(57)【要約】【課題】ヘッダタンクを組み立ててロウ付け加熱処理する施す際に分流管の歪みを防止すると共に、部品点数や加工費を削減することのできる熱交換器用ヘッダタンクを提供する。【解決手段】筒状のタンク本体１１と、その内部に配設され、自身の周壁に分散的に形成した複数の連通孔１５を通してタンク本体１１の内部へ冷媒を分流する分流管１２とを備え、タンク本体１１の内部に、長手方向に連続した連結壁１７を介して一体に分流管１２を突設すると共に、連結壁１７の位置するタンク本体１１の壁部１４ｂ、１４ｆに、熱交換チューブ１８を挿入するための複数のスリット１６を形成し、且つ各スリット１６を、連結壁１７及び分流管１２の周壁を切欠いて分流管１２の内部に連通する位置まで形成した。【選択図】図３
2007178048.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のタンク本体（１１）と、該タンク本体（１１）の内部に配設され、内部に導入された冷媒を複数の連通孔（１５）を通して前記タンク本体（１１）の内部へ分流する分流管（１２）とを備え、
前記タンク本体（１１）の内部に、長手方向に連続した連結壁（１７）を介して一体に前記分流管（１２）を突設すると共に、前記連結壁（１７）の位置するタンク本体（１１）の壁部（１４ｂ、１４ｆ、２３ｄ、２３ｈ）に、熱交換チューブ（１８）を挿入するための複数のスリット（１６）を形成し、且つ、前記各スリット（１６）を前記連結壁（１７）及び分流管（１２）の周壁を切欠いて前記分流管（１２）の内部に連通する位置まで形成したことを特徴とする熱交換器用ヘッダタンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流入した冷媒を複数の熱交換チューブに均一に分配することの可能な熱交換器用ヘッダタンクに係り、例えば、冷媒蒸発器、冷媒凝縮器、ヒータコア、オイルクーラ等の熱交換器に適用されるヘッダタンクに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、この種の熱交換器では、気液混合状態の冷媒が用いられている。気液混合状態の冷媒を用いる場合、気相と液相の密度差によって冷媒の慣性力に差が出ることから、熱交換器内を流れる過程で、気相と液相の分布に偏りが生じやすく、熱交換を行う複数のチューブ間で冷媒の配分量が不均一になることがあり、その結果、熱交換器内で温度分布が生じて、熱交換効率が低下するという問題があった。
【０００３】
そこでそれを防止するために、例えば、図６に示すようなヘッダタンクを備えた熱交換器が用いられている。図６はそのヘッダタンクを側面から見たときの断面図である。
【０００４】
このヘッダタンク１００は、プレス成形されたタンク本体１０１と、このタンク本体１０１の内部に挿入された分流管１０２とを備えている。タンク本体１０１の両端には、各端部を塞ぐキャップ１０３、１０４がそれぞれ設けられており、分流管１０２は、両端をこれらキャップ１０３、１０４に支持されることで、タンク本体１０１の内部に配置されており、両端部以外はタンク本体１０１と接触していない。符号１０５は冷媒を導入する入口管であり、分流管１０２の内部に連通している。なお、分流管１０２の周壁には分散的に多数の連通孔１０６が明けられ、入口管１０５から導入された冷媒は各連通孔１０６からタンク本体１０１の内部に流入する。
【０００５】
このヘッダタンク１００の周壁の一側面には、熱交換チューブを挿入するためのチューブ挿入スリット（図示略）が所定のピッチで多数明けられており、各スリットに熱交換器コアを構成する熱交換チューブの端部が挿入され、各チューブ間に冷却用フィンが配置されることで、熱交換器が構成されている。
【０００６】
このように分流管１０２をタンク本体１０１に内装することにより、分流管１０２に設けた多数の連通孔１０６からタンク本体１０１の内部全体に冷媒を分流することができ、各チューブへ冷媒を均一に流入させることができる。
【０００７】
また、別の従来例として、ヘッダタンクの内部に冷媒が流通する分流管を挿入すると共に、ヘッダタンク内を各チューブに対応するように区画し、分流管内を長手方向に中央部で２つに仕切る仕切板を設けた熱交換器が提案されている（特許文献１参照）。このように構成された熱交換器にあっては、冷媒が、分流管内を循環しながら連通孔からヘッダタンク内の各区画部分に配分された後、各チューブに流入するので、チューブ全体にわたって均一に冷媒を配分できる。
