(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面を曲面としたヘッダと、このヘッダの一部に形成した通孔と、この通孔を通じてその一端を上記ヘッダ内に開口させたパイプと、このパイプの他端及び配管の端部を接続自在となす接続孔、及び、この接続孔で上記パイプの他端を接続自在となす端部が開口した接続面、及び、この接続面とは異なる面である、上記ヘッダの外周面に対してほぼ密接する当接面を有し、この当接面を上記ヘッダの一部で上記通孔と離隔した位置にろう付けする事により上記ヘッダに固定されるブラケットとを備えた配管接続用のブラケットを有する熱交換器に於いて、上記当接面から突出した金属製の円筒部と、上記ヘッダの一部で上記ブラケットをろう付け固定すべき部分に形成された、上記円筒部を挿通自在な係止孔とを備え、この円筒部を係止孔に挿通し、上記当接面を上記ヘッダの外周面に当接させ、上記円筒部の先端部で上記ヘッダの内周面から突出した部分を直径方向外方にかしめ広げる事により上記ブラケットとヘッダとを結合した状態で、これらブラケットとヘッダとをろう付けした事を特徴とする配管接続用のブラケットを有する熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明に係る配管接続用のブラケットを有する熱交換器は、例えば蒸気圧縮式冷凍機を構成するコンデンサとして利用する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用空調機には蒸気圧縮式冷凍機を組み込むが、この蒸気圧縮式冷凍機にはコンデンサを組み込んで、コンプレッサから吐出された高温・高圧の冷媒を凝縮液化する。この様なコンデンサとして使用される熱交換器として従来から、例えば実公平７−１７９６６号公報に記載されたものが知られている。図４〜５は、この公報に記載された熱交換器を示している。
【０００３】
この熱交換器１は、アルミニウム合金製の構成部材を一体ろう付けする事により造られており、互いに間隔をあけて平行に配置された左右１対のヘッダ２ａ、２ｂと、それぞれの両端部をこれら両ヘッダ２ａ、２ｂ内に通じさせた複数の扁平な伝熱管３、３と、隣り合う伝熱管３、３同士の間に挟持されたコルゲート型のフィン４、４とを備える。又、上記１対のヘッダ２ａ、２ｂの上下両端部内側面同士の間には、それぞれサイドプレート５ａ、５ｂを掛け渡している。又、これら各サイドプレート５ａ、５ｂと隣接する伝熱管３、３との間にも、フィン４、４を挟持している。
【０００４】
更に、一方（図４の右方）のヘッダ２ａの上端部外側面には導入口６を設け、他方（図４の左方）のヘッダ２ｂの上端部外側面には吐出口７を有するブラケット８を固定している。蒸気圧縮式冷凍機を構成した状態で、上記導入口６にはコンプレッサの吐出口に通じる配管の下流端が、上記吐出口７には、コンデンサとして使用される熱交換器１とエバポレータとの間に設けるリキッドタンクに通じる配管の上流端が、それぞれ接続される。
【０００５】
上記ブラケット８は、上記ヘッダ２ｂの外周面に対してほぼ密接する、半円筒状の当接面９を有し、この当接面９を上記ヘッダ２ｂの上端部外側面にろう付けする事により、このヘッダ２ｂに固定されている。又、このブラケット８の内側には接続孔１０を設けており、上記吐出口７は、この接続孔１０の上端部に通じさせている。又、この接続孔１０の下端部には、冷媒吐出用のパイプ１１の上端部を接続している。そして、このパイプ１１の下端部を、上記他方のヘッダ２ｂの下端部に形成した通孔１２を通じて、このヘッダ２ｂ内に開口させている。勿論、構成各部材同士の当接部で内部を冷媒が流通する部分は、気密且つ液密にろう付けする。尚、上記接続孔１０の下端部が開口する、上記ブラケット８の下面が、請求項に記載した接続面に相当する。
【０００６】
