JP2000176576A - 熱交換器及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ヘッダーパイプにコネクタを装着した段階で
仮止めを確実且つ簡易に行うことにより、組付けが簡単
で、製造コストを減らすことができる熱交換器及びその
製造方法を提供することにある。 【解決手段】 一対のへッダーパイプ２と、これらへッ
ダーパイプ間に架設される熱交換管と、ヘッダーパイプ
２に熱媒体の供給管又は排出管を接続するためのコネク
タ６とを具備する熱交換器において、コネクタ６に設け
た筒状接続部９をヘッダーパイプ２の開口端部２１内に
挿入し、筒状接続部９とヘッダーパイプ２とをかしめ部
１３でかしめ固定した後、ろう付けする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、熱交換器及びそ
の製造方法に関するもので、詳細には、一対のヘッダー
パイプ間に熱交換管が架設された熱交換器におけるへッ
ダーパイプと熱媒体の流入部及び流出部のコネクタの取
り付け構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車や家屋等の空調機器に使
用される熱交換器としては、一対のヘッダーパイプ間に
互いに平行に架設される複数の熱交換を具備するパラレ
ルフロー型が知られている。このパラレルフロー型熱交
換器の一例を、この発明の実施形態を示した図５を併用
して説明する。

【０００３】熱交換器１は、一対のヘッダーパイプ２，
２間に、互いに平行に架設される複数の熱交換管３を具
備しており、熱交換管３の間には熱交換用フィン例えば
コルゲートフィン４が介設され、熱交換管３と一体にろ
う付けされている。

【０００４】へッダーパイプ２は、例えばアルミニウム
製の押出形材又は板をロール成形して略円筒状に形成さ
れており、両へッダーパイプ２の上下の端部のうち、一
方のへッダーパイプ２（図５では右側）には、その上端
部にキャップ部材５が被着固定され、また下端部には熱
媒体の配管接続用のコネクタ６が被着固定されており、
該コネクタ６には排出管８が接続されている。また、他
方のへッダーパイプ２（図５では左側）には、その下端
部にキャップ部材５が被着固定され、また上端部には、
熱媒体の配管接続用のコネクタ６が被着固定されてお
り、該コネクタ６には供給管７が接続されている。

【０００５】熱交換管３は、例えばアルミニウム製の押
出形材にて中空扁平状に形成されており、その内部に
は、長手方向に貫通する熱媒体の流路（図示せず）が形
成されている。このように形成される熱交換管３におけ
る長手方向の両端部は、両ヘッダーパイプ２の対向する
側面に設けられた複数のスリット（図示せず）に挿入さ
れた状態でろう付されている。

【０００６】このように構成される熱交換器１におい
て、熱媒体の供給管７を流入口のコネクタ６に接続する
と共に、熱媒体の排出管８を流出口のコネクタ６に接続
して、流入口からへッダーパイプ２内に熱媒体を供給し
て熱交換管３内に熱媒体を流通させることにより、熱交
換器として使用する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記コネク
タ６は、ろう付けによりヘッダーパイプ２に固定される
のが一般的である。この場合、コネクタ６は、図６
（ａ），（ｂ）に示すように、筒状接続部９が上記ヘッ
ダーパイプ２の開口端部２１内に圧入された後、加熱手
段例えば炉の中で約６００℃程度に加熱され、接合部に
塗布したろう材が溶融することによってろう付け接合さ
れていた。

【０００８】しかしながら、従来の場合、コネクタ６の
筒状接続部９をヘッダーパイプ２の開口端部２１内に圧
入しているだけであるため、ろう付け時までにコネクタ
６が脱落したり、位置ずれを起こし、製品不良を生ぜし
めていた。

【０００９】また、図７（ａ）（ｂ）に斜線部で示す位
置及び形態で溶接を行って仮付けをすることも考えられ
るが、この溶接部分３１にはフラックスやろう材が十分
に供給されないため、溶接部分３１の周辺でろう付け不
良が発生し易い。また、溶接工程は通常のろう付けライ
ン上に乗らない作業であるため、コストアップとなる。
更に、溶接設備及び熟練した溶接作業員が付加的に必要
になるという問題があった。

