JP2000018873A

JP2000018873A - 熱交換器のヘッダパイプ

Info

Publication number: JP2000018873A
Application number: JP10186585A
Authority: JP
Inventors: Soichi Kato; 宗一加藤
Original assignee: Zexel Corp
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1998-07-01
Filing date: 1998-07-01
Publication date: 2000-01-18

Abstract

(57)【要約】【目的】ヘッダパイプの仕切板を取付ける開口部から
の洩れ不良を低減させるとともに、仕切板を所定の位置
に確実に組付け固定することができる熱交換器のヘッダ
パイプを提供すること。【解決手段】ヘッダパイプ３，４内部を区画する仕切
板７を備えたパラレルフロー熱交換器のヘッダパイプに
おいて、ヘッダパイプに、前記仕切板をヘッダパイプ内
に挿入する挿入孔３１と、仕切板の挿入方向先端部７ｂ
を保持する開口部３２を形成するとともに、概仕切板の
挿入方向基端部７ａに、挿入孔の周長さよりも、周長さ
が長いカバー部７ｃを設け、更に、仕切板の挿入方向先
端部を、ヘッダパイプの開口部から外側に突出するよう
に延在するとともに、仕切板のヘッダパイプへの組付け
後に、先端部の開口部から外側に突出した部位を変形し
て、概先端部を開口部に係合するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ヘッダパイプ内部
を区画する仕切板と、前記仕切板を挿入する挿入孔とを
備えた熱交換器のヘッダパイプに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、パラレルフロータイプの熱交換
器としては、薄板波状のフィンを介装して、複数のチュ
ーブを積層するとともに、これらのチューブの両端にヘ
ッダパイプを配設して構成されたものが知られている。

【０００３】各ヘッダパイプには、熱交換用の媒体を取
り入れる入口継手又は媒体を排出する出口継手が接続さ
れるとともに、内部に仕切板を設けている。

【０００４】従って、熱交換媒体は、入口継手から熱交
換器内部に取り入れられて、チューブ群単位で各ヘッダ
パイプ間を複数回往復し、出口継手から排出される。す
なわち、熱交換は、主に、熱交換媒体がチューブを通過
する際に外気との間で行われ、その効率は、チューブの
周囲に配置されたフィンによって、促進されている。

【０００５】また、このような熱交換器は、チューブ、
フィン、ヘッダパイプ、出入口継手、仕切板、及びその
他の各部材を一体に組み付けて、この組み付け体をろう
付けして製作されている。また、熱交換器を構成するこ
れらの各部材は、所定の形状に形成された金属材であっ
て、表面にはろう材がクラッドされている。

【０００６】とりわけ、ヘッダパイプ内部を区画する仕
切板は、ヘッダパイプの要所に設けられた挿入孔から挿
入されて、ヘッダパイプに組み付けられている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述した仕
切板は、ヘッダパイプ内に正確にろう付けすることを要
する。これは、仕切板のろう付けが不完全であると、ヘ
ッダパイプ内を適切に区画できずに、ヘッダパイプ内部
でのバイパス洩れが発生したり、ヘッダパイプ外に熱交
換媒体の洩出が生じたりするので、熱交換器の耐圧性や
機能を著しく損なう原因となるからである。

【０００８】また、仕切板は、挿入孔に挿入したままの
状態で保持するようにしているため、組み付けてからろ
う付けするまでの間に、挿入孔の外部にずれたり抜け落
ちたりする危険性もある。

【０００９】本発明は、上記の問題点に鑑みてなされた
ものであり、ヘッダパイプの仕切板を取付ける開口部か
らの洩れ不良を低減させるとともに、仕切板を所定の位
置に確実に組付け固定することができる熱交換器のヘッ
ダパイプを提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本願第１請求項に記載し
た発明は、ヘッダパイプ内部を区画する仕切板を備えた
パラレルフロー熱交換器のヘッダパイプにおいて、前記
ヘッダパイプに、前記仕切板をヘッダパイプ内に挿入す
る挿入孔と、仕切板の挿入方向先端部を保持する開口部
を形成するとともに、前記仕切板の挿入方向基端部に、
前記挿入孔の周長さよりも、周長さが長いカバー部を設
けた構成の熱交換器のヘッダパイプである。

