JP5087538B2 - ろう付パイプおよびその製造方法 - Google Patents

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Description

この発明は、ろう付パイプおよびその製造方法に関し、さらに詳しくは、たとえばカーエアコン用コンデンサやエバポレータ、自動車用オイルクーラなどの熱交換器において、ヘッダとして好適に用いられるろう付パイプおよびその製造方法に関する。
この明細書において、図１の上下、左右を上下、左右というものとする。なお、図７に関する説明については、図７の上下、左右を上下、左右というものとする。また、この明細書において、「アルミニウム」という用語には、純アルミニウムの他にアルミニウム合金を含むものとする。
たとえば車両のカーエアコンのコンデンサに適用される熱交換器(1)としては、図７に示すように、上下方向にのびかつ左右方向に間隔をおいて配置された１対のアルミニウム製ヘッダ(2)(3)と、両ヘッダ(2)(3)間において上下方向に間隔をおいて配置され、かつ両端部が両ヘッダ(2)(3)に接続された複数のアルミニウム製熱交換管(4)と、隣り合う熱交換管(4)どうしの間、および上下両端の熱交換管(4)の外側に配置されて熱交換管(4)にろう付されたアルミニウム製コルゲートフィン(5)と、上下両端のコルゲートフィン(5)の外側に配置されてコルゲートフィン(5)にろう付されたサイドプレート(6)とよりなり、左側ヘッダ(2)が、高さ方向の中央部よりも上方において仕切部材(7)により上下２つのヘッダ部(2a)(2b)に仕切られ、右側ヘッダ(3)が、高さ方向の中央部よりも下方において仕切部材(7)により上下２つのヘッダ部(3a)(3b)に仕切られ、左側ヘッダ(2)の上ヘッダ部(2a)に流体入口（図示略）が形成され、流体入口に通じる流体流入路(8a)を有する入口部材(8)が上ヘッダ部(2a)にろう付され、右側ヘッダ(3)の下ヘッダ部(3b)に流体出口（図示略）が形成され、流体出口に通じる流体流出路(9a)を有する出口部材(9)が下ヘッダ部(3b)にろう付されているものが広く用いられている（特許文献１参照）。
上述したコンデンサ(1)の左右のヘッダ(2)(3)は、両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートからなる素板が筒状に成形されるとともに両側縁部が部分的に重ね合わされて相互にろう付されたろう付パイプ(10)と、ろう付パイプ(10)の両端にろう付されてその両端開口を閉鎖するアルミニウム製閉鎖部材(11)とからなる。
図示は省略したが、ろう付パイプ(10)においては、互いに重ね合わされた素板の両側縁部のうちの内側に位置する第１側縁部外面に、先端に向かって内方に傾斜した第１傾斜面が素板の全厚にわたって形成され、同じく外側に位置する第２側縁部内面に、先端に向かって外方に傾斜した第２傾斜面が素板の全厚にわたって形成され、両傾斜面どうしが面接触した状態でろう付されている。そして、仕切部材(7)は、ろう付パイプ(10)の互いに重ね合わされた素板の両側縁部に跨って形成された仕切部材挿入用のスリットを通してろう付パイプ(10)内に挿入されてろう付パイプ(10)にろう付されている。さらに、流体入口および流体出口は、それぞれろう付パイプ(10)の互いに重ね合わされた素板の両側縁部に跨って形成されている。
上述したろう付パイプは、次の方法で製造されている。
すなわち、 両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートからなる素板の一側縁部に、先端に向かって素板の第１面側から第２面側に傾斜した第１傾斜面を素板の全厚にわたって形成するとともに、素板の他側縁部に、先端に向かって素板の第２面側から第１面側に傾斜した第２傾斜面を素板の全厚にわたって形成した後、素板を、第１面側が外側に来るように筒状に成形して両傾斜面どうしを面接触させることによりろう付パイプ用筒状体を得、この状態で素板のろう材層を利用して傾斜面どうしをろう付することにより、ろう付パイプ(10)が製造されている。
ところで、このようなろう付パイプの製造方法において、図８に示すように、素板(15)を筒状に成形してろう付パイプ用筒状体(18)を得る際に、両傾斜面(16)(17)どうしがすべって素板(15)の厚さ方向にずれるおそれがあり、ろう付パイプ用筒状体(18)の外面に段差が生じるおそれがある。また、第１傾斜面(16)とろう付パイプ用筒状体(18)の外面との間には丸み(19)が付くので、これによってもろう付パイプ用筒状体(18)の外面に段差が生じるおそれがある。
