(57)【要約】【課題】  チューブのロー付け強度を確保しつつ、内側部材の挿入溝に嵌合したチューブの先端面に、溶融したロー材が回り込むのを防止できる熱交換器のチューブ取付部構造を提供することを目的とする。【解決手段】  ヘッダータンク２の外側部材１０に形成した挿入穴１４から差し込んだチューブ３の端部３ａを、内側部材１１の内側に形成した挿入溝１５に嵌合し、挿入穴１４との間でロー付けする。挿入溝１５を、これに嵌合したチューブ３との間の隙間δ２で溶融状態のロー材Ｒが毛細管現象を発揮しないように、挿入穴１４の内側幅Ｗ１よりも大きくなる内側幅Ｗ２を備えた増幅部分１６を形成することにより、挿入穴１４とチューブ３との間をロー付けする際に、溶融したロー材Ｒは増幅部分１６で止まってチューブ３の先端面３ｂに回り込むのを防止する。【選択図】      図３
2005030700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部を中空状に形成したヘッダータンク（２）と、
ヘッダータンク（２）の外側部材（１０）に形成した挿入穴（１４）から差し込んだ端部（３ａ）を、内側部材（１１）の内側に形成した挿入溝（１５）に嵌合し、前記挿入穴（１４）との間でロー付けするチューブ（３）と、を備え、
ヘッダータンク（２）内の熱交換流体をチューブ（３）に流し、このチューブ（３）を流れる間に他の熱交換流体と熱交換する熱交換器であって、
前記挿入溝（１５）に、この挿入溝（１５）に嵌合したチューブ（３）との間の隙間（δ２）で溶融したロー材が毛細管現象を発揮しないように、前記挿入穴（１４）の内側幅（Ｗ１）よりも大きくなる内側幅（Ｗ２）を備えた増幅部分（１６）を形成したことを特徴とする熱交換器のチューブ取付部構造。
【請求項２】
増幅部分（１６）は、挿入溝（１５）の全体に亘って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チューブ取付部構造。
【請求項３】
増幅部分（１６）は、挿入溝（１５）の底部（１５ｂ）に限定したことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器のチューブ取付部構造。
【請求項４】
挿入溝（１５）の底面（１５ａ）に、チューブ（３）の先端面（３ｂ）との間に隙間を確保する隙間形成手段（１８）を形成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の熱交換器のチューブ取付部構造。
【請求項５】
隙間形成手段（１８）は、チューブ（３）の先端面（３ｂ）に対して前記底面（１５ａ）を傾斜させた傾斜面（１８ａ）であることを特徴とする請求項４に記載の熱交換器のチューブ取付部構造。
【請求項６】
隙間形成手段（１８）は、チューブ（３）の先端面（３ｂ）に対応する部位に形成した凹部（１８ｂ）であることを特徴とする請求項４に記載の熱交換器のチューブ取付部構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器のヘッダータンクに差し込んでロー付けするようになったチューブの取付部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱交換器は対向した１対のヘッダータンク間に、平行配置する複数のチューブを連通して熱交換流体を流通し、各チューブ間に放熱用のフィンを介在した構成となっている。
【０００３】
冷凍サイクルやヒートポンプサイクルの熱交換流体として超臨界流体である炭酸ガスを用いた場合、内部圧力が高圧化されるためヘッダータンクの耐圧強度を確保する必要があり、ヘッダータンク内を断面形状が略円形状となる筒状部分を複数並設した多列穴構造として、高圧による応力集中を避けるようになっており、その構成部品として押出し材やプレス加工品を用いるようになっている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
この場合、前記ヘッダータンクは、外側部材と内側部材とを加締めにより接合して多列穴構造の中空状に形成し、チューブの端部を外側部材に形成した挿入穴から差し込んでロー付けするようになっている。
【特許文献１】特開平１１−３５１７８３号公報（第６，７頁、第９，１７図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、このような従来のチューブ取付部構造にあって、ヘッダータンクの内側部材の内部に前記外側部材の挿入穴に対応した位置に挿入溝を形成し、外側部材の挿入穴に差し込んだチューブの端部を内側部材の挿入溝に嵌合することにより、チューブの位置決めするとともに安定的に固定することができる。
【０００６】
