JPH0634282A - 熱交換器とその製造方法及び熱交換器用ヘッダチューブ及びその製造方法 - Google Patents
熱交換器とその製造方法及び熱交換器用ヘッダチューブ及びその製造方法Info
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- JPH0634282A JPH0634282A JP4294284A JP29428492A JPH0634282A JP H0634282 A JPH0634282 A JP H0634282A JP 4294284 A JP4294284 A JP 4294284A JP 29428492 A JP29428492 A JP 29428492A JP H0634282 A JPH0634282 A JP H0634282A
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- tube
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- header tube
- heat exchanger
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- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
- F28F9/02—Header boxes; End plates
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D53/00—Making other particular articles
- B21D53/02—Making other particular articles heat exchangers or parts thereof, e.g. radiators, condensers fins, headers
- B21D53/08—Making other particular articles heat exchangers or parts thereof, e.g. radiators, condensers fins, headers of both metal tubes and sheet metal
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Details Of Heat-Exchange And Heat-Transfer (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 自動車クーラー用等の高圧ガス冷却液を用い
る熱交換器とその組立方法を提供する。 【構成】 この熱交換器は、対向して平行に配置された
ヘッダチューブ１２，１４を有し、このヘッダチューブ
には、その全長に沿って軸線方向に間隔をおいて環状溝
２０が形成され、この環状溝を構成する両側の傾斜面２
０ｂと、溝の外面を占めるベース材２０ａと、溝の裏側
内面に間隔を置いて形成される環状リブ２０ｃとにより
ヘッダチューブを補強している。各環状溝２０には、押
抜き加工により、スロット２２が穿設されるが、環状溝
により補強されているので、押抜き作業が容易にでき
る。その後、対向する各スロット間に複数の細長いフラ
ットチューブ１６の各開口端が嵌め込まれ、ろう付け等
により接続される。
る熱交換器とその組立方法を提供する。 【構成】 この熱交換器は、対向して平行に配置された
ヘッダチューブ１２，１４を有し、このヘッダチューブ
には、その全長に沿って軸線方向に間隔をおいて環状溝
２０が形成され、この環状溝を構成する両側の傾斜面２
０ｂと、溝の外面を占めるベース材２０ａと、溝の裏側
内面に間隔を置いて形成される環状リブ２０ｃとにより
ヘッダチューブを補強している。各環状溝２０には、押
抜き加工により、スロット２２が穿設されるが、環状溝
により補強されているので、押抜き作業が容易にでき
る。その後、対向する各スロット間に複数の細長いフラ
ットチューブ１６の各開口端が嵌め込まれ、ろう付け等
により接続される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は自動車のクーラ用熱交
換器、さらに特定して言えば、高圧ガス冷却液を用いる
熱交換器に関する。
換器、さらに特定して言えば、高圧ガス冷却液を用いる
熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の熱交換器では通常、二組の離間し
たヘッダチューブから成り、これに複数の平行な開口端
を有するチューブをヘッダチューブと連結し、流体を相
互に流通させているが、この場合離隔したフラットチュ
