JP4212306B2 - 熱交換器のパイプ取付構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱交換器のタンクへ熱交換媒体を流入ないし流出させるためのパイプの取付構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、熱交換器は、フィンとチューブとからなるコアが正面視で略矩形状をなし、その縦方向に延びるチューブの両端部にそれぞれ該チューブの並設方向（横方向）に長いタンクを配設してなる。そして、該タンクのコアと反対側の外側壁部には熱交換媒体の流通孔が形成されていて、該熱交換媒体の流通孔に熱交換媒体流入用のパイプや熱交換媒体流出用のパイプが接続されるようになっている。
【０００３】
また、空調装置のレイアウト等によって、前記パイプのタンク側を全体的に該タンクの外側壁部に沿うように配管するものがある。このものでは、熱交換媒体がパイプからタンクへ流入（またはタンクから流出）する際に、その流れの向きが大きく変わることになり、熱交換媒体の圧力損失が比較的大きくなり易いので、このときの圧力損失を低減するために、通常、パイプのタンク側を該タンク外側壁部の熱交換媒体の流通孔から略垂直外方へ延びるように形成した後、タンクの長手方向に延びるように緩やかに屈曲させている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記のようにパイプのタンク側に垂直部分及び屈曲部分を形成すると、そのパイプはタンクから外方へ大きく突出することになり、その分、場所を取るという不具合がある。逆に言うと、熱交換器の配設のためのスペースが限られている場合には、パイプが突出している分、コアを小さくせざるを得ず、空気の通過面積が縮小してしまう。
【０００５】
また、例えば、自動車の空調装置では、車種によりパイプの車体側の取り廻しが異なる場合があり、この場合には、熱交換器のタンクのパイプとの接続部分の構造がそれぞれ異なることになるから、異なる車種の間で熱交換器のタンクを共通化することができず、製造コストの十分な低減が困難である。
【０００６】
本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、熱交換媒体の流通するパイプのタンク側を該タンクの外側壁部に沿うように配管する場合に、そのパイプとタンクとを連通させる構造に工夫を凝らし、複数の種類の空調装置の間でタンクを共通化しながら、熱交換器の配設に必要なスペースを拡大させることなく、熱交換媒体の流通時の圧力損失の低減と空調用空気の通過面積の十分な確保との両立を図ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の解決手段では、タンクと熱交換媒体の流通するパイプとを管状の中間部材を介して連通させるようにした。
【０００８】
具体的には、請求項１の発明では、熱交換器のコアが正面視で略矩形状とされ、その縦方向に延びる複数のチューブの端部がコアの横方向に長いタンクにそれぞれ接続されており、このタンクにおけるコアと反対側の外側壁部に熱交換媒体の流通孔を設けるとともに、当該タンクの長手方向に延びるパイプの端部を接続して、熱交換媒体を流入ないし流出させるようにした熱交換器のパイプ取付構造を前提とする。そして、前記熱交換媒体の流通孔を、タンクの外側壁部においてその長手方向に長い略だ円形状に形成し、流通孔の断面積を、前記パイプの断面積と同等以上とし、一側及び他側がそれぞれ前記タンクの熱交換媒体の流通孔及びパイプ内の通路に連通する管状の中間部材を、当該タンクの外側壁部に沿ってその長手方向に延びるように設け、前記中間部材の断面積を一側から他側に亘って略一定とし、前記中間部材の少なくとも前記タンク外側壁部に沿う部分における断面形状を、当該タンクの幅方向についての寸法が厚み方向と比べて短い扁平形状とし、前記中間部材の一側の端部は前記タンクの熱交換媒体の流通孔よりもタンク内方へ延出し、その延出部を前記タンクの熱交換媒体の流通孔の周縁部にかしめ固定するとともに、ろう付けする構成とする。
【０００９】
この構成によれば、タンクと熱交換媒体の流通するパイプとが、該タンクの外側壁部に隣接してその長手方向に延びるように形成された中間部材を介して連通する。そして、タンクに熱交換媒体を流入させる際、タンクの熱交換媒体の流通孔がタンク長手方向に長い長孔状とされているので、この流通孔を通過する間に熱交換媒体の流れの向きは徐々にタンク内方へ向かうように緩やかに変化することとなり、このことで、パイプのタンク側に垂直部分や屈曲部分を形成することなく、熱交換媒体の圧力損失を低減できる。尚、タンクから熱交換媒体を流出させる際も同様に、熱交換媒体の流れの向きが緩やかに変わり、圧力損失を低減できる。さらに、中間部材の断面積が一側から他側に亘って略一定とされているので急激な断面積変化による圧力損失を防ぐことができる。
【００１０】
また、中間部材の少なくともタンク外側壁部に沿う部分における断面形状が、タンクの幅方向についての寸法が比較的短い扁平形状とされているので、熱交換媒体通路の断面積を所要の広さとしつつ、タンクの外側壁部から中間部材が外方に突出するのを抑えることができる。つまり、熱交換器の配設に必要なスペースの拡大を抑えながら、熱交換媒体の流通時の圧力損失の低減と空調用空気の通過面積の十分な確保とを両立できる。
【００１１】
さらに、パイプは中間部材を介してタンクに接続されるので、パイプの車体側の取り廻しが互いに異なる複数の空調装置の間で熱交換器のタンクを共通化できる。
【００１２】
また、中間部材の一側の端部はタンクの熱交換媒体の流通孔よりもタンク内方へ延出し、その延出部を前記タンクの熱交換媒体の流通孔の周縁部にかしめ固定するとともに、ろう付けする構成とする。
【００１３】
このことで、中間部材とタンクとを加熱炉でろう付けする場合、中間部材の延出部をタンクの熱交換媒体の流通孔の周縁部にかしめ固定した後に加熱することができるので、その加熱中に中間部材の一側の端部がタンクの熱交換媒体の流通孔の周縁部から浮き上がるようになることはなく、ろう付け不良を未然に防止できる。
【００１４】
また、タンクの熱交換媒体の流通孔の断面積をパイプの断面積と同等以上とすることで、熱交換媒体流通時の圧力損失を低減でき、また、その熱交換媒体の流通孔を略だ円形状とすることで、該流通孔の周縁部が円弧状となるので、その全周に亘って容易にかしめ固定できる。
【００１５】
請求項２の発明では、請求項１において、パイプを略円管状に形成し、中間部材の他側の端部には、タンクの長手方向の端部よりも外方へ突出してパイプの端部に嵌合する円筒部を形成し、熱交換器の正面視で、前記円筒部の軸心を、中間部材のタンク外側壁部に沿う部分と比べてタンクの幅方向内方にオフセットさせている構成とする。
【００１６】
すなわち、熱交換媒体の流通するパイプは、一般に略円管状とされているので、そのパイプの接続される中間部材の他側のタンク幅方向の寸法は、少なくともパイプの外径に対応した長さとなる。言い換えると、中間部材のタンク幅方向の寸法がその他側だけ長くなり、熱交換器の配設のためのスペースが無用に拡大する場合がある。これに対し、本発明によれば、中間部材の他側の端部に、タンクの長手方向の端部よりも外方へ突出してパイプの端部に嵌合する円筒部を形成し、熱交換器の正面視で、その円筒部の軸心を中間部材のタンク外側壁部に沿う部分よりもタンク幅方向内方へオフセットさせたので、熱交換器の配設のためのスペースが円筒部によって無用に拡大することはない。
【００１７】
請求項３の発明では、請求項１または２の発明において、タンクの内部を、その長手方向の中間部において熱交換媒体流入部と熱交換媒体流出部とに区画し、熱交換媒体の流通孔を前記熱交換媒体流入部の外側壁部と前記熱交換媒体流出部の外側壁部とにそれぞれ形成し、中間部材は、前記熱交換媒体流入部に連通する第１管状部と、前記熱交換媒体流出部に連通する第２管状部とを有するとともに、該第１管状部及び第２管状部をタンク厚み方向に並設してなり、前記熱交換媒体流入部及び熱交換媒体流出部の熱交換媒体の流通孔のいずれか一方を、その中心がタンク外側壁部の幅方向の中心から一側または他側のいずれかに偏位させる構成とする。
【００１８】
このことで、中間部材の第１及び第２管状部がそれぞれタンクの熱交換媒体流入部及び熱交換媒体流出部の熱交換媒体の流通孔に接続され、両管状部がタンク厚み方向に並んで延びるように設けられるので、熱交換媒体流入用及び流出用の２本のパイプを一方のタンク側にまとめて配管する際に、熱交換器の縦方向の寸法を抑制できる。
【００１９】
