JPH0518690A - 熱交換器のヘツダ構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 製造が容易でかつ高い耐圧性を有する熱交換
器のヘッダ構造を提供する。 【構成】 ヘッダは横断面が円弧状のタンク材７と、横
断面が全体的に前記円弧状より平らなチューブ取付材９
とを対向させて接合した構成を有する。タンク材７とチ
ューブ取付材９の表面に形成したロー材のクラッド層が
接合箇所に流れ込み、両材がロー付けされる。チューブ
取付材９は、タンク材７に接合される両側にタンク材７
の内径Ｒ２と同じ内径Ｒ２で構成された同一曲率部１７
を有し、同一曲率部１７で挟まれた中間部分にタンク材
７の内径Ｒ２より大きな内径Ｒ１で構成された大型曲率
部１９を有する。同一曲率部１７と大型曲率部１９との
接続位置Ｐはチューブ３の両端より内方にある。上記タ
ンク材７の接合面１３に隣接する内周面には微小高さの
平面部１５が形成され、上記チューブ取付材９の接合面
に隣接する内周面には微小高さの平面部２１が形成され
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はラジエータあるいはコン
デンサ等の熱交換器のヘッダ構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の熱交換器のヘッダ構造として、例
えば特開昭６３−１０５４００号公報に記載された構造
がある。このヘッダ構造は、横断面を円弧状に形成した
タンク材と、平坦に形成したチューブ取付材とを組み合
わせた構成を有する。タンク材とプレート材とはロー付
けにより接合される。

【０００３】また、日本電装公開技報６９−１５４（平
成２年１月１５日発行）に記載されたヘッダ構造があ
る。このヘッダ構造は横断面が円弧状のタンク材と、横
断面が円弧状のチューブ取付材とを組み合わせてヘッダ
を円筒状に構成する。タンク材とチューブ取付材との接
合部の内周面にはロー材を流し込み滑らかに仕上げてい
る。接合部の内周面を滑らかに形成することで接合箇所
に応力が集中するのを防止している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記前
者および後者のヘッダ構造はいずれも高い耐圧性が要求
されるコンデンサや凝縮型ラジエータとしては使用が難
しいという問題がある。例えば、前者のヘッダ構造はチ
ューブ取付材が平坦でもともと耐圧性が低いことに加
え、タンク材とチューブ取付材との間の鋭角に屈曲する
接合部に応力が集中する。したがって、前者のヘッダ構
造では上記用途としての充分な耐圧性が得られない。ま
た、後者のヘッダ構造は円筒状にヘッダが構成されるか
ら前者よりも基本的に高い耐圧性が得られるが、接合部
の内周面にロー材を流し込んで内周面を滑らかにするた
め製造が難しく、ロー材が充分供給されずロー付け不良
が起きるおそれがある。ロー付け不良が起きれば強度が
低下する。さらに、円筒状のヘッダはヘッダの大型化を
招く。

【０００５】本発明は上記課題を解決し、製造が容易で
かつ高い耐圧性を有する熱交換器のヘッダ構造を提供す
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明の熱交換
器のヘッダ構造は、チューブとの間で冷媒を流出入する
ヘッダの構造において、前記ヘッダは、横断面が円弧状
の長手のタンク材と、横断面が全体的に前記円弧状より
平らな長手のチューブ取付材とを対向させて長手方向に
接合した構成を有し、前記タンク材は、少なくとも前記
チューブ取付材との接合面に設けたロー材の薄層と、前
記チューブ取付材との接合面に隣接する内周面に形成し
た微小高さの平面部とを備え、前記チューブ取付材は、
少なくとも前記タンク材との接合面に設けたロー材の薄
層と、前記タンク材との接合面に隣接する内周面に形成
した微小高さの平面部と、前記タンク材との接合面の近
傍に形成した前記タンク材の曲率と略同一の曲率を有す
る同一曲率部と、該同一曲率部で両側を挟まれた中央部
分に形成された前記タンク材の曲率より大型の曲率を有
する大型曲率部とを備え、さらに、前記同一曲率部と前
記大型曲率部との接続位置を当該チューブ取付材に取り
付けるチューブの取付領域の内側に設定したことを特徴
とする。

