(57)【要約】【課題】ヘッダを構成するタンク部材の脚部の溝加工を容易に行え、かつ、ロー付け時に座板表面のロー材がチューブ内に流入するのを防止できる熱交換器のヘッダ構造の提供を図る。【解決手段】ヘッダ１の２つの通路２，２を、タンク部材３の脚部３ｂと座板４のビード部８とで隔成できて、脚部３ｂを短くすることができるから、脚部３ｂの逃げ溝９を浅くして溝加工をプレス加工により容易に形成できる。また、座板４のビード部８はチューブ５の端末位置よりも低いため、加熱処理時に座板４の内側面の溶けたロー材がチューブ５の端末開口からチューブ５内に流入して目詰まりするのを防止できる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面略Ｔ字形のタンク部材（３）と、該タンク部材（３）に外嵌固定した断面略Ｕ字状の座板（４）とで複数の通路（２），（２）を形成した一対のヘッダ（１），（１）と、
これらヘッダ（１），（１）間に各座板（４），（４）の背壁（４ａ），（４ａ）を貫通して前記通路（２），（２）に連通接続した複数のチューブ（５）とを備えた熱交換器において、
前記タンク部材（３）の脚部（３ｂ）には、座板（４）の背壁（４ａ）を貫通したチューブ（５）の端部を受容する逃げ溝（７）を形成してあり、座板（４）の背壁（４ａ）の前記脚部（３ｂ）に対応する部分には、ヘッダ（１）の内側に向けてチューブ（５）の端末位置よりも低く膨出して前記脚部（３ｂ）の端面が密着する平坦面（８ａ）を有するビード部（８）を形成したことを特徴とする熱交換器のヘッダ構造。
【請求項２】
タンク部材（３）の脚部（３ｂ）は、その端末から逃げ溝（７）の形成止端に亘る範囲（Ｌ）を直状に形成したことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器のヘッダ構造。
【請求項３】
座板（４）は、その側壁（４ｂ），（４ｂ）の縁部に複数の爪片（６）を備え、これら爪片（６）をタンク部材（３）の基壁（３ａ）の背面に廻り込んで加締めて、タンク部材（３）と座板（４）とを加締め固定した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構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は熱交換器のヘッダ構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
二酸化炭素を冷媒とする冷凍サイクルでは、高圧側の圧力が冷媒の臨界圧力以上となる超臨界状態となることから、このような超臨界冷凍サイクルに用いられる熱交換器のヘッダとしては、押出し材により通路を複数並設した多列穴構造として、ヘッダの耐圧強度を確保するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−３５１７８３号公報（第６頁、第９図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来のヘッダ構造は、押出し材によりタンク部材を断面略Ｔ字形に形成する一方、座板を２個の円弧部が連なった断面略Ｗ字形に形成して、これらタンク部材と座板とを突き合わせて２つの円形断面の通路を形成し、タンク部材の脚部と座板の２つの円弧部が連なった突出部分とを突き合わせて前記２つの通路を隔成するようにしており、この座板にチューブ接続孔と前記２つの通路を連通する連通路を兼ねる挿通穴をプレス加工により打抜き成形するようにしている。
【０００５】
ところが、ヘッダに連通接続したチューブの端末は前記座板の突出部分よりも低い位置にあって、該部分に前記連通路を形成するようになるため、ヘッダとチューブとの組付け後に加熱炉により加熱処理してタンク部材，座板，チューブの各密接部分をロー付けする場合に、前記座板に設けたロー材が溶けて前記突出部分でチューブ内に流入して、チューブ穴が目詰まりする可能性がある。
【０００６】