ーブ間に蛇行したフィンを設けるのが通例である。
たヘッダチューブから成り、これに複数の平行な開口端
を有するチューブをヘッダチューブと連結し、流体を相
互に流通させているが、この場合離隔したフラットチュ
ーブ間に蛇行したフィンを設けるのが通例である。
【０００３】このタイプの熱交換器組立には、通常フラ
ットチューブの開口端接続用の孔、または開口部を各ヘ
ッダーに形成する必要がある。このためには押抜き加工
により穿孔する方法が一般に行われており、この従来技
術による熱交換器の実施例は、米国特許第４，０９８，
３３１号および４，８２５，９４１号にも記載されてい
る。
ットチューブの開口端接続用の孔、または開口部を各ヘ
ッダーに形成する必要がある。このためには押抜き加工
により穿孔する方法が一般に行われており、この従来技
術による熱交換器の実施例は、米国特許第４，０９８，
３３１号および４，８２５，９４１号にも記載されてい
る。
【０００４】この熱交換器製造で見られる欠陥の一つ
は、薄肉ヘッダチューブが押抜き加工の際、円周方向圧
力つまり応力を受け、管が破損することである。ヘッダ
チューブが破損しないように保持するには、米国特許第
３，４８７，６６８号および５，０５２，４７８号で提
唱するように、管内に圧縮液体または固形物を入れて加
圧しながら押抜き加工を行わねばならない。
は、薄肉ヘッダチューブが押抜き加工の際、円周方向圧
力つまり応力を受け、管が破損することである。ヘッダ
チューブが破損しないように保持するには、米国特許第
３，４８７，６６８号および５，０５２，４７８号で提
唱するように、管内に圧縮液体または固形物を入れて加
圧しながら押抜き加工を行わねばならない。
【０００５】なお、この据付方法で当面する他の問題点
は、押抜き作業後に生じるスロットの周縁部が、仕上げ
されていない粗面であるため、フラットチューブの差込
みに支障をきたすことである。
は、押抜き作業後に生じるスロットの周縁部が、仕上げ
されていない粗面であるため、フラットチューブの差込
みに支障をきたすことである。
【０００６】
【発明の概要】本発明の主目的は、改良ヘッダを備えた
熱交換器の提供と、その改良ヘッダの製造方法の提供と
にある。すなわち、ヘッダチューブの表面を強化し、ヘ
ッダチューブの内圧を高めなくても、押抜き作業に耐え
得るようにして押抜き加工時のチューブの圧潰を防ぐ。
さらにこのヘッダチューブ方式で複数チューブの同時挿
入を容易にさせ、この結果フラットチューブとヘッダチ
ューブ間で、優れた、漏れのないろう付接合が保証され
る。
熱交換器の提供と、その改良ヘッダの製造方法の提供と
にある。すなわち、ヘッダチューブの表面を強化し、ヘ
ッダチューブの内圧を高めなくても、押抜き作業に耐え
得るようにして押抜き加工時のチューブの圧潰を防ぐ。
さらにこのヘッダチューブ方式で複数チューブの同時挿
入を容易にさせ、この結果フラットチューブとヘッダチ
ューブ間で、優れた、漏れのないろう付接合が保証され
る。
【０００７】本発明によれば、ヘッダチューブは、その
表面を長さ方向に離隔した位置で変形させることにより
補強し、傾斜側面を持ち相互に離隔した環状溝を形成さ
せ、溝の底面上にはベース部を形成し、溝の裏側内面上
には離隔した環状リブを形成する。管はローラにより変
形され、管の長手方向に沿って補強のための離隔した溝
とリブとが形成される。その後、管は押抜き加工され、
溝のベース部にスロットが形成される。
表面を長さ方向に離隔した位置で変形させることにより
補強し、傾斜側面を持ち相互に離隔した環状溝を形成さ
せ、溝の底面上にはベース部を形成し、溝の裏側内面上
には離隔した環状リブを形成する。管はローラにより変
形され、管の長手方向に沿って補強のための離隔した溝
とリブとが形成される。その後、管は押抜き加工され、
溝のベース部にスロットが形成される。
【０００８】
【実施例】図１(a) ，(b) で示すように、本発明に基づ
く熱交換器１０は、平行に配置された筒状の金属性ヘッ
ダチューブ１２，１４からなるが、このチューブは継ぎ
目無しの管であることが望ましい。この各ヘッダチュー
ブ１２，１４の端部は、キャップ１５でシールされてい
る。このキャップはろう付加工により、ヘッダチューブ
に結着されシール効果を果たしている。平行に離隔して
配置され開口端を持つ細長い金属製フラットチューブ１
６の各端部は、ヘッダチューブ１２，１４のスロット内
に嵌入させる。公知の方法によって、蛇行式フィン１８
を各フラットチューブ１６とヘッダチューブ１２，１４
の間に取付け、ヘッダー、キャップ、チューブフィンは
ろう付け等により固定される。
く熱交換器１０は、平行に配置された筒状の金属性ヘッ
ダチューブ１２，１４からなるが、このチューブは継ぎ
目無しの管であることが望ましい。この各ヘッダチュー
