JP3791108B2 - 熱交換器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱交換流体が流れるタンク部材を有する熱交換器において、このタンク部材に対するブラケットの仮止め構造に関するもので、例えば、自動車用空調装置における冷媒凝縮器に用いて好適である。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車用空調装置における冷媒凝縮器のブラケットの仮止め構造は、実開平５−９６７８０号公報、実開平６−４０６８３号公報にて提案されている。前者のものは、ブラケットに円筒状ヘッダータンクの外周に嵌合する筒状部を一体に成形するとともに、この筒状部に偏平チューブの挿入穴を形成しておき、この挿入穴を通してヘッダータンクの挿入穴に偏平チューブの端部を挿入することにより、ブラケットをヘッダータンクに対して仮止めし、この仮止め状態を保持して、冷媒凝縮器の一体ろう付けを行うようにしている。
【０００３】
次に、後者のものは、ブラケットに二股状に分岐して向かい合う複数の係合片を一体成形し、この二股状の複数の係合片をヘッダータンクの外周面に弾性的に圧接係合させる構成となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者のものは、ブラケット仮止めのために、チューブ挿入穴を有する筒状部をブラケットに形成する必要があり、この筒状部はヘッダータンクの外周に嵌合するだけの大きさが必要であるから、ブラケット単品としてみたとき、材料費、プレス加工費のコストアップを招く。
【０００５】
また、後者のものでも、ヘッダータンクの外周面に弾性的に圧接係合する二股状の複数の係合片を形成するため、やはり、材料費、プレス加工費のコストアップを招く。
また、ブラケットをヘッダータンク等のタンク部材に対してＭＩＧ溶接にて仮止めすることも知られているが、このＭＩＧ溶接はシールドガスとしてアルゴン等の不活性ガスを用いて、ワークと電極間にアークを飛ばしてワークをアーク溶接するものであって、電流密度、溶接ワイヤの送り量等の加工条件を精度よく管理する必要がある。そのため、どうしても溶接時間が長くなり、溶接コストが高くつく。
【０００６】
本発明は上記点に鑑みてなされたもので、熱交換流体が流れるタンク部材に対するブラケットの仮止めを、極めて簡単な低コストの構成で行うことがてきるようにすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明では、タンク部材（２１、１１、１２）に接合される接合部（２６ａ）を有するブラケット（２６）を備えた熱交換器において、
ブラケット（２６）の接合部（２６ａ）に、タンク部材（２１、１１、１２）側に向かって斜めに突出する少なくとも１つの突起部（２７、２８）を打ち出し成形し、
一方、タンク部材（２１、１１、１２）のうち、接合部（２６ａ）に対応する部位に、突起部（２７、２８）を挿入し得る大きさの幅（Ａ）を持つ組付穴（２９）と、突起部（２７、２８）より小さい幅（Ｃ）を持つ仮止め穴（３０）とを連続して形成し、
突起部（２７、２８）を組付穴（２９）内に挿入した後に、突起部（２７、２８）を仮止め穴（３０）の領域にスライドして、突起部（２７、２８）を仮止め穴（３０）の周縁部に圧入接触させるようにしたことを特徴としている。
【０００８】
これによると、ブラケット（２６）の接合部（２６ａ）から斜めに打ち出した少なくとも１つの突起部（２７、２８）と、タンク部材（２１、１１、１２）側の組付穴（２９）および仮止め穴（３０）との組み合わせで、ブラケット（２６）のタンク部材に対する仮止めを簡単な操作で、確実に行うことができる。
しかも、突起部（２７、２８）は簡単な小形状のものであるから、打ち出し成形にて容易に成形でき、かつブラケット（２６）本来の形状に対して小形状の突起部を追加するだけであるから、ブラケット（２６）の材料費もほとんど増加しない。