【０００８】
また、更に別の従来例として、ヘッダタンクの内部に冷媒が流通する分流管を挿入すると共に、ヘッダタンク内を複数のチューブ群毎に対応するように区画し、各区画ごとに、分流管に冷媒を分流する連通孔を設けた熱交換器が提案されている（特許文献２参照）。このように構成された熱交換器にあっても、冷媒が、連通孔からヘッダタンク内の各区画部分に配分された後、各チューブに流入するので、チューブ全体にわたって均一に冷媒を配分できる。
【特許文献１】特開平８−８６５９１号公報
【特許文献２】特開平９−１６６３６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した図６のヘッダタンク１００では、分流管１０２がタンク本体１０１と別体構造であり、分流管１０２の両端がキャップ１０３、１０４で支持されている。この構造では、分流管１０２がタンク本体１０１と直接接触しておらず、分流管１０２とタンク本体１０１との熱伝導率が低いため、ヘッダタンク１００を組み立てて各チューブの端部をそれぞれチューブ挿入スリットに挿入してロウ付け加熱処理する際、分流管１０２とタンク本体１０１が昇温または冷却された時に、両者の間に温度差が生じてしまう。そして、このような温度差が生じるため、膨張及び収縮量の違いにより、タンク本体１０１の内部で分流管１０２が歪んでしまい、分流管１０２からタンク本体１０１内へ冷媒を分流する効率が低下するという問題がある。また、分流管１０２とタンク本体１０１が別体では、部品点数が増え、組み付け効率が悪いという問題もある。
【００１０】
また、特許文献１及び特許文献２に記載されている従来技術にあっても同様であり、別体構造である分流管とタンク本体との間の熱伝導率が低いため、加熱時と冷却時にそれぞれ分流管とタンク本体との間で温度差が生じて膨張量や収縮量に差ができ、タンク本体内で分流管が歪んでしまい、分流管からタンク本体への分流効率が低下するという問題がある。
【００１１】
本発明の目的は、ヘッダタンクを組み立ててロウ付け加熱処理する施す際に分流管の歪みを防止すると共に、部品点数や加工費を削減することのできる熱交換器用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】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明は、筒状のタンク本体と、該タンク本体の内部に配設され、内部に導入された冷媒を、自身の周壁に分散的に形成した複数の連通孔を通して、前記タンク本体の内部へ分流する分流管と、を備え、前記タンク本体の内部に、長手方向に連続した連結壁を介して一体に前記分流管が突設されると共に、前記連結壁の位置するタンク本体の壁部に、熱交換チューブを挿入するための複数のスリットが形成され、且つ、それら各スリットが、前記連結壁及び分流管の周壁を切欠いて前記分流管の内部に連通する位置まで形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、分流管とタンク本体を長手方向に連続した連結壁を介して一体に形成したので、ロウ付け加熱処理時の昇温・冷却による温度差をほとんど無くすことができる。従って、膨張・収縮の差が少なくなり、加熱処理に伴う分流管の歪みを防止することができる。その結果、分流管からタンク本体内へ冷媒を円滑に分流することができ、分流効率の向上を図ることが可能になる。また、分流管とタンク本体を一体化することにより、部品点数及び組み付け工数の削減を図ることができ、コスト低減が期待できる。
【００１４】
また、熱交換チューブを挿入するための複数のスリットを、前記連結壁の存在する側のタンク本体の壁部に形成し、しかも、連結壁と分流管の周壁に切欠部を形成しているので、挿入したチューブとヘッダタンクとの連結を強固にすることができる。即ち、連結壁と分流管の周壁に形成した切欠部までチューブが挿入されるので、タンク本体の周壁との接触部だけでチューブを支持する従来例と比べて、支持面積が増加すると共に、ロウ付け面積も増加することになり、連結強度が増す。
【００１５】
また、前記スリットは、分流管に至るまで形成してあるので、分流管に突き当たる位置までチューブの端部を挿入することにより、チューブの挿入量を規制することができ、常に一定の挿入量を確保することができて、組み付け性も向上する。
【００１６】
