JP2022080848A - エアコン配管システム - Google Patents
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Abstract
Description
このために、圧縮機、コンデンサー、膨脹バルブ及び蒸発器などはエアコン配管システムを構成する冷媒パイプとフランジなどによって順次に連結され、一つの冷媒循環回路を形成する。
従来のエアコン配管システムを構成する冷媒パイプとフランジは、アルミニウムのような金属材を用いて製作され、冷媒パイプとフランジの間をコーキング(Caulking)方式、ブレージング(Blazing)方式、はんだ付(Soldering)方式などを用いて連結させている。
第1、冷媒パイプがアルミニウム材質からなることによって車両走行振動及びエンジン振動に弱く、冷媒パイプの局所的な部分を振動絶縁用ホースでカバーしており、それによってエアコン配管システムの構造が複雑になって部品数の増加によるコストの上昇が招来される問題点がある。
第2、冷媒パイプとフランジの間をコーキング方式又はブレージング方式で連結する時の衝撃によって冷媒パイプの端部(フランジと締め付けられる部分)直径が変形されるか段差が発生することによって、冷媒パイプの全体長さに対する直径のバラツキがあり、結局、冷媒パイプ内を流れる冷媒流体の圧力損失が招来される問題点がある。
第3、冷媒パイプとフランジの間をブレージング溶接する時の衝撃が冷媒パイプに過多に伝達されるか又はブレージングのための適正温度を超過する場合、期せずして冷媒パイプが損傷されるか破れるなどの品質不良の発生する問題点がある。
本発明によるエアコン配管システムは、冷媒パイプ及びそれぞれのフランジをプラスチック材質で製作することによって、エアコンシステム全体の軽量化は勿論、走行及びエンジン振動を自体的に絶縁する効果を提供することができる。
また、本発明によるエアコン配管システムは、プラスチック材質の冷媒パイプとそれぞれのフランジの間をレーザーエネルギーによる熱を用いるレーザー融着法で相互接合することによって、冷媒パイプとそれぞれのフランジがどんな損傷(変形、段差、打抜きなどが発生すること)無しに互いに強健に結合されることができる効果を提供することができる。
また、本発明によるエアコン配管システムは、冷媒パイプを外層及び内層を含む多層配管構造で製作することによって、冷媒パイプの内部に流れる冷媒が外部に透過されることを防止し、冷媒パイプが外部で受ける外的要因に対する剛性及び電気的絶縁性を向上させる効果を提供する。
また、本発明によるエアコン配管システムは、第2フランジの安着部を用いて冷媒パイプに安着させた状態で接合させることによって、冷媒パイプの上部に第2フランジを簡潔に装着させる効果を提供することができる。
以下、添付された図面の図1乃至図11を参照で本発明の一実施例を説明する。
そして、図4は本発明の一実施例による第1フランジに冷媒パイプが接合された状態を示す断面図であり、図5は本発明の一実施例によるチップ貯蔵溝にチップが集まった状態を説明するための図面であり、図6は本発明の一実施例による第2フランジの構造を説明するための図面であり、図7は本発明の一実施例による第2フランジと冷媒パイプが接合された状態の断面を示す図面であり、図8は本発明の一実施例による位置決め手段によって第2フランジと冷媒パイプが結合された状態の断面を示す図面である。
冷媒パイプは、例えば、車両のエアコンシステムを構成する部品である圧縮機と膨脹バルブの間を連結させるか膨脹バルブとコンデンサーの間を連結させることができる。この時、エアコン配管システムの冷媒パイプ100は圧縮機と膨脹バルブの間を連結させる冷媒パイプ100aとコンデンサーと膨脹バルブの間を連結させる冷媒パイプ100bを含むことができ、2つの冷媒パイプ100a、100bは直径及び長さだけが異なるだけ、同一な構造で形成されても良い。
例えば、冷媒パイプ100の外層101はポリアミド6(Polyamide 6、PA6)材質で形成され、冷媒パイプ100の内層102はポリアミド612(Polyamide 612、PA612)材質で形成されることができる。
