JP7038892B2

JP7038892B2 - 積層型ヘッダ、熱交換器、及び熱交換器の製造方法

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Publication number: JP7038892B2
Application number: JP2021501414A
Authority: JP
Inventors: 暢洋木下
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2019-02-26
Filing date: 2019-02-26
Publication date: 2022-03-18
Anticipated expiration: 2039-02-26
Also published as: WO2020174557A1; JPWO2020174557A1

Description

本発明は、積層型ヘッダ、積層型ヘッダを備える熱交換器、及び熱交換器の製造方法に関するものである。

特許文献１には、熱交換器に扁平管であるチューブをロウ付けするために座板を用いることが記載されている。座板の本体（以下、座板本体）は、アルミニウムからなる芯材にロウ材層を形成したクラッド材から成っている。座板本体には、長細い貫通孔が形成されている。また、座板本体において、焼き付け時の上下方向となる位置、すなわち貫通孔の長手方向の両端部の近傍には、凹溝が形成されている。凹溝は、座板本体のロウ材層の厚みとほぼ同じ深さを有しており、貫通孔の端部まで達している。このような座板を用いたロウ付けは、複数のチューブと複数のフィンとを組み付けた熱交換コアを形成した後、行われる。焼き付け炉内において、チューブとフィンのロウ付けと、チューブと座板本体のロウ付けが行われる。チューブと座板本体のロウ付けは、貫通孔の両端部のうちの一方の端部の凹溝が貫通孔の上方に位置した状態で行われる。

実開昭６４－３８４８３号公報

特許文献１の座板を用いたロウ付けでは、焼き付け時、凹溝周辺のロウ材層のロウ材が溶融し、貫通孔の上方の凹溝内に流入し、チューブを伝わって貫通孔の下方の凹溝に流れていく。このとき、相対的に凹溝から離れた位置のロウ材は、溶融しても凹溝に導かれることなく、一部のロウ材は芯材の下部に留まる場合がある。また、他のロウ材は芯材の表面を伝わって下方に流れ落ちてしまう場合がある。すなわち、ロウ材層の一部のロウ材は、チューブのロウ付けに用いられることがなく、無駄となってしまう。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、扁平管のロウ付けに用いられるロウ材の無駄が抑制された積層型ヘッダ、そのような積層型ヘッダを備えた熱交換器、及び熱交換器の製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係る積層型ヘッダは、扁平管が接続される積層型ヘッダであって、積層された複数の板状部材を備え、前記複数の板状部材のうち、前記複数の板状部材の積層方向の両端のうちの一方の端に配置されている第１板状部材は、前記扁平管が挿入される長孔を有し、前記長孔の長手方向の両端部のうち一方の端部にのみ、前記扁平管のロウ付け接合に用いられるロウ材が充填される端部受け部が形成され、前記端部受け部は前記複数の板状部材の積層方向に延びており、前記端部受け部の、前記長孔の短手方向と平行な幅は、前記長孔の短手方向の幅よりも大きいものである。

本発明に係る熱交換器は、冷媒を流通させる扁平管と、前記扁平管の一端が接続されているヘッダとを備え、前記ヘッダは、前記扁平管が挿入されている方向に積層された複数の板状部材を有し、前記複数の板状部材のうち、前記積層方向の両端のうちの一方の端に配置されている第１板状部材は、前記扁平管が挿入される長孔を有し、前記長孔の長手方向の両端部のうち一方の端部にのみ、前記扁平管と前記ヘッダを接合しているロウ材が充填された端部受け部が形成されており、前記端部受け部の、前記長孔の短手方向と平行な幅は、前記長孔の短手方向の幅よりも大きいものである。

本発明に係る熱交換器の製造方法は、冷媒を流通させる扁平管と、前記扁平管の一端が接続されている積層型ヘッダとを備え、前記積層型ヘッダは、前記扁平管が挿入されている方向に積層された複数の板状部材を有し、前記複数の板状部材のうち、前記積層方向の両端のうちの一方の端に配置されている第１板状部材は、前記扁平管が挿入される長孔を有し、前記長孔の長手方向の両端部のうち一方の端部にのみ、ロウ材が充填される端部受け部が形成されている、熱交換器の製造方法であって、前記長孔の前記端部受け部が重力方向の反対方向を向くよう、前記積層型ヘッダを位置づけるステップと、前記扁平管の先端部において、短手方向の両縁部のうち一方の縁部にロウ材を載置するステップと、前記扁平管を、前記ロウ材が載置されている縁部を重力方向の反対方向に向けた状態で、前記長孔に挿入するステップと、前記積層型ヘッダと前記扁平管を加熱炉内において加熱するステップとを含んでいるものである。

本発明に係る積層型ヘッダによれば、扁平管をロウ付けするためのロウ材を長孔の一方の端部にのみ形成された端部受け部に充填させることができる。すなわち、この端部受け部を上方に位置させた状態で、ロウ材を載せた扁平管を長孔に挿入して、ロウ付け接合を実行すれば、溶融して端部受け部に充填されたロウ材は、端部受け部から、長孔を形成している複数の板状部材の面と扁平管との間隙に導かれる。その結果、ロウ材の無駄を抑制することができる。

本発明に係る熱交換器の製造方法によれば、重力方向の反対方向に向いた長孔の端部受け部に、扁平管に載置されたロウ材が充填される。従って、溶融したロウ材は端部受け部から、長孔を形成している複数の板状部材の面と扁平管との間隙に導かれる。その結果、ロウ材の無駄を抑制することができる。

