JP2003185385A - 熱交換器の継手構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ろー付け後に少なくとも２分割構造の継手部
材を組み付けることで、ろー付けの加熱時間の短縮と軽
量化とを可能とした熱交換器の継手構造を実現する。 【解決手段】 フィン、チューブ、タンクを含む熱交換
ユニット１に、隣接して冷媒の入口パイプ１４と出口パ
イプ１５とを設け、入口パイプ１４と出口パイプ１５と
を継手部材２０を用いて相互に固定した熱交換器の継手
構造であって、継手部材２０として、少なくとも２分割
されており、それぞれが入口パイプ１４と出口パイプ１
５との外形形状に近似した複数の切り欠き部２１ａ、２
２ａを有する第１、第２ブロック材２１、２２からな
り、熱交換ユニット１のろー付け後に、入口パイプ１４
と出口パイプ１５との外周を複数の切り欠き部２１ａ、
２２ａにより囲むようにして、第１ブロック材２１と第
２ブロック材２２とを組み付けるようにした。これによ
り、ろー付けの加熱時間の短縮ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両用空調装置な
どに用いられる熱交換器の継手に関するものであり、詳
しくは例えば膨張弁などの他の部材と固定されるととも
に、熱交換ユニットの入口部および出口部に組み付けら
れる継手部材の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の熱交換器として、例えば
特開平６−３３１２９７号公報で開示されているものが
知られている。この公報では、チューブとフィンとを交
互に複数段に積層して熱交換部を形成し、チューブに熱
交換媒体を流出入するタンクをチューブの構成部材と異
なるタンク形成用部材で構成し、積層方向の最外側にタ
ンクに連通する熱交換媒体の出入口部を設け、この出入
口部に膨張弁を接続するための継手部材を一体に設けら
れている。

【０００３】また、出入口部および継手部材が熱交換部
の側面側に設けられている。これらのうちで継手部材
は、熱交換媒体を流出入させる出入口部を有するととも
に、ブロック型膨張弁を固定するための螺子部を有し、
形状が厚肉のブロック状に形成されている。

【０００４】また、これらの材料について記載がない
が、上述の構成部品を一体に構成するために、アルミニ
ウムなどのクラッド材を用いてろー付けなどの接合方法
で製造されるのが一般的である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】近年、軽量化、高性能
化のために熱交換器を構成する構成部品の薄肉化が要求
され、それぞれの部品の熱容量が減少しろー付けの加熱
時間が短縮されている。ところが、継手部材は螺子部の
強度を維持するための強度部材であるために、上記公報
のように他の部品と一体にろー付けをすると、熱容量が
大きいためにろー付けの加熱時間の短縮ができない問題
がある。

【０００６】また、アルミニウムなどで形成された継手
部材は、加熱することにより加熱軟化が生ずるため、強
度を維持するためにはこれ以上の薄肉化が困難となり軽
量化を図ることが困難である。

【０００７】そこで、本発明の目的は、上記点に鑑みた
ものであり、ろー付け後に少なくとも２分割構造の継手
部材を組み付けることで、ろー付けの加熱時間の短縮と
軽量化とを可能とした熱交換器の継手構造を提供するも
のである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１ないし請求項８に記載の技術的手段を採用
する。すなわち、請求項１に記載の発明では、フィン、
チューブ、タンクを含む熱交換ユニット（１）に、隣接
して並列させた熱媒体の入口部（１４）と出口部（１
５）とを設け、入口部（１４）と出口部（１５）とを継
手部材（２０）を用いて相互に固定した熱交換器の継手
構造であって、継手部材（２０）は、少なくとも２分割
されており、それぞれが入口部（１４）と出口部（１
５）との外形形状に近似した複数の切り欠き部（２１
ａ、２２ａ）を有する第１、第２ブロック材（２１、２
２）からなり、熱交換ユニット（１）のろー付け後に、
入口部（１４）と出口部（１５）との外周を複数の切り
欠き部（２１ａ、２２ａ）により囲むようにして、第１
ブロック材（２１）と第２ブロック材（２２）とが組み
付けられたことを特徴としている。