一方で、このように２つの管状部を並設すると、熱交換媒体の流通孔をタンク外側壁部の幅方向（タンクの厚み方向）中心に位置付けた場合には、その熱交換媒体流通孔に接続される管状部も中心に位置することになり、熱交換器を縦に見て、他方の管状部がタンクから相対的に大きくはみ出すようになり、熱交換器の配設のためのスペースが無用に拡大することが考えられる。
【００２０】
これに対し、本発明では、前記２つの熱交換媒体の流通孔のうちの一方の中心をタンク外側壁部の幅方向中心から一側または他側のいずれかに偏位させることにより、その熱交換媒体の流通孔に接続される一方の管状部をタンク幅方向の一方に偏位させることができ、このことで、他方の管状部のタンクからのはみ出し量を抑えることができる。
【００２１】
請求項４の発明では、請求項３の発明において、中間部材の第１管状部と第２管状部とを別体とすることで、第１管状部ないし第２管状部が複雑な形状を有する場合、それぞれを別の成形型により成形できるので、該成形型の製作が容易になる。
【００２２】
請求項５の発明では、請求項３の発明において、中間部材の第１管状部と第２管状部とを一体成形することで、第１管状部及び第２管状部が一体に成形されるので、両管状部の間隔を略一定に保つことができ、中間部材のタンク幅方向の寸法のばらつきを抑えることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２４】
図１は、本発明を自動車用空調装置の熱交換器に適用した実施形態を示す。この熱交換器は、複数のチューブ２，２，…及びフィン３，３，…が交互に並設されて正面、即ち空気通過方向一側から見て略矩形状となるように形成されたコア４と、該コア４のチューブ２の長手方向両端にそれぞれ配設されて、該チューブ２の並設方向に延びるとともに各チューブ２が接続されるヘッダタンク５，６とを有している。
【００２５】
尚、この図１は、前記熱交換器１を車室のインストルメントパネル内に配設された室内ユニット（図示せず）に収容固定した状態を車体上側から見た図である。すなわち、この状態では、熱交換器１は、前記コア４の横方向、即ちヘッダタンク５，６の長手方向が前後方向となるように、かつコア４の縦方向、即ちチューブ２の延びる方向が車幅方向となるように配置されており、車体下側から上側へ空調用の空気が通過するようになっている。
【００２６】
前記コア４のチューブ２は、車体上下方向に細長い矩形状断面を有しており、一方、フィン３はチューブ２の車幅方向両端に亘るようにかつ車体上下方向に見て波状に形成されている。隣接する２つのチューブ２，２の離間距離はフィン３の前後方向の長さに対応していて、該フィン３の前端がチューブ２の後面にろう付けされる一方、該フィン３の後端がそのチューブ２の後側に隣接するチューブ２の前面にろう付けされるようになっている。
【００２７】
前記車体左側のヘッダタンク５及び右側のヘッダタンク６は、ともに略矩形箱状に形成されており、熱交換器１の前端に位置するチューブ２から後端に位置するチューブ２に亘って直線的に延びている。このヘッダタンク５、６の車体上下方向（タンクの厚み方向）の寸法は、チューブ２の同方向の寸法よりも若干、長く設定されている。車体右側のヘッダタンク６は、車幅方向（タンクの幅方向）の中間部で２つの部材に分割されており、そのうちの車体左側の部材８は、前記各チューブ２の接続される孔部（図示せず）の形成された左側壁部８ａと、この左側壁部８ａの周縁部から該左側壁部８ａに対し略垂直に右側へ延びる周壁部８ｂとを有している。一方、ヘッダタンク６の車体右側の部材９は、該ヘッダタンク６の右側壁部９ａと該右側壁部９ａの周縁部から前記左側部材８の周壁部８ｂの内側に嵌合するように延びる周壁部９ｂとを有している。そして、前記左側部材８及び右側部材９の周壁部８ｂ，９ｂ同士がろう付けされるようになっている。また、車体左側のヘッダタンク５も右側のヘッダタンク６と同様に、車幅方向の中間部で左側部材１０と右側部材１１とに分割され、両部材１０，１１の周壁部同士がろう付けされるようになっている。
【００２８】
前記車体右側のヘッダタンク６の内部は、図２に示すように、その前後方向の略中央部おいて略鉛直に拡がるように設けられた区画壁１３により２つに区画されており、該区画壁１３よりも前側の部分が熱交換媒体の流入する流入タンク部（熱交換媒体流入部）１４とされ、後側の部分が熱交換媒体を流出させるための流出タンク部（熱交換媒体流出部）１５とされている。そして、前記流入タンク部１４には、熱交換媒体流入用のパイプ１６が中間部材２０（後述する）を介して接続される一方、後側に位置する流出タンク部１５には熱交換媒体流出用のパイプ１７が前記中間部材２０を介して接続されている。
【００２９】
一方、前記車体左側のヘッダタンク５の内部は前端から後端まで連通しており、従って、前記熱交換媒体流入用のパイプ１６から中間部材２０を介して車体右側のヘッダタンク６の流入タンク部１４に流入した熱交換媒体は、該流入タンク部１４に接続された前側約半分の各チューブ２を車体左側へ流通して車体左側のヘッダタンク５に流れ込んだ後、該ヘッダタンク５を後方へ流れながら前記流出タンク部１５に接続された後側の各チューブ２へ流入する。そして、その後側のチューブ２に流入した熱交換媒体は、該チューブ２を車体右側に流通してヘッダタンク６の流出タンク部１５に流れ込み、その後、中間部材２０を介して熱交換媒体流出用のパイプ１７へ流出する。
【００３０】
前記パイプ１６，１７と車体右側のヘッダタンク６との連通構造について詳しく説明すると、図３に示すように、該ヘッダタンク６におけるコア４と反対側の壁部である右側壁部（外側壁部）９ａには、前記区画壁１３よりも前側の部分に熱交換媒体流入孔（熱交換媒体の流通孔）９ｃが形成され、一方、その右側壁部９ａの区画壁１３よりも後側の部分に熱交換媒体流出孔（熱交換媒体の流通孔）９ｄが形成されている。前記熱交換媒体流入孔９ｃは、前後に長い略だ円形とされ、その前端部はヘッダタンク６の前端部近傍に位置付けられている。一方、熱交換媒体流出孔９ｄは、前記熱交換媒体流入孔９ｃよりも若干、大きくかつ前後に長い略だ円形とされており、その前端部は区画壁１３に近接するように位置付けられている。前記熱交換媒体流入孔９ｃは、その中心部が前記ヘッダタンク６の右側壁部９ａの車体上下方向（右側壁部９ａの幅方向）の中央よりも上側に偏位しており、一方、熱交換媒体流出孔９ｄは、その中心部が前記右側壁部９ａの車体上下方向の中央と略一致している。
【００３１】
前記中間部材２０は、図２に示すように、前記熱交換媒体流入用のパイプ１６及びヘッダタンク６の流入タンク部１４を連通させる第１管状部２１と、前記熱交換媒体流出用のパイプ１７及びヘッダタンク６の流出タンク部１５を連通させる第２管状部２２とを有しており、該第１管状部２１と第２管状部２２とは別体とされている。前記第１管状部２１は、ヘッダタンク６の熱交換媒体流入孔９ｃの後端近傍から該ヘッダタンク６の車体右側壁部９ａに沿って前方へ略直線的に延びる筒状に形成されていて、その前端側はヘッダタンク６の前端よりも前方へ突出している。
【００３２】
前記第１管状部２１は、図１、図４及び図５に示すように、車幅方向の中間部で２つの部材に分割されていて、車体左側の部材２３は、第１管状部２１の左側壁部２３ａと、該左側壁部２３ａの周縁部から右側へ延びる周壁部２３ｂとからなる。一方、車体右側の部材２４は、第１管状部２１の右側壁部２４ａと、該右側壁部２４ａの周縁部から前記左側部材２３の周壁部２３ｂの内側に嵌合するように延びる周壁部２４ｂとからなる。そして、前記ヘッダタンク５，６と同様に、左側部材２３及び右側部材２４の周壁部２３ｂ，２４ｂ同士がろう付けされるようになっている。
【００３３】
前記第１管状部２１における後端部からヘッダタンク６の前端部に対応する部位までのヘッダタンク右側壁部９ａに沿う部分の断面形状は、図５（ｂ）に示すように、車幅方向の寸法が車体上下方向の寸法と比べて短い扁平な矩形状とされている。一方、この第１管状部２１のヘッダタンク６前端部よりも前側の部分は、同図（ａ）示すように、パイプ１６の端部に嵌合する円筒部２５とされている。
【００３４】
前記第１管状部２１の円筒部２５は、図６に示すように、該第１管状部２１の車体左側壁部２３ａの前端側を車体左側へ膨出させることにより形成されており、言い換えると、この円筒部２５の軸心Ｘが、第１管状部２１における前記ヘッダタンク右側壁部９ａに沿う部分の車幅方向の中心Ｙよりも、ヘッダタンク６の車幅方向内方にオフセットしている。すなわち、通常、パイプ１６は円管状とされているので、第１管状部２１における前記ヘッダタンク右側壁部９ａに沿う部分と略同じ通路断面積を確保するためには、そのパイプ１６の外径は第１管状部２１の前記ヘッダタンク右側壁部９ａに沿う部分の車幅方向の寸法よりも大きくなり、熱交換器１の配設のためのスペースが円筒部２５により無用に拡大することが考えられる。
