JP2022122062A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】プレートヘッダからのタンクヘッダの脱落を抑制することが可能な熱交換器を提供する。【解決手段】熱交換器のタンク２１，３１は、プレートヘッダ１００と、タンクヘッダ２１０，３１０と、を有している。プレートヘッダ１００には、ろう材層が設けられていないベア面を有する係合部１１５，１１７が形成されている。タンクヘッダ２１０，３１０には、ろう材層が設けられていないベア面を有する貫通孔２２３，３２３が形成されている。係合部１１５，１１７及び貫通孔２２３，３２３のそれぞれのベア面が係合することによりプレートヘッダ１００及びタンクヘッダ２１０，３１０が互いに組み付けられている。【選択図】図４

Description

本開示は、熱交換器に関する。

従来、下記の特許文献１に記載の熱交換器がある。特許文献１に記載の熱交換器は、複数のチューブと、各チューブの一端部に接続されるタンクとを備えている。タンクは、それぞれ断面Ｕ字状に形成されたタンクヘッダとプレートヘッダとにより構成されており、それらが互いに組み付けられることにより筒状に形成されている。プレートヘッダには各チューブの一端部が接続されている。プレートヘッダの両側壁には、その頂面からタンクヘッダの外周面に沿って延びるように爪部が形成されている。爪部は、タンクヘッダに形成された係止穴に挿入されて係止されている。プレートヘッダの爪部とタンクヘッダの係止穴との係合構造によりプレートヘッダ及びタンクヘッダがチューブ長手方向において互いに組み付けられている。

特開２０１０－８５０２４号公報

熱交換器では、一般的に、アルミニウム等により形成される板材にろう材層を被覆した、いわゆるクラッド材を用いてタンクやチューブ等の各部品が製造される。具体的には、タンクは成形工程、組み付け工程、加熱工程、及び冷却工程等を経て製造される。成形工程では、クラッド材を加工することでタンクヘッダ及びプレートヘッダが成形される。組み付け工程では、成形されたタンクヘッダ及びプレートヘッダが互いに組み付けられる。加熱工程では、タンクヘッダ及びプレートヘッダの組み付け品を炉に入れて加熱することで各部材のろう材層を溶融させる。冷却工程では、タンクヘッダ及びプレートヘッダの組み付け品を冷却する。このような工程を経てタンクヘッダ及びプレートヘッダがろう付け接合されることにより、タンクの製造が完了する。

一方、クラッド材を用いてタンクヘッダ及びプレートヘッダが成形されるため、タンクヘッダの内周面及び外周面、並びにプレートヘッダの内周面及び外周面にはろう材層が形成されている。したがって、特許文献１に記載の熱交換器では、そのプレートヘッダの爪部の内周面にろう材層が形成されている。特許文献１に記載の熱交換器では、組み付け工程においてプレートヘッダとタンクヘッダとを組み付ける際に、タンクヘッダの係止穴にプレートヘッダの爪部が係止される。このとき、プレートヘッダの爪部に形成されるろう材層により、プレートヘッダの爪部の内周面とタンクヘッダの係止穴の内周面とはろう材層を介して互いに接触することになる。このような構造の場合、加熱工程においてろう材層が溶融した際に、プレートヘッダの爪部とタンクヘッダの係止穴との間にがたつきが生じるおそれがあり、悪くするとプレートヘッダからタンクヘッダが脱落するおそれがある。

このような脱落を回避するために、タンクヘッダ及びプレートヘッダの組み付け品を適宜の治具により固定して加熱工程を行うという方法も考えられる。しかしながら、このような方法を採用すると、組み付け工程において、タンクヘッダ及びプレートヘッダの組み付け品に治具を装着する工程が新たに発生するため、製造コストが増加するおそれがある。また、新たな治具が必要になるため、それにより製造コストが増加する懸念もある。

本開示は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、プレートヘッダからのタンクヘッダの脱落を抑制することが可能な熱交換器を提供することにある。

上記課題を解決する熱交換器は、所定方向に並べて配置される複数のチューブ（２３，３３）と、複数のチューブのそれぞれの一端部に接続されるタンク（２１，３１）とを有し、チューブの内部を流れる第１流体と、チューブの外部を流れる第２流体との間で熱交換を行う熱交換器（１０）である。タンクは、複数のチューブのそれぞれの一端部が接続されるプレートヘッダ（１００）と、プレートヘッダに対してチューブの長手方向に組み付けられることにより、第１流体が流れるタンクの内部空間を形成するタンクヘッダ（２１０，３１０）と、を有している。プレートヘッダ及びタンクヘッダのいずれか一方には、ろう材層が設けられていないベア面を有する係合部（１１５，１１７，１１９，１２０，１２２）が形成されている。プレートヘッダ及びタンクヘッダのいずれか他方には、ろう材層が設けられていないベア面を有する被係合部（２２３，３２３，２２５，３２５）が形成されている。係合部及び被係合部のそれぞれのベア面がチューブの長手方向において互いに係合することによりプレートヘッダ及びタンクヘッダが互いに組み付けられている。

この構成によれば、係合部及び被係合部のそれぞれのベア面が互いに係合しているため、それらの係合部分にろう材層が存在しない。よって、プレートヘッダ及びタンクヘッダをろう付けする際に、それらの間にがたつきが生じ難くなるため、プレートヘッダからのタンクヘッダの脱落を抑制することができる。