ポリアミド6及びポリアミド612は脂肪族ポリアミド材質で形成されたエンジニアリングプラスチックのうちの一つである。
ポリアミド6材質は物理的剛性が高く電気伝導度が低い材質で、外層101をポリアミド6材質で形成する場合、冷媒パイプ100が外部から受ける外的要因に対する剛性を高めることができ、電気的絶縁性を向上させることができる。
ポリアミド612材質は冷媒に対する透過性が低い材質で、内層102をポリアミド612材質で形成する場合、冷媒パイプ100の内部に流れる冷媒が外部に透過されることを防止することができる。
車両用エアコンシステムに用いられる冷媒はフレオン系冷媒が用いられ、例えば、冷媒R-12、R-22などが用いられ、ここに制限しない。
より具体的に、第1フランジ110は冷媒パイプ100と圧縮機、膨脹バルブ、及びコンデンサーなどを連結させる。
本発明の一実施例によれば、冷媒パイプ100の上部には冷媒パイプ100の内部で不足な冷媒を充填する部品と連結させるためのプラスチック材質で形成された第2フランジ120が装着されることができる。例えば、第2フランジ120は冷媒パイプ100の内部で冷媒を注入するための充填バルブが連結されることができる。
したがって、エアコンシステムを構成する部品である圧縮機、コンデンサー、膨脹バルブ及び蒸発器などはプラスチック材質で形成された冷媒パイプ100と第1フランジ110によって連結されて一つの冷媒循環回路を形成する。
また、冷媒パイプ100及び第1及び第2フランジ110、120をプラスチック材質で製作することによって、走行及びエンジン振動を自体的に絶縁する効果を向上させることができる。
しかし、本実施例のように、冷媒パイプ100及び第1及び第2フランジ110、120をプラスチック材質で製作することによって、走行及びエンジン振動低減のための別途の部品が不必要で、部品数節減及びコストを節減することができるようになる。
この時、冷媒パイプ100はレーザー融着時のレーザービームエネルギーを吸収することができるレーザー吸水性顔料が添加されたレーザー吸水性プラスチック材質で形成され、第1フランジ110及び第2フランジ120はレーザービームエネルギーを透過することができるレーザー透過性顔料が添加された透過性プラスチック材質で形成されることが好ましい。
このようなフィラーの添加量が多い場合、押出成形性は良好であるが耐熱性が劣るため、フィラー含量を最小化させて押出成形された冷媒パイプ100がレーザーエネルギーの熱を吸収しながら耐える耐熱性を持つようにする。
また、冷媒パイプ100はレーザー吸水性顔料又は色素材料であるカーボンブラックピグメントを添加することができる。
冷媒パイプ100の一端部が第1フランジ110内に押し込まれた状態及び第2フランジ120が冷媒パイプ100に安着された状態で、第1フランジ110又は第2フランジ120の外部から照射されるレーザービームエネルギーが各フランジ110、120を透過して冷媒パイプ100に吸収される。
この時、レーザービームエネルギーがレーザー透過性プラスチック材質で形成された各フランジ110を透過した後、レーザー吸水性プラスチック材質で形成された冷媒パイプ100に吸収されると、レーザービームエネルギーが吸収層での分子を活性化させて、活性化された分子の運動エネルギーによって発生した熱がフランジを溶融させることによって、結局、2つの母材である冷媒パイプ100と第1及び第2フランジ110、120が熱的に接合される。
すなわち、既存にはアルミニウム材質からなる冷媒パイプとフランジの間をコーキング方式またはブレージング方式で連結する時の衝撃によって冷媒パイプ100とフランジの間の連結部分で変形、段差、打抜きなどのような品質不良が発生したが、本発明においてはプラスチック材質の冷媒パイプ100と第1及び第2フランジ110、120の間をレーザーエネルギーによる熱を用いるレーザー融着法で相互接合することによって、冷媒パイプ100と第1及び第2フランジ110、120がどんな損傷及び不良(変形、段差、打抜きなどが発生すること)無しに互いに強健に結合されることができる。
一方、冷媒パイプ100と第1フランジ110の間のレーザー融着時の冷媒パイプ100又は第1フランジ110からチップが抜け落ちることができ、このようなチップは冷媒に混じって冷媒と一緒に移動されることができる。
