(57)【要約】【課題】  伝熱管素子を容易に積層でき、接続部同士の嵌合を堅固にして両者の位置ずれを無くすことにより、良好なロー付けを可能にして製品の性能及び信頼性を向上できる積層型エバポレータのコア部構造及びその組付け方法、組付け用治具の提供。【解決手段】  伝熱管素子４の一端側及び多端側に幅方向外側に突出した筒状の接続部１９を有し、且つ、隣り合う伝熱管素子12,13同士の間にフィン５を設けた状態で接続部１９同士を嵌合させることにより複数の伝熱管素子４を積層した積層型エバポレータのコア部構造において、嵌合する接続部１９のうち、一方の接続部９の端部に径方向内側に突出するバーリング部１１を形成すると共に、該バーリング部１１を拡径させて他方の接続部１０の端部内側に加締めることにより両者を連結した。【選択図】      図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝熱管素子の一端側及び多端側に幅方向外側に突出した筒状の接続部を有し、且つ、隣り合う伝熱管素子同士の間にフィンを設けた状態で接続部同士を嵌合させることにより複数の伝熱管素子を積層した積層型エバポレータのコア部構造において、
前記嵌合する接続部のうち、一方の接続部の端部に径方向内側に突出するバーリング部を形成すると共に、該バーリング部を拡径させて他方の接続部の端部内側に加締めることにより両者を連結したことを特徴とする積層型エバポレータのコア部構造。
【請求項２】
請求項１記載の積層型エバポレータのコア部構造において、
前記一方の接続部を、該一方の接続部と他方の接続部との間を流通する冷媒の流れの上流側に配置したことを特徴とする積層型エバポレータのコア部構造。
【請求項３】
請求項１または２記載の積層型エバポレータのコア部構造において、
前記バーリング部の先端に径方向外側へ折り返される折り返し部を形成したことを特徴とする積層型エバポレータのコア部構造。
【請求項４】
伝熱管素子の一端側及び多端側に幅方向外側に突出した筒状の接続部を有し、且つ、隣り合う伝熱管素子同士の間にフィンを設けた状態で接続部同士を嵌合させることにより複数の伝熱管素子を積層した積層型エバポレータのコア部の組付け方法において、
前記嵌合する接続部のうち、一方の接続部の端部に径方向内側に突出するバーリング部を形成した後、伝熱管素子とフィンを交互に積層する工程と、
前記積層された接続部同士の間にパンチを挿入してバーリング部を拡径させることにより、該バーリング部で他方の接続部の端部内側に加締めて両者を連結する工程を有することを特徴とする積層型エバポレータのコア部の組付け方法。
【請求項５】
伝熱管素子の一端側及び多端側に幅方向外側に突出した筒状の接続部を有し、且つ、隣り合う伝熱管素子同士の間にフィンを設けた状態で接続部同士を嵌合させることにより複数の伝熱管素子を積層した積層型エバポレータのコア部の組付け用治具であって、
前記コア部における最外端の接続部同士を挟持固定するプレートと、
前記接続部同士の間に挿入可能で、且つ、前記嵌合する接続部のうち、一方の接続部の端部から径方向内側に突出するバーリング部を拡径して他方の接続部の端部内側に加締めるためのパンチを有することを特徴とする積層型エバポレータのコア部の組付け用治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の車室内の空気調和装置として用いられる積層型エバポレータのコア部構造及びその組付け方法、組付け用治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の積層型エバポレータのコア部構造は、それぞれの片面に凹部を形成したチューブシートを２枚１組とし、互いの凹部同士を整合させた状態で最中状に重ね合わせて互いに気密且つ液密に接合することにより伝熱管素子を形成し、該伝熱管素子同士の間にフィンを設けた状態で複数の伝熱管素子を積層した構造になっている（特許文献１〜３参照。）。
【０００３】
このような積層型エバポレータのコア部構造には、伝熱管素子の一端側及び多端側において幅方向外側に突出した筒状の接続部が設けられており、隣り合う接続部同士を嵌合させることにより両者を連結している。
【特許文献１】特開平１０−２３８８９６号公報
【特許文献２】特開２００２−１０７００４号公報
【特許文献３】特開２００２−３１８０３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１〜３記載の積層型エバポレータのコア部構造にあっては、伝熱管素子を積層させる際に接続部同士が位置ずれし易いため、組付け時の作業性が悪いという問題点があった。
【０００５】
また、伝熱管素子を積層して仮組状態にしたコア部を加熱炉へ搬送する際に接続部を含むコア部が位置ずれする虞があり、ロー付け不良が発生する虞があった。