本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の回路構成図である。本発明の実施の形態１に係る室外ユニットの内部を示す斜視図である。本発明の実施の形態１に係る熱交換器を示す斜視図である。本発明の実施の形態１に係る積層型ヘッダを示す斜視図である。本発明の実施の形態１に係る積層型ヘッダを示す正面図である。図５の線ｘ－ｘ矢視断面図である。本発明の実施の形態１の変形例１に係る積層型ヘッダを示す断面図である。本発明の実施の形態１の変形例２に係る積層型ヘッダを示す断面図である。本発明の実施の形態２に係る積層型ヘッダを示す斜視図である。本発明の実施の形態２に係る積層型ヘッダを示す正面図である。本発明の実施の形態３に係る積層型ヘッダを示す斜視図である。本発明の実施の形態３に係る積層型ヘッダを示す正面図である。本発明の実施の形態４に係る積層型ヘッダを示す斜視図である。本発明の実施の形態４に係る積層型ヘッダを示す正面図である。

以下に、本発明における積層型ヘッダ及び冷凍サイクル装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、以下の図面においては各構成部材の大きさ及び形状は実際の装置とは異なる場合がある。

実施の形態１．
＜冷凍サイクル装置＞
図１は、本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の回路構成図である。冷凍サイクル装置１は、熱源側ユニットである室外ユニット１０と負荷側ユニットである室内ユニット２０とを備えている。室外ユニット１０と室内ユニット２０は、ガス冷媒配管３１と液冷媒配管３２を介して接続されている。室外ユニット１０は、圧縮機１１と、流路切替部１２と、熱源側熱交換器である室外熱交換器１３と、室外ファン１４と、膨張弁１５と、冷媒容器１６とを有している。室内ユニット２０は、負荷側熱交換器である室内熱交換器２１と、室内ファン２２とを有している。圧縮機１１、流路切替部１２、室外熱交換器１３、膨張弁１５、冷媒容器１６、室内熱交換器２１、及び上述のガス冷媒配管３１と液冷媒配管３２を含む冷媒配管で、冷媒回路３０が形成されている。冷媒回路３０内には作動流体である冷媒が循環する。

圧縮機１１は、冷媒を吸入し、吸入した冷媒を圧縮して高温高圧の状態にするものである。例えばインバータ回路等により、運転周波数を任意に変化させることにより、圧縮機１１の容量、すなわち単位時間あたりの冷媒を送り出す量を変化させるものである。

流路切替部１２は、冷媒回路３０内の冷媒の流れを切り替えるものであり、例えば四方弁である。流路切替部１２は、図示省略の制御装置により制御される。

室外熱交換器１３は、冷媒と、室外空気すなわち気体との間で熱交換を行うものであり、冷房運転時は凝縮器として機能し、暖房運転時は蒸発器として機能する。室外熱交換器１３には、室外ファン１４により室外空気が供給される。

膨張弁１５は、冷媒回路３０内を流れる冷媒を減圧する弁であり、開度の調節が可能な電子膨張弁である。尚、膨張弁１５に替えて毛細管を用いてもよい。

冷媒容器１６は、膨張弁１５と室内熱交換器２１との間に設けられ、余剰となる冷媒を貯留する余剰冷媒貯留容器である。

室内熱交換器２１は、冷媒と、室内空気すなわち気体との間で熱交換を行うものであり、冷房運転時は蒸発器として機能し、暖房運転時は凝縮器として機能する。室内熱交換器２１には、室内ファン２２により室内空気が供給される。

以降の説明において、蒸発器は、冷房運転時は室内熱交換器２１であり、暖房運転時は室外熱交換器１３であり、凝縮器は、冷房運転時は室外熱交換器１３であり、暖房運転時は室内熱交換器２１である。

＜冷房運転＞
図１において、実線の矢印は冷房運転時の冷媒の流れを示し、点線の矢印は暖房運転時の冷媒の流れを示している。ここで冷房運転について説明する。冷房運転時、流路切替部１２は、図示省略の制御装置により実線の矢印で示す状態に切り替えられる。冷房運転時、圧縮機１１から高温高圧のガス冷媒が吐出されると、ガス冷媒は流路切替部１２を経て、室外熱交換器１３へ導かれる。室外熱交換器１３で、ガス冷媒は、室外ファン１４により供給される室外空気と熱交換し凝縮され、液冷媒となる。室外熱交換器１３から流出した液冷媒は、膨張弁１５へ導かれる。液冷媒は、膨張弁１５で減圧されて気液二相状態となる。気液二相状態となった冷媒は、冷媒容器１６を経て、液冷媒配管３２を介して室内熱交換器２１へ導かれる。室内熱交換器２１において、冷媒は室内ファン２２により供給される室内空気と熱交換し、蒸発し低圧のガス冷媒となる。室内熱交換器２１から流出した低圧のガス冷媒は、ガス冷媒配管３１を介して、流路切替部１２に導かれる。低圧のガス冷媒は流路切替部１２を経て、圧縮機１１に吸入される。

＜暖房運転＞
暖房運転時、流路切替部１２は、図示省略の制御装置により点線の矢印で示す状態に切り替えられる。暖房運転時、圧縮機１１から高温高圧のガス冷媒が吐出されると、ガス冷媒は流路切替部１２を経て、ガス冷媒配管３１を介して室内熱交換器２１へ導かれる。室内熱交換器２１で、ガス冷媒は室内ファン２２により供給される室内空気と熱交換し凝縮され、液冷媒となる。室内熱交換器２１から流出した液冷媒は、液冷媒配管３２を介して、冷媒容器１６を経て、膨張弁１５へ導かれる。液冷媒は膨張弁１５で減圧されて気液二相状態となる。気液二相状態となった冷媒は、室外熱交換器１３へ導かれる。室外熱交換器１３において、冷媒は、室外ファン１４により供給される室外空気と熱交換し、蒸発しガス冷媒となる。室外熱交換器１３から流出したガス冷媒は、流路切替部１２を経て、圧縮機１１に吸入される。

＜室外ユニット＞
図２は、本発明の実施の形態１に係る室外ユニットの内部を示す斜視図である。図２は、室外ユニット１０の外郭を形成するパネルのうち、前面パネルと側面パネルを取り外した状態を示している。室外ユニット１０の内部は、仕切り板１７により機械室１０Ａと送風室１０Ｂに区分けされている。機械室１０Ａには、圧縮機１１と冷媒容器１６が設けられている。送風室１０Ｂには室外ファン１４が設けられている。室外熱交換器１３は、室外ユニット１０の一方の側面に位置する部分と背面に位置する部分とを有しており、全体としてＬ字型の形状を有している。

