JP5005400B2 - 熱交換器 - Google Patents

Description

本発明は、例えば空調装置等に用いられる熱交換器に関し、特に、熱交換器を構成する各部品をろう付け接合するようにした構造の技術分野に属する。

従来より、この種の熱交換器として、熱交換媒体が流通するチューブと伝熱用のフィンとを交互に複数配列してなるコア部と、コア部のチューブ両端部に配設された第１及び第２ヘッダタンクとを備えたものが知られている。コア部におけるチューブ及びフィンの配列方向外端部には、コア部を保護するための板状のエンド部材が配設されている。このエンド部材は、第１及び第２ヘッダタンクの周壁部に形成された差し込み孔に差し込まれ、該差し込み孔の周縁部にろう付け接合されている。第１ヘッダタンクの端部には、熱交換媒体の流路を構成する流路構成部材が取り付けられ、この流路が第１ヘッダタンクの内部に連通している。流路構成部材は、第１ヘッダタンクの端部から第２ヘッダタンク側へ向けて突出しており、この突出した部分が、エンド部材の側面に重なった状態で該エンド部材にろう付け接合され、エンド部材に支えられている。流路構成部材を介して熱交換媒体の給排パイプが第１ヘッダタンクの端部に接続されるようになっている。

そして、このような熱交換器は、上記チューブ、フィン、第１ヘッダタンク、第２ヘッダタンク、エンド部材、流路構成部材を一体化した状態で、ろう付け用加熱炉内に搬送して加熱し、各部品の接合部をろう付け接合することで製造される。
特開２００４−２８３９３号公報

しかしながら、上記した特許文献１の熱交換器においては、エンド部材を第１及び第２ヘッダタンクの差し込み孔に差し込む構造としているので、エンド部材と差し込み孔の周縁部とのろう付け不良が発生した場合には、気密性が確保されないという問題がある。この問題に対し、エンド部材を第１及び第２ヘッダタンクに対し差し込まず別体構造として、第１及び第２ヘッダタンクに差し込み孔を形成しないようにすることが考えられる。これにより、第１及び第２ヘッダタンクの気密性を確保し易くなるとともに、各部品の組立作業も容易になる。

ところで、製造時においては、コア部は積層されたフィンとチューブの密着状態を保持するため、治具等により積層方向に圧縮されている。このため、熱交換器のコア部と、第１及び第２ヘッダタンクとを比べたとき、製造時の加熱中に、熱膨張に起因するコア部のチューブ及びフィン配列方向の寸法変化と、ヘッダタンクの同方向の寸法変化とが同じ様にならない。よって、エンド部材をヘッダタンクに差し込まず別体構造とした場合には、コア部に配設されているエンド部材と、ヘッダタンクの端部とは、ろう付け時に互いに異なる動きをすることになる。このとき、特許文献１の熱交換器では、第１ヘッダタンクの端部に取り付けられる流路構成部材が、エンド部材の側面で支持されるようになっているので、エンド部材とヘッダタンクの端部とが加熱中に異なる動きをすると、流路構成部材がエンド部材の側面にろう付け接合されなくなることが考えられ、流路構成部材の取付強度を十分に確保するのが困難になる。

本発明は斯かる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、エンド部材をヘッダタンクに差し込まず別体構造にしてヘッダタンクの気密性の確保と組立作業を容易にする場合に、製造時の加熱中において、エンド部材とヘッダタンクの端部とが互いに異なる動きをしても、それを許容して流路構成部材とエンド部材とを確実にろう付け接合できるようにして、流路構成部材の取付強度を十分に確保できるようにすることにある。

上記目的を達成するために、本発明では、エンド部材と流路構成部材との一方の部材に設けた突出部を他方に設けた挿入孔に挿入するようにして、加熱時に、突出部の挿入方向への移動を許容できるようにし、これら突出部と挿入孔の周縁部とをろう付けするようにした。

具体的には、請求項１の発明では、チューブ及びフィンが交互に配列されたコア部と、該コア部におけるチューブ及びフィンの配列方向外端部に設けられたエンド部材と、上記チューブ及びフィンの配列方向に延び、上記コア部のチューブ両端部にそれぞれ配置されて接続される第１及び第２ヘッダタンクと、該第１ヘッダタンクの端部に接続される熱交換媒体の流路を構成する流路構成部材とを備え、上記コア部、上記エンド部材、上記第１ヘッダタンク、上記第２ヘッダタンク及び上記流路構成部材がろう付け接合されてなる熱交換器において、上記エンド部材は、上記第１及び第２ヘッダタンクに対して別体構造とされ、上記流路構成部材は、上記第１ヘッダタンクの端部から上記第２ヘッダタンク側へ向けて突出するように配置され、上記エンド部材と上記流路構成部材との間に所定の隙間が形成され、上記エンド部材及び上記流路構成部材の一方の部材には、他方の部材へ向かって上記第１ヘッダタンクの延びる方向に突出する突出部が形成され、他方の部材には、上記突出部が挿入される挿入孔が形成され、該挿入孔は、ろう付け中において上記エンド部材と上記流路構成部材とが上記ヘッダタンクの延びる方向に異なる動きをした場合に該突出部の突出方向への移動を許容することによって上記エンド部材と上記流路構成部材との相対的な動きを許容するように形成され、該突出部が該挿入孔の周縁部にろう付け接合されている構成とする。