【０００９】
また、タンク部材側でも、組付穴（２９）および仮止め穴（３０）を簡単な打ち抜き加工で容易に形成できる。
さらに、仮止めの作業も、突起部（２７、２８）を組付穴（２９）内に挿入した後に、仮止め穴（３０）の領域にスライドするという簡単な操作で行うことができ、作業性もよい。
【００１０】
以上の結果、ブラケットの仮止め構造の大幅なコスト低減を実現できる。
特に、請求項２記載の発明では、突起部を、タンク部材（２１、１１、１２）側に向かって互いに異なる方向に斜めに突出する第１突起部（２７）および第２突起部（２８）にて構成していることを特徴としている。
これよると、互いに異なる方向に斜めに突出する第１、第２の両突起部（２７、２８）によって、ブラケット（２６）の仮止め効果をより一層高めることができる。
【００１１】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
図１は本発明を適用した自動車用空調装置における受液器一体型冷媒凝縮器１０の全体を示すもので、この凝縮器１０は、自動車用空調装置の冷凍サイクルの冷媒圧縮機吐出側に接続されものである。
【００１３】
凝縮器１０は、所定間隔を開けて配置された一対のヘッダタンク、すなわち、第１、第２ヘッダタンク１１、１２を有し、この第１、第２ヘッダタンク１１、１２は上下方向に略円筒状に延びる形状になっている。この第１、第２ヘッダタンク１１、１２の間に熱交換用のコア部１３を配置している。
本例の冷媒凝縮器１０は、一般にマルチフロータイプと称されているものであって、コア部１３は第１、第２ヘッダタンク１１、１２の間で、水平方向に冷媒を流す偏平チューブ１４を多数並列配置し、この多数の偏平チューブ１４の間にコルゲートフィン１５を介在して接合している。偏平チューブ１４の一端部は第１ヘッダタンク１１内に連通し、他端部は第２ヘッダタンク１２内に連通している。
【００１４】
そして、一方の（第１）ヘッダタンク１１の上端側に冷媒の入口側配管ジョイント（冷媒入口部）１６を配置し接合している。また、他方の（第２）ヘッダタンク１２の下端側に冷媒の出口側配管ジョイント（冷媒出口部）１７を配置し接合している。
さらに、本例においては、第１ヘッダタンク１１内に第１、第２の２枚のセパレータ１８、１９を配置するとともに、第２ヘッダタンク１２内に１枚の第３セパレータ２０を配置することにより、第１、第２ヘッダタンク１１、１２の内部をそれぞれ上下方向に複数の空間１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１２ａ、１２ｂに仕切っている。これにより、入口側配管ジョイント１６からの冷媒を第１、第２ヘッダタンク１１、１２とコア部１３との間で蛇行状に流通させる。
【００１５】
また、第１ヘッダタンク１１において、入口側配管ジョイント１６より下方側の部位には、冷媒の気液を分離して液冷媒を蓄える受液器２１が一体に構成してある。この受液器２１も略円筒形状であり、第１ヘッダタンク１１の外面側方に配置され、第１ヘッダタンク１１の外面に一体にろう付けされている。なお、本例では、冷媒凝縮器１０の各部はアルミニュウム材で成形され、一体ろう付けにて組付けられている。
【００１６】
この受液器２１内部の空間と第１ヘッダタンク１１の中間部空間１１ｂは、第２セパレータ１９より若干量上方側に隣接して設けられた第１の連通穴２２にて連通するとともに、受液器２１内部の空間と第１ヘッダタンク１１の最下部空間１１ｃは、セパレータ１９より若干量下方側に隣接して設けられた第２の連通穴２３にて連通している。
【００１７】
