JP2688037B2 - アルミニウム製熱交換器及びその製造方法 - Google Patents

アルミニウム製熱交換器及びその製造方法

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    • F28D1/0391Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits a single plate being bent to form one or more conduits

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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車用ラ
ジエータ、コンデンサ等のアルミニウム製熱交換器及び
その製造方法に関するものである。 【0002】 【従来の技術】従来、この種のアルミニウム製熱交換器
としては、例えば特開昭55−126365号公報等に
開示されるように、溶接チューブを使用したものが知ら
れている。これを図に基づいて説明する。図におい
て、1は断面形状が略θ状を為すアルミニウム製熱交換
溶接チューブである。 【0003】この溶接チューブ1は、例えば次のように
して製造される。先ず、表面にろう材をクラッドしたア
ルミニウム製板材2を、例えば図(a)及び(b)に
示すように、ロールホーミングによって、2段階に分け
てその両側部3,3を同一方向に略90度に折り曲げ
る。次いで、このアルミニウム製板材2を図示しない曲
げ加工機を用いて偏平チューブ状に折り曲げ、上記両側
部3,3を当接せしめた状態で内側に突出させる。この
状態で治具により固定する。或いは、フィンとチューブ
を交互に組み付け座板の嵌合孔に嵌合して熱交換器コア
として治具に固定する。そして、加熱炉中に搬入し、加
熱炉中で常法に従って加熱し、接合する部位をろう付け
する。 【0004】尚、このろう付け方法は、非腐食性フラッ
クスを用いる方法が好適であるが、通常の真空ろう付け
方法であっても良い。斯くして、製造されたアルミニウ
ム製熱交換器溶接チューブ1は、図に示すように、
溶接部5がアルミニウム製板材2の両側部3,3を内部
に突出した形状を為し、フィン材と組み合わせることに
よってアルミニウム製熱交換器のコアを形成することが
できる。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】然し、この従来方法に
よって製造されたアルミニウム製熱交換器において、
ルミニウム製熱交換器用溶接チューブ1は、図に示す
ように、両側部3,3のR部4,4が、アルミニウム製
板材2の板厚と同じRとなってしまうため、溶接部5の
外側に断面形状が略三角形状を為す凹溝6が形成され
る。 【0006】従って、このアルミニウム製熱交換器
接チューブ1を用いて、熱交換器コアを形成すると、上
記凹溝6があるために座板7の嵌合孔8との間に隙間が
形成され、座板7とのろう付け時にろう溜まりが形成さ
れず、ろう付け不良による液洩れを起こす虞がある。こ
のため、図に示す如く、座板7に凹溝6を塞ぐように
突起9を設け、アルミニウム製熱交換器溶接チューブ
1の形状に沿った嵌合孔8’を形成すると、突起9が変
形し、アルミニウム製熱交換器溶接チューブ1が嵌合
できなくなる虞がある。従って、突起9が変形しないよ
うにするため、座板7の管理に手数が掛かる。 【0007】又、従来のアルミニウム製熱交換器溶接
チューブ1は、両側部3,3の先端面が対向する壁面1
0から離れているため、図に示すように、壁面10が
両側部3,3の先端方向へ凹んでしまう。この凹みによ
って、座板7の嵌合孔8とのろう付け不良が誘発され、
座板部での液洩れが発生し易くなる。本発明は斯かる従
来の問題点を解決するために為されたもので、その目的
は、溶接部でのR形状を略直角として外側の凹溝を極力
小さくして座板の嵌合孔に挿入したとき座板嵌合孔とチ
ューブの凹溝の間のろう溜まりを形成し易いものとする
と共に、溶接部を対向する壁面と当接させることによっ
て、対向する壁面の凹みを防止することができるアルミ
ニウム製熱交換器及びその製造方法を提供することにあ
る。 【0008】 【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、表面
