JP2005061702A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】 筒状部材にキャップ部材を組み付けてヘッダタンクを構成するようにした場合に、キャップ部材の組み付けに要する力を小さくして、熱交換器に不良品が発生しないようにする。
【解決手段】 キャップ部材１１に円筒状部材１０の端部の開口を閉塞する板状の閉塞部１２を形成する。閉塞部１２の外周縁から円筒状部材１０の外面に沿って延びる周壁部１３を形成する。周壁部１３の内径を円筒状部材１０の外径よりも小さめに設定する。周壁部１３にその先端から基端へ延びる切り欠き部２０を周方向に略等間隔に４つ形成する。キャップ部材１１の周壁部１３内側に円筒状部材１０の端部を嵌合させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、並設された複数本のチューブと連通するヘッダタンクを備えた熱交換器に関し、特に、ヘッダタンクを筒状部材と、この筒状部材の端部を塞ぐキャップ部材とにより構成した構造の技術分野に属する。

従来より、この種の熱交換器として、複数本の扁平チューブを上下方向に並設し、これらチューブの両端部に上下方向に延びる一対のヘッダタンクを配設し、前記各チューブの両端部を各々のヘッダタンクに挿入してチューブとヘッダタンクとを連通させるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

前記特許文献１では、ヘッダタンクのタンク本体部分を円筒状部材により形成し、この円筒状部材の両端部に、該各端部の開口を塞ぐためのキャップ部材をそれぞれ取り付けるようにしている。前記キャップ部材は、円筒状部材の開口に対応した円板状の閉塞部を備え、該閉塞部には、その外周縁から円筒状部材の外側に沿うように延びる周壁部が形成されている。この周壁部の内径は、円筒状部材の外径よりも小さめに設定されていて、キャップ部材を円筒状部材の端部に圧入により外嵌合するようになっている。これにより、熱交換器の製造時にキャップ部材を円筒状部材に組み付けてから炉内に搬送してろう付けする場合に、搬送時の振動等によりキャップ部材が円筒状部材から外れるのを防止できる。
実用新案登録第２５３９５１１号公報（第２頁、第３頁、図１、図２）

ところが、前記特許文献１の熱交換器では、円筒状部材やキャップ部材に製造誤差が生じて両者の嵌め合いがきつくなる場合がある。この場合には、キャップ部材を組み付ける際、該キャップ部材を円筒状部材へ強く押し付けなければならず、このときに円筒状部材が変形してキャップ部材との間の気密性が確保できなくなると、熱交換器に不良品が発生する。また、このようにキャップ部材の組み付け作業に要する力が大きくなるため、キャップ部材が組み付け途中にあっても正規の状態に組み付けられたものと誤判断して組み付け作業を終えてしまうことがあり、このときには、キャップ部材の組み付けが不完全になり、前記と同様に気密性を確保できず、熱交換器に不良品が発生することになる。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、筒状部材の端部をキャップ部材により塞いでヘッダタンクを構成するようにした場合に、キャップ部材の周壁部の構造により、筒状部材やキャップ部材に生じる製造誤差を許容してキャップ部材の組み付けに要する力を小さくし、熱交換器に不良品が発生するのを防止することにある。

前記目的を達成するために、本発明では、キャップ部材を筒状部材に外嵌合する際、キャップ部材の周壁部が外側へ撓むようにした。

具体的には、並設された複数本のチューブの各々の端部にヘッダタンクが連通するように設けられた熱交換器を対象とする。

そして、前記ヘッダタンクは、チューブの並設方向に延び端部に開口を有する筒状部材を備え、該筒状部材の端部には、該端部開口を塞ぐ閉塞部と該閉塞部の外周縁に設けられ筒状部材の端部外周に圧接する周壁部とからなるキャップ部材を外嵌合し、前記周壁部には、キャップ部材を筒状部材に外嵌合する際、周壁部が圧接力で外側へ撓むように該周壁部の先端から基端側へ延びる切り欠き部を形成する構成とする。

この構成によれば、キャップ部材を筒状部材に組み付ける際、キャップ部材の周壁部を筒状部材に外嵌合していくと、周壁部が筒状部材に圧接して外側へ拡がるように撓む。従って、筒状部材とキャップ部材との嵌め合いがきつくなる方向に製造誤差が生じても、キャップ部材の組み付けに要する力が小さくて済む。これにより、組み付け時にキャップ部材を筒状部材へ強く押し付けなくてもよくなり、筒状部材の変形が防止される。

