JP6158946B2 - 熱交換器ボトル、特に自動車空調回路凝縮器のための固定クランプ - Google Patents

Description

本発明は、熱交換器、特に自動車空調回路凝縮器のボトルのためのクランピングフランジ、そのようなクランピングフランジを備えるボトル、および、そのようなボトルを備える熱交換器に関する。

空調回路凝縮器ボトルが一般にそれらの基部で凝縮器に対して例えば凝縮器のヘッダタンクと平行に固定されることが知られている。

そのようなボトルのための閉塞蓋が知られており、該蓋は、ボトルの上端開口を覆うとともにそれぞれがヘッダタンクの一方側に係止される２つの対向する側方突起を用いて凝縮器に固定されるカップの形態を成している。そのような蓋は、凝縮器により受けられる動き、振動、および、ノックに対する抵抗が低く、また、これは、凝縮器とボトルとの間の接続部が破損する危険、あるいは更に、不完全なシールの危険を引き起こす。

そのような接続部は改良される必要があり、このため、熱交換器、特に自動車空調回路凝縮器のボトルのためのクランピングフランジであって、前記フランジが、前記ボトルを交換器に対して強固に保持するように構成され、フランジが、熱交換器に保持するための第１の部分と、ボトルに保持するための第２の部分とを備える固定タブを備え、前記フランジは、ボトルが交換器から離間できるおよび／または交換器に近づくことができるようにする曲げ自由度を伴ってボトルが片持ち態様で交換器に対して保持されるようにするために前記保持部分間で延びる、クランピングフランジが提案される。

言い換えると、前記クランピングフランジは、従来技術のクランピングフランジの様々な保持部分ではなく、交換器に保持するための単一の部分を備える。これは、既知の解決策がボトルと交換器との間の接続を非常に強固にし、それにより、特に車両の長手方向軸と平行であって交換器のコアバンドルと直交する方向に対応するＸ方向と称される方向で交換器により受けられる動き、振動、および、ノックの作用下でクランピングフランジの弱体化がもたらされることを出願人が発見したからである。他方では、本発明に係る片持ち支持体が、ある程度の弾力性を特にＸ方向でクランピングフランジに与え、それにより、前記動き、振動、または、ノックの吸収が促される。

前記ボトルは、例えば、全体が管状の形態を成す。ボトルは、その基部が第１の固定ポイントで交換器に固定されてもよい。このとき、前記クランピングフランジは、第１の固定ポイントから離れた第２の固定ポイントで前記ボトルを凝縮器に対して強固に保持するように構成される。

好適には、前記保持部分は、例えば５°〜１７５°または−１７５°〜−５°の角度αだけボトルの軸に関して角度が互いに対してオフセットされる。前記角度αは、前記保持部分の中間にその辺を有するとともにボトルの軸上にその頂点を有すると見なされる。

前記角度αは、好適には、３０°〜６０°または−６０°〜−３０°を成し、好ましくは４０°〜５０°または−５０°〜−４０°を成し、特に４５°または−４５°に近い。後者の値では、Ｘ方向での歪みがグッドマン基準（Ｇｏｏｄｍａｎ ｃｒｉｔｅｒｉｏｎ）にしたがって約３５％だけ減少される。

言い換えると、前記保持部分間で延びる単一のタブによるそのような接続は、特にＸ方向における車両の前記方向で、クランピングフランジが横方向に屈曲できるようにし、それにより、この方向で振動が制振されるとともに、接続部が破壊することが防止される。

一体にあるいは別々に考慮されてもよい本発明の様々な実施形態によれば、
− 前記保持部分は、前記第１の保持部分でボトルの軸Δに中心付けられる円にほぼ接するようになっている方向性と、前記第２の保持部分の位置でボトルの前記軸Δと平行になるようになっている方向性とを有するように前記ボトルの周囲に掛け回される分岐部によって接続される、
− 前記分岐部は、角度αの大きさにしたがって多かれ少なかれ前記ボトルを取り囲むように構成される、
− 前記分岐部は、前記ボトルに整合するようになるために上端付近で丸み付けられるように適合される、
− 前記丸み付けが半円の形態を成し、前記丸み付けの半円の半径Ｒが１〜５ｍｍである、
− 第１の保持部分と前記丸み付けの内端との間の高さｈ’が５〜２０ｍｍである、
− 第１の保持部分が５〜１５ｍｍの高さｈを有する、
− 第２の保持部分の幅ｅが５〜１５ｍｍである、
− 前記タブがねじれたＳ形状の外形を有する、
− 前記第１の保持部分がＳ形状における基部に対応する、
− 前記第２の保持部分がＳ形状における上部である、
− 前記タブは、ボトルを蝋付けによって交換器に装着できるようにするべく、ボトルと同様、アルミニウム系金属からあるいは更にはアルミニウム合金から形成される。

