JP4144925B2 - 別物品付熱交換器用ヘッダの製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車用空気調和装置に組み込まれる熱交換器のヘッダに対し、別物品である、車体取り付け用のブラケット及び冷媒配管接続用のコネクタブロックをろう付けした構造の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用空気調和装置に用いられる熱交換器として、例えば図４に示す様な構造のものが、従来から知られている。この熱交換器１は、何れもアルミニウム合金により造られた各部材を互いに組み合わせて成る。即ち、この熱交換器１は、互いに間隔をあけて互いに平行に配設した、断面が扁平な複数の伝熱管２、２と、上下に隣り合うこれら各伝熱管２、２同士の間に挟持したコルゲート型のフィン３、３と、上記各伝熱管２、２の両端部を気密且つ液密を保持した状態でろう付けする事により、内部を互いに連通させた１対のヘッダ４、５とを備える。
【０００３】
又、これら１対のヘッダ４、５のうちの一方（図４の左方）のヘッダ４の上端部及び他方（図４の右方）のヘッダ５の下端部には、それぞれ熱交換すべき流体を通す冷媒配管の端部を接続する為のコネクタブロック６、６をろう付け固定している。又、上記各ヘッダ４、５の中間部外周面には、上記熱交換器１を車体に取り付ける為のブラケット８、８をろう付け固定している。上記伝熱管２、２及びフィン３、３等により形成されるコア部７、及び上記各コネクタブロック６、６、及び上記各ブラケット８、８のろう付けは、周知の様に、加熱炉内で同時に行なう。ろう付けの為のろう材は、構成部材の表面に積層したろう材を使用する。尚、上記熱交換器１をコンデンサとして使用する場合には、蒸気圧縮式冷凍機の運転時、上記一方のヘッダ４の上端部に固定したコネクタブロック６は、冷媒等、熱交換すべき流体の流入側となり、上記他方のヘッダ５の下端部に固定したコネクタブロック６は、上記流体の吐出側となる。
【０００４】
上述の様に構成される熱交換器１を、上述の様にコンデンサとして使用する場合には、上記各伝熱管２、２内を流れる冷媒と、これら各伝熱管２、２外を流れる空気とを熱交換させ、上記冷媒を凝縮液化させる。即ち、図示しないコンプレッサ側から冷媒配管を通じて、例えば上記一方のヘッダ４に固定したコネクタブロック６に送られた冷媒は、このコネクタブロック６内に設けられた冷媒流路を介して上記一方のヘッダ４内に送り込まれる。そして、この冷媒は、上記一方のヘッダ４と他方のヘッダ５との間を行き来しつつ、上記コア部７を構成する伝熱管２、２内を流れ、その間に凝縮液化する。この結果生じた液状の冷媒は、例えば上記他方のヘッダ５に固定したコネクタブロック６から、図示しないリキッドタンク側へと送り出される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述の様な熱交換器１を構成する各コネクタブロック６、６及び各ブラケット８、８を、上記各ヘッダ４、５の外周面にろう付け固定する際には、これら各コネクタブロック６、６及び各ブラケット８、８を、上記各ヘッダ４、５の外周面に仮固定する。従来はこの様な仮固定を、上記各コネクタブロック６、６の内側面及び上記各ブラケット８、８の接合部９を、それぞれ上記各ヘッダ４、５の外周面に当接させた状態で、これら各当接部の一部に、アルゴン溶接等による点付溶接を施す事により行なっていた。
【０００６】
ところが、それぞれの当接個所毎に点付溶接を施す事は、接合作業を面倒にし、延ては製造コスト増大の原因にもなる。又、上記各コネクタブロック６、６を上記各ヘッダ４、５に仮固定する場合、上述の様な点付溶接を施す作業に伴い、上記各ヘッダ４、５に微小な貫通孔を形成する等の欠陥を生じさせる可能性があった。この様な欠陥が生じた場合には、上記各コネクタブロック６、６から冷媒が漏洩する為、不良品として廃棄しなければならず、歩留悪化によるコスト増大の原因となる。