そして、ろう付パイプ用筒状体(18)の外面に段差が生じると、次のような問題が発生することがある。すなわち、通常、ろう付パイプ用筒状体(18)の傾斜面(16)(17)どうしのろう付は、コンデンサ(1)の全部品のろう付と同時に行われる。したがって、ろう付パイプ用筒状体(18)の外面に段差が生じると、たとえば入口部材(8)および出口部材(9)をろう付パイプ用筒状体(18)にろう付する際にろう付不良が発生することがある（図９参照）。このような問題の発生を防止するために、ろう付パイプ用筒状体(18)を得る際に、両傾斜面(16)(17)どうしのすべりを防止してろう付パイプ用筒状体(18)の外面に段差が生じないようにするには、面倒な作業が必要となり、ろう付パイプの製造作業が煩雑になるという問題がある。
特公平３−１８９８２号公報
この発明の目的は、上記問題を解決し、外面に段差が生じることのないろう付パイプおよびこのようなろう付パイプを簡単に製造しうる方法を提供することにある。
本発明は、上記目的を達成するために以下の態様からなる。
1)両面にろう材層を有するブレージングシートからなる素板が筒状に成形されるとともに両側縁部が部分的に重ね合わされ、素板の互いに重ね合わされた両側縁部どうしが、素板のろう材層を利用してろう付されているろう付パイプであって、
互いに重ね合わされた素板の両側縁部のうちの内側に位置する第１側縁部外面に、先端に向かって内方に傾斜した第１傾斜面が形成され、同じく外側に位置する第２側縁部内面に、先端に向かって外方に傾斜した第２傾斜面が形成され、第１側縁部の第１傾斜面と内面との間に、第１傾斜面と鈍角をなす第１平坦面が形成されるとともに、第２側縁部の第２傾斜面と内面との間に、第２傾斜面と鈍角をなしかつ第１平坦面が当接する第２平坦面が形成されており、素板の両側縁部が、両傾斜面どうしおよび両平坦面どうしがそれぞれ面接触した状態でろう付され、パイプ外周面から延在する両傾斜面どうしのろう付部と、パイプ内周面から延在する両平坦面どうしのろう付部とが連続的につながっているろう付パイプ。
2)第１側縁部の外面と第１傾斜面との間に鈍角状のエッジ部が形成されるとともに、第２側縁部の外面と第２傾斜面との間に鋭角状のエッジ部が形成されており、両側縁部の外面が滑らかに連なっている上記1)記載のろう付パイプ。
3)第２側縁部の第２平坦面の内外方向の幅が、素板の肉厚の２０％以上である上記1)記載のろう付パイプ。
4)第１側縁部の第１平坦面の内側縁部が、第２側縁部の第２平坦面の内側縁部よりも内方に突出している上記1)記載のろう付パイプ。
5)上記1)〜4)のうちのいずれかに記載のろう付パイプの両端開口が閉鎖部材によって閉鎖されることにより形成されており、素板の両側縁部どうしの重ね合わせ部を除いた部分に、外方に膨出した横断面円弧状の曲壁部が形成され、当該曲壁部に、その周方向に伸びる熱交換管挿入用長穴が長さ方向に間隔をおいて複数形成されている熱交換器用ヘッダ。
6)互いに間隔をおいて配置された１対のヘッダと、両ヘッダ間に配置されて両端部が両ヘッダに接続された複数の熱交換管と、隣り合う熱交換管間に配置されたフィンとを備えている熱交換器であって、
ヘッダが上記5)記載の熱交換器用ヘッダからなり、熱交換管の両端部が両ヘッダの熱交換管挿入用長穴に挿入されて両ろう付パイプにろう付されている熱交換器。
7)少なくともいずれか一方のヘッダが、仕切部材によりヘッダの長さ方向に並んだ複数のヘッダ部に仕切られており、仕切部材が、ヘッダを構成するろう付パイプの素板の両側縁部に跨って形成された仕切部材挿入用のスリットを通してろう付パイプ内に挿入されてろう付パイプにろう付されている上記6)記載の熱交換器。
8)両ヘッダが、それぞれ仕切部材により同数のヘッダ部に仕切られており、一方のヘッダの長さ方向の一端部に流体入口が形成されるとともに、他方のヘッダの長さ方向の他端部に流体出口が形成されており、流体入口および流体出口が、それぞれヘッダを構成するろう付パイプの素板の両側縁部に跨って形成されている上記6)記載の熱交換器。
9)一方のヘッダが仕切部材により複数のヘッダ部に仕切られ、他方のヘッダが、上記一方のヘッダのヘッダ部数よりも１つ少ない数でかつ第１ヘッダの隣り合う２つのヘッダ部に跨るように配置されたヘッダ部を備えており、上記一方のヘッダにおける長さ方向の一端部のヘッダ部に流体入口が形成されるとともに、同他端部のヘッダ部に流体出口が形成されており、流体入口および流体出口が、それぞれヘッダを構成するろう付パイプの素板の両側縁部に跨って形成されている上記6)記載の熱交換器。
