(57)【要約】  【課題】  ヘッダタンクの空気流れ方向の内径を小さくすることによりヘッダタンクの小容量化を図り、しかも、熱交換性能を良好にする。  【解決手段】  ヘッダタンク５の空気流れ方向の内径をチューブ２の幅よりも小さくし、かつチューブ２の幅に対するヘッダタンク５の空気流れ方向の内径の比を０．７以上とする。ヘッダタンク５を第１部材１５と第２部材１６との組み合わせ体からなるものとする。第１部材１５のチューブ挿入側壁部１５ａからフランジ１５ｂに亘ってチューブ挿入孔１５ｃを形成する。このチューブ挿入孔１５ｃにチューブ２を挿入してチューブ２とヘッダタンク５とを連通させる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面形状が空気流れ方向に長い複数の偏平チューブを空気流れ方向と交差する方向に並設し、これらチューブの端部をチューブの並設方向に延びる筒状のヘッダタンクに挿入して各チューブとヘッダタンク内部とを連通させてなる熱交換器であって、
前記ヘッダタンクは、前記チューブの空気流れ方向の外形寸法に対するヘッダタンクの空気流れ方向の内径寸法の比が１未満で０．７以上となるように形成され、
前記ヘッダタンクの外周壁部には、空気流れ方向上流側及び下流側に外側方へ突出する突出部と、該突出部に連続するチューブ挿入孔とが設けられ、該チューブ挿入孔にチューブの端部が挿入されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
断面形状が空気流れ方向に長い複数の偏平チューブを空気流れ方向と交差する方向に並設し、これらチューブの端部をチューブの並設方向に延びる筒状のヘッダタンクに挿入して各チューブとヘッダタンク内部とを連通させてなる熱交換器であって、
前記ヘッダタンクは、空気流れ方向の内径寸法が前記チューブの空気流れ方向の外形寸法よりも短くなるように形成され、
前記ヘッダタンクの外周壁部には、空気流れ方向上流側及び下流側に外側方へ突出しヘッダタンク内部と連通する中空状の突出部と、該突出部に連続するチューブ挿入孔とが設けられ、
前記チューブの端部は、該端部の開口が前記突出部の内部と連通するように前記チューブ挿入孔に挿入されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項３】
請求項２に記載の熱交換器において、
チューブのチューブ挿入孔への挿入側端部基端には、該チューブ挿入孔外側方へ延びる段差部が設けられ、
前記チューブ挿入孔に挿入されたチューブは、前記段差部がチューブ挿入孔周縁に係合して、チューブの端部の開口が突出部の内部と連通するように位置決めされていることを特徴とする熱交換器。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の熱交換器において、
チューブの端部はチューブ挿入孔周縁にろう付けされ、
ヘッダタンクのチューブ挿入側壁部と、このチューブ挿入側壁部に対向する反チューブ挿入側壁部とがヘッダタンクの外方へ膨らむ湾曲面状に形成され、前記チューブ挿入側壁部が前記反チューブ挿入側壁部よりも偏平な形状とされていることを特徴とする熱交換器。
【請求項５】
請求項４に記載の熱交換器において、
ヘッダタンクは、チューブ挿入側壁部を有する第１部材と、反チューブ挿入側壁部を有する第２部材との組み合わせ体からなることを特徴とする熱交換器。
【請求項６】
請求項５に記載の熱交換器において、
第１部材の第２部材との接触面にろう材が設けられる一方、前記第２部材にはろう材が設けられていないことを特徴とする熱交換器。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の熱交換器において、
ヘッダタンクの外周壁部から突出する突出部は、第１部材及び第２部材から対向して延びるフランジにより構成され、
チューブ挿入孔が前記第１部材のチューブ挿入側壁部からフランジに連続して形成され、
前記第１部材のフランジにおけるチューブ挿入孔の周縁部分と、第２部材のフランジにおける前記チューブ挿入孔の周縁に対向する部分との少なくとも一方は、これらの間に空間を有するように凹形状に形成され、前記チューブ挿入孔に挿入されたチューブの端部が、チューブ挿入孔から突出して前記空間に位置付けられていることを特徴とする熱交換器。
【請求項８】
請求項７に記載の熱交換器において、
第１部材及び第２部材の少なくとも一方のフランジには、他方のフランジにかしめ固定されるかしめ部が設けられていることを特徴とする熱交換器。
【請求項９】
請求項８に記載の熱交換器において、
