(57)【要約】【課題】受液器取付部材をヘッダにろう付する際の受液器取付部材の位置ずれを比較的簡単に防止しうる熱交換器を提供する。【解決手段】熱交換器は、互いに間隔をおいて配置された１対のヘッダ２と、両ヘッダ２間に並列状に配置されて両端部が両ヘッダ２に接続された複数の熱交換管４と、左ヘッダ２に固定された受液器取付部材６とを備えている。左ヘッダ２を、左ヘッダ２に固定された受液器取付部材６に設けられた仕切部材27により左ヘッダ２の長さ方向に並んだ２つのヘッダ部2a,2bに区画する。仕切部材27に嵌合凸部20を形成し、左ヘッダ２の周壁に、嵌合凸部20が嵌る嵌合凹部21を形成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに間隔をおいて配置された１対のヘッダと、両ヘッダ間に並列状に配置されて両端部が両ヘッダに接続された複数の熱交換管と、少なくともいずれか一方のヘッダに固定された他部品取付部材とを備えており、少なくともいずれか一方のヘッダが、ヘッダに固定された他部品取付部材に設けられた仕切部材によりヘッダの長さ方向に並んだ複数のヘッダ部に区画されている熱交換器において、
ヘッダの周壁および仕切部材のうちのいずれか一方に嵌合凸部が形成されるとともに、同他方に嵌合凸部が嵌る嵌合凹部が形成されている熱交換器。
【請求項２】
仕切部材に嵌合凸部が形成され、ヘッダの周壁に嵌合凹部が形成されている請求項１記載の熱交換器。
【請求項３】
嵌合凹部が、ヘッダの周壁に形成された貫通穴からなる請求項２記載の熱交換器。
【請求項４】
他部品取付部材が受液器取付部材からなるとともに一方のヘッダのみに固定され、受液器取付部材に受液器が取り付けられている請求項１〜３のうちのいずれかに記載の熱交換器。
【請求項５】
受液器取付部材が固定された一方のヘッダが、受液器取付部材に設けられた第１の仕切部材によりヘッダの長さ方向に２つのヘッダ部に区画され、同じく他方のヘッダが、第２の仕切部材によりヘッダの長さ方向に２つのヘッダ部に区画されており、両仕切部材が、ヘッダの長さ方向に関して同一位置にあり、両仕切部材よりも片側の部分にコンデンサとしての機能を有する凝縮部が設けられ、同じく両仕切部材よりも他側の部分に過冷却器としての機能を有する過冷却部が設けられており、受液器取付部材が、凝縮部から流出した冷媒が受液器内を通過して過冷却部に流入するような流路を有している請求項４記載の熱交換器
【請求項６】
圧縮機、コンデンサ、減圧器およびエバポレータを備えており、コンデンサが請求項１〜４のうちのいずれかに記載された熱交換器からなる冷凍サイクル。
【請求項７】
圧縮機、請求項５記載の熱交換器、減圧器およびエバポレータを備えている冷凍サイクル。
【請求項８】
請求項６または７記載の冷凍サイクルをエアコンとして備えている車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、たとえばカーエアコンを構成する冷凍サイクルに用いられる熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車体への組み付け性の向上や、設置スペースの節約を図ることを目的とし、カーエアコンを構成する冷凍サイクルのコンデンサとして、ヘッダに受液器が固定されたものが使用されるようになってきている。また、冷凍サイクルの冷凍能力の向上を図るために、コンデンサで凝縮された液相冷媒を、さらに凝縮温度よりも５〜１５℃程度低い温度まで過冷却する過冷却器が用いられるようになってきており、コンデンサの機能を有する凝縮部と、過冷却器の機能を有する過冷却部とが一体に設けられた、所謂一体型熱交換器が使用されるようになってきている。
【０００３】
