(57)【要約】【課題】熱交換器用ヘッダタンクにおいて、タンクを組み立てて加熱処理した際の分流管の歪みを防止するとともに、部品点数や加工費を削減する。【解決手段】箱枠形に形成された一対のプレート体１８、１９を組み合わせて構成される箱形のタンク部１６と、このタンク部１６に挿入され、内部に冷却媒体が流通し連通穴２８を介してタンク部１６内へ冷却媒体を分流する分流管１７とを組み合わせることでヘッダタンク１５を構成し、分流管１７の外周に、一部が前記タンク部１６より外側に表出する柱部２５を長手方向に沿って設けるとともに、タンク部１６に、柱部２５を嵌め込むめのスリット２３、および分流管１７の筒状本体２４を挿入するための挿入穴２２を設けた。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却媒体が流通する複数のチューブと冷却用のフィンとを交互に配置してなる熱交換器コアと接続され、前記各チューブに冷却媒体を供給する熱交換器用ヘッダタンク（１５）であって、
箱枠形に形成された一対のプレート体（１８、１９）からなり、一方の前記プレート体（１８）の底部に前記各チューブの端部が挿入されるチューブ挿入孔（２０）を設け、且つ他方の前記プレート体（１９）の一方の端部に前記分流管（１７）を挿入するための挿入穴（２２）を設けた箱形のタンク部（１６）と、このタンク部（１６）に挿入され、内部に冷却媒体が流通し連通穴（２８）を介して前記タンク部（１６）内へ冷却媒体を分流する分流管（１７）とを備え、
前記分流管（１７）に、一部が前記タンク部（１６）より外側に表出する柱部（２５）を長手方向に沿って設けるとともに、前記タンク部（１６）に、前記柱部（２５）を嵌め込むためのスリット（２３）を設けたことを特徴とする熱交換器用ヘッダタンク（１５）。
【請求項２】
前記タンク部（１６）の前記プレート体（１９）の両端部に、前記分流管（１７）を挿入するための挿入穴（２２）を有するエンドプレート部（２１ａ）と、前記分流管（１７）の終端部を塞ぐためのエンドプレート部（２１ｂ）とを一体に形成したことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器用ヘッダタンク（１５）。
【請求項３】
前記分流管（１７）の柱部（２５）は、前記分流管（１７）の筒状本体（２４）の周面より上方に立設され、前記タンク部（１６）のスリット（２３）を貫通する凸部（２６）と、この凸部（２６）の先端より両側方へ張り出す張り出し部（２７）とを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の熱交換器用ヘッダタンク（１５）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用空調装置などに用いられる冷媒蒸発器、冷媒凝縮器、オイルクーラ、及びヒータコア等に設けられる熱交換器用ヘッダタンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、この種の熱交換器では気液混合状態の冷却媒体が用いられるので、気相と液相との密度差によってそれぞれ貫性力が異なることから、熱交換器内を流れる過程で気相状態の冷却媒体及び液相の冷却媒体の一方が多く、他方が少ない状態に偏りやすい傾向があり、熱交換を行なう複数のチューブ間で冷却媒体の配分量が不均一になることがあった。その結果、熱交換器内で温度分布が生じて熱交換効率が低下するという問題があった。
【０００３】
そこで、上記のように複数のチューブ間で冷却媒体の配分量が不均一になることを防止するため、例えば、図４および図５に示すようなヘッダタンク１を備えた熱交換器が用いられている。ここで、図４はヘッダタンクを側面から見たときの断面図、図５は図４のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【０００４】
このヘッダタンク１は、図４に示すように、プレス成形される一対のプレート体２および３からなる箱枠形のタンク部４と、このタンク部４に挿入され内部に冷却媒体が流通する分流管５とを備えて構成されている。タンク部４の両端には、各端部を塞ぐキャップ６および７がそれぞれ設けられる。このうち、キャップ６には、分流管５の一端が接続される入口管８を挿入する貫通穴９が形成されている。また他方のキャップ７には、分流管５の他端を塞ぐエンドパッチ１０を挿入する貫通穴１１が形成されている。分流管５の長手方向の所定位置には、分流管５内の冷却媒体をタンク部４内に分流する複数の連通穴１３が設けられ、各連通穴１３は、図５に示すように、分流管５の周方向の所定位置に複数配置されている。
【０００５】
