JP2007085573A - Heat exchanger and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ブラケットを有する熱交換器および熱交換器の製造方法に関するもので、特に、複数の熱交換器を一体化した複合型の車両用熱交換器に適用して有効である。 The present invention relates to a heat exchanger having a bracket and a method for manufacturing the heat exchanger, and is particularly effective when applied to a composite vehicle heat exchanger in which a plurality of heat exchangers are integrated.
従来、ブラケットを有する熱交換器およびその製造方法が特許文献1に開示されている。この従来技術では、熱交換がなされるコア部やコア部を補強するサイドプレート等を治具で仮固定し、さらに、ブラケットをサイドプレートから突き出すようにかしめ仮固定した状態で、ブラケットおよびコア部を一体にろう付けにて接合している。
Conventionally,
これにより、ブラケットをサイドプレートに仮固定するためのネジ止めや溶接による仮固定工程を廃止して、製造コストの低減を図っている。
ところで、近年、複数の熱交換器を一体化した複合型の熱交換器の必要性が増大している。例えば、ハイブリッド車両では、車両用空調装置の凝縮器として機能する熱交換器と走行用電動モータの冷却用ラジエータとして機能する熱交換器とを空気流れに対して並列に配置して一体化した熱交換器が必要とされている。 Incidentally, in recent years, the need for a composite heat exchanger in which a plurality of heat exchangers are integrated has increased. For example, in a hybrid vehicle, a heat exchanger that functions as a condenser of a vehicle air conditioner and a heat exchanger that functions as a cooling radiator of a traveling electric motor are arranged in parallel with an air flow and integrated. An exchange is needed.
ところが、従来技術の熱交換器を複数個用意して、それぞれの熱交換器のブラケット同士を結合して複数の熱交換器を一体化した複合型の熱交換器を構成すると、ブラケットが板状のサイドプレートから突出するように接合されているので、熱交換器同士の距離が離れてしまう。 However, when a plurality of heat exchangers of the prior art are prepared and a composite heat exchanger in which a plurality of heat exchangers are integrated by joining the brackets of each heat exchanger is formed, the bracket is plate-shaped. Since it is joined so as to protrude from the side plate, the distance between the heat exchangers is increased.
そして、熱交換器同士の距離が離れて締結距離が長くなると、車両振動によるブラケットのたわみ量が増加してしまい熱交換器同士の締結強度が弱くなるという点で問題となる。 When the distance between the heat exchangers is increased and the fastening distance is increased, the amount of bending of the bracket due to vehicle vibration increases, which causes a problem in that the fastening strength between the heat exchangers is weakened.
そこで、本発明者は、熱交換器間の締結距離を短くするために、熱交換流体の分配・集合が行われるヘッダタンク端部を閉塞するタンクキャップにブラケットを配設する検討を行った。 Therefore, in order to shorten the fastening distance between the heat exchangers, the present inventor has studied to arrange a bracket on the tank cap that closes the header tank end where the heat exchange fluid is distributed and assembled.
これによれば、例えば、一方の熱交換器のタンクキャップにブラケットを配設し、近接する他方の熱交換器のヘッダタンクにネジ穴を設けることで、近接するヘッダタンク同士を、ブラケットを介して直接ボルトによって締結することができ、熱交換器間の締結距離を短くすることができる。 According to this, for example, a bracket is provided in the tank cap of one heat exchanger, and a screw hole is provided in the header tank of the other adjacent heat exchanger, so that adjacent header tanks can be connected to each other via the bracket. The bolts can be directly fastened by bolts, and the fastening distance between the heat exchangers can be shortened.
しかし、予めブラケットが配設されたタンクキャップを、ヘッダタンクの外周にかしめ仮固定してろう付けしたところ、ブラケットが配設されたタンクキャップはブラケットの重量が増加しているので、ろう接時にろう材が融解すると仮固定状態を維持できなくなり、ヘッダタンクからはずれてしまうことが判明した。 However, when the tank cap with the bracket provided in advance is caulked and temporarily fixed to the outer periphery of the header tank and brazed, the tank cap with the bracket installed has increased the weight of the bracket. It was found that when the brazing material melts, the temporarily fixed state cannot be maintained and the brazing material comes off the header tank.
この問題を解決するためには、ブラケットを配設したタンクキャップをヘッダタンクに仮固定する際のかしめ荷重を増加して強固にかしめ仮固定する手段が考えられるが、ヘッダタンクが変形してしまうおそれがある。また、ネジ止めや溶接によって、仮固定しておく手段が考えられるが、ネジ止めや溶接による仮固定のための工程が必要となり、製造コストの低減を図ることができない。 In order to solve this problem, a means for increasing the caulking load when temporarily fixing the tank cap provided with the bracket to the header tank to firmly fix the tank cap can be considered, but the header tank is deformed. There is a fear. Moreover, although the means to temporarily fix by screwing or welding can be considered, the process for temporary fixing by screwing or welding is required, and it cannot reduce manufacturing cost.
本発明は上記点に鑑み、製造コストの増加を招くことなく、熱交換器にブラケットが配設されたタンクキャップを接合することを第1の目的とする。 In view of the above points, the first object of the present invention is to join a tank cap provided with a bracket to a heat exchanger without increasing the manufacturing cost.
さらに、複数の熱交換器を一体化した熱交換器において、熱交換器間の締結距離を短くして締結強度を確保できる熱交換器およびその製造方法を提供することを第2の目的とする。 Furthermore, in a heat exchanger in which a plurality of heat exchangers are integrated, a second object is to provide a heat exchanger that can secure a fastening strength by shortening a fastening distance between the heat exchangers and a manufacturing method thereof. .
