JP2009168313A

JP2009168313A - 熱交換器

Info

Publication number: JP2009168313A
Application number: JP2008005803A
Authority: JP
Inventors: Uei Chin; ウェイ陳; Takeshi Muto; 健武藤; Hiroyasu Shimanuki; 宏泰嶋貫; Tadashi Nakabo; 正中坊
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2008-01-15
Filing date: 2008-01-15
Publication date: 2009-07-30

Abstract

【課題】コンデンサ１において、サポータ１０の成形に切削加工を用いることなく、モジュレータタンク８の開口部１７に対してサポータ８を介して栓１１を嵌める。
【解決手段】コンデンサ１において、円筒状被加工部材に対するプレス加工によりサポータ１０を成形する。加えて、サポータ１０とモジュレータタンク８とをろう付けにより接合する。したがって、サポータ１０の成形に切削加工を用いることなく、モジュレータタンク８の開口部１７に対してサポータ８を介して栓１１を嵌めることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、冷媒を冷却する熱交換器に関する。

従来、この種の熱交換器では、冷媒を流して冷媒を冷却する複数本のチューブと、複数本のチューブのうち第１のチューブ群からの冷媒を回収する第１のタンク室と複数本のチューブのうち第１のチューブ群以外の第２のチューブ群に冷媒を分流する第２のタンク室とを有するタンクと、第１のタンク室からの冷媒を気液分離して液相冷媒を第２のタンク室に供給するモジュレータタンクと、を備え、モジュレータタンク内には、冷媒に含まれる水分を吸収する乾燥剤が配置されているものがある（例えば、特許文献１参照）。

モジュレータタンクは円筒状に形成されている。モジュレータタンクの軸線方向一方側には開口部が設けられている。モジュレータタンクの開口部には、円筒状のサポータが互いの軸線方向に一致させた状態で嵌められている。サポータの軸線方向一方側には開口部が設けられている。サポータの開口部には栓が装着されることにより、モジュレータタンクの開口部が塞がれている。

サポータの内周面には、雌ねじ部が成形されている。栓には、雄ねじ部が形成されている。したがって、サポータの雌ねじ部に対する栓の雄ねじ部の螺合により、サポータに対する栓の装着が行われることになる。このため、サポータから栓の取り外しを容易に行うことができる。これにより、モジュレータタンク内の乾燥剤の交換を容易に行うことができる。
特開２００４−１１９８８号公報

上述の熱交換器において、サポータの内周面には雌ねじ部が成形されているので、サポータを成形するには切削加工が必要になる。

本発明は、上記点に鑑み、サポータの成形に切削加工を用いることなく、モジュレータタンクの開口部にサポータを介して栓を嵌めることができる熱交換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に記載の発明では、前記サポータは、
外周面のうち前記モジュレータタンクの内周側に配置されている第１の外周部（１０１、１０３、１０５）と、
前記外周面のうち前記モジュレータタンクの内周側に設けられ、周方向に亘って前記第１の外周部よりも小さい直径になるように形成されている第２の外周部を底部として前記外周側に開口する溝部（１０２、１０４）と、
前記外周面に設けられ、かつ周方向に亘って前記モジュレータタンクの内周面の直径よりも大きい直径になるように形成され、前記モジュレータタンクの軸線方向一方側に接触して前記モジュレータタンクに対する軸線方向の位置を決める第３の外周部（１０６）と、を備え、
前記溝部は、融ける前の状態のろう材を収納し、前記ろう材が融けた状態で毛細管現象により前記溝部内から前記第１の外周部と前記モジュレータタンクとの間に流れ出て、この流れ出たろう材が前記第１の外周部と前記モジュレータタンクとを接合しており、
前記サポータは、前記第１、第２、第３の外周部がそれぞれ円筒状被加工部材に対してプレス加工により成形されたものであることを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、円筒状被加工部材に対するプレス加工によりサポータを成形する。加えて、サポータとモジュレータタンクとをろう付けにより接合する。したがって、サポータの成形に切削加工を用いることなく、モジュレータタンクの開口部に対してサポータを介して栓を嵌めることができる。

請求項２に記載の発明では、前記溝部は、前記収納したろう材のうち前記毛細管現象により流れ出したろう材を除いたろう材により前記モジュレータタンクの内周面に対して接合されており、
前記サポータには、前記溝部としての第１、第２の溝部が設けられており、
前記第１の溝部（１０２）は、前記サポータのうち前記軸線方向他方側に配置され、前記第２の溝部（１０４）は、前記サポータのうち前記軸線方向一方側に配置されていることを特徴とする。

ここで、サポータの内周面には、モジュレータタンクの内側に配置されている。サポータの第３の外周部はモジュレータタンクの外側に配置されている。したがって、サポータには、モジュレータタンクの内外の圧力差に基づいて、径外方向に押し付けようとする力が加わる。このため、第１の溝部内のろう材と第２の溝部内のろう材とには、それぞれ、ストレスが加わる。

ここで、サポータの第３の外周部は、上述の如く、モジュレータタンクの外側に配置されている。この場合、第２の溝部は、第１の溝部に対して第３の外周部側に配置されているので、第２の溝部内のろう材に加わるストレスは、第１の溝部内のろう材に加わるストレスよりも大きくなる。

また、冷媒圧力の上昇に伴ってモジュレータタンクの内部圧力が上昇して、モジュレータタンクのうちサポータに対して軸線方向他方側が膨張した場合には、サポータがモジュレータタンクにより引っ張られるため、第１の溝部内のろう材と第２の溝部内のろう材とには、それぞれ、ストレスが加わる。

