JP2006336958A

JP2006336958A - 熱交換器

Info

Publication number: JP2006336958A
Application number: JP2005163754A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Yahata; 俊彦矢端; Yusuke Iino; 祐介飯野; Takenori Sakamoto; 武則坂本
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 2005-06-03
Filing date: 2005-06-03
Publication date: 2006-12-14

Abstract

【課題】ヘッダのブラケットへの挿入、嵌合作業の容易化、その作業の際のヘッダの傷付き防止を達成しつつ、ブラケットとヘッダとの接触面積を十分に大きく保って接合部の強度向上を可能とする、熱交換器のブラケット部の構造を提供する。
【解決手段】横断面外形形状が円形のヘッダと、ヘッダの外周面にろう付けされ横断面半円状のろう付け内周面を有するブラケットを備え、ブラケットの、半円状のろう付け内周面の周方向の少なくとも一端に、該半円状のろう付け内周面に連なり、ヘッダ横断面の円形に対して接線方向に延びる内面を形成する延長突起部を設けた熱交換器。
【選択図】図２

Description

本発明は、熱交換器に関し、とくに、熱交換器のヘッダとブラケットとの取り付け構造に関する。

従来より、例えば車両に搭載される冷凍サイクルの冷媒凝縮器や冷媒蒸発器等の熱交換器は、熱交換器のヘッダに取り付けられたブラケットを使用して車体側へ固定されている。ブラケット１０１は、例えば図３、図４に示すように、横断面形状が円形をなすヘッダ１０２の外周面に沿って半円状の形状の内周面１０３を有し、この内周面１０３がろう付けによってヘッダ１０２の外周面１０４に接合されている。

ところが、上記のような従来のブラケット１０１は、ろう付け面となる内周面１０３とヘッダ１０２の外周面１０４の接触面積が少ないため、車両の振動等がブラケット１０１に伝わることで、ブラケット１０１との境界面、とくに応力が集中しやすい、図３の丸で囲った部分１０５（図３のＩＶ部）にて、ヘッダ１０２の破損を招くおそれがある等の問題を有していた。そのため、その対応として、ヘッダ肉厚を増加する等の対策を施していたが、そうすると、ヘッダの重量が増加するなどの欠点を招くことになる。

このような問題に対し、特許文献１には、ブラケットのろう付け内周面を、半円状の形状からさらに延長し（つまり、１８０度を超えた角度範囲まで円弧状に延長し）、ろう付け面積を増加させて、接合部の強度向上をはかった構造が開示されている。
実開平５−９６７８６号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された構造では、ブラケットのろう付け内周面の横断面形状が１８０度を超えた角度範囲まで円弧状に延びるので、例えばヘッダをこのブラケットにろう付け内周面の開口部側から嵌合する作業が必要となった場合、ブラケットのろう付け内周面形成部を強引に拡開してヘッダを挿入、嵌合する作業が必要となり、作業が非常にやりづらくなるとともに、挿入時にろう付け内周面の端部角部にヘッダの外周面が当たり、該外周面に傷が付く等のおそれが生じることとなる。また、ろう付け部の端部では、図３の丸で囲った部分１０５と同様に、ブラケットの形状が急激に変化する角部が位置することとなるので、その部分で応力集中が発生しやすくなり、この面からは十分な接合強度向上が達成されているとは言い難い。

そこで本発明の課題は、ヘッダのブラケットへの挿入、嵌合作業の容易化、その作業の際のヘッダの傷付き防止を達成しつつ、ブラケットとヘッダとの接触面積を十分に大きく保って両者の接合強度の向上、外部振動等によるヘッダの破損防止を可能とする、熱交換器のブラケット部の構造を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る熱交換器は、横断面外形形状が円形のヘッダと、該ヘッダの外周面にろう付けされ横断面半円状のろう付け内周面を有するブラケットを備えた熱交換器において、前記ブラケットの、前記半円状のろう付け内周面の周方向の少なくとも一端に、該半円状のろう付け内周面に連なり、ヘッダ横断面の円形に対して接線方向に延びる内面を形成する延長突起部を設けたことを特徴とするものからなる。

