JP5980800B2 - 互いに重ねて圧着された２つの部品のアセンブリ - Google Patents

Description

本発明は、互いに圧着された２つの部品のアセンブリと、前記アセンブリを備えたマニフォールドと、前記マニフォールドを備えた熱交換器とに関する。

限定はされないが、当該の熱交換器は、車両に取り付けられることを意図したものであり、優先的用途では、車両の空調ループまたは回路に設けられたコンデンサに対応する。しかし、これらの熱交換器の他の用途も、本発明の枠組みから逸脱することなしに考えることができる。

コンデンサは、平行チューブの群と、チューブの対応する端部が固定されて液密に接続された２つのマニフォールドとを備えることが知られている。よって、空調ループの流体は、チューブの周囲を流れる空気の流れとの熱交換によって流体が気相から液相に変化するチューブを通して、１つのマニフォールドから他へと循環することができる。これらの交換器は、ろう付けによって組み立てられる。

マニフォールドは、長手方向に開いた壁を有するコレクタプレートと、ろう付けの後にコレクタプレートを閉じるカバーとを備える。ろう付けの前にカバーとコレクタプレートを事前組み立てするために、これらを圧着することが、既知のやり方である。このために、コレクタプレートは、カバーの周りで周辺部が圧着されてマニフォールドが閉じられた、隆起した縁部を有する。

これらの既知のマニフォールドは、コレクタプレートの外縁部の一部に、圧着作業の間に過剰に大きな力を加える必要があり、かつ、これによりカバーを変形させるリスクを冒す欠点を呈し、この変形は、カバーとコレクタプレートが正しくろう付けされることを妨げる場合がある。

圧着作業における変形の問題を回避する１つの解決策は、圧着力のカバーへの伝達を防ぐことを可能にする、”フォーク”と呼ばれる対向形状（counter-form）を用いることである。このような解決策は、特定の工具を必要とするため、依然として実施が複雑である。

本発明の目的は、上述の問題を克服することである。

このために、本発明は、一方のいわゆる第１の部品の外縁部の少なくとも一部を、他方のいわゆる第２の部品に重ねて折り曲げることにより、互いに圧着された２つの部品のアセンブリを提案する。本発明によると、前記第１の部品は、前記外縁部の一部の折り曲げを容易にするヒンジ形成領域を有する。

前記第１の部品を前記第２の部品に圧着する際に、前記外縁部の一部に加えられるべき力は、したがってより小さくなり、マニフォールドの変形のリスクを減少させる。加えて、対向形状として機能する部品無しに、本発明を実施することが可能となる。

異なる実施形態によると、前記外縁部の一部は、流体の圧力に対する抵抗を提供することを意図した第１の部品のもう１つの部分と比べて薄い部分を有する。前記ヒンジ領域は、このようにして定義される。

例えば、薄い部分は、前記ヒンジ領域から、前記第１の部品の遠位縁部へと延びることができる。

前記第１の部品は、長手方向の延長寸法を有し、薄い部分は、例えば、前記長手方向の延長に沿って連続する。

好適には、折り曲げ開始点を、例えば前記薄い部分のベースのレベルに位置する前記ヒンジ領域のレベルで提供することができる。

好ましくは、前記薄い部分は、もう１つの部分の厚さの２５％から７５％の間の厚さを有する。

特に、薄い部分は、もう１つの部分の厚さの４０％から６０％の間の厚さを有することができる。

本発明は、また、コレクタプレートとカバーとを備えた熱交換器のマニフォールドに関し、前記コレクタプレートは、前記第１の部品を構成し、前記カバーは、上に定義したようなアセンブリの前記第２の部品を構成する。

好ましくは、前記マニフォールドは、ベースと、内向き湾曲領域によりベースに結合された長手方向のウイングとを有するＵ字形のカバーを備える。ヒンジ領域は、内向き湾曲領域に近接するウイングに面する。

