JP2007333373A - 熱交換器の配管コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】配管コネクタの固定状態を良好に維持する。
【解決手段】熱交換器本体１ａのコネクタ取付面５４から筒状に突出する接続口６３，６４に接合される配管コネクタ６０であって、板状またはブロック状のベース部６５と、前記ベース部６５のうちコネクタ取付面に対向する面６５Ｆから突設されて前記接続口６３，６４に内嵌された状態で接合される筒状の差込部６１ａ，６２ａと、前記ベース部６５のうちコネクタ取付面５４に対向する面６５Ｆから突設されて前記コネクタ取付面５４に当接する脚部７０と、を備えて構成されている。
【選択図】図５

Description

本発明は熱交換器の配管コネクタに関する。

自動車に搭載される空調装置には蒸発器や凝縮器等の熱交換器が用いられる。熱交換器は、熱交換器本体と、当該熱交換器本体に取り付けられる配管コネクタと、を備える。配管コネクタは、熱交換媒体を熱交換器本体に導入するための導入管および熱交換媒体を熱交換媒体から導出する導出管を接続するためのものである。

例えば、特許文献１に開示される配管コネクタは、板状またはブロック状のベースと、導入管を接続するための筒状の入口側コネクタ部と、導出管を接続するための筒状の出口側コネクタ部と、を一体形成した構造である。配管コネクタを熱交換器本体に取り付ける際には、それぞれのコネクタ部の一端側（差込部）を熱交換器本体のコネクタ取付面の接続口に差し込んで接合固定（例えばロー付け）するようになっている。
特開２００３−２９４３８９号公報

図１６は、従来の熱交換器の配管コネクタの固定構造の一例である。図１３において、符号１０１は熱交換器のコネクタ取付面を示し、符号１００はコネクタ取付面１０１から外方に向けて筒状に突出する接続口１００を示す。この構造では、コネクタ取付面１０１の接続口１００に、配管コネクタ２００の筒状の差込部２０１が差し込まれてロー付け固定されている。

配管コネクタ２００が固定された状態では、配管コネクタ２００は、当該配管コネクタ２００の差込部２０１がコネクタ取付面１０１の接続口１００の内周面１００ａで支持される。なお、当該配管コネクタ２００のベース２０２がコネクタ取付面１０１の接続口１００の先端部１００ｂに当接している場合もある。例えば熱交換器の運搬中や配管の接続作業中などに、配管コネクタ２００に大きな外力が加わると、接続口１００が歪んで配管コネクタ２００が熱交換器本体のコネクタ取付面１０１に対して傾いてしまう可能性がある。このように配管コネクタ２００が熱交換器本体に対して傾いてしまうと、配管コネクタ２００に対して相手側の配管の接続が困難になる。

本発明は、上記事情を鑑みて為されたものであり、配管コネクタの固定状態を良好に保つことができる熱交換器の配管コネクタを提供するものである。

請求項１の発明は、熱交換器本体のコネクタ取付面から筒状に突出する接続口に、接合される熱交換器の配管コネクタであって、板状またはブロック状のベース部と、前記ベース部のうち前記コネクタ取付面に対向する面から突設されて前記コネクタ取付面の接続口に内嵌された状態で接合される筒状の差込部と、前記ベース部のうち前記コネクタ取付面に対向する面から突設されて前記コネクタ取付面に当接する脚部と、を備えたことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載の熱交換器の配管コネクタであって、前記脚部は、前記接続口の外周面から離間していることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、配管コネクタの差込部が接続口の内周面に接合されるととともに配管コネクタの脚部がコネクタ取付面に当接しているため、従来構造（脚部を備えない構造）に比べ、配管コネクタの固定状態が安定し、配管コネクタに大きな外力が加わっても配管コネクタが熱交換器本体に対して倒れにくくなる。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加えて、脚部が接続口の外周面と接触していないため、ろう付け中に差込部の外周面と接続口の内周面との間で溶融したロー材が、毛細管現象によって脚部を通じて他の部位に漏出してしまうのを防止でき、ひいては、ロー付けによる配管コネクタとコネクタ取付面との接合性を良好な状態に維持できる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
図１〜図８は本発明にかかる熱交換器の配管コネクタの第１実施形態を示し、図１は第１実施形態の配管コネクタを備える熱交換器の斜視図、図２はその熱交換器の正面図、図３は図２中Ａ−Ａ線に沿った拡大断面図、図４は熱交換器のチューブを（ａ）の分解状態と（ｂ）の組み立て状態とで示す斜視図であり、図５は図２中Ｂ−Ｂ線に沿った拡大断面図、図６はコネクタ取付面の拡大断面図、図７は配管コネクタの背面図、図８は配管コネクタを背面側から見た斜視図である。