10)両面にろう材層を有するブレージングシートからなる素板の一側縁部にプレス加工を施すことによって、素板の一側縁部の第１面に、先端に向かって素板の第１面側から第２面側に傾斜しかつ表面がろう材層により覆われた第１傾斜面を形成するとともに、第１傾斜面と第２面との間に、第１傾斜面と鈍角をなしかつろう材層により覆われていない第１平坦面を形成する工程Ａと、素板の他側縁部にプレス加工を施すことによって、素板の他側縁部の第２面に、先端に向かって素板の第２面側から第１面側に傾斜した第２傾斜面を形成するとともに、第２傾斜面と第２面との間に、第２傾斜面と鈍角をなしかつ表面がろう材層により覆われた第２平坦面を形成する工程Ｂと、素板を、第１面が外側に来るように筒状に成形し、両側縁部の両傾斜面どうしを面接触させるとともに両平坦面どうしを当接させてろう付パイプ用筒状体を得る工程Ｃと、ろう付パイプ用筒状体を形成する素板の両側縁部の両傾斜面どうしおよび両平坦面どうしを、それぞれ素板のろう材層を利用してろう付する工程Ｄとを含み、工程Ａおよび工程Ｂのうちのいずれか一方の工程を先に実施した後に同他方の工程を実施し、さらに工程Ｃおよび工程Ｄをこの順序で実施するろう付パイプの製造方法。
11)工程Ａで形成された素板の第１傾斜面、工程Ｂで形成された素板の第２傾斜面および第２平坦面が、それぞれろう材層で覆われている上記10)記載のろう付パイプの製造方法。
12)工程Ａにおいて、素板における第１面と第１傾斜面との間の部分を部分的に第１面側に張り出させることによって、素板の第１面と第１傾斜面との間に鈍角状のエッジ部を形成する上記10)記載のろう付パイプの製造方法。
13)工程Ａにおいて、素板の第２面と第１平坦面とが直角をなすようにする上記10)記載のろう付パイプの製造方法。
14)工程Ｂにおいて、素板の第１面と第２傾斜面との間に、鋭角状のエッジ部を形成する上記10)記載のろう付パイプの製造方法。
15)工程Ｂにおいて、素板の第２面と第２平坦面とが直角をなすようにする上記10)記載のろう付パイプの製造方法。
16)工程Ｂにおいて、第２平坦面の幅を、素板の肉厚の２０％以上にする上記10)記載のろう付パイプの製造方法。
17)工程Ｂで形成する第２平坦面の幅を、工程Ａで形成する第１平坦面の幅よりも狭くする上記10)記載のろう付パイプの製造方法。
18)工程Ｃにおいて得られたろう付パイプ用筒状体の内面が、両平坦面どうしの接触部において、段差が無く滑らかに連なっている上記10)記載のろう付パイプの製造方法。
19)上記10)〜18)のうちのいずれかに記載されたろう付パイプの製造方法の工程Ｃにおいて、素板を筒状に成形する前の段階で、素板の幅方向の中間部に第１面側に膨出した横断面円弧状の曲壁部を形成し、ついで当該曲壁部に、その周方向に伸びる熱交換管挿入用長穴を素板の長さ方向に間隔をおいて複数形成し、工程Ｃ終了後、素板から成形されたろう付パイプ用筒状体の両端部に閉鎖部材を配置し、工程Ｄにおける両傾斜面どうしおよび両平坦面どうしのろう付と同時に閉鎖部材をろう付パイプ用筒状体にろう付する熱交換器用ヘッダの製造方法。
20)互いに間隔をおいて配置された１対のヘッダと、両ヘッダ間に配置されて両端部が両ヘッダに接続された複数の熱交換管と、隣り合う熱交換管間に配置されたフィンとを備えている熱交換器の製造方法であって、
上記19)記載の方法の工程Ｃ終了後、素板から成形されたろう付パイプ用筒状体を互いに間隔をおいて配置し、複数の熱交換管の両端部を上記ろう付パイプ用筒状体の熱交換管挿入用長穴内に挿入し、隣り合う熱交換管どうしの間にフィンを配置し、工程Ｄにおける両傾斜面どうしおよび両平坦面どうしのろう付、ならびに閉鎖部材のろう付パイプ用筒状体へのろう付と同時に、熱交換管をろう付パイプ用筒状体にろう付するとともにフィンを熱交換管にろう付することを含む熱交換器の製造方法。
21)工程ＡおよびＢ終了後、少なくともいずれか一方のろう付パイプ用筒状体を成形する素板の両側縁部の互いに対応する位置に切り込みを形成しておき、工程Ｃにより得られるろう付パイプ用筒状体の両側縁部に跨って仕切部材挿入用のスリットを形成し、工程Ｄの前段階において当該スリットを通してろう付パイプ用筒状体内に仕切部材を配置し、工程Ｄにおける各種部品のろう付と同時に仕切部材をろう付パイプ用筒状体にろう付する上記20)記載の熱交換器の製造方法。