上述の様に構成される熱交換器１は次の様に作用する事により、コンプレッサから吐出された高温・高圧の冷媒蒸気を凝縮液化してから、上記リキッドタンク及び膨張弁を介して、エバポレータに送り込む。先ず、導入口６から一方のヘッダ２ａ内に送り込まれた高温・高圧の冷媒蒸気は、このヘッダ２ａから他方のヘッダ２ｂに向けて、複数の伝熱管３、３内を流れる。尚、各ヘッダ２ａ、２ｂ内を複数の室に分割し、これら両ヘッダ２ａ、２ｂ同士の間で冷媒が折り返しつつ流れる構造の熱交換器もある。この様な構造も本発明の対象となり得るが、本発明の要旨とは関係ない為、詳しい説明は省略する。
【０００７】
上記各伝熱管３、３内を流れる間に凝縮液化した冷媒は、上記他方のヘッダ２ｂの下部に溜った後、上記パイプ１１内を上記ブラケット８内の接続孔１０にまで押し上げられる。そして、この接続孔１０に通じる吐出口７から、上記リキッドタンクに向けて送り出される。尚、この様に吐出口７をヘッダ２ｂの上端部に設けるのは、コンデンサとして使用される熱交換器１と上記リキッドタンクとを接続する為の配管の都合による。
【０００８】
上述の様に構成され作用する熱交換器は、上記構成各部材２ａ、２ｂ、３、４、５ａ、５ｂ、６、７、８、１１を仮組み付けした状態で一体ろう付けする事により造る。このろう付けが完了するまでの間、これら構成各部材２ａ、２ｂ、３、４、５ａ、５ｂ、６、７、８、１１が所定の位置関係からずれない様にする必要がある。この為従来から、所望の治具を使用する事により上記構成各部材２ａ、２ｂ、３、４、５ａ、５ｂ、６、７、８、１１を抑え付けた状態のまま、これら構成各部材２ａ、２ｂ、３、４、５ａ、５ｂ、６、７、８、１１を加熱ろう付けしている。
【０００９】
但し、パイプ１１とブラケット８とは治具による支持が難しい為、別途点付け溶接により仮固定してから、上記加熱ろう付けを行なっている。即ち、上記ブラケット８とヘッダ２ｂとの当接部の一部、並びに上記パイプ１１の下端部外周面と前記通孔１２の内周縁との当接部の一部を、それぞれアルゴン溶接により点付け溶接している。この様な方法によりパイプ１１とブラケット８とを仮固定する場合、仮固定の為の手間が面倒で、熱交換器の製作費を高くする原因となる。
【００１０】
これに対して前記実公平７−１７９６６号公報には、上記ブラケット８に形成した当接面９を半円筒、若しくは半円筒よりも少し円筒に近くし（中心角が１８０度若しくは１８０度を越える形状とし）、上記ブラケット８をヘッダ２ｂに外嵌固定自在とする事により、上記手間をなくす構造が記載されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
当接面９の形状を工夫してブラケット８をヘッダ２ｂに外嵌固定自在にする場合には、このブラケット８の大きさが、本来配管を接続する為に必要とする以上に大きくなる。この結果、材料費が嵩む事により製作費が高くなる原因となるだけでなく、ブラケット８を備えた熱交換器１の重量が増大する。本発明の配管接続用のブラケットを有する熱交換器は、この様な事情に鑑みて発明したもので、ブラケットを必要以上に大きくする事なく、点付け溶接を廃止してコスト低減を図れる構造を提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の配管接続用のブラケットを有する熱交換器は、前述した従来の配管接続用のブラケットを有する熱交換器と同様に、外周面を曲面としたヘッダと、このヘッダの一部に形成した通孔と、この通孔を通じてその一端を上記ヘッダ内に開口させたパイプと、このパイプの他端及び配管の端部を接続自在となす接続孔、及び、この接続孔で上記パイプの他端を接続自在となす端部が開口した接続面、及び、この接続面とは異なる面である、上記ヘッダの外周面に対してほぼ密接する当接面を有し、この当接面を上記ヘッダの一部で上記通孔と離隔した位置にろう付けする事により上記ヘッダに固定されるブラケットとを備える。
【００１３】
特に、本発明の配管接続用のブラケットを有する熱交換器に於いては、上記当接面から突出した金属製の円筒部と、上記ヘッダの一部で上記ブラケットをろう付け固定すべき部分に形成された、上記円筒部を挿通自在な係止孔とを備える。そして、この円筒部を係止孔に挿通し、上記当接面を上記ヘッダの外周面に当接させ、上記円筒部の先端部で上記ヘッダの内周面から突出した部分を直径方向外方にかしめ広げる事により上記ブラケットとヘッダとを結合した状態で、これらブラケットとヘッダとをろう付けしている。
