JP4493221B2

JP4493221B2 - 積層型熱交換器の製造方法

Info

Publication number: JP4493221B2
Application number: JP2001046266A
Authority: JP
Inventors: 日出雄大橋
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Showa Denko KK
Priority date: 2001-02-22
Filing date: 2001-02-22
Publication date: 2010-06-30
Anticipated expiration: 2021-02-22
Also published as: JP2002250596A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車用エアコンディショナの蒸発器として用いられる積層型熱交換器の製造方法に関する。
【０００２】
この明細書において、図１の上下左右を上下左右といい、前とは図１の手前側、後とは同奥側をいうものとする。
【０００３】
【従来の技術】
例えば、自動車用エアコンディショナの積層型蒸発器は、２枚のサイドプレート、多数対の中間プレート、および多数のアウターフィン等の蒸発器構成部品を組み立てて冶具で拘束しながらろう付けすることにより製造されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
蒸発器構成部品どうしは、上記の通り、ろう付けに際して冶具で拘束されるが、同部品のうちサイドプレートと最外側の中間プレートとは形状が異なるため、冶具で拘束しても両プレート間にズレが生じるおそれがあった。
【０００５】
本発明の目的は、積層型熱交換器を製造するにあたって、サイドプレートと最外側の中間プレートとの間にズレが生じないようにすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
本発明による第１の積層型熱交換器の製造方法は、サイドプレートの少なくとも上下いずれか一端部に間隔保持用内方折曲部を介して重合用垂直平坦部を設けるとともに、同平坦部に孔をあけ、平坦部を最外側の中間プレートの所定部分の外面に重ね合わせ、この状態で中間プレートにおける孔に合致した部分を内側から加圧変形させて孔内面にかしめることにより、両プレートをろう付け前に仮止めしておくことを特徴とするものである。
【０００７】
上記のようにサイドプレートの重合用平坦部にあけた孔の内面に中間プレートの一部をかしめて両プレートを予め仮止めしておけば、組立からろう付け完了までに両プレートどうしの間にズレが生じるおそれがない。したがって、この第１の方法によれば、積層型熱交換器の製造時の作業性が向上する。しかも、第１の方法によれば、得られた熱交換器についても、かしめの分だけサイドプレートと中間プレートとの接合性が向上し、それだけ耐久性を向上させることができる。また、この第１の方法にあっては、中間プレートの一部をサイドプレートの孔内面にかしめればよく、したがって中間プレートの変形の度合いを比較的小さくできるため、サイドプレートの厚みが中間プレートの厚みよりも大きい場合でも、中間プレートのかしめ部分の厚みが極端に薄くなって流体の漏れを生じるといった問題が起こらない。よって、第１の方法は、サイドプレートの厚みが中間プレートの厚みよりも大きい場合に有利に適用できる。
【０００８】
本発明による第２の積層型熱交換器の製造方法は、サイドプレートの少なくとも上下いずれか一端部に間隔保持用内方折曲部を介して重合用垂直平坦部を設け、同平坦部を最外側の中間プレートの所定部分の外面に重ね合わせ、これら重合部の一部を内側から加圧変形させてかしめることにより、両プレートをろう付け前に仮止めしておくことを特徴とするものである。
【０００９】
上記のようにサイドプレートと中間プレートの重合部の一部をかしめて両プレートを予め仮止めしておけば、組立からろう付け完了までに両プレートどうしの間にズレが生じるおそれがない。したがって、この第２の方法によれば、積層型熱交換器の製造時の作業性が向上する。しかも、第２の方法によれば、得られた熱交換器についても、かしめの分だけサイドプレートと中間プレートとの接合性が向上し、それだけ耐久性を向上させることができる。この第２の方法の場合、上記第１の方法と比べると、中間プレートの変形の度合いをやや大きくする必要があるため、どちらかといえばサイドプレートの厚みが中間プレートの厚みよりも小さい場合に有利に適用される。
