JP3128953B2 - 熱交換器 - Google Patents

熱交換器

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JP3128953B2
JP3128953B2 JP04144172A JP14417292A JP3128953B2 JP 3128953 B2 JP3128953 B2 JP 3128953B2 JP 04144172 A JP04144172 A JP 04144172A JP 14417292 A JP14417292 A JP 14417292A JP 3128953 B2 JP3128953 B2 JP 3128953B2
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/001Casings in the form of plate-like arrangements; Frames enclosing a heat exchange core
    • F28F9/002Casings in the form of plate-like arrangements; Frames enclosing a heat exchange core with fastening means for other structures

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Details Of Heat-Exchange And Heat-Transfer (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は熱交換器に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、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。ブラケットは、図3に示すように、
断面形状が円形を成すヘッダ100の外周面に沿って半
円状に湾曲した形状を呈し、ブラケット101の中央部
(図中E点)で仮付けした後、一体ろう付けによってヘ
ッダ100の外周面に接合されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のブラ
ケットは、ろう付け面となる内周面がヘッダの外周面よ
り若干大きな曲率半径で形成されているため、ブラケッ
トの両端部がヘッダの外周面と密着せず、両者の間に浮
きが生じやすくなる。このため、ブラケットの端部でろ
う付け不良が生じ、車両の振動がブラケットに伝わるこ
とで、ヘッダとブラケットとのろう付け面が剥離した
り、ブラケットの破損を招く等の課題を有していた。本
発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的
は、ヘッダとブラケットとのろう付け性を改善して、ろ
う付け面の剥離およびブラケットの破損等を防止する熱
交換器の提供にある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、以下の技術的手段を採用する。 (請求項1の手段) ヘッダの外周面に取付け用のブラケットがろう付けされ
た熱交換器において、前記ヘッダは、少なくとも前記ブ
ラケットがろう付けされる外周面が一定の曲率半径で形
成された曲面で構成され、前記ブラケットは、半円状
に湾曲して、その内周面が前記ヘッダの曲率半径より若
干大きな曲率半径で形成された凹曲面で構成される湾曲
部と、この湾曲部の周方向の一端側に設けられた取付部
と、前記湾曲部の周方向他端側で内側へ突設する突設
部とを有し、前記湾曲部の周方向の中間部を前記ヘッダ
の外周面に密着させて前記湾曲部を弾性変形させること
で、前記突設部の先端が前記ヘッダの外周面に弾力を有
して押圧され、その反力によって前記湾曲部の中間部か
ら一端側までの内周面が前記ヘッダの外周面に密着され
る。 (請求項2の手段) 請求項1に記載した熱交換器において、 前記突設部の先
端を通って前記湾曲部の内周面に内接する内接円を描い
た時に、その内接円の半径が前記ヘッダの曲率半径より
若干小さくなるように前記突設部の高さが設定されてい
る。
【0005】
【作用】請求項1に記載した熱交換器は以下の作用を奏
する。 ブラケットは、湾曲部の周方向の中間部をヘッダ
の外周面に密着させて湾曲部を弾性変形させると、突設
部の先端がヘッダの外周面に弾力を有して押圧されるこ
とにより、その反力によって湾曲部の一端側がヘッダの
外周面に押圧されて、湾曲部の中間部から一端側までの
内周面がヘッダの外周面に密着される。 請求項2に記載