かしめ部は、第１部材及び第２部材のフランジの互いに接合する部位に対応して設けられていることを特徴とする熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば空気調和装置に用いられる熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、熱交換器は、空気流れ方向と交差する方向に複数の偏平チューブを並設し、該チューブの両端部に筒状のヘッダタンクをそれぞれ配設し、該ヘッダタンクに形成されたチューブ挿入孔にチューブの端部を挿入することにより、チューブとヘッダタンクとを連通させ、一方のヘッダタンクに冷媒を流入させると、冷媒が各チューブに分かれて流入し、該チューブを通って他方のヘッダタンクで集合した後、外部に流出するようになっている。
【０００３】
ところで、近年、例えば空気調和装置等の冷凍サイクルを利用した機器においては、環境への配慮から機器への冷媒の充填量を削減したいという要求がある。この要求を満たすために、ヘッダタンクの内容積を小さくすることが考えられるが、ヘッダタンクを単純に小径にして内容積を小さくしただけでは、ヘッダタンクにはチューブが挿入されているため、チューブの空気流れ方向の外形寸法を短くしなければならず、チューブの伝熱面積が縮小して熱交換効率が悪化する。
【０００４】
そこで、このことを回避するために、ヘッダタンクの断面を空気流れ方向に長い偏平状にすることにより、チューブの空気流れ方向の外形寸法を確保して熱交換効率を悪化させることなく、ヘッダタンクの内容積を真円形断面のものよりも小さくして、冷媒充填量を削減できるようにした熱交換器（凝縮器）が開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９―１１３１７７号公報（第４頁、第５頁、図１、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１の熱交換器では、ヘッダタンクの断面を空気流れ方向に長い扁平状にした分、内容積が小さくなっているものの、ヘッダタンクの空気流れ方向の内径がチューブの空気流れ方向の外形寸法よりも長く設定されていて、ヘッダタンクの小容量化が十分でない。
【０００６】
本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ヘッダタンクの空気流れ方向の内径寸法をチューブの空気流れ方向の外形寸法よりも短くしても、チューブの伝熱面積及びチューブへの冷媒の流入量を確保できるようにして熱交換効率を高めることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために、請求項１及び２の発明では、断面形状が空気流れ方向に長い複数の偏平チューブを空気流れ方向と交差する方向に並設し、これらチューブの端部をチューブの並設方向に延びる筒状のヘッダタンクに挿入して各チューブとヘッダタンク内部とを連通させてなる熱交換器を対象とする。
【０００８】
そして、請求項１の発明では、空気流れ方向についてヘッダタンクの内径寸法をチューブの外形寸法よりも短くして、ヘッダタンクの外周壁部に突出部と、該突出部に連続するチューブ挿入孔とを設け、ヘッダタンク内部からチューブへの冷媒流入量を確保できるように、チューブの外形寸法に対するヘッダタンクの内径寸法の比を設定した。
【０００９】
具体的には、前記ヘッダタンクを、前記チューブの空気流れ方向の外形寸法に対するヘッダタンクの空気流れ方向の内径寸法の比が１未満で０．７以上となるように形成し、前記ヘッダタンクの外周壁部には、空気流れ方向上流側及び下流側に外側方へ突出する突出部と、該突出部に連続するチューブ挿入孔とを設け、該チューブ挿入孔にチューブの端部を挿入する構成とする。
【００１０】
この構成によれば、ヘッダタンクの空気流れ方向の内径寸法がチューブの空気流れ方向の外形寸法よりも短くなってヘッダタンクの小容量化が図られる。このようにしてヘッダタンクを小容量化した場合に、チューブの空気流れ方向の外形寸法がヘッダタンクの空気流れ方向の内径寸法よりも長く設定されているため、チューブの伝熱面積が十分に得られる。
【００１１】
そして、チューブの端部をチューブ挿入孔に挿入した状態では、チューブの端部の開口のうち、チューブ挿入孔における突出部に連続する部分に挿入された箇所以外がヘッダタンク内部に臨み、チューブとヘッダタンクとが連通する。このとき、空気流れ方向についてチューブの外形寸法に対するヘッダタンクの内径寸法の比が０．７以上であるため、チューブの開口の全体のうち７割以上の領域がヘッダタンク内部に臨んでおり、この領域から冷媒が流入する。このようにヘッダタンクの内部に臨むチューブの開口の領域を設定することにより、開口の全体をヘッダタンク内部に臨ませている場合と比べて、チューブへの冷媒流入量がほとんど低下せず、所期の冷媒流入量が確保される。
