JPH0371943A - アルミニウム製二重管式熱交換器 - 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 この発明は自動車用の水冷オイルクーラー等に用いられ
る二重管式熱交換器、特にアルミニウム製の二重管式熱
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その合
金を含む意味において用いる。

従来の技術 二重管式熱交換器は、一般にアルミニウムからなる内管
と外管とが同軸配置され、これらの間に熱交換媒体流通
空間が形成された構成を有している。

従来のこの種のアルミニウム製二重管式熱交換器を第７
図に示す。同図において、＜１０２）は外管、（１０１
）はこの外管（１０２）内に同軸配置された径小の内管
である。内管（１０１）の両端部にはフレア加工により
外管（１０２）の内径に略等しい外径の拡管部（１１１
）が形成され、この拡管部（１１１）によって内外管の
半径方向の隙間が閉塞されると共に、長さ方向の中間部
に亘って内外両管の間に熱交換媒体流通空間（１０３）
が形成されている。なお、同図に示す（１０４）は熱交
換媒体流通空間（１０３）に装填されたインナーフィン
、（１０Ｂ）は熱交換媒体入口管、（１０７）は同出口
管である。

発明が解決しようとする課題 ところが、上記従来の熱交換器では、内管（ｉｏｌ）と
外管（１０２）との接合は、拡管部（１１１）の端縁に
おける内管と外管との当接部周縁を外側からアルゴン溶
接（１０５）することにより行われているにすぎなかっ
たため、強度に劣るという問題点があった。また、アル
ゴン溶接は熱交換器ごとに行わざるを得ず、作業性が悪
くひいては生産性が悪いという欠点があった。

かかる問題点を解消すべく本願出願人は先の出願におい
て、第８図に示すように、内管（２０１）の外面又は外
管（２０２）の内面の少なくともいずれかに被覆形成さ
れたろう材層（２０１ａ）　（２０２ａ）を介して、内
管（２０１）両端の拡管部と外管（２０１）が一体向に
ろう付接合されてなる熱交換器を提案した。この提案に
かかる熱交換器において、内管（２０１）および外管（
２０２）としていずれもブレージングシートからなる電
縫管が好適に採用されるが、外管はサイズが大きいため
にこれを電縫溶接により製作することは困難である。こ
のため外管としてブレージングシートをその幅方向の両
側縁どおしを衝き合わせた筒状に成形したものを用いる
。そして、これを第９図に示すように、治具（Ｘ）を用
いて固定し、その内部に内管（２０１）を嵌め込むと共
に、これらの間にインナーフィン（２０４）を介在させ
、更に出入口管（２０５）　（２０Ｂ）を取付けた状態
に仮組し、これを炉中に搬入することにより、内外両管
（２０１）（２０２）、インナーフィン（２０４）およ
び出入口管（２０５）　（２０Ｂ）をろう付一体化する
と同時に、外管（２０２）の継ぎ目（２０２ｂ）をろう
付せしめることにより製造される。このように外管とし
てブレージングシートを筒状に成形したものを用いる場
合、その製作に際して上述のように大きな治具（Ｘ）を
必要とするため仮組した状態は非常に嵩張ったものとな
る。このため同様の仮組立体を炉中に搬入する場合、炉
中への搬入数が大幅に制限されるばかりか、治具の取り
付け、取り外し作業が面倒であり作業能率が悪いため生
産コストアップを招くという問題点が新たに派生するも
のであった。

この発明は、この様な欠点を解消するためになされたも
のであって、製造工程において治具を不要とし、もって
炉中への搬入数の増大を図ると共に、セツティング工程
の簡略化を図ることにより、製造コストダウンを図りう
る生産性に優れたアルミニウム製二重管式熱交換器の提
供を目的とするものである。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するために、この発明は、外管の構成用
部材として片面又は両面ブレージングシートを筒状に成
形したものを用い、この筒状成形体に緊締部材を取付け
ることにより治具を不要なものとし、その緊締部材を取
付けたままの状態でろう付しようというものである。

即ち、この発明は、内管と外管とが同軸に配置され、こ
れらの間に熱交換媒体流通空間が形成されたアルミニウ
ム製二重管式熱交換器において、 前記外管の構成用部材として、片面又は両面ブレージン
グシートをその両側縁部どおしが衝き合わせ状となるよ
うに筒状に成形した筒状成形体が用いられ、該筒状成形
体にこれを縮径方向に緊締する緊締部材が取付けられた
状態で前記側縁部どおしがろう付されてなることを特徴
とする、アルミニウム製二重管式熱交換器を要旨とする
ものである。