【００３５】
そこで、この実施形態では、第１管状部２１の前端側をヘッダタンク６の前端よりも前方へ突出させているので、第１管状部２１の左側壁部２３ａを車体左側へ膨出させることにより円筒部２５を形成することができ、このことで、円筒部２５の右端が、第１管状部２１の前記ヘッダタンク右側壁部９ａに沿う部分の右端よりも車体右側に位置することはなく、よって、熱交換器１の配設のためのスペースが無用に拡大することはない。
【００３６】
また、前記第１管状部２１は、その後端部から前端側の円筒部２５に亘って全体が略同じ断面積を有するように形成されている。すなわち、円筒部２５とその後側の扁平形状断面を有する部分との間は、断面積が変化しないようにかつ断面形状が滑らかに変化するように形成されており、このことで、第１管状部２１を流れる熱交換媒体の圧力損失を低減することができる。
【００３７】
また、前記第１管状部２１の後端部には、前記熱交換媒体流入孔９ｃに接続される接続孔２３ｃが形成されるとともに、該接続孔２３ｃの全周に亘るように熱交換媒体流入孔９ｃよりもヘッダタンク６内方へ延出する延出部２３ｄが設けられている。
【００３８】
前記のようにパイプ１６から第１管状部２１を介してヘッダタンク６へ流入する熱交換媒体は、そのときに流れの向きが大きく変化することになるので、圧力損失が比較的増加し易い。これに対して、この実施形態では、熱交換媒体流入孔９ｃを前後方向に長いだ円形状としているので、熱交換媒体は該熱交換媒体流入孔９ｃを通過する間にその流れの向きが徐々にヘッダタンク６内方へ向かうように緩やかに変化し、このことによって、熱交換媒体の圧力損失を低減できる。尚、この熱交換媒体流入孔９ｃの開口面積は第１管状部２１の通路断面積よりも若干、広く設定されているが、両者を略同じとしてもよく、こうすることで熱交換媒体の圧力損失をより低減できる。
【００３９】
一方、前記中間部材２０の第２管状部２２は、前記第１管状部２１と同様に構成されており、すなわち、この第２管状部２２は、図２及び図７に示すように、ヘッダタンク６の車体右側壁部９ａに沿って大略、前後に延びる筒状に形成され、前記熱交換媒体流出孔９ｄの下端近傍からヘッダタンク６の前後方向略中央部までは略水平に延び、その後、車体上側の壁部が前記第１管状部２１の車体下側の壁部に沿うように全体的に車体下方へ屈曲し、そこから前側は前記第１管状部２１に沿って該第１管状部２１の前端部と略同じ位置まで延びている。また、前記第２管状部２２は、車幅方向の中間部で２つの部材に分割され、車体左側部材２６の周壁部の内側に右側部材２７の周壁部が嵌合するようになっている。
【００４０】
さらに、前記第２管状部２２は、後端部から前端部に亘って略同じ断面積を有するように形成されており、後端部には接続孔２６ａが形成されるとともに、熱交換媒体流出孔９ｄよりもヘッダタンク６内方へ延びる延出部（図示せず）が設けられている。また、この第２管状部２２の前端部には、前記第１管状部２１の円筒部２５と同様な円筒部２８が形成されており、パイプ１７の端部に嵌合している。
【００４１】
前記ヘッダタンク６から第２管状部２２へ流出するときの熱交換媒体の圧力損失は、前記した第１管状部２１からヘッダタンク６へ流入する場合と同様に増加し易いが、熱交換媒体流出孔９ｄを前後方向に長いだ円形状としているので、そのときの圧力損失を低減できる。
【００４２】
前記の如く構成した熱交換器１では、車体右側のヘッダタンク６の内部を流入タンク部１４と流出タンク部１５とに区画して、熱交換媒体流入用及び流出用のパイプ１６，１７を該熱交換器１の車体右側にまとめて配管する際に、各パイプ１６，１７の接続される第１及び第２管状部２１，２２を車体上下方向に並設するようにしたので、熱交換器１の車幅方向の寸法を抑えることができる。
【００４３】
そして、そのように２つの管状部２１，２２を車体上下方向に並設するようにした場合、熱交換媒体流入孔９ｃをヘッダタンク右側壁部９ａの車体上下方向（右側壁部９ａの幅方向）中心に位置付けると、その熱交換媒体流入孔９ｃに接続される第１管状部２１もその右側壁部９ａの車体上下方向中心に位置することになる。こうなると、熱交換器１を車幅方向に見て、第１管状部２１の車体下側に並設される第２管状部２２は、ヘッダタンク６の右側壁部９ａから車体下方へのはみ出し量が相対的に大きくなって、熱交換器１の車体上下方向の寸法が拡大する虞れがある。このことを抑制するために、第１管状部２１ないし第２管状部２２の車体上下方向の幅を狭めることが考えられるが、これでは、熱交換媒体流入孔９ｃないし熱交換媒体流出孔９ｄの幅も狭くなって熱交換媒体流通時の圧力損失が増加することになる。
【００４４】
そこで、この実施形態では、前記熱交換媒体流入孔９ｃをヘッダタンク６の車体右側壁部９ａの車体上側に偏位させることにより、図２に示すように車体右側から見て、第１管状部２１の車体上端とヘッダタンク６の右側壁部９ａの車体上端とを略一致させるようにして、ヘッダタンク６の右側壁部９ａの下側の部分を比較的広く確保することができ、このことで、第１及び第２管状部２１，２２の幅を確保しつつ、第２管状部２２のはみ出し量を少なくできる。
【００４５】
次に、この熱交換器１の製造手順について説明すると、まず、中間部材２０の第１管状部２１及び第２管状部２２をヘッダタンク６の右側部材９に組み付ける。すなわち、第１及び第２管状部２１，２２のそれぞれの左側部材２３，２６と右側部材２４，２７とを成形型によりプレス成形する。この際、第１及び第２管状部２１，２２は、前端側と後端側との間で断面形状を変化させていることから複雑な形状を有しており、このような２つの管状部２１，２２を一体成形するようにした場合には、成形型の製作が極めて煩雑になることが考えられる。これに対して、この実施形態では、中間部材２０を第１及び第２管状部２１，２２に分割して、それぞれを別々の成形型により成形するようにしているので、各成形型の製作が容易になる。
【００４６】
その後、前記第１及び第２管状部２１，２２のそれぞれの左側部材２３，２６に右側部材２４，２７を嵌合固定する。そうして形成された第１及び第２管状部２１，２２をヘッダタンク６の右側部材９にかしめ固定する。すなわち、まず、前記第１管状部２１の延出部２３ｄをヘッダタンク６の右側部材９の熱交換媒体流入孔９ｃの車体右側に位置付け、そこから延出部２３ｄを熱交換媒体流入孔９ｃへ挿入した後、図６に示すように、延出部２３ｄの先端側が熱交換媒体流入孔９ｃの周縁部に当接するように、該延出部２３ｄを全周に亘って熱交換媒体流入孔９ｃの外方へ向けて折り曲げる。この際、熱交換媒体流入孔９ｃは、だ円形状とされているので、周縁部は円弧状であり、容易にかしめ固定することができる。図示しないが、前記第２管状部２２も同様にして延出部を熱交換媒体流出孔９ｄに挿入した後、その先端側を折り曲げる。しかる後、ヘッダタンク６の左側部材８と右側部材９とを嵌合固定する。
【００４７】
その後、チューブ２，２，…及びフィン３，３，…を積層してコア４を組み立ててから、そのチューブ２，２，…の両端をヘッダタンク５，６の孔部に挿入して、コア４とヘッダタンク５，６とを一体化した後、炉内に搬入して加熱し、各部をろう付けする。
【００４８】
この炉内での加熱中には、第１及び第２管状部２１，２２の接続孔２３ｃ，２６ａの周縁部とヘッダタンク６の熱交換媒体流入孔９ｃ及び熱交換媒体流出孔９ｄの周縁部とが互いに離間して一方が浮き上がるように変形する虞れがあるが、この実施形態では、第１及び第２管状部２１，２２にそれぞれ延出部２３ｄを設けて該延出部２３ｄを熱交換媒体流入孔９ｃ及び熱交換媒体流出孔９ｄの周縁部にかしめ固定しているので、そのような変形を未然に防止することができる。よって、ろう付け不良の発生が無くなるとともに、接続孔２３ｃ，２６ａ周縁部を熱交換媒体流入孔９ｃ及び熱交換媒体流出孔９ｄに強固にろう付けできる。
【００４９】
尚、前記第１及び第２管状部２１，２２は、アルミ合金製の板材の表面に犠牲材及びろう材を順にクラッドした材料から形成されており、ろう付けによる板材の腐食が犠牲材によって防止されるようになっている。
【００５０】
また、この実施形態では、熱交換媒体流入孔９ｃ及び熱交換媒体流出孔９ｄの断面積は、それぞれ流入用のパイプ１６及び流出用のパイプ１７の断面積と同等以上とされており、このことによっても、熱交換媒体の圧力損失を低減できる。
【００５１】
