JPH10246593A - 接続用パイプ付熱交換器用ヘッダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 接合作業の工数を削減し、且つ製品の歩留り
向上を図る。 【解決手段】 一端部に外向きフランジ状の鍔部１２を
形成し、他端部にコネクタブロック１１を接続した接続
用パイプ９ａの中間部他端寄り部分の折り曲げ角度を若
干大きくする。接続用パイプ９ａの自由状態では、コネ
クタブロック１１をヘッダ２の外周面に固定すると、鍔
部１２がヘッダ２の外周面よりも直径方向内側に位置す
る。接続用パイプ９ａとヘッダ２とを仮固定する際に
は、コネクタブロック１１とヘッダ２との当接部の一部
にのみ、スポット溶接を施す。これにより、鍔部１２を
ヘッダ２の外周面に、接続用パイプ９ａの弾性に基づい
て弾性的に押し付け、ヘッダ２に対する接続用パイプ９
ａの一端部の位置決めを図る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車室内
の空気調和を行なう為の自動車用空気調和装置に組み込
まれる熱交換器のヘッダのうち、熱交換すべき冷媒を給
排する為の接続パイプを付設した熱交換器用ヘッダの改
良に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用空気調和装置を構成する熱交換
器として、例えば、図５に示す様な構造のものが、従来
から知られている。この熱交換器１は、何れもアルミニ
ウム合金により造られた構成各部材を組み合わせ、隣接
する部材同士をろう付けにより一体接合して成る。この
熱交換器１は、水平方向に互いに間隔を開けて配置した
１対の管状のヘッダ２、３同士の間に、複数の扁平伝熱
管４、４とコルゲート型のフィン５、５とを上下方向に
亙り交互に配置したコア部６を設けて成る。上記各扁平
伝熱管４、４の両端部は、それぞれ上記１対のヘッダ
２、３の側壁を、気密且つ液密に貫通し、それぞれの内
側通路をこれらヘッダ２、３の内部に連通させている。

【０００３】又、上記コア部６の上下両側には、それぞ
れサイドプレート７、８を設け、これら各サイドプレー
ト７、８の両端部を、それぞれヘッダ２、３の上下両端
に結合している。上記ヘッダ２、３のうち、一方（図５
の右方）のヘッダ２の上端部には、冷媒等の流体を給排
する為の接続用パイプ９の一端部を、同じく下端部に
は、この接続用パイプ９の他端部に接続したコネクタブ
ロック（結合固定部材）１１を、それぞれ固設してい
る。又、他方（図５の左方）のヘッダ３の下端部には、
やはり上記流体を給排する配管を接続する為の、ユニオ
ン付きの接続用パイプ１０を固設している。尚、上記ヘ
ッダ２、３の上下両端開口は、それぞれ蓋体により、気
密且つ液密に塞いでいる。

【０００４】上述の様に構成される熱交換器１を、例え
ばコンデンサとして使用する場合には、上記各扁平伝熱
管４、４内に流れる冷媒と、各扁平伝熱管４、４外を流
れる空気とを熱交換させ、上記冷媒を凝縮液化させる。
即ち、図示しないコンプレッサ側から配管を通じて、例
えば上記コネクタブロック１１に送られた冷媒は、接続
用パイプ９を介して上記一方のヘッダ２に送り込まれ、
このヘッダ２と他方のヘッダ３との間を行き来しつつ、
上記コア部６を構成する扁平伝熱管４、４内を流れ、そ
の間に凝縮液化する。この結果生じた液状の冷媒は、例
えば上記他方のヘッダ３の接続用パイプ１０から、図示
しないリキッドタンク側へと送り出される。

【０００５】上述の様な熱交換器１を構成する、上記ヘ
ッダ２と接続用パイプ９とを結合固定する作業は、以下
の様に行なう。先ず、上記ヘッダ２に接続する接続用パ
イプ９は、図６〜７に示す様に、断面円形の長尺な円管
を所定長さに切断し、更に所定形状に湾曲させる事によ
り造る。即ち、この接続用パイプ９を造る際には、上記
円管の一端部（図６〜７の上端部）をＬ字形に湾曲させ
ると共に、この一端部に外向フランジ状の鍔部１２を形
成する。この鍔部１２の片面（図６〜７の右側面）は、
上記ヘッダ２の外周面に合わせて湾曲させる。そして、
上記円管の中間部他端寄り（図６〜７の下端寄り）部分
に傾斜部１３を、この中間部他端寄り部分を、次述する
第一の直線部１４に関し、上記一端部の湾曲方向と同じ
方向（図６の右方向）に曲げる事により形成する。この
状態で上記傾斜部１３の両側には、互いに平行な第一、
第二の直線部１４、１５が形成される。そして、この様
に造った接続用パイプ９の他端部（図６〜７の下端部）
に、上述したコネクタブロック１１を接続する。