にろう材がクラッドされたアルミニウム製板材を、ロー
ルホーミングによってその両側部を同一方向に折り曲
げ、次いで、両側部を当接した状態で内側に突出させた
後、該当接部を当接して成る断面形状が略θ状を為す
接チューブを、コア組後に座板の嵌合孔に挿入し、一体
的にろう付けして成る熱交換器において、前記溶接チュ
ーブは、表面にろう材がクラッドされたアルミニウム製
板材の両側部、曲げ部形成用突縁間のロール面がアル
ミニウム製板材の両側部の折曲方向に中凸となるロール
によ成形すると共にロール面が略直角となるロールに
り成形し、その曲げ部のRを板厚以下とると共に略
直角に折曲、且つ、その先端面対向壁面に当接させ
ており、コア組後に座板の嵌合孔に挿入されて一体的に
ろう付けされて成ることを特徴とするものである。 【0009】請求項2の発明は、表面にろう材がクラッ
ドされたアルミニウム製板材を、ロールホーミングによ
ってその両側部を同一方向に折り曲げ、次いで、両側部
を当接した状態で内側に突出させた後、該当接部を当接
して成る断面形状が略θ状を為す溶接チューブを、コア
組後に座板の嵌合孔に挿入し、一体的にろう付けする熱
交換器を製造する方法において、表面にろう材がクラッ
ドされたアルミニウム製板材を、ロールホーミングによ
ってその両側部を同一方向に略直角に折り曲げるに際
し、少なくとも3段階に分けてロールホーミングすると
共にその最終段階以前の段階で曲げ部形成用突縁間のロ
ール面がアルミニウム製板材の両側部の折曲方向に中凸
となるロールを用い、その後、その先端面を対向壁面に
当接させ、コア組後に座板の嵌合孔に挿入して一体的に
ろう付けすることを特徴とするものである。 【0010】請求項3の発明は、請求項2記載の熱交換
を製造する方法において、1段階目のロールホーミン
グによる曲げ角度が最も大きいことを特徴とするもので
ある。請求項4の発明は、請求項2記載の熱交換器を製
造する方法において、最終段階のロールホーミングによ
り両側部を略直角に曲げると共に両側部間を平面にする
ことを特徴とするものである。 【0011】(作用) 請求項1の発明においては、表面にろう材がクラッドさ
れたアルミニウム製板材の両側部の曲げ部のRを板厚以
下に成形し略直角に折曲したものであるから、溶接部の
外側に形成される凹溝が極めて小さくなり、座板の嵌合
孔に挿入した時に形成される隙間が小さくなり、座板と
アルミニウム製熱交換器溶接チューブとのろう付け時
に座板及びアルミニウム製板材にクラッドされたろう材
がこの部位に溜まり易くなる。そのため、ろう付け不良
を起こす虞がなくなる。又、溶接部を形成するアルミニ
ウム製板材の両側部の先端面が対向する壁面に当接され
ているから、座板の嵌合孔に挿入した後に、外力を受け
て凹むことがなくなり、座板の嵌合孔とのろう付け精度
が向上する。 【0012】又、請求項2乃至請求項4の発明によれ
ば、ロールホーミングによってろう材のクラッドされた
アルミニウム製板材の両端部を同一方向に略直角に折り
曲げるに際し、少なくとも3段階に分けて行なうと共に
最終段階以前の段階で曲げ部形成用突縁間のロール面が
前記両端部の折り曲げ方向に中凸となるロールを用いる
ため、アルミニウム製板材の両側部の曲げ部が曲げ部形
成用突縁と曲げ部形成用隅角部により加工され、曲げ部
のRが板厚以下に形成されることになり、両側部を当接
させ、その先端部を対向壁面に当接した時にその外側に
できる継目部の凹溝が殆どなくなる。 【0013】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図1は請求項1の発明の実施形態
に係るアルミニウム製熱交換器(請求項1)の要部を示
す。本実施形態では、熱交換器コアを形成するフィンが
省略されている。 図において、20は溶接チューブを示
す。この溶接チューブ20は、断面形状が略θ状を為
し、曲げ部35,35のRはアルミニウム製板材30の
板厚以下のRに成形されており、両壁面22,23の略
中央部にクラッドされたろう材による溶接部21が、
ア組後に座板25の嵌合孔26に挿入されて一体的に
成される。 【0014】この溶接部21は、一方の壁面22を形成
する表面にろう材がクラッドされたアルミニウム製板材
30の両側部31,31を、例えば図に示すように、
曲げ部形成用突縁401,401、411,411間の
ロール面がアルミニウム製板材30の両側部31,31
の折曲方向に中凸となるように凹部402,凸部40