したがって、この実施形態に係る熱交換器のパイプ取付構造によれば、熱交換器１を、そのヘッダタンク５，６の長手方向が前後方向となるように配置して、該ヘッダタンク６の長手方向に延びる流入用及び流出用のパイプ１６，１７の端部を、それぞれヘッダタンク６の右側壁部９ａに設けた熱交換媒体流入孔９ｃ及び熱交換媒体流出孔９ｄに接続するようにしたものにおいて、熱交換媒体流入孔９ｃ及び熱交換媒体流出孔９ｄを前後に長い略だ円形とし、パイプ１６，１７と熱交換媒体流入孔９ｃ、熱交換媒体流出孔９ｄとを、ヘッダタンク６の右側壁部９ａに沿ってその長手方向に延びる中間部材２０を介して連通させ、該中間部材２０におけるヘッダタンク右側壁部９ａに沿う部分の断面形状を扁平形状としたので、ヘッダタンク６から中間部材２０へ流入する（ヘッダタンク６から中間部材２０へ流出する）熱交換媒体の圧力損失を抑制しつつ、熱交換器１の車幅方向の寸法の増大を抑えることができる。つまり、この実施形態によれば、熱交換器１の配設に必要なスペースの拡大を抑えながら、流通する熱交換媒体の圧力損失の低減とコア４の十分な大きさの確保とを両立できる。
【００５２】
また、ヘッダタンク６に、該ヘッダタンク６とは別体に構成された第１及び第２管状部２１，２２を介してパイプ１６，１７を取り付けるようにしたので、例えば該パイプ１６，１７の配管が異なる空調装置の間で熱交換器１本体の共通化を図る場合には、第１及び第２管状部２１，２２の形状を変更し、かつそれに伴ってヘッダタンク６の熱交換媒体流入孔９ｃ及び熱交換媒体流出孔９ｄの位置ないし形状を変更するだけで対応できる。すなわち、ヘッダタンク６については、熱交換媒体流入孔９ｃ及び熱交換媒体流出孔９ｄを形成するためのパンチ型のみを変更すれば対応できるので、複数の空調装置間で同じ形状のプレス型を用いてヘッダタンク５，６を製造することが可能となり、大幅なコストの低減を図ることができる。
【００５３】
（他の実施形態）
尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その他の種々の実施形態を包含するものである。すなわち、前記実施形態では、中間部材２０の第１管状部２１と第２管状部２２とを分割して別々に成形するようにしているが、これに限らず、図８に示すように、例えば第１及び第２管状部２１、２２を一体成形してもよい。すなわち、第１及び第２管状部２１，２２を別体にすると、両管状部２１，２２に生じる製造上の寸法誤差により、該両管状部２１，２２をヘッダタンク６に組み付けたときに、２つの管状部２１，２２の車体前後方向の間隔のばらつきが大きくなり、熱交換器１の外形寸法が製品によって比較的大きく異なる虞れがある。これに対して、第１及び第２管状部２１，２２を一体成形することにより、両管状部２１，２２の間隔のばらつきを相対的に小さくできる。
【００５４】
また、前記実施形態では、熱交換媒体流入用及び熱交換媒体流出用のパイプ１６，１７を熱交換器１の車体右側にまとめて配管するようにしているが、これに限らず、例えば、車体左側にまとめて配管するようにしてもよい。また、パイプ１６，１７を左右にそれぞれ配管するようにしてもよく、例えば、熱交換媒体流入用のパイプ１６及び第１管状部２１を右側に配置し、一方、熱交換媒体流出用のパイプ１７及び第２管状部２２を左側に配置するようにしてもよい。
【００５５】
さらに、前記実施形態では、第１及び第２管状部２１，２２の延出部２３ｄをそれぞれ熱交換媒体流入孔９ｃ，熱交換媒体流出孔９ｄの周縁部の全周に亘るように設けているが、これに限らず、周縁部の一部分に断続的に設けるようにしてもよい。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明に係る熱交換器のパイプ取付構造によると、熱交換器のコアが略矩形状とされ、その縦方向に延びる複数のチューブの端部がコアの横方向に長いタンクにそれぞれ接続されており、このタンクの外側壁部に熱交換媒体流通孔を設けるとともに、当該タンクの長手方向に延びるパイプの端部を接続して、熱交換媒体を流入ないし流出させるようにしたものにおいて、前記熱交換媒体流通孔を、タンクの長手方向に長い長孔状に形成し、一側及び他側がそれぞれ前記タンクの熱交換媒体流通孔及びパイプ内の通路に連通する管状の中間部材を、当該タンクの外側壁部に沿ってその長手方向に延びるように設け、前記中間部材の少なくとも前記タンク外側壁部に沿う部分における断面形状を、当該タンクの幅方向についての寸法が比較的短い扁平形状としたので、熱交換器の配設に必要なスペースの拡大を抑えながら、熱交換媒体の流通時の圧力損失の低減と空調用空気の通過面積の十分な確保とを両立できる。さらに、パイプは中間部材を介してタンクに接続されるので、互いに異なる複数の空調装置の間で熱交換器のタンクを共通化できる。
【００５７】
また、中間部材とタンクとを加熱炉でろう付けする場合に、中間部材の延出部を熱交換媒体流通孔の周縁部にかしめ固定した後に加熱することができるので、ろう付け不良の発生を未然に防止できる。
【００５８】
また、熱交換媒体の圧力損失をより低減できるとともに、熱交換媒体流通孔の周縁部が円弧状となるので、その全周に亘って容易にかしめ固定できる。
【００５９】
請求項２記載の発明によると、中間部材の他側の端部に、パイプの端部に嵌合する円筒部を形成し、熱交換器の正面視で、円筒部の軸心を、中間部材のタンク外側壁部に沿う部分と比べてタンクの幅方向内方にオフセットさせたので、熱交換器の配設のためのスペースが円筒部によって無用に拡大することはない。
【００６０】
請求項３記載の発明によると、中間部材の第１及び第２管状部をそれぞれタンクの熱交換媒体流入部及び熱交換媒体流出部の熱交換媒体流通孔に接続し、両管状部をタンク厚み方向に並んで延びるように設けたので、熱交換媒体流入用及び流出用の２本のパイプを一方のタンク側にまとめて配管する際に、熱交換器の縦方向の寸法を抑制できる。また、２つの熱交換媒体流通孔のうちの一方の中心をタンク外側壁部の幅方向中心から一側または他側のいずれかに偏位させたので、管状部のタンクからのはみ出し量を抑えることができる。
【００６１】
請求項４記載の発明によると、第１管状部及び第２管状部を別の成形型により成形できるので、成形型の製作が容易になる。
【００６２】
請求項５記載の発明によると、第１管状部及び第２管状部を一体に成形できるので、中間部材のタンク幅方向の寸法のばらつきを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態に係る熱交換器の車体後面図である。
【図２】 ヘッダタンクに中間部材及びパイプを接続した状態を示す右側面図である。
【図３】 車体右側のヘッダタンクの図２相当図である。
【図４】 第１管状部の右側面図である。
【図５】 （ａ）は図４におけるＡ−Ａ線断面図であり、（ｂ）は同図におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】 図２におけるＣ−Ｃ線断面図である。
【図７】 第２管状部の右側面図である。
【図８】 他の実施形態に係る中間部材の右側面図である。
【符号の説明】
１ 熱交換器
２ チューブ
４ コア
５，６ ヘッダタンク
９ａ 右側壁部（外側壁部）
９ｃ 熱交換媒体流入孔（熱交換媒体の流通孔）
９ｄ 熱交換媒体流出孔（熱交換媒体の流通孔）
１４ 流入タンク部（熱交換媒体流入部）
１５ 流出タンク部（熱交換媒体流出部）
１６ 流入用パイプ
１７ 流出用パイプ
２０ 中間部材
２１ 第１管状部
２２ 第２管状部
２３ｄ 延出部
２５，２８ 円筒部
Ｘ 軸心
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱交換器のタンクへ熱交換媒体を流入ないし流出させるためのパイプの取付構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、熱交換器は、フィンとチューブとからなるコアが正面視で略矩形状をなし、その縦方向に延びるチューブの両端部にそれぞれ該チューブの並設方向（横方向）に長いタンクを配設してなる。そして、該タンクのコアと反対側の外側壁部には熱交換媒体の流通孔が形成されていて、該熱交換媒体の流通孔に熱交換媒体流入用のパイプや熱交換媒体流出用のパイプが接続されるようになっている。
【０００３】
また、空調装置のレイアウト等によって、前記パイプのタンク側を全体的に該タンクの外側壁部に沿うように配管するものがある。このものでは、熱交換媒体がパイプからタンクへ流入（またはタンクから流出）する際に、その流れの向きが大きく変わることになり、熱交換媒体の圧力損失が比較的大きくなり易いので、このときの圧力損失を低減するために、通常、パイプのタンク側を該タンク外側壁部の熱交換媒体の流通孔から略垂直外方へ延びるように形成した後、タンクの長手方向に延びるように緩やかに屈曲させている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記のようにパイプのタンク側に垂直部分及び屈曲部分を形成すると、そのパイプはタンクから外方へ大きく突出することになり、その分、場所を取るという不具合がある。逆に言うと、熱交換器の配設のためのスペースが限られている場合には、パイプが突出している分、コアを小さくせざるを得ず、空気の通過面積が縮小してしまう。