図4及び図5を参照すれば、本発明の一実施例によれば、第1フランジ110には後述する第1連結パイプ112の内側と位置決め凸部112bの外側の間にはレーザー融着時に発生したチップが貯蔵されるチップ貯蔵用溝部114が設けられることができる。
この時、チップ貯蔵用溝部114は第1連結パイプ112の内側と位置決め凸部112bの外側の間で円形の溝状で形成されることができるが、ここに制限しないという点に留意しなければならない。
第1フランジ110と冷媒パイプ110の間のレーザー融着によって接合過程に対してより具体的に説明すれば、冷媒パイプ100の一側端部を第1連結パイプ112の結合孔112aに結合させた後、第1連結パイプ112の外部からレーザービームを照射する場合、レーザービームエネルギーがレーザー透過性プラスチック材質で形成された第1フランジ110を透過する。
レーザー融着時の冷媒パイプ100又は第1フランジ110からチップが抜け落ちて発生することができるが、第1連結パイプ112の内側と位置決め凸部112bの間に形成されたチップ貯蔵用溝部114にチップが集まるようになって第1フランジの内部で流れる冷媒とチップが混ざるようになる現象を防止することができる。
結果的に、チップが冷媒と混じって移動されることを防止することによって、チップによって冷媒パイプと連結された各部品は例えば、圧縮機、膨脹バルブ、及びコンデンサーなどの性能を低下させることができ、さらに各部品の故障を誘発させることを防止することができるようになる。
添付した図2乃至図5を参照すれば、第1フランジ110は冷媒パイプ100とエアコンシステムを構成する部品の間を相互連結するためのことで、左右で貫通された中空型構造の胴体部111と、胴体部111の一側部から軸方向に延長形成され、冷媒パイプ100の一端と連結される第1連結パイプ112、及び胴体部111の他側部から軸方向に延長形成され、エアコンシステムの部品と締め付けるようにする第2連結パイプ113を含むことができる。
また、第2連結パイプ113は胴体部111の他側部から軸方向に向けて延長形成されるところ、第2連結パイプ113はエアコンシステムの部品(圧縮機、コンデンサーなど)と締め付けられる部分になる。
すなわち、第1フランジ110を車体の所定位置に固定させる時、据え置き部115の装着孔115aを介してボルトを挿入して車体にボルティングをすることによって、第1フランジ110が冷媒パイプ100を支持しながら車体に堅固に固定されることができる。
また、据え置き部115の装着孔115aを周辺を通る冷媒パイプ100を挿入固定させる用途としても用いることができる。
もし、据え置き部115の装着孔115aに金属部材116がなければ、装着孔115a内で締め付けるボルトの締め付けトルクによって装着孔115a周辺が損傷されるかクラックなどが発生することができるが、据え置き部115の装着孔115a内に中空の金属部材116が強制押し込み設置されることによってボルトの締め付けトルクによる損傷及びクラック発生を防止することができる。
すなわち、冷媒パイプ100の内径(D1)と第1フランジ110の内径(D2)が同一な大きさを持つように形成されることによって、冷媒パイプ110を介して第1フランジ110を通過する冷媒の流速を一定するように維持させることができるようになる。
より具体的に、第1フランジ110は時間が経過して冷媒パイプ100の外観色が変色されることができる。
第1フランジ110の外観が変色されると、美観上の良くない問題が発生するようになる。したがって、第1フランジ110の外観が変色されることを防止するために第1フランジ110の製作時の熱安定剤を添付して製作することが好ましい。
熱安定剤としては例えば、アミン系、有機スズ系、カルボン酸金属塩系、鉛系、エポキシ系、及び有機亜りん酸塩系などを用いることができるが、ここに限定されることではない。
このような第2フランジ120は冷媒注入孔103と連通される冷媒移動空間121aが設けられた胴体部121、及び胴体部121の下端部に形成されるが胴体部121の下端部から両側に延長形成され、胴体部121を冷媒パイプ100と接合させるために冷媒パイプ100の上部に安着される安着部122を含むことができる。