【００１４】
【作用】
上述の様に構成される本発明の配管接続用のブラケットを有する熱交換器の場合には、円筒部の先端部をかしめ広げる事によりブラケットとヘッダとを結合できるので、ろう付け以前にこれらブラケットとヘッダとが所定の位置関係のまま動く事がない。又、パイプの両端は、このブラケットと通孔との２個所位置の係合により位置決めされるので、やはり所定の位置に規制されたままとなる。従って、点付け溶接を省略しても、これらブラケット及びパイプを所定位置にろう付け固定できる。
【００１５】
更に、本発明の配管接続用のブラケットを有する熱交換器では、上記円筒部を設けるスペースさえあれば、特にブラケットを大きくする必要がない。従って、材料費の増大によるコストアップや重量の増大を生じる事がない。
【００１６】
【実施の態様】
図１〜２は本発明の第一実施例を示している。尚、本発明の特徴は、点付け溶接を行なう事なく、配管接続用のブラケット８ａを、ヘッダを構成する素子１３に仮固定自在とする部分の構造にある。その他の部分の構成及び作用は、前述した従来構造と同様であるので、重複する図示及び説明を省略し、以下、本発明の特徴部分を中心に説明する。
【００１７】
本実施例の場合にヘッダは、上記素子１３と図示しない別の素子とを最中状に組み合わせる事により、中空管状に形成される。上記ブラケット８ａは、円筒凸面状の曲面である、上記素子１３の外周面にろう付け固定される。又、パイプ１１の下端部を密に挿通する為の通孔１２も、上記素子１３に形成している。このパイプ１１の上端及びリキッドタンクに通じる配管の上流端を接続する為の、上記ブラケット８ａの内側面は、上記素子１３の外周面に対してほぼ密接する、円筒凹面状の当接面９ａとしている。
【００１８】
上記パイプ１１の上端と配管の上流端とを接続する為の接続孔１０ａは、上述の様なブラケット８ａの下半部に形成され、その下端をこのブラケット８ａの下端面に、その上端をこのブラケット８ａの外側面に、それぞれ開口させている。このブラケット８ａの下端面が、請求項に記載した接続面に相当する。又、このブラケット８ａの上端部にはねじ孔１４を、このブラケット８ａの外側面から内側面まで貫通する状態で形成している。更に、上記当接面９ａの中間部には係止凹孔１５を形成し、この係止凹孔１５に、アルミニウム合金製で円筒状のカラー１６の基半部（図２の右半部）を圧入固定している。この状態でこのカラー１６の先半部（図２の左半部）は、上記当接面９ａから突出し、特許請求の範囲に記載した円筒部となる。この様な円筒部となる上記カラー１６の先半部の当接面９ａからの突出量が、上記素子１３の板厚よりも大きくなる様に、上記カラー１６の長さを規制している。
【００１９】
一方、上記素子１３の上端部で上記ブラケット８ａをろう付け固定すべき部分には、上記カラー１６の先半部をがたつきなく挿通自在な係止孔１７を形成している。熱交換器を組み立てる場合には、上記カラー１６の先半部をこの係止孔１７に挿通し、上記当接面９ａを上記素子１３の外周面に当接させる。そして、上記カラー１６の先端部で上記素子１３の内周面から突出した部分を、直径方向外方にかしめ広げる。この状態で上記ブラケット８ａと素子１３とが、カラー１６を介して結合される。そこで、他の部材を例えば図４に示す様に仮組み付けした状態で、上記ブラケット８ａと素子１３とを含む、熱交換器の構成各部材をろう付け固定する。ろう付けの為のろう材は、何れかの構成部材の表面に積層（クラッド）されたものを使用する。
【００２０】