【００１０】この発明は上記事情に鑑みなされたもの
で、ヘッダーパイプにコネクタを装着した段階で仮止め
を確実且つ簡易に行うことにより、組付けが簡単で、製
造コストを減らすことができる熱交換器及びその製造方
法を提供することを目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は以下のように構成される。

【００１２】（１）請求項１に記載の発明は、一対のへ
ッダーパイプと、これらへッダーパイプ間に架設される
熱交換管と、上記ヘッダーパイプに熱媒体の供給管又は
排出管を接続するためのコネクタとを具備する熱交換器
において、上記コネクタに、上記ヘッダーパイプの開口
端部内に挿入可能な筒状接続部を設け、上記筒状接続部
とヘッダーパイプとをかしめ固定すると共に、ろう付け
してなる、ことを特徴とする。この場合、上記コネクタ
の筒状接続部の外周面に、凹凸溝部を形成する方が好ま
しい（請求項２）。

【００１３】（２）請求項３に記載の発明は、一対のへ
ッダーパイプと、これらへッダーパイプ間に架設される
熱交換管と、上記ヘッダーパイプに熱媒体の供給又は排
出管を接続するためのコネクタとを具備する熱交換器の
製造方法において、上記コネクタに設けられた筒状接続
部を、上記ヘッダーパイプの開口端部内に挿入する工程
と、上記ヘッダーパイプと筒状接続部とをかしめ固定す
る工程と、上記ヘッダーパイプと筒状接続部とをろう付
けする工程と、を有することを特徴とする。

【００１４】請求項１又は３記載の発明によれば、ヘッ
ダーパイプの開口端部内に筒状接続部を挿入し、更に上
記筒状接続部とヘッダーパイプとをかしめ固定すること
により仮止めしているので、単に圧入していた従来の場
合のように、ろう付け時までにコネクタが脱落したり、
位置ずれを起こし、製品不良を生ぜしめることがない。
従って、組付けが簡単で、かつ製造コストを減らすこと
ができる。また、かしめ固定による仮止めであるので、
溶接による仮付けの場合のような追加的な設備や熟練工
を必要とせず、ろう付け工程のライン中の一工程として
追加することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に、この発明に係る熱交換器
の実施形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。こ
こでは、この発明をパラレルフロー型の熱交換器に適用
した場合について説明する。

【００１６】図５は、この発明に係る熱交換器の一例を
示す概略正面図である。

【００１７】熱交換器１は、一対のヘッダーパイプ２
と、これらヘッダーパイプ２、２間に互いに平行に架設
される複数の熱交換管３と、これら熱交換管３の間に介
設され、ろう付接合されるアルミニウム製の熱交換用フ
ィン例えばコルゲートフィン４とを具備している。

【００１８】へッダーパイプ２は、アルミニウム製の押
出形材又は板をロール成形して略円筒状に形成されてお
り、両へッダーパイプ２の上下の端部のうち、一方のへ
ッダーパイプ２（図５では右側）の上端部と、他方のへ
ッダーパイプ２（図５では左側）の下端部とには、キャ
ップ部材５が被着固定されている。また、一方のへッダ
ーパイプ２ａの下端部と、他方のへッダーパイプ２の上
端部とには、それぞれ熱媒体の配管を接続するためのコ
ネクタ６が被着固定されており、後者（図５左側）のへ
ッダーパイプ２の上端部に設けたコネクタ６には供給管
７が接続され、また後者（図５右側）のへッダーパイプ
２の下端部に設けたコネクタ６には排出管８が接続され
る。

【００１９】熱交換管３は、アルミニウム製の押出形材
にて中空扁平状に形成されており、その内部には長手方
向に向かって貫通する複数に区画された熱媒体の流路
（図示せず）が形成されている。このように形成される
熱交換管３における長手方向の両端部は、ヘッダーパイ
プ２の対向する側面に、適当な間隔をおいて平行かつ多
段状に設けられたスリット（図示せず）に挿入され、ろ
う付けによって固着されている。

【００２０】熱交換用フィンすなわちコルゲートフィン
４は、アルミニウム製の板材を屈曲することにより連続
波形状に形成されており、各熱交換管３の間に介設され
てろう付けされている。なお、最上段の熱交換管３の上
側、及び最下段の熱交換管の下側にもそれぞれコルゲー
トフィン4がろう付されている。