本発明は、上記目的を達成するために案出されたもので、流体が通過する複数のチューブ(11)を有して構成されたコア部(13)と、コア部(13)の両端側に配設されてコア部(13)を補強するサイドプレート(21)と、チューブ(11)の長手方向両端側に配設されてチューブ(11)と連通する一対のヘッダタンク(14、15)と、ヘッダタンク(14)の長手方向端部を閉塞するタンクキャップ(23、28)とを備え、タンクキャップ(23、28)の少なくとも1つは、ブラケット(26)が配設されたブラケット付タンクキャップ(23)であり、ブラケット付タンクキャップ(23)は、サイドプレート(21)への仮固定手段(25b)を有し、さらに、ブラケット付タンクキャップ(23)は、仮固定手段(25b)によってサイドプレート(21)に仮固定された状態で、ヘッダタンク(14)に接合されている熱交換器を第1の特徴とする。 The present invention has been devised to achieve the above object, and includes a core portion (13) configured to have a plurality of tubes (11) through which fluid passes, and both ends of the core portion (13). A side plate (21) that reinforces the core (13) and a pair of header tanks (14, 15) that are disposed on both ends in the longitudinal direction of the tube (11) and communicate with the tube (11). And a tank cap (23, 28) for closing the longitudinal end of the header tank (14), and at least one of the tank caps (23, 28) has a bracket provided with a bracket (26). It is a tank cap (23), the tank cap with bracket (23) has a temporary fixing means (25b) to the side plate (21), and the tank cap with bracket (23) has a temporary fixing means ( In a state of being temporarily fixed to the side plate (21) by 5b), the first said heat exchanger is joined to the header tank (14).
これによれば、ブラケット付タンクキャップ(23)が、サイドプレート(21)への仮固定手段(25b)を有しているので、ブラケット付タンクキャップ(23)をサイドプレート(21)に強固に仮固定でき、その状態でヘッダタンク(14)に接合することができる。 According to this, since the tank cap with bracket (23) has the temporary fixing means (25b) to the side plate (21), the tank cap with bracket (23) is firmly attached to the side plate (21). It can be temporarily fixed and can be joined to the header tank (14) in that state.
その結果、製造コストの増加を招くことなく、熱交換器にブラケット(26)が配設されたタンクキャップ(23)を接合することができる。 As a result, the tank cap (23) in which the bracket (26) is disposed can be joined to the heat exchanger without increasing the manufacturing cost.
また、本発明では、第1流体が通過する複数の第1チューブ(11)を有して構成された第1コア部(13)と、第1コア部(13)の両端側に配設されて第1コア部(13)を補強するサイドプレート(21)と、第1チューブ(11)の長手方向両端側に配設されて第1チューブ(11)と連通する一対の第1ヘッダタンク(14、15)と、第1ヘッダタンク(14)の長手方向端部を閉塞するタンクキャップ(23、28)とを有し、タンクキャップ(23)の少なくとも1つは、ブラケット(26)が配設されたブラケット付タンクキャップ(23)である第1熱交換器(1)と、第2流体が通過する複数の第2チューブ(31)を有して構成された第2コア部(33)と、第2チューブ(31)の長手方向両端側に配置されて第2チューブ(31)と連通する一対の第2ヘッダタンク(34、35)とを有する第2熱交換器(2)とを備え、ブラケット付タンクキャップ(23)は、サイドプレート(21)への仮固定手段(25b)を有し、さらに、ブラケット付タンクキャップ(23)は、仮固定手段(25b)によってサイドプレート(21)に仮固定された状態で、第1ヘッダタンク(14)に接合されており、第1熱交換器(1)と第2熱交換器(2)とは、ブラケット(26)を介して、第1流体および第2流体と熱交換する第3流体の流れ方向に対して並列に結合されている熱交換器を第2の特徴とする。 Moreover, in this invention, it arrange | positions at the both ends of the 1st core part (13) comprised with the some 1st tube (11) through which a 1st fluid passes, and a 1st core part (13). A side plate (21) that reinforces the first core portion (13), and a pair of first header tanks that are disposed on both ends in the longitudinal direction of the first tube (11) and communicate with the first tube (11) ( 14, 15) and tank caps (23, 28) that close the longitudinal ends of the first header tank (14), and at least one of the tank caps (23) is provided with a bracket (26). A second core portion (33) configured to include a first heat exchanger (1), which is a tank cap (23) with a bracket, and a plurality of second tubes (31) through which a second fluid passes. And arranged on both ends in the longitudinal direction of the second tube (31) A second heat exchanger (2) having a pair of second header tanks (34, 35) in communication with the tube (31), and the tank cap with bracket (23) is temporarily attached to the side plate (21). The tank cap with bracket (23) has a fixing means (25b), and is joined to the first header tank (14) in a state of being temporarily fixed to the side plate (21) by the temporary fixing means (25b). The first heat exchanger (1) and the second heat exchanger (2) are connected to the flow direction of the third fluid that exchanges heat with the first fluid and the second fluid via the bracket (26). A second feature is a heat exchanger coupled in parallel.
これによれば、第1の特徴の熱交換器と同様に、製造コストの増加を招くことなく、第1熱交換器(1)にブラケット(26)が配設されたタンクキャップ(23)を接合することができる。 According to this, like the heat exchanger of the first feature, the tank cap (23) in which the bracket (26) is disposed on the first heat exchanger (1) without causing an increase in manufacturing cost. Can be joined.
さらに、第1熱交換器(1)と第2熱交換器(2)とは、タンクキャップ(23)に接合されたブラケット(24)を介して結合されているので、近接する第1ヘッダタンク(14、15)と第2ヘッダタンク(34、35)とを締結することができ、第1熱交換器(1)と第2熱交換器(2)との締結距離を短くして締結強度を確保することができる。 Furthermore, since the first heat exchanger (1) and the second heat exchanger (2) are coupled via a bracket (24) joined to the tank cap (23), the first header tanks that are close to each other. (14, 15) and the second header tank (34, 35) can be fastened, and the fastening distance between the first heat exchanger (1) and the second heat exchanger (2) is shortened, thereby fastening strength. Can be secured.