した熱交換器は以下の作用を奏する。ブラケットは、湾
曲部の内周面がヘッダの外周面より若干大きな曲率半径
を有するが、突設部の先端を通って湾曲部の内周面に内
接する内接円の半径がヘッダの曲率半径より若干小さく
なることから、湾曲部の内周面がヘッダの外周面に外接
するまでブラケット(湾曲部)をヘッダに押し当てるこ
とにより、湾曲部の両端側(取付部が設けられた一端側
と突設部が設けられた他端側)は、弾性変形を伴って半
径方向の外側に押し広げられることになる。この状態
で、湾曲部の両端部は、湾曲部の弾性力によってヘッダ
の外周面に押圧されるとともに、取付部が設けられた湾
曲部の一端側では、その内周面がヘッダの外周面に密着
される。
【0006】
【実施例】次に、本発明の熱交換器を車両用冷凍サイク
ルの冷媒凝縮器として使用した一実施例を図1および図
2を基に説明する。図1はヘッダとブラケットとの接合
状態を示す断面図(図2のA−A断面)、図2は冷媒凝
縮器の正面図である。本実施例の冷媒凝縮器1は、図2
に示すように、多数のチューブ2とフィン3とを交互に
積層し、その積層方向の両外側にサイドプレート4を配
置して成るコア部、このコア部の両端部で各チューブ2
と接続された一対のヘッダ5、6、冷媒を導入する入口
パイプ7、冷媒を導出する出口パイプ8、および取付け
用のブラケット9等より構成されている。チューブ2
は、アルミニウムを押出成型したものや、チューブ2内
にインナフィン(図示しない)を挿入してろう付けした
ものが使用され、いずれも内部に複数の冷媒通路(図示
しない)が形成されている。フィン3は、薄いアルミニ
ウム板を波状に加工したローラ成形品で、表面に熱交換
効率を高めるためのルーバ(図示しない)が形成されて
いる。
【0007】ヘッダ5、6は、分割タイプで、プレート
ヘッダ5a、6aとタンクヘッダ5b、6b、およびプ
レートヘッダ5a、6aとタンクヘッダ5b、6bとを
組み合わせて形成される筒体の両端開口部を塞ぐキャッ
プ5c、6cとから構成されている。このプレートヘッ
ダ5a、6a、タンクヘッダ5b、6b、およびキャッ
プ5c、6cは、表面にろう材がクラッドされたアルミ
ニウムのプレス成形品である。プレートヘッダ5a、6
aは、その断面形状が円弧状に湾曲し、側面には各チュ
ーブ2の端部が挿入される長孔(図示しない)が形成さ
れている。タンクヘッダ5b、6bは、断面半円形状を
呈し、その外周面が一定の曲率半径で形成された曲面で
構成されている。その周方向の両端部には、プレートヘ
ッダ5a、6aと組み合わされた際に、プレートヘッダ
5a、6aの端部を包み込むスカート部(図1にヘッダ
6側のスカート部6dを示す)が設けられている。この
プレートヘッダ5a、6aとタンクヘッダ5b、6bと
は、タンクヘッダ5b、6bのスカート部の内側に形成
される段差面にプレートヘッダ5a、6aの端面が当接
した状態で組み合わされ、スカート部の先端側をかしめ
ることにより固定されている。キャップ5c、6cは、
プレートヘッダ5a、6aとタンクヘッダ5b、6bと
で形成される筒体の内周側に嵌め込まれて筒体の開口部
を塞ぐように設けられている。各ヘッダ5、6は、それ
ぞれ2枚の仕切板10、11によって内部が区画され
て、長手方向(図1の上下方向)に上部より第1室50
a、60a、第2室50b、60b、第3室50c、6
0cが形成されている。なお、各ヘッダ5、6の仕切板
10、11は、それぞれ交互に異なる位置に設けられて
いる。
【0008】入口パイプ7は、一方(図2の右側)のヘ
ッダ5の第3室50cと連通して、一方のヘッダ5の側
面にろう付けにより接続され、冷媒配管(図示しない)
を介して冷媒圧縮機(図示しない)の入口ポートに連絡
されている。出口パイプ8は、他方のヘッダ6の第1室
60aと連通して、他方のヘッダ6の側面にろう付けに
より接続され、冷媒配管を介してレシーバ(図示しな
い)の入口配管に連絡されている。入口パイプ7より流
入した冷媒は、両ヘッダ5、6間を適宜Uターンしなが
ら、各チューブ2内の冷媒通路を流れる際に、冷媒凝縮
器1に送風される冷却風との熱交換によって凝縮液化さ
れ、出口パイプ8より流出する。
【0009】ブラケット9は、他方のヘッダ6側でタン
クヘッダ6bの外周面にろう付け接合され、ビス(図示
しない)によって車体側へ固定されている。このブラケ
ット9は、ビス孔90が設けられた取付部9aと、半円
状に湾曲した湾曲部9bとから成る。湾曲部9bは、ろ
う付け面となる内周面がタンクヘッダ6bの曲率半径よ
り若干大きな曲率半径で形成された曲面で構成され、
周方向の取付部9aと反対側である他端部に、半径方向
内側へ突設するリブ9c(本発明の突設部)が一体に
