JP2003214794A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 排水性を向上させつつ、蒸発器の生産性を向
上させる。 【解決手段】 排水口をなす貫通穴３１ｅを打ち抜くと
同時にカシメ片３１ｆを形成する。これにより、ヘッダ
プレート３１ａ、３２ａとヘッダタンク３１ｂ、３２ｂ
とを仮固定するためのカシメ片３１ｆと排水口としての
貫通穴３１ｅを効率よく形成することができるので、排
水性を向上させつつ、蒸発器の生産性を向上させること
ができる。また、貫通穴３１ｅを打ち抜くと同時にカシ
メ片３１ｆを形成するので、ヘッダプレート３１ａ、３
２ａとヘッダタンク３１ｂ、３２ｂとを仮固定するため
のカシメ片３１ｆと排水口としての貫通穴３１ｅを効率
よく形成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱交換器に関する
もので、蒸発器や冷却器等の空気を冷却する熱交換器に
適用して有効である。

【０００２】

【従来の技術】例えば特公平７−１２１４５１号公報に
記載の熱交換器では、複数本のチューブ及びこれらチュ
ーブと連通するヘッダを有して構成された２つの熱交換
部を空気流れに対して直列に並べるとともに、２つの熱
交換部をヘッダにて一体化している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記公報に記
載の発明を、蒸発器や冷却器等の空気を冷却する熱交換
器に適用すると、以下に述べる問題が発生する。

【０００４】すなわち、空気を冷却すると熱交換器の表
面に凝縮水が発生するが、上記公報に記載の発明では、
図９に示すように、２つの熱交換部のヘッダ３０それぞ
れが互いにその長手方向全域に渡って一体化されている
ので、熱交換器の表面に発生した凝縮水は、風圧にて流
されるようにして空気流れ下流側に位置するヘッダに集
まってヘッダ３０の端部から排水される。

【０００５】したがって、上記公報に記載の発明では、
空気流れ方向の中間部で凝縮水を排出することができ
ず、凝縮水は実質的にヘッダの端部からのみ排水される
構造となってしまうので、排水能力が低く、多くの凝縮
水が熱交換器の表面に付着した状態で溜まってしまう。
このため、熱交換器を通過する空気により、熱交換器の
表面に発生した凝縮水が下流側に吹き飛ばされてしまう
という問題が発生する可能性が高い。

【０００６】本発明は、上記点に鑑み、排水性を向上さ
せつつ、熱交換器の生産性を向上させることを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、請求項１に記載の発明では、内部に流体
が流通する複数本のチューブ（２１、２２）、及びチュ
ーブ（２１、２２）の長手方向端部側に設けられ、チュ
ーブ（２１、２２）の長手方向と直交する方向に延びて
複数本のチューブ（２１、２２）と連通するヘッダ（３
１、３２）を有して構成された第１、２熱交換部（４
１、４２）を備え、ヘッダ（３１、３２）は、チューブ
（２１、２２）が接合されたヘッダプレート（３１ａ、
３２ａ）、及びヘッダプレート（３１ａ、３２ａ）と共
にタンク内空間（３１ｃ、３２ｃ）を構成するヘッダタ
ンク（３１ｂ、３２ｂ）を有して構成され、第１、２熱
交換部（４１、４２）は、空気流れに対して直列に並ん
でいるとともに、第１熱交換部（４１）のヘッダプレー
ト（３１ａ）と第２熱交換部（４２）のヘッダプレート
（３２ａ）とを一体化し、かつ、第１熱交換部（４１）
のヘッダタンク（３１ｂ）と第２熱交換部（４２）のヘ
ッダタンク（３２ｂ）とを一体化することにより一体化
され、第１熱交換部（４１）のヘッダプレート（３１
ａ）と第２熱交換部（４２）のヘッダプレート（３２
ａ）とを連結するヘッダプレート連結部（３１ｄ）に形
成された貫通穴（３１ｅ）と、第１熱交換部（４１）の
ヘッダタンク（３１ｂ）と第２熱交換部（４２）のヘッ
ダタンク（３２ｂ）とを連結するヘッダタンク連結部
（３２ｄ）に形成された貫通穴（３２ｅ）とは互いに重
なっており、さらに、ヘッダプレート連結部（３１ｄ）
及びヘッダタンク連結部（３２ｄ）のうち少なくとも一
方には、貫通穴（３１ｅ）を貫通して他方側のプレート
連結部（３２ｄ）に巻きかしめられたカシメ片（３１
ｆ）が一体形成されていることを特徴とする。