本発明の別物品付熱交換器用ヘッダの製造方法は、上述の様な不都合を解消すべく考えたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の製造方法の対象となる別物品付熱交換器用ヘッダは、何れも、内部に流体を流通させるアルミニウム合金製のヘッダと、このヘッダの一部外周面にろう付け固定したアルミニウム合金製の別物品とを備える。
特に、請求項１に記載した別物品付熱交換器用ヘッダの場合、上記別物品は熱交換器を車体に取り付ける為のブラケットである。このブラケットは、上記ヘッダの一部外周面に密接自在な接合部と、この接合部の一端縁に設けた係合部と、基端縁を上記接合部の他端縁に連続させた状態で設けられ、上記車体の一部に結合自在な取付部と、この取付部の基端部に設けた通孔とを備えたものである。
この様なブラケットが別物品である、請求項１に記載した別物品付熱交換用ヘッダの製造方法は、先ず、上記ヘッダの一部外周面に上記ブラケットをろう付け固定する際に、上記係合部を上記ヘッダの外周面に形成した被係合部に係合させると共に上記接合部を上記ヘッダの一部外周面に密接させる。この状態で、ろう付け温度に於いて弾性を有し且つ上記ろう付け用のろう材によりろう付けされない材料で造ったＣ字形の抑え部材を、上記通孔内に挿通する。そして、この抑え部材を上記接合部と上記ヘッダとに掛け渡す事により、この抑え部材の弾性に基づいて上記ブラケットを上記ヘッダの一部外周面に弾性的に抑え付け、このブラケットの上記ヘッダに対する位置決めを図る。この状態でこのブラケットをこのヘッダの外周面にろう付け固定し、その後、上記抑え部材を取り外す。
又、請求項２に記載した別物品付熱交換器用ヘッダの場合、上記別物品はヘッダに対して冷媒配管の端部を接続する為のコネクタブロックである。このコネクタブロックは、上記ヘッダの一部外周面に密接自在な取付面と、この取付面と他の外側面とを連通する冷媒流路とを備えたものである。
この様なコネクタブロックが別物品である、請求項２に記載した別物品付熱交換用ヘッダの製造方法は、先ず、上記ヘッダの一部外周面に上記コネクタブロックをろう付け固定する際に、上記冷媒流路の一端部を上記ヘッダに形成した貫通孔に整合させると共に上記取付面を上記ヘッダの一部外周面に密接させる。この状態で、ろう付け温度に於いて弾性を有し且つ上記ろう付け用のろう材によりろう付けされない材料で造った、上記ヘッダの一部及び上記コネクタブロックを抱持自在な形状を有する抑え部材を、これらヘッダの一部とコネクタブロックとに掛け渡す。これにより、この抑え部材の弾性に基づいてこのコネクタブロックを上記ヘッダの一部外周面に弾性的に抑え付け、このコネクタブロックのこのヘッダに対する位置決めを図る。この状態でこのコネクタブロックをこのヘッダの外周面にろう付け固定し、その後、上記抑え部材を取り外す。
【０００８】
【作用】
上述の様に構成する本発明の別物品付熱交換器用ヘッダの製造方法の場合、別物品であるブラケット或はコネクタブロックとヘッダとの当接部をろう付けするに当たり、この別物品をヘッダに対し仮固定する際に、抑え部材の弾性に基づいてこの別物品をヘッダの一部外周面に弾性的に抑え付ける。従って、これら別物品とヘッダの外周面との当接部に溶接を施さなくても、ヘッダに対する別物品の位置決めを図れる。又、上記抑え部材は、ろう付け用のろう材によりろう付けされず、且つ、別物品をヘッダの外周面に抑え付けるだけの比較的小さな弾性しか有しない為、作業者の手で簡単に取り外せる。この為、この抑え部材を繰り返して使用できる。従って、仮固定作業の能率を向上させると共に、熱交換器の製造コストを低減させる事ができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、請求項１に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、前述した従来構造と重複する部分に就いての図示及び説明は、省略若しくは簡略にし、以下、本発明の特徴部分を中心に説明する。ヘッダ４の一部外周面にろう付け固定すべき別物品である、車体取り付け用のブラケット８ａは、アルミニウム合金製の金属板を折り曲げ形成して成る。この様なブラケット８ａは、片半部（図１の左半部）に上記ヘッダ４の外周面に密接自在な曲板状の接合部９ａを、他半部（図１の右半部）に車体の一部に結合自在な取付部１０を、それぞれ備える。
