JPH02309196A - 熱交換器およびそのヘッダの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業」・、の利用分野］ 本発明は、熱交換器とそのヘッダの製造方法に関する。

［従来の技術］ 従来の熱交換器として、特開昭６３−１６１３９４号公
報に示される技術が知られている。この技術は、筒状の
ヘッダに形成された挿入穴に、表面にろう材をクラッド
したチューブを挿入し、この挿入した状態でチューブと
ヘッダとをろう付けし、チューブとヘッダとを接合固定
したものである。

この技術に示されるように、ヘッダは、筒状を呈し、−
ａに、耐圧強度の面から円筒状を呈している。そして、
チューブの挿入穴は、パイプにプレス加工などによって
直接穴を開けて形成していた。

［発明が解決しようとする課題］ パイプに挿入穴を形成するプレス加工は、パイプ内にメ
ス型を挿入し、続いてプレス加工により押入穴の開設を
行い、さらにメス型をパイプより抜き出す作業よりなる
。特にメス型をパイプより抜き出す作業は、挿入穴の形
成時に発生したパリが、メス型に引っ掛かり、メス型が
パイプより抜き出しにくい。

つまり、従来のヘッダは、パイプに挿入穴を形成してい
たため、押入穴を備えたヘッダを形成するのが困難であ
った。このため、従来のヘッダは、生産性が悪い問題点
を備えていた。

本発明の目的は、生産性を向上した熱交換器およびその
ヘッダの製造方法の提供にある。

［課題を解決するための手Ｐｉ］ 上記の目的を達成するために、本発明の熱交換器および
そのヘッダの製造方法は、次の技術的手段を採用する。

（第１発明） 熱交換器は、複数のチューブと、この複数のチューブの
端部に接続されるヘッダとからなる。そして、前記ヘッ
ダは、前記チューブの挿入穴を有する平板材を曲折して
形成した、あるいは前記チューブの押入穴を有する平板
材と他の板材とを組み合わせて形成した筒体を備える。

（第２発明） 熱交換器のヘッダは、次の製造二ロ程を備える。

チューブの挿入される挿入穴を備える平板材を形成する
第１工程。前記押入穴の形成された前記平板材を曲折し
て、あるいは前記挿入穴の形成された前記平板材と他の
板材とを組み合わせ°ζ筒体を形成する第２工程。

［作用］ （第１発明に対応した作用） ！ｌＩ／徴材を曲折して筒体を形成することにより、筒
体が構成される以前の平板材に、チューブを挿入する押
入穴を備えさせることができる。同様に、平板材と他の
板材とを組み合わせて形成して筒体を形成することによ
り、筒体が構成される以前の平板材に、チューブを挿入
する挿入穴を備えさせることができる。

そして、押入穴が形成された平板材を筒状に曲折し、合
わせ部分が塞がれて筒体が形成される。

あるいは、押入穴が形成された平板材と他の板材とを組
み合わせ、合わせ部分が塞がれて筒体が形°　　成され
る。

く第２発明に対応した作用） まず、チューブの挿入される挿入穴を備える平板材を形
成する。これは、プレス加工や、切側技術などによって
、平板材に押入穴を形成したり、あるいは、グイキャス
ティングやモールディング技術などによって、チューブ
の押入穴を備えた平板材を形成しても良い。

ついで、押入穴の形成された平板材を円筒、角筒等の筒
状に曲折し、その後、合わせ部分を塞いで筒体を形成す
る。あるいは、押入穴の形成された平板材を、他の板材
と組み合わせて筒状体を構成し、その後、合わせ部分を
塞いで筒体を形成する。

なお、上記の合わせ部分を塞ぐ手段としては、（イ）合
わせ部分に他の板材を被着し、合わせ部分の隙間を塞ぐ
手段、（ロ）平板材の端部を重ね合わせて、ろう付けや
種名′、カシメなどによって接合する手段、（ハ）平板
材の端部を付は合わせて、付は合わせろう付けや、溶接
などによって塞ぐ手段などがある。

このようにして、ヘッダの筒体が形成される。

［発明の効果］ （第１発明および第２発明に対応した発明の効果）チュ
ーブを挿入する押入穴を備えた平板材を形成する技術は
、従来のパイプにチューブの押入穴を形成する技術に比
較して、容易である。このため、従来に比恕して、平板
材より筒体を形成する作業が必要となるが、結果として
チューブの押入穴を備えたヘッダの形成が従来に比較し
て容易となる。

つまり、従来に比較してヘッダの生産性、ひいては熱交
換器の生産性を向上させることができる。

［実施例コ 次に、本発明の熱交換器、およびそのヘッダの製造方法
を、図に示す一実施例に基づき説明する。

第１図ないし第５図は本発明の第１実施例を示すもので
、第５図は熱交換器の斜視図を示す。

熱交換器１は、例えば自動車用冷凍サイクルの冷媒１１
ＷＪ器や冷媒蒸発器などに用いられる。本実施例の熱交
換器１は、大別して複数のチューブ２、コルゲートフィ
ン３、ヘッダ４とからなる。

