JP2011202672A

JP2011202672A - 接合体とそれを有する熱交換器

Info

Publication number: JP2011202672A
Application number: JP2010067620A
Authority: JP
Inventors: Machiko Kida; 真智子木田; Masaki Sunada; 正樹砂田
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2010-03-24
Filing date: 2010-03-24
Publication date: 2011-10-13

Abstract

【課題】品質が確保され、工数が削減出来、生産性の良い、低コストでリサイクル性に優れた接合体を提供する。
【解決手段】接合体１は、端部５ａに先細り状テーパー部１１を介して縮径部４が形成された銅管２と、内径が縮径部４の外径より大きく且つ先細り状テーパー部１１の最大外径と略同じアルミニウム管３との接合体１であって、アルミニウム管３の管端部５ｃが先細り状テーパー部１１の外面に当接するまで銅管２の縮径部４がアルミニウム管３内に挿入された状態で、アルミニウム管３が銅管２に外嵌めされてアルミニウム管３の管端部５ｃが銅管２の先細り状テーパー部１１の外面と共晶接合６されており、銅管２の縮径部４の端部５ａが所定長さにわたってアルミニウム管３に覆われずにアルミニウム管３のアルミニウム管端部５ｂから露出させた構成をしている。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば冷蔵庫用冷凍サイクルの冷媒が流通する熱交換器用配管の接続装置に用いる接合体とそれを有する熱交換器に関するものである

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との溶接は、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面に、ステンレススリーブの外周面を接触させて、つなぎ部の外周を溶接するのが一般的である（例えば、特許文献１を参照）。

近年、冷蔵庫などの家電製品においては一層の低コスト化が図られており、また、使用冷媒も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、低コスト化かつ溶接信頼性向上が求められている。

しかしながら、アルミニウム溶接部は溶接不良が多く発生し、手直しや再生産が必要となり、生産コストの低減が困難である。また、別の問題として、アキュームレータ出口の溶接においては、溶接不良低減を優先すると、冷凍機油の圧縮機への流れが妨害されるような構造となり、冷凍機油不足による圧縮機の信頼性悪化が懸念されている。

以下、図面を参照しながら上記従来の接続装置を説明する。図４は、従来の接続装置の接合体の要部断面図である。

図４に示すように、従来の接合体１０１は、端部に先細り状テーパー部１１１を介して縮径部１０４が形成された銅管１０２と、銅管１０２の縮径部１０４に外嵌めされた第１のアルミニウム管１０３と、端部の内径と外径が第１のアルミニウム管１０３と略同一の第２のアルミニウム管１１２と、外周面が第１のアルミニウム管１０３と第２のアルミニウム管１１２とのつなぎ部の内周面に接触するように設けられるスリーブ１１０とから構成されている。スリーブ１１０には、第１、第２のアルミニウム管１０３，１１２同士の継ぎ目にＴＩＧ溶接１０８又はＭＩＧによる管内への溶材の垂れ込みや素材の溶け込みを防ぐ為に異金属製のスリーブ１１０が用いられる。

特開平７−１８５８８９号公報

しかしながら、上記従来の構成では、第１、第２のアルミニウム管１０３，１１２同士の継ぎ目にＴＩＧ溶接１０８又はＭＩＧによる管内への溶材の垂れ込みや素材の溶け込みを防ぐ為に異金属製のスリーブ１１０を必要としており、このスリーブ１１０の位置決め、取り付けに工数がかかり生産性が悪く、コストがかかり、またリサイクルに手間がかかる課題があった。

本発明は、上記課題に鑑み、品質が確保され、工数が削減出来、生産性の良い、低コストでリサイクル性に優れた接合体を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の接合体は、端部に先細り状テーパー部を介して縮径部が形成された銅管と、内径が前記縮径部の外径より大きく且つ前記先細り状テーパー部の最大外径と略同じアルミニウム管との接合体であって、前記アルミニウム管の管端部が前記先細り状テーパー部の外面に当接するまで前記銅管の前記縮径部が前記アルミニウム管内に挿入された状態で、前記アルミニウム管が前記銅管に外嵌めされて前記アルミニウム管の前記管端部が前記銅管の前記先細りテーパー部の外面と共晶接合されており、前記銅管の前記縮径部の前記端部が所定長さにわたって前記アルミニウム管に覆われずに前記アルミニウム管の前記管端部から露出しているのである。