この熱交換器においては、上記延長突起部が、ブラケットの上記半円状のろう付け内周面の周方向両端部のうち、ブラケットが他部材（例えば、車体側のフレーム等）へと固定されるブラケット本体部側に位置する端部側に設けられていることが好ましい。

また、ブラケットの上記部分以外の形状や構造は特に限定されないが、このブラケットは、例えば押し出し成形部材から構成することができる。押し出し成形部材から構成することにより、所定形状のブラケットを容易に量産することが可能になる。

また、上記延長突起部の上記半円状のろう付け内周面側に位置する先端角部には丸みＲが付与されていることが好ましい。丸みＲが付与されていることで、ブラケットへのヘッダの挿入、嵌合が一層容易化される。

このような本発明に係る熱交換器は、車両用空調装置に用いられるもの、例えば冷媒凝縮器や冷媒蒸発器等の熱交換器として好適なものである。

本発明に係る熱交換器によれば、ブラケットに延長突起部を設けることで、ブラケットとヘッダとの接触面積が十分に大きく確保され、両者のろう付け接合強度が向上される。この延長突起部は、半円状のろう付け内周面の周方向の少なくとも一端で、該半円状のろう付け内周面に連なり、ヘッダ横断面の円形に対して接線方向に延びる内面を形成するように延びているので、半円状のろう付け内周面の開口形状はそのまま残り、ヘッダのブラケットへの挿入、嵌合作業の容易性はそのまま確保される。したがって、挿入、嵌合作業性を阻害することなく、ろう付け部の強度、ろう付け接合強度の向上が達成される。

また、延長突起部がヘッダ横断面の円形に対して接線方向に延びることにより、ろう付け部の終端においてブラケットに急激な形状変化部が形成されないことになり、ろう付け部の終端において発生しやすかった応力集中が防止ないしは緩和される。したがって、この面からも、ろう付け部の強度、ろう付け接合強度の向上が達成される。

その結果、車両の振動や衝撃伝播等による上記接合部の破損のおそれが除去され、とくにヘッダの安定維持が達成される。また、強度向上のためにヘッダを肉厚化する必要もないので、結果的に熱交換器の軽量化や材料費削減に寄与できることになる。

以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１および図２は、本発明の一実施態様に係る熱交換器のヘッダとブラケットの接合部を示している。図において、１は、例えばマルチフロータイプの熱交換器の一方のヘッダを示しており、ヘッダ１には押し出し成形部材からなるブラケット２がろう付け接合され、ブラケット２が車体側のフレーム等に固定されることにより、ブラケット２を介して熱交換器が固定されるようになっている。

ヘッダ１は、円形の横断面外形形状を有しており、ブラケット２は、ヘッダ１の外周面３にろう付けされる、横断面半円状のろう付け内周面４を有している。このブラケット２の、半円状のろう付け内周面４の周方向の少なくとも一端に、本実施態様では、ブラケット２の半円状のろう付け内周面４の周方向両端部のうち、ブラケット２が他部材（例えば、前記車体側のフレーム等）へと固定されるブラケット本体部２ａ側に位置する端部側に、半円状のろう付け内周面４に連なり、ヘッダ１の横断面円形に対して接線方向に延びる内面を形成する延長突起部５が設けられている。

この部分の詳細は、図２（Ｂ）に示される。ヘッダ１の横断面外形形状である円６に対し、半円状のろう付け内周面４のブラケット本体部２ａ側の終端部７（反対側の終端部から角度で略１８０度離れた位置の終端部）の位置から、円６の接線８方向に、延長突起部５の内面９が延びている。したがって、この延長突起部５を形成することによっては、半円状のろう付け内周面４の開口（つまり、ヘッダ１を挿入、嵌合するための開口）は狭められない。

図２（Ａ）に示す延長突起部５の長さＬはとくに限定されないが、後述のろう付け接合部における応力集中を防止あるいは軽減できるに十分な長さに設定されればよい。また、本実施態様では、この延長突起部５の先端の角部、とくにろう付け内周面４側に位置する角部には、丸みＲが付与されている。この丸みＲの代わりに、面取りを行うことも可能である。