また、第1、2の特徴の熱交換器において、具体的に、仮固定手段は、折り曲げることによってサイドプレート(21)の外縁部にかしめられる爪部(25b)とすればよい。 Further, in the heat exchanger having the first and second characteristics, specifically, the temporary fixing means may be a claw portion (25b) that is crimped to the outer edge portion of the side plate (21).
これによれば、サイドプレート(21)の外縁部に爪部(25b)をかしめ仮固定することで、タンクキャップ(23)を、容易かつ強固に仮固定することができる。すなわち、爪部(25b)をサイドプレート(21)の外縁部に沿うように折り曲げることによって、ヘッダタンク(14)軸方向およびコア部(13)垂直方向へのタンクキャップ(23)の動きを規制するように仮固定することができる。 According to this, the tank cap (23) can be easily and firmly temporarily fixed by caulking and temporarily fixing the claw portion (25b) to the outer edge portion of the side plate (21). That is, the movement of the tank cap (23) in the axial direction of the header tank (14) and the vertical direction of the core (13) is restricted by bending the claw portion (25b) along the outer edge portion of the side plate (21). It can be temporarily fixed to do.
また、第2の特徴の熱交換器において、仮固定手段は、折り曲げることによってサイドプレート(21)の外縁部にかしめられる爪部(25b)であり、爪部(25b)は、サイドプレート(21)と第1ヘッダタンク(14)との接合部近傍にかしめるようにすればよい。 In the heat exchanger of the second feature, the temporary fixing means is a claw portion (25b) that is caulked to the outer edge portion of the side plate (21) by bending, and the claw portion (25b) is a side plate (21 ) And the first header tank (14).
ところで、後述する実施形態に説明するように、サイドプレート(21)には、接合時の熱によって、接合後に変形が生じる。この変形量はサイドプレート(21)中央側に対して、サイドプレート(21)とヘッダタンク(14、15)との接合部近傍の方が少ない。 By the way, as will be described in an embodiment described later, the side plate (21) is deformed after joining due to heat at the time of joining. The amount of deformation is smaller in the vicinity of the joint between the side plate (21) and the header tank (14, 15) than the center side of the side plate (21).
そこで、サイドプレート(21)とヘッダタンク(14、15)との接合部近傍のサイドプレート(21)外縁部に爪部(25b)をかしめ仮固定することで、タンクキャップ(23)を、容易かつ強固に仮固定することができるとともに、接合後のサイドプレート(21)の変形によって、タンクキャップ(23)の取付位置がずれることを防止できる。 Therefore, the tank cap (23) can be easily fixed by caulking the claw portion (25b) to the outer edge of the side plate (21) in the vicinity of the joint between the side plate (21) and the header tank (14, 15). In addition, the tank cap (23) can be prevented from being displaced due to deformation of the side plate (21) after joining, while being temporarily fixed firmly.
ここで、本発明における接合位置の近傍とは、接合後にタンクキャップ(23)の取付位置がずれて、ろう付け品質不良を生じない範囲を意味する。例えば、サイドプレート(21)とヘッダタンク(14)の接合位置から5mm以内の範囲とすればよい。 Here, the vicinity of the joining position in the present invention means a range in which the attachment position of the tank cap (23) is shifted after joining and no poor brazing quality occurs. For example, what is necessary is just to set it as the range within 5 mm from the joining position of a side plate (21) and a header tank (14).
また、本発明では、第2の特徴の熱交換器の第1熱交換器(1)の製造方法であって、仮固定手段(25b)によって、ブラケット付タンクキャップ(23)をサイドプレート(21)に仮固定する第1工程と、第1工程の後に、ブラケット付タンクキャップ(23)と第1ヘッダタンク(14)とを接合する第2工程とを有する熱交換器の製造方法を第3の特徴とする。 Moreover, in this invention, it is a manufacturing method of the 1st heat exchanger (1) of the heat exchanger of the 2nd characteristic, Comprising: A tank cap (23) with a bracket is attached to the side plate (21 by the temporary fixing means (25b). ) And a second step of joining the tank cap with bracket (23) and the first header tank (14) after the first step. It is characterized by.
これによれば、第2の特徴の熱交換器の第1熱交換器を製造することができる。 According to this, the 1st heat exchanger of the heat exchanger of the 2nd characteristic can be manufactured.
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in a claim and this column shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
図1は、本発明の一実施形態であるハイブリッド自動車用の熱交換器の全体正面図である。この熱交換器は、車両用空調装置において圧縮機(図示せず。)から吐出された高温・高圧の冷媒を放熱させて凝縮させる凝縮器1と、ハイブリッド自動車用の電動モータ、インバータおよび発電機(いずれも図示せず。)等の電気機器部品を冷却するための電気部品用ラジエータ2とが一体に結合されたものである。
FIG. 1 is an overall front view of a heat exchanger for a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention. The heat exchanger includes a
従って、本実施形態では、凝縮器1が第1熱交換器であり、電気部品用ラジエータ2が第2熱交換器である。
Therefore, in this embodiment, the
まず、この熱交換器の車両搭載状態について説明する。この熱交換器は図2に示すように、エンジン用ラジエータ3に結合されて、フード4下方でラジエータグリル5およびバンパー補強材6の車両後方側に搭載される。
First, the vehicle mounted state of this heat exchanger will be described. As shown in FIG. 2, the heat exchanger is coupled to the engine radiator 3 and mounted on the rear side of the
さらに、凝縮器1と電気部品用ラジエータ2は略同一平面上に構成されており、空気流れ方向(図2の矢印A方向)に対して並列に配置され、さらに、電気部品用ラジエータ2が凝縮器1の上方側になるように搭載されている。
Furthermore, the
また、この熱交換器は、エンジン用ラジエータ3に対して空気流れ方向上流側に配置され、空気流れ方向から見たときにエンジン用ラジエータ3と重なるように搭載されている。さらに、エンジン用ラジエータ3の空気流れ下流側には、熱交換器に冷却用の空気を供給するための電動ファン7が配置されている。 The heat exchanger is disposed upstream of the engine radiator 3 in the air flow direction, and is mounted so as to overlap the engine radiator 3 when viewed from the air flow direction. Furthermore, an electric fan 7 for supplying cooling air to the heat exchanger is disposed on the downstream side of the air flow of the engine radiator 3.