さらに、前記のようにキャップ部材の組み付けに要する力が小さくて済むので、作業者は、キャップ部材が正規の状態に組み付けられて該キャップ部材がそれ以上組み付け方向へ移動しなくなったのを容易に判断することが可能となる。よって、キャップ部材が筒状部材に確実に組み付けられる。

請求項２の発明では、請求項１の発明において、キャップ部材の周壁部の肉厚を、閉塞部の肉厚よりも薄く設定する構成とする。

この構成によれば、キャップ部材の閉塞部を比較的厚肉にして耐圧性が確保され、この場合に、周壁部を薄肉にして小さい力で撓ませることが可能となるので、キャップ部材の組み付けがより容易にかつ確実になる。

請求項３の発明では、請求項１又は２の発明において、キャップ部材の閉塞部には、筒状部材の内側に嵌合する膨出部を形成する構成とする。

この構成によれば、キャップ部材を筒状部材に組み付けると、膨出部が筒状部材の内側に嵌合する。これにより、キャップ部材は、周壁部及び膨出部により筒状部材の端部を内外から挟んだ状態で筒状部材にしっかりと取り付けられる。

請求項４の発明では、請求項１〜３のいずれか１つにおいて、キャップ部材は、ろう材が設けられた板材を成形してなり、筒状部材の端部に外嵌合した状態で前記ろう材が筒状部材の端部に接触している構成とする。

この構成によれば、キャップ部材が該キャップ部材のろう材により筒状部材の端部にろう付けされる。

請求項５の発明では、請求項１〜４のいずれか１つにおいて、キャップ部材の切り欠き部は閉塞部まで延びている構成とする。

この構成によれば、このキャップ部材の組み付けの際に、作業者は、周壁部の切り欠き部を介して筒状部材の端部の位置を外側から確認することが可能となる。

請求項６の発明では、請求項１〜５のいずれか１つにおいて、キャップ部材を、閉塞部が筒状部材の開口端に当接することにより位置決めし、前記閉塞部における筒状部材の当接面を略平坦に形成し、前記筒状部材の開口端を、その全周が前記閉塞部に当接するように形成し、キャップ部材の切り欠き部を周壁部の周方向に離して２つ以上設ける構成とする。

この構成によれば、キャップ部材が正規の状態に組み付けられたときに、筒状部材の端部の略全周が閉塞部に当接するようになっているので、キャップ部材が筒状部材に対して傾いた状態で組み付けられた場合には、筒状部材の端部と閉塞部とが周方向の１箇所で当接し、他の箇所では離れた状態となり、この離れた箇所に隙間が生じることとなる。この隙間が生じた場合に、周壁部には互いに離れた２つ以上の切り欠き部が設けられているので、これら切り欠き部のうち、いずれかの切り欠き部を介して前記隙間が見えることとなる。これにより、作業者は、キャップ部材が正規の状態に組み付けられているか、傾いた状態で組み付けられているかが判断可能となる。

請求項７の発明では、請求項１〜６のいずれか１つにおいて、キャップ部材及び筒状部材をろう付けし、前記筒状部材は、該筒状部材の周方向に曲げ加工された板材の縁部同士をろう付けしてなる構成とする。

この構成によれば、筒状部材を構成する板材の縁部同士をろう付けする前にキャップ部材を筒状部材に組み付けることにより、キャップ部材及び筒状部材のろう付けと、板材の縁部同士のろう付けとを同時に行うことが可能となる。このようにすると、ろう付け前の剛性が低い筒状部材に対してキャップ部材を組み付けることになる。この場合に、キャップ部材の周壁部に切り欠き部を設けることによりキャップ部材の組み付けに要する力が小さくて済むという請求項１の発明の作用効果が顕著なものとなる。

請求項８の発明において、請求項１〜６のいずれか１つにおいて、筒状部材は、該筒状部材の周方向に曲げ加工された板材の縁部同士を溶接してなり、キャップ部材の切り欠き部を、該切り欠き部の内側に前記筒状部材の溶接部分が位置するように形成する構成とする。

この構成によれば、筒状部材を構成する板材の縁部同士を溶接した部分は、筒状部材の外側に盛り上がるようになる。この筒状部材の溶接部分がキャップ部材の切り欠き部の内側に位置するので、キャップ部材の組み付けの際、周壁部が溶接部分に摺接することはない。

