JPH1089884A - アルミ基材料製のヘッダープレート - Google Patents
アルミ基材料製のヘッダープレートInfo
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Abstract
された接合部のシーリングの質を改善する。 【解決手段】 ヘッダープレートの所定のゾーン内に、
貫通孔の最終形状を形成する前に、スリット加工により
各貫通孔(17)を形成する。このゾーンは、ヘッダー
プレートの外側面(2)にカラー部分(16)を形成す
るようにプレス成形される。各カラー部分(16)の内
側の横方向断面は、対応するチューブ端部(8)の所定
の断面とほぼ同一である。カラー部分(16)を貫通す
る貫通孔(17)にチューブを挿入すると、カラー部分
の外側皮膜(3)(19)とチューブの端部との間に表
面接触が生じる。
Description
動車用熱交換機に関する。より詳細に言うと、本発明は
ヘッダープレートがアルミ基材料から成り、皮膜で被覆
された外側表面と複数の貫通孔とを有し、各貫通孔に熱
交換チューブの端部が嵌合されるようになっており、チ
ューブの端部が、所定の断面を有するとともに、外側皮
膜を有する熱交換機用ヘッダープレートに関する。
レートでは、溶接または鑞付けにより、ヘッダープレー
トの貫通孔にチューブが固定されている。このタイプの
ヘッダープレートにおける貫通孔は、一般に、一部の材
料を除去するプレス作業により設けられる。従って、チ
ューブの端部が挿入される貫通孔の周辺に沿って、外側
皮膜を有するチューブの端部とヘッダープレートとの接
触が生じる。この接触は、ヘッダープレートの壁の厚さ
方向に生じる。すなわち、プレスによる打ち抜き加工の
結果として、信頼できる皮膜がないヘッダープレート領
域が生じる。
内の対応する貫通孔との間の鑞付け接合部または溶接接
合部のシールは、完全なものとは言えなくなる。そのた
め、その後、リークまたは腐食が生じることがあり、深
刻な問題が生じ得る。
重量および寸法上の制限により、自動車メーカーは、軽
量で薄い材料を使用せざるを得なくなっている。従っ
て、現在使用されている材料は、必要な機械的強度、特
に圧力サイクルに耐え得る強度的特性を常に有している
とは言えない。
ッダープレートは、純粋アルミニウムよりも機械的強度
がすぐれている、アルミニウムとマグネシウムとの合金
で製造されている。しかし、鑞付け作業中、一部のマグ
ネシウムが、鑞付け接合部に向かって拡散する性質があ
り、そのため、鑞付け接合するべき表面が、液状状態に
なる能力が低下するということが明らかとなっている。
その結果、鑞付け接合部におけるシールの有効性がかな
り低下し、このことも、リークと腐食を加速する原因と
なっている。
欠点を有しない、冒頭の技術分野の項に記載した、一般
的なタイプのアルミ基材料から成るヘッダープレートを
提供することにある。
れば、外側皮膜で被覆された外側表面と多数の貫通孔と
を有し、貫通孔の各々には所定の横断面を有し、外側皮
膜で外側が被覆された熱交換機のチューブの端部が嵌合
されるようになっている、特に自動車用の熱交換機用の
アルミ基材料製のヘッダープレートは、貫通孔の最終形
状を形成する作業の前にヘッダープレートの所定ゾーン
にスリットを設けることにより各貫通孔を形成し、前記
ゾーンはこのゾーンにおいてヘッダープレートの外側表
面がチューブ端部の所定の横断面にほぼ同じ内側の横方
向横断面を有するカラー部分を形成するようにプレス加
工によって変形され、よってカラー部分内の貫通孔内に
前記対応するチューブを挿入すると、カラー部分のそれ
ぞれの外側皮膜とチューブ端部との間に表面接触が得ら
れることを特徴とする。
語は、材料の除去を伴わない、特定のタイプの孔開け加
工を意味するものである。本発明によると、このスリッ
ト加工作業は、カラー部分の形成を容易にし、かつ鑞付
けにより、優れたシール部が得られるようにするもので
ある。
