JP2009257624A - 熱交換器およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】管状部品の一部をなす第１板状部材に穴を設けず、かつ、第３部品を用いずに、第１板状部材とこの第１板状部材に接合される第２板状部材とを仮止めする。
【解決手段】第１板状部材としてのキャップ１７に第１、第２爪部３３ａ、３３ｂを設ける。このキャップ１７と第２板状部材としてのブラケット１８との組み付けでは、キャップ１７とブラケット１８とを重ね合わせた後、第１、第２爪部３３ａ、３３ｂの先端部３６ａ、３６ｂを折り曲げて、キャップ１７とブラケット１８とをカシメ固定する。その後、この状態で、キャップ１７とブラケット１８とをろう付け接合する。
【選択図】図２

Description

本発明は、キャップ等の管状部品の一部をなす第１板状部材と、その外面に接合されたブラケット等の第２板状部材とを備える熱交換器およびその製造方法に関するものである。

特許文献１に記載の熱交換器は、管状部品の一端にブラケットが固定されている。そして、特許文献１には、このブラケットを管状部品に挿入して仮固定（仮止め）した後に、これらをろう付け接合することが開示されている。
特開２０００−２２７２９７号公報

また、キャップとブラケットとの接合前の仮止め方法として、例えば、キャップとブラケットの両方に穴を設け、両方の穴にリベットを挿入することで、キャップとブラケットとを仮止めする方法が考えられる。

しかし、上記した２つの方法は、どちらも管状部品を構成する部材に穴を設けており、これが管状部品内を流れる熱交換流体の洩れ不良の発生原因となるため好ましくない。

また、後者の方法のように、リベット等の第３部品を使用することは部品点数が多くなり、組み付けが複雑となるので、組み付けの容易化という観点では、後者の方法は好ましくない。

本発明は上記点に鑑みて、管状部品の一部をなす板状部材に穴を設けず、かつ、第３部品を用いずに、管状部品の一部をなす第１板状部材と、この第１板状部材に接合される第２板状部材とを仮止めできる構成と方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、第１板状部材（１７）は、第１板状部材（１７）に対して一体に形成され、第２板状部材（１８）の第１板状部材と接合する第１面とは反対側の第２面上に先端が到達する長さの爪部（３３ａ、３３ｂ）を有し、 爪部（３３ａ、３３ｂ）の先端側に、第２面上で変形された変形部（３６ａ、３６ｂ）が設けられており、第１板状部材（１７）と第２板状部材（１８）とは、変形部（３６ａ、３６ｂ）によって係合した状態で接合されていることを特徴としている。

これによれば、第１板状部材に一体に設けた爪部によって第１板状部材（１７）と第２板状部材（１８）とを係合させているので、管状部品の一部をなす第１板状部材に穴を設けることなく、かつ、第３部品を用いずに、第１板状部材と第２板状部材とを仮止めすることができる。

さらに、請求項２に記載の発明では、第２板状部材（１８）は、爪部（３３ａ、３３ｂ）の外形に沿った形状であって、第２板状部材（１８）の端部から内側に凹んだ凹部（４６）もしくは第２板状部材（１８）を貫通する穴部（４７）を有し、凹部（４６）もしくは穴部（４７）に爪部（３３ａ、３３ｂ）が位置していることを特徴としている。これにより、凹部（４６）もしくは穴部（４７）を設けない場合と比較して、接合時における第１板状部材と第２板状部材との位置ズレを防止できる。

さらに、請求項３に記載の発明では、凹部（４６）もしくは穴部（４７）は、幅寸法が爪部（３３ａ、３３ｂ）の外形寸法と同等である部分（４７ａ）と、幅寸法が爪部（３３ａ、３３ｂ）の外形寸法よりも大きな部分（４７ｂ）とを有していることを特徴とする請求項２に記載の熱交換器。これによれば、凹部もしくは穴部に幅寸法が爪部の外形寸法よりも大きな部分を設けているので、組み付け時に凹部もしくは穴部に爪部を容易に挿入することができる。

請求項４に記載の発明では、第１板状部材（１７）は、第１板状部材（１７）と一体に形成され、第２板状部材（１８）の第１板状部材と接合する第１面とは反対側の第２面上に先端が到達する長さの爪部（３３ａ、３３ｂ）を有し、爪部（３３ａ、３３ｂ）の先端側には、第１板状部材（１７）が第２板状部材（１８）から離れる方向に対して第２板状部材（１８）に引っ掛かる形状の引っ掛かり部（７１ａ、７１ｂ）が設けられており、第１板状部材（１７）と第２板状部材（１８）とは、引っ掛かり部（７１ａ、７１ｂ）によって係合した状態で接合されていることを特徴としている。これによっても、請求項１に記載の発明と同様の効果が得られる。

また、請求項５に記載の発明では、第１板状部材（１７）は、第１板状部材（１７）に一体に形成された凸形状部を有し、第２板状部材（１８）は、凸形状部が圧入される被圧入部を有し、第１板状部材（１７）と第２板状部材（１８）とは、凸形状部と被圧入部とが嵌合した状態で接合されていることを特徴としている。これによっても、請求項１に記載の発明と同様の効果が得られる。

具体的には、請求項６に示すように、第１板状部材は、管状部品（１４）の開口部を塞ぐキャップ（１７）であり、第２板状部材は、熱交換器を相手側構造体に取り付けるためのブラケット（１８）である。