【００１１】このように、第１請求項のヘッダパイプに
よれば、ヘッダパイプに設けた挿入孔を通過させて、仕
切板をヘッダパイプ内に組付ける仕切板において、概仕
切板の挿入方向基端部に、挿入孔の周長さよりも、周長
さが長いカバー部を設けたことにより、ヘッダパイプの
周方向における挿入孔と仕切板の基端部と接合部位が、
基端部のカバー部によって、覆われるので、以降のろう
付け等を行った熱交換器としての製作の完了後には、挿
入孔からの洩れ不良を低減することができる。

【００１２】また、基端部のカバー部を設けたことによ
り、挿入孔と仕切板間の接触面積が増加され、ろう付け
強度の向上も図ることができる。

【００１３】本願第２請求項に記載した発明は、請求項
１の発明において、前記仕切板の挿入方向先端部を、前
記ヘッダパイプの開口部から外側に突出するように延在
するとともに、前記仕切板のヘッダパイプへの組付け後
に、前記先端部の前記開口部から外側に突出した部位を
変形して、概先端部を開口部に係合した構成の熱交換器
のヘッダパイプである。

【００１４】このように、第２請求項の熱交換器のヘッ
ダパイプにおいて、仕切板を挿入孔に挿入すると、その
先端部が開口部に嵌合されるとともに、先端部が前記開
口部より外側に突出する。この先端部を変形すると開口
部に係止されるので、仕切板を所定の位置に確実に固定
することができる。従って、仕切板を正確にろう付けす
ることができ、延いては、熱交換媒体の洩出やヘッダパ
イプ内部でのバイパス洩れを回避することができる。

【００１５】本願第３請求項に記載した発明は、請求項
２の発明において、前記先端部を、前記ヘッダパイプの
中心方向に押圧して、変形した構成の熱交換器のヘッダ
パイプである。

【００１６】このように、本請求項のヘッダパイプにお
いて、先端部をヘッダパイプ中心方向に加圧して変形さ
せることにより、少なくとも先端部の変形部位が、開口
部の形状と同様な幅広がりの形状になるので、先端部が
開口部に係合して、仕切板がヘッダパイプに容易且つ確
実に固着されることになる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る具体例を、
図１乃至図８に基づいて説明する。

【００１８】図１において、本例の熱交換器１は、フィ
ン５，５を介装して積層した複数のチューブ２，２と、
これらのチューブ２，２の両端にそれぞれ配置したヘッ
ダパイプ３，４とを連通接続して構成している。

【００１９】各ヘッダパイプ３，４は、略円管状に形成
され、上下の端部開口を、それぞれ、キャップ６，６で
閉鎖し、その内部を仕切板７，７で所定の間隔に区画し
たものである。また、その長手方向に亘っては、所定の
間隔で、チューブ２，２の端部を挿入するチューブ孔
９，９を設けている。更に、各ヘッダパイプ３，４の要
所には、熱交換媒体を取り入れる入口継手３ａ、又は熱
交換媒体を排出する出口継手４ａ、を設けている。

【００２０】尚、図中の８は、熱交換器１の構造的強度
を補強するサイドプレートである。各サイドプレート
８，８は、それぞれ、その両端部が各ヘッダパイプ３，
４に接続され、フィン５，５を介装したチューブ２，２
の層を保持している。

【００２１】この構成によると、入口継手３ａから取り
入れられた熱交換媒体は、所定のチューブ２，２群単位
で各ヘッダパイプ３，４を往復するように複数回蛇行し
て通流され、熱交換をしつつチューブ２，２を通過し、
出口継手４ａから排出される。また、媒体の熱交換は、
チューブ２，２及びサイドプレート８，８の間に介装し
たフィン５，５による放熱効果で促進される。