【０００６】次に、上述の様な接続用パイプ９を上記ヘ
ッダ２に結合する際には、先ず、上記接続用パイプ９の
一端で上記鍔部１２よりも突出した部分を、上記ヘッダ
２の周壁を貫通した状態でこのヘッダ２の一端部（図６
〜７の上端部）に形成した接続孔１６内に、上記鍔部１
２の片面が上記ヘッダ２の外周面に当接するまで挿入す
る。又、これと共に上記コネクタブロック１１の一端面
（図６〜７の右裏端面）を、上記ヘッダ２の他端部（図
６〜７の下端部）外周面に当接させる。尚、このコネク
タブロック１１の一端面は、上記ヘッダ２の外周面の曲
率半径とほぼ等しい曲率半径を有する断面円弧状の凹曲
面としている為、上記ヘッダ２の外周面に密接する。

【０００７】上述の様に各部材同士を当接させたなら
ば、続いて、これら各当接部を炉の中でろう付け固定す
べく、これら当接している各部材同士を仮固定する。こ
の仮固定作業は、上記ヘッダ２とコネクタブロック１１
との当接部の一部、及び上記ヘッダ２と鍔部１２との当
接部の一部に、それぞれアルゴン溶接等によるスポット
溶接を施す事により行なう。そして、この様に仮固定を
した後に、上記各当接部同士のろう付けを行なう。尚、
これらのろう付けは、前記コア部６等、熱交換器１の構
成各部材のろう付けと同時に行なう。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した様
な熱交換器１の場合、一方のヘッダ２と接続用パイプ９
との各当接部のろう付けを行なうに当たり、これらヘッ
ダ２と接続用パイプ９とを仮固定する際には、上記ヘッ
ダ２とコネクタブロック１１との当接部の一部、及び上
記ヘッダ２と鍔部１２との当接部の一部に、それぞれス
ポット溶接を施さなければならなかった。この様に、そ
れぞれの当接個所毎にスポット溶接を施す事は、接合作
業を面倒にし、延ては製造コスト増大の原因にもなる。
又、上記ヘッダ２と鍔部１２との当接部にスポット溶接
を施す事により、上記接続用パイプ９の一端部とヘッダ
２との接続部に気密不良が生じる場合があった。この理
由について、以下に説明する。

【０００９】接続用パイプ９の一端部に形成する鍔部１
２は、この接続用パイプ９を構成する管壁の一部にこの
接続用パイプ９の軸方向両側から力を加え、この管壁の
一部を直径方向外方に座屈変形させ、この接続用パイプ
９の直径方向外方に全周に亙って突出させる事により形
成する。従って、上記接続用パイプ９の一部内周面で上
記鍔部１２を形成した部分には、この鍔部１２の形成に
伴う溝状の凹みが、全周に亙り形成される。又、この様
な凹み部分には、上記鍔部１２を形成する際に使用する
油が溜り易い。一方、、上記ヘッダ２と鍔部１２との当
接部にスポット溶接を施す際、スポット溶接により当該
溶接部に形成される溶接ビード１７の熱により、上記鍔
部１２の一部が溶けて、接続用パイプ９の外周面から内
周面まで、溶融状態のアルミニウム合金となる（固体状
態のアルミニウム合金が存在しなくなる）場合がある。
又、上記凹み内に溜った油は、溶接時の熱により燃焼
し、燃焼ガスを発生させる。この様にして発生した燃焼
ガスは、上記接続用パイプ９の内周面から外周面まで連
続して存在する、上記溶融状態のアルミニウム合金を押
し退けつつ、上記接続用パイプ９の外側に吹き出す。こ
の結果、上記スポット溶接を施した鍔部１２の一部に
は、上記接続用パイプ９の内外を連通する小孔が形成さ
れる可能性がある。この様な小孔は、次に行なうろう付
け作業の後にも塞がれずに残る可能性がある。そして、
この様な小孔が残った場合には、上記接続用パイプ９の
一端部に於いて、熱交換器１（図５）の内外の気密を保
持できなくなる。本発明の接続用パイプ付熱交換器用ヘ
ッダは、上述の様な不都合を何れも解消すべく考えたも
のである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の接続用パイプ付
熱交換器用ヘッダは、内部に流体を流通させるヘッダ
と、このヘッダの一部に形成された接続孔と、一端部に
外向フランジ状の鍔部を備え、この鍔部よりも突出した
部分を上記接続孔に挿入した状態で上記ヘッダとの当接
部をろう付けした接続用パイプと、この接続用パイプの
他端部と上記ヘッダの他部外周面とを結合固定する結合
固定部材とを備える。特に、本発明の接続用パイプ付熱
交換器用ヘッダの場合、上記接続用パイプの自由状態で
の形状を、上記結合固定部材を上記ヘッダの他部外周面
に固定した状態で上記鍔部が上記ヘッダの外周面よりも
このヘッダの断面の直径方向内側に位置し得る形状とし
ている。そして、上記結合固定部材を上記ヘッダの他部
外周面に固定すると共に上記接続用パイプの一端部で上
記鍔部よりも突出した部分を上記接続孔に挿入した状態
で、上記接続用パイプの弾性に基づき上記鍔部を、上記
ヘッダの外周面に向け弾性的に押し付けて、上記ヘッダ
に対する上記接続用パイプの一端部の位置決めを図って
いる。