また、請求項７に記載の発明では、ブラケット（１８）は、キャップ（１７）に接合される接合部（１８ａ）と、相手側構造体に取り付けるための取付穴（４１）が形成された平板形状の取付部（１８ｂ）とを有し、取付部（１８ｂ）は、熱交換コア部（１３）のコア面に対して略直交する四辺形形状であり、コア面に対して略直交する方向で向かい合う二辺（４４、４５）の一方（４５）はコア面に対して傾斜していることを特徴としている。これによれば、熱交換コア部のコア面を水平にして熱交換器全体を一体ろう付けする際に、ブラケットの取付部のうち傾斜している辺を下にして熱交換器を設置することで、ろう付け時において傾斜している辺の両端部のうち低い側に溶融したろう材を流すことができ、取付部の最下端となる辺にろう材が溜まることを防止できる。

請求項８に記載の発明は、熱交換コア部（１３）に流れる熱交換流体の流路を構成する管状部品（１４）と、管状部品（１４）の一部をなす第１板状部材（１７）の外面に接合された第２板状部材（１８）とを備える熱交換器の製造方法において、第１板状部材（１７）と第２板状部材（１８）とを用意する工程と、第１板状部材（１７）と第２板状部材（１８）とを組み付ける組み付け工程と、組み付け後の第１板状部材（１７）と第２板状部材（１８）とを接合する接合工程とを有し、さらに以下のことを特徴としている。

すなわち、第１板状部材（１７）と第２板状部材（１８）とを用意する工程では、第１板状部材（１７）に対して一体に形成され、第１板状部材（１７）と第２板状部材（１８）とを組み付けたときに、第２板状部材（１８）の第１板状部材（１７）と接触する第１面とは反対側の第２面上に先端が到達する長さである第１、第２爪部（３３ａ、３３ｂ）を備え、第１、第２爪部（３３ａ、３３ｂ）が第１板状部材（１７）の端部であって互いに対向する位置に配置されている第１板状部材（１７）を用意する。また、組み付け工程は、第１板状部材（１７）と第２板状部材（１８）とを重ね合わせる重ね合わせ工程と、重ね合わせ工程の後、第２板状部材（１８）の第２面上に存在する第１、第２爪部（３３ａ、３３ｂ）の先端部を変形させことによって、第１板状部材（１７）と第２板状部材（１８）とを係合させる係合工程とを有している。また、接合工程は、第１、第２爪部（３３ａ、３３ｂ）の並び方向を上下方向として、第１板状部材（１７）と第２板状部材（１８）とを設置した状態で接合する。

これによれば、第１板状部材に一体に設けた爪部によって第１板状部材（１７）と第２板状部材（１８）とを係合させているので、管状部品の一部をなす第１板状部材に穴を設けることなく、かつ、第３部品を用いずに、第１板状部材と第２板状部材とを仮止めすることができる。

さらに、請求項９に記載の発明では、組み付け工程は、重ね合わせ工程と係合工程との間に、第１、第２爪部（３３ａ、３３ｂ）のうち接合工程で下側に位置する一方（３３ａ）に対して、第２板状部材（１８）の端部を寄せる工程を有することを特徴としている。これにより、接合工程における第１板状部材（１７）と第２板状部材（１８）との位置ズレを抑制できる。

さらに、請求項１０に記載の発明では、第１板状部材（１７）と第２板状部材（１８）とを用意する工程は、表面にろう材層を有するとともに板厚が均一の金属板材を用いて、第１、第２爪部（３３ａ、３３ｂ）を有する所定形状の第１板状部材（１７）を形成する工程と、第１板状部材（１７）を形成する工程の後、第１、第２爪部（３３ａ、３３ｂ）の一方（３３ａ）に対してプレス加工を施すことにより、第１、第２爪部（３３ａ、３３ｂ）の一方の板厚を、第１板状部材（１７）の第１、第２爪部（３３ａ、３３ｂ）以外の部分の板厚よりも薄くする工程とを有することを特徴としている。これによれば、ろう付けによる接合時において、ろう材の流出量を低減でき、第１、第２爪部で保持しているブラケットの重力方向での移動を抑制できるので、接合時における第１板状部材（１７）と第２板状部材（１８）との位置ズレを抑制できる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した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ものである。

（第１実施形態）
図１に、本発明の第１実施形態における熱交換器の正面図を示す。図１中の上下左右の各矢印は、車両搭載状態における上下左右の各方向を示している。本実施形態は、本発明の熱交換器を凝縮器１０に適用したものである。

本実施形態の凝縮器１０は、冷媒を空気と熱交換させて過冷却域まで冷却する、いわゆるサブクールコンデンサであり、図１に示すように、複数のチューブ１１およびフィン１２からなる熱交換コア部１３と、熱交換コア部１３の左右両端部に組み付け配置される第１、第２ヘッダタンク１４、１５と、第２ヘッダタンク１５の外側（コア部１３の反対側）に配置される受液器（モジュレータ）１６と、第１ヘッダタンク１４の上端に設けられたキャップ１７と、キャップ１７に接合されたブラケット１８とを備えている。これらの凝縮器１０の各構成部品はアルミニウムもしくはアルミ合金等の金属により構成されている。

チューブ１１は冷媒が流れる扁平状の管であり、その長径方向が空気流れ方向（紙面垂直方向）と一致するとともに、その長手方向が水平方向に一致するように上下方向に複数本平行に配置されている。フィン１２は、波状に成形され、複数本のチューブ１１間において、チューブ１１の両扁平面に接合されており、このフィン１２により空気との伝熱面積を増大させて熱媒体と空気との熱交換を促進している。

また、最上部に位置するチューブ１１の上側に第１サイドプレート１９が配置されており、最下部に位置するチューブ１１の下側に第２サイドプレート２０が配置されている。

第１、第２ヘッダタンク１４、１５は、管状部品であって、チューブ１１の長手方向両端部（図１の左右端部）にてチューブ１１の長手方向と直交する方向（図１の上下方向）に延びて複数のチューブ１１と連通するものである。第１、第２ヘッダタンク１４、１５としては、例えば、チューブ１１が挿入接合されるコアプレートと、コアプレートとともにタンク内空間を構成するタンク本体部とを有する構成のものや、押し出し成形により略円筒形状に形成されたものが採用可能である。