設けられている。このリブ9cは、湾曲部9bの幅全体
に亘って設けられており、その突設するリブ9cの高さ
は、リブ9cの先端を通って湾曲部9bの内周面に内接
する内接円を描いた時に、その内接円の半径がタンクヘ
ッダ6bの曲率半径より若干小さくなるように設定され
ている(例えばブラケット9の板厚+0.2mm程
度)。つまり、タンクヘッダ6bの曲率半径は、湾曲部
9bの内周面を形成する曲率半径より小さく、リブ9c
の先端を通って湾曲部9bの内周面に内接する内接円の
半径より大きくなる。このブラケット9は、湾曲部9b
の周方向における中間部(図1中D点)にて、タンクヘ
ッダ6bの外周面に仮付けが行われた後、一体ろう付け
によってタンクヘッダ6bに接合されるが、その仮付け
状態のブラケット9は、湾曲部9bの一端部(取付部9
a側の端部)がタンクヘッダ6bの外周面に密着した状
態で、リブ9cが設けられた他端側が外側へ押し広げら
れることになる。このため、タンクヘッダ6bの外周面
に当接するリブ9cの先端(図1中B点)、およびタン
クヘッダ6bの外周面に密着する湾曲部9bの一端部
(図1中C点)では、タンクヘッダ6bに対して半径方
向に向かう弾性力が作用して圧着される。従って、ブラ
ケット9は、少なくとも湾曲部9bの一端部(C点)か
ら仮付けが行われる湾曲部9bの中間部(D点)までの
で、湾曲部9bの内周面がタンクヘッダ6bの外周面
に密着されることになる。
【0010】この結果、仮付け後の一体ろう付けによっ
て、リブ9cが設けられた湾曲部9bの他端部および図
1に示すC点からD点までの間では、湾曲部9bが確実
にタンクヘッダ6bの外周面にろう付けされることにな
る。このように、最もろう付け強度が必要とされる湾曲
部9bの一端部(C点)から湾曲部9bの中間部(D
点)までのろう付け性が改善されて、ボイドの発生を抑
えることができる。なお、中間部(D点)よりリブ9c
側では、タンクヘッダ6bの外周面との間に若干の隙間
が生じるため、ろう付け時にボイドの発生を伴うが、従
来のように浮きが生じる程のことはなく、強度上ほとん
ど問題はない。
【0011】〔変形例〕本実施例では、ブラケット9に
設けたリブ9cを湾曲部9bの幅全体に亘って設けた例
を示したが、ポイント状に突き出して設けても良い。ま
た、この場合リブ9cの数および長さ等は適宜設定する
ことができる。
【0012】
【発明の効果】本発明の熱交換器は、強度上最も必要な
部分のろう付け性を改善して、ヘッダとブラケットとの
確実なろう付け性を確保することができる。その結果、
車両の振動等に伴うろう付け面の剥離やブラケットの破
損等を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例に係るヘッダとブラケットとの接合状
態を示す断面図である。
【図2】本実施例に係る冷媒凝縮器の正面図である。
【図3】従来技術によるヘッダとブラケットとの接合状
態を示す平面図である。
【符号の説明】
1 冷媒凝縮器(熱交換器) 6 他方のヘッダ 9 ブラケット 9a 取付部 9b 湾曲部 9c リブ(突設部)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ヘッダの外周面に取付け用のブラケットが
    ろう付けされた熱交換器において、前記ヘッダは、少な
    くとも前記ブラケットがろう付けされる外周面が一定の
    曲率半径で形成された曲面で構成され、 前記ブラケットは、半円状に湾曲して、その内周面が前
    記ヘッダの曲率半径より若干大きな曲率半径で形成され
    た凹曲面で構成される湾曲部と、この湾曲部の周方向の
    一端側に設けられた取付部と、前記湾曲部の周方向
    端側で内側へ突設する突設部とを有し、 前記湾曲部の周方向の中間部を前記ヘッダの外周面に密
    着させて前記湾曲部を弾性変形させることで、前記突設
    部の先端が前記ヘッダの外周面に弾力を有して押圧さ
    れ、その反力によって前記湾曲部の中間部から一端側ま
    での内周面が前記ヘッダの外周面に密着されることを特
    徴とする熱交換器。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載した熱交換器において、 前記突設部の先端を通って前記湾曲部の内周面に内接す
    る内接円を描いた時に、その内接円の半径が前記ヘッダ
    の曲率半径より若干小さくなるように前記突設部の高さ
    が設定されていることを特徴とする熱交換器。
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