この場合、第１の溝部は、第２の溝部よりも軸線方向他方側に配置されているので、第２の溝部内のろう材に加わるストレスは、第１の溝部内のろう材に加わるストレスよりも大きくなる。

以上により、第１の溝部内のろう材と第２の溝部内のろう材とにストレスが分散して加わる。このため、一方の溝部内のろう材にだけ集中してストレスが加わる場合に比べて、溝部内のろう材がストレスにより劣化することを抑制できる。したがって、熱交換機の寿命の長期化を図ることができる。

請求項３に記載の発明では、前記モジュレータタンクのうち前記サポータに対して前記軸線方向他方側には、前記第１のタンク内から冷媒が流入するタンク冷媒入口（８２）が設けられており、
円筒状に形成されて、かつ前記サポータに対して軸線方向が一致した状態で前記サポータ内に収納され、前記軸線方向他方側に開口して前記タンク冷媒入口からの液相冷媒を導入するフィルタ冷媒入口（４１ａ）を有し、前記フィルタ冷媒入口から導入された液相冷媒を濾過するフィルタ（４１）を備え、
前記サポータのうち前記フィルタ冷媒入口に対して前記軸線方向一方側には、前記フィルタにより濾過された液相冷媒を前記第２のタンクに流す冷媒出口（１０ｆ）が設けられており、
前記サポータの内周面と前記フィルタの外周面との間を塞ぐように成形され、前記タンク冷媒入口側からの液相冷媒が前記フィルタをバイパスして前記冷媒出口に流れることを抑制する冷媒流入抑制部材（４３）と、
を備えることを特徴とする。

これにより、第１のタンク内から冷媒が流入して第２のタンク内に向かって流れる液相冷媒を良好に濾過することができる。

請求項４に記載の発明では、前記サポータの内周面のうち前記第１の溝部の内周側には、周方向に亘って径方向中心側に突出する第１の突出部（１０２ｂ）が設けられており、
前記冷媒流入抑制部材は、前記第１の突出部の径方向中心側に嵌められていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明では、前記冷媒流入抑制部材は、前記第１の突出部の内周側に、中間嵌めおよびすきま嵌めのうちいずれか一方の状態で嵌められていることを特徴とする。

請求項６に記載の発明では、前記栓は、前記サポータの内周側に配置されている栓本体（１１０）と、前記サポータの内周面のうち前記第１の外周部の内周側と前記栓本体と間で径方向に圧縮された状態で嵌められて前記サポータの内周面と前記栓本体との間を密閉するリング部材（１１６）と、を備えることを特徴とする。

例えば、サポータを用いないで、モジュレータタンクに対して直接、栓を嵌合した場合に、リング部材の圧縮状態を維持するためには、モジュレータタンクの径方向の機械的強度を確保することが必要になる。

これに対し、請求項６に係る発明によれば、サポータの第１の外周部はモジュレータタンクの内周側に配置されているので、リング部材がサポータの第１の外周部の内周側に嵌められた状態では、モジュレータタンクは、サポータとともに、リング部材が圧縮された状態を維持することになる。

したがって、サポータを用いない場合に比べて、モジュレータタンクの径方向の機械的強度を小さくできる。このため、モジュレータタンクの径方向の厚さを薄くできる。

請求項７に記載の発明では、前記第２の溝部は、前記第１の外周部に対して前記軸線方向他方側に配置されており、
前記サポータの内周面のうち前記第２の溝部の内周側には、前記サポータの内周面のうち前記第１の外周部の内周側よりも径方向中心側に突出して、前記栓本体に接触して前記サポータに対する前記栓の位置を決める第２の突出部（１０４ｂ）が設けられていることを特徴とする。

請求項８に記載の発明では、前記サポータの内周面のうち前記第１の外周部の内周側の直径は、前記サポータの内周面のうち前記第３の外周部の内周側の直径よりも、小さくなっており、
前記サポータの内周面のうち前記第１の外周部側と前記第３の外周部側との間には、前記第１の外周部側から前記第３の外周部側に向かって徐々に直径が大きくなるように形成され、前記栓を前記第３の外周部側から前記第１の外周部側に挿入する際に前記リング部材を前記第１の外周部側に案内する第１の案内部（１０６ａ）が設けられていることを特徴とする。

これにより、サポータの内周面のうち第１の外周部の内周側に良好にリング部材を圧入することができる。

請求項９に記載の発明では、前記サポータのうち前記第３の外周部（１０６、１０７）には、内周側に貫通する貫通孔（１０ｄ、１０ｅ）が設けられており、
前記サポータの外周側から前記貫通孔を通して前記栓に差し込まれた状態で前記サポータと前記栓とを締結する締結部材（３０）を備えることを特徴とする。

請求項１０に記載の発明では、前記サポータのうち軸線方向一方側には、切り欠き部（１０ｇ）が設けられており、
前記栓は、前記サポータの前記切り欠き部内に嵌合される突起部（１２０）と、前記締結部材が前記栓自体に差し込まれることを案内する案内孔（１２１）と、を備え、
前記突起部が前記切り欠き部内に嵌合された状態で、前記サポータの前記貫通孔が前記栓の前記案内孔に連通するようになっていることを特徴とする。

これにより、サポータの貫通孔と栓の案内孔とを容易に合わせることができるので、締結部材によりサポータと栓とを容易に締結することができる。

請求項１１に記載の発明では、前記サポータの外周面のうち軸線方向他方側には、先端側に向かって直径が徐々に小さくなるように形成され、前記サポータの先端側を前記モジュレータタンクの前記第１の開口部内に挿入する際に前記サポータの先端側を前記第１の開口部内に案内する第２の案内部（１００）が設けられていることを特徴とする。