【０００９】請求項１に記載の発明によれば、少なくと
も２分割した第１、第２ブロック材（２１、２２）から
なり、ろー付け後に組み付けるようにしたことにより、
例えば、厚肉のブロック状の第１、第２ブロック材（２
１、２２）のときには、熱容量の大きい第１、第２ブロ
ック材（２１、２２）なしでろう付けができるため、ろ
ー付けの加熱時間が短縮できる。

【００１０】また、第１、第２ブロック材（２１、２
２）を加熱させなくても良いため、従来、第１、第２ブ
ロック材（２１、２２）の強度を加熱軟化を見込んだ厚
肉の部材としていたが、この見込みが不要となるため、
従来よりも薄肉にできる。これにより、熱交換器の軽量
化が図れる。

【００１１】請求項２に記載の発明では、継手部材（２
０）は、第１、第２ブロック材（２１、２２）の少なく
とも一方に締結部（２３）が設けられており、第１、第
２ブロック材（２１、２２）の組み付け後に、他の部材
が締結部（２３）に固定されることを特徴としている。

【００１２】請求項２に記載の発明によれば、他の部材
が締結部（２３）に固定されることにより、入口部（１
４）と出口部（１５）とが相互に固定できる。これによ
り、入口部（１４）および出口部（１５）のろー付けの
強度が確保される。

【００１３】請求項３に記載の発明では、継手部材（２
０）は、第１、第２ブロック材（２１、２２）の外周面
を略一致させるようにして組み付けることを特徴として
いる。

【００１４】請求項３に記載の発明によれば、外周部に
段差がなきように組み付けることにより、例えば熱交換
器を空調ユニット内に配設させるときに、入口部（１
４）および出口部（１５）の近傍からの風漏れを防止す
るための気密が容易にできる。

【００１５】請求項４に記載の発明では、入口部（１
４）と出口部（１５）の外周に第１、第２ブロック材
（２１、２２）が嵌合される第１嵌合部（１４ａ、１５
ａ）が設けられ、第１、第２ブロック材（２１、２２）
は、第１嵌合部（１４ａ、１５ａ）に嵌め合うことによ
り仮組み付けされることを特徴としている。

【００１６】請求項３に記載の発明によれば、入口部
（１４）と出口部（１５）の外周と第１、第２ブロック
材（２１、２２）とが第１嵌合部（１４ａ、１５ａ）に
嵌め合うことにより、第１嵌合部（１４ａ、１５ａ）が
気密となるため上述の風漏れが生じない。

【００１７】また、第１、第２ブロック材（２１、２
２）を仮組み付けすることにより、締結部（２３）に他
の部材を組み付けるときに作業性が向上する。

【００１８】請求項５に記載の発明では、第１、第２ブ
ロック材（２１、２２）には、互いに合わさる合わせ面
に第２嵌合部（２１ｂ、２２ｂ）が設けられ、第１、第
２ブロック材（２１、２２）は、第２嵌合部（２１ｂ、
２２ｂ）に嵌め合うことにより仮組み付けられたことを
特徴としている。

【００１９】請求項５に記載の発明によれば、合せ面に
第２嵌合部（２１ｂ、２２ｂ）を設け、この第２嵌合部
（２１ｂ、２２ｂ）に嵌め合うことにより、上記請求項
４と同じ効果を奏する。

【００２０】請求項６に記載の発明では、第１、第２ブ
ロック材（２１、２２）は、一方がアルミニウムまたは
アルミニウム合金のいずれかの材料からなり、他方がア
ルミニウムおよびアルミニウム合金以外の材料からなる
ことを特徴としている。

【００２１】請求項６に記載の発明によれば、例えば他
方をアルミニウムまたはアルミニウム合金よりも軽い樹
脂材などで、第１、第２ブロック材（２１、２２）を形
成させると熱交換器の軽量化が図れる。

