JPH06117792A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 取付用ブラケット９が、ろう付け板部9aと仮
止板部9bとを有し、仮止板部9bには仮止孔9dが形成され
ている。また、当接板部10a と足部10b 10b と掛止部10
c 、10c とを有する押出型材製仮止部材10が用いられて
いる。ろう付け板部9aがヘッダー３に沿わされ、仮止め
用板部9bがチューブ１…側に突出され、仮止め部材9bが
その足部10b 、10b 側から孔9dを通じてチューブ１…間
に通されて掛止部 10c、 10cがチューブ１…の反対側の
縁部に掛止されている。その組付け状態でろう付けされ
ている。 【効果】 ブラケット９の構造簡素化による製造コスト
低減を図りうると共に、溶接の場合のような熱影響によ
るヘッダー３の品質劣化も防止しうる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えばカークーラー
用凝縮器、ルームエアコン用熱交換器、ラジエーターな
ど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】近時、例えばカークーラー用凝縮器とし
て、所定間隔をおいて並列状に配置された複数本のチュ
ーブの両端に１対の中空ヘッダーが連通状態に組み付け
られ、チューブ、ヘッダーが一括ろう付けにより相互に
接合一体化された構造の、いわゆるマルチフロータイプ
あるいはパラレルフロータイプと称されるアルミニウム
製の熱交換器が、高熱交換性能、低圧力損失、超コンパ
クト化を実現しうるものとして、好んで使用される傾向
にある。

【０００３】ところで、この熱交換器には、熱交換器本
体を車体に取り付けるための、あるいは冷媒配管の中間
部を支承する等のための取付け用ブラケットが取り付け
られる。

【０００４】これを取り付ける方法として、最近、取付
け用ブラケットが、ヘッダー外周面に沿って配置される
ろう付け用板部を有するものに製作され、該ろう付け用
板部がヘッダー外周面に沿って配置された状態で、ろう
付け用板部とヘッダーとが、チューブとヘッダーとの一
括ろう付けと併せて、ろう付けにより接合一体化された
構造の採用が検討されている。

【０００５】この、ろう付けにてブラケットがヘッダー
に接合一体化される構造では、一括ろう付け前にブラケ
ットをヘッダーに仮止め状態に組み付けておく必要があ
る。この場合、特殊治具の使用ではろう付け後にその取
外し作業が必要となる不都合を考慮して、従来より、ア
ルゴン溶接にてろう付け用板部をヘッダーに点溶接した
り、あるいは、ブラケットに一体に形成した複雑の構造
の仮止め部をチューブに弾性的に嵌合係止することによ
ってセルフ治具状態にヘッダーにブラケットを組み付け
る方法が提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アルゴ
ン溶接による仮止めでは、作業に溶接技能者を要すると
共に、高価な溶接設備を要し、そのため、熱交換器の製
造コストが高くついたり、また、溶接による熱影響でヘ
ッダーの品質低下を招くおそれがあるという問題があっ
た。

【０００７】また、仮止め部が一体に形成されたブラケ
ットを使用する仮止めでは、ブラケットの全体構造が複
雑なものとなり、また、ろう付け中の熱により仮止め部
の弾性嵌合力が低下してブラケットが位置ずれや脱落を
起こすおそれがあるという問題があった。

【０００８】この発明は、上記のような従来の問題点に
鑑み、コスト的に有利にかつ品質劣化を招くことなくブ
ラケットをヘッダーにろう付けすることができると共
に、ブラケット自体の構造の簡素化を図ることができ、
かつ、ブラケットのろう付けをその位置ずれや脱落を生
じさせるなく遂行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。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的において、この
発明は、並列状態に配置された複数本のチューブの端部
が中空ヘッダーに連通状態に接続された熱交換器本体を
具備する熱交換器において、取付け用ブラケットと、ブ
ラケットを熱交換器本体に仮止めする仮止め部材とが備
えられ、ブラケットが、ヘッダーの外周部に沿って配置
されたろう付け用板部と、該ろう付け用板部からチュー
ブ側に延ばされて複数本のチューブにまたがる態様にお
いて配置されかつ仮止め孔が設けられた仮止め用板部と
を有し、仮止め部材が、前記ブラケットの仮止め孔の周
縁部外面に当接された当接用板部と、該当接用板部の内
面に突設され仮止め孔を通じてチューブ間の間隙に突出
された一対の足部と、該足部の先端に設けられチューブ
の反対側の縁部に掛止された掛止部とを有し、ブラケッ
トが仮止め部材にて熱交換器本体に上記態様に仮止めさ
れた状態において、ブラケットのろう付け用板部とヘッ
ダーとが、仮止め部材も併せて、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。