この構成によれば、エンド部材を、第１及び第２ヘッダタンクに対して差し込まず別体構造としたので、これらヘッダタンクに差し込み孔や固定構造を設けずに済む。よって、第１及び第２ヘッダタンクの気密性の確保及び組立作業が容易になる。また、熱交換器の製造時には、エンド部材と流路構成部材との一方の突出部を他方の挿入孔に挿入しておくことが可能になる。これにより、加熱炉での加熱中に、コア部のチューブ及びフィン配列方向の寸法変化と第１ヘッダタンクの同方向の寸法変化とが互いに異なることに起因して、コア部に設けられたエンド部材と、第１ヘッダタンクの端部に配置された流路構成部材とが異なる動きをした場合に、突出部が挿入孔内をその突出方向に移動することになり、そのようなエンド部材と流路構成部材との異なる動きを許容することが可能になる。よって、突出部が挿入孔の周縁部に確実にろう付け接合されることになる。

請求項２の発明では、請求項１の発明において、突出部及び挿入孔は、第１ヘッダタンクから第２ヘッダタンク側へ離れて配置されている構成とする。

この構成によれば、流路構成部材の第１ヘッダタンクから離れた部位をエンド部材で支持することが可能になる。

請求項３の発明では、請求項１または２の発明において、流路構成部材に突出部が形成され、エンド部材に挿入孔が形成されている構成とする。

この構成によれば、流路構成部材の突出部をエンド部材の挿入孔に挿入した状態で、流路構成部材がエンド部材に支持される。

請求項４の発明では、請求項３の発明において、突出部は、流路構成部材の流路に対応する部位よりも外側に配置されている構成とする。

すなわち、流路構成部材の熱交換媒体の流路に対応する部位は、熱交換媒体の圧力が変動した際に、その圧力変動の影響を直接受けるので変形し易く、一方、流路構成部材の流路に対応する部位よりも外側は、熱交換媒体の圧力が変動しても変形し難い。この変形し難い部位に突出部を設けたことで、熱交換器の使用中に熱交換媒体の圧力変動によって突出部が無理に変位し難くなる。

請求項５の発明では、請求項３または４の発明において、エンド部材は、板状に形成され、その中心を対称の中心とした点対称な形状とされている構成とする。

この構成によれば、エンド部材の組み付け方向の自由度が向上する。

請求項６の発明では、請求項３から５のいずれか１つの発明において、エンド部材には、コア部におけるチューブ及びフィン配列方向の外端面から浮くように形成された浮き上がり部が設けられ、上記浮き上がり部に挿入孔が形成されている構成とする。

この構成によれば、挿入孔がコア部の外端面から離れて位置することになるので、突出部をコア部に接触させることなく、挿入孔へ深く挿入することが可能になる。

請求項７の発明では、請求項６の発明において、浮き上がり部は、エンド部材の縁部まで連続して形成されている構成とする。

この構成によれば、突出部が挿入孔に挿入されているか否かを、組立作業者がエンド部材の外側から見ることが可能になる。

請求項８の発明では、請求項１から７のいずれか１つの発明において、挿入孔は、スリット形状である。

この構成によれば、製造公差等によって突出部の位置が挿入孔の長手方向に若干ずれている場合にも、突出部を挿入孔に挿入することが可能になる。

請求項９の発明では、請求項８の発明において、突出部は、挿入孔の長手方向に長く延びる形状である。

この構成によれば、突出部を挿入孔に挿入した状態で、突出部と挿入孔の周縁部との接触面積が広く確保され、ろう付け面積が広くなる。

請求項１０の発明では、請求項１から９のいずれか１つの発明において、突出部の形状は、挿入孔に圧入される形状とされている構成とする。

この構成によれば、突出部を挿入孔に挿入した状態で、突出部と挿入孔の周縁部とが確実に接触する。これにより、加熱中に溶融したろう材が突出部と挿入孔の周縁部との間に行き渡るようになる。

請求項１１の発明では、請求項１から１０のいずれか１つの発明において、突出部には、挿入孔の周縁部に係合して該挿入孔への挿入量が所定量以上となるのを規制する係合部が設けられている構成とする。

この構成によれば、流路構成部材の突出部を挿入孔に挿入していく際、その挿入量が所定量に近づくと、突出部の係合部が挿入孔の周縁部に係合するようになる。これにより、突出部が挿入孔に挿入し過ぎになることはなく、流路構成部材が正規の状態で組み付けられる。

