JPS6254533A - 熱交換器の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、自動車用ラジェータ、暖房装置用ヒータ等
に使用される熱交換器の製造方法に関する。

従来技術とその問題点 従来、互いに平行な２枚のヘッダ・プレートと、両ヘッ
ダ・プレート間にヘッダ・プレートと直角をなしかつ互
いに平行になるように配置されるとともに両端がヘッダ
・プレートに接合された複数の偏平管と、隣り合う偏平
管どうしの問および両側端の偏平管の外側に配置されか
つ偏平管に接合されたコルゲート・フィンと、両側端の
コルゲート・フィンの外側に配置されかつコルゲート・
フィンに接合されたサイド・プレートと、ヘッダ・プレ
ートに固定されかつヘッダ・プレートとともにヘッダ・
タンクを形成するヘッダ・タンク本体とよりなる自動車
用ラジェータや暖房装置用ヒータとして使用される熱交
換器は、たとえば次のような方法で製造されていた。す
なわち、まず偏平管とニルゲート・フィンとを交互に並
べるとともに両側端に位置する偏平管の外側にコルゲー
ト・フィンを配置し、ついで各偏平管の両端をヘッダ・
プレートにあけられた孔に差込んでこれらを治具で固定
した状態で偏平管とコルゲート・フィン、コルゲート・
フィンとサイド・プレー１−、ヘッダ・プレートとサイ
ド・プレー１〜、および偏平管とヘッダ・プレー１〜と
をそれぞれ一挙に真空ろう付した後、ヘッダ・プレート
にヘッダ・タンク本体を固定していた。

しかしながら、従来の方法では、偏平管とコルゲート・
フィンとを交互に並べる作業および全構成部材を治具で
固定する作業が面倒であり、多くの時間を要するととも
に自動化が困難であるという問題があった。

この発明の目的は上記の問題を解決した熱交換器の製造
方法を提供することにある。

問題点を解決するための手段 この発明による熱交換器の製造方法は、少なくとも、互
いに平行な２枚のヘッダ・プレート、両ヘッダ・プレー
１〜問にヘッダ・プレートと直角をなしかつ互いに平行
になるように配置された複数の偏平管、隣り合う偏平管
どうしの間に配置されたコルゲート・フィン、およびヘ
ッダ・プレートに固定されかつヘッダ・プレートととも
にヘッダ・タンクを形成するヘッダ・タンク本体を備え
た熱交換器を製造する方法であって、偏平管が嵌まり込
む複数の溝を形成した偏平管ホルダを用意し、上記各溝
内に、各偏平管の両端が溝から突出した状態で各偏平管
を嵌め込むこと、各偏平管の両端を両ヘッダ・プレート
に形成した孔に差し込むこと、および両ヘッダ・プレー
トと各偏平管の両端とを固定することにより予めヘッダ
・プレートと偏平管との組合せ体をつくる工程を含むこ
とを特徴とするものである。

実　　施　　例 以下、この発明の実施例を図面を参照しながら説明する
。以下の説明において、アルミニウムという語は純アル
ミニウムの他にすべてのアルミニウム合金を含むものと
する。

第１図から第４図には、この発明による方法で製造され
た自動車ラジェータ用熱交換器が示されている。第１図
から第４図において熱交換器（１）は、上下に所定間隔
をおいて配されかつ互いに平行な２枚のアルミニウム製
ヘッダ・プレート（２）と、両ヘッダ・プレート（２）
間にヘッダ・プレート（２）と直角をなしかつ互いに平
行になるように配置されるとともに両端がヘッダ・プレ
ート（２）に溶接された複数のアルミニウム製偏平管（
３）と、隣り合う偏平管（３）どうしの問および両側端
の偏平管（３）の外側に配置されかつ偏平管（３）に接
合されたルーバ付きアルミニウム装コルゲート・フィン
（４）と、両側端のコルゲート・フィン（４）の外側に
配置されかつ］ルゲート・フィン（４）に接合されたア
ルミニウム製り゛イド・プレート（５）と、ヘッダ・プ
レート（２）に固定されかつヘッダ・プレート（２）と
ともにヘッダ・タンク（６）を形成するプラスチック製
ヘッダ・タンク本体（７）とよりなる。