そこで、本発明はチューブ端部を受容し、かつ、ヘッダの２つの通路を連通する溝を容易に加工できることは勿論、ロー付け時に座板表面のロー材がチューブ内に流入するのを防止することができる熱交換器のヘッダ構造を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明にあっては、ヘッダを構成するタンク部材の脚部に、座板の背壁を貫通したチューブの端部を受容する逃げ溝を形成してある一方、座板の背壁の前記脚部に対応する部分には、ヘッダの内側に向けてチューブの端末位置よりも低く膨出して前記脚部の端面が密着する平坦面を有するビード部を形成したことを特徴としている。
【０００８】
【発明の効果】
本発明によれば、ヘッダの２つの通路は、タンク部材の脚部と座板のビード部とで隔成することになり、該タンク部材の脚部を短くすることができるから、この脚部の所要高さ位置まで設けられる溝の脚部端末からの形成深さを浅くすることができ、溝形成を切削によらずにプレス加工によって容易に形成することが可能となる。
【０００９】
また、座板内側面にはロー付けのためロー材層が設けられていて、加熱炉での加熱処理によってロー材が溶けてタンク部材と座板との密着面およびチューブと座板背壁のチューブ貫通部分とがロー付けされるが、前記座板のビード部はチューブの端末位置よりも低いため、座板内側面の溶けたロー材がチューブ端末の開口からチューブ内に流入するのを回避できて、チューブの目詰まりを確実に防止することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。
【００１１】
図１〜図４は本発明にかかるヘッダ構造の第１実施形態を示し、図１はヘッダの側面図、図２はヘッダの断面図、図３はタンク部材の斜視図、図４は座板の正面図である。
【００１２】
この実施形態のヘッダ構造を適用する熱交換器は、一般に知られているように対向した一対のヘッダ間に、平行配置した複数のチューブを連通接続して熱交換媒体を流通するようにしていて、各チューブ間に放熱用のフィンを介在させた構成としてあり、従って、前記ヘッダとは換言すればタンクのことであり、一方のヘッダに導入した熱交換媒体をチューブを介して他方のヘッダに送給し、このチューブを流通する過程で熱交換媒体と、チューブ間を通過する空気との間で熱交換するようになる。
【００１３】
この実施形態では前記熱交換器を、二酸化炭素を熱交換媒体としての冷媒とした冷凍サイクルやヒートポンプサイクルに用いた場合で、熱交換器の内部圧力が著しく高圧化されるため、図１，２に示すようにヘッダ１は耐圧強度を確保するために、複数の円形断面の通路２，２を並設した構造としてある。
【００１４】
ヘッダ１は、アルミ材をもって略Ｔ字形の開断面に押出成形又はプレス成形したしたタンク部材３と、該タンク部材３の開断面の開放側、つまり、後述する脚部３ｂ側を包み込むように外嵌したアルミ材からなる座板４とにより構成してある。
【００１５】
タンク部材３の基壁３ａと、その幅方向中央に突設した脚部３ｂとでなす隅部は円弧状の溝として形成してあり、このタンク部材３の開断面の開放側、つまり、脚部３ｂ側を略Ｕ字形断面とした座板４で包み込むことによって、前述のように２つの円形断面の通路２を形成している。
【００１６】
座板４はその内側面にロー材層を形成したクラッド材が用いられ、タンク部材３と座板４および後述するチューブ５等とを組付けた後に加熱処理することにより、タンク部材３と座板４との密着面が接合されるようになっている。
【００１７】
この座板４は略Ｕ字形断面にプレス成形してあり、その背壁４ａには扁平状のチューブ５を嵌合するためのチューブ接続孔７を長さ方向に複数個形成してあると共に、両側壁４ｂの端末には加締め固定用の爪片６を長さ方向に複数個突設してある。
【００１８】
前記側壁４ｂはタンク部材３の基壁３Ａの側面に当接する高さに形成してある。
【００１９】
また、背壁４ａの幅方向中央には、タンク部材３の脚部３ｂに対応して、ヘッダ１の内側に向けて膨出し、前記脚部３ｂの端面が密着する平坦面８ａを有するビード部８を形成してある。
【００２０】
このビード部８の平坦面８ａの高さ位置は、背壁４ａを貫通したチューブ５の端末位置よりも低く設定してある。
【００２１】
また、前記円形断面の通路２を形成するために、側壁４ｂとビード部８とでなす隅部は円弧状の溝として形成される。
【００２２】
前記チューブ５もアルミ材で形成されている。