【００１０】
本発明による第１および第２の積層型熱交換器の製造方法において、サイドプレートと最外側の中間プレートとのかしめ部分を、最外側の中間プレートの内面に形成された流体流路形成用凹部に対応する箇所に設ける場合がある。
【００１１】
上記のように、最外側の中間プレートの流体流路形成用凹部に対応する箇所に前記かしめ部分を設けた場合でも、本発明による上記第１および第２の方法によれば、流体漏れの原因になるおそれがない。
【００１２】
本発明による第３の積層型熱交換器の製造方法は、サイドプレートの少なくとも上下いずれか一端部に間隔保持用内方折曲部を介して重合用垂直平坦部を設け、最外側の中間プレートにおける平坦部と重ね合わせられる部分の前後縁に係止爪を前後張り出し状に設けるとともに、平坦部における両係止爪の基端に対応する前後縁部分から所定距離だけ入り込んだ部分に孔をあけ、平坦部を中間プレートの前記部分の外面に重ね合わせ、この状態で各係止爪を外側に折り返してその先端部を孔に嵌め込むことにより、両プレートをろう付け前に仮止めしておくことを特徴とするものである。
【００１３】
上記のように中間プレートの係止爪を外側に折り返してその先端部をサイドプレートの孔に嵌め込むことによって両プレートを予め仮止めしておけば、組立からろう付け完了までに両プレートどうしの間にズレが生じるおそれがない。したがって、この第３の方法によれば、積層型熱交換器の製造時の作業性が向上する。しかも、第３の方法によれば、得られた熱交換器についても、係止爪による係止の分だけサイドプレートと中間プレートとの接合性が向上し、それだけ耐久性を向上させることができる。
【００１４】
上記第３の方法において、好ましくは、サイドプレートの平坦部における両係止爪の基端に対応する前後縁部分に切欠きを設けておき、これらの切欠きに外側に折り返した係止爪の基端部が嵌まり込むようにする。このようにすれば、折り返した係止爪の基端部が出っ張らない。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１〜４は、本発明の第１の実施形態を示すものである。
【００１６】
図１は、本発明の第１の方法によって製造された自動車用エアコンディショナの積層型蒸発器を示すものである。この積層型蒸発器(1)は、１６対の中間プレート(2A)(2B)と、左右２枚のサイドプレート(3)と、１７個のアウターフィン(4)と、１６対のインナーフィン(5)（図２参照）と、冷媒導入管接続部材(6)および冷媒排出管接続部材(6)とを適宜に組み立てて冶具で拘束しながら真空ろう付け、あるいはフラックスを用いた炉中ろう付けを行うことにより製造されたものである。上記の蒸発器構成部品は、いずれもアルミニウム（純アルミニウムおよびアルミニウム合金を含む）製である。
【００１７】
中間プレート(2A)(2B)は、両面にろう材がクラッドされたブレージングシートからなる。
蒸発器(1)の左端に位置する最外側の中間プレート(2A)は、図２に詳しく示すように、内面に逆Ｕ形の冷媒流路形成用凹部(21)を有するものであって、同凹部(21)の底面の前端部には冷媒導入孔(22)が設けられている。冷媒導入孔(22)の外縁には、外方凸部(22a)が設けられている。蒸発器(1)の右端に位置する最外側の中間プレート(2A)は、詳しい図示は省略したが、上記中間プレート(2A)と同じく、冷媒流路形成用凹部を有するものであって、同凹部の底面の後端部には冷媒導入孔(22)と同様の冷媒排出孔が設けられている。冷媒排出孔の外縁にも、上記外方凸部(22a)と同様の外方凸部が設けられている。
残りの１４枚の内側の中間プレート(2B)は、図２に示すように、内面に、逆Ｕ形の冷媒流路形成用凹部(21)と、同凹部(21)の前後各端部に連なる前後ヘッダ形成用凹部(23)とを有しているものである。これら内側中間プレート(2B)の前後ヘッダ形成用凹部(23)の底面のうち、左から１０番目の内側中間プレート(2B)の前ヘッダ形成用凹部(23)の底面と、右から１２番目の内側中間プレート(2B)の後ヘッダ形成用凹部(23)の底面とを除いた底面に、冷媒流通孔(24)があけられている。なお、左から１０番目の内側中間プレート(2B)の前ヘッダ形成用凹部(23)の底面、および右から１２番目の内側中間プレート(2B)の後ヘッダ形成用凹部(23)の底面は、後述する前後ヘッダ(12)(13)の仕切壁を形成するものである。互いに重ね合わせられるヘッダ形成用凹部(23)の底面の冷媒通過孔(24)外縁のうち一方に同他方の冷媒通過孔(24)に嵌め込まれる外方凸部(24a)が形成されており、これらの嵌合によって内側中間プレート(2B)どうしを重ね合わせた際、同プレート(2B)どうしにズレが生じないようになされている。