上記1)のろう付パイプによれば、互いに重ね合わされた素板の両側縁部のうちの内側に位置する第１側縁部外面に、先端に向かって内方に傾斜した第１傾斜面が形成され、同じく外側に位置する第２側縁部内面に、先端に向かって外方に傾斜した第２傾斜面が形成され、第１側縁部の第１傾斜面と内面との間に、第１傾斜面と鈍角をなす第１平坦面が形成されるとともに、第２側縁部の第２傾斜面と内面との間に、第２傾斜面と鈍角をなしかつ第１平坦面が当接する第２平坦面が形成されており、素板の両側縁部が、両傾斜面どうしおよび両平坦面どうしがそれぞれ面接触した状態でろう付され、パイプ外周面から延在する両傾斜面どうしのろう付部と、パイプ内周面から延在する両平坦面どうしのろう付部とが連続的につながっているので、素板の両側縁部をろう付する前の状態においては、両側縁部の両平坦面どうしが当接することにより、素板を筒状に成形してなるろう付パイプ用筒状体における両傾斜面どうしのずれが防止され、その結果ろう付パイプ用筒状体の外面に段差が生じることがなくなる。したがって、製造されたろう付パイプの外面に段差が生じることが防止される。しかも、素板を筒状に成形して両平坦面どうしを当接させることによって、両傾斜面どうしのずれを防止することができるので、ずれを防止するための特別な作業を必要とせず、製造作業が簡単になる。また、ろう付パイプ用筒状体の外面に段差が生じることが防止されるので、たとえばろう付パイプの製造と同時に、ろう付パイプ用筒状体を形成する素板の両側縁部に跨るように他の部品をろう付する場合、ろう付パイプ用筒状体の外面と他の部品との間に隙間が生じることが防止される。したがって、製造されたろう付パイプと他の部品との間にろう付不良が発生することが防止される。
上記2)のろう付パイプによれば、第１側縁部の外面と第１傾斜面との間に鈍角状のエッジ部が形成されるとともに、第２側縁部の外面と第２傾斜面との間に鋭角状のエッジ部が形成されており、両側縁部の外面が滑らかに連なっているので、これによってもろう付前のろう付パイプ用筒状体の外面、および製造されたろう付パイプの外面に段差が生じることが防止される。
上記3)のろう付パイプによれば、両側縁部をろう付する前の状態のろう付パイプ用筒状体における両傾斜面どうしのずれを一層確実に防止することができる。
上記5)の熱交換器用ヘッダによれば、上記1)〜3)のろう付パイプと同様な効果を奏する。
上記8)および9)の熱交換器によれば、ろう付前の状態においてヘッダを構成するろう付パイプ用筒状体の外面に段差が生じることがなくなるので、たとえばろう付パイプの製造と同時に、流体入口に通じる流入路を有する入口部材や、流体出口に通じる流出路を有する出口部材を、ろう付パイプ用筒状体を形成する素板の両側縁部に跨るようにろう付する場合、ろう付パイプ用筒状体の外面と入口部材および出口部材との間に隙間が生じることが防止される。したがって、製造された熱交換器において、ヘッダと入口部材および出口部材との間にろう付不良が発生することが防止される。
上記10)のろう付パイプの製造方法によれば、工程Ｃで素板を筒状に成形することによりつくられたろう付パイプ用筒状体においては、素板の両側縁部の両平坦面どうしが当接することにより、両傾斜面どうしのずれが防止され、その結果ろう付パイプ用筒状体の外面に段差が生じることがなくなる。したがって、製造されたろう付パイプの外面に段差が生じることが防止される。しかも、素板を筒状に成形して両平坦面どうしを当接させることによって、両傾斜面どうしのずれを防止することができるので、ずれを防止するための特別な作業を必要とせず、製造作業が簡単になる。また、ろう付パイプ用筒状体の外面に段差が生じることが防止されるので、たとえばろう付パイプの製造と同時に、ろう付パイプ用筒状体を形成する両側縁部に跨るように他の部品をろう付する場合、ろう付パイプ用筒状体の外面と他の部品との間に隙間が生じることが防止される。したがって、製造されたろう付パイプと他の部品との間にろう付不良が発生することが防止される。
上記12)〜15)のろう付パイプの製造方法によれば、ろう付前のろう付パイプ用筒状体の外面、および製造されたろう付パイプの外面に段差が生じることが効果的に防止される。
上記16)のろう付パイプの製造方法によれば、素板の両側縁部をろう付する前の状態のろう付パイプ用筒状体における両傾斜面どうしのずれを一層確実に防止することができる。
以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
この実施形態は、この発明を図７に示す熱交換器に適用したものであり、以下の説明において、図７と同一物には同一符号を付す。
図１および図２はヘッダに用いられるろう付パイプ用筒状体の製造方法を示し、図３〜図６は熱交換器の製造方法を示す。