【００２２】請求項７に記載の発明では、第１、第２ブ
ロック材（２１、２２）は、一方に締結部（２３）を有
し、アルミニウムまたはアルミニウム合金のいずれかの
材料からなり、他方がアルミニウムおよびアルミニウム
合金以外の材料からなることを特徴としている。

【００２３】請求項７に記載の発明によれば、例えば締
結部（２３）の有無によって２つに分割し、締結部（２
３）がない方にアルミニウムまたはアルミニウム合金よ
りも軽い樹脂材などで形成させると熱交換器の軽量化が
図れる。

【００２４】請求項８に記載の発明では、第１、第２ブ
ロック材（２１、２２）は、マグネシウムを含む高強度
部材からなることを特徴としている。

【００２５】請求項８に記載の発明によれば、マグネシ
ウムなどの高強度部材を用いることで薄肉化ができ軽量
化が図れる。

【００２６】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態の具体的手段との対応関係を示すものであ
る。

【００２７】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）以下、本発明を
車両用空調装置に搭載されるアルミニウム製蒸発器に適
用した第１実施形態を図１ないし図５に基づいて説明す
る。まず、図１および図２はアルミニウム製蒸発器１の
全体構成を示した図である。

【００２８】アルミニウム製蒸発器１は、車両用空調装
置の冷凍サイクルの蒸発器として使用されるもので、車
室内に吹き出す空気通路を形成する空調ユニット（図示
せず）内に配設されて、空調ユニット内を流れる空気を
冷却する熱交換器である。

【００２９】図１に示すように、熱交換ユニットを構成
するアルミニウム製蒸発器１は、第１コア部９と、この
第１コア部９よりも空気流れ方向の上流側に配設された
第２コア部１０と、第１コア部９の一端部に接合される
入口タンク５と、第２コア部１０の一端部に接合される
出口タンク６と、第１、第２コア部９、１０の他端部に
配設される中間タンク７と、第１コア部９および第２コ
ア部１０を保持するためのサイドプレート８とから構成
されている。

【００３０】そして、入口タンク５、出口タンク６は、
図２に示すように、第１、第２コア部９、１０の各チュ
ーブ２の一端部が差し込まれる平板形状のベース１１お
よびこのベース１１との間にタンク部１２を形成するた
めの椀形状のタンクプレート１３などから構成されてい
る。

【００３１】また、中間タンク７は、第１、第２コア部
９、１０の各チューブ２の一端部が差し込まれる平板形
状のベース（図示せず）、およびこのベースとの間にタ
ンク部（図示せず）を形成するための椀形状のタンクプ
レート（図示せず）などから構成されている。

【００３２】なお、入口タンク５、出口タンク６および
中間タンク７は、チューブ２とは別部品（別体）にて構
成されている。また、サイドプレート８には、膨張弁な
どの減圧手段（図示せず）から第１コア部９に熱媒体と
して冷媒を供給するための入口部である入口パイプ１
４、および第２コア部１０から冷媒圧縮機（図示せず）
に冷媒を流出するための出口部である出口パイプ１５が
設けられている。

【００３３】なお、第１コア部９、第２コア部１０は、
偏平形状のチューブ２とフィン４とを交互に複数積層し
てなるアルミニウム製熱交換器本体である。

【００３４】また、以上の構成部品は、アルミニウムま
たはアルミニウム合金のクラッド材から形成して、治具
などで仮組み付けさせて、炉中ろー付けなどのろー付け
により一体に製造されるものである。

【００３５】次に、本発明の要部である継手部材２０に
ついて図３および図４に基づいて説明する。まず、継手
部材２０は、相手部材となるブロック型膨張弁（図示せ
ず）を固定するとともに、出入口パイプ１４、１５と相
互に固定させるための強度部材であって、上記一体製造
されたアルミニウム製蒸発器１の出入口パイプ１４、１
５に組み付けられる。

【００３６】本実施形態の継手部材２０は、図３に示す
ように、出入口パイプ１４、１５の中心線の長手方向に
沿って２つに分割させた厚肉板状の第１、第２ブロック
部材２１、２２で構成されている。