側皮膜は、アルミニウムとシリコンとの合金からなるも
のとするのが好ましい。
側面は、内側皮膜で被覆するのが好ましい。この内側皮
膜は、腐食防止特性が周知であるアルミニウムと亜鉛と
の合金とするのがよい。これにより、熱交換機を腐食に
対して好適に保護することができる。
レートは、アルミニウムとマグネシウムとの合金から成
り、マグネシウムの比率は2%よりも大であることが好
ましい。これにより、純粋なアルミニウム製のヘッダー
プレートと比較して、ヘッダープレートの機械的強度は
かなり改善される。
ートの外側表面と外側皮膜との間に中間皮膜が設けられ
る。この中間皮膜は、例えばアルミニウムと亜鉛との合
金から構成される。この中間皮膜は、外側皮膜に向かう
マグネシウムの拡散を抑制するか、または完全に防止で
きるので、鑞付け接合部によって得られるシール部の質
を更に改善する上で役立つ。
徴を有するヘッダープレートに貫通孔を設ける方法が提
供される。この方法は、(a)前記チューブ端部とほぼ
同一の横方向断面を有する本体から延長された鋭利な端
部を有するパンチと、対応するパンチの本体の横方向断
面にヘッダープレートの厚さを加えた値とほぼ等しい断
面を有する、少なくとも1つのダイス孔が形成されたダ
イスを含む工具を設ける工程と、(b)前記ダイス孔が
ヘッダープレートの所定ゾーンの上に位置するように、
外側表面と反対側のヘッダープレートの内側表面に対向
するようダイスを位置決めし、次に、ヘッダープレート
の外側表面の所定ゾーンにパンチの鋭利な先端部を当接
し、ヘッダープレートの内側表面をダイス孔内に進入さ
せる工程と、(c)貫通孔を粗形成し、この貫通孔を囲
むヘッダープレートの材料がダイス孔に進入するよう
に、前記ゾーンにスリットを形成し、もってカラー部分
を形成し、次に、対応するダイス孔内において前記パン
チの本体をスライドさせ、これにより、カラー部分およ
び関連する貫通孔が、ヘッダープレートの貫通孔に固定
するべきチューブの端部の所定の断面と同じ内側の横方
向断面を有するようにする工程とを有することを特徴と
する。
リット形成工程は、ヘッダープレート内の貫通孔の領域
における外側皮膜に損傷を与えることないよう、材料を
除去することなく、孔開け加工することである。
(b)との間に別の工程(a’)を設け、この工程
(a’)は、パンチの本体の大きさとほぼ同じ大きさを
有するリリーフ状の第1オフセット部分を前記内側表面
に形成するよう、まずヘッダープレートの外側表面の側
で所定ゾーンをプレス成形し、次に、第1オフセット部
分の少なくとも一部を囲むリリーフ状をした第2オフセ
ット部分を前記外側表面に形成するよう、ヘッダープレ
ートの内側表面と同じ側で、所定ゾーンのプレス形成を
行う。
して示した本発明の好ましい実施例の次の詳細な説明を
読めば、本発明の上記以外の特徴および利点がより明ら
かとなろう。
図2を参照して、アルミ基ヘッダープレートに孔を形成
する方法の主要工程について説明する。
製またはアルミニウム合金製のほぼ平らなプレート1か
ら開始する。このプレートは、外側面に皮膜3を有す
る。この皮膜3は、アルミニウムとシリコンとの合金か
ら成ることが好ましい。また本例では、内側面4も、腐
食防止材料、例えばアルミニウム亜鉛合金で被覆するこ
とが好ましい。
1の中心部分6をプレス成形し、この中心ゾーンに第1
オフセット部分、すなわちブリスタ7を形成する。この
ブリスタ7は、プレートの内側面4と同じ側にリリーフ
状となっている。この第1ブリスタ7の寸法は、熱交換
チューブの端部8(図3参照)の寸法、および図2に示
されたパンチの寸法とほぼ等しくする。パンチが、プレ
ート1内に貫通孔を形成するのに使用される。後に、こ
れら孔について更に説明する。この第1オフセット部
分、すなわちブリスタ7は、形状がほぼ楕円形であり、
長辺すなわち長手方向の辺Lと、横方向の辺Iとを有す
る。図1(A)には、この第1オフセット部分の長手方
向の断面が示されている。
の工程もプレス成形工程であり、ここでは、プレート1
