JPH09310990A - 熱交換器及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷却材流管に適切な支持を与え、蛇行フィン
が冷却材流管と整合できるようにし、フィンが許容度を
超えて冷却材流管から外方へ突出して、許容不能の欠陥
となったり、再生又は廃棄に回されることがないように
する。 【解決手段】 蛇行フィン４１の峰部若しくは先端４
５、４７の中間部には凹所５５を設け、先端の両端にタ
ブ５７、５９を突出させる。これらのタブが、流管２１
の前後の最外縁部２５、２７に隣接して、これら最外縁
部の外側に延びるようにする。流管２１は、凹所５５内
に保持される。ヘッダーと、蛇行フィン４１とを、ろう
付クラッドとし、これにより、ろう付炉通過時に、ヘッ
ダーおよび蛇行フィンが流管にろう付される。フィンの
タブは、流管の最外縁部にろう付され、フィンの先端中
間部は、流管の上下表面にろう付される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、広くは熱交換器に
関し、具体的には、凹所が形成された蛇行フィンを有す
る凝縮器、それも蛇行フィンが、複数冷却材流管の間に
フィンを保持するタブを備えた形式の凝縮器に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】熱交換器、例えば、車両の空調装置に用
いられる平行流凝縮器は、アルミニウム製の構成部材で
製造される。これら構成部材は、組立られてから、ろう
付炉を通過し、単一のユニットにろう付される。これら
構成部材には、通常、ヘッダータンク、冷却材流管、フ
ィン素材が含まれる。ヘッダータンクとフィン素材と
は、ろう付クラッドであり、ろう付炉を通過するさい、
流管にろう付される。これら構成部材は、冷却材流管
が、互いに平行なヘッダータンク間に延びるように組立
てられる。フィン素材は、冷却材流管の間に延びるよう
に整列され、そのさいフィン素材の長さ方向が、冷却材
流管に平行に延びるようにされる。組立てられた構成部
材は、ろう付取付具に組付けられ、ろう付炉の通過時
に、構成部材が適正な整合状態に保持されるようにされ
る。

【０００３】先行技術のろう付取付具は、フィン素材を
冷却材流管と整合状態に保持するための金属バーと金属
バンドを有している。フィン素材は、ろう付クラッドア
ルミニウム薄板の波形ストリップにより形成される。こ
れらの波形ストリップは、柔軟なので、冷却材流管の間
をかなりの長さにわたって延びるようにするためには、
機械式な支持を必要とする。ろう付取付具の金属バーお
よび金属バンドは、フィン素材と冷却材流管との長手方
向に互いに間隔をおいて配置されるため、必ずしもフィ
ン素材には適切な支持が与えられない。このため、フィ
ン素材は、冷却材流管と整合せず、流管の外側に延びる
ことになり、結果的に《突出フィン》（high fin）と呼
ばれる状態となる。フィン素材が許容度を超えて冷却材
流管から外方へ突出すると、許容不能の欠陥となり、再
生又は廃棄に回される結果になる。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明により、車両の空
調装置に使用される種類の熱交換器およびその製造方法
が得られる。熱交換器は平行な１対の管状ヘッダーを有
し、これらヘッダーが間隔を置いて配置され、ヘッダー
の間には複数の冷却材流管が延びている。これら流管
は、上下の平らな表面と、前後の最外縁部とを有してい
る。前後の最外縁部は、縦方向に流管の長さだけ延び、
それぞれ流管の最も外側の前後平面を形成している。ま
た、複数の蛇行フィンが、交互に設けられた畝と畝間と
を有し、これらの畝と畝間とにより上下の峰部（即ち波
形のフィンの波の先端、若しくは波頭と波底の部分）が
形成されている。峰部の中間部には凹所が設けられ、こ
れにより峰部の両端にタブが突出する形式となる。これ
らのタブは、流管の前後の最外縁部に隣接して、これら
最外縁部の外側を、つまり前後の最も外側の平面の外側
を延び、峰部の中間部に設けられた凹所内に流管を保持
する。ヘッダーと蛇行フィンとは、ろう付クラッドであ
り、これにより、ろう付炉通過時に、ヘッダーおよび蛇
行フィンが流管にろう付される。フィンのタブは、流管
の最外縁部にろう付され、フィンの峰部の中間部は、流
管の上下表面にろう付される。

