JP2005300017A

JP2005300017A - 熱交換器及びその製造方法

Info

Publication number: JP2005300017A
Application number: JP2004116943A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Kawai; 嘉宏河合
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2004-04-12
Filing date: 2004-04-12
Publication date: 2005-10-27

Abstract

【課題】多面体構造の熱交換器において、屈曲管でヘッダタンクの端部間を接続する際の寸法のばらつきを抑える。
【解決手段】チューブ１４とフィン１６を交互に並べて平板状に構成されたコア部１５と、このコア部の両端にチューブの並び方向に沿って配設され、各チューブの端部が接合されることで、内部の冷媒流通路を各チューブの内部通路に連通させた一対のヘッダタンク１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂとからなる熱交換器本体１１、１２、１３を複数、コ字状に組み合わせて配置し、隣接する熱交換器本体のヘッダタンクの端部間を屈曲管２５で連通接続することにより一体化した熱交換器であって、前記屈曲部の内側に位置するヘッダタンク側壁を、隣接する熱交換器本体間に共通の壁板１１０で構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、車両用空調装置の熱交換器に係り、特に、Ｌ字状またはコ字状などに平板型の熱交換器本体を組み合わせて構成した多面体構造の熱交換器、及びその製造方法に関するものである。

車両用空調装置の省力化、低騒音化の要請に応えるために、熱交換器の通風面の面積を大きくとると、熱交換器を収容する空調ダクトが大きくなってしまう。そこで、空調ダクトを大きくせずに通風面積を大きくとるために、通風面をＬ字形やコ字形に配置した多面体構造の熱交換器が考えられている。図６はその一例を示す。

この熱交換器１０は、３枚の矩形板状の熱交換器本体１１、１２、１３を、平面視コ字状に立設・配置して連結したものである。各熱交換器本体１１、１２、１３は、チューブ１４とフィン１６を交互に並べて平板状に構成したコア部１５と、コア部１５の上下両端に配置した一対のヘッダタンク１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂとからなる。

ヘッダタンク１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂは、チューブ１４の並び方向に沿って配設されており、各チューブ１４の端部がヘッダタンク１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂに接合されることで、ヘッダタンク１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ内の冷媒流通路が、各チューブ１４の内部通路に連通している。

そして、このように構成された熱交換器本体１１、１２、１３をコ字状に配置した上で、隣接する熱交換器本体１１、１２、１３のヘッダタンク１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂの端部間を屈曲管２５で連通接続することにより、一体構造の熱交換器１０が構成されている。

図７は図６のＢ部の分解拡大斜視図である。

各ヘッダタンク１１ｂ、１３ｂは、断面コ字状のヘッダプレート２１と、同じく断面コ字状のタンク本体２２とを開口を向かい合わせて嵌め合わせると共に、長手方向の両端をエンドプレート２３で塞ぐことにより構成されており、内部に冷媒流通路を形成している。ヘッダプレート２１にはチューブ挿入孔２１ａが列設されており、各チューブ挿入孔２１ａにチューブ１４の端部を挿入してロウ付けすることにより、ヘッダタンク１１ｂ、１３ｂ内の冷媒流通路とチューブ１４の内部通路が連通している。

屈曲管２５による接続は、図７に示すように、隣接するヘッダタンク１１ｂ、１３ｂの端部のエンドプレート２３に形成した接続孔２４に、屈曲管２５の両端を接合することで行われている。

他の隣接するヘッダタンク１１ａ、１３ａ間、ヘッダタンク１１ａ、１２ａ間、ヘッダタンク１１ｂ、１２ｂ間も同様に連通接続されている。

このように、今までは、それぞれに熱交換器本体１１、１２、１３を組立て・ロウ付けして作り上げ、最後に、屈曲管２５で互いにヘッダタンク１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ間を連結することにより、熱交換器１０を作製している。

なお、図７に示すような構造の熱交換器に関する先行技術文献名は、出願人による検索範囲内において検出されていないことを補足する。

従来は、複数の熱交換器本体１１、１２、１３を別々に組立て・ロウ付けすることにより作り上げ、その後で、ヘッダタンク１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ間を屈曲管２５で接続して熱交換器１０を作製していた。しかし、各熱交換器本体１１、１２、１３をそれぞれ独立に組立て・ロウ付けすると、図６に示す上下のヘッダタンク１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ間の寸法、つまり、ヘッダプレート２１間の寸法Ｈが、組立誤差やロウ付け時の熱収縮などによってばらつき、その結果、屈曲管２５でヘッダタンク１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ間を接続する際に、接続が困難となる場合があった。また、組付工数がかかるという問題もあった。