【０００８】これにより、貫通穴（３１ｅ、３２ｅ）を
空気流れ方向の中間部で溜まった凝縮水を排水させる排
水口として機能させることができるので、熱交換器の排
水性を向上させることができる。

【０００９】また、貫通穴（３１ｅ）を打ち抜くと同時
にカシメ片（３１ｆ）を形成することが可能となるの
で、ヘッダプレート（３１ａ、３２ａ）とヘッダタンク
（３１ｂ、３２ｂ）とを固定するためのカシメ片（３１
ｆ）と排水口としての貫通穴（３１ｅ）を効率よく形成
することができる。

【００１０】請求項２に記載の発明では、ヘッダプレー
ト連結部（３１ｄ）及びヘッダタンク連結部（３２ｄ）
のうち少なくとも一方には、第１熱交換部（４１）のヘ
ッダ（３１）と第２熱交換部（４２）のヘッダ（３２）
とを連通させる凹状の溝部（３２ｆ）が形成されている
ことを特徴とする。

【００１１】これにより、例えばヘッダタンク（３１
ｂ、３２ｂ）のプレス成形と同時にヘッダ（３１、３
２）を連通させる連通路を容易に形成することが可能と
なる。

【００１２】請求項３に記載の発明では、カシメ片（３
１ｆ）は、先端側に向かうほど幅寸法（Ｗ）が縮小する
ような台形状であることを特徴とする。

【００１３】これにより、カシメ片（３１ｆ）を容易に
貫通穴（３２ｅ）に挿入することができる。

【００１４】なお、請求項４に記載の発明では、カシメ
片（３１ｆ）の根元側のうちカシメ片（３１ｆ）が設け
られたプレート連結部（３１ｄ）からカシメ片（３１
ｆ）の先端までの長さであるカシメ片長さ（ｈ）は、他
方側のプレート連結部（３２ｄ）の板厚寸法（ｔ２）に
０．５ｍｍを加えた長さ以上であることを特徴とするも
のである。

【００１５】また、請求項５に記載の発明では、ヘッダ
プレート連結部（３１ｄ）に形成された貫通穴（３１
ｅ）の外縁部から少なくとも周囲０．５ｍｍの範囲、又
はヘッダタンク連結部（３２ｄ）に形成された貫通穴
（３２ｅ）の外縁部から少なくとも周囲０．５ｍｍの範
囲において、両連結部（３１ｄ、３２ｄ）がろう付けさ
れるべく平面部（３１ｇ）が設けられていることを特徴
とするものである。

【００１６】また、請求項６に記載の発明では、カシメ
片（３１ｆ）が挿入される貫通穴（３２ｅ）の長さ寸法
（Ｌ２）は、カシメ片（３１ｆ）の根元から先端までの
長さである切り起こし寸法（Ｌ１）以上であることを特
徴とするものである。

【００１７】因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後
述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す
一例である。

【００１８】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）本実施形態は、
本発明に係る熱交換器を車両用空調装置の蒸発器に適用
したものであり、図１は本実施形態に係る蒸発器１０の
正面図であり、図２は図１の左側側面図であり、図３
（ａ）は図１のＡ−Ａ断面図であり、図３（ｂ）は図３
（ａ）のＢ−Ｂ断面図であり、図４は蒸発器１０内にお
ける冷媒流れを示す模式図である。

