JP2562785Y2 - アルミニウム製熱交換器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、カークーラー用凝縮
器、ルームエアコン用熱交換器等に用いられるアルミニ
ウム製熱交換器に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばカークーラー用凝縮器として、近
時、第４図にされるように、所定間隔をおいて並列状に
配置された複数本のチューブ（１）…の両端に１対の中
空ヘッダー（２）（２）が連通状態に接続され、チュー
ブ（１）…間にフィン（３）…が配置された構成の、い
わゆるマルチフローないしはパラレルフローと称される
アルミニウム製熱交換器が、高熱交換性能、低圧力損
失、超コンパクト化を実現しうるものとして、好んで使
用される傾向にある。

【０００３】この熱交換器の製造は、一般に、ヘッダー
（２）（２）とチューブ（１）…、そしてフィン（３）
等の各種熱交換器構成部材相互を仮組状態に組み合わ
せ、そして、この組立て体をろう付け炉内に配置して、
全体を一括ろう付けにより接合一体化するという方法に
て行われている。

【０００４】ところで、この熱交換器のヘッダー（２）
（２）には、熱交換器を車体等に取り付けるための車体
取付け用ブラケット（４）（４）をはじめ、図示しない
が、冷媒入口管（５）や同出口管（６）が長いような場
合にはその中間部を支えるためなどに使用される各種取
付け用ブラケットが取り付けられるのが一般的である。

【０００５】そして、上記のような取付け用ブラケット
（４）のヘッダー（２）への取付けは、従来、鉄製のブ
ラケットに替えてアルミニウム製のブラケットを使用
し、これをチューブ（１）、ヘッダー（２）等の熱交換
器構成部材相互の仮組の際に、併せて、アルゴン溶接に
より、あるいは特殊治具の使用により、あるいはアルミ
ニウム製リベットの使用により、ヘッダー（２）に仮止
めし、そして、全体をろう付け炉内に配置して、ブラケ
ット（４）を、チューブ（１）、ヘッダー（２）等の相
互のろう付け接合と併せてヘッダー（２）に一括ろう付
けすることにより行われていた。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、ブラケ
ット（４）の仮止めを、上記のようなアルゴン溶接によ
って行うものでは、高価な溶接設備の使用を必要とする
のみならず、溶接技能者による作業を要する等、製造コ
ストの上昇を招くなどの欠点があった。

【０００７】また、特殊治具を用いるものにおいては、
ろう付け後に治具外しを要するなど、生産性を悪くする
欠点があった。

【０００８】更にリベット止めによる場合は、中空ヘッ
ダー（２）の内外にリベットを通してリベットの端部を
かしめる必要があり、一般的にはブレークステムリベッ
トを使用することになるが、この場合、ブレークされた
ステムとかしめられたリベット端部との間に隙間を生じ
てヘッダーのシール性を損ないやすいこと、かしめられ
たリベット端部に割れを生じて種々の弊害を生じやすい
ことなどの欠点を有するものであった。

【０００９】この考案は、上記のような従来の欠点を解
消し、熱交換器の製造において、ヘッダーへの取付け用
ブラケットの仮止めに伴うコストアップを抑えることが
でき、この仮止めに特殊技能を要さず、また生産性の面
にも優れ、かつヘッダーのシール性を損なう危険性も排
除しうる構造の熱交換器を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的において、この
考案は、複数本のチューブの端部が連通状態に接続され
た中空ヘッダーを有するアルミニウム製熱交換器におい
て、前記ヘッダーに、アルミニウム製取付け用ブラケッ
トが、鉄系金属材によるねじ本体の表面をアルミニウム
材によって被覆したねじにて締結され、かつその締結状
態においてヘッダー、ブラケット及びねじがろう付けに
より接合一体化されてなることを特徴とするアルミニウ
ム製熱交換器を要旨とする。

【００１１】なお、上記ねじのねじ本体を鉄系金属材に
より形成するのは、十分な強度を保有しつつ、表面アル
ミニウム材よりも線膨張係数の小さいものとするためで
ある。

【００１２】

【作用】上記熱交換器では、ブラケットがヘッダーにね
じにより仮止めされたものとなされていることにより、
溶接の場合のようなコストアップを生じることがないの
みならず、仮止め作業に特殊技能も必要ない。また、ろ
う付け後もねじは熱交換器に一体的に取り付けられ、熱
交換器構成部材の一つをなすものとなされていることに
より、ろう付け後の取外し作業も省略される等、生産性
に優れる。かつ、ねじ止めはリベットの場合のような過
激な変形を与えるものではないことにより、ヘッダーの
シール性を損なう危険性もない。