この種の一体型熱交換器として、互いに間隔をおいて配置された１対のヘッダと、両ヘッダ間に並列状に配置されて両端部が両ヘッダに接続された複数の熱交換管と、隣り合う熱交換管間に配置されたフィンと、いずれか一方のヘッダに固定された受液器取付部材と、受液器取付部材に取り付けられた受液器とを備えており、受液器取付部材が固定された一方のヘッダが、受液器取付部材に設けられた第１の仕切部材によりヘッダの長さ方向に２つのヘッダ部に区画され、同じく他方のヘッダが、第２の仕切部材によりヘッダの長さ方向に２つのヘッダ部に区画されており、両仕切部材が、ヘッダの長さ方向に関して同一位置にあり、両仕切部材よりも片側の部分にコンデンサとしての機能を有する凝縮部が設けられ、同じく両仕切部材よりも他側の部分に過冷却器としての機能を有する過冷却部が設けられており、受液器取付部材が、凝縮部と過冷却部とを通じさせ、かつ凝縮部から流出した冷媒が受液器内を通過して過冷却部に流入するような流路を有しているものが知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、特許文献１記載の一体型熱交換器においては、受液器取付部材をヘッダにろう付する際に、受液器取付部材が位置ずれすることがあり、その場合、第１仕切部材とヘッダとの間にろう付不良が発生し、凝縮部と過冷却部との間で短絡が発生するおそれがある。また、受液器取付部材の流路による凝縮部と過冷却部との連通状態が妨げられるおそれがある。そして、このような受液器取付部材の位置ずれの防止には、細心の注意を払わなくてはならず、その作業が面倒になる。
【特許文献１】特開２００５−３５１６１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明の目的は、上記問題を解決し、たとえば受液器取付部材のような他部品取付部材をヘッダにろう付する際の受液器取付部材の位置ずれを比較的簡単に防止しうる熱交換器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記目的を達成するために以下の態様からなる。
【０００７】
1)互いに間隔をおいて配置された１対のヘッダと、両ヘッダ間に並列状に配置されて両端部が両ヘッダに接続された複数の熱交換管と、少なくともいずれか一方のヘッダに固定された他部品取付部材とを備えており、少なくともいずれか一方のヘッダが、ヘッダに固定された他部品取付部材に設けられた仕切部材によりヘッダの長さ方向に並んだ複数のヘッダ部に区画されている熱交換器において、
ヘッダの周壁および仕切部材のうちのいずれか一方に嵌合凸部が形成されるとともに、同他方に嵌合凸部が嵌る嵌合凹部が形成されている熱交換器。
【０００８】
2)仕切部材に嵌合凸部が形成され、ヘッダの周壁に嵌合凹部が形成されている上記1)記載の熱交換器。
【０００９】
3)嵌合凹部が、ヘッダの周壁に形成された貫通穴からなる上記2)記載の熱交換器。
【００１０】
4)他部品取付部材が受液器取付部材からなるとともに一方のヘッダのみに固定され、受液器取付部材に受液器が取り付けられている上記1)〜3)のうちのいずれかに記載の熱交換器。
【００１１】
5)受液器取付部材が固定された一方のヘッダが、受液器取付部材に設けられた第１の仕切部材によりヘッダの長さ方向に２つのヘッダ部に区画され、同じく他方のヘッダが、第２の仕切部材によりヘッダの長さ方向に２つのヘッダ部に区画されており、両仕切部材が、ヘッダの長さ方向に関して同一位置にあり、両仕切部材よりも片側の部分にコンデンサとしての機能を有する凝縮部が設けられ、同じく両仕切部材よりも他側の部分に過冷却器としての機能を有する過冷却部が設けられており、受液器取付部材が、凝縮部から流出した冷媒が受液器内を通過して過冷却部に流入するような流路を有している上記4)記載の熱交換器
6)圧縮機、コンデンサ、減圧器およびエバポレータを備えており、コンデンサが上記1)〜4)のうちのいずれかに記載された熱交換器からなる冷凍サイクル。
【００１２】
7)圧縮機、上記5)記載の熱交換器、減圧器およびエバポレータを備えている冷凍サイクル。
【００１３】
8)上記6)または7)記載の冷凍サイクルをエアコンとして備えている車両。
【発明の効果】
【００１４】
上記1)および2)の熱交換器によれば、嵌合凸部と嵌合凹部とを互いに嵌め合わせておくことにより、ヘッダと他部品取付部材とのろう付時における他部品取付部材の位置ずれを比較的簡単に防止することができる。したがって、他部品取付部材に設けられた仕切部材のヘッダへのろう付が、ろう付不良を発生することなく確実に行われ、当該仕切部材の両側のヘッダ部どうし間での短絡の発生が防止される。
【００１５】
上記3)の熱交換器によれば、嵌合凸部を仕切部材に、嵌合凹部をヘッダの周壁に、それぞれ比較的簡単に形成することができる。
【００１６】
