JPH05318098A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 冷媒入口用パイプ６の先端部が、その外周面
と外部配管接続用の継手部材８のパイプ挿入孔１０の内
周壁との間に筒状のろう材１５を介在された状態に、同
パイプ挿入孔１０内に圧入状態に配置され、かつ、パイ
プ６と継手部材８とが筒状ろう材１５を介してろう付け
により接合一体化されている。この筒状ろう材１５は、
内外両面にろう材層がクラッドされたものである。 【効果】 パイプ６を、ろう材１５の装着をし忘れるこ
となく、継手部材８と仮組状態に結合することができ、
パイプ６と継手部材８とを、低コストにして、確実にろ
う付けすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、カークーラー、ルー
ムエアコン等の空気調和機用熱交換器等として用いられ
るアルミニウム等の金属製の熱交換器に関する。

【０００２】

【従来の技術と課題】例えばエアコン用の熱交換器は、
これを外部配管と接続するため、一般に、熱交換器本体
から冷媒流通用パイプが導出され、その先端部に、外部
配管接続用の継手部材が連結して設けられたものとなさ
れている。

【０００３】従来、この冷媒流通用パイプと継手部材と
の連結は、パイプとして、外面にろう材層がクラッドさ
れたアルミニウムブレージングシート製の電縫管を用
い、該パイプの先端部を、継手部材のパイプ挿入孔に、
セルフ治具のために圧入状態に挿入配置した状態で、パ
イプの外周面のろう材を利用して、ろう付けにより両者
を接合一体化するというようにして行われていた。

【０００４】しかしながら、パイプと継手部材との接合
のために、パイプとして、ブレージングシートによる電
縫管などの、ろう材をクラッドしたクラッドパイプを使
用したのでは、そのようなパイプが高価なものであるこ
とにより、熱交換器のコストアップを招くという問題が
あった。特に外部配管との関係等でパイプの長さを長く
しなければならないような場合にはその問題は大きかっ
た。

【０００５】そこで、このような連結構造にかえて、最
近では、第１０図に示されるように、パイプ（51）とし
て、ろう材がクラッドされていない例えばアルミニウム
押出型材製の安価なベアパイプを使用し、パイプ（51）
のビーディング部（52）と継手部材（53）との間にリン
グ状のろう材（54）を挾み込むようにして、パイプ（5
1）の先端部を継手部材（53）のパイプ挿入孔（55）内
に圧入状態に配置し、その状態でろう付けを行うという
方法が採用されるようになっている。

【０００６】しかしながら、このような構造によるとき
は、パイプ（51）の先端部が継手部材（53）のパイプ挿
入孔（55）内に圧入されるものとなされているために、
リング状ろう材（54）のセットをし忘れた場合でも、両
者が仮組状態に結合されてしまい、そのため、ろう材
（54）を付けないまま炉入れされてしまうことが希に起
こって、接合不良を生じるといった問題があった。特に
炉上がり状態の接合部にはフラックスが付着しているた
め、ろう材によるろう付けがなされたかどうかの判別が
非常に難しく、またフラックスによる接合力で、ある程
度の接合状態が得られしまうため、次工程のリーク検査
をパスしてしまう危険性があった。

【０００７】この発明は、上記のような従来の欠点に鑑
み、熱交換器本体から導出された熱交換媒体流通用パイ
プと外部配管接続用継手部材とを、コスト的に有利に、
しかも、確実にろう付け接合することができる構造の熱
交換器を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、熱交換器本
体から導出された熱交換媒体流通用パイプと、パイプ挿
入孔が設けられた外部配管接続用継手部材とが備えら
れ、熱交換媒体流通用パイプの先端部が、その外周面と
パイプ挿入孔内周壁との間に筒状のろう材を介在させた
状態に、パイプ挿入孔内に圧入状態に配置され、かつ、
パイプと継手部材とが前記筒状ろう材を介してろう付け
により接合一体化されてなることを特徴とする熱交換器
を要旨とする。

【０００９】

【作用】上記構成では、熱交換媒体流通用パイプの先端
部が、その外周面と継手部材のパイプ挿入孔内周壁との
間に筒状のろう材を介在させた状態に、パイプ挿入孔内
に圧入状態に配置されるものとなされていることによ
り、この筒状のろう材を使用しなければ、パイプと継手
部材とが、仮組状態に結合されない。従って、パイプと
継手部材との仮組結合作業では、筒状のろう材が忘れら
れることなく必ず装着されることになり、ろう材なしで
炉入れされてしまう危険性が完全に排除される。従っ
て、パイプと継手部材とが確実にろう付けされる。

