WO2018029761A1 - 積層型ヘッダ、及び積層型ヘッダの製造方法 - Google Patents

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Abstract

本発明に係る積層型ヘッダは、第１貫通孔を有する第１板状体と、複数の第２貫通孔を有する第２板状体と、前記第１貫通孔と前記第２貫通孔とを連通する流路が形成され、前記第１板状体と前記第２板状体との間に配置された第３板状体と、第１端部が前記第１貫通孔に挿入されている第１配管と、第２端部が前記第２貫通孔に挿入されている複数の第２配管と、前記第１板状体と前記第３板状体との間、前記第２板状体と前記第３板状体との間、前記第１貫通孔と前記第１配管との間、及び、前記第２貫通孔と前記第２配管との間に設けられたろう付け部と、を備え、前記第１配管は、前記第１端部に、外周面が前記第１貫通孔の内周面に押し当てられている第１拡管部を有し、前記第２配管は、前記第２端部に、外周面が前記第２貫通孔の内周面に押し当てられている第２拡管部を有するものである。

Description

積層型ヘッダ、及び積層型ヘッダの製造方法
　本発明は、冷媒を複数の流路に分配する、あるいは各流路から流出した冷媒を合流させる積層型ヘッダ、及び該積層型ヘッダの製造方法に関するものである。
　従来、熱交換器の伝熱管等の複数の流路に冷媒を分配する、あるいは各流路から流出した冷媒を合流させる積層型ヘッダが知られている（例えば、特許文献１参照）。このような積層型ヘッダは、例えば、１つの第１貫通孔を有する第１板状体と、複数の第２貫通孔を有する第２板状体と、第１貫通孔と第２貫通孔とを連通する流路が形成され、第１板状体と前記第２板状体との間に挟持された第３板状体と、第１貫通孔に挿入されている第１配管と、第２貫通孔に挿入されている複数の第２配管と、を備える。すなわち、積層型ヘッダは、第１配管に流入した冷媒が各第２配管に分配される構成となっている。また、積層型ヘッダは、各第２配管に流入した冷媒が合流して、第１配管から流出する構成となっている。
特開平９－１８９４６３号公報
　上述のような従来の積層型ヘッダは、積層型ヘッダを構成する各板状体をろう付けで接合している。板状体の表面に塗られた（クラッドされた）ろう材を加熱して溶融させ、表面張力により板状体の外周又は板状体の開口部の内周にフィレットを形成することで板状体同士が接合される。
　また、第１板状体と該第１板状体の第１貫通孔に挿入された第１配管とも、ろう付けで接合される。第２板状体と該第２板状体の第２貫通孔に挿入された第２配管とも、ろう付けで接合される。板状体と第１，２配管との接合部近傍にあらかじめ設けられたろう材を加熱溶融させ、表面張力により板状体と第１，２配管との接合部の外周にフィレットを形成することで、板状体と第１，２配管とが接合される。
　ここで、板状体同士のろう付け接合と、板状体と第１，２配管とのろう付け接合とは、同時に行われる。詳しくは、第１板状体、第３板状体及び第２板状体を、これらの間にろう材を設けて積層する。そして、これら積層された板状体をジグで固定する。また、第１板状体と該第１板状体の第１貫通孔に挿入された第１配管、及び、第２板状体と該第２板状体の第２貫通孔に挿入された第２配管も、上記ジグとは別のジグで固定する。その後、これらジグで固定された積層型ヘッダ構成部品を加熱することにより、各構成部品がろう付け接合され、積層型ヘッダが完成する。
　このように、従来の積層型ヘッダは、構成部品をろう付け接合する際、第１，２配管を固定するジグを必要としていた。つまり、従来の積層型ヘッダは、第１，２配管を固定するジグを取り付けた状態において、構成部品を加熱する必要があった。このため、従来の積層型ヘッダは、第１，２配管を固定するジグの熱容量分、ろう付け接合時に余分に加熱を行わなければならず、ろう付け接合に時間がかかってしまうという課題があった。
　本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、ロウ付け接合時の加熱時間を低減できる生産性の高い積層型ヘッダ、及び該積層型ヘッダの製造方法を得ることを目的とする。
　本発明に係る積層型ヘッダは、第１貫通孔を有する第１板状体と、複数の第２貫通孔を有する第２板状体と、前記第１貫通孔と前記第２貫通孔とを連通する流路が形成され、前記第１板状体と前記第２板状体との間に配置された第３板状体と、第１端部が前記第１貫通孔に挿入されている第１配管と、第２端部が前記第２貫通孔に挿入されている複数の第２配管と、前記第１板状体と前記第３板状体との間、前記第２板状体と前記第３板状体との間、前記第１貫通孔と前記第１配管との間、及び、前記第２貫通孔と前記第２配管との間に設けられたろう付け部と、を備え、前記第１配管は、前記第１端部に、外周面が前記第１貫通孔の内周面に押し当てられている第１拡管部を有し、前記第２配管は、前記第２端部に、外周面が前記第２貫通孔の内周面に押し当てられている第２拡管部を有するものである。
　また、本発明に係る積層型ヘッダの製造方法は、前記第１貫通孔と前記第１配管とを接合するろう材を設ける第１ろう材配置工程と、前記第１板状体の前記第１貫通孔に前記第１配管の前記第１端部を挿入し、該第１端部を拡管して前記第１拡管部を形成し、前記第１貫通孔に前記第１配管を固定する第１配管固定工程と、前記第２貫通孔と前記第２配管とを接合するろう材を設ける第２ろう材配置工程と、前記第２板状体の前記第２貫通孔に前記第２配管の前記第２端部を挿入し、該第２端部を拡管して前記第２拡管部を形成し、前記第２貫通孔に前記第２配管を固定する第２配管固定工程と、前記第１配管が固定された前記第１板状体、前記第３板状体、及び、前記第２配管が固定された前記第２板状体を、各板状体の間にろう材が設けられた状態で積層する積層工程と、前記第１配管固定工程、前記第１ろう材配置工程、前記第２配管固定工程、前記第２ろう材配置工程、及び前記積層工程の後、積層された前記第１板状体、前記第３板状体、及び前記第２板状体をジグで固定して加熱し、前記第１板状体と前記第３板状体との間、前記第２板状体と前記第３板状体との間、前記第１貫通孔と前記第１配管との間、及び、前記第２貫通孔と前記第２配管との間をろう付け接合する接合工程と、を備えたものである。