コア部１３において、第２、第３セパレータ１９、２０より上方側の部位は、冷媒圧縮機の吐出ガス冷媒をクーリングファン（図示せず）等により送られてくる冷却空気（外気）と熱交換させて冷媒を冷却、凝縮させる凝縮部２４を構成している。また、コア部１３において、第２、第３セパレータ１９、２０より下方側の部位は、受液器２１内部において気液分離された液冷媒を冷却空気と熱交換させて過冷却する過冷却部２５を構成している。
【００１８】
従って、本例の冷媒凝縮器１０は、冷媒流れの上流側から順次、凝縮部２４、受液器２１、および過冷却部２５を構成するとともに、これらを一体に設けた構成となっている。
ここで、受液器一体型冷媒凝縮器１０の作用を簡単に述べると、冷媒圧縮機から吐出された過熱ガス冷媒は、入口側配管ジョイント１６から凝縮器１０の第１ヘッダタンク１１の上部空間１１ａに流入し、ここより凝縮部２４の上側のチューブ１４を通過した後、第２ヘッダタンク１２の上部空間１２ａに流入する。そして、冷媒はこの上部空間１２ａでＵターンして凝縮部２４の下側のチューブ１４を通過した後、第１ヘッダタンク１１の中間空間１１ｂに流入する。
【００１９】
この間に、冷媒は冷却空気と熱交換して冷却され、ガス冷媒を一部含む飽和液冷媒となる。この飽和液冷媒は前記空間１１ｂから第１の連通穴２２を通って受液器２１内に流入し、ここで冷媒の気液が分離され、液冷媒が蓄えられる。なお、受液器２１内部における冷媒の気液界面は通常、第１の連通穴２２と受液器３１の上端面との中間高さに位置している。
【００２０】
そして、受液器２１内の液冷媒は第２の連通穴２３を通って第１ヘッダタンク１１の下部空間１１ｃを経由して過冷却部２５を通過する。この過冷却部２５において、液冷媒は再度冷却されて過冷却状態となり、この過冷却液冷媒は第２ヘッダタンク１２の下部空間１２ｂを通って出口側配管ジョイント１７から凝縮器１０外へ流出する。
【００２１】
ところで、受液器２１の円形外周面にはブラケット２６が接合されている。このブラケット２６は、冷媒凝縮器１０を車両の車体に取り付けるための取付部材として用いるか、あるいは入口側配管ジョイント１６に接続される冷媒配管を保持するための配管保持部材として用いる。
図１に示す受液器一体型冷媒凝縮器１０の各構成部材はブラケット２６も含めてすべてアルミニュウムで構成し、炉中にて各構成部材間を一体ろう付けする構成となっている。なお、本明細書でいうアルミニュウムとはアルミニュウム合金を含む用語として使用している。
【００２２】
本発明では、上記の一体ろう付けの前に、ブラケット２６を受液器２１に仮止めする構造に特徴を有しており、以下このブラケット２６の仮止め構造について詳述する。図２はブラケット２６の形状を示すものであり、ブラケット２６は受液器２１の円筒形の外周面に対応した円弧状の接合部２６ａと、この接合部２６ａの円周方向の一端部から外方に延びる取付部２６ｂとを有している。この取付部２６ｂは直角状に屈曲した形状にしてあり、円形の取付穴２６ｃが設けてある。
【００２３】
ブラケット２６は本例では、ろう材を片面（受液器２１に接する側の面）にクラッドした片面クラッド材を用いており、具体的な材質例としては、芯材がＡｌ−Ｍｇ系合金であり、皮材（ろう材）がＡ４０４５である。
そして、ブラケット２６の接合部２６ａには、受液器２１に向かって第１突起部２７および第２突起部２８を打ち出し成形してある。図２（ｂ）、図３に示すように、第１突起部２７は左右２つ設けられ、この左右の２つの第１突起部２７の間に第２突起部２８が位置している。また、第１、第２の両突起部２７、２８は図４に示すように、接合部２６ａの内側方向へ互いに異なる方向に斜めに突出する形状としてある。すなわち、図４において、第１突起部２７は左側へ斜めに突出し、第２突起部２８は右側へ斜めに突出している。
【００２４】
ここで、第１、第２の両突起部２７、２８は接合部２６ａの円弧形状をプレス加工で成形した後に、打ち出し成形するが、その際、上記の斜め方向に突出する形状に成形しているので、両突起部２７、２８は成形後に型抜きができない、いわゆるアンダーカット形状となる。そこで、打ち出し用のダイ側を割り型にする等の手段を用いて、両突起部２７、２８の打ち出し成形を行う。
