WO2006028148A1

WO2006028148A1 - 熱交換器のヘッダタンク

Info

Publication number: WO2006028148A1
Application number: PCT/JP2005/016442
Authority: WO
Inventors: Seiji Mashiko; Kazutaka Uebayashi; Shiro Ikuta
Original assignee: Calsonic Kansei Corporation
Priority date: 2004-09-08
Filing date: 2005-09-07
Publication date: 2006-03-16
Also published as: JP4516967B2; JPWO2006028148A1; US20070256821A1; EP1826523A1

Abstract

　熱交換器のヘッダタンクは、断面略四角形の筒形に接合された複数のタンク構成部を含む。ヘッダタンクは、前記複数のタンク構成部の内部に形成された冷媒流路とを含む。前記複数のタンク構成部の各一は、前記熱交換器コアのチューブ（２１）を接続するための複数のチューブ挿入孔（３１ａ）を形成したタンク上部（３１）を含む。前記複数のタンク構成部の各一は、冷媒の複数の連通孔（３３ａ、３３ｂ）が長手方向に沿って有した断面略Ｕ字形の冷媒分流溝（３３Ａ）を有するタンク下部（３３）を含む。前記複数のタンク構成部の各一は、前記冷媒分流溝（３３Ａ）の開口部を塞いで前記タンク下部の内部に冷媒分流路（３７）を形成するプレート部（３５）を含む。

Description

明細書

熱交換器のヘッダタンク

技術分野

[0001] この発明は、車両等に用いられる熱交^^のヘッダタンクに関し、特に、各チューブに冷媒を均等に分配する機能を有したヘッダタンクの構造に関する。

背景技術

[0002] 車両等に用いられる一般的な熱交は、扁平のチューブと、フィンとを交互に配置した熱交翻コアとを含む。熱交翻は、この熱交翻コアの内部に冷媒を流通させるヘッダタンクとを含む。このうちヘッダタンクは、入口ヘッダタンクと出口ヘッダタンクとに分けられる。入口ヘッダタンクは、外部から供給された冷媒を熱交コアの各チューブに流入させる。出口ヘッダタンクは、熱交換器コアのチューブを通過する間に冷却風と熱交換した冷媒を合流させて外部に排出する。ヘッダタンクの配置は冷媒の経路に応じて種々の形式があり、ここでは一般的な構造を述べている。

[0003] 入口ヘッダタンクは、冷媒をタンクの一方の端力も供給する。入口ヘッダタンクでは、冷媒の供給方向から見て奥側のチューブにより多くの冷媒が流れ込む。手前側のチューブに流れ込む冷媒の量はこれと比較すると少なくなる。そこで、次のヘッダタンクが提案される。すなわち、ヘッダタンク内部に複数の冷媒通路孔を設けた冷媒分流管を挿入して、その冷媒分流管から冷媒を各チューブに均等に分配した (例えば、特開平 8— 86591号及び特開平 9 166368号公報参照）。

発明の開示

[0004] しかしながら、内部に冷媒分流管を有したヘッダタンクは、冷媒分流管やこれを保持する保持板を必要とし、部品コストを要する。これらの部品をヘッダタンク内に取り付けるための工程も必要となるため、組み立てコストもかかる。したがって、上記関連例はコスト増を避けられな!/、。

[0005] 冷媒分流管を組み付けたヘッダタンクを炉中でロウ付けすると、昇温または冷却時に両者の間に温度差が生じる。その膨張量および収縮量の違いは、冷媒分流管をタンク内部で歪ませ、分流効率を低下させる。 [0006] この発明の目的は、内部に冷媒分流機能を備えた熱交換器のヘッダタンクにおいて、製造コストを削減し、また分流効率を改善する。

[0007] 発明の第 1の特徴は、次の熱交^^のヘッダタンクを提供する。ヘッダタンクは、断面略四角形の筒形に接合された複数のタンク構成部を含む。ヘッダタンクは、前記複数のタンク構成部の内部に形成された冷媒流路とを含む。前記複数のタンク構成部の各一は、前記熱交換器コアのチューブ（21)を接続するための複数のチューブ挿入孔（31a)を形成したタンク上部（31)を含む。前記複数のタンク構成部の各一は、冷媒の複数の連通孔（33a、 33b)が長手方向に沿って有した断面略 U字形の冷媒分流溝 (33A)を有するタンク下部（33)を含む。前記複数のタンク構成部の各一は、前記冷媒分流溝 (33A)の開口部を塞、で前記タンク下部の内部に冷媒分流路（37 )を形成するプレート部（35)を含む。

[0008] 発明の第 2の特徴は、次の熱交^^のヘッダタンクを提供する。ヘッダタンクは、断面略四角形の筒形に接合された複数のタンク構成部を含む。前記複数のタンク構成部の各一は、前記熱交換器コアのチューブ（21)を接続するための複数のチューブ挿入孔（51a)を形成したタンク上部（51)を含む。前記複数のタンク構成部の各一は、冷媒の複数の連通孔（53a、 53b)を長手方向に沿って有した断面略円形の冷媒分流部（53A)をタンク下部本体と一体に形成したタンク下部（53)を含む。

[0009] 発明の第 3の特徴は、次の熱交^^のヘッダタンク（83)を提供する。ヘッダタンク（ 83)は、単一の構成材料により断面略四角形の筒形に成形されたヘッダタンク（83) とを含む。ヘッダタンクの上面は、前記熱交換器コアのチューブ（21)を接続するための複数のチューブ揷入孔（61a)を有する。ヘッダタンクの下面は、冷媒の複数の連通孔（63a、 63b)を長手方向に沿って有した断面略円形状の冷媒分流部（63A)をタンク本体と一体に有する。

[0010] 前記冷媒分流部（53A)は、断面略 Ω形状に成形したタンクの構成部材となる板材の一部を有する。前記断面略 Ω形状にお!、て板材同士が重なる部分の複数箇所に接合部（55A)を有してもよい。

