JP3925289B2 - 熱交換器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱交換器に関するものであり、例えば車両用冷凍サイクル装置内に設けられる凝縮器に適用して好適である。
【０００２】
【従来の技術】
従来の熱交換器として、例えば特開平４−３４９０２０号公報に示されるものが知られている。これは図６〜図８に示すように、熱交換器１００の内部を流通する流体の流入、流出部となり、相手側配管２００が接続されるジョイント１６０部の構造に関するものである。
【０００３】
ジョイント１６０は、ヘッダタンク１２０内部と連通する連通孔１６１ａを有する本体部１６１と、この本体部１６１から連通孔１６１ａの径方向に延びて、相手側配管２００がボルト２１０によって固定される固定部１６２と、本体部１６１の連通孔１６１ａに接続される直線状のパイプ部１６３とから構成されている。
【０００４】
ここでは、熱交換器１００のヘッダタンク１２０において反コア部１１０側、あるいはコア部１１０への空気流れ方向に対して後方側に平面部１２０ａを形成して、この平面部１２０ａにジョイント１６０のパイプ部１６３を接続し、且つパイプ部１６３を空気流れ方向に向けるようにしている。
【０００５】
これにより、パイプ部１６３においてヘッダタンク１２０の外側の領域へ突出する寸法を小さくして、ジョイント１６０部をコンパクトなものにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
一般に熱交換器１００には、その熱交換性能に加えて、内部を流体が流通することから十分な気密性が必要とされており、通常製造時の後工程において完成品について洩れ検査が行なわれる。
【０００７】
この洩れ検査は、流体の流入側、流出側として熱交換器１００に２つ設けられるジョイント１６０のうち、一方のジョイント１６０部を密閉し、他方のジョイント１６０部から所定の圧力をかけ、その時の洩れの有無によって良否を判定するものとしている。
【０００８】
この時、ジョイント１６０部には洩れ検査用の治具（カプラ）３００（図７中の２点鎖線）が装着されて行なわれることになるが、上記従来技術においては、ジョイント１６０部の接合形状（接合位置）に合せて固定用の爪３０１の設定が必要となり、即ちカプラ３００を複数種類準備する必要があり、洩れ検査コストが高くなる。また、カプラ３００の固定用の爪３０１が片持ち構造となり、洩れ検査の安定性が劣るという問題があった。
【０００９】
本発明の目的は、上記問題に鑑み、完成品の洩れ検査における検査治具の標準化および検査自身の安定化を製品側の構造で対応可能と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】
本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。
【００１１】
請求項1に記載の発明では、流体が流通する複数のチューブ（１１１）の長手方向両端部に配設され、チューブ（１１１）内と連通する一対のヘッダタンク（１２０、１３０）を有し、ヘッダタンク（１２０、１３０）内部と連通する連通孔（１６１ａ）を有する本体部（１６１）と、この本体部（１６１）から連通孔（１６１ａ）の径方向に延びて、所定の相手側配管（２００）の固定部位を形成する固定部（１６２）とから成るジョイント（１６０）が、ヘッダタンク（１２０、１３０）に設けられる熱交換器において、固定部（１６２）の幅方向寸法は、本体部（１６１）の幅方向寸法よりも小さく設定されており、本体部（１６１）および固定部（１６２）のうち、固定部（１６２）のみに、徐肉によって形成される段部（１６２ａ）が固定部（１６２）の幅方向の両端側、且つヘッダタンク（１２０、１３０）側の面に設けられたことを特徴としている。
【００１２】
これにより、熱交換器（１００）のヘッダタンク（１２０、１３０）やコア部（１１０）に対する固定部（１６２）との隙間が大きく形成されるので、洩れ検査治具（３００）の固定用の爪（３０１）を挿入ロックさせる部位として段部（１６２ａ）を活用できる。よって、ジョイント（１６０）の接合形状（接合位置）にかかわらず洩れ検査治具（３００）の統一、標準化が可能となり、洩れ検査コストを低減できる。
【００１３】
また、段部（１６２ａ）を固定部（１６２）の幅方向の両側に設けるようにしているので、洩れ検査治具（３００）の固定用の爪（３０１）を両持ち構造として、洩れ検査治具（３００）をジョイント（１６０）に安定して固定させることができるようになる。即ち、洩れ検査の安定化を図ることができる。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明では、段部（１６２ａ）は、固定部（１６２）の長手方向に連続して形成されるようにしたことを特徴としている。
【００１５】
これにより、段部（１６２ａ）の面積を拡大できるので、それに応じて洩れ検査治具（３００）の固定用の爪（３０１）を大きくして、洩れ検査治具（３００）を更に安定して固定させることができるようになる。
【００１６】
尚、請求項３に記載の発明のように、ジョイント（１６０）は、鍛造加工により形成されるようにしてやれば、ジョイント（１６０）の成形において段部（１６２ａ）も同時に成形可能となるのでコストアップを招くことがない。