両ヘッダ・プレート（２）のヘッダ・タンク本体（７）
が取付けられた面の周縁部にはヘッダ・タンク本体（７
）の開口部周縁に設けられたフランジ（７ａ）が嵌まり
込む凹溝（８）が全周にわたって設けられている。凹溝
（８）は、他のヘッダ・プレート（２）側に突出するよ
うに形成されている。そして、この他のヘッダ・プレー
ト（２）側への突出部分が、後述するようにナイド・プ
レーＩ−（５）の両端と係合する係合用突出部（１０）
となっている。また、ヘッダ・プレート（２）には、長
さ方向に所定間隔をおいて、ヘッダ・プレー１〜（２）
の幅方向に長い偏平管差込み孔（９）が複数形成されて
いる。そして、ヘッダ・プレー１〜（２）のヘッダ・タ
ンク本体（７）が取付けられた面において偏平管差込み
孔（９）の周縁にはフランジ（１１）が形成されている
。偏平管（３）の両端は拡管されてここに拡管部（３ａ
）が形成されており、この拡管部（３ａ）が孔（９）に
差込まれてフランジ（１１）内周面に密着した状態で、
ヘッダ・プレート（２）と偏平管（３）とが溶接されて
いる。

また、ヘッダ・プレート（２）における他のヘッダ・プ
レー１〜（２）に対向する面において、偏平管（３）の
周囲と孔（９）との間は、エポキシ樹脂等からなるシー
ル材（１２）によってシールされている。υイド・プレ
ート（５）の上下両端部は、一旦斜め外方に曲げられた
後左右両側端に位置する偏平管（３）側に曲げられかつ
その先端が、外側に折返されて弾性を有する係合部（１
３）が設けられている。サイド・プレート（５）は、係
合部（１３）先端がヘッダ・プレー１〜（２）の突出部
（１０）に係合した状態でヘッダ・プレート（２）と接
合されている。ヘッダ・タンク本体（７）は、フランジ
（７ａ）が０リング（１４）を介して凹溝（８）に入れ
られ、フランジ（７ａ）が、ヘッダ・プレート（２）の
長辺部における凹溝（８）の外側壁に長さ方向に所定間
隔をおいて内方に突出するように形成されたフランジ押
え用突起（１５）によって押えられることにより、ヘッ
ダ・プレート（２）に固定されている。フランジ押え用
突起（１５）は、平面または底面から見て、略半円形で
、その凹溝（８）の底壁側の縁は凹溝（８）の外側壁の
他の部分から切り裂かれた状態となっており、この縁で
フランジ（７ａ）が押えられている。

次に第５図〜第１３図を参照して熱交換器（１）を製造
する方法について述べる。

まず、第５図および第６図に示すように、偏平管（３）
が密に嵌まり込む複数の溝（１６）を熱交換器（１）製
品の隣接偏平管（３）と同一ピッチで形成した偏平管ホ
ルダ（１７）を用意し、図示しない送り込み装置によっ
て上記多溝（１６）内にそれぞれ両端が溝（１６）から
突出した状態で偏平管（３）を嵌め込む。ホルダ（１７
）の溝（１６）は多いめに形成しておくのがよい。偏平
管ホルダ（１７）の溝（１６）内にそれぞれ偏平管（３
）を嵌め入れた後、偏平管（３）の両端部を拡管装置（
２６）を用いて拡管し、拡管部（３ａ）を形成する（第
７図参照）。拡管装置（２６）は、偏平管ホルダ（１７
）の両側に位置して偏平管ホルダ（１７）に対して接近
、離隔自在のスライド（２７）と、スライド（２７）の
偏平管ホルダ（１１）側の面に偏平管（３）と対応する
ように複数取付けられかつ偏平管（３）の端部に差込ま
れてこの部分を拡管する拡管部材（２８）とよりなる。

