JP2005221152A - Header tank of heat exchanger - Google Patents

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Hiroyuki Toya
宏行 斗谷
Sadamu Murata
定 村田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a header tank having a substantially circular section, reduced tank diameter and high pressure withstanding strength at a low cost. <P>SOLUTION: This header tank 11 of an integrated structure includes a top face part 101a in which a refrigerant passage 104 having a substantially U-shaped section is formed; and a base part 101b in which a tube connecting hole 103 and a bead part 102 are formed, wherein some of refrigerant circulated through the refrigerant passage 104 is split and supplied to each tube connecting hole 103. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

この発明は、例えば車両等に用いられる熱交換器の熱交換器コア内部に冷却媒体を流通させるためのヘッダタンクに関する。   The present invention relates to a header tank for circulating a cooling medium inside a heat exchanger core of a heat exchanger used in, for example, a vehicle.

従来、二酸化炭素を冷却媒体とする熱交換器では、要求される耐圧強度が従来の冷媒を使用したものに比べておよそ3倍(常用圧力は10倍)となるため、ヘッダタンクの耐圧強度を確保するために、タンク部分の断面形状を略円形状の多穴構造とし、内圧を受ける断面積を小さくすることで高耐圧仕様に対応するようにしたものが知られている(例えば、特許文献1)。
特開平10−351783号公報
Conventional heat exchangers using carbon dioxide as a cooling medium have a required pressure strength of about three times that of conventional refrigerants (normal pressure is 10 times). In order to ensure that the cross-sectional shape of the tank portion is a substantially circular multi-hole structure, and the cross-sectional area that receives the internal pressure is reduced to meet the high pressure resistance specification (for example, patent document) 1).
JP-A-10-351784

従来例のヘッダタンクは押出し材であるため、一般的な板材に比べて材料コストが高くなる。また、多穴構造であるために、内部空間を隔てる支柱が存在しており、この支柱はチューブを挿入する際に障害となることから、支柱にチューブ挿入用の溝を形成が必要がある。しかしながら、チューブの本数は(仕様により異なるが)概ね数十本程度と多いため、溝を形成するための加工工数が膨大なものとなる。このように、従来例のヘッダタンクでは、加工工数や原材料等の影響によりコスト増になるという課題があった。   Since the header tank of the conventional example is an extruded material, the material cost is higher than that of a general plate material. In addition, since it has a multi-hole structure, there is a support that separates the internal space, and this support becomes an obstacle when a tube is inserted, so it is necessary to form a tube insertion groove in the support. However, since the number of tubes is as large as about several tens (depending on the specification), the number of processing steps for forming the grooves is enormous. As described above, the header tank of the conventional example has a problem that the cost increases due to the effects of processing man-hours, raw materials, and the like.

この発明の目的は、断面略円形でタンク径を小さくした耐圧強度の高いヘッダタンクを低コストで提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a header tank with a high pressure resistance and a substantially circular cross section and a reduced tank diameter at a low cost.

上記目的を達成するため、請求項1の発明は、単一の板材から成形され、対向する上面部と底面部とを備えたヘッダタンクであって、前記上面部はヘッダタンクの長手方向に沿って断面略U字形の冷媒流路が形成され、前記底面部は冷媒チューブを接続するためのチューブ接続穴、および前記冷媒流路と前記チューブ接続穴とを連通するビード部が形成され、前記冷媒流路を流通する冷媒の一部が前記ビード部で分流して前記チューブ接続穴に供給されることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is a header tank which is formed from a single plate material and has an upper surface portion and a bottom surface portion facing each other, and the upper surface portion extends along the longitudinal direction of the header tank. A refrigerant flow path having a substantially U-shaped cross section is formed, a tube connection hole for connecting a refrigerant tube to the bottom surface part, and a bead part that connects the refrigerant flow path and the tube connection hole are formed, and the refrigerant A part of the refrigerant flowing through the flow path is divided by the bead portion and supplied to the tube connection hole.

請求項2の発明は、単一の板材から成形され、対向する上面部と底面部とを備えたヘッダタンクであって、前記上面部はヘッダタンクの長手方向に沿って断面略U字形の冷媒流路、および前記冷媒流路と連通するビード部が形成され、前記底面部は、冷媒チューブを接続するためのチューブ接続穴が形成され、前記冷媒流路を流通する冷媒の一部が前記ビード部で分流して前記チューブ接続穴に供給されることを特徴とする。   The invention of claim 2 is a header tank formed from a single plate material and having an upper surface portion and a bottom surface portion facing each other, wherein the upper surface portion is a refrigerant having a substantially U-shaped cross section along the longitudinal direction of the header tank. A flow path and a bead part communicating with the refrigerant flow path are formed, a tube connection hole for connecting a refrigerant tube is formed on the bottom surface part, and a part of the refrigerant flowing through the refrigerant flow path is the bead. It is divided into parts and supplied to the tube connection hole.

請求項3の発明は、請求項1または2において、前記ビード部がタンク内側から外側に膨出した形状を有することを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the bead portion has a shape bulging outward from the inside of the tank.

請求項4の発明は、請求項1乃至3のいずれか一項において、中央部分に前記底面部の形状を形成し、両側部分に前記上面部を分割した形状をそれぞれ形成した板材を折り曲げて、前記両側部分を前記上面部となる部分の中央で接合した構造を有することを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the shape of the bottom surface portion is formed at the center portion, and the plate material formed with the shape obtained by dividing the top surface portion at both side portions is bent, respectively. It has a structure in which the both side portions are joined at the center of the portion to be the upper surface portion.

請求項5の発明は、請求項1乃至4のいずれか一項において、前記板材がクラッド材であることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the plate material is a clad material.