上記5)の熱交換器によれば、嵌合凸部と嵌合凹部とを互いに嵌め合わせておくことにより、ヘッダと受液器取付部材とのろう付時における受液器取付部材の位置ずれを比較的簡単に防止することができる。したがって、受液器取付部材に設けられた仕切部材のヘッダへのろう付が、ろう付不良を発生することなく確実に行われ、凝縮部と過冷却部との間での短絡の発生が防止される。また、受液器取付部材の流路による凝縮部と過冷却部との連通状態が、確実に実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１８】
この実施形態は、この発明による熱交換器を、コンデンサの機能を有する凝縮部と、過冷却器の機能を有する過冷却部とが一体化された一体型熱交換器に適用したものである。
【００１９】
図１は一体型熱交換器の全体構成を示し、図２〜図４はその要部の構成を示す。
【００２０】
なお、以下の説明において、「アルミニウム」という用語には、純アルミニウムの他にアルミニウム合金を含むものとする。また、以下の説明において、図１および図２の上下、左右をそれぞれ上下、左右というものとする。また、図１の紙面表側を前、これと反対側を後というものとする。
【００２１】
図１において、一体型熱交換器(1)は、互いに間隔をおいて配置された上下方向に伸びる左右１対のアルミニウム製ヘッダ(2)(3)と、両ヘッダ(2)(3)間に上下方向に間隔をおいて並列状に配置されかつ両端部が両ヘッダ(2)(3)にそれぞれろう付により接続された複数のアルミニウム製扁平状熱交換管(4)と、隣り合う熱交換管(4)間に配置されて熱交換管(4)にろう付されたアルミニウム製コルゲートフィン(5)と、受液器固定ヘッダである左ヘッダ(2)にろう付により固定されたブロック状のアルミニウム製受液器取付部材(6)と、受液器取付部材(6)に固定された受液器(7)とを備えている。上端の熱交換管(4)の上方および下端の熱交換管(4)の下方には、それぞれ熱交換管(4)と間隔をおいてアルミニウム製サイドプレート(8)が配置され、サイドプレート(8)と熱交換管(4)との間にもアルミニウム製コルゲートフィン(5)が配置されてサイドプレート(8)および熱交換管(4)にろう付されている。
【００２２】
一体型熱交換器(1)の両ヘッダ(2)(3)内は、下部の同一高さ位置において上下に区画されており、これにより気相の冷媒を凝縮させて液相とするコンデンサの機能を有する凝縮部(10)と、凝縮部(10)で凝縮された液状冷媒を凝縮温度よりも５〜１５℃程度低い温度まで過冷却する過冷却器の機能を有する過冷却部(11)とが同一垂直面内において上下に並んで一体に設けられている。左ヘッダ(2)内は、後述するように受液器取付部材(6)に一体に形成された仕切部材(27)により上下に区画され、右ヘッダ(3)内は、右ヘッダ(3)内に設けられたアルミニウム製板状仕切部材(12)（第２の仕切部材）により上下に区画されている。なお、図示は省略したが、左右両ヘッダ(2)(3)は、内外両面にろう材層を有する材料により形成されている。
【００２３】
ここで、左ヘッダ(2)における受液器取付部材(6)の仕切部材(27)よりも上方の部分を凝縮部左ヘッダ部(2a)、同じく下方の部分を過冷却部左ヘッダ部(2b)、右ヘッダ(3)における仕切部材(12)よりも上方の部分を凝縮部右ヘッダ部(3a)、同じく下方の部分を過冷却部右ヘッダ部(3b)とそれぞれいうものとする。
【００２４】
凝縮部(10)において、凝縮部右ヘッダ部(3a)における高さ方向の中程の内部にアルミニウム製第１仕切板(13)が設けられ、同じく凝縮部左ヘッダ部(2a)の下部の内部にアルミニウム製第２仕切板(14)が設けられており、凝縮部(10)に、第１仕切板(13)よりも上方の部分、両仕切板(13)(14)間の部分および第２仕切板(14)よりも下方の部分において、それぞれ上下に連続して並んだ熱交換管(4)からなる通路群(15)(16)(17)が設けられている。各通路群(15)(16)(17)を構成する熱交換管(4)の本数は、上から順次減少している。また、各通路群(15)(16)(17)を構成する全ての熱交換管(4)における冷媒の流れ方向が同一となっているとともに、隣り合う２つの通路群(15)(16)および(16)(17)の熱交換管(4)における冷媒の流れ方向が異なっている。凝縮部右ヘッダ部(3a)の上端部に、冷媒入口部材(18)が、凝縮部右ヘッダ部(3a)内に通じるようにろう付されている。また、過冷却部右ヘッダ部(3b)には、冷媒出口部材(19)が、過冷却部右ヘッダ部(3b)内に通じるようにろう付されている。
