JP4673971B2 - 複合型熱交換器の製造方法および複合型熱交換器 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として自動車用のエンジン冷却水冷却用ラジエータと、カークーラー用コンデンサとを一体化した複合型熱交換器の製造方法およびその方法により製造された複合型熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車用のラジエータとコンデンサとは別個独立に生産し、夫々の完成品を適宜な接続金具を用いて締結固定し、両者間を一体化していた。
また、ラジエータとコンデンサとをモノブロック的に一体化するものも提案されている。これは一例としてチューブを二列配置すると共に、各チューブ間に共通するコルゲートフィンを設け、各チューブ列毎にタンクを配置し、前側のタンク及びチューブ列はコンデンサとして使用し、後ろ側のそれらはラジエータとして使用するものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ラジエータとコンデンサとを別個独立に生産し、それらの完成品を接続金具で一体化するものは、その接続が面倒であると共に締結部品の緩みによって両者間の一体性が失われる欠点がある。
次に、モノブロック的にコンデンサとラジエータとを一体化し、フィンの共通化を図ったものにおいては、そのフィンを介してラジエータとコンデンサとが互いに熱的影響を与え、夫々の熱交換器の最適な設計値を確保できないおそれがある。また、ラジエータ用フィンとコンデンサ用フィンのフィンピッチを同一にせざるを得ず、夫々の独自設計が困難である。さらには、製造のための専用ラインが必要であり、従来の汎用ラインをそのまま使用することはできなかった。
そこで本発明は、ラジエータとコンデンサとを別個独立に、従来の汎用ラインで組立てることができると共に、両者のコアを互いに離間し一体化してろう付けすることができる理想的な複合型熱交換器の製造方法およびその方法により製造された複合型熱交換器を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明は、夫々、並列された多数のチューブ(1) とフィン(2) とにより第１コア(3) および第２コア(4) が形成され、夫々のチューブ(1) の両端が一対の第１タンク(5) および一対の第２タンク(6) に連通され、その第１コア(3) および第２コア(4) のチューブ並列方向の両端に一対の溝型の第１サポート材(7)および第２サポート材(8) がその開口側を外向きにして配置されて、第１熱交換器(9) と第２熱交換器(10)とが夫々別個に組み立てられ、
前記第１サポート材(7) と第２サポート材(8) とを直交して並列し、
前記第１サポート材(7) および第２サポート材(8) のうち少なくとも一方の幅をそのコアの幅よりも広くして、両サポート材(7)(8)を直交して近接することにより、前記第１コア(3) と第２コア(4) との間に一定の隙間をあけた状態で保持するスペーサ手段が形成され、
両サポート材(7) (8) 間を、接続金具(11)により互いにカシメ固定し、
その接続金具(11)は、板材を水平方向に折り返してなる水平方向Ｕ字状部(17)と、その水平方向Ｕ字状部(17)の一方の縁部からそれに直交する垂直方向に折り返してなる垂直方向Ｕ字状部(18)とを有し、
その垂直方向Ｕ字状部(18)が前記第１サポート部(7) の側壁部に嵌着し、水平方向Ｕ字状部(17)が第２サポート部(8) の側壁部に嵌着されてなり、
互いに接続される各部品間には予めろう材が被覆または配置された状態で、全体を炉内に入れて、各部品間を一体的にろう付け固定してなる複合型熱交換器の製造方法である。
【０００７】
請求項２に記載の本発明は、夫々、並列された多数のチューブ(1) とフィン(2) とにより第１コア(3) および第２コア(4) が形成され、夫々のチューブ(1) の両端が一対の第１タンク(5) および一対の第２タンク(6) に連通され、その第１コア(3) および第２コア(4) のチューブ並列方向の両端に一対の溝型の第１サポート材(7)および第２サポート材(8) がその開口側を外向きにして配置されて、第１熱交換器(9) と第２熱交換器(10)とが夫々別個に組み立てられ、
前記第１サポート材(7) と第２サポート材(8) とを直交して並列し、
前記第１サポート材(7) および第２サポート材(8) のうち少なくとも一方の幅をそのコアの幅よりも広くして、両サポート材(7)(8)を直交して近接することにより、前記第１コア(3) と第２コア(4) との間に一定の隙間をあけた状態で保持するスペーサ手段が形成され、