請求項1の発明によれば、断面略円形でタンク径を小さくした場合でも冷媒の流通を妨げることがないため、ヘッダタンクの耐圧強度を高めることができる。また、ヘッダタンクを板材によるプレス加工成形品とすることができるため、ヘッダタンクを押出し材で製作する場合に比べて安い材料で製造することができる。そして、ヘッダタンクを小型化することができるため、材料の使用量を少なくすることができる。このように、安い材料で製造することができ、且つその使用量を少なくすることができるため、材料費を削減することができる。しかも、タンク内部の内部空間を隔てる支柱を形成するための機械加工が不要となるため、加工コストを削減することができる。したがって、断面略円形でタンク径を小さくした耐圧強度の高い熱交換器のヘッダタンクを低コストで製作することが可能となる。   According to the first aspect of the present invention, even if the tank diameter is reduced with a substantially circular cross section, the refrigerant flow is not hindered, so that the pressure resistance of the header tank can be increased. Moreover, since the header tank can be a press-molded product made of a plate material, the header tank can be manufactured with a cheaper material than when the header tank is manufactured with an extruded material. And since a header tank can be reduced in size, the usage-amount of material can be decreased. Thus, since it can manufacture with a cheap material and can reduce the usage-amount, material cost can be reduced. In addition, the machining cost for forming the pillars separating the internal space inside the tank is not required, so that the machining cost can be reduced. Therefore, it is possible to manufacture a header tank of a heat exchanger having a substantially circular cross section and a small tank diameter and a high pressure resistance, at low cost.

とくに、請求項1の発明では、チューブ接続穴と冷媒流路とを連通する位置にビード部が形成されるため、チューブ接続穴とビード部をそれぞれ異なる部材に形成して重ね合わせる構成に比べて、位置合わせの手間を省略することができる。   In particular, in the invention of claim 1, since the bead portion is formed at a position where the tube connection hole and the refrigerant flow path communicate with each other, compared to a configuration in which the tube connection hole and the bead portion are formed on different members and overlapped. Therefore, the labor of alignment can be omitted.

請求項2の発明によれば、請求項1と同じく断面略円形でタンク径を小さくした耐圧強度の高い熱交換器のヘッダタンクを低コストで製作することが可能となる。   According to the second aspect of the present invention, it is possible to manufacture a header tank of a heat exchanger having a high pressure resistance and having a substantially circular cross section and a reduced tank diameter as in the first aspect, at a low cost.

請求項3の発明によれば、ビード部がタンク内側から外側に膨出した形状であるため、ヘッダタンクの厚み方向での強度を高めることができる。   According to the invention of claim 3, since the bead portion has a shape bulging from the inside of the tank to the outside, the strength in the thickness direction of the header tank can be increased.

請求項4の発明によれば、上面部と底面部を形成した板材を折り曲げて、両側部分を上面部となる部分の中央で接合した構造としたため、加工形状が左右対称となり、プレス加工時の材料の歪みを少なくすることができる。   According to the invention of claim 4, since the plate material on which the upper surface portion and the bottom surface portion are formed is bent and both side portions are joined at the center of the upper surface portion, the processing shape is left-right symmetrical, The distortion of the material can be reduced.

請求項5の発明によれば、ヘッダタンクの材料として、表層にロウ材層を有するクラッド材を使用することにより、ロウ付け時に外部からロウ材を供給する必要がなく、ロウ付けの作業工数を少なくして、製造コストを削減することができる。   According to the invention of claim 5, by using a clad material having a brazing material layer as a surface layer as a material for the header tank, it is not necessary to supply a brazing material from the outside at the time of brazing, and the brazing work man-hour is reduced. The manufacturing cost can be reduced by reducing the manufacturing cost.

以下、本発明に係わる熱交換器のヘッダタンクを実施するための最良の形態を図面を参照しながら説明する。なお、説明に用いる各図においては、構造を分かり易くするために、適宜にハッチングや輪郭線、境界線等を省略する。   The best mode for carrying out the header tank of the heat exchanger according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In each drawing used for explanation, hatching, contour lines, boundary lines, and the like are omitted as appropriate for easy understanding of the structure.

図10は、実施例1に係わる熱交換器の全体構成を示す斜視図である。熱交換器10は大別すると、ヘッダタンク11Aおよび11B(以下、適宜にヘッダタンク11という)と、熱交換器コア12とから構成されている。熱交換器コア12は、冷却媒体(以下、適宜に冷媒という)が流通する複数本の扁平のチューブ13と、隣接するチューブ13との間に配置されたフィン14とで構成されている。   FIG. 10 is a perspective view illustrating the overall configuration of the heat exchanger according to the first embodiment. The heat exchanger 10 is roughly divided into header tanks 11A and 11B (hereinafter referred to as header tank 11 as appropriate) and a heat exchanger core 12. The heat exchanger core 12 includes a plurality of flat tubes 13 through which a cooling medium (hereinafter referred to as a refrigerant as appropriate) circulates, and fins 14 disposed between the adjacent tubes 13.

ヘッダタンク11A、11Bは、長手方向に沿って互いに等しい間隔となるように並列に配置されている。そして、熱交換器コア12の一端にはヘッダタンク11Aが配置され、各チューブ13の一端と連通している。他端にはヘッダタンク11Bが配置され、各チューブ13の他端と連通している。また、ヘッダタンク11A、11Bの端部には、冷却媒体を供給するための図示しない供給部材や遮蔽部材が接合されている。   The header tanks 11A and 11B are arranged in parallel so as to be equally spaced from each other along the longitudinal direction. A header tank 11 </ b> A is disposed at one end of the heat exchanger core 12 and communicates with one end of each tube 13. A header tank 11B is disposed at the other end and communicates with the other end of each tube 13. Further, a supply member and a shielding member (not shown) for supplying a cooling medium are joined to the end portions of the header tanks 11A and 11B.