＜室外熱交換器＞
図３は、本発明の実施の形態１に係る室外熱交換器を示す斜視図である。図３では図の複雑化を避けるため、一部の部材は省略されている。室外熱交換器１３は、冷媒を流通させる複数の扁平管４０と、複数の扁平管４０のそれぞれの延伸方向の一端に接続された複数の積層型ヘッダ５０と、図示省略の複数のフィンと、複数の円筒管６０とを有している。複数の扁平管４０のそれぞれは、水平方向に延伸している。複数の扁平管４０は、互いに上下方向に並列している。複数の積層型ヘッダ５０は、複数の扁平管４０の並列方向に沿って上下方向に延伸している。複数の扁平管４０のそれぞれは、水平方向に一定の間隔をおいて配列された図示省略の複数のフィンを挿通する。複数の扁平管４０のそれぞれの端部は積層型ヘッダ５０に接続される。また、複数の扁平管４０は、積層型ヘッダ５０に接続されている端部と端部との間のヘアピン部４１において折り曲げられている。以上のように、室外熱交換器１３はフィンアンドチューブ型の熱交換器である。

＜積層型ヘッダ＞
図４は、本発明の実施の形態１に係る積層型ヘッダを示す斜視図である。図４は、積層型ヘッダ５０に挿入される前の複数の扁平管４０の端部と共に積層型ヘッダ５０を示している。図４において、積層型ヘッダ５０は、図３を参照して説明した延伸方向が横方向と平行になるよう位置づけられた状態となっている。積層型ヘッダ５０は、第１板状部材５１、第２板状部材５２、第３板状部材５３、第４板状部材５４、第５板状部材５５、及び第６板状部材５６を有している。第１～第６板状部材５１～５６は、いずれも、例えばアルミニウムの金属平板を用いて形成され、一方向に長い帯状の形状を有している。すなわち、第１～第６板状部材５１～５６は、長尺部材である。第１～第６板状部材５１～５６のそれぞれの外縁の輪郭は、互いに同一の形状を有している。

第１～第６板状部材５１～５６は、プレス加工若しくは切削加工によって成形され、加熱炉内の加熱によって互いにロウ付け接合される。第１～第６板状部材５１～５６の厚さは、例えば１～３ｍｍ程度である。

第１～第６板状部材５１～５６は、それぞれの板厚方向が扁平管４０の延伸方向と平行になるように配置されている。すなわち、第１～第６板状部材５１～５６は、それぞれの板面が扁平管４０の延伸方向と垂直になるように配置されている。

積層型ヘッダ５０は、扁平管４０からの距離が近い方から、第１板状部材５１、第４板状部材５４、第５板状部材５５、第６板状部材５６、第３板状部材５３、第２板状部材５２の順に積層された構成を有している。第１～第６板状部材５１～５６の積層方向の両端のうち、一方の端には第１板状部材５１が配置され、他方の端には第２板状部材５２が配置されている。扁平管４０からの距離が最も近いのは第１板状部材５１であり、扁平管４０からの距離が最も遠いのは第２板状部材５２である。そして、第２板状部材５２に隣接しているのが第３板状部材５３である。

図５は、本発明の実施の形態１に係る積層型ヘッダを示す正面図である。図５は、積層型ヘッダ５０を、第１板状部材５１の側から示している。また、図４と同様、図５において、積層型ヘッダ５０は、図３を参照して説明した延伸方向が横方向と平行になるよう位置づけられた状態となっている。図４及び図５を参照しながら、第１板状部材５１に形成されている長孔について説明する。第１板状部材５１には、第１長孔７０Ａ、第２長孔７０Ｂ、第３長孔７０Ｃ、第４長孔７０Ｄ、第５長孔７０Ｅ、第６長孔７０Ｆ、第７長孔７０Ｇ、及び第８長孔７０Ｈが形成されている。尚、以降の説明において、これらを総称して長孔７０と呼ぶ場合がある。

第１長孔７０Ａ、第２長孔７０Ｂ、第３長孔７０Ｃ、第４長孔７０Ｄ、第５長孔７０Ｅ、第６長孔７０Ｆ、第７長孔７０Ｇ、及び第８長孔７０Ｈは、積層型ヘッダ５０の長手方向に沿って並んでいる。第１長孔７０Ａは、積層型ヘッダ５０の長手方向の一方の端部５０Ａに最も近い位置に形成されている。第８長孔７０Ｈは、積層型ヘッダ５０の長手方向の他方の端部５０Ｂに最も近い位置に形成されている。室外熱交換器１３が図２に示すように室外ユニット１０に取り付けられるとき、端部５０Ａは上下方向の上側に位置する端部であり、端部５０Ｂは上下方向の下側に位置する端部である。

第１長孔７０Ａと第２長孔７０Ｂとの間の、積層型ヘッダ５０の長手方向に沿った間隔と、第３長孔７０Ｃと第４長孔７０Ｄとの間の同方向に沿った間隔は等しい。第３長孔７０Ｃと第４長孔７０Ｄとの間の、積層型ヘッダ５０の長手方向に沿った間隔と、第５長孔７０Ｅと第６長孔７０Ｆとの間の同方向に沿った間隔は等しい。第５長孔７０Ｅと第６長孔７０Ｆとの間の、積層型ヘッダ５０の長手方向に沿った間隔と、第７長孔７０Ｇと第８長孔７０Ｈとの間の同方向に沿った間隔は等しい。

