(57)【要約】【課題】熱交換器のヘッダタンクにおいて、各チューブに冷却媒体を均等に分配する機能を備えるとともに、ヘッダタンクの製作工数及び部品コストを削減する。【解決手段】冷媒分流溝１０１Ａを有する第１タンク部１１Ａと、冷媒分流溝１０１Ｂを有する第２タンク部１１Ｂとを、各々の冷媒分流溝１０１Ａ、１０１Ｂを向かい合わせに接合して、内部に長手方向に沿って冷媒分流管部１０１を形成した構造とする。【選択図】    図１
2005257105.tif 000002
【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（１４）と冷却用のフィン（１５）とを交互に配置してなる熱交換器コア（１３）と接続され、前記各チューブ（１４）に冷却媒体を供給する熱交換器（１０）のヘッダタンク（１１）であって、
上面に第１冷媒分流溝（１０１Ａ）を有する断面略凹形状の第１タンク部（１１Ａ）と、上面に第２冷媒分流溝（１０１Ｂ）を有する断面略凹形状に形成された第２タンク部（１１Ｂ）とを、各々の前記第１および第２冷媒分流溝（１０１Ａ、１０１Ｂ）を向かい合わせに接合して、内部に長手方向に沿って冷媒分流管部（１０１）を形成した構造の熱交換器のヘッダタンク。
【請求項２】
前記第１タンク部（１１Ａ）は、長手方向に沿って冷却媒体の通路穴（１０２Ａ）が複数形成された前記第１冷媒分流溝（１０１Ａ）と、前記第２タンク部（１１Ｂ）と連通するための開口部（１０３Ａ）と、前記熱交換器コア（１３）の各チューブ（１４）と接続するための複数のチューブ接続穴（１０４）とを備え、
前記第２タンク部（１１Ｂ）は、長手方向に沿って冷却媒体の通路穴（１０２Ｂ）が複数形成された前記第２冷媒分流溝（１０１Ｂ）と、前記第１タンク部（１１Ａ）と連通するための開口部（１０３Ｂ）とを備え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】
前記第１タンク部（１１Ａ）は、断面略凹形状に折り曲げられた単一板材からなり、前記第１冷媒分流溝（１０１Ａ）で接合され、
前記第２タンク部（１１Ｂ）は、断面略凹形状に折り曲げられた単一板材からなり、前記第２冷媒分流溝（１０１Ｂ）と対向する面側で接合され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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両等に用いられる熱交換器のヘッダタンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両等に用いられる一般的な熱交換器は、扁平のチューブとフィンとを交互に配置した熱交換器コアと、この熱交換器コアの内部に冷却媒体を流通させるヘッダタンクとを備えている。このうちヘッダタンクは、外部から供給された冷却媒体を熱交換器コアの各チューブに流入させる入口ヘッダタンクと、熱交換器コアのチューブを通過して熱交換された冷却媒体を合流させて外部に排出する出口ヘッダタンクとに分けられる（なお、ヘッダタンクの配置は冷却媒体の経路に応じて種々の形式がある。ここでは一般的な構造について説明する）。
【０００３】
入口ヘッダタンクにおいて、冷却媒体をタンクの一方の側から供給するように構成されたものにあっては、冷却媒体の奥側に接続されたチューブにより多くの冷却媒体が流れ込み、入口側に接続されたチューブに流れ込む冷却媒体の量は少なくなる。そこで、ヘッダタンク内部に冷媒通路穴を複数設けた冷媒分流管を挿入して、この冷媒分流管から冷却媒体を各チューブに均等に分配するようにしたヘッダタンクが提案されている。例えば、積層型の熱交換器において、入口タンクの内部に冷媒分配管を設けたものが知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平８−８６５９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のように内部に冷媒分流管を設けたヘッダタンクでは、ヘッダタンクの成形工程とは別に冷媒分流管を成形する工程が必要になり、また冷媒分流管をヘッダタンクに取り付けるための工程も必要になるため、製作工数が増えることになる。また、冷媒分流管が別部品として必要になるため、部品コストがかかることになる。
【０００５】