本発明の目的は、屈曲管でヘッダタンクの端部間を接続する際の寸法のばらつきを抑えることができて、確実かつ容易にヘッダタンク間を接続することができると共に、組付工数の減少を図ることのできる熱交換器及びその製造方法を提供することにある。

請求項１の発明は、チューブとフィンを交互に並べて平板状に構成されたコア部と、このコア部の両端に前記チューブの並び方向に沿って配設され、前記各チューブの端部が接合されることで、内部の冷媒流通路を各チューブの内部通路に連通させた一対のヘッダタンクと、からなる熱交換器本体を複数、前記ヘッダタンク側から見てＬ字を基本とする１以上の屈曲部を有した形状に組み合わせて配置し、隣接する熱交換器本体のヘッダタンクの端部間を屈曲管で連通接続することにより一体化した熱交換器であって、前記屈曲部の内側に位置する前記ヘッダタンクの側壁を、隣接する熱交換器本体間に共通の連続部材で構成したことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載の熱交換器であって、前記ヘッダタンクを、前記チューブと接合する側に位置する断面コ字状のヘッダプレートと、該ヘッダプレートの開口を覆うように接合されることで、ヘッダプレートとの間に前記冷媒流通路を形成するタンク本体とで構成し、前記断面コ字状のヘッダプレートの一対の起立壁のうちの一方の起立壁を、前記隣接する熱交換器本体間に共通の連続部材として連続した壁板で構成し、他の起立壁及び底壁に、前記連続した壁板で構成した起立壁の屈曲を可能にする切欠を形成したことを特徴とする。

請求項３の発明は、チューブとフィンを交互に並べて平板状に構成されたコア部と、このコア部の両端に前記チューブの並び方向に沿って配設され、前記各チューブの端部が接合されることで、内部の冷媒流通路を各チューブの内部通路に連通させた一対のヘッダタンクと、からなる熱交換器本体を複数、前記ヘッダタンク側から見てＬ字を基本とする１以上の屈曲部を有した形状に組み合わせて配置し、隣接する熱交換器本体のヘッダタンクの端部間を屈曲管で連通接続することにより一体化した熱交換器の製造方法であって、前記ヘッダタンクを、前記チューブと接合する側に位置する断面コ字状のヘッダプレートと、該ヘッダプレートの開口を覆うように接合されることで、ヘッダプレートとの間に前記冷媒流通路を形成するタンク本体とで構成し、前記断面コ字状のヘッダプレートの一対の起立壁のうちの一方の起立壁を、前記隣接する熱交換器本体間に共通の連続した壁板で構成し、他の起立壁及び底壁に、前記連続した壁板で構成した起立壁の屈曲を可能にする切欠を形成し、前記ヘッダプレートの一方の起立壁を連続した壁板の状態としたまま、各熱交換器本体の組立及びロウ付けを行い、その後、前記連続した壁板を屈曲させることで、各熱交換器本体をヘッダタンク側から見てＬ字を基本とする１以上の屈曲部を有した形状に組み合わせて配置し、その状態で、隣接した熱交換器本体のヘッダタンクの端部間を屈曲管で接続することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、屈曲部の内側に位置するヘッダタンクの側壁を、隣接する熱交換器本体間に共通の連続部材で構成したので、各熱交換器本体間におけるチューブ長手方向のヘッダタンク間の寸法を共通に管理することができる。従って、熱交換器本体の組立てやロウ付けの際のチューブ長手方向のヘッダタンク間の寸法のばらつきを抑えることができて、隣接する熱交換器本体のヘッダタンクの端部間を屈曲管で連通接続する際の作業を、容易かつ不良品を生じることなく確実に行うことができる。また、複数の熱交換器本体を連続部材で繋がった一体の状態で組立・ロウ付けすることができることから、組付工数の減少も図れる。