【０００５】本発明の新規な特徴は特許請求の範囲に記
載の通りである。しかし、本発明自体及びその好適な使
用形式、更には、その目的及び効果は、添付図面に示し
た実施例について以下で行う詳細な説明により、最もよ
く理解されるであろう。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１には、本発明による熱交換器
１１の側面図が示されている。図示の熱交換器は、車両
の空調装置用凝縮器として示されている。熱交換器１１
は、それぞれ縦軸線１７、１９を有する２個のろう付ク
ラッド管状ヘッダー１３、１５を有している。複数の平
行な冷却材流管２１が、管状ヘッダー１３、１５の間を
延びている。流管２１は、管状ヘッダーの縦軸線１７、
１９に対し直角方向の縦軸線２３を有している。

【０００７】図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿って熱交
換器１１を切断した部分断面図である。流管２１は、前
方の最外縁部２５と後方の最外縁部２７とを有してい
る。流管の幅２９は、最も外側の前方平面３１と最も外
側の後方平面３３との間に延びている。前方平面３１
は、流管２１の前方の最外縁部２５によって形成され、
後方平面３３は、後方の最外縁部２７によって形成され
ている。流管２１は、アルミニウム製の押出部材であ
る。流管２１を形成するこれらの押出部材は、最も外側
の前後平面３１、３３の外へは延びていないので、流管
２１の最外縁部２５、２７は前後平面３１、３３の間に
延びているだけである。

【０００８】各流管２１は、平らな側面３５、３７を有
するのが好ましい。側面３５は上方表面をなし、側面３
７が下方表面をなしている。側面３５、３７と、前後の
最外縁部２５、２７とは、それぞれ共に各流管２１の外
輪郭を形成している。各流管２１には、複数の流路３９
が、別個に延び、流管の縦軸線２３（図１）と平行に流
管を貫通している。

【０００９】図１及び図２には、熱交換器１１の蛇行フ
ィン４１が、流管２１と交互に配置されて示されてい
る。フィン４１は、ヘッダー１３の内側からヘッダー１
５の内側まで延びる長さ４３を有している。フィン４１
は、ろう付クラッド波形アルミニウムストリップのフィ
ン素材から形成されている。この波形アルミニウムスト
リップには、上方峰部若しくは先端４５を形成する畝
と、下方峰部若しくは先端４７を形成する畝間とを有し
ている。各蛇行フィン４の幅４９は、外縁部５１から外
縁部５３までの間に延びている。これらの幅４９は、好
ましくは、等しくされ、流管２１の縦軸線２３に対し直
角に延びるようにする。

【００１０】蛇行フィン４１の上下先端４５、４７をそ
れらの中間部内へくぼませることにより、凹所５５が得
られる。先端４５、４７内の凹所５５により、各先端４
７両側の１対の上方突出部、つまりタブ５７と、各先端
４７の、反対側の外端部の１対の下方突出部、つまりタ
ブ５９とが形成される。突出部ないしタブ５７、５９
は、凹所５５の両側に位置している。タブ５７、５９
は、また、流管２１の前後の最外縁部２５、２７に隣接
して、最外縁部の外側に延び、流管２１を凹所５５内に
保持している。タブ５７、５９は、流管２１の最外縁部
２５、２７と同一平面内で係合するようにするのが好ま
しい。

【００１１】図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って
熱交換器１１の蛇行フィン４１を切断した断面図であ
り、冷却材流管２１の１つが、２点鎖線で示されてい
る。蛇行フィン４１の先端４５、４７の外端部には、外
周５６の頂点５８が形成されている。凹所５５により、
先端４５、４７の中間部内には周縁接触面６１、６２が
形成される。凹所５５を上下の先端４５、４７に形成す
る場合、金属は、上方先端４５からは下方へ曲げられ、
下方先端４７からは上方へ曲げられて、先端４５、４７
の中間部の外周５６の頂点５８が、平らにされ、接触面
６４、６６が形成される。接触面６４、６６は、互いに
事実上平行に延びるようにするのが好ましい。