【００２３】
一方、タンク部材３の脚部３ｂには、その端末から所要深さまでチューブ５の逃げ溝９を長さ方向に複数個形成してある。
【００２４】
この逃げ溝９の形成深さｄは、チューブ５の端末位置よりも高くなるように設定してあって、このチューブ５の端末と逃げ溝９の止端との間に、通路２，２の連通路２ａが形成されるようにしてある。
【００２５】
また、前記タンク部材３の脚部３ｂは、その端末から逃げ溝９の形成止端に亘る範囲Ｌを直状に形成してある。
【００２６】
前記タンク部材３と座板４との組付けに際しては、タンク部材３の脚部３ｂ側から座板４を外嵌して、該座板４の側壁４ｂをタンク部材３の基壁３ａの側面に密着させると共に、座板４のビード部８の平坦面８ａをタンク部材３の脚部３ｂの端末に密着させる。
【００２７】
次いで、座板４の爪片６をタンク部材３の基壁３ａの背面に廻り込んで曲折して加締めて、これらタンク部材３と座板４とを加締め固定する。
【００２８】
このようにして組付けられた一対のヘッダ１は、それらの座板４の各チューブ接続孔７にチューブ５の端部を挿入嵌合して熱交換器を構成するが、この熱交換器の組付け状態で加熱炉において加熱処理することにより、チューブ５，座板４の各ロー材層が溶融して、各対応する密着面がロー付けされる。
【００２９】
以上のように本実施形態の構造によれば、ヘッダ１の２つの通路２，２は、タンク部材３の脚部３ｂと座板４のビード部８とで隔成してあり、該タンク部材３の脚部３ｂを短くすることができるから、この脚部３ｂの所要高さ位置まで設けられる逃げ溝９の脚部端末からの形成深さを浅くすることができ、この溝形成を切削によらずプレス加工によって容易に形成することができて、切削加工に伴う発生バリの処理や切り粉処理等を不要とすることができる。
【００３０】
特に、本実施形態では脚部３ｂの端末から逃げ溝９の形成止端に亘る範囲Ｌを直状に形成してあるため、脚部３ｂの側方からプレス加工により逃げ溝９を形成する場合に、脚部３ｂの直状部分をプレス治具に安定して固定できて溝加工精度を高めることができる。
【００３１】
一方、座板４の内側面にはロー付けのためのロー材層が設けられていて、加熱炉での加熱処理によってロー材が溶けてチューブ５と座板４の背壁４ａのチューブ接続孔７の周縁とがロー付けされるが、前記座板４のビード部８はチューブ５の端末位置よりも低いため、座板４の内側面の溶けたロー材がビード部８の部分でチューブ５の端末の開口からチューブ５内に流入するのを回避できて、チューブ５の目詰まりを確実に防止することができる。
【００３２】
更に、ヘッダ１は、座板４の爪片６がタンク部材３の基壁３ａの両側部背面に廻り込んで加締められるため、この加締め力が脚部３ｂとビード部８の平坦面８ａとを圧締する方向に作用して、タンク部材３と座板４とを安定して結合できることと併せて、加熱処理によって脚部３ｂの端面とビード部８の平坦面８ａとの密着面、基壁３ａの側面と側壁４ｂとの密着面、および爪片６と基壁３ａの背面との密着面がそれぞれ適正にロー付けされるため、ヘッダ１の耐圧性能を一段と向上することができる。
【００３３】
本発明の熱交換器のヘッダ構造は前記実施形態を例にとって説明したが、当該実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施形態を各種採ることがでる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態におけるヘッダを部分的に示す側面図。
【図２】本発明の一実施形態におけるヘッダの断面図。
【図３】本発明の一実施形態におけるタンク部材を部分的に示す斜視図。
【図４】本発明の一実施形態における座板の正面図。
【符号の説明】
１  ヘッダ
２  通路
３  タンク部材
３ａ  基壁
３ｂ  脚部
４  座板
４ａ  背壁
４ｂ  側壁
５  チューブ
６  爪片
７  チューブ接続孔
８  ビード部
８ａ  平坦面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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