JPWO2004046633A1 - 熱交換器用タンク - Google Patents

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Abstract

タンクの筒状部に対し、画室の各側周面又は画室の各側周面の全ての面にまたがってスリットを形成すると共に、このスリットから仕切りプレートを挿入するにあたり、仕切りプレートと突当する部位に切り込みを入れて当該仕切りプレートが嵌合される溝部を形成する一方、スリットは、画室と画室とでチューブ積層方向に相対的にずれた位置に形成されたものとする。これにより、タンク側周面に形成されたスリットから仕切りプレートをタンク内に挿入させる場合に、分室間の熱交換媒体のバイパス漏れ防止を保証すると共に、スリットを形成してもタンクに必要な強度を維持することができる熱交換器用タンクを提供することが可能である。

Description

この発明は、例えば車両用空調装置の冷凍サイクルの一部を構成するエバポレータに用いられるタンクで、熱交換チューブとは別体に形成されたものの構造に関する。
従来の4パス以上の熱交換媒体のフローを有すると共にタンクとチューブとが別体をなす熱交換器について、仕切り部の接合不良の発見を容易に行うことができるようにするという着想は、既に公知になっている(例えば、特開平10−19490号公報を参照。)。
また、4パス以上の熱交換媒体のフローを有すると共にタンクとチューブとが別体をなす熱交換器について、タンクをチューブ積層方向にて延びる仕切り壁により仕切ることで、通風方向に沿って並設された2つの画室を形成する一方で、タンクの側周面に形成したスリット孔から仕切りプレートを挿入して画室を更に分室に分ける構成も既に公知である(例えば、特開2001−74388号公報を参照。)。
しかしながら、前記特開平10−19490号公報の熱交換器は、タンク長手方向に沿って延び、且つロールホーミングによりタンク本体と一体形成された仕切り部を対象としているものであり、本発明のように、画室を通風方向に沿って複数に分割して複数の分室を形成するための仕切りプレートを用いる構成ではそのまま転用することができない。
また、前記特開2001−74388号公報の熱交換器は、タンクについて通風方向に沿った幅の略全長にわたって延びる1つのスリットを形成する必要があるので、タンクの強度が著しく損なわれるという不具合がある。また、タンクのチューブ挿入孔が形成された面においては、スリットが形成されていないので、当該面では仕切りプレートとタンクとの接合不良による熱交換媒体のバイパス漏れを気密漏れとして検出することができないという不具合もある。
そこで、この発明は、積層方向に沿って延びる仕切り壁で仕切られた画室を積層方向に並設された分室に更に仕切るために、タンク側周面に形成されたスリットから仕切りプレートをタンク内に挿入させる場合に、分室間の熱交換媒体のバイパス漏れ防止を保証すると共に、スリットを形成してもタンクに必要な強度を維持することができる熱交換器用タンクを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、この発明に係る熱交換器用タンクは、内部が熱交換チューブの積層方向に沿って延びる仕切り壁により複数の画室に画成された筒状体を備え、この筒状体は、前記各画室の側周面に前記熱交換チューブの開口端部を挿入させるチューブ挿入孔が形成された熱交換器用タンクにおいて、前記各画室の側周面には、その全ての面にまたがってスリットが形成されていると共に、前記仕切り壁には、前記スリットに対応する位置にタンク長手方向を仕切る仕切りプレートを嵌合させる溝部が設けられており、前記スリットから仕切りプレートを挿入することで、前記各画室を複数に分割して複数の分室を形成するようにしたことを特徴とする。
従って、仕切りプレートを挿入するために画室の側周面に形成されるスリットについて、当該画室の側周面の全ての面にまたがって形成されるようにしたことから、仕切りプレートのタンク壁面との関係では、接合不良による分室間の熱交換媒体のバイパス漏れを、He等を用いた検査を通して気密漏れとして事前に検出することができる。そして、仕切り壁との関係では、仕切りプレートは溝部に嵌合されるので、熱交換媒体のバイパス漏れを防止することができる。これにより、分室間の熱交換媒体のバイパス漏れ防止が保証される。
