(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のヘッダパイプと、該ヘッダパイプに設けられたチューブ挿入孔に挿入され両ヘッダパイプを互いに連通する複数の扁平チューブとを有する熱交換器において、前記扁平チューブの端部に、該扁平チューブの幅方向の寸法を小さくするとともに、該扁平チューブのヘッダパイプ内への挿入代を規制する切り欠きを、複数配列された扁平チューブにおいて、扁平チューブの幅方向の一端側と他端側とに交互に設けたことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記扁平チューブが、１枚の板を折り曲げ加工して端部を接合したものからなっており、前記切り欠きが接合部に設けられている、請求項１の熱交換器。
【請求項３】
前記扁平チューブが、２枚の板の端部同士を互いに接合したものからなっており、前記切り欠きが少なくとも一方の接合部に設けられている、請求項１の熱交換器。
【請求項４】
前記切り欠きのヘッダパイプ外周面への当接面が、該ヘッダパイプの外周面に沿う形状に形成されている、請求項１ないし３のいずれかに記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一対のヘッダパイプに複数の扁平チューブを挿入し、両ヘッダパイプを互いに連通した熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、自動車用熱交換器、とくに蒸発器や凝縮器、ヒータコア等に用いられる熱交換器としては、図１に示すようなものが知られている。なお、熱交換器の外観を表した図１は、後述の本発明の説明においても共通に使用する。図１において、１は熱交換器を示している。熱交換器１は、一対のヘッダパイプ２、３と、該ヘッダパイプ２、３を連通する複数の扁平チューブ１０と、該扁平チューブ１０の間に設けられたフィン５とを有している。ヘッダパイプ２には、熱交換器１内部へ熱交換媒体（たとえば、冷媒）を導入するための導入パイプ６、および熱交換器１から外部へ熱交換媒体を導出するための導出パイプ７が接続されている。
【０００３】
上記のような熱交換器においては、上記各部材を仮組みした状態（アセンブリ状態）にし、炉中において一括ろう付けすることにより各部材がろう付けされるようになっている。たとえば、ヘッダパイプ２、３と扁平チューブ１０についてみれば、ヘッダパイプ２、３には、図８に示すようにチューブ挿入孔８、９が設けられており、扁平チューブ１０の端部を孔８、９からヘッダパイプ２、３内へ挿入し、この状態でろう付けにすることにより、扁平チューブ１０の外周面とチューブ挿入孔８、９の内周縁がろう付けされ、ヘッダパイプ２、３に扁平チューブ１０がろう付けされるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ヘッダパイプ２、３に設けられるチューブ挿入孔８、９の内周縁は、扁平チューブ１０とのろう付け性を良好に保ち漏れを防止する観点から、扁平チューブ１０の外周縁と略同一の大きさに形成されているので、扁平チューブ１０のヘッダパイプ２、３内への挿入作業性が低下するおそれがある。なお、このような問題点を解消するために、たとえば扁平チューブの端部に縮径部を設けるような提案（実用新案登録第２５０６０７６号）もなされているが、扁平チューブの端部に縮径部を設けたのでは、流路断面積が縮小され圧力損失の増大を招くおそれがある。
【０００５】
本発明の課題は、ヘッダパイプへの扁平チューブの挿入作業性、位置決め精度を向上して良好なろう付け性を確保し、漏れ等のおそれのない高品質の熱交換器を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の熱交換器は、一対のヘッダパイプと、該ヘッダパイプに設けられたチューブ挿入孔に挿入され両ヘッダパイプを互いに連通する複数の扁平チューブとを有する熱交換器において、前記扁平チューブの端部に、該扁平チューブの幅方向の寸法を小さくするとともに、該扁平チューブのヘッダパイプ内への挿入代を規制する切り欠きを、複数配列された扁平チューブにおいて、扁平チューブの幅方向の一端側と他端側とに交互に設けたことを特徴とするものからなる。
【０００７】
上記扁平チューブは、たとえば１枚の板を折り曲げ加工して端部を接合して形成することができる。この場合、上記切り欠きは、接合部に設けられることが好ましい。
【０００８】
また、上記扁平チューブは、２枚の板の端部同士を互いに接合して形成することもできる。この場合、上記切り欠きは、少なくとも一方の接合部に設ければ本発明の目的を達成することができる。
【０００９】
上記切り欠きのヘッダパイプ外周面への当接面は、該ヘッダパイプの外周面に沿う形状に形成されていることが好ましい。上記当接面をヘッダパイプの外周面に沿う形状に形成すれば、当接面と外周面とが良好な状態で当接されるので、該部分におけるろう付け性を向上できる。