ブ１２，１４の端部は、キャップ１５でシールされてい
る。このキャップはろう付加工により、ヘッダチューブ
に結着されシール効果を果たしている。平行に離隔して
配置され開口端を持つ細長い金属製フラットチューブ１
６の各端部は、ヘッダチューブ１２，１４のスロット内
に嵌入させる。公知の方法によって、蛇行式フィン１８
を各フラットチューブ１６とヘッダチューブ１２，１４
の間に取付け、ヘッダー、キャップ、チューブフィンは
ろう付け等により固定される。
【０００９】フラットチューブ１６の開口端はヘッダチ
ューブ１２，１４の内面と連通しているため、流体は適
当な流体源（図示せず）からヘッダチューブ１２，１４
や各フラットチューブ１６内を流れる。
ューブ１２，１４の内面と連通しているため、流体は適
当な流体源（図示せず）からヘッダチューブ１２，１４
や各フラットチューブ１６内を流れる。
【００１０】図２と３とにヘッダチューブ１２の一部分
が示されているが、図からヘッダチューブ１２の外側面
にその長手方向に沿って複数の間隔を持った平行環状溝
２０が設けられているのが分かる。各溝２０は、ベース
部２０ａと傾斜壁２０ｂを有している。各溝２０の裏面
に当たる各管の内側面上には環状リブ２０ｃが形成され
ている。ベース材２０ａはフラット状でも屈曲状でも差
し支えない。各溝２０内には、ベース材２０ａ上に細長
いスロット２２が横方向に形成され、このベース部はヘ
ッダチューブ１２の周縁に沿って設けられている（図６
参照）。
が示されているが、図からヘッダチューブ１２の外側面
にその長手方向に沿って複数の間隔を持った平行環状溝
２０が設けられているのが分かる。各溝２０は、ベース
部２０ａと傾斜壁２０ｂを有している。各溝２０の裏面
に当たる各管の内側面上には環状リブ２０ｃが形成され
ている。ベース材２０ａはフラット状でも屈曲状でも差
し支えない。各溝２０内には、ベース材２０ａ上に細長
いスロット２２が横方向に形成され、このベース部はヘ
ッダチューブ１２の周縁に沿って設けられている（図６
参照）。
【００１１】ヘッダチューブ１２，１４はそれぞれ、長
尺の管材３０から成形される（図７参照）。管材３０は
圧延加工がされ、管材３０の長手方向に沿って離隔した
複数の平らな環状溝２０と環状リブ２０ｃが形成される
（図８参照）。溝部分２０は円周方向の補強として作用
し、管材を打抜作業にかけても変形させたり圧潰させた
りすることはない。ベース材２０ａと各溝部の傾斜壁２
０ｂは、圧延作業により加工される。
尺の管材３０から成形される（図７参照）。管材３０は
圧延加工がされ、管材３０の長手方向に沿って離隔した
複数の平らな環状溝２０と環状リブ２０ｃが形成される
（図８参照）。溝部分２０は円周方向の補強として作用
し、管材を打抜作業にかけても変形させたり圧潰させた
りすることはない。ベース材２０ａと各溝部の傾斜壁２
０ｂは、圧延作業により加工される。
【００１２】図１１と１２には、溝２０とリブ２０ｃの
加工装置が示されている。装置は基台４０を有し、この
基台は、支持板４１上で加工される管３０を支えてい
る。溝付ダイロール４２はスライダ４３上に支承され、
スライダは、ローラ４５で作動するカム４４により、管
３０に接近したり、離反したりする。平滑なバックアッ
プロール４６は、基台４０上に取付けられ、その固定軸
を介し回転自在になっている。ダイロール４２と仕上ロ
ール４６はいずれも、ギヤー４８，４９，５０を介して
駆動軸４７により駆動される。
加工装置が示されている。装置は基台４０を有し、この
基台は、支持板４１上で加工される管３０を支えてい
る。溝付ダイロール４２はスライダ４３上に支承され、
スライダは、ローラ４５で作動するカム４４により、管
３０に接近したり、離反したりする。平滑なバックアッ
プロール４６は、基台４０上に取付けられ、その固定軸
を介し回転自在になっている。ダイロール４２と仕上ロ
ール４６はいずれも、ギヤー４８，４９，５０を介して
駆動軸４７により駆動される。
【００１３】図４で一層明白なように、ヘッダチューブ
は大径部分２３で一体的に連結された一連の短管部分２
１で構成されたものと言うことができる。溝とリブ部は
いずれも管材を補強して、スロット２２を打抜加工する
場合、圧潰を防ぐ役割りをする。
は大径部分２３で一体的に連結された一連の短管部分２
１で構成されたものと言うことができる。溝とリブ部は
いずれも管材を補強して、スロット２２を打抜加工する
場合、圧潰を防ぐ役割りをする。
【００１４】図５と６から分かるように、各スロット２
２はその端部が面取り加工２４され、これと傾斜面２０
ｂとにより、引用した米国特許第５，０１４，４２２号
記載の組立装置を用いて、簡単に複数のフラットチュー
ブ１８をまとめて嵌め込むことができる。またスロット
２２の端部にはろう付け用、またはフラットチューブ１