【０００６】
本発明は上記問題点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、伝熱管素子を容易に積層でき、接続部同士の嵌合を堅固にして両者の位置ずれを無くすことにより、良好なロー付けを可能にして製品の性能及び信頼性を向上できる積層型エバポレータのコア部構造及びその組付け方法、組付け用治具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１記載の発明では、伝熱管素子の一端側及び多端側に幅方向外側に突出した筒状の接続部を有し、且つ、隣り合う伝熱管素子同士の間にフィンを設けた状態で接続部同士を嵌合させることにより複数の伝熱管素子を積層した積層型エバポレータのコア部構造において、前記嵌合する接続部のうち、一方の接続部の端部に径方向内側に突出するバーリング部を形成すると共に、該バーリング部を拡径させて他方の接続部の端部内側に加締めることにより両者を連結したことを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項２記載の発明では、請求項１記載の積層型エバポレータのコア部構造において、前記一方の接続部を、該一方の接続部と他方の接続部との間を流通する冷媒の流れの上流側に配置したことを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項３記載の発明では、請求項１または２記載の積層型エバポレータのコア部構造において、前記バーリング部の先端に径方向外側へ折り返される折り返し部を形成したことを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項４記載の発明では、伝熱管素子の一端側及び多端側に幅方向外側に突出した筒状の接続部を有し、且つ、隣り合う伝熱管素子同士の間にフィンを設けた状態で接続部同士を嵌合させることにより複数の伝熱管素子を積層した積層型エバポレータのコア部の組付け方法において、前記嵌合する接続部のうち、一方の接続部の端部に径方向内側に突出するバーリング部を形成した後、伝熱管素子とフィンを交互に積層する工程と、前記積層された接続部同士の間にパンチを挿入してバーリング部を拡径させることにより、該バーリング部で他方の接続部の端部内側に加締めて両者を連結する工程を有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項５記載の発明では、伝熱管素子の一端側及び多端側に幅方向外側に突出した筒状の接続部を有し、且つ、隣り合う伝熱管素子同士の間にフィンを設けた状態で接続部同士を嵌合させることにより複数の伝熱管素子を積層した積層型エバポレータのコア部の組付け用治具であって、前記コア部における最外端の接続部同士を挟持固定するプレートと、前記接続部同士の間に挿入可能で、且つ、前記嵌合する接続部のうち、一方の接続部の端部から径方向内側に突出するバーリング部を拡径して他方の接続部の端部内側に加締めるためのパンチを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の発明にあっては、嵌合する接続部のうち、一方の接続部の端部に径方向内側に突出するバーリング部を形成すると共に、該バーリング部を拡径させて他方の接続部の端部内側に加締めることにより両者を連結したため、各伝熱管素子における接続部同士の連結を強化してコア部の位置ずれを無くすことができ、良好なロー付けを可能にして製品の性能及び信頼性を向上できる。
【００１３】
請求項２記載の発明にあっては、一方の接続部は、該一方の接続部と他方の接続部との間を流通する冷媒の流れの上流側に位置することとしたため、バーリング部の先端方向へ冷媒を流すことができ、これにより冷媒の流通抵抗の増加を抑えて積層型エバポレータの性能向上を図れる。
【００１４】
請求項３記載の発明にあっては、バーリング部の先端に径方向外側へ折り返される折り返し部を形成したため、冷媒の流れ方向に関係なく、冷媒の流通抵抗を少なくでき、積層型エバポレータの性能向上を図れる。
【００１５】
請求項４記載の発明にあっては、嵌合する接続部のうち、一方の接続部の端部に径方向内側に突出するバーリング部を形成した後、伝熱管素子とフィンを交互に積層する工程と、前記積層された接続部同士の間にパンチを挿入してバーリング部を拡径させることにより、該バーリング部で他方の接続部の端部内側に加締めて両者を連結する工程を有することとしたため、積層された伝熱管素子の接続部同士の間にパンチを挿入してバーリング部を他方の接続部の端部内側に加締めるという簡便な作業でもって伝熱管素子同士を連結できると同時に、コア部の各部を整合させた状態にできる積層型エバポレータのコア部の組付け方法を実現できる。
