(57)【要約】【課題】チューブ穴のロウ詰まりを極力少なくして、熱交換性能の低下を抑えることができる熱交換器のヘッダタンクとチューブとの接合構造を提供する。【解決手段】タンク内部に相互に隔離された複数の流通路１１ｂ、１１ｃを形成する隔壁１２と、タンク内部に相互に連通する複数の流通路１１ａ、１１ｂ及び１１ｃ、１１ｄを形成する凸部１３と、隔壁１２に形成されてチューブ挿入穴１５から挿入されたチューブ５の端部５１と当接する端面１２ａとを備えたヘッダタンク４とし、チューブ挿入穴１５に挿入されたチューブ５の端部５１が、位置決め部となる隔壁１２の端面１２ａと面接触により当接し、その他の部分は凸部１３から離間する接合構造とした。【選択図】    図１
2006064196.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に冷媒が流通する複数のチューブ穴（５３）が形成された複数本のチューブ（５）と、隣接する前記チューブ（５）間に配置されたフィン（６）と、前記チューブ（５）の端部（５１）に接合されて前記複数本のチューブ（５）に冷媒を分配・合流させるヘッダタンク（３、４）とを備えた熱交換器（１）において、
前記ヘッダタンク（３、４）は、前記チューブ（５）を挿入するチューブ挿入穴（１５）と、前記ヘッダタンク（３、４）の長手方向に延設されてタンク内部に相互に隔離された複数の流通路（１１）を形成する隔壁（１２）と、同じく前記ヘッダタンク（３、４）の長手方向に延設されてタンク内部に相互に連通する複数の流通路（１１）を形成する凸部（１３、１４）と、前記隔壁（１２）に形成されて前記チューブ挿入穴（１５）から挿入された前記チューブ（５）の端部（５１）と当接する位置決め部（１２ａ）とを備え、
前記チューブ挿入穴（１５）に挿入された前記チューブ（５）の端部（５１）は、一部分が少なくとも一つの前記位置決め部（１２ａ）と面接触により当接し、その他の部分は前記凸部（１３）と離間していることを特徴とする熱交換器のヘッダタンクとチューブとの接合構造。
【請求項２】
前記ヘッダタンク（３、４）は、冷却風の上流側では前記凸部（１３、１４）による流通路（１１）が形成され、下流側では前記隔壁（１２）による流通路（１１）が形成されることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器のヘッダタンクとチューブとの接合構造。
【請求項３】
前記チューブ（５）の端部（５１）は、前記ヘッダタンク（３、４）の前記位置決め部（１２ａ）と対向する部分において、複数の前記チューブ穴（５３）が長穴（５２）により連通していることを特徴とする請求項１又は２に記載の熱交換器のヘッダタンクとチューブとの接合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば車両等に用いられる熱交換器のヘッダタンクとチューブとの接合構造に関し、特に多穴構造のヘッダタンクに対して複数のチューブを接合する場合に有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＣＯ２を冷媒とする熱交換器では、高耐圧性能を満たすために多穴構造のヘッダタンクが使われることが多い。多穴構造のヘッダタンクとは、押出し材により形成したヘッダタンク内部に、流体を通すための複数の流通路を隔壁を介して設けたものである。このようなヘッダタンクにおいては、ヘッダタンクを構成する多穴管壁に切削面を形成して、そこにチューブ端部を突き当ててチューブを位置決めしていた（特許文献１参照）。
【０００３】
また、上記のような構造でヘッダタンクとチューブとを接合したときに冷媒がスムーズに流れるようにするため、チューブ端部を斜めにカットして、チューブ穴の開口端を広げるようにしたものが知られている。
【特許文献１】特表２００１−５２５０５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
通常、ヘッダタンクとチューブとを組み立てる際には、それぞれの接触面にロウ材を供給し、炉中ロウ付けすることで一体化している。このとき、従来構造では、余剰ロウ材によってチューブ穴、さらにはチューブとヘッダタンク間でロウ詰まりが発生し、熱交換性能が低下するおそれがあった。
