JP2006234353A - アルミニウムアキュームレータの溶接構造および溶接方法ならびに熱交換器 - Google Patents
アルミニウムアキュームレータの溶接構造および溶接方法ならびに熱交換器 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】溶接不良を低減でき、かつ生産性の高いアルミニウムアキュームレータの溶接構造および溶接方法ならびに熱交換器を提供する。
【解決手段】ディンプル加工部3aとビーディング加工部3bを有したアルミニウムパイプ4と、アルミニウムアキュームレータ5と、ステンレスパイプ6とから構成され、ステンレスパイプ6はアルミニウムパイプ4のディンプル加工部3aまで挿入され、ステンレスパイプ6を挿入したアルミニウムパイプ4はビーディング加工部3aまでアルミニウムアキュームレータ5へ挿入されて、アルミニウムパイプ4とアルミニウムアキュームレータ5とステンレスパイプ6を重なり合うつなぎ部7の外周で溶接したことにより溶接不良を低減でき、かつ生産性が向上できる。
【選択図】図1
【解決手段】ディンプル加工部3aとビーディング加工部3bを有したアルミニウムパイプ4と、アルミニウムアキュームレータ5と、ステンレスパイプ6とから構成され、ステンレスパイプ6はアルミニウムパイプ4のディンプル加工部3aまで挿入され、ステンレスパイプ6を挿入したアルミニウムパイプ4はビーディング加工部3aまでアルミニウムアキュームレータ5へ挿入されて、アルミニウムパイプ4とアルミニウムアキュームレータ5とステンレスパイプ6を重なり合うつなぎ部7の外周で溶接したことにより溶接不良を低減でき、かつ生産性が向上できる。
【選択図】図1
Description
本発明は、アルミニウムアキュームレータの溶接構造および溶接方法ならびにアルミニウムアキュームレータの溶接構造を備えた熱交換器に関するものである。
一般に、家庭用冷蔵庫などに使用される熱交換器において、アルミニウムアキュームレータとアルミニウムパイプの溶接構造はアルミニウムアキュームレータとアルミニウムパイプのつなぎ部の内周にステンレススリーブを挿入してつなぎ部の外周を溶接するアキュームレータ溶接構造が知られているが、近年、冷蔵庫などの家電製品においては使用冷媒に可燃性冷媒が用いられていることから、内部機能部品である熱交換器においても、溶接部の漏れに対する溶接信頼性向上が求められている。また、一層の低コスト化が図られていることから熱交換器においても生産性が高く低コストな製品が求められている。しかしながら、アルミニウム溶接部は漏れなどの溶接不良が多く発生しやすい構造であることと、それが原因で溶接手直しや再生産が多くなり生産性が悪くなることから低コスト化が困難である。
以上のことから、溶接不良が少なく生産性の高い溶接構造および溶接方法が求められている。
図2は特許文献1に記載された従来のアルミニウムパイプ溶接構造断面図である。
図2に示すように、内部を冷媒2が流動するアルミニウムパイプ4と、アルミニウムアキュームレータ5と、溶接時のアルミニウム溶け込み防止用のステンレススリーブ10とから構成されており、アルミニウムパイプ4の一部には凹み部11が設けられ、この凹み部11の位置までステンレススリーブ10が挿入されている。なお、液冷媒が直接圧縮機への戻ることによる圧縮機故障を防止するということから、アルミニウムパイプ出口4aはアルミニウムアキュームレータ出口5aに直接向かない様にアルミパイプ4は曲げられて、曲げ加工部4bを有している。次にアルミニウムパイプ4はアルミニウムアキュームレータ5へ挿入されたあと、アルミニウムパイプ4とアルミニウムアキュームレータの重なり合うつなぎ部7の外周を溶接したアルミニウムパイプ溶接構造である。
特開2002−188765号公報
