JP3790946B2

JP3790946B2 - 熱交換器

Info

Publication number: JP3790946B2
Application number: JP35415497A
Authority: JP
Inventors: 宗一加藤
Original assignee: Valeo Thermal Systems Japan Corp
Current assignee: Valeo Thermal Systems Japan Corp
Priority date: 1997-12-08
Filing date: 1997-12-08
Publication date: 2006-06-28
Anticipated expiration: 2017-12-08
Also published as: US6289979B1; EP1039257A4; DE69821981D1; DE69821981T2; JPH11173788A; EP1039257B1; EP1039257A1; WO1999030100A1

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
この発明は、両端がキャップによって閉塞されたヘッダパイプを有する熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
実公平７−３１７３号公報に開示される考案及びこの引例と略等しい構成を有する実公平７−３１７３号公報に開示される考案は、熱交換器において、ヘッダの一端、特にヘッダの下部を閉塞する下蓋が、鍔部と、鍔部の上面に突出形成された嵌入部と、鍔部の下面に突出形成された係止突起を有するものであり、該係止突起が車体に固定される下側取付板に設けられた防振用ゴムの係止孔に嵌合されることによって、前記熱交換器を車体に取り付けるようにしたものである。
【０００３】
また、実開平５−４５４８２号公報に開示される考案は、ヘッダパイプの下端側開口部を塞ぐ蓋体が側方突出部を一体に有し、該側方突出部の下面に差込ピンが設けられ、これによって、前記差込ピンがヘッダパイプの軸芯位置から所定方向に偏心した構造となっているものである。これによって、差込ピンの配置位置を広範囲にわたって自由に選定できるようにしたものである。
【０００４】
さらに、特開平５−３３２６９３号公報に開示される発明は、ヘッダパイプの下端を塞ぐヘッダキャップの外端面に雄ネジを立設し、ブラケットの取り付けを、簡易化するようにしたものである。
【０００５】
さらにまた、特開平９−２６２８２号公報に開示される発明は、前述した実開平５−４５４８２号公報の側方突出部の形状と異なる形状の蓋体を有するもので、この蓋体は、内方突出部と、該内方突出部と一体に設けられ、チューブの幅方向に突出する側方突出部を有し、平面視略Ｌ字型のブロック体に成形されているものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
以上の引例からもわかるように、車体に装着される熱交換器の下端部は、車体側パネルに近接していることから、熱交換器のチューブの下端を閉塞する蓋体に車体パネルとの係止手段を設けるように発明若しくは考案がなされたが、蓋体にピンなどの係止手段を一体的に設けるのは、ろう付け時にピンが傾くなどの問題があり、最悪の場合、車両の取付穴と嵌合できないことなどもあるので、好ましくない。
【０００７】
また、エンジンルームのコンパクト化が要望されている昨今において、熱交換器を配置する空間も狭くなってきており、熱交換器の寸法を短くする必要性が生じてきた。
【０００８】
このため、熱交換器自体をコンパクトにすることが意図される。しかしながら、通常の蓋部（キャップ）の形成は、冷鍛などで製作されているが、製作されたキャップには、離型剤やプレスオイルなどの不純物が付着しているため、成型後に洗浄を行う必要がある。しかし、キャップの端部をフラット状に形成した場合には、キャップの洗浄工程において、洗浄不良が起こるという不具合があった。さらにまた、蓋部をフラットに形成した場合には、蓋部に係る圧力に耐えうるように所定の厚さを保つ必要がある。
【０００９】
以上のことから、この発明は、ヘッダパイプの寸法を短くすると共に、圧力に対して十分な強度を有し、さらには、蓋部の洗浄工程において洗浄不良が起こらないキャップを有する熱交換器を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
したがって、この発明に係る熱交換器は、熱交換流体が流出入する流出入パイプを有する一対のヘッダパイプと、該一対のヘッダパイプ間を連通する複数のチューブと、各々のチューブ間に介在されるフィンとによって少なくとも構成される熱交換器において、前記各々のヘッダパイプは、前記チューブが挿入される挿入口を有する円筒部と、該円筒部の両端開口部を閉塞する一対のキャップとを有し、該各々のキャップは、前記開口端部を閉塞する閉塞部と、該閉塞部の周縁に形成され前記円筒部の端部周縁に外嵌される周壁部と、前記閉塞部と前記周壁部の内周面基端部との間に形成され前記円筒部端部が全周に渡って挿着される環状溝とによって構成されると共に、前記閉塞部は前記環状溝内部に肉厚部を有するものである。
【００１１】
よって、この発明によれば、ヘッダパイプを構成する円筒部の両端を閉塞するキャップに、前記円筒部の端部周縁が全周に渡って装着される環状溝を形成したことによって、前記円筒部がキャップ内部に填り込み形となることから、ヘッダパイプの軸方向の寸法を短縮できるものである。また、閉塞部に肉厚部を形成したことから、閉塞部の厚さを所定の厚さに維持できるため、上記課題を達成できるものである。
【００１２】
また、前記肉厚部の円筒部側側面は、凹状に形成されることにある。これによって、肉厚部の内部側面をアーチ状に形成できるので、内部圧に対する強度が向上するものである。
【００１３】
さらに、前記キャップは、前記円筒部と反対側の外側端面に、前記円筒部の長手方向外方へ突出する凸部を有するものであり、また、前記凸部は、前記外側端面の略中央に一つ形成されるものであったり、前記外側端面の周縁近傍に均等に形成されるものであったりするものである。
【００１４】
これによって、キャップのフラット状の外側端面に、凸部を設けたことから、洗浄工程において、キャップが面当接することを回避できるので、洗浄液が確実にキャップの端面に届くので、洗浄不良を回避できるようになるものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について、図面により説明する。
【００１６】
図１に示す熱交換器１は、例えば車両に搭載される車両用空調装置の冷凍サイクルの一部を構成するコンデンサである。このコンデンサ１は、一対のヘッダタンク２と、この一対のヘッダタンク２間を連通する複数のチューブ３と、この複数のチューブ３間に介在されるフィン４と、交互に積層されたチューブ３及びフィン４をその積層方向両端において保持する一対のサイドプレート５とによって構成され、エンジンルーム内に配設された車両側パネル６内に、図示しないラジエータと共に設けられるものである。
【００１７】
