JP7683055B2 - 管板用プロファイル、管板及び自動車空気調和システム用冷却器 - Google Patents

Description

本発明は冷却器の管板（ｔｕｂｅ ｓｈｅｅｔ）用プロファイル、このようなプロファイルを有する管板及び少なくとも１つの管板を有する、特に自動車空気調和システム用冷却器に関する。

自動車用冷却器は典型的に多数の平行する管、特に平板管（ｆｌａｔ ｔｕｂｅ）を備え、これら平板管内部では冷却剤が流れる。このような流れは特に、２つのいわゆる管板間で発生し、前記管板は多数の管が挿入される適したスロットを有し、前記多数の管は管板にハンダ付けされている。

前記のような連結位置は特に、冷却剤温度が急激に変わる時に特有の荷重を受ける。この場合、個別管の間で相当な温度差が発生することにより前記管が異なるように膨脹されて、これは管と管板間連結位置で相当な負荷を招く。従って、このような領域で発生する損傷はいわゆる熱衝撃に起因する。

このような背景から、本発明の課題は、熱衝撃にさらに強いプロファイル、管板及び冷却器を提供することにある。

前記課題は一方では請求項１に記載されるプロファイルにより解決される。これにより前記プロファイルは少なくとも２つのウェブトラフ（ｗａｖｅ ｔｒｏｕｇｈ）を有する管のスロット間で断面形状を有する。結果的に熱衝撃に対する耐性が顕著に向上するように、上述の負荷の場合に応力分布が改善される。初期テストの結果、２乃至３倍ほど向上した熱衝撃耐性を示した。

好ましい実施形態は追加請求項に記述されている。

２つのウェブトラフがその間に置かれるウェブピーク（ｗａｖｅ ｐｅａｋ）を有する場合、たとえ前記２つのウェブトラフにより管をほぼ「二重で」固定するのに十分であり、管のスロットが前記２つのウェブトラフ間で延長されても、少なくとも３つのウェブピークが提供されることが好ましい。即ち、これは各ウェブトラフに追加ウェブピークが連結されるということを意味する。ここではウェブトラフが管の方向に延長され、そしてウェブピークは管板または管板が提供された冷却器タンクの内部方向に延長されるという点が言及されなければならない。３つのウェブピークが提供される場合、管のスロットが２つの外側面から少なくとも外部ウェブピークの最も高い地点まで延長される。

幅広いテストを通じてウェブの個別半径の設計によって変わることが分かった。下記に与えられた値は１４乃至３７ｍｍの平板管の幅及び／または１乃至２ｍｍ、特に、約１．５ｍｍの本発明によるプロファイルの材料厚さ及び／または約４乃至６ｍｍのウェブトラフ及びピークの接線の間隔に適用される。従って、半径と関しては、請求項３及び４による値が好ましく、この場合、本発明によるプロファイルを有する管板と平板管間で特に堅固な連結でつながるということが明らかになった。相違する半径を考慮して、このような半径は常にプロファイルの内側で、即ち、チューブの反対側で測定され、そして外側が（プロファイルを横切って進行する）ウェブが始まる位置を意味する場合、外側または外部半径がプロファイルの外側に近い半径を示すことが言及されなければならない。ここではプロファイルの断面形状が典型的に言及したウェブ進行方向の中心と関連して対称であることが言及されなければならない。

また、研究範囲で少なくとも１つのウェブピークまたはトラフに少なくとも１つのフラットニング部がある場合、熱衝撃に耐える持続的な耐性にさらに有利である事実が明らかになった。

広範囲な研究範囲ではこのようなフラットニング部の幅に対して請求項６による一般式が決定された。この場合、Ｗ１乃至Ｗ４の値のうち１つだけが満たされるべきであり、これは同様にＲ１乃至Ｒ５のうち１つ以上の半径にも適用されるという点が強調されなければならない。