また、そのスリットは、分流管の内部に連通する位置まで形成してあるので、チューブと連結壁とが干渉する部分でも、チューブ内の流路を塞ぐことなく、チューブの挿入量を規制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００１８】
［実施形態１］
図１は実施形態１に係わるヘッダタンクの構成を示す斜視図、図２はチューブ挿入スリットの位置でヘッダタンクの壁部の一部を切欠いて示す斜視図、図３はそのチューブ挿入スリットにチューブを挿入した状態を示す斜視図である。
【００１９】
本実施形態のヘッダタンク１０は、筒状のタンク本体１１と、そのタンク本体１１の内部に配設され、内部に導入された冷媒を、自身の周壁に分散的に形成した複数の連通孔１５を通して、タンク本体１１の内部へ分流する分流管１２とを備えており、分流管１２が、タンク本体１１の内部に、長手方向に連続した連結壁１７を介して一体に突設されている。
【００２０】
タンク本体１１は、２枚の金属板材１３、１４の成形体の合わせ加工品として構成されている。そして、分流管１２は、その一方の金属板材１４の成形時に、連結壁１７と共に一緒に成形加工されたパイプ状加工部によって形成されている。
【００２１】
タンク本体１１の半分を構成する一方の金属板材１３は、平板状の第１壁部１３ａと、それに直交する方向に曲がった第２壁部１３ｂと、それに直交する方向に曲がり第１壁部１３ａと平行をなす第３壁部１３ｃとからなる断面Ｕ字形の加工品として成形されている。
【００２２】
タンク本体１１の残り半分、連結壁１７及び分流管１２を構成する他方の金属板材１４は、平板状の第１壁部１４ａと、それに直交する方向に曲がった第２壁部１４ｂと、それに直交する方向に曲がり第１壁部１４ａと平行をなす短尺の第３壁部１４ｃと、第３壁部１４ｃに連続する環状の第４壁部（パイプ状の加工部）１４ｄと、それに連続し第３壁部１４ｃと重なる短尺の第５壁部１４ｅと、それに直交する方向に曲がり第２壁部１４ｂと同一面をなす第６壁部１４ｆと、それに直交する方向に曲がり第１壁部１４ａと平行をなす第７壁部１４ｇとからなる異形断面の加工品として成形されている。なお、加工方法は、プレスによる曲げ加工でも、押し出し加工でもよい。
【００２３】
ヘッダタンク１０は、これら２枚の金属板材１３、１４の加工品を合わせてロウ付けすることにより形成されている。即ち、内部の空間に環状の第４壁部１４ｄが入るように、両金属板材１３、１４による加工品を合わせ、一方の加工品の第１、第３壁部１３ａ、１３ｂの外面に、他方の加工品の第１、第７壁部１４ａ、１４ｇを重ね、その状態でロウ付けすることにより形成されている。これにより、外側の環状部分によりタンク本体１１が構成され、内側の環状部分により分流管１２が構成されている。また、金属板材１４側の第３壁部１４ｃと第５壁部１４ｅが互いに接合されることにより、分流管１２とタンク本体１１とを繋ぐ連結壁１７が構成されている。
【００２４】
なお、分流管１２の周壁には、連通孔１５が周方向に間隔をおいて３〜４方向に、また長手方向に所定の間隔をおいて複数個配列されている。連通孔１５の大きさは、例えば直径０．８ｍｍ程度であるが、これに限られるものではない。
【００２５】
また、連結壁１７の位置するタンク本体１１の壁部（金属板材１４側の第２壁部１４ｂと第６壁部１４ｆ）には、熱交換チューブ１８を挿入するための複数のチューブ挿入スリット（以下、スリット）１６が形成されている。これらスリット１６は、連結壁１７及び分流管１２の周壁を切欠いて、分流管１２の内部に連通する位置まで形成されている。図２の符号１６ａは、連結壁１７及び分流管１２の周壁に形成された切欠きである。このスリット１６は、金属板材１４をプレス加工する場合、その成形工程の一部で成形することができる。
【００２６】
このようにヘッダタンク１０を構成したことにより、次のような効果が得られる。
【００２７】
まず、分流管１２とタンク本体１１を長手方向に連続した連結壁１７を介して一体に形成しているので、ロウ付け加熱処理時の昇温・冷却による温度差をほとんど無くすことができる。従って、膨張・収縮の差が少なくなり、加熱処理に伴う分流管１２の歪みを防止することができる。その結果、分流管１２からタンク本体１１内へ冷媒を円滑に分流することができるようになり、分流効率の向上を図ることが可能になる。
【００２８】
また、分流管１２とタンク本体１１を一体化してあることにより、部品点数及び組み付け工数の削減を図ることができ、コスト低減が期待できる。
【００２９】