【００１１】

【作用】上述の様に構成する本発明の接続用パイプ付熱
交換器用ヘッダの場合、他端部に結合固定部材を接続し
た接続用パイプとヘッダとの各当接部をろう付けするに
当たり、この他端部に結合固定部材を接続した接続用パ
イプとヘッダとを仮固定する際には、接続用パイプの一
端部で鍔部よりも突出した部分を接続孔に挿入すると共
に、結合固定部材の一端面をヘッダの他部外周面に当接
させる。そして、これら結合固定部材の一端面とヘッダ
の他部外周面との当接部の一部にアルゴンスポット溶接
等の溶接を施す。この状態で鍔部の一端縁は、接続用パ
イプの弾性に基づいて、ヘッダの外周面に向け弾性的に
押し付けられる。従って、これら鍔部の一端縁とヘッダ
の外周面との当接部に溶接を施さなくても、ヘッダに対
する接続用パイプの一端部の位置決めを図れる。又、鍔
部の一端縁とヘッダの外周面との当接部に溶接を施す必
要がなくなる事に伴い、接続用パイプの一端部とヘッダ
との接合部に、前述の様な、燃焼ガスの噴出により形成
される小孔の存在に基づく気密不良を生じさせる事もな
い。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１〜２は、本発明の実施の形態
の第１例を示している。尚、前述した従来構造と重複す
る部分に就いての図示及び説明は、省略若しくは簡略に
し、以下、本発明の特徴部分を中心に説明する。ヘッダ
２に冷媒等の流体を供給する為の接続用パイプ９ａは、
この接続用パイプ９ａの中間部他端寄りに設けた傾斜部
１３と、同じく中間部に設けた第一の直線部１４との連
続部での折り曲げ角度を、前述した従来の接続用パイプ
９（図６参照）よりも大きくしている。そして、この様
に傾斜部１３と第一の直線部１４との連続部の折り曲げ
角度を大きくした事により、上記接続用パイプ９ａの他
端部に設けた第二の直線部１５と上記第一の直線部１４
とを非平行にしている。従って、上記接続用パイプ９ａ
の自由状態での形状は、図１に示す様に、上記接続用パ
イプ９ａの他端部に接続したコネクタブロック（結合固
定部材）１１の一端面（図１〜２の右端面）を上記ヘッ
ダ２の下端部外周面に当接させた状態で、上記接続用パ
イプ９ａの一端部に設けた鍔部１２が上記ヘッダ２の外
周面よりもこのヘッダ２の断面の直径方向内側に位置す
る形状となる。

【００１３】上述の様に構成する接続用パイプ９ａと一
方のヘッダ２とをろう付けにより結合固定するに当た
り、これら接続用パイプ９ａとヘッダ２とを仮固定する
際には、先ず、この接続用パイプ９ａの一端部で上記鍔
部１２よりも突出した部分を、ヘッダ２の一端部（図１
〜２及び後述する第２例を示す図３〜４の上端部）に形
成した接続孔１６に挿入する。これと共に、上記接続用
パイプ９ａの他端部に接続したコネクタブロック１１の
一端面をヘッダ２の他端部（図１〜２及び後述する第２
例を示す図３〜４の下端部）外周面に当接させる。そし
て、これらコネクタブロック１１とヘッダ２との当接部
の一部にアルゴン溶接等によるスポット溶接を施す。