拡管部材（２８）の先端はテーパ状とされている。

そして、この拡管部材（２８）を偏平管（３）の両端部
に差込んでこの部分を拡管し、拡管部（３ａ）をつくる
。ついで、各偏平管（３）の両端拡管部（３ａ）をそれ
ぞれヘッダ・プレート（２）の偏平管差込み孔（９）に
差込み、拡管部（３ａ）とフランジ（１１）とを密着さ
せる（第８図参照）。偏平管（３）の両端を予め拡管し
ておくと、拡管部（３ａ）を孔（９）に差込んだ場合、
フランジ（１１）にはこれを拡げようとする力が加わり
、拡管部（３ａ）にはこ゛　　れを縮めようとする力が
加わるので、これらの力の反作用によって両者は強く密
着する。その後、複数の溶接トーチ（３０）を有する自
動溶接装置（３１）によって、フランジ（１１）と偏平
管（３）の拡管部（３ａ）とを溶接しく第９図参照）、
ヘッダ・プレート（２）と偏平管（３）とからなる組合
せ体（３２）をつくる（第１０図参照）。

上述のようにして組合せ体（３２）をつくった後、組合
せ体（３２）における隣接する偏平管（３）どうしの間
にコルゲート・フィン（４）を適宜の方法で強制的に嵌
合させるとともに両側端の偏平管（３）の外側にこれに
沿うようにコルゲート・フィン（４）を配置するとく第
１１図参照）、各偏平管（３）がわずかずつではあるが
たわんで両側端に位置する偏平管（３）の長さの中間部
は外側にたわんだ状態となり、外側端のコルゲート・フ
ィン（４）は外方に湾曲する。ついで、外側端のコルゲ
ート・フィン（４）の外側からサイド・プレー１〜（５
）を第１２図に矢印で示す方向に押し込み、その係合部
（１３）をヘッダ・プレート（２）の突出部（１０）に
係合させる。このとき、係合部（１３）は一旦たわみ（
第１２図実線参照）、その後自身の弾性力により復元し
、係合部（１３）と突出部（１０）とが強固に係合する
（第１２図２点鎖線参照）。係合状態において、各偏平
管（３）および両側端の偏平管（３）の外側に配置され
たコルゲート・フィン（４）は、係合前の状態から変形
させられ、そのスプリング・バックによりサイド・プレ
ート（５）は外方に押されている。

したがって、サイド・プレート（５）の係合部（１３）
はヘッダ・プレート（２）の突出部（１０）と強固に係
合し、サイド・プレート（５）がはずれるのが防止され
るとともに、サイド・プレート（５）によって両側端の
偏平管（３）の外側に位置するコルゲー１〜・フィン（
４）の脱落が防止される。

そして、組合せ体（３２）とコルゲート・フィン（４）
とサイド・プレート（５）とを上述のようにセットした
状態で、冶具を用いずに偏平管（３）とコルゲー１〜・
フィン（４）、ヘッダ・プレート（２）とサイド・プレ
ート（５）、およびコルゲート・フィン（４）とサイド
・プレート（５）とをそれぞれ同時に接合する。この接
合は、上記のようにセットされたものに、塩化亜鉛を含
有する液状の接合用組成物（特公昭４９−３６８６４号
公報参照）を吹付け、その後炉中で加熱することにより
行なう。液状の接合用組成物を吹付けるさいには、ヘッ
ダ・プレート（２）のヘッダ・タンク本体（７）を取付
ける面に組成物がかからないようにしておくのがよい。

接合が終了した後、偏平管（３）とヘッダ・プレート（
２）との継目にエポキシ樹脂等からなるシール材（１２
）を塗布して乾燥させる。

最後にヘッダ・タンク本体（７）のフランジ（７ａ）を
、Ｏリング（１４）を介してヘッダ・プレート（２）の
凹溝（８）に嵌め入れ、本体（７）をヘッダ・プレー１
〜（２）側に押圧した状態で複数のポンチ（４０）を有
する固定装置（４１）によって、ヘッダ・プレート（２
）の艮辺部に位置する外側壁に突起（１５）を形成して
ヘッダ・タンク本体（７）をヘッダ・プレート（２）に
固定しヘッダ・タンク（６）を形成する（第１３図参照
）。