　本発明は、ろう付け接合つまり加熱する前の段階において、第１配管を第１拡管部で第１板状体の第１貫通孔に固定することができる。また、本発明は、ろう付け接合つまり加熱する前の段階において、第２配管を第２拡管部で第２板状体の第２貫通孔に固定することができる。このため、本発明は、ろう付け接合つまり加熱する際、第１配管及び第２配管を固定するジグが不要となる。したがって、本発明は、ろう付け接合時の加熱時間を従来よりも削減でき、積層型ヘッダの生産性を向上させることができる。
本発明の実施の形態１に係る積層型ヘッダを第１配管側から見た斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る積層型ヘッダを第２配管側から見た斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る積層型ヘッダの分解斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る積層型ヘッダにおける第１板状体と第１配管との接合部近傍を示す断面図である。 本発明の実施の形態１に係る積層型ヘッダにおける第２板状体と第２配管との接合部近傍を示す断面図である。 本発明の実施の形態１に係る積層型ヘッダの製造工程を示す図である。 図６に示す「第１ろう材配置工程」を説明するための図である。 図６に示す「第１配管固定工程」を説明するための図である。 図８に続く、図６に示す「第１配管固定工程」を説明するための図である。 図９に続く、図６に示す「第１配管固定工程」を説明するための図である。 図１０に続く、図６に示す「第１配管固定工程」を説明するための図である。 図６に示す「第２ろう材配置工程」を説明するための図である。 図６に示す「第２配管固定工程」を説明するための図である。 図１３に続く、図６に示す「第２配管固定工程」を説明するための図である。 図１４に続く、図６に示す「第２配管固定工程」を説明するための図である。 図１５に続く、図６に示す「第２配管固定工程」を説明するための図である。 図６に示す「積層工程」を説明するための図である。 本発明の実施の形態２に係る積層型ヘッダにおける第１板状体と第１配管との接合部近傍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における第２板状体と第２配管との接合部近傍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の「第１ろう材配置工程」及び「第１配管固定工程」を説明するための説明図である。 図２０に続く、本発明の実施の形態２に係る積層型ヘッダの「第１ろう材配置工程」及び「第１配管固定工程」を説明するための説明図である。 図２１に続く、本発明の実施の形態２に係る積層型ヘッダの「第１ろう材配置工程」及び「第１配管固定工程」を説明するための説明図である。 図２２に続く、本発明の実施の形態２に係る積層型ヘッダの「第１ろう材配置工程」及び「第１配管固定工程」を説明するための説明図である。 本発明の実施の形態２に係る積層型ヘッダの「第２ろう材配置工程」及び「第２配管固定工程」を説明するための説明図である。 図２４に続く、本発明の実施の形態２に係る積層型ヘッダの「第２ろう材配置工程」及び「第２配管固定工程」を説明するための説明図である。 図２５に続く、本発明の実施の形態２に係る積層型ヘッダの「第２ろう材配置工程」及び「第２配管固定工程」を説明するための説明図である。 図２６に続く、本発明の実施の形態２に係る積層型ヘッダの「第２ろう材配置工程」及び「第２配管固定工程」を説明するための説明図である。
実施の形態１．
　図１は、本発明の実施の形態１に係る積層型ヘッダを第１配管側から見た斜視図である。図２は、この積層型ヘッダを第２配管側から見た斜視図である。図３は、この積層型ヘッダの分解斜視図である。図４は、この積層型ヘッダにおける第１板状体と第１配管との接合部近傍を示す断面図である。また、図５は、この積層型ヘッダにおける第２板状体と第２配管との接合部近傍を示す断面図である。
　なお、図３では、ろう付け部の図示を省略している。
　本実施の形態１に係る積層型ヘッダ１００は、第１配管４０に流入した冷媒を、複数の第２配管５０に分配するものである。あるいは、積層型ヘッダ１００は、各第２配管５０に流入した冷媒を合流させて、第１配管４０から流出させるものである。なお、本実施の形態１では第１配管４０を１つ設けているが、第１配管４０の数は１つに限定されるものではない。第１配管４０が第２配管５０よりも少ない数であれば、上記の機能を果たすことができる。以下、本実施の形態１に係る積層型ヘッダ１００の詳細構成について説明する。
　積層型ヘッダ１００は、第１配管４０が接合された第１板状体１０と、複数の第２配管５０が接合された第２板状体２０と、第１板状体１０と第２板状体２０との間に配置された第３板状体３０と、を備える。
　第１板状体１０は、第１配管４０と同数の、すなわち１つの貫通孔１１を有している。この貫通孔１１に、第１配管４０の端部４１が挿入されている。図４に示すように、第１板状体１０の貫通孔１１と第１配管４０との間に、当該間を接合するろう付け部６１ａを有している。すなわち、該ろう付け部６１ａにより、第１配管４０は、第１板状体１０の貫通孔１１に固定されている。また、図４に示すように、本実施の形態１に係る第１配管４０は、端部４１に、外周面が貫通孔１１の内周面に押し当てられている拡管部４２を有している。すなわち、第１配管４０は、拡管部４２によっても、第１板状体１０の貫通孔１１に固定されている。また、本実施の形態１においては、第１配管４０の端部４１の端面４３は、貫通孔１１の内部に位置している。また、貫通孔１１内に配置されている拡管部４２の長さは、貫通孔１１の長さよりも短くなっている。
