(57)【要約】【課題】多面体構造の熱交換器を低コスト、且つロウ付け不良の発生しにくい構造とする。【解決手段】少なくとも一箇所の角部２０を有する単一のパイプ部材を曲げ加工してヘッダパイプ１４、１５とし、且つ、折り曲げ部分となる角部２０に、冷却媒体の流通可能な仕切り板１９を有する屈曲部２２を複数箇所に形成した。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に冷却媒体が流通するチューブ（１６）および冷却用のフィン（１７）を交互に並設したコア部（１１ａ、１２ａ、１３ａ）と、前記各チューブ（１６）の両端部とそれぞれ連通するヘッダパイプ（１４、１５）とからなる熱交換器本体（１１、１２、１３）を備えた多面体構造の熱交換器（１０）であって、
前記ヘッダパイプ（１４、１５）は、少なくとも一箇所の角部（２０）を有する単一のパイプ部材で構成され、且つ前記角部（２０）は、冷却媒体の流通可能な仕切り板（１９）を有する屈曲部（２２）が複数箇所に形成されていることを特徴とする熱交換器（１０）。
【請求項２】
前記角部（２０）は、曲げ中心部に２箇所の前記屈曲部（２２）が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器（１０）。
【請求項３】
前記仕切り板（１９）は、前記屈曲部（２２）に形成された切り欠き部（２１）にはめ込まれて装着され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（１０）。
【請求項４】
前記仕切り板（１９）は、中心部に冷却媒体の流通孔が形成された同一形状の部材であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の熱交換器（１０）。
【請求項５】
前記熱交換器本体（１１、１２、１３）を構成する各部は、表層にロウ材層を有する部材で構成されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の熱交換器（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は熱交換器に関し、詳しくは、平面視略Ｌ字形またはコ字形に形成された複数の熱交換器本体からなる多面体構造の熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ラジエータやコンデンサ等の熱交換器は、平面状に形成されたものが主流となっている。このうち、ラジエータは自動車に搭載されてエンジンの冷却を行うものであり、コンデンサはエアーコンディショナーのガス冷媒を車室外空気で冷却するものである（例えば、特許文献１参照）。一方、近年においては、省力化および低騒音等の観点から、平面視略Ｌ字形またはコ字形に形成された、いわゆる多面体構造の熱交換器が開発されている。
【０００３】
図６は、平面視略コ字形に形成された熱交換器、具体的にはエバポレータの従来例を示す概略斜視図、図７は、図６の部分１０７を示す拡大斜視図である。
【０００４】
熱交換器１００は、車両前部に配置された第１熱交換器本体１０１と、この第１熱交換器本体１０１の左右両側に配置された第２熱交換器本体１０２および第３熱交換器本体１０３とで構成され、これら３つの熱交換器本体が平面視略コ字形となるように配置されている。
【０００５】
各熱交換器本体の上下には、ヘッダパイプ１０１ａ、１０２ａ、１０３ａ、およびヘッダパイプ１０１ｂ、１０２ｂ、１０３ｂがそれぞれ配設されており、これらのヘッダパイプ同士はブロック状の連結部材１０６を介して結合されている。また、各ヘッダパイプには、冷却媒体が流通するチューブ１０４の端部が挿入されるとともに、隣接するチューブ１０４の間にはフィン１０５が配置されている。
【０００６】
このような平面視略コ字形の熱交換器１００では、熱交換を行う冷却風の通過面積が大きくなるため、冷却効果が向上するという効果がある。
【０００７】
なお、図６に示すような多面体構造の熱交換器に関する先行技術文献名は、出願人による検索範囲内において検出されていないことを補足する。