の外側面2に、リリーフ状に第2オフセット部分9が形
成される。この第2オフセット部分は、第1オフセット
部分7の少なくとも一部を囲んでおり、少なくともオフ
セット部分7の長手方向の辺Lに、2つの溝を形成す
る。互いに隣接する2つの平行なブリスタ7の間にある
溝は、当然ながら、これら2つのオフセット部分7の各
々に対し、第2オフセット部分9を形成する。第2オフ
セット部分9の長手方向の長さL’は、オフセット部分
7の長さLよりもやや長くなっている。
回の工程で第1オフセット部分7と第2オフセット部分
9を同時に形成してもよい。
工程では、別の工具11を使用する。この工具11は、
少なくとも1つのパンチ10(図1(D)に示された実
施例では、パンチのうちの2つが示されている)と、パ
ンチ10と同じ数のダイス孔13を有するダイス12と
を含み、1つのダイス孔13は、各パンチ10に対応
し、ダイス孔内でパンチ10がスライドできるようにな
っている。
端部14を有する。この先端部は、第1オフセット部
分、すなわちブリスタ7の横方向断面、およびチューブ
端部8の外側の横方向断面とほぼ同一の横方向断面を有
するパンチの本体15から延びている。ダイス12の各
ダイス孔13は、対応するパンチ10の本体15の形状
と一致しているが、後述する理由から、それよりも若干
大きくなっている。
けられる。まず、各ダイス孔13が第1オフセット部分
7の対応するものの上に位置するように、工具11のダ
イス10を位置決めし、プレート1の内側面4に当接さ
せる。次に、プレート1によって構成される平面とほぼ
直角に、かつダイス孔13の軸線と平行に、パンチ10
を変位させ、パンチの先端部14が第1オフセット部分
7の位置にあるプレートの有形外側面2に接触するま
で、この変位を続ける。次に、パンチの鋭利な先端部1
4により、材料を除去することなくプレート1にスリッ
ト加工し、貫通孔17を粗形成する。
するように、各パンチ10の本体15を押し、図1
(D)および図1(E)から判るように、ダイス孔13
内をスライドするようにパンチを移動させ続ける。ダイ
ス孔13は所定の寸法になっているため、パンチ10に
より、プレート1の材料の一部が対応するダイス孔13
の内部へ移動され、据え込みカラー部分16が形成され
る。このカラー部分の寸法は、パンチ10の本体15の
横方向断面と等しくなっている。このことによっても、
上記スリット加工により、先に粗形成された実際の孔1
7は、パンチ本体15の寸法となるように形成され、こ
れにより、孔17もここに嵌合されるチューブ端部8の
寸法と等しくされる。
6に貫通孔が形成されるので、図3に示すように、この
孔にチューブの端部8を挿入できる。正確な寸法に加工
された孔17内に一旦チューブの端部を嵌合すると、カ
ラー部分16の境界を定めるヘッダー部分1の外側面2
の上にある外側皮膜3とチューブの端部8内のチューブ
壁18上にある外側皮膜19とが表面接触する(図3参
照)。このような表面の接触は、数ミリメートルの高さ
にわたって生じるので、その後の鑞付け工程中に極めて
良好なシール接合部が得られる。
の変形例を説明するため、図4(A)および図4(B)
を参照する。
比較的脆弱であるので、ヘッダープレートは、アルミニ
ウムとマグネシウムの合金で製造するのがよい。この合
金におけるマグネシウムの比率は、2%よりも大である
ことが好ましい。このタイプのヘッダープレートは、純
粋アルミニウム製のヘッダープレートよりも、機械的強
度がかなり良好である。しかし、合金中に含まれるマグ
ネシウムは、鑞付け作業中に特に外側皮膜3に向かって
拡散する性質があり、そのため、外側面2上の外側皮膜
が液状化する能力は低下し、鑞付け接合部におけるシー
ルの有効性が低下することとなる。
ルミニウムとマグネシウムの合金製のプレート外側皮膜
3の間に、アルミニウムと亜鉛との合金製の中間皮膜2
0を設けることが好ましい。このアルミニウムと亜鉛と
の合金の物理的性質は、外側皮膜3に向かうマグネシウ