【００２２】熱交換器１を構成するこれらのチューブ
２，２、ヘッダパイプ３，４、出入口継手３ａ，４ａ、
フィン５，５、キャップ６，６、仕切板７，７、サイド
プレート８，８は、それぞれ、ろう材をクラッドした所
定形状の金属材からなり、治具を用いて組み付けて、こ
の組み付け体をろう付けすることによって一体に形成さ
れている。とりわけ本例の場合、チューブ２，２、ヘッ
ダパイプ３，４、及びフィン５，５は、ブレージングシ
ートをロール成形したものである。

【００２３】また、この仕切板７は、図２（１），
（２）に示すように、所定の板厚を備え且つ外径が円板
状の金属部材に、ヘッダパイプ３，４の挿入孔３１を塞
ぐカバー部７ｃを備えた基端部７ａと、仕切板７の挿入
方向における先端側をヘッダパイプ３，４に保持する先
端部７ｂとを一体に形成して構成され、ヘッダパイプ
３，４への組付け後に、挿入孔３１からの洩れ不良を低
減できるようにしている。

【００２４】前記基端部７ａは、その外周半径が、ヘッ
ダパイプ３，４の外周半径よりも所定量大きく設定され
るとともに、この基端部７ａの端部に、ヘッダパイプ
３，４の周方向に沿って所定量、突出したカバー部７ｃ
を延在させて設けている。

【００２５】そして、この仕切板７は、図３及び図４に
示すように、ヘッダパイプ３，４の要所に設けた挿入孔
３１から挿入され、その先端部７ｂが、挿入孔３１と同
一の平面内の位置に形成された開口部３２に保持され
て、ヘッダパイプ３，４に組み付けられる。

【００２６】尚、この挿入孔３１は、ヘッダパイプ３，
４の長手方向に亘って、所定間隔で設けたチューブ孔
９，９の間に設けており、仕切板７は、挿入孔３１に対
して、ヘッダパイプ３，４の裏側に設けた開口部３２に
先端部７ｂを合せるように挿入して、組み付けている。

【００２７】また、図中の３３は、ヘッダパイプ３，４
を構成するブレージングシートの合せ目である。

【００２８】これらのヘッダパイプ３，４は、所定寸法
に裁断された帯状のブレージングシートに、上述した挿
入孔３１及び開口部３２、チューブ挿入孔等を設け、次
に、このブレージングシートを、幅方向の縁部同士を突
き合せるように丸めて成形して、形成されている。

【００２９】従って、少なくとも、ヘッダパイプ３，４
の周方向における挿入孔３１と仕切板７の基端部７ａと
接合部位が、基端部７ａのカバー部７ｃによって、覆わ
れるので、以降のろう付け等を行なった熱交換器１とし
ての製作の完了後には、挿入孔からの洩れ不良を低減す
ることができる。

【００３０】また、特に、この挿入孔３１は、ヘッダパ
イプ内を区画する仕切板７を通過させるために、比較的
に大きな開口形状に形成されているので、挿入孔３１と
仕切板７とのろう付け具合によっては、概挿入孔３１を
設けたヘッダパイプ３，４の部位の強度が低下するおそ
れがあるが、基端部７ａのカバー部７ｃを設けたことに
より、両者間の接触面積が増加され、ろう付け不良の低
減のみならず、ろう付け強度の向上も望めるので、この
ような事態を未然に回避することができる。

【００３１】尚、図５及び図６に示すように、基端部７
ａのカバー部７ｃを、先細り形状に形成しても、同様な
効果を奏することができる。

【００３２】また、組み付け後に、この仕切板７の先端
部７ｂを変形することにより、この先端部７ｂを保持す
るヘッダパイプ３，４に設けた開口部３２からの洩れ不
良を低減するとともに、仕切板７をヘッダパイプ３，４
に固定できるようにしている。

【００３３】すなわち、この先端部７ｂは、仕切板７を
組み付けた際に、ヘッダパイプ３，４に設けた開口部３
２から外側に、所定量、突出するように設けられ、その
周方向に沿った左右方向の略中央には、変形をしやすく
するための凹部７ｄが設けられている。