【００１９】蒸発器１０は、図４に示すように、内部に
冷媒が流通する複数本のチューブ２１、及びチューブ２
１の長手方向端部側に設けられてチューブ２１の長手方
向と直交する方向に延びて複数本のチューブ２１と連通
するヘッダ３１等から成る第１熱交換部４１と、同様
に、内部に冷媒が流通する複数本のチューブ２２、及び
チューブ２２の長手方向端部側に設けられてチューブ２
２の長手方向と直交する方向に延びて複数本のチューブ
２２と連通するヘッダ３２等から成る第２熱交換部４２
とを有して構成された熱交換器で、両熱交換部４１、４
２は、第１熱交換部４１が第２熱交換部４２より空気流
れ上流側に位置するように空気流れに直列に並んでい
る。

【００２０】なお、チューブ２１、２２は、表面にろう
材が被覆されたアルミニウム製の薄板材を折り曲げて扁
平状とした管であり、内部には冷媒との伝熱面積を増大
させるフィンが設けられている。

【００２１】また、第１熱交換部４１のヘッダ３１は、
図３（ａ）に示すように、チューブ２１が接合されたヘ
ッダプレート３１ａ、及びヘッダプレート３１ａと共に
タンク内空間３１ｃを構成するヘッダタンク３１ｂを有
して構成されたものであり、第２熱交換部４２のヘッダ
３２もヘッダ３１と同様に、チューブ２２が接合された
ヘッダプレート３２ａ、及びヘッダプレート３２ａと共
にタンク内空間３２ｃを構成するヘッダタンク３２ｂを
有して構成されている。

【００２２】そして、第１、２熱交換部４１、４２は、
第１熱交換部４１のヘッダプレート３１ａと第２熱交換
部４２のヘッダプレート３２ａとを一体化し、かつ、第
１熱交換部４１のヘッダタンク３１ｂと第２熱交換部４
２のヘッダタンク３２ｂとを一体化することにより一体
化されている。つまり、第１、２熱交換部４１、４２
は、ヘッダ３１、３２を介して一体化されている。

【００２３】また、図３（ｂ）に示すように、第１熱交
換部４１のヘッダプレート３１ａと第２熱交換部４２の
ヘッダプレート３２ａとを連結するヘッダプレート連結
部３１ｄには、厚み方向に貫通する貫通穴３１ｅが、ヘ
ッダ３１、３２の長手方向に離散的に並んで複数個形成
されているとともに、第１熱交換部４１のヘッダタンク
３１ｂと第２熱交換部４２のヘッダタンク３２ｂとを連
結するヘッダタンク連結部３２ｄには、厚み方向に貫通
する貫通穴３２ｅが、ヘッダ３１、３２の長手方向に離
散的に並んで複数個形成されている。

【００２４】そして、両貫通穴３１ｅ、３２ｅは、上下
方向から見て互いに重なって連通しているとともに、ヘ
ッダプレート連結部３１ｄには、ヘッダタンク連結部３
２ｄの貫通穴３２ｅを貫通してヘッダタンク連結部３２
ｄに巻きかしめられたカシメ片３１ｆが設けられおり、
このカシメ片３１ｆは、図５に示すように、貫通穴３１
ｅを打ち抜くと同時にプレス加工にて形成されている。

【００２５】因みに、ヘッダプレート３１ａ、３２ａ及
びヘッダタンク３１ｂ、３２ｂは少なくともヘッダ３
１、３２の内面に相当する面にろう材が被覆されたアル
ミニウム製の薄板材にプレス加工を施すことにより形成
されたもので、ヘッダプレート連結部３１ｄとヘッダタ
ンク連結部３２ｄとをカシメ片３１ｆにて仮固定した
後、チューブ２１、２２、チューブ２１、２２の外表面
に接合されたフィン５０（図１参照）、及びヘッダ３
１、３２それぞれを、図１に示すような状態に組み付け
てワイヤー等の治具により仮固定し、その組み付け状態
を保持したまま炉内で加熱してろう付けする。

【００２６】また、カシメ片３１ｆは、図６（ａ）に示
すように、先端側に向かうほど幅寸法Ｗが縮小するよう
な台形状となるように、ヘッダプレート連結部３１ｄか
ら切り起こされているとともに、カシメ片３１ｆの根元
側のうちヘッダプレート連結部３１ｄからカシメ片３１
ｆの先端までの長さであるカシメ片長さｈが、ヘッダタ
ンク連結部３２ｄの板厚寸法ｔ２に０．５ｍｍを加えた
長さ以上となるように設定されている。