本発明の目的は、各チューブに冷却媒体を均等に分配する機能を備えるとともに、製作工数および部品コストを削減した熱交換器の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】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１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のヘッダタンクであって、上面に第１冷媒分流溝を有する断面略凹形状の第１タンク部と、上面に第２冷媒分流溝を有する断面略凹形状に形成された第２タンク部とを、各々の前記第１および第２冷媒分流溝を向かい合わせに接合して、内部に長手方向に沿って冷媒分流管部を形成した構造であることを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１において、前記第１タンク部は、長手方向に沿って冷却媒体の通路穴が複数形成された前記第１冷媒分流溝と、前記第２タンク部と連通するための開口部と、前記熱交換器コアの各チューブと接続するための複数のチューブ接続穴とを備え、前記第２タンク部は、長手方向に沿って冷却媒体の通路穴が複数形成された前記第２冷媒分流溝と、前記第１タンク部と連通するための開口部とを備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１又は２において、前記第１タンク部は、断面略凹形状に折り曲げられた単一板材からなり、前記第１冷媒分流溝で接合され、前記第２タンク部は、断面略凹形状に折り曲げられた単一板材からなり、前記第２冷媒分流溝と対向する面側で接合されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、第１タンク部と第２タンク部とを組み合わせると同時に内部に冷媒分流管部が形成されるため、ヘッダタンクの成形工程とは別に冷媒分流管を成形する工程が不要となり、また冷媒分流管をヘッダタンク取り付ける必要もなくなることから、製作工数を削減することができる。また、冷媒分流管を別部品として用意する必要もないため、部品コストを削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための最良の形態として、本発明を熱交換器の入口ヘッダタンクに適用した場合の実施例を図面を説明する。なお、実施例の各図においては、構造を分かりやすくするために、部材や構造の一部を省略するものとし、またこれに合わせてハッチング、輪郭線、境界線等を適宜に省略する。
【実施例１】
【００１１】
図２は、実施例に係わる熱交換器の全体構成を示す外観図である。熱交換器１０は、大別すると、入口ヘッダタンク１１および出口ヘッダタンク１２と、熱交換器コア１３とから構成されている。熱交換器コア１３は、冷却媒体１６が流通する複数本のチューブ１４と、冷却用のフィン１５とを交互に配置した構造となっている。熱交換器コア１３の下側の端部には入口ヘッダタンク１１が接続され、この入口ヘッダタンク１１は各チューブ１４の一方の端部と連通している。また上側の端部には出口ヘッダタンク１２が接続され、この出口ヘッダタンク１２は各チューブ１４の他方の端部と連通している。
【００１２】
入口ヘッダタンク１１の一方の端部には冷却媒体１６を供給する入口パイプ１７が接続され、他方の端部は図示しないエンドプレートで遮蔽されている。また、出口ヘッダタンク１２の一方の端部には冷却媒体１６を排出する出口パイプ１８が接続され、他方の端部は図示しないエンドプレートで遮蔽されている。なお、本実施例における出口ヘッダタンク１２は既存のタンク構造とし、説明を省略する。
【００１３】
図２において、外部から入口ヘッダタンク１１に供給された冷却媒体１６は、入口ヘッダタンク１１から熱交換器コア１３の各チューブ１４に分配される。そして、冷却媒体１６は各チューブ１４内を流通して出口ヘッダタンク１２で集められ、この出口ヘッダタンク１２から外部に排出される。この間、熱交換器コア１３の各チューブ１４およびフィン１５の間を冷却風などの図示しない熱交換媒体が流通することにより、各チューブ１４を流通する冷却媒体１６との間で熱交換が行われる。
【００１４】
次に、入口ヘッダタンク１１の構造について説明する。図１は、本実施例に係わる入口ヘッダタンク１１の分解斜視図である。
【００１５】
入口ヘッダタンク１１は、第１タンク部１１Ａと第２タンク部１１Ｂとを接合して一体化した構造となっている。このうち、第１タンク部１１Ａには後述するチューブ接続穴が形成され、熱交換器コア１３の各チューブ１４が接続されている。また、入口ヘッダタンク１１の一端には、第１タンク部１１Ａと第２タンク部１１Ｂの端部開口部分を塞ぐようにサイドプレート１９が取り付けられ、さらに、このサイドプレート１９には冷却媒体を供給する入口パイプ１７が接続されている。なお、入口ヘッダタンク１１の他端は、上述したように図示しないエンドプレートにより遮蔽されている。