【００３７】この第１、第２ブロック部材２１、２２の
形状は、出入口パイプ１４、１５の外形形状に近似させ
た略半円状の二つの切り欠き部２１ａ、２２ａを有し、
それぞれを突き合わせることで出入口パイプ１４、１５
の外周を囲むことができるように形成されている。ま
た、組み付けるときに、第１、第２ブロック部材２１、
２２を突き合わせることで形成する外周面は、段差が生
じないように一致できるように形成されている。

【００３８】なお、２３は、相手部材であるブロック型
膨張弁（図示せず）を固定するための締結部である螺子
部２３が形成されている。

【００３９】また、図４に示すように、出入口パイプ１
４、１５には、それぞれ凹状の溝などで第１嵌合部１４
ａ、１５ａが形成されていて、この第１嵌合部１４ａ、
１５ａに第１、第２ブロック部材２１、２２が圧入また
は嵌め合うことで仮組み付けができるように形成されて
いる。これにより、仮組み付け時の脱落を防止できる。

【００４０】また、第１、第２ブロック部材２１、２２
の材料は、出入口パイプ１４、１５と同じ材料のアルミ
ニウムまたはアルミニウム合金で形成されている。

【００４１】なお、ここでは、出入口パイプ１４、１５
の中心線の長手方向に沿って略同じ形状に２分割させた
第１、第２ブロック部材２１、２２を構成したが、これ
に限らず、図５に示すように、一方の第１ブロック部材
２１に螺子部２３を形成させて、他方の第２ブロック部
材２２を２つ設けて継手部材２０として構成させても良
い。

【００４２】以上の構成による第１、第２ブロック部材
２１、２２は、少なくとも２つに分割させることで、ろ
ー付けの後に、出入口パイプ１４、１５の第１嵌合部１
４ａ、１５ａにブロック部材２１、２２を圧入または嵌
め合うことで仮組み付けができる。また、その後、相手
部材であるブロック型膨張弁（図示せず）を組み付ける
ことにより、出入口パイプ１４、１５相互が固定ができ
る。

【００４３】以上の第１実施形態のアルミニウム製蒸発
器１の組み付け方法によれば、少なくとも２分割した第
１、第２ブロック材２１、２２からなりろー付け後に組
み付けるようにしたことにより、熱交換ユニットの構成
する部材のうちで、例えば、厚肉のブロック状となる第
１、第２ブロック材２１、２２において、熱容量の大き
い第１、第２ブロック材２１、２２を除いてろう付けが
できるため、ろー付けの加熱時間が短縮できる。

【００４４】また、第１、第２ブロック材２１、２２を
加熱させなくても良いため、従来、第１、第２ブロック
材２１、２２の強度を加熱軟化を見込んだ厚肉の部材と
していたが、この見込みが不要となるため、従来よりも
薄肉にできる。これにより、熱交換器の軽量化が図れ
る。

【００４５】また、第１、第２ブロック部材２１、２２
が突き合わさって形成される外周に段差がなきように形
成させ外周面を略一致する組み付けできるようにしたこ
とにより、例えばこのアルミニウム製蒸発器１を空調ユ
ニット内に配設させるときに、外周に凹凸などを有する
よりも滑らかに形成されることで出入口パイプ１４、１
５近傍からの風漏れを防止するための気密が容易にでき
る。

【００４６】さらに、出入口パイプ１４、１５の外周と
第１、第２ブロック部材２１、２２とが第１嵌合部１４
ａ、１５ａに圧入または嵌め合うように組み付けられる
ことにより、第１嵌合部１４ａ、１５ａが気密となるた
め上述の風漏れが生じない。

【００４７】また、第１、第２ブロック部材２１、２２
を仮組み付けができるため、締結部２３を固定するとき
に第１、第２ブロック部材２１、２２が脱落しないので
作業性が向上する。

【００４８】（第２実施形態）以上の第１実施形態で
は、継手部材２０である第１、第２ブロック部材２１、
２２を出入口パイプ１４、１５に形成させた第１嵌合部
１４ａ、１５ａに圧入または嵌め合うことで仮組み付け
させるように構成したが、これに限らず、２つに分割さ
せた第１、第２ブロック部材２１、２２が互いに合わさ
れる合わせ面に嵌合部を設けて組み付けても良い。