緊締部材としては、外管の外径に対応した内径を有する
短円筒状のものが好適に使用される。

作用 外管が、筒状に成形された片面又は両面ブレージングシ
ートにより構成されると共に、その筒状成形体にこれを
縮径方向に緊締する緊締部材が取付けられているから、
セツティングに際して治具が不要である。従って、治具
が不要な分だけ嵩張らず、同一炉中に同様の仮組立体を
搬入する場合にその搬入数の増大を図ることができると
共に、仮組立作業が簡略化され、かっ治具の取り外し作
業が不要となるので生産性が良くなる。しかも、外管は
、上記緊締部材が嵌め合わされた状態で衝き合わせ縁部
どおしがろう付されているから、耐圧強度により一層優
れたものとなる。

実施例 以下、この発明を図示実施例に基づいて説明する。

第１図ないし第３図に示す実施例は、この発明を自動車
用水冷オイルクーラーに適用した場合を示している。

第１図ないし３図において、（１）は相対的に径小とな
された内管、（２）は径大となされた外管であり、いず
れもアルミニウム製である。

内管（１）の両端にはフレア加工により外管内径に略等
しい外径の拡管部（ｌａ）　　（Ｉａ）が形成されてい
る。そして、内管（１）と外管（２）とはこれらが同軸
配置となされることにより、拡管部（１ａ）の外周面が
外管（２）の内周面に当接して内外管両者間の半径方向
の隙間を閉塞すると共に、拡管部（ｌａ）を除く両管の
長さ方向の中間部に熱交換媒体流通路としての環状のオ
イル流通空間（３）が形成され、この空間にアルミニウ
ム製のオフセットインナーフィン（４）が環状配置に装
填されている。前記内管（１）および外管（２）は第２
図に示すように、いずれも芯材（５）（６）の両面にろ
う材層（７）（８）が被覆形成された両面ブレージング
シートが用いられ、このろう材層（７）（８）を介して
拡管部（ｌａ）の外周面において第１図に示すように内
管（１）と外管（２）とがろう付一体化されている。

外管（２）の両端部近傍には人口管取付孔（２ａ）およ
び出口管取付孔（２ｂ）が穿設されると共に、これら取
付孔にオイル入口管（９）と同出口管（１０）が前記オ
イル流通空間（３）に連通状態にろう付されている。

また、外管（２）の両端部と長さ方向の中間部には、外
管（２）の外径に対応した内径を有する短円筒状の緊締
部材（Ｂ）が外嵌め状態に取付けられている。

ところで、この実施例における前記外管（２）は次のよ
うにして製作されたものである。

即ち、アルミニウムからなる芯材（５）の両面にろう材
層（７）を被覆形成した所定の大きさのブレージングシ
ートを用意する。ろう材層（７）としては一般的にはＳ
ｉ含有量約６〜１３ｖｔ％程度のＡ［−５ｔ系合金が用
いられる。

次に上記ブレージングシートの幅方向の両側縁部を肉厚
方向にハンマーないしはプレスで打撃する。この打撃は
一方の側縁部については下面において、他方の側縁部に
ついては上面において行うことにより、一方の側端部に
ついては下縁から上縁に向けて漸次肉薄となる傾斜面を
形成せしめ、また他方の側端部については上縁から下縁
に向けて漸次肉薄となる傾斜面を形成せしめる。これに
よりいずれの傾斜面にもろう材層が存在するものとなる
。ブレージングシートの両側縁部をこのように形成する
ことで、両側縁部を衝き合わせ状となした際に、その衝
き合わせ部が重なり状に合致してその当接面にろう材層
を介在させることができ、その後のろう付けにより衝き
合わせ部の十分な接合を保証することができる。

そして、該ブレージングシートの幅方向の中央部を長さ
方向に沿ってプレスにより断面半円弧状に膨出成形して
膨出部を形成する。次に該膨出部に、オイル入口管取付
孔（２ａ）と同出口管取付孔（２ｂ）を該膨出部の長さ
方向の両端部に穿設する。この孔開けは、膨出部の形状
に適合する形状の当て型を下面側からあてがってプレス
により行うことが望ましい。こうすることにより膨出部
の圧潰や変形を防止でき、適正な位置に寸法精度の高い
取付孔を穿設することができる。もとより孔開けはミー
リング加工等により行っても良い。

