(57)【要約】      （修正有）【課題】熱交換器において、ヘッダタンクのプレート部の板厚を厚くすることなくプレート部に対するチューブのろう付け強度を充分に確保すること。【解決手段】ヘッダタンク３０のプレート部３２に張り出し部４１を形成し、張り出し部４１にチューブ挿入孔４２を開口形成し、張り出し部４１の張り出しによりチューブ挿入孔４２のチューブ挿入深さをプレート部３２の板厚以上に拡張し、チューブ挿入孔４２のチューブ挿入深さ分をろう付け代ｂとしてチューブ２１をプレート部３２にろう付けする。【選択図】図８
2008224057.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに接合されたタンク部（３１）とプレート部（３２）とにより構成されて当該両者間に熱媒体流通路（３７Ａ、３７Ｂ）を画定し、前記プレート部（３２）に熱交換器コア（２０）の複数個のチューブ（２１）を接続される熱交換器のヘッダタンク（３０）であって、
前記プレート部（３２）は、前記複数個のチューブ（２１）の接続部ごとに前記タンク部（３１）とは反対側に張り出した張り出し部（４１）を有し、当該張り出し部（４１）に前記チューブ（２１）の端部（２４）を挿入されるチューブ挿入孔（４２）を開口形成され、前記張り出し部（４１）の張り出しにより前記チューブ挿入孔（４２）のチューブ挿入深さが前記プレート部（３２）の板厚以上に拡張されていることを特徴とする熱交換器のヘッダタンク。
【請求項２】
前記タンク部（３１）および前記プレート部（３２）はともに前記チューブ（２１）の配列方向に長く、前記タンク部（３１）は、その長手方向に長く内側に各々前記プレート部（３２）と共働して前記熱媒体流通路（３７Ａ、３７Ｂ）を画定する複数個の突条部（３８Ａ、３８Ｂ）を互いに並列に有し、当該タンク部（３１）は両側部（３９Ａ、３９Ｂ）に加えて突条部間の谷部位（４０）において前記プレート部（３２）と固着しており、各突条部（３８Ａ、３８Ｂ）毎の前記熱媒体流通路（３７Ａ、３７Ｂ）が前記張り出し部（４１）の内側空間（４５）によって互いに連通してい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。
【請求項３】
互いに接合されたタンク部（３１）とプレート部（３２）とにより構成されて当該両者間に熱媒体流通路（３７Ａ、３７Ｂ）を画定するヘッダタンク（３０）と、前記プレート部（３２）に接続された複数個のチューブ（２１）とを有する熱交換器であって、
前記プレート部（３２）は、前記複数個のチューブ（２１）の接続部ごとに前記タンク部（３１）とは反対側に張り出した張り出し部（４１）を有し、当該張り出し部（４１）に前記チューブ（２１）の端部（２４）を挿入されるチューブ挿入孔（４２）を開口形成され、前記張り出し部（４１）の張り出しにより前記チューブ挿入孔（４２）のチューブ挿入深さが前記プレート部（３２）の板厚以上に拡張され、
前記チューブ（２１）は、前記チューブ挿入孔（４２）に挿入され、前記チューブ挿入孔（４２）のチューブ挿入深さ分をろう付け代（ｂ）として前記プレート部の固着されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項４】
前記タンク部（３１）および前記プレート部（３２）はともに前記チューブ（２１）の配列方向に長く、前記タンク部（３１）は、その長手方向に長く内側に各々前記プレート部（３２）と共働して前記熱媒体流通路（３７Ａ、３７Ｂ）を画定する複数個の突条部（３８Ａ、３８Ｂ）を互いに並列に有し、当該タンク部（３１）は両側部３９Ａ、３９Ｂに加えて突条部間の谷部位（４０）において前記プレート部（３２）と固着しており、各突条部（３８Ａ、３８Ｂ）毎の前記熱媒体流通路（３７Ａ、３７Ｂ）が前記張り出し部（４１）の内側空間（４５）によって互いに連通していることを特徴とする請求項３に記載の熱交換器。
【請求項５】
互いに接合されたタンク部（３１）とプレート部（３２）とにより構成されて当該両者間に熱媒体流通路（３７Ａ、３７Ｂ）を画定し、前記プレート部（３１）に熱交換器コア（２０）の複数個のチューブ（２１）を接続される熱交換器のヘッダタンク（３０）の製造方法であって、