　ここで、貫通孔１１が、本発明の第１貫通孔に相当する。端部４１が、本発明の第１端部に相当する。また、拡管部４２が、本発明の第１拡管部に相当する。
　第２板状体２０は、第２配管５０と同数の、すなわち複数の貫通孔２１を有している。この貫通孔２１に、第２配管５０の端部５１が挿入されている。図５に示すように、第２板状体２０の貫通孔２１と第２配管５０との間に、当該間を接合するろう付け部６２ａを有している。すなわち、該ろう付け部６２ａにより、第２配管５０は、第２板状体２０の貫通孔２１に固定されている。また、図５に示すように、本実施の形態１に係る第２配管５０は、端部５１に、外周面が貫通孔２１の内周面に押し当てられている拡管部５２を有している。すなわち、第２配管５０は、拡管部５２によっても、第２板状体２０の貫通孔２１に固定されている。また、本実施の形態１においては、第２配管５０の端部５１の端面５３は、貫通孔２１の内部に位置している。また、貫通孔２１内に配置されている拡管部５２の長さは、貫通孔２１の長さよりも短くなっている。
　ここで、貫通孔２１が、本発明の第２貫通孔に相当する。端部５１が、本発明の第２端部に相当する。また、拡管部５２が、本発明の第２拡管部に相当する。
　第３板状体３０には、第１板状体１０の貫通孔１１と第２板状体２０の各貫通孔２１とを連通する流路３１が形成されている。換言すると、第３板状体３０には、第１配管４０と各第２配管５０とを連通する流路３１が形成されている。なお、本実施の形態１では、複数の第３板状体３０を備えている。また、流路３１は、図３に示すように、貫通孔３１ａ、溝３１ｂ、貫通孔３１ｃ、溝３１ｄ、貫通孔３１ｅ、溝３１ｆ、及び貫通孔３１ｇで形成されている。そして、各第３板状体３０には、貫通孔３１ａ、溝３１ｂ、貫通孔３１ｃ、溝３１ｄ、貫通孔３１ｅ、溝３１ｆ、及び貫通孔３１ｇのうちの少なくとも１つが形成されている。
　貫通孔３１ａは、第１板状体１０の貫通孔１１と溝３１ｂとを連通するものである。貫通孔３１ｃは、溝３１ｂと溝３１ｄとを連通するものである。貫通孔３１ｅは、溝３１ｄと溝３１ｆとを連通するものである。また、貫通孔３１ｇは、溝３１ｆと第２板状体２０の貫通孔２１とを連通するものである。すなわち、第１配管４０に流入した冷媒は、第１板状体１０の貫通孔１１、貫通孔３１ａ、溝３１ｂ、貫通孔３１ｃ、溝３１ｄ、貫通孔３１ｅ、溝３１ｆ、貫通孔３１ｇ、及び第２板状体２０の貫通孔２１を通って、各第２配管５０に分配される。また、各第２配管５０に流入した冷媒は、第２板状体２０の貫通孔２１、貫通孔３１ｇ、溝３１ｆ、貫通孔３１ｅ、溝３１ｄ、貫通孔３１ｃ及び溝３１ｂを通る過程で合流していき、貫通孔３１ａ及び第１板状体１０の貫通孔１１を通って、第１配管４０から流出する。
　なお、１つの第３板状体３０に第１板状体１０の貫通孔１１と第２板状体２０の各貫通孔２１とを連通する流路３１を形成できる場合、第１板状体１０と第２板状体２０との間に配置する第３板状体３０は１つでよい。
　第１板状体１０と第３板状体３０との間、及び、第２板状体２０と第３板状体３０との間は、それぞれの間に設けられたろう付け部６３ａで接合されている。また、本実施の形態１に係る積層型ヘッダ１００は複数の第３板状体３０を備えるため、各第３板状体３０の間も、ろう付け部６３ａで接合されている。
［積層型ヘッダ１００の製造方法］
　続いて、本実施の形態１に係る積層型ヘッダ１００の製造方法について説明する。
　図６は、本発明の実施の形態１に係る積層型ヘッダの製造工程を示す図である。
　本実施の形態１に係る積層型ヘッダ１００は、図６に示す各工程を経て完成する。以下、図面を参照しながら、図６に示す各工程について説明していく。
　図７は、図６に示す「第１ろう材配置工程」を説明するための図である。この図７は、第１配管４０、ろう材６１、及び第１板状体１０の貫通孔１１の近傍を示した斜視図となっている。
　第１ろう材配置工程では、ろう材６１を設ける作業が行われる。ろう材６１は、後述の接合工程において加熱された際、上述のろう付け部６１ａとなるものである。本実施の形態１では、ろう材６１として、一部が切断された環状のろう材が用いられる。このようなろう材６１は、例えば、棒状のろう材を環状に形成することによって得られる。ろう材６１の内径Ｃ６１は、第１配管４０におけるろう材６１の配置箇所の外径よりも、若干小さくなっている。このため、第１配管４０におけるろう材６１の配置箇所にろう材６１を圧入することにより、ろう材６１を規定の位置に固定することができる。後述の図８に示すように、ろう材６１は、第１板状体１０の貫通孔１１に第１配管４０を固定位置まで挿入した際、貫通孔１１の開口部近傍に位置する箇所に固定される。
　なお、ろう材６１として、ペースト状のろう材を用いてもよい。この場合、第１板状体１０の貫通孔１１に第１配管４０を固定位置まで挿入した際に貫通孔１１の開口部近傍となる、第１配管４０の外周面又は第１板状体１０の表面（第１配管４０が突出する側の表面）に、ろう材６１が塗布機等によって塗布される。
　図８～図１１は、図６に示す「第１配管固定工程」を説明するための図である。これら図８～図１１は、第１板状体１０の貫通孔１１の近傍を示す断面図であり、貫通孔１１に第１配管４０が挿入されている状態を示している。以下、これら図８～図１１と上述した図７を用いて、第１配管固定工程を説明する。
　第１配管固定工程では、下記（１），（２）の作業が行われる。
（１）第１板状体１０の貫通孔１１に、第１配管４０の端部４１を挿入する作業。
（２）第１配管４０の端部４１を拡管して拡管部４２を形成し、貫通孔１１に第１配管４０を固定する作業。