しかしながら、上記従来の構成ではアルミニウムアキュームレータ5へアルミニウムパイプ4を挿入するという構造において、挿入するアルミニウムパイプ4には曲げ加工部4bがあることからアルミニウムパイプ4をアルミニウムアキュームレータ5へ挿入する際、アルミニウムアキュームレータ5の端部内径はアルミニウムパイプ4の挿入性を考慮して、アルミパイプ4の外径より充分に広くしなくてはならない。そのため、溶接時にアルミニウムパイプ4とアルミニウムアキュームレータ5との挿入部のクリアランスが大きくなり溶接に適したクリアランスが確保できないということと、溶接時にアルミパイプ4が動きやすくなりズレが生じ易いということから溶接不良が多くなるという問題があった。
さらにアルミパイプ4にズレが生じやすくアルミパイプ4の位置を固定することが困難であるということはアルミニウムパイプ4のアルミニウムアキュームレータ5の内部寸法精度が悪くなるということから、液冷媒の圧縮機への直接の戻り防止目的で設けているアルミパイプ4の曲げ形状を維持するのが困難となり、アルミパイプ先端4aの位置にバラツキが生じて冷媒の流れが安定しないという問題があった。
また、アルミパイプ4の挿入位置を決めるためには挿入位置決め治工具の使用が不可欠であり、治工具取付けやアルミパイプ4の挿入に時間が掛かるということやステンレススリーブ10をアルミニウムパイプ4へ深く挿入したあとに曲げ加工部4bを設けなければならないなど、生産工程や生産工数が必要となるということから製品の生産性向上が困難という問題があった。
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、溶接部の溶接不良の発生を充分に抑制するとともに生産性が高いアルミニウムアキュームレータ溶接構造を提供することを目的とする。
上記従来の課題を解決するために、本発明のアルミニウムアキュームレータの溶接構造は、ディンプル加工部とビーディング加工部を有したアルミニウムパイプと、アルミニウムアキュームレータと、ステンレスパイプの3部品で構成され、ステンレスパイプをアルミニウムパイプのディンプル加工部まで挿入させた後、アルミニウムパイプをビーディング加工部までアルミニウムアキュームレータに挿入して溶接したものである。
これにより、アルミニウムアキュームレータ内のパイプ形状、すなわちステンレスパイプに曲げ形状があっても、アルミニウムパイプとアルミニウムアキュームレータのクリアランスを溶接に適した最低限のクリアランスを確保できるようになり、また溶接時にビーディング加工部が溶けることで溶接に充分なアルミニウム溶け込み量を確保できることから溶接不良低減が可能となる。また、アルミニウムパイプに設けたディンプル加工部及びビーディング加工部にて挿入位置が決まるため、挿入作業性が向上し生産性向上が可能となる。
本発明は、溶接不良を充分低減できるとともに生産性が高いアルミニウムアキュームレータ溶接構造を提供することができる。
請求項1に記載の発明は、ディンプル加工部とビーディング加工部を有したアルミニウムパイプと、アルミニウム管両端を絞り加工して成形されたアルミニウムアキュームレータと、ステンレスパイプとから構成され、前記ステンレスパイプは前記アルミニウムパイプの前記ビーディング加工部まで挿入され、前記アルミニウムパイプは前記アルミニウムパイプの前記ビーディング加工部まで前記アルミニウムアキュームレータへ挿入され、前記アルミニウムパイプと前記アルミニウムアキュームレータと前記ステンレスパイプを重なり合うつなぎ部で溶接したアルミニウムアキュームレータの溶接構造であり、アルミニウムパイプとアルミニウムアキュームレータのクリアランスを最低限にでき溶接に適したクリアランスを確保することが可能となり、アルミパイプのズレも防止できることから溶接不良の低減が可能となる。また、アルミパイプのビーディング加工部により溶接部に充分なアルミニウム量が確保できるためさらに溶接不良の低減が可能となる。また、ディンプル加工部及び各ビーディング加工部にて挿入位置が決まるため、治工具等が不要となることから挿入作業性が向上し生産性が高くできる。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記アルミニウムパイプ外面には、前記ステンレスパイプを固定するカシメ部を設けたものであり、より堅固にステンレスパイプを固定できることから、ステンレスパイプのガタツキやズレの防止が可能となり、溶接不良の低減が可能となる。