言及された方式で、本発明によるプロファイルはアルミニウムまたはアルミニウム合金からなることができる。

これは好ましくは少なくとも１つのプロファイルとハンダ付けされた多数の管、特に平板管にも同様に適用される。

第１実施形態の本発明によるプロファイルの斜視図である。 図１に示されるプロファイルの断面図の細部拡大図である。 本発明によるプロファイルの追加実施形態の図２に相応する図面である。 本発明によるプロファイルの追加実施形態の図２に相応する図面である。 本発明によるプロファイルの追加実施形態の図２に相応する図面である。 図２に示されるプロファイルの追加断面図である。 図２に示されるプロファイルの部分断面図である。 図４に示されるプロファイルの部分断面図である。

図１に示すように、冷却器の管板のための本発明のプロファイル（１０）は長く延長された長方形状及び丸い角及びエッジを有するフラットシェルの形態を有する。図１による上部面で、図示されるプロファイル（１０）は追加プロファイルにより閉鎖されて、その結果、作動中に典型的に垂直に整列される管板が製造される。図示されるプロファイル（１０）の下で図１の方向設定によって、そして典型的に水平方向に装着状態でプロファイル（１０）の「底部」に形成されたスロット（１６）に多数の扁平管が挿入されている。本発明はほとんどスロット（１６）間で維持される底部の断面形状と関連がある。図１による左側下部から右側上部方向に維持される底セクションの寸法は同じ方向にスロット（１６）の寸法より若干大きいが、特に１．５乃至２．５倍大きい。

図２では、底部のウェブ形態だけではなく追加で周辺を囲むウェブ（１８）が示され、この時、前記ウェブはそれぞれのスロット（１６）を囲み基本的に挿入される平板管の形態に相応する形態を有する。図６でさらに分かりやすいが、ウェブ（１８）は相当な、好ましくは円周にわたって一定の高さ（Ｈ）を有し、このような高さは挿入される平板管とのハンダ連結を確実に保障する。スロット（１６）とウェブ（１８）は典型的にバーリング（ｂｕｒｒｉｎｇ）工法により形成されている。

図２には、既にスロット（１６）間でプロファイル（１０）の本発明のウェブ形態が示され、前記ウェブ形態は図示される例では平板管（図示しない）側を向かう２つのウェブトラフ（１２）と３つのウェブピーク（１４）を有する。スロット（１６）は大体２つの外側ウェブピーク（１４）の最も高い地点まで延長される。

図２には、１８．５ｍｍの幅（図２において左側から右側に測定される）を有する平板管に対するプロファイルが図示され、図３は１４ｍｍの幅に対するプロファイルを図示し、図４は２５．２ｍｍの平板管の幅に対するプロファイルを図示し、そして図５は３６．４ｍｍの平板管の幅に対するプロファイルを図示する。図３に示すように、ここでウェブは若干より平らで、図４及び図５による実施形態でウェブピークは下記と同様に図７及び図８を参照してさらに詳細に分解して説明される。

図６には、半径（Ｒ１乃至Ｒ５）が示されるが、この場合は先ず前記半径が常に（図示しない）平板管の反対側に測定されたという点が強調されなければならない。この点で外側または外部半径は（側面）外側、即ち、図６で第１ウェブピーク（１４．１）と関連して左側で測定される半径を意味する。これと異なって内側または内部半径は、第１ウェブピーク（１４．１）の場合のように、例えば、Ｒ２のように、そして第１ウェブトラフ（１２．１）の場合、Ｒ４のように、継続して内部に（図６においては継続して右側に）置かれた位置で測定される。また、図６に示される本発明によるプロファイル断面形態は第２の中央ウェブピーク（１４．２）の中央に対称的であり、その結果、記述した方向表示とは反対に、図６によればプロファイルの右側半分に適用される。幅が１８．５ｍｍである平板管の好ましい値はＲ１＝２．３ｍｍ、Ｒ２＝２．６ｍｍ、Ｒ＝１．９ｍｍ、Ｒ４＝Ｒ５＝１．９ｍｍ及びＲ５＝４ｍｍである。

