JP3963518B2

JP3963518B2 - リキッドタンク付コンデンサ

Info

Publication number: JP3963518B2
Application number: JP07332597A
Authority: JP
Inventors: 浩行稲葉
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Calsonic Kansei Corp
Priority date: 1997-03-26
Filing date: 1997-03-26
Publication date: 2007-08-22
Anticipated expiration: 2017-03-26
Also published as: JPH10267467A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明のリキッドタンク付コンデンサは、自動車用空調機を構成する蒸気圧縮式冷凍機のコンプレッサとエバポレータとの間に組み込む。そして、コンプレッサで圧縮した冷媒を放熱し凝縮させた後、水分等の異物を除去してからエバポレータに送り出す。
【０００２】
【従来の技術】
自動車室内の冷房や除湿を行なう自動車用空調機には、蒸気圧縮式冷凍機が組み込まれている。図１０は、特開平４−９５５２２号公報に記載された、蒸気圧縮式冷凍機の基本構成を示す回路図である。コンプレッサ１から吐き出された高温、高圧のガス状冷媒は、コンデンサ２を通過する間に車室外の空気との間で熱交換を行なって温度低下し、凝縮液化する。この結果生じた液状の冷媒は、一度リキッドタンク３に溜められてから、膨張弁４を通過する事により減圧され、霧状になってエバポレータ５に送られ、このエバポレータ５内で蒸発する。エバポレータ５の温度は、蒸気潜熱を奪われて低下する為、このエバポレータ５に空調用の空気を流通させれば、この空気の温度を低下させると同時に、この空気中に含まれている水蒸気を取り除く事ができる。エバポレータ５内で蒸発気化した冷媒は、上記コンプレッサ１に吸引されて圧縮され、再び上記のサイクルを繰り返す。
【０００３】
この様な自動車用空調機の蒸気圧縮式冷凍機を構成するリキッドタンク３は、従来一般的には、コンデンサ２とは独立して構成したものを、コンデンサ２とエバポレータ５を結ぶ配管の途中に接続していた。ところが、この様にリキッドタンク３をコンデンサ２と別個に構成した場合、リキッドタンク３を設置する為のスペースが嵩むばかりでなく、このリキッドタンク３を、上記コンデンサ２とは別個に独立して、十分な耐振性を持たせて車体に取り付ける必要があり、面倒である。
【０００４】
この様な面倒を解消する為、例えば、図１１に示す様に、リキッドタンク３とコンデンサ２とを一体的に取り扱える様に、互いに結合する構造が知られている。この構造を構成するコンデンサ２は、互いに水平方向（図１１の左右方向）に間隔をあけてそれぞれ鉛直方向（図１１の上下方向）に配置された、１対の管状のヘッダ６ａ、６ｂを有する。この１対のヘッダ６ａ、６ｂの内側面（互いに対向する側面）同士の間には、複数の扁平管状の伝熱管７、７とコルゲート型のフィン８、８とを上下方向に亙り交互に配置して、コア部９を構成している。上記各伝熱管７、７の両端部は、それぞれ上記１対のヘッダ６ａ、６ｂを気密且つ液密に貫通させて、それぞれの内側通路を、これら各ヘッダ６ａ、６ｂの内部と連通させている。上記コア部９の上下両側には、それぞれサイドプレート１０、１１を設け、これら両サイドプレート１０、１１の両端部を、それぞれ上記ヘッダ６ａ、６ｂの上下両端部内側面に結合固定している。又、上記各ヘッダ６ａ、６ｂの内部にはそれぞれ、後述する入口管１３より送り込まれ、やはり後述する冷媒移送管１４に向けて流れる冷媒の流れをせき止めて流れ方向を変える為の仕切板１２、１２を設置して、これら各ヘッダ６ａ、６ｂ内を、それぞれ複数の室に仕切っている。