なお、タブの上部の前記丸み付け形態は、Ｚ方向または垂直方向で屈曲できる能力と機械的な応力に対する抵抗とをクランピングフランジに与え、それにより、Ｘ方向に屈曲できるクランピングフランジの能力が増大する。

単独であるいは前述したことと組み合わせて使用されてもよい本発明の１つの態様によれば、前記クランピングフランジは、ボトルを密閉するキャップ、特にボトルの上端開口を密閉するためのキャップを備える。このキャップは、ボトルの開口に嵌め込まれることが好ましい。前記第２の保持部分が前記キャップに固定される。好適には、前記タブおよび前記キャップが同じ材料から一体に形成される。

タブの前記丸み付けは、シールキャップの１つの縁部と連続する１つの端部を有してもよい。このようにして、前記タブは、前記ボトル開口に装着されるシールキャップを介してボトルを保持する。

また、本発明は、前述したクランピングフランジを備えるボトルにも関連する。

前記ボトルは、例えば、好ましくは前記ヘッダタンクが接続されるあるいは近接する交換器の熱交換コアバンドルの平面内で、交換器のヘッダタンクに固定されて前記ヘッダタンクに対して平行に隣接して位置されるようになっている。前記タブは、例えば、前記第１の保持部分によってヘッダタンクとボトルとの間に介挿されるようになっている。

更に、本発明は、前述したボトルを備える、熱交換器、特に自動車空調回路凝縮器に関する。好適には、前記フランジは、交換器のヘッダタンクに固定される。

前記ヘッダタンクは、例えば、コレクタプレートとカバーとを備え、前記カバーは、コレクタプレートの側縁部によって覆われる側縁部と、前記側縁部を接続する後面とを有する。前記第１のタブ保持部分は、特に湾曲されることにより、前記後面に少なくとも部分的にくっついていてもよい。

本発明のこれらの特徴および他の特徴は、添付図面を検討することによって更に明確に理解できるようになる。

本発明の一実施形態に係る空調回路凝縮器ボトルのためのクランピングフランジの斜視図である。 シールキャップがボトルの上端開口を覆って装着された、ボトルと凝縮器のヘッダタンクとの間に装着されるこのクランピングフランジの上側の図である。 このクランピングフランジの正面図である。 クランピングフランジの断面図である。

以下の説明において、同一の参照符号は、類似または同一の要素を示すために使用される。

図１に示されるように、本発明は、とりわけ自動車用の熱交換器、特に空調回路凝縮器のボトル３を保持するためのクランピングフランジ１に関する。

交換器は、空気との交換を可能にするタイプのものであり、このことは、例えば交換器が流体、特に冷媒の循環のための複数のチューブからなる図示しないコアバンドルを備え、チューブ間に挿入体が介挿され、チューブを通じて循環する流体と熱を交換するために、特に流体を凝縮するために使用される流入空気の流れが挿入体を通過することを述べようとしている。前記コアバンドルは、例えば車両ラジエータグリル開口と平行に配置されるようになっており、したがって、車両の長手方向平面に対して、すなわち、Ｘ方向と称される方向に対して垂直であるように意図される。

前記コアバンドルは１つ以上のヘッダタンク５を更に備えてもよく、例えば目に見えないオリフィスを介してコアバンドルのチューブがヘッダタンク内へ出現する。

ボトル３は、例えば、空調回路内の冷媒液のバッファを形成する冷媒の貯留部である。ボトルは、冷媒の液相と気相とを分離するように更に構成されてもよい。図２により示されるように、ボトルは、例えば、その基部が、破線で示す第１の固定ポイント４で凝縮器に対して、特に凝縮器のヘッダタンク５に対して固定される管状形状を成してもよい。より具体的には、ボトル３は、コアバンドルの平面内またはその付近で、前記ヘッダタンク５に平行に隣接して位置される。

ボトルは、交換器のための支持体としての役目を果たす構造体に対してボトルを、したがって交換器を固定するようになっている接続手段を備えてもよい。例えば、そのような接続手段は、ボトルを越えて径方向に延びる少なくとも１つの固定タブ（図示せず）のタイプを成す。