6、凹部412,凸部416の設けられたロール40
A,40B、41A,41Bによる成形後に、ロール面
が平面部422の両側に曲げ部形成用突縁421,42
1、平面部426の両側に曲げ部成形用隅角部425,
425が直角に設けられたロール42A,42Bによっ
て成形される。ロール40A,40B,41A,41B
では、曲げ部形成用突縁401,411と曲げ部形成用
隅角部402,412により両側部31,31の曲げ部
35,35のRを板厚以下に形成し、ロール42A,4
2Bにより同一方向に略直角に折曲し、両側部31,3
1を当接し、且つ、両側部31,31のアルミニウム製
板材30の端面である先端面32,32が対向壁面23
に当接して、コア組後に座板25の嵌合孔26に挿入さ
れて一体的にろう付けすることにより形成されている。 【0015】尚、溶接部21は、両側部31,31の当
接部33と、両側部31,31のアルミニウム製板材3
0の端面である先端面32と壁面23とを一体的にろう
付けすることにより形成されている。斯くして構成され
たアルミニウム製熱交換器は、例えば図のように、
接チ ューブ20が、座板25の嵌合孔26内に挿入さ
、溶接部21の外側における継目部27が殆ど面一と
なっているため、ろう付け時にろう材が十分に行き渡っ
てろう付け不良を起こすことがない。又、溶接部21の
両側部31,31のアルミニウム製板材30の端面であ
る先端面32が対向する壁面23と当接しているため、
壁面23を内側へ凹まないようにする。そのため、座板
25の嵌合孔26に挿入した時に外力によって壁面23
が内側へ凹むのを阻止することができる。 【0016】次に、図1に示すアルミニウム製熱交換器
の製造方法について説明する(請求項2乃至請求項
4)。先ず、表面にろう材をクラッドした長尺のアルミ
ニウム製板材30を用意する。次いで、このアルミニウ
ム製板材30を、図(a)に示すように、45度の曲
げ角度を有するロールホーミング用の一対の中凸のロー
ル40A,40Bを用いてその両側部31,31を一次
曲げ加工する。ここで、ロール40Aのロール面には、
両側部に45度の曲げ角度を有する曲げ部形成用突縁4
01,401が形成されると共に両曲げ部形成用突縁4
01,401間には断面弧状の凹部402が形成されて
いる。ロール40Bのロール面には、45度の曲げ角度
を有する曲げ部形成用突縁401,401とアルミニウ
ム製板材30を介して噛合する曲げ部形成用隅角部40
5,405が形成されると共に両曲げ部形成用隅角部4
05,405間には断面弧状の凸部406が形成されて
いる。 【0017】従って、このアルミニウム製板材30は、
ロールホーミング用の一対の中凸のロール40A,40
Bの45度の曲げ角度を有する曲げ部形成用突縁40
1,401と曲げ部形成用隅角部405,405とが噛
合することによって、両側部31,31に同一方向に4
5度折り曲げた曲げ部とすることができると共に、曲げ
部35aのRを従来の加工より小さく加工できる。 【0018】次に、図(b)に示すように、70度の
曲げ角度を有するロールホーミング用の中凸のロール4
1A,41Bを用いてその両側部31,31を二次曲げ
加工する。ここで、ロール41Aのロール面には、両側
部に70度の曲げ角度を有する曲げ部形成用突縁41
1,411が形成されると共に両曲げ部形成用突縁41
1,411間には断面弧状の凹部412が形成されてい
る。ロール41Bのロール面には、70度の曲げ角度を
有する曲げ部形成用突縁411,411とアルミニウム
製板材30を介して噛合する曲げ部形成用隅角部41
5,415が形成されると共に両曲げ部形成用隅角部4
15,415間には断面弧状の凸部416が形成されて
いる。 【0019】従って、図(a)に示すアルミニウム製
板材30は、ロールホーミング用の一対の中凸のロール
41A,41Bの70度の曲げ角度を有する曲げ部形成
用突縁411,411と曲げ部形成用隅角部415,4
15とが噛合することによって、両側部31,31に同
一方向に70度折り曲げた折曲部とすることができると
共に、曲げ部35bのRを曲げ部35aより更に小さく
加工できる。 【0020】更に、図(c)に示すように、90度の
曲げ角度を有するロールホーミング用のロール42A,
42Bを用いてその両側部31,31を略90度に折り
曲げる。ここで、ロール42Aのロール面には、両側部
に90度の曲げ角度を有する曲げ部形成用突縁421,
