JPS63169499A - 熱交換器 - 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 この発明は例えば自動車用のラジェータやカークーラー
のコンデンサ、あるいはカーヒーター等に用いられる熱
交換器、特に直管状のチューブがフィンを介して並列に
配置され、その両端にヘッダーが連通接続されたヘッダ
ー型の熱交換器に関する。

なおこの明細書において、アルミニウムの語はアルミニ
ウム合金を含む意味において用いる。

従来の技術 上記のような用途に用いられるヘッダー型の熱交換器と
して、例えば自動車用ラジェータでは、第７図に示すよ
うに熱交換媒体流通用の複数本のチューブ（６２）が平
行状に配設されるとともに、各チューブ（６２）の両端
が熱交換媒体貯溜用のタンク部（６１）にそれぞれ接続
され、チューブを流通する熱交換媒体とチューブ（６２
）（６２）間に形成されたフィン（６６）を含む空気流
通間隙を流れる空気との間で熱交換を行うようになされ
ている。

而して、かかるラジェータにあっては、従来タンク部材
（６１ａ）として樹脂製の成形品が用いられており、ま
たこのタンク部材（６１ａ）と各チューブ（６２）との
接続はタンク部とチューブとの間にヘッダープレート（
６３）を介在せしめて行われているのが一般的である。

即ち、第８図及び第９図に示すように、ヘッダープレー
ト（６３）にチューブ挿入用のバーリング孔（６４）を
形成し、これにチューブ（６２）の端部を挿入して、ろ
う付けや溶接によって密封接合したのち、ヘッダープレ
ート（６３）にＯリングパツキン（６７）を介してタン
ク部材（６１ａ）を被せ、かしめ片（６８）をかしめて
タンク部（６１）とチューブ（６２）の接続を行うもの
としている。

ところが、上記のような接続構造においては、部材点数
が多く組立が厄介である上に、バーリング孔（６４）の
形成を含むヘッダープレート（６３）の成形が厄介であ
り、かつバーリング孔（６４）とチューブ（６２）の許
容クリアランスの範囲が狭く、加工上高精度を要すると
共に、僅かの加工精度の狂いによりろう付は不良、溶接
不良等を起こし易いというような難点があった。

このような問題点に鑑み、ヘッダータンク部の構成の簡
素化をはかるべく本発明者らは先に、特願昭６１−１４
７４８２号、同６１−１４７４８６号等において、アル
ミニウム中空押出型材をもって１対のヘッダータンクを
形成し、その周壁に間隔的に穿設した孔にチューブの端
部を挿し込んでろう付けあるいは接合用樹脂充填等によ
り両者を連通接続するものとしたヘッダー型の熱交換器
を提案した。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、こあ先の提案に係る熱交換器にあっては
、更に組立上次のような問題点がある。

即ち、押出型材製へラグ−に、多数本のチューブの端部
を挿し込んで所定ピッチに接合固定する接合方式を採る
ものであるため、隣接チューブ間に予め成形されたコル
ゲートフィンを正しく確実に接合固定するためには、チ
ューブの配列間隔、即ちそのピッチ精度が極めて高精度
に保たれなければならず、ヘッダーへのチューブ挿入作
業、挿入孔の穿孔作業が極めて困難なものとなると共に
、組立も厄介であり、更には樹脂充填によってチューブ
端部を固定する場合には、多量の接合用樹脂を必要とし
て、コスト高につく恨みがあった。

この発明は更にこのような問題点の解決をはかるべくヘ
ッダーとチューブの接合構造の改善をはかることを目的
としてなされたものである。

問題点を解決する為の手段 而して、この発明は、チューブの端部に拡管部を形成し
、該拡管部をブレージングシートからなるヘッダープレ
ートに挟着状態に嵌合して、ろう付けし、該ヘッダープ
レートを介してヘッダーに接合せしめるようにしたもの
である。