図9の構成において、ヘッダタンク11Aに供給された冷却媒体は、ヘッダタンク11Aからチューブ13(およびチューブ穴13a)に分配されてヘッダタンク11Bに流入し、このヘッダタンク11Bから外部に取り出される。この間、熱交換器コア12の各チューブ13およびフィン14の間を、空気などの図示しない熱交換媒体が流通することにより、熱交換器コア12の各チューブ13を流通する冷却媒体との間で熱交換が行われる。なお、冷却媒体の流通経路には種々の組み合わせがあり、上記流通経路は最も簡単な経路の例を述べたものである。各実施例においては、ヘッダタンク11Aに供給された冷却媒体が熱交換器コア12の各チューブ13を流通してヘッダタンク11Bに流入する列について説明する。   In the configuration of FIG. 9, the cooling medium supplied to the header tank 11A is distributed from the header tank 11A to the tubes 13 (and the tube holes 13a), flows into the header tank 11B, and is taken out from the header tank 11B. During this time, a heat exchange medium (not shown) such as air circulates between the tubes 13 and the fins 14 of the heat exchanger core 12, so that the cooling medium circulates through the tubes 13 of the heat exchanger core 12. Heat exchange takes place. There are various combinations of cooling medium distribution paths, and the above-described distribution paths are examples of the simplest paths. In each embodiment, a column in which the cooling medium supplied to the header tank 11A flows through the tubes 13 of the heat exchanger core 12 and flows into the header tank 11B will be described.

次に、ヘッダタンク11の構造について説明する。図1は、実施例1に係わるヘッダタンク11Aの部分斜視図である(一部破断面で示す)。ここでは、ヘッダタンク11Aを例として説明するが、ヘッダタンク11Bについても基本的な構成は同じである。また、エンドパッチやデバイド等については図示を省略する。   Next, the structure of the header tank 11 will be described. FIG. 1 is a partial perspective view of a header tank 11A according to the first embodiment (partially shown in a broken section). Here, the header tank 11A will be described as an example, but the basic configuration of the header tank 11B is the same. Further, illustration of end patches, divides, etc. is omitted.

図1に示すように、ヘッダタンク11Aの主要部となるヘッダタンク本体101は、単一の板材からなる一体構造のタンクであり、後述する冷媒流路104やビード部102などが形成されている。   As shown in FIG. 1, a header tank body 101, which is a main part of the header tank 11A, is an integrally structured tank made of a single plate material, and has a refrigerant flow path 104, a bead portion 102, and the like to be described later. .

ヘッダタンク本体101の上面部101aは、中央部分が断面略U字形に形成され、この内部に冷媒流路104が形成されている。上面部101aの断面略U字形に形成された部分は、中央の接合部105で接合されている。一方、熱交換器コア12側となる底面部101bには、冷却媒体の流路となる断面略凹形状のビード部102が等間隔で複数形成されるとともに、各ビード部102の底面102aには、チューブ13を接続するためのチューブ接続穴103が形成されている。上面部101aの冷媒流路104と底面部101bのチューブ接続穴103との間はビード部102により連通した空間となっている。底面部101bに形成されたビード部102の形状を図2に示す。図2は、図1の矢視Dを示す斜視図である。図2に示すように、ビード部102はタンク内側から外側に膨出した箱枠形の形状となっている。   A central portion of the upper surface portion 101a of the header tank body 101 is formed in a substantially U-shaped cross section, and a refrigerant flow path 104 is formed therein. A portion of the upper surface portion 101 a formed in a substantially U-shaped cross section is joined by a joint portion 105 at the center. On the other hand, a plurality of bead portions 102 having a substantially concave cross-section serving as a cooling medium flow path are formed at equal intervals on the bottom surface portion 101b on the heat exchanger core 12 side, and the bottom surface 102a of each bead portion 102 is formed on the bottom surface 102a. A tube connection hole 103 for connecting the tube 13 is formed. A space communicated by the bead portion 102 is formed between the refrigerant flow path 104 of the upper surface portion 101a and the tube connection hole 103 of the bottom surface portion 101b. The shape of the bead part 102 formed in the bottom face part 101b is shown in FIG. FIG. 2 is a perspective view showing an arrow D in FIG. As shown in FIG. 2, the bead portion 102 has a box frame shape that bulges from the inside of the tank to the outside.

図3は、ヘッダタンク11Aの部分断面図であり、(a)は図1のA−A′線断面図、(b)は図1のB−B′線断面図をそれぞれ示している。   3A and 3B are partial cross-sectional views of the header tank 11A. FIG. 3A is a cross-sectional view taken along the line AA 'in FIG. 1, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line BB' in FIG.

本実施例のヘッダタンク11Aにおいて、チューブ13が接続される部分と、それ以外の部分とでは内部構造が異なる。すなわち、チューブ13が接続されていない部分では、図3(a)に示すようにヘッダタンク11Aの長手方向に貫通する冷媒流路104のみが形成されている。一方、チューブ13が接続されている部分では、図3(b)に示すように、冷媒流路104およびビード部102が形成されており、冷媒流路104とチューブ接続穴103との間はビード部102により連通している。   In the header tank 11A of this embodiment, the internal structure is different between the portion to which the tube 13 is connected and the other portion. That is, only the refrigerant flow path 104 penetrating in the longitudinal direction of the header tank 11A is formed in the portion where the tube 13 is not connected, as shown in FIG. On the other hand, as shown in FIG. 3B, the refrigerant flow path 104 and the bead portion 102 are formed in the portion where the tube 13 is connected, and the bead is formed between the refrigerant flow path 104 and the tube connection hole 103. The portion 102 communicates.

上記構成において、ヘッダタンク11Aの一方の端部から供給される冷却媒体は、タンクの長手方向に沿って形成された冷媒流路104内を流通する。そして、チューブ13が接続されている部分では、冷媒の一部が冷媒流路104からビード部102へ分流してチューブ接続穴103へ流れ込み、このチューブ接続穴103に接続されたチューブ13のチューブ穴13aに流入する。このチューブ穴13aに流入した冷却媒体はヘッダタンク11B(図9)内で合流して、外部に取り出されることになる。   In the above configuration, the cooling medium supplied from one end of the header tank 11A flows through the refrigerant flow path 104 formed along the longitudinal direction of the tank. And in the part to which the tube 13 is connected, a part of refrigerant | coolant flows from the refrigerant flow path 104 to the bead part 102, flows into the tube connection hole 103, and the tube hole of the tube 13 connected to this tube connection hole 103 It flows into 13a. The cooling medium flowing into the tube hole 13a joins in the header tank 11B (FIG. 9) and is taken out to the outside.

