JP3948390B2 - 受液器一体型凝縮器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷媒を凝縮する凝縮コア部と、凝縮コア部から流出する冷媒を気液二層に分離して液層冷媒を蓄える受液器とが一体となった受液器一体型凝縮器に関するものであり、例えば車両用冷凍サイクル装置に適用して好適である。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、冷媒が流通する複数のチューブの長手方向両端部に配設され、チューブ内と連通する左右一対のヘッダタンクと、この一対のヘッダタンクのうち一方のヘッダタンクにプレート部材を介して仮固定した後ろう付け固定されるとともに、チューブ内で凝縮され前記一方のヘッダタンクから流出する冷媒を気液二層に分離して液層冷媒を蓄える受液器とを備える受液器一体型凝縮器がある。
【０００３】
このような受液器一体型凝縮器として、例えば、車両搭載上の制約等から、図４に示すように、受液器２５０の中心がヘッダタンク２３０の中心に対しチューブ２１１長手方向に直交する方向に偏心して固定されるものが知られている。そして、この受液器２５０固定部位には、例えば、図５に示すようなプレート部材２６０が用いられる。
【０００４】
プレート部材２６０は、クランク状に形成された本体部２６１と、この本体部２６１の外周に形成された爪部２６２ａ、２６２ｂとからなる。そして、受液器２５０をヘッダタンク２３０に仮固定するときには、まず、爪部２６２ａを受液器２５０にかしめ加工して受液器２５０とプレート部材２６０とを仮固定し、次に、爪部２６２ｂをヘッダタンク２３０にかしめ加工して受液器２５０とプレート部材２６０とからなる構成をヘッダタンク２３０に仮固定している。
【０００５】
受液器２５０とプレート部材２６０とからなる構成をヘッダタンク２３０に仮固定するときには、爪部２６２ｂ（図４中上側の爪部２６２ｂ）には矢印方向のかしめ応力が付勢され、プレート部材２６０の本体部２６１のうち片面のみにヘッダタンク２３０が形成されている部位（図中２６１ｂ）は、この付勢力によりヘッダタンク２３０から離れる方向に変形しようとする。この変形を防止するために、爪部２６２ｂかしめ工程においてはこの部位２６１ｂを押さえ込む受け治具を配設している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、受液器の固定位置が異なる受液器一体型凝縮器（例えば、受液器が左ヘッダタンクに固定される凝縮器と受液器が右ヘッダタンクに固定される凝縮器）を同一の製造ラインで製造しようとすると、固定位置が異なる凝縮器を製造する度に受け持具の段取り替え作業が必要となり、製造工程が複雑になるという問題がある。
【０００７】
本発明は上記点に鑑みてなされたもので、受液器の固定位置が異なる受液器一体型凝縮器を製造する場合であっても製造工程を簡素化することが可能な受液器一体型凝縮器を提供することを目的とする。
【０００８】
【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に記載の発明では、
冷媒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）と、
一対のヘッダタンク（１２０、１３０）のうち、一方のヘッダタンク（１３０）に固定されるとともに、チューブ（１１１）を流通する際に凝縮されて一方のヘッダタンク（１３０）から流出する冷媒を、気液二層に分離して液層冷媒を蓄える受液器（１５０）と、
一方のヘッダタンク（１３０）および受液器（１５０）の間に設けられ、本体部（１６１）と本体部（１６１）の外周に形成された爪部（１６２）とからなるプレート部材（１６０）とを備え、
爪部（１６２）が一方のヘッダタンク（１３０）および受液器（１５０）にかしめられて、受液器（１５０）が一方のヘッダタンク（１３０）にチューブ（１１１）の長手方向に直交する方向に偏心して仮固定され、
一方のヘッダタンク（１３０）とプレート部材（１６０）、プレート部材（１６０）と受液器（１５０）が互いにろう付け接合されることによって、受液器（１５０）が一方のヘッダタンク（１３０）に固定される受液器一体型凝縮器において、
プレート部材（１６０）の本体部（１６１）は、一方のヘッダタンク（１３０）および受液器（１５０）により両面から挟まれる第１本体部（１６１ａ）と、一方のヘッダタンク（１３０）もしくは受液器（１５０）が片面のみに接する第２本体部（１６１ｂ）とを有しており、
第２本体部（１６１ｂ）には、突出部（１６１ｃ）が形成されていることを特徴としている。
【０００９】
これによると、プレート部材（１６０）の本体部（１６１）のうち、片面のみに一方のヘッダタンク（１３０）もしくは受液器（１５０）が接している第２本体部（１６１ｂ）は、突出部（１６１ｃ）により剛性を向上することが可能である。したがって、かしめ工程において第２本体部（１６１ｂ）を押さえ込むための受け持具を必要としない。このようにして、受液器（１５０）の固定位置が異なる受液器一体型凝縮器（１００）を製造する場合であっても製造工程を簡素化することが可能である。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明では、突出部（１６１ｃ）は、本体部（１６１）と厚さが略同一であることを特徴としている。