本発明は、また、上に定義したマニフォールドが設けられた熱交換器、特にモータ乗物空調システムのコンデンサに関する。

添付の図面は、本発明をどのように製造できるかに関して、良好な理解を与える。これらの図面において、同じ参照符号は同じ要素を示している。

本発明に係る、そのマニフォールドがコレクタプレートとカバーとを備える熱交換器の例示的な実施形態の概略平面図。 コレクタプレートがカバーの周りに圧着された後の、マニフォールドの横断面を示す図。 圧着作業の前のコレクタプレートの横断面を示す図。 変形実施形態を示す、図３に類似する図。

本発明は、図１に表されるように、熱交換器に適用することが可能である。この交換器は、例えば、車両の乗員室用の空調ループのコンデンサである。

交換器１は、当該のループにて循環する流体、特にフレオンの循環方向に応じてそれぞれ上流３および下流４のマニフォールドまたは集合ボックスに、その端２Ａが固定されて液密に結合された、平行チューブ２の群を備えることが可能である。入口５および出口６の流体接続フランジが、これらのマニフォールドにそれぞれ加えられる。

特に、流体が循環するチューブ２は、長円形の横断面を有し、交換器１で循環する流体と、これを通過する外部空気の流れとの間で熱交換表面積を増加させるセパレータ７が、チューブの間に配置されている。チューブ２の内部には、チューブの熱交換表面積および機械的強度を増加させるセパレータのような、外乱要素を含むこともできる。これらは、また、押出し成形されたチューブであってもよい。各チューブは、例えば、複数の平行の内部流体循環チャネルを定義する。

上流３および下流４のマニフォールドは、実質的に同一であり、概ねチューブ状の形状を有する。これらは、”２部分”型のものであり、すなわち、これらのそれぞれが、コレクタプレート８とカバー９とからなる。

本発明に従い図２に表された、互いに圧着された２つの部品の例示的なアセンブリは、上述したような熱交換器マニフォールドである。表された第１の部品は、コレクタプレート８であり、第２の部品は、前記マニフォールド用のカバー９である。

コレクタプレート８は、例えば、実質的にＵ字形の横断面を有し、その壁は、よって、２つの平行の横方向ブランチまたはウイング１４によって延長された底１１を定義し、その外縁部の遠位端部は、図においてカバーでブロックされた長手方向の開口部１５を区切る。コレクタプレート８の底１１において、長円形のスロット１８が、その全体に沿って形成され、その内部に平行チューブ２の対応する端部を受ける。これらは、カラー３０によって縁取ることが可能である。

カバー９は、例えば、Ｕ字形の横断面を有し、その壁２０は、コレクタプレート８のものよりも短い平行の横方向ブランチまたはウイング２２によって延長された、わずかに凹面形の底２１を形成する。カバーの寸法、特に幅は、横方向ブランチ２２が、コレクタプレート８の横方向ブランチ１４の間で、先端から後端まで嵌合するようになっている。

カバー９とコレクタプレート８のアセンブリは、ループの流体が循環させられる内部空間２４を定義する。プレート８とカバー９との、互いに嵌合されたＵの形状を通して、マニフォールド３または４の横断面は、ほぼ長方形だが、異なることもできる。

図示されないパーティションが、マニフォールドの長手方向の端部のそれぞれに任意で設けられ、マニフォールドを閉じる。マニフォールドの２つの部品を互いに密閉させることができる中間パーティションを設けることもできる。これらのパーティションは、例えば、カバー９の配置の当接部を備える。

再び図１を参照すると、入口５および出口６フランジが、それぞれ、上流および下流マニフォールドに設けられることが分かる。２つのフランジ５，６は、特に内部分離パーティションを有するマニフォールドの場合、図１に点線のフランジ６で示すように、同一のチューブ状マニフォールド５において、その端部にそれぞれ位置することができる。

入口５および出口６フランジの機能は、この例では、フランジに形成された流体通路を介して、上流マニフォールド３に向いた当該ループのコンプレッサーと、チューブ状の上流マニフォールド３の内部空間との間、および、チューブ状の下流マニフォールド４の内部空間２４と、下流マニフォールドに向いた膨張弁と間で、不図示のパイプを介した流体接続を確保することである。