本実施例によれば、ヘッダタンクの耐圧強度を確保するために冷媒流路の断面形状を略円形状とし、かつヘッダタンク径(断面略U字形部分の幅)をチューブ13の幅より大幅に小さくした場合でも、チューブ13に形成された各チューブ穴13a、とくに幅方向の端部に位置するチューブ穴13aに冷却媒体を確実に流入させることができる。すなわち、断面略円形でタンク径を小さくした場合でも冷媒の流通を妨げることがないため、ヘッダタンクの耐圧強度を高めることが可能となり、同時にヘッダタンクの小型化・軽量化を達成することができる。   According to this embodiment, in order to ensure the pressure resistance of the header tank, the cross-sectional shape of the refrigerant flow path is made substantially circular, and the header tank diameter (the width of the substantially U-shaped cross section) is significantly larger than the width of the tube 13. Even when the size is reduced, the cooling medium can surely flow into each tube hole 13a formed in the tube 13, particularly the tube hole 13a located at the end in the width direction. That is, even when the tank diameter is reduced with a substantially circular cross section, it is possible to increase the pressure resistance of the header tank, and at the same time, it is possible to reduce the size and weight of the header tank. .

とくに、本実施例の構成によれば、チューブ接続穴103がビード部102の底面102aに形成されるため、それぞれの部分を異なる部材に形成して重ね合わせる構成に比べて、位置合わせの手間を省略することができる。   In particular, according to the configuration of the present embodiment, the tube connection hole 103 is formed on the bottom surface 102a of the bead portion 102. Therefore, compared with the configuration in which the respective portions are formed on different members and overlapped, the labor of alignment is reduced. Can be omitted.

また、底面部101bに形成されたビード部102が、タンク内側から外側に膨出した形状であるため、タンクの厚み方向における強度を高めることができる。   Moreover, since the bead part 102 formed in the bottom face part 101b has a shape bulging from the inside of the tank to the outside, the strength in the thickness direction of the tank can be increased.

次に、ヘッダタンク11の製作方法について説明する。図4(a)〜(d)は、ヘッダタンク21の製作手順を示す説明図である。また、図5は、図4(b)のC−C′線断面図である。   Next, a method for manufacturing the header tank 11 will be described. FIGS. 4A to 4D are explanatory views showing a manufacturing procedure of the header tank 21. FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line CC ′ of FIG.

まず、図4(a)、(b)に示すように、クラッド材(アルミ芯材)の平板からなるヘッダタンク本体101の中央部分を底面部101bとして、同一形状のビード部102をプレス加工により形成し、さらに、それぞれのビード部102にチューブ接続穴103を形成する。ビード部102およびチューブ接続穴103は、図5に示すように、タンクの長手方向に沿って等間隔で形成する。次に、図4(c)に示すように、ヘッダタンク本体101の両側部101−1、101−2を、断面略U字形の冷媒流路104(図3参照)を中央で分割した形状となるように曲げ加工する。次に、図4(d)に示すように、ヘッダタンク本体101の両側部101a−1、101a−2を図の矢印方向に90°に折り曲げる。さらに、図4(e)に示すように、両側部101a−1、101a−2を図の矢印方向に90°に折り曲げて、端部同士を接合する。このとき、両側部101a−1、101a−2は上面部101aとなる部分の中央で接合され、この部分が接合部105となる。   First, as shown in FIGS. 4A and 4B, the central portion of the header tank body 101 made of a clad material (aluminum core) flat plate is used as the bottom surface portion 101b, and the bead portion 102 having the same shape is pressed by pressing. In addition, tube connection holes 103 are formed in each bead portion 102. As shown in FIG. 5, the bead portion 102 and the tube connection hole 103 are formed at equal intervals along the longitudinal direction of the tank. Next, as shown in FIG. 4 (c), both sides 101-1 and 101-2 of the header tank body 101 have a shape obtained by dividing the refrigerant flow path 104 (see FIG. 3) having a substantially U-shaped cross section at the center. Bend to make Next, as shown in FIG. 4D, both side portions 101a-1 and 101a-2 of the header tank main body 101 are bent at 90 ° in the direction of the arrow in the figure. Further, as shown in FIG. 4 (e), both side portions 101a-1 and 101a-2 are bent at 90 ° in the direction of the arrow in the drawing, and the end portions are joined together. At this time, both side portions 101 a-1 and 101 a-2 are joined at the center of the portion that becomes the upper surface portion 101 a, and this portion becomes the joined portion 105.

この後、ヘッダタンク11A、11Bとの間に熱交換器コア12を取り付けるとともに、エンドパッチやデバイド等を装着して、これらを一体のまま炉中で加熱してロウ付け接合することにより熱交換器10が完成する。   After this, the heat exchanger core 12 is attached between the header tanks 11A and 11B, and end patches, divides, and the like are attached, and heat is exchanged by heating them in a furnace while being integrated and brazing them together. The vessel 10 is completed.

本実施例によれば、ヘッダタンクを板材によるプレス加工成形品とすることができるため、従来例のように、ヘッダタンクを押出し材で製作する場合に比べて安い材料で製造することができる。また、ヘッダタンクを小型化することができるため、材料の使用量を少なくすることができる。このように、安い材料で製造することができ、且つその使用量を少なくすることができるため、材料費を削減することができる。しかも、タンク内部の内部空間を隔てる支柱を形成するための機械加工が不要となるため、加工コストを削減することができる。また、折り曲げた板材を上面部101aの中央で接合しているため、加工形状が左右対称となり、プレス加工時の材料の歪みを少なくすることができる。   According to the present embodiment, since the header tank can be a press-molded product made of a plate material, the header tank can be manufactured with a cheaper material as compared with the case of manufacturing the header tank with an extruded material. Moreover, since the header tank can be reduced in size, the amount of material used can be reduced. Thus, since it can manufacture with a cheap material and can reduce the usage-amount, material cost can be reduced. In addition, the machining cost for forming the pillars separating the internal space inside the tank is not required, so that the machining cost can be reduced. Further, since the bent plate materials are joined at the center of the upper surface portion 101a, the processed shape becomes symmetrical, and the distortion of the material during press working can be reduced.