【００１０】

【実施例】次に、この発明を、いわゆるマルチフロータ
イプないしはパラレルフロータイプと称されるカークー
ラー用アルミニウム製凝縮器に適用した実施例について
説明する。なお、本発明は、ルームエアコン用熱交換
器、オイルクーラー等の各種用途の熱交換器や、チュー
ブを蛇行状に曲成して熱交換器コアを構成したいわゆる
サーペンタインタイプの熱交換器等の各種タイプの熱交
換器に広く適用されうるものであることはいうまでもな
い。

【００１１】第９図に示される熱交換器において、
（１）…は偏平チューブ、（２）…はコルゲートフィン
で、これらは並列状態に上下方向に交互に配置されてい
る。（３）（３）は左右１対の中空ヘッダーで、偏平チ
ューブ（１）…の両端に連通状態に接続されている。な
お、（４）は仕切部材で、冷媒がチューブ（１）…群を
蛇行状に流通するようにヘッダー（３）（３）内を所定
高さ位置において仕切っている。（５）（５）はサイド
プレートで、上下最外側のコルゲートフィン（２）
（２）を保護するためにその外側に配置されたものであ
る。

【００１２】そして、（６）は冷媒入口用パイプ、
（７）は同出口用パイプで、ヘッダー（３）（３）に連
通状態に接続されている。（８）は、入口用パイプ
（６）の先端部に接合されたフランジ結合式の継手部
材、（９）は、出口用パイプ（７）の先端部に接合され
たフレア結合式の継手部材である。

【００１３】上記各熱交換器構成部材において、偏平チ
ューブ（１）は、アルミニウム製の押出型材によるもの
で、内部が仕切り壁により複数個の室に区画されて耐圧
性能が高められた、いわゆるハモニカチューブである。
なお、押出型材によらず、電縫管等が使用されることも
ある。

【００１４】コルゲートフィン（２）は、チューブ
（１）の幅と略同じ幅のシート材をコルゲート状に成形
してルーバーを切り起こしたもので、このシート材とし
てろう材層がクラッドされたアルミニウムブレージング
シートが使用されている。

【００１５】ヘッダー（３）（３）は、片面又は両面に
ろう材層がクラッドされた１枚のアルミニウムブレージ
ングシートを、両側縁部突き合わせ状態に曲成すること
により、パイプ状となした円筒状のヘッダーパイプ（3
a）と、その上下開口端部を外嵌め状態に塞ぐアルミニ
ウム製ヘッダーキャップ（3b）とからなる。このヘッダ
ー（３）（３）には、チューブ（１）の端部を挿入する
チューブ挿入孔が列設され、また所定の位置に入口用パ
イプ（６）、出口用パイプ（７）の基端部を挿入するパ
イプ挿入孔等が形成されている。なお、ヘッダーパイプ
（3a）としては、電縫管、押出管等が使用されることも
ある。

【００１６】冷媒入口用パイプ（６）は、ろう材がクラ
ッドされていないベアのアルミニウム製押出管ないしは
引抜管によるもので、外部配管との関係によりその長さ
が比較的長く、かつ基端部において曲がり部を有するも
のとなされている。そして、第１図に示されるように、
この入口用パイプ（６）の先端部外周面には外方突出状
のビーディング部（11）が形成されている。

【００１７】冷媒入口用継手部材（８）は、上面に平面
部（8a）を有する所定形状のアルミニウム製ブロック体
によるフランジ式継手部材で、該上面平面部（8a）に
は、前記入口用パイプ（６）の先端部を挿入する挿入孔
（10）が設けられている。この挿入孔（10）は、前記入
口用パイプ（６）よりも大きな径に形成されており、パ
イプ（６）の先端部を直接挿入した状態では、容易に抜
出されるものとなされている。なお、この挿入孔（10）
の先端部には相対的に径小な冷媒通路孔（13）が連設さ
れ、両者間に段部（14）が形成されている。