請求項９の発明では、請求項１〜６のいずれか１つにおいて、筒状部材は、その径方向に分割され、対向する側が開放した第１部材及び第２部材をろう付けしてなり、前記第１部材の開放側の両端部は、その間に前記第２部材の開放側の両端部が嵌合するように前記筒状部材の外側へ向けて突出し、キャップ部材の切り欠き部を、該切り欠き部の内側に前記第１部材の開放側の端部が位置するように形成する構成とする。

この構成によれば、第１部材の開放側の両端部間に第２部材が嵌合して互いの位置ずれが防止される。そして、外側へ突出した第１部材の開放側の両端部がキャップ部材の切り欠き部の内側に位置するので、この第１部材の両端部を覆うようにキャップ部材の周壁部を膨出させなくてもよく、キャップ部材の外形寸法が短くなる。

請求項１０の発明では、請求項１〜９のいずれか１つの発明において、キャップ部材の周壁部を先端側へ行くほど外側へ拡がるように形成する構成とする。

この構成によれば、周壁部の先端側の内径が筒状部材の端部の外径よりも大きくなるため、キャップ部材の組み付けの際に、筒状部材の端部を周壁部の内側に容易に位置付けることが可能となる。そして、キャップ部材を組み付け方向に移動させるだけで、周壁部の内周面と筒状部材の端部とが摺接し、キャップ部材が所定位置に導かれる。

請求項１の発明によれば、筒状部材の端部に、閉塞部と筒状部材の端部外周に圧接する周壁部とからなるキャップ部材を外嵌合し、周壁部には、該周壁部が圧接力で外側へ撓むように該周壁部の先端から基端側へ延びる切り欠き部を形成したので、筒状部材とキャップ部材との嵌め合いがきつくなる方向に製造誤差が生じても、キャップ部材の組み付けに要する力が小さくて済む。従って、キャップ部材の組み付けの際に筒状部材が変形することがなくなるとともに、キャップ部材が正規の状態に組み付けられたのを作業者が容易に判断することが可能となってキャップ部材を確実に組み付けることができる。これらのことにより、キャップ部材と筒状部材との間の気密性を確保することができて熱交換器に不良品が発生するのを防止できる。

請求項２の発明によれば、キャップ部材の周壁部の肉厚を閉塞部の肉厚よりも薄く設定したので、耐圧性を確保しながら容易にかつ確実に組み付け可能なキャップ部材を得ることができる。

請求項３の発明によれば、キャップ部材の閉塞部に筒状部材の内側に嵌合する膨出部を形成したので、キャップ部材は周壁部及び膨出部により筒状部材を内外から挟むようにしてしっかりと取り付けられ、これにより、キャップ部材が筒状部材から外れるのを確実に防止することができる。

請求項４の発明によれば、キャップ部材は、ろう材が設けられた板材を成形してなり、筒状部材の端部に外嵌合した状態でろう材が筒状部材の端部に接触しているので、キャップ部材と筒状部材とが確実にろう付けされ、キャップ部材を筒状部材に強固に固定できる。

請求項５の発明によれば、キャップ部材の切り欠き部が閉塞部まで延びているので、キャップ部材の組み付けの際に、作業者が、キャップ部材が正規の状態に組み付けられているか否かを切り欠き部を介して確認することができる。これにより、治具等を用いることなく、キャップ部材を筒状部材に確実に組み付けることができる。

請求項６の発明によれば、キャップ部材の閉塞部における筒状部材の当接面を略平坦にし、筒状部材の端部の略全体を閉塞部に当接するように形成し、キャップ部材の切り欠き部を２つ以上設けたので、いずれかの切り欠き部を介して、キャップ部材が傾いた状態で組み付けられた場合に生じる閉塞部と筒状部材との間の隙間が見えることとなる。これにより、作業者は、治具等を用いることなく、キャップ部材が正規の状態で組み付けられているか否かを判断できる。

請求項７の発明によれば、キャップ部材及び筒状部材をろう付けし、筒状部材を曲げ加工された板材の縁部同士をろう付けしてなるものとしたので、板材の縁部をろう付けする前にキャップ部材を組み付けることにより、キャップ部材及び筒状部材のろう付けと、板材の縁部のろう付けとを同時に行うことができて、製造工数を削減できる。このようにすると、ろう付け前の剛性の低い筒状部材にキャップ部材を組み付けることとなり、この場合に、キャップ部材の組み付けに要する力を小さくできるという請求項１の作用効果が顕著なものとなる。