さらに、ヘッダタンクの材料として、表層にロウ材層を有するクラッド材を使用しているため、ロウ付け時に外部からロウ材を供給する必要がなく、ロウ付けの作業工数を少なくして、製造コストを削減することができる。   In addition, since the clad material having a brazing material layer is used as the material for the header tank, there is no need to supply a brazing material from the outside during brazing, reducing the number of brazing work steps and manufacturing costs. Can be reduced.

したがって、本実施例によれば、断面略円形でタンク径を小さくした耐圧強度の高い熱交換器のヘッダタンクを低コストで製作することが可能となる。   Therefore, according to the present embodiment, it is possible to manufacture a header tank of a heat exchanger having a substantially circular cross section and a high tank pressure with high pressure resistance at low cost.

ちなみに、背景技術にある特開平10−351783号公報のヘッダタンクにおいても、タンク内径を小さくすることにより耐圧強度を高めることができると推測される。しかしながら、この従来例でヘッダタンク径を小さくすると、タンク内の冷媒流路がより細分化され、接合部分が増えるうえ、外部から接合状態が確認できない部位をロウ付けしなければならなくなるため、ロウ付け不良の発生が懸念される。この点、本実施例の構造であれば、接合部位を外部から確認することができるため、ロウ付け不良の発生を抑えることができる。とくに、本実施例の構成では、折り曲げた板材を上面部101aの中央で接合しているため、ロウ付け不良の有無を容易に判定することができる。これら作用効果は、以下の実施例2に示すヘッダタンクおいて共通する。   Incidentally, in the header tank of Japanese Patent Laid-Open No. 10-351784, which is the background art, it is presumed that the pressure strength can be increased by reducing the tank inner diameter. However, if the header tank diameter is reduced in this conventional example, the refrigerant flow path in the tank is further subdivided, the number of joints increases, and parts that cannot be confirmed from the outside must be brazed. There is a concern about improper attachment. In this regard, with the structure of the present embodiment, since the joint portion can be confirmed from the outside, the occurrence of brazing defects can be suppressed. In particular, in the configuration of the present embodiment, the bent plate material is joined at the center of the upper surface portion 101a, so it is possible to easily determine whether there is a brazing defect. These effects are common in the header tank shown in the second embodiment below.

次に、実施例2に係わるヘッダタンクの構造について説明する。なお、熱交換器の基本的な構造は実施例1と同じであるため説明を省略する。また、本実施例では、熱交換器コアの上部に配置されるヘッダタンク21Aについて説明し、これと対をなすヘッダタンク21B(図9の11Bに相当)については図示を省略する。本実施例においても、ヘッダタンク21A、21Bを適宜にヘッダタンク21という。さらに、実施例1と共通または同等の部分については同一符号を付している。   Next, the structure of the header tank according to the second embodiment will be described. In addition, since the basic structure of a heat exchanger is the same as Example 1, description is abbreviate | omitted. Further, in the present embodiment, the header tank 21A disposed at the upper part of the heat exchanger core will be described, and the illustration of the header tank 21B (corresponding to 11B in FIG. 9) paired therewith is omitted. Also in this embodiment, the header tanks 21A and 21B are appropriately referred to as the header tank 21. Further, the same or equivalent parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.

図6は、実施例2に係わるヘッダタンク21Aの部分斜視図である(一部破断面で示す)。   FIG. 6 is a partial perspective view of the header tank 21A according to the second embodiment (partially shown in a broken section).

図6に示すように、ヘッダタンク21Aの主要部となるヘッダタンク本体201は、単一の板材からなる一体構造のタンクであり、実施例1と同じく冷媒流路204やビード部202などが形成されている。   As shown in FIG. 6, the header tank main body 201 which is a main part of the header tank 21A is an integral structure tank made of a single plate material, and the refrigerant flow path 204, the bead portion 202 and the like are formed as in the first embodiment. Has been.

ヘッダタンク本体201の上面部201aは、中央部分が断面略U字形に形成され、この内部に冷媒流路204が形成されている。また、両側部には冷却媒体の流路となる複数のビード部202が、チューブ13の配置間隔と等しい間隔で形成されている。さらに、上面部201aの断面略U字形に形成された部分は、中央の接合部205で接合されている。一方、熱交換器コア12側となる底面部201bには、チューブ13を接続するための複数のチューブ接続穴203が等間隔で形成されている。上面部201aの冷媒流路204と底面部201bのチューブ接続穴203との間は、上面部201aに形成されたビード部202により連通した空間となっている。   A central portion of the upper surface portion 201a of the header tank main body 201 has a substantially U-shaped cross section, and a refrigerant flow path 204 is formed therein. In addition, a plurality of bead portions 202 serving as cooling medium flow paths are formed on both sides at intervals equal to the arrangement interval of the tubes 13. Furthermore, the part formed in the substantially U-shaped cross section of the upper surface part 201a is joined by the joint part 205 at the center. On the other hand, a plurality of tube connection holes 203 for connecting the tubes 13 are formed at equal intervals on the bottom surface portion 201b on the heat exchanger core 12 side. The space between the refrigerant flow path 204 on the upper surface portion 201a and the tube connection hole 203 on the bottom surface portion 201b is communicated by a bead portion 202 formed on the upper surface portion 201a.

図7は、ヘッダタンク21Aの部分断面図であり、(a)は図6のA−A′線断面図、(b)は図6のB−B′線断面図をそれぞれ示している。   7A and 7B are partial cross-sectional views of the header tank 21A. FIG. 7A is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 6, and FIG. 7B is a cross-sectional view taken along the line BB ′ in FIG.

本実施例のヘッダタンク21Aにおいて、チューブ13が接続される部分と、それ以外の部分とでは内部構造が異なる。すなわち、チューブ13が接続されていない部分では、図7(a)に示すようにヘッダタンク21Aの長手方向に貫通する冷媒流路204のみが形成されている。一方、チューブ13が接続されている部分では、図7(b)に示すように、冷媒流路204およびビード部202が形成されており、冷媒流路204とチューブ接続穴203との間はビード部202により連通している。   In the header tank 21A of the present embodiment, the internal structure is different between the portion to which the tube 13 is connected and the other portion. That is, only the refrigerant flow path 204 penetrating in the longitudinal direction of the header tank 21A is formed in the portion where the tube 13 is not connected as shown in FIG. On the other hand, as shown in FIG. 7B, a refrigerant flow path 204 and a bead portion 202 are formed at a portion where the tube 13 is connected, and a bead is formed between the refrigerant flow path 204 and the tube connection hole 203. The portion 202 communicates.