これにより、サポータをモジュレータタンクの第１の開口部内に容易に挿入することができる。

請求項１２に記載の発明では、前記溝部は、軸線方向から視て断面谷形状に形成されていることを特徴とする。

これにより、ろう材が融けた状態で溝部内から第１の外周部とモジュレータタンクとの間に流れ出て易くなる。

ここで、断面谷形状とは、図５に示すように、サポータの軸線方向から視た溝部（１０２）を視た場合に、軸線方向一方側の側面（１０２ｅ）のうち径方向外周側が、径方向内周側よりも軸線方向一方側に位置し、また軸線方向他方側の側面（１０２ｄ）のうち径方向外周側が、径方向内周側よりも軸線方向他方側に位置する溝部の形状である。

なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した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ものである。

図１に、本発明に係る熱交換器が車載空調装置用のコンデンサ１に適用された一実施形態を示す。図１はコンデンサ１を車両前後方向から視た全体正面図を示すものである。図１中上下左右の各矢印は、コンデンサ１が車両に搭載された状態での向きを示している。図２は図１中Ａ部分の拡大断面図である。

コンデンサ１は、圧縮機、減圧器、および蒸発器とともに冷凍サイクル装置を構成し、圧縮機から吐出される冷媒を冷却、凝縮する熱交換器である。

コンデンサ１は、図１に示すように、コア部２、ヘッダタンク６、７、モジュレータタンク８、サポータ１０、および栓１１から構成されている。コア部２は、複数本のチューブ３および放熱フィン４を備えている。複数本のチューブ３はそれぞれ水平方向に並列に並べられている。複数本のチューブ３は、それぞれ冷媒を流して冷媒に対して放熱させる。放熱フィン４は、各チューブ３の表面に配設されて、冷媒に対する放熱を促進させる。

ヘッダタンク７は、各チューブ３の右側に配置されている。ヘッダタンク７には、複数のチューブ孔（図示省略）が設けられている。ヘッダタンク７の各チューブ孔には、各チューブ３の右側端部が嵌合されている。これにより、ヘッダタンク７と各チューブ３とが連通することになる。

ヘッダタンク７内には、セパレータ９ｃが設けられている。セパレータ９ｃは、ヘッダタンク７の内部空間を上側の空間７ａと下側の空間７ｂとに分ける。

ヘッダタンク７の下部にはコネクタ７１が配置されており、コネクタ７１はヘッダタンク７に冷媒配管を接続するために用いられる。この冷媒配管は減圧器側に接続されるものである。

ヘッダタンク６は、各チューブ３の左側に配置されている。ヘッダタンク６には、複数のチューブ孔（図示省略）が設けられている。ヘッダタンク６の各チューブ孔には、各チューブ３の左側端部が嵌合されている。これにより、ヘッダタンク６と各チューブ３とが連通することになる。

ヘッダタンク６内には、セパレータ９ａ、９ｂが設けられている。セパレータ９ａ、９ｂは、ヘッダタンク６の内部で上下方向に並べられている。これにより、セパレータ９ａ、９ｂがヘッダタンク６の内部空間を３つのタンク室６ａ、６ｂ、６ｃに分けることになる。

なお、空間６ａは、特許請求の範囲に記載の第１のタンク室に相当する。空間６ｂは、特許請求の範囲に記載の第２タンク室に相当する。各チューブ３のうちタンク室６ｂに連通している各チューブは、特許請求の範囲に記載の第１のチューブに相当する。各チューブ３のうちタンク室６ｂに連通している各チューブは、特許請求の範囲に記載の第２のチューブに相当する。

ヘッダタンク６の上側には、コネクタ６１が配置されている。コネクタ６１はヘッダタンク６に冷媒配管を接続するために用いられる。この冷媒配管は圧縮機側に接続されるものである。

モジュレータタンク８は、ヘッダタンク６の左側に配置されている。モジュレータタンク８は、後述するように、冷媒を気液分離するものである。モジュレータタンク８には、冷媒に含まれる水分を吸収する乾燥剤（図示省略）が配置されている。

モジュレータタンク８は、円筒状に成形されて、軸線方向が上下方向に一致するように配設されている。なお、本実施形態では、軸線方向一方側が下側に一致し、軸線方向他方側が上側に一致する。

モジュレータタンク８の上側は上蓋１６により閉鎖されている。モジュレータタンク８の下側は、図２に示すように、第１の開口部としての開口部１７が設けられている。モジュレータタンク８には、冷媒入口８２および冷媒出口８１が設けられている。

冷媒出口８１は、開口部１７の上側に配置され、径方向に開口している。冷媒出口８１は、スペーサ２０の貫通孔２１およびヘッダタンク６の貫通孔６１を介してヘッダタンク６のタンク室６ｃに連通している。

冷媒入口８２は、冷媒出口８１の上側に配置され、径方向に開口している。冷媒入口８２は、スペーサ２０の貫通孔２２およびヘッダタンク６の貫通孔６２を介してヘッダタンク６のタンク室６ｃに連通する。なお、冷媒入口８２は、特許請求の範囲に記載のタンク冷媒入口に相当する。

本実施形態のモジュレータタンク８は、コア部２、ヘッダタンク６、７と同様、アルミニウム合金からなる部材である。

サポータ１０は、円筒状に成形され、モジュレータタンク８に対して軸線方向が一致した状態で、モジュレータタンク８のうち下側に配置されている。サポータ１０は、上側に開口する上側開口部１０ａと、下側に開口する第２の開口部としての下側開口部１０ｂとを備える。