まず、両面にアルミニウムろう材層(20a)を有するブレージングシートからなる素板(20)を用意する（図１(a)および図２(a)参照）。ついで、この素板(20)の右側縁部に、たとえば上下からプレス加工を施すことにより、素板(20)の上面に、先端（右端）に向かって素板(20)の上面（第１面）側から下面（第２面）側に傾斜した第１傾斜面(21)を形成するとともに、第１傾斜面(21)の傾斜下端と下面との間に、第１傾斜面(21)と鈍角をなしかつ下面と直角をなす第１平坦面(22)を形成する（図１(b)参照）（工程Ａ）。ここで、両面にアルミニウムろう材層(20a)を有するブレージングシートからなる素板(20)に、上下からプレス加工を施すことにより第１傾斜面(21)および第１平坦面(22)を形成しているので、第１傾斜面(21)はろう材層(20a)により覆われることになる（図２(b)参照）。なお、第１平坦面(22)はろう材層(20a)により覆われることはない。また、工程Ａにおいて、素板(20)における上面と第１傾斜面(21)との間の部分を部分的に上側に張り出させることによって、素板(20)の上面と第１傾斜面(21)との間に鈍角状のエッジ部(23)を形成する。
ついで、素板(20)の左側縁部に、たとえば上下からプレス加工を施すことにより、素板(20)の下面に、先端（左端）に向かって素板(20)の下面（第２面）側から上面（第１面）側に傾斜した第２傾斜面(24)を形成するとともに、第２傾斜面(24)の傾斜下端と下面との間に、第２傾斜面(24)と鈍角をなしかつ下面と直角をなす第２平坦面(25)を形成する（図１(c)参照）（工程Ｂ）。ここで、両面にアルミニウムろう材層(20a)を有するブレージングシートからなる素板(20)に、上下からプレス加工を施すことにより第２傾斜面(24)および第２平坦面(25)を形成しているので、第２傾斜面(24)および第２平坦面(25)もろう材層(20a)により覆われることになる（図２(c)参照）。工程Ｂにおいて、第２平坦面(25)の上下方向の幅は、素板(20)の肉厚の２０％以上であることが好ましい。なお、第２平坦面(25)の上下方向の幅は、第１平坦面(22)の上下方向の幅よりも狭くなっている。また、この工程Ｂにおいて、素板(20)の上面と第２傾斜面(24)との間に、鋭角状のエッジ部(26)の形成する。このエッジ部(26)において素板(20)の上面と第２傾斜面(24)とがなす角度と、素板(20)の右側縁部の鈍角状エッジ部(23)において素板(20)の上面と第１傾斜面(21)とがなす角度とは補角の関係にある。また、素板(20)の上面の左側縁部および第２傾斜面(24)の左側縁部のエッジ部(26)寄りの部分にはろう材層(20a)が存在しない部分がある。
なお、ここでは、工程Ａの後に工程Ｂを実施しているが、これとは逆に、工程Ｂの後に工程Ａを実施してもよい。
ついで、左側ヘッダ(2)を形成する素板(20)の左右両側縁部の互いに対応する位置に、流体入口(30)（図４参照）を形成するための切り欠き(27)と、仕切部材挿入用のスリット(31)（図５参照）を形成するための切り込み(28)を形成する（図１(d)参照）。これと同様に、右側ヘッダ(3)を形成する素板(20)の左右両側縁部の互いに対応する位置に、流体出口を形成するための切り欠き(27)と、仕切部材挿入用のスリット(31)を形成するための切り込み(28)を形成する。
ついで、素板(20)の幅方向の中間部に上側に膨出した横断面円弧状の曲壁部(32)を形成した後、曲壁部(32)に、その周方向に伸びる熱交換管挿入用長穴(33)を素板(20)の長さ方向に間隔をおいて複数形成する（図１(e)参照）。なお、曲壁部(32)を形成する際に、素板(20)における曲壁部(32)の左右両側部分は、上面が外側に来るように、若干下方に曲げられる。
ついで、素板(20)を筒状に成形し、両側縁部の両傾斜面(21)(24)どうしを面接触させるとともに両平坦面(22)(25)どうしを当接させて、ろう付パイプ用筒状体(34)を得る（図１(f)参照）（工程Ｃ）。ここで、図３に示すように、ろう付パイプ用筒状体(34)を形成する素板(20)の両側縁部の両平坦面(22)(25)どうしが当接しているので、ろう付パイプ用筒状体における両傾斜面(21)(24)どうしのずれが防止され、その結果ろう付パイプ用筒状体(34)の外面には段差が生じない。また、素板(20)の上面と第１傾斜面(21)との間に鈍角状のエッジ部(23)が形成されているとともに、素板(20)の上面と第２傾斜面(24)との間に鋭角状のエッジ部(26)が形成されており、さらに鈍角状エッジ部(23)において素板(20)の上面と第１傾斜面(21)とがなす角度と、鋭角状エッジ部(26)において素板(20)の上面と第２傾斜面(24)とがなす角度とは補角の関係にあるので、これによっても。ろう付パイプ用筒状体(34)の外面に段差が生じることが防止される。さらに、素板(20)を筒状に成形する際には、図示しないマンドレルの周りに巻き付けるので、ろう付パイプ用筒状体(34)の内面も、両平坦面(22)(25)どうしの接触部において、段差が無く滑らかに連なっている。
なお、左側ヘッダ(2)のろう付パイプ用筒状体(34)には、切り欠き(27)により流体入口(30)が形成されるとともに、切り込み(28)により仕切部材挿入用スリット(31)が形成される。右側ヘッダ(3)のろう付パイプ用筒状体(34)には、切り欠き(27)により流体出口が形成され、切り込み(28)により仕切部材挿入用スリット(31)が形成される。