[0011] 前記連通孔（33a、 33b)は、気相の冷媒が通過する第 1連通孔（33a)を含む。前記連通孔は、液相の冷媒が通過する第 2連通孔（33b)を含む。前記冷媒分流溝（3 3A)は、前記ヘッダタンク内に冷媒が流通したときの重力方向上部に前記第 1連通孔（33a)を有する。前記冷媒分流溝 (33A)は、重力方向下部に前記第 2連通孔（3 3b)とを有する。

[0012] 前記冷媒の連通孔（33a、 33b)は、前記チューブ（21)の厚さ（t)範囲に断面積の半分以上が重複するように位置決めてもよ!、。

[0013] 前記連通孔（33a、 33b)と前記チューブ（21)とは、ヘッダタンクの長手方向の位置において、一致してもよ!/、。

[0014] 前記接合部（55A)が加締められてもよい。

[0015] 前記接合部（55A)は、孔と;前記孔に嵌め合わされた突起とを含んでもよい。

[0016] 前記接合部（55C)は、孔（55a)と;前記孔（55a)を貫通し、潰した先端を有する突起（55b)とを含んでもよい。

[0017] 前記冷媒分流部（53B)は、冷媒分流管（37)を含む。前記冷媒分流部（53B)は、前記冷媒分流管（37)を支持する支柱部（55)を含む。前記冷媒分流部（53B)は、前記支柱部（55)の両側の冷媒流路と連通する連通孔（53p)とを含んでもょ、。

[0018] 前記連通孔（53p)は、 1. Omm以上の等価直径を有してもょ、。

[0019] 前記冷媒分流部（53F)は、内部に冷媒分流路を画成する冷媒分流管（57)を含む。前記冷媒分流部（53F)は、前記冷媒分流管（57)を支持する支柱部（55)を含む。前記冷媒分流部（53F)は、前記支柱部（55)の両側の冷媒流路及び前記冷媒分流路を連通する連通孔（53q)とを含んでもょヽ。

[0020] 発明の第 4の特徴は、次の工程を含む熱交換器のヘッダタンクの製造方法を提供する。第 1の工程では、シート（101)の第 1の部位（lOld)に孔（55a)を開ける。第 2 の工程では、前記シート（101)の第 2の部位（101e)に突起（55b)を形成する。第 3 の工程では、前記シート（101)の前記第 1の部位（55a)及び前記第 2の部位（55b) の間の第 3の部位（101a)を巻いて前記第 1の部位（lOld)と前記第 2の部位（101e )とを近づけて、冷媒分流路を形成する。第 4の工程では、前記孔（55a)に前記突起 (55b)を貫通する。第 5の工程では、前記孔（55a)を貫通した前記突起（55b)の先端を潰す。第 6の工程では、前記シート（101)の第 1及び第 2の部位（101d、 101e) の外側の第 4及び第 5の部位（101b、 101c)を、巻いた前記第 3の部位（101a)に向かって曲げて、冷媒流路を形成する。

[0021] 第 7の工程では、前記シート（101)の第 3の部位（101a)に連通孔（53f)を開けてちょい。

[0022] 発明の第 1の特徴によれば、タンク下部に冷媒分流溝を成形し、この冷媒分流溝に冷媒の連通穴を設けるとともに、開口部をプレート部で塞いで冷媒分流路を形成した。この構造は、冷媒分流管や保持板などを別部品として作製することを不要とし、部品コストを削減する。この構造は、冷媒分流管や保持板などをタンク内に取り付けるための工程も不要とし、組み立てコストを削減する。したがって、この構造は、内部に冷媒分流管を備えたヘッダタンクと同じ機能を持ちながら、さらに製造コストを削減する。冷媒分流溝とタンク下部との一体化は、ロウ付けの間に温度差により冷媒分流溝に歪みを生じさせず、冷媒分流管で見られるようなタンク内部での歪みよる分流効率の低下を防ぐ。

[0023] 発明の第 2の特徴によれば、タンク下部と断面略円形状の冷媒分流部とを一体に成形し、この冷媒分流部に冷媒の連通穴を形成した。この構造は、冷媒分流管、保持板およびプレートの別部品としての作製を必要とし、部品コストを削減する。この構造は、冷媒分流管や保持板などをタンク内に取り付けるための工程も不要とし、組み立てコストを削減する。したがって、この構造は、内部に冷媒分流管を備えたヘッダタンクと同じ機能を持ちながら、さらに製造コストを削減する。タンク下部と冷媒分流部との一体化は、ロウ付けの間に温度差による冷媒分流溝の歪みを生じさせず、冷媒分流管で見られるようなタンク内部での歪みよる分流効率の低下を防ぐ。

[0024] 発明の第 3の特徴によれば、タンク上部とタンク下部とを一体ィ匕するとともに、ヘッダタンク本体と断面略円形状の冷媒分流部とを一体に成形し、さらに、この冷媒分流部に冷媒の連通穴を形成した。この構造は、冷媒分流管、保持板およびプレート部だけでなぐタンク上部およびタンク下部の別部品としての作製を不要とし、部品点数を減らし、部品コストを削減する。この構造は、冷媒分流管や保持板などをタンク内に取り付けるための工程も不要にし、組み立てコストを削減する。したがって、この構造は、内部に冷媒分流管を備えたヘッダタンクと同じ機能を持ちながら、さらに製造コストを削減する。ヘッダタンク本体と冷媒分流部との一体ィ匕は、ロウ付けの間に温度差により冷媒分流溝に歪みを生じさせず、冷媒分流管で見られるようなタンク内部での歪みよる分流効率の低下を防ぐ。