【０００７】上記構成においては、タンク材の接合面と
チューブ取付材の接合面とにロー材の薄層が設けられて
いるので、両材の接合時に接合面にロー材が充分供給さ
れ、ロー付けが良好に行なわれる。また、タンク材とチ
ューブ取付材との接続箇所の内周面は微小高さの平面部
により滑らかに接続される。つまり加工時に生ずるタン
ク材やチューブ取付材の形状のバラツキが接続箇所の内
周面の形状を変化させるのであるが、接合面に隣接する
内周面が微小高さの平面部であるから、形状のバラツキ
が内周面の滑らかさをなくすには至らない。したがっ
て、接続箇所に大きな応力集中が生ずることがない。

【０００８】さらに、チューブ取付材は、両側の同一曲
率部とこれに挟まれた大型曲率部とにより構成されるか
ら、全体的にみるとタンク材より平らな形状を有する。
同一曲率部と大型曲率部との接続位置はチューブの取付
領域の内側に設定したから、大型曲率部が形状上示す強
度の不利はチューブ自体が構造材として機能することで
解消される。したがって、タンク材とチューブ取付材と
を接合したヘッダは高い耐圧性を実現し、なおかつコン
パクトである。

【０００９】以上のように上記構成のヘッダ構造は製造
が容易でかつ高い耐圧性を有する。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の熱交換器のヘッダ構造をＭＦ
（積層型）コンデンサのヘッダに適用した実施例を説明
する。図１にコンデンサの全体図を示す。ヘッダ１はチ
ューブ３とフィン５とからなるコアの両側に設けられて
いる。

【００１１】ヘッダ１は以下の構成を有する。図２の横
断面図に示するように、ヘッダ１は、横断面が円弧状の
長手のタンク材７と、横断面が全体的に前記円弧状より
平らな長手のチューブ取付材９とを対向させて長手方向
に接合した構成を有する。

【００１２】タンク材７はチューブ３の幅の略半分の半
径Ｒ２で内周面を構成した半円筒形状を有し、左右にク
ランプ部１１を備える。クランプ部１１の内側には鋭い
屈曲をもつ接合面１３が形成されている。接合面１３に
隣接する内周面には微小高さの平面部１５が形成されて
いる。平面部１５の高さは生産上１ｍｍ以上が望ましい
が、円筒形状を損なわない範囲の微小の高さに設計され
る。タンク材７はアルミクラッド材からなり、内外両面
にロー材のクラッド層が形成されている。タンク材７は
プレス成形またはロール成型（強圧ロール成型）により
製作される。

【００１３】チューブ取付材９は、タンク材７に接合さ
れる両側にタンク材７の内径Ｒ２と同じ内径Ｒ２で構成
された同一曲率部１７を有し、同一曲率部１７で挟まれ
た中間部分にタンク材７の内径Ｒ２より大きな内径Ｒ１
で構成された大型曲率部１９を有する。したがって、大
径曲率部１９はフィン５側に多少張り出す。両側の同一
曲率部１７と中間の大型曲率部１９との接続位置Ｐは、
チューブ３の両端より内方にある。上記タンク材７の接
合面１３と対面する接合面に隣接する内周面には微小高
さの平面部２１が形成されている。平面部２１の高さは
上記平面部１５と同様に生産上１ｍｍ以上が望ましい
が、同一曲率部１７の内径Ｒ２が全体に損なわれない範
囲の微小の高さに設計される。さらに、チューブ取付材
９の中間部分には、チューブ３を挿入するテーパ形状の
孔２３がプレス成型により形成される。チューブ取付材
９の材料はアルミクラッド材からなり、内外両面にロー
材のクラッド層が形成されている。板厚は上記タンク材
７の板厚と同じかあるいはより厚いものが使用される。
これは半円筒のタンク材７よりも形状上弱くなるチュー
ブ取付材９の強度を補うためである。このチューブ取付
材９はプレス成型またはロール成型により製作される。

【００１４】以上説明したヘッダ１は次のように組付け
られる。まず、タンク材７の両脇のクランプ部１１でチ
ューブ取付材９の両側をかしめタンク材７とクランプ部
１１とを仮止めする。また、チューブ取付材９の孔２３
にはチューブ５を挿入する。次に、炉中にて一体ロー付
けを行なう。すると、ロー材のクラッド層が溶け、タン
ク材７とチューブ取付材９、チューブ取付材９とチュー
ブ５とが接合される。クラッド層のロー材は溶けて接合
箇所に流れ込むから、接合面にロー材が充分供給され、
ロー付けが良好に行なわれる。