請求項８の発明によれば、筒状部材を曲げ加工された板材の縁部同士を溶接してなるものとし、キャップ部材の切り欠き部の内側に筒状部材の溶接部分が位置するようになっているので、キャップ部材の組み付けの際に周壁部が筒状部材の溶接部分に摺接することはなく、スムーズに組み付けることができる。

請求項９の発明によれば、筒状部材をその径方向に分割し、対向する側が開放した第１部材及び第２部材をろう付けしてなるものとし、第１部材の開放側の両端部を筒状部材の外側へ向けて突出させ、該両端部の間に第２部材の開放側の両端部を嵌合させたので、第１部材と第２部材とが位置ずれするのを防止できて、両部材を確実にろう付けできる。また、キャップ部材の切り欠き部の内側に第１部材の開放側の端部が位置するようになっているので、この第１部材の両端部を覆うようにキャップ部材の周壁部を膨出させなくてもよい。これにより、キャップ部材の外形寸法を短くできて、熱交換器を搭載するためのスペースを縮小できる。

請求項１０の発明によれば、キャップ部材の周壁部の先端側をその先端へ行くほど外側へ拡がるように形成したので、筒状部材の端部を周壁部の内側に容易に位置付けることができ、その状態でキャップ部材を組み付け方向に移動させるだけで該キャップ部材を所定位置に導くことができる。これらのことにより、キャップ部材を容易に組み付けることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図２は、本発明の実施形態に係る熱交換器を示し、本例では、熱交換器が車両用空調装置の冷凍サイクルの一要素を構成する冷媒凝縮器１である場合を示す。該冷媒凝縮器１は、車両のエンジンルーム（図示せず）の前端部に搭載されており、車両左右方向に延びる複数のチューブ２及び伝熱用のフィン３を上下方向に交互に並設してなるコア４と、該コア４のチューブ２両端部にそれぞれ配置されて各チューブ２と連通する左側ヘッダタンク７及び右側ヘッダタンク８とを備えている。

前記コア４は、車両の走行やエンジンルームの冷却ファン（図示せず）の回転による冷却風が車両前方から後方へ向けて通過するように構成されている。このコア４の各チューブ２は、図１に示すように、車両前後方向に長い矩形断面を有する偏平チューブであり、アルミニウム合金を押し出し加工することにより形成されている。チューブ２の内部は、車両前後方向に４つの流路に区画され、各流路がヘッダタンク７，８にそれぞれ連通している。

一方、コア４のフィン３は、車両前後方向から見て車両左右方向に連続する波状に形成されたコルゲートフィンであり、両面にろう材が層状に設けられたアルミニウム合金製の薄板材を折り曲げ加工して形成されている。そして、上下方向に隣り合うチューブ２の離間距離は、フィン３の上下方向の長さに対応していて、該フィン３の上端及び下端が、隣り合うチューブ２の外面にろう付けされるようになっている。また、コア４の上下方向の両外端部には、フィン３がそれぞれ位置付けられ、これらコア４の上端及び下端のフィン３は、フィン保持プレート９，９によりそれぞれ保持されている。

左側及び右側ヘッダタンク７，８は同様に構成されているため、以下、左側ヘッダタンク７について説明する。左側ヘッダタンク７は、コア４の上端から下端に亘って真っ直ぐに延びる円筒状部材１０を備え、該円筒状部材１０の上下方向両端部には、該端部開口を塞ぐ一対のキャップ部材１１が外嵌合されている。尚、一対のキャップ部材１１は同様に構成されている。

前記円筒状部材１０は、両面にろう材が層状に設けられたアルミニウム合金製の１枚の板材を円筒状に曲げ加工し、該板材の縁部同士をろう付けしてなる。円筒状部材１０の上下各端部は、その全周が略平坦な同一面上に位置するようにそれぞれ形成されている。また、円筒状部材１０のコア４側には、各チューブ２の外形に対応するチューブ挿入孔１０ａが形成されている。このチューブ挿入孔１０ａの内周面は、円筒状部材１０の外側へ行くほど拡径するように形成され、挿入時のチューブ２の端部を案内するようになっている。そして、各チューブ２の端部がチューブ挿入孔１０ａに挿入された状態で、円筒状部材１０のろう材によりチューブ２の外周面とチューブ挿入孔１０ａの周縁とがろう付けされるようになっている。