安着部122の下部がラウンド構造を形成されることによって、円形で形成された冷媒パイプ100の上部に安着部122の下部が密着されながら安着されることができる。
本発明の一実施例によれば、第1フランジ110と同様に第2フランジ120は熱安定剤が添付されて製作されることができる。第2フランジ120に熱安定剤が添付されて製作された特徴は第1フランジ110に熱安定剤と添付された特徴と同一で、詳細な説明は省略する。
位置決め手段130は冷媒パイプ100の外周面から安着部122に向けて突出形成された少なくとも一つの位置決め突起131及び安着部122に形成されて位置決め突起131が結合される少なくとも一つの位置決め溝132を含むことができる。勿論、位置決め突起131が安着部122に形成されて位置決め溝132が冷媒パイプ100に形成されることもできる。
この時、レーザー吸水性プラスチック材質で形成された冷媒パイプ100に吸収されてレーザービームエネルギーが吸収層での分子を活性化させて、活性化された分子の運動エネルギーによって発生した熱が第2フランジ120を溶融させることによって、結局、冷媒パイプ100の上部に第2フランジ120と熱的に接合される。
図9及び図10を参照すれば、本発明の一実施例による冷媒パイプの他の例で、前述した多層管構造の冷媒パイプ100の代わりに単層管構造の冷媒パイプ200が適用されることもできる。
図11は、本発明の一実施例による冷媒配管システムに消音器が設置された状態を概略的に示す図面である。
この時、消音器140はプラスチック材質で形成されることができ、消音器140は冷媒パイプ100に結合された状態でレーザー融着を介して接合されることができる。
ここで、冷媒パイプ100と消音器140の間のレーザー融着過程は上述した冷媒パイプ100とそれぞれのフランジ110、120をレーザー融着する過程と同一で、詳細な説明は省略する。
また、プラスチック材質の冷媒パイプとそれぞれのフランジの間をレーザーエネルギーによる熱を用いるレーザー融着法で相互接合することによって、冷媒パイプとそれぞれのフランジがどんな損傷(変形、段差、打抜きなどが発生すること)無しに互いに強健に結合されることができる。
また、冷媒パイプを外層及び内層を含む多層配管構造で製作することによって、冷媒パイプの内部で流れる冷媒が外部に透過されることを防止し、冷媒パイプが外部から受ける外的要因に対する剛性及び電気的絶縁性を向上させることができる。
また、第2フランジの安着部を用いて冷媒パイプに安着させた状態で接合させるによって、冷媒パイプの上部に第2フランジを簡潔に装着させることができる。
以上、本発明に関して実施例を挙げて説明したが、必ずここに限定することではなく、本発明の技術的思想の範疇内ではいくらでも修正及び変形実施が可能である。
101:外層
102:内層
103:冷媒注入孔
110:第1フランジ
111:胴体部
112:第1連結パイプ
112a:結合孔
112b:位置決め凸部
113:第2連結パイプ
114:チップ貯蔵用溝部
115:据え置き部
115a:装着孔
116:金属部材
120:第2フランジ
121:胴体部
121a:冷媒移動空間
122:安着部
130:位置決め手段
131:位置決め突起
132:位置決め溝
140:消音器
Claims (11)
- エアコン配管システムであって、
プラスチック材質で形成されると共に、外層及び内層を含む多層配管構造で形成され、エアコンシステムを構成する部品の間の流体流れを提供する冷媒パイプと、
前記プラスチック材質で形成され、前記冷媒パイプ及び前記エアコンシステムを構成する部品の間の連結を提供する少なくとも一つの第1フランジ、及び
前記プラスチック材質で形成され、前記冷媒パイプの内部で冷媒を注入するための充填バルブが連結される少なくとも一つの第2フランジと、を含み、
前記第1フランジは前記冷媒パイプの一側端部が結合された状態でレーザー融着によって接合され、前記第2フランジは前記第2フランジの下部が前記冷媒パイプの外周面の上部に密着されるように安着された状態でレーザー融着によって接合され、
前記第1フランジは、