　第１板状体１０の貫通孔１１に第１配管４０の端部４１を挿入する際、図８及び図９に示すように、第１配管４０の挿入範囲４１ａが、貫通孔１１に挿入される。この際、本実施の形態１では、第１配管４０の端部４１の端面４３が貫通孔１１の内部に位置するところまで、第１板状体１０の貫通孔１１に第１配管４０の端部４１を挿入する。ここで、図７に示すように、本実施の形態１では、第１板状体１０の貫通孔１１の内径Ｃ１１は、第１配管４０の挿入範囲４１ａの外径Ｄ４１よりも、若干大きい寸法となっている。このため、第１板状体１０の貫通孔１１に第１配管４０の端部４１を挿入する作業が容易となり、積層型ヘッダ１００の生産性を向上させることができる。なお、第１板状体１０の貫通孔１１に第１配管４０の端部４１を挿入する作業は、例えば手作業によって行われる。機械によって、第１板状体１０の貫通孔１１に第１配管４０の端部４１を挿入しても勿論よい。
　第１板状体１０の貫通孔１１に第１配管４０の端部４１を挿入した後、第１配管４０の端部４１を拡管して拡管部４２を形成し、貫通孔１１に第１配管４０を固定する。本実施の形態１では、図９及び図１０に示すように、円筒状の外周形状を有するジグ７１を用いて、拡管部４２を形成する。詳しくは、ジグ７１の外径Ｄ７１は、第１配管４０の端部４１の内径Ｃ４１よりも大きく、第１板状体１０の貫通孔１１の内径Ｃ１１よりも小さい寸法となっている。このため、第１配管４０の端部４１にジグ７１を圧入することにより、端部４１におけるジグ７１が圧入された箇所は、塑性変形により拡張する。これにより、拡張した部分が拡管部４２となり、該拡管部４２の外周面が貫通孔１１の内周面に押し当てられた状態となる。図１１に示すように、拡管部４２を形成することにより、第１板状体１０と第１配管４０とを固定するジグを用いなくとも、第１板状体１０の貫通孔１１に第１配管４０を固定することができる。
　ここで、第１配管４０の挿入範囲４１ａ全域を拡管して拡管部４２としてもよいが、本実施の形態１では、第１配管４０の挿入範囲４１ａの一部を拡管して拡管部４２としている。換言すると、貫通孔１１内に配置されている拡管部４２の長さは、貫通孔１１の長さよりも短くなっている。拡管部４２の長さを短くすることにより、第１配管４０の挿入範囲４１ａ全域を拡管部４２とする場合に比べ、ジグ７１で第１配管４０を拡管する際の力を小さくできる。このため、拡管部４２の長さを短くすることにより、第１配管４０の挿入範囲４１ａ全域を拡管部４２とする場合に比べ、ジグ７１を用いて拡管する装置として小さな装置を採用できる。すなわち、積層型ヘッダ１００の製造ラインの導入費用を削減することができる。
　なお、本実施の形態１では、円筒状の外周形状を有するジグ７１を用いたが、断面が略多角形柱状となる外周形状を有するジグを用いて拡管部４２を形成してもよい。また、第１ろう材配置工程及び第１配管固定工程の順序は、本実施の形態１の順序に限定されるものではない。第１配管固定工程の後に、第１ろう材配置工程を行ってもよい。
　図１２は、図６に示す「第２ろう材配置工程」を説明するための図である。この図１２は、第２配管５０、ろう材６２、及び第２板状体２０の貫通孔２１の近傍を示した斜視図となっている。
　第２ろう材配置工程では、ろう材６２を設ける作業が行われる。ろう材６２は、後述の接合工程において加熱された際、上述のろう付け部６２ａとなるものである。本実施の形態１では、ろう材６２として、一部が切断された環状のろう材が用いられる。このようなろう材６２は、例えば、棒状のろう材を環状に形成することによって得られる。ろう材６２の内径Ｃ６２は、第２配管５０におけるろう材６２の配置箇所の外径よりも、若干小さくなっている。このため、第２配管５０におけるろう材６２の配置箇所にろう材６２を圧入することにより、ろう材６２を規定の位置に固定することができる。後述の図１３に示すように、ろう材６２は、第２板状体２０の貫通孔２１に第２配管５０を固定位置まで挿入した際、貫通孔２１の開口部近傍に位置する箇所に固定される。
　なお、ろう材６２として、ペースト状のろう材を用いてもよい。この場合、第２板状体２０の貫通孔２１に第２配管５０を固定位置まで挿入した際に貫通孔２１の開口部近傍となる、第２配管５０の外周面又は第２板状体２０の表面（第２配管５０が突出する側の表面）に、ろう材６２が塗布機等によって塗布される。
　図１３～図１６は、図６に示す「第２配管固定工程」を説明するための図である。これら図１３～図１６は、第２板状体２０の貫通孔２１の近傍を示す断面図であり、貫通孔２１に第２配管５０が挿入されている状態を示している。以下、これら図１３～図１６と上述した図１２を用いて、第２配管固定工程を説明する。
　第２配管固定工程では、下記（３），（４）の作業が行われる。
（３）第２板状体２０の貫通孔２１に、第２配管５０の端部５１を挿入する作業。
（４）第２配管５０の端部５１を拡管して拡管部５２を形成し、貫通孔２１に第２配管５０を固定する作業。
　第２板状体２０の貫通孔２１に第２配管５０の端部５１を挿入する際、図１３及び図１４に示すように、第２配管５０の挿入範囲５１ａが、貫通孔２１に挿入される。この際、本実施の形態１では、第２配管５０の端部５１の端面５３が貫通孔２１の内部に位置するところまで、第２板状体２０の貫通孔２１に第２配管５０の端部５１を挿入する。ここで、図１２に示すように、本実施の形態１では、第２板状体２０の貫通孔２１の内径Ｃ２１は、第２配管５０の挿入範囲５１ａの外径Ｄ５１よりも、若干大きい寸法となっている。このため、第２板状体２０の貫通孔２１に第２配管５０の端部５１を挿入する作業が容易となり、積層型ヘッダ１００の生産性を向上させることができる。なお、第２板状体２０の貫通孔２１に第２配管５０の端部５１を挿入する作業は、例えば手作業によって行われる。機械によって、第２板状体２０の貫通孔２１に第２配管５０の端部５１を挿入しても勿論よい。