キャップ１７は、第１ヘッダタンク１４の端部の開口部を塞ぐものであって、管状部品の一部をなすものであり、ブラケット１８は、車体、ラジエータ、冷媒配管等の相手側構造体と凝縮器１０との固定のためのものである。このブラケット１８によって、凝縮器１０が車体に取り付けられたり、凝縮器１０がラジエータと締結されたり、凝縮器１０に冷媒配管が固定されたりする。なお、第２ヘッダタンク１５の両端部もしくは一端部にも図示しないキャップが設けられており、第２ヘッダタンク１５もしくは受液器１６にも図示しないブラケットが設けられている。

ここで、図２（ａ）に図１中の領域Ａ１の拡大図を示し、図２（ｂ）に図１中上側から見た図１中の領域Ａ１部分の上面図を示す。また、図３に図１中左側から見た図１中の領域Ａ１部分の側面図を示し、図４に図２（ｂ）中のＩＶ−ＩＶ線断面図を示す。また、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のそれぞれに、図１中のキャップ１７のみの第１側面図、上面図、第２側面図を示し、図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のそれぞれに、図１中のブラケット１８のみの第１側面図、上面図、第２側面図を示す。なお、図５に示すキャップ１７は組み付け前の状態を示している。

キャップ１７は、例えば、金属材が平板状に加工されたものであり、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、第１ヘッダタンク１４に対向する部分であるキャップ部１７ａと、サイドプレート１９に対向する部分１７ｂとを有している。

図２（ａ）に示すように、キャップ部１７ａの第１ヘッダタンク１４側の面（下面）が第１ヘッダタンク１４と接合しており、キャップ部１７ａのブラケット１８側の面（上面）がブラケット１８と接合している。したがって、キャップ部１７ａが第１ヘッダタンク１４と接合されるキャップ側接合部である。

キャップ部１７ａは、図２（ａ）、（ｂ）、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、第１ヘッダタンク１４側に突出した凸形状部３１と、その周辺の周辺部３２とを有する。凸形状部３１は、キャップ部１７ａの第１ヘッダタンク１４側とは反対側の面のうち凸形状部３１に対応する部分が窪むことで形成されている。この凸形状部３１が第１ヘッダタンク１４の上端開口部に嵌め込まれている。また、周辺部３２は、平板状であり、第１ヘッダタンク１４、ブラケット１８との接合箇所である。

ブラケット１８は、図２（ａ）、図６（ａ）に示すように、キャップ１７に接合される平板状の接合部１８ａと、接合部４１以外の部位であって相手側構造体に取り付けられる平板状の取付部１８ｂとを有している。接合部１８ａは、第１ヘッダタンク１４の長手方向に略直交しており、取付部１８ｂは、第１ヘッダタンク１４の長手方向に略平行であって、チューブ１１の長手方向に略直交している。

接合部１８ａは、図２（ｂ）、図６（ｂ）に示すように、例えば、略長方形であり、キャップ部１７ａと同等以上の広さを有している。

取付部１８ｂは、図３、図６（ｃ）に示すように、相手側構造体に取り付けるためのネジが挿入される取付穴４１が設けられている。この取付部１８ｂは、例えば、略台形であり、図中の上下方向、すなわち、第１ヘッダタンク１４の長手方向で対向する一対の辺４２、４３が平行であって、図中の左右方向、すなわち、熱交換コア部１３のコア面に対して垂直な方向で対向する一対の辺４４、４５は平行でなく、一方の辺４４は、第１ヘッダタンク１４の長手方向に対して平行であり、他方の辺４５は第１ヘッダタンク１４の長手方向に対して傾斜している。この斜辺４５が、組み付け後の凝縮器１０を炉内に設置した際に、取付部１８ｂの最下端（底辺）となる。

また、ブラケット１８とキャップ１７との位置関係については、図２（ｂ）に示すように、ブラケット１８の接合部１８ａの一端（図中上端）の位置とキャップ１７の一端（図中上端）の位置とが、図２（ｂ）の図中上下方向、すなわち、熱交換コア部１３のコア面に対して垂直な方向で一致している。これは、組み付け後の凝縮器１０を炉内に設置する際に、ブラケット１８の一端とキャップ１７の一端とが揃えられている側を下側とするからである。

また、キャップ１７は、凝縮器１０の組み付け時における固定のための７つの爪部を有している。第１、第２爪部３３ａ、３３ｂは、キャップ１７とブラケット１８とを固定するためのものであり、第３、第４、第５爪部３４ａ、３４ｂ、３４ｃは、キャップ１７と第１ヘッダタンク１４とを固定するためのものであり、第６、第７爪部３５ａ、３５ｂは、キャップ１７とサイドプレート１９とを固定するためのものである。

第１、第２爪部３３ａ、３３ｂは、キャップ部１７ａのうち図２（ｂ）、図５（ｂ）の上下方向、すなわち、熱交換コア部１３のコア面に略直交する方向（図１の紙面垂直方向）での両端に配置されている。なお、コア面とは、熱交換コア部１３の表面であって、チューブ１１の長手方向と、複数のチューブ１１の積層方向とを含む平面を意味する。

第１、第２爪部３３ａ、３３ｂは、図２（ｂ）、図３に示すように、図中上側、すなわち、キャップ１７からブラケット１８側に延びている。第１、第２爪部３３ａ、３３ｂは、図５（ａ）、（ｃ）に示すように、組み付け前の状態では、キャップ１７のキャップ部１７ａに対して略直交する方向に長い直方体形状となっている。