[0025] 接合部は、板材同士の重なる部分の開きを防止し、ロウ付け性を向上させる。

[0026] 各連通孔は、そこ力気相、液相それぞれの冷媒を効率良く吐出することを許容する。

[0027] 連通孔とチューブとの位置決めは、連通穴を通過した冷媒を効率良くチューブに流入させることを許容する。

図面の簡単な説明

[0028] [図 1]図 1は、第 1実施形態に係る熱交換器の全体構成を示す外観斜視図である。

[図 2]図 2は、図 1の II IIに沿った下ヘッダタンクの横断面図である。

[図 3]図 3は、図 2の III— IIIにそった縦断面図である。

[図 4]図 4は、図 1の IV— IVにそった上ヘッダタンクの横断面図である。

[図 5]図 5は、第 2の実施形態に係わる熱交^^の下ヘッダタンクの横断面図である。

[図 6]図 6は、第 2の実施形態に係わる熱交換器の下ヘッダタンクの接合部の横断面図である。

[図 7]図 7は、第 3の実施形態に係わる下ヘッダタンクの横断面図である。

[図 8]図 8は、第 4の実施形態に係わるヘッダタンクの斜視図である。

[図 9]図 9は、図 8のヘッダタンクにおいて他の態様の接合部を持つ分流管の横断面図である。

[図 10]図 10は、図 8のヘッダタンクの縦断面図である。

[図 11]図 11は、第 5の実施形態に係るヘッダタンクの分流管の横断面図である。

[図 12]図 12は、突起と加締め孔とを取り付ける前の図 11の分流管の横断面図である

[図 13]図 13は、原材料としての金属シートの側面図である。

[図 14A]図 14Aは、ヘッダタンクの製造方法の第 1の工程を示す概略図である。

[図 14B]図 14Bは、ヘッダタンクの製造方法の第 2の工程を示す概略図である。

[図 14C]図 14Cは、ヘッダタンクの製造方法の第 3の工程を示す概略図である。

[図 14D]図 14Dは、ヘッダタンクの製造方法の第 4の工程を示す概略図である。 [図 14E]図 14Eは、ヘッダタンクの製造方法の第 5の工程を示す概略図である。

[図 14F]図 14Fは、ヘッダタンクの製造方法の第 6の工程を示す概略図である。

[図 15]図 15は、第 6の実施形態に係るヘッダタンクの斜視図である。

[図 16]図 16は、図 15のヘッダタンクの横断面図である。

[図 17]図 17は、図 15のヘッダタンクに対して別態様のヘッダタンクを示す斜視図である。

[図 18]図 18は、図 17のヘッダタンクの横断面図である。

発明を実施するための最良の形態

[0029] 以下、発明に係わる熱交換器のヘッダタンクを実施するための最良の形態を示す実施形態について説明する。

[0030] 第 1の実施形態

図 1は、実施の形態に係わる熱交換器の全体構成を示す外観斜視図である。熱交は、大別すると、下ヘッダタンク 13および上ヘッダタンク 15と、熱交^^コア 17とを含む。熱交換器コア 17は、冷媒 19が流通する複数本のチューブ 21と、冷却用のフィン 23とを含む。チューブ 21とフィン 23とは交互に配置される。熱交^^コア 17の下側の端は、下ヘッダタンク 13と接続し、各チューブ 21の一方の端と連通する。熱交翻コア 17の上側の端は、上ヘッダタンク 15と接続し、各チューブ 21の他方の端と連通する。

[0031] 下ヘッダタンク 13の両端は、エンドプレート 25で閉じる。この両端のうち一方は、冷媒 19を供給する入口パイプ 27と接続する。上ヘッダタンク 15の両端も同じくエンドプレート 25で閉じる。この両端のうち一方は、冷媒 19を排出する出口パイプ 29と接続する。

[0032] 図 1において、入口パイプ 27から供給された冷媒 19は、下ヘッダタンク 13の図示しない冷媒分流路および冷媒流路を流通しながら各チューブ 21に分配され、各チューブ 21内を通過する。この間、熱交^^コア 17の各チューブ 21およびフィン 23の間を冷却風などの図示しない熱交換媒体が流通する。熱交換媒体は、熱交換器コア 17 の各チューブ 21内を通過する冷媒 19と熱交換する。冷媒 19は、上ヘッダタンク 15 内で合流し、出口パイプ 29から外部へ排出する。 [0033] 実施形態では、冷媒 19は下ヘッダタンク 13に供給され、熱交コア 17内を通過する。この冷媒 19を上ヘッダタンク 15で合流させて外部に排出する熱交翻11について説明する。冷媒 19の流通経路は実施形態に限定されるものではなぐ他の流通経路であってもよい。例えば、冷媒 19は上ヘッダタンク 15に供給されて熱交コア 17内に通過し、この冷媒 19は下ヘッダタンク 13で合流させて外部に排出してもよい。

[0034] 次に、下ヘッダタンク 13および上ヘッダタンク 15の構造について説明する。

[0035] 図 2は、図 1の II II断面図であり、下ヘッダタンク 13の構造を示している。下ヘッダタンク 13は、下タンクアツパ 31、下タンクロア 33、プレート 35を含む。

[0036] タンク構成部材としての下タンクアツパ 31は、板材の両端部を曲げ加工して断面凹形状に成形した。その平坦部分は、チューブ 21を接続するためのチューブ挿入孔 3 laを有する。チューブ挿入孔 31aは、長手方向に沿って等間隔で形成される。タンク構成部材としての下タンクロア 33は、板材の中央部をプレスカ卩ェによって成形した断面 U字形の冷媒分流溝 33Aを有する。冷媒分流溝 33Aの周壁は、長手方向に沿つて形成した冷媒の連通孔 33a、 33bを有する。ここで、連通孔 33aは、気相の冷媒の通過を許容する。連通孔 33aは、下ヘッダタンク 13内に冷媒を流通させたときの重力方向上部に位置決めされる。連通孔 33bは液相の冷媒の通過を許容する。連通孔 3 3bは、重力方向下部に位置決めされる。通常、二酸ィ匕炭素などの冷媒は気相と液相が混じった状態でヘッダタンクに供給される。このため、図 2のように配置された連通孔 33a、 33bは、気相、液相それぞれの冷媒を効率良く排出する。

[0037] 図 3は図 2の III— ΠΙ断面図であり、チューブ 21と連通孔 33a、 33bとの位置関係を示している。連通孔 33a、 33bは、チューブ揷入孔 31aとヘッダタンクの長手方向において又は平面視で一致又は部分的に一致するように位置決めされる。連通孔 33a 、 33bは、図示のように、チューブ幅の厚さ範囲 tに断面積の半分以上が重複していればよい。この配置により、連通孔 33a、 33bを通過した冷媒を効率良くチューブ 21 に流入させる。なお、本実施形態では、連通孔 33aを冷媒分流溝 33Aの頂部とその両側に設けたが、連通孔の数は適宜定めてもよい。例えば、頂部の連通孔を設けずに頂部の両側だけの連通孔としても良、。 [0038] 図 2に示すように、下タンクロア 33の下面は段差部 33Bを有する。この段差部 33B にプレート 35を填め込み、冷媒分流溝 33Aの開口部を塞いで、タンク内部に冷媒分流路 37を形成する。