【特許文献１】特開２００２−１０７０９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図７に示すように、ヘッダパイプ同士を結合する連結部材１０６は内部に冷却媒体が流通する略Ｌ字形の流通孔１０６ａが形成され、この流通孔１０６ａの両端部に各ヘッダパイプがはめ込まれる構造となっている。このように従来例では、ヘッダパイプ同士を結合するために連結部材１０６が別部品として必要であり、また連結部材１０６には機械切削加工により内部の流通孔１０６ａを形成する必要があるため材料費、加工費が高くなる。また、それぞれの熱交換器本体を別々に組み立てて連結部材１０６に取り付けるため組み付け工数がかかることになる。そのうえ、連結部材１０６は肉厚で熱容積が大きいためロウ付け時に長時間炉内で加熱する必要があり、加工に要する光熱費が高くなる。さらに、ロウ付け時には連結部材１０６に対して熱容量の小さなチューブ１０４が長時間高温にさらされるため、熱変形が大きくなり、ロウ付け不良が発生しやすくなる。
【０００９】
したがって、従来例における多面体構造の熱交換器では、材料費や加工費だけでなく、加工工数がかかるためにコスト増になり、またロウ付け不良が発生しやすいという課題があった。
【００１０】
この発明の目的は、低コストで、且つロウ付け不良の発生しにくい多面体構造の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】
【００１１】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、内部に冷却媒体が流通するチューブおよび冷却用のフィンを交互に並設したコア部と、前記各チューブの両端部とそれぞれ連通するヘッダパイプとからなる熱交換器本体を備えた多面体構造の熱交換器であって、前記ヘッダパイプは少なくとも一箇所の角部を有する単一のパイプ部材で構成され、且つ前記角部は、冷却媒体の流通可能な仕切り板を有する屈曲部が複数箇所に形成されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１において、前記角部の曲げ中心部に２箇所の前記屈曲部が形成されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１または２において、前記仕切り板が、前記屈曲部に形成された切り欠き部にはめ込まれて装着されることを特徴とする。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項において、前記仕切り板を、中心部に冷却媒体の流通孔が形成された同一形状の部材としたことを特徴とする。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれか一項において、前記熱交換器本体を構成する各部が、表層にロウ材層を有する部材で構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明によれば、ヘッダパイプ同士を結合する連結部材が不要となるため、材料費および加工費を削減することができる。また、ロウ付け時に長時間炉内で加熱する必要がないため、加工に要する光熱費を削減することができる。また、各熱交換器本体を一体で形成することができるため、組み付け工数を少なくすることができる。さらに、連結部材に比べてロウ付け時間を短縮することができるため、熱容量の小さなチューブが長時間高温にさらされることがなく、ロウ付け不良の発生を大幅に減少することができる。
【００１７】
請求項２の発明によれば、曲げ中心部に２箇所の屈曲部を形成したため、屈曲部の加工箇所を必要最小限としながら、且つ曲げ加工時におけるパイプの潰れを防ぐことができる。
【００１８】
請求項３の発明によれば、仕切り板を切り欠き部に装着することにより、仕切り板の位置決めを容易に行うことができる。
【００１９】
請求項４の発明によれば、各屈曲部に装着される仕切り板が同一形状であるため、部品の製造コストを削減することができる。
【００２０】
請求項５の発明によれば、ヘッダパイプ、チューブ、フィン、仕切り板などの材料として、表層にロウ材層を有するクラッド材を使用しているため、外部からロウ材を供給する必要がなく、ロウ付け時の作業工数を少なくして、製作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】
【００２１】