中空状の胴体部と、
前記胴体部の一側部から軸方向に延長形成されて前記冷媒パイプの一側端部が結合される結合孔が設けられ、前記結合孔に結合された前記冷媒パイプの位置を決定する位置決め凸部が設けた第1連結パイプと、及び
前記第1連結パイプの内側及び前記位置決め凸部の外側の間に形成され、前記冷媒パイプ及び前記第1フランジの間のレーザー融着時の発生するチップが集まるようにするチップ貯蔵用溝部と、を含む、エアコン配管システム。 - 前記冷媒パイプは、レーザー吸水性プラスチック材質で形成され、前記第1フランジはレーザー透過性プラスチック材質で形成され、
前記冷媒パイプの一側端部が前記第1フランジ内に結合された状態で、前記第1フランジの外部から透過照射されるレーザーエネルギーが前記冷媒パイプに吸収され、前記冷媒パイプ及び前記第1フランジの間のレーザー融着による接合が行うことを特徴とする、請求項1に記載のエアコン配管システム。 - 前記冷媒パイプはレーザー吸水性プラスチック材質で形成され、前記第2フランジはレーザー透過性プラスチック材質で形成され、
前記冷媒パイプの上部に前記第2フランジが安着された状態で、前記第2フランジの外部から透過照射されるレーザーエネルギーが前記冷媒パイプに吸収され、前記冷媒パイプと前記第2フランジの間のレーザー融着による接合が行うことを特徴とする、請求項1に記載のエアコン配管システム。 - 前記冷媒パイプの外層はポリアミド6(Polyamide6、PA6)材質で形成され、前記冷媒パイプの内層はポリアミド612(Polyamide612、PA612)材質で形成されることを特徴とする、請求項1に記載のエアコン配管システム。
- 前記第1フランジは、
前記胴体部の他側部から軸方向に延長形成され、前記エアコンシステムの部品と締め付けられる第2連結パイプと、及び
前記胴体部の外周面に一体で形成され、前記第1フランジを車体に固定させるために装着孔が設けられた据え置き部と、を含み、
前記冷媒パイプが前記結合孔に結合された後に前記第1連結パイプの外部から透過照射されるレーザーエネルギーが前記冷媒パイプに吸収されて前記冷媒パイプが前記第1連結パイプにレーザー融着されて互いに接合されることを特徴とする、請求項1に記載のエアコン配管システム。 - 前記装着孔内には中空の金属部材が強制押し込まれたことを特徴とする、請求項5に記載のエアコン配管システム。
- 前記第1フランジが変色されることを防止するために、前記第1フランジには熱安定剤が添加される、請求項1に記載のエアコン配管システム、
- 前記第2フランジは、
前記冷媒パイプに形成された冷媒注入孔で前記冷媒を注入するための前記充填バルブが連結され、前記冷媒注入孔と連通される冷媒移動空間が設けられた胴体部と、及び
前記胴体部の下端部に形成されると共に、前記胴体部の下端部から両側に延長形成され、前記冷媒パイプの上部に安着される安着部と、を含み、
前記安着部が前記冷媒パイプの上部に安着された後、前記安着部の外部から透過照射されるレーザーエネルギーが前記冷媒パイプに吸収されて前記安着部が前記冷媒パイプの上部にレーザー融着されて互いに接合されることを特徴とする、請求項1に記載のエアコン配管システム。 - 前記安着部の下部は前記冷媒パイプの外周面に密着させることができるようにラウンド構造で形成される、請求項8に記載のエアコン配管システム。
- 前記冷媒パイプの上部に前記安着部を装着時、前記冷媒注入孔の位置と前記冷媒移動空間の位置を容易に一致させるための位置決め手段をさらに含み、
前記位置決め手段は、
前記冷媒パイプの外周面から前記安着部方向に向けて突出形成された少なくとも一つの位置決め突起と、及び
前記安着部に凹状で形成されて前記位置決め突起が結合される少なくとも一つの位置決め溝と、を含む、請求項8に記載のエアコン配管システム。 - 前記冷媒パイプには冷媒パイプの内部に流れる冷媒による振動騷音を低減させるための消音器が装着され、
前記消音器はプラスチック材質で形成され、前記消音器は前記冷媒パイプに結合された状態でレーザー融着を介して接合される、請求項1に記載のエアコン配管システム。
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