【００１３】加えて、ねじはその本体が鉄系金属材で構
成されていることにより、それ自体 十分な締付け強度を
保有すると共に、アルミニウム材より線膨脹係数が小さ
いことで、ろう付け時にブラケットのヘッダーに対する
締付け増強効果を発現して、両者の接合を一層確実かつ
強固なものにする。一方、ねじの表面がアルミニウム材
により形成されているから、ヘッダー、ブラケットとの
接触等によって腐食を生じることがないのはもとより、
ろう付けによりヘッダーやブラケットにシール状態に接
合され、ねじとヘッダーとの間のシールが確実なものに
なる。

【００１４】

【実施例】次に、この考案を、カークーラー凝縮器用の
アルミニウム製マルチフロー熱交換器に適用した実施例
について説明する。

【００１５】なお、本考案は、ルームエアコン用熱交換
器、オイルクーラー等の各種マルチフロー熱交換器に広
く適用されうるものであることはいうまでもない。

【００１６】第４図に示される熱交換器において、
（１）はチューブ、（３）はフィン、（２）（２）はヘ
ッダーである。そして、（４）は取付け用ブラケット、
（７）は仮止め用ねじである。なお、（８）はサイドプ
レート、（５）は冷媒入口管、（６）は冷媒出口管、
（９）は、ヘッダー（２）内をその長さ方向に複数の室
に区画し、冷媒を蛇行状に流通せしめる仕切りである。

【００１７】主要な上記熱交換器構成部材について説明
すると、チューブ（１）は、第２図に示されるように、
アルミニウム製の押出型材による多孔偏平チューブによ
るものである。なお、チューブとして、アルミニウムブ
レージングシートによる電縫チューブが用いられること
もある。

【００１８】フィン（３）は、蛇行状に曲成されかつル
ーバーが切り起こされたアルミニウムブレージングシー
ト製の、いわゆるコルゲートフィンによるものである。

【００１９】ヘッダー（２）は、ヘッダーパイプ（2a）
と、その上下両端部を塞ぐ蓋体（2b）とからなる。ヘッ
ダーパイプ（2a）は、両面にろう材層を有するアルミニ
ウムブレージングシートを筒状に曲成し、その両側円部
同士を突き合わせ状態にした、いわゆるろう付け用パイ
プによる。なお、押出管、電縫管等が使用されることも
ある。このヘッダーパイプ（2a）の周側壁の一側には、
その長さ方向に沿って、間隔的に、周方向スリット状の
チューブ挿入孔（2c）…が列設されている。そしてま
た、取付け用ブラケット（４）の取付け予定位置に、仮
止め用ねじ（７）を捩じ込むための捩込み用孔（2d）が
設けられている。なお、この捩込み用孔（2d）の内周部
にねじの凹凸は形成されていない。

【００２０】取付け用ブラケット（４）は、両面にろう
材層を有するアルミニウム製ブレージングシートにプレ
ス加工を施し、車体の取付け側に取り付けられる取付け
用板部（4a）と、ヘッダー（２）の外周部を周方向に部
分的に包囲する包囲板部（4b）とを一体に有するものに
形成されたものである。このブラケット（４）の包囲板
部（4b）の面内には、仮止め用ねじ（７）の挿通を許容
する挿通孔（4c）が形成されている。

【００２１】仮止め用ねじ（７）は、いわゆるタッピン
グねじによるもので、前記ヘッダーパイプ（2a）の捩込
み用孔（2d）に強制的に捩じ込まれるものとなされてい
る。このねじ（７）は、第３図に示されるように、鉄製
のねじ本体（7a）の表面全体をアルミニウム材（7b）に
て被覆したものとなされている。

【００２２】熱交換器は、上記各熱交換器構成部材を、
まず相互に仮組み状態に組み立て、そしてこの組立て体
をろう付け炉内に配置して全体をろう付けにより接合一
体化することにより、製造されたものとなされている。
即ち、複数本のチューブ（１）をその厚さ方向に所定間
隔をおいて並列状態に配置し、その両端に、ヘッダー
（２）（２）を、チューブ（１）端部をチューブ挿入孔
（2c）に挿入することにより、嵌め合わせると共に、コ
ルゲートフィン（３）をチューブ（１）間の間隙に挿入
配置する。併せて、取付け用ブラケット（４）の包囲板
部（4b）をヘッダー（２）の外周部に沿わせて捩込み用
孔（2d）と挿通孔（4c）とを一致せしめた状態に配置
し、そして、タッピングねじ（７）をヘッダー（２）の
捩込み用孔（2d）に捩じ込んで、ブラケット（４）をヘ
ッダー（２）に仮止めする。その他、サイドプレート
（８）、入口管（５）、出口管（６）、仕切り（９）等
を組み付ける。そして、この熱交換器組立て体をろう付
け炉内に配置して各所のろう材を溶融せしめると、ヘッ
ダーパイプ（2a）の側縁突き合わせ部を含め、全体が一
括して接合一体化される。