【０００５】
上述の様に構成したコンデンサ２は、上記コア部９部分で、上記各伝熱管７、７内を流れる冷媒と各伝熱管７、７外を流れる比較的低温の車室外空気とを熱交換させ、上記冷媒を凝縮液化させる。即ち、一方のヘッダ６ａの上端に設けた入口管１３から送り込まれたガス状の冷媒は、この一方のヘッダ６ａと他方のヘッダ６ｂとの間を図１１の矢印方向に行き来しつつ、上記コア部９を構成する各伝熱管７、７内を流れ、その間に凝縮液化する。この結果生じた液状の冷媒は、上記他方のヘッダ６ｂの下端に溜り、冷媒移送管１４からリキッドタンク３に送り込まれる。
【０００６】
一方、リキッドタンク３は、上記他方のヘッダ６ｂの外側面側に、結合支持している。即ち、このリキッドタンク３を構成する円筒状のケース本体１５を上記ヘッダ６ｂに近接配置し、このケース本体１５を上記ヘッダ６ｂの外側面に、取付ブラケット１６を介して支持固定している。上記冷媒移送管１４は、その一端をヘッダ６ｂの下端部に、このヘッダ６ｂの内部と連通させた状態で、ろう付け等により固定している。又、上記冷媒移送管１４の他端は、上記ケース本体１５の上端面に、このケース本体１５の内部と連通させた状態で、図示しない継手等により固着している。
【０００７】
又、上記取付ブラケット１６は、基端部１７と平面部１８と巻付部１９とを備える。このうちの基端部１７は、上記ヘッダ６ｂの外周面に沿って当接する円弧状に形成したもので、ろう付け等によって上記ヘッダ６ｂの外側面に固定する。又、上記平面部１８は、上記基端部１７から連続して、更に上記巻付部１９は上記平面部１８の先端部から連続して、それぞれ設けられている。そして、上記巻付部１９を上記ケース本体１５に巻き付けて、このケース本体１５を保持する。即ち、この巻付部１９の先端部は上記平面部１８と当接し、結合ねじ２０によりこの平面部１８に結合固定して、上記ケース本体１５を抱持固定する。
【０００８】
尚、上述の様な構造を構成する為、上記冷媒移送管１４及び取付ブラケット１６の基端部１７を、上記ヘッダ６ｂにろう付け固定する作業は、前記各部材を組み合わせて成るコンデンサ２のろう付けと同時に、加熱炉内で行なう。尚、互いにろう付けすべき部品の一方又は双方は、芯材の表面にろう材を積層した、所謂クラッド材により構成する。ろう付けの為のろう材は、このクラッド材の表面に積層したろう材層から供給する。又、上記取付ブラケット１６による、上記ヘッダ６ｂへのケース本体１５の結合支持は、上記ろう付けの後に行なう。尚、前記各ヘッダ６ａ、６ｂの上下両端開口部は、これら各ヘッダ６ａ、６ｂに対してろう付けした蓋体２１、２１により、気密且つ液密に塞いでいる。
【０００９】
上述の様に構成されるリキッドタンク付コンデンサの使用時（蒸気圧縮式冷凍機の運転時）には、上述の通り、図１１に矢印で示す様に流れる冷媒が、コンデンサ２内で凝縮液化してからリキッドタンク３に送り込まれる。そして、このリキッドタンク３内で水分や異物を除去され、未凝縮のガス状冷媒と分離された、清浄な液状冷媒が、出口管４０から、膨張弁４（図１０）に向けて送り出される。この様に構成され作用するリキッドタンク付コンデンサは、コンデンサ２とリキッドタンク３とを一体的に取り扱える為、エンジンルーム内部の限られたスペースへの設置が容易になり、しかもコンデンサ２とリキッドタンク３との耐振性確保を独立して行なう必要がなく、設置作業の容易化を図れる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述の様に構成され作用するリキッドタンク付コンデンサにあっては、取付ブラケット１６を他方のヘッダ６ｂに固定するのに、特に固定部位を考慮せず、このヘッダ６ｂの一部で、仕切板１２から離れた空洞部の外側面に固定していた。アルミニウム合金により造られた、上記ヘッダ６ｂの空洞部は、断面の直径方向内側に向いた力に対しては、必ずしも十分な剛性を有するとは言えない場合がある。この為、車両の走行時に加わる振動によって、リキッドタンク３の重量が取付ブラケット１６を介して上記ヘッダ６ｂの外側面にモーメント荷重として加わると、このヘッダ６ｂの外側面の一部で上記取付ブラケット１６の基端部１７をろう付け固定した部分を変形させる可能性がある。