【００１０】
このうちの接合部９ａの一端縁（図１の左端縁）で幅方向（図１の上下方向）の両端部には、上記一端縁側に突出する１対の係合部１１、１１を設けている。これら各係合部１１、１１は、それぞれの先端縁（図１の左端縁）を上記接合部９ａの曲率半径の中心側（図１の下側）に向け直角に折り曲げている。又、上記取付部１０の一端縁（図１の左端縁）には、この取付部１０の幅方向（図１の上下方向）に長い通孔１２を形成している。又、上記取付部１０の他端縁（図１の右端縁）には、内側に車体取り付け用のボルト（図示せず）を挿通自在な切り欠き１３を形成している。一方、上記ブラケット８ａをろう付け固定する部分である、上記ヘッダ４の外周面の一部には、それぞれが被係合部である、１対の凹溝１４、１４を形成している。
【００１１】
上述の様なブラケット８ａを上記ヘッダ４の一部外周面にろう付け固定する際には、このブラケット８ａを上記ヘッダ４の一部外周面に仮固定する。即ち、この様な仮固定を行なう際には、先ず、上記各係合部１１、１１の先端部を上記各凹溝１４、１４に係合させると共に、上記接合部９ａの内側面（曲板状に形成したこの接合部９ａの内周面で、図１の裏面。）を、上記ヘッダ４の一部外周面に密接させる。そして、上記通孔１２に挿通したＣ字形の抑え部材１５を、上記接合部９ａと上記ヘッダ４の一部外周面とに掛け渡す状態で、このヘッダ４の一部に外嵌する。
【００１２】
尚、上記抑え部材１５は、インコネル、タングステン等の、ろう付け温度（本発明の場合、６００℃程度）に於いて弾性を保持し、且つアルミニウム合金製のろう材によりろう付けされない材料で造った帯状の板材を、Ｃ字形に曲げ形成する事により構成している。又、この様な抑え部材１５の自由状態での内径は、上記ヘッダ４の外径よりも小さくしている。従って、上述の様に抑え部材１５を上記ヘッダ４の一部に外嵌した状態で、上記接合部９ａは、上記抑え部材１５の弾性に基づいて、上記ヘッダ４の一部外周面に抑え付けられる。
【００１３】
又、この様に抑え付けられた状態で上記ブラケット８ａは、上記各係合部１１、１１の先端部と上記各凹溝１４、１４との係合に基き、上記ヘッダ４の軸方向（図１のａ方向）及び円周方向（図１のｂ方向）に亙る変位が不能となる。この為、上記ヘッダ４に対する上記ブラケット８ａの位置決めを確実に図った状態で、このブラケット８ａの仮固定が行なえる。又、上記抑え部材１５はろう付け温度に於ても弾性を有する為、上記ブラケット８ａと上記ヘッダ４とのろう付けを行なう際にも、上記ヘッダ４に対する上記ブラケット８ａの仮固定状態を保持できる。
【００１４】
上記ブラケット８ａを上記ヘッダ４の外周面にろう付け固定した後は、上記ヘッダ４に外嵌した抑え部材１５を取り外す。この抑え部材１５は、上記ろう付け用のろう材によりろう付けされず、且つ、上記接合部９ａを上記ヘッダ４の外周面に抑え付けるだけの比較的小さな弾性しか有していない為、作業者の手で簡単に取り外せる。尚、上記ろう付けの際に上記抑え部材１５がろう付けされる事を確実に防止すべく、この抑え部材１５の表面に、二硫化モリブデン等の薬剤を塗布若しくはコーティングしておく事もできる。
【００１５】
上述の様に構成され作用する本例の場合、ブラケット８ａをヘッダ４の一部外周面に仮固定する作業は、前述した従来の場合の様に点付溶接を施す事なく、簡単に行なえる。又、上記ブラケット８ａを上記ヘッダ４の外周面に抑え付ける為の抑え部材１５は、ろう付け作業が終了した後に取り外す事ができる。この為、この抑え部材１５を或る程度繰り返して使用できる。従って、仮固定作業の能率を向上させると共に、熱交換器の製造コストを低減させる事ができる。
【００１６】