また、上記目的を達成するために、この発明に係る熱交換器用タンクは、内部が熱交換チューブの積層方向に沿って延びる仕切り壁により複数の画室に画成された筒状体を備え、この筒状体は、前記各画室の側周面に前記熱交換チューブの開口端部を挿入させるチューブ挿入孔が形成された熱交換器用タンクにおいて、前記各画室の側周面のうち通風方向に沿った対峙する側周面に開口するようにスリットが形成されていると共に、前記仕切り壁及び前記側周面のうち通風方向と交差する側周面には、前記スリットに対応する位置にタンク長手方向を仕切る仕切りプレートを嵌合させる溝部が設けられており、前記スリットから仕切りプレートを挿入することで、前記各画室を複数に分割して複数の分室を形成するようにしたことを特徴とする。
従って、仕切りプレートを挿入するために画室の側周面に形成されるスリットについて、当該画室の側周面のうち通風方向に沿った対峙する両側周面に開口するように形成したことから、仕切りプレートのタンク壁面との関係では、接合不良による分室間の熱交換媒体のバイパス漏れを、He等を用いた検査を通して気密漏れとして事前に検出することができる。そして、仕切り壁及び通風方向と交差する側周面との関係では、仕切りプレートは溝部に嵌合されるので、熱交換媒体のバイパス漏れを防止することができる。これにより、分室間の熱交換媒体のバイパス漏れ防止が保証される。しかも、通風方向と交差する側周面では壁部が残るため、仕切りプレートのスリットに対する組み付け・位置決めが容易となり、仕切りプレートの嵌合作業が円滑化される。
そして、前記仕切りプレートは、前記画室を遮蔽するための板状部位と、この板状部位の端部から立設し、前記スリットの周縁部位に当接可能な立設部とからなることを特徴とする。
更に、前記仕切りプレートは、前記画室を遮蔽するための一対の板状部位と、この板状部位同士の挿入側端部を連結した折り返し部位と、前記板状部位の前記端部と反対側の端部から立設し、前記スリットの周縁部位に当接可能な立設部とからなり、前記り返し部位は、外方よりの押圧力に対しスプリングバックが可能なように弾性を有することを特徴とする。
従って、仕切りプレートを、板状部位に対し外側から押圧して内側に変形された状態で挿入した後、この押圧力から開放することで、折り返し部位によりスプリングバックが生じて、板状部位がスリットの開口周縁部位に圧接するので、熱交換媒体の漏洩を抑止することができる。また、仕切りプレートの板状部位の厚みについて必ずしもスリットの通風方向幅と同じくする必要がないので、仕切りプレートの板状部位の厚みに対し寸法精度を厳密に管理する必要がなくなる。
更にまた、前記スリットは、隣接した画室同士では、熱交換チューブの積層方向にずれて形成されていることを特徴とする。
従って、各画室の側周面の全ての面にまたがって画室の数に対応する数のスリットを形成しても、各スリットが通風方向に沿って一直線状にならないので、相対的にタンクの強度を高めることができる。
第1図(a)は、この発明の第1の実施例に係る仕切り部材を用いた熱交換器の全体構成を示す正面図、第1図(b)は、同上の熱交換器の全体構成を示す熱交換媒体出入口部から見た側面図であり、第2図(a)は、図1のA−A線拡大断面図であり、第2図(b)は、第1のB−B線拡大断面図であり、第2図(c)は、熱交換チューブとフィンとを示す説明図であり、第3図は、同上の仕切りプレートをタンクのスリットに挿入する工程を示す説明図であり、第4図は、第5図のC−C線断面図であり、第5図は、第4図のD−D線断面図であり、第6図は、第3図に示す仕切りプレートの変形例を示す説明図であり、第7図は、この発明の第2の実施例に係る仕切りプレートの形態及びその仕切りプレートをタンクのスリットに挿入する工程を示す説明図であり、第8図(a)は、この発明の第2の実施例に係る仕切り部材を用いた熱交換器の全体構成を示す平面図、第8図(b)は、同上の熱交換器の全体構成を示す正面図であり、第9図は、同上の仕切りプレートをタンクのスリットに挿入する工程を示す説明図であり、第10図は、第11図のE−E線断面図であり、第11図は、第10図のF−F線断面図である。
以下、この発明の実施の形態を添付の図面により説明する。
