JP3203073B2 - 熱交換器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、カークーラー用凝縮
器、ルームエアコン用熱交換器、等として用いられるア
ルミニウム等の金属製熱交換器に関する。

【０００２】

【従来の技術】近時、例えばカークーラー用凝縮器とし
て、所定間隔をおいて並列状に配置された複数本のチュ
ーブの両端に１対の中空ヘッダーが連通状態に組み付け
られ、チューブ、ヘッダーが一括ろう付けにより相互に
接合一体化された構造の、いわゆるマルチフロータイプ
あるいはパラレルフロータイプと称されるアルミニウム
製の熱交換器が、高熱交換性能、低圧力損失、超コンパ
クト化を実現しうるものとして、好んで使用される傾向
にある。

【０００３】ところで、この熱交換器には、熱交換器本
体を車体に取り付けるための、あるいは冷媒配管の中間
部を支承する等のための取付け用ブラケットが取り付け
られる。

【０００４】これを取り付ける構造として、最近、取付
け用ブラケットが、ヘッダー外周面に沿って配置される
ろう付け用板部を有するものに製作され、該ろう付け用
板部をヘッダー外周面に沿って配置した状態で、ろう付
け用板部とヘッダーとを、チューブとヘッダーとの一括
ろう付けと併せて、ろう付けにより接合一体化するよう
にした構造の採用が検討されている。

【０００５】ところで、このような、ろう付けによるブ
ラケット取付け構造は、一括ろう付け前にブラケットを
ヘッダーに仮止め状態に組み付けておく必要がある。そ
の場合に、特殊治具の使用による方法ではろう付け後に
その取外し作業が必要となる不都合を生じることから、
これを回避するため、従来より、ろう付け用板部をアル
ゴン溶接にてヘッダーに点溶接したり、あるいは、ブラ
ケットに一体に形成した複雑な構造の仮止め部をチュー
ブに弾性的に嵌合係止することによってセルフ治具状態
にヘッダーにブラケットを組み付ける等の方法が提案さ
れている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アルゴ
ン溶接による仮止め構造では、作業に溶接技能者や高価
な溶接設備を要し、そのため、熱交換器の製造コストの
上昇を招いたり、また、溶接による熱影響でヘッダーの
品質低下を招くおそれがあるという問題があった。

【０００７】また、仮止め部が一体成形されたブラケッ
トを使用する仮止め構造では、ブラケットの全体構造が
複雑なものとなり、また、ろう付け中に熱作用により仮
止め部の弾性嵌合力が低下してブラケットに位置ずれや
脱落を生じるおそれがあるという問題があった。

【０００８】この発明は、上記のような従来の問題点に
鑑み、コスト的に有利にかつ品質劣化を招くことなくブ
ラケットをヘッダーに仮組、ろう付けすることができる
と共に、ブラケット自体の構造の簡素化を図ることがで
き、かつ、ブラケットのろう付けをその位置ずれや脱落
を生じさせるなく遂行することができる構造の熱交換器
を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的において、この
発明は、熱交換器コアを構成する並列状態に配置された
複数本のチューブの端部が、中空ヘッダーに連通状態に
配置された熱交換器において、前記ヘッダーの外周部に
周方向包囲状態に配置されかつろう付けされた断面半円
弧状のろう付け用片部と、該ろう付け用片部の両面縁の
それぞれから、チューブとヘッダーとの接続境界部を超
え、かつ該境界部との間に空隙部を形成する態様におい
てチューブ側に突出された１対の空隙形成用片部と、該
空隙形成用片部から更にチューブ側に突出されコアを前
後方向から挾む態様においてコアの前後両面のそれぞれ
に当接された対をなす位置決め用片部とを有するブラケ
ットが備えられてなることを特徴とする熱交換器を要旨
とする。

【００１０】なお、ブラケットはアルミニウム等の金属
製押出型材によるのが好ましい。

【００１１】

【作用】上記構造では、ブラケットは、次のようにして
仮止めされる。即ち、ブラケットのろう付け用片部をヘ
ッダーの外周部に周方向包囲状態に配置すると共に、両
位置決め用片部をチューブ側に突出させてコアを前後方
向から挾む態様においてコアの前後両面のそれぞれに当
接させた状態となす。これにより、ブラケットは、ヘッ
ダーに位置決め状態に保持される。従って、両位置決め
用片部とコアとの係合作用により、ろう付け中の熱作用
によってブラケットが位置ずれや脱落等を起こすという
ような事態の発生が防がれる。