【０００５】
また、例えば、自動車の空調装置では、車種によりパイプの車体側の取り廻しが異なる場合があり、この場合には、熱交換器のタンクのパイプとの接続部分の構造がそれぞれ異なることになるから、異なる車種の間で熱交換器のタンクを共通化することができず、製造コストの十分な低減が困難である。
【０００６】
本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、熱交換媒体の流通するパイプのタンク側を該タンクの外側壁部に沿うように配管する場合に、そのパイプとタンクとを連通させる構造に工夫を凝らし、複数の種類の空調装置の間でタンクを共通化しながら、熱交換器の配設に必要なスペースを拡大させることなく、熱交換媒体の流通時の圧力損失の低減と空調用空気の通過面積の十分な確保との両立を図ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の解決手段では、タンクと熱交換媒体の流通するパイプとを管状の中間部材を介して連通させるようにした。
【０００８】
具体的には、請求項１の発明では、熱交換器のコアが正面視で略矩形状とされ、その縦方向に延びる複数のチューブの端部がコアの横方向に長いタンクにそれぞれ接続されており、このタンクにおけるコアと反対側の外側壁部に熱交換媒体の流通孔を設けるとともに、当該タンクの長手方向に延びるパイプの端部を接続して、熱交換媒体を流入ないし流出させるようにした熱交換器のパイプ取付構造を前提とする。そして、前記熱交換媒体の流通孔を、タンクの外側壁部においてその長手方向に長い略だ円形状に形成し、流通孔の断面積を、前記パイプの断面積と同等以上とし、一側及び他側がそれぞれ前記タンクの熱交換媒体の流通孔及びパイプ内の通路に連通する管状の中間部材を、当該タンクの外側壁部に沿ってその長手方向に延びるように設け、前記中間部材の断面積を一側から他側に亘って略一定とし、前記中間部材の少なくとも前記タンク外側壁部に沿う部分における断面形状を、当該タンクの幅方向についての寸法が厚み方向と比べて短い扁平形状とし、前記中間部材の一側の端部は前記タンクの熱交換媒体の流通孔よりもタンク内方へ延出し、その延出部を前記タンクの熱交換媒体の流通孔の周縁部にかしめ固定するとともに、ろう付けする構成とする。
【０００９】
この構成によれば、タンクと熱交換媒体の流通するパイプとが、該タンクの外側壁部に隣接してその長手方向に延びるように形成された中間部材を介して連通する。そして、タンクに熱交換媒体を流入させる際、タンクの熱交換媒体の流通孔がタンク長手方向に長い長孔状とされているので、この流通孔を通過する間に熱交換媒体の流れの向きは徐々にタンク内方へ向かうように緩やかに変化することとなり、このことで、パイプのタンク側に垂直部分や屈曲部分を形成することなく、熱交換媒体の圧力損失を低減できる。尚、タンクから熱交換媒体を流出させる際も同様に、熱交換媒体の流れの向きが緩やかに変わり、圧力損失を低減できる。さらに、中間部材の断面積が一側から他側に亘って略一定とされているので急激な断面積変化による圧力損失を防ぐことができる。
【００１０】
また、中間部材の少なくともタンク外側壁部に沿う部分における断面形状が、タンクの幅方向についての寸法が比較的短い扁平形状とされているので、熱交換媒体通路の断面積を所要の広さとしつつ、タンクの外側壁部から中間部材が外方に突出するのを抑えることができる。つまり、熱交換器の配設に必要なスペースの拡大を抑えながら、熱交換媒体の流通時の圧力損失の低減と空調用空気の通過面積の十分な確保とを両立できる。
【００１１】
さらに、パイプは中間部材を介してタンクに接続されるので、パイプの車体側の取り廻しが互いに異なる複数の空調装置の間で熱交換器のタンクを共通化できる。
【００１２】
また、中間部材の一側の端部はタンクの熱交換媒体の流通孔よりもタンク内方へ延出し、その延出部を前記タンクの熱交換媒体の流通孔の周縁部にかしめ固定するとともに、ろう付けする構成とする。
【００１３】
このことで、中間部材とタンクとを加熱炉でろう付けする場合、中間部材の延出部をタンクの熱交換媒体の流通孔の周縁部にかしめ固定した後に加熱することができるので、その加熱中に中間部材の一側の端部がタンクの熱交換媒体の流通孔の周縁部から浮き上がるようになることはなく、ろう付け不良を未然に防止できる。
【００１４】
また、タンクの熱交換媒体の流通孔の断面積をパイプの断面積と同等以上とすることで、熱交換媒体流通時の圧力損失を低減でき、また、その熱交換媒体の流通孔を略だ円形状とすることで、該流通孔の周縁部が円弧状となるので、その全周に亘って容易にかしめ固定できる。
【００１５】
請求項２の発明では、請求項１において、パイプを略円管状に形成し、中間部材の他側の端部には、タンクの長手方向の端部よりも外方へ突出してパイプの端部に嵌合する円筒部を形成し、熱交換器の正面視で、前記円筒部の軸心を、中間部材のタンク外側壁部に沿う部分と比べてタンクの幅方向内方にオフセットさせている構成とする。
【００１６】
すなわち、熱交換媒体の流通するパイプは、一般に略円管状とされているので、そのパイプの接続される中間部材の他側のタンク幅方向の寸法は、少なくともパイプの外径に対応した長さとなる。言い換えると、中間部材のタンク幅方向の寸法がその他側だけ長くなり、熱交換器の配設のためのスペースが無用に拡大する場合がある。これに対し、本発明によれば、中間部材の他側の端部に、タンクの長手方向の端部よりも外方へ突出してパイプの端部に嵌合する円筒部を形成し、熱交換器の正面視で、その円筒部の軸心を中間部材のタンク外側壁部に沿う部分よりもタンク幅方向内方へオフセットさせたので、熱交換器の配設のためのスペースが円筒部によって無用に拡大することはない。
【００１７】
請求項３の発明では、請求項１または２の発明において、タンクの内部を、その長手方向の中間部において熱交換媒体流入部と熱交換媒体流出部とに区画し、熱交換媒体の流通孔を前記熱交換媒体流入部の外側壁部と前記熱交換媒体流出部の外側壁部とにそれぞれ形成し、中間部材は、前記熱交換媒体流入部に連通する第１管状部と、前記熱交換媒体流出部に連通する第２管状部とを有するとともに、該第１管状部及び第２管状部をタンク厚み方向に並設してなり、前記熱交換媒体流入部及び熱交換媒体流出部の熱交換媒体の流通孔のいずれか一方を、その中心がタンク外側壁部の幅方向の中心から一側または他側のいずれかに偏位させる構成とする。
【００１８】
このことで、中間部材の第１及び第２管状部がそれぞれタンクの熱交換媒体流入部及び熱交換媒体流出部の熱交換媒体の流通孔に接続され、両管状部がタンク厚み方向に並んで延びるように設けられるので、熱交換媒体流入用及び流出用の２本のパイプを一方のタンク側にまとめて配管する際に、熱交換器の縦方向の寸法を抑制できる。
【００１９】
一方で、このように２つの管状部を並設すると、熱交換媒体の流通孔をタンク外側壁部の幅方向（タンクの厚み方向）中心に位置付けた場合には、その熱交換媒体流通孔に接続される管状部も中心に位置することになり、熱交換器を縦に見て、他方の管状部がタンクから相対的に大きくはみ出すようになり、熱交換器の配設のためのスペースが無用に拡大することが考えられる。
【００２０】
これに対し、本発明では、前記２つの熱交換媒体の流通孔のうちの一方の中心をタンク外側壁部の幅方向中心から一側または他側のいずれかに偏位させることにより、その熱交換媒体の流通孔に接続される一方の管状部をタンク幅方向の一方に偏位させることができ、このことで、他方の管状部のタンクからのはみ出し量を抑えることができる。
【００２１】
請求項４の発明では、請求項３の発明において、中間部材の第１管状部と第２管状部とを別体とすることで、第１管状部ないし第２管状部が複雑な形状を有する場合、それぞれを別の成形型により成形できるので、該成形型の製作が容易になる。
【００２２】
請求項５の発明では、請求項３の発明において、中間部材の第１管状部と第２管状部とを一体成形することで、第１管状部及び第２管状部が一体に成形されるので、両管状部の間隔を略一定に保つことができ、中間部材のタンク幅方向の寸法のばらつきを抑えることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２４】