次に、図２は、やはり請求項１に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合、ブラケット８ｂの片半部を構成する接合部９ｂの一端部に、同じくこのブラケット８ｂの他半部を構成する取付部１０と平行な平板状の係合部１６を設けている。一方、上記ブラケット８ｂをろう付け固定する部分であるヘッダ４の外周面の一部には、上記係合部１６と密接自在な、被係合部である平坦面１７を、上記ヘッダ４の外周面の他の部分よりも直径方向内方に凹入させた状態で形成している。又、上記平坦面１７の幅寸法（図２の上下寸法）は、上記係合部１６の幅寸法（図２の上下寸法）と同じか、或はこの係合部１６の幅寸法よりも少しだけ大きくしている。
【００１７】
上述の様に構成する本例の場合、上記ブラケット８ｂを上記ヘッダ４の一部外周面に仮固定する際には、先ず、上記各係合部１６の内側面（図２の下面）を上記平坦面１７に密接させると共に、上記接合部９ｂの残部内側面を上記ヘッダ４の一部外周面に密接させる。そして、上記取付部１０の通孔１２に挿通した抑え部材１５ａを、上記接合部９ｂと上記ヘッダ４の外周面とに掛け渡した状態で、このヘッダ４の一部に外嵌する。この状態で、上記接合部９ｂは、上記ヘッダ４の一部外周面に抑え付けられる。尚、上記係合部１６は、上記抑え部材１５ａの一端部に形成した直線部１８により上記平坦面１７に抑え付けられる。
【００１８】
又、本例の場合も、上述の様に抑え付けられた状態で上記ブラケット８ｂは、上記各係合部１６と上記平坦面１７部分との係合に基づき、上記ヘッダ４の軸方向及び円周方向に亙る変位を不能とする。即ち、上記軸方向に亙る変位は、上記係合部１６の幅方向両端縁と上記平坦面１７の幅方向両端縁に存在する段差面２２、２２との係合により、上記円周方向に亙る変位は、上記係合部１６を上記平坦面１７に抑え付ける事により、それぞれ阻止する。従って、本例の場合も、上記ヘッダ４に対する上記ブラケット８ｂの位置決めを確実に図った状態で、このブラケット８ｂの仮固定を行なえる。その他の構成及び作用は、上述した第１例の場合と同様である。
【００１９】
次に、図３は、請求項２に対応する、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の場合、ヘッダ４の一部外周面にろう付け固定すべき別物品は、冷媒配管の端部を接続する為のコネクタブロック６である。このコネクタブロック６は、全体をアルミニウム合金によりブロック状に形成しており、一端面（図３の下面）に上記ヘッダ４の一部外周面と密接自在な凹曲面状の取付面１９を形成している。又、このコネクタブロック６の内側には、上記取付面１９とこのコネクタブロック６の他端面（図３の上面）とを連通する円孔２０（請求項２の冷媒流路に相当。図４参照、図３には省略。）を設けている。又、この円孔２０の上記取付面１９側の開口部には、図示しない丸パイプの一部を圧入固定している。一方、上記コネクタブロック６を上記ヘッダ４の一部外周面に抑え付ける為の抑え部材２１は、やはりインコネル、タングステン等の材料により造った長方形状の板材を折り曲げる事により、断面大略Ｊ字形に形成している。
【００２０】
上述の様なコネクタブロック６を上記ヘッダ４の一部外周面に仮固定する際には、先ず、上記丸パイプの残部で上記取付面１９から突出した部分を、上記ヘッダ４の一部外周面に形成した貫通孔（図示せず）に挿入すると共に、上記取付面１９を上記ヘッダ４の一部外周面に密接させる。そして、上記抑え部材２１の一端部（図３の下端部）を上記ヘッダ４の上記コネクタブロック６と反対側の外周面に、同じく他端部（図３の上端部）を上記コネクタブロック６の他端部に、それぞれ掛け渡した状態で、この抑え部材２１によりこれらコネクタブロック６とヘッダ４とを抱持する。この状態で上記コネクタブロック６は、上記抑え部材２１の弾性に基づいて上記ヘッダ４の一部外周面に抑え付けられる。尚、上記抑え部材２１は、上述の様にコネクタブロック６とヘッダ４とを抱持した状態で、これらコネクタブロック６の取付面１９とヘッダ４の外周面とが密接する方向の弾力を付与すべく、各部の寸法を規制しておく。
【００２１】