第２長孔７０Ｂと第３長孔７０Ｃとの間の、積層型ヘッダ５０の長手方向に沿った間隔は、第１長孔７０Ａと第２長孔７０Ｂとの間の同方向に沿った間隔、及び第３長孔７０Ｃと第４長孔７０Ｄとの間の同方向に沿った間隔よりも長い。第４長孔７０Ｄと第５長孔７０Ｅとの間の、積層型ヘッダ５０の長手方向に沿った間隔は、第３長孔７０Ｃと第４長孔７０Ｄとの間の同方向に沿った間隔、及び第５長孔７０Ｅと第６長孔７０Ｆとの間の同方向に沿った間隔よりも長い。第６長孔７０Ｆと第７長孔７０Ｇとの間の、積層型ヘッダ５０の長手方向に沿った間隔は、第５長孔７０Ｅと第６長孔７０Ｆとの間の同方向に沿った間隔、及び第７長孔７０Ｇと第８長孔７０Ｈとの間の同方向に沿った間隔よりも長い。

第２長孔７０Ｂと第３長孔７０Ｃとの間の、積層型ヘッダ５０の長手方向に沿った間隔、第４長孔７０Ｄと第５長孔７０Ｅとの間の同方向に沿った間隔、及び第６長孔７０Ｆと第７長孔７０Ｇとの間の同方向に沿った間隔は等しい。

すなわち、第１板状部材５１には、２つ１組の長孔７０が積層型ヘッダ５０の長手方向に沿って４組形成されている。

第１長孔７０Ａは、長手方向が第１板状部材５１の長手方向と直交する方向に延びるよう形成されている。すなわち、第１長孔７０Ａの長手方向は、積層型ヘッダ５０の長手方向と直交する方向に延びている。第１長孔７０Ａの長手方向の両端部のうち一方の端部には第１端部受け部７１Ａが形成されている。図５に示すように、第１端部受け部７１Ａは円形状を有している。積層型ヘッダ５０の長手方向において、第１端部受け部７１Ａの幅は、第１長孔７０Ａの幅よりも大きい。換言すると、第１端部受け部７１Ａの第１長孔７０Ａの短手方向と平行な幅は、第１長孔７０Ａの短手方向の幅よりも大きい。積層型ヘッダ５０の短手方向において、第１端部受け部７１Ａの幅は、第１長孔７０Ａの幅よりも小さい。換言すると、第１長孔７０Ａの長手方向において、第１端部受け部７１Ａの幅は、第１長孔７０Ａの幅よりも小さい。

第２長孔７０Ｂ、第３長孔７０Ｃ、第４長孔７０Ｄ、第５長孔７０Ｅ、第６長孔７０Ｆ、第７長孔７０Ｇ、及び第８長孔７０Ｈも、第１長孔７０Ａと同様、スリット状を有している。また、これらの長孔は、第１長孔７０Ａと同様、長手方向が第１板状部材５１の長手方向、すなわち積層型ヘッダ５０の長手方向と直交する方向に延びるよう形成されている。第１端部受け部７１Ａと同様の受け部が形成されている。第２長孔７０Ｂには第２端部受け部７１Ｂが形成されている。第３長孔７０Ｃには第３端部受け部７１Ｃが形成されている。第４長孔７０Ｄには第４端部受け部７１Ｄが形成されている。第５長孔７０Ｅには第５端部受け部７１Ｅが形成されている。第６長孔７０Ｆには第６端部受け部７１Ｆが形成されている。第７長孔７０Ｇには第７端部受け部７１Ｇが形成されている。第８長孔７０Ｈには第８端部受け部７１Ｈが形成されている。尚、以降の説明において、これらの端部受け部を総称して端部受け部７１と呼ぶ場合がある。

円筒管６０は、第２板状部材５２に接続されている。円筒管６０は、図１に示す冷媒回路３０を形成する冷媒配管に接続されている。

図６は、図５の線ｘ－ｘ矢視断面図である。第１端部受け部７１Ａは、第１板状部材５１から、第１板状部材５１に対して最も遠い位置にある第２板状部材５２に隣接する第３板状部材５３まで、第１～第６板状部材５１～５６の積層方向に延びている。換言すると、第１～第６板状部材５１～５６の積層方向における第１端部受け部７１Ａの深さは、第１板状部材５１から第３板状部材５３までである。また、第１長孔７０Ａは、第１板状部材５１から第５板状部材５５まで延びている。換言すると、第１～第６板状部材５１～５６の積層方向における第１長孔７０Ａの深さは、第１板状部材５１から第５板状部材５５までである。すなわち、図３に示す扁平管４０の先端は第５板状部材５５に位置している。その他の長孔７０及び端部受け部７１も、第１長孔７０Ａ及び第１端部受け部７１Ａと同様に形成されている。

尚、第２板状部材５２、第３板状部材５３、及び第６板状部材５６には、第５板状部材５５に位置する扁平管４０の先端と第２板状部材５２に接続されている円筒管６０との間において冷媒を導くための流路が形成されている。冷媒が円筒管６０から第２板状部材５２に流れ込むとき、冷媒は、第２板状部材５２の流路、第３板状部材の流路、及び第６板状部材５６の流路の順番に導かれ、第５板状部材５５に位置している複数の扁平管４０に分散されるようになっている。また、冷媒が複数の扁平管４０から第６板状部材５６へ流れ込むとき、冷媒は、第６板状部材５６の流路、第３板状部材５３の流路、及び第２板状部材５２の流路の順番に導かれ、円筒管６０に流れ込むようになっている。

ここで、図４を参照しながら、本実施の形態１において、扁平管４０を積層型ヘッダ５０にロウ付け接合する手順について説明する。積層型ヘッダ５０を図４に示す向きに位置づける。長手方向が横方向に延び、かつ長孔７０の端部受け部７１を上方、すなわち重力方向の反対方向を向くよう、積層型ヘッダ５０を位置づける。扁平管４０の先端部において、短手方向の両縁部のうち一方の縁部にロウ材４２を載置する。ロウ材４２には、ハンダ若しくはペーストロウが用いられる。