なお、上記手段、特許請求の範囲に記載の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

本開示の熱交換器によれば、プレートヘッダからのタンクヘッダの脱落を抑制することができる。

図１は、第１実施形態の熱交換器の斜視構造を示す斜視図である。 図２は、第１実施形態のチューブの断面構造を示す断面図である。 図３は、第１実施形態のタンクの中央部分の断面構造を示す断面図である。 図４は、第１実施形態のタンクの端部の斜視構造を示す斜視図である。 図５は、第１実施形態のタンクの端部の断面構造を示す断面図である。 図６は、第１実施形態のプレートヘッダ及び第１タンクヘッダの係合部分の構造を拡大して示す拡大図である。 図７は、第１実施形態の第１プレートヘッダ及び第２プレートヘッダの係合部分の構造を拡大して示す拡大図である。 図８は、第１実施形態の変形例のプレートヘッダ及び第１タンクヘッダの係合部分の構造を拡大して示す拡大図である。 図９は、第２実施形態のタンクの端部の斜視構造を示す斜視図である。 図１０は、第２実施形態のタンクの端部の端面構造を示す端面図である。

以下、熱交換器の一実施形態について図面を参照しながら説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
＜第１実施形態＞
はじめに、図１に示される第１実施形態の熱交換器１０の構成について説明する。熱交換器１０は例えば車両に搭載される。図１に示されるように、熱交換器１０は、ラジエータ２０及び蒸発器３０が一体化された複合型の熱交換器として構成されている。

ラジエータ２０の内部には、例えば車両の内燃機関やインバータ装置等を冷却するための冷却水が循環している。ラジエータ２０は、その内部を流れる冷却水と、その外部を流れる空気との間で熱交換を行うことにより冷却水を冷却する。ラジエータ２０では、冷却水が第１流体に相当し、空気が第２流体に相当する。

ラジエータ２０は、タンク２１，２２と、複数のチューブ２３とを備えている。タンク２１，２２及びチューブ２３はアルミニウム等により形成されるとともに、ろう付けにより互いに接合されて組み付けられている。
複数のチューブ２３は、図中に矢印Ｚで示される方向に所定の間隔を有して配置されている。複数のチューブ２３の間に形成される隙間には、図中に矢印Ｙで示される方向に空気が流れる。各チューブ２３は、矢印Ｘで示される方向に延びるように形成された管状の部材からなる。各チューブ２３の内部には、冷却水の流れる流路が矢印Ｘで示される方向に延びるように形成されている。チューブ２３は、矢印Ｚで示される方向の幅が薄く、且つ矢印Ｙで示される方向の幅が厚くなるように扁平状に形成されている。

以下では、矢印Ｘで示される方向を「チューブ長手方向Ｘ」と称し、矢印Ｙで示される方向を「空気流れ方向Ｙ」と称する。
図２に示されるように、各チューブ２３の内部にはインナーフィン２４が配置されている。インナーフィン２４は、薄い板状のアルミニウム等を波状に折り曲げることにより形成される、いわゆるコルゲートフィンである。インナーフィン２４の折り曲げ部分の先端部はチューブ２３の内面にろう付けにより接合されている。インナーフィン２４は、チューブ２３の内部を流れる冷却水に対する伝熱面積を増加させるために設けられている。

隣り合うチューブ２３，２３の間に形成される隙間にはアウターフィン４０が配置されている。アウターフィン４０は、ラジエータ２０のチューブ２３，２３間に形成される隙間から、蒸発器３０のチューブ３３，３３の間に形成される隙間まで延びるように配置されている。アウターフィン４０もインナーフィン２４と同様にコルゲートフィンである。アウターフィン４０の折り曲げ部分の先端部は各チューブ２３，３３の外面にろう付けにより接合されている。アウターフィン４０は、隣り合うチューブ２３，２３の間を流れる空気に対する伝熱面積を増加させるために設けられている。

図１に示されるように、タンク２１，２２は複数のチューブ２３の両端部にそれぞれ接続されている。タンク２１，２２は、図中に矢印Ｚで示される方向に延びるように形成される筒状の部材からなる。各タンク２１，２２は、各チューブ２３に冷却水を分配する部分として、あるいは各チューブ２３を流れた冷却水を集合させる部分として機能する。

以下では、矢印Ｚで示される方向を「タンク長手方向Ｚ」と称する。本実施形態では、タンク長手方向Ｚが所定方向に相当する。
右側タンク２１の内部にはセパレータ２５が設けられている。セパレータ２５により右側タンク２１の内部空間はタンク長手方向Ｚにおいて上方空間Ｓ１１及び下方空間Ｓ１２に区画されている。右側タンク２１には、上方空間Ｓ１１に連通される流入口５０と、下方空間Ｓ１２に連通される流入口５１とが設けられている。

左側タンク２２の内部には、右側タンク２１のセパレータ２５に対応する位置にセパレータが設けられている。このセパレータにより左側タンク２２の内部空間もタンク長手方向Ｚにおいて上方空間及び下方空間に区画されている。左側タンク２２には、その上方空間に連通される流出口５２と、その下方空間に連通される流出口５３とが設けられている。

ラジエータ２０では、内燃機関やインバータ装置等の熱を吸収した冷却水が流入口５０，５１にそれぞれ流入する。流入口５０に流入した冷却水は、右側タンク２１の上方空間Ｓ１１から、当該空間Ｓ１１に接続される複数のチューブ２３に分配される。この際、各チューブ２３の内部を流れる冷却水と、各チューブ２３の外部を流れる空気との間で熱交換が行われることにより冷却水が冷却される。各チューブ２３を流れることで冷却された冷却水は左側タンク２２の上方空間に集められた後、流出口５２を通じて外部に流出する。同様に、流入口５１に流入した冷却水は、右側タンク２１の下方空間Ｓ１２、当該空間Ｓ１２に接続される複数のチューブ２３、及び左側タンク２２の下方空間を順に流れて、流出口５３から外部に流出する。この冷却水もチューブ２３を流れる際に空気と熱交換することにより冷却される。