【００２７】さらに、図６（ａ）、（ｂ）に示すよう
に、ヘッダプレート連結部３１ｄに形成された貫通穴３
１ｅの外縁部から少なくとも周囲０．５ｍｍの範囲に平
面部３１ｇ（図６（ｂ）の斜線の部分）を設けて、少な
くともこの平面部３１ｇにおいて、両連結部３１ｄ、３
２ｄが確実にろう付け接合されるように構成するととも
に、カシメ片３１ｆが挿入される貫通穴３２ｅの長さ寸
法Ｌ２を、カシメ片３１ｆの根元から先端までの長さで
ある切り起こし寸法Ｌ１以上としている。

【００２８】なお、貫通穴３２ｅの長さ寸法Ｌ２とは、
図６（ｃ）から明らかなように、カシメ片３１ｆを切り
起こす前のカシメ片３１ｆの切り起こし寸法と同方向の
寸法を言うものである。

【００２９】ところで、蒸発器１０内に流入した冷媒
は、図４に示す矢印〜矢印の順で蒸発器１０内を流
れるため、上方側のヘッダ３１、３２内の空間３１ｃ、
３２ｃは、その長手方向略中央部に設けられたセパレー
タ３１ｈ、３２ｈで紙面右側の左側とに仕切られている
とともに、下方側のヘッダ３１、３２内の空間３１ｃ、
３２ｃは、ヘッダタンク連結部３２ｄに形成された凹
（ドーム）状の溝部３２ｆを介して連通している。

【００３０】次に、本実施形態の作用効果を述べる。

【００３１】本実施形態では、２つの貫通穴３１ｅ、３
２ｅが互いに重なっているので、この貫通穴３１ｅ、３
２ｅを空気流れ方向の中間部で溜まった凝縮水を排水さ
せる排水口として機能させることができ、蒸発器１０の
排水性を向上させることができる。

【００３２】また、貫通穴３１ｅを打ち抜くと同時にカ
シメ片３１ｆを形成するので、ヘッダプレート３１ａ、
３２ａとヘッダタンク３１ｂ、３２ｂとを仮固定するた
めのカシメ片３１ｆと排水口としての貫通穴３１ｅを効
率よく形成することができる。

【００３３】また、ヘッダタンク連結部３２ｄに形成さ
れた溝部３２ｆにより下方側のヘッダ３１、３２内の空
間３１ｃ、３２ｃを連通させているので、ヘッダタンク
３１ｂ、３２ｂのプレス成形と同時に下方側のヘッダ３
１、３２内の空間３１ｃ、３２ｃを連通させる連通路を
容易に形成することができる。

【００３４】また、カシメ片３１ｆを先端側に向かうほ
ど幅寸法Ｗが縮小するような台形状としいるので、カシ
メ片３１ｆを容易に貫通穴３２ｅに挿入することができ
る。

【００３５】また、カシメ片長さｈをヘッダタンク連結
部３２ｄの板厚寸法ｔ２に０．５ｍｍを加えた長さ以上
としているので、不必要にカシメ片長さｈを確保するこ
となく、仮固定に十分な固定力を得ることができる。

【００３６】ところで、蒸発器１０はろう付け部から優
先的に腐食が進行するが、本実施形態では、ヘッダプレ
ート連結部３１ｄに形成された貫通穴３１ｅの外縁部か
ら少なくとも周囲０．５ｍｍの範囲に平面部３１ｇを設
けて、少なくともこの平面部３１ｇにおいて、両連結部
３１ｄ、３２ｄが確実にろう付け接合されるように構成
しているので、通常の寿命年数において必要にして十分
な腐食代を確保することができ、蒸発器１０の信頼性を
確かなものとすることができる。