【００１２】

【実施例】次に、この発明を、カークーラー用アルミニ
ウム製凝縮器に適用した実施例について、図面を参照し
つつ説明する。

【００１３】なお、本発明方法は、ルームエアコン用熱
交換器、オイルクーラー等のヘッダーを有する各種熱交
換器に広く適用され得るものであることはいうまでもな
い。

【００１４】第５図に示されるカークーラー用凝縮器に
おいて、（１）は偏平チューブで、これらは左右方向に
向けられ、所定間隔おきに並列状態に配置されている。
（２）はフィンで、チューブ（１）…間等に配置され、
チューブ（１）…と共に、熱交換器コア（３）を形成し
ている。（４）（４）は左右１対の中空ヘッダーで、偏
平チューブ（１）…の両端に連通状態に接続されてい
る。（５）は仕切部材で、冷媒がチューブ（１）群を蛇
行状に流通するようにヘッダー（４）（４）内を所定高
さ位置において上下の室に仕切っている。（６）は冷媒
入口管、（７）は出口管である。

【００１５】そして、（８）は、熱交換器を車体に取り
付けるための本発明にかかるブラケットである。

【００１６】なお、（９）（９）はサイドプレートで、
上下最外側のコルゲートフィン（２）（２）を保護する
ためにその外側に配置されたものである。

【００１７】上記各熱交換器構成部材において、偏平チ
ューブ（１）は、アルミニウム製の押出型材によるもの
で、第１図（イ）に示されるように、内部が仕切り壁に
より複数個の室に区画されて耐圧性能、伝熱性能が高め
られた、いわゆるハモニカチューブである。なお、チュ
ーブは、押出型材によらず、電縫管によることもある。

【００１８】フィン（２）は、チューブ（１）の幅と略
同じ幅のシート材をコルゲート状に成形してルーバーを
切り起こしたコルゲートフィンで、そのシート材として
ろう材層がクラッドされたアルミニウムブレージングシ
ートが使用されている。

【００１９】ヘッダー（４）（４）は、片面又は両面に
ろう材層がクラッドされた１枚のアルミニウムブレージ
ングシートを両側縁部突き合わせ状態に曲成することに
よりパイプ状となした円筒状のヘッダーパイプ（4a）
と、その上下端部開口を塞いだアルミニウム製蓋体（4
b）（4b）とからなる。そして、ヘッダーパイプ（4a）
の周側壁には、チューブ（１）…の端部を挿入するチュ
ーブ挿入孔（4c）…が列設されている。

【００２０】そして、ブラケット（８）は、ヘッダー
（４）（４）、チューブ（１）…等と同じアルミニウム
製の部材によるもので、第１図に示されるように、同ブ
ラケット（８）において、（11）はろう付け用片部、
（12）（12）は空隙形成用片部、（13）（13）は位置決
め用片部、（15）は車体への取付け用片部である。ろう
付け用片部（11）は、半円弧状の円筒状部として形成さ
れ、ヘッダー（４）の外方側外周部半周領域にわたって
これに沿って配置されるものとなされている。空隙形成
用片部（12）（12）は、ろう付け用片部（11）の両側縁
のそれぞれから、チューブ（１）…とヘッダー（４）と
の接続境界部を越え、かつ、該境界部との間に空隙部
（16）（16）を形成する態様において、チューブ（１）
…側に若干長さ突出されるものとなされている。そし
て、位置決め用片部（13）（13）は、該空隙形成用片部
（12）（12）から更にチューブ（１）…側に突出され、
チューブ（１）を前後方向から挟持する態様において、
コア（３）の前後両面のそれぞれに当接されるものに形
成されている。なお、該位置決め用片部（13）（13）
は、ヘッダー（４）回りでの回止め防止という観点から
はチューブ（１）…の側縁部に非弾接状態に当接される
ものとなされていてもよいし、また、より確実な位置決
め状態の確保のためそれらの協働によりチューブ（１）
…の両側縁部に弾性的に当接されるものとなされていて
もよい。

【００２１】このブラケット（８）は、プレス成形品等
によるものであってもよいが、生産性、コスト、寸法・
形状精度、強度設計の容易性等の面から、押出成形した
押出材を所定長さに切断して製作した押出品によるもの
とするのが好ましい。