[0039] さらに、下タンクロア 33の両端は曲げカ卩ェされて、断面凹形になる。その両端は、それぞれチューブ 21を位置決めするためのフランジ 33Cを有する。チューブ幅に合わせて下タンクロア 33の両端の幅を設定し、下タンクロア 33の両端上にチューブ 21 の端を当接させて、チューブ 21を位置決めしてもよい。

[0040] 下ヘッダタンク 13は、図 2に示すように、下タンクアツパ 31、下タンクロア 33、およびプレート 35と組み合わせてロウ付け処理されて、断面四角形の筒形に接合される。これにより、下ヘッダタンク 13に、タンク内部の長手方向に沿って連通する冷媒分流路 37、および冷媒分流路 37から分配された冷媒が流通するための冷媒流路 39が形成される。

[0041] 図 4は、図 1の III— IIIに沿った断面図であり、上ヘッダタンク 15の構造を示す。上ヘッダタンク 15は、上タンクアツパ 41、上タンクロア 43を含む。

[0042] タンク構成部材としての上タンクアツパ 41は、板材の両端を曲げカ卩ェして断面凹形に成形された。その両端は、チューブ 21を位置決めするためのフランジ 41 Aを有する。タンク構成部材としての上タンクロア 43は、同じく板材の両端を曲げカ卩ェして断面凹形に成形した。その平坦部分は、チューブ 21を接続するためのチューブ挿入孔 43aを有する。チューブ挿入孔 43aは長手方向に沿って等間隔で形成される。

[0043] 上ヘッダタンク 15は、上タンクアツパ 41および上タンクロア 43を図 4に示すように組み合わせてロウ付け処理されて、断面四角形の筒形に接合される。これにより上へッダタンク 15には、タンク内部の長手方向に沿って連通する冷媒流路 45が形成される

[0044] この下ヘッダタンク 13と上ヘッダタンク 15とは、図 1に示すように向かい合わせに配置され、それぞれ熱交換器コア 17と接続し、熱交換器 11を完成する。この熱交換器 11に入口パイプ 27から冷媒 19を供給すると、この冷媒 19は、下ヘッダタンク 13に形成された冷媒分流路 37を流通しながらタンクの奥側まで導かれる。この間、冷媒 19 は、冷媒分流溝 33Aの長手方向に沿って位置決めされた各連通孔 33a、 33bから排出され各チューブ 21に均等に分配される。

[0045] 下ヘッダタンク 13によれば、下タンクロア 33に冷媒分流溝 33Aを成形し、この冷媒分流溝 33Aに冷媒の連通孔 33a、 33bを設けるとともに、開口部をプレート 35で塞いで冷媒分流路 37を形成した。この構造は、冷媒分流管や保持板などの別部品としての作製を不要とし、部品コストを削減する。この構造は、冷媒分流管や保持板などをタンク内に取り付けるための工程を不要とするため、組み立てコストを削減する。したがって、下ヘッダタンク 13は、内部に冷媒分流管を備えたヘッダタンクと同じ機能を持ちながら、さらに製造コストを削減する。

[0046] 冷媒分流溝 33Aと下タンクロア 33との一体ィ匕は、ロウ付けの間に温度差による冷媒分流溝 33Aに歪みを生じさせず、冷媒分流管で見られるようなタンク内部での歪みよる分流効率の低下を防ぐ。

[0047] 第 2の実施形態

次に、第 2の実施形態に係わる下ヘッダタンク 73の構造について説明する。以下、第 1の実施形態と同等部分を同一符号で示し、また重複する構成や作用効果の説明を適宜に省略する。

[0048] 図 5は、下ヘッダタンク 73の構造を示す断面図であり、図 1の II IIに沿った断面図に相当する。この下ヘッダタンク 73は、下タンクアツパ 51、下タンクロア 53を含む。

[0049] タンク構成部材としての下タンクアツパ 51は、板材の両端を曲げカ卩ェして断面凹形に成形した。その平坦部分は、チューブ 21を接続するためのチューブ挿入孔 51aを有する。チューブ挿入孔 5 laは、長手方向に沿って等間隔で形成される。下タンク口ァ 53は、板材の中央部に曲げ加工 (または押出し成形)を施して断面 Ω形とし、断面円形の冷媒分流部 53Aを下タンクロア 53と一体に成形している。冷媒分流部 53Aと下タンクロア 53本体との間は支柱部 55により支えられる。この支柱部 55は、曲げカロェ等により板材を重ね合わせた構造であるため、ロウ付けの間にこの部分が開いて隙間を形成する可能性がある。そこで、図 6に示すように、支柱部 55の所定位置に加締め加工を施して接合部 55Aを形成する。この接合部 55Aは、支柱部 55で重ね合わされた板材同士を仮止し板材間の開きを防止し、ロウ付け性を向上させる。

[0050] 冷媒分流部 53Aは、長手方向に沿って冷媒の連通孔 53a、 53bを有する。このうち、連通孔 53aは、気相の冷媒の通過を許容する。連通孔 53a下ヘッダタンク 73内に冷媒を流通させたときの重力方向上部に位置決めされる。連通孔 53bは液相の冷媒の通過を許容し、重力方向下部に位置決めされる。

[0051] 下タンクロア 53の両端は曲げカ卩ェにより断面凹形に成形される。この両端は、チューブ 21を位置決めするためのフランジ部 53Cを有する。

[0052] この下タンクアツパ 51および下タンクロア 53を図 5に示すように組み合わせてロウ付け処理されて、断面四角形の筒形の下ヘッダタンク 73に接合される。この下ヘッダタンク 73は、タンク内部の長手方向に沿って連通する冷媒分流路 57、および冷媒分流路 57から分配された冷媒を流通するための冷媒流路 59を有し、外部から供給された冷媒を各チューブ 21に均等に分配する。