【００１２】
また、請求項２の発明では、空気流れ方向についてヘッダタンクの内径寸法をチューブの外形寸法よりも短くして、ヘッダタンクの外周壁部に中空状の突出部と、該突出部に連続するチューブ挿入孔とを設け、チューブの端部の開口を突出部の内部を介してヘッダタンク内部と連通させるようにした。
【００１３】
具体的には、前記ヘッダタンクを、空気流れ方向の内径寸法が前記チューブの空気流れ方向の外形寸法よりも短くなるように形成し、前記ヘッダタンクの外周壁部には、空気流れ方向上流側及び下流側に外側方へ突出しヘッダタンク内部と連通する中空状の突出部と、該突出部に連続するチューブ挿入孔とを設け、前記チューブの端部を、該端部の開口が前記突出部の内部と連通するように前記チューブ挿入孔に挿入する構成とする。
【００１４】
この構成によれば、ヘッダタンクの空気流れ方向の内径寸法がチューブの空気流れ方向の外形寸法よりも短いので、ヘッダタンクの小容量化が図られる。このようにしてヘッダタンクを小容量化した場合に、チューブの空気流れ方向の外形寸法がヘッダタンクの空気流れ方向の内径寸法よりも長くなっているので、チューブの外形寸法が確保されてチューブの伝熱面積が十分に得られる。
【００１５】
そして、チューブの端部をチューブ挿入孔に挿入した状態では、チューブの端部の開口のうち、チューブ挿入孔における突出部に連続する部分に挿入された箇所が突出部の内部を介してヘッダタンク内部と連通し、それ以外の箇所がヘッダタンク内部に臨む。これにより、ヘッダタンクの冷媒がチューブの開口の全体から該チューブに流入するため、チューブへの冷媒流入量が確保される。
【００１６】
請求項３の発明では、請求項２の発明において、チューブのチューブ挿入孔への挿入側端部基端には、該チューブ挿入孔外側方へ延びる段差部を設け、前記チューブ挿入孔に挿入されたチューブを、前記段差部がチューブ挿入孔周縁に係合して、チューブの端部の開口が突出部の内部と連通するように位置決めする構成とする。
【００１７】
この構成によれば、チューブをチューブ挿入孔に挿入していくと、チューブの段差部がチューブ挿入孔周縁に係合し、チューブのそれ以上の挿入が規制され、このときに、チューブの端部の開口が突出部の中空部分と連通した状態となる。これにより、治具等を用いてチューブを位置決めすることなく、チューブの開口を突出部の中空部分と確実に連通させた状態とすることができる。
【００１８】
請求項４の発明では、請求項１〜３のいずれか１つの発明において、チューブの端部をチューブ挿入孔周縁にろう付けし、ヘッダタンクのチューブ挿入側壁部と、このチューブ挿入側壁部に対向する反チューブ挿入側壁部とをヘッダタンクの外方へ膨らむ湾曲面状に形成し、前記チューブ挿入側壁部を前記反チューブ挿入側壁部よりも偏平な形状とする構成とする。
【００１９】
この構成によれば、ヘッダタンクの外周壁部の略全体が湾曲面により構成されるので、ヘッダタンクの構成部材を薄肉化しながら、該ヘッダタンクの耐圧性が確保される。また、チューブの端部がチューブ挿入孔周縁にろう付けされてチューブ及びチューブ挿入側壁部が一体化しているので、該チューブ挿入側壁部は反チューブ挿入側壁部よりも強度が高くなっている。このチューブ挿入側壁部が相対的に偏平に形成されてヘッダタンクのより一層の小容量化が図られる。
【００２０】
請求項５の発明では、請求項４の発明において、ヘッダタンクは、チューブ挿入側壁部を有する第１部材と、反チューブ挿入側壁部を有する第２部材との組み合わせ体からなる構成とする。
【００２１】
この構成によれば、第１部材と第２部材とを、例えばプレス加工により別々に成形した後に組み合わせることによりヘッダタンクが構成される。
【００２２】
請求項６の発明では、請求項５の発明において、第１部材の第２部材との接触面にろう材を設ける一方、前記第２部材にはろう材を設けない構成とする。
【００２３】
この構成によれば、第１部材と第２部材とを組み合わせた状態で加熱することにより、第１部材のろう材が溶融して該第１部材と第２部材とがろう付けされる。このとき、例えば、製造誤差等によりチューブの端部が第２部材に接触した場合に、該第２部材にはろう材が設けられていないので、チューブの端部の開口へろう材が流れることはない。
【００２４】