この実施の形態においては、前記ヘッダパイプ２は、一方側に配設されて冷媒入口パイプ７が設けられる入口側ヘッダパイプ２ａと、他方側に配設されて冷媒出口パイプ８が設けられる出口側ヘッダパイプ２ｂとによって構成される。また、前記入口側ヘッダパイプ２ａは、仕切板９ａによって２つの内部空間２１，２２に分割され、前記出口側ヘッダパイプ２ｂは、仕切板９ｂによって２つの内部空間２３，２４に分割される。尚、各々のヘッダパイプ２は、前記チューブ３が挿入される複数のチューブ挿入孔２０ａが形成された円筒部２０と、該円筒部２０の両端開口部を閉塞するキャップ３０とによって構成される。
【００１８】
これによって、冷媒入口パイプ７から内部空間２１に流入した冷媒は、前記内部空間２１と連通するチューブ３を通って前記内部空間２３に流れ込む。そして、この内部空間２３に流れ込んだ冷媒は、この内部空間２３から、この内部空間２３と前記内部空間２２との間を連通するチューブ３を通って内部空間２２に至り、さらに内部空間２２からチューブ３を通って内部空間２４に流れ込み、この内部空間２４を介して冷媒出口パイプ８から吐出されるものである。このように３パスの間に冷媒は、フィン４を介してフィン４を通過する空気に熱を放出して凝縮するものである。したがって、このコンデンサ１には、高圧の気体冷媒及び高圧の気体冷媒から凝縮された高圧の液体冷媒が存在する。
【００１９】
前記ヘッダパイプ２のキャップ３０は、図３（ａ）, （ｂ）, （ｃ）で示すように、前記円筒部２０の開口端部２５を閉塞する閉塞部３１と、この閉塞部３１の周縁に形成され前記円筒部２０の端部２５の周縁に外嵌される周壁部３２と、前記閉塞部３１と前記周壁部３２の内周面基端部との間に形成され前記円筒部２０の端部２５が全周に渡って挿着される環状溝３３とによって構成される。また、前記閉塞部３１には、前記環状溝３３の内部に位置する部分に肉厚部３４が形成されているものである。さらに、前記周壁部３２の先端縁部３６には、所定の位置にパイプ挿入ガイド片３７が突出して形成されるものである。
【００２０】
これによって、円筒部２０の端部２５が、キャップ３０に形成された環状溝３３に入り込んで固定されるために、ヘッダパイプ２の縦方向の寸法を所定値短くすることができるものである。また、炉中ろう付け時において、円筒部２０及びキャップ３０との間を固定するために円筒部２０及び／若しくはキャップ３０の周壁部３２の内周面にクラッドされたろう材が前記環状溝３３に流れ込んでたまるために、円筒部２０とキャップ３０とのろう付けを確実に行うことができるものである。
【００２１】
さらに、ヘッダパイプ２内の内圧に対して、円筒部２０は、周縁が円形であることから耐圧性が高いが、キャップ３０は平坦であることから内圧をまともに受けることになる。このために、前記キャップ３０の閉塞部３１の環状溝３３の内部に位置する部分に肉厚部３４を形成したので、ヘッダパイプ２内の内圧に対して所定の耐圧性を得ることができるものである。
【００２２】
図４で示す第２の実施の形態は、前記肉厚部３４のヘッダパイプ２の内側面となる部分に、円弧状の凹部３８を形成したもので、前記肉厚部３４の耐圧性をさらに向上させる構造としたものである。尚、第２の実施の形態及び下記する実施の形態において、第１の実施の形態と同一の箇所、同様の作用を奏する箇所には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２３】
また、上述したキャップ３０を製造するに当たり、キャップ３０は冷鍛などで製作されるので、製作されたキャップには、離型剤やプレスオイルなどが付着しており、これらを洗浄する必要がある。このため、キャップ３０の製造工程においては、キャップの洗浄工程が必要不可欠である。この洗浄工程において、キャップのフラット面に洗浄液が確実に当たるようにするために、図５（ａ）, （ｂ）で示す第３の実施の形態においては、前記キャップ３０の外側平面部３０ａの略中央部分に突出する凸部４０を設けるものである。これによって、洗浄工程時において前記凸部４０によって外側平面部３０ａ同士が密着することを防止できるので、洗浄を確実に行うことができるようになるものである。
【００２４】
また、図６（ａ）, （ｂ）において示す第４の実施の形態は、前記キャップ３０の外側平面部３０ａの外周縁近傍に所定の間隔をあけて複数の凸部４１を設けたものである。これによって、確実に外側平面部３０ａ同士が密着することを防止できるので、洗浄を確実に行うことができるようになるものである。尚、この実施の形態においては、凸部４１を３つ設けるようにしたが、それ以上であれば、特に問題ないものである。
【００２５】
さらに、図７（ａ）, （ｂ）において示す第５の実施の形態は、前記キャップ３０の外側平面部３０ａの外周縁近傍に所定の間隔をあけて複数の突起４２を設けたものである。これによって、確実に外側平面部３０ａ同士が密着することを防止できるので、洗浄を確実に行うことができるようになるものである。この突起４２の上述した凸部４１と同様に３つ以上であれば特に問題ないものである。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、熱交換器のヘッダパイプを構成する円筒部の両端を閉塞するキャップに、前記円筒部の先端が嵌入する環状溝を形成したので、前記円筒部の先端部分が環状溝に入り込む分前記ヘッダパイプの寸法を短くできるので、エンジンルーム内の小型化に対応できるものである。また、前記円筒部の両端を閉塞する閉塞部に肉厚部を形成するようにしたので、ヘッダパイプの内圧に対して耐圧性を向上させることができると共に、前記溝部にろう材が流れ込むことによって前記円筒部と前記キャップとのろう付け性を向上させることができるために、熱交換器の耐久性を向上させることができるものである。
【００２７】
また、上記キャップの外側平面部に少なくとも一つの凸部又は突起を形成することによって、キャップの製造後の洗浄工程における洗浄不良をなくすことができるので、洗浄後の選別工程や検査工程を省略することが可能となり、キャップ製造のコストダウンを図ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の実施の形態に係る熱交換器の構成を示した一部省略正面図である。
【図２】本願発明の実施の形態に係るヘッダタンク端部を示した一部拡大部分断面図である。
【図３】（ａ）は本願発明の実施の形態に係るキャップの平面図であり、（ｂ）はその側面図、（ｃ）はそのＡ−Ａ断面図である。
【図４】本願発明の第２の実施の形態に係るキャップを示したヘッダタンク端部の一部拡大部分断面図である。
【図５】（ａ）は本願発明の第３の実施の形態に係るキャップを示したヘッダタンク端部の一部拡大正面図であり、（ｂ）はその平面図である。
【図６】（ａ）は本願発明の第４の実施の形態に係るキャップを示したヘッダタンク端部の一部拡大正面図であり、（ｂ）はその平面図である。
【図７】（ａ）は本願発明の第５の実施の形態に係るキャップを示したヘッダタンク端部の一部拡大正面図であり、（ｂ）はその平面図である。
【符号の説明】
１熱交換器
２ヘッダパイプ
３チューブ
４フィン
２０円筒部
３０キャップ
３１閉塞部
３２周壁部
３３環状溝
３４肉厚部
４０，４１凸部