蒸発器３０はラジエータ２０に対して空気流れ方向Ｙの下流側に配置されている。蒸発器３０はラジエータ２０と類似の構造を有している。すなわち、蒸発器３０は、図１に示されるタンク３１，３２と、図２に示される複数のチューブ３３とを備えている。図２に示されるように、各チューブ３３の内部にはインナーフィン３４が配置されている。また、隣り合うチューブ３３，３３の間にはアウターフィン４０が配置されている。

なお、図１に示されるように、蒸発器３０では、その右側タンク３１の内部がセパレータ３５，３６により上方空間Ｓ２１、中間空間Ｓ２２、及び下方空間Ｓ２３に区画されている。右側タンク３１には、上方空間Ｓ２１に連通される流入口５４と、下方空間Ｓ２３に連通される流出口５５とが設けられている。

左側タンク３２の内部には、右側タンク３１のセパレータ３５とセパレータ３６との中間に対応する位置にセパレータが設けられている。このセパレータにより左側タンク３２の内部空間はタンク長手方向Ｚにおいて上方空間及び下方空間の２つの空間に区画されている。

蒸発器３０は、車両に搭載される空調装置のヒートポンプサイクルの構成要素である。ヒートポンプサイクルは、大きくは、蒸発器３０の他、圧縮機、凝縮器、及び膨張弁により構成されている。ヒートポンプサイクルでは、圧縮機、凝縮器、膨張弁、及び蒸発器３０の順で熱媒体が循環している。蒸発器３０の流入口５４には、膨張弁を通過した低温及び低圧の液相熱媒体が流入する。この熱媒体は、右側タンク３１の上方空間Ｓ２１、当該空間Ｓ２１に接続される複数のチューブ３３、左側タンク３２の上方空間、当該空間の下方に接続される複数のチューブ３３を流れて、右側タンク３１の中間空間Ｓ２２の上方に流入する。また、右側タンク３１の中間空間Ｓ２２の上方に流入した熱媒体は、その下方に接続される複数のチューブ３３、左側タンク３２の下方空間、当該空間の下方に接続されるチューブ３３、及び右側タンク３１の下方空間Ｓ２３を順に流れて流出口５５から外部に流出する。

蒸発器３０では、熱媒体がチューブ３３を流れる際に、チューブ３３の内部を流れる熱媒体と、チューブ３３の外部を流れる空気との間で熱交換が行われることにより、空気の熱が熱媒体に吸収されて熱媒体が蒸発する。結果的に、流入口５４に流入した液相熱媒体は、蒸発器３０を流れている間に低温及び低圧の気相熱媒体に遷移して、流出口５５から排出される。蒸発器３０から排出される低温及び低圧の気相熱媒体は圧縮機に供給される。蒸発器３０では、その内部を流れる熱媒体が第１流体に相当し、その外部を流れる空気が第２流体に相当する。

次に、タンク２１，２２，３１，３２の構造について詳しく説明する。なお、ラジエータ２０の右側タンク２１の構造は、その左側タンク２２の構造に類似しており，且つ蒸発器３０の右側タンク３１の構造は、その左側タンク３２の構造に類似しているため、以下ではタンク２１，３１の構造について代表して説明する。なお、以下では、便宜上、ラジエータ２０の右側タンク２１を「第１タンク２１」と称し、蒸発器３０の右側タンク３１を「第２タンク３１」と称する。また、空気流れ方向Ｙを「タンク幅方向Ｙ」とも称する。

図３に示されるように、第１タンク２１は、プレートヘッダ１００と、タンクヘッダ２１０とを備えている。第２タンク３１は、共通のプレートヘッダ１００と、タンクヘッダ３１０とを備えている。以下では、第１タンク２１のタンクヘッダ２１０を「第１タンクヘッダ２１０」とも称し、第２タンク３１のタンクヘッダ３１０を「第２タンクヘッダ３１０」とも称する。プレートヘッダ１００、第１タンクヘッダ２１０、及び第２タンクヘッダ３１０は、アルミニウム等からなる板状のクラッド材により形成されている。

タンク幅方向Ｙにおけるプレートヘッダ１００の両端部には、チューブ長手方向Ｘに折り曲げ加工されることで左側壁部１０１及び右側壁部１０２がそれぞれ形成されている。タンク幅方向Ｙにおけるプレートヘッダ１００の中央部には、チューブ長手方向Ｘに二重に折り曲げ加工されることで中間壁部１０３が形成されている。これにより、プレートヘッダ１００では、左側壁部１０１、中間壁部１０３、及びそれらの間に位置する低壁部１０４により、タンク長手方向Ｚに直交する断面形状が凹状に形成された第１凹部１０６が形成されている。また、右側壁部１０２、中間壁部１０３、及びそれらの間に位置する低壁部１０５により、タンク長手方向Ｚに直交する断面形状が凹状に形成された第２凹部１０７が形成されている。

