JP4215485B2 - 積層型熱交換器 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用空調装置のコンデンサ、エバポレータ等の積層型熱交換器に関する技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、扁平チューブとコルゲートフィンとを積層して形成した積層型熱交換器において、外端部のフィンを保持するために外端部のフィンにエンドプレートが設けられ、このエンドプレートの外側に、冷媒の入口パイプ及び出口パイプをそれぞれ別々に直接接続したものが知られている。
【0003】
また、上記エンドプレートの外側に、入口と出口とを備えた出入口部材を介して、冷媒の入口パイプ及び出口パイプを接続したものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
通常、扁平チューブにはろう材がクラッドされたクラッド材が使用されている一方、エンドプレートにはろう材が不要であり、ろう材は付着されてない。そのため、従来では、図10に示すように、ろう材をクラッドした別部材111を、エンドプレート102と出入口部材106との間に配設し、出入口部材106をエンドプレート102にろう付けするものが提案されている。
【0005】
【特許文献1】
特開平10−325645号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来技術では、出入口部材をエンドプレートにろう付けするときに別部材を必要とするため、この別部材の位置合せや組立作業が煩雑になるとともにろう付け部分が多くなる。その上、部品点数が増加してコストアップになるという問題があった。
【0007】
本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、出入口部材のろう付け構造に工夫を加えることにより、別部品を用いることをなく出入口部材をエンドプレートに強固に接続できるようにすることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項1の発明では、コルゲートフィンと扁平チューブとを交互に積層し、この積層方向の外端部のコルゲートフィンの外側にエンドプレートを取り付け、エンドプレートに外側から冷媒の入口及び出口を一体で備える出入口部材を挿入して配設してなる積層型熱交換器において、エンドプレート及び扁平チューブに、この扁平チューブからエンドプレートを介して出入口部材の入口及び出口に連通する開口部をそれぞれ設け、エンドプレート側開口部は扁平チューブ側開口部よりも大きく開口して形成され、出入口部材の先端部に、エンドプレート側開口部を貫通し、かつ扁平チューブ側開口部の外面に接触する第1接続面と、該第1接続面より先端側に突出し、上記扁平チューブ側開口部に挿入される突出部とを備える。
【0009】
上記の構成によると、扁平チューブの外面に出入口部材の先端部の第1接続面が接触し、この接続面が扁平チューブにろう付けされる。従って、別部材を設けなくてもろう材が付着されていないエンドプレートに出入口部材を接続することができ、ろう付け品質を向上できる。
【0010】
また、突出部の外周面が扁平チューブ側開口部の内周面に接触されるので、出入口部材と扁平チューブとの接触面積が増加され、扁平チューブと出入口部材との接続が強化される。
【0011】
請求項2の発明では、出入口部材の第1接続面の背面側に、エンドプレート側開口部の外面に接触する第2接続面を備える。この構成では、扁平チューブやコルゲートフィンに比べて剛性が高いエンドプレートに出入口部材の第2接続面が保持されるので、ろう付け前の組立時の積層荷重に対して、剛性の低い扁平チューブの外面と出入口部材の第1接続面との接続部が変形することを防止できる。
【0012】
請求項3の発明では、突出部は扁平チューブの内面側で拡径される構成とする。この構成によると、出入口部材の先端部が扁平チューブにかしめで保持されることとなり、扁平チューブと出入口部材先端部とが接する面の密着性が向上し、ろう付け品質が更に向上する。
【0013】
請求項4の発明では、出入口部材に、膨張弁ブロックを介して、入口パイプ及び出口パイプが接続される構成とする。この構成によると、出入口部材が確実にろう付けされているので、膨張弁ブロックを洩れなく安定して取り付けられる。
【0014】
【発明の実施の形態】
(実施形態1)
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【0015】
図1〜図3は、参考例1に係る積層型熱交換器1を示し、この熱交換器1は、例えば、図示しない空調装置のエバポレータに適用されたもので、複数の扁平チューブ2,2,…と放熱用のコルゲートフィン3とが図1の横方向に交互に積層され、また扁平チューブ2,2,…の上下両先端部にタンク部4a〜4fが設けられ、ろう付けされている。また、積層方向外端部のコルゲートフィン3,3の外側にエンドプレート5,5が取り付けられている。