【００１６】
請求項５記載の発明にあっては、コア部における最外端の接続部同士を挟持固定するプレートと、前記接続部同士の間に挿入可能で、且つ、前記嵌合する接続部のうち、一方の接続部の端部から径方向内側に突出するバーリング部を拡径して他方の接続部の端部内側に加締めるためのパンチを有することとしたため、簡便な構成でもって伝熱管素子同士を連結できると同時に、コア部の各部を整合させた状態に維持可能な積層型エバポレータのコア部の組付け用治具を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１８】
以下、実施例１を説明する。
図１は本実施例１の積層型エバポレータのコア部の冷媒の流れを説明する図、図２は本発明の実施例１の積層型エバポレータのコア部の斜視図、図３は伝熱管素子の平面図、図４は同斜視図、図５は図４のＳ５−Ｓ５線における伝熱管素子の分解側断面図である。
図６は図１中のチューブシート３０を示す平面図、図７は図１中のチューブシート４０を示す平面図、図８は図１中のチューブシート５０を示す平面図である。
【００１９】
図９はコア部の積層を説明する図、図１０は本実施例１の積層型エバポレータのコア部の組付け用治具を示す斜視図、図１１は図１０のＳ１１−Ｓ１１線におけるコア部の組付けを説明する図、図１２は図１０のＳ１１−Ｓ１１線におけるコア部の組付けを説明する図、図１３は図１０のＳ１３−Ｓ１３線におけるコア部の組付けを説明する図である。
【００２０】
先ず、概略を説明すると、本実施例１の積層型エバポレータは、図１に示すように、冷媒入口である吸入ポート１からコア部２に流入した低温の冷媒が、矢印方向で示す流路を流通する間に後述するフィン５を介して外気の熱を奪って熱交換した後、高温になって冷媒出口である排出ポート３から排出され、図外のコンプレッサ、コンデンサを経て吸入ポート１に再び流入する冷却回路に適用されるものである。
なお、コア部２に流通する冷媒の流路は様々なタイプがあり、本発明は図１に示す流路に限定されるものではなく、一般的な全ての積層型エバポレータに適用可能である。
【００２１】
図２に示すように、本実施例１の積層型エバポレータのコア部構造は、複数の伝熱管素子４と、該伝熱管素子４同士の間に設けられるフィン５を主要な構成としている。
【００２２】
図３〜５に示すように、前記伝熱管素子４は、片面に凹部6,6を有する同一形状のチューブシート７を２枚１組として、互いの凹部6,6同士を整合させた状態で、且つ、両者の間にインナーフィン８を介装した状態で最中状に重ね合わせることにより構成されている。
前記凹部6,6の一端側及び多端側には幅方向外側に突出した円筒状の接続部１９がそれぞれ形成される他、該両接続部１９のうち、一方の接続部９の端部はバーリング加工により径方向内側に突出した半円形状のバーリング部１１が形成され、他方の接続部１０の平坦部はピアス穴処理されている。
【００２３】
即ち、本実施例１の伝熱管素子４は片面に２箇所、両面で合計４箇所のバーリング部１１を有している。
また、前記フィン５、チューブシート７、インナーフィン８は全てアルミニウム製でその表面にはロー材を積層したクラッド層が形成されている。
【００２４】
そして、このように構成された伝熱管素子４を後述する組付け方法で積層することによりコア部２が形成されている。
なお、前述したチューブシート７は、図１で説明したような矢印方向の流路のコア部２を形成するために部位に応じて予め接続部１９の開口部が適宜塞がれたものが採用される。
例えば、図１中の伝熱管素子４のチューブシート３０は、図６に示す接続部３１が塞がれ、図１中の伝熱管素子４のチューブシート４０は、図７に示す接続部４１が塞がれる。さらに、図１中の伝熱管素子４のチューブシート５０は図８に示すように凹部6,6同士が連通した状態となる。
また、図２に示すように、吸入ポート１及び排出ポート３が形成されたチューブシート６０は下方の接続部が省略されている。
【００２５】
以下、本実施例１の積層型エバポレータのコア部の組付け方法及び組付け用治具を説明する。
本実施例１の積層型エバポレータのコア部を組付ける際には、先ず、図９に示すように、仮組みした状態の伝熱管素子４とフィン５交互に積層すると、隣り合う伝熱管素子12,13同士において、両者にそれぞれ形成された接続部９のバーリング部１１と接続部１０の端部内側が互いに係止した状態になる。
この際、前記バーリング部１１によって隣り合う伝熱管素子12,13同士を正確に位置決めすることができ、積層する際の作業性の向上を図れる。
【００２６】
次に、後述する組付け用治具を用いてコア部２の各部を隙間なく整合させた状態で組付ける。
具体的には、図１０、１１に示すように、本実施例１の組付け用治具は板状のプレート15a,15bと、プレート１５ａのパンチ穴15c,15dに上方から挿入するための略円柱状のパンチ16a,16bと、プレート１５ｂのパンチ穴15e,15fに下方から挿入するための略円柱状のパンチ16c,16dで構成されている。