少なくとも一方のサポート材の長手方向端部で、その側壁部にＵ字状の折り返し部(19)を形成し、その折り返し部(19)を、他方のサポート材の縁部に嵌着し、
互いに接続される各部品間には予めろう材が被覆または配置された状態で、全体を炉内に入れて、各部品間を一体的にろう付け固定してなる複合型熱交換器の製造方法である。
【０００９】
請求項３に記載の本発明は、請求項１または請求項２の製造方法により製造された複合型熱交換器である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、図面に基づいて本発明の各実施の形態につき説明する。
図１は参考例を示す組立て説明図であって、ろう付け前の状態を示す。
図において、第１熱交換器９はカークーラー用のコンデンサとして使用され、第２熱交換器10はエンジン冷却水冷却用のラジエータとして使用されるものである。夫々クロスフロー型の熱交換器で、偏平なチューブ１とコルゲート型のフィン２とが並列されて第１コア３と第２コア４とを構成し、夫々のチューブ１の両端は一対の第１タンク５及び一対の第２タンク６に連通される。そして第１コア３及び第２コア４のチューブ並列方向の両端に一対の溝型の第１サポート材７及び第２サポート材８がその開口側を外向きにして配置されている。夫々の第１サポート材７，第２サポート材８の端部は、各第１タンク５，第２タンク６のスリット状の孔に挿通されている。このようにして第１熱交換器９と第２熱交換器10とが夫々別個に組立てられる。
【００１１】
次いで、第１熱交換器９の第１サポート材７と第２熱交換器10の第２サポート材８とがその上端部及び下端部において複数の接続金具11により固定される。この接続金具11は短い溝型で、その両側壁部の外面側に断面Ｕ字状の折り返し部13が形成され、その折り返し部13が図の如く第１サポート材７の側壁部と第２サポート材８の側壁部とに嵌着固定される。この例では、上側の第１サポート材７，第２サポート材８の長手方向両端部と、下側の図示しない両サポート材の両端部が夫々接続金具11によって嵌着固定される。そして少なくとも、第２サポート材８と第１サポート材７の間隔が接続金具11の溝幅に等しくなる。それによって、第１コア３と第２コア４との隙間を確実にあけて位置決めすることが可能となる。
【００１２】
これら第１熱交換器９，第２熱交換器10，接続金具11は、夫々一例としてアルミニュームまたはその合金材から形成され、互いに接触する少なくとも一方の部品表面にはろう材が被覆されたものが用いられる。
このようにして２つの熱交換器を一体に組み立てたものが高温の炉内に挿入され、そのろう材を溶融して、次いでそれを冷却固化することにより各部品間を一体的にろう付け固定すると共に、第１熱交換器９と第２熱交換器10とを同時に接続金具11を介してろう付け固定する。
このように第１熱交換器９と第２熱交換器10とは、夫々組立て段階においては従来の汎用生産ラインで組立て、両者を並列して接続金具11によって複合型熱交換器に組立てられる。そして両者が同時に且つ、接続金具11を介して結合体として全体がろう付けされる。
【００１３】
次に、図２は他の参考例を示し、この例が前記実施の形態と異なる点は、接続金具11の形状およびそれが係合される各サポート材の係止部のみである。この例の接続金具11は、短い溝型でその両側壁部がスペーサ部24を形成し、そのスペーサ部24から溝底部両端が突出し、一方は折り曲げられ他方は直線状に形成された突出部14を有する。折り曲げられた側にはスリット状の孔23が設けられている。そしてこの接続金具11の孔23及び突出部14に整合するように、第１サポート材７の側壁部の上縁には凸部16が突設され、第２サポート材８の側壁部には凹部15が形成されている。そして接続金具11の孔23を第１サポート材７の凸部16に嵌入すると共に、突出部14を第２サポート材８の凹部15に嵌入する。このときスペーサ部24は、第２サポート材８の外面と第１サポート材７の外面との間の間隔を所定距離に保ち、第２コア４と第１コア３の間隔を所望の値に保持するものである。この状態で各部品間が一体的にろう付けされて複合型熱交換器が完成される。
【００１４】
次に、図３の例は前記図２において接続金具11の他の例であり、この例は溝底から突設された夫々の突出部14の先端部が折り曲げられ且つ、夫々にスリット状の孔23が形成されたものである。そして図４に示す如く、接続金具11の孔23に夫々凸部16が嵌着されるものである。この状態で各部品間が一体的にろう付けされて複合型熱交換器が完成される。