初めにチューブ２の説明を行う。チューブ２は、内部を
流れる流体と、チューブ２０間を通過する流体の熱交換
を行うもので、内部に複数の流体通路が形成されている
。また、チューブ２は、断面の偏平な管で、黄銅、アル
ミニウムなど耐腐食性に優れた金属材料よりなる。

次に、コルゲートフィン３の説明を行う、コルゲートフ
ィン３は、各チューブ２の間に挟まれた状態でチューブ
２に接合され、チューブ２内を流れる流体と、チューブ
２の間を通過する流体との熱交換効率を向上させるもの
である。このコルゲートフィン３は、チューブ２と同一
の金属材料よりなる帯状で極薄の板材を、波状に曲折し
て設けたものである。なお、コルゲートフィン３には、
通常、熱交換効率の向上を計るため、多数のルーバが形
成されている。

次に、ヘッダ４の説明を行う。ヘッダ４は、各チューブ
２の両端に接続され、ヘッダ４内に供給された流体を各
チューブ２へ分配して導く、あるいは各チューブ２を通
過した流体を収集する円筒状のタンクである。本実施例
のヘッダ４は、筒体５、キャップ６、およびユニオン７
を組み合わせてなる。

筒体５は、チューブ２と同一材料よりなる平らな平板材
８（第３図参照）を円筒状に曲折しく第４図参照）、こ
の曲折された筒状の平板材８の合わぜ部分８ａに、カバ
ー９をろう付けによって被着したものである（第１図参
照）。なお、合わせ部分８ａにカバー９をろう付けする
ことによって、合わせ部分８ａの隙間が寒がれる。平板
材８には、第１図および第２図に示すように、カバー９
に形成されたバーリング部１０を挿入するバーリング部
挿入穴１１が複数設けられている。このバーリング部挿
入穴１１は、平板材８を円筒状に曲折する以前に形成さ
れたもので（第３図参照）、詳しくは後述する。

カバー９は、平板材８の合わせ部分８ａを塞ぐ手段であ
るとともに、第１図および第２図に示すようにチューブ
２の端部を、円筒の平板材８の内部に導くもので、詳し
くは後述する。

キャップ６は、筒体５の各一端にろう付けによって取り
付けられた蓋体である。

ユニオン７は、筒体５の各他端にろう付けによって取り
付けられた流体の受は渡し手段で、一方のユニオン７は
、一方のヘッダ４内に流体を供給する配管が接続される
ものである。また、他方のユニオン７は、他方のヘッダ
４内の流体を外部へ導く配管が接続されるものである。

そして、上記ヘッダ４を構成する筒状に曲折された平板
材８、カバー９、キャップ６、ユニオン７は、チューブ
２、コルゲートフィン３とともに、同時にろう付けされ
る。

次に、上記の筒体５の製造工程を説明する。

（１）チューブ２と同一材料よりなる平板材８に、プレ
ス加工によって、複数のバーリング部挿入穴１１を形成
する（第３図参照）。このバーリング部挿入穴１１は、
カバー９に形成されたバーリング部１０（上述する）の
挿入される穴で、内寸がバーリング部１０よりやや大き
めに形成されＣいる。

（２）バーリング部挿入穴１１の形成された平板材８を
、プレス加工によって、円筒状に曲折する（第４図参照
）。この結果、平板材８の両端に分割して形成されてい
たバーリング部挿入穴１１が一致する。

（３）、上記（１）（２）の工程とは別に、チューブ２
と同一の材料よりなる平らな板材に、バーリング加工に
よって複数のバーリング部１０を形成する。

このバーリング加工時、カバー９となる板材は、プレス
加二口によって、筒体５に沿うように、つまり断面が円
弧を描くように曲折される（第４図参照）。

なお、バーリング部１０とは、チューブ２に沿うフラン
ジの形成された穴である。また、バーリング部１０の穴
の内寸は、チューブ２の外形よりも僅かに大きめに形成
されている。

（４）カバー９の各バーリング部１０に、チューブ２の
端部を挿入する。このとき、チューブ２はコルゲートフ
ィン３を介在させた積層体とされ、治具によって保持さ
れている。このため、複数のチューブ２の一端が、−回
の組付作業によって各バーリング部１０に挿入すること
ができる。

（５）、上記（２）によって形成された筒状の平板材８
を、上記（４）のカバー９に組み合わせ、筒体５を構成
する。この組み付は作業は、筒状の平板材８のバーリン
グ部挿入穴１１内に、カバー９の各バーリング部１０を
挿入することによって完了する。