[0053] 下ヘッダタンク 73によれば、下タンクロア 53と断面略円形の冷媒分流部 53Aとを一体に成形するとともに、この冷媒分流部 53Aに冷媒の連通孔 53a、 53bを設けた。この構造は、冷媒分流管、保持板およびプレートの別部品としての作製を不要とし、部品コストを削減する。この構造は、冷媒分流管や保持板などをタンク内に取り付けるための工程も不要とし、組み立てコストを削減する。したがって、下ヘッダタンク 73は、内部に冷媒分流管を備えたヘッダタンクと同じ機能を持ちながら、さらに製造コストを削減する。なお、本実施形態では、連通孔 53aを冷媒分流部 53Aの頂部とその両側に設けたが、連通孔の数は適宜定めてもよい。例えば、頂部の連通孔を設けずに頂部の両側だけの連通孔としても良、。

[0054] 下タンクロア 53と冷媒分流部 53Aとの一体ィ匕は、ロウ付けの間に温度差により冷媒分流部 53Aに歪みを生じさせず、冷媒分流管で見られるようなタンク内部での歪みよる分流効率の低下を防ぐ。

[0055] 板材を重ね合わせた構造の支柱部 55は、加締め加工によって形成した接合部 55 Aを有する。この構造は、支柱部 55で重ね合わされた板材同士を仮止し、板材同士間の開きを防止し、ロウ付け性を向上させる。

[0056] 第 3実施形態

図 7は、第 3実施形態に係る下ヘッダタンク 83の構造を示す断面図であり、図 1の II — IIに沿った断面図に相当する。この下ヘッダタンク 83は、単一の板材又はパイプ材を曲げ加工 (板材の場合は成形後に継ぎ目を接合処理)して断面四角形の筒形に成形した。上面側の平坦部分は、チューブ 21を接続するためのチューブ挿入孔 6 laを有する。チューブ挿入孔 61aは、長手方向に沿って等間隔で形成される。下面側の中央部は、断面 Ω形に成形され、断面円形の冷媒分流部 63Aを下ヘッダタンク 83本体と一体に成形して!/ヽる。

[0057] 冷媒分流部 63Aは、長手方向に沿って複数形成された冷媒の連通孔 63a、 63bを有する。このうち、連通孔 63aは気相の冷媒の通過を許容し、下ヘッダタンク 83内に冷媒を流通させたときの重力方向上部に位置決めされる。また連通孔 63bは液相の冷媒の通過を許容し、重力方向下部に位置決めされる。

[0058] 下ヘッダタンク 83は、単一の板材又はパイプ材を曲げカ卩ェすることにより断面四角形の筒形に成形した。この下ヘッダタンク 83は、タンク内部の長手方向に沿って連通する冷媒分流路 67および冷媒分流路 67から分配された冷媒を流通させるための冷媒流路 69とを有し、外部力供給された冷媒を各チューブ 21に均等に分配する。

[0059] 冷媒分流部 63Aと下ヘッダタンク 61本体との間は支柱部 65により支えられる。ロウ付けの間に重ね合わせた部分が開、て隙間ができな!/、ように、支柱部 65の所定位置に加締め加工を施して、図 6と同じ接合部を形成する（図示を省略)。

[0060] 下ヘッダタンク 83によれば、下タンクアツパと下タンクロアとを一体ィ匕するとともに、下ヘッダタンク 83本体と断面略円形状の冷媒分流部 63 Aとを一体に成形し、さらに、この冷媒分流部 63Aに冷媒の連通孔 63a、 63bを設けた。この構造は、冷媒分流管、保持板およびプレートだけでなぐ下タンクアツパおよび下タンクロアの別部品として作製を不要とし、部品点数を減らし、部品コストを削減する。この構造は、冷媒分流管や保持板などをタンク内に取り付けるための工程も不要とし、組み立てコストを削減する。したがって、下ヘッダタンク 83は、内部に冷媒分流管を備えたヘッダタンクと同じ機能を持ちながら、さらに製造コストを削減する。なお、本実施形態では、連通孔 63aを冷媒分流部 63Aの頂部とその両側に設けたが、連通孔の数は適宜定めてもよい。例えば、頂部の連通孔を設けずに頂部の両側だけの連通孔としても良い。

[0061] 下ヘッダタンク 83本体と冷媒分流部 63Aとの一体ィ匕は、ロウ付けの間に温度差による冷媒分流溝 33Aに歪みを生じさせず、冷媒分流管で見られるようなタンク内部での歪みよる分流効率の低下を防ぐ。

[0062] 板材を重ね合わせた構造の支柱部 65は、加締め加工を施して図 6に示すような接合部 55Aを有する。この構造は、支柱部 65で重ね合わされた板材同士を仮止めし、板材同士間の開きを防止し、ロウ付け性を向上させる。

[0063] 第 4の実施形態

図 8を参照して、ヘッダタンク 93Aは、横断面 U形の長くした第 1のタンク 51Bを含む。ヘッダタンク 93Aは、第 1のタンク 51Bと接合した長くした第 2のタンク 53Bを含む。第 1及び第 2のタンク 51B、 53Bは、内部に冷媒流路 59を形成する。

[0064] 第 2のタンク 53Bは、一枚の金属シートで構成される。第 2のタンク 53Bは、横断面 L形のシート端部 53c、 53dを含む。シート端部 53c、 53dは、組み合わされて U形の外壁をなす。シート端部 53c、 53dの横端 53cl、 53dlは、第 1のタンク 51Bの横端 5 lc、 5 Idと、それぞれ接合される。

[0065] 第 2のタンク 53Bは、シート端部 53c、 53dから延びる 2つのシートを接合した支柱部 55を含む。支柱部 55は、図 9に示すような接合部 55Bを有する。この接合部 55B では、重ねた 2つの板が打ち抜かれて加締められる。この打ち抜きは、一方のシートに第 iの中空突起 55cを形成し、他方のシートに前記第 1の中空突起 55cの中に嵌め込まれた第 2の中空突起 55dを形成する。この加締めによる仮止めは、支柱部 55 のシート同士を開かせず、その間に隙間を生じさせず、ろう付け性を向上する。