上記構成において、銅管の縮径部がＴＩＧ溶接又はＭＩＧ時の管内への溶材の垂れ込みや素材の溶け込みを防ぐ異金属製のスリーブの代わりになり、スリーブが不要になる。したがって、品質が確保され、工数が削減出来、生産性の良い、低コストでリサイクル性がよい接合体となる。

また、本発明のアルミニウムアキュームレータ接合体は、上記本発明の接合体と、端部の内径と外径が前記接合体におけるアルミニウム管と略同一のアルミニウムアキュームレータとのアルミニウムアキュームレータ接合体であって、前記アルミニウムアキュームレータの端部と前記アルミニウム管の端部が略当接するまで前記アルミニウムアキュームレータの端部内に銅管の縮径部の端部が挿入されて、前記アルミニウムアキュームレータの端部と前記アルミニウム管の前記端部とがＴＩＧ溶接又はＭＩＧにより接続されているのである。

上記構成において、銅管の縮径部がＴＩＧ溶接又はＭＩＧ時の管内への溶材の垂れ込みや素材の溶け込みを防ぐ異金属製のスリーブの代わりになり、スリーブが不要になる。したがって、品質が確保され、工数が削減出来、生産性の良い、低コストでリサイクル性がよいアルミニウムアキュームレータ接合体となる。

本発明の接合体は、品質が確保され、工数が削減出来、生産性の良い、低コストでリサイクル性を良くすることが出来る。

本発明の実施の形態１における接合体の断面図本発明の実施の形態２におけるアルミニウムアキュームレータ接合体の断面図本発明の実施の形態３における熱交換器の構成図従来の接合体の断面図

第１の発明は、端部に先細り状テーパー部を介して縮径部が形成された銅管と、内径が前記縮径部の外径より大きく且つ前記先細り状テーパー部の最大外径と略同じアルミニウム管との接合体であって、前記アルミニウム管の管端部が前記先細り状テーパー部の外面に当接するまで前記銅管の前記縮径部が前記アルミニウム管内に挿入された状態で、前記アルミニウム管が前記銅管に外嵌めされて前記アルミニウム管の前記管端部が前記銅管の前記先細りテーパー部の外面と共晶接合されており、前記銅管の前記縮径部の前記端部が所定長さにわたって前記アルミニウム管に覆われずに前記アルミニウム管の前記管端部から露出していることを特徴とする接合体である。

第２の発明は、第１の発明の接合体と、端部の内径と外径が前記接合体におけるアルミニウム管と略同一のアルミニウムアキュームレータとのアルミニウムアキュームレータ接合体であって、前記アルミニウムアキュームレータの端部と前記アルミニウム管の端部が略当接するまで前記アルミニウムアキュームレータの端部内に銅管の縮径部の端部が挿入されて、前記アルミニウムアキュームレータの端部と前記アルミニウム管の前記端部とがＴＩＧ溶接又はＭＩＧにより接続されていることを特徴とするアルミニウムアキュームレータ接合体である。

第３の発明は、第１の発明の接合体または第２の発明のアルミニウムアキュームレータ接合体を備えたことを特徴とするアルミニウム製の熱交換器である。

これにより、品質が確保され、工数が削減出来、生産性の良い、低コストでリサイクル性がよいアルミニウム製の熱交換器となる。

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。なお、この実施の形態によって本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における接合体の断面図を示すものである。

図１に示すように、本実施の形態の接合体１は、端部５ａに先細り状テーパー部１１を介して縮径部４が形成された銅管２と、内径が縮径部４の外径より大きく且つ先細り状テーパー部１１の最大外径と略同じアルミニウム管３との接合体１である。

そして、アルミニウム管３の管端部５ｃが先細り状テーパー部１１の外面に当接するまで銅管２の縮径部４がアルミニウム管３内に挿入された状態で、アルミニウム管３が銅管２に外嵌めされてアルミニウム管３の管端部５ｃが銅管２の先細り状テーパー部１１の外面と共晶接合６されている。そして、銅管２の縮径部４の端部５ａが所定長さにわたってアルミニウム管３に覆われずにアルミニウム管３のアルミニウム管端部５ｂから露出させた構成をしている。