【０００５】
本発明の目的は、余剰ロウ材によるロウ詰まりを少なくして、熱交換性能の低下を抑えることができる熱交換器のヘッダタンクとチューブとの接合構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、内部に冷媒が流通する複数のチューブ穴が形成された複数本のチューブと、隣接する前記チューブ間に配置されたフィンと、前記チューブの端部に接合されて前記複数本のチューブに冷媒を分配・合流させるヘッダタンクとを備え、前記ヘッダタンクと前記チューブの端部とをロウ付け接合してなる熱交換器において、前記ヘッダタンクは、前記チューブを挿入するチューブ挿入穴と、前記ヘッダタンクの長手方向に延設されてタンク内部に相互に隔離された複数の流通路を形成する隔壁と、同じく前記ヘッダタンクの長手方向に延設されてタンク内部に相互に連通する複数の流通路を形成する凸部と、前記隔壁に形成されて前記チューブ挿入穴から挿入された前記チューブの端部と当接する位置決め部とを備え、前記チューブ挿入穴に挿入された前記チューブの端部は、一部分が少なくとも一つの前記位置決め部と面接触により当接し、その他の部分は前記凸部と離間していることを特徴とする熱交換器のヘッダタンクとチューブとの接合構造である。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１において、前記ヘッダタンクは、冷却風の上流側では前記凸部による流通路が形成され、下流側では前記隔壁による流通路が形成されることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１又は２において、前記チューブの端部は、前記ヘッダタンクの前記位置決め部と対向する部分において、複数の前記チューブ穴が長穴により連通していることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明によれば、ロウ付け時に余剰ロウ材が発生しても、余剰ロウ材によるロウ詰まりは、チューブの端部が位置決め部と面接触により当接する部分に限られ、その他部分には余剰ロウ材が流入することがないため、余剰ロウ材によるロウ詰まりを極力少なくすることができる。
【００１０】
請求項２の発明によれば、冷却風の入口側となる側の流通路により多くの冷媒を流すことができるため、冷媒を効率良く冷却風に当てることができ、これによって熱交換の効率を向上させることができる。
【００１１】
請求項３の発明によれば、ロウ付け時に余剰ロウ材が発生しても、チューブの端部と隔壁の端面との間には長穴により形成された隙間があるため、チューブ穴に余剰ロウ材が流入することがなく、余剰ロウ材によるロウ詰まりを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための最良の形態を示す実施例について説明する。なお、各実施例において、同等部分には同一符号を付して説明する。
【００１３】
図６は、本実施例に係わる熱交換器の全体構成を示す外観斜視図である。熱交換器１は、大別すると、内部を流れる冷媒と冷却風９との間で熱交換を行う熱交換器コア２と、この熱交換器コア２に対して冷媒を分配・合流させるためのヘッダタンク（以下、適宜にタンクという）３及び４とから構成されている。
【００１４】
熱交換器コア２は、冷媒が流通する複数本の扁平のチューブ５と、隣接するチューブ５の間に配置されたフィン６とで構成されている。熱交換器コア２の長手方向の一端にはヘッダタンク３が配置され、各チューブ５の一端と連通している。また熱交換器コア２の長手方向の他端にはヘッダタンク４が配置され、各チューブ５の他端と連通している。なお、図６には図示していないが、チューブ５の内部には冷媒が流通する複数のチューブ穴がチューブ５の長手方向に沿って形成されている。
【００１５】