請求項７の発明では、請求項５又は６の発明において、ヘッダタンクの外周壁部から突出する突出部を、第１部材及び第２部材から対向して延びるフランジにより構成し、チューブ挿入孔を前記第１部材のチューブ挿入側壁部からフランジに連続して形成し、前記第１部材のフランジにおけるチューブ挿入孔の周縁部分と、第２部材のフランジにおける前記チューブ挿入孔の周縁に対向する部分との少なくとも一方を、これらの間に空間を有するように凹形状に形成し、前記チューブ挿入孔に挿入されたチューブの端部をチューブ挿入孔から突出して前記空間に位置付ける構成とする。
【００２５】
この構成によれば、第１部材及び第２部材のフランジが接合されてこれら第１部材及び第２部材が一体化する。また、第１部材のフランジのチューブ挿入孔の周縁部分と、第２部材のフランジとの間に空間が形成され、この空間にチューブの端部の開口が位置付けられる。このため、第１部材や第２部材に設けられたろう材がろう付け時に溶融してフランジを流れた場合に、該ろう材がチューブの端部の開口へ流れることはない。
【００２６】
請求項８の発明では、請求項７の発明において、第１部材及び第２部材の少なくとも一方のフランジには、他方のフランジにかしめ固定されるかしめ部を設ける構成とする。
【００２７】
この構成によれば、第１部材及び第２部材の一方のフランジが他方にかしめ固定されて、これら第１部材及び第２部材が組み合わされて互いの位置ずれが防止される。
【００２８】
請求押９の発明では、請求項８の発明において、かしめ部を、第１部材及び第２部材のフランジの互いに接合する部位に対応して設ける構成とする。
【００２９】
この構成によれば、第１部材及び第２部材のフランジの接合部分が確実に接触した状態でろう付けされる。
【発明の効果】
【００３０】
請求項１の発明によれば、空気流れ方向についてチューブの外形寸法に対するヘッダタンクの内径寸法の比を１未満とし、ヘッダタンクの外周壁部に外側方へ突出する突出部を設け、この突出部に連続して形成されたチューブ挿入孔にチューブの端部を挿入するようにしたので、空気流れ方向についてヘッダタンクの内径寸法がチューブの外形寸法よりも小さくなってヘッダタンクの内容積をより一層小さくできるとともに、チューブの外形寸法が確保されてチューブの伝熱面積を十分に得ることができる。しかも、空気流れ方向についてチューブの外形寸法に対するヘッダタンクの内径寸法の比が０．７以上であるため、チューブの端部の開口の全体のうち、７割以上の領域から冷媒が流入する。これにより、チューブへの冷媒流入量が確保されて熱交換効率を高めることができる。
【００３１】
請求項２の発明によれば、ヘッダタンクの空気流れ方向の内径寸法をチューブの空気流れ方向の外形寸法よりも小さくし、ヘッダタンクの外周壁部に外側方へ突出しヘッダタンク内部と連通する中空状の突出部と、該突出部に連続するチューブ挿入孔とを設け、チューブの端部の開口を突出部の内部と連通させたので、請求項１の発明と同様に、ヘッダタンクの内容積をより一層小さくできるとともに、チューブの伝熱面積を十分に得ることができる。しかも、ヘッダタンクの冷媒がチューブの開口の全領域から該チューブに流入するので、チューブへの冷媒流入量が確保され、よって、熱交換効率を高めることができる。
【００３２】
請求項３の発明によれば、チューブの端部に段差部を形成し、この段差部がチューブ挿入孔周縁に係合してチューブが位置決めされるので、治具等を用いることなく、チューブの開口を突出部の中空部分と確実に連通させた状態とすることができ、これにより、チューブの組み付け作業を容易に行うことができる。
【００３３】
請求項４の発明によれば、ヘッダタンクのチューブ挿入側壁部と反チューブ挿入側壁部とを湾曲面状に形成したので、軽量で耐圧性の高いヘッダタンクを得ることができる。また、チューブの端部がろう付けされて強度が確保されたチューブ挿入側壁部を相対的に偏平な形状としているので、チューブ挿入側壁部を厚肉化することなくヘッダタンクの内容積をさらに小さくすることができる。
【００３４】
請求項５の発明によれば、互いに形状が異なるチューブ挿入側壁部及び反チューブ挿入側壁部を別々に成形することができ、これにより、ヘッダタンクを一体に筒状に成形する場合に比べて容易に成形できる。
【００３５】
請求項６の発明によれば、第１部材の第２部材との接触面にろう材を設ける一方、第２部材にろう材を設けないようにしたので、例えば、製造誤差等によりチューブの端部が第２部材に接触した場合に、チューブの端部の開口へろう材が流れることはなく、該開口がろう材により塞がれるのを防止できて冷媒を狙い通りに流入させることができる。
【００３６】
