JP5305880B2 - 熱交換器用ヘッダタンク及びその製造方法 - Google Patents
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Description
これらの発明によれば、タンクプレートのエンボス部におけるチューブが挿入配置された位置に、ビード部を形成してその内側に連通路を形成することにより、両流路を連通させている。
また、ビード部の成形時に生じる余肉を無くすことにより、余肉がフランジ部の成形時において障害になるのを防止している。
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、ビード部の成形時に生じる余肉がフランジ部の成形時に障害になるのを防止できると同時に、この余肉でもってビード部の剛性を強化でき、耐圧性を向上できる熱交換器用ヘッダタンク及びその製造方法を提供することである。
前記タンクプレートは、上記チューブプレートの略コ字状断面の底部に接合されるエンボス部と、該エンボス部の両側面側部分から幅方向にそれぞれ伸びて側面部分が上記略コ字状断面の対向する両側壁にそれぞれ接合されるフランジ部を有して略逆W字状断面に形成され、上記本体内は、上記エンボス部によって第1流路と第2流路に仕切られ、上記タンクプレートにおける上記チューブ孔に対応する位置には、上記エンボス部の上記チューブプレートの底部に接合される部分から外側に向けて凹設されたビード部によって上記両流路を連通可能な連通路が形成され、上記タンクプレートは、上記ビード部の上記両フランジ部にそれぞれ連続する部位が、該部位の外側面がそれぞれ外側方向へ突出されて、上記タンクプレートの他の部位に比べて肉厚の段部になるように形成される熱交換器用ヘッダタンクの製造方法であって、上記タンクプレートは、平板状の母材から長手方向に沿って断面U字状の山部を有するベース部材を形成するベース部材成形工程と、上記ベース部材の山部とは反対側に、該山部の山頂部の内側の両側面に対応する位置に逃げ空間部を有する受け型を配置すると共に、上記反対側で上記山部の両側に止め型をそれぞれ配置した後、上記止め型間に押し型を押入して上記山部を圧縮変形させて上記エンボス部及びビード部を凹設すると共に、該ビード部の成形時の余肉を前記逃げ空間部内に流動させて上記段部を形成するビード部成形工程と、上記ベース部材における両端部を上下嵌合型により起立させて、上記フランジ部を成形するフランジ部成形工程によって製造されることを特徴とする。
また、この段部はビード部の内側にはみ出さないため、フランジ部の成形性を良好にできる。
図1は実施例1の熱交換器用ヘッダタンクが採用された熱交換器の正面図、図2は図1のS2−S2線におけるヘッダタンク付近の斜視図(フィンは省略)、図3は同分解斜視図である。
図4は図3のS4−S4線における断面図、図5は図2のS5−S5線における断面図、図6は図2のS6−S6線における断面図、図7〜10は実施例1のタンクプレートの製造方法を説明する図である。
図1に示すように、実施例1の熱交換器用ヘッダタンクが採用された熱交換器1は、所定間隔を置いて配置された一対のヘッダタンク2,3と、一対のヘッダタンク2,3の間に配置されたコア部4が備えられている。
また、ヘッダタンク2内は、ディバイドプレートD1でそれぞれ後述する第1流路14と第2流路15を有する室R1,R3に区分けされている。
また、室R1,R3の第1流路14と第2流路15に連通した状態で図示しない入力ポートを有する入力コネクタC1が設けられる一方、室R3の第1流路14と第2流路15に連通した状態で図示しない出力ポートを有する出力コネクタC2が設けられている。
そして、熱交換器1の各構成部材は、予め仮組みされた後、加熱炉で熱処理されることにより、各構成部材の接合部同士が一体的にろう付け接合されている。
なお、両ヘッダタンク2,3の本体7は略左右対称形状であるため、ヘッダタンク2の本体7についてのみ詳述する。
また、ヘッダタンク2の説明において内側及び外側はヘッダタンク2の内外方向とし、両側はヘッダタンク2の幅方向とする。
チューブプレート5の底部5aには、チューブ4aの端部が挿通し固定されるチューブ孔5cが該チューブプレート5の長手方向に沿って所定間隔で貫通形成されている。
なお、実施例1のチューブ4aは中空の略長方形断面を有した押し出し成形品が採用されているが、この限りではない。
チューブプレート5の両側壁5b,5bの端面には、タンクプレート6側に突設された一対の爪部5d,5dが該チューブプレート5の長手方向に沿って所定間隔で配置されている。