また、扁平状の熱交換管(4)、アルミニウム製コルゲートフィン(5)、両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシート製サイドプレート(6)、アルミニウム製仕切部材(7)、アルミニウム製入口部材(8)およびアルミニウム製出口部材(9)を用意する。
熱交換管(4)は、図４に示すように、両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートからなるとともに、２つの平坦壁形成部と、両平坦壁形成部を連結しかつ一方の側壁を形成する連結部と、両平坦壁形成部における連結部とは反対側の側縁より上方隆起状に一体成形されかつ他方の側壁を形成する側壁用凸条と、両平坦壁形成部に一体成形された複数の補強壁用凸条とを備えた金属板を、連結部の両側でヘアピン状に曲げることにより、側壁用凸条どうしおよび補強壁用凸条どうしを当接させたものであり、この状態では完全な管とはなっていない。しかしながら、図１に示す熱交換器(1)の熱交換管と同様に符号(4)を付す。なお、熱交換管(4)として、複数の流体通路が並列状に形成されたアルミニウム押出形材からなるものを用いてもよい。
ついで、両ろう付パイプ用筒状体(34)を互いに間隔をおいて配置するとともに、複数の熱交換管(4)とコルゲートフィン(5)とを交互に配置し、熱交換管(4)の両端部を両ろう付パイプ用筒状体(34)の熱交換管挿入用長穴(33)に挿入する（図４および図６参照）。また、両端のコルゲートフィン(5)の外側にサイドプレート(6)を配置する。また、両ろう付パイプ用筒状体(34)の両端部にアルミニウム製閉鎖部材(11)を配置する。さらに、各仕切部材挿入用スリット(31)内にアルミニウム製仕切部材(7)を外側から挿入するとともに（図５参照）、入口部材(8)を流体流入路が流体入口(30)に通じるように配置し、出口部材(9)を流体流出路(9a)が流体出口に通じるように配置する（図４および図６参照）。そして、すべての部品を適当な手段で仮止めする。
その後、所定の温度に加熱することにより、ろう付パイプ用筒状体(34)の両傾斜面(21)(24)どうしおよび両平坦面(22)(25)どうしをろう付してろう付パイプ(10)を製造するとともに（工程Ｄ）、ろう付パイプ(10)に閉鎖部材(11)をろう付してヘッダ(2)(3)を製造し、さらにろう付パイプ(10)に仕切部材(7)、入口部材(8)および出口部材(9)をろう付する。これと同時に、熱交換管(4)の側壁用凸条どうしおよび補強壁用凸条どうしをろう付して完全な管とし、熱交換管(4)をろう付パイプ(10)にろう付するとともに、熱交換管(4)とコルゲートフィン(5)およびコルゲートフィン(5)とサイドプレート(6)とをろう付する。こうして、熱交換器(1)が製造される。
このような熱交換器(1)は、たとえば圧縮機、コンデンサ、減圧器およびエバポレータを備えており、かつフロン系冷媒を使用する冷凍サイクルのコンデンサとして用いられる。この冷凍サイクルは、カーエアコンとして車両に搭載される。
製造された熱交換器(1)の両ヘッダ(2)(3)を構成するろう付パイプ(10)においては、互いに重ね合わされた素板の両側縁部のうちの内側に位置する第１側縁部外面に、先端に向かって内方に傾斜した第１傾斜面が形成され、同じく外側に位置する第２側縁部内面に、先端に向かって外方に傾斜した第２傾斜面が形成され、第１側縁部の第１傾斜面と内面との間に、第１傾斜面と鈍角をなす第１平坦面が形成されるとともに、第２側縁部の第２傾斜面と内面との間に、第２傾斜面と鈍角をなしかつ第１平坦面が当接する第２平坦面が形成されており、素板の両側縁部が、両傾斜面どうしおよび両平坦面どうしがそれぞれ面接触した状態でろう付されている。また、第１側縁部の外面と第１傾斜面との間に鈍角状のエッジ部が形成されるとともに、第２側縁部の外面と第２傾斜面との間に鋭角状のエッジ部が形成されており、両側縁部の外面が滑らかに連なっている。さらに、第２側縁部の第２平坦面の内外方向の幅が、素板の肉厚の２０％以上となっており、第１側縁部の第１平坦面の内側縁部が、第２側縁部の第２平坦面の内側縁部よりも内方に突出している。
上記実施形態においては、熱交換器の両ヘッダが、それぞれ仕切部材により同数のヘッダ部に仕切られており、一方のヘッダの長さ方向の一端部に流体入口が形成されるとともに、他方のヘッダの長さ方向の他端部に流体出口が形成されているが、これに限定されるものではなく、熱交換器の一方のヘッダが仕切部材により複数のヘッダ部に仕切られ、他方のヘッダが、上記一方のヘッダのヘッダ部数よりも１つ少ない数でかつ第１ヘッダの隣り合う２つのヘッダ部に跨るように配置されたヘッダ部を備えており、上記一方のヘッダの長さ方向の一端部のヘッダ部に流体入口が形成されるとともに、同他端部のヘッダ部に流体出口が形成されていてもよい。