ヘッダタンク３、４は、互いに等しい間隔となるように並列に対向配置されている。また、ヘッダタンク３の一方の端部には、冷媒を供給するための入口配管７が接続されている。この入口配管７から供給された冷媒は、ヘッダタンク３から所定のチューブ５に分配されてヘッダタンク４に流入する。そして、冷媒はヘッダタンク４から、さらに所定のチューブ５を流通してヘッダタンク３に戻され、ここで合流して出口配管８から外部に取り出される。この間、熱交換器コア２の各チューブ５およびフィン６の間を、熱交換媒体となる冷却風９が通過することにより、各チューブ５を流通する冷媒と冷却風９との間で熱交換が行われる。なお、冷媒の流通経路には種々の組み合わせがあり、上記流通経路の説明はその一例である。
【実施例１】
【００１６】
次に、実施例１に係わるヘッダタンク３、４の構造について説明する。図１は実施例１に係わるヘッダタンクとチューブとの接合構造を示す部分断面図であり、（ａ）は図６のＡ−Ａ線断面に相当する部分断面図、（ｂ）は図６のＢ−Ｂ線断面に相当する。ここで、Ａ−Ａ線断面はチューブ挿入穴が形成されている箇所の断面を示し、Ｂ−Ｂ線断面はチューブ挿入穴が形成されていない箇所の断面をそれぞれ示している（以下の実施例についても同様）。
【００１７】
以下、ヘッダタンク４側の接合構造を例として説明するが、ヘッダタンク３についても構造は同じである。
【００１８】
本実施例のヘッダタンク４は、タンク内部に４本の流通路１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄが同一平面上に並ぶ多穴構造体として形成されている。４本の流通路１１ａ〜１１ｄは、ヘッダタンク４の長手方向に延設された隔壁１２と凸部１３、１４とで形成されている。また、ヘッダタンク４の上面には、チューブ５の端部５１を挿入・接合するためのチューブ挿入穴１５が長手方向に一致の間隔で列設されている。
【００１９】
ヘッダタンク４の左右に設けられた凸部１３、１４は、相互に連通する２つの流通路１１ａ、１１ｂ及び１１ｃ、１１ｄをそれぞれ形成している。ここで、凸部１３の形状は、図示のようなＲ面をもたせたものであってもよいし、平面で構成されたものであってもよい。また、凸部１３の部分は、タンクの耐圧が十分に確保できる板厚とする。そして、ヘッダタンク４の中央に設けられた隔壁１２は、２つの流通路１１ｂ、１１ｃを相互に隔離している。この隔壁１２は、図１（ａ）に示すように、チューブ挿入穴１５が形成されている箇所では、チューブ５の位置決め部となる端面１２ａが形成されている。
【００２０】
図１（ａ）に示すように、本実施例においては、チューブ５をチューブ挿入穴１５に挿入したときに、端部５１がタンクの中央に形成された隔壁１２の端面１２ａと平行に面接触により当接することでチューブ５が位置決めされる。このとき、チューブ５の端部５１と、左右に設けられた凸部１３との間には隙間が形成されている。
【００２１】
上記のような接合構造において、外部から流通路１１に供給された冷媒は、チューブ５の端部５１と凸部１３との間の隙間を通ってチューブ５の図示しないチューブ穴へ流入して反対側の端部５１から排出される。そして、チューブ５から排出された冷媒は、図示しない同一構成のヘッダタンク３に形成された凸部１３とチューブ５の端部５１との間の隙間を抜けて流通路１１へ流れ込み、ここで合流して外部へ取り出されるか、或いは流通路１１内でターンして次の流路となるチューブ５へ流入することになる。
【００２２】
本実施例の接合構造によれば、ロウ付け時に余剰ロウ材が発生しても、余剰ロウ材によるロウ詰まりは、チューブ５の端部５１がタンクの中央に設けられた隔壁１２の端面１２ａと面接触により当接する部分に限られ、他の部分には余剰ロウ材が流入することがないため、余剰ロウ材によるロウ詰まりを極力少なくすることができる。
【実施例２】
【００２３】
次に、ヘッダタンク内に位置決め部となる隔壁を２カ所設けた実施例について説明する。
【００２４】
図２は、実施例２に係わるヘッダタンクとチューブとの接合構造を示す部分断面図であり、（ａ）は図６のＡ−Ａ線断面に相当する部分断面図、（ｂ）は図６のＢ−Ｂ線断面に相当する。
【００２５】
本実施例のヘッダタンク４Ａにおいて、タンクの左右に設けられた２つの隔壁１２は、相互に隔離された２つの流通路１１ａ、１１ｂ及び１１ｃ、１１ｄをそれぞれ形成している。これらの隔壁１２は、図２（ａ）に示すように、チューブ挿入穴１５が形成されている箇所では、チューブ５の位置決め部となる端面１２ａが形成されている。また、ヘッダタンク４Ａの中央に設けられた凸部１３、１４は、２つの流通路１１ｂ、１１ｃの間を相互に連通している。