また、図２に示すように、各中間プレート(2A)(2B)の冷媒流路形成用凹部(21)の底面における上端の折返し部には、複数の冷媒案内用凸部(25)が設けられている。
【００１８】
これらの中間プレート(2A)(2B)が対をなすものどうしの凹部(21)(23)を向かい合わせにして重ねられた状態でろう付けされるによって、蒸発器(1)内に、左右並列状の１６個の逆Ｕ形冷媒流路(11)と、全ての冷媒流路(11)の前端部どうしを連通させかつやや左端寄り位置において仕切壁（図示略）により内部が左右２つに区画された前ヘッダ(12)と、全ての冷媒流路(11)の後端部どうしを連通させかつやや右端寄り位置において仕切壁（図示略）により内部が左右２つに区画された後ヘッダ(13)とが形成される。
【００１９】
両サイドプレート(3)も、両面にろう材がクラッドされたブレージングシートからなる。各サイドプレート(3)には、図１および２に示すように、上下両端部に間隔保持用内方折曲部(31)を介して重合用垂直平坦部(32a)(32b)が設けられている。上側平坦部(32a)は、上下幅の狭いものとなされており、最外側の中間プレート(2A)の上端部外面に重ねられてろう付けされている。下側平坦部(32b)は、上下幅の広いものとなされており、最外側の中間プレート(2A)の下端寄り部分の外面に重ねられてろう付けされている。下側平坦部(32b)の前後縁部には、その上辺側にスリットが入れられて外方に折り曲げられることにより、立上り壁部(321)が形成されている。サイドプレート(3)の長さ中間部および下側平坦部(32b)には、上下方向にのびかつ外方に向かって膨出した複数の膨出部(33)が並列状に形成されている。
【００２０】
アウターフィン(4)は、図１に示すように（図２では省略してある）、山部と谷部とが交互に上下方向に連続する垂直コルゲートフィンからなり、中間プレート(2A)(2B)対どうしの間および最外側の中間プレート(2A)とサイドプレート(3)との間にそれぞれ介在されてこれらにろう付けされている。
【００２１】
インナーフィン(5)は、図２に示すように、山部と谷部とが交互に前後方向に連続する垂直コルゲートフィンからなり、対をなす中間プレート(2A)(2B)によって形成される逆Ｕ形冷媒流路(11)の前後ストレート部に配置されかつ同プレート(2A)(2B)にろう付けされる。
【００２２】
冷媒導入管接続部材(6)および冷媒排出管接続部材(6)は、図１に示すように、後端が閉鎖された金属管からなる。冷媒導入管接続部材(6)の内側面には、左端に位置する最外側中間プレート(2A)の冷媒導入孔(22)に対応しかつ同孔(22)外縁の外方凸部(22a)が嵌め込まれる連通孔(61)が設けられている。同様に、冷媒排出管接続部材(6)の内側面には、右端に位置する最外側中間プレート(2A)の冷媒排出孔に対応しかつ同孔外縁の外方凸部が嵌め込まれる連通孔が設けられている。これらの接続部材(6)は、最外側の中間プレート(2A)の下端部外面にろう付けされている。図示は省略したが、冷媒導入管接続部材(6)の先端部には冷媒導入管が、冷媒排出管接続部材(6)の先端部には冷媒排出管が、それぞれ高周波ろう付け法によって、後付けされている。
【００２３】
上記の積層型蒸発器(1)にあっては、図４に示すように、冷媒導入管接続部材(6)を経て前ヘッダ(12)の左側区画(12A)に流入した冷媒が、同区画(12A)に通じる５つの冷媒流路(11)を前端から後端に向かって逆Ｕ形に流れ、後ヘッダ(13)の左側区画(13A)に流れ込む。次いで、冷媒は、後ヘッダ(13)の左側区画(13A)から、同区画(13A)に通じる１０個の冷媒流路(11)のうち左から数えて６〜１０番目の５個の冷媒流路(11)を後端から前端に向かって逆Ｕ形に流れ、前ヘッダ(12)の右側区画(12B)に流れ込む。更に、冷媒は、前ヘッダ(12)の右側区画(12B)から、同区画に通じる１１個の冷媒流路(11)のうち右から数えて１〜６番目の６個の冷媒流路(11)を前端から後端に向かって逆Ｕ形に流れ、後ヘッダ(13)の右側区画(13B)に流れ込み、ここから冷媒排出管接続部材(6)を経て流出する。冷媒は、これら冷媒流路(11)および前後ヘッダ(12)(13)を上述した所定パターンで流れる間に、アウターフィン(4)が介在されている空気通路を前から後へと流される空気と熱交換を行い、それによって同空気が冷却される。