本実施形態の熱交換器１は、車両用空調装置の冷房サイクルに用いられる蒸発器を例にとって説明する。なお本発明はその他の熱交換器にも適用できる。

熱交換器１は、図１，図２に示すように熱交換器本体１ａと、熱交換器本体１ａに接続された配管コネクタ６０と、を備えている。配管コネクタ６０は、入口側の配管および出口側の配管が接続されることで、熱交換器入口７および熱交換器出口８を構成する。

熱交換器本体１ａは、図１〜図３に示すように冷媒の入口側の熱交換部１０と冷媒の出口側の熱交換部２０とが通風方向Ｙにならんだ構造である。入口側熱交換部１０は、上部タンク１１および下部タンク１２と、これら両タンク１１，１２を連通する複数の熱交換通路３１と、を備える。また、出口側熱交換部２０も同様に上部タンク２１および下部タンク２２と、これら両タンク２１，２２を連通する複数の熱交換通路３１と、を備える。

上述の熱交換器１の製造方法は、垂直方向に向けて配置したチューブ３０をアウターフィン５３を介在させつつ水平方向Ｘに向けて複数多段に積層し、積層方向最外端に、金属製のサイドプレート５４，５４、補強プレート５５，５７および配管コネクタ６０等を付設して所定の熱交換器の形状とし、この状態で加熱・冷却することで、各構成部品の表面に被覆されたロー材により、互いに接触する構成部品同士がろう付け固定されて、所望の熱交換器１となる。

使用されるチューブ３０は、図４に示すように一対の金属板４０，４０をその間にインナーフィン５１，５１を挟み込んだ状態で最中合わせにして形成される。金属板４０は、中央の仕切部４０ａを隔てて長手方向に延びる２本の凹部４１と、この凹部４１の長手方向両端から開口し且つ板厚方向に突出する筒状のタンク部４２と、を備えている。対向する一対の金属板４０，４０を重ね合わせると、金属板４０の凹部４１以外の部分同士（つまり周縁の接合部４０ｂ同士および中央の仕切部４０ａ同士）が接合されて、これによりチューブ３０が形成される。これによりチューブ３０内部には、中央部の仕切部３０ａを隔てて冷媒を流す２本の熱交換通路３１が形成され、各熱交換通路３１の両端部には積層方向Ｘ外方に向けて筒状に突出するタンク部３２，３２が形成される。

複数のチューブ３０を積層した状態では、隣接するチューブ３０のタンク部３２，３２同士が連通して、これによりこの積層方向に連通する部分（３２、３２、・・・・）が熱交換器のタンク１１，１２，２１，２２となる。

上タンク１１および２１の長手方向一端には、配管コネクタ６０が設けられており、この配管コネクタ６０が熱交換器１の入口７および出口８を構成している。

冷媒が熱交換器入口７に導入されると、該冷媒は、入口側熱交換部１０を流通した後、図示せぬ連通路を通じて出口側熱交換部２０に導入され、出口側熱交換部２０を流通した後、出口側熱交換部２０の上部タンク２１を介して最終的に熱交換器出口８から導出される。

次に、配管コネクタ６０および配管コネクタ６０の固定構造について詳しく説明する。

熱交換器本体１ａのサイドプレート５４は、配管コネクタ６０が接続されるコネクタ取付面となる。図５に示すように、コネクタ取付面としてのサイドプレート５４には、入口側熱交換部１０の上部タンク１１に連通する第１の接続口６３と、出口側熱交換部２０の上部タンク２１に連通する第２の接続口６４と、が形成されている。これら第１の接続口６３および前記第２の接続口６４は、図５、図６に示すようにサイドプレート５４から熱交換器本体１ａの外方に向けて突出する筒状に形成されている。

このような接続口６３、６４に対して配管コネクタ６０が接続される。配管コネクタ６０は、図５に示すように第１の接続口６３の内周に差込部６１ａが差し込まれるとともに、第２の接続口６４の内周に差込部６２ａが差し込まれた状態（つまり熱交換器本体１ａに配管コネクタ６０が仮組みされた状態）で、熱交換器本体１ａとともに加熱・冷却されることで、サイドプレート５４の内面に予め被覆されたロー材層５４ａが溶解したのち固化して、熱交換器本体１ａに接合（ろう付け）される。