【００１８】この入口用パイプ（６）と入口用継手部材
（８）とのろう付けのために筒状のろう材（15）が使用
されている。この筒状ろう材（15）は、両面にろう材層
がクラッドされたクラッド材によるもので、例えばアル
ミニウムブレージングシートにプレス加工を施すことな
どにより製作されたものである。この筒状のろう材（1
5）は、入口用パイプ（６）の先端部が継手部材（８）
の挿入孔（10）内に配置された状態で、該パイプ（６）
先端部の外周部と挿入孔（10）の内周壁との間に介在さ
れるものである。そして、その介在状態において、入口
用パイプ（６）の外周面が筒状ろう材（15）の内周面に
圧接されると共に、筒状ろう材（15）の外周面が挿入孔
（10）の内周壁に圧接され、それによってパイプ（６）
の先端部が挿入孔（10）内に圧入状態に配置されるよう
になされている。

【００１９】この筒状ろう材（15）は、本体筒状部（15
e ）の一端部に径方向外方に突出した第１フランジ（15
a ）が設けられると共に、他端部に径方向内方に突出さ
れた第２フランジ（15b ）が設けられたものとなされて
いる。そして、第１フランジ（15a ）が継手部材（８）
の上面平面部（8a）に当接されると共に、第２フランジ
（15b ）が挿入孔（10）の内方先端の段部（14）に当接
される寸法長さに設計されている。

【００２０】また、この筒状ろう材（15）の第１フラン
ジ（15a ）側の開口部は、パイプ（６）の挿入をスムー
ズに行いうるように、曲面ラッパ状開孔部（15c ）に形
成されていると共に、第２フランジ（15b ）側の外周縁
部も、継手部材（８）の挿入孔（10）への挿入をスムー
ズに行いうるように、曲面縁部（15d ）に形成されてい
る。なお、出口用パイプ（７）及びフレア式の出口用継
手部材（９）については、詳細に図示説明しないが、フ
レア式を採用しつつ、入口側と同様の構成を有するもの
となされてよい。

【００２１】熱交換器の製造においては、まず、各熱交
換器構成部材を相互に仮組状態に組み立てる。

【００２２】即ち、複数本の偏平チューブ（１）をその
厚さ方向に所定間隔おきに並列状態に配置して、その両
端にヘッダー（３）（３）を、チューブ挿入孔にチュー
ブ（１）の端部を挿入することにより、嵌め合わせると
共に、コルゲートフィン（２）をチューブ（１）間に挿
入配置し、その他、仕切部材（４）、サイドプレート
（５）（５）等を組付け、熱交換器本体に組み立てる。

【００２３】一方、入口用パイプ（６）と継手部材
（８）とを組み合わせる。即ち、入口用パイプ（６）の
先端部を筒状ろう材（15）の内部に第１フランジ（15a
）側から挿入すると共に、筒状ろう材（15）を第２フ
ランジ（15b ）側から継手部材（８）の挿入孔（10）内
に挿入する。これにより、入口用パイプ（６）の先端部
は、継手部材（８）の挿入孔（10）内に圧入状態に配置
され、継手部材（８）とパイプ（６）とは、そのセルフ
治具作用によって結合される。なお、筒状ろう材（15）
を介在させない状態では、三者の寸法関係により、継手
部材（８）とパイプ（６）とは結合状態に組み合わされ
ない。そのため、組立て作業において、継手部材（８）
とパイプ（６）とは筒状ろう材（15）を介在させた状態
に確実に組み合わされることになり、誤組立が防止され
る。

【００２４】なお、この状態において、パイプ（６）の
ビーディング部（11）は筒状ろう材（15）の第１フラン
ジ（15a ）に当接され、また、筒状ろう材（15）の第２
フランジ（15b ）は段部（14）に当接されると共に、同
ろう材（15）の第１フランジ（15a ）は継手部材（８）
の上面平面部（7a）に当接されている。

【００２５】そして、継手部材（８）を組み合せた入口
用パイプ（６）の基端部を、前記熱交換器本体組立体の
ヘッダー（３）のパイプ挿入孔に挿入配置する。出口側
のパイプ（７）及び継手部材（９）についても略同様で
ある。以上により、熱交換器に組み立てられる。

【００２６】しかるのち、この熱交換器組立体を炉中に
入れ、フラックスろう付け、ないしは真空ろう付けを行
い、全体を接合一体化する。このろう付けによって、入
口用パイプ（６）と継手部材（８）とは、筒状ろう材
（15）により、確実に接合一体化される。

【００２７】しかも、パイプ（６）と継手部材（８）と
は、筒状ろう材（15）により圧入状態においてろう付け
されていることより、シール性に優れた接合が実現され
る。