図７には、請求項６に提示されたフラットニング部が図示され、そして図６のプロファイルに対して図示されている。

図８のプロファイルは、図４のプロファイルに相応して、この場合、好ましい設計に相応するようにさらに広い平面セクション（Ｗ３）が与えられる。

１０ プロファイル
１２ ウェブトラフ
１２．１ 第１ウェブトラフ
１２．２ 第２ウェブピーク
１４ ウェブピーク
１４．１ 第１ウェブピーク
１４．２ 第２の中央ウェブピーク
１４．３ 第３ウェブピーク
１６ スロット
１８ ウェブ

Claims (7)

1. 冷却器の管板（ｔｕｂｅ ｓｈｅｅｔ）用プロファイル（１０）として、前記冷却器は多数の平行する管をさらに含み、前記管板が少なくとも２つのウェブトラフ（１２）を有する管のスロット間で断面形状を有し、
   少なくとも３つのウェブピーク（１４）がさらに提供され、
   外部から内部に第１ウェブピーク（１４．１）の外側半径（Ｒ１）、前記第１ウェブピーク（１４．１）の内側半径（Ｒ２）、第１ウェブトラフ（１２．１）の外側半径（Ｒ３）、前記第１ウェブトラフ（１２．１）の内側半径（Ｒ４）及び第２ウェブピーク（１４．２）の半径（Ｒ５）が下記のように
   Ｒ１＝１．５～３．５ｍｍ、
   Ｒ２＝２～４ｍｍ、
   Ｒ３＝１．９～５ｍｍ、
   Ｒ４＝１．９～４０ｍｍ、
   Ｒ５＝３～５０ｍｍに測定され、
   前記少なくとも２つのウェブトラフ（１２）と前記少なくとも３つのウェブピーク（１４）は、前記スロット間にも形成され、管板用プロファイル（１０）の底部の全領域にわたって形成され、少なくとも３つのウェブピーク（１４）は、２つの外側ウェブピーク（１４）を含み、前記スロットは、２つの外側ウェブピーク（１４）の最も高い地点まで延長され、前記スロットは、バーリングで形成されていることを特徴とする管板用プロファイル。
2. 少なくとも１つのウェブピーク（１４）またはトラフ（１２）が少なくても１つのフラットニング部を有することを特徴とする請求項１に記載の管板用プロファイル。
3. 外部から内部に第１ウェブピーク（１４．１）上にある少なくとも１つのフラットニング部（Ｗ１）、前記第１ウェブピーク（１４．１）と第１ウェブトラフ（１２．１）間少なくとも１つのフラットニング部（Ｗ２）、前記第１ウェブトラフ（１２．１）内にある少なくとも１つのフラットニング部（Ｗ３）及び前記第１ウェブトラフ（１２．１）と第２ウェブピーク（１４．２）間少なくとも１つのフラットニング部（Ｗ４）に対して次の式が適用され、
   この時、アルファ（α）は第１ウェブトラフ（１２．１）の接線と関連して前記第１ウェブトラフ（１２．１）と前記第２ウェブピーク（１４．２）の角度であり、また、Ｔｗｉｄｔｈは管の幅であり、また、Ｒ１～Ｒ５は、第１ウェブピーク（１４．１）の外側半径（Ｒ１）、第１ウェブピーク（１４．１）の内側半径（Ｒ２）、第１ウェブトラフ（１２．１）の外側半径（Ｒ３）、第１ウェブトラフ（１２．１）の内側半径（Ｒ４）および第２ウェブピーク（１４．２）の半径（Ｒ５）であることを特徴とする請求項２に記載の管板用プロファイル。
4. 前記管板用プロファイルがアルミニウムまたはアルミニウム合金からなることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の管板用プロファイル。
5. 請求項１乃至請求項４のうち何れか一項による少なくとも１つの管板用プロファイルを有することを特徴とする管板。
6. 請求項５による少なくとも１つの管板を有することを特徴とする自動車空気調和システム用冷却器。
7. 前記管がアルミニウムまたはアルミニウム合金で製造されて少なくとも１つの管板用プロファイルにハンダ付けされたことを特徴とする請求項６に記載の自動車空気調和システム用冷却器。

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