配管コネクタ６０の構造をより具体的に説明すると、配管コネクタ６０は、図５に示すように、板状またはブロック形状のベース部６５と、ベース６５の一方の面から突設された筒状の第１の差込部６１ａおよび第２の差込部６２ａと、ベース６５の他方の面から突設された筒状の第１の配管接続部６１ｂおよび第２の配管接続部６２ｂと、備えて構成されている。第１の差込部６１ａの内部と第１の配管接続部６１ｂとの内部とを連通するように、ベース６５を貫通する第１の貫通通路７が形成されている。この貫通通路７が前記熱交換器の入口７となる。また、第２の差込部６２ａの内部および第２の配管接続部６２ｂの内部とを連通するように、ベース６５を貫通する第２の貫通通路８が形成されている。この第２の貫通通路８が前記熱交換器の出口８となる。なお、この配管コネクタ６０は、製品形状に略沿って鍛造された原形ブロックを切削加工にすることで、製造される。

図７，図８に示すようにベース部６５の外側面は、第１・第２差込部６１ａ，６２ａを中心とする半円状の円弧面６５ａ，６５ｂと、これら両円弧面６５ａ，６５ｂ間を連結する直線状の側面６５ｃ，６５ｄと、を備えて長円形状に形成されている。

差込部６１ａ、６２ａは、ベース部６５のサイドプレート５４側の面から突設され、サイドプレート５４の接続口６３、６４に内周側から差し込まれ熱交換器本体１ａに固定される。、一方、配管接続部６１ｂ、６２ｂは、ベース部６５のサイドプレート５４とは逆側の面から突設され、図外の冷媒導入配管および冷媒導出配管を接続する。配管接続部６１ｂ、６２ｂの中腹部の外周には図外のＯリングを装着するための周溝６１ｃ、６２ｃが設けられている。

そして本実施形態では、ベース部６５のサイドプレート５４に対向する面６５Ｆから、サイドプレート５４にむけて脚部７０が突設されており、この脚部７０がサイドプレート５４に当接することで、配管コネクタ６０の熱交換器本体１ａへの取付安定状態が安定するようになっている。

この脚部７０は、図７，図８に示すようにベース部６５の両端部に２箇所設けられて、それぞれが円弧面６５ａ，６５ｂに沿った半円弧状に形成される。

また、図５，図６に示すように脚部７０の高さＨ１は、接続口６３，６４の高さＨ２よりも大きく（Ｈ１＞Ｈ２）設定されており、これにより差込６１ａ、６２ａが接続口６３，６４に差し込込まれた状態で脚部７０が確実にサイドプレート５４に当接するようになっている。

このとき、脚部７０は、図５に示すように接続口６３，６４の外周面と接触しないようにこれら接続口６３，６４の外周面と間隔Ｓをあけて設けられている。

以上のように構成された本実施形態の配管コネクタ６０は、熱交換器本体１ａに以下のように取り付け固定される。

まず、差込部６１ａ，６２ａを、第１・第２の接続口６３，６４に差し込むことにより、配管コネクタ６０をサイドプレート５４に仮組する。このとき、ベース部６５から突設された脚部７０がサイドプレート５４に当接している。この状態で配管コネクタ６０を熱交換器本体１ａとともに加熱して冷却することにより、差込部６１ａ，６２ａの外周面が第１・第２の接続口６３，６４の内周面に接合（ロー付け）され、配管コネクタ６０が熱交換器本体１ａに接合固定される。

この配管コネクタ６０の固定状態では、配管コネクタ６０の脚部７０がサイドプレート５４に当接しているため、従来構造（脚部７０を備えない構造）に比べ、配管コネクタ６０の固定状態が安定し、配管コネクタ６０に大きな外力が加わっても配管コネクタ６０が熱交換器本体１ａに対すて倒れにくくなる。そのため、熱交換器１の運搬中や熱交換器１への配管接続作業および配管取外作業などの際に配管コネクタ６０に外力が加わって位置が変位することで、相手側の配管の接続作業が困難になるようなことが回避され、熱交換器１の商品価値が向上する。