　第２板状体２０の貫通孔２１に第２配管５０の端部５１を挿入した後、第２配管５０の端部５１を拡管して拡管部５２を形成し、貫通孔２１に第２配管５０を固定する。本実施の形態１では、図１４及び図１５に示すように、円筒状の外周形状を有するジグ７２を用いて、拡管部５２を形成する。詳しくは、ジグ７２の外径Ｄ７２は、第２配管５０の端部５１の内径Ｃ５１よりも大きく、第２板状体２０の貫通孔２１の内径Ｃ２１よりも小さい寸法となっている。このため、第２配管５０の端部５１にジグ７２を圧入することにより、端部５１におけるジグ７２が圧入された箇所は、塑性変形により拡張する。これにより、拡張した部分が拡管部５２となり、該拡管部５２の外周面が貫通孔２１の内周面に押し当てられた状態となる。図１６に示すように、拡管部５２を形成することにより、第２板状体２０と第２配管５０とを固定するジグを用いなくとも、第２板状体２０の貫通孔２１に第２配管５０を固定することができる。
　ここで、第２配管５０の挿入範囲５１ａ全域を拡管して拡管部５２としてもよいが、本実施の形態１では、第２配管５０の挿入範囲５１ａの一部を拡管して拡管部５２としている。換言すると、貫通孔２１内に配置されている拡管部５２の長さは、貫通孔２１の長さよりも短くなっている。拡管部５２の長さを短くすることにより、第２配管５０の挿入範囲５１ａ全域を拡管部５２とする場合に比べ、ジグ７２で第２配管５０を拡管する際の力を小さくできる。このため、拡管部５２の長さを短くすることにより、第２配管５０の挿入範囲５１ａ全域を拡管部５２とする場合に比べ、ジグ７２を用いて拡管する装置として小さな装置を採用できる。すなわち、積層型ヘッダ１００の製造ラインの導入費用を削減することができる。
　なお、本実施の形態１では、円筒状の外周形状を有するジグ７２を用いたが、断面が略多角形柱状となる外周形状を有するジグを用いて拡管部５２を形成してもよい。また、第２ろう材配置工程及び第２配管固定工程の順序は、本実施の形態１の順序に限定されるものではない。第２配管固定工程の後に、第２ろう材配置工程を行ってもよい。また、第１ろう材配置工程及び第１配管固定工程と、第２ろう材配置工程及び第２配管固定工程とを行う順序も、本実施の形態１の順序に限定されるものではない。例えば、第１ろう材配置工程及び第１配管固定工程と並行して、第２ろう材配置工程及び第２配管固定工程を行ってもよい。また例えば、第２ろう材配置工程及び第２配管固定工程を行った後に、第１ろう材配置工程及び第１配管固定工程を行ってもよい。
　図１７は、図６に示す「積層工程」を説明するための図である。この図１７は、第１板状体１０、第３板状体３０及び第２板状体２０を積層した状態を示す斜視図である。
　第１ろう材配置工程、第１配管固定工程、第２ろう材配置工程及び第２配管固定工程の後、積層工程が行われる。この積層工程は、第１配管４０が固定された第１板状体１０、第３板状体３０、及び、第２配管５０が固定された第２板状体２０を積層する工程である。これら板状体を積層する前に、隣接する板状体の一方の表面にろう材６３を設ける。例えば、ペースト状のろう材６３を用いる場合、隣接する板状体の一方の表面にろう材６３を塗布する。その後、各板状体を積層する。ろう材６３は、後述の接合工程において加熱された際、上述のろう付け部６３ａとなるものである。
　ここで、本実施の形態１では、上述のように、第１配管４０の端部４１の端面４３が、第１板状体１０の貫通孔１１の内部に位置している。このため、第１板状体１０と第３板状体３０を積層する際、第１配管４０の端部４１が第３板状体３０側に突出していないので、第３板状体３０と第１配管４０とが干渉しない。このため、第１板状体１０と第３板状体３０を積層した際に、両板状体の間の隙間が過大となることがない。したがって、後述の接合工程において、第１板状体１０と第３板状体３０との間のろう付け接合に不良が発生しづらくなり、積層型ヘッダ１００の信頼性を向上させることができる。
　なお、第１配管４０の端部４１の端面４３を、第１板状体１０における第３板状体３０側の表面１２（図８等参照）と同位置に配置してもよい。このように構成しても、第１板状体１０と第３板状体３０を積層する際、第３板状体３０と第１配管４０とが干渉しない。このため、第１板状体１０と第３板状体３０を積層した際に、両板状体の間の隙間が過大となることがない。したがって、後述の接合工程において、第１板状体１０と第３板状体３０との間のろう付け接合に不良が発生しづらくなり、積層型ヘッダ１００の信頼性を向上させることができる。
　同様に、本実施の形態１では、上述のように、第２配管５０の端部５１の端面５３が、第２板状体２０の貫通孔２１の内部に位置している。このため、第２板状体２０と第３板状体３０を積層する際、第２配管５０の端部５１が第３板状体３０側に突出していないので、第３板状体３０と第２配管５０とが干渉しない。このため、第２板状体２０と第３板状体３０を積層した際に、両板状体の間の隙間が過大となることがない。したがって、後述の接合工程において、第２板状体２０と第３板状体３０との間のろう付け接合に不良が発生しづらくなり、積層型ヘッダ１００の信頼性を向上させることができる。
　なお、第２配管５０の端部５１の端面５３を、第２板状体２０における第３板状体３０側の表面２２（図１３等参照）と同位置に配置してもよい。このように構成しても、第２板状体２０と第３板状体３０を積層する際、第３板状体３０と第２配管５０とが干渉しない。このため、第２板状体２０と第３板状体３０を積層した際に、両板状体の間の隙間が過大となることがない。したがって、後述の接合工程において、第２板状体２０と第３板状体３０との間のろう付け接合に不良が発生しづらくなり、積層型ヘッダ１００の信頼性を向上させることができる。