この特定の場合において、これは、特にボトルをその基部で開放できるようにする取り外し可能なプラグの使用によって交換器の寿命の過程中に交換され得るフィルタカートリッジおよび／または乾燥剤カートリッジが取り付けられたボトルである。

クランピングフランジ１には、例えば、ボトルの上端開口７を密閉するとともに第１の固定ポイント４とは別個の第２の固定ポイント９で前記ボトルが前記凝縮器に対して強固に保持される状態を保つためのキャップ６が設けられる。

クランピングフランジ１は、前記ヘッダタンク５に取り付くための単一のタブ１１を備え、このタブは、ボトル３が交換器から離間できるおよび／または交換器に近づくことができるようにする屈曲自由度を伴って前記フランジが片持ち態様でボトルを交換器に対して保持するように構成される。このようにすると、タブは、Ｘ軸に沿って方向付けられる機械的作用に直面されるときにバネ効果に晒されるバックスイープ（ｂａｃｋ ｓｗｅｅｐ）を形成するように構成され得る。

前記タブ１１は、クランピングフランジ１およびシールキャップ６を蝋付けによって前記ヘッダタンク５およびボトル３に対して取り付けることができるようにするべく、ボトルと同様、アルミニウム系金属あるいは更にはアルミニウム合金から形成される。また、タブは、キャップ６と一体に形成されており、それにより、例えばプレス加工によって全体の製造がより簡単となる。

前記タブは、ヘッダタンク５に保持するための第１の部分１３と、ボトルに保持するための第２の部分１５とを備え、また、タブは前記保持部分１３，１５間で延び、それにより、前述した張り出し態様でボトルを交換器に固定する選択肢がタブに与えられる。

前記タブ１１は、ここでは、ボトル３とヘッダタンク５との間に形成される空間内で、その第１の保持部分１３を介してヘッダタンク５とボトル３との間に介挿される。

前記第１および第２の部分１３，１５は、５°〜１７５°または−１７５°〜−５°の角度αだけボトルの軸Δに対して角度がオフセットされる。前記角度αは、前記保持部分１３，１５の中間を通るその辺によって規定されるとともに、図２に鎖線で示すように水平面内の軸Δの投影をその頂点として有する。

したがって、ボトル３の上部に対する前記クランピングフランジの接続部は、ボトルの軸Δから横方向にオフセットされ、それにより、特に車両の長手方向平面に対して平行な方向またはＸ方向で車両における動き、衝撃、および、振動に耐えるための相対的な可撓性が接続部に与えられる。

前記角度αは、好適には、３０°〜６０°または−３０°〜−６０°を成す。前記角度は、好ましくは４０°〜５０°または−５０°〜−４０°を成し、特にこの場合のように４５°に近い、または、−４５°に近い。４５°のこの値で、接続部に印加される横方向の機械的な応力は、グッドマン基準にしたがって約３５％だけ減少される。

タブの第２の保持部分１５は、それをボトル３に押し付けることができるが、好適にはキャップ６に保持する。第２の保持部分は、この場合には上側半円１７（図４）を成す上端の丸み付けを伴って構成されることが好適であり、その内側に戻される端部１９がキャップ６の縁部２１に結合される。

第２の保持部分１５の半円の半径Ｒは１〜５ｍｍである。この曲率半径Ｒは、接続部のＺ方向で、すなわち、ボトルの軸Δも延在する垂直方向で、前記可撓性と機械的な応力に対する抵抗とに寄与する。

キャップ６は、液密の態様でボトルの開口７内に嵌め込まれる。このようにして、前記タブ１１は、閉塞蓋を前記開口に装着された状態に保つとともに、この形態により、Ｚ方向で屈曲して機械的応力に抵抗できる能力を有する。

前記タブ１１は、ねじれたＳ形状（図３）へとカットされ、図２に示されるように前記保持部分１３，１５間で前記ボトル３を部分的に取り囲むように構成される。

ヘッダタンク５上の第１の保持部分１３はＳ形状における基部に対応する。この第１の保持部分は、ここでは、ヘッダタンク５の外壁２３をその外周の一部にわたって押圧するように湾曲される。第１の保持部分は５〜１５ｍｍの高さｈを有する。この高さは、ヘッダタンクに対する接続部の剛性を決定する。

この場合、前記カバーは、コレクタプレートの側縁部によって覆われる側縁部と、前記側縁部を接続する後面とを有する。タブの前記第１の保持部分１３は、前記後面に少なくとも部分的にくっつく。より具体的には、第１の保持部分は、カバーおよびコレクタプレートの側縁部間に挟まれる先端縁部を有する。第１の保持部分は、前記先端縁部から少なくとも前記コレクタの中央平面の所まで前記後面に当て付いて延びる。前記タブ１１は、その後、前記保持部分１３，１５を接続する分岐部を介して前記ボトル３に掛け回されるように前記後面から次第に分かれる。