【００２８】加えて、本実施例では、パイプ（８）のビ
ーディング部（11）と、筒状ろう材（15）の第１フラン
ジ部（15a ）とが、環状に接触されるようになされてい
る。また、筒状ろう材（15）の第２フランジ（15b ）と
挿入孔段部（14）とが環状に接触されるようになされて
いる。更に、筒状ろう材（15）の第１フランジ（15a）
と継手部材（８）の上面平面部（8a）とが環状に接触さ
れるようになされている。従って、パイプ（６）と継手
部材（８）とを、一層確実なシール状態にろう付け接合
することができる。以上により、熱交換器に製造され
る。

【００２９】第２図に示される実施例では、筒状ろう材
（15）の本体筒部（15e ）がテーパー管状に形成され、
筒状ろう材（15）内へのパイプ（６）の挿入、継手部材
（８）の挿入孔（10）への筒状ろう材（15）の挿入をス
ムーズに行いうるようになされている。

【００３０】また、第１フランジ（15a ）には、その外
周縁部に、外方斜め上方に立ち上げられた立ち上がり縁
部（15f ）が形成されていて、パイプ（６）のビーディ
ング部（11）と立ち上がり縁部（15f ）、及び、立ち上
がり縁部（15f ）と継手部材（８）の上面平面部（8a）
との間に環状のろう材溜まり（17）（18）が形成される
ようになされており、ろう付けの品質向上が図られてい
る。

【００３１】第３図に示される実施例では、筒状ろう材
（15）の筒状本体部（15e ）が、第２図に示される実施
例におけるものと同様に、テーパー管状に形成されてお
り、かつ、該筒状本体部（15e ）が、第２フランジ（15
b ）を含む先端部側において、周方向に複数個のスリッ
ト（19）…にて切られたものとなされている。このよう
な構成により、特にテーパー管タイプの筒状ろう材にお
いて、パイプ（６）を挿入することによる筒状ろう材
（15）の割れを防止することができる。

【００３２】第４図に示される実施例では、筒状ろう材
（15）の筒状本体部（15e ）が、その第１フランジ（15
a ）側の半部において中央を部細くした鼓状筒部（15g
）に形成されると共に、これに連接して第２フランジ
（15b ）側の半部が中央部を太くした樽状筒部（15h ）
に形成されたものとなされている。この筒状ろう材（1
5）によれば、鼓状筒部（15g ）によって、パイプ
（６）と筒状ろう材（15）とが全周において圧接され、
しかも、樽状筒部（15h ）によって、継手部材（８）の
挿入孔（10）内周壁と筒状ろう材（15）とが全周におい
て圧接される。従って、ろう付けにより、パイプ（６）
と継手部材（８）とをシール性高く接合することができ
る。

【００３３】第５図に示される実施例では、筒状ろう材
（15）が、先端部の第２フランジ（15b ）を省略したも
のに形成され、かつ、継手部材（８）の挿入孔（10）へ
の筒状ろう材（15）の挿入状態において、該筒状ろう材
（15）の先端部が挿入孔（10）の段部（14）から離間さ
れた状態に配置されるものとなされている。また、パイ
プ（６）におけるビーディング部（11）の形成位置も、
挿入孔（10）へのパイプ（６）の挿入状態において、パ
イプ（６）の先端が挿入孔（10）の段部（14）から離間
されるように設定されている。これにより、各部材に多
少の寸法誤差があっても、パイプ（６）のビーディング
部（11）を、筒状ろう材（15）の第１フランジ（15a ）
に確実に環状に当接せしめることができると共に、筒状
ろう材（15）の第１フランジ（15a ）を継手部材（８）
上面平面部（8a）に確実に環状に当接せしめることがで
き、シール性の高い接合状態を得ることができる。

【００３４】第６図に示される実施例では、筒状ろう材
（15）を介在させた状態にパイプ（６）と継手部材
（８）とを圧入結合した状態において、パイプ（６）の
先端部が挿入孔（10）の段部（14）から離間状態に配置
されるものとなされると共に、筒状ろう材（15）の第２
フランジ（15b ）が、パイプ（６）の先端と挿入孔（1
0）の段部（14）との間に、これらから離間した状態に
配置されるものとなされている。このような構成によっ
ても、第５図に示される実施例の場合と同様に、各部材
に多少の寸法誤差があっても、パイプ（６）のビーディ
ング部（11）を、筒状ろう材（15）の第１フランジ（15
a ）に確実に環状に当接せしめることができると共に、
筒状ろう材（15）の第１フランジ（15a ）を継手部材
（８）の挿入孔（10）の開口周縁部に確実に環状に当接
せしめることができ、シール性の高いろう付け接合部を
得ることができる。