上記のヘッダタンク１の下部には、図示しない熱交換器コアが設けられている。この熱交換器コアは、ヘッダタンク１の長手方向に沿って複数配置され、冷却媒体が流通する複数のチューブと冷却用のフィンとを交互に積層した構造となっている。タンク部４の底部側プレート体２には、各チューブの端部がそれぞれ挿入される複数のチューブ挿入孔１４が形成されており、各チューブ挿入孔１４を介してタンク部４から各チューブに冷却媒体を供給するようになっている。
【０００６】
このように構成された従来のヘッダタンク１では、入口管８を介して流入する冷却媒体が分流管５を通って長手方向及び周方向の所定位置で連通穴１３よりタンク部４の内部に分流された後、タンク部４から各チューブへ流入するので、チューブ全体にわたって冷却媒体を均一に配分することができる。
【０００７】
また、別の従来例としては、ヘッダタンクの内部に冷却媒体が流通する分流管を挿入するととも、ヘッダタンク内を各チューブに対応するように区画し、分流管内を長手方向に中央部で２つに仕切る仕切り板を設けた熱交換器が提案されている。このように構成された熱交換器にあっては、冷却媒体が分流管内を循環しながら連通穴からヘッダタンク内の各区画部分に配分された後、冷却媒体が各チューブに流入するので、チューブ全体にわたって冷却媒体を均一に配分できる（特許文献１参照）。
【０００８】
また、さらに別の従来例としては、例えば、ヘッダタンクの内部に冷却媒体が流通する分流管を挿入するととも、ヘッダタンク内を複数のチューブ群ごとに対応するように区画し、各区画ごとに分流管に冷却媒体を分流する連通穴を設けた熱交換器が提案されている。このように構成された熱交換器にあっても、冷却媒体が連通穴からヘッダタンク内の各区画部分に配分された後、冷却媒体が各チューブに流入するので、チューブ全体にわたって均一に冷却媒体を配分できる（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平８−８６５９１号公報
【特許文献２】特開平９−１６６３６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した図４および図５に示すような従来技術のヘッダタンク１では、分流管５がタンク部４と別体構造であり、分流管５の一端がキャップ６で支持され、他端がキャップ７及びエンドパッチ１０で支持されている。この構造では、分流管５がタンク部４と直接接触しておらず、分流管５とタンク部４との間の熱伝導率が低いため、ヘッダタンク１を組立てて各チューブ端部をそれぞれチューブ挿入孔１４を挿入した状態でロウ付け加熱処理を施したときに、加熱時と冷却時にそれぞれ分流管５とタンク部４との間で温度差が生じて膨張量や収縮量に違いによりタンク部４内で分流管５が歪んでしまい、分流管５からタンク部４内へ冷却媒体を分流する効率が低下するという課題がある。また、タンク部４の両端をキャップ６、７などによって密封する必要があるので、部品点数が増えるだけでなく、組付け効率も悪くなるため加工費がかかるという課題もある。
【００１０】
また、特許文献１及び特許文献２に記載されている従来技術にあっても同様であり、別体構造である分流管とタンク部との間の熱伝導率が低いため、加熱時と冷却時にそれぞれ分流管とタンク部との間で温度差が生じて膨張量や収縮量に差ができ、タンク部内で分流管が歪んでしまい、分流管からタンク部への分流効率が低下するという課題がある。
【００１１】
本発明の目的は、ヘッダタンクを組立ててロウ付け加熱処理を施す際に分流管の歪みを防止するとともに、部品点数や加工費を削減することのできる熱交換器用ヘッダタンクを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、冷却媒体が流通する複数のチューブと冷却用のフィンとを交互に配置してなる熱交換器コアと接続され、前記各チューブに冷却媒体を供給する熱交換器用ヘッダタンクであって、箱枠形に形成された一対のプレート体からなり、一方の前記プレート体の底部に前記各チューブの端部が挿入されるチューブ挿入孔を設け、且つ他方の前記プレート体の一方の端部に前記分流管を挿入するための挿入穴を設けた箱形のタンク部と、このタンク部に挿入され、内部に冷却媒体が流通し連通穴を介して前記タンク部内へ冷却媒体を分流する分流管とを備え、前記分流管に、一部が前記タンク部より外側に表出する柱部を長手方向に沿って設けるとともに、前記タンク部に、前記柱部を嵌め込むためのスリットを設けた構成としたものである。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記タンク部の両端部に、前記分流管を挿入するための挿入穴を有するエンドプレート部と、前記分流管の終端部を塞ぐためのエンドプレート部とを一体に形成したものである。