[0066] 第 2のタンク 53は、支柱部 55の各シートと連続する、冷媒分流部 53Aとしての分流管 53eを有する。分流管 53eは、冷媒流路 59の中で長手方向に延び、その内部に冷媒分流路 57を画成する。

[0067] 分流管 53eは、長手方向に一定の間隔を置いた連通孔 53f及び連通孔 53gを有する。連通孔 53f、 53gは、冷媒分流路 57と冷媒流路 59とを連絡する。連通孔 53f は、例えば、 0. 6mmの直径を、連通孔 53gは、例えば、 1. Ommの直径を有する。連通孔 53fは、支柱部 55を 0時として時計方向又は反時計方向に 3時から 5時に位置決めされる。連通孔 53gは、支柱部 55を 0時として時計方向又は反時計方向に 0 時から 3時に位置決めされる。図 10に示すように、横方向へチューブ 21の幅 tを分流管 53e上に投影し、その長手方向の範囲を R1とする。連通孔 53fは、その断面積の半分以上が範囲 Rlと重なるように、位置決めされる。つまり、連通孔 53fの一部が、長手方向位置において、範囲 R1と一致すればよい。

[0068] この実施形態によれば、分流管 53eとヘッダタンク 93Aとの一体ィ匕は、焼付け時の熱伝達効率を向上させ、昇温又は冷却の間で分流管 53eとヘッダタンク 93Aとの温度差を小さくする。この小さくした温度差は、膨張及び収縮の差を小さくし、分流管 5 3eの歪を除く。

[0069] 分流管 53eとヘッダタンク 93Aとの一体ィ匕は、部品点数及び組付け工数を削減し、製造コストを低減する。

[0070] ヘッダタンク 93Aは、 1枚の金属シートから曲げカ卩ェによって、タンクの形状に成形してちよい。

[0071] 第 5の実施形態

図 11を参照して、この形態のヘッダタンクは、第 4の実施形態と同様の構造を有し、接合部 55Cで特徴付けられる。

[0072] 接合部 55Cは、支柱部 55の一方のシートに形成した加締め孔 55aを有する。接合部 55Cは、支柱部 55の他方のシートから突出する突起 55bを有する。突起 55bは加締め孔 55aに嵌め込まれる。突起 55bの先端は、加締め孔 55aの外縁へ延びるフランジ又は環状のストッパ 55blを有する。このストッパ 55blは、支柱部 55のシート同士の開きを防止する。

[0073] 次に、ヘッダタンクの作製方法を説明する。

[0074] 一枚の金属シートの両横端部を曲げて、互いに両端部を対向させ、断面凹形の第

1のタンクを形成する（図 8の第 1のタンク 51B参照）。

[0075] 第 2のタンク 53Dの作製方法を説明する。

[0076] 図 13を参照して、原材料としての金属シート 101は、その表面にロウ材層を有したクラッド材を用いる。

[0077] シート 101は、中心線 C1から両横端へ向かって延びる中央部 10 laを有する。シート 101は、両横端から中心線 C1へ向かって延びる端部 101b、 101cを有する。シート 101は、中央部 101aと端部 101b、 101cとの間に中間部 101d、 101eを有する。

[0078] 図 14Aを参照して、第 1工程を説明する。第 1工程は、第 1の台 111及び第 2の台 1 13を用!ヽる。第 1の台 l l l iま、 4本のノンチ 115a、 115b, 115c, 115dを通過するための第 1のカロ工孑し l l la、 111b, 111c, l l ldを有する。第 2の台 113は、同様に第 1の加工孔 l l la、 111b, 111c, 11 Idに一致して位置決めした第 2の加工孔 113 a、 113b, 113c, 113dを有する。

[0079] シート 101を第 1の台 111の上に載せ、第 1の台 111に対してセンタリングする。

[0080] 第 2の台 113をシート 101の上に載せ、第 1及び第 2の台 111、 113の間にシート 1 01を酉己置する。ノンチ 115a、 115b, 115c, 115d力 ^第 1の台 111の第 1のカロェ孑し 1 l la、 111b, 111c, 11 Idからそれぞれ挿入され、中心線 C1から所定の距離をおいてシート 101の中央部 101aを貫き、第 2の台 113の第 2のカロェ孔 113a、 113b, 113 c、 113dへ人る。このピアスカロェにより、シート 101に 4つの孑し 101al、 101a2、 101 a3、 101a4を開く。このうち、 2つの孔 101al、 101a2は、それぞれ連通孔 53gに相当する。同様に、 2つの孔 101a3、 101a4は、連通孔 53fに相当する。

[0081] 図 14Bを参照して、第 2工程を説明する。第 2の工程は、第 1のプレス型 117と第 2 のプレス型 119を使用する。第 1のプレス型 117は、両横端に突出部 117a、 117bを有する。第 1のプレス型 117は、突出部 117a、 117bの間に凹部 117cを有する。第 2 のプレス型 119は、両横端カゝら延びるアーム 119a、 119bを有する。第 2のプレス型 1 19は、中央部に突出部 119cを有する。第 2のプレス型 119は、突出部 119cとァーム 119a、 119bとの間に四咅 119d、 119eを有する。

[0082] シート 101を第 1のプレス型 117の上に載せる。第 2のプレス型 119を下降させて、第 1のプレス型 117上のシート 101に押し付ける。第 2のプレス型 119のアーム 119a 、 119bは、シート 101の端部 101b、 101cを、直角に折り曲げ、第 1のプレス型 117 の側壁に押し付ける。第 2のプレス型 119の突出部 119cは、シート 101の中央部 10 laを凹ませ、第 1のプレス型 117の凹部 117cに押し付ける。第 1のプレス型 117の突出部 117a、 117bと第 2のプレス型 119の凹部 119d、 119eとは、その間で、中間部位 101d、 10 leを保持する。