参考のために、他のフランジが参照符号３５により表されており、これらフランジは、チューブ状のマニフォールド３，４に対して圧着により加えられており、車両の適切な支持部への交換器１の締め付け、および／または、マニフォールドの１つと流体連通する流体保管ボトルの取り付けを意図している。

例えば下流マニフォールドに接続された、このようなボトルの目的は、冷媒の体積の変化を補うための冷媒のフィルタリングおよび脱水を確実にすること、および／または、液相にある流体部分から、コンデンサの出口で再び気相となることができる流体部分の分離を確実にすることである。

圧着作業は、コレクタプレート８およびカバー９だけでなく、流体入口５および出口６フランジ、車両の適切な支持部への交換器１の締め付け、および／または、流体保管ボトルの取り付けを意図するフランジ３５の、事前組み立てを可能にすることができる。これらの要素は、例えば、カバー９と、コレクタプレート８の外縁部の一部１２との間で圧着される。これらの要素の全ての事前組み立ては、よって、１回の作業で得られる。

図２は、一方のいわゆる第１の部品、ここではコレクタプレート８の外縁部の少なくとも一部１２を、他方のいわゆる第２の部品、ここではカバー９に重ねて折り曲げることにより互いに圧着された２つの部品のアセンブリをより概略的に示す。図示された例では、圧着されることを意図した外縁部の一部１２は、コレクタプレート８の横方向ウイング１４の自由端のレベルに位置している。

本発明によると、前記第１の部品８の外縁部の一部１２の、第２の部品９への圧着は、前記第１の部品８に対するヒンジ領域１６の存在によって容易にされる。

よって、前記第１の部品８の前記外縁部の一部１２を、前記第２の部品９に圧着するために必要とされる力は、より小さくなる。これは、マニフォールドの変形のリスクを減少させるだけでなく、対向形状として機能する任意の部分の使用を避けることも可能にする。

さらに、コレクタプレートとカバーとの間で、これらと同時に圧着されるべきボトルが事前組み立てされている、より完全な事前組み立ての場合、カバーとボトルの間の狭さは、小さな断面の圧着プレートを用いることを必然的に伴い、圧着プレートは、したがって破損することがある。前記第１の部品８の前記外縁部の一部１２を、前記第２の部品９に圧着するために必要な力を減少させることにより、小さな断面の圧着プレートが破損するリスクも減少される。

好ましくは、限定はされないが、第１の部品８の前記外縁部の一部１２の全てまたは一部を、流体の圧力に対する抵抗を提供することを意図した第１の部品のもう１つの部分１４、ここではコレクタプレート８の横方向ウイング１４の残りと、底１１とに比べて薄くすることにより、圧着が促進される。壁を薄くすることは、任意の適切な機械的作業（圧延、絞り、打ち抜き等）によって得られる。

換言すると、圧着を意図した外縁部の一部１２は、薄い部分１３、すなわち、流体の圧力に耐えることを意図した第１の部品の部分の材料厚さよりも、その材料厚さが薄い部分を有する。図示された例において、薄い部分１３は、コレクタプレート８の横方向ウイング１４の残りおよび／または底１１の厚さよりも小さい厚さを有する。

図３は、外縁部の一部１２が第２の部品９の周りに圧着される前の、第１の部品８の断面図を示している。この例では、薄い部分１３は、ヒンジ領域から、第１の部品の遠位縁部へと延びる。換言すると、この薄い部分は、圧着を意図した一部１２の全てをカバーする。

薄い部分１３は、図示される例のように、第１の部品が長手方向の延長寸法を有する場合、前記長手方向の延長寸法に沿って連続することができる。

図４は、圧着領域１６に折り曲げ開始点１７を加えることにより、第１の部品８の外縁部の一部１２を第２の部品９に圧着することによる折り曲げを、さらに容易にする例を示している。この折り曲げ開始点１７は、例えば、前記第１の部品８の内側に位置する。