次に、凝縮器1および電気部品用ラジエータ2について説明する。なお、以下の説明における上下・前後方向は図2に示す車両搭載状態を基準としている。
Next, the
まず、凝縮器1は、内部を冷媒が流れる多数の冷媒チューブ11が積層され、冷媒と空気との熱交換を促進するフィン12が隣接する冷媒チューブ11間に配設されている。この冷媒チューブ11とフィン12により略矩形状のコア部13が構成される。
First, in the
冷媒チューブ11の長手方向両端側には、冷媒チューブ11への冷媒の分配を行う第1冷媒ヘッダタンク14と、冷媒チューブ11からの冷媒の集合を行う第2冷媒ヘッダタンク15が配設されている。
A first
この第1冷媒ヘッダタンク14および第2冷媒ヘッダタンク15は、冷媒チューブ11と同数のスリット穴(図示せず。)を有しており、このスリット穴を介して全ての冷媒チューブ11と連通している。
The first
また、第1冷媒ヘッダタンク14には、冷媒を凝縮器1内部に流入させる冷媒入口配管16および冷媒を凝縮器1外部へ流出させる冷媒出口配管17が設けられ、第2冷媒ヘッダタンク15の外側(コア部13の反対側)には、気液分離器18が配設されている。この気液分離器18は、気相冷媒と液相冷媒を分離して液相冷媒を貯留しておくことができるレシーバである。
Further, the first
なお、第2冷媒ヘッダタンク15と気液分離器18とは、2つの貫通穴19a、19bを有するプレート19を介して2箇所で連通している。なお、貫通穴19aは19bに対して上方側に配置されている。
In addition, the 2nd refrigerant |
さらに、第1冷媒ヘッダタンク14内部の下側寄りの位置には、第1セパレータ14aが配設されるとともに、第2冷媒ヘッダタンク15の内部には、第2セパレータ15aと同一高さに第2セパレータ15aが配設されており、この第1、第2セパレータ14a、15aによってコア部13は2つ熱交換部に分けられている。
Further, a
まず、コア部13における第1、第2セパレータ14a、15aの上方側部位は、冷媒入口配管16から流入した気相冷媒と空気とを熱交換させて、冷媒を凝縮させる凝縮部13aになっており、凝縮部13aから流出した冷媒は、プレート19の貫通穴19aを通過して気液分離器18に流入するようになっている。
First, the upper part of the first and
従って、冷媒入口配管16は第1セパレータ14aよりも上方に配置され、貫通穴19aは第2セパレータ15aよりも上方に配置されている。
Therefore, the
さらに、コア部13における第1、第2セパレータ14a、15aの下方側部位は、気液分離器18から貫通穴19bを通過して流入した液相冷媒と空気とを熱交換させて液相冷媒を冷却する過冷却部13bになっており、過冷却部13bで冷却された冷媒は冷媒吐出ポート17から流出するようになっている。
Furthermore, the lower part of the first and
従って、冷媒出口配管17は第1セパレータ14aよりも下方に配置され、貫通穴19bは第2セパレータ15aよりも下方に配置されている。
Accordingly, the
この熱交換器では、上述の如く、凝縮部13aの下方に過冷却部13bが配置され、凝縮部13aおよび過冷却部13bの側方に気液分離器18が配置され、さらに、気液分離器18の上部が凝縮部13aの上端面よりも上方に突出する位置関係となっている。そして、気液分離器18の凝縮部13aの上端面よりも上方に突出した部位には、電気部品用ラジエータ2との結合用のブラケット20が設けられている。
In this heat exchanger, as described above, the
また、冷媒チューブ11の積層方向両端側には、冷媒チューブ11と平行に延びてコア部13を補強するサイドプレート21が配置されている。冷媒チューブ11の積層方向下端側のサイドプレート21には、本実施形態の熱交換器をエンジン用ラジエータ3に取付けるためのブラケット22が2つ設けられている。
Further,
また、第1冷媒ヘッダタンク14および第2冷媒ヘッダタンク15の上端および下端には、それぞれのヘッダタンク両端側を閉塞するタンクキャップが配設される。まず、第1冷媒ヘッダタンク14の上端側に配設されるタンクキャップ23について図3および図4により説明する。
In addition, tank caps are provided at the upper and lower ends of the first
図3(a)はタンクキャップ23の全体正面図、図3(b)は右側面図、図3(c)は上面図、および図4は図3(a)のB−B断面図を示す。なお、図3および図4のタンクキャップ23は、第1冷媒ヘッダタンク14の上端側に配設される前のタンクキャップ23単体を示す。
3A is an overall front view of the
まず、タンクキャップ23は、タンク閉塞部24、キャップ延長部25およびブラケット部26で構成される。従って、タンクキャップ23は本実施形態におけるブラケット付タンクキャップである。
First, the
タンク閉塞部24とキャップ延長部25は略平板形状で一体に構成されている。タンク閉塞部24は第1冷媒ヘッダタンク14の上端を閉塞し、キャップ延長部25はタンク閉塞部24からコア部13上端側のサイドプレート21上に重合するように伸びてサイドプレート21と接合される。
The
また、タンク閉塞部24は、タンクキャップ23と第1冷媒ヘッダタンク14との位置合わせと仮固定を行う位置合わせ用鍔24aを有しており、位置合わせ用鍔24aは、第1冷媒ヘッダタンク14の上端部を外周側から挟み込むことができるように3箇所に設けられている。
Further, the
キャップ延長部25は、タンクキャップ23とサイドプレート21との位置合わせと仮固定を行うための位置合わせ鍔25aを有しており、位置合わせ鍔25aはサイドプレート21を前後方向から挟み込むことができるように2箇所に設けられている。さらに、キャップ延長部25は、タンクキャップ23をサイドプレート21に前後両側からかしめ仮固定するための爪部25bを2箇所に有している。
The
また、ブラケット部26は凝縮器1と電気部品用ラジエータ2とを結合させるためのもので、タンク閉塞部24と結合される結合面部26aと、電気部品用ラジエータ2が取付けられる取付面部26bとを有している。結合面部26aと取付面部26bは凝縮器1の前面側で略直角に交わる位置関係になっており、図3(b)に示すように、ブラケット部26は蒸発器1の側方から見て略L字形状になっている。
The
さらに、本実施形態では、図4に示すように、タンク閉塞部24はピンかしめ用の貫通穴24bを有し、ブラケット部26はピンかしめ用の貫通穴26cを有しており、これらの貫通穴24b、26cに挿入されたピン27を上下方向から荷重をかけてかしめることで、タンク閉塞部24とブラケット部26とを結合している。
Furthermore, in this embodiment, as shown in FIG. 4, the