【００１７】
尚、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。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態を図１〜図５に示す。ここでは、熱交換器として自動車用冷凍サイクル装置内の冷媒を凝縮液化する凝縮器１００に適用したものとしており、まず図１を用いてその全体構成について説明する。
【００１９】
凝縮器１００は、コア部１１０、左ヘッダタンク１２０、右ヘッダタンク１３０、蓋部材１４０、受液器１５０等から構成され、各部材はアルミニウムあるいはアルミニウム合金から成り、嵌合、かしめ、治具固定等により組付けられ、予め各部材表面に設けられたろう材により一体でろう付けされている。
【００２０】
コア部１１０は、内部を冷媒（流体）が流通する複数のチューブ１１１および複数のフィン１１２が交互に積層され、上下の最外方のフィン１１２の更に外方に断面コの字状に開口する強度部材としてのサイドプレート１１３が配設されたものであり、各部材は一体でろう付けされている。
【００２１】
このコア部１１０の図１中の左右部、即ち、複数のチューブ１１１の長手方向両端部において、この長手方向に交差する方向に延びる一対のヘッダタンク（左ヘッダタンク１２０と右ヘッダタンク１３０）が設けられている。両ヘッダタンク１２０、１３０には図示しないチューブ孔が複数穿設されており、各チューブ１１１の端部がこのチューブ孔に嵌合され、チューブ１１１と両ヘッダタンク１２０、１３０が互いに連通するようにろう付けされている。また、サイドプレート１１３の長手方向端部も両ヘッダタンク１２０、１３０にろう付けされている。
【００２２】
両ヘッダタンク１２０、１３０は、断面が楕円形状を成す筒状体としており、押し出し成形により形成されるようにしている。また、側壁には、このヘッダタンク１２０、１３０の長手方向にレール状に延びる２本の突起部１２３、１３３がそれぞれ設けられており、押し出し加工時に同時に一体で形成されるようにしている。
【００２３】
そして、両ヘッダタンク１２０、１３０の長手方向端部の開口部１２１、１３１には、蓋部材１４０がろう付けされ、この蓋部材１４０によって開口部１２１、１３１は閉塞されている。尚、蓋部材１４０は、サイドプレート１１３側に延びており、サイドプレート１１３にも、ろう付けされて凝縮器１００としての強度を向上させるようにしている。
【００２４】
また、各ヘッダタンク１２０、１３０には、内部の空間を仕切るセパレータ１２２、１３２ａ、１３２ｂがろう付けされている。そして、右ヘッダタンク１３０のセパレータ１３２ａよりも上側には入口側のジョイント１６０が、また左ヘッダタンク１２０のセパレータ１２２の下側には出口側のジョイント１６０がそれぞれろう付けされ、両ヘッダタンク１２０、１３０の内部と連通するようにしている。尚、本発明においては、このジョイント１６０に特徴部を持たせており、詳細については後述する。
【００２５】
受液器１５０は、押出し成形より成る円筒状の容器体であって、右ヘッダタンク１３０の側壁にろう付けされている。そしてセパレータ１３２ｂを挟むように流通路１５１、１５２が設けられ、右ヘッダタンク１３０と受液器１５０の内部が互いに連通するようにしている。
【００２６】
以上のように構成される凝縮器１００において、入口側のジョイント１６０は、図示しない圧縮機の吐出側と接続され、また、出口側のジョイント１６０は、図示しない膨張弁と接続されている。圧縮機から吐出された冷媒は入口側のジョイント１６０ら右ヘッダタンク１３０内に流入し、セパレータ１２２、１３２ｂより上側のチューブ１１１群をＵターンして流れ、外部空気と熱交換されて凝縮液化される。更に、この冷媒は右ヘッダタンク１３０、流通路１５１から受液器１５０内に流入し、気液分離される。気液分離された冷媒のうち、液相冷媒が流通路１５２、右ヘッダタンク１３０からセパレータ１２２、１３２ｂより下側のチューブ１１１群で過冷却され、出口側のジョイント１６０から流出する。因みに、受液器１５０の内部には図示しない乾燥剤およびフィルタが配設されており、これによって冷媒中の水分や異物が除去されるようにしている。
【００２７】
次に、本発明の要部となるジョイント１６０について、図２〜図５を用いて詳細説明する。尚、ジョイント１６０は、冷媒の入口側と出口側とで２つ設けられているが基本構成は同一のため、右ヘッダタンク（以下、タンク）１３０に設けられる入口側のジョイント１６０を代表部位として以下説明する。
【００２８】
ジョイント１６０は、本体部１６１、固定部１６２、パイプ部１６３から成り、鍛造、更に具体的には冷鍛加工によって形成されている。本体部１６１は、外形が円柱状を成し、内側にはタンク１３０の内部と連通する連通孔１６１ａが形成されている。
【００２９】
固定部１６２は、従来技術の項で説明した相手側配管２００（図６）の固定部位を形成するもので、上記本体部１６１から連通孔１６１ａの径方向に延びるように設けられている。そして、略中央部には、固定用のボルト２１０が螺合されるネジ部１６２ｂが設けられている。
【００３０】