上述の様に抑え付けられた状態で上記コネクタブロック６は、上記ヘッダ４から離れる方向の移動を阻止されると共に、上記丸パイプの残部と上記貫通孔との係合に基づき、上記ヘッダ４の軸方向及び円周方向に亙る変位を不能とされる。従って、本例の場合も、上記ヘッダ４に対する上記コネクタブロック６の位置決めを確実に図った状態で、このコネクタブロック６の仮固定を行なえる。尚、本例の場合も前述した点付溶接を施す作業を行なわなくて済む為、上記ヘッダ４の一部に、この溶接作業に伴う微小通孔が生じる事はない。従って、ヘッダ４からの冷媒漏洩を確実に防止できる。その他、ヘッダ４の外周面にろう付け固定すべき別物品、及び抑え部材２１の形状が変った以外の構成及び作用は、前述した第１例の場合と同様である。
【００２３】
【発明の効果】
本発明の別物品付熱交換器用ヘッダの製造方法は、以上に述べた通り構成され作用する為、別物品であるブラケット及びコネクタブロックをヘッダに対して仮固定する作業の能率を向上させると共に、熱交換器の製造コストの低減を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す、要部略斜視図。
【図２】同第２例を示す、要部略斜視図。
【図３】同第３例を示す、要部略斜視図。
【図４】本発明の対象となるヘッダを組み込んだ熱交換器の１例を示す略斜視図。
【符号の説明】
１ 熱交換器
２ 伝熱管
３ フィン
４ ヘッダ
５ ヘッダ
６ コネクタブロック
７ コア部
８、８ａ、８ｂ ブラケット
９、９ａ、９ｂ 接合部
１０ 取付部
１１ 係合部
１２ 通孔
１３ 切り欠き
１４ 凹溝
１５、１５ａ 抑え部材
１６ 係合部
１７ 平坦面
１８ 直線部
１９ 取付面
２０ 円孔
２１ 抑え部材
２２ 段差面

Claims (2)

1. 内部に流体を流通させるアルミニウム合金製のヘッダと、このヘッダの一部外周面にろう付け固定したアルミニウム合金製の別物品とを備えた別物品付熱交換器用ヘッダの製造方法であって、この別物品は熱交換器を車体に取り付ける為のブラケットであり、このブラケットは、上記ヘッダの一部外周面に密接自在な接合部と、この接合部の一端縁に設けた係合部と、基端縁を上記接合部の他端縁に連続させた状態で設けられ、上記車体の一部に結合自在な取付部と、この取付部の基端部に設けた通孔とを備えたものであり、上記ヘッダの一部外周面に上記ブラケットをろう付け固定する際に、上記係合部を上記ヘッダの外周面に形成した被係合部に係合させると共に上記接合部を上記ヘッダの一部外周面に密接させた状態で、ろう付け温度に於いて弾性を有し且つ上記ろう付け用のろう材によりろう付けされない材料で造ったＣ字形の抑え部材を、上記通孔内に挿通し、上記接合部と上記ヘッダとに掛け渡す事により、この抑え部材の弾性に基づいて上記ブラケットを上記ヘッダの一部外周面に弾性的に抑え付け、このブラケットの上記ヘッダに対する位置決めを図り、この状態でこのブラケットをこのヘッダの外周面にろう付け固定し、その後、上記抑え部材を取り外す、別物品付熱交換器用ヘッダの製造方法。
2. 内部に流体を流通させるアルミニウム合金製のヘッダと、このヘッダの一部外周面にろう付け固定したアルミニウム合金製の別物品とを備えた別物品付熱交換器用ヘッダの製造方法であって、この別物品はヘッダに対して冷媒配管の端部を接続する為のコネクタブロックであり、このコネクタブロックは、上記ヘッダの一部外周面に密接自在な取付面と、この取付面と他の外側面とを連通する冷媒流路とを備えたものであり、上記ヘッダの一部外周面に上記コネクタブロックをろう付け固定する際に、上記冷媒流路の一端部を上記ヘッダに形成した貫通孔に整合させると共に上記取付面を上記ヘッダの一部外周面に密接させた状態で、ろう付け温度に於いて弾性を有し且つ上記ろう付け用のろう材によりろう付けされない材料で造った、上記ヘッダの一部及び上記コネクタブロックを抱持自在な形状を有する抑え部材を、これらヘッダの一部とコネクタブロックとに掛け渡す事により、この抑え部材の弾性に基づいてこのコネクタブロックを上記ヘッダの一部外周面に弾性的に抑え付け、このコネクタブロックのこのヘッダに対する位置決めを図り、この状態でこのコネクタブロックをこのヘッダの外周面にろう付け固定し、その後、上記抑え部材を取り外す、別物品付熱交換器用ヘッダの製造方法。

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