上記構成において、ヘッダタンク21Aの一方の端部から供給される冷却媒体は、タンクの長手方向に沿って形成された冷媒流路204内を流通する。そして、チューブ13が接続されている部分では、冷媒の一部が冷媒流路204からビード部202へ分流してチューブ接続穴203へ流れ込み、このチューブ接続穴203に接続されたチューブ13のチューブ穴13aに流入する。このチューブ穴13aに流入した冷却媒体は図示しないヘッダタンク21B内で合流して、外部に取り出されることになる。   In the above configuration, the cooling medium supplied from one end of the header tank 21A flows through the refrigerant flow path 204 formed along the longitudinal direction of the tank. And in the part to which the tube 13 is connected, a part of refrigerant | coolant flows from the refrigerant | coolant flow path 204 to the bead part 202, flows into the tube connection hole 203, and the tube hole of the tube 13 connected to this tube connection hole 203 It flows into 13a. The cooling medium that has flowed into the tube hole 13a joins in a header tank 21B (not shown) and is taken out to the outside.

本実施例によれば、実施例1と同様に断面略円形でタンク径を小さくした場合でも、チューブ13に形成された各チューブ穴13a、とくに幅方向の端部に位置するチューブ穴13aに冷却媒体を確実に流入させることができる。すなわち、断面略円形でタンク径を小さくした場合でも冷媒の流通を妨げることがないため、ヘッダタンクの耐圧強度を高めることが可能となり、同時にヘッダタンクの小型化・軽量化を達成することができる。   According to the present embodiment, even when the tank diameter is reduced with a substantially circular cross section as in the first embodiment, cooling is performed on each tube hole 13a formed in the tube 13, particularly the tube hole 13a located at the end in the width direction. The medium can surely flow in. That is, even when the tank diameter is reduced with a substantially circular cross section, it is possible to increase the pressure resistance of the header tank, and at the same time, it is possible to reduce the size and weight of the header tank. .

また、上面部201aの両側部に形成されたビード部202が、タンク内側から外側に膨出した形状であるため、タンクの厚み方向における強度を高めることができる。   In addition, since the bead portions 202 formed on both sides of the upper surface portion 201a have a shape that bulges from the inside of the tank to the outside, the strength in the thickness direction of the tank can be increased.

次に、ヘッダタンク21の製作方法について説明する。図8(a)〜(d)は、ヘッダタンク21の製作手順を示す説明図である。   Next, a method for manufacturing the header tank 21 will be described. FIGS. 8A to 8D are explanatory views showing a manufacturing procedure of the header tank 21. FIG.

まず、図8(a)、(b)に示すように、クラッド材(アルミ芯材)の平板からなるヘッダタンク本体201の中央部分を底面部201bとして、タンクの長手方向に沿って等間隔でチューブ接続穴203を形成する。次に、図8(c)に示すように、ヘッダタンク本体201の両側部201a−1、201a−2に、タンクの長手方向に沿って、チューブ接続穴203の配置間隔と等しい間隔でビード部102をプレス加工により形成する。また、同じく両側部201a−1、201a−2に、タンクの長手方向に沿って、断面略U字形の冷媒流路204(図6参照)を中央で分割した形状となるように曲げ加工する。次に、図8(d)に示すように、ヘッダタンク本体201の両側部201a−1、201a−2を図の矢印方向に90°に折り曲げる。さらに、図8(e)に示すように、両側部201a−1、201a−2を図の矢印方向に90°に折り曲げて、端部同士を接合する。このとき、両側部201a−1、201a−2は上面部201aとなる部分の中央で接合され、この部分が接合部205となる。   First, as shown in FIGS. 8A and 8B, the central portion of the header tank body 201 formed of a flat plate of a clad material (aluminum core material) is used as a bottom surface portion 201b at equal intervals along the longitudinal direction of the tank. Tube connection hole 203 is formed. Next, as shown in FIG. 8 (c), bead portions are disposed at both sides 201a-1 and 201a-2 of the header tank main body 201 at intervals equal to the arrangement interval of the tube connection holes 203 along the longitudinal direction of the tank. 102 is formed by press working. Similarly, the both sides 201a-1 and 201a-2 are bent along the longitudinal direction of the tank so that the refrigerant channel 204 (see FIG. 6) having a substantially U-shaped cross section is divided at the center. Next, as shown in FIG. 8 (d), both side portions 201a-1 and 201a-2 of the header tank body 201 are bent at 90 ° in the direction of the arrow in the figure. Further, as shown in FIG. 8 (e), both side portions 201a-1 and 201a-2 are bent at 90 ° in the direction of the arrow in the drawing, and the end portions are joined to each other. At this time, both side portions 201 a-1 and 201 a-2 are joined at the center of the portion that becomes the upper surface portion 201 a, and this portion becomes the joined portion 205.

この後、ヘッダタンク21A、21Bとの間に熱交換器コア12を取り付けるとともに、エンドパッチやデバイド等を装着して、これらを一体のまま炉中で加熱してロウ付け接合することにより熱交換器20が完成する。   After that, the heat exchanger core 12 is attached between the header tanks 21A and 21B, and end patches, divides, and the like are attached, and heat is exchanged by heating them in a furnace while being integrated and brazing and joining them. The vessel 20 is completed.