請求項７の発明によれば、ヘッダタンクの突出部を第１部材及び第２部材のフランジにより構成し、チューブ挿入孔を第１部材のチューブ挿入側壁部からフランジに連続して形成し、第１部材のフランジにおけるチューブ挿入孔の周縁部分と、第２部材のフランジとの間に空間を形成し、チューブの端部を前記空間に位置付けるようにしたので、ろう付け時に溶融したろう材が各フランジを流れた場合に、該ろう材によりチューブの端部の開口が塞がれるのを防止できて冷媒を狙い通りに流入させることができる。
【００３７】
請求項８の発明によれば、第１部材及び第２部材の少なくとも一方のフランジを他方のフランジにかしめ固定できるので、ろう付け工程において、例えば、炉内へ搬入するときの振動によって第１部材及び第２部材が位置ずれせず、ろう付けを確実にできる。
【００３８】
請求項９の発明によれば、第１部材及び第２部材のフランジの接合部分を確実にろう付けできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００４０】
《発明の実施形態１》
図２は本発明の実施形態に係る熱交換器を示し、本実施形態では、熱交換器が車両用空調装置の冷凍サイクルの一要素を構成する凝縮器１である場合を示す。該凝縮器１は、図示しないが、車体のエンジンルームの前端部に配設されており、車幅方向に延びる複数のチューブ２及びフィン３を上下に交互に並設してなるコア４と、該コア４のチューブ２長手方向両端部にそれぞれ配置されて該チューブ２と連通する車幅方向左側のヘッダタンク５及び右側のヘッダタンク６とを備えてなる。この凝縮器１のコア４には、図１及び図５に矢印イで示すように、空気が車体前方から後方へ流れるようになっている。
【００４１】
コア４の各チューブ２は、車体前後方向に長い矩形状断面を有する偏平チューブである。一方、フィン３は、空気流れ方向から見て波形をなすように形成されたコルゲートフィンであり、前記チューブ２の長手方向両端に亘って延びている。これらチューブ２及びフィン３はアルミニウム合金製の薄板材を成形してなり、チューブ２を構成する板材は、その表面にろう材が層状に設けられた、いわゆるクラッド材である。
【００４２】
図３にも示すように、隣り合うチューブ２の離間距離はフィン３の上下方向の寸法に対応していて、該フィン３の上端が上側に隣接するチューブ２の下面にろう付けされる一方、フィン３の下端が下側に隣接するチューブ２の上面にろう付けされるようになっている。また、コア４の上端及び下端に位置するフィン３，３は、上側及び下側エンドプレート８，９によりそれぞれ保持されている。
【００４３】
前記左側及び右側ヘッダタンク５，６は、コア４のチューブ２及びフィン３並設方向両端に亘って真っ直ぐに延びる筒状に形成されていて、上下両端の開口がキャップ部材１０，１０によりそれぞれ閉塞されている。左側ヘッダタンク５の上部には、この凝縮器１に冷媒を流入させる冷媒流入用配管１１が接続され、一方、右側ヘッダタンク６の下部には、外部へ冷媒を流出させる冷媒流出用配管１２が接続されている。
【００４４】
前記左側及び右側ヘッダタンク５，６の空気流れ方向の内径寸法は、チューブ２の幅寸法、即ち空気流れ方向の外形寸法よりも短くなるように形成されている。具体的には、チューブ２の幅寸法に対するヘッダタンク５，６の空気流れ方向の内径寸法の比が１未満となっており、また、この実施形態では、その比は０．７以上の範囲で設定されている。
【００４５】
前記左側及び右側ヘッダタンク５，６はそれぞれ車幅方向中央部で２分割されている。左側ヘッダタンク５は、コア４側に位置する第１部材１５と反対側の第２部材１６との組み合わせ体により構成され、右側ヘッダタンク６も同様に第１部材１８と第２部材１９との組み合わせ体により構成されている。これら第１部材１５，１８及び第２部材１６，１９は、アルミニウム合金製の板材をプレス加工により成形してなるものである。第１部材１５，１８は、第２部材１６，１９側の面にろう材が設けられたクラッド材により構成される一方、第２部材１６，１９にはろう材が設けられていない。尚、左側ヘッダタンク５の第１部材１５と、右側ヘッダタンク６の第１部材１８とは同様に構成され、また、左側ヘッダタンク５の第２部材１６と、右側ヘッダタンク６の第２部材１９も同様に構成されているので、以下、左側ヘッダタンク５の第１部材１５及び第２部材１６の構造について説明する。
【００４６】
第１部材１５は、チューブ２を挿入保持するチューブ挿入側壁部１５ａを有し、該チューブ挿入側壁部１５ａは、図１に示すように、ヘッダタンク５の外方へ膨らむように湾曲して前記第２部材１６側へ開放する樋状に形成されている。このチューブ挿入側壁部１５ａの断面形状は、比較的偏平な概ね円弧状をなしている。このチューブ挿入側壁部１５ａの開放側両端部には、外側方へ向けて突出して上下方向に延びる一対のフランジ１５ｂ，１５ｂが形成されている。