図４に示すように、扁平管４０を、ロウ材４２が載置されている縁部を重力方向の反対方向に向けた状態で、長孔７０に挿入する。このとき、ロウ材４２の大部分が端部受け部７１内に入り込む。この状態で、積層型ヘッダ５０と扁平管４０を加熱炉内において加熱する。加熱によりロウ材４２は溶融する。溶融したロウ材４２の一部は端部受け部７１の内部に充填され、残りは端部受け部７１から、長孔７０を形成している第１板状部材５１、第４板状部材５４、及び第５板状部材５５の面と扁平管４０の外周面との間の隙間に沿って、重力方向に流れる。すなわち、ロウ材４２は、端部受け部７１だけではなく、長孔７０の全体に亘って分散する。その結果、扁平管４０の先端が、長孔７０を形成している第１板状部材５１、第４板状部材５４、及び第５板状部材５５の面にロウ付けされる。

尚、扁平管４０へのロウ材４２の載置は、扁平管４０を、短手方向と平行な面に沿って切断した断面の長軸が重力方向と平行になるよう位置づけてから行ってもよい。

本実施の形態１によれば、扁平管４０を積層型ヘッダ５０にロウ付けする際、ロウ材４２を複数の長孔７０に形成された端部受け部７１に充填させることができる。溶融してロウ材４２は、端部受け部７１に充填され、端部受け部７１から、長孔７０を形成している第１板状部材５１、第４板状部材５４、及び第５板状部材の面と扁平管４０の外周面との間隙に導かれる。従って、ロウ材４２の無駄を抑制することができる。

ロウ材４２の無駄が抑制されることにより、扁平管４０のロウ付けに十分なロウ材４２を供給することができ、扁平管４０の固定不良を抑制することができる。

本実施の形態１によれば、端部受け部７１の長孔７０の短手方向と平行な幅は、長孔７０の長手方向の長さよりも小さい。従って、溶融したロウ材４２が端部受け部７１から長孔７０の端部へ流れるまでの距離を短くすることができる。その結果、第１板状部材５１と直交する積層型ヘッダ５０の内部方向へのロウ材４２の浸透性を向上させることができる。

端部受け部７１の長孔７０の短手方向と平行な幅は、長孔７０の短手方向の幅よりも大きい。従って、長孔７０の内周全体に行き渡らせるために必要される量のロウ材４２を端部受け部７１に収めることができる。その結果、溶融したロウ材４２が長孔７０から溢れだすことを抑制すると共に、ロウ材４２を長孔７０の内周全体に行き渡らせることができる。

端部受け部７１は、図６に示すように積層型ヘッダ５０の内部まで延びており、ロウ材４２を積層型ヘッダ５０の内部に導くことができる。従って、溶融したロウ材４２が長孔７０から溢れだすことをより効果的に抑制することができる。その結果、第１板状部材５１の表面に一部のロウ材４２が残留することが抑制され、また、一部のロウ材４２が積層型ヘッダ５０の下方に流れ落ちることが抑制される。従って、ロウ材４２の無駄を減らすことができる。

第１板状部材５１の表面に一部のロウ材４２が残留することが抑制されるので、不必要な個所へのロウ材４２の付着による不具合の発生、例えば扁平管４０以外の部品の付着等を抑制することができる。また、第１板状部材５１の表面に一部のロウ材４２が残留することが抑制されることにより、積層型ヘッダ５０の外観をきれいに保つことができ、意匠性の低下を抑制することができる。

一部のロウ材４２が積層型ヘッダ５０の下方に流れ落ちることが抑制されるので、流れ落ちたロウ材４２の後始末処理が不要となる。

端部受け部７１は円形状を有している。従って、扁平管４０に載置された略球形状のロウ材４２を長孔７０に容易に充填することができる。その結果、ロウ材４２を長孔７０の内部へ容易に浸透させることができる。

本実施の形態１では、端部受け部７１を、長孔７０の長手方向の両端部のうち一方にのみ形成し、端部受け部７１を上方に位置させてロウ付け接合が行われる。すなわち、ロウ付け接合の際に、長孔７０の下方に溶融したロウ材４２が導かれるスペースは、積層型ヘッダ５０には形成されていない。従って、長孔７０と扁平管４０との間隙に十分なロウ材４２が貯留しないという不具合を抑制することができる。その結果、扁平管４０の固定強度の低下が抑制される。

＜変形例１＞
図７は、実施の形態１の変形例１に係る積層型ヘッダを示す断面図である。端部受け部８１Ａは、第１板状部材５１から第５板状部材５５まで、第１～第６板状部材５１～５６の積層方向に延びている。換言すると、第１～第６板状部材５１～５６の積層方向における端部受け部８１Ａの深さは、第１板状部材５１から第５板状部材５５までである。すなわち、端部受け部８１Ａは、第１板状部材５１から、複数の板状部材のうち複数の扁平管４０の端部が位置している板状部材まで延びている。その他の構成は、図４及び図５を参照して説明した構成と同様である。

＜変形例２＞
図８は、実施の形態１の変形例２に係る積層型ヘッダを示す断面図である。端部受け部９１Ａは、第１板状部材５１にのみ形成されている。その他の構成は、図４及び図５を参照して説明した構成と同様である。

変形例１及び変形例２に示すように、扁平管４０のロウ付けに必要されるロウ材の量に応じて、端部受け部の上述の深さを適宜決定してもよい。

実施の形態２．
図９は、本発明の実施の形態２に係る積層型ヘッダを示す斜視図である。図１０は、本発明の実施の形態２に係る積層型ヘッダを示す正面図である。図４及び図５と同様、図９及び図１０において、積層型ヘッダ１５０は、図３を参照して説明した延伸方向が横方向と平行になるよう位置づけられた状態となっている。図９及び図１０において、実施の形態１の積層型ヘッダ５０と同様の部材には同一の符号を付している。積層型ヘッダ１５０の第１板状部材５１の第１長孔７０Ａには、長手方向の両端部の間に、すなわち長手方向の途中に、第１中間受け部７２Ａが形成されている。第１中間受け部７２Ａは円形状を有している。第１中間受け部７２Ａの幅は、第１端部受け部７１Ａの幅よりも大きい。換言すると、第１中間受け部７２Ａの、第１長孔７０Ａの短手方向と平行な幅は、第１端部受け部７１Ａの、第１長孔７０Ａの短手方向と平行な幅よりも大きい。