このように構成された熱交換器においては、ブラケット２に延長突起部５が設けられているので、ブラケット２とヘッダ１との接触面積は十分に大きく確保され、両者のろう付け接合強度が向上される。延長突起部５は、半円状のろう付け内周面４のブラケット本体部２ａ側の終端部７からヘッダの横断面円形６に対して接線８方向に延びる内面９を形成するように延びているので、延長突起部５が設けられても、半円状のろう付け内周面４の開口形状はそのまま残り（開口は狭められず）、ヘッダ１のブラケット２への挿入、嵌合作業は容易に行われる。すなわち、ヘッダ１をブラケット２の半円状のろう付け内周面４に向けて挿入、嵌合する際、ろう付け内周面４の周方向端部（延長突起部５の先端部を含む）がヘッダ１に当たったりすることが回避され、しかも、該当接によりヘッダ１が傷付くことも回避される。したがって、ヘッダ１の挿入、嵌合作業性を阻害することなく、かつ、ヘッダ１の傷付きを防止しつつ、ヘッダ１とブラケット２のろう付け部の強度、ろう付け接合強度の向上が達成される。

また、延長突起部５はヘッダの横断面円形６に対して接線８方向に延設されているので、ろう付け部の終端（本実施態様においては、半円状のろう付け内周面４のブラケット本体部２ａ側の終端部７）において、ブラケット２に急激な形状変化部が形成されないことになり、ろう付け部の終端において発生しやすかった応力集中が防止ないしは緩和される。このろう付け部の終端における応力集中の防止ないしは緩和により、とくに接合されているへッダ１に局部的に高い応力がかかることが防止され、結果的に使用時におけるヘッダ１の強度向上につながる。つまり、車両の振動や衝撃伝播等による上記接合部やヘッダ１の破損のおそれが除去され、安定したヘッダ、熱交換器の保持形態が維持される。また、強度向上のためにヘッダ１を肉厚化する必要もなくなり、熱交換器の軽量化や材料費削減に寄与できることにもなる。

本発明に係る熱交換器の構造は、とくに車両に搭載される空調装置における冷凍サイクルの冷媒凝縮器や冷媒蒸発器等の熱交換器に適用して好適なものである。

本発明の一実施態様に係る熱交換器のヘッダとブラケットの接合部の概略構成図である。（Ａ）は図１のＩＩ部の部分拡大構成図、（Ｂ）はさらに（Ａ）の部分拡大構成図である。従来の熱交換器のヘッダとブラケットの接合部の概略構成図である。図３のＩＶ部の部分拡大構成図である。

符号の説明

１ヘッダ
２ブラケット
２ａブラケット本体部
３ヘッダの外周面
４ブラケットの横断面半円状のろう付け内周面
５延長突起部
６ヘッダの横断面外形形状である円
７半円状のろう付け内周面のブラケット本体部側の終端部
８円６の接線
９延長突起部の内面
Ｌ延長突起部の長さ
Ｒ延長突起部の先端角部の丸み

Claims

横断面外形形状が円形のヘッダと、該ヘッダの外周面にろう付けされ横断面半円状のろう付け内周面を有するブラケットを備えた熱交換器において、前記ブラケットの、前記半円状のろう付け内周面の周方向の少なくとも一端に、該半円状のろう付け内周面に連なり、ヘッダ横断面の円形に対して接線方向に延びる内面を形成する延長突起部を設けたことを特徴とする熱交換器。
前記延長突起部が、前記ブラケットの前記半円状のろう付け内周面の周方向両端部のうち、前記ブラケットが他部材へと固定されるブラケット本体部側に位置する端部側に設けられている、請求項１に記載の熱交換器。
前記ブラケットが押し出し成形部材からなる、請求項１または２に記載の熱交換器。
前記延長突起部の前記半円状のろう付け内周面側に位置する先端角部に丸みが付与されている、請求項１〜３のいずれかに記載の熱交換器。
車両用空調装置に用いられるものからなる、請求項１〜４のいずれかに記載の熱交換器。