【００２１】このように構成される熱交換器１におい
て、熱媒体の供給管７を流入口のコネクタ６に接続する
と共に、熱媒体の排出管８を流出口のコネクタ６に接続
して、流入口からへッダーパイプ２内に熱媒体を供給し
て熱交換管３内に熱媒体を流通させることにより、熱交
換器として使用する。

【００２２】上記コネクタ６は、図１（ａ）（ｂ）に示
すように、ヘッダーパイプ２の開口端部２１内に挿入可
能な差込脚部としての筒状接続部９と、配管を挿入可能
な差込受部１０と、取付け用のホルダ部１１とを有して
構成され、ホルダ部１１には取付孔１２が設けられてい
る。そして、このコネクタ６の筒状接続部９を、ヘッダ
ーパイプ２の開口端部２１内に圧入して差し込み且つか
しめ固定することで仮止めした後、ろう付けされてい
る。このかしめ部分を、図１にかしめ部１３として誇張
して示す。

【００２３】次に、上記熱交換器ｌの製造工程について
説明する。

【００２４】まず、ヘッダーパイプ２、熱交換管３及び
コルゲートフィン４を組付けて治具で固定する。次に、
コネクタ６に設けられた筒状接続部９を、上記ヘッダー
パイプ２の開口端部２１内に圧入する（図２（ａ）、挿
入工程）。このとき必要な位置合わせも行う。次いで、
図２（ｂ）に矢印で示すように上記ヘッダーパイプ２と
筒状接続部９とをかしめ固定して、ヘッダーパイプ２に
対しコネクタ６が位置ずれや抜けを起こさないようにす
る（図２（ｂ）、かしめ工程）。このかしめ部１３は、
ヘッダーパイプ２の周方向に１箇所又は複数箇所設け
る。そして、このかしめ固定により仮止めした状態で、
加熱手段たる炉の中で約６００℃程度に加熱して、上記
ヘッダーパイプと筒状接続部及び組付けられた各構成部
材を一体にろう付接合して、熱交換器１を形成する。

【００２５】なお、上記ろう付接合をする際、ろう材に
フラックス粉末を混合したものを塗布する方が好まし
い。上記フラックス粉末には、フッ化物系フラックスや
塩化物系フラックス等があり、いずれを用いてもよい
が、非腐食性のフッ化物系フラックスを用いる方が好ま
しい。フッ化物系フラックスとしては、例えばフッ化ア
ルミニウム、アルカリ金属若しくはアルカリ土類金属の
フッ化物又はこれらの複合フッ化物、あるいはこれらを
主成分としたものを使用することができる。

【００２６】図３に他の実施形態を示す。これはヘッダ
ーパイプ２の端面が当接するコネクタ６の当接面におい
て、その筒状接続部９の外周にそって環状に嵌合溝１４
を形成し、これにヘッダーパイプ２の端部を嵌入させる
ように構成したものである。

【００２７】このコネクタ６を仮止めする手順は上記と
同じであり、コネクタ６に設けられた筒状接続部９を、
ヘッダーパイプ２の開口端部２１内に圧入しする一方、
嵌合溝１４内にヘッダーパイプ２の端部を嵌入させる
（図３（ａ））。次いで、図３（ｂ）に示すように、上
記ヘッダーパイプ２と筒状接続部９とを、かしめ部１３
として示すようにかしめ固定する（図３（ｂ））。そし
て、このかしめ部１３で仮止めした状態で、加熱手段た
る炉の中で約６００℃程度に加熱して、上記ヘッダーパ
イプと筒状接続部を一体にろう付接合する。

【００２８】この図３の形態の場合、コネクタ６の筒状
接続部９をヘッダーパイプ２の開口端部２１内に圧入す
るのみならず、ヘッダーパイプ２の端部を嵌合溝１４に
入れて嵌合させているため、コネクタ６をヘッダーパイ
プ２に対してより正確且つ強固に仮止めし、ろう付けす
ることができる利点がある。

【００２９】上記実施形態では、筒状接続部９をその外
周面が平坦なものとして説明したが、図４に示すよう
に、コネクタ６の筒状接続部の外周面に、凹凸溝部１５
を形成することもでき、これにより、かしめ固定時の係
合面を多くして、かしめ効果を高めることもできる。