なお、本実施形態では、タンク閉塞部24とブラケット部26とをピン27を介してかしめ結合しているが、タンク閉塞部24とブラケット部26とを他の手段で結合してもよい。さらに、切削加工等でタンク閉塞部24とブラケット部26とを一体に構成したものを用いてもよい。
In the present embodiment, the
次に、第1冷媒ヘッダタンク14の下端側、第2冷媒ヘッダタンク15の上端側および下端側に配置されるタンクキャップ28について図5により説明する。タンクキャップ28はそれぞれの冷媒ヘッダタンク端部の閉塞のみを行うものである。
Next, the
図5(a)はタンクキャップ28の全体正面図、図5(b)は上面図であり、タンクキャップ28は、タンクキャップ23と同様のタンク閉塞部28aとキャップ延長部28bを有しているが、ブラケット部は有していない。なお、図5のタンクキャップ28は、冷媒ヘッダタンクに配設される前のタンクキャップ28の単体を示す。
5A is an overall front view of the
また、タンク閉塞部28aは、タンクキャップ23と同様の位置合わせ用鍔28cを3箇所に有しているが、ピンかしめ用の貫通穴は有していない。さらに、キャップ延長部28bはタンクキャップ23と同様の位置合わせ用鍔28dを有しているが、サイドプレート21に前後両側からかしめ仮固定するための爪部は有していない。
Further, the
凝縮器1は上記のような構成になっており、さらに、本実施形態では凝縮器1の構成部品は全てアルミニウム合金製として、ろう接にて一体に接合されている。
The
ここで、「ろう接」とは、例えば「接続・接合技術」(東京電機大学出版局)に記載されているように、ろう材やはんだを用いて母材を融解させないように接合する技術をいう。特に融点が450℃以上の溶加材(ろう材)を用いて接合するときをろう付けといい、融点450℃未満の溶加材(はんだ)を用いて接合するときをはんだ付けという。後述するように本実施形態では、ろう接のうち「ろう付け」によって一体に接合している。 Here, “brazing” is a technique for joining so as not to melt the base material using brazing material or solder, as described in, for example, “Connection / Joint Technology” (Tokyo Denki University Press). Say. In particular, when joining using a filler material (brazing material) having a melting point of 450 ° C. or higher is called brazing, and joining using a filler material (solder) having a melting point of less than 450 ° C. is called soldering. As will be described later, in the present embodiment, they are integrally joined by “brazing” of brazing.
次に、電気部品用ラジエータ2は、内部を冷却水が流れる多数の冷却水チューブ31が積層され、冷却水と空気との熱交換を促進するフィン32が隣接する冷却水チューブ31間に配設されている。この冷却水チューブ31とフィン32により略矩形状のコア部33が構成される。
Next, in the
冷却水チューブ31の長手方向両端側には、全ての冷却水チューブ31に連通するとともに、冷却水チューブ31への冷却水の分配を行う第1冷却水ヘッダタンク34と、冷却水チューブ31からの冷却水の集合を行う第2冷却水ヘッダタンク35が配設されている。
At both ends in the longitudinal direction of the cooling
この第1冷却水ヘッダタンク34および第2冷却水ヘッダタンク35は、冷却水チューブ31と同数のスリット穴(図示せず。)を有しており、このスリット穴を介して全ての冷却水チューブ31と連通している。
The first cooling
また、第1冷却水ヘッダタンク34には、冷却水を電気部品用ラジエータ2内部に流入させる冷却水入口配管36が設けられ、さらに、第2冷却水ヘッダタンク35には、冷却水を電気部品用ラジエータ2内部から流出させる冷却水出口配管37および空気抜き用バルブ38が設けられている。
The first cooling
さらに、第1冷却水ヘッダタンク34の下部側には、凝縮器1のタンクキャップ23のブラケット部26を介して凝縮器1と電気部品用ラジエータ2を結合するためのネジ穴(図示せず。)が設けられ、第2冷却水ヘッダタンク35の下部側には、凝縮器1の気液分離器18のブラケット20を介して凝縮器1と電気部品用ラジエータ2を結合するためのネジ穴(図示せず。)が設けられている。
Further, a screw hole (not shown) for connecting the
また、冷却水チューブ31の積層方向両端側には、冷却水チューブ31と平行に延びてコア部33を補強するサイドプレート39が配置されている。冷却水チューブ31の積層方向上端側のサイドプレート39には、電気部品用ラジエータ2をエンジン用ラジエータ3に取付けるための取付けブラケット40が2つ設けられている。
In addition,
また、第1冷却水ヘッダタンク34および第2冷却水ヘッダタンク35の上端部および下端部には、それぞれのヘッダタンク両端側を閉塞するタンクキャップ(図示せず。)が配設される。
In addition, tank caps (not shown) that close both end sides of the respective header tanks are disposed at the upper end and the lower end of the first
電気部品用ラジエータ2は上記のような構成になっており、さらに、本実施形態では電気部品用ラジエータ2の構成部品は全てアルミニウム合金製として、凝縮器1と同様にろう接にて一体に接合されている。後述するように本実施形態では、ろう接のうち「ろう付け」によって一体に接合している。
The
そして、凝縮器1と電気部品用ラジエータ2は、タンクキャップ23のブラケット部26を貫通するボルト41を第1冷却水ヘッダタンク34に設けられたネジ穴に締結し、さらに、気液分離器18のブラケット20を貫通するボルト42を第2冷却水ヘッダタンク35に設けられたネジ穴に締結することで一体化されている。
Then, the
上記のような構成の熱交換器を図2のように車両に搭載し、電動ファン7を作動させてラジエータグリル5から空気をエンジンルームに流入させると、流入した空気は凝縮器1および電気部品用ラジエータ2を通過する。
When the heat exchanger configured as described above is mounted on the vehicle as shown in FIG. 2 and the electric fan 7 is operated to cause air to flow from the