【００３４】また、この仕切板７の先端部７ｂが挿入さ
れる開口部３２は、ヘッダパイプ３，４の内側から外側
に向って、その断面面積を拡大している。

【００３５】すなわち、開口部３２は、上述したよう
に、ヘッダパイプ３，４が平板状の時に形成してから、
管状に丸め成形しているので、開口部３２の周方向にお
ける側壁は、円管断面形状の中心から径方向に沿ってい
る。これに対して、先端部７ｂは、開口部３２にスムー
ズに挿入するために、先端部７ｂの両側壁を、互いに平
行な形状に形成されているので、開口部３２の側壁は、
先端部７ｂの側壁に対して先広がりのテーパ形状となっ
ている。

【００３６】そこで、仕切板７を挿入孔３１に挿入した
後に、仕切板７の先端部７ｂを、図７（１）及び図７
（２）に示すように、ヘッダパイプ３，４の中心方向
（図７（１）中の矢印方向）に加圧することにより、先
端部７ｂを、開口部３２における挿入方向に対して広が
ったテーパ形状と同様な形状に変形させている。

【００３７】すなわち、この変形によると、先端部７ｂ
の部位Ｓが開口部３２内に押しやられて、開口部３２と
先端部７ｂとが係合して、仕切板７がヘッダパイプ３，
４に固定されるとともに、両者間の隙間が減少される。

【００３８】また、開口部３２の内周壁に、先端部７ｂ
が密着することによって、両者間の係合面積が増大し、
仕切板７が所定の位置に固定する。

【００３９】従って、先端部７ｂをヘッダパイプ３，４
の内向方向に加圧して変形すると、開口部３２と先端部
７ｂとは、仕切板７が挿入孔３１から離脱するのを防止
するように係合でき、仕切板７を確実に且つ強固に固定
される。

【００４０】また、先端部７ｂに変形を補助する凹部７
ｄを設けて、先端部７ｂの変形部位を、確実且つ容易に
変形できるようにしている。

【００４１】すなわち、先端部７ｂの左右方向における
略中央部には、略Ｖ字状やコ字状に切欠いた凹部７ｄが
形成され、この凹部７ｄ内に、くさび状の押圧具を押し
付けることにより、先端部７ｂを左右に押し広げて、外
側へ変形させやすくしている。

【００４２】このような仕切板７の先端部７ｂの変形
は、図８に示すように、ヘッダパイプ３，４を、２分割
タイプの押圧器具Ｋ内に配置し、これらの２つの押圧金
具Ｋ１，Ｋ２を合わせることによって、先端部７ｂの先
端の部位を押圧して行う。

【００４３】すなわち、これらの押圧金具Ｋ１，Ｋ２
は、その内形状がヘッダパイプの外形状とほぼ同一に形
成され、一方の押圧金具Ｋ１における仕切板７の先端部
に設けられた凹部７ｄに対応した位置には、くさび形状
の凸部が設けられている。

【００４４】また、本例では、ヘッダパイプ３，４の挿
入孔３１より外周に基端部７ａを位置させた構成とし、
この基端部７ａを押圧金具Ｋ２に当接させているので、
先端部７ｂを変形する際の押圧力や衝撃が、仕切板７以
外の部材に及ぶのを回避している。これにより、先端部
７ｂの変形に伴うヘッダパイプ３，４の不要な変形を防
止することができる。

【００４５】また、本例の一方の押圧器具は、ヘッダパ
イプ３，４を保持する凹部７ｄを備えており、仕切板７
の先端部７ｂの変形は、この凹部７ｄにヘッダパイプ
３，４を嵌合することによって正確に行われる。

【００４６】尚、先端部７ｂを、このような変形によっ
て、その全体が開口部３２内に収納するように構成して
もよい。すなわち、先端部７ｂにおけるヘッダパイプ
３，４外周に位置する部位を、完全に開口部３２内に押
しやると、ヘッダパイプ３，４の外周面に、先端部７ｂ
によって生じる凹凸を解消することができる。