　積層工程の後、図６に示す接合工程が行われる。接合工程では、まず、積層工程で積層された第１板状体１０、第３板状体３０及び第２板状体２０を図示せぬジグで固定（挟持）する。ここで、従来の積層型ヘッダは、接合工程前の段階において、第１板状体の貫通孔に第１配管が固定されていなかった。このため、従来の積層型ヘッダは、積層された各板状体をジグで固定する際、該ジグとは異なるジグで第１板状体と第１配管も固定していた。同様に、従来の積層型ヘッダは、接合工程前の段階において、第２板状体の貫通孔に第２配管が固定されていなかった。このため、従来の積層型ヘッダは、積層された各板状体をジグで固定する際、該ジグとは異なるジグで第２板状体と第２配管も固定していた。このような、第１板状体と第１配管とをジグで固定する作業、及び、第２板状体と第２配管とをジグで固定する作業には、多大な時間を要する。
　一方、本実施の形態１に係る積層型ヘッダ１００は、接合工程前の段階において、第１配管４０に形成された拡管部４２により、第１板状体１０の貫通孔１１に第１配管４０が固定されている。このため、本実施の形態１に係る積層型ヘッダ１００は、積層された各板状体をジグで固定する際、第１板状体１０と第１配管４０とを固定するジグを必要としない。同様に、本実施の形態１に係る積層型ヘッダ１００は、接合工程前の段階において、第２配管５０に形成された拡管部５２により、第２板状体２０の貫通孔２１に第２配管５０が固定されている。このため、本実施の形態１に係る積層型ヘッダ１００は、積層された各板状体をジグで固定する際、第２板状体２０と第２配管５０とを固定するジグを必要としない。
　このため、本実施の形態１に係る積層型ヘッダ１００においては、従来の積層型ヘッダで多大な時間が発生していた第１板状体と第１配管とをジグで固定する作業、及び、第２板状体と第２配管とをジグで固定する作業が不要となる。また、本実施の形態１における拡管による第１板状体１０と第１配管４０との固定作業、及び、拡管による第２板状体２０と第２配管５０との固定作業は、従来の積層型ヘッダにおける第１板状体と第１配管とをジグで固定する作業、及び、第２板状体と第２配管とをジグで固定する作業と比べ、作業時間が短い。したがって、本実施の形態１に係る積層型ヘッダ１００は、ろう材を融解してろう付け接合する前に積層型ヘッダ１００の各構成を組み立てる作業時間を短縮でき、積層型ヘッダ１００の生産性を向上できる。
　接合工程では、積層工程で積層された第１板状体１０、第３板状体３０及び第２板状体２０を図示せぬジグで固定した後、これらを加熱する。これにより、第１板状体１０と第３板状体３０との間、各第３板状体３０の間、第２板状体２０と第３板状体３０との間、第１板状体１０の貫通孔１１と第１配管４０との間、及び、第２板状体２０の貫通孔２１と第２配管５０との間に配置されたろう材を融解し、これらの間をろう付け接合する。これにより、積層型ヘッダ１００が完成する。
　ここで、従来の積層型ヘッダは、上述のように、第１板状体と第１配管とを固定するジグ、及び、第２板状体と第２配管とを固定するジグを必要としていた。このため、接合工程においてろう材を融解させる際、これらのジグも加熱する必要があった。このため、これらのジグを加熱する熱容量分だけ、加熱時間が長くなってしまう。一方、本実施の形態１に係る積層型ヘッダ１００は、上述のように、第１板状体１０と第１配管４０とを固定するジグ、及び、第２板状体２０と第２配管５０とを固定するジグを必要としない。このため、接合工程においてろう材を融解させる際、加熱時間を従来よりも短縮することができる。したがって、積層型ヘッダ１００の生産性を向上できる。
　以上、本実施の形態１に係る積層型ヘッダ１００においては、第１板状体１０と第１配管４０とを固定するジグ、及び、第２板状体２０と第２配管５０とを固定するジグを必要としない。このため、接合工程においてろう材を融解させる際、加熱時間を従来よりも短縮することができる。したがって、積層型ヘッダ１００の生産性を向上できる。また、本実施の形態１に係る積層型ヘッダ１００は、従来の積層型ヘッダで多大な時間が発生していた第１板状体と第１配管とをジグで固定する作業、及び、第２板状体と第２配管とをジグで固定する作業が不要となるため、ろう材を融解してろう付け接合する前に積層型ヘッダ１００の各構成を組み立てる作業時間も短縮できる。この点においても、本実施の形態１に係る積層型ヘッダ１００は、積層型ヘッダ１００の生産性を向上できる。
実施の形態２．
　実施の形態１で示した第１配管４０に、以下のような大径部４５を形成してもよい。また、実施の形態１で示した第２配管５０に、以下のような大径部５５を形成してもよい。大径部４５及び大径部５５を形成することにより、ろう付け接合の信頼性を向上させることができる。なお、本実施の形態２において、特に記述しない項目については実施の形態１と同様とし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。
　図１８は、本発明の実施の形態２に係る積層型ヘッダにおける第１板状体と第１配管との接合部近傍を示す断面図である。また、図１９は、本発明の実施の形態２に係る積層型ヘッダにおける第２板状体と第２配管との接合部近傍を示す断面図である。
　本実施の形態２に係る積層型ヘッダ１００の第１配管４０は、第１板状体１０の貫通孔１１に挿入されていない範囲に、換言すると第１板状体１０から第３板状体３０側とは反対側に突出した範囲に、貫通孔１１の内径よりも大きな外径の大径部４５を有している。本実施の形態２に係る積層型ヘッダ１００の各第２配管５０も同様に、第２板状体２０の貫通孔２１に挿入されていない範囲に、換言すると第２板状体２０から第３板状体３０側とは反対側に突出した範囲に、貫通孔２１の内径よりも大きな外径の大径部５５を有している。本実施の形態２に係る積層型ヘッダ１００のその他の構成は、実施の形態１と同様である。
　ここで、大径部４５が、本発明の第１大径部に相当する。また、大径部５５が、本発明の第２大径部に相当する。
［積層型ヘッダ１００の製造方法］