上側開口部１０ａは、モジュレータタンク８の内周側において冷媒入口８２と冷媒出口８１との間に配置されている。下側開口部１０ｂは、モジュレータタンク８の開口部１７に対して軸線方向一方側に配置されている。

本実施形態では、サポータ１０は、汎用の円筒状被加工部材から成形されたものである。円筒状被加工部材は、アルミニウム合金からなるものが用いられる。

次に、サポータ１０の具体的な構造について図２〜図６を参照して説明する。図３は図２中のサポータ１０単体を示す断面図である。図４はサポータ１０単体を示す斜視図である。

サポータ１０の外周面には、図２、図３、図４に示すように、外周部１００、１０１、１０３、１０５、１０６、１０７、および溝部１０２、１０４が設けられている。

外周部１０１は、図２または図３に示すように、モジュレータタンク８の内周側に配置されている。外周部１０１は、周方向に亘って同一直径になるように成形されている。

外周部１０３、１０５は、外周部１０１と同様、モジュレータタンク８の内周側に配置されている。外周部１０３、１０５は、周方向に亘って、外周部１０１と同一の直径になるように成形されている。外周部１０３には、径方向に開口する冷媒出口１０ｆが設けられている。冷媒出口１０ｆは、モジュレータタンク８の冷媒出口８１に連通する（図２参照）。外周部１０１、１０３、１０５は特許請求の範囲に記載の第１の外周部に相当する。

外周部１００は、外周部１０１の上側に配置されて、先端側に向かって直径が徐々に小さくなるように形成されている。外周部１００は、後述するように、モジュレータタンク８内にサポータ１０を挿入する際にサポータ１０をモジュレータタンク８内に案内する。なお、外周部１００は、特許請求の範囲に記載の第２の案内部に相当する。

溝部１０２は、外周部１０１および外周部１０３の間に配置され、外周部１０２ａを底部として外周側に開口するように形成されている。外周部１０２ａは、周方向に亘って、外周部１０１の直径よりも小さい直径になるように成形されている。

具体的には、溝部１０２は、図５に示すように、断面谷形状に成形されている。図５はサポータ１０の溝部１０２を軸線方向から視た拡大断面図である。

本実施形態の断面谷形状とは、下側の側面１０２ｅのうち径方向外周側が径方向内周側よりも下側に位置し、かつ上側の側面１０２ｄのうち径方向外周側が径方向内周側よりも上側に位置する溝部の形状である。

溝部１０４は、図２または図３に示すように、外周部１０３および外周部１０５の間に配置され、外周部１０４ａを底部として外周側に開口するように成形されている。外周部１０４ａは、周方向に亘って、外周部１０２ａの直径と同一直径になるように成形されている。

なお、溝部１０４は、特許請求の範囲に記載の第１の溝部に相当する。溝部１０２は、特許請求の範囲に記載の第２の溝部に相当する。外周部１０２ａ、１０４ａが特許請求の範囲に記載の第２の外周部に相当する。２つの溝部１０２、１０４を設けた理由については後述する。

外周部１０７は、サポータ１０の下側に配置されている。外周部１０７は、周方向に亘って、外周部１０５の直径よりも大きな直径になるように成形されている。

外周部１０７には、貫通孔１０ｄ、１０ｅおよび切り欠き部１０ｇが設けられている。貫通孔１０ｄ、１０ｅは、それぞれ径方向に開口している。貫通孔１０ｄ、１０ｅは、径方向で重なるように設けられている。貫通孔１０ｄ、１０ｅは、後述するように、ネジ３０（図２参照）が貫通される。

なお、貫通孔１０ｄ、１０ｅは、特許請求の範囲に記載の貫通孔に相当する。
ネジ３０は、特許請求の範囲に記載の締結部材に相当する。

切り欠き部１０ｇは、サポータ１０の下端部に設けられて、後述するように、栓１１の突起部１２０が嵌合される。切り欠き部１０ｇは、後述するように、サポータ１０の貫通孔１０ｄ、１０ｅに対する栓１１の案内孔１２１（図２参照）の位置合わせに用いられる。なお、切り欠き部１０ｇは、特許請求の範囲に記載の切り欠き部に相当する。

外周部１０６は、外周部１０７と外周部１０５との間に配置されている。外周部１０６は、外周部１０５から外周部１０７に向かって直径が徐々に大きくなるように成形されている。なお、外周部１０６、１０７は、特許請求の範囲に記載の第３の外周部に相当する。

サポータ１０の内周面には、突起部１０２ｂ、１０４ｂ、および案内面１０６ａが成形されている。

突起部１０２ｂは、溝部１０２の内周側に設けられ、周方向に亘って、外周部１０１の内周側よりも径方向中心側に突出するように成形されている。なお、突起部１０２ｂは、特許請求の範囲に記載の第１の突出部に相当する。

突起部１０４ｂは、溝部１０４の内周側に設けられ、周方向に亘って、外周部１０５の内周側よりも径方向中心側に突出するように成形されている。なお、突起部１０４ｂは、特許請求の範囲に記載の第２の突出部に相当する。

案内面１０６ａは、外周部１０６の内周側に設けられ、外周部１０７側から外周部１０６に向かって直径が徐々に小さくなるように成形されている。案内面１０６ａは、後述するように、サポータ１０内へのリング部材１１６の嵌め込みを案内する。なお、案内面１０６ａは、特許請求の範囲に記載の第１の案内部に相当する。