即ち、この発明は、平行状に配置された１対のヘッダー
と、両ヘッダー間に並列状に配置され両端を各ヘッダー
に連通接続された多数の扁平チューブと、隣接チューブ
間の空気流通間隙に配置されたフィンとを備える熱交換
器において、前記ヘッダーに長さ方向に沿って１対のチ
ューブ挾着壁が具備される一方、前記チューブの両端部
に前記挾着壁側に接する両側面を平坦面とした拡管部が
形成され、該拡管部が前記ヘッダーの両挾着壁間に、ブ
レージングシートからなる横断面略コ字状のヘッダープ
レートを介して密に嵌合されかつろう付接合されると共
に、前記ヘッダープレートに、チューブとヘッダー内と
を連通ずる連通孔が穿設形成されてなることを特徴とす
る熱交換器を要旨とする。

実施例 以下、この発明の構成を更に図示の実施例に基づいて詳
しく説明する。

実施例１ この発明の適用による熱交換器は、アルミニウム製のも
のであり、第１図及び第３図に示すようにその構成部材
として、１対の平行状に配置されたヘッダ＝（１）と、
それらの間に渡して並列状に配置され、両端部がそれぞ
れ上記ヘッダー（１）に連通接合された多数本のチュー
ブ（２）と、この隣接するチューブ間及び最外側のチュ
ーブ（２）とサイドプレート（３）との間の空気流通間
隙内に介在配置されたコルゲートフィン（４）とを有す
る。

ヘッダー（１）はアルミニウム材による中空押出型材か
らなるものであり、タンク部として機能する中空管部の
周壁の一部が外面を平坦面とするチューブ接続壁（１ａ
）に形成されると共に、該壁の両側縁から断面コ字状を
なすように１対のチューブ挾着壁（６）’（６）が突設
されている。そして、上記チューブ接続壁（１ａ）には
所定間隔おきに多数個の連通孔（５）が穿設されている
。

一方、チューブ（２）は、これも扁平状のアルミニウム
中空押出型材からなるものであって、その横断面の幅方
向の中央部に中仕切壁（１０）を設けて、内部を２つ以
上の冷媒通路に区画したものとなされている。該チュー
ブ（２）は電縫管で形成しても良い。チューブ（２）の
両端部は第１図に示すように拡管され、断面を略方形状
とする拡管部（２ａ）に形成されている。

この拡管部（３ａ）はヘッダー（１）の前記チューブ挾
着壁（６）（６）間にヘッダープレート（７）を介して
強制的に圧密嵌合しうるちのとなすことが必要的であり
、従ってその高さは、両挾着壁（６）（６）間の寸法よ
り僅かに小さく、ヘッダープレート（７）の両側壁（７
ｂ）（７ｂ）間の間隙より僅かに大きめに設定される。

また、該両挾着壁（６）（６）側に当接する部分の面積
は可及的大きいことが望ましいことに基づき、その両側
面が広幅な平坦面に形成されることが必要的である。

また上記ヘッダープレート（７）は両面にろう材を被覆
したブレージングシートからなるものであって、ヘッダ
ー（１）の両挾着壁（６）（６）間の凹所（８）内に密
に嵌合しうる横断面コ字状に形成され、その底壁部（７
ａ）にヘッダー（１）の連通孔（５）に合致する連通孔
（９）が形成されている。