【００４７】以上説明したように、本例のヘッダパイプ
によれば、ヘッダパイプに設けた挿入孔を通過させて、
仕切板をヘッダパイプ内に組付ける仕切板において、概
仕切板の挿入方向基端部に、挿入孔の周長さよりも、周
長さが長いカバー部を設けたことにより、ヘッダパイプ
の周方向における挿入孔と仕切板の基端部と接合部位
が、基端部のカバー部によって、覆われるので、以降の
ろう付け等を行った熱交換器としての製作の完了後に
は、挿入孔からの洩れ不良を低減することができる。

【００４８】また、基端部のカバー部を設けたことによ
り、挿入孔と仕切板間の接触面積が増加され、ろう付け
不良の低減のみならず、ろう付け強度の向上も図ること
ができる。

【００４９】また、仕切板は、挿入孔を塞ぐ基端部と、
その先端をヘッダパイプに設けた開口部より外側に突出
する先端部とを備え、概先端部を変形して固定するの
で、所定の位置に確実に固定することができる。従っ
て、仕切板を、適切にろう付けすることができ、延いて
は、媒体の洩出やヘッダパイプ内部でのバイパス洩れを
低減することができる。

【００５０】すなわち従来では、仕切板は、挿入孔に挿
入したままの状態で保持するようにしているため、ろう
付けする以前に挿入孔外部にずれたり抜け落ちたりする
おそれがあったが、本例では、開口部より突出する先端
部を変形して固定するので、そのような不都合を解消す
ることができる。

【００５１】また、本例の熱交換器のヘッダパイプによ
ると、先端部をヘッダパイプ内側方向に加圧して変形
し、先端部と開口部との隙間を解消するので、両者間の
係合面積を増大することにより仕切板を所定の位置に固
定することができる。

【００５２】すなわち仕切板は、開口部との隙間を解消
する程度の先端部の変形で固定することができる。ま
た、先端部の変形は、専用の押圧器具を用いたり、ハン
マー等の工具を用いて先端部の先端を叩打することによ
って、確実且つ容易に行うことができる。

【００５３】また、本例の熱交換器のヘッダパイプによ
ると、開口部の断面面積を、ヘッダパイプの内側から外
側に向って拡大したので、先端部をヘッダパイプの内向
方向に加圧して変形すると、開口部と先端部とを、仕切
板が挿入孔から離脱することを阻止するように係合する
ことができ、仕切板を確実に且つ強固に固定することが
できる。

【００５４】また、本例の熱交換器のヘッダパイプによ
ると、鍔部は、挿入孔より外側にはみ出しているので、
先端部を変形する際、鍔部を加工台等に当接させること
によって、仕切板を直接支持することができ、その衝撃
が仕切板以外の部材に及ぶのを回避することができる。
すなわち、先端部の変形に伴うヘッダパイプの不要な変
形を防止することができる。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、本願第１請求項に
記載した発明は、ヘッダパイプ内部を区画する仕切板を
備えたパラレルフロー熱交換器のヘッダパイプにおい
て、前記ヘッダパイプに、前記仕切板をヘッダパイプ内
に挿入する挿入孔と、仕切板の挿入方向先端部を保持す
る開口部を形成するとともに、前記仕切板の挿入方向基
端部に、前記挿入孔の周長さよりも、周長さが長いカバ
ー部を設けた構成の熱交換器のヘッダパイプである。

【００５６】このように、第１請求項のヘッダパイプに
よれば、ヘッダパイプに設けた挿入孔を通過させて、仕
切板をヘッダパイプ内に組付ける仕切板において、概仕
切板の挿入方向基端部に、挿入孔の周長さよりも、周長
さが長いカバー部を設けたことにより、ヘッダパイプの
周方向における挿入孔と仕切板の基端部と接合部位が、
基端部のカバー部によって、覆われるので、以降のろう
付け等を行った熱交換器としての製作の完了後には、挿
入孔からの洩れ不良を低減することができる。