以下、本発明に係わる熱交換器を実施するための最良の形態を図面を参照しながら説明する。なお、説明に用いる各図においては、構造を分かり易くするために、適宜にハッチングや輪郭線、境界線等を省略する。
【実施例１】
【００２２】
図２は、本実施例に係わる熱交換器１０の外観を示す概略斜視図である。この熱交換器１０は、車両前部に配置された第１熱交換器本体１１と、この第１熱交換器本体１１の左右両側に配置された第２熱交換器本体１２および第３熱交換器本体１３とを備え、これら３つの熱交換器本体が平面視略コ字形となるように配置されている。
【００２３】
各熱交換器本体の上下には、２箇所の角部２０で曲げられて平面視略コ字形に形成された一体構造のヘッダパイプ１４、１５がそれぞれ配設されている。このうち、上部に配設されたヘッダパイプ１４は、ヘッダパイプ部１４ａ、１４ｂ、１４ｃに区分され、また下部に配設されたヘッダパイプ１５は、ヘッダパイプ部１５ａ、１５ｂ、１５ｃに区分される。そして、ヘッダパイプ部１４ａと１５ａは第１熱交換器本体１１のヘッダパイプとなり、ヘッダパイプ部１４ｂと１５ｂは第２熱交換器本体１２のヘッダパイプとなり、さらにヘッダパイプ部１４ｃと１５ｃは第３熱交換器本体１３のヘッダパイプとなる。また、上記各ヘッダパイプ部には、冷却媒体が流通するチューブ１６の端部が挿入されるとともに、隣接するチューブ１６の間にはフィン１７が配置されている。このチューブ１６とフィン１７が交互に並設された部分が各熱交換器本体のコア部１１ａ、１２ａ、１３ａ）となる。
【００２４】
なお、本実施例において、ヘッダパイプ１４、１５、チューブ１６、フィン１７の材料としては、表層にロウ材層を有するクラッド材を使用する。
【００２５】
図１は、図２の部分１８を示す説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ線における断面図をそれぞれ示している。ここでは、ヘッダパイプ１４を例として説明するが、ヘッダパイプ１５でも構造は同じである。
【００２６】
ヘッダパイプ１４の角部２０には、４箇所の屈曲部２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ（以下、適宜に屈曲部２２という）が形成されている。また、各屈曲部２２には、仕切り板１９がはめ込まれている。各仕切り板１９の中心部には冷却媒体を流通させるための流通孔１９ａが形成され、この流通孔１９ａにより角部２０の内部が連通している。
【００２７】
次に、屈曲部２２の構造について説明する。図３は、曲げ加工前の角部２０を示す側面図。図４は、図３のＢ−Ｂ線における断面図をそれぞれ示している。ヘッダパイプ１４は単一のパイプ部材（円形パイプの直管）からなり、チューブ１６が挿入される図示しないスリット穴や、仕切り板１９が挿入される４箇所の切り欠き部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ（以下、適宜に切り欠き部２１という）が切削加工により所定箇所に形成されている。切り欠き部２１の両端には切り欠き端２３が形成されている。また、仕切り板１９には、切り欠き部２１に装着されたときに、切り欠き部２１の切り欠き端２３と嵌合する突部１９ｂが形成されている。
【００２８】
この仕切り板１９は同一形状の部材として構成され、図４に示すように、それぞれの切り欠き部２１にはめ込むことで装着される。本実施例では、曲げ中心部となる位置に２箇所の屈曲部２２ｂ、２２ｃを形成しているが、曲げ中心部に形成する屈曲部２２は３箇所以上あってもよい。
【００２９】
本実施例において、仕切り板１９の材料としては、他の部材と同じくクラッド材を使用する。また、ヘッダパイプ１４では、切り欠き部２１と反対側のパイプ面に図示しないスリット穴を形成し、ヘッダパイプ１５では、切り欠き部２１と同じ側のパイプ面に図示しないスリット穴を形成しているが、ヘッダパイプ１５についても、切り欠き部２１と反対側のパイプ面に図示しないスリット穴を形成した構造としてもよい。
【００３０】
次に、上記各部により構成される熱交換器１０の製作手順について説明する。図５は、熱交換器１０の製作手順を示す説明図であり、（ａ）は曲げ加工前の正面図、（ｂ）は曲げ加工を示す平面図である。
【００３１】