【００１４】本発明の場合、上記接続用パイプ９ａの自
由状態での形状を、上述の図１に示した様に、鍔部１２
がヘッダ２の外周面よりも直径方向内側に位置する様に
規制している。この為、上述の様にコネクタブロック１
１とヘッダ２との当接部の一部にスポット溶接を施す事
により、これら両部材１１、２を結合した状態では、上
記接続用パイプ９ａの弾性に基づいて、上記鍔部１２の
一側面（図１〜２の右側面）が上記ヘッダ２の外周面に
向け弾性的に押し付けられる。従って、これら鍔部１２
の一側面とヘッダ２の外周面との当接部にスポット溶接
を施さなくても、上記ヘッダ２に対する上記接続用パイ
プ９ａの一端部の位置決めを図れる。この結果、上記接
続用パイプ９ａとヘッダ２との仮固定は、スポット溶接
を上記コネクタブロック１１とヘッダ２との当接部の一
部にのみ施す事により行なえる。従って、溶接作業工数
を半減して、接合作業を容易にでき、製造コストの低減
を図れる。又、上記鍔部１２の一端縁とヘッダ２の外周
面との当接部にスポット溶接を施す必要がなくなった事
に伴い、上記接続用パイプ９ａの一端部とヘッダ２との
接合部に前述した小孔が形成される事もなくなり、この
小孔に基づいて気密不良を生じさせる事もない。

【００１５】尚、前述した様な本例の接続用パイプ９ａ
を構成する、傾斜部１３と第一の直線部１４との連続部
での折り曲げ角度は、上記コネクタブロック１１の形
状、上記鍔部１２の位置等に応じて規制する。例えば、
図１（接続用パイプ９ａの自由状態での形状を示す図）
に於いて、上記鍔部１２が上記ヘッダ２の外周面よりも
このヘッダ２の断面の直径方向内側に入り込む量Ａ₁
と、上記傾斜部１３と第一の直線部１４との連続部から
上記鍔部１２の中心軸までの寸法Ｂ₁ との比Ａ₁ ：Ｂ₁
が、１：１２０程度になる様に、上記折り曲げ角度を規
制する事が望ましい。

【００１６】次に、図３〜４は、本発明の実施の形態の
第２例を示している。上述した第１例の接続用パイプ９
ａが中間部に傾斜部１３（図１〜２）を設けていたのに
対して、本例は、中間部にこの様な傾斜部１３を設けて
おらず、一端部（図３〜４の上端部）を除いては全体が
ほぼ直管状である接続用パイプ９ｂについて、本発明を
適用したものである。又、本例の場合、上記接続用パイ
プ９ｂの他端部とヘッダ２の他端部外周面とを結合する
為の結合固定部材として、前述のコネクタブロック１１
（図１〜２）に代えて、ナットユニオン１８とこのナッ
トユニオン１８に固定したブラケット１９とを使用して
いる。このうちのブラケット１９は、所定寸法に切断し
た金属板をＬ字に折り曲げる事により造っている。そし
て、このブラケット１９を構成する一方の板部２０を、
同じくこのブラケット１９を構成する他方の板部２１が
上記ナットユニオン１８の側方からこのナットユニオン
１８の反対側に向け突出する状態で、上記ナットユニオ
ン１８の一端部（図１の上端部）に、かしめ、溶接、ね
じ止め等により、結合固定している。この状態で上記他
方の板部２１は、上記接続用パイプ９ｂの他端部（図３
〜４の下端部）をヘッダ２の他端部外周面に結合する為
の接合部となる。尚、上記他方の板部２１に上述の様な
機能を持たせる為、この他方の板部２１の形状は、断面
円弧形の曲板状に形成して、この他方の板部２１の片側
面（上記ヘッダ２の外周面と当接する側の面であり、図
３〜４の右側面）を上記ヘッダ２の外周面に、ほぼ密接
自在としている。

【００１７】又、上述した本例の接続用パイプ９ｂを造
る際には、先ず、所定長さに切断した断面円形の長尺な
円管の一端部をＬ字形に湾曲させると共に、この一端部
に外向きフランジ状の鍔部１２を形成する。そして、上
記円管の他端部をこの円管の中間部他端寄り部分で僅か
に折り曲げる事により、上記一端部の湾曲方向と同じ方
向に若干傾斜させる。この状態で、上記接続用パイプ９
ｂの中間部には、第一の直線部１４ａが、同じく他端部
には、第二の直線部１５ｂが、それぞれ形成される。