421が形成されると共に両曲げ部形成用突縁421,
421間には平面部422が形成されている。ロール4
2Bのロール面には、90度の曲げ角度を有する曲げ部
形成用突縁421,421とアルミニウム製板材30を
介して噛合する曲げ部形成用隅角部425,425が形
成されると共に両曲げ部形成用隅角部425,425間
には平面部426が形成されている。 【0021】従って、図(b)に示すアルミニウム製
板材30は、ロールホーミング用の一対のロール42
A,42Bの90度の曲げ角度を有する曲げ部形成用突
縁421,421と曲げ部形成用隅角部425,425
とが噛合することによって、両側部31,31に同一方
向に90度折り曲げた折曲部とすると共に、曲げ部形成
用突縁421,421と曲げ部形成用隅角部425,4
25との間のアルミニウム製板材30を平面部422,
426によって平面状に成形することができる。 【0022】この3段階の曲げ加工によって、図に示
すように、アルミニウム製板材30の両側部31,31
は、その曲げ部35,35のRが板厚以下となり、その
曲がり部分が殆ど90度になっている。次いで、このよ
うに曲げ加工されたアルミニウム製板材30は、常法に
従って両側部31,31を同一方向に折り曲げて、断面
形状が略θ状を為すように両側部31,31を接合す
る。 【0023】そして、両側部31,31が接合すると共
に両側部31,31のアルミニウム製板材30の端面で
ある先端面32,32が対向する壁面23に当接した状
態にする。次いで、コア組みされ、座板25の嵌合孔2
6に嵌合した状態で治具に固定される。 【0024】その後、常法に従って、加熱炉中に搬入さ
れ、所望の温度で加熱され、両側部31,31が当接す
ると共に、両側部31,31の当接部33と、両側部3
1,31のアルミニウム製板材30の端面である先端面
32と壁面23と座板25の嵌合孔26と溶接チューブ
20の周囲とを一体的にろう付けしたアルミニウム製熱
交換器を得ることができる。 【0025】このように、本実施形態によれば、溶接部
21の外側の継目部27を小さくすることができるた
め、座板25の嵌合孔26に挿入した時に、隙間を形成
する虞がなくなり、ろう付け不良を起こすことがない。
又、溶接部21が対向する壁面23と接しているため、
対向する壁面23が凹むという不具合がなくなる。 【0026】又、本実施形態では、図(a)〜(c)
において、1段階で45度、2段階で70度、3段階で
90度の順で折り曲げた。即ち、1段階では45度、2
段階では25度、3段階では20度となり、曲げ角度は
等角度ではなく、最終段階に向かって曲げ角度を小さく
している。従って、アルミニウム製板材30を等角度で
折り曲げるものに比し、無理なく確実に折り曲げること
が可能となる。 【0027】更に、本実施形態では、図(a)〜
(c)において、中凸のロール40A,40B、41
A,41Bを用いて曲げ加工するので、最終段階の90
度曲げロールによる加工が確実となり、略直角の曲げ部
35,35を形成することが容易となる。尚、上記実施
形態では、ろう付け方法を特に限定しないが、非腐食性
フラックスを用いたろう付け方法が簡便であるため望ま
しい。非腐食性フラックスを用いる場合には、それに応
じてアルミニウム製板材、ろう材等については適宜選択
すれば良い。 【0028】 【発明の効果】以上のように、本発明によれば、溶接部
の外側における継目が小さくできるため、座板の嵌合孔
は普通の偏平チューブの嵌合孔ですみ、通常の座板の管
理で座板の嵌合孔への嵌合性が良くなると共に、座板の
嵌合孔との気密性が良くなる。又、表面にろう材がクラ
ッドされたアルミニウム製板材を、ロールホーミングに
よってその両側部を同一方向に略直角に折り曲げるに際
し、少なくとも3段階に分けてロールホーミングすると
共にその最終段階以前の段階で曲げ部形成用突縁間のロ
ール面がアルミニウム製板材の両側部の折曲方向に中凸
となるロールを用いるので、表面にろう材がクラッドさ
れたアルミニウム製板材の両端部の曲げ部のRを板厚以
下に無理なく確実に略直角に折り曲げることができる。 【0029】特に、ロールホーミングによる曲げ角度を
等角度にすることなく、最終段階に向けて曲げ角度を小
さくすることにより、表面にろう材がクラッドされたア
ルミニウム製板材の両端部を無理なく確実に略直角に折