請求項１２の発明では、請求項１から１１のいずれか１つの発明において、流路構成部材とエンド部材との少なくとも一方は、ろう材がクラッドされている構成とする。

この構成によれば、加熱炉で加熱中に、突出部と挿入孔の周縁部との間にろう材を行き渡らせることが可能になる。

請求項１の発明によれば、エンド部材を第１及び第２ヘッダタンクに差し込まず別体構造としたので、ヘッダタンクの気密性を容易に確保でき、組立作業も容易にすることができる。そして、エンド部材及び流路構成部材の一方の部材に、第１ヘッダタンクの延びる方向に突出する突出部を形成し、他方の部材に挿入孔を形成したので、製造時の加熱中に生じるエンド部材と流路構成部材との異なる動きを許容して、突出部を挿入孔の周縁部に確実にろう付け接合でき、流路構成部材の取付強度を十分に確保することができる。

請求項２の発明によれば、突出部及び挿入孔を、第１ヘッダタンクから第２ヘッダタンク側へ離したので、流路構成部材の第１ヘッダタンクから離れた部位をエンド部材で支持することができ、流路構成部材を安定させることができる。

請求項４の発明によれば、突出部を、流路構成部材の流路に対応する部位よりも外側に配置したので、突出部が挿入孔の周縁部にろう付け接合された状態で、熱交換器の使用中に無理に変位し難くなり、破損等を抑制できる。

請求項５の発明によれば、エンド部材を点対称な形状としたので、組み付け方向の自由度を向上でき、組み付け作業性を良好にすることができる。

請求項６の発明によれば、エンド部材に、コア部の外端面から浮くように形成された浮き上がり部を設け、この浮き上がり部に挿入孔を形成したので、流路構成部材の突出部を、コア部に接触しないように挿入孔へ深く挿入できる。これにより、加熱中に生じるエンド部材と流路構成部材との動きが大きく異なっても、突出部を挿入孔に挿入した状態にでき、確実にろう付け接合できる。

請求項７の発明によれば、浮き上がり部をエンド部材の縁部まで連続させたので、突出部が挿入孔に挿入されているか否かをエンド部材の外側から容易に確認することができ、誤組付を防止できる。

請求項８の発明によれば、挿入孔をスリット形状としたので、突出部が正規の位置から挿入孔の長手方向に若干ずれている場合においても、突出部を挿入孔に挿入してろう付け接合することができる。

請求項９の発明によれば、突出部を挿入孔の長手方向に長く延びる形状としたので、突出部と挿入孔の周縁部とのろう付け面積を広くでき、しっかりとろう付け接合できる。

請求項１０の発明によれば、突出部の形状を挿入孔に圧入される形状としたので、突出部と挿入孔の周縁部とを確実に接触させてろう材を行き渡らせることができ、よって、ろう付け不良を回避できる。

請求項１１の発明によれば、突出部に、挿入孔の周縁部に係合して該挿入孔への挿入量が所定量以上となるのを規制する係合部を設けたので、流路構成部材を確実にかつ容易に正規の状態で組み付けることができる。

請求項１２の発明によれば、流路構成部材とエンド部材との少なくとも一方は、ろう材がクラッドされているので、突出部と挿入孔の周縁部とを確実にろう付けできる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

本発明の実施形態にかかる熱交換器１は、車両用空調装置などの冷媒回路に接続されて蒸発器として機能するものである。上記熱交換器１は、図１に示すように、コア部４と、該コア部４における両端部（図１における上下端部）に配置された上側及び下側ヘッダタンク６，７と、該コア部４における両外端部（図１における左右端部）にそれぞれ配置されたエンドプレート（エンド部材）８とを備えている。

コア部４は、被処理空気の通気方向（図２及び図１０に白抜きの矢印で示す）と略垂直な方向（図１の左右方向）に、複数のチューブ２及びフィン３が交互に配列されて構成されている。上記チューブ２は、上下方向が長手方向となる平板状に形成された扁平チューブである。そして、チューブ２の上端が上側ヘッダタンク６に接続される一方、その下端が下側ヘッダタンク７に接続されている。一方、フィン３は、図１に示すように、複数のチューブ２の間に介設されている（図１において一部のみ示す）。このフィン３は、被処理空気の上流側から視て波形状に形成されたコルゲートフィンである。そして、フィン３の波形部分における左端部が左側に隣接するチューブ２にろう付け接合される一方、波形部分における右端部が右側に隣接するチューブ２にろう付け接合されている。また、コア部４のチューブ２及びフィン３配列方向両外端部にはフィン３がそれぞれ位置している。コア部４の外端部に位置するフィン３に隣接してエンドプレート８が配置され、該エンドプレート８が該フィン３の波形部分にろう付け接合されている。

各エンドプレート８は、コア部４の側面を覆う略矩形状のアルミニウム合金製板材をプレス成形してなるものである。エンドプレート８の長手方向両端部は、上側及び下側ヘッダタンク６，７に差し込まれておらず、しかも、該ヘッダタンク６，７の周壁部から僅かに離れている。つまり、エンドプレート８は、上側及び下側ヘッダタンク６，７に対して別体構造とされている。