【００２６】
図２（ａ）に示すように、本実施例においては、チューブ５をチューブ挿入穴１５に挿入したときに、端部５１がタンクの左右に形成された２つの隔壁１２の端面１２ａとそれぞれ平行に面接触により当接することでチューブ５が位置決めされる。このとき、チューブ５の端部５１と、タンクの左右に設けられた凸部１３との間には隙間が形成されている。
【００２７】
上記のような接合構造において、外部から流通路１１に供給された冷媒は、チューブ５の端部５１と凸部１３との間の隙間を通ってチューブ５の図示しないチューブ穴へ流入して反対側の端部５１から排出される。そして、チューブ５から排出された冷媒は、図示しない同一構成のヘッダタンク３に形成された凸部１３とチューブ５の端部５１との間の隙間を抜けて流通路１１へ流れ込み、ここで合流して外部へ取り出されるか、或いは流通路１１内でターンして次の流路となるチューブ５へ流入することになる。
【００２８】
本実施例の接合構造によれば、ロウ付け時に余剰ロウ材が発生しても、余剰ロウ材によるロウ詰まりは、チューブ５の端部５１がタンクの左右に設けられた２つの隔壁１２の端面１２ａと面接触により当接する部分に限られ、他の部分には余剰ロウ材が流入することがないため、余剰ロウ材によるロウ詰まりを極力少なくすることができる。
【００２９】
とくに、本実施例においては、チューブ５の端部５１を、ヘッダタンク４Ａの左右に設けた２カ所の隔壁１２とそれぞれ面接点で当接させるようにした構造であるため、チューブ５を安定して位置決めすることができる。
【実施例３】
【００３０】
次に、冷却風の流入方向から見て上流側に凸部による流通路を設け、下流側に隔壁による流通路を設けた実施例について説明する。
【００３１】
図３は、実施例３に係わるヘッダタンクとチューブとの接合構造を示す部分断面図であり、（ａ）は図６のＡ−Ａ線断面に相当する部分断面図、（ｂ）は図６のＢ−Ｂ線断面に相当する。
【００３２】
本実施例のヘッダタンク４Ｂにおいて、冷却風９の上流側となるタンクの左側及び中央に設けられたそれぞれの凸部１３、１４は、相互に連通する２つの流通路１１ａ、１１ｂ及び１１ｂ、１１ｃを形成している。また、冷却風９の下流側となるタンクの右側に設けられた隔壁１２は、相互に離間された流通路１１ｃ、１１ｄを形成している。この隔壁１２は、図３（ａ）に示すように、チューブ挿入穴１５が形成されている箇所では、チューブ５の位置決め部となる端面１２ａが形成されている。
【００３３】
図３（ａ）に示すように、本実施例においては、チューブ５をチューブ挿入穴１５に挿入したときに、端部５１がタンクの左側に形成された隔壁１２の端面１２ａと平行に面接触で当接することでチューブ５が位置決めされる。このとき、チューブ５の端部５１と、タンクの左側及び中央に設けられたそれぞれの凸部１３との間には隙間が形成されている。
【００３４】
上記のような接合構造において、外部から流通路１１に供給された冷媒は、チューブ５の端部５１と凸部１３との間の隙間を通ってチューブ５の図示しないチューブ穴へ流入して反対側の端部５１から排出される。そして、チューブ５から排出された冷媒は、図示しない同一構成のヘッダタンク３に形成された凸部１３とチューブ５の端部５１との間の隙間を抜けて流通路１１へ流れ込み、ここで合流して外部へ取り出されるか、或いは流通路１１内でターンして次の流路となるチューブ５へ流入することになる。
【００３５】
本実施例の接合構造によれば、ロウ付け時に余剰ロウ材が発生しても、余剰ロウ材によるロウ詰まりは、チューブ５の端部５１がタンクの右側に設けられた隔壁１２の端面１２ａと面接触により当接する部分に限られ、他の部分には余剰ロウ材が流入することがないため、余剰ロウ材によるロウ詰まりを極力少なくすることができる。
【００３６】
とくに、本実施例においては、冷却風９の上流側に形成された流通路１１ａ、１１ｂ、１１ｃが凸部１３、１４により相互に連通しているため、冷却風９の入口側となる流通路１１ａ〜１１ｃにより多くの冷媒を流すことができる。これによれば、冷媒を効率良く冷却風９に当てることができるため、熱交換の効率を向上させることができる。