このように構成される外周部１００、１０１、１０３、１０５、１０６、１０７、溝部１０２、１０４、突起部１０２ｂ、１０４ｂ、案内面１０６ａ、切り欠き部１０ｇ、および貫通孔１０ｄ、１０ｅは、上述した汎用の円筒状被加工部材に対してプレス加工により成形されたものである。本実施形態において、プレス加工とは、バルジ加工、絞り加工、拡管加工を含む加工のことである。

栓１１は、図２に示すように、サポータ１０の下側開口部１０ｂに嵌合される。栓１１は、栓本体１１０およびリング部材１１６を備えている。

栓本体１１０には、突起部１２０、案内孔１２１およびリング溝１２２が設けられている。突起部１２０は、上述の如く、切り欠き部１０ｇとともに、サポータ１０の貫通孔１０ｄ、１０ｅに対する栓１１の案内孔１２１の位置合わせに用いられる。案内孔１２１は、栓本体１１０自体にネジ３０を差し込む際に案内する。なお、案内孔１２１は、特許請求の範囲に記載の案内孔に相当する。

リング溝１２２は、栓本体１１０の周囲に設けられて、リング部材１１６を保持する。リング部材１１６は、金属材料からリング状に成形された０リングである。リング部材１１６は、後述するように、栓本体１１０とサポータ１０との間で径方向に圧縮された状態で栓本体１１０とサポータ１０の内周面との間を密閉する。なお、本実施形態では、リング部材１１６の径方向の圧縮率として５％〜５０％が設定されている。

図６に栓１１単体を示す。図６にはリング部材１１６が省略されている。

栓本体１１０には、図６および図２に示すように、断面Ｘ状に成形されている柱部材４２が設けられている。柱部材４２の長手方向一端側には枠部材４３が設けられている。枠部材４３は、柱部材４２を囲むように環状に形成されている。

枠部材４３は、後述するフィルタ４１の外周面とサポータ１０の突起部１０２ｂとの間を塞ぐように成形されている。具体的には、枠部材４３は、サポータ１０の突起部１０２ｂの内周側に中間嵌めおよびすきま嵌めのうちいずれか一方の状態で嵌められている。

枠部材４３は、後述するように、モジュレータタンク８の冷媒入口８２からの液相冷媒がフィルタ４１をバイパスして冷媒出口１０ｆから流出することを抑制する。なお、枠部材４３は、特許請求の範囲に記載の冷媒流入抑制部材に相当する。

フィルタ４１は、枠部材４３と栓本体１１０との間に配置されている。フィルタ４１は、柱部材４２を囲むように円筒状に形成されている。フィルタ４１は、
濾過材からなるもので、液相冷媒を濾過して不純物を除去する。

フィルタ４１は、図２に示すように、サポータ１０に対して軸線方向を一致させて、かつサポータ１０の冷媒出口１０ｆに対向した状態で、サポータ１０内に収納されている。

フィルタ４１は、上側開口部４１ａおよび下側開口部４１ｂを備える。上側開口部４１ａは、上側に設けられて、サポータ１０の上側開口部１０ａと冷媒出口１０ｆとの間に配置されている。下側開口部４１ｂは、下側に設けられ、栓本体１１０により閉鎖されている。

なお、フィルタ４１、枠部材４３は、栓本体１１０、および柱部材４２は樹脂材料から一体に成形されたものである。上側開口部４１ａは特許請求の範囲に記載のフィルタ冷媒入口に相当する。

次に、本実施形態のコンデンサ１の作動の概略について説明する。

ヘッダタンク６の空間６ａ内に圧縮機側から冷媒が流入すると、空間６ａから
各チューブ３のうちセパレータ９ａの上側の各チューブ（以下、各上側チューブという）３に冷媒を分流する。すると、冷媒が各上側チューブ３のそれぞれに流れ、冷媒が放熱することになる。

その後、各上側チューブ３を流れた冷媒はヘッダタンク７の空間７ａ内に回収される。空間７ａから各チューブ３のうちセパレータ９ａ、９ｂの間の各チューブ（以下、各中間チューブという）３に分流する。すると、冷媒が各中間チューブ３のそれぞれに流れ、冷媒が放熱することになる。

次に、各中間チューブ３を流れた冷媒はヘッダタンク６の空間６ｂに回収される。そして、ヘッダタンク６の空間６ｂから貫通孔６２を通して、図２中矢印ａの如く、スペーサ２０の貫通孔２２および冷媒入口８２を経てモジュレータタンク８内に流入される。このモジュレータタンク８内では冷媒が気相冷媒と液相冷媒とに分離される。

そして、液相冷媒はフィルタ本体４１により濾過されて、この濾過された液相冷媒は、矢印ｂの如く、サポータ１０の冷媒出口１０ｆから、モジュレータタンク８の冷媒出口８１、およびスペーサ２０の貫通孔２１を通してタンク室６ｃ内に流入する。

次に、空間６ｃから各チューブ３のうちセパレータ９ｂの下側の各チューブ（以下、各下側チューブという）３に液相冷媒を分流する。すると、液相冷媒が各下側チューブ３のそれぞれに流れ、液相冷媒が放熱する。その後、各下側チューブ３を流れた液相冷媒はヘッダタンク７の空間７ｂに回収される。そして、この回収された液相冷媒は減圧器側に流れる。

次に、本実施形態のコンデンサ１の製造方法について説明する。

モジュレータタンク８に対してサポータ１０を仮組付けする。具体的には、サポータ１０の外表面の溝部１０２、１０４内にろう材としてのクリームハンダを収納する。

その後、サポータ１０の外周部１００をモジュレータタンク８の開口部１７に挿入する。このとき、サポータ１０は、外周部１００により案内されて、モジュレータタンク８内を軸線方向他方側に挿入されることになる。これにより、モジュレータタンク８に対するサポータ１０の仮組み付けが終わる。また、モジュレータタンク８を、コア部２、ヘッダタンク６、７とともに仮組み付けて一体化する。