【００４９】具体的には、図６に示すように、第１、第
２ブロック部材２１、２２が突き合わされる外側の合わ
せ面の２個所に、圧入または嵌め合わせるための第２嵌
合部である凹部２１ｂおよび凸部２２ｂを形成させてい
る。これによれば、出入口パイプ１４、１５に第１、第
２ブロック部材２１、２２が仮組み付けできる。従っ
て、出入口パイプ１４、１５に形成した第１嵌合部１４
ａ、１５ａは、ろー付けの後に、第１、第２ブロック部
材２１、２２が組み付けられたときに、出入口パイプ１
４、１５の外周に隙間なきように圧接できるように形成
すれば良い。

【００５０】（第３実施形態）以上の実施形態では、継
手部材２０である第１、第２ブロック部材２１、２２の
材料を両者とも出入口パイプ１４、１５と同じ材料のア
ルミニウムまたはアルミニウム合金で形成させたが、２
つに分割した第１、第２ブロック部材２１、２２のう
ち、一方の第１ブロック材を上記同一材料で、かつ螺子
部２３を形成させて、螺子部２３を形成しない他方の第
２ブロック部材２２をアルミニウムおよびアルミニウム
合金よりも軽い材料で形成しても良い。

【００５１】図７に示すように、一方の第１ブロック部
材２１に２つの螺子部２３を形成させ、かつアルミニウ
ムまたはアルミニウム合金のいずれかの材料からなり厚
肉板状の形状で形成させる。そして、他方の第２ブロッ
ク部材２２は、アルミニウムまたはアルミニウム合金以
外の別の材料で形成して螺子部２３を無くして薄肉板状
に形成させる。

【００５２】これにより、第２ブロック部材２２が、上
記実施形態よりも軽量となる。従って、熱交換器の軽量
化が図れる。

【００５３】また、以上の実施形態では、第１、第２ブ
ロック部材２１、２２を略半割れ形状に分割させたが、
これに限らず、図８に示すように、一方の第１ブロック
部材２１に螺子部２３を２個所形成し、他方の第２ブロ
ック部材２２は、例えば樹脂材などの非金属材料で、形
状を中抜き状の薄肉板状に形成させて構成しても良い。

【００５４】これによれば、第２ブロック部材２２の外
周が凹、凸なきように形成できるとともに、図７よりも
さらに軽量化が図れる。

【００５５】（他の実施形態）以上の実施形態では、ア
ルミニウム製蒸発器１に本発明を適用したが、本発明は
凝縮器などのその他の熱交換器にも適用可能である。ま
た、第１、第２ブロック部材２１、２２に固定される相
手部材をブロック型膨張弁として説明したが、これに限
るものではない。

【００５６】また、以上の実施形態では、第１、第２ブ
ロック部材２１、２２のうち、螺子部２３を有する第１
ブロック部材２１をアルミニウムまたはアルミニウム合
金のいずれかの材料から形成させたが、例えば、マグネ
シウムやアルミニウムにマグネシウムを混合させた高強
度部材で形成させると良い。これにより、さらに軽量化
が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態におけるアルミニウム製
蒸発器１の全体構成を示す斜視図である。