図１は、本発明を自動車用空調装置の熱交換器に適用した実施形態を示す。この熱交換器は、複数のチューブ２，２，…及びフィン３，３，…が交互に並設されて正面、即ち空気通過方向一側から見て略矩形状となるように形成されたコア４と、該コア４のチューブ２の長手方向両端にそれぞれ配設されて、該チューブ２の並設方向に延びるとともに各チューブ２が接続されるヘッダタンク５，６とを有している。
【００２５】
尚、この図１は、前記熱交換器１を車室のインストルメントパネル内に配設された室内ユニット（図示せず）に収容固定した状態を車体上側から見た図である。すなわち、この状態では、熱交換器１は、前記コア４の横方向、即ちヘッダタンク５，６の長手方向が前後方向となるように、かつコア４の縦方向、即ちチューブ２の延びる方向が車幅方向となるように配置されており、車体下側から上側へ空調用の空気が通過するようになっている。
【００２６】
前記コア４のチューブ２は、車体上下方向に細長い矩形状断面を有しており、一方、フィン３はチューブ２の車幅方向両端に亘るようにかつ車体上下方向に見て波状に形成されている。隣接する２つのチューブ２，２の離間距離はフィン３の前後方向の長さに対応していて、該フィン３の前端がチューブ２の後面にろう付けされる一方、該フィン３の後端がそのチューブ２の後側に隣接するチューブ２の前面にろう付けされるようになっている。
【００２７】
前記車体左側のヘッダタンク５及び右側のヘッダタンク６は、ともに略矩形箱状に形成されており、熱交換器１の前端に位置するチューブ２から後端に位置するチューブ２に亘って直線的に延びている。このヘッダタンク５、６の車体上下方向（タンクの厚み方向）の寸法は、チューブ２の同方向の寸法よりも若干、長く設定されている。車体右側のヘッダタンク６は、車幅方向（タンクの幅方向）の中間部で２つの部材に分割されており、そのうちの車体左側の部材８は、前記各チューブ２の接続される孔部（図示せず）の形成された左側壁部８ａと、この左側壁部８ａの周縁部から該左側壁部８ａに対し略垂直に右側へ延びる周壁部８ｂとを有している。一方、ヘッダタンク６の車体右側の部材９は、該ヘッダタンク６の右側壁部９ａと該右側壁部９ａの周縁部から前記左側部材８の周壁部８ｂの内側に嵌合するように延びる周壁部９ｂとを有している。そして、前記左側部材８及び右側部材９の周壁部８ｂ，９ｂ同士がろう付けされるようになっている。また、車体左側のヘッダタンク５も右側のヘッダタンク６と同様に、車幅方向の中間部で左側部材１０と右側部材１１とに分割され、両部材１０，１１の周壁部同士がろう付けされるようになっている。
【００２８】
前記車体右側のヘッダタンク６の内部は、図２に示すように、その前後方向の略中央部おいて略鉛直に拡がるように設けられた区画壁１３により２つに区画されており、該区画壁１３よりも前側の部分が熱交換媒体の流入する流入タンク部（熱交換媒体流入部）１４とされ、後側の部分が熱交換媒体を流出させるための流出タンク部（熱交換媒体流出部）１５とされている。そして、前記流入タンク部１４には、熱交換媒体流入用のパイプ１６が中間部材２０（後述する）を介して接続される一方、後側に位置する流出タンク部１５には熱交換媒体流出用のパイプ１７が前記中間部材２０を介して接続されている。
【００２９】
一方、前記車体左側のヘッダタンク５の内部は前端から後端まで連通しており、従って、前記熱交換媒体流入用のパイプ１６から中間部材２０を介して車体右側のヘッダタンク６の流入タンク部１４に流入した熱交換媒体は、該流入タンク部１４に接続された前側約半分の各チューブ２を車体左側へ流通して車体左側のヘッダタンク５に流れ込んだ後、該ヘッダタンク５を後方へ流れながら前記流出タンク部１５に接続された後側の各チューブ２へ流入する。そして、その後側のチューブ２に流入した熱交換媒体は、該チューブ２を車体右側に流通してヘッダタンク６の流出タンク部１５に流れ込み、その後、中間部材２０を介して熱交換媒体流出用のパイプ１７へ流出する。
【００３０】
前記パイプ１６，１７と車体右側のヘッダタンク６との連通構造について詳しく説明すると、図３に示すように、該ヘッダタンク６におけるコア４と反対側の壁部である右側壁部（外側壁部）９ａには、前記区画壁１３よりも前側の部分に熱交換媒体流入孔（熱交換媒体の流通孔）９ｃが形成され、一方、その右側壁部９ａの区画壁１３よりも後側の部分に熱交換媒体流出孔（熱交換媒体の流通孔）９ｄが形成されている。前記熱交換媒体流入孔９ｃは、前後に長い略だ円形とされ、その前端部はヘッダタンク６の前端部近傍に位置付けられている。一方、熱交換媒体流出孔９ｄは、前記熱交換媒体流入孔９ｃよりも若干、大きくかつ前後に長い略だ円形とされており、その前端部は区画壁１３に近接するように位置付けられている。前記熱交換媒体流入孔９ｃは、その中心部が前記ヘッダタンク６の右側壁部９ａの車体上下方向（右側壁部９ａの幅方向）の中央よりも上側に偏位しており、一方、熱交換媒体流出孔９ｄは、その中心部が前記右側壁部９ａの車体上下方向の中央と略一致している。
【００３１】
前記中間部材２０は、図２に示すように、前記熱交換媒体流入用のパイプ１６及びヘッダタンク６の流入タンク部１４を連通させる第１管状部２１と、前記熱交換媒体流出用のパイプ１７及びヘッダタンク６の流出タンク部１５を連通させる第２管状部２２とを有しており、該第１管状部２１と第２管状部２２とは別体とされている。前記第１管状部２１は、ヘッダタンク６の熱交換媒体流入孔９ｃの後端近傍から該ヘッダタンク６の車体右側壁部９ａに沿って前方へ略直線的に延びる筒状に形成されていて、その前端側はヘッダタンク６の前端よりも前方へ突出している。
【００３２】
前記第１管状部２１は、図１、図４及び図５に示すように、車幅方向の中間部で２つの部材に分割されていて、車体左側の部材２３は、第１管状部２１の左側壁部２３ａと、該左側壁部２３ａの周縁部から右側へ延びる周壁部２３ｂとからなる。一方、車体右側の部材２４は、第１管状部２１の右側壁部２４ａと、該右側壁部２４ａの周縁部から前記左側部材２３の周壁部２３ｂの内側に嵌合するように延びる周壁部２４ｂとからなる。そして、前記ヘッダタンク５，６と同様に、左側部材２３及び右側部材２４の周壁部２３ｂ，２４ｂ同士がろう付けされるようになっている。
【００３３】
前記第１管状部２１における後端部からヘッダタンク６の前端部に対応する部位までのヘッダタンク右側壁部９ａに沿う部分の断面形状は、図５（ｂ）に示すように、車幅方向の寸法が車体上下方向の寸法と比べて短い扁平な矩形状とされている。一方、この第１管状部２１のヘッダタンク６前端部よりも前側の部分は、同図（ａ）示すように、パイプ１６の端部に嵌合する円筒部２５とされている。
【００３４】
前記第１管状部２１の円筒部２５は、図６に示すように、該第１管状部２１の車体左側壁部２３ａの前端側を車体左側へ膨出させることにより形成されており、言い換えると、この円筒部２５の軸心Ｘが、第１管状部２１における前記ヘッダタンク右側壁部９ａに沿う部分の車幅方向の中心Ｙよりも、ヘッダタンク６の車幅方向内方にオフセットしている。すなわち、通常、パイプ１６は円管状とされているので、第１管状部２１における前記ヘッダタンク右側壁部９ａに沿う部分と略同じ通路断面積を確保するためには、そのパイプ１６の外径は第１管状部２１の前記ヘッダタンク右側壁部９ａに沿う部分の車幅方向の寸法よりも大きくなり、熱交換器１の配設のためのスペースが円筒部２５により無用に拡大することが考えられる。
【００３５】
そこで、この実施形態では、第１管状部２１の前端側をヘッダタンク６の前端よりも前方へ突出させているので、第１管状部２１の左側壁部２３ａを車体左側へ膨出させることにより円筒部２５を形成することができ、このことで、円筒部２５の右端が、第１管状部２１の前記ヘッダタンク右側壁部９ａに沿う部分の右端よりも車体右側に位置することはなく、よって、熱交換器１の配設のためのスペースが無用に拡大することはない。
【００３６】
また、前記第１管状部２１は、その後端部から前端側の円筒部２５に亘って全体が略同じ断面積を有するように形成されている。すなわち、円筒部２５とその後側の扁平形状断面を有する部分との間は、断面積が変化しないようにかつ断面形状が滑らかに変化するように形成されており、このことで、第１管状部２１を流れる熱交換媒体の圧力損失を低減することができる。
【００３７】
また、前記第１管状部２１の後端部には、前記熱交換媒体流入孔９ｃに接続される接続孔２３ｃが形成されるとともに、該接続孔２３ｃの全周に亘るように熱交換媒体流入孔９ｃよりもヘッダタンク６内方へ延出する延出部２３ｄが設けられている。
【００３８】