まず、図３に示すように、単一のパイプ部材からなるヘッダパイプ１４および１５の所定位置にスリット穴（図示せず）や切り欠き部２１を形成する。続いて、各スリット穴にはチューブ１６を、また切り欠き部２１には仕切り板１９をそれぞれ装着するとともに、チューブ１６間にフィン１７を配置することでコア部１１ａ、１２ａ、１３ａを仮組みする。さらに、ヘッダパイプ１４および１５の端部に冷却媒体の図示しない供給部材やエンドパッチ等を取り付けて、図５（ａ）に示すような熱交換器本体を組み付ける。そして、この熱交換器本体を一体のまま炉中で加熱してロウ付けにより接合する。この後、図示しない曲げ治具上に固定し、図５（ｂ）に示すように、両端の所定位置を９０°曲げ加工することにより熱交換器１０が完成する。ちなみに、ヘッダパイプ部の角部２０を通常のパイプ形状のままで曲げ加工した場合は、角部２０のパイプが全体的に潰れてしまうが、上記のように切り欠き部２１を形成し、且つ仕切り板１９を挿入することにより、パイプを潰さずに曲げることができる。
【００３２】
本実施例の熱交換器１０によれば、図６に示すようなヘッダパイプ部同士を結合する連結部材が不要となるうえ、ヘッダパイプ部の図示しないスリット穴や切り欠き部２１を簡単な切削加工で形成することができるため、材料費および加工費を削減することができる。また、熱容積の大きな連結部材を使用しないのでロウ付け時に長時間炉内で加熱する必要がなく、加工に要する光熱費を削減することができる。また、各熱交換器本体を一体で形成することができるため、組み付け工数を少なくすることができる。さらに、連結部材を使用する場合に比べてロウ付け時間を短縮することができるため、熱容量の小さなチューブが長時間高温にさらされることがなく、ロウ付け不良の発生を大幅に減少することができる。
【００３３】
とくに、本実施例においては、曲げ中心部に２箇所の屈曲部２２ｂ、２２ｃを形成したため、屈曲部２２の加工箇所を必要最小限としながら、且つ曲げ加工時におけるパイプの潰れを防ぐことができる。
【００３４】
また、仕切り板１９は、各屈曲部２２に形成された切り欠き部２１にはめ込まれて装着されるように構成されているため、仕切り板１９の位置決めを容易に行うことができる。しかも、各仕切り板１９は同一形状であるため、同一のプレス加工で製作することにより、部品の製造コストを削減することができる。
【００３５】
さらに、ヘッダパイプ１４、１５、チューブ１６、フィン１７、仕切り板１９などの材料として、表層にロウ材層を有するクラッド材を使用しているため、外部からロウ材を供給する必要がなく、ロウ付け時の作業工数を少なくして、製作コストを削減することができる。
【００３６】
なお、本実施例では、多面体構造の熱交換器として、平面視略コ字形に形成された熱交換器を例として示したが、本発明は平面視略Ｌ字形に形成された熱交換器にも適用することができる。
【００３７】
本実施例はエバポレータを用いて説明したが、ラジエータなどの他の熱交換器に適用できることは言うまでもない。
【００３８】
また、本実施例において、図面に示した各部材の配置、形状等は本実施例の形態に限定されるものではなく、熱交換器の仕様に応じて適切な配置、形状等に設計されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図２の破線部分を示す説明図。（ａ）は平面図。（ｂ）はＡ−Ａ線における断面図。
【図２】実施例に係わる熱交換器の外観を示す概略斜視図。
【図３】曲げ加工前の角部を示す側面図。
【図４】図３のＢ−Ｂ線における断面図。
【図５】熱交換器の製作手順を示す説明図。（ａ）は曲げ加工前の正面図。（ｂ）は曲げ加工を示す平面図。
【図６】平面視略コ字形に形成された熱交換器の従来例を示す概略斜視図。
【図７】図６の破線部分を示す拡大斜視図。
【符号の説明】
【００４０】
１０…熱交換器
１１…第１熱交換器本体
１２…第２熱交換器本体
１３…第３熱交換器本体
１１ａ、１２ａ、１３ａ…コア部
１４、１５…ヘッダパイプ
１４ａ〜１４ｃ、１５ａ〜１５ｃ…ヘッダパイプ部
１６…チューブ
１７…フィン
１９…仕切り板
１９ａ…流通孔
１９ｂ…突部
２０…角部
２１ａ〜２１ｄ…切り欠き部
２２ａ〜２２ｄ…屈曲部
２３…切り欠き端
【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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