上記エンドプレート８は、図３に示す平面視で、その中心を対称の中心とした点対称な形状とされている。すなわち、エンドプレート８の４つの角部近傍には、コア部４から離れる方向、即ち、コア部４の外端面から浮き上がる方向へ膨出した膨出部（浮き上がり部）８ａがそれぞれ設けられている。これら膨出部８ａは、同じ形状とされ、エンドプレート８の縁部まで連続しており、エンドプレート８の長手方向に長くなっている。膨出部８ａの膨出方向先端面は、略平坦に形成されている。各膨出部８ａには、エンドプレート８の長手方向に長いスリット形状の挿入孔８ｂが、該エンドプレート８を厚み方向に貫通して形成されている。また、エンドプレート８の長手方向両端部には切欠部８ｃが形成されている。

図２に示すように、コア部４は、被処理空気の上流側に位置する上流側コア部４ａと、被処理空気の下流側に位置する下流側コア部４ｂとで構成されている。具体的には、上流側コア部４ａは、被処理空気の流れ方向上流側寄りに配列された複数のチューブ２及びフィン３（図２において図示省略）で構成され、下流側コア部４ｂは、被処理空気の下流側寄りに配列された複数のチューブ２及びフィン３（図２において図示省略）で構成されている。

上側ヘッダタンク６は、コア部４の上端部全域に亘って上記複数のチューブ２及びフィン３の配列方向に延びて形成された中空の筒状部材である。上側ヘッダタンク６は、図１に示すように、その下部に位置する第１ヘッダプレート１０と、その上部に位置する第１タンクプレート１１とを備えている。

第１ヘッダプレート１０は、上方に開放するチャンネル形状をなしている。また、第１ヘッダプレート１０における下端面には、上記複数のチューブ２の上端部が挿入保持される複数のチューブ挿入孔１０ａが形成されている。一方、第１タンクプレート１１は、下方に開放するチャンネル形状をなしている。上記第１ヘッダプレート１０及び第１タンクプレート１１は、アルミニウム合金製の板材をプレス加工することによって成形される。第１タンクプレート１１の開放部分の外側に第１ヘッダプレート１０が嵌合するようになっており、第１タンクプレート１１と第１ヘッダプレート１０との接合部がろう付け接合されている。

上側ヘッダタンク６の内部には、図１０に示すように、平板状の仕切板２０が設けられている。この仕切板２０は、上側ヘッダタンク６の長手方向一端から他端まで上記チューブ２及びフィン３の配列方向に延びて形成されている。仕切板２０は、上側ヘッダタンク６の被処理空気の流れ方向略中央部に配置され、第１ヘッダプレート１０の内面及び第１タンクプレート１１の内面にろう付け接合されるようになっている。この仕切板２０により、上側ヘッダタンク６の内部が、被処理空気の流れ方向上流側寄りの第１上流側空間４１と下流側寄りの第１下流側空間４２とに分割されている（図３参照）。

上記第１上流側空間４１は、上記上流側コア部４ａにおける複数のチューブ２の流路と連通している。また、この第１上流側空間４１は、上側ヘッダタンク６の長手方向における中間位置に設けられる上流側バッフル板２１によって、図１０における左右に２つに仕切られている。一方、第１下流側空間４２は、上記下流側コア部４ｂにおける複数のチューブ２の流路と連通している。また、この第１下流側空間４２は、上側ヘッダタンク６の長手方向における中間位置に設けられる下流側バッフル板２２によって、同様に２つに仕切られている。さらに、第１上流側空間４１における左側と、第１下流側空間４２における左側との間に位置する上記仕切板２０には、図示しない連通孔が形成されており、第１上流側空間４１における左側と第１下流側空間４２における左側とが、この連通孔を介して連通している。

一方、図１に示すように、下側ヘッダタンク７は、上述した上側ヘッダタンク６と同様に構成されたものである。この下側ヘッダタンク７は、その上部に位置する第２ヘッダプレート１３と、その下部に位置する第２タンクプレート１４とを備えている。そして、第２ヘッダプレート１３における上端面には、複数のチューブ２の下端部が挿入保持される複数のチューブ挿入孔１３ａが形成されている。さらに、下側ヘッダタンク７の内部には、上側ヘッダタンク６と同様にして、仕切板２０が設けられている。そして、下側ヘッダタンク７の内部が、上流側寄りの第２上流側空間４３と下流側寄りの第２下流側空間４４とに分割されている。上記第２上流側空間４３は、上記上流側コア部４ａにおける複数のチューブ２ａの流路と通連している。一方、第２下流側空間４４は、上記下流側コア部４ｂにおける複数のチューブ２ｂの流路と連通している。

上側ヘッダタンク６の左端部の開口は、第１キャップ３０で覆われている。また、下側ヘッダタンク７の左右両端の開口も第１キャップ３０でそれぞれ覆われている。上側ヘッダタンク６の右端部の開口は、第２キャップ３１で覆われている。この第２キャップ３１には、第１上流側空間４１及び第１下流側空間４２にそれぞれ連通する２つの貫通孔（図示せず）が形成されている。