その後、このように一体化したサポータ１０、モジュレータタンク８、およびコア部２、ヘッダタンク６、７は、ろう付け用加熱炉内に搬入されて加熱されて一体ろう付けされる。

ここで、サポータ１０とモジュレータタンク８との間のろう付けについて説明する。

まず、サポータ１０およびモジュレータタンク８をろう材融点まで加熱した状態では、溝部１０２、１０４内のクリームハンダが融けた状態になる。

このとき、溝部１０２内からハンダが毛細管現象により外周部１０１とモジュレータタンク８の内周面との間に流れ出す。加えて、溝部１０２内からハンダが毛細管現象により外周部１０３とモジュレータタンク８の内周面との間に流れ出す。

溝部１０４内からハンダが毛細管現象により外周部１０３とモジュレータタンク８の内周面との間に流れ出す。加えて、溝部１０４内からハンダが毛細管現象により外周部１０５とモジュレータタンク８の内周面との間に流れ出す。

このように流れ出したハンダにより外周部１０１、１０３、１０５とモジュレータタンク８の内周面との間が接合される。

さらに、溝部１０２に収納されたろう材のうち毛細管現象により流れ出したろう材以外のろう材により、溝部１０２とモジュレータタンク８の内周面との間が接合される。

加えて、溝部１０４に収納されたろう材のうち毛細管現象により流れ出したろう材を除いたろう材により、溝部１０４とモジュレータタンク８の内周面との間が接合される。

以上により、サポータ１０とモジュレータタンク８とがろう材により接合されることになる。

次に、サポータ１０に対して栓１１を嵌合する。具体的には、サポータ１０の下側開口部１０ｂに枠部材４３を向けた状態で、栓１１を突起部１０４ｂに接触するまでサポータ１０内に挿入する。

このとき、リング部材１１６は、案内面１０６ａにより、サポータ１０の内周面１０５ａ（図２参照）の内周側に案内される。内周面１０５ａは、サポータ１０の内周面のうち外周部１０５の内周側の部位である。

これに伴い、リング部材１１６は、栓本体１１０と内周面１０５ａとの間で径方向に圧縮される。これにより、栓本体１１０と内周面１０５ａとの間が密閉されることになる。

また、栓１１をサポータ１０内に挿入する際には、突起部１２０を切り欠き部１０ｇ内に嵌め込む。これに伴い、サポータ１０の貫通孔１０ｄ、１０ｅと栓１１の案内孔１２１とが連通した状態になる。

次に、ネジ３０をサポータ１０の貫通孔１０ｄに挿入する。そして、ネジ３０を栓本体１１０に対して雌ねじを切りながら差し込む。これにより、ネジ３０は、案内孔１２１により案内されてサポータ１０の貫通孔１０ｅ内まで差し込まれることになる。これにより、ネジ３０によりサポータ１０に対して栓１１が締結されることになる。

以上により、栓１１によりモジュレータタンク８の開口部１７が閉鎖されることになる。

以上説明した本実施形態によれば、円筒状被加工部材に対するプレス加工によりサポータ１０を成形する。加えて、サポータ１０とモジュレータタンク８とをろう付けにより接合する。したがって、サポータ１０の成形に切削加工を用いることなく、モジュレータタンク８の開口部１７に対してサポータ８を介して栓１１を嵌めることができる。

本実施形態では、枠部材４３は、フィルタ４１の外周面とサポータ１０の内周面との間を塞ぐように成形されている。したがって、ヘッダタンク６のタンク室６ｂからの液相冷媒がフィルタ４１をバイパスして冷媒出口１０ｆから流出することを抑制できる。

本実施形態では、栓本体１１０とモジュレータタンク８との間の密閉状態を維持するためには、リング部材１１６が径方向に圧縮した状態になっている。したがって、サポータ１０の内周面１０５ａ（図２参照）は、モジュレータタンク８の内周側に配置されている。このため、モジュレータタンク８がサポータ１０とともに、リング部材１１６の圧縮状態を維持することになる。

例えば、サポータ１０を用いないで、モジュレータタンク８に対して直接、栓１１を嵌合した場合には、栓本体１１０とモジュレータタンク８との間の密閉状態を維持するために、モジュレータタンク８によって、リング部材１１６の圧縮状態を維持することが必要になる。

これに対し、本実施形態では、上述の如く、モジュレータタンク８がサポータ１０とともに、リング部材１１６の圧縮状態を維持することになる。このため、サポータ１０を用いない場合に比べて、モジュレータタンク８の径方向の機械的強度を小さくできるので、例えば、モジュレータタンク８の径方向の厚みを薄くすることが可能になる。

本実施形態では、サポータ１０の内周側に栓１１を挿入する際に、案内面１０６ａによりリング部材１１６が案内されて内周面１０５ａの内周側に挿入される。これにより、サポータ１０の内周面１０５ａの内周側に良好にリング部材１１６を挿入することができる。

本実施形態では、サポータ１０の切り欠き部１０ｇ内に栓本体１１０の突起部１２０が嵌合された状態で、サポータ１０の貫通孔１０ｅ、１０ｄが栓本体１１０の案内孔１２１に連通する。したがって、サポータ１０の貫通孔１０ｅ、１０ｄと栓本体１１０の案内孔１２１とを容易に合わせることができるので、ネジ３０によりサポータ１０と栓１１とを容易に締結することができる。また、サポータ１０の切り欠き部１０ｇは、自動装着用機械により、モジュレータタンク８にサポータ１０を組み付ける際に、位置決めとして用いることもできる。