【００１０】なお、仮止め部材としては、押出型材が好
適に採用される。

【００１１】

【作用】上記構造では、ブラケットは、次のようにして
仮止めされる。即ち、ブラケットのろう付け用板部をヘ
ッダーの外周部に沿わせるように配置すると共に、仮止
め用板部をチューブ側に延ばして複数本のチューブにま
たがる態様において配置し、そして、仮止め部材の足部
側を、両足部に内向きの弾性変形を与えた状態で、ブラ
ケットの仮止め孔を通じてチューブ間の間隙に挿入して
いく。すると、同足部先端の掛止部がチューブの反対側
に突出され、足部が弾性復帰して係止部がチューブの縁
部に掛止されると共に、当接用板部がブラケットの仮止
め用板部に当接される。これにより、ブラケットは、ヘ
ッダーに位置決め状態に保持される。

【００１２】

【実施例】次に、この発明を、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、図面を参照し
つつ説明する。なお、本発明方法は、ルームエアコン用
熱交換器、オイルクーラー等のヘッダーを有する各種熱
交換器に広く適用され得るものであることはいうまでも
ない。

【００１３】第４図に示されるカークーラー用凝縮器に
おいて、（１）は偏平チューブで、これらは左右方向に
向けられ、所定間隔おきに並列状態に配置されている。
（２）はフィンで、チューブ（１）…間等に配置されて
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。
（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
置において上下の室に仕切っている。（５）は入口管
で、右側ヘッダー（３）に連通状態に接続され、また
（６）は出口管で、左側ヘッダー（３）に、取付け側と
の関係で、その下端部よりも所定距離上方位置において
連通状態に接続されている。

【００１４】（７）は、上記チューブ（１）…、ヘッダ
ー（３）（３）等からなる熱交換器本体をその下部にお
いて車体等の取付け側に取り付けるための下部取付け用
ブラケットで、その下端部には、取付け側の孔部に差し
込まれる差込みピン（８）が下向き突出状態に設けられ
ている。

【００１５】そして、（９）は、熱交換器本体をその上
部において車体に取り付けるための本発明にかかる上部
取付け用ブラケット、（10）は仮止め部材である。

【００１６】なお、（11）（11）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。

【００１７】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、第１図及び第２図に示されるように、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、伝熱性能が
高められた、いわゆるハモニカチューブである。なお、
チューブは、押出型材によらず、電縫管によることもあ
る。

【００１８】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
切り起こしたコルゲートフィンで、そのシート材として
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。

【００１９】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（3a）
と、その上下端部開口を外嵌め状態に塞いだアルミニウ
ム製ヘッダーキャップ（3b）（3b）とからなる。

【００２０】そして、ヘッダーパイプ（3a）の周側壁に
は、チューブ（１）の端部が挿入される周方向スリット
状のチューブ挿入孔（3c）…が上下方向に列設されると
共に、入口管（５）及び出口管（６）の基端部が挿入さ
れる挿入孔が設けられている。第５図に示されるよう
に、出口管（６）の挿入孔（3d）は、車体等に熱交換器
を取り付けた状態において、出口管（６）が取付け側障
害物（12）と干渉しないように、左側ヘッダー（３）の
下端よりも所定距離上方位置に形成されている。また、
ヘッダーパイプ（3a）の周側壁には、円板状の仕切部材
（４）を挿入するための周方向スリット状の仕切部材挿
入孔（3e）が形成されている。上記ヘッダーパイプ（3
a）としては、電縫管、押出管等が使用されることもあ
る。

【００２１】出口管（６）は、アルミニウム管によるも
ので、その先端部に外部配管を接続する継手部が設けら
れる一方、その基端側が直角に屈折され、該基端側がヘ
ッダー（３）内に出口管挿入孔（3d）を通じて挿入配置
された状態で、その基端側先端が、ヘッダー（３）の下
端部内面に近接して配置されるものとなされている。ま
た、この出口管（６）の基端側先端部は、傾斜状にカッ
トされている。