この場合、挿入穴と挿入溝の内側幅を等しく形成すると、チューブをロー付けする際に溶融したロー材が挿入穴とチューブとの間の隙間から挿入溝とチューブとの隙間に入り込み、この隙間の毛細管現象により溶融したロー材は更に挿入溝の奥に入り込んでチューブの先端面に達し、ひいては、このチューブの先端開口部を詰まらせてしまう。
【０００７】
そこで、本発明はかかる従来の課題に鑑みて、チューブのロー付け強度を確保しつつ、内側部材の挿入溝に嵌合したチューブの先端面に、溶融したロー材が回り込むのを防止できる熱交換器のチューブ取付部構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる目的を達成するために本発明の熱交換器のチューブ取付部構造にあっては、内部を中空状に形成したヘッダータンクと、ヘッダータンクの外側部材に形成した挿入穴から差し込んだ端部を、内側部材の内側に形成した挿入溝に嵌合し、前記挿入穴との間でロー付けするチューブと、を備え、前記挿入溝を、この挿入溝に嵌合したチューブとの間の隙間で溶融状態のロー材が毛細管現象を発揮しないように、前記挿入穴の内側幅よりも大きくなる内側幅を備えた増幅部分を形成したことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
かかる構成になる本発明によれば、チューブの端部を嵌合する挿入溝に増幅部分を形成して、挿入溝に嵌合したチューブとの間の隙間に、溶融状態のロー材が毛細管現象を発揮しないようにしたので、外側部材の挿入穴とこれに差し込んだチューブとの間をロー付けする際に、溶融したロー材は挿入溝の内側幅を大きくした増幅部分で止まってチューブの先端面に回り込むのを防止し、ひいては、チューブの先端開口部がロー材で詰まるのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。
【００１１】
（第１実施形態）
図１〜図３は本発明にかかる熱交換器のチューブ取付部構造の第１実施形態を示し、図１は熱交換器の全体斜視図、図２は図１中Ａ−Ａ線に沿ったヘッダータンクの拡大横断面図、図３は図２中Ｂ−Ｂ線に沿ったヘッダータンクの拡大縦断面図である。
【００１２】
本発明のチューブ取付部構造を適用する熱交換器１は、図１に示すように、内部を中空状に形成した１対のヘッダータンク２，２と、これらヘッダータンク２，２に跨って連通する平行配置した複数の扁平なチューブ３と、これら複数のチューブ３間に取り付けたフィン４と、を備えて概ね構成し、一方のヘッダータンク２からチューブ３を介して他方のヘッダータンク２に冷却水などの熱交換流体を流し、この熱交換流体がチューブ３を流れる間に、フィン４を通過する空気流などの他の熱交換流体と熱交換するようになっている。
【００１３】
前記ヘッダータンク２は、図２に示すように、アルミクラッド材をプレス加工によりＵ字状に折曲形成した外側部材としてのプレート１０と、アルミ材を押出し成形した内側部材としてのブロック１１と、を備え、Ｕ字状のプレート１０の内側にブロック１１を嵌め込んで、プレート１０の両側部に櫛歯状に突出した加締め部分１０ａをブロック１１の外側両側部に加締めて一体化してある。
【００１４】
ブロック１１は、これの内側（この内側とはチューブ３が配置される側で図２中下方）の中央部に境界壁１１ａを設けて両側に断面略半円状の１対の溝部１１ｂ，１１ｂを形成し、これら溝部１１ｂ，１１ｂの内側が前記プレート１０によって覆われることにより密閉した１対の筒状部分１２，１２を構成し、これら筒状部分１２，１２によって多列穴構造のヘッダータンク２が構成される。
【００１５】
勿論、ヘッダータンク２の両端部は、図１に示すように、キャップ１３によって閉止してある。
【００１６】
前記プレート１０には、図２に示すように、チューブ３を差し込む挿入穴１４を形成してあり、前記ブロック１１の内側に設けた前記境界壁１１ａには、チューブ３の端部３ａを嵌合する挿入溝１５を所定深さＤをもって形成し、前記挿入穴１４から差し込んだチューブ３の端部３ａを前記挿入溝１５に嵌合した状態で、チューブ３を挿入穴１４の周縁にロー付けして結合するとともに、液密性を保つようになっている。
【００１７】
このとき、チューブ３の先端面３ｂと挿入溝１５の底面１５ａとの間には、両側の筒状部分１２，１２の連通性を確保するために適宜隙間δ１を設けてある。
【００１８】
ここで、この第１実施形態では、図３に示すように、前記挿入溝１５に、この挿入溝１５に嵌合したチューブ３との間の隙間δ２で溶融したロー材Ｒが毛細管現象を発揮しないように、前記挿入穴１４の内側幅Ｗ１よりも大きくなる内側幅Ｗ２を備えた増幅部分１６を形成してある（請求項１）。
【００１９】
また、この実施形態では前記増幅部分１６を、挿入溝１５の全体に亘って形成してある（請求項２）。
【００２０】