【００２５】
図２〜図４に示すように、受液器取付部材(6)の右側面の前後両側縁部には、上下方向に伸びる凸条(23)がそれぞれ一体に形成されている。また、受液器取付部材(6)の右側面における両凸条(23)間の部分の下部には凹所(24)が形成されており、凹所(24)の内周面は、左ヘッダ(2)の外周面に密着しうる凹円筒面状となっている。受液器取付部材(6)における凹所(24)よりも上方の部分は、左ヘッダ(2)に形成された方形貫通穴(25)を通して左ヘッダ(2)内に嵌め入れられる嵌入部(26)となっている。嵌入部(26)の上端周縁部には、左ヘッダ(2)内周面に当接し、かつ左ヘッダ(2)内を凝縮部左ヘッダ部(2a)と過冷却部左ヘッダ部(2b)とに区画する仕切部材(27)（第１の仕切部材）が一体に形成されている。仕切部材(27)の右端部には、右方に突出した嵌合凸部(20)が一体に形成されている。また、左ヘッダ(2)の周壁には、貫通穴からなりかつ嵌合凸部(20)が密に嵌る嵌合凹部(21)が形成されている。受液器取付部材(6)の嵌入部(26)の前後両側縁部と両凸条(23)との間に、それぞれ左ヘッダ(2)の周壁における方形貫通穴(25)の前後両側部分が嵌る切り欠き(28)が形成されている。なお、凹所(24)の内周面と嵌入部(26)の下面との間の連接部分は、凹球面状となっている。そして、受液器取付部材(6)の両凸条(23)の前後方向内側面および凹所(24)の内周面が、左ヘッダ(2)の外周面に形成されていたろう材層を利用して左ヘッダ(2)外周面にろう付されるとともに、嵌入部(26)の仕切部材(27)が、嵌合凸部(20)が嵌合凹部(21)に密に嵌められた状態で、左ヘッダ(2)の内周面に形成されていたろう材層を利用して左ヘッダ(2)内周面にろう付されることにより、受液器取付部材(6)が左ヘッダ(2)に固定されている。また、受液器取付部材(6)の上端部の左側部分には、円柱状でかつ前後両側に張り出した張り出し部(22)が一体に形成され、この張り出し部(22)にそれぞれ上下方向に伸びる貫通穴(29)が形成されている。
【００２６】
受液器取付部材(6)には、第１および第２の２つの流路(31)(32)が形成されている。第１流路(31)は、一端が嵌入部(26)の上面に開口するとともに他端が張り出し部(22)上面の右側部分に開口している。第２流路(32)は、一端が凹所(24)内周面の底部分に開口するとともに他端が張り出し部(22)上面の左側部分に開口している。第２流路(32)の上記一端開口は、左ヘッダ(2)の周壁に形成された円形貫通穴(33)を通して過冷却部左ヘッダ部(2b)内に連通している。また、張り出し部(22)上面における第２流路(32)の上記他端開口の周囲には、上方に突出した雄パイプ部(34)が一体に形成されている。雄パイプ部(34)の外周面にはＯリング(35)が装着されている。
【００２７】
受液器(7)は上端が閉鎖されるとともに下端が開口した筒状体であり、その下端部には、一端が下端面に開口しかつ受液器取付部材(6)の第１流路(31)に通じる第１流路(37)と、一端が下端面に開口しかつ受液器取付部材(6)の第２流路(32)に通じる第２流路(38)とが形成されている。受液器(7)の下端面における第１流路(37)の開口の周囲には、下方に突出しかつ受液器取付部材(6)の第１流路(31)の上記他端開口内に挿入される雄パイプ部(39)が一体に形成されている。雄パイプ部(39)の外周面にはＯリング(41)が装着されている。受液器(7)の第２流路(38)の下端部には、受液器取付部材(6)の雄パイプ部(34)が挿入される大径部(38a)が形成されている。また、図示は省略したが、受液器(7)の下端面における前後両側部分には、受液器取付部材(6)の貫通穴(29)と合致するように、それぞれめねじ穴が形成されている。
【００２８】
なお、図示は省略したが、受液器(7)は複数の部材をアーク溶接などにより溶接することにより形成されたものであり、受液器(7)の内部には、冷媒から異物を除去するフィルタおよび冷媒中の水分を吸収するためのドライヤ（いずれも図示略）などが配置されている。
【００２９】