以上のように構成された本実施の形態の接合体１について以下、その製造方法と作用を説明する。

まず、アルミニウム管３の管端部５ｃが先細り状テーパー部１１の外面に当接するまで銅管２の縮径部４をアルミニウム管３内に挿入して、アルミニウム管３を銅管２に外嵌めし、アルミニウム管３の管端部５ｃを銅管２の先細り状テーパー部１１の外面と共晶接合６する。このとき銅管２の縮径部４の銅管端部５ａが所定長さにわたってアルミニウム管３に覆われずにアルミニウム管３のアルミニウム管端部５ｂから露出している。

また、銅管２の縮径部４の端部５ａが相手接続アルミニウム管の内径にアルミニウム管３のアルミニウム管端部５ｂが相手接続アルミニウム管の端部に当接するまで挿入される。銅管２の縮径部４の銅管端部５ａが所定長さにわたって構成されていることによって挿入代が確保され寸法を出しやすくすることが出来、位置決めの冶具が不要となる。

また、相手接続アルミニウム管の内径部に銅管２の縮径部４の銅管端部５ａが所定長さにわたって挿入されるので、従来アルミニウム同士の接合ではＴＩＧ溶接８（又はＭＩＧ）時、管内への溶材の垂れ込み防止や素材の溶け込みを防止する目的で必要であった異金属製のスリーブ１１０の代わりとなるので、スリーブ１１０が不要となる。

以上のように、本実施の形態の接合体１は、端部に先細り状テーパー部１１を介して縮径部４が形成された銅管２と、内径が縮径部４の外径より大きく且つ先細り状テーパー部１１の最大外径と略同じアルミニウム管３との接合体１であって、アルミニウム管３の管端部５ｃが先細り状テーパー部１１の外面に当接するまで銅管２の縮径部４がアルミニウム管３内に挿入された状態で、アルミニウム管３が銅管２に外嵌めされてアルミニウム管３の管端部５ｃが銅管２の先細りテーパー部１１の外面と共晶接合６されており、銅管２の縮径部４の管端部５ａが所定長さにわたってアルミニウム管３に覆われずにアルミニウム管３の管端部５ｂから露出している。

上記構成において、銅管２の縮径部４がＴＩＧ溶接又はＭＩＧ時の管内への溶材の垂れ込みや素材の溶け込みを防ぐ異金属製のスリーブの代わりになり、スリーブが不要になる。したがって、品質が確保され、工数が削減出来、生産性の良い、低コストでリサイクル性がよい接合体１となる。

（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２におけるアルミニウムアキュームレータ接合体の断面図を示すものである。

図２に示すように、本実施の形態のアルミニウムアキュームレータ接合体１２は、実施の形態１の接合体１と、端部の内径と外径がアルミニウム管３と略同一のアルミニウムアキュームレータ７とのアルミニウムアキュームレータ接合体１２であって、アルミニウムアキュームレータ７の端部とアルミニウム管３の端部５ｂが略当接するまでアルミニウムアキュームレータ７の端部に銅管２の縮径部４の端部５ａが挿入されて、アルミニウムアキュームレータ７の端部とアルミニウム管３の端部５ｂとがＴＩＧ溶接８（又はＭＩＧ）により接続されて構成している。

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接合体１２について以下、その作用を説明する。

まず、アルミニウムアキュームレータ７の端部とアルミニウム管３の端部５ｂが略当接するまでアルミニウムアキュームレータ７の端部に銅管２の縮径部４の端部５ａが挿入される。

銅管２の縮径部４の銅管端部５ａが所定長さにわたって構成されていることによって挿入代が確保され寸法を出しやすくすることが出来、位置決めの冶具が不要となる。また、アルミニウムアキュームレータの端部の内径部に銅管２の縮径部４の銅管端部５ａが所定長さにわたって挿入されるので、従来アルミニウム同士の接合ではＴＩＧ溶接８銅管２の縮径部４の銅管端部５ａが所定長さにわたって構成されていることによって挿入代が確保され寸法を出しやすくすることが出来、位置決めの冶具が不要となる。