本実施形態では、ネジ３０によりサポータ１０と栓１１とを締結しているので、サポータ１０から栓１１を取り外すことが容易になる。このため、モジュレータタンク８内の乾燥剤の交換を容易に行うことができる。

本実施形態では、外周部１００は、モジュレータタンク８内にサポータ１０を挿入する際にサポータ１０をモジュレータタンク８内に案内するので、サポータ１０をモジュレータタンク８の開口部１７内に容易に挿入することができる。

本実施形態では、溝部１０２、１０４は、図５に示すように、側面１０２ｅ、１０２ｄがそれぞれ傾斜しているので、溝部１０２、１０４内からろう材が流れ易くなる。

次に、２つの溝部１０２、１０４を設けた理由について図７を参照して説明する。

サポータ１０の内周面は、モジュレータタンク８の内周側に配置されているので、サポータ１０の内周面には冷媒圧力が加わる。サポータ１０の外周部１０６は、モジュレータタンク８の外側に配置されているので、外周部１０６には大気圧が加わる。

このため、サポータ１０には、モジュレータタンク８の内外の圧力差に基づいて、径方向外周側に押し付けようとする力が加わる。これにより、溝部１０２内のろう材と溝部１０４内のろう材とには、それぞれ、ストレスが加わることになる。

ここで、サポータ１０の外周部１０６は、上述の如く、モジュレータタンク８の外側に配置されており、溝部１０４は、溝部１０２に対して外周部１０６側に配置されている。このため、溝部１０４内のろう材に加わるストレスは、溝部１０２内のろう材に加わるストレスよりも大きくなる。

また、圧縮機の冷媒吐出圧力の上昇に伴ってモジュレータタンク８の内部圧力が上昇して、図７の鎖線の如く、モジュレータタンク８のうちサポータ１０に対して上側が膨張した場合には、サポータ１０がモジュレータタンク８により引っ張られるため、溝部１０２内のろう材と溝部１０４内のろう材とにはそれぞれストレスが加わる。

この場合、溝部１０２は、溝部１０４よりも上側に配置されているので、溝部１０２内のろう材に加わるストレスは、溝部１０４内のろう材に加わるストレスよりも大きくなる。

以上により、溝部１０２内のろう材と溝部１０４内のろう材とにはストレスが分散して加わることになる。このため、一方の溝部内のろう材にだけ集中してストレスが加わる場合に比べて、溝部内のろう材が劣化することを抑制できる。したがって、コンデンサ１の寿命の長期化を図ることができる。

上述の実施形態では、溝部１０２、１０４を断面谷形状にした例について説明したが、これに代えて、溝部１０２、１０４を構成する２つ側面が並行になる形状にしてもよい。

上述の実施形態では、ろう材としてクリームハンダを用いた例について説明したが、これに限らず、予めリング状に形成したろう材を用いてもよい。

上述の実施形態では、サポータ１０の外周部１０７には、ネジ３０を貫通させる２つの貫通孔１０ｄ、１０ｅを設けた例について説明したが、これに限らず、１つの貫通孔を設けるようにしてもよい。

上述の実施形態では、締結部材としてネジ３０を用いた例について説明したが、これに限らず、先割れピンなどの各種の締結部材を用いても良い。先割れピンとは、例えば、栓本体１１０に差し込まれた状態で、先端部がＹ字状に分かれて栓本体１１０から抜けることを抑制できる部材である。

上述の実施形態では、本発明に係る熱交換器を自動車用冷凍サイクル装置のコンデンサ１に適用した例について説明したが、これに限らず、設置型冷凍サイクル装置のコンデンサに適用してもよい。

本発明に係る自動車用冷凍サイクル装置のコンデンサの一実施形態を示す図である。図１中Ａ部分の拡大図である。図２のサポータ単体の断面図である。図２のサポータ単体の斜視図である。図２サポータの溝の形状を示す図である。図２のフィルタの斜視図である。図１のモジュレータタンクおよびサポータを示す断面図である。

符号の説明

１コンデンサ
２コア部
３チューブ
６ヘッダタンク
７ヘッダタンク
８モジュレータタンク
１０サポータ
１１栓
８１冷媒出口
１０２溝部
１０４溝部
１０１外周部
１０３外周部
１０５外周部
１０ｆ冷媒出口
１０ｄ貫通孔
１０ｅ貫通孔
１０ｇ切り欠き部