【００２５】
一方、受液器２１の円筒面には、ブラケット２６の接合部２６ａが接合される部位に、両突起部２７、２８を挿入し得る大きさの組付穴２９が設けてある。そして、組付穴２９に連続して仮止め穴３０が形成されている。この両穴２９、３０は、受液器２１を構成する板材が平板状であるとき（または受液器２１の最終円筒形状になる前の開いた状態の円弧形状であるとき）に同時に打ち抜き加工し、その後に板材を円筒状に形成する。従って、この両穴２９、３０は図４に示すように受液器２１の肉厚ｔの内周側が小さく外周側が大きい形状となる。
【００２６】
次に、図３、４により、両突起部２７、２８と両穴２９、３０の寸法関係について説明すると、組付穴２９の幅（受液器２１の肉厚内周側の狭くなっている幅）Ａを両突起部２７、２８の合計の幅（互いに反対方向に斜めに突出した先端部の最大の幅）Ｂより所定量大きくして（Ａ＞Ｂ）、前記両突起部２７、２８を組付穴２９内に十分挿入し得る関係に設定してある。
【００２７】
一方、仮止め穴３０は組付穴２９の幅Ａより小さい幅Ｃを有しており、この幅Ｃは上記両突起部２７、２８の合計の幅Ｂよりも所定量小さくなるように設定（Ｃ＜Ｂ）してある。また、両突起部２７、２８の打ち出し高さＨは受液器２１の肉厚ｔより十分大きくしてある。
次に、上記構成において、受液器２１の円筒面に対するブラケット２６の仮止め方法を説明すると、図４、５の矢印Ｄに示すように、受液器２１に対してブラケット２６を移動させて、両突起部２７、２８を組付穴２９内に挿入する。図３の実線部分および図６（ａ）はこの組付穴２９内への両突起部２７、２８の挿入状態を示す。
【００２８】
次に、図３、図６（ａ）の矢印Ｅに示すように、両突起部２７、２８を仮止め穴３０側へスライドさせる。このとき、仮止め穴３０の幅Ｃが両突起部２７、２８の互いに反対方向に斜めに突出した先端部の幅Ｂよりも所定量小さくなるように設定してあるため、両突起部２７、２８が仮止め穴３０側へスライドするとき、両突起部２７、２８の斜面２７ａ、２８ａが図４（ｂ）に示すように仮止め穴３０の周縁部に圧入接触する。これにより、ブラケット２６を受液器２１に対して確実に仮止めすることができる。従って、この仮止め状態をろう付け完了まで、確実に維持して、ブラケット２６を受液器２１に良好にろう付けできる。
【００２９】
なお、図１には図示しないが、右側のヘッダタンク１２にも通常ブラケットが設置されるので、この右側のヘッダタンク１２と右側のブラケットとの間の仮止め構造においても、上記した第１、第２の両突起部２７、２８と、組付穴２９および仮止め穴３０との組み合わせを適用できることはもちろんである。
（他の実施形態）
なお、本発明は上記した一実施形態に限定されることなく以下述べるごとく種々な形態で実施可能である。
【００３０】
▲１▼上記した一実施形態では、凝縮器１０として受液器２１を一体化したものについて説明したが、受液器２１を凝縮器１０とは別体で構成するものにも、本発明は適用できる。この場合は、左右の一対のヘッダタンク１１、１２に対するブラケット２６の仮止め構造に本発明を適用すればよい。
▲２▼本発明は凝縮器１０以外の他の用途の熱交換器においても、タンク部材にブラケット２６を接合する構造を有するものであれば、どの用途のものにも本発明を適用できる。
【００３１】
▲３▼受液器２１、ヘッダタンク１１、１２等のタンク部材の断面形状は、円形だけに限らず、楕円状等の形状でもよい。この場合は、ブラケット２６の接合部２６ａの形状もタンク部材の断面形状に沿うように変形させればよい。
▲４▼上記の一実施形態では、左右の２つの第１突起部２７の間に第２突起部２８を配置しているが、第１突起部２７を１つのみとしても、ブラケット２６の仮止め作用を同様に得ることができる。