次に、図５及び図６は、さらに他の参考例を示し、この例が前記第１の実施の形態と異なる点は、前記接続金具11の代わりに第２サポート材８に設けた接続用突出部12によって、第１熱交換器９と第２熱交換器10とが結合されていることである。この例では、第１サポート材７及び第２サポート材８は夫々その幅が第１熱交換器９，第２熱交換器10よりも広く形成され、接続用突出部12によってカシメ固定されることにより、第１コア３，第２コア４の間隔を所定距離に保つものである。なお、図６では熱交換器の上部のみを示したが、下部はこれと対称形に形成される。この状態で各部品間が一体的にろう付けされて複合型熱交換器が完成される。
【００１５】
次に、図７〜図９は本発明の実施の形態を示し、この例は第１熱交換器９がクロスフロー型のものであり、第２熱交換器10がダウンフロー型のものである。即ち、第１熱交換器９では左右に離間して一対の第１タンク５が配置され、一方の第１タンク５から他方の第１タンク５にチューブ１を介して水平方向に冷媒が流通する。そして第２熱交換器10では、上側の第２タンク６から下側の第２タンク６にチューブ１を介して下方へ冷却水が流通するものである。このような両者は図８に示す接続金具11を介し、第１サポート材７と第２サポート材８とが結合されるものである。この接続金具11は板材を水平方向に折り返してなる水平方向Ｕ字状部17と、その水平方向Ｕ字状部17の一方の縁部からそれに直交する垂直方向に折り返してなる垂直方向Ｕ字状部18とを有し、その垂直方向Ｕ字状部18が第１サポート材７の側壁部に嵌着し、水平方向Ｕ字状部17が第２サポート材８の側壁部に嵌着されるものである。
【００１６】
この例では、四隅において（二つの隅を省略）第１サポート材７と第２サポート材８とが接合される。そして第１熱交換器９，第２熱交換器10のろう付けと同時に接続金具11を介して両者間がろう付け接合されるものである。なお、この例では、図９に示す如く第１サポート材７の幅が第１熱交換器９よりも広く形成され、接続金具11を介して第１サポート材７と第２サポート材８とを結合することにより、各コア間の間隔を所定に保っているものである。
【００１７】
次に、図１０〜図１１は本発明のさらに他の実施の形態を示し、この例も第１熱交換器９がクロスフロー型で第２熱交換器10がダウンフロー型のものである。そしてこの例では、第２サポート材８の側壁部の端部がＵ字状に折り返された折り返し部19を形成し、その折り返し部19が第１サポート材７の一方の側壁部にカシメ固定されるものである。この例でも、第１サポート材７の幅を第１タンク５のそれによりも広くとって、両者のコア間の隙間を所定距離に保持するものである。この状態で各部品間が一体的にろう付けされて複合型熱交換器が完成される。
【００１８】
次に、図１２〜図１３は他の参考例を示し、この例も第１熱交換器９がクロスフロー型で第２熱交換器10がダウンフロー型のものである。そして第１熱交換器９の一対の第１タンク５はこの例では、円筒型のパイプが使用され、その両端開口が端蓋20により閉塞されるものである。この端蓋20の縁部にはＬ字状の突出部が形成され、その立ち上がり部にさらに係止部21が突設されている。そして、この係止部21に整合するように第２サポート材８の一方の側壁部に凹部15からなる係合部22が設けられている。そして端蓋20を第１タンク５に嵌着すると共に、その係止部21を係合部22に係合することにより、図１３の如く夫々のコアの間隔を所定位置に維持するものである。この状態で各部品間が一体的にろう付けされて複合型熱交換器が完成される。
【００２３】
請求項１に記載の本発明によれば、第１熱交換器９の第１タンク５および第２熱交換器10の第２タンク６が直交する方向に配置されたものにおいて、両者間に熱的影響を及ぼしあうことなく、従来の生産方法および生産ラインを使用して一体的な複合型熱交換器を容易に製造することができる。
【００２４】
これは、前記第１サポート材(7) および第２サポート材(8) のうち少なくとも一方の幅をそのコアの幅よりも広くして、両サポート材(7)(8)を直交して近接することにより、前記第１コア(3) と第２コア(4) との間に一定の隙間をあけた状態で保持するスペーサ手段が形成されているからである。さらに、接続金具11が水平方向Ｕ字状部17と垂直方向Ｕ字状部18とを有し、垂直方向Ｕ字状部18が第１サポート材７に水平方向Ｕ字状部17が第２サポート材８に夫々嵌着されるものであるから、その取付けが容易で量産性の高い複合型熱交換器の製造方法を提供できる。