この発明によるろう付パイプの製造方法は、たとえばカーエアコン用コンデンサやエバポレータ、自動車用オイルクーラなどの熱交換器を製造するにあたり、ヘッダを製造するのに適している。
熱交換器のヘッダに用いられるろう付パイプ用筒状体を製造する方法を工程順に示す垂直断面図である。 図１の部分拡大図である。 ろう付パイプ用筒状体の一部分を拡大して示す断面図である。 ろう付パイプ用筒状体と熱交換管と入口部材とを組み合わせる方法を示す部分分解斜視図である。 ろう付パイプ用筒状体と仕切部材とを組み合わせる方法を示す部分分解斜視図である。 ろう付パイプ用筒状体に入口部材および出口部材を組み合わせた状態を示す断面図である。 カーエアコンのコンデンサとして用いられる熱交換器の全体構成を示す斜視図である。 従来の熱交換器のヘッダに用いられるろう付パイプ用筒状体の一部分を拡大して示す断面図である。 図８のろう付パイプ用筒状体に入口部材および出口部材を組み合わせた状態を示す断面図である。

Claims (21)

  1. 両面にろう材層を有するブレージングシートからなる素板が筒状に成形されるとともに両側縁部が部分的に重ね合わされ、素板の互いに重ね合わされた両側縁部どうしが、素板のろう材層を利用してろう付されているろう付パイプであって、
    互いに重ね合わされた素板の両側縁部のうちの内側に位置する第１側縁部外面に、先端に向かって内方に傾斜した第１傾斜面が形成され、同じく外側に位置する第２側縁部内面に、先端に向かって外方に傾斜した第２傾斜面が形成され、第１側縁部の第１傾斜面と内面との間に、第１傾斜面と鈍角をなす第１平坦面が形成されるとともに、第２側縁部の第２傾斜面と内面との間に、第２傾斜面と鈍角をなしかつ第１平坦面が当接する第２平坦面が形成されており、素板の両側縁部が、両傾斜面どうしおよび両平坦面どうしがそれぞれ面接触した状態でろう付され、パイプ外周面から延在する両傾斜面どうしのろう付部と、パイプ内周面から延在する両平坦面どうしのろう付部とが連続的につながっているろう付パイプ。
  2. 第１側縁部の外面と第１傾斜面との間に鈍角状のエッジ部が形成されるとともに、第２側縁部の外面と第２傾斜面との間に鋭角状のエッジ部が形成されており、両側縁部の外面が滑らかに連なっている請求項１記載のろう付パイプ。
  3. 第２側縁部の第２平坦面の内外方向の幅が、素板の肉厚の２０％以上である請求項１記載のろう付パイプ。
  4. 第１側縁部の第１平坦面の内側縁部が、第２側縁部の第２平坦面の内側縁部よりも内方に突出している請求項１記載のろう付パイプ。
  5. 請求項１〜４のうちのいずれかに記載のろう付パイプの両端開口が閉鎖部材によって閉鎖されることにより形成されており、素板の両側縁部どうしの重ね合わせ部を除いた部分に、外方に膨出した横断面円弧状の曲壁部が形成され、当該曲壁部に、その周方向に伸びる熱交換管挿入用長穴が長さ方向に間隔をおいて複数形成されている熱交換器用ヘッダ。
  6. 互いに間隔をおいて配置された１対のヘッダと、両ヘッダ間に配置されて両端部が両ヘッダに接続された複数の熱交換管と、隣り合う熱交換管間に配置されたフィンとを備えている熱交換器であって、
    ヘッダが請求項５記載の熱交換器用ヘッダからなり、熱交換管の両端部が両ヘッダの熱交換管挿入用長穴に挿入されて両ろう付パイプにろう付されている熱交換器。
  7. 少なくともいずれか一方のヘッダが、仕切部材によりヘッダの長さ方向に並んだ複数のヘッダ部に仕切られており、仕切部材が、ヘッダを構成するろう付パイプの素板の両側縁部に跨って形成された仕切部材挿入用のスリットを通してろう付パイプ内に挿入されてろう付パイプにろう付されている請求項６記載の熱交換器。
  8. 両ヘッダが、それぞれ仕切部材により同数のヘッダ部に仕切られており、一方のヘッダの長さ方向の一端部に流体入口が形成されるとともに、他方のヘッダの長さ方向の他端部に流体出口が形成されており、流体入口および流体出口が、それぞれヘッダを構成するろう付パイプの素板の両側縁部に跨って形成されている請求項６記載の熱交換器。
  9. 一方のヘッダが仕切部材により複数のヘッダ部に仕切られ、他方のヘッダが、上記一方のヘッダのヘッダ部数よりも１つ少ない数でかつ第１ヘッダの隣り合う２つのヘッダ部に跨るように配置されたヘッダ部を備えており、上記一方のヘッダにおける長さ方向の一端部のヘッダ部に流体入口が形成されるとともに、同他端部のヘッダ部に流体出口が形成されており、流体入口および流体出口が、それぞれヘッダを構成するろう付パイプの素板の両側縁部に跨って形成されている請求項６記載の熱交換器。