そして、キャップ１７とブラケット１８とが接合された状態では、図２（ｂ）、図４に示すように、第１爪部３３ａがブラケット１８の接合部１８ａの端部に設けられた凹部４６に位置し、第２爪部３３ｂがブラケット１８の接合部１８ａの中央付近に設けられた穴部４７に挿入されており、第１、第２爪部３３ａ、３３ｂの先端部３６ａ、３６ｂが互いに向かい合う側に折り曲げられ、カシメられている。

これらの先端部３６ａ、３６ｂは、ブラケット１８のキャップ１７側の第１面とは反対側の第２面上に位置しており、ブラケット１８（接合部１８ａ）の表面に平行である。これらの先端部３６ａ、３６ｂが第１、第２爪部の変形部を構成している。第１、第２爪部３３ａ、３３ｂの変形部３６ａ、３６ｂがブラケット１８に引っ掛かることで、ブラケット１８がキャップ１７に対して全方向に移動不能に位置決めされ係合した状態にある。この係合状態は、後述する製造工程におけるキャップ１７とブラケット１８との仮止め（仮固定）に必要な強度、ブラケット１８がキャップ１７から脱落しない程度の強度を有している。このように第１、第２爪部３３ａ、３３ｂによって互いに係合した状態で、キャップ１７とブラケット１８とが、ろう付け接合されており、強固に固定されている。

ここで、ブラケット１８に設けられた凹部４６と穴部４７について説明すると、図５（ｂ）、図６（ｂ）に示すように、凹部４６は、キャップ１７の第１爪部３３ａに対応する位置に配置されており、ブラケット１８の接合面１８ａの端部から中央側に向かって凹んだ部分である。凹部４６は、第１爪部３３ａの外形に沿った形状であって、凹部４６の幅４６ａは第１爪部３３ａの幅３７と略同等である。また、穴部４７は、キャップ１７の第２爪部３３ｂに対応する位置に配置されている。穴部４７は、対向する凹部４６側での開口幅４７ａが第２爪部３３ｂの幅３８と略同等であり、凹部４６から離れた側での開口幅４７ｂは第２爪部３３ｂの幅３８よりも大きくなっている。本実施形態の穴部４７は、凹部４６から離れるにつれて開口幅が徐々に大きくなるテーパ形状となっている。なお、ここでいう幅、開口幅とは、チューブ１１の長手方向と平行な方向での寸法である。これらの凹部４６と穴部４７とによって第１、第２爪部３３ａ、３３ｂが位置決めされているので、キャップ１７とブラケット１８とは、特に、図２（ｂ）中の左右方向、すなわち、チューブ１１の長手方向と平行な方向に移動不動に位置決めされた状態となっている。

一方、第３、第４、第５爪部３４ａ、３４ｂ、３４ｃおよび第６、第７爪部３５ａ、３５ｂは、図２（ａ）、図３、図５（ａ）、（ｃ）に示すように、第１、第２爪部３３ａ、３３ｂとは反対側、すなわち、第１ヘッダタンク１４側に延びている。第３、第４、第５爪部３４ａ、３４ｂ、３４ｃおよび第６、第７爪部３５ａ、３５ｂにおいても、図示しないが、先端側が折り曲げられることで、キャップ１７が第１ヘッダタンク１４およびサイドプレート１９と係合しており、この状態でキャップ１７が第１ヘッダタンク１４およびサイドプレート１９とろう付けされている。なお、第３爪部３４ａは、図２（ｂ）、図５（ｂ）に示すように、サイドプレート１９に対向する部分１７ｂに設けられた穴部の端に設けられている。

また、図１に示すように、第１ヘッダタンク１４の上端側部位には冷媒入口部２１が設けられ、第１ヘッダタンク１４の下端側部位には冷媒出口部２２が設けられている。第１ヘッダタンク１４内部の下側寄りの位置には、仕切板２３が配置されている。また、第２ヘッダタンク１５内部には仕切板２４が、第１ヘッダタンク１４の仕切板２３と同一高さに配置されている。

熱交換コア部１３のうち第１、第２ヘッダタンク１４、１５の仕切板２３、２４よりも上方側の部位は、冷媒入口部２１から流入した気相冷媒と空気とを熱交換させて、冷媒を凝縮させる凝縮部２５を構成している。熱交換コア部１３のうち凝縮部２５の下方側の部位は、液相冷媒と空気とを熱交換させて液相冷媒を冷却する過冷却部２６を構成している。このように、熱交換コア部１３は熱交換流体としての冷媒と空気との間の熱交換を行う部分である。

受液器１６は、気相冷媒と液相冷媒を分離して液相冷媒を溜めるものであり、上下方向に延びる略円筒形状である。

上記した構成の凝縮器１０では、以下のように冷媒が流れる。すなわち、冷媒入口部２１から第１ヘッダタンク１４の上方側空間に流入した気相冷媒は、凝縮部２５を第１ヘッダタンク１４側から第２ヘッダタンク１５側へと一方向に流れて空気と熱交換して凝縮する。そして、凝縮部２５で凝縮された冷媒は第２ヘッダタンク１５の上方側空間に集合した後に、矢印ａのように受液器１６に流入する。受液器１６で溜まった液相冷媒は、矢印ｂのように第２ヘッダタンク１５の下方側空間に流入し、過冷却部２６を第２ヘッダタンク１５側から第１ヘッダタンク１４側へと一方向に流れて空気と熱交換して冷却される。過冷却部２６で冷却された冷媒は、第１ヘッダタンク１４の下方側空間に集合した後に冷媒出口部２２から流出する。