【００１１】
勿論、上記ヘッダ６ｂの肉厚を確保すれば、この様な変形を防止できるが、このヘッダ６ｂの肉厚を必要以上に大きくする事は、材料費の増大によりコスト高の原因となるだけでなく、リキッドタンク付コンデンサの重量増大に結びつく為、好ましくない。
本発明は、この様な変形を防止すべく、上記ヘッダ６ｂの基端部１７を、上記ヘッダ６ｂのうちの、断面の直径方向内側に向いた力に対して十分な剛性を有する部分を選択して、上記取付ブラケット１６を接合固定したものである。
【００１２】
【課題を解決する為の手段】
本発明のリキッドタンク付コンデンサは、前述した従来のリキッドタンク付コンデンサと同様に、水平方向に間隔をあけてそれぞれ上下方向に配置された１対のヘッダと、上下方向に間隔をあけてそれぞれ横方向に配置され、一端を上記１対のヘッダのうちの一方のヘッダに、他端を他方のヘッダに、それぞれ通じさせた複数本の伝熱管と、上下に隣り合う伝熱管同士の間に挟持されたフィンと、上記一方のヘッダ内に設けられた仕切板と、基端部をこの一方のヘッダの外周面にろう付け固定した取付ブラケットと、この取付ブラケットの先端部に支持固定したリキッドタンクとを備える。
特に、本発明のリキッドタンク付コンデンサに於いては、上記一方のヘッダに形成したスリット状の切欠部を通じて板片をこのヘッダ内に、このヘッダの内周面から直径方向内方に突出する状態で挿入している。そして、上記取付ブラケットの基端部の内周面のうちで上記ヘッダの軸方向に関して中間部を除く部分を、上記一方のヘッダの一部で上記切欠部の両側部分に当接させ、上記基端部をこのヘッダに、上記板片を跨ぐ状態でろう付け固定した事を特徴とする。
【００１３】
【作用】
本発明のリキッドタンク付コンデンサは、上述の様に構成されるので、リキッドタンクを支持した取付ブラケットの基端部のろう付け部が、板片により補強されて、断面の直径方向内側に向いた力に対して十分な剛性を有する部分となっている。従って、自動車の走行に伴ってリキッドタンクの重量が、取付ブラケットを介してヘッダの外側面にモーメント荷重として加わっても、このモーメント荷重を十分に支えて上記ヘッダが変形する事を防止する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１〜６は、請求項１、２、４に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。コンデンサ２は、互いに水平方向に間隔をあけてそれぞれ上下方向に配置される１対のヘッダ６ａ、６ｂと、上下方向に間隔をあけてそれぞれ横方向に配置され、一端を上記１対のヘッダのうちの一方のヘッダ６ｂに、他端を他方のヘッダ６ａに、それぞれ連通させた複数の伝熱管７、７と、これら上下に隣り合う伝熱管７、７同士の間に挟持されたコルゲート型のフィン８、８と、上記ヘッダ６ａ、６ｂ内に設けられた、板片である仕切板１２、１２とから構成している。
【００１５】