【００２２】下部取付け用ブラケット（７）は、両面に
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
ートのプレス成形品で、第４図に示されるように、ヘッ
ダー（３）の外周部に沿って配置される円弧状のろう付
け用板部（7a）と、該ろう付け用板部（7a）から下方に
延ばされた延長板部（7b）と、延長板部（7b）の下端部
に内方突出状に一体に設けられたピン取付け用板部（7
c）とを一体に有し、該ピン取付け用板部（7c）には、
第７図に示されるように、ピン取付け孔（7d）が設けら
れている。

【００２３】差込みピン（８）は、同第７図に示される
ように、その上端部に段部（8a）を介して相対的に径小
な、かしめ用の筒部（8b）が設けられたものとなされて
いる。そして、下部取付け用ブラケット（７）へは、第
７図（イ）（ロ）に示されるように、かしめ用筒部（8
b）をブラケットピン取付け孔（7d）にその下側から挿
入して上方突出状態となし、そして、同図（ロ）（ハ）
に示されるように、工具（14）にて該筒部（8b）をかし
めることにより、仮止め状態に取り付けられる。なお、
差込みピン（８）とブラケット（７）とは、ろう付けに
より、ブラケット（７）の有するろう材層のろう材に
て、同図（ニ）に示されるように、接合一体化される。
なお、差込みピン（８）の基端部には、第８図（イ）
（ロ）に示されるような各種態様のかしめ用頭部（8c）
（8d）が設けられたものとなされていてもよい。

【００２４】そして、上部取付け用ブラケット（９）
は、両面にろう材層がクラッドされたアルミニウムブレ
ージングシートのプレス成形品で、第１図及び第２図に
示されるように、ヘッダー（３）の外周部に沿って配置
される円弧状のろう付け用板部（9a）と、該ろう付け用
板部（9a）の一方の側縁部からチューブ（１）側に延ば
された仮止め用板部（9b）と、ろう付け用板部（9a）の
他方の側縁部から外方に突出された車体等への取付けの
ための取付け用板部（9c）とを一体に備えた簡素な構造
を有する。そして、仮止め用板部（9b）は、複数本のチ
ューブ（１）…を跨ぐ広さを有し、かつ、仮止め部材
（10）を差し込む仮止め孔（9d）を有する。

【００２５】また、ブラケット（９）には、上記仮止め
用板部（9b）の上下に位置してヘッダー（３）の外周部
に沿う円弧状の一対の係合用舌部（9e）（9e）が設けら
れている。これらの係合用舌部（9e）（9e）間の間隔距
離は、複数本のチューブを挾んで、それらの最外側のチ
ューブの上下方向外面側に適合嵌合状態に配置されるも
のに設定されている。

【００２６】そして、仮止め部材（10）は、上記仮止め
用板部（9b）の仮止め孔（9d）の広さよりも広い当接用
板部（10a ）と、該当接板部（10a ）の内面からチュー
ブ幅分突出された一対の足部（10b ）（10b ）と、足部
（10b ）（10b ）の先端に外方屈曲状に設けられた掛止
部（10c ）（10c ）とを一体に有するものとなされてい
る。この仮止め部材（10）は、第３図に示されるよう
に、アルミニウム押出型材製の長尺材（13）を所定長さ
単位に定尺切断していくことにより製作されたものであ
る。

【００２７】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。即ち、複
数本の偏平チューブ（１）を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（3c）にチューブ（１）の端部を挿入すること
により、嵌め込むと共に、コルゲートフィン（２）をチ
ューブ（１）間に挿入配置する。また、最外側のフィン
（２）（２）の外側に上下のサイドプレート（11）（1
1）を配置すると共に、出入口管（５）（６）及び下部
取付け用ブラケット（７）をヘッダー（３）に組み付け
る。