【図２】本発明の第１実施形態におけるアルミニウム製
蒸発器１のタンク５、６内の構成を示す概略図である。

【図３】本発明の第１実施形態における第１、第２ブロ
ック部材２１、２２の構成を示す構成図である。

【図４】本発明の第１実施形態における第１、第２ブロ
ック部材２１、２２が出入口パイプ１４、１５に装着す
る形態を示す断面図である。

【図５】本発明の第１実施形態における第１、第２ブロ
ック部材２１、２２の構成を示す構成図である。

【図６】本発明の第２実施形態における第１、第２ブロ
ック部材２１、２２の構成を示す構成図である。

【図７】本発明の第３実施形態における第１、第２ブロ
ック部材２１、２２の構成を示す構成図である。

【図８】本発明の第３実施形態における第１、第２ブロ
ック部材２１、２２の構成を示す構成図である。

【符号の説明】 １…アルミニウム製蒸発器（熱交換ユニット） １４…入口パイプ（入口部） １４ａ、１５ａ…第１嵌合部 １５…出口パイプ（出口部） ２０…継手部材 ２１…第１ブロック材 ２１ａ…切り欠き部 ２１ｂ…凹部（第２嵌合部） ２２…第１ブロック材 ２２ａ…切り欠き部 ２２ｂ…凸部（第２嵌合部） ２３…螺子部（締結部）

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フィン、チューブ、タンクを含む熱交換
   ユニット（１）に、隣接して並列させた熱媒体の入口部
   （１４）と出口部（１５）とを設け、前記入口部（１
   ４）と前記出口部（１５）とを継手部材（２０）を用い
   て相互に固定した熱交換器の継手構造であって、 前記継手部材（２０）は、少なくとも２分割されてお
   り、それぞれが前記入口部（１４）と前記出口部（１
   ５）との外形形状に近似した複数の切り欠き部（２１
   ａ、２２ａ）を有する第１、第２ブロック材（２１、２
   ２）からなり、前記熱交換ユニット（１）のろー付け後
   に、前記入口部（１４）と前記出口部（１５）との外周
   を前記複数の切り欠き部（２１ａ、２２ａ）により囲む
   ようにして、前記第１ブロック材（２１）と前記第２ブ
   ロック材（２２）とが組み付けられたことを特徴とする
   熱交換器の継手構造。
2. 【請求項２】 前記継手部材（２０）は、前記第１、第
   ２ブロック材（２１、２２）の少なくとも一方には締結
   部（２３）が設けられており、前記第１、第２ブロック
   材（２１、２２）の組み付け後に、他の部材が前記締結
   部（２３）に固定されることを特徴とする請求項１に記
   載の熱交換器の継手構造。
3. 【請求項３】 前記継手部材（２０）は、前記第１、第
   ２ブロック材（２１、２２）の外周面を略一致させるよ
   うにして組み付けられていることを特徴とする請求項１
   に記載の熱交換器の継手構造。
4. 【請求項４】 前記入口部（１４）と前記出口部（１
   ５）の外周に前記第１、第２ブロック材（２１、２２）
   が嵌合される第１嵌合部（１４ａ、１５ａ）が設けら
   れ、前記第１、第２ブロック材（２１、２２）は、前記
   第１嵌合部（１４ａ、１５ａ）に嵌め合うことにより仮
   組み付けされることを特徴とする請求項３に記載の熱交
   換器の継手構造。
5. 【請求項５】 前記第１、第２ブロック材（２１、２
   ２）には、互いに合わさる合わせ面に第２嵌合部（２１
   ｂ、２２ｂ）が設けられ、前記第１、第２ブロック材
   （２１、２２）は、前記第２嵌合部（２１ｂ、２２ｂ）
   に嵌め合うことにより仮組み付けられたことを特徴とす
   る請求項３に記載の熱交換器の継手構造。
6. 【請求項６】 前記第１、第２ブロック材（２１、２
   ２）は、一方がアルミニウムまたはアルミニウム合金の
   いずれかの材料からなり、他方がアルミニウムおよびア
   ルミニウム合金以外の材料からなることを特徴とする請
   求項３に記載の熱交換器の継手構造。
7. 【請求項７】 前記第１、第２ブロック材（２１、２
   ２）は、一方に前記締結部（２３）を有し、アルミニウ
   ムまたはアルミニウム合金のいずれかの材料からなり、
   他方がアルミニウムおよびアルミニウム合金以外の材料
   からなることを特徴とする請求項３に記載の熱交換器の
   継手構造。
8. 【請求項８】 前記第１、第２ブロック材（２１、２
   ２）は、マグネシウムを含む高強度部材からなることを
   特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記
   載の熱交換器の継手構造。