【００３２】
▲５▼さらに、第１突起部２７と第２突起部２８のいずれか一方のみを形成して、第１突起部２７の斜面２７ａまたは第２突起部２８の斜面２８ａのみが仮止め穴３０の周縁部に圧入接触するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した受液器一体型冷媒凝縮器の正面図である。
【図２】本発明による一実施形態のブラケットの斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態においてブラケットの突起部と受液器側の組付穴および仮止め穴との寸法関係を説明する説明図である。
【図４】本発明の一実施形態におけるブラケットの突起部と受液器側の組付穴および仮止め穴との組付過程を説明する断面図である。
【図５】本発明の一実施形態におけるブラケットの突起部と受液器側の組付穴および仮止め穴との組付過程を説明する斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態におけるブラケットの突起部と受液器側の組付穴および仮止め穴との組付過程を説明する部分拡大斜視図である。
【符号の説明】
１１、１２…ヘッダータンク（タンク部材）、１３…熱交換用コア部、
２１…受液器（タンク部材）、２６…ブラケット、２６ａ…接合部、
２７、２８…第１、第２突起部、２９…組付穴、３０…仮止め穴。

Claims (5)

1. 熱交換流体の熱交換を行う熱交換コア部（１３）と、
   この熱交換コア部（１３）に流れる熱交換流体の流路を構成するタンク部材（２１、１１、１２）と、
   このタンク部材に接合される接合部（２６ａ）を有するブラケット（２６）とを備える熱交換器において、
   前記ブラケット（２６）の前記接合部（２６ａ）に、前記タンク部材（２１、１１、１２）側に向かって斜めに突出する少なくとも１つの突起部（２７、２８）を打ち出し成形し、
   一方、前記タンク部材（２１、１１、１２）のうち、前記接合部（２６ａ）に対応する部位に、前記突起部（２７、２８）を挿入し得る大きさの幅（Ａ）を持つ組付穴（２９）と、前記突起部（２７、２８）より小さい幅（Ｃ）を持つ仮止め穴（３０）とを連続して形成し、
   前記突起部（２７、２８）を前記組付穴（２９）内に挿入した後に、前記突起部（２７、２８）を前記仮止め穴（３０）の領域にスライドして、前記突起部（２７、２８）を前記仮止め穴（３０）の周縁部に圧入接触させるようにしたことを特徴とする熱交換器。
2. 前記突起部は、前記タンク部材（２１、１１、１２）側に向かって互いに異なる方向に斜めに突出する第１突起部（２７）および第２突起部（２８）からなることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
3. 前記第１突起部（２７）は左右２つ形成され、この左右２つの第１突起部（２７）の間に前記第２突起部（２８）が位置していることを特徴とする請求項２に記載の熱交換器。
4. 前記第１突起部（２７）および前記第２突起部（２８）の斜面（２７ａ、２８ａ）が前記仮止め穴（３０）の周縁部に圧入接触することを特徴とする請求項２または３に記載の熱交換器。
5. 前記タンク部材（２１、１１、１２）は円形外周面を有する形状であり、
   前記ブラケット（２６）の前記接合部（２６ａ）は、前記タンク部材（２１、１１、１２）の円形外周面に対応した円弧状であり、
   この円弧状接合部（２６ａ）から内側方向に前記突起部（２７、２８）が打ち出し成形されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の熱交換器。

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