【００５７】また、基端部のカバー部を設けたことによ
り、挿入孔と仕切板間の接触面積が増加され、ろう付け
強度の向上も図ることができる。

【００５８】本願第２請求項に記載した発明は、請求項
１の発明において、前記仕切板の挿入方向先端部を、前
記ヘッダパイプの開口部から外側に突出するように延在
するとともに、前記仕切板のヘッダパイプへの組付け後
に、前記先端部の前記開口部から外側に突出した部位を
変形して、概先端部を開口部に係合した構成の熱交換器
のヘッダパイプである。

【００５９】このように、第２請求項の熱交換器のヘッ
ダパイプにおいて、仕切板を挿入孔に挿入すると、その
先端部が開口部に嵌合されるとともに、先端部が前記開
口部より外側に突出する。この先端部を変形すると開口
部に係止されるので、仕切板を所定の位置に確実に固定
することができる。従って、仕切板を正確にろう付けす
ることができ、延いては、熱交換媒体の洩出やヘッダパ
イプ内部でのバイパス洩れを回避することができる。

【００６０】本願第３請求項に記載した発明は、請求項
２の発明において、前記先端部を、前記ヘッダパイプの
中心方向に押圧して、変形した構成の熱交換器のヘッダ
パイプである。

【００６１】このように、本請求項のヘッダパイプにお
いて、先端部をヘッダパイプ中心方向に加圧して変形さ
せることにより、少なくとも先端部の変形部位が、開口
部の形状と同様な幅広がりの形状になるので、先端部が
開口部に係合して、仕切板がヘッダパイプに容易且つ確
実に固着されることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の具体例に係り、熱交換器を示す正面図
である。

【図２】本具体例に係り、（１）は、仕切板の組付け直
後を示す平面図、（２）は、外観斜視図である。

【図３】本例に係り、仕切板の組付けを説明する仕切板
とヘッダパイプの外観斜視図である。

【図４】本例に係り、仕切板を組み付けたヘッダパイプ
を示す一部を波断した斜視図である。

【図５】本発明の他の具体例に係り、（１）は、仕切板
の組付け直後を示す平面図、（２）は、外観斜視図であ
る。

【図６】発明の他の具体例例に係り、仕切板の組付けを
説明する仕切板とヘッダパイプの外観斜視図である。

【図７】本発明の具体例に係り、（１）は、変形前の仕
切板の先端部を示す断面図であり、（２）は、変形後の
仕切板の先端部を示す断面図である。

【図８】本発明の具体例に係り、仕切板の押圧器具によ
る変形作業を示す断面図である。

【符号の説明】

１熱交換器２チューブ３ヘッダパイプ３ａ入口継手４ヘッダパイプ４ａ出口継手５フィン６キャップ７仕切板７ａ基端部７ｂ先端部７ｃカバー部７ｄ先端部の変形を補助する凹部７ｄ８サイドプレート９チューブ孔３１挿入孔３２開口部３３合せ目Ｋ押圧器具Ｋ１押圧金具Ｋ２押圧金具Ｓ先端部の変形部位

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ヘッダパイプ内部を区画する仕切板を備
えたパラレルフロー熱交換器のヘッダパイプにおいて、前記ヘッダパイプに、前記仕切板をヘッダパイプ内に挿
入する挿入孔と、仕切板の挿入方向先端部を保持する開
口部を形成するとともに、前記仕切板の挿入方向基端部に、前記挿入孔の周長さよ
りも、周長さが長いカバー部を設けたことを特徴とする
熱交換器のヘッダパイプ。
【請求項２】前記仕切板の挿入方向先端部を、前記ヘ
ッダパイプの開口部から外側に突出するように延在する
とともに、前記仕切板のヘッダパイプへの組付け後に、前記先端部
の前記開口部から外側に突出した部位を変形して、概先
端部を開口部に係合することを特徴とする請求項１記載
の熱交換器のヘッダパイプ。
【請求項３】前記先端部を、前記ヘッダパイプの中心
方向に押圧して、変形することを特徴とする請求項２記
載の熱交換器のヘッダパイプ。