JPS5919874Y2 - 熱交換器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は自動車用オイルクーラ、冷房用蒸発器等に用い
られる熱交換器において、ろう付構造の改良に関する。

第１図および第２図は本考案を適用する積層型アルミニ
ウム熱交換器の一例を示すもので、主に自動車用オイル
クーラとして用いられるものであり、１は入口ジヨイン
ト、２は出口ジヨイント、３は自動車の取付板で、プレ
ス加工により作られ、出入口ジヨイント１，２と固定さ
れている。

４はチューブプレートであり、一対のチューブプレート
４を重合して接合することにより、オイル通路をなすチ
ューブを形成する。

このチューブの内側通路には第２図のごとくオイル側の
フィン５が挿入されオイル通路６が形成される。

また、各チューブプレート４にはそれぞれオイル通路６
の両端部を互いに連通させるための穴４ｂ付のカップ部
４ａが一体形成されている。

７は端板で、チューブプレート５と同様にカップ部７ａ
が形成されているが穴は設けられておらず、従ってオイ
ル通路とは無関係のものである。

上記チューブは多数積層され、各チューブの間および端
板７との間に空気側のフィン８が挿入されている。

そして、熱交換器の製造に際しては、各部品を第１図図
示の状態に組付けた後、この組付状態を治具により保持
して真空加熱炉内へ挿入して、真空ろう付法により各部
を一体ろう付するようにしている。

ところで゛、入口ジヨイント１および゛出口ジヨイント
２を取付板３にろう付固定する場合、この両ジヨイント
１，２と図示しないオイル人出用パイプとを予め設定し
た方向に接続するために、両ジヨイント１，２は特定の
方向に位置決めする必要がある。

その場合、従来ではろう付前に耐熱性の治具にてジヨイ
ント１，２と取付板３とを位置決めしてろう付する方法
が提案されているが、これはステンレスで製作された耐
熱性治具と、アルミニウムからなる熱交換器部材との熱
膨張の差によりろう付時に熱交換器部材が変形し、寸法
精度が出にくいという欠点がある。

このため、ろう付前に第３図に示す如くジヨイント１，
２のうち取付板３の穴３ａと嵌合している突出部１ａ、
２ａの先端の全周部分を口拡することにより、ジヨイン
ト１，２と取付板３との位置決めを行う方法も提案され
ており、この方法は作業性、寸法精度の面では前記の治
具を用いる方法より優れている。

しがし、取付板３として両側にろう材がクラッドされた
材料を使用する場合には、取付板３とジヨイント１，２
とが内外両面ともろう付されるので問題は発生しないが
、例えば第１図図示のものが二輪車用オイルクーラとし
て用いられる場合には、外表面にろう材があるとろう付
後、ろう材により表面がガサガサの状態に荒れて外観不
良となるので、取付板３として外側にはろう材のない材
料を使用する必要が生じる。

ところが、この場合にはジヨイント１，２の段付面１ｂ
、２ｂと取付板３の上面とが接している部分Ａにろう材
が回らなくなり、その結果ジヨイント１，２部のろう付
強度が低下し、自動車装着状態において破損する恐れが
あるという問題があった。

本考案は上述の諸点に鑑みて案出されたもので、ジヨイ
ント１，２のごとき通路部材の突出部１ａ、２ａと、取
付板３のごとき板部材の穴３ａとの嵌合部を部分的に圧
接させて位置決めを行い、この圧接部以外の部分には隙
間が生じるようにし、もって板部材として内側のみにろ
う材を被覆した材料を用いても前記隙間を通ってろう材
が板部材の外面側へ回り、通路部材と板部材とを確実に
ろう行固定できる熱交換器を提供することを目的とする
。

以下本考案を図に示す実施例について説明する。

本考案を適用する熱交換器の全体構造は第１図および第
２図に示すものと同じであり、二輪車用オイルクーラと
して使用される場合には図示しないエンジンから吐出さ
れた高温のエンジンオイルが入口ジヨイント１から流入
し、ここがらオイルは一対のチューブプレート４によっ
て形成される多数のオイル通路６に分岐され、このオイ
ル通路６を通過する間にオイルはオイル側フィン５、チ
ューブプレート４、および空気側フィン８を介して冷却
空気中に放熱することによって冷却され、次いで反対側
のカップ部４ａに集り、出口ジヨイント２から流出する
。

車体との取付は取付板３を介して行うようになっている
。

本考案はこのような熱交換器においてジヨイント１，２
と取付板３とのろう付構造に特徴を有するもので、この
部分について説明すると、出入口ジヨイント１，２は形
状が複雑であるため、その外形は冷鍛加工により形成す
る。