上側ヘッダタンク６には、第２キャップ３１を介して流路構成部材５０が取り付けられている。この流路構成部材５０は、第１下流側空間４２と、冷媒（熱交換媒体）を供給する供給配管３７（図１０にのみ示す）とを接続し、第１上流側空間４１と、冷媒を排出する排出配管３８（図１０にのみ示す）とを接続するためのものであり、内部には、冷媒の流路として通路部５３が形成されている。流路構成部材５０は、図４及び図５に示すように、コア部４側に位置する板状の内側部材５１と、内側部材５１に嵌合して保持される外側部材５２とを備えている。図６にも示すように、流路構成部材５０のコア部４と反対側には、供給配管３７及び排出配管３８用のコネクタ部５４が取り付けられている。上記内側部材５１及び外側部材５２は、アルミニウム合金製の板材をプレス成形してなり、互いにろう付け接合されている。

図７に示すように、内側部材５１は、全体として平板状をなしており、第２キャップ３１の外面を覆う形状の本体部５１ａと、下側に延びた延長部５１ｂとを有している。この内側部材５１の本体部５１ａには、被処理空気の上流側に位置する貫通孔５１ｃと、被処理空気の下流側に位置する貫通孔５１ｄとが形成されている。これら貫通孔５１ｃ、５１ｄは、第２キャップ３１の貫通孔にそれぞれ接続され、貫通孔５１ｃが、上側ヘッダタンク６における第１上流側空間４１と連通し、貫通孔５１ｄが、上側ヘッダタンク６における第１下流側空間４２と連通するようになっている。

貫通孔５１ｃ、５１ｄの周縁部には、上記第２キャップ３２の貫通孔に嵌入する嵌入部５１ｈ、５１ｈが外側部材５２とは反対側へ突出するように形成されている。また、内側部材５１には、この内側部材５１に対して垂直に折り曲げられた接続部側嵌合部５１ｅが、間隔を空けて内側部材５１のほぼ全周に設けられている。

内側部材５１の延長部５１ｂには、図５に示すように、上記エンドプレート８の挿入孔８ｂに挿入される突出部５１ｆが、エンドプレート８側へ向けて第１ヘッダタンク６の長手方向に突出するように設けられている。図７に示すように、突出部５１ｆの形成位置は、延長部５１ｂの外縁部、つまり、内側部材５１の熱交換媒体の流路に対応する部位の外側に設定されている。すなわち、内側部材５１の中央寄りの部位は、熱交換媒体の流路に対応する部位であり、この部位は、熱交換媒体の圧力変動を直接受けることになり、変形し易い部位である。これに対し、内側部材５１の流路に対応する部位の外側は、そのような熱交換媒体の圧力変動の影響を受けにくく、殆ど変形しない部位である。この部位に突出部５１ｆを設けたことで、熱交換器１の使用中に熱交換媒体の圧力変動によって突出部５１ｆが無理に変位し難くなっている。

突出部５１ｆは、挿入孔８ｂの長手方向に延びる板状をなしている。突出部５１ｆの厚み寸法は、挿入孔８ｂの幅寸法よりも若干長く設定されており、突出部５１ｆは挿入孔８ｂに圧入されるようになっている。

図４に示すように、突出部５１ｆの基端側は、先端側に比べて挿入孔８ｂの長手方向に長くなっている。このように突出部５１ｆの基端側と先端側とで寸法を変えることにより、突出部５１ｆの突出方向中間部には、段差部５１ｇが形成されることになり、突出部５１ｆを挿入孔８ｂに挿入していくと、段差部５１ｇが挿入孔８ｂの周縁部に係合するようになっている。この段差部５１ｂが係合することで、突出部５１ｆが挿入孔８ｂにそれ以上挿入されなくなる。つまり、段差部５１ｇは、本発明の挿入量が所定量以上となるのを規制する係合部を構成している。

上記内側部材５１には、上記接続部側嵌合部５１ｅをかしめることによって上記外側部材５２が結合している。この外側部材５２には、図８に示すように、内側部材５１の貫通孔５１ｃに対応して同じ内径の貫通孔５２ａが形成されている。外側部材５２は、内側部材５１に当接してろう付け接合される当接部５２ｃと、内側部材５１の貫通孔５１ｄを覆う容器状の管路部５２ｄとを備えている。この管路部５２ｄと内側部材５１とで挟まれた領域で、通路部５３が形成されている（図４及び図６参照）。この通路部５３は、内側部材５１の貫通孔５１ｄに連通している。また、通路部５３の下部には、貫通孔５２ｂが形成されている。

コネクタ部５４は、図９に示すように、管路部５２ｄの貫通孔５２ｂに挿入される供給側管部５４ａと、この供給側管部５４ａよりも長く、上記貫通孔５２ａ、５１ｃに挿入される排出側管部５４ｂとを備えている。コネクタ部５４の供給側管部５４ａは、貫通孔５２ｂの周縁部にろう付け接合され、排出側管部５４ｂは、貫通孔５２ａ、５１ｃの周縁部にろう付け接合されている。そして、このコネクタ部５４は、図２に示すように、上側ヘッダタンク６を長手方向に視たときに、コネクタ部５４の外周部が熱交換器１から大きく飛び出さないように配置されている。このコネクタ部５４の供給側管部５４ａに、熱交換器１を循環する冷媒が流入する供給配管３７が接続され、下流側管部５４ｂに、熱交換器１を循環した冷媒が流出する排出配管３８が接続される。