続いて必要に応じて面打ちを行った後、ブレージングシ
ートの膨出部を除く両側水平部を、プレスにより断面Ｕ
字状をなすように成形した後、両側縁部が衝き合わせ状
となるようにブレスにより外力を付与しながら丸バイブ
形状に変形して、所期する外管（２）を構成する筒状成
形体を得る。こうして製作した外管（２）は必要に応じ
て洗浄した後、製品組立工程に送られ、その後ろう付さ
れるものである。一方、内管（１）は、同様のブレージ
ングシートをパイプ状に成形し、対応衝き合わせ部どお
しを電縫溶接して電縫管とした後、両端部をフレア加工
して拡管部（１ａ）を形成する。

図示実施例の二重管式熱交換器の製作は、内管（１）の
外周にインナーフィン（４）を第３図矢印（Ａ）で示す
方向に湾曲させて配置し、これらを外管（２）内に挿入
し、かつ外管（２）の両端部および中間部に、外管（２
）の外径に対応した内径を有する薄肉短円筒状の緊締部
材（Ｂ）を外嵌させる。これにより外管（２）が縮径方
向に緊締された状態となされ、外管（２）を構成するブ
レージングシートの衝き合わせ縁部（２ｅ）　　（２ｃ
）とおしが圧接された状態に保持される。従って、従来
使用されていた治具は不要である。なお、緊締部材（Ｂ
）としては、上述のような短円筒状のものに限定される
ものではない。例えば円周の一部が切り欠かれた側面視
Ｃ字状に形成されたものを用いても良いし、また針金な
どを用いて緊締するようにしても良い。更には、内管と
外管との当接部周端縁にその全長に亘ってしっくりと嵌
め合わされる環状のキャップを用いても良い。いずれに
しても、取付は状態において外管（２）の外方に大きく
突出して嵩張ることのないものであることが望ましい。

また、緊締部材（Ｂ）の外管（２）への取付けは、上述
のように内管（１）およびインナーフィン（４）を挿入
配置せしめた後に行うことがその挿入作業を用意ならし
める点で有利であるが、予め外管（２）に取付けておき
、その後、内管（１）等を挿入するようにしても良い。

そして、上記外管（２）の入口管取付孔（２ａ）と出口
管取付孔（２ｂ）にオイル入口管（９）と同出口管（ｌ
Ｏ）をそれぞれ配置して仮組固定し、然る後、その仮組
立体を炉中に搬入して、各構成部材を−括ろう付するこ
とにより行われる。

かかるろう付後においては、内管（１）の拡管部（ｌａ
）外周面と外管（２）の内周面との間、外管（２）とイ
ンナーフィン（４）との間、内管（１）とインナーフィ
ン（４）との間、および外管（２）と緊締部材（Ｂ）と
の間に十分なフィレットが形成されて、これらは強固に
接合されたものとなる。また、外管（４）はその製作段
階で、ブレージングシートの両側縁部（２Ｃ）（２Ｃ）
を打撃して漸次肉薄状態に圧潰しであることより、筒状
成形後は衝き合わせ部が重なり状態に合致し、かつ当接
面相互間にろう材層が存在しているから、衝き合わせ部
の接合を一層確実かつ十分に保証できる。

上記により製作された熱交換器は、自動車用ラジェータ
ーのタンク部等に組み込まれて使用される。そして、入
口管（９）からオイル流通空間（３）に流入したオイル
はインナーフィン（４）を含むオイル流通空間（３）を
流通する過程で、外管（２）の周囲および内管（１）内
部を流通する水と熱交換を行い、冷却されて出口管（１
０）から器外へと流出する。

第４図ないし第６図は、他の実施例を示すものである。

この実施例においては、特に第４図および第５図に示す
ように、内管（１１）と外管（１２）とが１枚のブレー
ジングシートにより形成されている点において前記実施
例と異なる。この内外両管は次のようにして製作される
。即ち、−枚のブレージングシートの幅方向の中間部分
を筒状に成形することにより先ず内管（１１）を形成し
た後、両側部分を折り返して内管（１１）の外側に所定
のオイル流通空間（１３）を形成すべく相対的に径大の
筒状に成形することにより外管（１２）を形成し、前記
実施例と同様に叩き加工により傾斜状となされた対応側
縁部（１２ｃ）　（１２Ｃ）とおしを衝き合わせること
により製作される。