  10. 両面にろう材層を有するブレージングシートからなる素板の一側縁部にプレス加工を施すことによって、素板の一側縁部の第１面に、先端に向かって素板の第１面側から第２面側に傾斜しかつ表面がろう材層により覆われた第１傾斜面を形成するとともに、第１傾斜面と第２面との間に、第１傾斜面と鈍角をなしかつろう材層により覆われていない第１平坦面を形成する工程Ａと、素板の他側縁部にプレス加工を施すことによって、素板の他側縁部の第２面に、先端に向かって素板の第２面側から第１面側に傾斜した第２傾斜面を形成するとともに、第２傾斜面と第２面との間に、第２傾斜面と鈍角をなしかつ表面がろう材層により覆われた第２平坦面を形成する工程Ｂと、素板を、第１面が外側に来るように筒状に成形し、両側縁部の両傾斜面どうしを面接触させるとともに両平坦面どうしを当接させてろう付パイプ用筒状体を得る工程Ｃと、ろう付パイプ用筒状体を形成する素板の両側縁部の両傾斜面どうしおよび両平坦面どうしを、それぞれ素板のろう材層を利用してろう付する工程Ｄとを含み、工程Ａおよび工程Ｂのうちのいずれか一方の工程を先に実施した後に同他方の工程を実施し、さらに工程Ｃおよび工程Ｄをこの順序で実施するろう付パイプの製造方法。
  11. 工程Ａで形成された素板の第１傾斜面、工程Ｂで形成された素板の第２傾斜面および第２平坦面が、それぞれろう材層で覆われている請求項１０記載のろう付パイプの製造方法。
  12. 工程Ａにおいて、素板における第１面と第１傾斜面との間の部分を部分的に第１面側に張り出させることによって、素板の第１面と第１傾斜面との間に鈍角状のエッジ部を形成する請求項１０記載のろう付パイプの製造方法。
  13. 工程Ａにおいて、素板の第２面と第１平坦面とが直角をなすようにする請求項１０記載のろう付パイプの製造方法。
  14. 工程Ｂにおいて、素板の第１面と第２傾斜面との間に、鋭角状のエッジ部を形成する請求項１０記載のろう付パイプの製造方法。
  15. 工程Ｂにおいて、素板の第２面と第２平坦面とが直角をなすようにする請求項１０記載のろう付パイプの製造方法。
  16. 工程Ｂにおいて、第２平坦面の幅を、素板の肉厚の２０％以上にする請求項１０記載のろう付パイプの製造方法。
  17. 工程Ｂで形成する第２平坦面の幅を、工程Ａで形成する第１平坦面の幅よりも狭くする請求項１０記載のろう付パイプの製造方法。
  18. 工程Ｃにおいて得られたろう付パイプ用筒状体の内面が、両平坦面どうしの接触部において、段差が無く滑らかに連なっている請求項１０記載のろう付パイプの製造方法。
  19. 請求項１０〜１８のうちのいずれかに記載されたろう付パイプの製造方法の工程Ｃにおいて、素板を筒状に成形する前の段階で、素板の幅方向の中間部に第１面側に膨出した横断面円弧状の曲壁部を形成し、ついで当該曲壁部に、その周方向に伸びる熱交換管挿入用長穴を素板の長さ方向に間隔をおいて複数形成し、工程Ｃ終了後、素板から成形されたろう付パイプ用筒状体の両端部に閉鎖部材を配置し、工程Ｄにおける両傾斜面どうしおよび両平坦面どうしのろう付と同時に閉鎖部材をろう付パイプ用筒状体にろう付する熱交換器用ヘッダの製造方法。
  20. 互いに間隔をおいて配置された１対のヘッダと、両ヘッダ間に配置されて両端部が両ヘッダに接続された複数の熱交換管と、隣り合う熱交換管間に配置されたフィンとを備えている熱交換器の製造方法であって、
    請求項１９記載の方法の工程Ｃ終了後、素板から成形されたろう付パイプ用筒状体を互いに間隔をおいて配置し、複数の熱交換管の両端部を上記ろう付パイプ用筒状体の熱交換管挿入用長穴内に挿入し、隣り合う熱交換管どうしの間にフィンを配置し、工程Ｄにおける両傾斜面どうしおよび両平坦面どうしのろう付、ならびに閉鎖部材のろう付パイプ用筒状体へのろう付と同時に、熱交換管をろう付パイプ用筒状体にろう付するとともにフィンを熱交換管にろう付することを含む熱交換器の製造方法。
  21. 工程ＡおよびＢ終了後、少なくともいずれか一方のろう付パイプ用筒状体を成形する素板の両側縁部の互いに対応する位置に切り込みを形成しておき、工程Ｃにより得られるろう付パイプ用筒状体の両側縁部に跨って仕切部材挿入用のスリットを形成し、工程Ｄの前段階において当該スリットを通してろう付パイプ用筒状体内に仕切部材を配置し、工程Ｄにおける各種部品のろう付と同時に仕切部材をろう付パイプ用筒状体にろう付する請求項２０記載の熱交換器の製造方法。
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