Claims

熱交換流体が流出入する流出入パイプを有する一対のヘッダパイプと、該一対のヘッダパイプ間を連通する複数のチューブと、各々のチューブ間に介在されるフィンとによって少なくとも構成される熱交換器において、
前記各々のヘッダパイプは、前記チューブが挿入される挿入口を有する円筒部と、該円筒部の両端開口部を閉塞する一対のキャップとを有し、該各々のキャップは、前記開口端部を閉塞する閉塞部と、該閉塞部の周縁に形成され前記円筒部の端部周縁に外嵌される周壁部と、前記閉塞部と前記周壁部の内周面基端部との間に形成され前記円筒部端部が全周に渡って挿着される環状溝とによって構成されると共に、前記閉塞部は前記環状溝内部に肉厚部を有することを特徴とする熱交換器。
前記肉厚部の円筒部側側面は、凹状に形成されることを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
前記キャップは、前記円筒部と反対側の外側端面に、前記円筒部の長手方向外方へ突出する凸部を有することを特徴とする請求項１又は２記載の熱交換器。
前記凸部は、前記外側端面の略中央に一つ形成されること特徴とする請求項３記載の熱交換器。
前記凸部は、前記外側端面の周縁近傍に均等に形成されることを特徴とする請求項３記載の熱交換器。