その際、凝縮器1は圧縮機から吐出した高温・高圧の冷媒と空気とを熱交換させて冷媒を冷却し凝縮させ、電気部品用ラジエータ2は電気機器部品を冷却して温度が上昇した冷却水と空気とを熱交換して冷却水を冷却させることができる。
At that time, the
次に、本発明の熱交換器の製造工程について説明する。蒸発器1と電気部品用ラジエータ2は別々に製造された後に、前述のように一体に結合されるので、まず、蒸発器1の製造工程について説明する。
Next, the manufacturing process of the heat exchanger of this invention is demonstrated. Since the
蒸発器1の製造工程では、まず、多数の冷媒チューブ11を、第1冷媒ヘッダタンク14および第2冷媒ヘッダタンク15に設けられたスリット穴に挿入すると共に、冷媒チューブ11の間にフィン12を介設して、凝縮器1を組立てる。
In the manufacturing process of the
そして、最上段の冷媒チューブ11の上側にフィン12を介してサイドプレート21を配置するとともに、最下段の冷媒チューブ11の下側にフィン12を介してサイドプレート21を配置して、これらを図9の如く、ワイヤ43で仮固定して上下方向にずれないようにする。なお、図9は後述する蒸発器のろう接後の変形を説明する図であり、この状態の仮固定状態を示したものではない。
Then, the
さらに、第1冷媒ヘッダタンク14には、第1冷媒ヘッダタンク14に予め設けられた連通穴位置に冷媒入口配管16および冷媒出口配管17がかしめ仮固定される。また、第1冷媒ヘッダタンク14内部の所定の位置に第1セパレータ14aが仮固定される。
Further, the
一方、第2冷媒ヘッダタンク15には、第2冷媒ヘッダタンク15に予め設けられた連通穴位置に適合するようにプレート19および気液分離器18がかしめ仮固定される。また、第2冷媒ヘッダタンク15内部の所定の位置に第2セパレータ15aが仮固定される。
On the other hand, the
さらに、下端側のサイドプレート21には、エンジン用ラジエータ3に取付けるためのブラケット22がかしめ仮固定される。
Furthermore, a
この状態で全体を左右両側から専用治具で固定してずれないようにする。そして、タンクキャップ23を第1冷媒ヘッダタンク14上端部に仮固定し、第1冷媒ヘッダタンク14下端部、第2冷媒ヘッダタンク15上下端部にタンクキャップ28を仮固定する。
In this state, the whole is fixed from both the left and right sides with a dedicated jig so as not to be displaced. Then, the
具体的には、タンクキャップ23の位置合わせ鍔24aで第1冷媒ヘッダタンク14上端部を挟み込むともに、位置合わせ鍔25aでサイドプレート21を挟み込んでかしめ仮固定する。また、タンクキャップ28の位置合わせ鍔28cでヘッダタンク14、15の上端部および下端部を挟み込むとともに、位置合わせ鍔28dでサイドプレート21を挟み込んでかしめ仮固定している。
Specifically, the upper end of the first
次に、第1冷媒ヘッダタンク14上端部に配置されるタンクキャップ23の爪部25bを、サイドプレート21にかしめる。図6および図7は、タンクキャップ23近傍(図1のC部)を拡大図示したもので、図6は爪部25bをかしめる前を示し、図7は爪部25bをかしめた後を示す。なお、参考として電気部品用ラジエータ2を破線に示す。さらに、図8は爪部25bをかしめた後の状態の図7のD−D断面である。
Next, the
図8に示すように、爪部25bはサイドプレート21の外縁形状に沿ってサイドプレート21の下側に回り込むように折り曲げることによって、かしめられる。これにより、タンクキャップ23がヘッダタンク14の軸方向およびコア部13に垂直な方向へ動くことを規制でき、位置合わせ鍔24a、25aによる仮固定に対してより強固なかしめ仮固定が可能となる。
As shown in FIG. 8, the
ところで、本実施形態の凝縮器1では、図9に示すように、ワイヤ43によって仮固定されている。このワイヤ43は、ろう接時に加熱されることで各構成部品が熱膨張しても仮固定状態を維持できるように、所定の張力(テンション)で各構成部品を仮固定している。
By the way, in the
このため、ろう接後に各構成部品が冷却されて収縮する際の収縮量が相違してしまう。つまり、ワイヤ43によって拘束されている部位と拘束されていない部位では収縮量が相違する。例えば、本実施形態の蒸発器1では、熱交換器の中央側が矢印F、G方向に凹むように変形する。ここで、図9の破線は変形前の形状を示し、実線は変形後の形状を示す。
For this reason, the amount of contraction when each component is cooled and contracted after brazing is different. That is, the contraction amount is different between the portion restrained by the
これは、ワイヤ43によって拘束されている部位では、ワイヤ43の拘束力によって膨張量に対して収縮量が多くなるからである。従って、サイドプレート21の中央側にタンクキャップ23を仮固定すると、ろう接後のサイドプレート21の変形に伴って、タンクキャップ23の位置ずれも生じやすい。
This is because the amount of contraction increases with respect to the amount of expansion at the portion constrained by the
そこで、本実施形態では、爪部25bのかしめ位置は、サイドプレート21と第1冷媒ヘッダタンク14の接合部から5mm以内の位置に設定している。なお、詳細には、図7のEの距離、すなわち、サイドプレート21と第1冷媒ヘッダタンク14との接合部から爪部25bの中心位置までの距離が5mm以下であればよい。
Therefore, in the present embodiment, the caulking position of the
この状態で、全体を加熱手段によって約600℃程度に加熱して、各構成部品表面に予めクラッドされたろう材を融解させる。そして、再びろう材が凝固するまで冷却することで、構成部品が一体にろう付けされて蒸発器1が製造される。
In this state, the whole is heated to about 600 ° C. by the heating means to melt the brazing material clad in advance on the surface of each component. Then, by cooling until the brazing material is solidified again, the components are brazed together and the