【0016】
図4にも示すように、上記ダンク部4a〜4fは、上側が、上側第1入口タンク4a、上側第2入口タンク4b、上側第1出口タンク4c及び上側第2出口タンク4dの4室に、また下側が下側入口タンク4e及び下側出口タンク4fの2室にそれぞれ区切られている。そして、上側第2入口タンク4bと上側第1出口タンク4cとは連通されている。
【0017】
図1及び図2に示すように、上記上側第1入口タンク4aと上側第2出口タンク4dとがそれぞれ出入口部材6の入口6a及び出口6bに接続されている。また、出入口部材6の外側に膨張弁ブロック15が取り付けられ、この膨張弁ブロック15に連結部材16を介して、入口パイプ13及び出口パイプ14が連結されている。
【0018】
図5は、出入口部材6の設置状態を説明する部分拡大図を示す。扁平チューブ2,2,…は、半容器形状のものが向き合わせて積層され、冷媒通路が形成されるとともに、上下両端にタンク部4a〜4fが形成されている。図6に拡大詳示するように、外側(右側)端部の扁平チューブ2に入口用(出口用)の扁平チューブ側開口部7が開口されている。この扁平チューブ側開口部7の外側に、エンドプレート側開口部8が配設されている。エンドプレート側開口部8は扁平チューブ側開口部7より大きく開口されている。このエンドプレート側開口部8を貫通する出入口部材6の先端側(扁平チューブ2側)先端部10における先端面(第1接続面10a)が扁平チューブ側開口部7の外面7a(開口部7の周囲の扁平チューブ2の外面)に接触し、先端部10の外周面がエンドプレート側開口部8の内周面に接触している。
【0019】
このような積層型熱交換器1を組み立てるときには、他のろう付けと同時に、出入口部材6の先端部10の第1接続面10aが開口部7の外面7aにろう付けされる。
【0020】
このようにして組み立てられた積層型熱交換器を使用する際には、図4に示すように、上記出入口部材6の入口6aから上側第1入口タンク4aに導入された冷媒が、この上側第1入口タンク4a及び下側入口タンク4eに接続された各扁平チューブ2内を下降して下側入口タンク4eに流れる。
【0021】
次いで、冷媒は、この下側入口タンク4e内で、左方向に流れ、下側入口タンク4e及び上側第2入口タンク4bに接続された各扁平チューブ2内を上昇して上側第2入口タンク4bに流れ、そこから図1の手前側の上側第1出口タンク4cに流れる。
【0022】
次に、冷媒は、上記上側第1出口タンク4cから、上側第1出口タンク4c及び下側出口タンク4fに接続された各扁平チューブ2内を下降して下側出口タンク4fに流れ、この下側出口タンク4f内で右方向に流れる。
【0023】
最後に、冷媒は、上記下側出口タンク4fから、下側出口タンク4f及び上側第2出口タンク4dに接続された各扁平チューブ2内を上昇して上側第2出口タンク4dに至る。この上側第2出口タンク4dから出入口部材6の出口6bを通って外に排出されるようになっている。
【0024】
このようにして、積層型熱交換器1内を冷媒が流れることにより、複数の扁平チューブ2,2,…内を流れる冷媒と扁平チューブ2,2,…外を流れる空調用送風空気とが熱交換される。
【0025】
よって、本参考例1に係る積層型熱交換器1によると、扁平チューブ2の外面に出入口部材6の先端部10の第1接続面10aが接触し、この接続面10aが扁平チューブ2にろう付けされる。従って、別部材を設けなくても出入口部材6をエンドプレート5に接続することができ、ろう付け品質を向上できる。
【0026】
また、出入口部材6が確実にエンドプレート5にろう付けされているので、膨張弁ブロック15を洩れなく安定して取り付けられる。
【0027】
図7は参考例2を示し(尚、以下の説明では、図6と同じ部分については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する)、出入口部材6の先端部10の第1接続面10aに加えて、更に背面側(図1の右側)に第2接続面11を設けた点で上記参考例1と異なる。
【0028】
上記第2接続面11は、エンドプレート側開口部8の外面8a(開口部8の周囲のエンドプレート5の外面)に接触して配設されている。
【0029】
一般に、出入口部材6は、扁平チューブ2やコルゲートフィン3等と一緒に組み立てられ、バンド等で結束された後、ろう付けされる。そのため、結束時に出入口部材6が扁平チューブ2を内側方向に締め付け、扁平チューブ2を変形しようとする。
【0030】
しかし、本参考例2では、比較的剛性の高いエンドプレート5の外面8aに第2接続面11が当接して出入口部材6を保持するので、結束時に出入口部材6が締め付けられても、この出入口部材6に押圧されて扁平チューブ2が変形することを阻止できる。
【0031】
図8は本発明の実施形態1を示し、上記参考例2で説明した出入口部材6の先端部10の第1接続面10aのさらに先端側に突出部12を設けている。
【0032】