なお、オイル出入口管取付孔（１２ａ）　　（１２ｂ）
は前記実施例と同様の方法で形成される。

而して、第６図に示すように、上記内外管（１１）　　
（１２）の間に形成されたオイル流通空間（１３）には
インナーフィン（１４）が介在配置され、また内外管（
１１）　　（１２）の両端にはオイル流通空間（１３）
の断面形状に対応した端面閉塞用リング部材（２１）　
　（２２）が嵌め込まれると共に、外管（１２）には前
記実施例と同様な短円筒状の緊締部材（Ｂ）（Ｂ）（Ｂ
）が外嵌されており、また前記取付孔（１２ａ）　（１
２ｂ）にはオイル出入口管（１９）　　（２０）が配置
され、各部材が相互にろう付一体化されている。第４図
中、（１５）（１６）は芯材、（１７）（１８）はろう
材層であるなお、以上の実施例では内管（１）　　（１
１）、外管（２）　　（１２）として共に筒状に成形し
た両面ブレージングシートからなるものを示したが、片
面ブレージングシートからなるものであっても良い。ま
た、外管（２）　　（１２）と緊締部材（Ｂ）とがろう
付一体化されている場合を示したが、緊締部材（Ｂ）の
ろう付は必ずしも必要ではない。しかし、外管（２）と
緊締部材（Ｂ）とがろう付されている方が、より破壊強
度を向上し得る点で望ましい。

発明の効果 この発明は、上述のとおり、内管と外管とが同軸に配置
され、これらの間に熱交換媒体流通空間が形成されたア
ルミニウム製二重管式熱交換器において、前記外管の構
成用部材として、片面又は両面ブレージングシートをそ
の両側縁部どおしが衝き合わせ状となるように筒状に成
形した筒状成形体が用いられ、該筒状体にこれを縮径方
向に緊締する緊締部材が取付けられた状態で前記側縁部
どおしがろう付けされているから、緊締部材が従来の治
具を兼ねることより、治具を不要とし得る。従って、治
具の取付けおよび取り外し作業が省略され製造工程を簡
略化することができると共に、治具を不要とする分だけ
嵩張らないことより、炉中に同様の仮組立体を多数個搬
入することができることも相俟って、生産効率をより一
層向上せしめることができ、ひいては生産コストを低減
することができる。

また、外管の構成用部材として片面又は両面プレジング
シートからなる筒状成形体を用いたことより、仮組され
た各部材相互を−括ろう付することが可能であると共に
、上記筒状成形体に緊締部材が取付けられた状態で継ぎ
目部分がろう付されているから、外管が強度的に優れた
ものとなり、もって耐久性に富む熱交換器となし得る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例にかかるオイルクーラー用熱
交換器を、その一部を断面で示した正面図、第２図は第
１図■−■線の拡大断面図、第３図は内管、外管、イン
ナーフィンおよび緊締部材を分離して示した斜視図、第
４図ないし第６図は他の実施例を示すもので、第４図は
第２図に対応する断面図、第５図は内外管、端面閉塞用
リング部材および緊締部材を分離して示した斜視図、第
６図は一部を断面で示す熱交換器の正面図、第７図は従
来の熱交換器の横断面図、第８図および第９図は更に他
の従来の熱交換器を示すもので、第８図は縦断面図、第
９図は製造工程を示す斜視図である。 （１）　　（１１）・・・内管、（２）　　（１２）・
・・外管、（２ｃ）　　（１２ｃ）−側縁部、（３）　
　（１３）　−・・熱交換媒体流通空間、（Ｂ）・・・
緊締部材。 以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 内管（１）（１１）と外管（２）（１２）とが同軸に配
   置され、これらの間に熱交換媒体流通空間（３）（１３
   ）が形成されたアルミニウム製二重管式熱交換器におい
   て、 前記外管（２）（１２）の構成用部材として、片面又は
   両面ブレージングシートをその両側縁部（２ｃ）（１２
   ｃ）どおしが衝き合わせ状となるように筒状に成形した
   筒状成形体が用いられ、該筒状成形体にこれを縮径方向
   に緊締する緊締部材（Ｂ）が取付けられた状態で前記側
   縁部（２ｃ）（１２ｃ）どおしがろう付されてなること
   を特徴とする、アルミニウム製二重管式熱交換器。