（６）　！後に、キャップ６ｊ！＞ユニオン７を筒体５
に組み付けることによって、熱交換器１の組み付けが完
了する。

（７）その後、治具によって保持された熱交換器１の構
成部品を炉内に挿入し、熱交換器１の構成部品のろう付
けを行う。

なお、上記（１）が第２発明の第１工程に相当し、上記
の（２）〜（７）が第２発明の第２：［程に相当する。

上記構成よりなる熱交換器１のヘッダ４は、チューブ２
の挿入される穴（本実施例ではバーリング部挿入穴１１
を指すが、直接チューブ２が挿入されるのはバーリング
部１０）が、平板の時（ｆｆｉ状を成す前）に形成され
る。この技術は、従来のパイプにチューブの挿入穴を形
成する技術に比較して、容易である。この結果、ヘッダ
４の形成が従来に比較して容易となる。

つまり、従来に比較してヘッダ４の生産性、ひいては熱
交換器１の生産性が向上する。

また、直接チューブ２の挿入穴（バーリング部１０）が
、平板の時（筒状を成す前）に形成されるため、チュー
ブ２の挿入穴１こバーリングを施すことが可能となった
。この結果、ヘッダ４とチューブ２との接合面積が増す
とともに、ヘッダ４とチューブ２との組付性が、従来に
比較して向上した。

第６図に第２実施例を示す。

本実施例は、ヘッダ４の筒体５を、平板材１２と、池の
板材１３から形成するもので、平板材１２は、チューブ
２の挿入穴１４（バーリング部）を備えるとともに、断
面が円弧を描く、例えば断面Ｃ￥またはＵ字に曲折され
た板状の部材である。他の板材１３は、挿入穴１４を備
えた平板材１２と組み合わされて筒体５を構成する、断
面が円弧を描く、例えば断面Ｃ字またはＵ字に曲折され
た板状の部材である。そして、平板材１２と他の板材１
３は、ろう付けによって接合されている。なお、チュー
ブ２の挿入穴１４は、バーリング加工を施さなくとも良
い。

第７図に第３実施例を示す。

本実施例は、平板材１２の合わせ部分８ａが、チューブ
２の挿入穴１５とは別の位置に設けられたもので、合わ
せ部分８ａがチューブ２の挿入穴１５とは逆の位置にあ
るものを例示する。そして、合わせ部分８ａは、円弧を
描くカバー１６をろう付は等の接合法によって接合し、
合わせ部分８ａを塞いだものである。

第８図は第４実施例を示す。

本実施例は、筒状に曲折した平板材１２の端部（合わせ
部分ａａ）を重ね合わせて、ろう付けしたものである。

第９図は第５実施例を示す。

本実施例は、筒状に曲折した平板材１２の合わせ部分８
ａを、カシメによって塞いだものである。

（変形例） 本実施例では、本発明を自動車用冷凍サイクルの熱交換
器に用いた例を示したが、家庭用、商業用等の冷凍サイ
クルの熱交換器はもちろん、ヒータコア、ラジェータ、
オイルクーラ、インタークーラなど、気体−気体熱交換
器、気体−液体熱交換器、液体−液体熱交換器に適用可
能なものである。

本実施例に示すコルゲートフィンは、特に必要なもので
なく、用途に応じて設けなくても良い。

ヘッダは円筒状を呈する必要は無く、他の形状としても
良い。

ヘッダはチューブの両端に設ける必要は無く、一端のみ
に設けても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の第１実施例を示すもので
、第１図および第２図は熱交換器のヘッダ部分の断面図
、第３図および第４図は筒体５の製造方法の説明図、第
５図は熱交換器の斜視図である。 第６図は本発明の第２実施例を示すヘッダの断面図であ
る。 第７図は本発明の第３実施例を示すヘッダの断面図であ
る。 第８図は本発明の第４実施例を示すヘッダの断面図であ
る。 第９図は本発明の第５実施例を示すヘッダの断面図であ
る。 図中　２・・・チューブ　４・・・ヘッダ　５・・・筒
体８・・・平板材　１１・・・バーリング部挿入穴（チ
ューブの挿入穴）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）複数のチューブと、この複数のチューブの端部に接
   続されるヘッダとからなる熱交換器において、 前記ヘッダは、前記チューブの挿入穴を有する平板材を
   曲折して形成した、あるいは前記チューブの挿入穴を有
   する平板材と他の板材とを組み合わせて形成した筒体を
   備えることを特徴とする熱交換器。 ２）次の工程を備える熱交換器のヘッダの製造方法。 （ａ）チューブの挿入される挿入穴を備えた平板材を形
   成する第１工程。 （ｂ）前記挿入穴の形成された前記平板材を曲折して、
   あるいは前記挿入穴の形成された前記平板材と他の板材
   とを組み合わせて筒体を形成する第２工程。