以上の構成によりこの第１実施形態の熱交換器のチューブ取付部構造によれば、チューブ３の端部３ａを嵌合する挿入溝１５に、挿入穴１４の内側幅Ｗ１よりも内側幅Ｗ２が大きくなる増幅部分１６を形成して、挿入溝１５に嵌合したチューブ３との間の隙間δ２に、溶融状態のロー材Ｒが毛細管現象を発揮しないようにしたことにより、プレート１０の挿入穴１４とこれに差し込んだチューブ３との間をロー付けする際に、溶融したロー材Ｒは内側幅Ｗ２が大きくなった挿入溝１５の増幅部分で止まってフィレット１７を形成し、ロー材Ｒがチューブ３の先端面に回り込むのを防止でき、ひいては、チューブ３の先端開口部がロー材Ｒで詰まるのを防止することができる。
【００２１】
また、この第１実施形態では前記増幅部分１６を、挿入溝１５の全体に亘って形成したので、挿入穴１４から差し込んだチューブ３の端部３ａを挿入溝１５に嵌合する際に、これらチューブ３と挿入溝１５との間に寸法的な余裕を持たせることができ、ひいては、プレート１０とブロック１１との組付け時に高い精度を必要としないため、生産性の向上やコストダウンを達成することができる。
【００２２】
（第２実施形態）
図４，図５は本発明の第２実施形態を示し、前記第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図４はヘッダータンクの要部拡大横断面図、図５はヘッダータンクの要部拡大縦断面図である。
【００２３】
この第２実施形態のチューブ取付部構造では、ブロック１１の挿入溝１５に形成した増幅部分１６を、挿入溝１５の底部１５ｂに限定してある（請求項３）。
【００２４】
そして、前記挿入溝１５の入口部分１５ｃの内側幅Ｗ３は、プレート１０の挿入穴１４の内側幅Ｗ１と略等しくなっている。
【００２５】
従って、この第２実施形態によれば、チューブ３の先端部３ａが増幅部分１６に位置して、前記第１実施形態と同様に、溶融したロー材Ｒがチューブ３の先端開口部に回り込むのを防止でき、特に、この第２実施形態では挿入溝１５の入口部分１５ｃの内側幅Ｗ３をプレート１０の挿入穴１４の内側幅Ｗ１と略等しくできるので、ロー付けする際に溶融したロー材Ｒが挿入溝１５の入口部分１５ｃに回るため、チューブ３の端部３ａを挿入穴１４と挿入溝１５の入口部分１５ｃとで固定できるため、チューブ３の結合強度を高めることができる。
【００２６】
（第２実施形態の第１変形例）
図６は第２実施形態の変形例を示し、前記第２実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図６はヘッダータンクの要部拡大縦断面図である。
【００２７】
この実施形態のチューブ取付部構造では、ブロック１１に形成した挿入溝１５の入口に面取り１５ｄを形成してある。
【００２８】
従って、この実施形態によれば、挿入溝１５の入口部分１５ｃの内側幅Ｗ３を挿入穴１４の内側幅Ｗ１と略等しくした場合にも、挿入溝１５の入口に形成した面取り１５ｄがガイド部分となってチューブ３の挿入性を向上することができる。
【００２９】
尚、この実施形態では前記面取り１５ｄに代えて円弧面を形成することもできる。
【００３０】
（第３実施形態）
図７は本発明の第３実施形態を示し、上記各実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図７はヘッダータンクの要部拡大縦断面図である。
【００３１】
この第２実施形態のチューブ取付部構造では、図７に示すように、挿入溝１５の底面１５ａに、チューブ３の先端面３ｂとの間に隙間を確保する隙間形成手段１８を形成してある（請求項４）。
【００３２】
この実施形態では、前記隙間形成手段１８は、チューブ３の先端面３ｂに対して前記底面１５ａを傾斜させた傾斜面１８ａとしてある（請求項５）。
【００３３】
この実施形態では上記傾斜面１８ａを、挿入溝１５の底面１５ａを全体的に一方向に傾斜させて形成してある。
【００３４】
従って、この第３実施形態によれば、チューブ３を組み付ける際に、このチューブ３をプレート１０の挿入穴１４から差し込んでブロック１１の挿入溝１５に嵌合した際に、チューブ３の先端面３ｂが挿入溝１５の底面１５ａ突き当たった場合にも、この底面１５ａに傾斜面１８ａを形成したので、チューブ３の先端開口部がその底面１５によって閉塞されるのを防止することができる。
【００３５】
このため、チューブ３の組付け時に、このチューブ３の先端面３ｂを挿入溝１５の底面１５に突き当てた状態でロー付けすることができるため、組付け作業性を向上することができる。
【００３６】
（第３実施形態の第１変形例）
図８は第３実施形態の変形例を示し、前記第３実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図８はヘッダータンクの要部拡大縦断面図である。
【００３７】
この実施形態のチューブ取付部構造では、図８に示すように、挿入溝１５の底面１５ａに形成する傾斜面１８ａを、チューブ３の先端面３ｂに対応する位置を挟んでＶ字状に配置してある。
【００３８】