前記キャップ部材１１は、円筒状部材１０に当接する面にろう材が層状に設けられたアルミニウム合金製の板材をプレス加工することにより形成されている。このキャップ部材１１は、図３に示すように、円筒状部材１０の開口を閉塞する平面視円形の閉塞部１２と、該閉塞部１２の外周縁から円筒状部材１０の外面に沿うように延びる周壁部１３とを備え、これら閉塞部１２及び周壁部１３は一体成形されている。周壁部１３の閉塞部１２からの高さは２．５ｍｍ以上に設定されており、また、同図（ｂ）に示すように、周壁部１３の肉厚は閉塞部１２の肉厚よりも薄く設定されている。

前記閉塞部１２の円筒状部材１０側の面である内面には、該円筒状部材１０の内側へ向けて膨出する円形断面の膨出部１４が形成されている。該膨出部１４の基端側である閉塞部１２側の径は、円筒状部材１０の内径よりも大きめに設定され、膨出部１４が円筒状部材１０の内側に嵌合するようになっている。この膨出部１４は、先端側へ行くほど断面形状が小さくなるテーパ状に形成され、膨出部１４の先端側の径は、円筒状部材１０の内径よりも小さく設定されている。

閉塞部１２の内面における膨出部１４周りには、キャップ部材１１を円筒状部材１０に組み付けた状態で該円筒状部材１０の端部が当接する当接面１６が形成されている。当接面１６は略平坦面とされ、図４に示すように、円筒状部材１０の端部の全周が当接するようになっている。また、閉塞部１２の外面には、前記膨出部１４に対応して円形断面の凹部１７が形成されている。

前記周壁部１３の基端側である閉塞部１２側の内径は、円筒状部材１０の外径よりも小さめに設定され、この周壁部１３の内側に円筒状部材１０が嵌合するようになっている。つまり、キャップ部材１１を円筒状部材１０に組み付けると、該円筒状部材１０の端部はキャップ部材１１の周壁部１３と膨出部１４とにより内外から挟まれた状態となる。また、周壁部１３は、先端側へ行くほど外側へ拡がるように形成され、周壁部１３の先端側の内径は、円筒状部材１０の外径よりも大きく設定されている。

また、前記周壁部１３には、該周壁部１３の先端から基端まで連続して延びる切り欠き部２０が周方向について略等間隔に４つ形成されている。この切り欠き部２０を形成することにより、周壁部１３が周方向に分割されて、各々が外側へ撓み変形可能となる。前記切り欠き部２０の基端は、閉塞部１２の当接面１６と略同一面上に位置している。各切り欠き部２０の幅は、先端から基端まで略同じとされ、キャップ部材１１を円筒状部材１０へ組み付ける際に、キャップ部材１１の閉塞部１２と円筒状部材１０の端部との位置関係を前記切り欠き部２０を介して周壁部１３の外側から確認することが可能となっている。

また、図２に示すように、左側ヘッダタンク７内部の上下方向略中央部には、該ヘッダタンク７内部を上側空間Ｔ１と下側空間Ｔ２とに仕切る仕切板２２が配設されている。この仕切板２２は、アルミニウム合金製の円板部材であり、円筒状部材１０に形成されたスリット（図示せず）から内部に挿入されて、外周縁が円筒状部材１０の内周面にろう付けされている。このように左側ヘッダタンク７を上側空間Ｔ１と下側空間Ｔ２とに仕切ることにより、コア４のチューブ２のうち、上側空間Ｔ１に連通するチューブ２により第１パスＰ１が構成され、下側空間Ｔ２に連通するチューブ２により第２パスＰ２が構成される。

前記左側ヘッダタンク７の上端側には上側空間Ｔ１に冷媒を流入させる流入用クーラパイプ２５が接続され、また、この左側ヘッダタンク７の下端側には下側空間Ｔ２から冷媒を流出させる流出用クーラパイプ２６が接続されている。

この冷媒凝縮器１内での冷媒の流れを説明すると、まず、図外の冷媒圧縮機から吐出された冷媒は、流入用クーラパイプ２５を通って左側ヘッダタンク７の上側空間Ｔ１に流入する。その後、上側空間Ｔ１に流入した冷媒は、第１パスＰ１を構成する各チューブ２に流入して該チューブ２を車両右側へ流れて右側ヘッダタンク８に流入する。この右側ヘッダタンク８に流入した冷媒は、下方へ流れて第２パスＰ２を構成する各チューブ２に流入した後、該チューブ２を車両左側へ流れて左側ヘッダタンク７の下側空間Ｔ２に流入する。この下側空間Ｔ２に流入した冷媒は、流出用クーラパイプ２６を通って外部に流出する。