【００２４】
上記の積層型蒸発器(1)は、既に述べたように、各蒸発器構成部品(2A)(2B)(3)(4)(5)(6)を組み立てて冶具で拘束しながらろう付けすることにより製造されるが、本発明では、ろう付け工程の前に次の工程を伴う点に特徴がある。即ち、図３に示すように、各サイドプレート(3)の下側平坦部(32b)に孔(322)をあけ、同平坦部(32b)を最外側の中間プレート(2A)の下端寄り部分の外面に重ね合わせ、この状態で中間プレート(2A)における孔(322)に合致した部分、より詳細には、中間プレート(2A)における冷媒流路形成用凹部(21)の前端部の底部分を、内側からパンチ(P)で加圧変形させて孔(322)内面にかしめることにより、両プレート(2A)(3)をろう付け前に仮止めしておく。したがって、組立からろう付け完了までに両プレート(2A)(3)どうしの間にズレが生じるおそれがないため、蒸発器製造時の作業性が向上する。また、得られた蒸発器(1)についても、かしめの分だけサイドプレート(3)と中間プレート(2A)との接合性が向上し、それだけ耐久性が向上している。また、図３に示すように、この実施形態では、サイドプレート(3)の厚みが中間プレート(2A)の厚みよりも大きくなっているが、上記の通り、中間プレート(2A)の一部をサイドプレート(3)の孔(322)内面にかしめているため、中間プレート(2A)の変形の度合いは比較的小さいものとなっている。したがって、中間プレート(2A)のかしめ部分(26)の厚みが極端に薄くなって冷媒の漏れを生じるといった問題が起こらない。
【００２５】
図５は、本発明の第２の実施形態を示すものであって、より具体的には、本発明の第２の方法による自動車用エアコンディショナの積層型蒸発器の製造方法の１工程を示すものである。この方法によって得られる蒸発器の構造は、図１および２に示すものと実質的に同じであるので、詳しい説明および図示は省略する。
【００２６】
第２の実施形態は、次の点が第１の実施形態と異なる。即ち、この実施形態では、図５に示すように、各サイドプレート(3)の下側平坦部(32b)を最外側の中間プレート(2A)の下端寄り部分の外面に重ね合わせ、これら重合部の一部、より詳細には、中間プレート(2A)における冷媒流路形成用凹部(21)の前端部の底部分およびこれに対応するサイドプレート(2)の下側平坦部(32b)の前縁寄り部分を、内側からパンチ(P)で加圧変形させてかしめることにより、両プレート(2A)(3)をろう付け前に仮止めしておく。したがって、このかしめにより、組立からろう付け完了までに両プレート(2A)(3)どうしの間にズレが生じるおそれがないため、蒸発器製造時の作業性が向上する。また、得られた蒸発器についても、かしめの分だけサイドプレート(3)と中間プレート(2A)との接合性が向上し、それだけ耐久性が向上している。また、図５に示すように、この実施形態では、かしめによる中間プレート(2A)の変形の度合いは、図３に示す第１の実施形態のそれと比べて大きいものとなっているが、サイドプレート(3)の厚みが中間プレート(2A)の厚みよりも小さくなっているため、中間プレート(2A)のかしめ部分(26)の厚みが極端に薄くなって冷媒の漏れを生じるといった問題が起こらない。
【００２７】
図６は、本発明の第３の実施形態を示すものであって、より具体的には、本発明の第３の方法による自動車用エアコンディショナの積層型蒸発器の製造方法の１工程を示すものである。この方法によって得られる蒸発器の構造は、図１および２に示すものと実質的に同じであるので、詳しい説明および図示は省略する。
【００２８】