なお、実施例1の一対の爪部5d,5dはチューブ孔5cと対応しない位置、即ち、チューブ4aとはチューブプレート5の長手方向に位置ずれした位置に配置されているが、これに限定されず、一対の爪部5d,5dはチューブ孔5cに対応した位置に配置されていても良い。
また、ビード部12の両側外周部には、他の部位に比べて肉厚の段部13,13が形成されている。
尚、この実施例では、ディバイドプレートD1を所定位置に介装した状態でチューブプレート5の内側にタンクプレート6を最中状に重ねたが、これに限定されず、ディバイドプレートD1は、両プレート5,6を最中状に重ねた後に挿入し、各爪部5d,5dをそれぞれ対応する両流路構成部9,10に加締め固定することにより、本体7を形成しても良い。
この際、両プレート5,6において、タンクプレート6の両フランジ部11,11がチューブプレート5の両側壁5b,5bに接合されると共に、エンボス部8がチューブプレート5の底部5aに接合される。
これにより、図5に示すように、ヘッダタンク2内の各室R1,R3には、それぞれエンボス部8で仕切られた第1流路14と第2流路15が形成される。
これにより、連通路16を介してチューブ4aが両流路14,15に連通されると共に、両流路14,15同士が連通されている。
なお、説明の都合によりタンクプレート6を前述の状態から180度回転させた状態で図示・説明する。また、内側及び外側はヘッダタンク2の内外方向とし、両側はヘッダタンク2の幅方向とする。
ベース部材成型工程では、図7(a)、(b)に示すように、先ず、タンクプレート6となる平板状の母材20の略中央を長手方向に沿って断面U字状の山状にプレス加工することにより山部21を形成する。
その後、図8(b)に示すように、山部21の内側から押し型26を押入してエンボス部8及びビード部12を凹設すると共に、該ビード部12の成形時の余肉を逃げ空間部23,23に突出させて段部13,13を形成する。
即ち、止め型25,25によって抑えられた余肉(図8(b)の一点鎖線で図示)が逃げ空間部23,23、即ちビード部12の外周部両側に流動して突出することにより肉厚の段部13,13となる。
また、図6に示すように、ビード部12における段部13,13以外の部分の厚みL1は、チューブ4aの端部との距離L2を確保するために肉薄に形成されている。
従って、図9に示すように、ビード部12の内周部両側付近(破線範囲で図示)を面一状態にできる。
従って、余肉を確実に逃げ空間部23,23に流動させて段部13,13を形成可能となっている。
一方、下嵌合型28には、製造すべき両流路構成部9,10の残りの一部とフランジ部11,11の外周形状に一致する当接部28aが設けられている。
ここで、前述したように、ビード部12の成形時の余肉がビード部12の内周部両側からはみ出していないため、上嵌合型27とベース部材22を良好に密着させることができる。
従って、フランジ部11,11の良好な成形を実現でき、ビード部12の加工精度を向上できる。
また、上嵌合型27の負担も減るため、上嵌合型27の長寿命化を実現できる。
この際、ビード部12の成形時の余肉がビード部12の内周部両側からはみ出していないため、上嵌合型27からベース部材22を容易に取り外すことができる。
[熱交換器の作動について]
このように構成された熱交換器1は、CO2を流通媒体とする高圧の車室内空調用冷凍サイクルに適用される。
車室内空調用冷凍サイクルは、主にコンプレッサ、熱交換器1、減圧膨張器、冷却器で構成される。
この際、熱交換器1の入力コネクタC1の入力ポートにはコンプレッサの出口側の接続管が接続される一方、出力コネクタC2の出力ポートには減圧膨張器の入口側の接続管が接続される。
この際、チューブ4aを流通する流通媒体は、コア部4を通過する車両走行風または図示しないファンの強制風と熱交換されて冷却される。
また、各ヘッダタンク2,3の各室R1〜R3において、連通路16によりチューブ4aと両流路14,15間の流通媒体の受け渡しをできると共に、両流路14,15の流通媒体を連通させて撹拌でき、冷却性能を向上できる。
最後に、ヘッダタンク2の室R3の第1流路14及び第2流路15に流入した流通媒体は、出力コネクタC2の出力ポートを介して減圧膨張器側へ送出され、熱交換器(放熱器)として機能する。
実施例1の熱交換器1は、前述したようにCO2を流通媒体とする高圧の車室内空調用冷凍サイクルに適用されるため、ヘッダタンク2(3)には特に高い耐圧性が要求される。
ここで、図6で説明したように、ビード部12における段部13,13以外の部分の厚みL1は、チューブ4aの端部との距離L2を確保するために肉薄に形成されているため、ビード部12を外側(図6の上方側)に押圧するような力に対して強度を向上させたいという要求がある。