次に、上記した構成の凝縮器１０の製造方法を説明する。

まず、凝縮器１０の各構成部品であるチューブ１１、フィン１２、第１、第２ヘッダタンク１４、１５、受液器１６、キャップ１７およびブラケット１８等を製造する。これらのうち、キャップ１７およびブラケット１８を、例えば、プレス成形等により製造する。キャップ１７およびブラケット１８を両面にろう材をクラッドする３層材構造のアルミ合金で構成する。なお、ブラケット１８は、高い強度が要求されるため、芯材にＭｇを含有するアルミ合金で構成されることが好ましく、本実施形態では、ブラケット１７を構成するアルミ合金板を、芯材部のＭｇがろう付中に悪影響を及ぼさないように、両面にろう材をクラッドする３層材構造とすることで、Ｍｇの飛散を防止する構造としている。

そして、凝縮器１０の各構成部品を組み付けた後、各構成部品同士を仮止めする。その後、組み付け後の凝縮器１０を、図１に示す凝縮器１０の紙面奥側を下側とし、すなわち、熱交換コア部１３のコア面に対して略垂直な方向を上下方向として炉内に設置して、熱処理することで凝縮器１０を一体ろう付けする。

ここで、キャップ１７とブラケット１８との仮止め方法について説明する。図７（ａ）〜（ｃ）に仮止めの各工程を示す。また、図８に仮止めした状態のキャップ１７とブラケット１８の断面図を示す。図８の上下方向はろう付け時の上下方向と一致しており、図８は図４に対して上下逆さに図示している。

まず、キャップ１７とブラケット１８とを組み付ける。このとき、キャップ１７の第１、第２爪部３３ａ、３３ｂ（図５参照）を、ブラケット１８の凹部４６、穴部４７（図６参照）に位置合わせして、キャップ１７（キャップ部１７ａ）とブラケット１８との接合箇所を重ね合わせる。

そして、図７（ａ）に示すように、第１、第２爪部３３ａ、３３ｂのろう付け姿勢で下側となる方、すなわち、第１爪部３３ａにブラケット１８の端部を寄せて接触させる。

次いで、図７（ｂ）に示すように、図中左右方向に向かって、直線状に延びる第１、第２爪部３３ａ、３３ｂの先端部３６ａ、３６ｂにカシメパンチ５１を押し当てて、先端部３６ａ、３６ｂを内側に折り曲げる。このとき、カシメパンチ５１の押し当て方向は、ブラケット１８に対して略平行な方向であって、第１、第２爪部３３ａ、３３ｂに対して略垂直な方向である。

次いで、図７（ｃ）に示すように、図中下方向に向かって、カシメパンチ５２を第１、第２爪部３３ａ、３３ｂの先端部３６ａ、３６ｂに押し当てて、先端部３６ａ、３６ｂを押し潰す。このとき、カシメパンチ５２の押し当て方向は、ブラケット１８に対して略垂直な方向である。

このようにして、図８に示すように、第１、第２爪部３３ａ、３３ｂのうち、ろう付け姿勢で下側になる第１爪部３３ａにブラケット１８を寄せた状態で、キャップ１７とブラケット１８とをカシメ固定する。これにより、キャップ１７とブラケット１８とを組み付けた後であって、ろう付け前およびろう付け中のキャップ１７とブラケット１８との保持が可能となる。なお、図８に示すように、キャップ１７およびブラケット１８は、上記の通り、芯材６１、６４の両表面にろう材６２、６３、６５、６６がクラッドされたアルミ合金が用いられている。

ここで、上記した図７（ａ）に示す工程を省略して仮止めした場合のキャップ１７とブラケット１８の断面図を図９（ａ）に示し、その状態でろう付けしたときのキャップ１７とブラケット１８の断面図を図９（ｂ）に示す。

図９（ａ）に示すように、図７（ａ）に示す工程を省略し、ブラケット１８を第１爪部３３ａに寄せずに、図７（ｂ）、（ｃ）に示すように、単に、第１、第２爪部３３ａ、３３ｂをかしめることも可能であるが、この場合、以下の通り、図９（ｂ）に示すように、ろう付け後にキャップ１７とブラケット１８との位置ズレが生じる恐れがある。

この位置ズレが発生する理由を説明する。図１０に図９（ａ）中の第１、第２爪部３３ａ、３３ｂ付近の拡大図を示し、図１１に図８中の第１、第２爪部３３ａ、３３ｂ付近の拡大図を示す。ブラケット１８を片寄せしない場合では、カシメ後の状態において、図９（ａ）、図１０に示すように、第１、第２爪部３３ａ、３３ｂのうち下側に位置する第１爪部３３ａとブラケット１８との間に隙間が生じる。このため、キャップ１７およびブラケット１８の表面のろう材６２、６３、６５、６６が溶融した際に、図１０中の下向き矢印のように、ブラケット１８（芯材６４）が重力で下がり、上側の第２爪部３３ｂにおけるブラケット１８の支持箇所（第２爪部３３ｂに対して力が加わる点）が、第２爪部３３ｂの根元側から先端側に変位するので、第２爪部３３ｂの保持力が低下して、図１０の横向き矢印のように、第２爪部３３ｂがブラケット１８に押し広げられて、キャップ１７とブラケット１８との位置ズレが発生してしまう。

これに対して、本実施形態のように、図７（ａ）に示す工程でブラケット１８を片寄せした場合では、図１１中の破線で示すように、ろう材６２、６３、６５、６６が溶融してもブラケット１８（芯材６４）の下がり量を少なくできるので、ろう付け時のキャップ１７とブラケット１８との位置ズレを抑制できる。