【００２３】このろう付け中、ヘッダー（２）、ブラケ
ット（４）及び仮止め用ねじ（７）は、炉内の温度の影
響を受けてそれぞれ熱膨張されるが、仮止め用ねじ
（７）は、その本体（7a）が鉄材にて形成されているこ
とにより膨張が少なく、従って、ねじ（７）も全体とし
て膨張が少なく、そのため、ろう付け中、ブラケット
（４）の包囲板部（4b）とヘッダー（２）とは、ねじ
（７）による締付け増強効果を受けて更に強く密着しあ
うことになり、ブラケット（４）とヘッダー（２）との
接合がより確実かつ強固なものとなる。このようにして
熱交換器に製作される。

【００２４】製造後における熱交換器のブラケット
（４）の取付け部分は、第１図に示されるように、ヘッ
ダー（２）とブラケット（４）が適正に面接合されてい
ると共に、ねじ（７）とヘッダー（２）との間、ねじ
（７）とブラケット（４）との間にも良好にろう材が行
きわたってヘッダー（２）のシール状態が適正に保持さ
れた状態に接合が実現されたものとなっている。なお、
仮止め用ねじ（７）は、熱交換器を構成する一部材とし
てそのまま取り付け状態に保持されることはいうまでも
ない。

【００２５】なお、図示しないが、冷媒入口管（５）等
が長尺であり、その中間部をブラケットを用いて支承す
る必要のあるような熱交換器に対しては、そのようなブ
ラケットにも本考案を適用しうることはいうまでもな
い。

【００２６】

【考案の効果】上述の次第で、この考案のアルミニウム
製熱交換器は、アルミニウム製ヘッダーに、アルミニウ
ム製取付け用ブラケットが、鉄系金属材によるねじ本体
の表面をアルミニウム材によって被覆したねじにて締結
され、かつその締結状態においてヘッダー、ブラケット
及びねじがろう付けにより接合一体化されたものである
から、溶接の場合のような仮止めに伴う設備上のコスト
アップを生じないのみならず、仮止め作業に特殊技能を
要さずだれもがこの作業をでき、製造コスト的に非常に
有利である。

【００２７】しかも、ろう付け後もねじは熱交換器に一
体的に取り付けられるものとなされていることにより、
治具による仮止めの場合のようなろう付け後の取外し作
業も省略できる等、生産性に優れる。

【００２８】加えて、ねじはリベットの場合のような過
激な変形が与えられるものではないから、ヘッダーのシ
ール性を損なう危険性もない。また、ねじはその本体が
鉄系金属材で構成されていることにより、それ自体十分
な締付け強度を保有すると共に、アルミニウム材より線
膨脹係数が小さいことで、ろう付け時にブラケットのヘ
ッダーに対する締付け増強効果を発現して、両者の接合
を一層確実かつ強固なものにする。一方、ねじの表面が
アルミニウム材により形成されているから、ヘッダー、
ブラケットとの接触等による腐食を生じることがないの
はもとより、ろう付けによりヘッダーやブラケットにシ
ール状態に接合され、ねじとヘッダーとの間のシール性
も更に確実なものにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ブラケット、ヘッダー及びねじの相互ろう付け
状態を示す断面図である。

【図２】ブラケット、ヘッダー、ねじ等を分離状態にし
て示す斜視図である。

【図３】仮止め用ねじの縦断面図である。

【図４】図（イ）は熱交換器の全体正面図、（ロ）は同
平面図である。

【符号の説明】

１…チューブ ２…ヘッダー ４…取付け用ブラケット７ …仮止め用ねじ７ａ…ねじ本体 ７ｂ…アルミニウム材

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数本のチューブの端部が連通状態に接
   続された中空ヘッダーを有するアルミニウム製熱交換器
   において、前記ヘッダーに、アルミニウム製取付け用ブ
   ラケットが、鉄系金属材によるねじ本体の表面をアルミ
   ニウム材によって被覆したねじにて締結され、かつその
   締結状態においてヘッダー、ブラケット及びねじがろう
   付けにより接合一体化されてなることを特徴とするアル
   ミニウム製熱交換器。