また、ビード部12の強度が向上したことにより、両プレート5,6を仮組みする際に、タンクプレート6の撓みを防止でき、両プレート5,6の堅固な仮組みを実現して、良好なろう付け接合を実現できる。
勿論、ろう付け処理後においてもタンクプレート6の剛性を向上でき、ヘッダタンク2(3)の耐久性を向上できる。
以下、実施例1の効果を請求項1、2に対応する(1)、(2)共に記載する。
例えば、図11(a)、(b)に示すように、止め型25,25とフランジ部11,11との間に余肉30が形成されるだけの隙間L3を形成して、該止め型25,25とベース部材22の密着性や脱着性を確保しても良い。
この場合には余肉30でもって流通媒体を更に撹拌できるという効果が得られる。
C2 入力コネクタ
D1 ディバイドプレート
P1 パッチプレート
R1、R2、R3 室
1 熱交換器
2、3 ヘッダタンク
4 コア部
4a チューブ
4b フィン
5 チューブプレート
5a 底部
5b 側壁
5c チューブ孔
5d 爪部
6 タンクプレート
7 本体
8 エンボス部
9 第1流路構成部
10 第2流路構成部
11 フランジ部
12 ビード部
13 段部
14 第1流路
15 第2流路
16 連通路
20 母材
21 山部
22 ベース部材
22a 両端部
23 逃げ空間部
24 受け型
24a、25a、27a、28a 当接部
24b 係止部
25 止め型
26 押し型
27 上嵌合型
28 下嵌合型
30 余肉
Claims (2)
- 熱交換器用ヘッダタンクの本体が、複数のチューブの端部がチューブ孔を挿通して固定され、略コ字状断面を有するチューブプレートと、該チューブプレートと最中状に重ねられるタンクプレートとから構成され、
前記タンクプレートは、前記チューブプレートの略コ字状断面の底部に接合されるエンボス部と、該エンボス部の両側面側部分から幅方向にそれぞれ伸びて側面部分が前記略コ字状断面の対向する両側壁にそれぞれ接合されるフランジ部を有して略逆W字状断面に形成され、
前記本体内は、前記エンボス部によって第1流路と第2流路に仕切られ、
前記タンクプレートにおける前記チューブ孔に対応する位置には、前記エンボス部の前記チューブプレートの底部に接合される部分から外側に向けて凹設されたビード部によって前記両流路を連通可能な連通路が形成された熱交換器用ヘッダタンクにおいて、
前記タンクプレートは、前記ビード部の前記両フランジ部にそれぞれ連続する部位が、該部位の外側面がそれぞれ外側方向へ突出されて、前記タンクプレートの他の部位に比べて肉厚の段部になるように形成されていることを特徴とする熱交換器用ヘッダタンク。 - 熱交換器用ヘッダタンクの本体が、複数のチューブの端部がチューブ孔を挿通して固定され、略コ字状断面を有するチューブプレートと、該チューブプレートと最中状に重ねられるタンクプレートとから構成され、
前記タンクプレートは、前記チューブプレートの略コ字状断面の底部に接合されるエンボス部と、該エンボス部の両側面側部分から幅方向にそれぞれ伸びて側面部分が前記略コ字状断面の対向する両側壁にそれぞれ接合されるフランジ部を有して略逆W字状断面に形成され、
前記本体内は、前記エンボス部によって第1流路と第2流路に仕切られ、
前記タンクプレートにおける前記チューブ孔に対応する位置には、前記エンボス部の前記チューブプレートの底部に接合される部分から外側に向けて凹設されたビード部によって前記両流路を連通可能な連通路が形成され、
前記タンクプレートは、前記ビード部の前記両フランジ部にそれぞれ連続する部位が、該部位の外側面がそれぞれ外側方向へ突出されて、前記タンクプレートの他の部位に比べて肉厚の段部になるように形成される熱交換器用ヘッダタンクの製造方法であって、
前記タンクプレートは、平板状の母材から長手方向に沿って断面U字状の山部を有するベース部材を形成するベース部材成形工程と、
前記ベース部材の山部とは反対側に、該山部の山頂部の内側の両側面に対応する位置に逃げ空間部を有する受け型を配置すると共に、前記反対側で前記山部の両側に止め型をそれぞれ配置した後、前記止め型間に押し型を押入して前記山部を圧縮変形させて前記エンボス部及びビード部を凹設すると共に、該ビード部の成形時の余肉を前記逃げ空間部内に流動させて前記段部を形成するビード部成形工程と、
前記ベース部材における両端部を上下嵌合型により起立させて、前記フランジ部を成形するフランジ部成形工程によって製造されることを特徴とする熱交換器用ヘッダタンクの製造方法。
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