なお、図３の中間壁部１０３に付されている符号１０３ａは、タンク幅方向Ｙにおいて左側壁部１０１に対向する中間壁部１０３の側面を示している。また、符号１０３ｂは、タンク幅方向Ｙにおいて右側壁部１０２に対向する中間壁部１０３の側面を示している。
第１タンクヘッダ２１０は、タンク長手方向Ｚに直交する断面形状が凹状に形成された部材からなる。第１タンクヘッダ２１０の左側壁部２１１の先端部外面は、プレートヘッダ１００の左側壁部１０１の先端部内面にろう付けにより接合されている。第１タンクヘッダ２１０の右側壁部２１２の先端部外面は、プレートヘッダ１００の中間壁部１０３の側面１０３ａにろう付けにより接合されている。第１タンクヘッダ２１０及びプレートヘッダ１００の第１凹部１０６により囲まれる空間は第１タンク２１の内部空間を形成している。

プレートヘッダ１００の低壁部１０４には、複数の挿入孔１０４ａがタンク長手方向Ｚに所定の間隔を有して形成されている。各挿入孔１０４ａには、ラジエータ２０のチューブ２３の一端部が挿入されて接合されている。これにより、チューブ２３の内部流路と第１タンク２１の内部空間とが連通されている。

第２タンクヘッダ３１０は第１タンクヘッダ２１０と同一又は類似の形状を有している。第２タンクヘッダ３１０の一方の右側壁部３１２の先端部外面は、プレートヘッダ１００の右側壁部１０２の先端部内面にろう付けにより接合されている。第２タンクヘッダ３１０の左側壁部３１１の先端部外面は、プレートヘッダ１００の中間壁部１０３の側面１０３ｂにろう付けにより接合されている。第２タンクヘッダ３１０及びプレートヘッダ１００の第２凹部１０７により囲まれる空間は第２タンク３１の内部空間を形成している。

プレートヘッダ１００の低壁部１０５には、複数の挿入孔１０５ａがタンク長手方向Ｚに所定の間隔を有して形成されている。各挿入孔１０５ａには、蒸発器３０のチューブ３３の一端部が挿入されて接合されている。これにより、チューブ３３の内部流路と第２タンク３１の内部空間とが連通されている。

図４に示されるように、第１タンク２１の端部開口部は板部材２７により閉塞されている。第１タンク２１を構成するプレートヘッダ１００の端部１１０及び第１タンクヘッダ２１０の端部２２０は板部材２７よりも外側に突出している。
第１タンクヘッダ２１０の端部左側壁部２２１には貫通孔２２３が形成されている。貫通孔２２３は第１タンクヘッダ２１０を板厚方向に貫通することで形成されている。したがって、貫通孔２２３の内周面はせん断面であるため、ろう材層が設けられていないベア面である。貫通孔２２３の底面２２３ａは、Ｒ形状に湾曲した湾曲面となっている。

図５及び図６に示されるように、プレートヘッダ１００の端部左側壁部１１１にも貫通孔１１４が形成されている。この貫通孔１１４もプレートヘッダ１００を板厚方向に貫通することで形成されている。よって、貫通孔１１４の内周面もせん断面であるため、ベア面である。

プレートヘッダ１００では、端部左側壁部１１１において貫通孔１１４に隣接して位置している部分が係合部１１５となっている。貫通孔１１４の内周面がベア面であるため、係合部１１５の底面１１５ａもベア面である。係合部１１５は、第１タンクヘッダ２１０の貫通孔２２３に対してタンク幅方向Ｙの外側に位置する部分を有している。係合部１１５は、第１タンクヘッダ２１０の貫通孔２２３に向かって塑性変形させられることで当該貫通孔２２３の内周面にかしめられている。より詳細には、係合部１１５の底面１１５ａが第１タンクヘッダ２１０の貫通孔２２３の底面２２３ａにかしめられている。上述の通り、プレートヘッダ１００の係合部１１５の底面１１５ａ及び第１タンクヘッダ２１０の貫通孔２２３の底面２２３ａは共にベア面であるため、ベア面同士がかしめられている。このような係合構造により、プレートヘッダ１００の端部左側壁部１１１と第１タンクヘッダ２１０の端部左側壁部２２１とがチューブ長手方向Ｘにおいて一体的に組み付けられている。本実施形態では、プレートヘッダ１００の係合部１１５が第１係合部に相当し、第１タンクヘッダ２１０の貫通孔２２３が第１被係合部に相当する。

図４に示されるように、第２タンク３１の端部も第１タンク２１の端部と類似の構造を有している。すなわち、第２タンク３１の端部開口部は板部材３７により閉塞されている。第２タンク３１を構成するプレートヘッダ１００の端部１１０及び第２タンクヘッダ３１０の端部３２０は板部材３７よりも外側に突出している。第２タンクヘッダ３１０の端部右側壁部３２２には貫通孔３２３が形成されている。図５に示される貫通孔３２３の底面３２３ａは湾曲面になっている。プレートヘッダ１００の端部右側壁部１１２には貫通孔１１６及び係合部１１７が形成されている。プレートヘッダ１００の係合部１１７の底面１１７ａ及び第２タンクヘッダ３１０の貫通孔３２３の底面３２３ａがかしめられて、すなわちベア面同士がかしめられて係合している。この係合構造により、プレートヘッダ１００の端部右側壁部１１２と第２タンクヘッダ３１０の端部右側壁部３２２とがチューブ長手方向Ｘにおいて一体的に組み付けられている。この係合構造では、プレートヘッダ１００の係合部１１７が第１係合部に相当し、第２タンクヘッダ３１０の貫通孔３２３が第１被係合部に相当する。