【００４７】
また、第２部材１６は、前記チューブ挿入側壁部１５ａに対向する反チューブ挿入側壁部１６ａを有し、該反チューブ挿入側壁部１６ａは、ヘッダタンク５の外方へ膨らむように湾曲し前記第１部材１５側へ開放する樋状に形成されている。この反チューブ挿入側壁部１６ａの断面形状は、前記チューブ挿入側壁部１５ａよりも曲率の小さい円弧状をなしている。この反チューブ挿入側壁部１６ａの開放側両端部には、外側方へ向けて突出して上下方向に延びる一対のフランジ１６ｂ，１６ｂが形成されている。この第２部材１６のフランジ１６ｂは、該第２部材１６と前記第１部材１５とを組み合わせた状態で、第１部材１５のフランジ１５ａと対向するように平坦に形成されている。つまり、この実施形態では、フランジ１５ｂ及びフランジ１６ｂによりヘッダタンク５の外周壁部から空気流れ方向上流側及び下流側に外側方へ突出する突出部１７が構成されている。
【００４８】
図３に示すように、第１部材１５には、チューブ２の外形に対応するチューブ挿入孔１５ｃがチューブ２の間隔に対応して形成されていて、チューブ２の端部はチューブ挿入孔１５ｃ周縁にろう付けされるようになっている。このチューブ挿入孔１５ｃは、図４に示すように、一方のフランジ１５ｂの突出方向中央部から他方のフランジ１５ｂの突出方向中央部に亘るスリット状に形成されている。第１部材１５のフランジ１５ｂにおけるチューブ挿入孔１５ｃ周縁は、この周縁に対向する第２部材１６のフランジ１６ｂから離れる側へ窪むように形成されて凹部１５ｄを構成している。従って、図１及び図３に示すように、凹部１５ｄと、該凹部１５ｄに対向する第２部材１６のフランジ１６ｂとの間には空間Ｓが形成される。また、第１部材１５のフランジ１５ｂの隣り合う凹部１５ｄ，１５ｄ間は、前記第２部材１６のフランジ１６ｂに接合するように平坦に形成されて接合部１５ｅを構成している。この接合部１５ｅの略中央には、図４及び図５に示すように、円形の貫通孔１５ｆが形成されている。
【００４９】
第１部材１５のフランジ１５ｂの先端側は、第２部材１６のフランジ１６ｂの先端に対応する部分で該フランジ１６ｂ側へ略直角に折り曲げられている。この第１部材１５のフランジ１５ｂの先端側における接合部１５ｅに対応する部位には、第２部材１６のフランジ１６ｂにかしめ固定される片状のかしめ部１５ｇが形成されている。このかしめ部１５ｇを第２部材１６のフランジ１６ｂの接合面と反対側の面に沿うように折り曲げることで、第１部材１５と第２部材１６とが一体化するようになっている。
【００５０】
この凝縮器における冷媒の経路について説明すると、まず、外部からの冷媒が冷媒流入用配管１１から左側ヘッダタンク５に流入する。この左側ヘッダタンク５に流入した冷媒は、下方へ流れながら各チューブ２に流入する。各チューブ２に流入した冷媒は、該チューブ２を車体右側へ流れながら空気と熱交換して次第に凝縮されて、右側ヘッダタンク６に集合する。その後、凝縮した冷媒が冷媒流出用配管１２から外部へ流出する。
【００５１】
前記のように構成された凝縮器１を製造する際には、まず、チューブ２及びフィン３を交互に並べて治具（図示せず）により固定してコア４を構成するとともに、第１部材１５及び第２部材１６を組み付けて左側ヘッダタンク５を構成する。この左側ヘッダタンク５を構成する際には、第１部材１５及び第２部材１６を組み合わせると、図５に示すように、第１部材１５のフランジ１５ｂの接合部１５ｅが第２部材１６のフランジ１５ｂに当接する。一方、図１に示すように、第１部材１５のフランジ１５ｂの凹部１５ｄと第２部材１６のフランジ１６ｂとの間に空間Ｓが形成される。この状態で、第１部材１５のかしめ部１５ｇを折り曲げて第１部材１５と第２部材１６とをかしめ固定する。尚、右側ヘッダタンク６も同様に構成する。
【００５２】
その後、左側及び右側ヘッダタンク５，６の上端及び下端の開口にキャップ部材１０，１０を嵌め込む。これらヘッダタンク５，６のチューブ挿入孔１５ｃにコア４のチューブ２の両端部をそれぞれ挿入する。このチューブ２をチューブ挿入孔１５ｃに挿入していくと、チューブ２の端部が第１部材１５のフランジ１５ｂから空間Ｓ側へ突出して第２部材１６のフランジ１６ｂに当接し、それ以上の挿入方向への移動が阻止される。このように各部材を組み付けた後、図示しないが、各部材を治具により固定して一体化した後、炉内に搬入して加熱すると、ろう材が溶融して各部材の接合面を流れ、冷却後にろう付けされる。
【００５３】