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２において、前記分流管の柱部は、前記分流管の筒状本体の周面より上方に立設され、前記タンク部のスリットを貫通する凸部と、この凸部の先端より両側方へ張り出す張り出し部とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明によれば、分流管とタンク部との接触部分が大幅に増加するとともに、分流管の一部が直接に加熱されるため、ロウ付け加熱処理した際の熱伝導率が向上して、昇温時および冷却時における分流管とタンク部との間の温度差を小さくすることができる。したがって、膨張量および収縮量の差が少なくなり、加熱処理に伴う分流管の歪みを防止することができる。この結果、分流管からタンク部内へ冷却媒体を円滑に分流することができ、この分流効率の向上を図ることが可能となる。
【００１６】
また、箱形に形成されたタンク部に分流管を挿入することにより、分流管の終端部及び端部の周囲部分を塞ぐことができるので、従来のようにタンク部の端部を塞ぐキャップなどが不要となる。これにより、部品点数を減らして組み付け効率を改善することができるので、加工費を削減することができる。
【００１７】
請求項２の発明によれば、分流管を挿入穴に嵌め込み、スライドさせてその端部がタンク部のエンドプレート部に突き当たるまで挿入することにより、分流管の入口側の周囲部分は一方のエンドプレート部で塞さがれ、また分流管の終端部は他方のエンドプレート部で塞さがれるので、分流管各部の密封を簡単に行うことができる。また、タンク部に分流管を嵌め込み、スライドさせるだけの簡単な作業でタンク部内に分流管を取り付けることができるので、治具や専用部品などを用いることなしにヘッダタンクの組み立てを行うことができる。
【００１８】
請求項３の発明によれば、分流管の柱部をタンク部のスリットに嵌め込む構造としたため、タンク部の内部での分流管の回転を防止することができるとともに、振動等の外力が加わった際の分流管の脱落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】
【００１９】
以下、本発明に係わる熱交換器用ヘッダタンクを実施するための最良の形態となる実施例について説明する。
【実施例１】
【００２０】
図１は本実施例に係る熱交換器用ヘッダタンク１５の全体構成を示す斜視図、図２はタンク部１６の分解斜視図、図３は分流管１７の斜視図である。
【００２１】
本実施例に係わる熱交換器用ヘッダタンク（以下、適宜にヘッダタンクという）１５は、箱形に組み立てられたタンク部１６と、このタンク部１６に挿入され、内部に冷却媒体が流通する分流管１７とを備えて構成されている。なお、ヘッダタンク１５の下部には、図示しない熱交換器コアが設けられている。この熱交換器コアは、ヘッダタンク１５の長手方向に沿って複数配置され、冷却媒体が流通するチューブと冷却用のフィンとを交互に積層した構造となっている。
【００２２】
タンク部１６は、図２に示すように、プレス加工によりそれぞれ箱枠形に形成された一対のプレート体１８および１９からなり、底部のプレート体１８の上部にプレート体１９が嵌め込まれることで箱形に組み立てられている。
【００２３】
底部のプレート体１８には、冷却媒体が流通する各チューブの上端がそれぞれ接続される複数のチューブ挿入孔２０が長手方向に沿って複数形成されている。また、上部のプレート体１９の長手方向の両端部には、それぞれエンドプレート部２１ａ、２１ｂが形成されている。このうち、一方のエンドプレート部２１ａには、分流管１７が挿入される挿入穴２２が形成されている。他方のエンドプレート部２１ｂには、分流管１７の終端部を塞ぐために挿入穴のない側壁が形成されている。また、プレート体１９の上面には、幅方向の中央部を通って長手方向に延びる所定幅のスリット２３が形成されている。
【００２４】
分流管１７は、図３に示すように、タンク部１６の長手方向に延びる筒状本体２４と、タンク部１６（プレート体１９）のスリット２３に嵌め込まれ、一部がタンク部１６より外側に表出する柱部２５とから構成されている。柱部２５は縦断面がＴ字状に形成されており、筒状本体２４の周面から上方に立設された凸部２６と、この凸部２６の先端より両側方へ張り出す張り出し部２７とから構成されている。また、筒状本体２４の周囲には、筒状本体２４内を流通する冷却媒体をタンク部１６内へ分流するための複数の連通穴２８が設けられている。
【００２５】