第２の保持部分１５は、キャップ６に結合される半円状の丸みを帯びた上部１７に対応する。

この第２の保持部分１５の幅ｅは５〜１５ｍｍであり、この値は、ヘッダタンクに対する接続部の剛性と可撓性との間の兼ね合いを規定する。

同じことが第１の保持部分１３と第２の保持部分１５の前記内端１９との間の高さｈ’にも当てはまり、この高さは５〜２０ｍｍであることが好ましい。

このように、本発明は、熱交換器のため、特に空調回路凝縮器のボトルのためのクランピングフランジであって、特に車両の長手方向平面またはＸ方向平面と平行またはそれに近い方向で車両における動き、振動、および、ノックに耐えるために凝縮器とボトルとの間のその接続部が可撓性を有するクランピングフランジを提供する。

Claims (11)

1. 熱交換器、特に自動車空調回路凝縮器のボトル（３）のためのクランピングフランジ（１）であって、前記フランジは、前記ボトル（３）を前記交換器に対して強固に保持するように構成され、前記フランジ（１）は、前記熱交換器に保持するための第１の部分（１３）と、前記ボトル（３）に保持するための第２の部分（１５）とを備える固定タブ（１１）を備え、前記フランジは、前記ボトル（３）が前記交換器から離間できるおよび／または前記交換器に近づくことができるようにする曲げ自由度を伴って前記ボトルが片持ち態様で前記交換器に対して保持されるようにするために前記保持部分（１３，１５）間で延びており、
   前記保持部分（１３，１５）は、前記ボトル（３）の軸Δに関して角度が互いに対してオフセットされ、
   前記保持部分（１３，１５）は、前記第１の保持部分（１３）で前記ボトル（３）の軸Δに中心付けられる円にほぼ接するようになっている方向性と、前記第２の保持部分（１５）の位置で前記ボトル（３）の前記軸Δと平行になるようになっている方向性とを有するように前記ボトルに掛け回される分岐部によって接続され、
   前記分岐部は、前記ボトル（３）に整合するようになるために上端付近で丸み付けられるように適合され、
   前記第２の保持部分（１５）は、前記ボトル（３）の前記軸Δと平行となる方向で、前記ボトル（３）を密閉する閉塞キャップ（６）に固定されている、クランピングフランジ（１）。
2. 前記丸み付けが半円（１７）の形態を成し、前記丸み付けの半円の半径Ｒが１〜５ｍｍである請求項１に記載のクランピングフランジ（１）。
3. 前記第１の保持部分（１３）の主要部分と前記丸み付けの内端（１９）との間の高さｈ’が５〜２０ｍｍである請求項１または請求項２に記載のクランピングフランジ（１）。
4. 前記第１の保持部分（１３）が５〜１５ｍｍの高さｈを有する請求項１から３のいずれか一項に記載のクランピングフランジ（１）。
5. 前記第２の保持部分（１５）の幅ｅが５〜１５ｍｍである請求項１から４のいずれか一項に記載のクランピングフランジ（１）。
6. 前記タブ（１１）がねじれたＳ形状の外形を有する請求項１から５のいずれか一項に記載のクランピングフランジ（１）。
7. 前記第１の保持部分（１３）がＳ形状における基部に対応する請求項６に記載のクランピングフランジ（１）。
8. 前記第２の保持部分（１５）がＳ形状における上部である請求項６または請求項７に記載のクランピングフランジ（１）。
9. 請求項１から８のいずれか一項に記載のクランピングフランジ（１）を備えるボトル（３）であって、前記ボトル（３）は、交換器のヘッダタンク（５）に固定されて前記ヘッダタンク（５）に対して平行に隣接して位置されるようになっており、前記タブ（１１）は、前記第１の保持部分（１３）によって前記ヘッダタンク（５）と前記ボトル（３）との間に介挿されるようになっている、ボトル（３）。
10. 請求項９に記載のボトル（３）を備える、熱交換器、特に自動車空調回路凝縮器。
11. 前記ヘッダタンク（５）がコレクタプレートとカバーとを備え、前記カバーは、前記コレクタプレートの側縁部によって覆われる側縁部と、前記側縁部を接続する後面とを有し、前記タブの前記第１の保持部分（１３）が前記後面に少なくとも部分的にくっつく請求項１０に記載の熱交換器。

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