ろう付け工程においては、炉内へ搬入する際の振動や、加熱時の変形により、第１部材１５及び第２部材１６に対して両部材１５，１６を離すような力が作用することがある。このとき、第１部材１５及び第２部材１６がかしめ固定されているので、これら部材１５，１６の位置ずれが防止される。加えて、第１部材１５のフランジ１５ｂの接合部１５ｅに対応してかしめ部１５ｇが設けられているので、両フランジ１５ｂ，１６ｂが互いに接合する部分を確実に接触させて該両フランジ１５ｂ，１６ｂをしっかりとろう付けすることができる。
【００５４】
また、ろう付け工程では、第１部材１５に設けられたろう材が溶融してフランジ１５ｂの接合面を流れる。この際、チューブ挿入孔１５ｃに挿入されたチューブ２の端部が第１部材１５のフランジ１５ｂから空間Ｓ側へ突出しているので、フランジ１５ｂを流れるろう材がチューブ２の端部の開口へ浸入するのが回避される。また、チューブ２の挿入位置を決定するために該チューブ２の端部を第２部材１６のフランジ１６ｂに当接させているが、この第２部材１６にはろう材が設けられていないので、このことによっても、ろう材がチューブ２に端部の開口に浸入することはない。これらのことにより、チューブ２の端部の開口がろう材により塞がれるのを防止できて、ヘッダタンク５の冷媒をチューブ２へ狙い通りに流入させることができる。
【００５５】
このようにして得られた凝縮器１では、左側及び左側ヘッダタンク５，６の空気流れ方向の内径寸法がチューブ２の幅寸法よりも短く設定されているので、ヘッダタンク５，６の容量をより一層小さくできて、冷媒充填量を削減できる。このようにヘッダタンク５，６を小容量化した場合に、チューブ２の幅がヘッダタンク５，６の内径寸法よりも長く確保できて、チューブ２の伝熱面積を十分に得ることができる。
【００５６】
そして、チューブ２の端部をチューブ挿入孔１５ｃに挿入した状態では、チューブ２の端部の開口のうち、チューブ挿入孔１５ｃにおけるフランジ１５ｂに連続する部分に挿入された箇所以外がヘッダタンク５内部に臨むようになる。このとき、空気流れ方向についてチューブ２の幅寸法に対するヘッダタンク５の内径寸法の比が０．７以上であるため、チューブ２の開口の全体のうち７割以上の領域がヘッダタンク５内部に臨んでおり、この領域から冷媒が流入する。このようにヘッダタンク５内部に臨むチューブ２の開口の領域を設定することにより、開口の全体をヘッダタンク５内部に臨ませている場合と比べて、チューブ２への冷媒流入量がほとんど低下せず、このチューブ２へ流入した冷媒は、該チューブ２の幅方向全体に広がって流れる。これにより、所期の冷媒流入量を確保できて、熱交換効率を高めることができる。
【００５７】
また、左側ヘッダタンク５を第１部材１５と第２部材１６との組み合わせ体により構成したので、これら第１部材１５及び第２部材１６を別々に成形することができる。これにより、互いに形状が異なるチューブ挿入側壁部１５ａ及び反チューブ挿入側壁部１６ａを一体に筒状に成形する場合に比べて成形が容易になる。
【００５８】
また、第１部材１５のチューブ挿入側壁部１５ａと、第２部材１６の反チューブ挿入側壁部１６ａとが湾曲面状に形成されているので、これら第１部材１５及び第２部材１６を組み合わせると、ヘッダタンク５の周壁部の全体が連続した湾曲面を構成することとなる。このため、第１部材１５及び第２部材１６を厚肉化しなくても耐圧性が得られるので、ヘッダタンク５を軽量にできる。さらに、チューブ２がチューブ挿入孔１５ｃ周縁にろう付けされているので、チューブ２とチューブ挿入側壁部１５ａとが一体化し、該チューブ挿入側壁部１５ａの強度が高くなっている。従って、このチューブ挿入側壁部１５ａの厚肉化を招くことなく、該チューブ挿入側壁部１５ａを反チューブ挿入側壁部１６ａよりも偏平に形成することができる。これにより、ヘッダタンク５の軽量化を図りながら、ヘッダタンク５の内容積をさらに小さくできる。
【００５９】
さらにまた、この凝縮器１においては、製造後に各ろう付け部位が確実に接合されているか否かの検査を行う。この検査では、冷媒流入用配管１１及び冷媒流出用配管１２に所定圧に加圧された空気を導入する。このとき、第１部材１５のフランジ１５ｂと第２部材１６のフランジ１６ｂとが確実に接合されていないと、フランジ１５ｂに形成された貫通孔１５ｆから空気が洩れ、ろう付け不良を確実に発見できる。これにより、所期の耐圧性を有する凝縮器１のみを得ることができる。
【００６０】
尚、この実施形態では、第１部材１５のフランジ１５ｂに凹部１５ｄを形成しているが、図６に示す変形例１のように、凹部を省略してもよい。この変形例では、第１部材１５のフランジ１５ｂと第２部材１６のフランジ１６ｂとの接合面積が広くなり、接合強度が高まる。
【００６１】