又、上記ヘッダ６ａ、６ｂは、外周面側にろう材を被覆した、円管状の電縫管により構成している。そして、板片である仕切板１２を設けるべき部分には、図２〜３に示す様に、半円形でスリット状の切欠部２２を形成している。上記仕切板１２は、図４に示す様に、上記ヘッダ６ｂの切欠部２２に大きな隙間なく挿入自在な厚さ寸法を有する。又、この仕切板１２は、上記ヘッダ６ｂの内周面とほぼ合致する外周縁を有する小径側半円弧部２３と、上記ヘッダ６ｂの外周面とほぼ一致する外周縁を有する大径側半円弧部２４とを、段部により連続させている。この様な仕切板１２は、図５に示す様に、上記小径側半円弧部２３の外周縁をヘッダ６ｂの内周面と当接若しくは近接させ、上記大径側半円弧部２４の外周寄り部分の両側面及び上記段部を上記切欠部２２の縁部と当接若しくは近接させ、これら当接若しくは近接した部分を、ろう付けによって気密且つ液密に塞ぐ事により、上記ヘッダ６ｂの内部を軸方向に塞いでいる。
【００１６】
又、リキッドタンク３は、上下両端を密閉した円筒状のケース本体１５と、このケース本体１５に内蔵されたフィルタ、乾燥剤等の浄化材（図示せず）とから成る。そして、上記リキッドタンク３は、上記ケース本体１５を、上記一方のヘッダ６ｂの外側面で上記仕切板１２を設置した部分の近傍にろう付け固定した取付ブラケット２６により、上記一方のヘッダ６ｂの外側面に結合固定している。この様に上記取付ブラケット２６により互いに結合固定した上記ヘッダ６ｂとリキッドタンク３とは、冷媒移送管１４により互いに連通させている。
【００１７】
上記リキッドタンク３を上記ヘッダ６ｂの外側面に結合固定する為の取付ブラケット２６は、上記リキッドタンク３を支持する為の十分な剛性を確保できるだけの幅寸法を有する。この様な取付ブラケット２６は、上記ヘッダ６ｂの外側面と合致して当接する、円弧状の基端部２７と、この基端部２７に続いて設けられ、中間部に凹溝２８を有する平面部２９と、この平面部２９の先端から続いて設けられ、上記リキッドタンク３のケース本体１５に巻き付いてこのケース本体１５を保持する巻付部３０と、この巻付部３０の先端側に設けられ、中間部で上記凹溝２８と対応する部分に凹溝３１を有する平面部３２とから成る。尚、この平面部３２の一部にはねじ孔（図示せず）を、上記平面部２９の一部でこのねじ孔と整合する部分には通孔（図示せず）を、それぞれ形成している。
【００１８】
又、上記基端部２７の中間部には切り込み３３を形成し、この基端部２７と、前記仕切板１２の大径側半円弧部２４の外周縁部との干渉防止を図っている。即ち、この大径側半円弧部２４の外周縁部と、上記仕切板１２を挿入する為、上記ヘッダ６ｂに形成した切欠部２２の内周縁とは、上記仕切板１２の両面に積層したろう材の流失を防止して、このろう材を上記ヘッダ６ｂと仕切板１２とのろう付け部に行き渡らせる為、ろう付けに先立って溶接する。上記大径側半円弧部２４の外周縁部には、この溶接に基づく肉盛部が凸条２５となって、上記ヘッダ６ｂの外周面から突出する状態で存在する。上記切り込み３３は、上記凸条２５を避ける状態で形成し、上記基端部２７と上記ヘッダ６ｂとをろう付けする際に、これら基端部２７の内周面と上記ヘッダ６ｂの外周面とを互いに密接自在としている。
【００１９】
上記の様に形成された取付ブラケット２６は、その基端部２７を、仕切板１２を設置した部分の近傍で、上記ヘッダ６ｂの外周面にろう付けする。そして、このろう付け後、前記巻付部３０によってリキッドタンク３のケース本体１５を巻き付けると同時に、前記冷媒移送管１４の中間部を上記各平面部２９、３２の中間部に形成した凹溝２８、３１によって抱持する。そして、前記通孔に挿通した結合ねじ３４、３４を前記ねじ孔に螺合し更に緊締する事によって、上記巻付部３０の内側に上記ケース本体１５を抱持固定し、上記リキッドタンク３をヘッダ６ｂに結合固定して、本発明のリキッドタンク付コンデンサを構成する。
【００２０】