而して、上記チューブ（２）は、その拡管端部（２ａ）
がヘッダー（１）の両挾着壁（６）（６）間の凹所（８
）内にヘッダープレート（７）を介して強制的に圧密嵌
合され、その端面の開口をヘッダープレート（７）の連
Ｊ孔（９）に合致させてその底面壁、（７ａ）の外面に
当接配置される。この状態でチューブ（２）はヘッダー
（１）の両挾着壁（６）（６）及びヘッダープレート（
７）の両側１ｊ１（７ｂ）　　（７ｂ）による挟着力で
仮止め状態に保持されるものであり、該仮着後、加熱し
てブレージングシートからなるヘッダープレート（７）
の皮材を溶融することによりろう付けされると共に、隣
接するチューブ（３）（３）の拡管部（２ａ）（２ａ）
間に接合用樹脂（１９）、たとえばエポキシ樹脂が注入
充填されかつ硬化せられることによって、ヘッダー（１
）とチューブ（２）は相互に連通状態のちとに一体的に
接合固定させたものとなされている。ここに、連通孔（
５）（９）は、チューブ（２）のヘッダー（１）及びヘ
ッダープレート（７）に対する接合位置の多少のずれに
拘らず、ヘッダー（１）との連通状態を確実に確保する
ために、チューブ（２）の端面の開口部の大きさよりも
小さい縦長方形のものに形成されている。

なお、フィン（４）は隣接するチューブ（２）（２）間
の間隔に相当する高さを有するルーバー付きコルゲート
フィンからなるもので、チューブ（２）の拡管部（２ａ
）（２ａ）間の位置に配置され、それぞれ一般的なろう
付は手段でチューブ（２）及びサイドプレート（３）に
接合一体化されているものである。なお第１図中（１３
）はサイドプレート（３）から延設されたヘッダー（１
）の両端の塞ぎ板、（１４）（１４）は熱交換器媒体出
入口、（１５）はフィラーネックである。

上記実施例における熱交換器のコア部分の組立製作は、
次の如くして行われる。

即ち、先ずチューブ（２）とフィン（４）とを並列状態
に交互配置に並べてそのｆｔ層方向に全体を軽く圧縮し
、フィン（４）とチューブ（２）とが接合に最適の密接
状態となった位置でそのままの状態を保持しながら、外
側から各チューブ（２）の拡管部（２ａ）列に、ヘッダ
ープレート（７）を予め嵌合したヘッダー（１）を強制
的に圧密嵌合する。この嵌合は、第４図に示すように左
右から嵌め合わせることによって行っても良いし、第５
図に示すように一端からスライドさせて行うものとして
も良い。この嵌合により、チューブ（２）はその拡管部
（２ａ）が−＼ラダー（１）の挾着壁（６）（６）間に
ヘッダープレート（７）の両側壁（７ｂ）（７ｂ）を介
して挟着保持され、全体が一体化した組立セット状態に
形成される。そこで、次いでこの組立物セットを炉中で
ろう付けしてフィン（４）とチューブ（２）とを接合す
ると同時に、ブレージングシートからなるヘッダープレ
ート（７）の皮材（ろう材）を溶融してヘッダー（１）
とチューブ（２）とをろう付は接合し、更には接合用樹
ＩＩＷ　（１１）の注入充填を行って、所期する製品に
製作するものである。

第６図は、ヘッダー（１１）が合成樹脂製のタンク部材
によって形成される場合のこの発明の他の実施例を示す
ものである。この実施例の場合、ヘッダー（１１）は断
面略Ｕ字形に形成され、その両側壁の開口端縁部がチュ
ーブ挾着壁（１６）（１６）となされている。また、ブ
レージングシートからなるヘッダープレート（１７）は
、浅い断面コ字状の主体部（１７ａ）の両側縁に更に外
向きの折返し部（１７ｂ）が延設され、０リングパツキ
ン（１８）を介してヘッダー（１１）の側縁部を包彼状
態に挟着し、それにかしめ止めして一体化されたものと
なされている。また、チューブ（１２）は、その両端部
の拡管部（１２ａ）が隣接するものどおしを密接状態に
してヘッダープレート（１７）の主体部（１７ａ）内に
圧密嵌合され、それにろう付は接合されている。更に、
隣接するチューブ（１２）（１２）間に位置されるフィ
ン（４ａ）は、押出型材からなるチューブ（１２）の両
側面を削り起こす手法によって削成フィンとして形成さ
れたものとなされている。