前記プレート部（３２）に、前記複数個のチューブ（２１）の接続部ごとに前記タンク部（３１）とは反対側に張り出した張り出し部（４１）をプレス成形し、その後、前記張り出し部（４１）に前記チューブ（２１）の端部（２４）を挿入されるチューブ挿入孔（４２）を開口形成することを特徴とする熱交換器のヘッダタンクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器および熱交換器のヘッダタンクおよびその製造方法に関し、特に、車載空気調和装置等の冷凍サイクル装置に用いられる熱交換器および熱交換器のヘッダタンクおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、図１０〜図１３に示されているような熱交換器のヘッダタンク１００が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
このヘッダタンク１００は、互いにろう付けにより接合されたタンク部１０１とプレート部１０２とにより構成され、プレート部１０２に熱交換器コアの複数個のチューブ１２０を接続される。
【０００４】
タンク部１０１とプレート部１０２は、ともにチューブ１２０の配列方向に長い形状になっている。プレート部１０２は、平底部１０３の両側に起立した側壁部１０４Ａ、１０４Ｂを有する凹溝形をなしており、平底部１０３に複数個のチューブ挿入孔１０５を開口形成されている。複数個のチューブ挿入孔１０５は、プレート部１０３の長手方向に所定間隔をおいて、設けられている。なお、プレート部１０２は、ろう付け前に、タンク部１０１を仮り止めするためのかしめ爪片１１２Ａ、１１２Ｂを側壁部１０４Ａ、１０４Ｂに有する。
【０００５】
タンク部１０１は、当該タンク部１０１の長手方向に長く内側に各々プレート部１０２と共働して熱媒体流通路１０６Ａ、１０６Ｂを画定する二つのアーチ形状の突条部１０７Ａ、１０７Ｂを互いに並列に有している。タンク部１０１は、プレート部１０２の側壁部１０４Ａ、１０４Ｂと接合する両側部１０８Ａ、１０８Ｂに加えて、突条部１０７Ａ、１０７Ｂ間の谷部位１０９においてもプレート部１０２の平底部１０３にろう付けされている。
【０００６】
このダブルアーチ構造は、ヘッダタンク１００の耐圧性を高め、炭酸ガス冷媒を用いる車載空気調和装置のように、回路圧力が高圧になる冷凍サイクル装置用の熱交換器のヘッダタンクに好適である。
【０００７】
プレート部１０２のチューブ挿入孔１０５にはチューブ１２０の端部１２１が挿入されており、この挿入部においてチューブ１２０の端部１２１がろう付けされている。
【０００８】
タンク部１０１の谷部位１０９がチューブ挿入孔１０５と対向する部位には、突条部１０７Ａ、１０７Ｂと同じ側に張り出した張り出し部１１０が形成されている。張り出し部１１０は、突条部１０７Ａと１０７Ｂとの間にあって、内側部分において熱媒体流通路１０６Ａと１０６Ｂとを互いに連通する連通路１１１を形成している。
【０００９】
連通路１１１は、チューブ１２０と熱媒体流通路１０６Ａ、１０６Ｂとの間の熱媒体の流れを円滑なものにする共に、熱媒体流通路１０６Ａと１０６Ｂとの間に熱媒体が流れるようにして熱媒体流通路１０６Ａ、１０６Ｂの一方に偏って熱媒体が流れることを防止し、熱媒体流通路１０６Ａと１０６Ｂとを均圧にする役目を担っている。
【特許文献１】特開２００５−６４２０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述した従来のものは、以下のような課題がある。
【００１１】
（１）チューブ挿入孔１０５に挿入されたチューブ１２０とプレート部１０２とのろう付け代が、図１１に符号ａにより示されているように、プレート部１０２の板厚分しか得られない。このため、ろう付け強度の不足が懸念される。特に、回路圧力が高圧になる炭酸ガス冷媒を用いた車載空気調和装置では、ろう付け強度不足が問題になる。
【００１２】
ろう付け強度を確保するために、プレート部１０２の板厚を厚くすることが考えられるが、しかし、これは、材料費が高くなる、加工性が悪くなる、重量が増加する等の問題を生じることになる。
【００１３】
（２）タンク部１０１は、通常、プレス成形品であり、谷部位１０９に張り出し部１１０を突条部１０７Ａ、１０７Ｂと同じ側に張り出し形成しなくてはならないため、タンク部１０１のプレス加工形状が複雑になり、突条部１０７Ａ、１０７Ｂの形状が正しく出難く、プレス歪みを生じ易い。このため、タンク部１０１に対するコネクタのろう付け性や、タンク部１０１とプレート部１０２とのろう付け性が低下し、ろう付け強度にばらつきが生じ、品質が安定しない。