【００１１】
これによると、突出部（１６１ｃ）は、プレート部材（１６０）を製造するときに、プレス加工等により容易に形成することが可能である。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明では、
プレート部材（１６０）の爪部（１６２）は、第１本体部（１６１ａ）に形成された第１爪部（１６２ａ）と、第２本体部（１６１ｂ）に形成された第２爪部（１６２ｂ）とからなり、
第２爪部（１６２ｂ）は、長さが第１爪部（１６２ａ）の長さより長くなるように形成されていることを特徴としている。
【００１３】
これによると、第２爪部（１６２ｂ）は、第１爪部（１６２ａ）より小さいかしめ応力によりかしめることが可能である。したがって、かしめ工程において第２本体部（１６１ｂ）を変形し難いとともに、確実にかしめ加工を行なうことが可能である。
【００１４】
また、請求項４に記載の発明では、プレート部材（１６０）には、表面にろう材がクラッドされていることを特徴としている。
【００１５】
これによると、受液器（１５０）を一方のヘッダタンク（１３０）に固定するときに、ろう付け接合箇所にろう材を供給する工程を省略することができる。したがって、製造工程を一層簡素化することが可能である。
【００１６】
なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、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。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００１８】
本実施形態は、本発明に係る受液器一体型凝縮器を車両用冷凍サイクル装置に適用したものであって、図１は、受液器一体型凝縮器１００の全体概略構成図である。
【００１９】
図１に示す受液器一体型凝縮器（以下、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および受液器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なり、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等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、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、チューブ１１１の積層方向に延びる一対のヘッダタンク１２０、１３０（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。これらの両ヘッダタンク１２０、１３０には、チューブ孔（図示せず）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、ろう付けされ、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している。
【００２２】
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。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は、蓋部材１４０がろう付けされて閉塞されている。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。
【００２３】
また、各ヘッダタンク１２０、１３０内には、共に図１中の上下方向の同一位置において内部の空間を仕切るセパレータ１２２、１３２がろう付けされている。そして、左ヘッダタンク１２０のセパレータ１２２よりも上側には入口ジョイント１２３が、また下側には出口ジョイント１２４がそれぞれろう付けされ、左ヘッダタンク１２０の内部と連通するようにしている。
【００２４】
受液器１５０は、押出し加工により形成された本体部をなす略円筒状の受液タンク１５１と、この受液タンク１５１の長手方向両端部の開口部１５１ａを閉塞する蓋部材１５２、１５３とを有している。蓋部材１５２には右ヘッダタンク１３０に当接する当接部１５２ａが設けられ、受液器１５０は、右ヘッダタンク１３０に当接部１５２ａおよびプレート（本実施形態のプレート部材）１６０を介して固定され、セパレータ１３２を挟むように設けられた連通路１７１、１７２によって右ヘッダタンク１３０と受液器１５０の内部が互いに連通するようになっている。
【００２５】
なお、プレート１６０を介する受液器１５０の右ヘッダタンク１３０に対する固定構造は、本発明の特徴部となっており、この詳細については後述する。
【００２６】
上記のように構成される凝縮器１００において、入口ジョイント１２３は、図示しない冷凍サイクル装置内の圧縮機の吐出側と接続され、また、出口ジョイント１２４は図示しない膨張弁と接続されている。そして、圧縮機から吐出された冷媒は入口ジョイント１２３から左ヘッダタンク１２０内に流入し、セパレータ１２２、１３２の上側のチューブ１１１群を流れ、外部空気と熱交換されて凝縮液化される。さらに、この冷媒は右ヘッダタンク１３０、連通路１７１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、液相冷媒が連通路１７２、右ヘッダタンク１３０からセパレータ１２２、１３２より下側のチューブ１１１群で更に過冷却され、出口ジョイント１２４から流出する。
