図面 (/)

この項目の情報は公開日時点(2003年1月21日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (9)

課題

ばりの発生が無く完全に密封されて熱交換流体漏洩させない熱交換器を提供する。

解決手段

熱交換器は、複数の互に平行なプラスチック管12と、上記管12の端部に結合される一対のプラスチックコレクタープレートとを備える。コレクタープレートは複数のプラスチック製終端要素22により形成される。各終端要素22は管12の端部を収容するために半円形の座24,26を有する。第1終端要素22’の結合部分28は、上記溶接面34に対して後退した突き合わせ面を有する。第1終端要素22’に結合される第2終端要素22”の結合部分30は、上記溶接面34を越えて突出する溶接部分を有する。上記溶接部分の容積と、上記突き合わせ部分と溶接面34の間の容積との比は0.8〜1.3の範囲にある。

概要

背景

一連の相互に平行な列に配置された複数のプラスチック管と、管の端部に接続された一対のプラスチックコレクタープレートとを備えた車両用熱交換器は、既に提案されている。

概要

ばりの発生が無く完全に密封されて熱交換流体漏洩させない熱交換器を提供する。

熱交換器は、複数の互に平行なプラスチック管12と、上記管12の端部に結合される一対のプラスチック製コレクタープレートとを備える。コレクタープレートは複数のプラスチック製終端要素22により形成される。各終端要素22は管12の端部を収容するために半円形の座24,26を有する。第1終端要素22’の結合部分28は、上記溶接面34に対して後退した突き合わせ面を有する。第1終端要素22’に結合される第2終端要素22”の結合部分30は、上記溶接面34を越えて突出する溶接部分を有する。上記溶接部分の容積と、上記突き合わせ部分と溶接面34の間の容積との比は0.8〜1.3の範囲にある。

目的

本発明の目的は、上記欠点を克服できる改善を提供することである。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

一連の相互に平行な列に配置された複数のプラスチック管(12)と、上記管(12)のそれぞれの端部に結合された一対のプラスチックコレクタープレート(14)とを備え、各コレクタープレート(14)は複数のプラスチック終端要素(22)によって形成され、上記プラスチック終端要素(22)の各々は、列を成す上記管(12)の端部を収容するのに適した少なくとも1組の半円形の座(24、26)を有し、各終端要素(22)の上記半円形の座(24、26)は結合部分(28、30)によって互いに分離し、上記結合部分(28、30)は相補終端要素の対応する結合部分に溶接面(34)に沿って溶接するのに適している熱交換器(110)において、第1終端要素(22’)の上記結合部分(28)は、上記溶接面(34)に対して後退した突き合わせ面(36)を有し、上記第1終端要素(22’)に結合されるようになっている第2終端要素(22”)の上記結合部分(30)は、上記溶接面(34)を越えて突出する溶接部分(38)を有し、上記溶接部分(38)の容積と、上記突き合わせ部分(36)と上記溶接面(34)の間の容積との比(R)が0.8〜1.3の範囲内にあることを特徴とする熱交換器。

技術分野

0001

本発明は、請求項1の前提項にしたがってプラスチック材料で作られた熱交換器に関する。

背景技術

0002

一連の相互に平行な列に配置された複数のプラスチック管と、管の端部に接続された一対のプラスチックコレクタープレートとを備えた車両用熱交換器は、既に提案されている。

発明が解決しようとする課題

0003

コレクタープレートについて、コレクタープレートを一体に製造しようとする方策は、2種類の問題によって影響を受ける。すなわち、
− 高精度板打ち抜いて小さな直径(口径1.5〜5mm程度)の孔を多く(200〜2000個)あけると、孔内の鋳ばりの存在を回避しながら収縮および変形のチェックを必然的に伴うという問題。
管端部をコレクタープレートの孔へ自動的に挿入する問題。

0004

これらの欠点を克服するために、解決法が既に提案なされている。この解決法では、各コレクタープレートは、重ね合わて溶接される多数のプラスチック製終端要素から造られ、各終端要素は一連の半円形の座を有し、上記座は接合部によって互いに分離されている。上記接合部は、相補的な終端要素の対応する接合部に溶接するのに適したものである。この種の熱交換器の組立て手順は、第1番対の終端要素から開始される。すなわち、第1列の管の端部を終端要素の半円形の座に係合させ、次に、上記第1列の管の上に第2番対の終端要素を配置し、上記終端要素の接合部を溶接する。この作業順序は、完成された熱交換器を形成する管の列数に対応して幾度も繰り返えされる。隣接する終端要素は、例えば接合部分を相互接触させ融合させる超音波などの溶接によって結合される。この溶接作業は非常に繊細なもので、特に溶接パラメータについては正確な較正を必要とする。特に、非常に多量の材料が溶融すると、プラスチック材料によって形成されたバリが管の端部に侵入して、穿孔を引き起こす可能性があり、完成された熱交換器における熱交換流体漏洩という結果になる。他方、終端要素結合部の付き合わせ面間の間隔が、溶接の際に完全に閉塞されなければ、管端部とコレクタープレートの間の密閉が為されず、この場合も、完成された熱交換器において熱交換流体が漏洩する。