前記の如き構成の冷媒凝縮器１を製造する際には、チューブ２、フィン３及びフィン保持プレート９を並べてコア４を構成し、また、円筒状部材１０にキャップ部材１１を組み付けてヘッダタンク７，８を構成する。この円筒状部材１０にキャップ部材１１を組み付ける際には、キャップ部材１１の周壁部１３の先端側が円筒状部材１０の外径よりも大径であるとともに、膨出部１４の先端側は円筒状部材１０の内径よりも小径であるので、円筒状部材１０の端部を周壁部１３と膨出部１４との間に容易に位置付けることができる。そして、このときキャップ部材１１と円筒状部材１０とが径方向にずれていても、キャップ部材１１を組み付け方向へ移動させるだけで、周壁部１３の内周面や膨出部１４の周面と円筒状部材１０の端部とが摺接して、キャップ部材１１を所定位置に導くことができて、キャップ部材１１を容易に組み付けることができる。

このキャップ部材１１を組み付ける際、該キャップ部材１１と円筒状部材１０との嵌め合いがきつくなる方向に製造誤差が生じている場合には、周壁部１３が円筒状部材１０の外周に圧接する。このとき、周壁部１３が切り欠き部２０により４つに分割されているため、該周壁部１３が外側へ容易に撓む。その結果、キャップ部材１１を円筒状部材１０に押し付ける力が小さくてすみ、円筒状部材１０やキャップ部材１１の変形を未然に防止できる。加えて、そのようにキャップ部材１１の組み付けに要する力が小さくて済むので、作業者は、閉塞部１２の当接面１６が円筒状部材１０に当接した状態となってキャップ部材１１がそれ以上組み付け方向に移動しなくなったのを容易に判断することができる。これにより、キャップ部材１１を円筒状部材１０に確実に組み付けることができる。つまり、この実施形態によれば、キャップ部材１１や円筒状部材１０に製造誤差が生じても両者１０，１１の間の気密性を確保することができて、冷媒凝縮器１に不良品が発生するのを防止できる。

また、キャップ部材１１の周壁部１３の肉厚が閉塞部１２の肉厚よりも薄く設定されているので、閉塞部１２を比較的厚肉にして耐圧性を確保しながら、周壁部１３を薄肉にして小さい力で撓むようにすることができ、キャップ部材１１をより容易にかつ確実に組み付けることができる。

また、キャップ部材１１を組み付ける際には、作業者は、閉塞部１２の当接面１６が円筒状部材１０の端部に当接しているか否かを切り欠き部２０を介して確認することができる。これにより、治具等を用いることなくキャップ部材１１が正規の状態に組み付けられているか否かを確認でき、よって、キャップ部材１１を確実に組み付けることができる。

また、この実施形態では、キャップ部材１１を正規の状態に組み付けると円筒状部材１０の端部の略全周が閉塞部１２の当接面１６に当接するようになっているので、キャップ部材１１が円筒状部材１０に対して傾いた状態で組み付けられた場合には、円筒状部材１０の端部における周方向の１箇所が閉塞部１２の当接面１６に当接する一方、円筒状部材１０の端部における他の箇所が閉塞部１２の当接面１６から離れることとなる。この円筒状部材１０の端部が閉塞部１２の当接面１６から離れた部分には隙間が生じており、この場合に、周壁部１３には略９０゜おきに切り欠き部２０が設けられているので、作業者は、これら切り欠き部２０のうち、いずれかの切り欠き部２０を介して前記隙間を見ることができる。従って、キャップ部材１１が傾いて取り付けられた場合には、作業者は、前記４つの切り欠き部２０から見える隙間が無くなるようにキャップ部材１１を押さえるだけで、治具等を用いることなく、キャップ部材１１を正規の状態に組み付けることができる。

前記のようにして構成されたヘッダタンク７，８のチューブ挿入孔１０ａにコア４のチューブ２の端部を挿入してコア４を治具に固定する。その後、これらコア４及びヘッダタンク７，８をろう付け用の炉内に搬送することにより、各部が同時にろう付けされるので、製造工数を削減できる。搬送時にはヘッダタンク７，８が振動するが、キャップ部材１１は周壁部１３及び膨出部１４により円筒状部材１０の端部を内外から挟むようにして取り付けられており、また、周壁部１３の高さを２．５ｍｍ以上確保して該周壁部１３が円筒状部材１０にしっかりと嵌合するようになっており、これらのことにより、キャップ部材１１が円筒状部材１０から外れるのを防止することができる。