前記のようにパイプ１６から第１管状部２１を介してヘッダタンク６へ流入する熱交換媒体は、そのときに流れの向きが大きく変化することになるので、圧力損失が比較的増加し易い。これに対して、この実施形態では、熱交換媒体流入孔９ｃを前後方向に長いだ円形状としているので、熱交換媒体は該熱交換媒体流入孔９ｃを通過する間にその流れの向きが徐々にヘッダタンク６内方へ向かうように緩やかに変化し、このことによって、熱交換媒体の圧力損失を低減できる。尚、この熱交換媒体流入孔９ｃの開口面積は第１管状部２１の通路断面積よりも若干、広く設定されているが、両者を略同じとしてもよく、こうすることで熱交換媒体の圧力損失をより低減できる。
【００３９】
一方、前記中間部材２０の第２管状部２２は、前記第１管状部２１と同様に構成されており、すなわち、この第２管状部２２は、図２及び図７に示すように、ヘッダタンク６の車体右側壁部９ａに沿って大略、前後に延びる筒状に形成され、前記熱交換媒体流出孔９ｄの下端近傍からヘッダタンク６の前後方向略中央部までは略水平に延び、その後、車体上側の壁部が前記第１管状部２１の車体下側の壁部に沿うように全体的に車体下方へ屈曲し、そこから前側は前記第１管状部２１に沿って該第１管状部２１の前端部と略同じ位置まで延びている。また、前記第２管状部２２は、車幅方向の中間部で２つの部材に分割され、車体左側部材２６の周壁部の内側に右側部材２７の周壁部が嵌合するようになっている。
【００４０】
さらに、前記第２管状部２２は、後端部から前端部に亘って略同じ断面積を有するように形成されており、後端部には接続孔２６ａが形成されるとともに、熱交換媒体流出孔９ｄよりもヘッダタンク６内方へ延びる延出部（図示せず）が設けられている。また、この第２管状部２２の前端部には、前記第１管状部２１の円筒部２５と同様な円筒部２８が形成されており、パイプ１７の端部に嵌合している。
【００４１】
前記ヘッダタンク６から第２管状部２２へ流出するときの熱交換媒体の圧力損失は、前記した第１管状部２１からヘッダタンク６へ流入する場合と同様に増加し易いが、熱交換媒体流出孔９ｄを前後方向に長いだ円形状としているので、そのときの圧力損失を低減できる。
【００４２】
前記の如く構成した熱交換器１では、車体右側のヘッダタンク６の内部を流入タンク部１４と流出タンク部１５とに区画して、熱交換媒体流入用及び流出用のパイプ１６，１７を該熱交換器１の車体右側にまとめて配管する際に、各パイプ１６，１７の接続される第１及び第２管状部２１，２２を車体上下方向に並設するようにしたので、熱交換器１の車幅方向の寸法を抑えることができる。
【００４３】
そして、そのように２つの管状部２１，２２を車体上下方向に並設するようにした場合、熱交換媒体流入孔９ｃをヘッダタンク右側壁部９ａの車体上下方向（右側壁部９ａの幅方向）中心に位置付けると、その熱交換媒体流入孔９ｃに接続される第１管状部２１もその右側壁部９ａの車体上下方向中心に位置することになる。こうなると、熱交換器１を車幅方向に見て、第１管状部２１の車体下側に並設される第２管状部２２は、ヘッダタンク６の右側壁部９ａから車体下方へのはみ出し量が相対的に大きくなって、熱交換器１の車体上下方向の寸法が拡大する虞れがある。このことを抑制するために、第１管状部２１ないし第２管状部２２の車体上下方向の幅を狭めることが考えられるが、これでは、熱交換媒体流入孔９ｃないし熱交換媒体流出孔９ｄの幅も狭くなって熱交換媒体流通時の圧力損失が増加することになる。
【００４４】
そこで、この実施形態では、前記熱交換媒体流入孔９ｃをヘッダタンク６の車体右側壁部９ａの車体上側に偏位させることにより、図２に示すように車体右側から見て、第１管状部２１の車体上端とヘッダタンク６の右側壁部９ａの車体上端とを略一致させるようにして、ヘッダタンク６の右側壁部９ａの下側の部分を比較的広く確保することができ、このことで、第１及び第２管状部２１，２２の幅を確保しつつ、第２管状部２２のはみ出し量を少なくできる。
【００４５】
次に、この熱交換器１の製造手順について説明すると、まず、中間部材２０の第１管状部２１及び第２管状部２２をヘッダタンク６の右側部材９に組み付ける。すなわち、第１及び第２管状部２１，２２のそれぞれの左側部材２３，２６と右側部材２４，２７とを成形型によりプレス成形する。この際、第１及び第２管状部２１，２２は、前端側と後端側との間で断面形状を変化させていることから複雑な形状を有しており、このような２つの管状部２１，２２を一体成形するようにした場合には、成形型の製作が極めて煩雑になることが考えられる。これに対して、この実施形態では、中間部材２０を第１及び第２管状部２１，２２に分割して、それぞれを別々の成形型により成形するようにしているので、各成形型の製作が容易になる。
【００４６】
その後、前記第１及び第２管状部２１，２２のそれぞれの左側部材２３，２６に右側部材２４，２７を嵌合固定する。そうして形成された第１及び第２管状部２１，２２をヘッダタンク６の右側部材９にかしめ固定する。すなわち、まず、前記第１管状部２１の延出部２３ｄをヘッダタンク６の右側部材９の熱交換媒体流入孔９ｃの車体右側に位置付け、そこから延出部２３ｄを熱交換媒体流入孔９ｃへ挿入した後、図６に示すように、延出部２３ｄの先端側が熱交換媒体流入孔９ｃの周縁部に当接するように、該延出部２３ｄを全周に亘って熱交換媒体流入孔９ｃの外方へ向けて折り曲げる。この際、熱交換媒体流入孔９ｃは、だ円形状とされているので、周縁部は円弧状であり、容易にかしめ固定することができる。図示しないが、前記第２管状部２２も同様にして延出部を熱交換媒体流出孔９ｄに挿入した後、その先端側を折り曲げる。しかる後、ヘッダタンク６の左側部材８と右側部材９とを嵌合固定する。
【００４７】
その後、チューブ２，２，…及びフィン３，３，…を積層してコア４を組み立ててから、そのチューブ２，２，…の両端をヘッダタンク５，６の孔部に挿入して、コア４とヘッダタンク５，６とを一体化した後、炉内に搬入して加熱し、各部をろう付けする。
【００４８】
この炉内での加熱中には、第１及び第２管状部２１，２２の接続孔２３ｃ，２６ａの周縁部とヘッダタンク６の熱交換媒体流入孔９ｃ及び熱交換媒体流出孔９ｄの周縁部とが互いに離間して一方が浮き上がるように変形する虞れがあるが、この実施形態では、第１及び第２管状部２１，２２にそれぞれ延出部２３ｄを設けて該延出部２３ｄを熱交換媒体流入孔９ｃ及び熱交換媒体流出孔９ｄの周縁部にかしめ固定しているので、そのような変形を未然に防止することができる。よって、ろう付け不良の発生が無くなるとともに、接続孔２３ｃ，２６ａ周縁部を熱交換媒体流入孔９ｃ及び熱交換媒体流出孔９ｄに強固にろう付けできる。
【００４９】
尚、前記第１及び第２管状部２１，２２は、アルミ合金製の板材の表面に犠牲材及びろう材を順にクラッドした材料から形成されており、ろう付けによる板材の腐食が犠牲材によって防止されるようになっている。
【００５０】
また、この実施形態では、熱交換媒体流入孔９ｃ及び熱交換媒体流出孔９ｄの断面積は、それぞれ流入用のパイプ１６及び流出用のパイプ１７の断面積と同等以上とされており、このことによっても、熱交換媒体の圧力損失を低減できる。
【００５１】
したがって、この実施形態に係る熱交換器のパイプ取付構造によれば、熱交換器１を、そのヘッダタンク５，６の長手方向が前後方向となるように配置して、該ヘッダタンク６の長手方向に延びる流入用及び流出用のパイプ１６，１７の端部を、それぞれヘッダタンク６の右側壁部９ａに設けた熱交換媒体流入孔９ｃ及び熱交換媒体流出孔９ｄに接続するようにしたものにおいて、熱交換媒体流入孔９ｃ及び熱交換媒体流出孔９ｄを前後に長い略だ円形とし、パイプ１６，１７と熱交換媒体流入孔９ｃ、熱交換媒体流出孔９ｄとを、ヘッダタンク６の右側壁部９ａに沿ってその長手方向に延びる中間部材２０を介して連通させ、該中間部材２０におけるヘッダタンク右側壁部９ａに沿う部分の断面形状を扁平形状としたので、ヘッダタンク６から中間部材２０へ流入する（ヘッダタンク６から中間部材２０へ流出する）熱交換媒体の圧力損失を抑制しつつ、熱交換器１の車幅方向の寸法の増大を抑えることができる。つまり、この実施形態によれば、熱交換器１の配設に必要なスペースの拡大を抑えながら、流通する熱交換媒体の圧力損失の低減とコア４の十分な大きさの確保とを両立できる。
【００５２】
また、ヘッダタンク６に、該ヘッダタンク６とは別体に構成された第１及び第２管状部２１，２２を介してパイプ１６，１７を取り付けるようにしたので、例えば該パイプ１６，１７の配管が異なる空調装置の間で熱交換器１本体の共通化を図る場合には、第１及び第２管状部２１，２２の形状を変更し、かつそれに伴ってヘッダタンク６の熱交換媒体流入孔９ｃ及び熱交換媒体流出孔９ｄの位置ないし形状を変更するだけで対応できる。すなわち、ヘッダタンク６については、熱交換媒体流入孔９ｃ及び熱交換媒体流出孔９ｄを形成するためのパンチ型のみを変更すれば対応できるので、複数の空調装置間で同じ形状のプレス型を用いてヘッダタンク５，６を製造することが可能となり、大幅なコストの低減を図ることができる。