従って、段付面１ｂ、２ｂ、この段付面１ｂ、２ｂから
突出する細い突出部１ａ、ｌｂ等は冷鍛加工により形威
しである。

また、オイル通路１ｃ、２ｃは切削加工により形成しで
ある。

このジヨイント１，２の材質としては例えばアルミニウ
ム合金Ａ ３００３が好適である。

このジヨイント１，２にはそれぞれ図示しないオイル導
入用パイプおよびオイル還流用パイプが接続されるよう
になっている。

一方、取付板３には上記ジヨイント１，２の突出部１ａ
、２ａが挿入される円形の穴３ａがあけてあり、かつそ
の材質としては、外側の面がろう材により荒れないよう
に内側の面のみにろう材を被覆したアルミニウムクラツ
ド材が用いてあり、具体的には真空ろう付に適したアル
ミニウムクラツド材Ｘ７（芯材がＡ ３００３で、ろう
材がＸ ４００４）が用いである。

ジヨイント１，２の突出部１ａ、２ａの形状は、取付板
３と組付ける前の状態では円筒状に形威してあり、かつ
その外径は取付板３の穴３ａの径より若干小さく設計し
である。

そして、ジヨイント１，２の段付面１ｂ、２ｂを取付板
３の外側の面、換言すればろう材が被覆されていない面
に当接すると共に、前記突出部１ａ、２ａを取付板３の
穴３ａに嵌入し、しかる後突出部１ａをその内側から４
点でかしめて、第４図のごとく四角形状に変形させ、四
角形の頂部のみで穴３ａの内周に圧接させる。

９はその圧接部を示す。これにより、ジヨイント１，２
と取付板３との相対的な位置関係が固定され、ジヨイン
ト１，２が予め設定された方向に位置決めされる。

ここで、取付板３の穴３ａと突出部１ａ、２ａは部分的
に圧接しているだけであるので、圧接部９以外の部分に
は隙間１０が形威される。

一方、チューブプレート４はその材質として真空ろう付
に適した芯材Ａ ３００３にろう材としての皮材Ｘ ４
００４を両面にクラッドしたアルミニウムクラツド材（
一般にＸ８と称される）を使用し、内側にオイル側フィ
ン５を挿入し、オイル通路６を形威し、チューブとして
、その上下にはローラにて成形した空気側のフィン８を
組付ける。

オイル側フィン５、空気側フィン８としてはろう材がク
ラッドされていないＡ ３００３を使用する。

また、端板７としてはフィン８側の片側の面にろう材を
クラッドしたＸ７材を使用し組付ける。

取付板３、チューブプレート４、オイル側フィン５、端
板７は全てプレス加工により成形する。

次に、本考案熱交換器の製造方法を工程順に説明すると
、まず各構成部品を全て組付前に有機溶剤例えばトリク
レン溶剤により洗浄して、表面の油類を除去する。

しかる後、前述の方法でジヨイント１，２をかしめ固定
した取付板３、チューブプレート４、オイル側フィン５
、端板７、および空気側フィン８を第１図図示の構造に
積層して組付け、この組付構造をステンレス製の耐熱治
具（図示せず）により保持して、各部品の組付状態が分
解するのを防ぐ。

次いで、このように耐熱治具により保持された組付体を
バンガーにより吊り下げて真空加熱炉内へ搬入する。

このとき、本例はろう付性として真空ろう付を用いてい
るため、必ずジヨイント１，２が下側になって、端板７
が上側になるような姿勢でバンガーに吊り下げる。

そして、上記組付体を例えば温度６００℃、真空度１０
−４〜１０ ’ｔｏｒｒの真空加熱炉内に１０分間入れ
て加熱する。

この間に各構成部品のアルミニウム母材と表面の酸化皮
膜（Ａ１２０３）の熱膨張率の差でこの酸化皮膜に亀裂
が生じてアルミニウム母材の清浄な面が露出し、この清
浄な面は真空中なので再び酸化されることがなく、さら
にろう材中に添加されたＭｇが周囲の雰囲気中の微量の
残存酸素及び酸化被膜の酸素と反応してＭｇＯとなり、
アルミニウム母材の清浄な面をそのままに保つ。

このとき、取付板３、チューブプレート４、および端板
７の片面、あるいは両面にクラッドされたろう材が溶触
して表面張力及び重力の作用により各接合個所に集まっ
てろう付が行われる。

ここで、本考案による取付板３と出入口ジヨイント１．
２とのろう付作用について更に詳述すると、取付板３の
内側の面にクラッドされたろう材が溶触し、第４図に示
すジヨイント１，２の突出部１ａ、２ａと取付板３の穴
３ａとが部分的に圧接している圧接部９の部分へ表面張
力によりろう材が集まってくる。

このとき、ジヨイント１，２の方が取付板３より下方に
位置するようにして吊り下げされているため、表面張力
とともに重力も作用することになり、その結果ろう材は
さらに集まる。