第1図及び第2図に示される熱交換器1は、例えば車両用空調装置の冷凍サイクルの一部を構成するエバポレータとして用いられている。この熱交換器1は、対をなすタンク2、3と、このタンク2、3を連通する複数の熱交換チューブ4と、この熱交換チューブ4間に挿入接合されたコルゲート状のアウターフィン5と、熱交換チューブ4の積層方向端に配されるサイドプレート6と、熱交換媒体の出入口部7、8を備えたコネクタ9が取り付けられるサイドタンク10とを有して構成されている。コネクタ9は、図示しない膨張弁と接続される。そして、この熱交換器1は、図示しない膨張弁から送られる熱交換媒体を、サイドタンク10を介して流入させ、熱交換チューブ4によってタンク2、3間を移動させ、その過程においてアウターフィン5間を通過する空気と熱交換させ、最終的にサイドタンク10を介して送出されるようにしている。
このうち、熱交換チューブ4は、第2図(c)に示される様に、タンク2、3に挿入される両端が開口され、熱交換媒体の流路14が内部に形成された扁平管13にインナーフィン15を収納して構成されている。この実施形態では、熱交換チューブ4は、ロールホーミングにより一枚の扁平管素材を折り曲げることで形成されている。
タンク2、3は、所定の間隔で対向するよう配設され、熱交換チューブ4の積層方向に沿って形成されているもので、下記する突出部3aの有無を除いて略同様の構成をなしている。
これに伴い、一方のタンク3について第2図(a)及び(b)を用いて説明すると、タンク3は熱交換チューブ4を挿入させるチューブ挿入孔17を有し、押出し成型により形成された筒状体18と、この筒状体18の開口端を閉塞するキャップ19とで構成されている。
また、タンク3は、熱交換チューブ4の積層方向に沿って延びる仕切り壁20が筒状体18と一体に形成されており、これにより、タンク3内は通風方向に沿って並列した画室21と画室22とが画成されている。これらの画室21、画室22は、後述するようにそれぞれ通風方向に沿って仕切られて、分室21a、21b又は22a、22bに分かれている。そして、分室21bと分室22bとは熱交換媒体のフローを4パスとするために、連通路16により連通している。
そして、タンク3は、積層方向の終端に位置する熱交換チューブ4よりも積層方向外側に突出した突出部3aを有している。この突出部3aは、前記筒状体18が延出して構成され、仕切り壁20もキャップ19の内側面に接するまで延出しているもので、これに伴い、突出部3a内は、タンク3の前述した画室21、22が連続した状態で画成されている。突出部3aの画室21、22は、熱交換媒体の最上流側又は最下流側を構成するもので、第2図(a)及び(b)に示される様に、下記するサイドタンク10の流入側通路25、流出側通路26とタンク3aに形成された開口部23、24を介して連通している。
ところで、タンク3の画室21、22の各々分室21a、21b又は分室22a、22bへの分割について説明すると、第3図から第5図に示す様に、タンク3の筒状体18に形成されたスリット33a、33bに、筒状体18とは別体をなす仕切りプレート34を挿入して取り付けることで行われる。
このうち、スリット33a、33bは、この実施例では、チューブ積層方向に沿った側の略中央において、第1図(a)、第2図(a)及び第3図に示される様に、画室21又は画室22の側周面を構成した面である18A、18C、18B又は18A、18D、18Bの全ての面にまたがって形成されている。すなわち、スリット33a、33bは、仕切り壁20のタンク幅方向に沿った部位を略残した、略コ字状の形状をなしている。このスリット33a、33bは、タンク3の一連の製造過程の中で、例えば丸ノコ状のツールで、仕切り壁20に切り込みを入れつつ、面18A、18B、18C、18Dを切断することで行われる。仕切り壁20の切り込みは、仕切りプレート34の挿入側端部が嵌合される溝部32となる。
このように、各画室21、22の全ての面18A、18C、18C又は18A、18C、18Dにまたがってリット33a、33bを形成したことにより、仕切りプレート34の接合不良で生ずる分室21a、21b間及び分室22a、22b間における熱交換媒体のバイパスについては、タンク3に対しHe等を用いた検査を通して気密漏れとして検出することが可能となる。また、仕切りプレート34と仕切り壁20との接合については、溝部32に仕切りプレート34を嵌合することにより行われる。このため、バイパス漏れを事前に発見し、又はバイパス漏れを防止することができるので、分室21a、21b間及び分室22a、22b間における熱交換媒体のバイパス漏れ防止を保証することができる。