り曲げることができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】請求項1に係るアルミニウム製熱交換器におい
て溶接チューブを座板の嵌合孔に挿入した状態を示す拡
大図である。 【図2】(a)乃至(c)は請求項2乃至請求項4に係
るアルミニウム製熱交換器の製造方法に係る溶接チュー
ブの製造工程を示す説明図である。 【図3】図2(c)にて製造された折曲部の拡大図であ
る。 【図4】従来におけるアルミニウム製熱交換器用溶接チ
ューブの端面図である。 【図5】(a)及び(b)は図4のアルミニウム製熱交
換器用溶接チューブの製造工程を示す説明図である。 【図6】図5のアルミニウム製熱交換器用溶接チューブ
を用いて座板の嵌合孔に挿入した状態を示す拡大図であ
る。 【図7】従来のアルミニウム製熱交換器の溶接チューブ
の凹溝に対応して座板の嵌合孔を変形した例を示す拡大
図である。 【図8】従来のアルミニウム製熱交換器の溶接チューブ
における凹みを示す拡大図である。 【符号の説明】 20 アルミニウム製熱交換器溶接チューブ 21 溶接部 22,23 壁面 25 座板 26 嵌合孔 27 継目部 30 アルミニウム製板材 31 側部 32 先端面 33 当接部 35,35a,35b 曲げ部 40A,40B,41A,41B,42A,42B ロ
ール 401,411,421 曲げ部形成用突縁 402、412 凹部 405,415,425 曲げ部形成用隅角部 406,416 凸部 422,426 平面部

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.表面にろう材がクラッドされたアルミニウム製板材
    を、ロールホーミングによってその両側部を同一方向に
    折り曲げ、次いで、両側部を当接した状態で内側に突出
    させた後、該当接部を当接して成る断面形状が略θ状を
    為す溶接チューブを、コア組後に座板の嵌合孔に挿入
    し、一体的にろう付けして成るアルミニウム製熱交換器
    において、前記溶接チューブは、 表面にろう材がクラッドされたア
    ルミニウム製板材の両側部、曲げ部形成用突縁間のロ
    ール面がアルミニウム製板材の両側部の折曲方向に中凸
    となるロールによ成形すると共にロール面が略直角と
    なるロールにより成形し、その曲げ部のRを板厚以下と
    ると共に略直角に折曲、且つ、その先端面対向壁
    面に当接させており、コア組後に座板の嵌合孔に挿入さ
    れて一体的にろう付けされて成ることを特徴とするアル
    ミニウム製熱交換器。 2.表面にろう材がクラッドされたアルミニウム製板材
    を、ロールホーミングによってその両側部を同一方向に
    折り曲げ、次いで、両側部を当接した状態で内側に突出
    させた後、該当接部を当接して成る断面形状が略θ状を
    為す溶接チューブを、コア組後に座板の嵌合孔に挿入
    し、一体的にろう付けするアルミニウム製熱交換器を製
    造する方法において、 表面にろう材がクラッドされたアルミニウム製板材を、
    ロールホーミングによってその両側部を同一方向に略直
    角に折り曲げるに際し、少なくとも3段階に分けてロー
    ルホーミングすると共にその最終段階以前の段階で曲げ
    部形成用突縁間のロール面がアルミニウム製板材の両側
    部の折曲方向に中凸となるロールを用い、その後、その
    先端面を対向壁面に当接させ、コア組後に座板の嵌合孔
    に挿入して一体的にろう付けすることを特徴とするアル
    ミニウム製熱交換器の製造方法。 3.請求項2記載のアルミニウム製熱交換器を製造する
    方法において、1段階目のロールホーミングによる曲げ
    角度が最も大きいことを特徴とするアルミニウム製熱交
    換器の製造方法。 4.請求項2記載のアルミニウム製熱交換器を製造する
    方法において、 最終段階のロールホーミングにより両側部を略直角に曲
    げると共に両側部間を平面にすることを特徴とするアル
    ミニウム製熱交換器の製造方法。
JP8112625A 1996-05-07 1996-05-07 アルミニウム製熱交換器及びその製造方法 Expired - Fee Related JP2688037B2 (ja)

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