図５に示されるように、第１タンクヘッダ２１０の端部右側壁部２２２には爪部２２４が形成されている。詳しくは、端部右側壁部２２２には、その端面からタンク長手方向Ｚに延びるように２つの凹状の溝部２２８，２２９が切削加工又はプレス加工により形成されている。爪部２２４は、これらの溝部２２８，２２９に挟まれる部分として形成されている。溝部２２８，２２９が切削加工又はプレス加工により形成されているため、爪部２２４の両側面２２４ａ，２２４ｂはせん断面であるため、ベア面である。

第２タンクヘッダ３１０の端部左側壁部３２１には、第１タンクヘッダ２１０の爪部２２４が係合する凹状の溝部３２４が形成されている。図７に示されるように、溝部３２４は、その底部に向かうほど幅が狭くなるように略Ｖ字状に形成されている。したがって、溝部３２４の内面はテーパ面３２４ａとなっている。溝部３２４は、第２タンクヘッダ３１０の端部左側壁部３２１を凹状に切削加工又はプレス加工することにより形成されている。よって、溝部３２４のテーパ面３２４ａはせん断面であるため、ベア面である。

図５に示されるように、第１タンクヘッダ２１０の爪部２２４は、第２タンクヘッダ３１０に向かって塑性変形させられることで第２タンクヘッダ３１０の溝部３２４にかしめられている。この際、図７に示されるように、溝部３２４のテーパ面３２４ａに爪部２２４の両側面２２４ａ，２２４ｂが係合することにより、すなわちベア面同士が係合することにより、第１タンクヘッダ２１０の端部右側壁部２２２と第２タンクヘッダ３１０の端部左側壁部３２１とがチューブ長手方向Ｘにおいて一体的に組み付けられている。この係合構造では、第１タンクヘッダ２１０の爪部２２４が第２係合部に相当し、第２タンクヘッダ３１０の溝部３２４が第２被係合部に相当する。

以上説明した本実施形態の熱交換器１０によれば、以下の（１）～（９）に示される作用及び効果を得ることができる。
（１）プレートヘッダ１００の係合部１１５と第１タンクヘッダ２１０の貫通孔２２３とがベア面同士で係合している。また、プレートヘッダ１００の係合部１１７と第２タンクヘッダ３１０の貫通孔３２３とがベア面同士で係合している。このような係合構造を用いれば、係合部１１５，１１７及び貫通孔２２３，３２３の係合部分にろう材層が存在しない。そのため、プレートヘッダ１００及びタンクヘッダ２１０，３１０をろう付けする際に、それらの間にがたつきが生じ難くなるため、プレートヘッダ１００からのタンクヘッダ２１０，３１０の脱落を抑制することができる。

（２）プレートヘッダ１００の係合部１１５は、プレートヘッダ１００を部分的に切り欠くことで形成される爪部からなる。また、第１タンクヘッダ２１０の貫通孔２２３は、第１タンクヘッダ２１０を板厚方向に貫通することで形成される孔部からなる。この構成によれば、ベア面同士で係合する構造を容易に実現することができる。第２タンクの係合部１１７及び貫通孔３２３に関しても同様である。

（３）第１タンクヘッダ２１０の貫通孔２２３においてプレートヘッダ１００の係合部１１５が接触する底面２２３ａはＲ形状に形成されている。この構成によれば、係合部１１５の寸法にばらつきが存在する場合であっても、その寸法誤差を吸収しつつ、より確実に係合部１１５を貫通孔２２３に係合させることができる。第２タンクの係合部１１７及び貫通孔３２３に関しても同様である。

（４）プレートヘッダ１００の係合部１１５及び第１タンクヘッダ２１０の貫通孔２２３からなる係合構造は、第１タンク２１において冷却水が流れない部分に、具体的には第１タンク２１の端部に形成されている。この構成によれば、係合構造が要因で冷却水の漏れが発生することを回避できる。第２タンクの係合部１１７及び貫通孔３２３に関しても同様である。

（５）プレートヘッダ１００の係合部１１５は、第１タンクヘッダ２１０の貫通孔２２３に対してタンク幅方向Ｙの外側に位置する部分を有している。係合部１１５が貫通孔２２３に対してタンク幅方向Ｙの外側からかしめられることにより、係合部１１５及び貫通孔２２３が互いに係合している。この構成によれば、係合部１１５及び貫通孔２２３の係合構造を容易に実現することができる。第２タンクの係合部１１７及び貫通孔３２３に関しても同様である。

（６）第１タンクヘッダ２１０の爪部２２４と第２タンクヘッダ３１０の溝部３２４とがベア面同士で係合することで第１タンクヘッダ２１０及び第２タンクヘッダ３１０がチューブ長手方向Ｘにおいて互いに組み付けられている。これにより、図５に示されるように第１タンク２１の中心軸を軸線ｍ１１とするとき、第１タンクヘッダ２１０の端部右側壁部２２２において軸線ｍ１１を中心として回転するような変形、すなわち矢印Ｃ１１で示されるような変形が生じ難くなる。同様に、第２タンク３１の中心軸を軸線ｍ１２とするとき、第２タンクヘッダ３１０の端部左側壁部３２１において軸線ｍ１２を中心として回転するような変形，すなわち矢印Ｃ１２で示されるような変形が生じ難くなる。これらの変形が抑制されることで、ろう付け工程の際に、第１タンクヘッダ２１０の端部右側壁部２２２がプレートヘッダ１００の中間壁部１０３から離間し難くなるとともに、第２タンクヘッダ３１０の端部左側壁部３２１がプレートヘッダ１００の中間壁部１０３から離間し難くなる。結果的に、プレートヘッダ１００からのタンクヘッダ２１０，３１０の脱落を抑制することができる。