0005

本発明の目的は、上記欠点を克服できる改善を提供することである。

課題を解決するための手段

0006

本発明によると、この目的は、クレーム主題を構成する特徴を有する熱交換器によって達成される。

0007

本発明の特徴と利点は、非制限的な例として提供された下記の詳細な説明と添付図面の参照から明らかとなる。

発明を実施するための最良の形態

0008

図1を参照すると、品目10は全体がプラスチックでできた車両用熱交換器を示す。熱交換器10は熱交換コアを備える。上記熱交換コアは薄肉のプラスチック製細管から形成され、上記細管は多くの互に平行な列に配置されている。管の端部は一対のコレクタープレート14に結合され密封されるが、それはさらに説明される方法で理解される。2つのタンク16,18は、それぞれのコレクタープレート14に結合される。タンクの内の1つ18には、熱交換流体の入口および出口としての開口部20が設けられている。

0009

図2図3を参照すると、各コレクタープレート14は多くのプラスチック製終端要素22によって形成されている。各終端要素22は第1と第2の列の半円形座24と26を含み、上記半円形の座24と26は結合部28と30によって互いに分離されている。各終端要素22には1対のスペーサ要素32が備えられ、スペーサ要素32は他の同じ終端要素22の表面34に載置されるようになっている。

0010

図4を参照すると、図2に示された熱交換コアの組立ては個々の層を用いて行なわれ、各層は以下の作業順序によって実現される。
− 第1終端要素22’を準備し、
− 第1終端要素22’の座26に、列を成す管12の端部を設置し、
− 管12の端部が第2終端要素22”の座24と係合するように、第2終端要素22”を配置し、
結合要素22’と22”の結合部分28と30とを溶接面34に沿って溶接する。

0011

溶接は従来型超音波溶接装置を用いて行なわれる。溶接面34は理想的な接合面をしていて、対向する半円形の座24と26とが接合して管12の端部の外径と等しい直径の円形の座を形成する。

0012

図5は2つの相補的な結合部分28と30の拡大図を示し、上記結合部分28と30は溶接によって結合される。図5は、2つの終端要素22’と22”とに対する溶接面34の位置を示す。終端要素22’の各結合要素28は突き合わせ面36を有し、突き合わせ面36は溶接面34に対してセットバック後退)している。終端要素22’の突き合わせ面36と溶接面34との間の容積は、V’で示される。図5を参照すると、終端要素22”の各結合部分30は、溶接面34越えて突出する溶接部38を有している。溶接面34越えて突出する各結合部分30の材料の容積は、V”で示される。

0013

充填比Rは、容積V’とV”との間の比として定義される。本発明によると、充填比Rは0.8〜1.3の範囲にある。
R=V’/V”
0.8<R<1.3

0014

図6は、溶接が完了した後の結合部間の結合領域を示す。1に近い充填比を有していることによって、容積V’は容積V”の溶解した材料で満たされる。これにより、終端要素22’と22”との間で理想的な結合が行なわれる。特に、管の端部を閉塞する過剰な溶融材の問題、あるいは不十分な量の溶融材による不完全密封領域の問題は回避される。

0015

図7は、1.3を越える非常に高い充填比で溶接作業を行なった後の状況を示す。この場合、過剰な溶融材は、結合部分の相互結合する面から横方向に滲み出し、管のスペース侵害している。図7に概略的に図示されているように、溶解した材料は管壁に損傷を与え、熱交換流体の漏洩を引き起こし得る。図8は、これとは逆の状況を示し、0.8未満の非常に低い充填比で溶接が行なわれている。この場合、溶接された材料が、結合部の突き合わせ面間の空隙を満たすには不十分であり、コレクタープレートを介して熱交換流体の漏洩を引き起こす開口部を生じさせる。

0016

好適な結合条件は0.8〜1.3の範囲の充填比Rによって達成され、終端要素間で最良の結合が可能となって、図7および図8に図面化された両方の問題を回避することができる。

図面の簡単な説明

0017

図1本発明によるプラスチック製熱交換器を示す斜視図である。
図2図1の矢IIによって示される熱交換群の斜視図である。
図3図2の矢IIIによって示される終端要素の正面図である。
図42つの終端要素の間の溶接相を示す概略図である。
図5図4の矢Vによって示される部分の拡大詳細図である。
図6図5の矢VIによって示される溶接領域を示す概略図である。
図7終端要素の結合部分間において過剰な溶接材料が存在する状態での溶接領域を示す概略図である。
図8終端要素の結合部分間において不十分な溶接材料が存在する状態での溶接領域を示す概略図である。

--

0018

12…管、
14…コレクタープレート、
22…終端要素、
22’…第1終端要素、
22”…第2終端要素、
24,26…半円形の座、
28,30…結合部分、
34…溶接面、
110…熱交換器、
R…比。

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