本実施例においても、ヘッダタンクを板材によるプレス加工成形品とすることができるため、従来例のように、ヘッダタンクを押出し材で製作する場合に比べて安い材料で製造することができる。また、ヘッダタンクを小型化することができるため、材料の使用量を少なくすることができる。このように、安い材料で製造することができ、且つその使用量を少なくすることができるため、材料費を削減することができる。しかも、タンク内部の内部空間を隔てる支柱を形成するための機械加工が不要となるため、加工コストを削減することができる。また、折り曲げた板材を上面部101aの中央で接合しているため、加工形状が左右対称となり、プレス加工時の材料の歪みを少なくすることができる。   Also in this embodiment, since the header tank can be a press-molded product made of a plate material, the header tank can be manufactured with a cheaper material compared to the case of manufacturing the header tank with an extruded material. Moreover, since the header tank can be reduced in size, the amount of material used can be reduced. Thus, since it can manufacture with a cheap material and can reduce the usage-amount, material cost can be reduced. In addition, the machining cost for forming the pillars separating the internal space inside the tank is not required, so that the machining cost can be reduced. Further, since the bent plate materials are joined at the center of the upper surface portion 101a, the processed shape becomes symmetrical, and the distortion of the material during press working can be reduced.

さらに、ヘッダタンクの材料として、表層にロウ材層を有するクラッド材を使用しているため、ロウ付け時に外部からロウ材を供給する必要がなく、ロウ付けの作業工数を少なくして、製造コストを削減することができる。   In addition, since the clad material having a brazing material layer is used as the material for the header tank, there is no need to supply a brazing material from the outside during brazing, reducing the number of brazing work steps and manufacturing costs. Can be reduced.

したがって、本実施例においても、断面略円形でタンク径を小さくした耐圧強度の高い熱交換器のヘッダタンクを低コストで製作することが可能となる。   Therefore, also in the present embodiment, it is possible to manufacture a header tank of a heat exchanger having a substantially circular cross section and a high tank pressure with a high pressure resistance at a low cost.

次に、ヘッダタンクに接続されるチューブの位置決め構造を、図9を用いて説明する。図9(a)、(b)は、図7(b)に対応する断面図を示している。   Next, a tube positioning structure connected to the header tank will be described with reference to FIG. FIGS. 9A and 9B are cross-sectional views corresponding to FIG. 7B.

図9(a)は、チューブ側に位置決め加工した形状を示す断面図である。本実施例では、チューブ13のタンク差し込み側であって、その幅方向の両端部に位置決めのための切り欠き部206を形成している。チューブ13の切り欠き部206と、チューブ接続穴203の縁とを当接させることにより、チューブ13を所定の深さまでヘッダタンク内に挿入することができる。   FIG. 9A is a cross-sectional view showing a shape positioned on the tube side. In this embodiment, notches 206 for positioning are formed on both ends of the tube 13 on the tank insertion side of the tube 13 in the width direction. By bringing the notch 206 of the tube 13 into contact with the edge of the tube connection hole 203, the tube 13 can be inserted into the header tank to a predetermined depth.

図9(b)は、ヘッダタンク側に位置決め加工した形状を示す断面図である。本実施例では、上面部201aの両側部201a−1、201a−2であって、チューブ接続穴203と対向する位置に突き当て部207を形成している。この突き当て部207は、上面部201aの両側部201a−1、201a−2に、チューブ13の配置間隔と等しい間隔で形成されている。チューブ13の端部と、ヘッダタンク本体201の突き当て部207とを当接させることにより、チューブ13を所定の深さまでヘッダタンク内に挿入することができる。   FIG. 9B is a cross-sectional view showing the shape positioned on the header tank side. In the present embodiment, the abutting portions 207 are formed at the positions facing the tube connection holes 203 on both side portions 201a-1 and 201a-2 of the upper surface portion 201a. The abutting portions 207 are formed on both side portions 201a-1 and 201a-2 of the upper surface portion 201a at an interval equal to the arrangement interval of the tubes 13. By bringing the end portion of the tube 13 into contact with the abutting portion 207 of the header tank body 201, the tube 13 can be inserted into the header tank to a predetermined depth.

なお、ここでは、ヘッダタンクに接続されるチューブの位置決め構造を実施例2を例として説明したが、上記位置決め構造は、実施例1の構成においても適用できることは言うまでもない。   In addition, although the positioning structure of the tube connected to a header tank was demonstrated here as an example in Example 2, it cannot be overemphasized that the said positioning structure is applicable also in the structure of Example 1. FIG.

上述した実施例1、2に示した各部材の配置、形状、数量、材質、取り付け構造などは図示の形態に限定されるものではなく、ヘッダタンクの仕様に応じて適宜に選択、設計されるものである。   The arrangement, shape, quantity, material, mounting structure, etc. of each member shown in the above-described first and second embodiments are not limited to the illustrated form, and are appropriately selected and designed according to the specifications of the header tank. Is.