（７）第１タンクヘッダ２１０の爪部２２４は、第１タンクヘッダ２１０を部分的に切り欠くことで形成されている。第２タンクヘッダ３１０の溝部３２４は、第２タンクヘッダ３１０を板厚方向に貫通することで形成された孔部からなる。この構成によれば、ベア面同士で係合する構造を容易に実現することができる。

（８）第２タンクヘッダ３１０の溝部３２４において第１タンクヘッダ２１０の爪部２２４が接触する面はテーパ状に形成されている。この構成によれば、爪部２２４の寸法誤差を吸収しつつ、より確実に爪部２２４を溝部３２４に係合させることができる。
（９）第１タンクヘッダ２１０の爪部２２４及び第２タンクヘッダ３１０の溝部３２４からなる係合構造は、第１タンク２１及び第２タンク３１において冷却水及び熱媒体が流れない部分、具体的には各タンク２１，３１の端部に形成されている。この構成によれば、係合構造が要因で冷却水や熱媒体の漏れが発生することを回避できる。

（変形例）
次に、第１実施形態の熱交換器１０の変形例について説明する。
本実施形態の熱交換器１０では、図８に示されるように、第１タンクヘッダ２１０の端部左側壁部２２１に貫通孔２２３が形成されている。タンク長手方向Ｚにおける貫通孔２２３の側面にはテーパ面２２３ｂが形成されている。貫通孔２２３は第１タンクヘッダ２１０を板厚方向に貫通することで形成されているため、貫通孔２２３のテーパ面２２３ｂはせん断面である。すなわち、貫通孔２２３のテーパ面２２３ｂはベア面である。

プレートヘッダ１００の端部左側壁部１１１には、Ｌ字状の貫通孔１１８が形成されることにより、爪部１１９が形成されている。爪部１１９はタンク長手方向Ｚに延びるように形成されている。貫通孔１１８の内面がベア面であるため、爪部１１９の底面１１９ａもベア面である。爪部１１９の先端部は、第１タンクヘッダ２１０の貫通孔２２３に向かって塑性変形させられることで当該貫通孔２２３の内周面にかしめられている。より詳細には、爪部１１９の底面１１９ａが貫通孔２２３のテーパ面２２３ｂにかしめられて、すなわちベア面同士がかしめられて係合している。このような係合構造により、プレートヘッダ１００の端部左側壁部１１１と第１タンクヘッダ２１０の端部左側壁部２２１とがチューブ長手方向Ｘにおいて一体的に組み付けられている。本実施形態では、プレートヘッダ１００の爪部１１９が第１係合部に相当し、第１タンクヘッダ２１０の貫通孔２２３が第１被係合部に相当する。

なお、図示は省略するが、プレートヘッダ１００の端部右側壁部１１２及び第２タンクヘッダ３１０の右側壁部３１２にも同様の係合構造が形成されている。
このような構造であっても、第１実施形態の熱交換器１０と同一又は類似の作用及び効果を得ることができる。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態の熱交換器１０について説明する。以下、第１実施形態の熱交換器１０との相違点を中心に説明する。
図９は、組み付け前のプレートヘッダ１００及びタンクヘッダ２１０，３１０のそれぞれの構造を示したものである。図９に示されるように、本実施形態のプレートヘッダ１００の端部右側壁部１１２には右側爪部１２２が形成されている。詳しくは、端部右側壁部１１２には、その端面からタンク長手方向Ｚに延びるように右側溝部１２３が切削加工又はプレス加工により形成されている。右側爪部１２２は、端部右側壁部１１２において右側溝部１２３の上方に位置する部分である。右側溝部１２３が切削加工又はプレス加工により形成されているため、右側爪部１２２の底面１２２ａはせん断面である。すなわち、右側爪部１２２の底面１２２ａはベア面である。

第２タンクヘッダ３１０の端部右側壁部３２２において、プレートヘッダ１００の右側爪部１２２に対向する位置には溝部３２６が形成されている。溝部３２６は、端部右側壁部３２２の端面からタンク長手方向Ｚに延びるように切削加工又はプレス加工により形成されている。端部右側壁部３２２において溝部３２６の下方に位置する部分は爪部３２５を形成している。溝部３２６が切削加工又はプレス加工により形成されているため、爪部３２５の上面３２５ａはせん断面である。すなわち、爪部３２５の上面３２５ａはベア面である。爪部３２５の上面３２５ａはテーパ状に形成されている。

図１０に示されるように、本実施形態の熱交換器１０では、プレートヘッダ１００の右側爪部１２２が第２タンクヘッダ３１０の溝部３２６に向かって内側に塑性変形させられている。また、第２タンクヘッダ３１０の爪部３２５がプレートヘッダ１００の右側溝部１２３に向かって外側に塑性変形させられている。これにより、プレートヘッダ１００の右側爪部１２２と第２タンクヘッダ３１０の爪部３２５とが互いにかしめられて係合している。

より詳細には、プレートヘッダ１００の右側爪部１２２の底面１２２ａと第２タンクヘッダ３１０の爪部３２５の上面３２５ａとが互いにかしめられて、すなわちベア面同士がかしめられて係合している。第２タンクヘッダの爪部３２５の上面３２５ａはテーパ面であるため、各爪部１２２，３２５の寸法誤差を吸収しつつ、それらを係合させることが可能となっている。このような係合構造により、プレートヘッダ１００の端部右側壁部１１２と第２タンクヘッダ３１０の端部右側壁部３２２とがチューブ長手方向Ｘにおいて一体的に組み付けられている。本実施形態では、プレートヘッダ１００の右側爪部１２２が第１係合部及び第１爪部に相当し、第２タンクヘッダの爪部３２５が第１被係合部及び第２爪部に相当する。