また、前記のように各部材を組み付けた後に各部のろう付けを同時に行うので、ヘッダタンク７，８のキャップ部材１１は、円筒状部材１０を構成する板材の縁部同士をろう付けする前に組み付けることになる。このろう付け前の円筒状部材１０は剛性が低く変形しやすいが、前記の如くキャップ部材１１の組み付けに要する力が小さくて済むので、円筒状部材１０の変形を未然に防止できる。

さらに、キャップ部材１１の円筒状部材１０側の面にろう材が設けられているので、キャップ部材１１の周壁部１３及び膨出部１４と、それらに挟まれた円筒状部材１０の端部とを確実にろう付けすることができて、キャップ部材１１を強固に固定できる。

尚、この実施形態では、ヘッダタンク７，８の円筒状部材１０を板材からなるものとしたが、この円筒状部材１０は、例えばアルミニウム合金を切削加工して形成するようにしてもよい。

また、この実施形態では、ヘッダタンク７，８の円筒状部材１０を構成する板材の縁部同士をろう付けするようにしたが、図５に示す変形例１のように、縁部同士を溶接するようにしてもよい。この変形例では、板材の溶接部分１０ｂが円筒状部材１０の外側に盛り上がるようになり、これに対応してキャップ部材１１の切り欠き部２０を形成するようにしている。具体的には、切り欠き部２０は、該切り欠き部２０の内側に円筒状部材１０の溶接部分１０ｂが位置するように形成されていて、キャップ部材１１を組み付ける際に、周壁部１３が溶接部分１０ｂに摺接しないようになっている。これにより、キャップ部材１１をスムーズに組み付けることができる。

また、この実施形態では、キャップ部材１１の切り欠き部２０を４つ設けるようにしているが、切り欠き部２０の数は、３つ以下でもよいし、また５つ以上でもよい。図６に示す変形例２では、切り欠き部２０を２つ設けており、この変形例では、２つの切り欠き部２０を周壁部１３の周方向に１８０゜離して設けている。キャップ部材１１は、切り欠き部２０が円筒状部材１０を構成する板材の縁部１０ｃからずれるように組み付けられている。これにより、ろう付けの際に板材の縁部１０ｃが互いに離れて開くようになるのを防ぐことができ、ろう付けがより確実になる。また、この実施形態では、ヘッダタンク７，８の円筒状壁部１０が１枚の板材を曲げ加工して縁部同士を接合することにより構成されている場合について説明したが、図７に示す変形例３のように、円筒状部材１０を例えば２枚の板材を組み合わせて構成するようにしてもよい。すなわち、円筒状部材１０は、該円筒状部材１０のコア４側を構成する第１部材３０と、その径方向反対側を構成する第２部材３１との組み合わせてなるものとされ、これら第１部材３０及び第２部材３１は、対向する側が開放した半円断面の樋状に形成されている。

第１部材３０の開放側の両端部は、円筒状部材１０の径方向外側へ突出するように折り曲げられた後、第２部材３１側へ略直角に折り曲げられており、この両端部により突出部３０ａがそれぞれ構成されている。この第１部材３０の両突出部３０ａ間に前記第２部材３１の開放側の端部が嵌合し、両者３０，３１の接合面がろう付けされるようになっている。一方、キャップ部材１１の切り欠き部２０は、周壁部１３の周方向に離れて設けられており、各切り欠き部２０は、その内側に第１部材３０の突出部３０ａが位置するように形成されている。

この変形例では、第１部材３０の両突出部３０ａ間に第２部材３１の端部を嵌合させることにより、ろう付けの際に第１部材３０と第２部材３１とが互いに位置ずれするのを防止でき、両部材３０，３１を確実にろう付けできる。さらに、第１部材３０の突出部３０ａをキャップ部材１１の切り欠き部２０の内側に位置付けるようにしているので、この第１部材３０の突出部３０ａを覆うようにキャップ部材１１の周壁部１３を膨出させなくてもよくなる。これにより、キャップ部材１１の外形寸法を短くできて、冷媒凝縮器１を搭載するためのスペースを縮小できる。