【００２７】
次に、本発明の要部について、図２および図３を用いて詳細に説明する。図２は、受液器１５０の右ヘッダタンク１３０への組み付け状態を示す平面図であり、図３は、図２中の右方向から見たプレート１６０の正面図である。
【００２８】
両ヘッダタンク１２０、１３０（図２では１３０のみ図示）は、断面が略楕円状を成す筒状体であり、ここでは押出し加工により形成されている。上述したように、受液器１５０は、両ヘッダタンク１２０、１３０のうち、右ヘッダタンク（本実施形態の一方のヘッダタンク）１３０側に、チューブ１１１の長手方向に直行する方向に偏心して（約１０ｍｍ偏心して）固定されている。
【００２９】
右ヘッダタンク１３０の反チューブ側の側壁には平面を成す突状部１３５が形成されており、これに対向する受液器１５０の右ヘッダタンク側の側壁には平面を成す突状部１５１ｂが形成されている。
【００３０】
プレート１６０は、両面にろう材がクラッドされた板材（厚さ約１ｍｍ）からプレス加工によって形成されたもので、図３に示すように、クランク状に形成された本体部１６１と、この本体部１６１の外周に形成された複数（本例では８つ）の爪部１６２とからなる。プレート１６０の本体部１６１には、前述した連通路１７１、１７２の一部を構成する流通孔１６３、１６４が穿設されている。
【００３１】
本体部１６１は、後述する組み付けが行なわれ、図２に示すような組み付け状態となったときに、右ヘッダタンク１３０の突状部１３５と受液器１５０の突状部１５１ｂとに挟持される（換言すれば、両面に右ヘッダタンク１３０および受液器１５０が形成される）第１本体部１６１ａと、右ヘッダタンク１３０の突状部１３５のみに接する（換言すれば、片面のみに右ヘッダタンク１３０が形成される）第２本体部１６１ｂとからなる。
【００３２】
そして、第２本体部１６１ｂには、プレス加工によって、図３中紙面表側に突出するとともに、本体部１６１の他の部分と略同一厚さに形成されたの突出部１６１ｃが上側と下側にそれぞれ２つ設けられている。
【００３３】
本体部１６１の外周部に設けられた爪部１６２のうち、図３中における上下方向の真中の４つの爪部１６２は受液器１５０側に曲げられており、上側と下側の４つの爪部１６２は右ヘッダタンク１３０側に曲げられている。また、爪部１６２は、上記第１本体部１６１ａに形成された第１爪部１６２ａと、第２本体部１６１ｂに形成された第２爪部１６２ｂ（図３中右端部の２つの爪部）とからなり、第２爪部１６２ｂの長さは、第１爪部１６２ａの長さより長くなっている。ちなみに、本例では、第１爪部１６２ａの長さが約２．０ｍｍであるのに対し、第２爪部１６２ｂの長さは約２．５ｍｍとなっている。
【００３４】
次に、右ヘッダタンク１３０への受液器１５０の組み付け方法について説明する。なおここでは、コア部１１０への左右のヘッダタンク１２０、１３０の組み付けおよび受液器１５０の組み立てについては説明を省略する。
【００３５】
まず、プレート１６０の流通孔１６３、１６４が受液器１５０内と連通するように位置決めをして、プレート１６０の真中の４つの爪部１６２を受液器１５０の突状部１５１ｂにかしめて、仮固定する。
【００３６】
次に、プレート１６０の流通孔１６３、１６４が右ヘッダタンク１３０内と連通するように受液器１５０とプレート１６０との組み付け体の位置決めをして、プレート１６０の上側と下側の４つの爪部１６２を右ヘッダタンク１３０の突状部１３５にかしめる。
【００３７】
このかしめによって、受液器１５０は、右ヘッダタンク１３０に仮固定される。そして、右ヘッダタンク１３０と受液器１５０との間の大半の部分には、断熱構造となる隙間部１８０（図１参照）が形成される。
【００３８】
以上のように受液器一体型凝縮器１００の組み立て体が形成され、ろう付け炉に投入して、一体ろう付け接合される。ここでは、プレート１６０の両面にクラッドされたろう材により、右ヘッダタンク１３０とプレート１６０、プレート１６０と受液器１５０が互いにろう付けされる。
【００３９】
上述の構成および組み付け方法によれば、プレート部材１６０の本体部１６１のうち、第２本体部１６１ｂは、形成された突出部１６１ｃにより剛性が向上しており、右ヘッダタンク１３０の突状部１３５に受液器１５０とプレート１６０との組み付け体をかしめ仮固定するときに、第２本体部１６１ｂを押さえ込むための受け持具を必要としない。したがって、受液器１５０の固定位置が異なる凝縮器（例えば、本実施形態の凝縮器１００とこれに対称形状の凝縮器）を製造する場合であっても製造工程を簡素化することができる。
【００４０】
また、プレート１６０の剛性向上により、仮固定状態において、受液器１５０を確実に保持することができ、従来の構造では必要であったろう付け時の受液器保持治具を廃止することが可能である。
【００４１】
また、第２本体部１６１ｂの突出部１６１ｃは、プレート部材１６０をプレス加工するときに容易に形成することができる。
【００４２】