【００１２】図４は、蛇行フィン４１の１つを示した斜
視図であり、流管２１の一部が、上方先端４５を横切っ
て延びている状態が２点鎖線で示されている。凹所５５
は、流管２１の前後の最外縁部２５、２７の各側に延び
ているタブ５７を介して流管２１を保持している。こう
することによって、フィン４１は、ろう付け炉を通過す
るさい、流管２１に対し所定位置に保持される。

【００１３】図３及び図４には、凹所５５により仕切ら
れているタブ５７、５９の内縁部６３、６５が、それぞ
れ示されている。内縁部６３、６５は、互いに平行かつ
外縁部５１、５３に対し平行である。内縁部６３、６５
は、周縁接触面６１、６２に対し直角に延び、流管２１
の最外縁部２５、２７の外側に延びている。内縁部６
３、６５は、流管２１の最外縁部２５、２７と同一平面
内に位置するようにするのが好ましい。内縁部６３、６
５と、凹所５５の接触面６１、６２、６４、６６とは、
フィン４１の凹状にされた輪郭部を形成している。この
凹状の輪郭部は、隣接する流管２１の外輪郭と合致す
る。

【００１４】蛇行フィン４１は、ろう付クラッドであ
り、このため、ろう付炉通過時に、タブ５７、５９が、
流管２１の最外縁部２５、２７へろう付され、また周縁
接触面６１、６２及び接触面６４、６６が、流管２１の
表面３５、３７へろう付される。ろう付材のフィレット
は、蛇行フィン４１が流管２１と接触するところに形成
される。タブ５７、５９の内縁部６３、６５と、周縁接
触面６１、６２と、接触面６４、６６とにより得られる
ろう付面積は、平らにされる前の外周５６の頂点５８に
より得られるろう付面積より、はるかに大である。この
結果、冷却材流管２１と蛇行フィン４１との間の伝熱面
積が増大し、熱交換器１１の伝熱効率が高められる。

【００１５】以下に、本発明により熱交換器１１を得る
方法を、図１〜図４を参照しながら説明する。まず、蛇
行フィン４１のうちの第１フィンを、流管２１のうちの
第１流管の上方表面３５に隣接する位置に配置する。そ
のさい、フィン４１の第１フィンの下方凹所５５が、流
管２１の第１流管上方表面３５を受容する。次いで、流
管２１のうちの第２流管を、フィン４１の前記第１フィ
ンの上方凹所５５内に配置する。これにより、フィン４
１の第１フィン上方凹所５５、つまり、前記第１流管と
は反対側の、前記第１フィンの凹所内に、第２流管の下
方表面３７が受容される。

【００１６】次いで、蛇行フィン４１の第２フィンが、
第２流管の上方表面３５上に配置され、第２フィン４１
の下方凹所５５が、第２流管上方表面３５を受容する。
凹所５５は、流管２１の表面３５、３７のそれぞれと同
一平面内に位置し、かつ表面３５、３７を保持する。先
端４７のタブ５７、５９は、流管２１の対向する前後の
最外縁部２５、２７に隣接し、かつ最外縁部から外方
へ、すなわち前後の最外平面３１、３３の外方へ延びる
ようにする。

【００１７】前述の方法の各段階が反復されることによ
り、流管２１の残りの流管が互いに平行に整合され、そ
のさい、縦軸線２３は平行にされ、蛇行フィン４１は流
管と交互に配置される。蛇行フィン４１の長さ４３は、
図１に示したように、流管２１の縦軸線２３と平行に延
びるようにする。次いで、管状ヘッダー１３、１５が、
流管２１の両端に取付けられ、そのさい流管２１の流路
３９を、ヘッダー１３、１５の側面の穴と整列させる。
熱交換器１１の構成部材の組立体には、管状ヘッダー１
３、１５と、流管２１と、蛇行フィン４１とが含まれ
る。これら構成部材は、図１に示したように相互に整合
されてから、ろう付取付具に固定される。この組立体
は、次いでろう付炉を通過せしめられ、各構成部材が単
一のユニットにろう付される。