さらに、本実施形態では、図８に示すように、第１、第２爪部３３ａ、３３ｂの板厚を接合部１７ａ（キャップ１７のうち第１、第２爪部３３ａ、３３ｂを除く部分）の板厚よりも薄くしている。これは、例えば、全体が同じ板厚であるキャップ１７に対して、第１、第２爪部３３ａ、３３ｂのみをプレス等することで実現されるものである。このようにして、本実施形態では、第１爪部３３ａのろう材層６２、６３を接合部１７ａのろう材層６２、６３よりも薄くすることで、ろう付け時におけるろう材の流出量を最小限に留めることができる。この結果、ブラケット１８の下がり量を低減でき、ろう付け時のキャップ１７とブラケット１８との位置ズレを抑制できる。

上記の説明の通り、本実施形態では、キャップ１７に第１、第２爪部３３ａ、３３ｂを設けたので、発明が解決しようとする課題の欄に記載の第３部品を省略でき、さらに、キャップ１７に穴を形成していないので、第１ヘッダタンク１４内を流れる冷媒の洩れの発生を回避できる。

また、本実施形態では、ブラケット１８に設けられた穴部４７は、対向する凹部４６側での開口幅４７ａが第２爪部３３ｂの幅３８と略同等であり、凹部４６から離れた側での開口幅４７ｂは第２爪部３３ｂの幅３８よりも大きなテーパ形状となっている。

ここで、穴部４７の形状を、チューブ１１の長手方向での寸法が均一であって、第２爪部３３ｂの幅３８と略同等である矩形形状としても良いが、本実施形態では、凹部４６から離れた側での開口幅４７ｂを第２爪部３３ｂの幅３８よりも大きくしているので、キャップ１７とブラケット１８との組み付け時に第２爪部３３ｂを穴部４７へ容易に挿入できる。なお、本実施形態では、穴部４７のみテーパ形状としたが、凹部４６を同様のテーパ形状としても良い。

また、本実施形態では、凝縮器１０の一体ろう付け時の姿勢において、ブラケット１８の取付部１８ｂの最下端となる辺が水平ではなく傾斜するように、ブラケット１８の取付部１８ｂの形状を略台形、すなわち、ブラケット１８の取付部１８ｂのうち、コア面に対して略直交する方向で向かい合う二辺４４、４５の一方４５を、第１ヘッダタンク１４の長手方向に対して傾斜させている。

ここで、凝縮器１０の一体ろう付け時の姿勢において、ブラケット１８の取付部１８ｂの最下端となる辺が水平である場合、溶融したろう材が取付部１８ｂの最下端となる辺周辺に溜まってしまう。この場合、その溜まったろう材が取付穴４１に取り付けられるボルト、座金等の締結部材に干渉するという問題が生じる。

これに対して、本実施形態によれば、取付部１８ｂの最下端となる辺が傾斜しているので、ろう材が溶融した際に、傾斜している辺の両端部のうち低い側に溶融したろう材を流すことができ、取付部１８ｂの最下端となる辺４５に余分なろう材が残ることを防止できる。

（第２実施形態）
図１２に、本実施形態におけるキャップ１７とブラケット１８との仮止め工程の一部を示す。第１実施形態では、キャップ１７とブラケット１８との仮止め工程において、図７（ｂ）に示す第１、第２爪部３３ａの曲げ工程と、図７（ｃ）に示す先端部３６ａ、３６ｂの押し潰し工程を別々に行っていたが、本実施形態では、これらの工程を同時に行う。

具体的には、図１２に示すように、第１、第２爪部３３ａ、３３ｂに対するカシメパンチ５３の押し当て方向を、図中上下左右方向に斜めの方向、すなわち、ブラケット１８に対して斜めの方向とする。このようにして、第１、第２爪部３３ａの先端部３６ａ、３６ｂの曲げと押し潰しを同時に行うことも可能である。

（第３実施形態）
図１３に、本実施形態におけるキャップ１７とブラケット１８の断面図を示す。図１３は、図２（ｂ）中のＩＶ−ＩＶ線断面図に相当する。

第１実施形態では、第１、第２爪部３３ａ、３３ｂの先端に変形部３６ａ、３６ｂを設けていたが、本実施形態では、図１３に示すように、第１、第２爪部３３ａ、３３ｂの先端に引っ掛かり部７１ａ、７１ｂを設けている。この引っ掛かり部７１ａ、７１ｂは、第１、第２爪部３３ａ、３３ｂの延伸方向に対して交差する方向に突出した形状であり、組み付け後に第１、第２爪部３３ａ、３３ｂの先端が曲げられて形成されるものではなく、キャップ部品の製造時に形成されるものである。

キャップ１７（キャップ部１７ａ）とブラケット１８とを重ね合わせたときに、キャップ１７がブラケット１８から離れる方向に対して、この引っ掛かり部７１ａ、７１ｂがブラケット１８に引っ掛かることで、キャップ１７とブラケット１８とが係合している。

本実施形態では、第１、第２爪部３３ａ、３３ｂの先端に引っ掛かり部７１ａ、７１ｂを予め設けることによって、キャップ１７とブラケット１８とを重ね合わせた際に、第１、第２爪部３３ａ、３３ｂの先端を変形させることなく、キャップ１７とブラケット１８との仮止めも完了する。これにより、本実施形態によれば、第１、第２爪部３３ａ、３３ｂの先端側を変形させるカシメの工程が不要なので、第１、第２実施形態と比較して、組み付け工程を簡略化できる。

（第４実施形態）
上記した各実施形態では、キャップ１７とブラケット１８との仮止め構造として、キャップ１７に設けた第１、第２爪部３３ａ、３３ｂをブラケット１８に引っ掛ける構造を採用していたが、第１、第２爪部３３ａ、３３ｂの代わりに、凸形状部をキャップ１７に設け、この凸形状部が圧入される被圧入部をブラケット１８に設け、両者を嵌合させる構造を採用しても良い。