上述の様に構成する本発明のリキッドタンク付コンデンサは、上記リキッドタンク３を結合支持した取付ブラケット２６の基端部２７を上記ヘッダ６ｂにろう付けしている部分が、板片である仕切板１２により補強されて、断面の直径方向内側に向いた力に対して十分な剛性を有する部分となっている。従って、自動車の走行に伴って上記リキッドタンク３の重量が、上記取付ブラケット２６を介して上記ヘッダ６ｂの外側面にモーメント荷重として加わっても、上記ヘッダ６ｂ自体に加えて上記仕切板１２がこのモーメント荷重を十分に支えて、上記ヘッダ６ｂが変形する事を防止する。又、図示の実施の形態の場合には、取付ブラケット２６に冷媒移送管１４を保持する凹溝２８、３１を形成した事によって、冷媒移送管１４の位置決め固定を、保持の為の特別の部品を必要とする事なく、確実に行なえる。
【００２１】
次に、図７〜９は、請求項１、３、５に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合、リキッドタンク３を結合固定する一方のヘッダ６ｂは、このヘッダ６ｂの下部内側に設けた仕切板１２の他、このヘッダ６ｂの上部内側に流量調整板３５を設置している。この流量調整板３５は、上記仕切板１２と同様、図８に示す様に、ヘッダ６ｂの切欠部２２（図２参照）の高さとほぼ等しい厚みを有し、且つ、ヘッダ６ｂの内周面とほぼ合致する外周縁形状を有する小径側半円弧部２３と、上記ヘッダ６ｂの外周面とほぼ合致する外周縁形状を有する大径側半円弧部２４とを段部により連続させて成る。
【００２２】
特に、本例の場合には、上記両半円弧部２３、２４にまたがる中央部に、冷媒の通過を許容する（妨げない）大きさの円孔３６を形成している。そして、この流量調整板３５は、上記仕切板１２と同様にして、ヘッダ６ｂの上部内側にろう付け固定している。この様な流量調整板３５を設けた、本例の構造の場合、入口管１３より送り込まれた冷媒は、複数本ある伝熱管７、７をほぼ均等に流れ、上記流量調整板３５の円孔３６を通り下方（仕切板１２側）へと移動する。
【００２３】
又、リキッドタンク３を支持固定する取付ブラケット３７は、ヘッダ６ｂの外周面にろう付け固定する円弧状の基端部２７と、この基端部２７から連続する平面部２９と、この平面部２９の先端から連続する巻付部３０と、この巻付部３０の先端側に上記平面部２９と対応する状態で形成された平面部３２とから成る。又、上記基端部２７の内面の中間部内周面には、前述の第１例の場合に於ける切り込み３３に代る、凹形の逃げ溝３８を形成している。
【００２４】
上述の様に形成した本例の構造に組み込む取付ブラケット３７の基端部２７は、上記流量調整板３５を設置した部分の近傍で、上記ヘッダ６ｂの外周面にろう付け固定する。そして、このろう付け固定後、上記巻付部３０をリキッドタンク３のケース本体１５に巻き付けると共に、１対の平面部２９、３２同士を合致させ、結合ねじ３４、３４によりこれら両平面部２９、３２同士を結合固定する事により、上記リキッドタンク３をヘッダ６ｂに支持固定して、本発明のリキッドタンク付コンデンサを構成する。
【００２５】
この様に構成する本例の構造の場合も、上記リキッドタンク３を結合支持した取付ブラケット３７の基端部２７を上記ヘッダ６ｂにろう付けしている部分が、板片である流量調整板３５により補強されて、断面の直径方向内側に向いた力に対し十分な剛性を有する部分となっている。従って、自動車の走行に伴って上記リキッドタンク３の重量が、上記取付ブラケット３７を介して上記ヘッダ６ｂの外側面にモーメント荷重として加わっても、上記ヘッダ６ｂ自体に加えて上記流量調整板３５がこのモーメント荷重を十分に支えて、上記ヘッダ６ｂが変形する事を防止する。尚、図示の例では、取付ブラケット３７の基端部２７に上記切り込みに代る逃げ溝３８を形成した事により、ヘッダ６ｂに対する取付強度及び基端部２７の強度が増大する。又、冷媒移送管１４は、上記取付ブラケット３７とは別に設けた抑え板３９によって、上記取付ブラケット３７の平面部３２に、ねじ止め固定している。このねじ止め固定の為の結合ねじ３４、３４は、上記１対の平面部２９、３２同士を結合する為のねじと共用している。
【００２７】
【発明の効果】