第２長孔７０Ｂ、第３長孔７０Ｃ、第４長孔７０Ｄ、第５長孔７０Ｅ、第６長孔７０Ｆ、第７長孔７０Ｇ、及び第８長孔７０Ｈにも、第１中間受け部７２Ａと同様の受け部が形成されている。第２長孔７０Ｂには第２中間受け部７２Ｂが形成されている。第３長孔７０Ｃには第３中間受け部７２Ｃが形成されている。第４長孔７０Ｄには第４中間受け部７２Ｄが形成されている。第５長孔７０Ｅには第５中間受け部７２Ｅが形成されている。第６長孔７０Ｆには第６中間受け部７２Ｆが形成されている。第７長孔７０Ｇには第７中間受け部７２Ｇが形成されている。第８長孔７０Ｈには第８中間受け部７２Ｈが形成されている。尚、以降の説明において、これらの中間受け部を総称して中間受け部７２と呼ぶ場合がある。

本実施の形態２に係る積層型ヘッダ１５０への扁平管４０のロウ付けは、図４を参照して説明した実施の形態１と同様に行われる。長手方向が横方向に延び、かつ長孔７０の端部受け部７１を上方、すなわち重力方向の反対方向を向くよう、積層型ヘッダ１５０を位置づける。扁平管４０の先端部において、扁平管４０の短手方向の両縁部のうち一方の縁部に、図４と同様にロウ材を載置する。さらに、扁平管４０の先端部の両面にそれぞれロウ材を載置する。

扁平管４０を、ロウ材が載置されている縁部を重力方向の反対方向に向け、ロウ材が載置されている面を左右方向に向けた状態で、長孔７０に挿入する。このとき、扁平管４０の縁部に載置されたロウ材の大部分が端部受け部７１内に入り込み、扁平管４０の両面に載置されたロウ材の大部分が中間受け部７２内に入り込む。この状態で、積層型ヘッダ１５０と扁平管４０を加熱炉内において加熱する。扁平管４０の先端部において上側を向いている縁部に載置されたロウ材は、加熱炉内の加熱で溶融する。溶融したロウ材の一部は端部受け部７１の内部に充填され、残りは端部受け部７１から、長孔７０を形成している第１、第４、及び第５板状部材５１、５４、５５の面と扁平管４０の外周面との間の隙間に沿って、重力方向に流れ、中間受け部７２に到達する。また、扁平管４０の先端部の面上に載置されたロウ材は、加熱炉内の加熱で溶融する。溶融したロウ材の一部は中間受け部７２の内部に充填され、残りは中間受け部７２から、長孔７０を形成している第１、第４、及び第５板状部材５１、５４、５５の面と扁平管４０の外周面との間の隙間に沿って、重力方向に流れる。

本実施の形態２によれば、端部受け部７１に加えて中間受け部７２を形成したことにより、扁平管４０に載置するロウ材４２を分散させることができる。従って、載置する個所当たりのロウ材４２の分量を抑えることができる。その結果、不必要な個所へロウ材４２が流れ出ることが抑制され、扁平管４０以外の部品の付着等の不具合の発生を抑制することができる。また、不必要な個所へロウ材４２が流れ出ることが抑制されることにより、第１板状部材５１の表面に一部のロウ材４２が残留することが抑制され、積層型ヘッダ５０の外観をきれいに保つことができ、意匠性の低下を抑制することができる。

また、長孔７０の長手方向の途中に中間受け部７２を設けたことにより、ロウ材４２が長孔７０を形成している板状部材の面と扁平管４０の外周面との間の隙間を流れる距離をより短くすることができる。従って、ロウ材４２の浸透性をより効果的に向上させることができる。また、ロウ材が流れる距離をより短くすることにより、長孔７０の上方の端部におけるエロージョンの発生を抑制することができる。

本実施の形態２においても、実施の形態１、変形例１、及び変形例２で説明したように、第１～第６板状部材５１～５６の積層方向における、端部受け部７１の深さ及び中間受け部７２の深さを設定することができる。

実施の形態３．
図１１は、本発明の実施の形態３に係る積層型ヘッダを示す斜視図である。図１２は、本発明の実施の形態３に係る積層型ヘッダを示す正面図である。図４及び図５と同様、図１１及び図１２において、積層型ヘッダ２５０は、図３を参照して説明した延伸方向が横方向と平行になるよう位置づけられた状態となっている。図１１及び図１２において、実施の形態１の積層型ヘッダ５０と同様の部材には同一の符号を付している。積層型ヘッダ２５０の第１板状部材５１の第１長孔７０Ａには、長手方向の一方の端部に、第１端部受け部２７１Ａが形成されている。第１端部受け部２７１Ａは、楕円形状を有しており、長軸が第１長孔７０Ａの長手方向と平行に延びるよう形成されている。また、積層型ヘッダ２５０の長手方向において、第１端部受け部２７１Ａの幅は、第１長孔７０Ａの幅よりも大きい。換言すると、第１長孔７０Ａの短手方向において、第１端部受け部２７１Ａの幅は、第１長孔７０Ａの幅よりも大きい。