以下、本実施形態の効果を列挙する。

第１に本実施形態の配管コネクタ６０は、熱交換器本体１ａのコネクタ取付面５４から筒状に突出する接続口６３，６４に接合される配管コネクタ６０であって、板状またはブロック状のベース部６５と、前記ベース部６５のうちコネクタ取付面に対向する面６５Ｆから突設されて前記接続口６３，６４に内嵌された状態で接合される筒状の差込部６１ａ，６２ａと、前記ベース部６５のうちコネクタ取付面５４に対向する面６５Ｆから突設されて前記コネクタ取付面５４に当接する脚部７０と、を備えて構成されている。

そのため、配管コネクタ６０の固定状態では、配管コネクタ６０の差込部６１ａ，６２ａが接合されるととともに配管コネクタ６０の脚部７０がサイドプレート５４に当接する。これにより、従来構造（脚部７０を備えない構造）に比べ、配管コネクタ６０の固定状態が安定し、配管コネクタ６０に大きな外力が加わっても配管コネクタ６０が熱交換器本体１ａに対して倒れにくくなる。そのため、熱交換器１の商品価値が高くなる。

第２に本実施形態では、脚部７０が接続口６３，６４の外周面から離間している。そのため、差込部６１ａ，６２ａの外周面と接続口６３，６４の内周面との間で溶融したロー材が、毛細管現象により脚部７０を通じて他の部位に漏出してしまうのを防止できる。これにより、ロー付けによる配管コネクタ６０とサイドプレート５４との接合性を良好な状態に維持できる。

つまり、仮に脚部７０が接続口６３，６４の外周面と接触した構造を想定すると、差込部６１ａ，６２ａの外周面と接続口６３，６４の内周面との間で溶解したロー材が、接続口６３，６４の外周面と脚部７０との接触面を通じて漏出してしまうこととなるが、本実施形態ではそのようなことがない。

ところで、第１実施形態の脚部７０は、ベース部６５の両端部に円弧面６５ａ，６５ｂに沿った半円弧状として２箇所設けた場合を開示したが、その脚部７０の形状は配管コネクタ６０をサイドプレート５４に安定的に支持できればよく、例えば、図９，図１０に示す第２実施形態の脚部７０Ａや図１１，図１２に示す第３実施形態の脚部７０Ｂとしても提供することができる。

（第２実施形態）
図９は第２実施形態の配管コネクタの背面図、図１０は配管コネクタを背面から見た斜視図である。この第２実施形態では、脚部７０Ａが、ベース部６５の両端部に円弧面６５ａ，６５ｂに沿ってＵ字状に形成されており、特に図中上方の脚部７０Ａの両端部は、ベース部６５の両側面６５ｃ，６５ｄに沿ってベース部６５の長さ方向（図中上下方向）の略中央部まで延設している。

（第３実施形態）
図１１は第３実施形態の配管コネクタの背面図、図１２は配管コネクタを背面から見た斜視図である、この第３実施形態の脚部７０Ｂは、２つの差込部６１ａ、６２ａの周囲にこれらを囲むようにあわせて４点設けられ、いずれも板厚方向に延びる柱状に形成されている。この脚部７０Ｂの配置位置は、ベース部６５の円弧面６５ａ，６５ｂと両側面６５ｃ，６５ｄとの境界点である４カ所の変曲点Ｐにそれぞれ対応している。

このような第２、第３実施形態にあっても、前記第１実施形態と同様の作用効果が得られることは勿論であり、また、第２、第３実施形態にあっても脚部７０Ａ，７０Ｂと第１・第２の接続口６３，６４との間に間隔Ｓが設けられていることが好ましい。

（第４実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。図１３は第４実施形態の配管コネクタの熱交換器本体への取付状態を示す断面図、図１４は第４実施形態の配管コネクタの熱交換器本体への取付状態において配管コネクタの差込部の近傍を拡大して示す拡大断面図、図１５は第４実施形態の配管コネクタの断面図である。

上述の第１実施形態の配管コネクタ６０では、脚部７０の先端面と差込部６１ａ、６２ａの先端面とが面一に形成されていたが、第４実施形態の配管コネクタ６０Ａでは、脚部７０の先端面に対して差込部６１ａ、６２ａの先端面が、ほぼサイドプレート５４の厚みｄだけ突出している。つまり、ベース６５の面６５Ｆからの脚部７０の突出量Ｈ１よりも、ベース６５の面６５Ｆからの差込部６１ａ、６２ａの突出量Ｈ３（＝Ｈ１＋ｄ）が大きくなっている。このような構造であるため、配管コネクタ６０Ａを、熱交換器本体１ａのコネクタ取付面５４に仮組みした状態で、図１３、１４に示すように、配管コネクタ６０Ａの差込部６１ａ、６２ａの先端側を拡径させて、コネクタ取付面５４の接続口６３、６４にカシメて仮固定できるようになっている。