【００１６】
次に、第１タンク部１１Ａおよび第２タンク部１１Ｂの構造について説明する。
【００１７】
図３は、第１タンク部１１Ａの外観を示す斜視図であり、構造を分かりやすくするために１８０°回転させている。
【００１８】
第１タンク部１１Ａは、単一の板材を折り曲げて、断面が略凹形状となるように成形されている。この第１タンク部１１Ａの上面には、断面略半円形状の冷媒分流溝１０１Ａが長手方向に沿って形成されている。この冷媒分流溝１０１Ａの内部の両側部には、冷却媒体の通路穴１０２Ａが長手方向に沿って複数形成されている。また、冷媒分流溝１０１Ａの両側には第２タンク部１１Ｂと連通するための四角形状の開口部１０３Ａが長手方向に沿って複数形成されている。さらに、冷媒分流溝１０１Ａと反対側の面にはチューブ１４と接続するためのチューブ接続穴１０４が等間隔で複数形成されている。この第１タンク部１１Ａでは、冷媒分流溝１０１Ａの中央部で板材が接合されている。図３において、符号１０５Ａは接合部（繋ぎ目）を表している。
【００１９】
ここで、第１タンク部１１Ａの製作手順について説明する。図４（ａ）〜（ｆ）は第１タンク部１１Ａの製作手順を示す説明図である。
【００２０】
まず、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、クラッド材（アルミ芯材）の平板１００の両端部に、冷却媒体の通路穴１０２Ａをピアス加工により形成する。次に、図４（ｃ）に示すように、通路穴１０２Ａを形成した平板１００の両側部１００ａ、１００ｂの一部が曲面形状（半円を中央で分割した形状）となるようにそれぞれ曲げ加工する。次いで、図４（ｄ）に示すように、両側部１００ａ、１００ｂの不要な部分を切断する。次に、図４（ｅ）に示すように、あらかじめ設定されたタンクの横幅に合わせて、平板１００の所定箇所をそれぞれ９０度折り曲げて断面略コ字形となるように成形する。さらに、図４（ｆ）に示すように、あらかじめ設定されたタンクの厚みに合わせて、平板１００の両側部１００ａ、１００ｂに近い所定箇所をそれぞれ９０度折り曲げて、箱枠形状となるように成形する。このとき、両側部１００ａ、１００ｂの先端同士が接合することによって、タンク上面に冷媒分流溝１０１Ａが形成される。両側部１００ａ、１００ｂの先端同士は、冷媒分流溝１０１Ａの中央部で接合される。この後、接合部１０５Ａを仮止め（点付け、カシメ等）してタンク形状が変形しないようにして、さらに開口部１０３Ａ、チューブ接続穴１０４を切削加工等により形成する。なお、開口部１０３Ａ、チューブ接続穴１０４は図４（ｄ）の工程時にプレス加工で形成することも可能である。また、両側部１００ａ、１００ｂの先端同士を冷媒分流溝１０１Ａの中央部ではなく、例えば角部やその他中央部ではない部分で接合することも本発明に含まれる。
【００２１】
図５は、第２タンク部１１Ｂの外観を示す斜視図である。
【００２２】
第２タンク部１１Ｂは、単一の板材を折り曲げて、断面が略凹形状となるように成形されている。この第２タンク部１１Ｂの上面には、断面略半円形状の冷媒分流溝１０１Ｂが長手方向に沿って形成されている。この冷媒分流溝１０１Ｂの中央部には、冷却媒体の通路穴１０２Ｂが長手方向に沿って複数形成されている。また、冷媒分流溝１０１Ｂの両側には第１タンク部１１Ａと連通するための四角形状の開口部１０３Ｂが長手方向に沿って複数形成されている。この第２タンク部１１Ｂでは、冷媒分流溝１０１Ｂと対向する面側の中央部で板材が接合されている。図３において、符号１０５Ｂは接合部を表している。
【００２３】
ここで、第２タンク部１１Ｂの製作手順について説明する。図６（ａ）〜（ｅ）は第２タンク部１１Ｂの製作手順を示す説明図である。
【００２４】