[0083] 図 14Cを参照して、第 3の工程を説明する。第 3の工程は、加工台 121、プレスェ具 123、パンチ工具 125を使用する。加工台 121は、第 1のプレス 117と同様の構造であり、両横端に第 1及び第 2の突出部 121a、 121bを有する。第 1の突出部 121a は、パンチ工具 125を挿入するための孔 121cを有する。第 2の突出部 121bは、その上に突起 121dを有する。

[0084] シート 101を力卩ェ台 121の上に載せる。パンチ工具 125を第 1の突出部 121a上の中間部 lOldに突き通し、中間部 101dに孔 101fを開ける。この孔 101fは加締め孔 55aに相当する。プレス工具 123の凹所 123aは、突出部 121bの突起 121d上の中間部 101eに押し付け、中間部 101eに突起 101gを形成する。この突起 101gは、突起 55bに相当する。突起 101gと孔 101fとの成形は、第 5の工程、すなわち、加締ェ程の直前であり、その位置精度を高める。

[0085] 図 14Dを参照して、第 4の工程を説明する。第 4の工程は、第 1のプレス型 127と第 2のプレス型 129を使用する。第 1のプレス型 127は、頂面 127aに断面半円弧の凹部 127bを有する。第 2のプレス型 129は、直方形型 129aと直方型 129aの端に円柱型 129bとを有する。

[0086] シート 101は、加工台 127の上に載置される。第 2のプレス型 129を下降させ、凹部 127bにシート 101の中央部 101aを押し付け、中央部 101aの下半分 lOlalを断面半円弧に成型する。中央部 101の上半分及び中間部位 101d、 101eを直方型 129 aの両側壁に押し付ける。

[0087] 図 14Eを参照して、第 5の工程を説明する。第 5の工程は、第 1のプレス型 131、第 2のプレス型 133a、 133b及び第 3のプレス型 135を使用する。第 1のプレス型 131 は、頂面 131aに断面半円弧の凹部 131bを有する。第 2のプレス型 133a、 133bは、それぞれ断面四分の 1円弧の凹部 133al、 133blを有する。第 3のプレス型 135 は、両横端力ら延びるガイド 135a、 135bを有する。

[0088] シート 101の中央部 101aの下半分は、第 1のプレス金型 131の凹部 131bに設置される。中央部 101aの上半分と中間部 101d、 101eに対して、第 2のプレス型 133a 、 133bを両側から当てる。中央部 101aの上半分は、凹部 133al、 133blと接触する。中間部 101d、 101eは互いに接触し、中間部 101eの突起 101gは中間部 lOld の孔 101eの中に挿入される。第 3のプレス金型 135を第 2の金型 133a、 133b上のシート 101の両端部 101b、 101cへ向かって下降させる。ガイド 135a、 135bは、第 2 のプレス金型 133a、 133bの側壁上をスライドし、第 2のプレス金型 133a、 133bをシ一卜 101へ向力て押す。第 2のプレス金型 133a、 133bは、中間部 101d、 101e同士を圧着し、また、突起 101gの先端を潰して環状に広げる (加締め加工)。この環状の先端 ίま、ストッノ 55bl【こネ目当する。その咅 133al、 133bl iま、中央咅 101aの上半分を弧状に成形する。

[0089] 図 14Fを参照して、第 6工程を説明する。第 6の工程は、第 1のプレス型 137と、第 2 のプレス型 139を用いる。第 1のプレス型 137は、 2つの部品で組合わされる。

[0090] 第 1のプレス型 137の各部品は、凸の外壁 137al、 137a2を有する。第 1のプレス型 137は、断面矩形の空所 137cと断面円形の空所 137bとを組み合わせた凹所を有する。第 2のプレス型 139は、凹部 139aを有する。凹部 139aは、中心線 C1に対して両側に凹の内壁 139al、 139a2を有する。

[0091] シート 101の中央咅 lOlaを空所 137b【こ、中 f¾§ 101d、 101eを空所 137c【こ酉己置する。シー 01の両端部 101b、 101cを外壁 137al、 137a2の上に配置する。

[0092] 第 2のプレス型 139を第 1のプレス金型 137へ向かって下降させる。凹部 139aの内壁 139al、 139a2は、外壁 137al、 137a2に対してシート 101の両端部 101b、 101 cを押し付ける。このプレスにより、両端部 101b、 101cを中央部 101aへ向けて曲げる。

[0093] この後、シート 101の中間部 101d、 101e同士をろう付けし、第 2のタンク 53Dを完成させる。ロウ材は、第 6の工程後に中間部 101d、 101eに塗布してもよい。

[0094] 第 1のタンクの両横端と第 2のタンク 53Dの両横端とを、ろう付けし、ヘッダタンクを完成させる。

[0095] この実施形態によれば、シート 101の中間部 101d、 101eを接触して加締めることにより、焼き付き前における支柱部 55のシートの開きを抑制し、ろう付けの不良を防止する。

[0096] 支柱部 55のシート間の突起 55bは、ろう流れ性のを安定ィ匕し、ろう付け性を向上する。つまり、接触点 (接合部)を有する部材同士は、接触面全体にロウ材を流れ易くする。

[0097] 第 6の実施形態

図 15、 16を参照して、この実施形態に係るヘッダタンク 93Bを説明する。 [0098] このヘッダタンク 93Bは、第 2のタンク 53Eで特徴付けられる。即ち、第 2のタンク 53 Eは、支柱部 55に、例えば、等価直径 1. Omm以上の連通孔 53pを有する。等価直径 1. Omm以上の連通孔とは、直径 1. Omm以上の円形孔と等価な開口面積を有する孔である。連通孔 53pは、長手方向に一体の間隔で形成される。分流管 53eは、連通孔 53f、 53pの間に、さらに連通孔 53gを有する。

[0099] 図 16に示すように、連通孔 53pは、支柱部 55の一方側と他方側との冷媒流路 59と連通し、両冷媒流路 59の間で液相の冷媒の移動を許容する。

[0100] 図 17、 18を参照して、別態様のヘッダタンク 93Cを説明する。このヘッダタンク 93 Cは、第 2のタンク 53Fで特徴付けられる。即ち、第 2のタンク 53Fは、支柱部 55から分流管 57まで延びるように位置決めされた連通孔 53qを有する。この連通孔 53qは、分流管 57から液冷媒を排出する機能を併せ持つので、液冷媒排出用孔を廃止する。