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記ステンレスパイプは、曲げ加工部を有したものであり、液冷媒が直接圧縮機へ流れないようにステンレスパイプ出口の向きを調節できることから、圧縮機の信頼性確保が図れる。
請求項4に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記アルミニウムアキュームレータ端面の角は内外とも略直角としたものであり、溶接部に充分なアルミニウム量が確保できることで、さらなる溶接不良の低減が可能となる。
請求項5に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記アルミニウムパイプは、前記ディンプル加工部を同一円周上複数個設けたものであり、ステンレスパイプが傾くこと無く安定し、より確実に位置決めすることができる。
請求項6に記載の発明は、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のアルミニウムアキュームレータの溶接構造を備えた熱交換器であり、溶接不良の低減が可能で生産コスト低減が図れる熱交換器を提供できる。
請求項7に記載の発明は、ディンプル加工部とビーディング加工部を有したアルミニウムパイプと、アルミニウム管両端を絞り加工して成形されたアルミニウムアキュームレータと、ステンレスパイプとから構成され、前記ステンレスパイプは前記アルミニウムパイプの前記ディンプル加工部まで挿入された後、前記アルミニウムパイプは前記アルミニウムパイプの前記ビーディング加工部まで前記アルミニウムアキュームレータ端部へ挿入されて、前記アルミニウムパイプと前記アルミニウムアキュームレータと前記ステンレスパイプを重なり合うつなぎ部で溶接したアルミニウムアキュームレータの溶接方法であり、アルミニウムパイプとアルミニウムアキュームレータのクリアランスを最低限にでき溶接に適したクリアランスを確保することが可能となり、アルミパイプのズレも防止できることから溶接不良の低減が可能となる。また、アルミパイプのビーディング加工部により溶接部に充分なアルミニウム量が確保できるためさらに溶接不良の低減が可能となる。また、ディンプル加工部及びビーディング加工部にて挿入位置が決まるため、治工具等が不要となることから挿入作業性が向上し生産性が高くできる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。従来と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1におけるアルミニウムアキュームレータ溶接構造断面図である。図1においてアルミニウムアキュームレータ溶接構造1は、例えば冷蔵庫の冷凍システム内で使用されるアキュームレータの入口で使用され内部を冷媒2が流動する伝熱管であるディンプル加工部3aとビーディング加工部3bを有したアルミニウムパイプ4と、熱交換器(図示せず)の熱負荷により液冷媒が直接圧縮機(図示せず)へ直接流れないように液冷媒を貯留してガス化した後に圧縮機へ送り込む役割をもつアルミニウムアキュームレータ5と、アルミニウムアキュームレータ5内へ挿入されるステンレスパイプ6とから構成されている。なお、ステンレスパイプ6は溶接時にアルミニウムパイプ4の内部へのアルミニウム溶け込みによるアルミニウムパイプ詰り防止用のステンレススリーブも兼ねた構造となっている。また、ステンレスパイプ出口6aがアルミニウムアキュームレータ出口5aを向いていた場合、液冷媒が圧縮機へ直接戻りやすくなり、それによる圧縮機の故障を引き起こされることを防止するため、ステンレスパイプ出口6aをアルミニウムアキュームレータ内壁11へ向けるようステンレスパイプ6に曲げ加工部6bを設けることが望ましい。なお、アルミニウムパイプのディンプル加工部はステンレスパイプの傾きを抑え位置決めを確実にする為、同一円周上かつ同一間隔に2箇所以上複数箇所設けることが望ましい。なお、ここでいうアルミニウムとは純アルミニウムのほかにアルミニウム合金を含むものとし、ステンレスについては腐食の観点からオーステナイト系を使用することが望ましい。