また、この実施形態では、第１部材１５のフランジ１５ｂに凹部１５ｄを形成する一方、第２部材１６のフランジ１６ｂを平坦に形成して、両フランジ１５ｂ，１６ｂの間に空間を形成するようにしているが、図７に示す変形例２のように、反対に構成してもよい。すなわち、第２部材１６のフランジ１６ｂに凹部１６ｄ及び接合部１６ｅを形成する一方、第１部材１５のフランジ１５ｂを平坦に形成する。さらに、第２部材１６のフランジ１６ｂにかしめ部１６ｇを形成し、第１部材１５のフランジ１５ｂにかしめ固定する。
【００６２】
《発明の実施形態２》
図８は本発明の実施形態２に係り、本実施形態の凝縮器では、チューブ２の形状及び該チューブ２の挿入位置を除き、前記実施形態１の凝縮器と同様に構成されている。以下の説明では、実施形態１と同一の部分には同一の符号を付し、これと異なる部分だけを詳細に説明する。すなわち、本実施形態では、チューブ２の長手方向両端側にそれぞれ一対の段差部２ａ，２ａを形成し、該段差部２ａ，２ａをチューブ挿入孔１５ｃ周縁に係合させてチューブ２の両端部が第２部材１６のフランジ１６ｂから離れるようにチューブ２のヘッダタンク５，６に対する位置決めを行うようにしている。
【００６３】
具体的には、チューブ２の挿入側端部における挿入方向基端には、チューブ挿入孔１５ｃの外側方へ延びるように形成された段差部２ａ，２ａが設けられている。該段差部２ａ，２ａの位置は、チューブ２を矢印ロの方向に移動させてチューブ挿入孔１５ｃに挿入して該チューブ挿入孔１５ｃ周縁と係合した際に、チューブ２の端部が第２部材１６のフランジ１６ｂに当接しないように設定されている。
【００６４】
したがって、この実施形態の凝縮器１では、実施形態１と同様に、左側及び左側ヘッダタンク５，６の容量をより一層小さくできて、冷媒充填量を削減できるとともに、チューブ２の伝熱面積を十分に得ることができる。
【００６５】
そして、チューブ２の端部をチューブ挿入孔１５ｃに挿入した状態では、チューブ２の端部の開口のうち、チューブ挿入孔１５ｃにおけるフランジ１５ｂに連続する部分に挿入された箇所が突出部１７の内部の空間Ｓを介してヘッダタンク５内部と連通し、それ以外の箇所がヘッダタンク５内部に臨む。つまり、ヘッダタンク５の冷媒がチューブ２の開口の全体から該チューブ２に流入することとなり、チューブ２への冷媒流入量が確保できて、熱交換効率を高めることができる。
【００６６】
また、チューブ２の段差部２ａをチューブ挿入孔１５ｃ周縁に係合させてチューブ２を位置決めするようにしたので、位置決めのための治具等を用いることなく、チューブ２の端部の開口が空間Ｓと確実に連通した状態でチューブ２を位置決めすることができる。これにより、チューブ２の組み付け作業を容易にかつ確実に行うことができる。
【００６７】
尚、チューブ２を実施形態１のように両端に亘って同じ断面形状を有するように形成し、治具等を用いてチューブ２の端部が第２部材１６のフランジ１６ｂから離れた状態となるように位置決めしてもよい。
【００６８】
また、前記各実施形態では、本発明を空調装置の凝縮器に適用した場合について説明しているが、本発明は、例えば蒸発器にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
以上説明したように、本発明に係る熱交換器は、例えば車両用空調装置の冷凍サイクルの一要素を構成する凝縮器等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】図３におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る凝縮器を空気流れ方向下流側から見た正面図である。
【図３】左側ヘッダタンク近傍の部分拡大図である。
【図４】左側ヘッダタンクの第１部材をコア側から見た側面図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】実施形態１の変形例１に係る図１相当図である。
【図７】実施形態１の変形例２に係る図１相当図である。
【図８】実施形態２に係る図１相当図である。
【符号の説明】
【００７１】
１        凝縮器（熱交換器）
２        チューブ
２ａ      段差部
５，６    ヘッダタンク
１５      第１部材
１６      第２部材
１５ａ    チューブ挿入側壁部
１５ｂ    フランジ
１５ｃ    チューブ挿入孔
１５ｇ    かしめ部
１６ａ    反チューブ挿入側壁部
１６ｂ    フランジ
１７      突出部
【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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