そして、四角形頂部の圧接部９の間には隙間１０が形威
されているため、圧接部９に集まったろう材はこの隙間
１０から重力により下方へ流れる。

これにより、ジヨイント１，２の段付面ｌｂ、２ｂと取
付板３との接合面Ａへろう材が流れ、この接合面Ａも確
実にろう付される。

従って、ジヨイント１，２と取付板３とのろう付も確実
で、洩れもなくしかも強度的にもすぐれた製品が得られ
る。

更に、取付板３の外側の面にはろう材がクラッドされて
いないので、ろう付後取付板３の外側の面がろう材によ
り荒れることがなく、きれいな状態が維持されるので、
製品としての外観美が向上する。

なお、上記した隙間１０の大きさはろう材をその表面張
力に打ち勝って重力でジヨイント１，２の段付面１ｂ、
２ｂ側へ落下させるために所定以上の大きさにする必要
があり、例えばＱ、５ｍｍ程度に設定するとよい。

上述した実施例は本考案の好適な実施態様を例示するも
のであるが、本考案はこれに限定されることなく種々な
態様で実施できる。

例えば、上述の実施例では突出部１ａ、２ａを四角形に
かしめ加工しているが、第５図に示すごとく取付板３の
穴３ａを予め四角形に形成しておき、この四角形の穴３
ａに円筒状の突出部１ａ、２ａを嵌入するとともに、四
角形の各辺の中間部において突出部１ａ、２ａを４点か
しめすることにより、部分的な圧接部９を形威してジヨ
イント１，２と取付板３の位置決めを行うようにしても
よい。

また、四角形に限らず、三角形、五角形、六角形等の形
状を用いても、同様に突出部１ａ、２ａと穴３ａとを部
分的に圧接させて、隙間１０を形成できるので、本考案
は要するに突出部１ａ、２ａと穴３ａとを部分的に圧接
させ、その圧接部９以外の部分に隙間１０を形威し得る
形状であれば、どのような形状でもよい。

また、前述の実施例ではろう付性として高真空ろう付性
を用いる場合について説明したが、Ｎ２ガスを加熱炉内
へ封入するキャリアガス法等も同様に使用できる。

また、キャリアガス法や高真空ろう付性ではフラックス
を用いないので、重力の作用によりろう材を段付面１ｂ
、２ｂ側へ浸透させる必要が生じ、それ故ジヨイント１
，２が下側になるようにして組付体を吊り下げることが
必要になるが、本考案はフラックスを用いる炉中ろう付
性を使用する場合にも適用でき、この場合はフラックス
の作用によりろう材は重力に抗して接合面Ａに浸透する
ことができるので、ジヨイント１，２を必ずしも下側に
して組付体を吊り下げる必要はない。

また、本考案は前述の実施例におけるジヨイント１，２
と取付板３とのろう付構造のみに限定されるものではな
く、熱交換器においてこのジヨイント１，２と同様の形
状を持った通路部材と取付板３と同様の形状を持った板
部材とのろう付構造に広く適用で゛きることは当業者に
とって自明で゛ある。

上述したように本考案によれば、取付板３のごとき板部
材の内側の面のみにろう材を被覆し、この板部材の外側
の面にジヨイント１，２のごとき通路部材の段付面１ｂ
、２ｂを当接させるとともに、この通路部材の段付面１
ｂ、２ｂから突出している細い突出部１ａ、２ａを前記
板部材に設けられた穴３ａに嵌入し、かつこの突出部１
ａ、２ａと穴３ａとを部分的に接触する形状として、こ
の突出部１ａ、２ａと穴３ａとを部分的に圧接させると
ともに、この圧接部組外の部分には隙間１０を形威し、
前記板部材と通路部材とを前記隙間１０から前記段付面
側へろう材を浸透させてろう行固定するようにしている
から、板部材と通路部材とを確実にろう付することがで
き、従って洩れもなく、シかも強度的に優れた熱交換器
を提供でき、更に板部材の外側面がろう材により荒れる
こともなく、外観美が向上するという効果が大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案および従来技術の説明に供する熱交換器
の正面図、第２図は第１図のジヨイント部の拡大断面図
、第３図は従来技術によるろう付構造を示すジヨイント
と取付板との嵌合部の断面図、第４図および第５図はそ
れぞれ本考案によるろう付構造の実施例を示すジヨイン
トと取付板との嵌合部の正面図である。 １．２・・・・・・通路部材をなすジヨイント、１ａ、
２ａ・・・・・・突出部、ｌｂ、２ｂ・・・・・・段付
面、３・・・・・・板部材をなす取付板、３ａ・・・・
・・穴、９・・・・・・圧接部、１０・・・・・・隙間
。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 板部材の内側の面のみにろう材を被覆し、この板部材の
   外側の面に通路部材の段付面を当接させるとともに、こ
   の通路部材の段付面から突出している細い突出部を前記
   板部材に設けられた穴に嵌入し、かつこの突出部と穴と
   を部分的に接触する形状として、この突出部と穴とを部
   分的に圧接させるとともに、この圧接部以外の部分には
   隙間を形成し、前記板部材と通路部材とを前記隙間から
   前記段付面側へろう材を浸透させてろう付固定すること
   を特徴とする熱交換器。