ムの拡散を少なくとも制限し、場合によっては、完全に
防止することもできるような性質となっている。こうし
て、極めて高い周期的圧力にヘッダープレートが耐える
ことができる機械的強度、および高いシール性を備える
ヘッダープレートを製造できる。
びそれを製造する方法の実施例のみに限定されるもので
なく、本願の特許請求の範囲内で当業者が考え付くこと
のできる変形例のすべてを含むものである。
上記実施例では、第1オフセット部分7と第2オフセッ
ト部分9とを形成した後に、貫通孔を形成するヘッダー
プレートについて説明したが、これらのオフセット部分
は、好ましいものではあるが、実際には不可欠な要素で
はないことは理解しうると思う。
なく、スリット加工により、まず貫通孔を粗形成してい
るが、粗形成される孔の寸法が、チューブの端部よりも
かなり小さく、一体的なカラー部分を形成できることを
条件に、一部の材料を除去しながら、スリット加工によ
り、孔を粗形成することも、当然考えうるところであ
る。
造時における第1工程を示す長手方向断面図であり、
(B)は、ヘッダープレートの製造時における第2工程
を示す長手方向断面図であり、(C)は、同じく第2工
程を示す横方向断面図であり、(D)は、ヘッダープレ
ートの製造時おける第3工程を示す長手方向断面図であ
り、(E)は、同じく3工程を示す長手方向断面図であ
る。
めのパンチの頂部平面図である。
るヘッダープレートの第1実施例を示す横方向断面図で
ある。
本発明の第2実施例におけるヘッダープレートを示す横
方向断面図であり、(B)は、仮想線の円で表示され
た、(A)の一部を拡大して示す拡大図である。
Claims (11)
- 【請求項1】 皮膜(3)で被覆された外側表面(2)
と多数の貫通孔(17)とを有し、貫通孔には、所定の
断面を有し、皮膜(19)で外側が被覆された熱交換機
のチューブの端部(8)が嵌合されるようになってい
る、特に自動車用の熱交換機用のアルミ基材料製のヘッ
ダープレートであって、 貫通孔の最終形状を形成する作業の前に、ヘッダープレ
ートの所定ゾーンにスリットを設けることにより各貫通
孔(17)を形成し、前記ゾーンは、このゾーンにおい
てヘッダープレートの外側表面(2)がチューブ端部
(8)の断面とほぼ同じ内側の横方向断面を有するカラ
ー部分(16)を形成するようにプレス加工によって変
形され、これにより、カラー部分内の貫通孔(17)内
に前記対応するチューブを挿入すると、カラー部分(1
6)のそれぞれの皮膜(3)(19)とチューブ端部
(8)が接触するようになっていることを特徴とする、
アルミ基材料製のヘッダープレート。 - 【請求項2】 ヘッダープレートおよびチューブ端部
(8)の皮膜(3)(19)が、アルミとシリコンとの
合金からなることを特徴とする、請求項1記載のヘッダ
ープレート。 - 【請求項3】 前記外側表面(2)と対向し、かつ内側
皮膜(5)を有する内側表面(4)を有することを特徴
とする、請求項1または2記載のヘッダープレート。 - 【請求項4】 内側皮膜(5)が、アルミニウムと亜鉛
との合金からなることを特徴とする、請求項3記載のヘ
ッダープレート。 - 【請求項5】 アルミニウムとマグネシウムとの合金か
らなることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記
載のヘッダープレート。 - 【請求項6】 マグネシウムの比率が、2%よりも大で
あることを特徴とする、請求項5記載のヘッダープレー
ト。 - 【請求項7】 外側表面(2)と外側皮膜(3)との間
に中間皮膜(20)を備えていることを特徴とする、請
求項1〜6のいずれかに記載のヘッダープレート。 - 【請求項8】 中間皮膜(20)が、アルミと亜鉛の合
金から構成されたことを特徴とする、請求項7記載のヘ
ッダープレート。 - 【請求項9】 請求項1〜8のいずれかに記載のヘッダ
ープレート(1)の所定ゾーンに貫通孔を形成する方法
であって、 (a)前記チューブ端部とほぼ同一の横方向横断面を有