請求項２の発明によれば、断面コ字状のヘッダプレートの一方の起立壁を、隣接する熱交換器本体間に共通の連続した壁板で構成し、他の起立壁及び底壁に、連続した壁板で構成した起立壁の屈曲を可能にする切欠を形成したので、組立・ロウ付けの際にはその連続した壁板で繋がった状態で熱交換器本体を作り上げることができ、ロウ付け後は、その壁板を屈曲させることで、熱交換器本体をＬ字状やコ字状に配置することができる。従って、ヘッダプレートをコ字状断面の部材として形成していても、後の組立てがやりやすい。

請求項３の発明によれば、断面コ字状のヘッダプレートの一対の起立壁のうちの一方の起立壁を、隣接する熱交換器本体間に共通の連続した壁板で構成し、他の起立壁及び底壁に、連続した壁板で構成した起立壁の屈曲を可能にする切欠を形成し、ヘッダプレートの一方の起立壁を連続した壁板の状態としたまま、各熱交換器本体の組立及びロウ付けを行うので、各熱交換器本体間におけるチューブ長手方向のヘッダタンク間の寸法を共通に管理することができる。従って、熱交換器本体の組立てやロウ付けの際のチューブ長手方向のヘッダタンク間の寸法のばらつきを抑えることができる。

そして、その後、連続した壁板を屈曲させることで、各熱交換器本体をヘッダタンク側から見てＬ字を基本とする１以上の屈曲部を有した形状に組み合わせて配置し、その状態で、隣接した熱交換器本体のヘッダタンクの端部間を屈曲管で接続するので、その接続作業を、容易かつ不良品を生じることなく確実に行うことができる。また、複数の熱交換器本体を連続部材で繋がった一体の状態で組立・ロウ付けすることができるので、組付工数の減少も図れる。

以下、本発明を実施するための最良の形態となる実施例を図面を参照しながら説明する。

図１は本実施例に係わる熱交換器１００の構成を示す斜視図、図２は図１のＡ部の分解拡大斜視図、図３は熱交換器本体をコ字状に配置する前の展開状態を示す斜視図である。また、図４は実施例に係わる熱交換器の製造方法の工程説明図であり、（ａ）は３つの熱交換器本体に共通のヘッダプレートの構成を示す斜視図、（ｂ）は３つの熱交換器本体を組み上げた状態を示す正面図、（ｃ）は３つの熱交換器本体を連結している連続部材を屈曲させて熱交換器本体をコ字状に配置した状態を示す上から見た図である。

この熱交換器１００は、３枚の矩形板状の熱交換器本体１１、１２、１３を、平面視コ字状に立設・配置して、屈曲管２５で連結したものである。各熱交換器本体１１、１２、１３は、チューブ１４とフィン１６とを交互に並べて平板状に構成したコア部１５と、コア部１５の上下両端に配置した一対のヘッダタンク１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂとを備えて構成されている。

そして、このように構成された熱交換器本体１１、１２、１３をコ字状に配置した上で、隣接する熱交換器本体１１、１２、１３のヘッダタンク１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂの端部間を屈曲管２５で連通接続することにより、多面体構造の熱交換器１００が出来上がる。

図２は、図１のＡ部の分解拡大斜視図である。他の屈曲部（屈曲管２５で接続した部分）についても同じ構造であるため、ここでは図１のＡ部を代表して説明する。

ヘッダプレート２１は、図４（ａ）に示すように、３つの熱交換器本体１１、１２、１３に共通の１本の部材として構成されている。このヘッダプレート２１を構成する部材は、多数のチューブ挿入孔２１ａを列設した底壁２１ｃと、底壁２１ｃの幅方向両端より起立する一対の起立壁２１ｄ、２１ｄとを有する断面コ字状をなしており、各熱交換器本体１１、１２、１３のヘッダタンクの長さ相当の位置に切欠１０８を有している。切欠１０８は、底壁２１ｃと一方の起立壁２１ｄとに連続して形成されており、この切欠１０８が設けられていることにより、残る他方の起立壁２１ｄが、連続した１枚の壁板１１０となっている。この場合、連続した壁板１１０は単純な断面の帯板であるため、厚さ方向に簡単に屈曲させることができる。