一方で、仕切りプレート34は、この実施例では、第3図に示される様に、スリット33a、33bの開口内縁面に当接するよう、画室21、22の内周形状と略同じ外形状としつつ若干幅が大きくなっている板状部位35、35と、この板状部位35、35の挿入側端部を連結する2つの折り返し部位36、36と、この折り返し部位36に対し反対側端部からタンク長手方向に沿って立設した立設部37、37とで構成されている。
そして、折り返し部位36は外方両側よりの押圧力に対しスプリングバックが可能なように弾性を有しているもので、これにより、板状部位35、35を外方両側から押圧した状態で仕切りプレート34をスリット33a、33bに挿入した後、板状部位35、35を押圧から開放した場合には、折り返し部位36は反発力により元の状態に復元する。このため、板状部位35の外側側面がスリット33a、33bの開口内縁面に押圧し密着するので、この点からも分室21a、21b間及び分室22a、22b間における熱交換媒体のバイパス漏れ防止を保証することができる。しかも、板状部位35、35の厚みの総和幅は、スリット33a,33bの幅に必ずしも一致させる必要がなく、当該厚みに対する寸法精度も厳密に管理する必要性がなくなるという利点も有する。
更に、この実施例では、第6図に示される様に、板状部位35からそれぞれチューブ積層方向の一方側に立設部38、38が形成されるようにしても良い。これにより、立設部38が仕切りプレート34をスリット33a、33bに挿入する際のガイドとなり、仕切りプレート34がろう付け前においてスリット33a、33bから落下するのを防止することもできる。
尚、仕切りプレート34の形状は、第3図等に示すものに必ずしも限定されず、例えば、第7図に示すように1の板状部位35とこの板状部位35からタンク長手方向の一方に沿って立設した立設した立設部37、38とで構成されたものとしても良い。
第8図に示される熱交換器1も、車両用空調装置の冷凍サイクルの一部を構成するエバポレータとして用いられるもので、熱交換チューブ4とこの熱交換チューブ4間に挿入接合されたコルゲート状のアウターフィン5と、熱交換チューブ4の積層方向端に配されるサイドプレート6とを有して構成される点においては、第1図及び第2図に示される熱交換器1と同様であるが、コネクタ9は、サイドタンク10を介さずタンク2の長手方向の一方端に直接に配されている。これに伴い、タンク2及びタンク3の構成は以下のように前記熱交換器1のタンク2及び3とは異なる構成をなしている。
すなわち、タンク2、3は、熱交換チューブ4の積層方向に沿って延びる仕切り壁19を有する点で変わらないが、タンク3は突出部3aを有さずタンク2と略同じ長手方向寸法をなしている。また、スリット33a,33bは、第8図に示されるように、タンク3でなくタンク2の筒状体18に形成されている。
そして、このスリット33a、33bは、チューブ積層方向に沿った側の略中央において、第9図、第10図及び第11図に示されるように、面18Aと面18Bとに対峙して四方が縁で囲まれた孔状に開口し、面18C、面18Dの壁部は残っていると共に、面18C、面18Dの当該壁部及び仕切り壁20に対し、各々切り込み状に溝部32、32が形成されている。
また、仕切りプレート34は、この実施例では、第9図に示される様に、板状部位35と2つの係止片38とで構成されている。このうち、板状部位35は、スリット33a、33bの開口内縁面に密着するように当該スリット33a、33bの開口の形状と略同じ外形状及び画室21、22の内周形状と略同じ外形状としつつ溝部32の深度に応じてその短手方向幅が若干大きくなっている。これに対して、係止片38は、前記板状部位35、35からスリット33a,33bに装着時にタンク3の長手方向に沿うように延出している。ここで、一方の仕切りプレート34の係止片38と他方の仕切りプレート34の係止片38とは、この実施例では、第8図(a)に示されるように、チューブ積層方向中央側を向くように互い違いに延出し、かつその一部が通風方向側から見て重なっている。
このように、各画室21、22の面18Aと18Bとに、四方が縁で囲まれた孔状のスリット33a、33bを対峙して形成し、面18C、18D側では壁部が残ることにより、仕切りプレート34の組み付け・位置決めが容易となり、その嵌合作業が円滑化される。