[0101] 以上の実施形態によれば、連通孔 53p、 53qは、ヘッダタンク 53E、 53F内で支柱部 55の両側で液冷媒の液位を均等に保ち、ヘッダタンク 53E、 53Fの性能を安定させる。

[0102] この構造は、コンプレッサの潤滑用オイルの滞留を防止し、コンプレッサを保護する

[0103] この構造は、ヘッダタンク 53E、 53Fの軽量化を達成する。

産業上の利用の可能性

[0104] 発明の熱交換器のヘッダタンクは、凝縮器、蒸発器のような車両用空気調和装置に適用される点で有用である。

Claims

請求の範囲

[1] 熱交^^のヘッダタンクであって、

断面略四角形の筒形に接合された複数のタンク構成部と；

前記複数のタンク構成部の内部に形成された冷媒流路とを含み、

前記複数のタンク構成部の各一は、

前記熱交換器コアのチューブ（21)を接続するための複数のチューブ挿入孔（31a )を形成したタンク上部（31)と；

冷媒の複数の連通孔（33a、 33b)が長手方向に沿って有した断面略 U字形の冷媒分流溝 (33A)を有するタンク下部（33)と；

前記冷媒分流溝 (33A)の開口部を塞、で前記タンク下部の内部に冷媒分流路（3 7)を形成するプレート部（35)と；

を含む、ヘッダタンク。

[2] 熱交^^のヘッダタンクであって、

断面略四角形の筒形に接合された複数のタンク構成部を含み、

前記複数のタンク構成部の各一は、

前記熱交換器コアのチューブ（21)を接続するための複数のチューブ挿入孔（51a )を形成したタンク上部（51)と；

冷媒の複数の連通孔（53a、 53b)を長手方向に沿って有した断面略円形の冷媒分流部（53A)をタンク下部本体と一体に形成したタンク下部（53)と；

を含む、ヘッダタンク。

[3] 熱交^^のヘッダタンク（83)であって、

単一の構成材料により断面略四角形の筒形に成形されたヘッダタンク（83)を含みヘッダタンクの上面は、前記熱交換器コアのチューブ（21)を接続するための複数のチューブ揷入孔（61a)を有し、

ヘッダタンクの下面は、冷媒の複数の連通孔（63a、 63b)を長手方向に沿って有した断面略円形状の冷媒分流部（63A)をタンク本体と一体に有する、ヘッダタンク。

[4] 前記冷媒分流部（53A)は、断面略 Ω形状に成形したタンクの構成部材となる板材の一部を有し、

前記断面略 Ω形状にお!、て板材同士が重なる部分の複数箇所に接合部（55A)を有する請求項 2又は請求項 3に記載のヘッダタンク。

[5] 前記冷媒の連通孔（33a、 33b)は、

気相の冷媒が通過する第 1連通孔（33a)と；

液相の冷媒が通過する第 2連通孔（33b)とを含み、

前記冷媒分流溝 (33A)は、

前記ヘッダタンク内に冷媒が流通したときの重力方向上部に前記第 1連通孔（33a )と、

重力方向下部に前記第 2連通孔（33b)とを有する請求項 1乃至 4のいずれか一項に記載の熱交^^のヘッダタンク。

[6] 前記冷媒の連通孔（33a、 33b)は、前記チューブ（21)の厚さ（t)範囲に断面積の半分以上が重複するように位置決められる請求項 1乃至 5のいずれか一項に記載の熱交^^のヘッダタンク。

[7] 前記連通孔（33a、 33b)と前記チューブ（21)とは、ヘッダタンクの長手方向の位置において、一致する、請求項 1乃至 5のいずれか一項に記載の熱交換器のヘッダタンク。

[8] 前記接合部（55A)が加締められた、請求項 4に記載の熱交換器のヘッダタンク。

[9] 前記接合部（55A)は、孔と;前記孔に嵌め合わされた突起とを含む、請求項 4に記載の熱交^^のヘッドタンク。

[10] 前記接合部（55C)は、孔（55a)と;前記孔（55a)を貫通し、潰した先端を有する突起（55b)とを含む、請求項 4に記載の熱交換器のヘッドタンク。

[11] 前記冷媒分流部（53B)は、

冷媒分流管 (37)と；

前記冷媒分流管 (37)を支持する支柱部 (55)と；

前記支柱部（55)の両側の冷媒流路と連通する連通孔（53p)とを含む、請求項 2又は 3に記載の熱交^^のヘッダタンク。

[12] 前記連通孔（53p)は、 1. Omm以上の等価直径を有する、請求項 9に記載の熱交 ^^のヘッダタンク。

[13] 前記冷媒分流部（53F)は、

内部に冷媒分流路を画成する冷媒分流管（57)と；

前記冷媒分流管 (57)を支持する支柱部 (55)と；

前記支柱部（55)の両側の冷媒流路及び前記冷媒分流路を連通する連通孔（53q )とを含む、請求項 2又は 3に記載の熱交換器のヘッダタンク。

[14] シート（101)の第 1の部位（lOld)に孔（55a)を開け；

前記シート（101)の第 2の部位（lOle)に突起（55b)を形成し；

前記シート（101)の前記第 1の部位（55a)及び前記第 2の部位（55b)の間の第 3 の部位（101a)を巻いて前記第 1の部位（lOld)と前記第 2の部位（lOle)とを近づけて、冷媒分流路を形成し；

前記孔（55a)に前記突起（55b)を貫通し；

前記孔（55a)を貫通した前記突起（55b)の先端を潰し；

前記シート（101)の第 1及び第 2の部位（101d、 lOle)の外側の第 4及び第 5の部位（101b、 101c)を、巻いた前記第 3の部位（101a)に向力つて曲げて、冷媒流路を形成する、

熱交^^のヘッダタンクの製造方法。

[15] 前記シート（101)の第 3の部位（101a)に連通孔（53f)を開けた、請求項 13に記載の熱交^^のヘッダタンクの製造方法。