【００１４】
本発明は、上述の如き課題を解消するためになされたもので、プレート部の板厚を厚くすることなくプレート部に対するチューブのろう付け強度を充分に確保し、さらには、タンク部のプレス歪みに起因する品質低下を生じることがない熱交換器および熱交換器のヘッダタンクおよびその製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明による熱交換器のヘッダタンクは、互いに接合されたタンク部とプレート部とにより構成されて当該両者間に熱媒体流通路を画定し、前記プレート部に熱交換器コアの複数個のチューブを接続される熱交換器のヘッダタンクであって、
前記プレート部は、前記複数個のチューブの接続部ごとに前記タンク部とは反対側に張り出した張り出し部を有し、当該張り出し部に前記チューブの端部を挿入されるチューブ挿入孔を開口形成され、前記張り出し部の張り出しにより前記チューブ挿入孔のチューブ挿入深さが前記プレート部の板厚以上に拡張されている。
【００１６】
また、上記目的を達成するために、本発明による熱交換器は、互いに接合されたタンク部とプレート部とにより構成されて当該両者間に熱媒体流通路を画定するヘッダタンクと、前記プレート部に接続された複数個のチューブとを有する熱交換器であって、前記プレート部は、前記複数個のチューブの接続部ごとに前記タンク部とは反対側に張り出した張り出し部を有し、当該張り出し部に前記チューブの端部を挿入されるチューブ挿入孔を開口形成され、前記張り出し部の張り出しにより前記チューブ挿入孔のチューブ挿入深さが前記プレート部の板厚以上に拡張され、前記チューブは、前記チューブ挿入孔に挿入され、前記チューブ挿入孔のチューブ挿入深さ分をろう付け代として前記プレート部の固着されている。
【００１７】
本発明による熱交換器のヘッダタンクは、特に、前記タンク部および前記プレート部がともに前記チューブの配列方向に長く、前記タンク部は、その長手方向に長く内側に各々前記プレート部と共働して前記熱媒体流通路を画定する複数個の突条部を互いに並列に有し、当該タンク部は両側部に加えて突条部間の谷部位において前記プレート部と固着しているものであり、各突条部毎の前記熱媒体流通路が前記張り出し部の内側空間によって互いに連通している。
【００１８】
また、上記目的を達成するために、本発明による熱交換器のヘッダタンクの製造方法は、互いに接合されたタンク部とプレート部とにより構成されて当該両者間に熱媒体流通路を画定し、前記プレート部に熱交換器コアの複数個のチューブを接続される熱交換器のヘッダタンクの製造方法であって、前記プレート部に、前記複数個のチューブの接続部ごとに前記タンク部とは反対側に張り出した張り出し部をプレス成形し、その後、前記張り出し部に前記チューブの端部を挿入されるチューブ挿入孔を開口形成する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、プレート部に形成された張り出し部にチューブ挿入孔が開口形成されているから、チューブ挿入孔のチューブ挿入深さを、張り出し部の張り出し量に応じて、プレート部の板厚以上に拡張することができる。
【００２０】
これにより、チューブ挿入孔に挿入されたチューブは、プレート部の板厚以上に拡張されたチューブ挿入深さ分をろう付け代としてプレート部に固着でき、プレート部の板厚を厚くすることなくプレート部に対するチューブのろう付け強度を充分に確保することができる。
【００２１】
また、複数個の突条部を互いに並列に有するダブルアーチ構造のようなタンク部では、張り出し部の内側空間によって、突条部毎の熱媒体流通路を互いに連通させることができるので、タンク部に突条部と同じ側に張り出し部を形成する必要がなくなる。
【００２２】
これにより、タンク部のプレス加工が簡単になり、突条部の形状が正しく出易くなり、タンク部に対するコネクタのろう付け性や、タンク部とプレート部とのろう付け性が向上し、ろう付け強度にばらつきが生じ難くなり、品質が安定するようなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明によるおよび熱交換器のヘッダタンクの一つの実施形態を、図を参照して説明する。