【００２８】また、第１図及び第２図に示されるよう
に、上部取付け用ブラケット（９）の組付けを行う。即
ち、同ブラケット（９）のろう付け用片部（9a）をヘッ
ダー（３）の上端側外周面に沿わせると共に、仮止め用
板部（9b）をチューブ（１）側に突出させ、上下の係合
舌部（9e）（9e）をチューブ（１）間の内方に回り込ま
せる。上下の係合舌部（9e）（9e）とチューブ（１）
（１）との嵌合係合により、ブラケット（９）の上下方
向の位置決めがなされる。また、仮止め用板部（9e）と
チューブ（１）…の縁部との当接により、ヘッダー
（３）回りでのブラケット（９）の位置決めがなされ
る。

【００２９】そして、仮止め部材（10）を、その足部
（10b ）（10b ）側から、これらをそれぞれ内方に弾性
変形せしめた状態で、ブラケット仮止め用片部（9b）の
挿入孔（9d）を通じて、チューブ（１）間に挿入してい
く。すると、当接用板部（10a）がブラケット仮止め用
板部（9b）の外面に当接すると共に、両掛止部（10c ）
（10c ）がチューブ（１）の反対側の縁部外方に突出
し、両足部（10b ）（10b）が弾性復帰して、両掛止部
（10c ）（10c ）がチューブ（１）の反対側の縁部に掛
止される。これにより、ブラケット（９）の仮止め用板
部（9b）がチューブ（１）…の縁部から離れて移動して
いくのが規制され、ブラケット（９）は確実な仮止め状
態となって熱交換器本体に組み付けられる。

【００３０】このように、ブラケット（９）の組付け
は、ブラケット（９）を上記所定態様にヘッダー（３）
に沿わせて配置し、仮止め部材（10）をその足部（10b
）（10b ）側から仮止め孔（9d）を通じてチューブ
（１）…間の間隙に挿入していくだけで行え、その組付
け作業を能率良く遂行していくことができる。

【００３１】しかも、ブラケット（９）はこれをチュー
ブ（１）…側に突出させた仮止め用板部（9b）に仮止め
孔（9d）を形成した簡素な構造であり、また、これを熱
交換器本体に仮止めする仮止め部材（10）は押出型材を
定尺切断して容易に製作されるものであるから、ブラケ
ット（９）と仮仮止め部材（10）とを安価にかつ寸法形
状精度良く製作することができる。

【００３２】そして、この熱交換器組立体をろう付け炉
内に通し、各熱交換器構成部材同士を相互に一括ろう付
けする。これにより、チューブ（１）…とヘッダー
（３）（３）等の全体が、ヘッダーパイプ（3a）の側縁
突き合わせ部を含め、接合一体化される。

【００３３】そして、このろう付け中、上部取付け用ブ
ラケット（９）は、掛止部（10c ）がチューブ（１）の
反対側の縁部に掛止されると共に、当接板部（10a ）が
ブラケット仮止め用板部（9b）に当接されていることに
より、ろう付けによる熱作用によっても位置ずれや脱落
等を起こすことがなく、しっかりと熱交換器本体に保持
され、予定どおりの位置でろう接される。

【００３４】更に、仮止め部材（10）もブラケット
（９）のろう材層の作用によりその当接板部（10a ）が
仮止め用片部（9b）にろう付けされ、熱交換器の構成部
材の一つとなり、ろう付け後の仮止め部材（10）の取外
し作業が不要となって、熱交換器の製造工数の削減を図
ることができる。

【００３５】また、差込みピン（８）も下部取付け用ブ
ラケット（７）のろう材層の作用により同ブラケット
（７）にろう付け一体化される。このように、差込みピ
ン（８）がブラケット（７）にかしめにより仮止めされ
た構造となすことにより、アルゴン溶接等による仮止め
の場合に比べて、ろう付けコストを大幅に低減すること
ができる。

【００３６】なお、上記構成の熱交換器は、ヘッダー
（３）への出口管（６）の接続位置が周囲の障害物（1
2）との関係で、ヘッダー（３）の下端よりも所定距離
上方位置において接続せざるを得ないケースであり、こ
の場合に、該出口管（６）の基端側をＬ字状に屈折さ
せ、ヘッダー（３）にその基端側を挿入した状態で、そ
の基端側先端がヘッダー（３）内においてその下端部内
面に近接して配置されたものとなされているから、熱交
換中、内部を流通して凝縮しヘッダー（３）の下端部に
溜まった液化冷媒も出口管（６）から流出され、それに
よって熱交換性能の向上が図れる。特に、第６図に示さ
れるように、凝縮器を前後方向に流通される空気の速度
が遅い低速域において、上記のようなＬ字状の出口管
（６）を使用した場合（Ａ）には、出口管を単にその高
さ位置において連通接続した場合（Ｂ）に比べて、熱交
換性能を改善することができる。