第１の部品８の外縁部の一部１２を第２の部品９に圧着することによる折り曲げを、破損のリスク無しに最良に促進するために、前記外縁部の一部１２の薄い部分１３が、もう１つの部分の厚さの例えば２５％から７５％の間の厚さを有するものとする。

より具体的には、外縁部の一部１２の薄い部分１３が、もう１つの部分の厚さの４０％から６０％、特に約５０％の間の厚さを有するものとする。

図示されるように、互いに圧着された２つの部品のアセンブリが、マニフォールドであり、マニフォールドのカバー９が、ベース２１と、内向き湾曲領域２３によりベースに結合された長手方向のウイング２２とを有するＵ字形である場合、ヒンジ領域１６、ここでは薄い領域１３のベースは、内向き湾曲領域２３に近接する長手方向のウイング２２に面して位置することができる。換言すれば、ヒンジ領域１６は、前記ウイング２２の反対側のエッジよりも、カバー９の内向き湾曲領域に近い。

Claims (8)

1. 一方のいわゆる第１の部品（８）の外縁部の少なくとも一部（１２）が、他方のいわゆる第２の部品（９）に重ねて折り曲げられた状態で、かつ前記外縁部の一部（１２）と前記第２の部品（９）が互いに圧着された２つの部品のアセンブリであって、
   前記第１の部品（８）は、前記外縁部の一部（１２）の折り曲げを容易にするヒンジ形成領域（１６）を有し、前記外縁部の一部（１２）は、流体の圧力に対する抵抗を提供することを意図した前記第１の部品（８）のもう１つの部分（１４）と比べて薄い部分（１３）を有し、前記第１の部品（８）と記第２の部品（９）は、２層の重なり部を形成し、前記薄い部分（１３）は前記ヒンジ形成領域（１６）に関して前記重なり部の先端側にあり、前記もう１つの部分（１４）は前記ヒンジ形成領域（１６）に関して前記重なり部の基端側にあり、前記ヒンジ形成領域（１６）は、前記重なり部にあって、前記薄い部分（１３）と前記もう１つの部分（１４）との間に形成された段部からなることを特徴とするアセンブリ。
2. 前記第１の部品（８）は、長手方向の延長寸法を有し、前記薄い部分（１３）は、前記長手方向の延長寸法に沿って連続する、ことを特徴とする請求項１に記載のアセンブリ。
3. 折り曲げ開始点（１７）が、前記薄い部分のベースのレベルで提供される、ことを特徴とする請求項１に記載のアセンブリ。
4. 前記薄い部分（１３）は、前記もう１つの部分（１４）の厚さの２５％から７５％の間の厚さを有する、ことを特徴とする請求項１に記載のアセンブリ。
5. 前記薄い部分（１３）は、前記もう１つの部分（１４）の厚さの４０％から６０％の間の厚さを有する、ことを特徴とする請求項１に記載のアセンブリ。
6. コレクタプレートとカバーとを備えた熱交換器のマニフォールド（３，４）であって、 前記コレクタプレートは、請求項１乃至５のいずれかに記載のアセンブリの前記第１の部品（８）を構成し、
   前記カバーは、請求項１乃至５のいずれかに記載のアセンブリの前記第２の部品（９）を構成する、ことを特徴とするマニフォールド。
7. 前記カバー（９）は、ベース（２１）と、内向き湾曲領域（２３）により前記ベース（２１）に結合された長手方向のウイング（２２）とを有するＵ字形であり、
   前記ヒンジ領域（１６）は、前記内向き湾曲領域（２３）に近接する長手方向のウイングに面する、ことを特徴とする請求項６に記載のマニフォールド（３，４）。
8. モータ乗物空調システムのコンデンサである熱交換器であって、請求項６または７に記載のマニフォールド（３，４）が設けられている、ことを特徴とする熱交換器。

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