キャップ１７に設ける凸形状部の形成方法としては、上記した第１、第２爪部３３ａ、３３ｂと同様に、キャップ１７からブラケット１８に向かって延びるように板材を加工したり、板材の片側の面の一部を凹ませて他方側の面の一部を膨らませたりする方法が採用可能である。

一方、ブラケット１８に設ける被圧入部は、キャップ１７の凸形状部に対応した形状であって、ブラケット１８を貫通する貫通穴もしくは貫通していない凹部である。貫通穴もしくは凹部は、キャップ１７の凸形状部が圧入されて嵌合するように、キャップ１７の凸形状部よりも若干小さいものである。

本実施形態では、上記したキャップ１７の凸形状部をブラケット１８の被圧入部に圧入して、凸形状部が被圧入部にかたく嵌った状態として、キャップ１７とブラケット１８とを接合するようにしている。

これによれば、キャップ１７とブラケット１８との組み付け時では、凸形状部を圧入するだけで、キャップ１７とブラケット１８とを仮止めすることができ、カシメの工程が不要なので、第１実施形態と比較して、組み付け工程を簡略化できる。

（他の実施形態）
（１）第１実施形態では、図２（ｂ）に示すように、ブラケット１８に第２爪部３３ｂが挿入される穴部４７を設けていたが、必ずしも穴部４７を設けなくても良い。例えば、ブラケット１８の接合部１８ａがキャップ１７のキャップ部１７ａと同等の形状であれば、穴部４７の代わりに、第１爪部３３ａを受ける凹部４６と同等の凹部を設ければ良い。また、凹部を省略しても良い。

（２）第１実施形態では、キャップ１７とブラケット１８との仮止めのために、キャップ１７に第１、第２爪部３３ａ、３３ｂを設けていたが、単に、仮止めするという観点では、爪部の数は１つでも３つ以上でも良い。

（３）上記した各実施形態では、キャップ１７とブラケット１８との接合方法として、凝縮器１０全体を一度にろう付けする一体ろう付けを採用していたいが、一体ろう付けに限らず、単に、キャップ１７とブラケット１８同士をろう付けする方法、例えば、トーチろう付け等を採用しても良い。また、ろう付けに限らず、溶接等の他の接合方法を採用しても良い。

（４）上記した各実施形態では、キャップ１７とブラケット１８との接合について説明していたが、他の部材同士の接合においても、本発明は適用可能である。キャップ１７以外の部材としては、例えば、第１、第２ヘッダタンク１４、１５が複数の板状部材の端部同士が接合されて構成されている場合における第１、第２ヘッダタンク１４、１５を構成する板状部材（第１板状部材）が挙げられる。要するに、本発明は、管状部品の一部をなす第１板状部材とこの第１板状部材の外面に接合される第２板状部材との接合に適用可能である。

本発明の第１実施形態における凝縮器１０の正面図である。 （ａ）は図１中の領域Ａ１部分の拡大図であり、（ｂ）は領域Ａ１部分の上面図である。 図１中の領域Ａ１部分を図１中左側から見たときの側面図である。 図２（ｂ）中のＩＶ−ＩＶ線断面図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ、図１中のキャップ１７のみの第１側面図、上面図、第２側面図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ、図１中のブラケット１８のみの第１側面図、上面図、第２側面図である。 キャップ１７とブラケット１８との仮止め工程を示す断面図である。 仮止めした状態のキャップ１７とブラケット１８の断面図である。 （ａ）は図７（ａ）に示す工程を省略して仮止めした場合の仮止め後のキャップ１７とブラケット１８の断面図であり、（ｂ）はその状態でろう付けしたときのキャップ１７とブラケット１８の断面図である。 図９（ａ）中の第１、第２爪部３３ａ、３３ｂ付近の拡大図である。 図８中の第１、第２爪部３３ａ、３３ｂ付近の拡大図である。 第２実施形態におけるキャップ１７とブラケット１８との仮止め工程の一部を示す断面図である。 第３実施形態におけるキャップ１７とブラケット１８の断面図である。

符号の説明

１７ キャップ
１８ ブラケット
３３ａ 第１爪部
３３ｂ 第２爪部
３６ａ 変形部
３６ｂ 変形部

Claims (10)