する本体(15)から延長した鋭利な端部(14)を有
するパンチ(10)と、対応するパンチ(10)の本体
(15)の横方向横断面にヘッダープレートの厚みを加
えた値にほぼ等しい横断面を有する、少なくとも1つの
ダイス孔(13)が形成されたダイス(12)を含む工
具(11)を設ける工程と、 (b)前記ダイス孔(13)がヘッダープレートの所定
ゾーンの上に位置するよう外側表面(2)と反対側のヘ
ッダープレートの内側表面(4)に対抗するようダイス
(12)を位置決めし、次にヘッダープレート(1)の
外側表面(2)の所定ゾーンにパンチ(10)の鋭利な
端部(14)を当接し、ヘッダープレート(1)の内側
表面(4)がダイス孔(13)内に進入するようにする
工程と、 (c)貫通孔(17)を粗形成し、前記貫通孔(17)
を囲むヘッダープレート(1)の材料がダイス孔(1
3)に進入するように前記ゾーンにスリットを形成し、
よってカラー部分(16)を形成し、次に対応するダイ
ス孔(13)内において前記パンチ(10)の本体(1
5)をスライドさせ、よってカラー部分(16)および
関連する貫通孔(17)がヘッダープレート(1)の貫
通孔(17)に固定すべきチューブ(8)の端部の所定
の横断面に同じ内側の横方向横断面を有するようにする
工程とを備えたことを特徴とする、貫通孔を形成する方
法。 - 【請求項10】 スリット形成工程が、材料を除去する
ことなくパンチ加工することを含むことを特徴とする、
請求項9記載の方法。 - 【請求項11】 工程(a)と(b)との間に別の工程
(a’)が設けられ、この工程(a’)は、パンチ(1
0)の本体(15)の大きさとほぼ同じ大きさを有する
リリーフ状の第1オフセット部分を前記内側表面(4)
に形成するよう、まずヘッダープレート(1)の外側表
面(2)の側で所定ゾーンをプレス成形し、次に第1オ
フセット部分(7)の少なくとも一部を囲むリリーフ
(9)状をした第2オフセット部分を前記外側表面
(2)に形成するようヘッダープレート(1)の内側表
面(4)と同じ側で、愚意に所定ゾーンのプレス形成を
行うことを特徴とする、請求項9または10記載の方
法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR9610573 | 1996-08-29 | ||
FR9610573A FR2752930B1 (fr) | 1996-08-29 | 1996-08-29 | Collecteur a collets, a base d'aluminium, pour echangeur de chaleur, notamment de vehicule automobile |
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JPH1089884A true JPH1089884A (ja) | 1998-04-10 |
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Family
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP23391597A Expired - Lifetime JP3985853B2 (ja) | 1996-08-29 | 1997-08-29 | アルミ基材料製のヘッダープレート |
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EP (1) | EP0826943B1 (ja) |
JP (1) | JP3985853B2 (ja) |
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DE (1) | DE69721669T2 (ja) |
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