また、熱交換チューブ１８を挿入するためのスリット１６を、連結壁１７の存在する側のタンク本体１１の壁部（金属板材１４側の第２壁部１４ｂと第６壁部１４ｆ）に形成し、且つ、連結壁１７と分流管１２の周壁を切欠いて形成しているので、挿入したチューブ１８とヘッダタンク１０との連結を強固にすることができる。即ち、図３に示すように、連結壁１７と分流管１２の周壁に形成した切欠き１６ａまでチューブ１８が挿入されるので、タンク本体１１の周壁との接触部だけでチューブ１８を支持する従来例と比べて、支持面積が増加すると共に、ロウ付け面積も増加することになり、連結強度が増す。
【００３０】
また、スリット１６は、分流管１２に至るまで形成してあるので、分流管１２に突き当たる位置までチューブ１８の端部を挿入することで、チューブ１８の挿入量を規制することができ、常に一定の挿入量を確保することができて、組み付け性も向上する。
【００３１】
また、そのスリット１６を、図２に示すように分流管１２の内部に連通する位置まで形成したので、チューブ１８と連結壁１７とが干渉する部分でも、チューブ１８内の流路を塞ぐことなく、チューブ１８の挿入量を規制することができる。
【００３２】
なお、分流管１２とタンク本体１１を繋いでいる連結壁１７は、分流管１２を形成するために曲げ加工した材料が重なった構造であるため、材料が重なっている部分が開いて隙間ができないように、図４に示すように、カシメ等の加工により仮止めした上で、ロウ付けすることが望ましい。図中、符号１９はカシメ部を示す。
【００３３】
［実施形態２］
上記実施形態１では、２枚の金属板材１３、１４の加工品を組み合わせてヘッダタンク１０を構成する例を示したが、図５の実施形態２のように、１枚の金属板材２３によってヘッダタンク１０Ｂを構成することもできる。
【００３４】
このヘッダタンク１０Ｂでは、１枚の金属板材２３を、平板状の第１壁部２３ａと、それに直交する方向に曲がった第２壁部２３ｂと、それに直交する方向に曲がり第１壁部２３ａと平行をなす第３壁部２３ｃと、それに直交する方向に曲がり第２壁部２３ｂと平行をなす短尺の第４壁部２３ｄと、それに直交する方向に曲がり第３壁部２３ｃと平行をなす短尺の第５壁部２３ｅと、第５壁部２３ｅに連続する環状の第６壁部（パイプ状の加工部）２３ｆと、それに連続し第５壁部２３ｅと重なる短尺の第７壁部２３ｇと、それに直交する方向に曲がり第４壁部２３ｅと同一面をなす第８壁部２３ｈと、それに直交する方向に曲がり第３壁部２３ｃと平行をなし第１壁部２３ａの外面に重なる第９壁部２３ｉとからなる異形断面の加工品として成形している。
【００３５】
このヘッダタンク１０Ｂは、第１壁部２３ａの外面に第９壁部２３ｉを重ね、且つ、第５壁部２３ｅと第７壁部２３ｇを重ね合わせた状態でロウ付けすることにより形成されている。これにより、外側の環状部分によりタンク本体１１が構成され、内側の環状部分により分流管１２が構成されている。また、第５壁部２３ｅと第７壁部２３ｇが互いに接合されることにより、分流管１２とタンク本体１１とを繋ぐ連結壁１７が構成されている。
【００３６】
本実施形態のような構成とした場合でも、実施形態１と同じ効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施形態１のヘッダタンクの一部の構成を示す斜視図である。
【図２】チューブ挿入スリットの位置で前記ヘッダタンクの壁部の一部を切欠いて示す斜視図である。
【図３】図２のチューブ挿入スリットにチューブを挿入した状態を示す斜視図である。
【図４】同ヘッダタンクの連結壁のカシメ部を示す断面図である。
【図５】本発明の実施形態２のヘッダタンクの一部の構成を示す斜視図である。
【図６】従来のヘッダタンクの縦断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０，１０Ｂ  ヘッダタンク
１１  タンク本体
１２  分流管
１４ｂ，１４ｆ  壁部
１５  連通孔
１６  チューブ挿入スリット（スリット）
１７  連結壁
１８  熱交換チューブ
１９  カシメ部
２３ｄ，２３ｈ  壁部
【図１】
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【図２】
2007178048.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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