この連続した他方の起立壁２１ｄは、コ字形の熱交換器１００の屈曲部の内側に位置するヘッダタンク側壁に相当する部分であり、３つの熱交換器本体１１、１２、１３に共通の連続部材である。

このように、各ヘッダタンク１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂの一方の側壁（ヘッダプレートの起立壁２１ｄ）を、連続した１枚の壁板１１０として構成したことにより、図３に示すように、３つの熱交換器本体１１、１２、１３を組み立てたりロウ付けしたりするときにも、ヘッダプレート２１の位置、つまり、ヘッダタンク１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂの位置が互いにずれなくなり、各熱交換器本体１１、１２、１３間におけるチューブ長手方向のヘッダタンク間の寸法Ｈを共通に管理することができる。また、複数の熱交換器本体１１、１２、１３を、連続した壁板１１０で繋がった一体の状態で組立・ロウ付けすることができるため、組付工数の削減を図ることができる。

従って、チューブ長手方向のヘッダタンク間の寸法Ｈのばらつきを抑えることができるため、隣接する熱交換器本体１１、１２、１３のヘッダタンク１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂの端部間を屈曲管２５で連通接続する際の作業を、容易かつ不良品を生じることなく確実に行うことができる。屈曲管２５による接続は、図２に示すように、隣接するヘッダタンク１１ｂ、１３ｂの端部のエンドプレート２３に形成した接続孔２４に、屈曲管２５の両端を接合することで行う。

なお、各熱交換器本体１１、１２、１３のロウ付け後は、連続した壁板１１０を屈曲させることで、熱交換器本体１１、１２、１３をＬ字状やコ字状に配置することができるので、ヘッダプレート２１をコ字状断面の部材として形成しているものの、後の組立ては比較的やりやすいものとなっている。

次に、熱交換器１００の製造方法について説明する。

この熱交換器１００を作る場合は、まず、図４（ａ）に示すような、３つの熱交換器本体１１、１２、１３に共通のヘッダプレート２１を用意する。底壁２１ｃと一対の起立壁２１ｄを有する断面コ字状のヘッダプレート２１は、各ヘッダタンク１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂの長さに応じた位置に切欠１０８を設けることで、残る起立壁２１ｄ（壁板１１０）の厚さ方向に容易に屈曲できるようになっている。このヘッダプレート２１とタンク本体２２を用いて各ヘッダタンク１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂを作りながら、図４（ｂ）に示すように、熱交換器本体１１、１２、１３をロウ付けして組み立てる。

その際、ヘッダプレート２１が各熱交換器本体１１、１２、１３間で連続しているので、組立誤差やロウ付け時の熱収縮の影響によらずに、チューブ１４の長手方向におけるヘッダタンク１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ間の寸法Ｈを一定に管理することができる。

次に、図４（ｃ）に示すように、ヘッダプレート２１の起立壁２１ｄを構成する壁板１１０を切欠１０８の位置で屈曲させることにより、３つの連続した熱交換器本体１１、１２、１３をコ字状に配置し、その状態で屈曲管２５によりヘッダタンクの端部間を接続することにより、熱交換器１００が出来上がる。

その際、前述したように、チューブ１４の長手方向におけるヘッダタンク１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ間の寸法Ｈが一定に管理されているので、隣接する熱交換器本体１１、１２、１３のヘッダタンク１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂの端部間を屈曲管２５で接続する作業を、容易かつ不良品を生じることなく確実に行うことができる。

ところで、各熱交換器本体１１、１２、１３のロウ付け後に、切欠１０８の位置で壁板１１０を切断し、その状態で熱交換器本体１１、１２、１３を屈曲管２５で連結するようにしてもよい。その時点では、既にロウ付けの終了によって前記寸法Ｈが正確に出されているため、このような手順で組み立てたとしても、従来より容易に組み立てを行うことができる。

なお、上記実施例では、３枚の熱交換器本体１１、１２、１３をコ字状に配置した熱交換器１００について説明したが、図５に示す他の実施例に係わる熱交換器１２０のように、２枚の熱交換器本体１１、１２を、Ｌ字形（Ｖ形やへ形も含む）に配置するだけでもよい。なお、図５では、図１と同等部分を同一符号で示している。