また、アルミニウムアキュームレータの端部の内径部に銅管２の縮径部４の銅管端部５ａが所定長さにわたって挿入されるので、従来アルミニウム同士の接合ではＴＩＧ溶接８（又はＭＩＧ）時、管内への溶材の垂れ込み防止や素材の溶け込みを防止する目的で必要であった異金属製のスリーブ１１０の代わりとなるので、スリーブ１１０が不要となる。溶接時、管内への溶材の垂れ込み防止や素材の溶け込みを防止する目的で必要であった異金属製のスリーブ１１０の代わりとなるので、スリーブ１１０が不要となる。

以上のように、本実施の形態のアルミニウムアキュームレータ接合体１２は、実施の形態１の接合体１と、端部の内径と外径が接合体１におけるアルミニウム管３と略同一のアルミニウムアキュームレータ７とのアルミニウムアキュームレータ接合体１２であって、アルミニウムアキュームレータ７の端部とアルミニウム管３の管端部５ｂが略当接するまでアルミニウムアキュームレータ７の端部内に銅管２の縮径部４の管端部５ａが挿入されて、アルミニウムアキュームレータ７の端部とアルミニウム管３の管端部５ｂとがＴＩＧ溶接８又はＭＩＧにより接続されている。

上記構成において、銅管２の縮径部４がＴＩＧ溶接８又はＭＩＧ時の管内への溶材の垂れ込みや素材の溶け込みを防ぐ異金属製のスリーブの代わりになり、スリーブが不要になる。したがって、品質が確保され、工数が削減出来、生産性の良い、低コストでリサイクル性がよいアルミニウムアキュームレータ接合体１２となる。

（実施の形態３）
図３は、本発明の実施の形態３における熱交換器の構成図を示すものである。

図３において、アルミニウムアキュームレータの接続体１２を接続させた熱交換器９である。

以上のように構成された熱交換器９について以下その作用を説明する。

まず、直管部１３ａ及び曲管部１３ｂが連続する蛇行状に曲げ加工され、外表面に固定されたアルミニウムフィン１４で構成させた熱交換器にアルミニウムアキュームレータ接続体１２を熱交換器９から出ているアルミニウム冷媒管１３とＴＩＧ溶接８（又はＭＩＧ）等により接続させた構造である。また、異金属製のスリーブ１１０を使わないのでリサイクル時の分別が容易な熱交換器となる。

以上のように、本実施の形態の熱交換器９は、実施の形態２のアルミニウムアキュームレータ接合体１２を備えたアルミニウム製の熱交換器９であるので、品質が確保され、工数が削減出来、生産性の良い、低コストなでリサイクル性の良い熱交換器９となる。

以上のように、本発明にかかる熱交換器は品質が確保され、工数が削減出来、生産性の良い、低コストな熱交換器を提供することが出来るので、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接合体
２銅管
３アルミニウム管
４縮菅部
５ａ管端部
５ｂ管端部
５ｃ管端部
６共晶接合
７アルミニウムアキュームレータ
８ＴＩＧ溶接
９熱交換器
１１先細りテーパー部
１２アルミニウムアキュームレータ接合体

Claims

端部に先細り状テーパー部を介して縮径部が形成された銅管と、内径が前記縮径部の外径より大きく且つ前記先細り状テーパー部の最大外径と略同じアルミニウム管との接合体であって、前記アルミニウム管の管端部が前記先細り状テーパー部の外面に当接するまで前記銅管の前記縮径部が前記アルミニウム管内に挿入された状態で、前記アルミニウム管が前記銅管に外嵌めされて前記アルミニウム管の前記管端部が前記銅管の前記先細りテーパー部の外面と共晶接合されており、前記銅管の前記縮径部の前記端部が所定長さにわたって前記アルミニウム管に覆われずに前記アルミニウム管の前記管端部から露出していることを特徴とする接合体。
請求項１に記載の接合体と、端部の内径と外径が前記接合体におけるアルミニウム管と略同一のアルミニウムアキュームレータとのアルミニウムアキュームレータ接合体であって、前記アルミニウムアキュームレータの端部と前記アルミニウム管の端部が略当接するまで前記アルミニウムアキュームレータの端部内に銅管の縮径部の端部が挿入されて、前記アルミニウムアキュームレータの端部と前記アルミニウム管の前記端部とがＴＩＧ溶接又はＭＩＧにより接続されていることを特徴とするアルミニウムアキュームレータ接合体。
請求項１に記載の接合体または請求項２に記載のアルミニウムアキュームレータ接合体を備えたことを特徴とするアルミニウム製の熱交換器。