【００２７】
そして、前記コア部２の最外端に位置する伝熱管素子18a,18bをプレート15a,15bで内側に挟持固定することによりコア部２の各部を整合させた状態にする。
なお、本実施例１では伝熱管素子18a,18bにおいてそれぞれプレート15a,15b側のバーリング部１１を予め切断しているが、コア部２を複数形成して連結するような場合には切断せずにプレート15a,15bにそれぞれ開口部を設けることによってバーリング部１１のプレート15a,15b側への突出を許容させても良い。
【００２８】
続いて、パンチ１６ａをパンチ穴１５ｃを介して伝熱管素子18a,18bの接続部１９同士の間に挿入し、パンチ１６ｃをパンチ穴１５ｅを介して伝熱管素子18a,18bの接続部１９同士の間に挿入すると、図１２に示すように、隣り合う伝熱管素子12,13同士において、パンチ16a,16cの圧入によって各バーリング部１１が拡径して対応する接続部１０の端部内側を加締め、結果、両者を連結できる。
同様に、図１３に示すように、パンチ１６ｂをパンチ穴１５ｄを介して伝熱管素子18a,18bの接続部１９同士の間に挿入し、パンチ１６ｄをパンチ穴１５ｆを介して伝熱管素子18a,18bの接続部１９同士の間に挿入すると、隣り合う伝熱管素子12,13同士において、パンチ16b,16dの圧入によって各バーリング部１１が拡径して対応する接続部１０の端部内側を加締め、結果、両者を連結できる。
【００２９】
従って、コア部２における隣合う伝熱管素子12,13の全ての接続部１９を正確に位置決めした状態で連結固定できる。
【００３０】
また、隣り合う伝熱管素子12,13同士において、バーリング部１１を冷媒の流れ（図１１の矢印Ａ、Ｂ方向）の上流側に位置するように設けることにより、冷媒がバーリング部１１の先端側に向かってスムーズに流れ、結果、バーリング部１１による冷媒の流通抵抗の増加を抑えることができる。
さらに、パンチ16a,16bの挿入方向も冷媒の流れ方向に一致しているため、パンチ16a〜16dの圧入抵抗をより少なくして容易にバーリング部１１を拡径できる。
【００３１】
最後に、前記プレート15a,15bとパンチ16a〜16dをコア部２から取り外して加熱炉へ搬送した後、コア部２をロー付け処理して終了する。
この際、前述したように、伝熱管素子４同士はバーリング部１１によって堅固に連結されているため、仮組状態を安定した状態で維持でき、加熱炉への搬送中や加熱中に接続部１９を含むコア部２が位置ずれする虞が無く、良好なロー付けを行える。
【００３２】
従って、本実施例１の積層型エバポレータ及びその組付け方法、組付け用治具にあっては、従来の発明に比べてより簡便な組付け方法及び組付け治具でもって各伝熱管素子４における接続部１９同士の連結をより強化でき、接続部１９を含むコア部２の位置ずれを無くして良好なロー付けを可能にし、この種の積層型エバポレータの性能及び信頼性を向上できる。
【実施例２】
【００３３】
以下、実施例２を説明する。
本実施例２の積層型エバポレータのコア部構造及びその組付け方法、組付け用治具では、バーリング部１１の先端の形状を変更した点において前記実施例１と相違し、それ以外は実施例１と同様であるため、同一の構成部材については同一の符号を付してその説明は省略する。
図１４は本発明の実施例２の伝熱管素子の分解側断面図、図１５は本実施例２のコア部の組付けを説明する図、図１６は本実施例２のコア部の組付けを説明する図、図１７は本実施例２のコア部の組付けを説明する図、図１８はその他の実施例のコア部の組付けを説明する図である。
【００３４】
本実施例２の積層型エバポレータのコア部構造は、図１４に示すように、チューブシート7,7の各々の接続部９に設けられたバーリング部１１の端部が軸方向に屈折した折り返し部２０が形成されている。
【００３５】
以下、本実施例２の積層型エバポレータのコア部の組付け方法及び組付け用治具を説明する。
本実施例２の積層型エバポレータのコア部を組付ける際には、前記実施例１で説明したように、仮組み状態にした伝熱管素子４とフィン５交互に積層してコア部２を仮組みした後、該コア部２の最外端に位置する伝熱管素子18a,18bをプレート15a,15bで内側に挟持固定することによりコア部２の各部を整合させた状態にする（図１５参照）。
【００３６】
続いて、パンチ１６ａをパンチ穴１５ｃを介して伝熱管素子18a,18bの接続部１９同士の間に挿入し、パンチ１６ｃをパンチ穴１５ｅを介して伝熱管素子18a,18bの接続部１９同士の間に挿入すると、図１６に示すように、隣り合う伝熱管素子12,13同士において、パンチ16a,16cの圧入によって各バーリング部１１が拡径して対応する接続部１０の端部内側を加締め、結果、両者を連結できると共に、各折り返し部２０が径方向外側へ折り返された状態になる。