また、本発明は、例えば冷凍サイクルの一要素を構成する冷媒蒸発器やエンジンのラジエタ等に適用することもできる。

以上説明したように、本発明に係る熱交換器は、例えば空調装置の冷凍サイクルの一要素を構成する冷媒凝縮器として用いることができる。

左側ヘッダタンク及びコアを車両後側から見た分解斜視図である。 本発明の実施形態に係る冷媒凝縮器を車両後側から見た背面図である。 （ａ）はキャップ部材を拡大して示す平面図であり、（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。 左側ヘッダタンクを拡大して示す側面図である。 実施形態の変形例１に係り、左側ヘッダタンクを車両後側から見た斜視図である。 実施形態の変形例２に係る図５相当図である。 実施形態の変形例３に係り、（ａ）は左側ヘッダタンクの円筒状部材の平面図であり、（ｂ）は左側ヘッダタンクの平面図である。

符号の説明

１ 冷媒蒸発器（熱交換器）
２ チューブ
７ 左側ヘッダタンク
８ 右側ヘッダタンク
１０ 円筒状部材
１１ キャップ部材
１２ 閉塞部
１３ 周壁部
１４ 膨出部
１６ 当接面
２０ 切り欠き部
３０ 第１部材
３１ 第２部材

Claims (10)

1. 並設された複数本のチューブの各々の端部にヘッダタンクが連通するように設けられた熱交換器であって、
   前記ヘッダタンクは、チューブの並設方向に延び端部に開口を有する筒状部材を備え、該筒状部材の端部には、該端部開口を塞ぐ閉塞部と該閉塞部の外周縁に設けられ筒状部材の端部外周に圧接する周壁部とからなるキャップ部材が外嵌合され、
   前記周壁部には、キャップ部材を筒状部材に外嵌合する際、周壁部が圧接力で外側へ撓むように該周壁部の先端から基端側へ延びる切り欠き部が形成されていることを特徴とする熱交換器。
2. 請求項１に記載の熱交換器において、
   キャップ部材の周壁部の肉厚は、閉塞部の肉厚よりも薄く設定されていることを特徴とする熱交換器。
3. 請求項１又は２に記載の熱交換器において、
   キャップ部材の閉塞部には、筒状部材の内側に嵌合する膨出部が形成されていることを特徴とする熱交換器。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の熱交換器において、
   キャップ部材は、ろう材が設けられた板材を成形してなり、筒状部材の端部に外嵌合した状態で前記ろう材が筒状部材の端部に接触していることを特徴とする熱交換器。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載の熱交換器において、
   キャップ部材の切り欠き部は閉塞部まで延びていることを特徴とする熱交換器。
6. 請求項１〜５のいずれか１つに記載の熱交換器において、
   キャップ部材は、閉塞部が筒状部材の開口端に当接することにより位置決めされ、
   前記閉塞部における筒状部材の当接面は略平坦に形成され、前記筒状部材の開口端はその全周が前記閉塞部に当接するように形成され、
   キャップ部材の切り欠き部は、周壁部の周方向に離れて２つ以上設けられていることを特徴とする熱交換器。
7. 請求項１〜６のいずれか１つに記載の熱交換器において、
   キャップ部材及び筒状部材はろう付けされ、
   前記筒状部材は、該筒状部材の周方向に曲げ加工された板材の縁部同士をろう付けしてなることを特徴とする熱交換器。
8. 請求項１〜６のいずれか１つに記載の熱交換器において、
   筒状部材は、該筒状部材の周方向に曲げ加工された板材の縁部同士を溶接してなり、
   キャップ部材の切り欠き部は、該切り欠き部の内側に前記筒状部材の溶接部分が位置するように形成されていることを特徴とする熱交換器。
9. 請求項１〜６のいずれか１つに記載の熱交換器において、
   筒状部材は、その径方向に分割され、対向する側が開放した第１部材及び第２部材をろう付けしてなり、
   前記第１部材の開放側の両端部は、その間に前記第２部材の開放側の両端部が嵌合するように前記筒状部材の外側へ向けて突出し、
   キャップ部材の切り欠き部は、該切り欠き部の内側に前記第１部材の開放側の端部が位置するように形成されていることを特徴とする熱交換器。
10. 請求項１〜９のいずれか１つに記載の熱交換器において、
    キャップ部材の周壁部の先端側は、先端へ行くほど外側へ拡がるように形成されていることを特徴とする熱交換器。
    

Images