図1は、本発明の実施の形態1におけるアルミニウムアキュームレータ溶接構造断面図である。図1においてアルミニウムアキュームレータ溶接構造1は、例えば冷蔵庫の冷凍システム内で使用されるアキュームレータの入口で使用され内部を冷媒2が流動する伝熱管であるディンプル加工部3aとビーディング加工部3bを有したアルミニウムパイプ4と、熱交換器(図示せず)の熱負荷により液冷媒が直接圧縮機(図示せず)へ直接流れないように液冷媒を貯留してガス化した後に圧縮機へ送り込む役割をもつアルミニウムアキュームレータ5と、アルミニウムアキュームレータ5内へ挿入されるステンレスパイプ6とから構成されている。なお、ステンレスパイプ6は溶接時にアルミニウムパイプ4の内部へのアルミニウム溶け込みによるアルミニウムパイプ詰り防止用のステンレススリーブも兼ねた構造となっている。また、ステンレスパイプ出口6aがアルミニウムアキュームレータ出口5aを向いていた場合、液冷媒が圧縮機へ直接戻りやすくなり、それによる圧縮機の故障を引き起こされることを防止するため、ステンレスパイプ出口6aをアルミニウムアキュームレータ内壁11へ向けるようステンレスパイプ6に曲げ加工部6bを設けることが望ましい。なお、アルミニウムパイプのディンプル加工部はステンレスパイプの傾きを抑え位置決めを確実にする為、同一円周上かつ同一間隔に2箇所以上複数箇所設けることが望ましい。なお、ここでいうアルミニウムとは純アルミニウムのほかにアルミニウム合金を含むものとし、ステンレスについては腐食の観点からオーステナイト系を使用することが望ましい。
以上のように構成されたアルミニウムアキュームレータ溶接構造1について、以下その構造、作用を説明する。
まず、アルミニウムパイプ4の内周にステンレスパイプ6を挿入する。このときステンレスパイプ6をアルミニウムパイプ4のディンプル加工部3aと一致する位置まで挿入する。ステンレスパイプ6のアルミニウムパイプ4への挿入部外径は、挿入するアルミニウムパイプ4の内径より0.2〜0.8mm程度小さくすることで、アルミニウム溶け込み防止として溶接に適当なクリアランスを確保でき溶接不良低減につながる。またステンレスパイプ6のガタツキやズレも防止できるとともにステンレスパイプ6の挿入性を確保できることから作業時間が低減でき生産性向上が可能となる。なお、挿入後アルミニウムパイプ4の外面を変形させる、あるいはディンプルなどの窪みを設けるなど、すなわちカシメ部9を設け、より強固に固定してもよい。
さらに次にステンレスパイプ6を挿入したアルミニウムパイプ4のビーディング加工部3bをアルミニウムアキュームレータ5の端面と一致するまで挿入し、アルミニウムパイプ4とアルミニウムアキュームレータ5とステンレスパイプ6とを重ね合わせる。アルミニウムアキュームレータ5のアルミパイプ4を挿入する部分の内径は、挿入するアルミニウムパイプ4の外径より0.05〜0.15mm程度大きくすることにより、アルミニウムパイプ4の挿入性と溶接時の信頼性向上が両立できる。なお、アルミニウムアキュームレータ5の端面は溶接時のアルミニウム量確保のため、内外とも面取りを設けず、角は内外とも略直角とするのが望ましい。また、アルミニウムアキュームレータ5のアルミパイプ4の挿入部分外面を変形させる、あるいはディンプルなどの窪みを設けるなどして、より強固に固定してもよい。
次に重ね合わせたつなぎ部7の外周を溶接する。これらにより溶接部に充分なアルミニウム量が確保できるため溶接不良の低減が可能となる。また溶接不良低減効果は溶接手直しや再生産などの低減も図れるため生産性向上が可能となる。また、溶接不良が原因での冷媒漏れも低減することができることから、イソブタンやプロパンなどの可燃性冷媒を使用する場合の冷媒漏れによる発火の危険性も低減することができる。