流路構成部材５０の内側部材５１の延長部５１ｂと、エンドプレート８との間には、間隙が設けられている。この隙間は、各部材をろう付けする際の熱膨張に起因して、流路構成部材５０とエンドプレート８とが突出部５１ｆ以外の部位で接触しないようにするために設けたものである。

次に、本実施形態に係る熱交換器１の製造方法について説明する。

まず、ろう材がクラッドされたアルミニウム合金製の板材を用いて、チューブ２、ヘッダプレート１０、１３、タンクプレート１１、１４、エンドプレート８、内側部材５１、外側部材５２を得る。また、フィン３、仕切板２０、バッフル板２１、２２、キャップ３０、３１、コネクタ部５４も用意しておく。

そして、チューブ２及びフィン３を交互に配置して積層していきコア部４を構成し、このコア部４の両外端部にエンドプレート８をそれぞれ配置して一体化する。このとき、エンドプレート８が点対称な形状とされているので、組み付け方向の自由度が高く、組み付け作業が容易である。

また、ヘッダプレート１０、１３、タンクプレート１１、１４、バッフル板２１、２２、仕切板２０によって上側及び下側ヘッダタンク６，７を構成する。上側及び下側ヘッダタンク６，７のヘッダプレート１０、１３のチューブ挿入孔１０ａ、１３ａにチューブ２の端部を挿入してコア部４とヘッダタンク６，７とを一体化する。コア部４のチューブ２及びフィン３は、図示しないが結束具によって結束して積層方向に圧縮しておく。

また、流路構成部材５０の内側部材５１に設けられた接続部側嵌合部５１ｅを外側部材５２にかしめて、内側部材５１と外側部材５２とを嵌合して保持する。また、この流路構成部材５０の貫通孔５２ａ、５１ｃにコネクタ部５４の排出側管部５４ｂを挿入し、流路構成部材５０の管路部５２ｄの貫通孔５２ｂにコネクタ部５４の供給側管部５４ａを挿入し、コネクタ部５４を流路構成部材５０に保持する。

そして、流路構成部材５０を上側ヘッダタンク６に組み付ける。すなわち、内側部材５１の嵌入部５１ｈを第２キャップ３１の貫通孔に嵌入して流路構成部材５０を上側ヘッダタンク６の端部に保持させるとともに、突出部５１ｆをエンドプレート８の挿入孔８ｂに挿入する。このとき、段差部５１ｇが挿入孔８ｂの周縁部に当たり、それ以上挿入方向に移動しなくなる。この突出部５１ｆを挿入孔８ｂに挿入した状態では、エンドプレート８の膨出部８ａがエンドプレート８の端部まで連続しているため、突出部５１ｆが挿入孔８ｂに挿入されているか否かを組立作業者がエンドプレート８の外側から見ることが可能である。また、エンドプレート８の挿入孔８ｂをコア部４の外端面から浮き上がった膨出部８ａに形成しているので、コア部４の外端面に接触しないように、突出部５１ｆを挿入孔８ｂに深く挿入することが可能になっている。

流路構成部材５０を上側ヘッダタンク６に組み付けた状態では、エンドプレート８と内側部材５１の延長部５１ｂとの間に間隙が設けられる。これにより、上側ヘッダタンク６から下側ヘッダタンク７側へ突出している延長部５１ｂと、エンドプレート８とは当接しない。

上記のようにして各部品を一体化した後、ろう付け用加熱炉内へ搬送して加熱する。このとき、コア部４は、積層されたフィン３とチューブ２の密着状態を保持するため、結束具により積層方向に圧縮されている。よって、加熱による熱膨張に起因するコア部４のチューブ２及びフィン３配列方向の寸法変化と、ヘッダタンク６，７の長手方向の寸法変化とが同じ様にならない。その結果、コア部４に配設されているエンドプレート８と、ヘッダタンク６，７の端部とを見ると、ろう付け時に互いに異なる動きをする。

このため、ろう付け中、エンドプレート８と、上側ヘッダタンク６の端部に取り付けられた流路構成部材５０とが異なる動きをすることになる。このような動きをした際には、流路構成部材５０の突出部５１ｆが、エンドプレート８の挿入孔８ｂ内をその突出方向に移動することになり、そのようなエンドプレート８と流路構成部材５０との動きを許容することが可能になる。

また、加熱炉内では、各部品のろう材や溶融して各部品の接合部に流れる。このとき、突出部５１ｆを挿入孔８ｂに圧入するようにしているので、突出部５１ｆと挿入孔８ｂの周縁部とが確実に接触しており、ろう材が流れ易い。

