部３１のみが当接されることにより、前述のリング状の面２５、２６における場合と同様に、ろう材がこれら当接部に効率的に集められることになり、やはり、十分な量のろう材が確保されて、望ましい形態のろう付け接合状態が達成される。さらに、この非パイプ形成部２４は、横断面形状が長手方向において同一の形状とされているので、長めの金型を作製しておくことにより、長さの異なる接続部材４を成形する場合にも、問題なく容易に対応できる。この面からも、製造の容易化、コストダウンをはかることができる。

このように、望ましいろう付け接合状態を、簡単な構造でかつ容易にしかも安価に製造できる接続部材４を介して達成でき、部品点数の増加防止、かしめ工程の付加防止等によるコストダウンも同時にはかることが可能になる。

本発明に係る受液器付き冷媒凝縮器の用途はとくに限定されないが、コストダウン、製造の容易化、工程の簡素化の要求が強い車両用空調装置等に用いて好適なものである。

本発明の一実施態様に係る受液器付き冷媒凝縮器の斜視図である。 図１の受液器付き冷媒凝縮器の部分分解斜視図である。 図１の受液器付き冷媒凝縮器における接続部材の正面図である。 図３の接続部材の上面図である。 図３の接続部材の正面側から観た斜視図である。 図３の接続部材の背面側から観た斜視図である。 図３の接続部材の成形工程の一ステップを示す素材の横断面図である。 図７の次のステップを示すパイプ成形部の横断面図である。 図８の次のステップを示すパイプ成形部の横断面図である。 図９の次のステップを示すパイプ成形部の横断面図である。 図１０の次のステップを示すパイプ成形部の横断面図である。 図１の受液器付き冷媒凝縮器におけるパイプ部接合部分の拡大横断面図である。 図１の受液器付き冷媒凝縮器における非パイプ成形部接合部分の拡大横断面図である。

符号の説明

１ 受液器付き冷媒凝縮器
２ 凝縮器
３ 受液器
４ 接続部材
５、６ ヘッダーパイプ
７ 熱交換チューブ
８ アウターフィン
９ サイドプレート
１０ 入口フランジ
１１ 出口フランジ
１２、１３ 仕切板
１４、１７ ヘッダーパイプの流通口（穴）
１５、１６ 流路
２１、２２ パイプ部
２３ パイプ形成部
２４ 非パイプ成形部
２５、２６ リング状の面
２７、２８ 穴
２９ 切り欠き
３０ 腕
３１ 受液器への接触部
３２ 非接触部としてのくぼみ部
４１ 板状素材
４２ 絞り成形部
４３ 穴
５１、５２ 受液器に設けられた穴

Claims (7)

1. コア部両端に配置された一対のヘッダーパイプの一方の側面に受液器が配置され、該受液器が接続部材を介してヘッダーパイプと一体にろう付け接合された受液器付き冷媒凝縮器において、前記接続部材は、板状素材から加工された部材からなり、前記接続部材には、一対の冷媒通過用パイプ部が一体に形成されているとともに該パイプ部の先端部がヘッダーパイプまたは受液器からなる相手側部材に形成された穴に挿入されており、かつ、該パイプ部が形成される部分の周囲の反パイプ突出側の面がリング状の面に形成されるように、該リング状の面形成部の外側に穴または穴および切り欠きが設けられていることを特徴とする受液器付き冷媒凝縮器。
2. 前記パイプ部の先端部がヘッダーパイプに形成された穴に挿入されており、前記リング状の面が受液器側への接合面の一部を形成していることを特徴とする、請求項１に記載の受液器付き冷媒凝縮器。
3. 前記接続部材における、前記パイプ部が形成されない非パイプ形成部は、接続部材の長手方向に実質的に同一の横断面形状を有していることを特徴とする、請求項１または２に記載の受液器付き冷媒凝縮器。
4. 前記接続部材における、前記パイプ部が形成されない非パイプ形成部には、接続部材の幅方向両側のみに相手側部材への接触部が形成されており、中央部が非接触部に形成されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の受液器付き冷媒凝縮器。
5. 前記接続部材の幅方向両側に相手側部材の外周面まで延びる腕が折り曲げ形成されている、請求項１〜４のいずれかに記載の受液器付き冷媒凝縮器。
6. 前記パイプ部が、板状素材の該パイプ部が形成される部分を絞り成形し、絞り成形された部分の先端を穴あけ加工した後、該パイプ部およびその周囲部を所定の形状にプレス成形することにより形成されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の受液器付き冷媒凝縮器。
7. 前記接続部材が、ろう材がクラッドされたアルミ材からなることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の受液器付き冷媒凝縮器。

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