　続いて、本実施の形態２に係る積層型ヘッダ１００の製造方法について説明する。本実施の形態２に係る積層型ヘッダ１００は、以下に示すように、第１ろう材配置工程の後に、第１配管固定工程を行う。また、本実施の形態２に係る積層型ヘッダ１００は、以下に示すように、第２ろう材配置工程の後に、第２配管固定工程を行う。
　図２０～図２３は、本発明の実施の形態２に係る積層型ヘッダの「第１ろう材配置工程」及び「第１配管固定工程」を説明するための説明図である。これら図２０～図２３は、第１板状体１０の貫通孔１１の近傍を示す断面図であり、貫通孔１１に第１配管４０が挿入されている状態を示している。
　第１ろう材配置工程では、第１配管４０における大径部４５よりも端部４１側に、環状のろう材６１を取り付ける。ろう材６１の内径は、第１配管４０の端部４１を第１板状体１０の貫通孔１１に挿入する際、第１板状体１０の表面にろう材６１が接触した状態で第１配管４０を挿入していける寸法となっている。すなわち、ろう材６１の内径は、第１配管４０の端部４１を第１板状体１０の貫通孔１１に挿入する際、第１配管４０における大径部４５よりも端部４１側部分を移動自在な寸法となっている。例えば、ろう材６１の内径は、第１配管４０における大径部４５よりも端部４１側部分の外径よりも、若干大きい寸法となっている。なお、ろう材６１として一部が切断された環状のろう材を用いてもよい。この場合、第１配管４０の端部４１を第１板状体１０の貫通孔１１に挿入する際に、第１板状体１０の表面にろう材６１が接触した状態で第１配管４０を挿入していければ、ろう材６１の内径を、第１配管４０における大径部４５よりも端部４１側部分の外径以下としてもよい。
　第１ろう材配置工程の後、図２０～図２３に示すように、実施の形態１と同様に、第１配管固定工程を行う。すなわち、第１配管４０の端部４１の挿入範囲４１ａを、第１板状体１０の貫通孔１１に挿入する。第１板状体１０の貫通孔１１に第１配管４０の端部４１を挿入した後、第１配管４０の端部４１にジグ７１を圧入して拡管部４２を形成し、該拡管部４２の外周面を貫通孔１１の内周面に押し当てる。
　ここで、上述のように、ろう材６１は、第１配管４０の端部４１を第１板状体１０の貫通孔１１に挿入する際、第１配管４０における大径部４５よりも端部４１側部分を移動自在となっている。このため、図２３に示すように、拡管部４２によって第１配管４０が第１板状体１０の貫通孔１１に固定された際、ろう材６１が、第１板状体１０と第１配管４０の大径部４５との間に挟まれることとなる。したがって、拡管部４２によって第１配管４０が第１板状体１０の貫通孔１１に固定された際、第１板状体１０の貫通孔１１と第１配管４０との接合部近傍に、換言すると、貫通孔１１の開口部近傍に、ろう材６１を自動的に配置することができる。このため、接合工程において、第１板状体１０の貫通孔１１と第１配管４０との間のろう付け接合の信頼性を向上させることができる。
　図２４～図２７は、本発明の実施の形態２に係る積層型ヘッダの「第２ろう材配置工程」及び「第２配管固定工程」を説明するための説明図である。これら図２４～図２７は、第２板状体２０の貫通孔２１の近傍を示す断面図であり、貫通孔２１に第２配管５０が挿入されている状態を示している。
　第２ろう材配置工程では、第２配管５０における大径部５５よりも端部５１側に、環状のろう材６２を取り付ける。ろう材６２の内径は、第２配管５０の端部５１を第２板状体２０の貫通孔２１に挿入する際、第２板状体２０の表面にろう材６２が接触した状態で第２配管５０を挿入していける寸法となっている。すなわち、ろう材６２の内径は、第２配管５０の端部５１を第２板状体２０の貫通孔２１に挿入する際、第２配管５０における大径部５５よりも端部５１側部分を移動自在な寸法となっている。例えば、ろう材６２の内径は、第２配管５０における大径部５５よりも端部５１側部分の外径よりも、若干大きい寸法となっている。なお、ろう材６２として一部が切断された環状のろう材を用いてもよい。この場合、第２配管５０の端部５１を第２板状体２０の貫通孔２１に挿入する際に、第２板状体２０の表面にろう材６２が接触した状態で第２配管５０を挿入していければ、ろう材６２の内径を、第２配管５０における大径部５５よりも端部５１側部分の外径以下としてもよい。
　第２ろう材配置工程の後、図２４～図２７に示すように、実施の形態１と同様に、第２配管固定工程を行う。すなわち、第２配管５０の端部５１の挿入範囲５１ａを、第２板状体２０の貫通孔２１に挿入する。第２板状体２０の貫通孔２１に第２配管５０の端部５１を挿入した後、第２配管５０の端部５１にジグ７２を圧入して拡管部５２を形成し、該拡管部５２の外周面を貫通孔２１の内周面に押し当てる。
　ここで、上述のように、ろう材６２は、第２配管５０の端部５１を第２板状体２０の貫通孔２１に挿入する際、第２配管５０における大径部５５よりも端部５１側部分を移動自在となっている。このため、図２７に示すように、拡管部５２によって第２配管５０が第２板状体２０の貫通孔２１に固定された際、ろう材６２が、第２板状体２０と第２配管５０の大径部５５との間に挟まれることとなる。したがって、拡管部５２によって第２配管５０が第２板状体２０の貫通孔２１に固定された際、第２板状体２０の貫通孔２１と第２配管５０との接合部近傍に、換言すると、貫通孔２１の開口部近傍に、ろう材６２を自動的に配置することができる。このため、接合工程において、第２板状体２０の貫通孔２１と第２配管５０との間のろう付け接合の信頼性を向上させることができる。
　以上、本実施の形態２に係る積層型ヘッダ１００は、実施の形態１で示した効果に加え、上述のような効果を得ることもできる。すなわち、本実施の形態２に係る積層型ヘッダ１００は、第１配管４０に大径部４５を設けたことにより、第１板状体１０の貫通孔１１と第１配管４０との間のろう付け接合の信頼性を向上させることができる。また、本実施の形態２に係る積層型ヘッダ１００は、第２配管５０に大径部５５を設けたことにより、第２板状体２０の貫通孔２１と第２配管５０との間のろう付け接合の信頼性を向上させることができる。すなわち、本実施の形態２に係る積層型ヘッダ１００は、実施の形態１で示した積層型ヘッダ１００に比べ、信頼性をさらに向上させることができる。