【００２４】
図１は、本実施形態に係わる熱交換器の全体構成を示している。熱交換器１０は、コア部２０と、コア部２０の両側端に設けられたヘッダタンク３０とにより構成されている。
【００２５】
コア部２０は、従来のものと同様に、両端部を各々ヘッダタンク３０に接続された複数個の扁平チューブ（以下、チューブと云う）２１と、波形に形成された複数個のコルゲートフィン２２とを交互に積層配置されたものであり、各チューブ２１の両端部を各々ヘッダタンク３０に接続されている。最外側のコルゲートフィン２２の更に外側には、断面略コ字形状のサイドカバープレート２３が取り付けられている。ヘッダタンク３０には、熱媒体入口用、あるいは熱媒体出口用のコネクタ部材（管接続部材）５０が取り付けられている。
【００２６】
ヘッダタンク３０は、ろう付けにより互いに気密に接合されたタンク部（タンク部材）３１とプレート部（プレート部材）３２とを有する。タンク部３１とプレート部３２は、ともにチューブ２１の配列方向（コア積層方向）に長い形状になっており、両端にエンド部材３３をろう付けされている。
【００２７】
本実施形態に係わる熱交換器１０のヘッダタンク３０およびヘッダタンク３０とチューブ２１との接続構造の詳細を、図２〜図８を参照して説明する。
【００２８】
タンク部３１とプレート部３２は、共に、心材がアルミニウム系金属で、表裏両面にろう材層を積層された両面ろうクラッド材により構成されたプレス成形品である。
【００２９】
プレート部３２は、平底部３４の両側に起立した側壁部３５Ａ、３５Ｂを有する凹溝形をなしている。プレート部３２は、図５に示されているように、タンク部３１のろう付け前に、タンク部３１を仮り止めするためのかしめ爪片３６Ａ、３６Ｂを側壁部３５Ａ、３５Ｂに一体に有する。
【００３０】
タンク部３１は、当該タンク部３１の長手方向（図１で見て上下方向）に長く内側に各々プレート部３２と共働して熱媒体流通路３７Ａ、３７Ｂを画定する二つのアーチ形状の突条部３８Ａ、３８Ｂを互いに並列に有している。タンク部３１は、プレート部３２の側壁部３５Ａ、３５Ｂと接合する両側部３９Ａ、３９Ｂと、プレート部３２の平底部３４に接合する突条部３８Ａ、３８Ｂ間の谷部位４０を、各々、プレート部３４にろう付けされている。このダブルアーチ構造により、ヘッダタンク３０の耐圧性が高められる。  
コネクタ部材５０は、図６に示されているように、二つのアーチ形状の突条部３８Ａ、３８Ｂの外形形状と補形をなす溝部５１Ａ、５１Ｂ（図７参照）を有する接合面（底面）をもって突条部３８Ａ、３８Ｂの外周面に密着した状態で、タンク部３１の外側に気密にろう付けされている。コネクタ部材５０が取り付けられている部位の突条部３８Ａ、３８Ｂの頂部には、コネクタ部材５０に形成されている二股状の熱媒体通路５３のタンク接続ポート５４Ａ、５４Ｂに連通する出入ポート４６Ａ、４６Ｂが明けられている。
【００３１】
図３、図８に示されているように、プレート部３２の平底部３４には、複数個のチューブ２１の接続部ごとに、タンク部３１とは反対側に張り出した張り出し部４１が形成されている。張り出し部４１にはチューブ２１の端部２４を挿入されるチューブ挿入孔４２が開口形成されている。
【００３２】
プレート部３２は、図９に示されているように、側壁部３５Ａ、３５Ｂのプレス成形と同工程で、複数個のチューブ２１の接続部ごとにタンク部３１とは反対側に張り出した張り出し部４１をプレス成形し、その後、カッタラインＣをもって張り出し部４１の底４３を抜くように、ピアス加工等によってチューブ挿入孔４２を開口形成する。
【００３３】
これにより、張り出し部４１の張り出し量相当に深さを有するチューブ挿入孔４２が得られる。張り出し部４１の張り出し量はプレート部３２の板厚より大きく、この張り出し部４１の張り出しにより、チューブ挿入孔４２のチューブ挿入深さがプレート部３２の板厚以上に拡張されている。
【００３４】
チューブ２１は、図８に示されているように、端部２４をチューブ挿入孔４２に挿入され、チューブ挿入孔４２のチューブ挿入深さ分をろう付け代ｂとしてプレート部３２に気密にろう付けされている。
【００３５】