尚、第8図から第11図に示される実施例について、これまでの実施例と同様の構成については、同一の符号を附してその説明を省略した。
以上述べたように、この発明によれば、仕切りプレートを挿入するために画室の側周面に形成されるスリットについて、当該画室の側周面の全ての面にまたがって形成され又は当該画室の側周面のうち通風方向に沿った対峙する両側周面に形成されるようにしたことから、仕切りプレートのタンク壁面との関係では、接合不良による分室間の熱交換媒体のバイパス漏れを、He等を用いた検査を通して気密漏れとして事前に検出することができる。そして、仕切り壁との関係では、仕切りプレートは溝部に嵌合されるので、熱交換媒体のバイパス漏れを防止することができる。よって、分室間の熱交換媒体のバイパス漏れ防止を保証することが可能となる。
特に、請求の範囲2の発明によれば、通風方向と交差する側周面が残るため、仕切りプレートのスリットに対する組み付け・位置決めが容易となり、仕切りプレートの嵌合作業を円滑化することが可能である。
特に、請求の範囲4の発明によれば、仕切りプレートを、板状部位に対し外方両側から押圧した状態で挿入した後この押圧力を開放することで、当該折り返し部位においてスプリングバックが生じて、板状部位がスリットの開口周部位に圧接するので、仕切りプレートとスリットとの隙間から熱交換媒体が漏洩するのを抑止することができる。また、仕切りプレートの板状部位の厚みについて必ずしもスリットの通風方向幅と同じくする必要がないので、仕切りプレートの板状部位の厚みに対し寸法精度を厳密に管理する必要がないものである。
特に、請求の範囲5の発明によれば、チューブ挿入孔が形成された部位を除いた箇所にスリットを形成するにあたり、同一線上にスリットを形成する場合よりも、タンクの必要な強度を維持することが可能となる。すなわち、仕切り壁に対し対面的に溝部を形成した場合よりも、仕切り壁の厚みが損なわれないので、この点からもタンクの必要な強度を維持することが可能となる。

Claims (5)

  1. 内部が熱交換チューブの積層方向に沿って延びる仕切り壁により複数の画室に画成された筒状体を備え、この筒状体は、前記各画室の側周面に前記熱交換チューブの開口端部を挿入させるチューブ挿入孔が形成された熱交換器用タンクにおいて、前記各画室の側周面には、その全ての面にまたがってスリットが形成されていると共に、前記仕切り壁には、前記スリットに対応する位置にタンク長手方向を仕切る仕切りプレートを嵌合させる溝部が設けられており、前記スリットから仕切りプレートを挿入することで、前記各画室を複数に分割して複数の分室を形成するようにしたことを特徴とする熱交換器用タンク。
  2. 内部が熱交換チューブの積層方向に沿って延びる仕切り壁により複数の画室に画成された筒状体を備え、この筒状体は、前記各画室の側周面に前記熱交換チューブの開口端部を挿入させるチューブ挿入孔が形成された熱交換器用タンクにおいて、前記各画室の側周面のうち通風方向に沿った側周面に対峙して開口するスリットが形成されていると共に、前記仕切り壁及び前記側周面のうち通風方向と交差する側周面には、前記スリットに対応する位置にタンク長手方向を仕切る仕切りプレートを嵌合させる溝部が設けられており、前記スリットから仕切りプレートを挿入することで、前記各画室を複数に分割して複数の分室を形成するようにしたことを特徴とする熱交換器用タンク。
  3. 前記仕切りプレートは、前記画室を遮蔽するための板状部位と、この板状部位の端部から立設し、前記スリットの周縁部位に当接可能な立設部とからなることを特徴とする請求の範囲1又は2に記載の熱交換器用タンク。
  4. 前記仕切りプレートは、前記画室を遮蔽するための一対の板状部位と、この板状部位同士の挿入側端部を連結した折り返し部位と、前記板状部位の前記端部と反対側の端部から立設し、前記スリットの周縁部位に当接可能な立設部とからなり、前記り返し部位は、外方よりの押圧力に対しスプリングバックが可能なように弾性を有することを特徴とする請求の範囲1に記載の熱交換器用タンク。
  5. 前記スリットは、隣接した画室同士では、熱交換チューブの積層方向にずれて形成されていることを特徴とする請求の範囲1又は2に記載の熱交換器用タンク。
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