【００３７】また、カシメ片３１ｆが挿入される貫通穴
３２ｅの長さ寸法Ｌ２を、カシメ片３１ｆの根元から先
端までの長さである切り起こし寸法Ｌ１以上としている
ので、ヘッダタンク連結部３２ｄに巻き付けるようにカ
シメ片３１ｆを曲げる際にカシメ片３１の根元側におけ
る曲げＲ部３１ｊが、図７に示すように、ヘッダタンク
連結部３２ｄから浮くように離れることを防止できる。
したがって、両プレート３１ａ、３２ｂを確実にろう付
けすることができる。

【００３８】（第２実施形態）第１実施形態では、１つ
の貫通穴３２ｅに１つのカシメ片３１ｆが挿入されてい
たが、本実施形態は、図８に示すように、１つの貫通穴
３２ｅに２つのカシメ片３１ｆを挿入したものである。

【００３９】なお、図８（ａ）は、ヘッダプレート連結
部３１ｄにカシメ片３１を２つ設けた例であり、図８
（ｂ）はヘッダプレート連結部３１ｄ及びヘッダタンク
連結部３２ｄそれそれにカシメ片３１ｆを設けた例であ
る。

【００４０】これにより、両プレート３１ａ、３２ｂの
ずれを確実に防止しながら、両者３１ａ、３２ａを仮固
定することができる。

【００４１】なお、ヘッダタンク連結部３２ｄのみにカ
シメ片３１ｆを設けても、本実施形態と同様な効果を得
ることができることは言うまでもない。

【００４２】（その他の実施形態）第１実施形態では、
ヘッダプレート連結部３１ｄにカシメ片３１を設けた
が、本発明はこれに限定されるものではなく、ヘッダタ
ンク連結部３２ｄにカシメ片３１を設けてもよい。

【００４３】また、第１実施形態では、ヘッダタンク連
結部３２ｄに溝部３２ｆを設けたが、本発明はこれに限
定されるものではなく、ヘッダプレート連結部３１ｄ又
は両連結部３１ｄ、３２ｄに設けてもよい。

【００４４】また、上述の実施形態では、ヘッダプレー
ト連結部３１ｄに形成された貫通穴３１ｅの外縁部から
少なくとも周囲０．５ｍｍの範囲に平面部３１ｇを設け
たが、これはヘッダプレート連結部３１ｄにカシメ片３
１ｆを設けたからである。したがって、ヘッダタンク連
結部３２ｄにカシメ片３１ｆを設けた場合には、ヘッダ
タンク連結部３２ｄに形成された貫通穴３２ｅの外縁部
から少なくとも周囲０．５ｍｍの範囲に平面部３１ｇを
設けることが望ましい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る蒸発器の正面図であ
る。

【図２】図１の左側側面図である。

【図３】（ａ）は図１のＡ−Ａ断面図であり、（ｂ）は
図３（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。

【図４】本発明の実施形態に係る蒸発器内における冷媒
流れを示す模式図である。

【図５】本発明の第１実施形態に係るヘッダプレートの
斜視図である。

【図６】（ａ）は本発明の第１実施形態に係るヘッダプ
レートの側面図であり、（ｂ）は（ａ）のＣ矢視図であ
り、（ｃ）はカシメ片部分の断面図である。

【図７】本発明の第１実施形態に係る蒸発器の効果を説
明するための説明図である。

【図８】本発明の第２実施形態に係る蒸発器における、
図３（ａ）のＢ−Ｂ断面にに層とする断面における断面
図である。

【図９】従来の技術に係る蒸発器の分解斜視図である。

【符号の説明】

２１、２２…チューブ、３１、３２…ヘッダ、３１ａ、
３２ａ…ヘッダプレート、３１ｂ、３２ｂ…ヘッダタン
ク、３１ｆ…カシメ片、３１ｅ…貫通穴。

フロントページの続き (72)発明者 武内 俊英 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 鳥越 栄一 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 3L065 CA09 CA32