第３の実施形態は、次の点が第１の実施形態と異なる。即ち、この実施形態では、図６に示すように、最外側の中間プレート(2A)におけるサイドプレート(3)の下側平坦部(32b)と重ね合わせられる下端寄り部分の前後縁に係止爪(27)を張り出し状に設け、サイドプレート(3)の下側平坦部(32b)における両係止爪(27)の基端に対応する前後縁部分に切欠き(323)を設けるとともに、同部分から所定距離だけ入り込んだ部分に方形孔(324)をあける。なお、下側平坦部(32B)は、図１および２に示すような立上り壁(321)を備えておらず、その前後幅が中間プレート(2A)の前後幅とほぼ等しいものとなされている。そして、サイドプレート(3)の下側平坦部(32b)を中間プレート(2A)の下端寄り部分の外面に重ね合わせ、この状態で各係止爪(27)を外側に折り返して、その基端部を切欠き(323)に嵌め込むとともに、先端部を孔(324)に嵌め込むことにより、両プレート(2A)(3)をろう付け前に仮止めしておく。この係止爪(27)の折返しによる係止により、組立からろう付け完了までに両プレート(2A)(3)どうしの間にズレが生じるおそれがないため、蒸発器製造時の作業性が向上する。また、得られた蒸発器についても、係止爪(27)の折返しによる係止の分だけサイドプレート(3)と中間プレート(2A)との接合性が向上し、それだけ耐久性が向上している。
【００２９】
なお、上記第１〜３の実施形態では、サイドプレート(3)の上下平坦部(32a)(32b)のうち下側平坦部(32b)の方においてのみ、かしめや係止による中間プレート(2A)との仮止めを行うようにしているが、中間プレート(2A)の形状等によっては、サイドプレート(3)の上側平坦部(32a)の上下幅がもっと広くなる場合もあり、その場合には、上側平坦部(32a)の方においてのみ、または、上下平坦部(32a)(32b)双方において、かしめや係止による中間プレート(2A)との仮止めを行うようにしても勿論よい。また、上記第１および第２の実施形態において、かしめは１箇所のみに施されているが、複数箇所にかしめを施すようにしても勿論よい。
【００３０】
また、本発明による方法によって製造された積層型蒸発器(1)を使用する際の向きは図１に示した状態に限らず、その他にも、例えば、蒸発器(1)を図１の状態から前後方向にのびる水平軸を中心として時計回りまたは逆時計回りに９０度または１８０度回転させた状態、つまり横向きや上下逆向きの状態で使用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示すものであって、積層型蒸発器全体の上方斜視図である。
【図２】積層型蒸発器の一部の下方分解斜視図である。
【図３】第１の実施形態の積層型蒸発器の製造方法の１工程を示すものであって、（ａ）は仮止め前の状態の分解斜視図、（ｂ）は仮止め後の状態の要部断面図である。
【図４】第１の実施形態の積層型蒸発器内における冷媒の流れを示す図である。
【図５】第２の実施形態の積層型蒸発器の製造方法の１工程を示すものであって、（ａ）は仮止め前の状態の分解斜視図、（ｂ）は仮止め後の状態の要部断面図である。
【図６】第３の実施形態の積層型蒸発器の製造方法の１工程を示すものであって、（ａ）は仮止め前の状態の分解斜視図、（ｂ）は仮止め後の状態の要部断面図である。
【符号の説明】
(1)：積層型蒸発器
(2A)：最外側の中間プレート
(21)：冷媒流路形成用凹部
(26)：かしめ部分
(3)：サイドプレート
(32b)：下側平坦部
(322)：孔
(P)：パンチ

Claims

サイドプレートの少なくとも上下いずれか一端部に間隔保持用内方折曲部を介して重合用垂直平坦部を設けるとともに、同平坦部に孔をあけ、平坦部を最外側の中間プレートの所定部分の外面に重ね合わせ、この状態で中間プレートにおける孔に合致した部分を内側から加圧変形させて孔内面にかしめることにより、両プレートをろう付け前に仮止めしておくことを特徴とする、積層型熱交換器の製造方法。
サイドプレートの少なくとも上下いずれか一端部に間隔保持用内方折曲部を介して重合用垂直平坦部を設け、同平坦部を最外側の中間プレートの所定部分の外面に重ね合わせ、これら重合部の一部を内側から加圧変形させてかしめることにより、両プレートをろう付け前に仮止めしておくことを特徴とする、積層型熱交換器の製造方法。
サイドプレートと最外側の中間プレートとのかしめ部分を、最外側の中間プレートの内面に形成された流体流路形成用凹部に対応する箇所に設けたことを特徴とする、請求項１または２に記載の積層型熱交換器の製造方法。
サイドプレートの少なくとも上下いずれか一端部に間隔保持用内方折曲部を介して重合用垂直平坦部を設け、最外側の中間プレートにおける平坦部と重ね合わせられる部分の前後縁に係止爪を前後張り出し状に設けるとともに、平坦部における両係止爪の基端に対応する前後縁部分から所定距離だけ入り込んだ部分に孔をあけ、平坦部を中間プレートの前記部分の外面に重ね合わせ、この状態で各係止爪を外側に折り返してその先端部を孔に嵌め込むことにより、両プレートをろう付け前に仮止めしておくことを特徴とする、積層型熱交換器の製造方法。