【００１０】
また、上記切り欠きは、複数配列された扁平チューブにおいて、扁平チューブの幅方向の一端側と、他端側とに交互に設けられる。たとえば、上記のように１枚の板を折り曲げて扁平チューブを形成して接合部に切り欠きを設けた場合には、扁平チューブの接合部側と反接合部側において放熱特性に差が生じるおそれがあるが、上記のように切り欠きが交互になるように扁平チューブを配列すれば、熱交換用空気の入口部側、出口部側に略同数の接合部が存在することになるので、複数の扁平チューブにより構成される熱交換器の熱交換部における放熱特性を熱交換用空気の入口部側、出口部側において平均化することができるので、温度分布の発生を防止することができる。
【００１１】
上記のような熱交換器によるときは、扁平チューブの端部には幅方向の寸法を小さくするとともに、該チューブのヘッダパイプ内への挿入代を規制する切り欠きが設けられている。つまり、扁平チューブの端部、すなわち扁平チューブのヘッダパイプ内への挿入部の幅方向の寸法が、ヘッダパイプのチューブ挿入孔の幅方向の寸法よりも小さくなるので、扁平チューブの挿入作業性を向上できる。また、扁平チューブの上記挿入部以外の部分は、チューブ挿入孔の幅方向の寸法と同等あるいはそれよりも大きく設定することができるので、ヘッダパイプに対する扁平チューブの挿入代を規制できるとともに、扁平チューブとヘッダパイプとのろう付け性が向上し気密性を確保できる。また、扁平チューブの端部には従来品のように流路断面積を縮小するような縮径部は設けられていないので、圧力損失増大のおそれも解消される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の熱交換器の望ましい実施の形態について、図面を参照して説明する。
まず、熱交換器１の外観構造については、図１に示した従来構造と略同じであるが、本発明においては、扁平チューブの端部に切り欠きが設けられている。
【００１３】
図２ないし図５は、本発明の第１実施態様に係る熱交換器１の扁平チューブ４を示している。扁平チューブ４の端部には、該扁平チューブ４の幅方向の寸法を小さくするとともに、該扁平チューブのヘッダパイプ２、３内への挿入代を規制する切り欠き１１が設けられている。本実施態様においては、扁平チューブ４は１枚の板を折り曲げ加工して該板の端部を接合したものからなっており、切り欠き１１は接合部１２に設けられている。
【００１４】
そして、扁平チューブ４の端部が、ヘッダパイプ２、３のチューブ挿入孔８、９から挿入された際には、切り欠き１１のヘッダパイプ外周面との当接面１３がヘッダパイプ２、３の外周面に当接することにより扁平チューブ４の挿入代が所定量に規制されるようになっている。当接面１３は、図２、図４に示すようにヘッダパイプ２、３の外周面に沿う形状に形成されている。扁平チューブ４内には、インナーフィン１４が挿入されている。
【００１５】
また、本実施態様においては、扁平チューブ４のヘッダパイプ２、３内への挿入部の幅方向の寸法ｌよりも、チューブ挿入孔８、９の幅方向の寸法ｍの方が若干大きく設定されている。また、ヘッダパイプ２、３のチューブ挿入孔８、９は図５に示すように設けられている。つまり、切り欠き１１が、複数配列された扁平チューブ４において、扁平チューブ４の幅方向の一端側と他端側とに交互に設けられるような方向性をもって孔８、９が穿設されている。
【００１６】
本実施態様のような熱交換器においては、扁平チューブ４の端部には幅方向の寸法を小さくするとともに、該チューブ４のヘッダパイプ２、３内への挿入代を規制する切り欠き１１が設けられている。したがって、扁平チューブ４の上記寸法ｌが、チューブ挿入孔８、９の上記寸法ｍよりも小さくなり、扁平チューブの挿入作業性を向上できる。また、扁平パイプ４の当接面１３がヘッダパイプ２、３の外周面と当接することにより、扁平パイプ４のヘッダパイプ２、３内への挿入代が所定量に規制されるとともに、孔８、９が完全に閉塞されるので、扁平チューブ４の挿入作業を容易化しつつ、ヘッダパイプ２、３に対する扁平チューブ４の位置決め精度、ひいてはろう付け性を向上でき、漏れ等のおそれのない高品質の熱交換器を得ることができる。
【００１７】
また、本実施態様においては、切り欠き１１の当接面１３がヘッダパイプ２、３の外周面に沿う形状に形成されているので、当接面１３がヘッダパイプ２、３の外周面に確実に当接し両者のろう付け性を向上することができる。
【００１８】
さらに、本実施態様においては、扁平チューブ４の接合部１２に設けられる切り欠き１１が、複数配列された扁平チューブ４において、扁平チューブ４の幅方向の一端側と他端側とに交互に設けられている。つまり、ある１つの扁平チューブ４の接合部１２が熱交換用空気の入口側にある場合には、該１つの扁平チューブ４に隣接する扁平チューブ４の接合部１２は熱交換用空気の出口側になるように複数の扁平チューブ４が配列されている。したがって、扁平チューブ４のうち放熱特性の優れた接合部１２が、熱交換用空気の入口側、出口側において略同数存在するような配列状態が実現されるので、熱交換用空気の温度分布を解消することができる。