まず、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、クラッド材（アルミ芯材）の平板１００の中央部に、冷却媒体の通路穴１０２Ｂをピアス加工により形成する。次に、図６（ｃ）に示すように、平板１００の中央部を、通路穴１０２Ｂの部分が半円形状となるように曲げ加工する。この部分が冷媒分流溝１０１Ｂとなる。次いで、図６（ｄ）に示すように、あらかじめ設定されたタンクの横幅に合わせて、平板１００の所定箇所をそれぞれ９０度折り曲げて断面略コ字形となるように成形する。さらに、図６（ｅ）に示すように、あらかじめ設定されたタンクの厚みに合わせて、平板１００の両側部１００ａ、１００ｂに近い所定箇所をそれぞれ９０度折り曲げて、箱枠形状となるように成形する。このとき、両側部１００ａ、１００ｂの先端同士は、冷媒分流溝１０１Ｂと対向する面側の中央部で接合される。この後、接合部１０５Ｂを仮止め（点付け、カシメ等）してタンク形状が変形しないようにして、さらに開口部１０３Ｂを切削加工等により形成する。なお、開口部１０３Ｂは図６（ｃ）の工程時にプレス加工で形成することも可能である。また、両側部１００ａ、１００ｂの先端同士を冷媒分流溝１０１Ｂの中央部ではなく、例えば角部やその他中央部ではない部分で接合することも本発明に含まれる。
【００２５】
上記のようにして製作した第１タンク部１１Ａ、第２タンク部１１Ｂを図７に示すように、それぞれの上面に形成された冷媒分流溝１０１Ａ、１０１Ｂを向かい合わせに組み合わせて一体化することによって、図１に示すように、入口ヘッダタンク１１の内部に長手方向に沿って冷媒分流管部１０１が形成される。また、２つのタンク部を組み合わせて一体化することによって、それぞれの上面に形成された開口部１０３Ａ、１０３Ｂが連通する。これにより、冷媒分流管部１０１の通路穴１０２Ａ、１０２Ｂから吐出した冷却媒体は、開口部１０３Ａ、１０３Ｂを流通して、第１タンク部１１Ａ、第２タンク部１１Ｂの内部を移動することになる。
【００２６】
図８は、図２のＡ領域に相当する部分断面図である。図８に示すように、外部から供給された冷却媒体１６は、入口ヘッダタンク１１の内部に形成された冷媒分流管部１０１を通ってタンクの奥側まで導かれるとともに、冷媒分流管部１０１の長手方向に沿って形成された通路穴１０２Ａ、１０２Ｂから吐出してタンク内を流通する。したがって、冷却媒体１６は冷媒分流管部１０１から各チューブ１４に均等に分配されることになり、熱交換効率を向上させることができる。
【００２７】
本実施例に係わる入口ヘッダタンク１１では、２つのタンク部１１Ａ、１１Ｂを組み合わせると同時に内部に冷媒分流管部１０１が形成されるため、ヘッダタンクの成形工程とは別に冷媒分流管を成形する工程が不要となり、また冷媒分流管をヘッダタンク取り付ける必要もなくなることから、製作工数を削減することができる。また、冷媒分流管を別部品として用意する必要もないため、部品コストを削減することができる。
【００２８】
上記実施例では、第１タンク部１１Ａと第２タンク部１１Ｂとをそれぞれ異なる構造とした例について示したが、第１タンク部１１Ａと同じ手法で製作したタンクに開口部１０３Ｂのみを形成し、チューブ接続穴１０４を形成しないものを第２タンク部１１Ｂとしてもよい。
【００２９】
また、本実施例では、冷媒分流溝１０１Ａ、１０１Ｂを断面略半円形状とした例について示したが、例えばひし形、四角形、だ円などの形状としてもよい。さらには、通路穴１０２Ａ、１０２Ｂの配置や穴形状なども、タンクの仕様に応じて適宜に変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】実施例に係わる入口ヘッダタンクの分解斜視図。
【図２】熱交換器の全体構成を示す外観図。
【図３】第１タンク部の外観を示す斜視図。
【図４】（ａ）〜（ｆ）は第１タンク部の製作手順を示す説明図。
【図５】第２タンク部の外観を示す斜視図。
【図６】（ａ）〜（ｅ）は第２タンク部の製作手順を示す説明図。
【図７】第１タンク部と第２タンク部との組み合わせ配置を示す分解斜視図。
【図８】図２のＡ領域を示す部分断面図。
【符号の説明】
【００３１】
１０…熱交換器
１１…入口ヘッダタンク
１１Ａ…第１タンク部
１１Ｂ…第２タンク部
１２…入口ヘッダタンク
１２…出口ヘッダタンク
１３…熱交換器コア
１４…チューブ
１５…フィン
１６…冷却媒体
１７…入口パイプ
１８…出口パイプ
１９…サイドプレート
１０１…冷媒分流管部
１０１Ａ、１０１Ｂ…冷媒分流溝
１０２Ａ、１０２Ｂ…通路穴
１０３Ａ、１０３Ｂ…開口部
１０４…チューブ接続穴
１０５Ａ、１０５Ｂ…接合部
【図１】
2005257105.tif 000003
【図２】
2005257105.tif 000004
【図３】
2005257105.tif 000005
【図４】
2005257105.tif 000006
【図５】
2005257105.tif 000007
【図６】
2005257105.tif 000008
【図７】
2005257105.tif 000009
【図８】
2005257105.tif 000010