従って、この実施形態によれば、Ｖ字状に配置した傾斜面１８ａにチューブ３の先端面３ｂを傾斜面１８ａに突き当てて、前記第３実施形態と同様の作用・効果を奏するのは勿論のこと、チューブ３の先端面３ｂの両側角部を傾斜面１８ａに突き当てることができるため、チューブ３を組み付ける際に安定させることができる。
【００３９】
尚、この実施形態では傾斜面１８ａをＶ字状に配置した場合を示したが、そのＶ字状の谷部に相当する部分を平坦、若しくは弧状に形成した台形状とすることもできる。
【００４０】
（第３実施形態の第２変形例）
図９は第３実施形態の変形例を示し、前記第３実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図９はヘッダータンクの要部拡大縦断面図である。
【００４１】
この実施形態のチューブ取付部構造では、図９に示すように、挿入溝１５の底面１５ａに形成する傾斜面１８ａを円弧面として形成してある。
【００４２】
従って、この実施形態によれば、円弧面に形成した傾斜面１８ａにチューブ３の先端面３ｂを傾斜面１８ａに突き当てて、前記第３実施形態と同様の作用・効果を奏するのは勿論のこと、上記第１変形例と同様に、チューブ３の先端面３ｂの両側角部を傾斜面１８ａに突き当てることができるため、チューブ３を組み付ける際に安定させることができる。
【００４３】
（第３実施形態の第３変形例）
図１０は第３実施形態の変形例を示し、前記第３実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図１０はヘッダータンクの要部拡大縦断面図である。
【００４４】
この実施形態のチューブ取付部構造では、図１０に示すように、隙間形成手段１８を、前記底面１５ａがチューブ３の先端面３ｂに対応する部位に形成した凹部１８ｂとしてある（請求項６）。
【００４５】
尚、前記凹部１８ｂは、境界壁１１ａを貫通してヘッダータンク２の両側の筒状部分１２,１２を連通するとともに、その幅は扁平となったチューブ３の短軸方向の幅よりも小さくして、チューブ３が入り込まないようにしてある。
【００４６】
従って、この実施形態によれば、上記実施形態の傾斜面１８ａと同様に、挿入溝１５の底面１５ａにチューブ３の先端面３ｂを突き当てつつ、凹部１８ｂによってチューブ３の先端面３ｂが前記底面１５ａによって閉塞するのを防止することができる。
【００４７】
ところで、本発明の熱交換器のチューブ取付部構造は前記第１〜第３実施形態に例をとって説明したが、これら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きる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１実施形態を示す熱交換器の全体斜視図である。
【図２】図１中Ａ−Ａ線に沿ったヘッダータンクの拡大横断面図である。
【図３】図２中Ｂ−Ｂ線に沿ったヘッダータンクの拡大縦断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態を示すヘッダータンクの要部拡大横断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態を示すヘッダータンクの要部拡大縦断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態の第１変形例を示すヘッダータンクの要部拡大縦断面図である。
【図７】本発明の第３実施形態を示すヘッダータンクの要部拡大縦断面図である。
【図８】本発明の第３実施形態の第１変形例を示すヘッダータンクの要部拡大縦断面図である。
【図９】本発明の第３実施形態の第２変形例を示すヘッダータンクの要部拡大縦断面図である。
【図１０】本発明の第３実施形態の第３変形例を示すヘッダータンクの要部拡大縦断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  熱交換器
２  ヘッダータンク
３  チューブ
３ａ  チューブの端部
３ｂ  チューブの先端面
１０  プレート（外側部材）
１１  ブロック（内側部材）
１４  挿入穴
１５  挿入溝
１５ａ  底面
１５ｂ  底部
１６  増幅部分
１８  隙間形成手段
１８ａ  傾斜面
１８ｂ  凹部
【図１】
2005030700.tif 000003
【図２】
2005030700.tif 000004
【図３】
2005030700.tif 000005
【図４】
2005030700.tif 000006
【図５】
2005030700.tif 000007
【図６】
2005030700.tif 000008
【図７】
2005030700.tif 000009
【図８】
2005030700.tif 000010
【図９】
2005030700.tif 000011
【図１０】
2005030700.tif 000012