図９に示されるように、プレートヘッダ１００の端部左側壁部１１１にも、端部右側壁部１１２と同様に、左側爪部１２０及び左側溝部１２１が形成されている。また、第１タンクヘッダ２１０の端部左側壁部２２１にも、第２タンクヘッダ３１０の端部右側壁部３２２と同様に、爪部２２５及び貫通孔２２６が形成されている。爪部２２５の上面２２５ａはテーパ面である。図１０に示されるように、プレートヘッダ１００の左側爪部１２０及び第１タンクヘッダ２１０の爪部２２５は、プレートヘッダ１００の右側爪部１２２及び第２タンクヘッダ３１０の爪部３２５と同様に、互いにかしめられて係合している。この係合構造により、プレートヘッダ１００の端部左側壁部１１１と第１タンクヘッダ２１０の端部左側壁部２２１とがチューブ長手方向Ｘにおいて一体的に組み付けられている。本実施形態では、プレートヘッダ１００の左側爪部１２０が第１係合部及び第１爪部に相当し、第１タンクヘッダ２１０の爪部２２５が第１被係合部及び第２爪部に相当する。

第１タンクヘッダ２１０の端部右側壁部２２２には溝部２２７が形成されている。第２タンクヘッダ３１０の端部左側壁部３２１には爪部３２７が形成されている。これらの爪部３２７及び溝部２２７は、第１実施形態の第１タンクヘッダ２１０の端部右側壁部２２２に形成される爪部２２４、及び第２タンクヘッダ３１０の端部左側壁部３２１に形成される溝部３２４と類似の構造であるため、それらの詳細な説明は割愛する。なお、本実施形態の熱交換器１０では、爪部３２７にテーパ面３２７ａが形成されることにより、図１０に示されるように爪部３２７を溝部２２７に係合させる際に、それらの寸法誤差を吸収することが可能となっている。

以上説明した本実施形態の熱交換器１０によれば、上記の（４），（６）～（９）に示される作用及び効果と類似の作用及び効果に加え、以下の（１０）～（１２）に示される作用及び効果を得ることができる。
（１０）プレートヘッダ１００の左側爪部１２０と第１タンクヘッダ２１０の爪部２２５とがベア面同士で係合している。また、プレートヘッダの右側爪部１２２と第２タンクヘッダ３１０の爪部３２５とがベア面同士で係合している。このような係合構造を用いれば、プレートヘッダ１００の各爪部１２０，１２２と各タンクヘッダ２１０，３１０の爪部２２５，３２５の間にはろう材層が存在しない。そのため、プレートヘッダ１００及びタンクヘッダ２１０，３１０をろう付けする際に、それらの間にがたつきが生じ難くなるため、プレートヘッダ１００からのタンクヘッダ２１０，３１０の脱落を抑制することができる。

（１１）プレートヘッダ１００の各爪部１２０，１２２は、プレートヘッダ１００を部分的に切り欠くことで形成されている。タンクヘッダ２１０，３１０の爪部２２５，３２５も、タンクヘッダ２１０，３１０を部分的に切り欠くことで形成されている。この構成によれば、ベア面同士で係合する構造を容易に実現することができる。

（１２）第１タンクヘッダ２１０の爪部２２５においてプレートヘッダ１００の左側爪部１２０に係合する上面２２５ａはテーパ状に形成されている。この構成によれば、各爪部１２０，２２５の寸法にばらつきが存在する場合であっても、それらの寸法誤差を吸収しつつ、各爪部１２０，２２５を係合させることができる。第２タンクヘッダ３１０の爪部３２５及びプレートヘッダ１００の右側爪部１２２に関しても同様である。

＜他の実施形態＞
なお、上記実施形態は、以下の形態にて実施することもできる。
・第１実施形態の熱交換器１０では、プレートヘッダ１００に貫通孔２２３が形成され、且つ第１タンクヘッダ２１０に係合部１１５が形成されていてもよい。同様に、プレートヘッダ１００に貫通孔３２３が形成され、且つ第２タンクヘッダ３１０に係合部１１７が形成されていてもよい。

・熱交換器１０は、空気流れ方向Ｙに２つの熱交換器を有するものに限らず、空気流れ方向Ｙに３つ以上の熱交換器を有するものであってもよい。
・本開示は上記の具体例に限定されるものではない。上記の具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素、及びその配置、条件、形状等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。

１０：熱交換器
２１：第１タンク
２３：チューブ
３１：第２タンク
３３：チューブ
１００：プレートヘッダ
１１５，１１７：第１係合部
１１９：爪部（第１係合部）
１２０，１２２：爪部（第１係合部、第１爪部）
２１０：第１タンクヘッダ
２２３：貫通孔（第１被係合部、孔部）
２２４：爪部（第２係合部）
２２５：爪部（第１被係合部、第２爪部）
２２７：溝部（第２被係合部）
３１０：第２タンクヘッダ
３２３：貫通孔（第１被係合部、孔部）
３２４：溝部（第２被係合部）
３２５：爪部（第１被係合部、第２爪部）
３２７：爪部（第２係合部）

Claims (15)