このようにして、熱交換器（１）が製造される。

上記実施例においては、偏平管が密に嵌まり込む複数の
溝を熱交換器製品の隣接偏平管と同一ピッチで形成した
偏平管ホルダを用意し、上記各溝内に、各偏平管を嵌め
込んだ後、各偏平管の両端を拡管してこの拡管部を両ヘ
ッダ・プレートに形成した孔に差込み、両ヘッダ・プレ
ー１〜と偏平管を溶接することによって組合せ体をつく
るものであるから、隣接偏平管どうしのピッチが正確な
組合せ体を簡単につくることができる。

上記実施例においては、ヘッダ・プレート（２）と偏平
管（３）とを溶接することにより組合せ体（３２）をつ
くっているが、これに代えてかしめ止め等機械的な方法
で両者を仮に固定することにより組合せ体（３２）をつ
くってもよい。この場合、偏平管（３）およびサイド・
プレート（５）をブレージング・シートからつくってお
き、コルゲート・フィン（４）７およびサイド・プレー
ト（５）をセットした後、真空ろう付によってヘッダ・
プレート【２）と偏平管（３）、偏平管（３）とコルゲ
ート・フィン（４）、サイド・プレート（５）とヘッダ
・プレート（２）およびサイド・プレー１−（５）とコ
ルゲート・フィン（４）とをそれぞれ接合するのがよい
。

また、上記実施例においては、偏平管（３）はヘッダ・
プレート（２）の幅方向、すなわち空気の流通方向に対
して１列に配置したが、２列に配置または２列以上配置
してもよい。

また、上記実施例においては、塩化亜鉛を含む液状の接
合用組成物によって、偏平管（３）とコルゲー１〜・フ
ィン（４）、コルゲー１〜・フィン（４）とサイド・プ
レート（５）、およびヘッダ・プレート（２）とサイド
・プレート（５）とをそれぞれ接合しているが、これに
代えてコルゲート・フィン（４）をブレージング・シー
トでつくつておき、偏平管（３）とコルゲート・フィン
（４）およびコルゲート・フィン（４）とサイド・プレ
ート（５）とをそれぞれ真空ろう付してもよい。

また、上記実施例においては、偏平管ホルダ（１７）と
しては一枚の板状で、その上面に溝（１６）が形成され
たものが用いられているが、これに代えて互いに平行な
一対の棒状体からなり、棒状体の上面に溝が形成された
ものを用いてもよい。この場合、両枠状体どうしの間隔
を調整自在としておけば、偏平管の長さが異なっても適
用することが可能となる。

さらに、上記実施例においては、組合せ体（３２）をつ
くった後、組合１体（３２）の隣り合う偏平管（３）ど
うしの間にコルゲート・フィン（４）を強制嵌合させる
とともに、両側端に位置する偏平管（３）の外側にコル
ゲート・フィン（４）を配。　置し、ついでサイド・プ
レート（５）の両端の係合部（１３）をそれぞれ両ヘッ
ダ・プレート（２）の突出部（１０）に係合させて両側
端の偏平管（３）の外側に位置するコルゲート・フィン
（４）が脱落しないようにしているので、これを接合用
の炉内に移動させるさいや接合時に偏平管、コルゲート
・フィンおよびサイド・プレートを固定する治具を必要
とせず、冶具を使用する場合に生じる下記の問題を一挙
に解決することができる。

治具を使用すれば、治具をセラ１−する手間やこれをは
ずす手間がかかり工数が増えるとともに工程を自動化で
きない欠点がある。また、冶具で固定した後月の炉内に
移動させるさい等に偏平管およびコルゲート・フィンが
ずれないように取扱いに注意をはらう必要がある。また
接合のさいに治具の表面が荒れて数度の使用で研磨が必
要となり、冶具の消耗が激しく、コス１〜が高くなると
いう問題がある。さらに、接合時には当然のことながら
治具も加熱されるので、接合時に必要とする熱量が多く
なり、接合用の炉の燃料費が高くなるという問題がある
。