第２長孔７０Ｂ、第３長孔７０Ｃ、第４長孔７０Ｄ、第５長孔７０Ｅ、第６長孔７０Ｆ、第７長孔７０Ｇ、及び第８長孔７０Ｈにも、第１端部受け部２７１Ａと同様の受け部が形成されている。第２長孔７０Ｂには第２端部受け部２７１Ｂが形成されている。第３長孔７０Ｃには第３端部受け部２７１Ｃが形成されている。第４長孔７０Ｄには第４端部受け部２７１Ｄが形成されている。第５長孔７０Ｅには第５端部受け部２７１Ｅが形成されている。第６長孔７０Ｆには第６端部受け部２７１Ｆが形成されている。第７長孔７０Ｇには第７端部受け部２７１Ｇが形成されている。第８長孔７０Ｈには第８端部受け部２７１Ｈが形成されている。尚、以降の説明において、これらの端部受け部を総称して端部受け部２７１と呼ぶ場合がある。

積層型ヘッダ２５０への扁平管４０のロウ付けは、図４を参照して説明した実施の形態１と同様に行われる。長手方向が横方向に延び、かつ長孔７０の端部受け部２７１を上方、すなわち重力方向の反対方向を向くよう、積層型ヘッダ２５０を位置づける。扁平管４０の先端部において、短手方向の両縁部のうち一方の縁部にロウ材を載置する。ロウ材には、実施の形態１と同様、ハンダ若しくはペーストロウが用いられる。扁平管４０を、ロウ材が載置されている縁部を重力方向の反対方向に向けた状態で、長孔７０に挿入する。そして、積層型ヘッダ２５０と扁平管４０を加熱炉内において加熱する。

扁平管４０に載置されたロウ材４２は、自重により全体として縦長の球形状を有する場合がある。本実施の形態３によれば、端部受け部２７１は、楕円形状を有しており、長軸が長孔７０の長手方向と平行に延びる楕円形状を有している。すなわち、ロウ付け接合の際、端部受け部２７１は、長軸が上下方向と平行となり、扁平管４０に載置されたロウ材４２の形状により適した形状となっている。従って、扁平管４０を長孔７０に挿入する際、余分なロウ材４２が長孔７０の周囲に付着することが抑制される。

尚、本実施の形態３においても、実施の形態２の中間受け部７２と同様の中間受け部を長孔７０に形成してもよい。

また、本実施の形態３においても、実施の形態１、変形例１、及び変形例２で説明したように、第１～第６板状部材５１～５６の積層方向における、端部受け部２７１の深さを設定することができる。

実施の形態４．
図１３は、本発明の実施の形態４に係る積層型ヘッダを示す斜視図である。図１４は、本発明の実施の形態４に係る積層型ヘッダを示す正面図である。図４及び図５と同様、図１３及び図１４において、積層型ヘッダ３５０は、図３を参照して説明した延伸方向が横方向と平行になるよう位置づけられた状態となっている。図１３及び図１４において、実施の形態１の積層型ヘッダ５０と同様の部材には同一の符号を付している。積層型ヘッダ３５０の第１板状部材５１の第１長孔７０Ａには、長手方向の一方の端部に、第１端部受け部３７１Ａが形成されている。第１端部受け部３７１Ａは、楕円形状を有しており、短軸が第１長孔７０Ａの長手方向と平行に延びるよう形成されている。第１端部受け部３７１Ａは、長軸が第１～第６板状部材５１～５６の長手方向、すなわち積層型ヘッダ５０の長手方向と平行に延びるよう形成されている。また、積層型ヘッダ３５０の長手方向において、第１端部受け部３７１Ａの幅は、第１長孔７０Ａの幅よりも大きい。換言すると、第１長孔７０Ａの短手方向において、第１端部受け部３７１Ａの幅は、第１長孔７０Ａの幅よりも大きい。

第２長孔７０Ｂ、第３長孔７０Ｃ、第４長孔７０Ｄ、第５長孔７０Ｅ、第６長孔７０Ｆ、第７長孔７０Ｇ、及び第８長孔７０Ｈにも、第１端部受け部３７１Ａと同様の受け部が形成されている。第２長孔７０Ｂには第２端部受け部３７１Ｂが形成されている。第３長孔７０Ｃには第３端部受け部３７１Ｃが形成されている。第４長孔７０Ｄには第４端部受け部３７１Ｄが形成されている。第５長孔７０Ｅには第５端部受け部３７１Ｅが形成されている。第６長孔７０Ｆには第６端部受け部３７１Ｆが形成されている。第７長孔７０Ｇには第７端部受け部３７１Ｇが形成されている。第８長孔７０Ｈには第８端部受け部３７１Ｈが形成されている。尚、以降の説明において、これらの端部受け部を総称して端部受け部３７１と呼ぶ場合がある。

積層型ヘッダ３５０への扁平管４０のロウ付けは、図４を参照して説明した実施の形態１と同様に行われる。長手方向が横方向に延び、かつ長孔７０の端部受け部３７１を上方、すなわち重力方向の反対方向を向くよう、積層型ヘッダ３５０を位置づける。扁平管４０の先端部において、短手方向の両縁部のうち一方の縁部にロウ材を載置する。ロウ材には、実施の形態１と同様、ハンダ若しくはペーストロウが用いられる。扁平管４０を、ロウ材が載置されている縁部を重力方向の反対方向に向けた状態で、長孔７０に挿入する。そして、積層型ヘッダ３５０と扁平管４０を加熱炉内において加熱する。

本実施の形態４において、楕円形状の端部受け部３７１は、長軸が第１～第６板状部材５１～５６の長手方向に延びているため、端部受け部３７１を形成することによる積層型ヘッダ５０の強度の低下を抑えることができる。従って、積層型ヘッダ５０の強度を損なうことなく、端部受け部３７１の開口面積を大きく設定することができる。その結果、より多くのロウ材４２を端部受け部３７１から漏れ出すことなく充填させることができる。

尚、本実施の形態４においても、実施の形態２の中間受け部７２と同様の中間受け部を長孔７０に形成してもよい。

また、本実施の形態４においても、実施の形態１、変形例１、及び変形例２で説明したように、第１～第６板状部材５１～５６の積層方向における、端部受け部２７１の深さを設定することができる。