【００１５】組み付けられたヘッダ１においては、タン
ク材７とチューブ取付材９との接続箇所の内周面が微小
高さの平面部１５，２１により滑らかに接続されてい
る。つまり、加工時に生ずるタンク材７やチューブ取付
材９の形状のバラツキが接続箇所の内周面の形状を変化
させるのであるが、接合面に隣接する内周面が微小高さ
の平面部１５，２１であるから、形状のバラツキが内周
面の滑らかさをなくすには至らない。この結果、接続箇
所に大きな応力集中が作用しない。

【００１６】さらに、チューブ取付材９は、両側の同一
曲率部１７とこれに挟まれた大型曲率部１９とにより構
成されるから、全体的にみるとタンク材７より平らな形
状を有する。同一曲率部１７と大型曲率部１９との接続
位置はチューブ５の取付領域の内側に設定したから、大
型曲率部１９が形状上示す強度の不利はチューブ自体が
構造材として機能することで解消される。したがって、
タンク材７とチューブ取付材９とを接合したヘッダ１は
高い耐圧性を実現しつつも、なおかつコンパクトとな
る。

【００１７】以上説明したヘッダ構造によれば、炉中で
一体ロー付けするだけで簡単かつ確実に製造できるとい
う効果を奏する。また、接合箇所での応力集中を招くこ
となく、円筒形状の特性を利用した高い耐圧性が得られ
るという効果を奏する。

【００１８】さらに、ヘッダ１は充分な冷媒流路を確保
しているから、冷媒圧損を抑えかつコア伝熱面積を大き
くなり、性能の向上を図ることができる。加えて、ヘッ
ダ１はこのように性能の向上を図りつつも、高さが小さ
くなりコンパクトであるから、デッドスペースが小さく
なるという利点がある。

【００１９】以上実施例を説明したが、本発明は実施例
に何等限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱し
ない範囲において種々なる態様で実施しえることは勿論
である。例えば本発明は高い耐圧性が必要な凝縮型ラジ
エータに適用してもよい。タンク材やチューブ取付材に
形成するロー材の薄層は溶射により形成してもよい。

【００２０】

【発明の効果】以上詳述した熱交換器のヘッダ構造によ
れば、製造が容易になると共に、円筒形状の特性を利用
した高い耐圧性を実現し、さらにヘッダをコンパクトに
することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としてのコンデンサの全体図
である。

【図２】ヘッダの横断面図である。

【図３】ヘッダの縦断面図である。

【符号の説明】 １…ヘッダ， ３…チューブ，５…フィ
ン， ７…タンク部材，９…プレート部
材， １１…クランプ部，１３…接合面， １
５…平面部，１７…同一曲率部， １９…大型曲
率部，２１…平面部，２３…チューブ挿入用孔，Ｐ…同
一曲率部１７および大型曲率部１９の接続位置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 チューブとの間で冷媒を流出入するヘッ
   ダの構造において、 前記ヘッダは、 横断面が円弧状の長手のタンク材と、横断面が全体的に
   前記円弧状より平らな長手のチューブ取付材とを対向さ
   せて長手方向に接合した構成を有し、 前記タンク材は、 少なくとも前記チューブ取付材との接合面に設けたロー
   材の薄層と、 前記チューブ取付材との接合面に隣接する内周面に形成
   した微小高さの平面部とを備え、 前記チューブ取付材は、 少なくとも前記タンク材との接合面に設けたロー材の薄
   層と、 前記タンク材との接合面に隣接する内周面に形成した微
   小高さの平面部と、 前記タンク材との接合面の近傍に形成した前記タンク材
   の曲率と略同一の曲率を有する同一曲率部と、 該同一曲率部で両側を挟まれた中央部分に形成された前
   記タンク材の曲率より大型の曲率を有する大型曲率部と
   を備え、 さらに、前記同一曲率部と前記大型曲率部との接続位置
   を当該チューブ取付材に取り付けるチューブの取付領域
   の内側に設定したことを特徴とする熱交換器のヘッダ構
   造。