【実施例４】
【００３７】
次に、チューブの端部に長穴を形成した実施例について説明する。
【００３８】
図４は、実施例４に係わるヘッダタンクとチューブとの接合構造を示す部分断面図であり、図６のＡ−Ａ線断面に相当する。
【００３９】
本実施例では、実施例１と同じ構造のヘッダタンク４を用いている。すなわち、ヘッダタンク４の左右に設けられた凸部１３、１４は、相互に連通する２つの流通路１１ａ、１１ｂ及び１１ｃ、１１ｄをそれぞれ形成し、また中央に設けられた隔壁１２は、２つの流通路１１ｂ、１１ｃを相互に隔離している。この隔壁１２は、チューブ挿入穴１５が形成されている箇所に、チューブ５Ａの位置決め部となる端面１２ａが形成されている。
【００４０】
次に、チューブ５Ａの端部５１の形状を図５（ａ）、（ｂ）により説明する。図５（ａ）はチューブ５Ａの部分側面図、（ｂ）はチューブ５Ａをチューブ穴５３の方向から見たときの正面図である。
【００４１】
チューブ５Ａの端部５１は、隔壁１２の端面１２ａと当接する中央部分に長穴５２が形成されている。この長穴５２は、チューブ５の端部５１をくり抜くように形成され、複数のチューブ穴５３が同じ長穴の内部で連通している。これによって、チューブ５Ａの端部５１と隔壁１２の端面１２ａとを当接させたときに、チューブ穴５３の開口端５３ａと隔壁１２の端面１２ａとの間に隙間が形成されることになる。
【００４２】
上記のような接合構造において、外部から流通路１１に供給された冷媒は、流通路１１から隔壁１２の端面１２ａと長穴５２との間の隙間を通ってチューブ５Ａのチューブ穴５３へ流入して反対側から排出される。そして、チューブ５Ａから排出された冷媒は、図示しない同一構成のヘッダタンク３に形成された隔壁１２の端面１２ａと長穴５２との間の隙間を通って流通路１１へ流れ込み、ここで合流して外部へ取り出されるか、或いは流通路１１内でターンして次の流路となるチューブ５Ａへ流入する。
【００４３】
本実施例の接合構造によれば、ロウ付け時に余剰ロウ材が発生しても、チューブ５Ａの端部５１と、隔壁１２の端面１２ａとの間には長穴５２により形成された隙間があるため、チューブ穴に余剰ロウ材が流入することがなく、余剰ロウ材によるロウ詰まりを防止することができる。
【００４４】
なお、本実施例では、長穴を形成したチューブ５Ａと実施例１のヘッダタンク４とを組み合わせた例について示したが、チューブ５Ａと実施例２又は実施例３のヘッダタンク４Ａ、４Ｂとを組み合わせることもできる。
【００４５】
以上説明したように、本発明に係わる熱交換器のヘッダタンクとチューブとの接合構造によれば、ロウ付け時の余剰ロウ材によるチューブ穴のロウ詰まりを極力少なくすることができるため、熱交換器における熱交換性能の低下を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】（ａ）、（ｂ）は実施例１に係わるヘッダタンクとチューブとの接合構造を示す部分断面図。
【図２】（ａ）、（ｂ）は実施例２に係わるヘッダタンクとチューブとの接合構造を示す部分断面図。
【図３】（ａ）、（ｂ）は実施例３に係わるヘッダタンクとチューブとの接合構造を示す部分断面図。
【図４】は実施例４に係わるヘッダタンクとチューブとの接合構造を示す部分断面図。
【図５】（ａ）、（ｂ）は実施例４におけるチューブの端部形状を示す説明図。
【図６】実施例に係わる熱交換器の全体構成を示す外観斜視図。
【符号の説明】
【００４７】
１…熱交換器
２…熱交換器コア
３、４、４Ａ、４Ｂ…ヘッダタンク
５、５Ａ…チューブ
６…フィン
７…入口配管
８…出口配管
９…冷却風
１１ａ〜１１ｄ…流通路
１２…隔壁
１２ａ…（隔壁）端面
１３、１４…凸部
１５…チューブ挿入穴
５１…（チューブ）端部
５２…長穴
５３…チューブ穴
５３ａ…（チューブ穴）開口端
【図１】
2006064196.tif 000003
【図２】
2006064196.tif 000004
【図３】
2006064196.tif 000005
【図４】
2006064196.tif 000006
【図５】
2006064196.tif 000007
【図６】
2006064196.tif 000008