このようにして、突出部５１ｆが挿入孔８ｂの周縁部に確実にろう付け接合され、流路構成部材５０がエンドプレート８に支持された状態となる。

次に、本実施形態に係る熱交換器１における冷媒の循環動作について、図９を参照しながら説明する。

冷媒は、第２キャップ３１の供給配管３７から通路部５３を通って熱交換器１の内部へ流入する。通路部５３を流通した冷媒は、第２キャップ３１の貫通孔を通過した後、上側ヘッダタンク６に形成された第１下流側空間４２における右側へ流入する。そして、この冷媒は、下流側コア部４ｂにおけるチューブ２に分配されて、下方向へ流通する。各チューブ２を流通した冷媒は、下側ヘッダタンク７に形成された第２下流側空間４４における右側で集合し、第２下流側空間４４における左側へ流通する。そして、この冷媒は、下流側コア部４ｂのチューブ２に分配されて、上方向へ流通する。

各チューブ２を流通した冷媒は、上側ヘッダタンク６に形成された第１下流側空間４２における左側で集合し、図示しない連通孔を通過して、上側ヘッダタンク６の第１上流側空間４１における左側へ流通する。そして、この冷媒は、上流側コア部４ａのチューブ２に分配されて、下方向へ流通する。各チューブ２を流通した冷媒は、下側ヘッダタンク７に形成された第２上流側空間４３における左側で集合し、第２上流側空間４３における右側へ流通する。そして、この冷媒は、上流側コア部４ａのチューブ２に分配されて、再び上方向へ流通する。この冷媒は、上側ヘッダタンク６に形成された第１上流側空間４１における右側の空間で集合する。以上のようにして、熱交換器１における上流側、下流側コア部４ａ，４ｂを流通した冷媒は、第２キャップ３１の貫通孔を通過した後、排出配管３８を介して、熱交換器１の外部へ流出する。

一方、被処理空気は、熱交換器１に対して図１０の白抜き矢印の方向に流れ、熱交換器１のコア部４を流通する。この被処理空気は、コア部４のチューブ２及びフィン３を介して冷媒と熱交換して冷却されながら、熱交換器１を通過する。

したがって、本実施形態の熱交換器１においては、エンドプレート８を上側及び下側ヘッダタンク６，７に差し込まない構造としたので、ヘッダタンク６，７の気密性を容易に確保することができる。そして、流路構成部材５０に突出部５１ｆを形成し、エンドプレート８に挿入孔８ｂを形成したので、製造時の加熱中に生じるエンドプレート８と流路構成部材５０との異なる動きを許容することができる。これにより、突出部５１ｆを挿入孔８ｂの周縁部に確実にろう付け接合して、流路構成部材５０をエンドプレート８で支えることができ、取付強度を十分に確保することができる。

また、突出部５１ｆ及び挿入孔８ｂが、上側ヘッダタンク６から下側ヘッダタンク７側へ離れて配置されているので、流路構成部材５０の上側ヘッダタンク６から離れた部位をエンドプレート８で支えることができ、流路構成部材５０を安定させることができる。

また、突出部５１ｆを、流路構成部材５０の流路に対応する部位よりも外側に配置したので、突出部５１ｆが挿入孔８ｂに周縁部にろう付け接合された状態で、熱交換器１の使用中に無理に変位し難くなり、破損等を抑制できる。

また、エンドプレート８を点対称な形状としたので、製造時に作業者による組み付け作業性を良好にすることができる。

また、エンドプレート８に、コア部４の外端面から浮くように形成された膨出部８ａを設け、この膨出部８ａに挿入孔８ｂを形成したので、流路構成部材５０の突出部５１ｆを、コア部４に接触しないように挿入孔８ｂへ深く挿入できる。これにより、加熱中にエンドプレート８と流路構成部材５０との動きが大きく異なっても、突出部５１ｆを挿入孔８ｂに挿入した状態にでき、確実にろう付け接合できる。

また、膨出部８ａがエンドプレート８の縁部まで連続しているので、突出部５１ｆが挿入孔８ｂに挿入されているか否かを、組付作業者がエンドプレート８の外側から容易に確認することができ、誤組付を防止できる。

また、挿入孔８ｂをスリット形状としたので、突出部５１ｆが正規の位置から挿入孔８ｂの長手方向に若干ずれている場合においても、突出部５１ｆを挿入孔８ｂに挿入してろう付け接合することができる。

また、突出部５１ｆを挿入孔８ｂの長手方向に長く延びる形状としたので、突出部５１ｆと挿入孔８ｂの周縁部とのろう付け面積を広くでき、しっかりとろう付け接合できる。

また、突出部５１ｆの形状を挿入孔８ｂに圧入される形状としたので、突出部５１ｆと挿入孔８ｂの周縁部とを確実に接触させてろう材を行き渡らせることができ、よって、ろう付け不良を回避できる。

また、突出部５１ｆに、挿入量を規制するための段差部５１ｇを設けたので、流路構成部材５０を確実にかつ容易に正規の状態で組み付けることができる。

また、エンドプレート８と流路構成部材５０との間に隙間を形成したので、加熱炉で加熱中に熱膨張によってエンドプレート８と流路構成部材５０とが干渉することはなく、流路構成部材５０を正規の位置で確実にろう付け接合できる。