【００３０】また、上記実施形態では、この発明に係る
熱交換器を、ヘッダーパイプが鉛直方向に配設されたパ
ラレルフロー型の熱交換器に適用した場合について説明
したが、ヘッダーパイプを水平方向に配設したパラレル
フロー型の熱交換器に適用できるのは勿論である。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
次のような優れた効果が得られる。

【００３２】請求項１又は３記載の発明によれば、ヘッ
ダーパイプの開口端部内にコネクタの筒状接続部を挿入
し、この筒状接続部とヘッダーパイプとをかしめ固定す
ることにより仮止めしているので、単にコネクタの筒状
接続部を圧入していた従来の場合のように、ろう付け時
までにコネクタが脱落したり、位置ずれを起こし、製品
不良を生ぜしめる、という不都合を防止することができ
る。従って、組付けが簡単で、かつ製造コストを減らす
ことができる。また、かしめ固定による仮止めであるの
で、溶接による仮付けの場合のような追加的な設備や熟
練工を必要とせず、ろう付け工程のライン中の一工程と
して追加することができる。また、コネクタの筒状接続
部の外周面に凹凸溝部を形成することにより、より確実
なかしめ固定を実施することができる（請求項２）。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る熱交換器のコネクタ部を示した
もので、（ａ）はコネクタの平面図、（ｂ）は熱交換器
のヘッダーパイプにコネクタを装着した部分を示す正面
図である。

【図２】この発明の一実施形態に係る熱交換器のコネク
タの仮止めの仕方を示したもので、（ａ）はコネクタの
挿入工程を、（ｂ）はかしめ工程を示した図である。

【図３】この発明の他の実施形態に係る熱交換器のコネ
クタの仮止めの仕方を示したもので、（ａ）はコネクタ
の挿入工程を、（ｂ）はかしめ工程を示した図である。

【図４】この発明の別の実施形態に係る熱交換器のコネ
クタの仮止めの仕方を示した断面図である。

【図５】この発明に係る熱交換器の一例を示す概略正面
図である。

【図６】従来の熱交換器のコネクタ部を示したもので、
（ａ）はコネクタの平面図、（ｂ）は熱交換器のヘッダ
ーパイプにコネクタを圧入する仕方を示した正面図であ
る。

【図７】従来の熱交換器においてコネクタを溶接により
仮止めする仕方を示したもので、（ａ）はコネクタ部の
正面図、（ｂ）はその部分断面図である。

【符号の説明】

２ ヘッダーパイプ ３ 熱交換管 ６ コネクタ ７ 供給管 ８ 排出管 ９ 筒状接続部 １０ 差込受部 １３ かしめ部 １５ 凹凸溝部 ２１ 開口端部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大石 昌道 静岡県庵原郡蒲原町蒲原161 日本軽金属 株式会社蒲原熱交製品工場内 (72)発明者 宮崎 大晴 静岡県庵原郡蒲原町蒲原161 日本軽金属 株式会社蒲原熱交製品工場内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対のへッダーパイプと、これらへッダ
   ーパイプ間に架設される熱交換管と、上記ヘッダーパイ
   プに熱媒体の供給管又は排出管を接続するためのコネク
   タとを具備する熱交換器において、 上記コネクタに、上記ヘッダーパイプの開口端部内に挿
   入可能な筒状接続部を設け、 上記筒状接続部とヘッダーパイプとをかしめ固定すると
   共に、ろう付けしてなる、ことを特徴とする熱交換器。
2. 【請求項２】 請求項１記載の熱交換器において、 上記コネクタの筒状接続部の外周面に、凹凸溝部を形成
   してなる、ことを特徴とする熱交換器。
3. 【請求項３】 一対のへッダーパイプと、これらへッダ
   ーパイプ間に架設される熱交換管と、上記ヘッダーパイ
   プに熱媒体の供給又は排出管を接続するためのコネクタ
   とを具備する熱交換器の製造方法において、 上記コネクタに設けられた筒状接続部を、上記ヘッダー
   パイプの開口端部内に挿入する工程と、 上記ヘッダーパイプと筒状接続部とをかしめ固定する工
   程と、 上記ヘッダーパイプと筒状接続部とをろう付けする工程
   と、を有することを特徴とする熱交換器の製造方法。