【００５３】
（他の実施形態）
尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その他の種々の実施形態を包含するものである。すなわち、前記実施形態では、中間部材２０の第１管状部２１と第２管状部２２とを分割して別々に成形するようにしているが、これに限らず、図８に示すように、例えば第１及び第２管状部２１、２２を一体成形してもよい。すなわち、第１及び第２管状部２１，２２を別体にすると、両管状部２１，２２に生じる製造上の寸法誤差により、該両管状部２１，２２をヘッダタンク６に組み付けたときに、２つの管状部２１，２２の車体前後方向の間隔のばらつきが大きくなり、熱交換器１の外形寸法が製品によって比較的大きく異なる虞れがある。これに対して、第１及び第２管状部２１，２２を一体成形することにより、両管状部２１，２２の間隔のばらつきを相対的に小さくできる。
【００５４】
また、前記実施形態では、熱交換媒体流入用及び熱交換媒体流出用のパイプ１６，１７を熱交換器１の車体右側にまとめて配管するようにしているが、これに限らず、例えば、車体左側にまとめて配管するようにしてもよい。また、パイプ１６，１７を左右にそれぞれ配管するようにしてもよく、例えば、熱交換媒体流入用のパイプ１６及び第１管状部２１を右側に配置し、一方、熱交換媒体流出用のパイプ１７及び第２管状部２２を左側に配置するようにしてもよい。
【００５５】
さらに、前記実施形態では、第１及び第２管状部２１，２２の延出部２３ｄをそれぞれ熱交換媒体流入孔９ｃ，熱交換媒体流出孔９ｄの周縁部の全周に亘るように設けているが、これに限らず、周縁部の一部分に断続的に設けるようにしてもよい。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明に係る熱交換器のパイプ取付構造によると、熱交換器のコアが略矩形状とされ、その縦方向に延びる複数のチューブの端部がコアの横方向に長いタンクにそれぞれ接続されており、このタンクの外側壁部に熱交換媒体流通孔を設けるとともに、当該タンクの長手方向に延びるパイプの端部を接続して、熱交換媒体を流入ないし流出させるようにしたものにおいて、前記熱交換媒体流通孔を、タンクの長手方向に長い長孔状に形成し、一側及び他側がそれぞれ前記タンクの熱交換媒体流通孔及びパイプ内の通路に連通する管状の中間部材を、当該タンクの外側壁部に沿ってその長手方向に延びるように設け、前記中間部材の少なくとも前記タンク外側壁部に沿う部分における断面形状を、当該タンクの幅方向についての寸法が比較的短い扁平形状としたので、熱交換器の配設に必要なスペースの拡大を抑えながら、熱交換媒体の流通時の圧力損失の低減と空調用空気の通過面積の十分な確保とを両立できる。さらに、パイプは中間部材を介してタンクに接続されるので、互いに異なる複数の空調装置の間で熱交換器のタンクを共通化できる。
【００５７】
また、中間部材とタンクとを加熱炉でろう付けする場合に、中間部材の延出部を熱交換媒体流通孔の周縁部にかしめ固定した後に加熱することができるので、ろう付け不良の発生を未然に防止できる。
【００５８】
また、熱交換媒体の圧力損失をより低減できるとともに、熱交換媒体流通孔の周縁部が円弧状となるので、その全周に亘って容易にかしめ固定できる。
【００５９】
請求項２記載の発明によると、中間部材の他側の端部に、パイプの端部に嵌合する円筒部を形成し、熱交換器の正面視で、円筒部の軸心を、中間部材のタンク外側壁部に沿う部分と比べてタンクの幅方向内方にオフセットさせたので、熱交換器の配設のためのスペースが円筒部によって無用に拡大することはない。
【００６０】
請求項３記載の発明によると、中間部材の第１及び第２管状部をそれぞれタンクの熱交換媒体流入部及び熱交換媒体流出部の熱交換媒体流通孔に接続し、両管状部をタンク厚み方向に並んで延びるように設けたので、熱交換媒体流入用及び流出用の２本のパイプを一方のタンク側にまとめて配管する際に、熱交換器の縦方向の寸法を抑制できる。また、２つの熱交換媒体流通孔のうちの一方の中心をタンク外側壁部の幅方向中心から一側または他側のいずれかに偏位させたので、管状部のタンクからのはみ出し量を抑えることができる。
【００６１】
請求項４記載の発明によると、第１管状部及び第２管状部を別の成形型により成形できるので、成形型の製作が容易になる。
【００６２】
請求項５記載の発明によると、第１管状部及び第２管状部を一体に成形できるので、中間部材のタンク幅方向の寸法のばらつきを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態に係る熱交換器の車体後面図である。
【図２】 ヘッダタンクに中間部材及びパイプを接続した状態を示す右側面図である。
【図３】 車体右側のヘッダタンクの図２相当図である。
【図４】 第１管状部の右側面図である。
【図５】 （ａ）は図４におけるＡ−Ａ線断面図であり、（ｂ）は同図におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】 図２におけるＣ−Ｃ線断面図である。
【図７】 第２管状部の右側面図である。
【図８】 他の実施形態に係る中間部材の右側面図である。
【符号の説明】
１ 熱交換器
２ チューブ
４ コア
５，６ ヘッダタンク
９ａ 右側壁部（外側壁部）
９ｃ 熱交換媒体流入孔（熱交換媒体の流通孔）
９ｄ 熱交換媒体流出孔（熱交換媒体の流通孔）
１４ 流入タンク部（熱交換媒体流入部）
１５ 流出タンク部（熱交換媒体流出部）
１６ 流入用パイプ
１７ 流出用パイプ
２０ 中間部材
２１ 第１管状部
２２ 第２管状部
２３ｄ 延出部
２５，２８ 円筒部
Ｘ 軸心
Claims (5)
- 熱交換器のコアが正面視で略矩形状とされ、その縦方向に延びる複数のチューブの端部がコアの横方向に長いタンクにそれぞれ接続されており、このタンクにおけるコアと反対側の外側壁部に熱交換媒体の流通孔を設けるとともに、当該タンクの長手方向に延びるパイプの端部を接続して、熱交換媒体を流入ないし流出させるようにした熱交換器のパイプ取付構造において、
前記熱交換媒体の流通孔は、タンクの外側壁部においてその長手方向に長い略だ円形状に形成され、流通孔の断面積は、前記パイプの断面積と同等以上とされ、
一側及び他側がそれぞれ前記タンクの熱交換媒体の流通孔及びパイプ内の通路に連通する管状の中間部材が、当該タンクの外側壁部に沿ってその長手方向に延びるように設けられ、
前記中間部材の断面積は一側から他側に亘って略一定とされ、
前記中間部材の少なくとも前記タンク外側壁部に沿う部分における断面形状は、当該タンクの幅方向についての寸法が厚み方向と比べて短い扁平形状とされ、
前記中間部材の一側の端部は前記タンクの熱交換媒体の流通孔よりもタンク内方へ延出し、その延出部が前記タンクの熱交換媒体の流通孔の周縁部にかしめ固定されるとともに、ろう付けされていることを特徴とする熱交換器のパイプ取付構造。 - 請求項１において、
パイプは略円管状に形成され、
中間部材の他側の端部には、タンクの長手方向の端部よりも外方へ突出してパイプの端部に嵌合する円筒部が形成され、
熱交換器の正面視で、前記円筒部の軸心が、中間部材のタンク外側壁部に沿う部分と比べてタンクの幅方向内方にオフセットしていることを特徴とする熱交換器のパイプ取付構造。 - 請求項１または２において、
タンクの内部は、その長手方向の中間部において熱交換媒体流入部と熱交換媒体流出部とに区画され、
熱交換媒体の流通孔は前記熱交換媒体流入部の外側壁部と前記熱交換媒体流出部の外側壁部とにそれぞれ形成され、
中間部材は、前記熱交換媒体流入部に連通する第１管状部と、前記熱交換媒体流出部に連通する第２管状部とを有するとともに、該第１管状部及び第２管状部をタンク厚み方向に並設してなり、
前記熱交換媒体流入部及び熱交換媒体流出部の流通孔のいずれか一方は、その中心がタンク外側壁部の幅方向の中心から一側または他側のいずれかに偏位していることを特徴とする熱交換器のパイプ取付構造。 - 請求項３において、
中間部材の第１管状部と第２管状部とは別体とされていることを特徴とする熱交換器のパイプ取付構造。 - 請求項３において、
中間部材の第１管状部と第２管状部とは一体成形されていることを特徴とする熱交換器のパイプ取付構造。
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