【００１８】本発明は、公知熱交換器にまさるいくつか
の利点を有している。本発明により形成される蛇行フィ
ンに設けられた凹所によって、冷却材流管の受容部が形
成され、タブが、流管の前後の最外縁部に隣接して延び
ることにより、蛇行フィンが、流管に対して所定位置に
保持される。こうすることによって、流管と蛇行フィン
とがろう付炉を通過し、互いにろう付されるさいに、
《突出フィン》になることが防止される。凹所は、ま
た、フィンの先端若しくは峰部の頂点が流管の上下表面
に対して押圧されたと仮定した場合に得られる接触面積
より大きい接触面積を提供する。ろう付が完了すると、
フィン上のろう付材料クラッドにより、接触面間の間隙
や流管の表面と最外縁部との間隙が充填され、しかも、
ろう付材料のフィレットがフィンと流管との間に形成さ
れることにより、フィンに凹所が設けられない場合よ
り、大きい伝熱面積が得られる。

【００１９】以上、本発明を一特定実施例について説明
したが、この説明は、本発明を限定するものではない。
以上の説明により、当業者には、開示された実施例の種
々の変更態様や別の実施例が可能であることが明らかに
なるであろう。特許請求の範囲は、それら一切の態様及
び実施例を包含するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】自動車の空調装置の凝縮器に使用される種類の
熱交換器の側面図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿って切断した熱交換器
の部分断面図である。

【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って切断した熱交
換器の蛇行フィンの断面図である。

【図４】図３の、凹所を有する蛇行フィンが、ファント
ム図で示した冷却材流管と係合した状態を示した部分斜
視図である。

【符号の説明】

１１ 熱交換器 １３、１５ ヘッダー １７、１９ ヘッダー縦軸線 ２１ 流管 ２５、２７ 流管の前後の最外縁部 ２９ 流管の幅 ３１、３３ 前後の最も外側の平面 ３５、３７ 流管の上下の表面 ４１ 蛇行フィン ４３ 蛇行フィンの長さ ４５、４７ フィンの先端（峰部） ４９ 蛇行フィンの幅 ５１、５３ フィンの外縁部 ５５ 切欠き ５７、５９ タブ ５８ タブの頂点 ６１、６２、６４、６６ 接触面