　１０　第１板状体、１１　貫通孔、１２　表面、２０　第２板状体、２１　貫通孔、２２　表面、３０　第３板状体、３１　流路、３１ａ　貫通孔、３１ｂ　溝、３１ｃ　貫通孔、３１ｄ　溝、３１ｅ　貫通孔、３１ｆ　溝、３１ｇ　貫通孔、４０　第１配管、４１　端部、４１ａ　挿入範囲、４２　拡管部、４３　端面、４５　大径部、５０　第２配管、５１　端部、５１ａ　挿入範囲、５２　拡管部、５３　端面、５５　大径部、６１　ろう材、６１ａ　ろう付け部、６２　ろう材、６２ａ　ろう付け部、６３　ろう材、６３ａ　ろう付け部、７１　ジグ、７２　ジグ、１００　積層型ヘッダ、Ｃ１１　内径、Ｃ２１　内径、Ｃ４１　内径、Ｄ４１　外径、Ｃ５１　内径、Ｄ５１　外径、Ｃ６１　内径、Ｃ６２　内径、Ｄ７１　外径、Ｄ７２　外径。

Claims (10)

  1. 　第１貫通孔を有する第１板状体と、
    　複数の第２貫通孔を有する第２板状体と、
    　前記第１貫通孔と前記第２貫通孔とを連通する流路が形成され、前記第１板状体と前記第２板状体との間に配置された第３板状体と、
    　第１端部が前記第１貫通孔に挿入されている第１配管と、
    　第２端部が前記第２貫通孔に挿入されている複数の第２配管と、
    　前記第１板状体と前記第３板状体との間、前記第２板状体と前記第３板状体との間、前記第１貫通孔と前記第１配管との間、及び、前記第２貫通孔と前記第２配管との間に設けられたろう付け部と、
    　を備え、
    　前記第１配管は、前記第１端部に、外周面が前記第１貫通孔の内周面に押し当てられている第１拡管部を有し、
    　前記第２配管は、前記第２端部に、外周面が前記第２貫通孔の内周面に押し当てられている第２拡管部を有する積層型ヘッダ。
  2. 　前記第１配管の前記第１端部の端面は、前記第１板状体における前記第３板状体側の表面と同位置に配置されている、あるいは、前記第１貫通孔の内部に位置している請求項１に記載の積層型ヘッダ。
  3. 　前記第２配管の前記第２端部の端面は、前記第２板状体における前記第３板状体側の表面と同位置に配置されている、あるいは、前記第２貫通孔の内部に位置している請求項１又は請求項２に記載の積層型ヘッダ。
  4. 　前記第１貫通孔内に配置されている前記第１拡管部の長さが前記第１貫通孔の長さよりも短い請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の積層型ヘッダ。
  5. 　前記第２貫通孔内に配置されている前記第２拡管部の長さが前記第２貫通孔の長さよりも短い請求項１～請求項４のいずれか一項に記載の積層型ヘッダ。
  6. 　前記第１配管は、前記第１貫通孔に挿入されていない範囲に、前記第１貫通孔の内径よりも大きな外径の第１大径部を有する請求項１～請求項５に記載の積層型ヘッダ。
  7. 　前記第２配管は、前記第２貫通孔に挿入されていない範囲に、前記第２貫通孔の内径よりも大きな外径の第２大径部を有する請求項１～請求項６に記載の積層型ヘッダ。
  8. 　請求項１～請求項７のいずれか一項に記載の積層型ヘッダの製造方法であって、
    　前記第１貫通孔と前記第１配管とを接合するろう材を設ける第１ろう材配置工程と、
    　前記第１板状体の前記第１貫通孔に前記第１配管の前記第１端部を挿入し、該第１端部を拡管して前記第１拡管部を形成し、前記第１貫通孔に前記第１配管を固定する第１配管固定工程と、
    　前記第２貫通孔と前記第２配管とを接合するろう材を設ける第２ろう材配置工程と、
    　前記第２板状体の前記第２貫通孔に前記第２配管の前記第２端部を挿入し、該第２端部を拡管して前記第２拡管部を形成し、前記第２貫通孔に前記第２配管を固定する第２配管固定工程と、
    　前記第１配管が固定された前記第１板状体、前記第３板状体、及び、前記第２配管が固定された前記第２板状体を、各板状体の間にろう材が設けられた状態で積層する積層工程と、
    　前記第１配管固定工程、前記第１ろう材配置工程、前記第２配管固定工程、前記第２ろう材配置工程、及び前記積層工程の後、
    　積層された前記第１板状体、前記第３板状体、及び前記第２板状体をジグで固定して加熱し、
    　前記第１板状体と前記第３板状体との間、前記第２板状体と前記第３板状体との間、前記第１貫通孔と前記第１配管との間、及び、前記第２貫通孔と前記第２配管との間をろう付け接合する接合工程と、
    　を備えた積層型ヘッダの製造方法。
  9. 　前記第１配管は、前記第１貫通孔に挿入されていない範囲に、前記第１貫通孔の内径よりも大きな外径の第１大径部を有し、
    　前記第１ろう材配置工程において、前記第１配管における前記第１大径部よりも前記第１端部側に環状のろう材を取り付け、
    　該第１ろう材配置工程の後に前記第１配管固定工程を行い、前記第１板状体と前記第１配管の前記第１大径部との間に前記環状のろう材を挟む請求項８に記載の積層型ヘッダの製造方法。
  10. 　前記第２配管は、前記第２貫通孔に挿入されていない範囲に、前記第２貫通孔の内径よりも大きな外径の第２大径部を有し、
    　前記第２ろう材配置工程において、前記第２配管における前記第２大径部よりも前記第２端部側に環状のろう材を取り付け、
    　該第２ろう材配置工程の後に前記第２配管固定工程を行い、前記第２板状体と前記第２配管の前記第２大径部との間に前記環状のろう材を挟む請求項８又は請求項９に記載の積層型ヘッダの製造方法。
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