また、流路構成部材５０とエンドプレート８とはろう材がクラッドされているので、突出部５１ｆと挿入孔８ｂの周縁部とを確実にろう付けできる。

以上説明したように、本発明に係る熱交換器は、例えば、車両用空調装置などの冷媒回路に接続される蒸発器として適している。

実施形態に係る熱交換器の正面図である。 熱交換器の側面図である。 エンドプレートの平面図である。 上側ヘッダタンクの右端部に流路構成部材及びコネクタ部を組み付ける前の状態を示す拡大図である。 上側ヘッダタンクの右端部に流路構成部材及びコネクタ部を組み付けた状態の図４相当図である。 コネクタ部を有する流路構成部材の側面図である。 （ａ）は、内側部材を示す側面図であり、（ｂ）は、その正面図である。 （ａ）は、外側部材を示す側面図であり、（ｂ）は、その正面図である。 （ａ）は、コネクタ部を示す側面図であり、（ｂ）は、その正面図である。 熱交換器における冷媒の循環動作を示す説明図である。

１ 熱交換器
２ チューブ
３ フィン
４ コア部
６ 上側ヘッダタンク（第１ヘッダタンク）
７ 下側ヘッダタンク（第２ヘッダタンク）
８ エンドプレート（エンド部材）
８ａ 膨出部（浮き上がり部）
８ｂ 挿入孔
５０ 流路構成部材
５１ｆ 突出部
５１ｇ 段差部（係合部）

Claims (12)

1. チューブ及びフィンが交互に配列されたコア部と、該コア部におけるチューブ及びフィンの配列方向外端部に設けられたエンド部材と、上記チューブ及びフィンの配列方向に延び、上記コア部のチューブ両端部にそれぞれ配置されて接続される第１及び第２ヘッダタンクと、該第１ヘッダタンクの端部に接続される熱交換媒体の流路を構成する流路構成部材とを備え、上記コア部、上記エンド部材、上記第１ヘッダタンク、上記第２ヘッダタンク及び上記流路構成部材がろう付け接合されてなる熱交換器において、
   上記エンド部材は、上記第１及び第２ヘッダタンクに対して別体構造とされ、
   上記流路構成部材は、上記第１ヘッダタンクの端部から上記第２ヘッダタンク側へ向けて突出するように配置され、
   上記エンド部材と上記流路構成部材との間に所定の隙間が形成され、
   上記エンド部材及び上記流路構成部材の一方の部材には、他方の部材へ向かって上記第１ヘッダタンクの延びる方向に突出する突出部が形成され、他方の部材には、上記突出部が挿入される挿入孔が形成され、該挿入孔は、ろう付け中において上記エンド部材と上記流路構成部材とが上記ヘッダタンクの延びる方向に異なる動きをした場合に該突出部の突出方向への移動を許容することによって上記エンド部材と上記流路構成部材との相対的な動きを許容するように形成され、該突出部が該挿入孔の周縁部にろう付け接合されていることを特徴とする熱交換器。
2. 請求項１に記載の熱交換器において、
   突出部及び挿入孔は、第１ヘッダタンクから第２ヘッダタンク側へ離れて配置されていることを特徴とする熱交換器。
3. 請求項１または２に記載の熱交換器において、
   流路構成部材に突出部が形成され、
   エンド部材に挿入孔が形成されていることを特徴とする熱交換器。
4. 請求項３に記載の熱交換器において、
   突出部は、流路構成部材の流路に対応する部位よりも外側に配置されていることを特徴とする熱交換器。
5. 請求項３または４に記載の熱交換器において、
   エンド部材は、板状に形成され、その中心を対称の中心とした点対称な形状とされていることを特徴とする熱交換器。
6. 請求項３から５のいずれか１つに記載の熱交換器において、
   エンド部材には、コア部におけるチューブ及びフィン配列方向の外端面から浮くように形成された浮き上がり部が設けられ、
   上記浮き上がり部に挿入孔が形成されていることを特徴とする熱交換器。
7. 請求項６に記載の熱交換器において、
   浮き上がり部は、エンド部材の縁部まで連続して形成されていることを特徴とする熱交換器。
8. 請求項１から７のいずれか１つに記載の熱交換器において、
   挿入孔は、スリット形状であることを特徴とする熱交換器。
9. 請求項８に記載の熱交換器において、
   突出部は、挿入孔の長手方向に長く延びる形状であることを特徴とする熱交換器。
10. 請求項１から９のいずれか１つに記載の熱交換器において、
    突出部の形状は、挿入孔に圧入される形状とされていることを特徴とする熱交換器。
11. 請求項１から１０のいずれか１つに記載の熱交換器において、
    突出部には、挿入孔の周縁部に係合して該挿入孔への挿入量が所定量以上となるのを規制する係合部が設けられていることを特徴とする熱交換器。
12. 請求項１から１１のいずれか１つに記載の熱交換器において、
    流路構成部材とエンド部材との少なくとも一方は、ろう材がクラッドされていることを特徴とする熱交換器。

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