請求項２に記載の本発明は、請求項１と同様に、第１サポート材７と第２サポート材８のうち少なくとも一方の幅をそのコアの幅よりも広くし、少なくとも一方のサポート材の長手方向端部で、その側壁部にＵ字状の折り返し部19を形成し、その折り返し部19を他方のサポート材の縁部に嵌着するものであるから、両者の結合手段とスペーサ手段とサポート材とを兼用し、組立て易く量産性の優れた製造方法を提供できる。
【００２５】
請求項３に記載の本発明は、上記何れかの製造方法によって製造された複合型熱交換器であるから、量産性が高く安価なものを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 複合型熱交換器の参考形態を示す組立て説明図。
【図２】 同熱交換器の他の参考形態を示す組立て説明図。
【図３】 図２における接続金具11の他の参考例を示す斜視図。
【図４】 同接続金具11によって結合された第１熱交換器９と第２熱交換器10の要部断面図。
【図５】 複合型熱交換器のさらに他の参考例を示す斜視図。
【図６】 同熱交換器の要部断面図。
【図７】 本発明の複合型熱交換器の第１実施例の形態を示す組立て説明図。
【図８】 同発明に用いられる接続金具11の斜視図。
【図９】 同発明に用いられる垂直方向Ｕ字状部18によって結合された第１熱交換器９と第２熱交換器10の要部側面図。
【図１０】 本発明の複合型熱交換器のさらに他の実施の形態示す斜視図。
【図１１】 同熱交換器の要部側面図。
【図１２】 複合型熱交換器のさらに他の参考例の形態示す組立て説明図。
【図１３】 同熱交換器の要部側面図。

Claims (3)

  1. 夫々、並列された多数のチューブ(1) とフィン(2) とにより第１コア(3) および第２コア(4) が形成され、夫々のチューブ(1) の両端が一対の第１タンク(5) および一対の第２タンク(6) に連通され、その第１コア(3) および第２コア(4) のチューブ並列方向の両端に一対の溝型の第１サポート材(7)および第２サポート材(8) がその開口側を外向きにして配置されて、第１熱交換器(9) と第２熱交換器(10)とが夫々別個に組み立てられ、
    前記第１サポート材(7) と第２サポート材(8) とが直交して並列し、
    前記第１サポート材(7) および第２サポート材(8) のうち少なくとも一方の幅をそのコアの幅よりも広くして、両サポート材(7)(8)を直交して近接することにより、前記第１コア(3) と第２コア(4) との間に一定の隙間をあけた状態で保持するスペーサ手段が形成され、
    両サポート材(7) (8) 間を、接続金具(11)により互いにカシメ固定し、
    その接続金具(11)は、板材を水平方向に折り返してなる水平方向Ｕ字状部(17)と、その水平方向Ｕ字状部(17)の一方の縁部からそれに直交する垂直方向に折り返してなる垂直方向Ｕ字状部(18)とを有し、その垂直方向Ｕ字状部(18)が前記第１サポート部(7) の側壁部に嵌着し、水平方向Ｕ字状部(17)が第２サポート部(8) の側壁部に嵌着されてなり、
    互いに接続される各部品間には予めろう材が被覆または配置された状態で、全体を炉内に入れて、各部品間を一体的にろう付け固定してなる複合型熱交換器の製造方法。
  2. 夫々、並列された多数のチューブ(1) とフィン(2) とにより第１コア(3) および第２コア(4) が形成され、夫々のチューブ(1) の両端が一対の第１タンク(5) および一対の第２タンク(6) に連通され、その第１コア(3) および第２コア(4) のチューブ並列方向の両端に一対の溝型の第１サポート材(7)および第２サポート材(8) がその開口側を外向きにして配置されて、第１熱交換器(9) と第２熱交換器(10)とが夫々別個に組み立てられ、
    前記第１サポート材(7) と第２サポート材(8) とを直交して並列し、
    前記第１サポート材(7) および第２サポート材(8) のうち少なくとも一方の幅をそのコアの幅よりも広くして、両サポート材(7)(8)を直交して近接することにより、前記第１コア(3) と第２コア(4) との間に一定の隙間をあけた状態で保持するスペーサ手段が形成され、
    少なくとも一方のサポート材の長手方向端部で、その側壁部にＵ字状の折り返し部(19)を形成し、その折り返し部(19)を、他方のサポート材の縁部に嵌着し、
    互いに接続される各部品間には予めろう材が被覆または配置された状態で、全体を炉内に入れて、各部品間を一体的にろう付け固定してなる複合型熱交換器の製造方法。
  3. 請求項１または請求項２の製造方法により製造された複合型熱交換器。
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