そして、受液器(7)が受液器取付部材(6)の張り出し部(22)上に載せられるとともに、受液器(7)の雄パイプ部(39)が受液器取付部材(6)の第１流路(31)内に、受液器取付部材(6)の雄パイプ部(34)が受液器(7)の第２流路(38)の大径部(38a)内にそれぞれ嵌め入れられた状態で、受液器取付部材(6)の貫通穴(29)に下方から通されたおねじ（図示略）が、受液器(7)のめねじ穴にねじ嵌められることによって、受液器(7)が受液器取付部材(6)に固定されている。
【００３０】
一体型熱交換器(1)は、互いに間隔をおいて配置された上下方向に伸びる１対のヘッダ(2)(3)、複数の熱交換管(4)、複数のコルゲートフィン(5)、上下両サイドプレート(8)、仕切部材(12)(13)(14)、および受液器取付部材(6)を所定の位置に配置して、これらを一括してろう付した後、受液器取付部材(6)に受液器(7)を固定することにより製造される。受液器取付部材(6)の配置の際に、仕切部材(27)の嵌合凸部(20)を左ヘッダ(2)の周壁の嵌合凹部(21)に密に嵌め入れておくことにより、左ヘッダ(2)と受液器取付部材(6)とのろう付時における受液器取付部材(6)の位置ずれが防止される。したがって、受液器取付部材(6)に設けられた仕切部材(27)の左ヘッダ(2)へのろう付が、ろう付不良を発生することなく確実に行われ、凝縮部左ヘッダ部(2a)と過冷却部左ヘッダ部(2b)との間での短絡の発生が防止される。
【００３１】
一体型熱交換器(1)は、圧縮機、膨張弁（減圧器）およびエバポレータとともに冷凍サイクルを構成し、カーエアコンとして車両に搭載される。
【００３２】
そして、圧縮機により圧縮された高温高圧のガス状冷媒が冷媒入口部材(18)を通って凝縮部右ヘッダ部(3a)内に流入し、凝縮部(10)内を各通路群(15)(16)(17)単位に蛇行状に流れる間に凝縮して凝縮部左ヘッダ部(2a)内に流入し、受液器取付部材(6)の第１流路(31)および受液器(7)の第１流路(37)を通って受液器(7)内に流入し、ここで異物および水分が除去された後、受液器(7)の第２流路(38)および受液器取付部材(6)の第２流路(32)を通って過冷却部左ヘッダ部(2b)内に流入し、熱交換管(4)内を右方に流れる間に５〜１５℃過冷却され、過冷却部右ヘッダ部(3b)内に流入した後、冷媒出口部材(19)を通して膨張弁を経て蒸発器に送られる。
【００３３】
上記実施形態においては、この発明による熱交換器が、凝縮部と過冷却部とが一体となった一体型熱交換器に適用された場合について説明したが、この発明による熱交換器は、当然のことながら、過冷却器と別体となった単独のコンデンサにも適用可能である。
【００３４】
また、上記実施形態においては、嵌合凹部(21)は貫通穴からなるが、これに限定されず、有底穴からなるものであってもよい。さらに、上記実施形態においては、受液器取付部材(6)の仕切部材(27)に嵌合凸部(20)が、左ヘッダ(2)の周壁に嵌合凹部(21)がそれぞれ形成されているが、これとは逆に、左ヘッダ(2)の周壁に嵌合凸部が、受液器取付部材(6)の仕切部材(27)に嵌合凹部がそれぞれ形成されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明による熱交換器を適用した一体型熱交換器の実施形態を示す一部省略正面図である。
【図２】図１の一体型熱交換器の一部を拡大して示す正面から見た垂直断面図である。
【図３】図１の一体型熱交換器の一部を拡大して示す分解斜視図である。
【図４】図１の一体型熱交換器の一部を拡大して示す分解斜視図である。
【符号の説明】
【００３６】
(1)：一体型熱交換器
(2)(3)：ヘッダ
(2a)：凝縮部左ヘッダ部
(2b)：過冷却部左ヘッダ部
(3a)：凝縮部右ヘッダ部
(3b)：過冷却部右ヘッダ部
(4)：熱交換管
(6)：受液器取付部材
(7)：受液器
(10)：凝縮部
(11)：過冷却部
(12)：仕切部材（第２の仕切部材）
(20)：嵌合凸部
(21)：嵌合凹部
(27)：仕切部材（第１の仕切部材）
【図１】
2008045854.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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