【００１９】
図６は、本発明の第２実施態様に係る熱交換器の扁平チューブ１５を示している。扁平チューブ１５は、１枚の板の両側を内面側に向けて折り返して折返部１６、１７を形成した後、上記１枚の板を折り曲げて両折返部１６、１７を接合したものからなっている。折返部１６、１７の接合部１８には、切り欠き１９が設けられている。チューブ１５内にはインナーフィン２１が挿入されている。
【００２０】
切り欠き１９は、扁平チューブ１５の幅方向の寸法を小さくするとともに、ヘッダパイプ２、３内への扁平チューブ１５の挿入代を規制する機能を有している。また、切り欠き１９のヘッダパイプ外周面への当接面２０は、ヘッダパイプ２、３の外周面に沿う形状に形成されている。
【００２１】
また、ヘッダパイプ２、３のチューブ挿入孔８、９の幅方向の寸法と、扁平チューブ１５の挿入部の幅方向の寸法とは上記第１実施態様の場合と同様の関係が成立するようになっている。
【００２２】
また、本実施態様においては、切り欠き１９が、複数配列された扁平チューブ１５において、扁平チューブ１５の幅方向の一端側と他端側とに交互に設けられている。
【００２３】
本実施態様においても、扁平チューブ１５には切り欠き１９が設けられているので、扁平チューブ１５のヘッダパイプ２、３に対する挿入作業性、ろう付け性を向上することができる。また、切り欠き１９に対して上記の方向性を付与するように扁平チューブ１５が配列されているので、温度分布を解消することができる。
【００２４】
図７は、本発明の第３実施態様に係る熱交換器の扁平チューブ２２を示している。本実施態様においては、扁平チューブ２２は２枚の板材２３、２４を接合したものから形成されている。より具体的には、板材２３、２４の両端を内面側に折り返して折返部２５、２６、２７、２８を形成した後に折返部を接合して扁平チューブ２２が形成されるようになっている。接合部２９、３０には、切り欠き３１、３２が設けられている。また、切り欠き３１、３２のヘッダパイプ外周面への当接面３３、３４はヘッダパイプ２、３の外周面に沿う形状に形成されている。扁平チューブ２２内にはインナーフィン３５が挿入されている。
【００２５】
本実施態様においても、扁平チューブ２２の端部には幅方向の寸法を小さくするとともに、該扁平チューブ２２のヘッダパイプ２、３内への挿入代を規制する切り欠き３１、３２が設けられているので、扁平チューブ２２の挿入作業性、位置決め精度を向上することができ、良好なろう付け性を確保することができる。
【００２６】
また、本実施態様においては扁平チューブ２２の幅方向の両端に切り欠きが形成されているが、いずれか一方に切り欠きを形成するだけでも本発明の目的を達成することができる。
【００２７】
なお、上記いずれの実施態様においても、扁平チューブの流路断面積が縮小されることはないので、圧力損失の増大を招来するおそれはない。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の熱交換器によるときは、扁平チューブの挿入作業性、位置決め精度を向上して良好なろう付け性を確保することができるので、漏れ等のおそれのない高品質の熱交換器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る熱交換器（ただし、従来技術の説明にも使用）の斜視図である。
【図２】本発明の第１実施態様に係る熱交換器の扁平チューブの端部の斜視図である。
【図３】図２のチューブの端部の正面図である。
【図４】本発明の第１実施態様に係る熱交換器の部分断面図である。
【図５】図４の熱交換器のヘッダパイプのチューブ挿通孔部の拡大正面図である。
【図６】本発明の第２実施態様に係る熱交換器の扁平チューブの端部の斜視図である。
【図７】本発明の第３実施態様に係る熱交換器の扁平チューブの端部の斜視図である。
【図８】従来の熱交換器の部分分解斜視図である。
【符号の説明】
１  熱交換器
２、３  ヘッダパイプ
４、１０、１５、２２  扁平チューブ
５  フィン
６  導入パイプ
７  導出パイプ
８、９  チューブ挿入孔
１１、１９、３１、３２  切り欠き
１２、１８、２９、３０  接合部
１３、２０、３３、３４  当接面
１４、２１、３５  インナーフィン
１６、１７、２５、２６、２７、２８  折返部
２３、２４  板材
【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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