【００１８】上述の様に形成した接続用パイプ９ｂの場
合も、この接続用パイプ９ｂの自由状態での形状は、図
３に示す様に、上記接続用パイプ９ｂの他端部に接続し
たナットユニオン１８に固定したブラケット１９の他方
の板部２１の片側面を上記ヘッダ２の他端部外周面に当
接させた状態で、上記接続用パイプ９ｂの一端部に設け
た鍔部１２が上記ヘッダ２の外周面よりもこのヘッダ２
の断面の直径方向内側に位置する様になる。その他、接
続用パイプ９ｂとヘッダ２とを仮固定する際の作用、及
び接続用パイプ９ｂの一端部とヘッダ２との接合部の気
密不良を防止する作用は、前述した第１例の場合と同様
である。尚、本例の場合も、上記接続用パイプ９ｂを構
成する第一の直線部１４ａと第二の直線部１５ｂとの連
続部での折り曲げ角度は、図３（接続用パイプ９ｂの自
由状態での形状を示す図）に於いて、上記鍔部１２が上
記ヘッダ２の外周面よりもこのヘッダ２の断面の直径方
向内側に入り込む量Ａ₂ と、上記第一の直線部１４ａと
第二の直線部１５ｂとの連続部から上記鍔部１２の中心
軸までの寸法Ｂ₂ との比Ａ₂ ：Ｂ₂ が、１：１２０程度
になる様に規制する事が望ましい。

【００１９】

【発明の効果】本発明の接続用パイプ付熱交換器用ヘッ
ダは、以上の様に構成され作用する為、ろう付けの為の
各部材同士の仮固定を簡単に行なえる。この為、接合作
業の容易化に伴い製造コストの低減を図れる。又、気密
を保持する必要がある部分への溶接を施す必要がなくな
る事に伴い、当該部分での気密不良を防止できる為、製
品の歩留り向上を図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の第１例を、接続用パイプ
の形状が自由状態のままで示す斜視図。

【図２】同じく接続用パイプをヘッダに仮固定した状態
で示す、部分切断面図。

【図３】本発明の実施の形態の第２例を示す、図１と同
様の図。

【図４】同じく、図２と同様の図。

【図５】接続用パイプ付のヘッダを有する熱交換器の１
例を示す略斜視図。

【図６】従来の接続用パイプの１例を示す斜視図。

【図７】従来の接続用パイプをヘッダに仮固定した状態
で示す、部分切断面図。

【符号の説明】

１ 熱交換器 ２、３ ヘッダ ４ 扁平伝熱管 ５ フィン ６ コア部 ７、８ サイドプレート ９、９ａ、９ｂ、１０ 接続用パイプ １１ コネクタブロック １２ 鍔部 １３ 傾斜部 １４、１４ａ 第一の直線部 １５、１５ｂ 第二の直線部 １６ 接続孔 １７ 溶接ビード １８ ナットユニオン １９ ブラケット ２０ 一方の板部 ２１ 他方の板部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に流体を流通させるヘッダと、この
   ヘッダの一部に形成された接続孔と、一端部に外向フラ
   ンジ状の鍔部を備え、この鍔部よりも突出した部分を上
   記接続孔に挿入した状態で上記ヘッダとの当接部をろう
   付けした接続用パイプと、この接続用パイプの他端部と
   上記ヘッダの他部外周面とを結合固定する結合固定部材
   とを備えた接続用パイプ付熱交換器用ヘッダに於いて、
   上記接続用パイプの自由状態での形状を、上記結合固定
   部材を上記ヘッダの他部外周面に固定した状態で上記鍔
   部が上記ヘッダの外周面よりもこのヘッダの断面の直径
   方向内側に位置し得る形状とし、上記結合固定部材を上
   記ヘッダの他部外周面に固定すると共に上記接続用パイ
   プの一端部で上記鍔部よりも突出した部分を上記接続孔
   に挿入した状態で、上記接続用パイプの弾性に基づき上
   記鍔部を、上記ヘッダの外周面に向け弾性的に押し付け
   て、上記ヘッダに対する上記接続用パイプの一端部の位
   置決めを図る事を特徴とする接続用パイプ付熱交換器用
   ヘッダ。