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の空調装置に使用される種類の熱交
   換器において、 互いに平行に間隔をおいて配置された１対の管状ヘッダ
   ー（１３、１５）が備えられ、また、 前記ヘッダーの間に間隔をおいて平行に延びる複数の流
   管（２１）が備えられ、これら流管（２１）のそれぞれ
   が、縦軸線（２３）と、この縦軸線に平行に延びる前後
   の最外縁部（２５、２７）と、これら最外縁部間に延び
   る上下の表面（３５、３７）とを有しており、 前記複数の流管（２１）は整列していて、それらの前方
   最外縁部が最も外側の前方平面（３１）を形成するとと
   もに、それらの後方最外縁部が最も外側の後方平面（３
   ３）を形成しており、 前記流管（２１）の間に配置された複数の蛇行フィン
   （４１）が備えられ、これら蛇行フィンが、それぞれ上
   下の峰部（４５、４７）を形成する交互に配置された畝
   と畝間とを有し、峰部のそれぞれが、蛇行フィンの幅方
   向で、流管の縦軸線に対し横方向に、延びており、 蛇行フィンの幅が、流管より広幅であり、蛇行フィン
   （４１）の峰部が流管の最外縁部（２５、２７）により
   形成される最も外側の前方及び後方平面（３１、３３）
   の外側へ延びるように、配置されており、 各峰部の両側に１対のタブ（５７、５９）が備えられ、
   これらのタブが流管（２１）の前後の最外縁部（２５、
   ２７）の外側に延びており、流管が、これら複数のタブ
   対（５７、５９）の間に配置され、これによりフィン
   （４１）が、流管（２１）に対して所定位置に保持され
   ることを特徴とする、熱交換器。
2. 【請求項２】 請求項１記載の熱交換器において、 前記峰部が、前記タブの対の間に形成される中間部を有
   し、流管（２１）の上下の表面（３５、３７）が、先端
   の中間部と同一平面内に位置することを特徴とする、熱
   交換器。
3. 【請求項３】 請求項１記載の熱交換器において、 前記峰部が、前記タブの対の間に形成される中間部を有
   し、タブの内縁部（６３、６５）が、流管の前後の最外
   縁部（２５、２７）と同一平面内に位置し、流管を峰部
   （４５、４７）の中間部に対して保持することを特徴と
   する、熱交換器。
4. 【請求項４】 請求項１記載の熱交換器において、 蛇行フィン（４１）と流管（２１）との少なくとも一方
   が、ろう付クラッドであり、ヘッダー、流管、蛇行フィ
   ン（４１）が、ろう付け炉を通過後、ろう付けクラッド
   が、タブと流管の最外縁部との間、及び峰部の中間部と
   流管の上下表面との間のいずれにもぬれを生じさせるこ
   とを特徴とする、熱交換器。
5. 【請求項５】 請求項１記載の熱交換器において、峰部
   （４５、４７）のそれぞれには、 各峰部の両側に形成された丸くされた断面部が備えら
   れ、この丸くされた断面部が頂点（５８）を有してお
   り、また、 周縁接触面（６１、６２）を有する中間部が備えられ、
   この中間部が、複数タブ対（５７、５９）のうちの１つ
   タブ対の間を延び、丸くされた峰部の輪郭を凹ませた凹
   所（５５）により形成され、流管（２１）のうちの１つ
   の隣接流管の上下表面（３５、３７）のうちの一方の表
   面を受容しており、 各峰部の中間部の前記周縁接触面（６１、６２）が、峰
   部の両側の、丸くされた輪郭の頂点部（５８）より大で
   あることを特徴とする、熱交換器。
6. 【請求項６】 車両の空調装置に用いられる種類の熱交
   換器において、 互いに平行に間隔を置いた１対の管状ヘッダー（１３、
   １５）が備えられており、また、 前記ヘッダーの間に延び、互いに間隔をおいて平行に配
   置された複数の流管（２１）が備えられており、これら
   流管のそれぞれが、縦軸線（２３）と、この縦軸線に平
   行に延びる前後の最外縁部（２５、２７）と、これら最
   外縁部の間に延びる上下表面（３５、３７）とを有して
   おり、また、 前記流管（２１）のそれぞれが、押出により形成され、
   流管の縦軸線（２３）と平行に延びる複数の別個に仕切
   られた流路（３９）を有し、これら流路によりヘッダー
   （１３、１５）間に冷却材が流通せしめられるようにな
   っており、更に、 前記複数の流管（２１）は整列していて、それらの前方
   最外縁部が最も外側の前方平面（３１）を形成するとと
   もに、それらの後方最外縁部が最も外側の後方平面（３