次に、電気部品用ラジエータ2の製造工程では、凝縮器1の製造工程と同様に、多数の冷却水チューブ31を第1冷却水ヘッダタンク34および第2冷却水ヘッダタンク35に設けられたスリット穴に挿入すると共に、冷却水チューブ31の間にフィン32を介設して、電気部品用ラジエータ2を組立てる。
Next, in the manufacturing process of the
さらに、最上段の冷却水チューブ31の上側にフィン32を介してサイドプレート39を配置するとともに、最下段の冷却水チューブ31の下側にフィン32を介してサイドプレート39を配置して、これらを蒸発器1と同様にワイヤで固定して上下方向にずれないようにする。
Further, the
また、第1冷却水ヘッダタンク34には、第1冷却水ヘッダタンク34に予め設けられた連通穴位置に冷却水入口配管36がかしめ仮固定され、第2冷却水ヘッダタンク35には、第2冷却水ヘッダタンク35に予め設けられた連通穴位置に冷却水出口配管37および空気抜き用バルブ38がかしめ仮固定される。
In addition, a cooling
さらに、上端側のサイドプレート39には、エンジン用ラジエータ3に取付けるためのブラケット22がかしめ仮固定される。この状態で左右両側から専用治具で固定してずれないようにする。
Further, a
次に、凝縮器1と同様に、冷却水ヘッダタンク34、35用のタンクキャップを冷却水ヘッダタンク34、35の上下端部に仮固定する。この状態で、各構成部品がろう付けされて電気部品用ラジエータ2が製造される。
Next, similarly to the
次に、上述のように別々に製造された凝縮器1と電気部品用ラジエータ2とを、タンクキャップ23のブラケット部26を貫通するボルト41を第1冷却水ヘッダタンク34に設けられたネジ穴に締結し、さらに、気液分離器18のブラケット20を貫通するボルト42を第2冷却水ヘッダタンク35に設けられたネジ穴に締結することで一体化して、本実施形態の熱交換器が製造される。
Next, the
本実施形態の熱交換器の凝縮器1では上述の如く、タンクキャップ23に設けられた爪部25bをサイドプレート21の外周側に沿うように強固にかしめ仮固定しているので、製造コストの増加を招くことなく、ろう付け時にタンクキャップ23の仮固定状態を維持して、第1冷媒ヘッダタンク14上端部にタンクキャップ23を接合することができる。
In the
また、爪部25bは、ろう付け後の変形量が少ないサイドプレート21と第1冷媒ヘッダタンク14との接合部近傍にかしめ仮固定されているので、ろう付け後のタンクキャップ23の位置ずれを防止できる。その結果、ブラケット部26の位置ずれやタンクキャップ23と第1冷媒ヘッダタンク14との接合部からの流体漏れといったろう付け品質不良を効果的に防止することができる。
Further, the
さらに、凝縮器1と電気部品用ラジエータ2の近接するヘッダタンク同士をタンクキャップ23に設けられたブラケット部26を介して締結しているので、凝縮器1と電気部品用ラジエータ2の締結距離を短くして締結強度を確保することができる。
Furthermore, since the header tanks close to each other between the
(他の実施形態)
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、以下のように種々変形可能である。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified as follows.
(1)上記実施形態では、凝縮器1と電気部品用ラジエータ2と結合させた複数の熱交換器を一体化した熱交換器の例を説明したが、複数の熱交換器の組合せはこれに限定されない。例えば、凝縮器1とオイルを冷却するオイルクーラを一体化した熱交換器でもよい。
(1) In the above embodiment, an example of a heat exchanger in which a plurality of heat exchangers combined with the
(2)上記実施形態では、凝縮器1は液相冷媒を過冷却するサブクールタイプの凝縮器を採用しているが、過冷却部13bおよび気液分離器18を有していない凝縮器を用いても良い。
(2) In the above embodiment, the
(3)上記実施形態では、第1冷媒ヘッダタンク上端部にのみブラケットが配設されたタンクキャップ23を接合しているが、ブラケットが配設されたタンクキャップ23が配設される部位は、第1冷媒ヘッダタンク上端部に限定されるものではない。
(3) In the above embodiment, the
例えば、蒸発器1の左右方向の長さと電気部品用ラジエータ2の左右方向の長さとが同じである場合は、第1、第2冷媒ヘッダタンク14、15上端部に、ブラケットが配設されたタンクキャップ23を接合し、これらの2つのブラケットを利用して蒸発器1と電気部品用ラジエータ2を一体化してもよい。
For example, when the length of the
さらに、第1、第2冷媒ヘッダタンク14、15下端部に、ブラケットが配設されたタンクキャップ23を接合してもよい。そして、これら2つのブラケットにより凝縮器1とエンジン用ラジエータ3を結合してもよい。また、直接車両に固定するためのブラケットとして用いてもよい。
Furthermore, you may join the
(4)上記実施形態では、例えば冷媒入口配管16、冷媒出口配管17等の構成部品を仮固定した後に一体にろう付けしているが、構成部品は上記実施形態に用いたものに限定されない。熱交換器の種類や用途によって必要となる構成部品であって、ろう付け可能な構成部品をかしめ等で仮固定した後に一体にろう付けしてもよい。
(4) In the above embodiment, for example, the component parts such as the
(5)上記実施形態では、本発明を車両用の熱交換器に適用した例を示したが、本発明の趣旨に合致するものであれば、車両用に限定されず熱交換器一般に適用可能である。 (5) In the above embodiment, an example in which the present invention is applied to a heat exchanger for a vehicle has been shown. However, as long as it matches the gist of the present invention, the present invention is not limited to a vehicle and can be generally applied to a heat exchanger. It is.