これにより、チューブ挿入孔４２に挿入されたチューブ２１は、プレート部３２の板厚以上に拡張されたチューブ挿入深さ分をろう付け代ｂとしてプレート部３２に固着でき、プレート部３２の板厚を厚くすることなくプレート部３２に対するチューブ２１のろう付け強度を充分に確保することができる。
【００３６】
このことにより、回路圧力が高圧になる炭酸ガス冷媒を用いた車載空気調和装置での使用でも、プレート部３２に対するチューブ２１のろう付け強度が不足することがない。
【００３７】
また、チューブ挿入孔４２を明けるピアス加工等において、張り出し部４１の張り出し先端縁を面取り形状４４に加工することができる。これにより、面取り形状４４の部分がガイド機能を奏し、チューブ挿入孔４２に対するチューブ２１の挿入作業性が改善される。
【００３８】
チューブ挿入孔４２に対するチューブ２１の挿入量は、チューブ先端がタンク部３１の谷部位４０に当接する手前位置に位置するよう設定されており、張り出し部４１の内側空間４５は、突条部３８Ａ、３８Ｂの熱媒体流通路３７Ａ、３７Ｂを互いに連通している。
【００３９】
これにより、タンク部３１に、これの突条部３８Ａ、３８Ｂと同じ側に張り出し部を形成する必要がなくなり、タンク部３１のプレス加工が簡単になり、突条部３８Ａ、３８Ｂや谷部位４０の形状が正しく出易くなる。
【００４０】
このことにより、タンク部３１に対するエンド部材３３のろう付け性や、タンク部３１とプレート部３２とのろう付け性が向上し、これらのろう付け部のろう付け強度にばらつきが生じ難くなり、ヘッダタンク３０の品質が安定するようなる。
【００４１】
また、タンク部３１の突条部３８Ａ、３８Ｂの側に張り出し部を形成する必要がないことにより、タンク部３１の外形形状が、タンク部３１の長手方向の全域に亘って同一形状でなるから、これに倣ってコネクタ部材５０のタンク部３１との接合面形状（底面形状）もタンク長手方向に一様な形状になる。これにより、コネクタ部材５０の製造性がよくなり、押出成形でも製作できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】実施形態による熱交換器の全体を示す正面図。
【図２】実施形態による熱交換器のヘッダタンクの俯瞰斜視図。
【図３】実施形態による熱交換器のヘッダタンクの仰瞰斜視図。
【図４】図１の線ＩＶ−ＩＶによる拡大断面図。
【図５】図１の線Ｖ−Ｖによる拡大断面図。
【図６】図１の線ＶＩ−ＶＩによる拡大断面図。
【図７】実施形態による熱交換器に用いられるコネクタ部材の斜視図。
【図８】図１の線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩによる拡大断面図。
【図９】実施形態による熱交換器のヘッダタンクの製造工程を示す拡大断面図。
【図１０】従来例による熱交換器のヘッダタンクの俯瞰斜視図。
【図１１】従来例による熱交換器のヘッダタンクの一般部（図１の線ＩＶ−ＩＶ相当）の拡大断面図。
【図１２】従来例による熱交換器のヘッダタンクのかしめ部（図１の線Ｖ−Ｖ相当）の拡大断面図。
【図１３】従来例による熱交換器のヘッダタンクのチューブ挿入部（図１の線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ相当）の拡大断面図。
【符号の説明】
【００４３】
１０…熱交換器
２０…コア部
２１…チューブ（扁平チューブ）
２２…コルゲートフィン
２３…サイドカバープレート
２４…端部
３０…ヘッダタンク
３１…タンク部
３２…プレート部
３３…エンド部材
３４…平底部
３５Ａ、３５Ｂ…側壁部
３６Ａ、３６Ｂ…かしめ爪片
３７Ａ、３７Ｂ…熱媒体流通路
３８Ａ、３８Ｂ…突条部
３９Ａ、３９Ｂ…両側部
４０…谷部位
４１…張り出し部
４２…チューブ挿入孔
４３…底
４４…面取り形状
４５…内側空間
４６Ａ、４６Ｂ…出入ポート
５０…コネクタ部材
５１Ａ、５１Ｂ…溝部
５３…熱媒体通路
５４Ａ、５４Ｂ…タンク接続ポート
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2008224057.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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