1. 所定方向に並べて配置される複数のチューブ（２３，３３）と、複数の前記チューブのそれぞれの一端部に接続されるタンク（２１，３１）とを有し、前記チューブの内部を流れる第１流体と、前記チューブの外部を流れる第２流体との間で熱交換を行う熱交換器（１０）であって、
   前記タンクは、
   複数の前記チューブのそれぞれの一端部が接続されるプレートヘッダ（１００）と、
   前記プレートヘッダに対して前記チューブの長手方向に組み付けられることにより、前記第１流体が流れる前記タンクの内部空間を形成するタンクヘッダ（２１０，３１０）と、を有し、
   前記プレートヘッダ及び前記タンクヘッダのいずれか一方には、ろう材層が設けられていないベア面を有する係合部（１１５，１１７，１１９，１２０，１２２）が形成され、
   前記プレートヘッダ及び前記タンクヘッダのいずれか他方には、ろう材層が設けられていないベア面を有する被係合部（２２３，３２３，２２５，３２５）が形成され、
   前記係合部及び前記被係合部のそれぞれのベア面が前記チューブの長手方向において互いに係合することにより前記プレートヘッダ及び前記タンクヘッダが互いに組み付けられている
   熱交換器。
2. 前記係合部は、前記プレートヘッダ及び前記タンクヘッダのいずれか一方を部分的に切り欠くことで形成される爪部（１１５，１１７，１１９）からなり、
   前記被係合部は、前記プレートヘッダ及び前記タンクヘッダのいずれか他方を板厚方向に貫通することで形成される孔部（２２３，３２３）からなる
   請求項１に記載の熱交換器。
3. 前記係合部は、前記プレートヘッダ及び前記タンクヘッダのいずれか一方を部分的に切り欠くことで形成される第１爪部（１２０，１２２）からなり、
   前記係合部は、前記プレートヘッダ及び前記タンクヘッダのいずれか一方を部分的に切り欠くことで形成される第２爪部（２２５，３２５）からなる
   請求項１に記載の熱交換器。
4. 前記被係合部において前記係合部が接触する面はＲ形状又はテーパ状に形成されている
   請求項１～３のいずれか一項に記載の熱交換器。
5. 前記係合部及び前記被係合部の係合構造は、前記タンクにおいて前記第１流体が流れない部分に形成されている
   請求項１～４のいずれか一項に記載の熱交換器。
6. 前記タンクにおいて前記第１流体が流れない部分は、前記タンクの端部である
   請求項５に記載の熱交換器。
7. 前記係合部及び前記被係合部は、前記ベア面として、せん断面をそれぞれ有するものであり、
   前記係合部のせん断面と前記被係合部のせん断面とが互いに係合している
   請求項１～６のいずれか一項に記載の熱交換器。
8. 前記係合部は、前記被係合部に対して前記タンクの幅方向の外側に位置する部分を有しており、
   前記係合部が前記被係合部に対して前記タンクの幅方向の外側からかしめられることにより、前記係合部及び前記被係合部が互いに係合している
   請求項１～７のいずれか一項に記載の熱交換器。
9. 前記タンクを複数備え、
   複数の前記タンクのうち、互いに隣り合って配置される２つのタンクを第１タンク及び第２タンクとするとともに、
   前記第１タンクの前記タンクヘッダを第１タンクヘッダとし、前記第２タンクの前記タンクヘッダを第２タンクヘッダとし、前記係合部を第１係合部とし、前記被係合部を第１被係合部とするとき、
   前記第１タンクヘッダにおいて前記第２タンクヘッダに対向する側壁部、及び前記第２タンクヘッダにおいて前記第１タンクヘッダに対向する側壁部のいずれか一方には、ろう材層が設けられていないベア面を有する第２係合部（２２４，３２７）が形成され、
   前記第１タンクヘッダにおいて前記第２タンクヘッダに対向する側壁部、及び前記第２タンクヘッダにおいて前記第１タンクヘッダに対向する側壁部のいずれか他方には、ろう材層が設けられていないベア面を有する第２被係合部（２２７，３２４）が形成され、
   前記第２係合部及び前記第２被係合部のそれぞれのベア面が前記チューブの長手方向において互いに係合することにより前記第１タンクヘッダ及び前記第２タンクヘッダが互いに組み付けられている
   請求項１～８のいずれか一項に記載の熱交換器。
10. 前記第２係合部は、前記第１タンクヘッダ及び前記第２タンクヘッダのいずれか一方を部分的に切り欠くことで形成される爪部からなり、
    前記第２被係合部は、前記第１タンクヘッダ及び前記第２タンクヘッダのいずれか他方を板厚方向に貫通することで形成される孔部からなる
    請求項９に記載の熱交換器。
11. 前記第２被係合部において前記第２係合部が接触する面はテーパ状に形成されている
    請求項９又は１０に記載の熱交換器。
12. 前記第２係合部及び前記第２被係合部からなる係合構造は、前記第１タンク及び前記第２タンクにおいて前記第１流体が流れない部分に形成されている
    請求項９～１１のいずれか一項に記載の熱交換器。
13. 前記第１タンク及び前記第２タンクにおいて前記第１流体が流れない部分は、前記第１タンク及び前記第２タンクのそれぞれの端部である
    請求項１２に記載の熱交換器。
14. 前記係合部及び前記被係合部は、前記ベア面として、せん断面をそれぞれ有するものであり、
    前記係合部のせん断面と前記被係合部のせん断面とが互いに係合している
    請求項９～１３のいずれか一項に記載の熱交換器。
15. 前記タンクを２つ備える
    請求項９～１４のいずれか一項に記載の熱交換器。

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