1…凝縮器、2…電気部品用ラジエータ、11…冷媒チューブ、13、33…コア部、
14…第1冷媒ヘッダタンク、15…第2冷媒ヘッダタンク、
21…サイドプレート、23、28…タンクキャップ、25b…爪部、
26…ブラケット部、31…冷却水チューブ、
34…第1冷却水ヘッダタンク、35…第2冷却水ヘッダタンク。
DESCRIPTION OF
14 ... 1st refrigerant header tank, 15 ... 2nd refrigerant header tank,
21 ... side plate, 23, 28 ... tank cap, 25b ... claw part,
26 ... Bracket part, 31 ... Cooling water tube,
34 ... 1st cooling water header tank, 35 ... 2nd cooling water header tank.
Claims (5)
前記コア部(13)の両端側に配設されて前記コア部(13)を補強するサイドプレート(21)と、
前記チューブ(11)の長手方向両端側に配設されて前記チューブ(11)と連通する一対のヘッダタンク(14、15)と、
前記ヘッダタンク(14)の長手方向端部を閉塞するタンクキャップ(23、28)とを備え、
前記タンクキャップ(23、28)の少なくとも1つは、ブラケット(26)が配設されたブラケット付タンクキャップ(23)であり、
前記ブラケット付タンクキャップ(23)は、前記サイドプレート(21)への仮固定手段(25b)を有し、
さらに、前記ブラケット付タンクキャップ(23)は、前記仮固定手段(25b)によって前記サイドプレート(21)に仮固定された状態で、前記ヘッダタンク(14)に接合されていることを特徴とする熱交換器。 A core portion (13) configured with a plurality of tubes (11) through which fluid passes;
A side plate (21) disposed on both ends of the core portion (13) to reinforce the core portion (13);
A pair of header tanks (14, 15) disposed on both ends in the longitudinal direction of the tube (11) and communicating with the tube (11);
A tank cap (23, 28) for closing the longitudinal end of the header tank (14);
At least one of the tank caps (23, 28) is a bracket-equipped tank cap (23) provided with a bracket (26),
The tank cap with bracket (23) has a temporary fixing means (25b) to the side plate (21),
Further, the tank cap with bracket (23) is joined to the header tank (14) while being temporarily fixed to the side plate (21) by the temporary fixing means (25b). Heat exchanger.
第2流体が通過する複数の第2チューブ(31)を有して構成された第2コア部(33)と、前記第2チューブ(31)の長手方向両端側に配置されて前記第2チューブ(31)と連通する一対の第2ヘッダタンク(34、35)とを有する第2熱交換器(2)とを備え、
前記ブラケット付タンクキャップ(23)は、前記サイドプレート(21)への仮固定手段(25b)を有し、
さらに、前記ブラケット付タンクキャップ(23)は、前記仮固定手段(25b)によって前記サイドプレート(21)に仮固定された状態で、前記第1ヘッダタンク(14)に接合されており、
前記第1熱交換器(1)と前記第2熱交換器(2)とは、前記ブラケット(26)を介して、前記第1流体および前記第2流体と熱交換する第3流体の流れ方向に対して並列に結合されていることを特徴とする熱交換器。 A first core portion (13) configured to have a plurality of first tubes (11) through which a first fluid passes, and the first core disposed on both ends of the first core portion (13). A side plate (21) that reinforces the portion (13) and a pair of first header tanks (14, 14) that are disposed on both longitudinal ends of the first tube (11) and communicate with the first tube (11) 15) and tank caps (23, 28) for closing the longitudinal end of the first header tank (14), and at least one of the tank caps (23) is provided with a bracket (26). A first heat exchanger (1) which is a tank cap (23) with bracket provided;
A second core portion (33) configured to have a plurality of second tubes (31) through which the second fluid passes, and the second tube disposed at both longitudinal ends of the second tube (31). A second heat exchanger (2) having a pair of second header tanks (34, 35) communicating with (31),
The tank cap with bracket (23) has a temporary fixing means (25b) to the side plate (21),
Further, the tank cap with bracket (23) is joined to the first header tank (14) in a state of being temporarily fixed to the side plate (21) by the temporary fixing means (25b),
The first heat exchanger (1) and the second heat exchanger (2) flow in the direction of the third fluid that exchanges heat with the first fluid and the second fluid via the bracket (26). The heat exchanger is characterized by being connected in parallel to the heat exchanger.
前記爪部(25b)は、前記サイドプレート(21)と前記第1ヘッダタンク(14)との接合部近傍にかしめられることを特徴とする請求項2に記載の熱交換器。 The temporary fixing means is a claw portion (25b) that is caulked to the outer edge portion of the side plate (21) by bending,
The heat exchanger according to claim 2, wherein the claw portion (25b) is caulked in the vicinity of a joint portion between the side plate (21) and the first header tank (14).
前記仮固定手段(25b)によって、前記ブラケット付タンクキャップ(23)を前記サイドプレート(21)に仮固定する第1工程と、
前記第1工程の後に、前記ブラケット付タンクキャップ(23)と前記第1ヘッダタンク(14)とを接合する第2工程とを有することを特徴とする熱交換器の製造方法。
It is a manufacturing method of the 1st heat exchanger (1) according to claim 2 or 4,
A first step of temporarily fixing the tank cap with bracket (23) to the side plate (21) by the temporary fixing means (25b);
After the said 1st process, it has a 2nd process of joining the said tank cap with bracket (23) and the said 1st header tank (14), The manufacturing method of the heat exchanger characterized by the above-mentioned.
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