これにより、配管コネクタ６０Ａを熱交換器本体１ａにろう付けする際に、配管コネクタ６０Ａを熱交換器本体１ａへの安定した状態で取付ることができる。

また、この第４実施形態の配管コネクタ６０Ａは、ベース部６５から突設された配管接続部（６１ｂ、６２ｂ）は備えず、配管コネクタ６０Ａの貫通通路７、８内に直接、図示せぬ配管が差し込まれるようになっている。

このような第４実施形態の配管コネクタ６０Ａにおいても、第１実施形態と同様の作用効果が得られる。

また第４実施形態の配管コネクタ６０Ａは、脚部７０よりも差込部６１ａ、６２ａが突出しているため、差込部６１ａ、６２ａを接続口６３、６４に差し込んだ状態で、カシメることができ、これにより、配管コネクタ６０Ａを熱交換器本体１ａにろう付けする際に、配管コネクタ６０Ａを熱交換器本体１ａへの安定した状態で取り付けておくことができる。

ところで、本発明は上述の実施形態および変形例に限定解釈されることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施形態を採用できる。例えば、上述の実施形態では、配管コネクタの差込部が２つであったが、配管コネクタの差込部は１つまたは３つ以上備えるものであっても本発明を適用できる。

本発明の第１実施形態の配管コネクタを備える熱交換器の斜視図。 本発明の第１実施形態の配管コネクタを備える熱交換器の正面図。 図２中Ａ−Ａ線に沿った拡大断面図。 本発明の第１実施形態の熱交換器のチューブを（ａ）の分解状態と（ｂ）の組み立て状態とで示す斜視図。 図２中Ｂ−Ｂ線に沿った拡大断面図。 本発明の第１実施形態のコネクタ取付面の接続口形成部分の拡大断面図。 本発明の第１実施形態の配管コネクタの背面図。 本発明の第１実施形態の配管コネクタを背面から見た斜視図。 本発明の第２実施形態の配管コネクタの背面図。 本発明の第２実施形態の配管コネクタを背面から見た斜視図。 本発明の第３実施形態の配管コネクタの背面図。 本発明の第３実施形態の配管コネクタを背面から見た斜視図。 本発明の第４実施形態の配管コネクタの取付状態を示す断面図。 本発明の第４実施形態の配管コネクタの取付状態において配管コネクタの差込部の近傍を拡大して示す拡大断面図。 本発明の第４実施形態の配管コネクタの断面図。 従来の配管コネクタの接続状態を示す要部断面図。

符号の説明

１ 熱交換器
１ａ 熱交換器本体
５４ サイドプレート（コネクタ取付面）
６０ 配管コネクタ
６１ａ 差込部
６２ａ 差込部
６３ 第１の接続口
６４ 第２の接続口
６５ ベース部
６５Ｆ コネクタ取付面に対向する面
７０，７０Ａ，７０Ｂ 脚部
Ｓ 脚部と接続口との間の間隔

Claims (2)

1. 熱交換器本体（１ａ）のコネクタ取付面（５４）から筒状に突出する接続口（６３，６４）に、接合される熱交換器（１）の配管コネクタ（６０）であって、
   板状またはブロック状のベース部（６５、６５Ａ）と、
   前記ベース部（６５）のうち前記コネクタ取付面に対向する面（６５Ｆ）から突設されて前記コネクタ取付面の接続口（６３，６４）に内嵌された状態で接合される筒状の差込部（６１ａ，６２ａ）と、
   前記ベース部（６５、６５Ａ）のうち前記コネクタ取付面（５４）に対向する面（６５Ｆ）から突設されて前記コネクタ取付面（５４）に当接する脚部（７０，７０Ａ，７０Ｂ）と、
   を備えたことを特徴とする熱交換器（１）の配管コネクタ（６０）。
2. 請求項１に記載の熱交換器（１）の配管コネクタ（６０）であって、
   前記脚部（７０，７０Ａ，７０Ｂ）は、前記接続口（６３，６４）の外周面から離間していることを特徴とする熱交換器（１）の配管コネクタ（６０）。

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