同様に、図１７に示すように、パンチ１６ｂをパンチ穴１５ｄを介して伝熱管素子18a,18bの接続部１９同士の間に挿入し、パンチ１６ｄをパンチ穴１５ｆを介して伝熱管素子18a,18bの接続部１９同士の間に挿入すると、隣り合う伝熱管素子12,13同士において、パンチ16b,16dの圧入によって各バーリング部１１が拡径して対応する接続部１０の端部内側を加締め、結果、両者を連結できると共に、各折り返し部２０が径方向外側へ折り返された状態になる。
【００３７】
最後に、前記プレート15a,15bとパンチ16a〜16dをコア部２から取り外して加熱炉へ搬送した後、コア部２をロー付け処理して終了する。
【００３８】
従って、本実施例２の積層型エバポレータのコア部構造及びその組付け方法、組付け用治具にあっては、伝熱管素子４の全てのバーリング部１１の先端に径方向外側に折り返された折り返し部２０が形成され、これにより、冷媒の流れ方向に関係なくバーリング部１１による冷媒の流通抵抗の増加を抑えることができる。
さらに、パンチ16a〜16dの挿入方向も任意に設定でき、例えば、図１８に示すように、パンチ１６ｃ及びパンチ穴１５ｅをプレート１５ａ側に配置して、該パンチ１６ｃをパンチ１６ａと同じ方向に挿入してバーリング部１１を拡径させても良い。
【００３９】
以上、本実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
例えば、バーリング部１１の形状、形成数、形成位置については適宜設定でき、例えば、図１９に示すように爪状のバーリング部２５を複数（図１９では３箇所）形成して、より少ない力でバーリング部２５を拡径できるようにしても良い。
また、バーリング部１１を形成する接続部１９の位置はチューブシート７のタイプによって変更するため、それに応じてプレート１５のパンチ穴15c〜15fの位置及び形状、パンチ16a〜16dを挿入する深さを等を適宜変更することは本発明の範疇である。
また、可能であれば組付け用治具でコア部２の各伝熱間素子４同士を連結固定した後、組付け用治具と共に溶接炉でロー付け処理を行っても良い。
さらに、本発明の積層型エバポレータのコア部構造及びその組付け方法、組付け用治具をオイルクーラに適用することは当然考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本実施例１の積層型エバポレータのコア部の冷媒の流れを説明する図である。
【図２】本発明の実施例１の積層型エバポレータのコア部の斜視図である。
【図３】伝熱管素子の平面図である。
【図４】伝熱管素子の斜視図である。
【図５】図４のＳ５−Ｓ５線における伝熱管素子の分解側断面図である。
【図６】図１中のチューブシート３０を示す平面図である。
【図７】図１中のチューブシート４０を示す平面図である。
【図８】図１中のチューブシート５０を示す平面図である。
【図９】コア部の積層を説明する図である。
【図１０】本実施例１の積層型エバポレータのコア部の組付け用治具を示す斜視図である。
【図１１】図１０のＳ１１−Ｓ１１線におけるコア部の組付けを説明する図である。
【図１２】図１０のＳ１１−Ｓ１１線におけるコア部の組付けを説明する図である。
【図１３】図１０のＳ１３−Ｓ１３線におけるコア部の組付けを説明する図である。
【図１４】本発明の実施例２の伝熱管素子の分解側断面図である。
【図１５】本実施例２のコア部の組付けを説明する図である。
【図１６】本実施例２のコア部の組付けを説明する図である。
【図１７】本実施例２のコア部の組付けを説明する図である。
【図１８】その他の実施例のコア部の組付けを説明する図である。
【図１９】その他の実施例のバーリング部を説明する伝熱管素子の斜視図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  吸入ポート
２  コア部
３  排出ポート
４  伝熱管素子
５  フィン
６  凹部
７、３０、４０、５０  チューブシート
８  インナーフィン
９、１０、１９  接続部
１１  バーリング部
１２、１３  （隣り合う）伝熱管素子
１５ａ、１５ｂ  プレート
１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ、１５ｆ  パンチ穴
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ  パンチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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