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に流体が流通する複数本のチューブ
   （２１、２２）、及び前記チューブ（２１、２２）の長
   手方向端部側に設けられ、前記チューブ（２１、２２）
   の長手方向と直交する方向に延びて前記複数本のチュー
   ブ（２１、２２）と連通するヘッダ（３１、３２）を有
   して構成された第１、２熱交換部（４１、４２）を備
   え、 前記ヘッダ（３１、３２）は、前記チューブ（２１、２
   ２）が接合されたヘッダプレート（３１ａ、３２ａ）、
   及び前記ヘッダプレート（３１ａ、３２ａ）と共にタン
   ク内空間（３１ｃ、３２ｃ）を構成するヘッダタンク
   （３１ｂ、３２ｂ）を有して構成され、 前記第１、２熱交換部（４１、４２）は、空気流れに対
   して直列に並んでいるとともに、前記第１熱交換部（４
   １）の前記ヘッダプレート（３１ａ）と前記第２熱交換
   部（４２）の前記ヘッダプレート（３２ａ）とを一体化
   し、かつ、前記第１熱交換部（４１）の前記ヘッダタン
   ク（３１ｂ）と前記第２熱交換部（４２）の前記ヘッダ
   タンク（３２ｂ）とを一体化することにより一体化さ
   れ、 前記第１熱交換部（４１）の前記ヘッダプレート（３１
   ａ）と前記第２熱交換部（４２）の前記ヘッダプレート
   （３２ａ）とを連結するヘッダプレート連結部（３１
   ｄ）に形成された貫通穴（３１ｅ）と、第１熱交換部
   （４１）の前記ヘッダタンク（３１ｂ）と前記第２熱交
   換部（４２）の前記ヘッダタンク（３２ｂ）とを連結す
   るヘッダタンク連結部（３２ｄ）に形成された貫通穴
   （３２ｅ）とは互いに重なっており、 さらに、前記ヘッダプレート連結部（３１ｄ）及び前記
   ヘッダタンク連結部（３２ｄ）のうち少なくとも一方に
   は、前記貫通穴（３１ｅ）を貫通して他方側のプレート
   連結部（３２ｄ）に巻きかしめられたカシメ片（３１
   ｆ）が一体形成されていることを特徴とする熱交換器。
2. 【請求項２】 前記ヘッダプレート連結部（３１ｄ）及
   び前記ヘッダタンク連結部（３２ｄ）のうち少なくとも
   一方には、前記第１熱交換部（４１）の前記ヘッダ（３
   １）と前記第２熱交換部（４２）の前記ヘッダ（３２）
   とを連通させる凹状の溝部（３２ｆ）が形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
3. 【請求項３】 前記カシメ片（３１ｆ）は、先端側に向
   かうほど幅寸法（Ｗ）が縮小するような台形状であるこ
   とを特徴とする請求項１又は２に記載の熱交換器。
4. 【請求項４】 前記カシメ片（３１ｆ）の根元側のうち
   前記カシメ片（３１ｆ）が設けられたプレート連結部
   （３１ｄ）から前記カシメ片（３１ｆ）の先端までの長
   さであるカシメ片長さ（ｈ）は、前記他方側のプレート
   連結部（３２ｄ）の板厚寸法（ｔ２）に０．５ｍｍを加
   えた長さ以上であることを特徴とする請求項１ないし３
   のいずれか１つに記載の熱交換器。
5. 【請求項５】 前記ヘッダプレート連結部（３１ｄ）に
   形成された前記貫通穴（３１ｅ）の外縁部から少なくと
   も周囲０．５ｍｍの範囲、又は前記ヘッダタンク連結部
   （３２ｄ）に形成された前記貫通穴（３２ｅ）の外縁部
   から少なくとも周囲０．５ｍｍの範囲において、両連結
   部（３１ｄ、３２ｄ）がろう付けされるべく平面部（３
   １ｇ）が設けられていることを特徴とする請求項１ない
   し４のいずれか１つに記載の熱交換器。
6. 【請求項６】 前記カシメ片（３１ｆ）が挿入される前
   記貫通穴（３２ｅ）の長さ寸法（Ｌ２）は、前記カシメ
   片（３１ｆ）の根元から先端までの長さである切り起こ
   し寸法（Ｌ１）以上であることを特徴とする請求項１な
   いし５のいずれか１つに記載の熱交換器。