Claims

冷媒を流しこの冷媒に対して放熱させる複数本のチューブ（３）と、
前記複数本のチューブのうち第１のチューブから冷媒を回収する第１のタンク（６ｂ）と、
前記複数本のチューブのうち前記第１のチューブ以外の第２のチューブに冷媒を流す第２のタンク（６ｃ）と、
円筒状に形成され、軸線方向一方側に開口する第１の開口部（１７）を有し、かつ前記第１のタンク内から供給される冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離して前記液相冷媒を前記第２のタンクに流すモジュレータタンク（８）と、
円筒状に形成され、かつ前記モジュレータタンクに対して軸線方向が一致するように配置され、前記モジュレータタンクに対して前記軸線方向一方側に配置されて前記軸線方向一方側に開口する第２の開口部（１０ｂ）を有するサポータ（１０）と、
前記第２の開口部に嵌合されて前記モジュレータタンクの前記第１の開口部を閉鎖する栓（１１）と、を備え、
前記サポータは、
外周面のうち前記モジュレータタンクの内周側に配置されている第１の外周部（１０１、１０３、１０５）と、
前記外周面のうち前記モジュレータタンクの内周側に設けられ、周方向に亘って前記第１の外周部よりも小さい直径になるように形成されている第２の外周部を底部として前記外周側に開口する溝部（１０２、１０４）と、
前記外周面に設けられ、かつ周方向に亘って前記モジュレータタンクの内周面の直径よりも大きい直径になるように形成され、前記モジュレータタンクの軸線方向一方側に接触して前記モジュレータタンクに対する軸線方向の位置を決める第３の外周部（１０６）と、を備え、
前記溝部は、融ける前の状態のろう材を収納し、前記ろう材が融けた状態で毛細管現象により前記溝部内から前記第１の外周部と前記モジュレータタンクとの間に流れ出て、この流れ出たろう材が前記第１の外周部と前記モジュレータタンクとを接合しており、
前記サポータは、前記第１、第２、第３の外周部がそれぞれ円筒状被加工部材に対してプレス加工により成形されたものであることを特徴とする熱交換器。
前記溝部は、前記収納したろう材のうち前記毛細管現象により流れ出したろう材を除いたろう材により前記モジュレータタンクの内周面に対して接合されており、
前記サポータには、前記溝部としての第１、第２の溝部が設けられており、
前記第１の溝部（１０２）は、前記サポータのうち前記軸線方向他方側に配置され、前記第２の溝部（１０４）は、前記サポータのうち前記軸線方向一方側に配置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。
前記モジュレータタンクのうち前記サポータに対して前記軸線方向他方側には、前記第１のタンク内から冷媒が流入するタンク冷媒入口（８２）が設けられており、
円筒状に形成されて、かつ前記サポータに対して軸線方向が一致した状態で前記サポータ内に収納され、前記軸線方向他方側に開口して前記タンク冷媒入口からの液相冷媒を導入するフィルタ冷媒入口（４１ａ）を有し、前記フィルタ冷媒入口から導入された液相冷媒を濾過するフィルタ（４１）を備え、
前記サポータのうち前記フィルタ冷媒入口に対して前記軸線方向一方側には、前記フィルタにより濾過された液相冷媒を前記第２のタンクに流す冷媒出口（１０ｆ）が設けられており、
前記サポータの内周面と前記フィルタの外周面との間を塞ぐように成形され、前記タンク冷媒入口側からの液相冷媒が前記フィルタをバイパスして前記冷媒出口に流れることを抑制する冷媒流入抑制部材（４３）と、
を備えることを特徴とする請求項２に記載の熱交換器。
前記サポータの内周面のうち前記第１の溝部の内周側には、周方向に亘って径方向中心側に突出する第１の突出部（１０２ｂ）が設けられており、
前記冷媒流入抑制部材は、前記第１の突出部の径方向中心側に嵌められていることを特徴とする請求項３に記載の熱交換器。
前記冷媒流入抑制部材は、前記第１の突出部の内周側に、中間嵌めおよびすきま嵌めのうちいずれか一方の状態で嵌められていることを特徴とする請求項４に記載の熱交換器。
前記栓は、前記サポータの内周側に配置されている栓本体（１１０）と、前記サポータの内周面のうち前記第１の外周部の内周側と前記栓本体と間で径方向に圧縮された状態で嵌められて前記サポータの内周面と前記栓本体との間を密閉するリング部材（１１６）と、を備えることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の熱交換器。
前記第２の溝部は、前記第１の外周部に対して前記軸線方向他方側に配置されており、
前記サポータの内周面のうち前記第２の溝部の内周側には、前記サポータの内周面のうち前記第１の外周部の内周側よりも径方向中心側に突出して、前記栓本体に接触して前記サポータに対する前記栓の位置を決める第２の突出部（１０４ｂ）が設けられていることを特徴とする請求項６に記載の熱交換器。
前記サポータの内周面のうち前記第１の外周部の内周側の直径は、前記サポータの内周面のうち前記第３の外周部の内周側の直径よりも、小さくなっており、
前記サポータの内周面のうち前記第１の外周部側と前記第３の外周部側との間には、前記第１の外周部側から前記第３の外周部側に向かって徐々に直径が大きくなるように形成され、前記栓を前記第３の外周部側から前記第１の外周部側に挿入する際に前記リング部材を前記第１の外周部側に案内する第１の案内部（１０６ａ）が設けられていることを特徴とする請求項７に記載の熱交換器。
前記サポータのうち前記第３の外周部（１０６、１０７）には、内周側に貫通する貫通孔（１０ｄ、１０ｅ）が設けられており、
前記サポータの外周側から前記貫通孔を通して前記栓に差し込まれた状態で前記サポータと前記栓とを締結する締結部材（３０）を備えることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載の熱交換器。
前記サポータのうち軸線方向一方側には、切り欠き部（１０ｇ）が設けられており、
前記栓は、前記サポータの前記切り欠き部内に嵌合される突起部（１２０）と、前記締結部材が前記栓自体に差し込まれることを案内する案内孔（１２１）と、を備え、
前記突起部が前記切り欠き部内に嵌合された状態で、前記サポータの前記貫通孔が前記栓の前記案内孔に連通するようになっていることを特徴とする請求項９に記載の熱交換器。
前記サポータの外周面のうち軸線方向他方側には、先端側に向かって直径が徐々に小さくなるように形成され、前記サポータの先端側を前記モジュレータタンクの前記第１の開口部内に挿入する際に前記サポータの先端側を前記第１の開口部内に案内する第２の案内部（１００）が設けられていることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の熱交換器。
前記溝部は、前記軸線方向から視て断面谷形状に形成されていることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１つに記載の特徴とする熱交換器。