実施例1に係わるヘッダタンクの部分斜視図。FIG. 3 is a partial perspective view of a header tank according to the first embodiment. 図1の矢視Dを示す斜視図。The perspective view which shows the arrow D of FIG. 実施例1に係わるヘッダタンクの部分断面図。(a)は図1のA−A′線断面図。(b)は図1のB−B′線断面図。FIG. 3 is a partial cross-sectional view of a header tank according to the first embodiment. (A) is the sectional view on the AA 'line of FIG. (B) is the BB 'sectional view taken on the line of FIG. 実施例1に係わるヘッダタンクの製作手順を示す説明図。(a)および(b)は平板にビード部とチューブ接続穴を形成したときの断面図。(c)はヘッダタンク本体の両側部に冷媒流路を中央で分割した形状を形成したときの断面図。(d)および(e)はヘッダタンク本体を折り曲げて端部同士を接合したときの形状を示す断面図。FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a manufacturing procedure of a header tank according to the first embodiment. (A) And (b) is sectional drawing when a bead part and a tube connection hole are formed in a flat plate. (C) is sectional drawing when the shape which divided | segmented the refrigerant | coolant flow path in the center was formed in the both sides of a header tank main body. (D) And (e) is sectional drawing which shows a shape when a header tank main body is bent and edge parts are joined. 図4(b)のC−C′線断面図。CC 'sectional view taken on the line of FIG.4 (b). 実施例2に係わるヘッダタンクの部分斜視図。FIG. 10 is a partial perspective view of a header tank according to the second embodiment. 実施例2に係わるヘッダタンクの部分断面図。(a)は図6のA−A′線断面図。(b)は図6のB−B′線断面図。FIG. 10 is a partial cross-sectional view of a header tank according to the second embodiment. (A) is the sectional view on the AA 'line of FIG. (B) is the BB 'sectional view taken on the line of FIG. 実施例2に係わるヘッダタンクの製作手順を示す説明図。(a)および(b)は平板にチューブ接続穴を形成したときの断面図。(c)はヘッダタンク本体の両側部にビード部と冷媒流路を中央で分割した形状を形成したときの断面図。(d)および(e)はヘッダタンク本体を折り曲げて端部同士を接合したときの形状を示す断面図。FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a manufacturing procedure of a header tank according to the second embodiment. (A) And (b) is sectional drawing when a tube connection hole is formed in a flat plate. (C) is sectional drawing when the shape which divided | segmented the bead part and the refrigerant | coolant flow path in the center was formed in the both sides of a header tank main body. (D) And (e) is sectional drawing which shows a shape when a header tank main body is bent and edge parts are joined. 各実施例に共通するチューブの位置決め構造を示す説明図。(a)はチューブ側に位置決め加工した形状を示す断面図。(b)はヘッダタンク側に位置決め加工した形状を示す断面図。Explanatory drawing which shows the positioning structure of the tube common to each Example. (A) is sectional drawing which shows the shape which processed the positioning to the tube side. (B) is sectional drawing which shows the shape which carried out positioning processing to the header tank side. 実施例1に係わる熱交換器の全体構成を示す斜視図。1 is a perspective view showing an overall configuration of a heat exchanger according to Embodiment 1. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10、20…熱交換器
11、21…ヘッダタンク
12…熱交換器コア
13…チューブ
13a…チューブ穴
14…フィン
101、201…ヘッダタンク本体
101…両側部
101a、201a…上面部
101a−1、101a−2、201a−1、201a−2…両側部
101b、201b…底面部
102、202…ビード部
102a…底面
103、203…チューブ接続穴
104、204…冷媒流路
105、205…接合部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 20 ... Heat exchanger 11, 21 ... Header tank 12 ... Heat exchanger core 13 ... Tube 13a ... Tube hole 14 ... Fin 101, 201 ... Header tank main body 101 ... Both sides 101a, 201a ... Upper surface 101a-1, 101a-2, 201a-1, 201a-2 ... Both side parts 101b, 201b ... Bottom face part 102, 202 ... Bead part 102a ... Bottom face 103, 203 ... Tube connection hole 104, 204 ... Refrigerant flow path 105, 205 ... Joint part

Claims (5)

単一の板材から成形され、対向する上面部(101a)と底面部(101b)とを備えたヘッダタンク(11)であって、
前記上面部(101a)は、ヘッダタンクの長手方向に沿って断面略U字形の冷媒流路(104)が形成され、
前記底面部(101b)は、冷媒チューブ(13)を接続するためのチューブ接続穴(103)、および前記冷媒流路(104)と前記チューブ接続穴(104)とを連通するビード部(102)が形成され、
前記冷媒流路(104)を流通する冷媒の一部が前記ビード部(102)で分流して前記チューブ接続穴(103)に供給されることを特徴とする熱交換器(10)のヘッダタンク(11)。
A header tank (11) formed from a single plate material and having an upper surface portion (101a) and a bottom surface portion (101b) facing each other,
The upper surface portion (101a) is formed with a substantially U-shaped refrigerant flow path (104) along the longitudinal direction of the header tank,
The bottom surface portion (101b) includes a tube connection hole (103) for connecting the refrigerant tube (13), and a bead portion (102) communicating the refrigerant flow path (104) and the tube connection hole (104). Formed,
The header tank of the heat exchanger (10), wherein a part of the refrigerant flowing through the refrigerant flow path (104) is divided by the bead portion (102) and supplied to the tube connection hole (103). (11).
単一の板材から成形され、対向する上面部(201a)と底面部(201b)とを備えたヘッダタンク(21)であって、
前記上面部(201a)は、ヘッダタンクの長手方向に沿って断面略U字形の冷媒流路(204)、および前記冷媒流路(204)と連通するビード部(202)が形成され、
前記底面部(201b)は、冷媒チューブ(13)を接続するためのチューブ接続穴(203)が形成され、
前記冷媒流路(204)を流通する冷媒の一部が前記ビード部(202)で分流して前記チューブ接続穴(203)に供給されることを特徴とする熱交換器のヘッダタンク(21)。
A header tank (21) formed from a single plate material and having an upper surface portion (201a) and a bottom surface portion (201b) facing each other,
The upper surface portion (201a) is formed with a refrigerant channel (204) having a substantially U-shaped cross section along the longitudinal direction of the header tank, and a bead portion (202) communicating with the refrigerant channel (204),
The bottom surface portion (201b) is formed with a tube connection hole (203) for connecting the refrigerant tube (13),
A header tank (21) of a heat exchanger, wherein a part of the refrigerant flowing through the refrigerant flow path (204) is divided by the bead portion (202) and supplied to the tube connection hole (203). .
前記ビード部(102、202)は、タンク内側から外側に膨出した形状を有することを特徴とする請求項1または2に記載の熱交換器のヘッダタンク(11、21)。   The header tank (11, 21) of a heat exchanger according to claim 1 or 2, wherein the bead portion (102, 202) has a shape bulging outward from the inside of the tank. 中央部分に前記底面部(101b、201b)の形状を形成し、両側部分に前記上面部(101a、201a)を分割した形状をそれぞれ形成した板材を折り曲げて、前記両側部分を前記上面部(101a、201a)となる部分の中央(105、205)で接合した構造を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の熱交換器のヘッダタンク(11、21)。   The shape of the bottom surface portion (101b, 201b) is formed in the central portion, and the plate material formed with the shape obtained by dividing the top surface portion (101a, 201a) on each side portion is bent, and the both side portions are formed on the top surface portion (101a). The header tank (11, 21) of the heat exchanger according to any one of claims 1 to 3, wherein the header tank (11, 21) has a structure joined at the center (105, 205). 前記板材がクラッド材であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の熱交換器のヘッダタンク。
The header plate of a heat exchanger according to any one of claims 1 to 4, wherein the plate material is a clad material.
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