また、第２本体部１６１ｂに形成された第２爪部１６２ｂは、第１爪部１６２ａより長いので、小さいかしめ応力によりかしめることが可能である。したがって、かしめ工程において第２爪部１６２ｂのみを変形させ易く、確実に右ヘッダタンク１３０へのかしめ仮固定を行なうことができる。
【００４３】
また、プレート１６０にクラッドされたろう材によって右ヘッダタンク１３０と受液器１５０とのろう付けが可能となるので、ろう材塗布の工程を設ける必要がなく、製造工程を一層簡素化することができる。
【００４４】
なお、プレート１６０が右ヘッダタンク１３０と受液器１５０の間に介在されることによって、プレート１６０の板厚分の隙間部１８０が右ヘッダタンク１３０と受液器１５０間の大半の部分に形成できるので、受液器１５０での放熱促進、あるいはヘッダタンク１３０からの熱伝達を抑制して受液器１５０内の冷媒気化を抑制できる。
【００４５】
（他の実施形態）
上記一実施形態では、プレート１６０の本体部１６１のうち、組み立て時に片面のみに右ヘッダタンク１３０が形成される部位（第２本体部１６１ｂ）に、突出部１６１ｃを設けるものであったが、プレート１６０の本体部１６１のうち、組み立て時に片面のみに受液器１５０が形成される部位に突出部を設けるものであってもよい。上記一実施形態とは逆に、プレート１６０をヘッダタンク１３０にかしめた後、受液器１５０にかしめる場合には、上記構成の方が好ましい。
【００４６】
また、上記一実施形態では、冷媒がセパレータ１２２、１３２の上側のチューブ１１１群（すなわち凝縮部）を図中左側から右側に流れる構成の凝縮器であったが、冷媒の流れはこれに限定されるものではない。例えば、ヘッダタンク内にセパレータを追加設置して、冷媒がＵ字状に流れる凝縮器であったり、Ｓ字状あるいはＷ字状に流れる凝縮器であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における受液器一体型凝縮器１００の全体概略構成図である。
【図２】一実施形態における受液器１５０の右ヘッダタンク１３０への組み付け状態を示す平面図である。
【図３】一実施形態におけるプレート１６０の正面図である。
【図４】従来の受液器一体型凝縮器における受液器のヘッダタンクへの組み付け状態を示す平面図である。
【図５】従来の受液器一体型凝縮器におけるプレート部材の正面図である。
【符号の説明】
１００ 受液器一体型凝縮器
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（一方のヘッダタンク）
１３５ 突状部
１５０ 受液器
１５１ 受液タンク
１５１ｂ 突状部
１６０ プレート（プレート部材）
１６１ 本体部
１６１ａ 第１本体部
１６１ｂ 第２本体部
１６１ｃ 突設部
１６２ 爪部
１６２ａ 第１爪部
１６２ｂ 第２爪部

Claims (4)

1. 冷媒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）と、
   前記一対のヘッダタンク（１２０、１３０）のうち、一方のヘッダタンク（１３０）に固定されるとともに、前記チューブ（１１１）を流通する際に凝縮されて前記一方のヘッダタンク（１３０）から流出する前記冷媒を、気液二層に分離して液層冷媒を蓄える受液器（１５０）と、
   前記一方のヘッダタンク（１３０）および前記受液器（１５０）の間に設けられ、本体部（１６１）と前記本体部（１６１）の外周に形成された爪部（１６２）とからなるプレート部材（１６０）とを備え、
   前記爪部（１６２）が前記一方のヘッダタンク（１３０）および前記受液器（１５０）にかしめられて、前記受液器（１５０）が前記一方のヘッダタンク（１３０）に前記チューブ（１１１）の長手方向に直交する方向に偏心して仮固定され、
   前記一方のヘッダタンク（１３０）と前記プレート部材（１６０）、前記プレート部材（１６０）と前記受液器（１５０）が互いにろう付け接合されることによって、前記受液器（１５０）が前記一方のヘッダタンク（１３０）に固定される受液器一体型凝縮器において、
   前記本体部（１６１）は、前記一方のヘッダタンク（１３０）および前記受液器（１５０）により両面から挟まれる第１本体部（１６１ａ）と、前記一方のヘッダタンク（１３０）もしくは前記受液器（１５０）が片面のみに接する第２本体部（１６１ｂ）とを有しており、
   第２本体部（１６１ｂ）には、突出部（１６１ｃ）が形成されていることを特徴とする受液器一体型凝縮器。
2. 前記突出部（１６１ｃ）は、前記本体部（１６１）と厚さが略同一であることを特徴とする請求項１に記載の受液器一体型凝縮器。
3. 前記爪部（１６２）は、前記第１本体部（１６１ａ）に形成された第１爪部（１６２ａ）と、前記第２本体部（１６１ｂ）に形成された第２爪部（１６２ｂ）とからなり、
   前記第２爪部（１６２ｂ）は、長さが第１爪部（１６２ａ）の長さより長くなるように形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の受液器一体型凝縮器。
4. 前記プレート部材（１６０）には、表面にろう材がクラッドされていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の受液器一体型凝縮器。

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