【００３７】

【発明の効果】上述の次第で、この発明の熱交換器は、
上記のような構成を有して、ろう付けに際し、ブラケッ
トが溶接によらずに仮止めされる構造であるから、溶接
による熱影響の心配もなく品質良好に、また、溶接技能
者や溶接設備が不要となってコスト的に有利に、ブラケ
ットをヘッダーにろう付けすることができる。

【００３８】しかも、ブラケットと独立した特定構成の
仮止め部材を用いて、ブラケットを仮止めするものであ
るから、ブラケットとして、上記のようにチューブ側に
延ばされる仮止め用板部に仮止め孔が形成されたものを
製作すればよく、ブラケット構造を簡素化しえて、その
コスト低減、寸法等の精度向上を実現することができ
る。

【００３９】加えて、当接用板部と一対の足部と係止部
とを有する特定構造の仮止め部材が用いられ、これを、
ブラケットの仮止め孔を通じてチューブ間の間隙内に挿
入していくだけで、当接用板部がブラケットの仮止め用
板部の仮止め孔周縁部外面に当接されると共に、掛止部
がチューブの反対側の縁部に係止されて、仮止め状態に
保持されるものであるから、ブラケットの仮止め作業を
能率的に行うことができると共に、ブラケットをしっか
りとした仮止め状態に保持して、ろう付け中などにおい
て、その位置ずれや脱落等の発生を確実に防止すること
ができる。また、仮止め部材も熱交換器に一体にろう付
けされるものであるから、ろう付け後の仮止め部材の取
外し工程を省略しえて熱交換器の生産性を向上すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】上部取付け用ブラケットの組付け状態を示す断
面斜視図である。

【図２】仮止め部材を分離状態にして示す熱交換器の断
面斜視図である。

【図３】仮止め部材を形成する長尺押出型材の斜視図で
ある。

【図４】熱交換器の全体構成を示すもので、図（イ）は
正面図、図（ロ）は側面図である。

【図５】出口管の接続部分を示す断面正面図である。

【図６】空気の流通速度と熱交換性能との関係を示すグ
ラフ図である。

【図７】下部取付け用ブラケットに差込みピンを取り付
ける工程を示すもので、図（イ）は差込みピンのかしめ
用筒部をブラケットの孔に挿入する工程を示す斜視図、
図（ロ）は工具を用いてかしめ用筒部のかしめを行おう
としている状態を示す斜視図、図（ハ）は差込みピンが
ブラケットにかしめつけられた状態を示す断面図、図
（ニ）はろう付け後の状態を示す断面図である。

【図８】図（イ）（ロ）は差込みピン基端部のかしめ部
の変更例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１…偏平チューブ ３…ヘッダー ９…上部取付け用ブラケット ９ａ…ろう付け用板部 ９ｂ…仮止め用板部 ９ｄ…仮止め孔 １０…仮止め部材 １０ａ…当接用板部 １０ｂ…足部 １０ｃ…掛止部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 並列状態に配置された複数本のチューブ
   の端部が中空ヘッダーに連通状態に接続された熱交換器
   本体を具備する熱交換器において、 取付け用ブラケットと、ブラケットを熱交換器本体に仮
   止めする仮止め部材とが備えられ、 ブラケットが、ヘッダーの外周部に沿って配置されたろ
   う付け用板部と、該ろう付け用板部からチューブ側に延
   ばされて複数本のチューブにまたがる態様において配置
   されかつ仮止め孔が設けられた仮止め用板部とを有し、 仮止め部材が、前記ブラケットの仮止め孔の周縁部外面
   に当接された当接用板部と、該当接用板部の内面に突設
   され仮止め孔を通じてチューブ間の間隙に突出された一
   対の足部と、該足部の先端に設けられチューブの反対側
   の縁部に掛止された掛止部とを有し、 ブラケットが仮止め部材にて熱交換器本体に上記態様に
   仮止めされた状態において、ブラケットのろう付け用板
   部とヘッダーとが、仮止め部材も併せて、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。