実施例１に係わる熱交換器の構成を示す斜視図。図１のＡ部の分解拡大斜視図。熱交換器本体をコ字状に配置する前の展開状態を示す斜視図。熱交換器の製造方法の工程説明図。（ａ）は３つの熱交換器本体に共通のヘッダプレートの構成を示す斜視図。（ｂ）は３つの熱交換器本体を組み上げた状態を示す正面図。（ｃ）は３つの熱交換器本体を連結している連続部材を屈曲させて熱交換器本体をコ字状に配置した状態を示す上から見た図。他の実施例に係わる熱交換器の構成を示す斜視図。平面視コ字状の熱交換器の構成を示す斜視図。図６のＢ部の分解拡大斜視図。

符号の説明

１１，１２，１３…熱交換器本体
１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ…ヘッダタンク
１４…チューブ
１５…コア部
１６…フィン
２１…ヘッダプレート
２１ｃ…底壁
２１ｄ…起立壁
２２…タンク本体
２５…屈曲管
１００…熱交換器
１０８…切欠
１１０…壁板

Claims

チューブ（１４）とフィン（１６）とを交互に並設したコア部（１５）と、このコア部（１５）の両端部とそれぞれ連通する一対のヘッダタンク（１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ）とからなる熱交換器本体（１１、１２、１３）を複数備え、隣接する熱交換器本体（１１、１２、１３）のヘッダタンク（１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ）の端部間を屈曲管（２５）で連通接続することにより一体化した多面体構造の熱交換器（１００）であって、
前記ヘッダタンク（１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ）の側板（１１０）を、隣接する熱交換器本体（１１、１２、１３）間に共通の連続部材で構成したことを特徴とする熱交換器。
前記ヘッダタンク（１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ）を、前記チューブ（１４）と接合する側に位置する断面コ字状のヘッダプレート（２１）と、該ヘッダプレート（２１）の開口を覆うように接合されることで、ヘッダプレート（２１）との間に前記冷媒流通路を形成するタンク本体（２２）とで構成し、
前記断面コ字状のヘッダプレート（２１）の一対の起立壁（２１ｄ）のうちの一方の起立壁（２１ｄ）を、前記隣接する熱交換器本体（１１、１２、１３）間に共通の連続部材としての連続した壁板（１１０）で構成し、他の起立壁（２１ｄ）及び底壁（２１ｃ）に、前記連続した壁板（１１０）で構成した起立壁（２１ｄ）の屈曲を可能にする切欠（１０８）を形成したことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
チューブ（１４）とフィン（１６）とを交互に並設したコア部（１５）と、このコア部（１５）の両端部とそれぞれ連通する一対のヘッダタンク（１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ）とからなる熱交換器本体（１１、１２、１３）を複数備え、隣接する熱交換器本体（１１、１２、１３）のヘッダタンク（１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ）の端部間を屈曲管（２５）で連通接続することにより一体化した多面体構造の熱交換器（１００）の製造方法であって、
前記ヘッダタンク（１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ）を、前記チューブ（１４）と接合する側に位置する断面コ字状のヘッダプレート（２１）と、該ヘッダプレート（２１）の開口を覆うように接合されることで、ヘッダプレート（２１）との間に前記冷媒流通路を形成するタンク本体（２２）とで構成し、
前記断面コ字状のヘッダプレート（２１）の一対の起立壁（２１ｄ）のうちの一方の起立壁（２１ｄ）を、前記隣接する熱交換器本体（１１、１２、１３）間に共通の連続した壁板（１１０）で構成し、他の起立壁（２１ｄ）及び底壁（２１ｃ）に、前記連続した壁板（１１０）で構成した起立壁（２１ｄ）の屈曲を可能にする切欠（１０８）を形成し、
前記ヘッダプレート（２１）の一方の起立壁（２１ｄ）を連続した壁板（１１０）の状態としたまま、各熱交換器本体（１１、１２、１３）の組立及びロウ付けを行い、その後、前記連続した壁板（１１０）を屈曲させることで、各熱交換器本体（１１、１２、１３）をヘッダタンク（１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ）側から見てＬ字を基本とする１以上の屈曲部を有した形状に組み合わせて配置し、その状態で、隣接した熱交換器本体（１１、１２、１３）のヘッダタンク（１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ）の端部間を屈曲管（２５）で接続することを特徴とする熱交換器の製造方法。