発明の効果 この発明においては、チューブの両端部に拡管部を形成
し、この拡管部の平坦面をヘッダー側の挾着壁に対面せ
しめた状態にして、ブレージングシートからなるヘッダ
ープレートを介してろう付は接合している。従って、ヘ
ッダーとチューブとの接合面積を充分に広く、大きくと
ることができ、両者の強固な接合一体化を達成し得て、
ろう付は不良を起こすおそれが少なく、歩留りの向上を
はかることができる。しかも、チューブの上記拡管部を
ヘッダープレートの底面部に突き当てた状態で、拡管部
端面の開口をヘッダープレートの連通孔に合致せしめて
両者を接合一体化するものとしているから、熱交換器コ
ア構成部材の相互間の多少の寸法誤差に拘らず、チュー
ブとフィン及びヘッダーの相互の密接状態を確実に確保
し、接合不良とかフィンの潰れ等を生じるおそれなく、
確実な接合を達成しうる。更には、ヘッダー及びヘッダ
ープレートのいずれにも、面倒なバーリング孔の形成加
工の如き厄介な加工を施す必要がないのに加え、ヘッダ
ープレートの連通孔に対するチューブ接合位置の誤差の
許容範囲が広くとれること、及び該ヘッダープレートに
対してチューブの端部の拡管部を一括的に簡単に嵌合せ
しめうろこと、等により組立作業が容易にでき、従来品
のようにヘッダーに穿設した孔にチューブ端部を挿し込
み、然るのち隣接チューブ間にフィンを圧入嵌合して組
立状態とするような場合に較べて、組立をトラブルなく
行い得て生産性の向上、歩留りの向上をはかることがで
きる。更には、チューブの端部に拡管部を形成したこと
で、隣接するチューブの拡管部間に接着用の樹脂充填を
行う場合にあっても、使用する接着用樹脂の所要量を、
チューブの拡管端部の占める体積の増大化によって節減
することができるので、比較的高価につく接合用樹脂の
節約によりそのコスト上のメリットを得ることもできる
。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の実施例を示すもので、第１図は要部の
分解状態斜視図、第２図は全体概略正面図、第３図は組
立状態における要部の斜視図、第４図及び第５図は組立
方法の説明図、第６図は他の実施例の要部斜視図、第７
図は従来の熱交換器の正面図、第８図はそのタンク部と
チューブとの接続前の状態を分解して示す断面斜視図、
第９図は接続後の状態を示す断面斜視図である。 （１）（１１）・・・ヘッダー、（２）（１２）・・・
チューブ、（２ａ）（１２ａ）・・・拡管部、（４）・
・・フィン、（５）・・・連通孔、（６）　　（１６）
・・・挾着壁、（７）・・・ヘッダープレート、（９）
・・・連通孔。　　　　　　　　　以　上第３図 第４図　　　　ＬｊＬ、ｊ 第５図 第６図 第７図 第９図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　平行状に配置された１対のヘッダーと、両ヘッ
   ダー間に並列状に配置され両端を各ヘッダーに連通接続
   された多数の扁平チューブと、隣接チューブ間の空気流
   通間隙に配置されたフィンとを備える熱交換器において
   、 前記ヘッダーに長さ方向に沿って１対のチューブ挾着壁
   が具備される一方、前記チューブの両端部に前記挾着壁
   側に接する両側面を平坦面とした拡管部が形成され、該
   拡管部が前記ヘッダーの両挾着壁間に、ブレージングシ
   ートからなる横断面略コ字状のヘッダープレートを介し
   て密に嵌合されかつろう付接合されると共に、前記ヘッ
   ダープレートに、チューブとヘッダー内とを連通する連
   通孔が穿設形成されてなることを特徴とする熱交換器。
2. （２）　ヘッダープレートの連通孔が、チューブ管部の
   端面開口より小なるものに形成されている特許請求の範
   囲第１項記載の熱交換器。