上述の様に構成される本発明の配管接続用のブラケットを有する熱交換器の場合には、カラー１６の先端部をかしめ広げる事により、ブラケット８ａと素子１３とを結合できるので、ろう付け以前にこれらブラケット８ａと素子１３とが所定の位置関係のまま動く事がない。又、パイプ１１の上端は接続孔１０ａに挿入され、下端部は素子１３の下端部に形成した通孔１２に挿通される事により、上下両端部２個所位置で位置決めされるので、やはり所定の位置に規制されたままとなる。従って、点付け溶接を省略しても、これらブラケット８ａ及びパイプ１１を所定位置にろう付け固定できる。勿論、必要とすれば、パイプ１１の下端部を素子１３に点付け溶接しても良い。
【００２１】
更に、本発明の配管接続用のブラケットを有する熱交換器では、円筒部を構成する為の上記カラー１６の基半部を圧入する為の係止凹孔１５を形成するスペースさえあれば、特にブラケット８ａを大きくする必要がない。従って、材料費の増大によるコストアップや重量の増大を生じる事がない。
【００２２】
上述の様に構成され組み立てられる本発明の配管接続用のブラケットを有する熱交換器に、リキッドタンクに通じる配管の上流端を接続するには、この配管の上流端外周部に設けたフランジを上記ブラケット８ａの外側面に突き当てる。この状態で、上記配管の先端部で上記フランジから突出した部分が、上記接続孔１０ａの上端開口部に挿入される。挿入部のシールはＯリングにより保持する。そして、上記フランジに形成した通孔を挿通したボルトを、前記ねじ孔１４に螺合し更に緊締する。尚、上記ブラケット８ａの外側面に、前記図４〜５に示した様な、雄ねじを備えた接続部を設ければ、上記配管との接続を別の形態で行なえる。
【００２３】
尚、上述した第一実施例の場合には、ブラケット８ａの当接面９ａに形成した係止凹孔１５にカラー１６の基半部を圧入する事により、このカラー１６の先半部を円筒部としている。これに対して、第二実施例を示す図３の様に、ブラケット８ｂの当接面９ａに円筒部１８を、このブラケット８ｂと一体に形成する事もできる。又、ブラケット８ａ、８ｂを結合するヘッダは、必ずしも素子１３を備えた二つ割れの構造である必要はない。前記図４〜５に示した様な管状のヘッダを使用しても、上記ブラケット８ａ、８ｂを結合する事ができる。この場合には、カラー１６或は円筒部１８の先端部をかしめ広げる為の治具を、ヘッダの端部開口から挿入する。
【００２４】
更に、本発明から外れる構造として、パイプ１１を介する事なく、直接ヘッダ内部と通じる導入口部分（図４に示した従来構造で一方のヘッダ２ａの上部外側面部分）に、やはりブラケットを設ける場合がある。この様な場合でも、冷媒を通す為にこのブラケットに形成した孔の内側面側開口部の周囲に円筒部を形成し、この円筒部をヘッダに形成した係止孔の内周面側でかしめ広げる事により、パイプ１１を設ける場合と同様に、ブラケットとヘッダとの仮組み付けを容易に行なえる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明の配管接続用のブラケットを有する熱交換器は、以上に述べた通り構成され作用するので、ブラケットを大型化する事なく製造時の手間を軽減して、軽量で且つ安価な熱交換器を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施例を示す、要部分解斜視図。
【図２】ヘッダにブラケットとパイプとを仮固定した状態を示す、図１のＡ−Ａ断面に相当する図。
【図３】円筒部を一体形成したブラケットの要部断面図。
【図４】従来構造の１例を示す斜視図。
【図５】同じく部分分解斜視図。
【符号の説明】
１  熱交換器
２ａ、２ｂ  ヘッダ
３  伝熱管
４  フィン
５ａ、５ｂ  サイドプレート
６  導入口
７  吐出口
８、８ａ、８ｂ  ブラケット
９、９ａ  当接面
１０、１０ａ  接続孔
１１  パイプ
１２  通孔
１３  素子
１４  ねじ孔
１５  係止凹孔
１６  カラー
１７  係止孔
１８  円筒部
【図１】
0003642618.tif 000002
【図２】
0003642618.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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