【００２２】熱交換器の製造においては、まず、各熱交
換器構成部材を相互に仮組状態に組み立てる。即ち、複
数本の偏平チューブ（１）を所定間隔おきに並列状態に
配置して、その両端にヘッダー（４）（４）を、チュー
ブ挿入孔（4c）にチューブ（１）の端部を挿入すること
により、嵌め込むと共に、コルゲートフィン（２）をチ
ューブ（１）間に挿入配置する。また、最外側のフィン
（２）（２）の外側に上下のサイドプレート（９）
（９）を配置すると共に、出入口管（６）（７）をヘッ
ダー（４）（４）に組み付ける。

【００２３】また、併せて、第１図（イ）（ロ）に示さ
れるように、ブラケット（８）の組付けを行う。即ち、
同ブラケット（８）のろう付け用片部（11）を、その位
置決め用片部（13）（13）をチューブ（１）…側に向け
た状態にして、ヘッダー（４）の端部側からその外周部
内方へと嵌挿していき、該ブラケット（８）をヘッダー
（４）の長さ方向所定の位置に配置する。この組付け状
態において、両位置決め用片部（13）（13）はチューブ
（１）…の前後両側縁部のそれぞれに当接された状態と
なり、そのため、該位置決め用片部（13）（13）とチュ
ーブ（１）…との係合作用により、ブラケット（８）
は、ヘッダー（４）回りでの回転位置ずれが防がれると
共に、ヘッダー（４）からの脱落も防がれる。

【００２４】次いで、この熱交換器組立体をろう付け炉
内に配置し、各熱交換器構成部材同士を相互に一括ろう
付けする。これにより、チューブ（１）…とヘッダー
（４）（４）等の全体が、ヘッダーパイプ（4a）の側縁
突き合わせ部を含め、接合一体化される。

【００２５】このろう付け中、ブラケット（８）は、上
記のように両位置決め用片部（13）（13）とチューブ
（１）…との係合作用により、ろう付けによる熱作用に
よっても位置ずれや脱落等を起こすことがなく、予定ど
おりの位置でヘッダー（４）に適正に一括ろう付けされ
る。

【００２６】また、熱交換器組立体において、チューブ
（１）…とヘッダー（４）との接続境界部には、第１図
（ハ）に示されるように、ブラケット（８）の空隙形成
用片部（12）（12）がわたされ、これらとの間に空隙部
（16）（16）が存在されるものとなされているから、ろ
う付け中、該空隙部（16）（16）を通じてろう付け用の
フラックス等が、ブラケット（８）下に位置するチュー
ブ（１）…とヘッダー（４）との接続境界部にも良好に
いきわたり、良好なフィレットが形成されて、チューブ
（１）…とヘッダー（４）とを良好なシール接合状態に
ろう付けすることができる。

【００２７】第２図に示される実施例は、ブラケット
（８）の両位置決め用片部（13）（13）のそれぞれに切
欠き（21）…が設けられたものとなされ、該位置決め用
片部（13）（13）が、２本以上のチューブにまたがって
これらチューブを覆ってしまうことがないようにされて
いる。このような構成の採用によって、ブラケット
（８）の取付け領域におけるチューブ（１）…とヘッダ
ー（４）との接合部の接合不良がろう付け後に判明した
場合に、その手直しを容易に行うことができて、熱交換
器の製造歩留まりを向上することができる。なお、その
他は上記実施例と同様の構成であり、従って上記実施例
と同様の効果が奏される。

【００２８】第３図に示される実施例は、ブラケット
（８）として、同図（ロ）に示されるように、その位置
決め用片部（13）（13）間の間隔が、該ブラケット
（８）をヘッダー（４）の側方より嵌合組付けできるよ
うに広く形成されたものが採用されている。そして、同
図（ハ）に示されるように、ヘッダー（４）への組付け
状態において、位置決め用片部（13）をかしめ等により
内方に変形させることによって、両位置決め用片部（1
3）（13）がチューブ（１）…の前後両側縁部のそれぞ
れに当接されたものとなされている。このようにするこ
とで、ヘッダー（４）へのブラケット（８）の組付け方
向を、ヘッダー（４）の端部側からのみでなく、ヘッダ
ー（４）の側方からも行うことができるようになり、組
付け作業の容易化を図ることができる。なお、このブラ
ケット（８）は、プレス品によってもよいが、押出材に
よるのが好ましい。