   ３）を形成しており、 流管（２１）の間に配置された複数の蛇行フィン（４
   １）が備えられており、これらの蛇行フィン（４１）
   が、上下の峰部（４５、４７）をそれぞれ形成する交互
   に設けられた畝と畝間とを有し、前記峰部（４５、４
   ７）のそれぞれが、流管（２１）の縦軸線（２３）に対
   し横方向に、蛇行フィンの幅に沿って延びており、しか
   も、 蛇行フィン（４１）の前記幅が、流管（２１）より広
   く、かつ蛇行フィンの外縁部（５１、５３）が流管の最
   外縁部により形成される最も外側の前方及び後方平面の
   外側に延びるように、配置されており、また、 峰部（４５、４７）の中間部に形成された凹所が備えら
   れ、この凹所により、峰部の両側に延びる突出部（５
   ７、５９）が形成されており、 前記突出部が、流管（２１）の最外縁部（２５、２７）
   に隣接して、最も外側の前方及び後方平面（３１、３
   ３）の外側に位置するようにされ、流管（２１）を、峰
   部の中間部に形成された凹所（５５）内に保持している
   ことを特徴とする、熱交換器。
7. 【請求項７】 請求項６記載の熱交換器において、峰部
   （４５、４７）の突出部の最も内側の縁部（６３、６
   ５）が、流管の最外縁部（２５、２７）と同一平面内に
   位置することを特徴とする、熱交換器。
8. 【請求項８】 請求項６記載の熱交換器において、 峰部（４５、４７）のそれぞれが、峰部の最外端に、丸
   くされた輪郭を有し、この丸くされた輪郭が頂点（５
   ８）を有しており、 前記峰部に形成された前記凹所（５５）が、周縁接触面
   （６１、６２）を形成し、これらの周縁接触面が、隣接
   流管の最上下の表面と同一平面内に位置しており、また
   前記周縁接触面（６１、６２）が、前記峰部の最外端に
   形成された、丸くされた輪郭の頂点（５８）より大きい
   ことを特徴とする、熱交換器。
9. 【請求項９】 請求項６記載の熱交換器において、 前記峰部（４５、４７）のタブ（５７、５９）の最も内
   側の縁部（６３、６５）が流管の最外縁部（２５、２
   ７）と同一平面内に位置しており、 前記峰部（４５、４７）に形成された前記凹所（５５）
   が、周縁接触面（６１、６２）を形成し、これらの周縁
   接触面が、隣接流管の最上下の表面と同一平面内に位置
   することを特徴とする、熱交換器。
10. 【請求項１０】 請求項６記載の熱交換器において、 蛇行フィン（４１）と流管（２１）との少なくとも一方
    が、ろう付けクラッドであり、このろう付けクラッド
    が、蛇行フィンの凹所（５５）と流管の最上下表面（３
    １、３３）との間、及びタブ（５７、５９）の最内縁部
    と流管の最外縁部（２５、２７）との間のいずれ間に
    も、ぬれを生じさせることを特徴とする、熱交換器。
11. 【請求項１１】 車両の空調装置に使用する形式の熱交
    換器を製造する方法において、 縦軸線（２３）、前後の最外縁部（２５、２７）、及び
    それら最外縁部間に延びる上下表面（３５、３７）を有
    する複数の流管（２１）と、一対の管状ヘッダー（１
    ３、１５）とを得る段階と、 峰部（４５、４７）を形成する交互の畝および畝間と、
    流管を受容するために峰部の中間部に形成された凹所
    （５５）と、その凹所により峰部の外部に形成された突
    出部（５７、５９）とを有する、流管（２１）より広幅
    の蛇行フィン（４１）を得る段階と、 各流管（２１）の縦軸線（２３）を互いに平行にし、流
    管の上下表面を前記峰部の前記凹所（５５）内に位置せ
    しめ、かつ前記突出部（５７、５９）を流管の最外縁部
    の外側に位置させるようにして、流管と蛇行フィンとを
    交互に配置する段階と、 前記一対の管状ヘッダー（１３、１５）を、互いに間隔
    をおいて平行にするように、流管の両側に配置する段階
    と、 前記管状ヘッダー（１３、１５）、流管（２１）および
    蛇行フィン（４１）を、ろう付炉内を通過させることに
    より、単一のユニットにろう付させる段階と、を含むこ
    とを特徴とする、熱交換器を製造する方法。
12. 【請求項１２】 請求項１１記載の方法において、複数
    の流管（２１）を得る前記段階が、押出により前記複数
    の流管を形成し、各流管の縦軸線に平行な複数の別々の
    流路（３９）が各流管内に形成されるようにする段階を
    含むことを特徴とする方法。