以上のように、本発明にかかるアルミニウムアキュームレータ溶接構造および溶接方法は、溶接不良を充分低減できるとともに冷凍機油の円滑な流れが可能となるので、アルミニウムを主体とした冷凍冷蔵および空調用、自動車用、給湯器用の熱交換器等の用途にも適用できる。
1 アルミニウムアキュームレータ溶接構造
3a ディンプル加工部
3b ビーディング加工部
4 アルミニウムパイプ
5 アルミニウムアキュームレータ
6 ステンレスパイプ
7 つなぎ部
9 カシメ部
3a ディンプル加工部
3b ビーディング加工部
4 アルミニウムパイプ
5 アルミニウムアキュームレータ
6 ステンレスパイプ
7 つなぎ部
9 カシメ部
Claims (7)
- ディンプル加工部とビーディング加工部を有したアルミニウムパイプと、アルミニウム管両端を絞り加工して成形されたアルミニウムアキュームレータと、ステンレスパイプとから構成され、前記ステンレスパイプは前記アルミニウムパイプの前記ディンプル加工部まで挿入され、前記アルミニウムパイプは前記アルミニウムパイプの前記ビーディング加工部まで前記アルミニウムアキュームレータ端部へ挿入され、前記アルミニウムパイプと前記アルミニウムアキュームレータと前記ステンレスパイプが重なり合うつなぎ部で溶接したアルミニウムアキュームレータの溶接構造。
- 前記アルミニウムパイプ外面には、前記ステンレスパイプを固定するカシメ部を設けたことを特徴とした請求項1に記載のアルミニウムアキュームレータの溶接構造。
- 前記ステンレスパイプは、曲げ加工部を有したことを特徴とした請求項1に記載のアルミニウムアキュームレータの溶接構造。
- 前記アルミニウムアキュームレータ端面の角は内外とも略直角としたことを特徴とした請求項1に記載のアルミニウムアキュームレータの溶接構造。
- 前記アルミニウムパイプは、前記ディンプル加工部を同一円周上に複数個設けたことを特徴とした請求項1に記載のアルミニウムアキュームレータの溶接構造。
- 請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のアルミニウムアキュームレータの溶接構造を備えた熱交換器。
- ディンプル加工部とビーディング加工部を有したアルミニウムパイプと、アルミニウム管両端を絞り加工して成形されたアルミニウムアキュームレータと、ステンレスパイプとから構成され、前記ステンレスパイプは前記アルミニウムパイプの前記ディンプル加工部まで挿入された後、前記アルミニウムパイプは前記アルミニウムパイプの前記ビ−ディング加工部まで前記アルミニウムアキュームレータ端部へ挿入され、前記アルミニウムパイプと前記アルミニウムアキュームレータと前記ステンレスパイプが重なり合うつなぎ部で溶接したアルミニウムアキュームレータ溶接方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005052838A JP2006234353A (ja) | 2005-02-28 | 2005-02-28 | アルミニウムアキュームレータの溶接構造および溶接方法ならびに熱交換器 |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007093035A (ja) * | 2005-09-27 | 2007-04-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | アルミニウムアキュームレータの溶接構造および溶接方法ならびに熱交換器 |
CN103900306A (zh) * | 2014-04-18 | 2014-07-02 | 东莞市金瑞五金制品有限公司 | 压缩机储液器 |
CN104722937A (zh) * | 2015-04-02 | 2015-06-24 | 芜湖三花制冷配件有限公司 | 一种空调储液器内部小钢管的装配方法 |
-
2005
- 2005-02-28 JP JP2005052838A patent/JP2006234353A/ja active Pending
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