【００２９】第４図に示される実施例は、第３図実施例
と同様に、ブラケット（８）として、その位置決め用片
部（13）（13）間の間隔が、該ブラケット（８）をヘッ
ダー（４）の側方より嵌合組付けできるように広く形成
されており、しかも、このような構成において、同ブラ
ケット（８）の位置決め用片部（13）の曲げ予定位置に
Ｖ字型あるいはＵ字型等の溝（23）が形成されたものと
なされている。このような構成により、ヘッダー（４）
へのブラケット（８）の組付け作業において、位置決め
用片部（13）を容易に内方に変形させることができ、チ
ューブ（１）…の前後両側縁部それぞれへの両位置決め
用片部（13）（13）の当接状態の形成を容易に行うこと
ができるようになる。なお、このブラケット（８）は、
プレス品によってもよいが、押出材によるのが好まし
い。また、溝（23）は、切込み加工によって形成するよ
うにしてもよいし、押出の際に併せて成形するようにし
てもよい。

【００３０】

【発明の効果】上述の次第で、この発明の熱交換器は、
上記のような構成を有して、ろう付けに際し、ブラケッ
トが溶接によらずに組み付けられる構造であるから、溶
接による熱影響の心配もなく品質良好に、また、溶接技
能者や溶接設備が不要となってコスト的に有利に、ブラ
ケットをヘッダーにろう付けすることができる。

【００３１】しかも、ブラケットは、チューブ側に突出
されコアを前後方向から挾む態様においてコアの前後両
面のそれぞれに当接された対をなす位置決め用片部を有
するものとなされているから、ろう付け中などにおい
て、ブラケットを安定した位置決め状態に保持すること
ができ、その位置ずれや脱落等の発生を有効的に防止す
ることができる。また、チューブとヘッダーとの接続境
界部にはブラケットの空隙形成用片部がわたされ、これ
らとの間に空隙部が存在されるものとなされているか
ら、ろう付け中、該空隙部を通じてろう付け用のフラッ
クス等が、ブラケット下に位置するチューブとヘッダー
との接続境界部にも良好にいきわたり、良好なフィレッ
トが形成されて、チューブとヘッダーとを良好なシール
接合状態にろう付けすることができる。

【００３２】加えて、ブラケットの構造を非常に簡素な
構造となしえて、そのコスト低減、寸法等の精度向上を
実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例を示すもので、図（イ）はブラケット
を分離状態にして示す断面斜視図、図（ロ）はブラケッ
トの組付け状態を示す断面斜視図、図（ハ）は同組付け
状態の断面図である。

【図２】他の実施例を示すもので、図（イ）はブラケッ
トの組付け状態を示す断面斜視図、図（ロ）はブラケッ
トを分離状態にして示す断面斜視図である。

【図３】更に他の実施例を示すもので、図（イ）はブラ
ケットを分離状態にして示す断面斜視図、図（ロ）はヘ
ッダーへのブラケットの組付け途上の状態を示す断面
図、図（ハ）はブラケット組付け状態を示す断面図であ
る。

【図４】更に他の実施例を示すもので、図（イ）はブラ
ケットの斜視図、図（ロ）はヘッダーへのブラケットの
組付け途上の状態を示す断面図、図（ハ）はブラケット
組付け状態を示す断面図である。

【図５】熱交換器の全体構成を示すもので、図（イ）は
正面図、図（ロ）は平面図である。

【符号の説明】

１…偏平チューブ ３…コア ４…ヘッダー ８…ブラケット １１…ろう付け用片部 １３…位置決め用片部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 克行 大阪府堺市海山町６丁224番地 昭和ア ルミニウム株式会社内 (72)発明者 堀内 博文 大阪府堺市海山町６丁224番地 昭和ア ルミニウム株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−230098（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−288486（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−122975（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F28F 9/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱交換器コアを構成する並列状態に配置
   された複数本のチューブの端部が、中空ヘッダーに連通
   状態に配置された熱交換器において、 前記ヘッダーの外周部に周方向包囲状態に配置されかつ
   ろう付けされた断面半円弧状のろう付け用片部と、該ろ
   う付け用片部の両端縁のそれぞれから、チューブとヘッ
   ダーとの接続境界部を越え、かつ該境界部との間に空隙
   部を形成する態様においてチューブ側に突出された１対
   の空隙形成用片部と、該空隙形成用片部から更にチュー
   ブ側に突出されコアを前後方向から挾む態様においてコ
   アの前後両面のそれぞれに当接された対をなす位置決め
   用片部とを有するブラケットが備えられてなることを特
   徴とする熱交換器。