本発明のリキッドタンク付コンデンサは、上記の様に構成され作用するので、リキッドタンクを支持固定した取付ブラケットの基端部の固定部が、仕切板によって補強される。この為、上記リキッドタンクの固定が確実となる事は勿論、自動車の走行時の振動に基づき、リキッドタンクの重量が取付ブラケットを介して加わるモーメント荷重により、上記ヘッダの一部でこの取付ブラケットを固定した部分が変形する事を防止できる。従って、特にリキッドタンク付コンデンサ重量を増大させる事なく、耐久性、信頼性を向上させる事ができる。又、ヘッダの薄肉化により、コスト並びに重量の低減を図る事も可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施の形態の第１例を示す略斜視図。
【図２】第１例に組み込むコンデンサを構成するヘッダの部分断面図。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図。
【図４】仕切板の斜視図。
【図５】ヘッダの切欠部に仕切板を設置した状態を示す、図３と同様の図。
【図６】図１のＢ部拡大斜視図。
【図７】本発明の実施の形態の第２例を示す要部略斜視図。
【図８】第２例に組み込む流量調整板の斜視図。
【図９】図７のＣ部拡大斜視図。
【図１０】コンデンサ及びリキッドタンクが組み込まれた蒸気圧縮式冷凍機の回路図。
【図１１】従来のリキッドタンク付コンデンサの１例を示す略斜視図。
【符号の説明】
１コンプレッサ
２コンデンサ
３リキッドタンク
４膨張弁
５エバポレータ
６ａ、６ｂヘッダ
７伝熱管
８フィン
９コア部
１０、１１サイドプレート
１２仕切板
１３入口管
１４冷媒移送管
１５ケース本体
１６取付ブラケット
１７基端部
１８平面部
１９巻付部
２０結合ねじ
２１蓋体
２２切欠部
２３小径側半円弧部
２４大径側半円弧部
２５凸条
２６取付ブラケット
２７基端部
２８凹溝
２９平面部
３０巻付部
３１凹溝
３２平面部
３３切り込み
３４結合ねじ
３５流量調整板
３６円孔
３７取付ブラケット
３８逃げ溝
３９抑え板
４０出口管

Claims

水平方向に間隔をあけてそれぞれ上下方向に配置された１対のヘッダと、上下方向に間隔をあけてそれぞれ横方向に配置され、一端を上記１対のヘッダのうちの一方のヘッダに、他端を他方のヘッダに、それぞれ通じさせた複数本の伝熱管と、上下に隣り合う伝熱管同士の間に挟持されたフィンと、上記一方のヘッダ内に設けられた仕切板と、基端部をこの一方のヘッダの外周面にろう付け固定した取付ブラケットと、この取付ブラケットの先端部に支持固定したリキッドタンクとを備えたリキッドタンク付コンデンサに於いて、上記一方のヘッダに形成したスリット状の切欠部を通じて板片をこのヘッダ内に、このヘッダの内周面から直径方向内方に突出する状態で挿入しており、上記取付ブラケットの基端部の内周面のうちで上記ヘッダの軸方向に関して中間部を除く部分を、上記一方のヘッダの一部で上記切欠部の両側部分に当接させ、上記基端部をこのヘッダに、上記板片を跨ぐ状態でろう付け固定した事を特徴とするリキッドタンク付コンデンサ。
取付ブラケットの基端部の中間部に形成した切り込みに、一方のヘッダに形成した切欠部を整合させる事で、この基端部と板片の外周縁部との干渉を防止している、請求項１に記載のリキッドタンク付コンデンサ。
取付ブラケットの基端部の中間部内周面に形成した凹形の逃げ溝に、一方のヘッダに形成した切欠部を整合させる事で、上記基端部と板片の外周縁部との干渉を防止している、請求項１に記載のリキッドタンク付コンデンサ。
板片が、一方のヘッダ内を気密且つ液密に仕切る仕切板である、請求項１〜３のうちの何れか１項に記載のリキッドタンク付コンデンサ。
板片が、流通孔を有し、冷媒の通過を許容する流量調整板である、請求項１〜３のうちの何れか１項に記載のリキッドタンク付コンデンサ。