1. 熱交換コア部（１３）に流れる熱交換流体の流路を構成する管状部品（１４）と、
   前記管状部品（１４）の一部をなす第１板状部材（１７）の外面に接合された第２板状部材（１８）とを備える熱交換器において、
   前記第１板状部材（１７）は、前記第１板状部材（１７）に対して一体に形成され、前記第２板状部材（１８）の前記第１板状部材と接合する第１面とは反対側の第２面上に先端が到達する長さの爪部（３３ａ、３３ｂ）を有し、
   前記爪部（３３ａ、３３ｂ）の先端側に、前記第２面上で変形された変形部（３６ａ、３６ｂ）が設けられており、
   前記第１板状部材（１７）と前記第２板状部材（１８）とは、前記変形部（３６ａ、３６ｂ）によって係合した状態で接合されていることを特徴とする熱交換器。
2. 前記第２板状部材（１８）は、前記爪部（３３ａ、３３ｂ）の外形に沿った形状であって、前記第２板状部材（１８）の端部から内側に凹んだ凹部（４６）もしくは前記第２板状部材（１８）を貫通する穴部（４７）を有し、
   前記凹部（４６）もしくは前記穴部（４７）に前記爪部（３３ａ、３３ｂ）が位置していることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
3. 前記凹部（４６）もしくは前記穴部（４７）は、幅寸法が前記爪部（３３ａ、３３ｂ）の外形寸法と同等である部分（４７ａ）と、幅寸法が前記爪部（３３ａ、３３ｂ）の外形寸法よりも大きな部分（４７ｂ）とを有していることを特徴とする請求項２に記載の熱交換器。
4. 熱交換コア部（１３）に流れる熱交換流体の流路を構成する管状部品（１４）と、
   前記管状部品（１４）の一部をなす第１板状部材（１７）の外面に接合された第２板状部材（１８）とを備える熱交換器において、
   前記第１板状部材（１７）は、前記第１板状部材（１７）と一体に形成され、前記第２板状部材（１８）の前記第１板状部材と接合する第１面とは反対側の第２面上に先端が到達する長さの爪部（３３ａ、３３ｂ）を有し、
   前記爪部（３３ａ、３３ｂ）の先端側には、前記第１板状部材（１７）が前記第２板状部材（１８）から離れる方向に対して前記第２板状部材（１８）に引っ掛かる形状の引っ掛かり部（７１ａ、７１ｂ）が設けられており、
   前記第１板状部材（１７）と前記第２板状部材（１８）とは、前記引っ掛かり部（７１ａ、７１ｂ）によって係合した状態で接合されていることを特徴とする熱交換器。
5. 熱交換コア部（１３）に流れる熱交換流体の流路を構成する管状部品（１４）と、
   前記管状部品（１４）の一部をなす第１板状部材（１７）の外面に接合された第２板状部材（１８）とを備える熱交換器において、
   前記第１板状部材（１７）は、前記第１板状部材（１７）に一体に形成された凸形状部を有し、
   前記第２板状部材（１８）は、前記凸形状部が圧入される被圧入部を有し、
   前記第１板状部材（１７）と前記第２板状部材（１８）とは、前記凸形状部と前記被圧入部とが嵌合した状態で接合されていることを特徴とする熱交換器。
6. 前記第１板状部材は、前記管状部品（１４）の開口部を塞ぐキャップ（１７）であり、
   前記第２板状部材は、前記熱交換器を相手側構造体に取り付けるためのブラケット（１８）であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の熱交換器。
7. 前記ブラケット（１８）は、前記キャップ（１７）に接合される接合部（１８ａ）と、前記相手側構造体に取り付けるための取付穴（４１）が形成された平板形状の取付部（１８ｂ）とを有し、
   前記取付部（１８ｂ）は、前記熱交換コア部（１３）のコア面に対して略直交する四辺形形状であり、前記コア面に対して略直交する方向で向かい合う二辺（４４、４５）の一方（４５）は前記コア面に対して傾斜していることを特徴とする請求項６に記載の熱交換器。
8. 熱交換コア部（１３）に流れる熱交換流体の流路を構成する管状部品（１４）と、前記管状部品（１４）の一部をなす第１板状部材（１７）の外面に接合された第２板状部材（１８）とを備える熱交換器の製造方法において、
   前記第１板状部材（１７）と前記第２板状部材（１８）とを用意する工程と、
   前記第１板状部材（１７）と前記第２板状部材（１８）とを組み付ける組み付け工程と、
   組み付け後の前記第１板状部材（１７）と前記第２板状部材（１８）とを接合する接合工程とを有し、
   前記第１板状部材（１７）と前記第２板状部材（１８）とを用意する工程では、前記第１板状部材（１７）に対して一体に形成され、前記第１板状部材（１７）と前記第２板状部材（１８）とを組み付けたときに、前記第２板状部材（１８）の前記第１板状部材（１７）と接触する第１面とは反対側の第２面上に先端が到達する長さである第１、第２爪部（３３ａ、３３ｂ）を備え、当該第１、第２爪部（３３ａ、３３ｂ）が前記第１板状部材（１７）の端部であって互いに対向する位置に配置されている前記第１板状部材（１７）を用意し、
   前記組み付け工程では、
   前記第１板状部材（１７）と前記第２板状部材（１８）とを重ね合わせる重ね合わせ工程と、
   前記重ね合わせ工程の後、前記第２板状部材（１８）の前記第２面上に存在する前記第１、第２爪部（３３ａ、３３ｂ）の先端部を変形させことによって、前記第１板状部材（１７）と前記第２板状部材（１８）とを係合させる係合工程とを有し、
   前記接合工程では、前記第１、第２爪部（３３ａ、３３ｂ）の並び方向を上下方向として、前記第１板状部材（１７）と前記第２板状部材（１８）とを設置した状態で接合することを特徴とする熱交換器の製造方法。
9. 前記組み付け工程は、前記重ね合わせ工程と前記係合工程との間に、前記第１、第２爪部（３３ａ、３３ｂ）のうち前記接合工程で下側に位置する一方（３３ａ）に対して、前記第２板状部材（１８）の端部を寄せる工程を有することを特徴とする請求項８に記載の熱交換器の製造方法。
10. 前記第１板状部材（１７）と前記第２板状部材（１８）とを用意する工程は、
    表面にろう材層を有するとともに板厚が均一の金属板材を用いて、前記第１、第２爪部（３３ａ、３３ｂ）を有する所定形状の前記第１板状部材（１７）を形成する工程と、
    前記第１板状部材（１７）を形成する工程の後、前記第１、第２爪部（３３ａ、３３ｂ）の前記一方に対してプレス加工を施すことにより、前記第１、第２爪部（３３ａ、３３ｂ）の前記一方（３３ａ）の板厚を、前記第１板状部材（１７）の前記第１、第２爪部（３３ａ、３３ｂ）以外の部分の板厚よりも薄くする工程とを有することを特徴とする請求項８または９に記載の熱交換器の製造方法。
    

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