更に、本体部１６１には連通孔１６１ａ方向に延びる扁平状のパイプ部１６３が設けられており、このパイプ部１６３がタンク１３０に設けられた嵌合孔１３４に嵌入されて、パイプ部１６３と突起部１３３とがろう付けされることによってジョイント１６０はタンク１３０に固定されている。
【００３１】
そして、ジョイント１６０の固定部１６２には幅方向（本体部１６１から延びる固定部１６２の長手方向に対する幅方向であり、図２中の上下方向に対応する）の両端側で、且つタンク１３０側の面には、徐肉によって形成される段部１６２ａが設けられるようにしている。
【００３２】
段部１６２ａは、固定部１６２の板厚方向（本体部１６１の連通孔１６１ａ方向）に対して略半分の位置まで形成されるようにしており、且つ、固定部１６２の幅方向に対してはネジ部１６２ｂの強度に影響を及ぼさない位置まで形成されるようにしている。更に、段部１６２は固定部１６２の長手方向に連続して形成されるようにしている。
【００３３】
この段部１６２ａにより、凝縮器１００のコア部１１０に対する固定部１６２との隙間が大きく形成される。また、詳細説明を割愛したが左ヘッダタンク１２０のように左ヘッダタンク１２０の長手方向に沿うようにジョイント１６０を固定する場合（図１参照）には、段部１６２ａによって左ヘッダタンク１２０との間に確実に隙間部が形成される。よって、洩れ検査治具３００の固定用の爪３０１を挿入ロックさせる部位として段部１６２ａを活用でき（図４中の２点鎖線）、ジョイント１６０の接合形状（接合位置）にかかわらず洩れ検査治具３００の統一、標準化が可能となり、洩れ検査コストを低減できる。
【００３４】
また、段部１６２ａを固定部１６２の幅方向の両側に設けるようにしているので、洩れ検査治具３００の固定用の爪３０１を両持ち構造として、洩れ検査治具３００をジョイント１６０に安定して固定させることができるようになる。即ち、洩れ検査の安定化を図ることができる。
【００３５】
更に、段部１６２ａを固定部１６２の長手方向に連続して形成するようにしているので、段部１６２ａの面積を拡大でき、それに応じて洩れ検査治具３００の固定用の爪３０１を大きくして、洩れ検査治具３００を更に安定して固定させることができるようになる（図５）。
【００３６】
尚、ジョイント１６０を冷鍛加工によって形成するようにしているので、その成形の際において段部１６２ａも同時に成形可能となり、コストアップを招くことがない。
【００３７】
（その他の実施形態）
上記第１実施形態では熱交換器として凝縮器１００を例に説明したが、流体の流入、流出部として上記のようなジョイント１６０を用いるものであれば、他のオイルクーラやインタークーラ等に適用するようにしても良い。また、熱交換器を構成する各部材の材質は、アルミニウムに限らず、他のステンレス材や銅材等としても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態における凝縮器の全体構成を示す正面図である。
【図２】図１におけるジョイントを示す正面図である。
【図３】図２におけるＡ方向から見たジョイントを示す矢視図である。
【図４】図２におけるＢ方向から見たジョイントおよび洩れ検査治具を示す矢視図である。
【図５】図４におけるＣ方向から見たジョイントおよび洩れ検査治具を示す矢視図である。
【図６】従来技術におけるジョイントの組み付け構造を示す分解斜視図である。
【図７】図６におけるジョイントを示す断面図である。
【図８】従来技術における他のジョイントの組み付け構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１００ 凝縮器（熱交換器）
１１１ チューブ
１２０ 左ヘッダタンク（ヘッダタンク）
１３０ 右ヘッダタンク（ヘッダタンク）
１６０ ジョイント
１６１ 本体部
１６１ａ 連通孔
１６２ 固定部
１６２ａ 段部
２００ 相手側配管

Claims (3)

1. 流体が流通する複数のチューブ（１１１）の長手方向両端部に配設され、前記チューブ（１１１）内と連通する一対のヘッダタンク（１２０、１３０）を有し、
   前記ヘッダタンク（１２０、１３０）内部と連通する連通孔（１６１ａ）を有する本体部（１６１）と、この本体部（１６１）から前記連通孔（１６１ａ）の径方向に延びて、所定の相手側配管（２００）の固定部位を形成する固定部（１６２）とから成るジョイント（１６０）が、前記ヘッダタンク（１２０、１３０）に設けられる熱交換器において、
   前記固定部（１６２）の幅方向寸法は、前記本体部（１６１）の幅方向寸法よりも小さく設定されており、
   前記本体部（１６１）および前記固定部（１６２）のうち、前記固定部（１６２）のみに、徐肉によって形成される段部（１６２ａ）が前記固定部（１６２）の幅方向の両端側、且つ前記ヘッダタンク（１２０、１３０）側の面に設けられたことを特徴とする熱交換器。
2. 前記段部（１６２ａ）は、前記固定部（１６２）の長手方向に連続して形成されるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
3. 前記ジョイント（１６０）は、鍛造加工により形成されるようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の熱交換器。

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