上記各部で構成されるヘッダタンク１５は次のように組み立てられる。まず、分流管１７に設けられた柱部２５を、タンク部１６のスリット２３およびエンドプレート部２１ａの挿入穴２２に嵌め込み、分流管１７をスライドさせてその終端部がタンク部１６のエンドプレート部２１ｂに突き当たるまで挿入する。これにより、分流管１７の入口側の周囲部分はエンドプレート部２１ａで塞がれ、また分流管１７の終端部はエンドプレート部２１ｂで塞がれる。この状態で、分流管１７の柱部２５はタンク部１６の上面と当接し、また柱部２５の張り出し部２７はタンク部１６より外側に表出している。
【００２６】
このようにしてヘッダタンク１５を組立て、図示しない熱交換器コアの各チューブ端部をそれぞれチューブ挿入孔２０を挿入した状態でロウ付け加熱処理を施す。このとき、分流管１７の柱部２５がタンク部１６に当接しているため、分流管１７とタンク部１６との接触部分が大幅に増加して熱伝導率が高くなるとともに、柱部２５の張り出し部２７がタンク部１６より外側に表出しているため、分流管１７の一部が直接に加熱されることになる。
【００２７】
この加熱処理により、タンク部１６のプレート体１９と分流管１７の柱部２５とが接合され、タンク部１６両端のエンドプレート部２１と分流管１７の両端とが接合される。同時にプレート体１８、１９間の接続箇所、及び各チューブ端部とプレート体１８の接続箇所の接合も行われる。
【００２８】
このように、本実施例に係わるヘッダタンク１５では、分流管１７とタンク部１６との接触部分が大幅に増加するとともに、分流管１７の一部が直接に加熱されるため、ロウ付け加熱処理した際の熱伝導率が向上して、昇温時および冷却時における分流管１７とタンク部１６との間の温度差を小さくすることができる。したがって、膨張量および収縮量の差が少なくなり、加熱処理に伴う分流管１７の歪みを防止することができる。この結果、分流管１７からタンク部１６内へ冷却媒体を円滑に分流することができ、この分流効率の向上を図ることが可能となる（請求項１の効果）。
【００２９】
また、本実施例にあっては、タンク部１６に分流管１７を挿入した状態でエンドプレート部２１により分流管１７の終端部及び端部の周囲部分を塞ぐことができるので、分流管１７の密封が簡単なものとなり、従来のようにタンク部の端部を塞ぐキャップなどが不要となる。これによれば、部品点数を減らして組み付け効率を改善することができるので、加工費を削減することができる（請求項１の効果）。
【００３０】
また、タンク部１６の挿入穴２２に分流管１７を嵌め込み、スライドさせてその終端部がタンク部１６のエンドプレート部２１ｂに突き当たるまで挿入するだけの簡単な作業でタンク部１６内に分流管１７を取り付けることができるので、治具や専用部品を用いることなしにヘッダタンク１５の組み立てを行うことができる（請求項２の効果）。
【００３１】
さらに、本実施例にあっては、分流管１７の柱部２５をタンク部１６のスリット２３に嵌め込む構造としたため、タンク部１６の内部での分流管１７の回転を防止して、連通穴２８の角度を保つことができるとともに、振動等の外力が加わった際の分流管１７の脱落を防止することができる（請求項３の効果）。
【００３２】
ちなみに、分流管１７の回転を防止するために分流管１７の端部を楕円形状や矩形形状にしたり、脱落防止のために分流管１７の端部にピンを差し込む構造とすることも考えられるが、その場合には部品点数や加工費が増加することになる。これに対して本実施例の構成では、分流管１７の端部に回転防止用の加工を施すことがなく、また脱落防止のために別部品を取り付ける必要がないので、回転防止および脱落防止に伴う部品数や加工費を削減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、熱交換器のロウ付け加熱処理に伴う分流管の歪みを防止して分流管からタンク部内へ冷却媒体を分流する効率を向上できるとともに、部品点数や加工費を削減してコストダウンを図ることができるので、車両用空調装置などに備えられる冷媒蒸発器、冷媒凝縮器、オイルクーラ、及びヒータコア等に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】実施例に係る熱交換器用ヘッダタンクの全体構成を示す斜視図。
【図２】タンク部の分解斜視図。
【図３】分流管の斜視図。
【図４】従来の熱交換器用ヘッダタンクを側面から見たときの断面図。
【図５】図４のＡ−Ａ線に沿った断面図。
【符号の説明】
【００３５】
１５  ヘッダタンク
１６  タンク部
１７  分流管
１８、１９  プレート本体
２０  チューブ挿入孔
２１  エンドプレート部
２２  挿入穴
２３  スリット
２４  筒状本体
２５  柱部
２６  凸部
２７  張り出し部
２８  連通穴
【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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