実施の形態１～４では、積層型ヘッダは６枚の板状部材が積層される構成を有しているがこれに限るものではない。板状部材の数は３枚～５枚でもよいし、７枚以上でもよい。

１冷凍サイクル装置、１０室外ユニット、１０Ａ機械室、１０Ｂ送風室、１１圧縮機、１２流路切替部、１３室外熱交換器、１４室外ファン、１５膨張弁、１６冷媒容器、１７仕切り板、２０室内ユニット、２１室内熱交換器、２２室内ファン、３０冷媒回路、３１ガス冷媒配管、３２液冷媒配管、４０扁平管、４１ヘアピン部、４２ロウ材、５０積層型ヘッダ、５０Ａ端部、５０Ｂ端部、５１第１板状部材、５２第２板状部材、５３第３板状部材、５４第４板状部材、５５第５板状部材、５６第６板状部材、６０円筒管、７０長孔、７０Ａ第１長孔、７０Ｂ第２長孔、７０Ｃ第３長孔、７０Ｄ第４長孔、７０Ｅ第５長孔、７０Ｆ第６長孔、７０Ｇ第７長孔、７０Ｈ第８長孔、７１端部受け部、７１Ａ第１端部受け部、７１Ｂ第２端部受け部、７１Ｃ第３端部受け部、７１Ｄ第４端部受け部、７１Ｅ第５端部受け部、７１Ｆ第６端部受け部、７１Ｇ第７端部受け部、７１Ｈ第８端部受け部、７２中間受け部、７２Ａ第１中間受け部、７２Ｂ第２中間受け部、７２Ｃ第３中間受け部、７２Ｄ第４中間受け部、７２Ｅ第５中間受け部、７２Ｆ第６中間受け部、７２Ｇ第７中間受け部、７２Ｈ第８中間受け部、８１Ａ端部受け部、９１Ａ端部受け部、１５０積層型ヘッダ、２５０積層型ヘッダ、２７１端部受け部、２７１Ａ第１端部受け部、２７１Ｂ第２端部受け部、２７１Ｃ第３端部受け部、２７１Ｄ第４端部受け部、２７１Ｅ第５端部受け部、２７１Ｆ第６端部受け部、２７１Ｇ第７端部受け部、２７１Ｈ第８端部受け部、３５０積層型ヘッダ、３７１端部受け部、３７１Ａ第１端部受け部、３７１Ｂ第２端部受け部、３７１Ｃ第３端部受け部、３７１Ｄ第４端部受け部、３７１Ｅ第５端部受け部、３７１Ｆ第６端部受け部、３７１Ｇ第７端部受け部、３７１Ｈ第８端部受け部。

Claims

扁平管が接続される積層型ヘッダであって、
積層された複数の板状部材を備え、
前記複数の板状部材のうち、前記複数の板状部材の積層方向の両端のうちの一方の端に配置されている第１板状部材は、前記扁平管が挿入される長孔を有し、
前記長孔の長手方向の両端部のうち一方の端部にのみ、前記扁平管のロウ付け接合に用いられるロウ材が充填される端部受け部が形成され、前記端部受け部は前記複数の板状部材の積層方向に延びており、
前記端部受け部の、前記長孔の短手方向と平行な幅は、前記長孔の短手方向の幅よりも大きい積層型ヘッダ。
前記端部受け部は、楕円形状を有しており、長軸が前記長孔の長手方向と平行に延びるよう形成されている請求項１に記載の積層型ヘッダ。
前記第１板状部材は長尺部材であり、
前記端部受け部は、楕円形状を有しており、長軸が前記第１板状部材の長手方向と平行に延びるよう形成されている請求項１に記載の積層型ヘッダ。
前記端部受け部は、前記第１板状部材から、前記複数の板状部材のうち前記第１板状部材に対して最も遠い位置にある第２板状部材に隣接する第３板状部材まで、延びている請求項１～３のいずれか一項に記載の積層型ヘッダ。
前記複数の板状部材の積層方向において、前記端部受け部の深さと前記長孔の深さは、同一である請求項１～３のいずれか一項に記載の積層型ヘッダ。
前記端部受け部は、前記第１板状部材にのみ形成されている請求項１～３のいずれか一項に記載の積層型ヘッダ。
前記長孔において、長手方向の両端部の間に、前記ロウ材が充填される中間受け部が形成されている請求項１～６のいずれか一項に記載の積層型ヘッダ。
冷媒を流通させる扁平管と、
前記扁平管の一端が接続されているヘッダとを備え、
前記ヘッダは、前記扁平管が挿入されている方向に積層された複数の板状部材を有し、
前記複数の板状部材のうち、前記積層方向の両端のうちの一方の端に配置されている第１板状部材は、前記扁平管が挿入される長孔を有し、
前記長孔の長手方向の両端部のうち一方の端部にのみ、前記扁平管と前記ヘッダを接合しているロウ材が充填された端部受け部が形成されており、
前記端部受け部の、前記長孔の短手方向と平行な幅は、前記長孔の短手方向の幅よりも大きい熱交換器。
冷媒を流通させる扁平管と、前記扁平管の一端が接続されている積層型ヘッダとを備え、前記積層型ヘッダは、前記扁平管が挿入されている方向に積層された複数の板状部材を有し、前記複数の板状部材のうち、前記積層方向の両端のうちの一方の端に配置されている第１板状部材は、前記扁平管が挿入される長孔を有し、前記長孔の長手方向の両端部のうち一方の端部にのみ、ロウ材が充填される端部受け部が形成されている、熱交換器の製造方法であって、
前記長孔の前記端部受け部が重力方向の反対方向を向くよう、前記積層型ヘッダを位置づけるステップと、
前記扁平管の先端部において、短手方向の両縁部のうち一方の縁部にロウ材を載置するステップと、
前記扁平管を、前記ロウ材が載置されている縁部を重力方向の反対方向に向けた状態で、前記長孔に挿入するステップと、
前記積層型ヘッダと前記扁平管を加熱炉内において加熱するステップとを含んでいる熱交換器の製造方法。