本実施形態1では、上記突出部12が扁平チューブ側開口部7に挿入され、その外周面が開口部7の内周面に接触されるので、出入口部材6と扁平チューブ2との接触面積が増加され、ろう付け強度が向上している。また、突出部12は、出入口部材6を扁平チューブ側開口部7に挿入するときの位置決めとしても有効に利用される。
【0033】
(実施形態2)
図9は本発明の実施形態2を示し、第1接続面10aの先端側に設けた突出部12を拡径(拡径部12a)して、扁平チューブ2にかしめるように出入口部材6を扁平チューブ2に接続した点で上記実施形態1と異なる。
【0034】
本実施形態2では、扁平チューブ2と出入口部材6の先端部10とがかしめで保持されることとなり、接する面の密着性が向上する。従って、出入口部材6のろう付け品質が更に向上し、出入口部材6と扁平チューブ2との取り付け強度が向上する。
【0035】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1の発明の積層型熱交換器によると、エンドプレート及び扁平チューブに、この扁平チューブからエンドプレートを介して出入口部材の入口及び出口に連通する開口部をそれぞれ設け、エンドプレート側開口部を扁平チューブ側開口部よりも大きく開口して形成し、出入口部材の先端部に、エンドプレート側開口部を貫通し、かつ扁平チューブ側開口部の外面に接触する第1接続面を備えたことにより、ろう付け品質が向上でき、出入口部材をエンドプレートに強固に接続することができる。
【0036】
また、出入口部材の先端部に、第1接続面より先端側に突出し、扁平チューブ側開口部に挿入される突出部を備えたことにより、扁平チューブと出入口部材との接続が強化される。
【0037】
請求項2の発明によると、出入口部材の第1接続面の背面側に、エンドプレート側開口部の外面に接触する第2接続面を備えたことにより、ろう付け前の組立時の積層荷重に対して、剛性の低い扁平チューブの外面と第1接続面との接続部が変形することを防止できる。
【0038】
請求項3の発明によると、突出部を扁平チューブの内面側で拡径したことにより、扁平チューブと出入口部材先端部とが接する面の密着性が向上し、ろう付け品質が更に向上する。
【0039】
請求項4の発明によると、出入口部材に、膨張弁ブロックを介して、入口パイプ及び出口パイプを接続したことにより、膨張弁ブロックを洩れなく安定して取り付けられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 参考例1に係る積層型熱交換器を示す平面図である。
【図2】 図1の積層型熱交換器を示す平面図である。
【図3】 図1の積層型熱交換器を示す側面図である。
【図4】 冷媒が積層型熱交換器内を流れる様子を示す図である。
【図5】 出入口部材の設置状況を示す拡大断面図である。
【図6】 出入口部材周辺を示す拡大断面図である。
【図7】 参考例2に係る積層型熱交換器の図6相当図である。
【図8】 実施形態1に係る積層型熱交換器の図6相当図である。
【図9】 実施形態2に係る積層型熱交換器の図6相当図である。
【図10】 従来例に係る図5相当図である。
【符号の説明】
1 積層型熱交換器
2 扁平チューブ
3 コルゲートフィン
4a〜4e タンク部
5 エンドプレート
6 出入口部材
6a 入口
6b 出口
7 扁平チューブ側開口部
8 エンドプレート側開口部
10 先端部
10a 第1接続面
11 第2接続面
12 突出部
13 入口パイプ
14 出口パイプ
15 膨張弁ブロック
Claims (4)
- コルゲートフィンと扁平チューブとを交互に積層し、該積層方向の外端部のコルゲートフィンの外側にエンドプレートを取り付け、エンドプレートに外側から冷媒の入口及び出口を一体で備える出入口部材を挿入して配設してなる積層型熱交換器において、
上記エンドプレート及び扁平チューブに、該扁平チューブからエンドプレートを介して上記出入口部材の入口及び出口に連通する開口部をそれぞれ設け、
上記エンドプレート側開口部は上記扁平チューブ側開口部よりも大きく開口して形成され、
上記出入口部材の先端部に、上記エンドプレート側開口部を貫通し、かつ上記扁平チューブ側開口部の外面に接触する第1接続面と、該第1接続面より先端側に突出し、上記扁平チューブ側開口部に挿入される突出部とを備えたことを特徴とする積層型熱交換器。 - 請求項1の積層型熱交換器において、
出入口部材の第1接続面の背面側に、エンドプレート側開口部の外面に接触する第2接続面を備えたことを特徴とする積層型熱交換器。 - 請求項1又は2の積層型熱交換器において、
突出部は扁平チューブの内面側で拡径されていることを特徴とする積層型熱交換器。 - 請求項1〜3のいずれか1つの積層型熱交換器において、
出入口部材に、膨張弁ブロックを介して、入口パイプ及び出口パイプが接続されることを特徴とする積層型熱交換器。
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