発明の効果 この発明による方法は、偏平管が嵌まり込む複数の溝を
形成した偏平管ホルダを用意し、上記各溝内に、各偏平
管の両端が溝から突出した状態で各偏平管を嵌め込むこ
と、各偏平管の両端を両ヘッダ・プレー１〜に形成した
孔に差し込むこと、および両ヘッダ・プレートと各偏平
管の両端とを固定することにより予めヘッダ・プレート
と偏平管との組合せ体をつくる工程を含むものであるか
ら、従来のように偏平管とコルゲート・フィンとを交互
に並べる必要はなく、工数が減って作業が容易になる。

また、作業の自動化も可能となり、製造の能率が向上す
る。

しかも、組合せ体は強度を有する構造体であるから、工
程間の移動のさいに冶具を必要とせず、作業者の不注意
によってばらけたりもしない等その取扱いが容易になる
。たとえばこの組合せ体における隣接偏平管どうしの間
へのコルゲート・フィンを強制的に嵌合する作業のよう
に、この組合せ体にコルゲート・フィン等地の部品を取
付ける作業が簡単かつ確実に行なえる。その結果、従来
の方法と比較してヘッダ・プレー１〜および偏平管と他
の部品との組合わせ作業の能率が飛躍的に向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の方法で製造された熱交換器を示す斜
視図、第２図は第１図の一部切欠き部分拡大図、第３図
は第１図の■−■線にそう一部を省略した拡大断面図、
第４図は第３図′の部分拡大図、第５図から第１３図は
この発明の方法を工程順に示し、第５図は偏平管を偏平
管ホルダに配した状態の平面図、第６図は偏平管を偏平
管ホルダに配する方法を示す側面図、第７図は偏平管の
両端を拡管する方法を示す一部切欠き部分平面図、第８
図は偏平管の両端をヘッダ・プレートの孔に差込んだ状
態を示す一部切欠き部分平面図、第９図は偏平管とヘッ
ダ・プレートとを溶接する方法を示す一部切欠き部分平
面図、第１０図はヘッダ・プレートと偏平管との組合せ
体の斜視図、第１１図は組合せ体の隣接偏平管どうしの
間にコルゲート・フィンを強制嵌合する方法を示す一部
切欠き側面図、第１２図はサイド・プレートの両端をヘ
ッダ・プレートに係合させる方法を示す一部切欠き部分
平面図、第１３図はヘッダ・タンク本体をヘッダ・プレ
ートに固定する方法を示す一部切欠き正面図である。 （１）・・・熱交換器、（２）・・・ヘッダ・プレート
、（４）・・・コルゲーｈ・フィン、（６）・・・ヘッ
ダ・タンク、（７）・・・ヘッダ・タンク本体、（９）
・・・偏平管差込み孔、（１６）・・・溝、（１７）・
・・偏平管ホルダ、（３２）・・・ヘッダ・プレートと
偏平管との組合せ体。 以　　上 〕Ｏ 蛸１＠ ＠＠６図 Ｉ！１１輸２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 少なくとも、互いに平行な２枚のヘッダ・プレート、両
   ヘッダ・プレート間にヘッダ・プレートと直角をなしか
   つ互いに平行になるように配置された複数の偏平管、隣
   り合う偏平管どうしの間に配置されたコルゲート・フィ
   ン、およびヘッダ・プレートに固定されかつヘッダ・プ
   レートとともにヘッダ・タンクを形成するヘッダ・タン
   ク本体を備えた熱交換器を製造する方法であって、偏平
   管が嵌まり込む複数の溝を形成した偏平管ホルダを用意
   し、上記各溝内に、各偏平管の両端が溝から突出した状
   態で各偏平管を嵌め込むこと、各偏平管の両端を両ヘッ
   ダ・プレートに形成した孔に差し込むこと、および両ヘ
   ッダ・プレートと各偏平管の両端とを固定することによ
   り予めヘッダ・プレートと偏平管との組合せ体をつくる
   工程を含むことを特徴とする熱交換器の製造方法。