８端部とヘッダチューブ１２，１４との連結用の面２５
を設ける。スロット２２の幅は、ほぼ溝２０のベース部
の幅と同じである。
２はその端部が面取り加工２４され、これと傾斜面２０
ｂとにより、引用した米国特許第５，０１４，４２２号
記載の組立装置を用いて、簡単に複数のフラットチュー
ブ１８をまとめて嵌め込むことができる。またスロット
２２の端部にはろう付け用、またはフラットチューブ１
８端部とヘッダチューブ１２，１４との連結用の面２５
を設ける。スロット２２の幅は、ほぼ溝２０のベース部
の幅と同じである。
【００１５】図９と１０は、細長いスロット２２を形成
する際に使用する押抜き装置２６を示す。図１０で示す
ごとく、複数のポンチ２８を、各ポンチの上端にある開
口部に嵌め込む取付用ロッド３８等の共通の部材を使っ
てラム３４に取付ける。ラム３４とポンチ２８とは固定
ダイ３６により垂直方向に往復運動し、このダイは押抜
き作業中、ヘッダチューブ保持用の半筒形の溝４０内で
管を保持している。ラム３４は通常の駆動装置（図示せ
ず）で作動させる。
する際に使用する押抜き装置２６を示す。図１０で示す
ごとく、複数のポンチ２８を、各ポンチの上端にある開
口部に嵌め込む取付用ロッド３８等の共通の部材を使っ
てラム３４に取付ける。ラム３４とポンチ２８とは固定
ダイ３６により垂直方向に往復運動し、このダイは押抜
き作業中、ヘッダチューブ保持用の半筒形の溝４０内で
管を保持している。ラム３４は通常の駆動装置（図示せ
ず）で作動させる。
【００１６】各パンチはヘッダチューブに対する初期剪
断用の打抜ポイント２８ｃを備えた前面２８ａと後面２
８ｂとを有しており、丸い端面を持つ細長いスロット２
２を押抜きするために、上方および外方に伸びるテーパ
部２８ｄがある。ラム３４を下方に移動させて、打抜ポ
イント２８ｃはまず管を貫通する。そして、さらにラム
３４が下降するにつれ、テーパー部２８ｄで逐次スロッ
トを穿孔する。
断用の打抜ポイント２８ｃを備えた前面２８ａと後面２
８ｂとを有しており、丸い端面を持つ細長いスロット２
２を押抜きするために、上方および外方に伸びるテーパ
部２８ｄがある。ラム３４を下方に移動させて、打抜ポ
イント２８ｃはまず管を貫通する。そして、さらにラム
３４が下降するにつれ、テーパー部２８ｄで逐次スロッ
トを穿孔する。
【００１７】組立完了後、熱交換器はオーブン内を移動
させられ、公知のろう付け作業で各部材を相互に連結す
る。
させられ、公知のろう付け作業で各部材を相互に連結す
る。
【００１８】上記により改良ヘッダチューブを備えた熱
交換器とこのヘッダーの組立方法について記載した。す
なわち、このヘッダチューブ型熱交換器の表面は押抜き
加工に耐える程度に補強され、ヘッダー内圧を高めるこ
となくスロットを形成することができ、また、押抜き作
業中に圧潰することはない。なお、このヘッダチューブ
構成により同時に複数の管群の挿入も容易となり、この
結果、フラットチューブとヘッダチューブ間で精度のす
ぐれた、漏れ防止型ろう付け結着が保証される。
交換器とこのヘッダーの組立方法について記載した。す
なわち、このヘッダチューブ型熱交換器の表面は押抜き
加工に耐える程度に補強され、ヘッダー内圧を高めるこ
となくスロットを形成することができ、また、押抜き作
業中に圧潰することはない。なお、このヘッダチューブ
構成により同時に複数の管群の挿入も容易となり、この
結果、フラットチューブとヘッダチューブ間で精度のす
ぐれた、漏れ防止型ろう付け結着が保証される。
【図１】(a) は組立熱交換器の一部破断図、(b) は(a)
の１Ａ−１Ａ線に沿った平面図である。
の１Ａ−１Ａ線に沿った平面図である。
【図２】成形、打抜きしたヘッダチューブの部分平面図
である。
である。
【図３】成形、打抜きしたヘッダチューブの部分側面図
である。
である。
【図４】成形、打抜きしたヘッダチューブの一部を拡大
した破断図である。
した破断図である。
【図５】図４の５−５から見た平面図である。
【図６】図４の６−６線に沿った断面図である。
【図７】成形加工前の管の上面図である。
【図８】スロット打抜前の加工溝付管の平面図である。
【図９】打抜組立装置の側面図である。
【図１０】打抜組立装置の要部立面断面図である。
【図１１】管成形装置の上面図である。
【図１２】図１１で示す装置の側面図である。
１０ 熱交換器 １２，１４ ヘッダチューブ １６ フラットチューブ １８ フィン ２０ 環状溝 ２０ａ ベース部 ２０ｂ 傾斜側面 ２０ｃ 環状リブ ２２ スロット
Claims (8)
- 【請求項１】 一対の平行に対向配置された筒状のヘッ
ダチューブと、 該各ヘッダチューブの外周に軸方向に沿って間隔をおい
て設けられ、底面のベース部とその両側の傾斜側面とこ