【００３５】第７図に示される実施例は、継手部材とし
て、フレア式継手（８）が採用されたものである。そし
て、そのパイプ挿入孔（10）が、先窄まり状のテーパー
孔に形成されている。また、筒状ろう材（15）は、第１
及び第２フランジ（15a ）（15b ）が省略され、かつ、
挿入孔（10）に対応するテーパー管状に形成されてい
る。更に、パイプ（６）は、その先端部が、筒状ろう材
（15）の内周形状に対応する先窄まり状のテーパー管状
に形成されている。そして、筒状ろう材（15）を介在さ
せた状態にパイプ（６）の先端部が継手部材（８）の挿
入孔（10）内に圧入状態に配置されている。このような
構成により、パイプ（６）と筒状ろう材（15）、及び、
筒状ろう材（15）と継手部材（８）とが互いに広い範囲
にわたって確実に密接状態に組み合わされることとな
り、パイプ（６）と継手部材（８）とがシール性高くろ
う付け接合される。なお、本実施例の形式において、第
８図に示されるように、筒状ろう材（８）は、フランジ
（15i ）付きに、プレス加工して製作されたものとなさ
れていてもよい。

【００３６】

【発明の効果】上述の次第で、この発明は、筒状ろう材
を使用して熱交換媒体流通用パイプと継手部材とがろう
付けされたものとなされているから、パイプとして、従
来のように、ろう材がクラッドされたクラッドパイプを
使用する必要がなく、安価なベアパイプを使用すること
ができ、パイプと継手部材との接合をコスト的に有利に
行うことができる。

【００３７】しかも、パイプの先端部が、その外周面と
継手部材のパイプ挿入孔内周壁との間に筒状ろう材を介
在させた状態に、パイプ挿入孔内に圧入状態に配置され
るものとなされているから、この筒状ろう材を使用しな
ければパイプと継手部材とが仮組状態に圧入結合され
ず、そのため、作業者が筒状ろう材の取付けを忘れると
いうような失敗をすることが防止され、パイプと継手部
材とを確実にろう付けすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】冷媒入口用パイプと外部配管接続用の継手部材
との接合構造の一実施例を示すもので、図（イ）は接合
部の縦断面図、図（ロ）は筒状ろう材の縦断面図、図
（ハ）は入口用パイプ、継手部材、及び筒状ろう材を分
離状態にして示す斜視図である。

【図２】他の実施例を示すもので、図（イ）は接合部の
縦断面図、図（ロ）は筒状ろう材の縦断面図である。

【図３】図２の変形例を示すもので、筒状ろう材の斜視
図である。

【図４】更に他の実施例を示すもので、図（イ）は接合
部の縦断面図、図（ロ）は筒状ろう材の縦断面図であ
る。

【図５】更に他の実施例を示すもので、接合部の縦断面
図である。

【図６】更に他の実施例を示すもので、接合部の縦断面
図である。

【図７】更に他の実施例を示すもので、図（イ）は接合
部の縦断面図、図（ロ）は入口用パイプ、継手部材、及
び筒状ろう材を分離状態にして示す断面図である。

【図８】図７の変形例を示すもので、筒状ろう材の縦断
面図である。

【図９】熱交換器の全体構成を示すもので、図（イ）は
正面図、図（ロ）は平面図である。

【図１０】入口用パイプと継手部材との従来の接合構造
を示す縦断面図である。

【符号の説明】

６…冷媒入口用パイプ（熱交換媒体流通用パイプ） ８…入口用継手部材（外部配管接続用継手部材） １０…挿入孔 １５…筒状ろう材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高崎 完二 大阪府堺市海山町６丁224番地 昭和アル ミニウム株式会社内 (72)発明者 高橋 克行 大阪府堺市海山町６丁224番地 昭和アル ミニウム株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱交換器本体から導出された熱交換媒体
   流通用パイプと、パイプ挿入孔が設けられた外部配管接
   続用継手部材とが備えられ、熱交換媒体流通用パイプの
   先端部が、その外周面とパイプ挿入孔内周壁との間に筒
   状のろう材を介在させた状態に、パイプ挿入孔内に圧入
   状態に配置され、かつ、パイプと継手部材とが前記筒状
   ろう材を介してろう付けにより接合一体化されてなるこ
   とを特徴とする熱交換器。