れらの裏面に形成された環状リブとを有する環状溝と、 該環状溝のベース部に穿設されたスロットであって、一
方のヘッダチューブに形成されたものと他方のヘッダチ
ューブに形成されたものとが一直線に並ぶように配置さ
れたスロットと、 上記ヘッダチューブ間に架設され、前記スロットに挿入
される開口端を両端に有し、該開口端とヘッダチューブ
とが漏れの無い状態でろう付け接合される複数の細長い
フラットチューブと、 上記ヘッダチューブ、フラットチューブと共に一体的に
結合されるために隣接するフラットチューブ間に設けら
れたフィンと、 からなることを特徴とする熱交換器。 - 【請求項２】 前記スロットの入口縁部が、前記フラッ
トチューブの挿入を容易にするために、面取りされてい
ることを特徴とする請求項１記載の熱交換器。 - 【請求項３】 少なくとも２つの長い円筒形状のヘッダ
チューブを設け、 該ヘッダチューブに、その長さ方向に間隔をあけて複数
の溝を形成するための変形を加え、長手方向に離間した
溝であって、底面となるベース部と、その両側の傾斜側
面と、溝の裏面に形成された環状リブとを有する環状溝
を形成し、 該環状溝の前記ベース部にスロットを押抜き加工し、 開口端を備えた数組の長いフラットチューブを製作し、 前記各フラットチューブの両開口端と前記ヘッダチュー
ブのスロットとを一線に配列し、 前記複数のフラットチューブの各開口端を前記ヘッダチ
ューブの前記スロット中に同時に差込み、ヘッダチュー
ブとフラットチューブ間を漏れ防止ろう付接合すること
を特徴とする熱交換器の組立方法。 - 【請求項４】 前記環状溝を圧延加工で形成することを
特徴とする請求項３記載の熱交換器の組立方法。 - 【請求項５】 フラットチューブ受入用の長いヘッダチ
ューブと、 該ヘッダチューブの外側に長手方向に間隔を開けて形成
された複数の環状溝と、該環状溝の底面に形成されたベ
ース部、その両側の傾斜側面、環状溝の裏面に形成され
た環状リブと、 前記ヘッダチューブの各溝のベース部に穿設されたスロ
ットと、 からなることを特徴とする熱交換器用ヘッダチューブ。 - 【請求項６】 前記スロットの入口部が前記フラットチ
ューブの挿入を容易にするために、丸く面取りされてい
ることを特徴とする請求項５記載の熱交換器用ヘッダチ
ューブ。 - 【請求項７】 長い筒状ヘッダチューブを配置し、 該ヘッダチューブに、その長さ方向に間隔を設けて複数
の溝を形成するための変形を加え、底面となるベース部
とその両側の傾斜側面と溝の裏面に形成された環状リブ
とを有する環状溝を形成し、 該環状溝の前記ベース部にスロットを押抜き加工し、ヘ
ッダチューブとフラットチューブ間を漏れ防止のろう付
接合することを特徴とする熱交換器用ヘッダチューブの
製造方法。 - 【請求項８】 前記環状溝を圧延加工で形成することを
特徴とする請求項７記載の熱交換器用ヘッダチューブの
製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/906553 | 1992-06-30 | ||
| US07/906,553 US5193613A (en) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | Heat exchanger header tube and method of making |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0634282A true JPH0634282A (ja) | 1994-02-08 |
Family
ID=25422645
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4294284A Withdrawn JPH0634282A (ja) | 1992-06-30 | 1992-11-02 | 熱交換器とその製造方法及び熱交換器用ヘッダチューブ及びその製造方法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5193613A (ja) |
| EP (1) | EP0576725B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0634282A (ja) |
| KR (1) | KR100259792B1 (ja) |
| CA (1) | CA2085966A1 (ja) |
| DE (1) | DE69215506T2 (ja) |
| HK (1) | HK1000216A1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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