(57)【要約】【課題】  ろう材塗布液の塗布に際して作業テーブル上での安定性が良く、ろう材塗布液の均一な塗布が可能で、しかもスロットの穴開け加工に際しては押し圧に耐えるだけの強度を保持していて、変形の起こらないヘッダーパイプを提供する。【解決手段】  本発明のヘッダーパイプの一つは、一対のヘッダーパイプと、これらヘッダーパイプ間に架設された複数のチューブと、該チューブ間に付設されたフィンとを具備してなる熱交換器であって、使用するヘッダーパイプは前記チューブを架設する面が該チューブの方向に膨らむ円弧面をなしており、該円弧面と相対する裏面には平面部分を有してなるヘッダーパイプを使用する。ヘッダーパイプの円弧面にはあらかじめろう材層を形成しておく。【選択図】            図２
2006112750.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のヘッダーパイプと、これらヘッダーパイプ間に架設された複数のチューブと、該チューブ間に付設されたフィンとを具備してなる熱交換器に使用するヘッダーパイプであって、前記チューブを架設する面が該チューブの方向に膨らむ円弧面をなしており、該円弧面と相対する裏面には平面部分を有してなることを特徴とするヘッダーパイプ。
【請求項２】
前記裏面の中央部分が平面部分をなしていて、その両側に傾斜部ないし円弧面部を有していることを特徴とする請求項１に記載のヘッダーパイプ。
【請求項３】
一対のヘッダーパイプと、これらヘッダーパイプ間に架設された複数のチューブと、該チューブ間に付設されたフィンとを具備してなる熱交換器に使用するヘッダーパイプであって、前記チューブを架設する面が該チューブの方向に膨らむ円弧面をなしており、該円弧面と相対する裏面の両端に一対の突起を有していて、該一対の突起の高さが前記裏面の中央部分の高さと同じか、中央部分の高さよりも高いことを特徴とするヘッダーパイプ。
【請求項４】
前記円弧面の曲率半径が１０〜１００ｍｍであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のヘッダーパイプ。
【請求項５】
前記円弧面の曲率半径が４５〜１００ｍｍであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のヘッダーパイプ。
【請求項６】
前記円弧面の表面にろう材層を形成してなることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のヘッダーパイプ。
【請求項７】
前記ヘッダーパイプが純アルミニウムもしくはアルミニウム合金押出材の１ピース材からなり、前記円弧面をなす部分の肉厚が０．５〜５．０ｍｍであることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のヘッダーパイプ。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の形状のヘッダーパイプ用パイプ素材を６０℃以上１５０℃以下に加熱した後、該ヘッダーパイプ用素材の円弧面にろう材塗布液を塗布してろう材層を形成し、しかる後該ろう材層を形成した部分にスロットを形成することを特徴とするヘッダーパイプの製造方法。
【請求項９】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の形状のヘッダーパイプ用パイプ素材の円弧面に、４５℃以上８０℃以下に加熱したろう材塗布液を塗布してろう材層を形成し、しかる後該ろう材層部分にスロットを形成することを特徴とするヘッダーパイプの製造方法。
【請求項１０】
前記ろう材塗布液が純ＳｉもしくはＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材粉末とフラックス及びアクリル系バインダーをアルコール系溶媒に分散させた液体であることを特徴とする請求項８または請求項９に記載のるヘッダーパイプの製造方法。
【請求項１１】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の熱交換器用ヘッダーパイプを使用してなることを特徴とする熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一対のヘッダーパイプとこれらのヘッダーパイプ間に架設された複数のチューブと該チューブに付設されたフィンとを有する熱交換器に関するものであって、さらに詳しくは、ヘッダーパイプの改善技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、空調機や自動車用に使用されている熱交換器においては、図１に示すように、ヘッダーパイプと称される左右一対の管体の間に、ヘッダーパイプと直角に互いに平行に間隔を保って多数のチューブを架設し、各チューブの端部をヘッダーパイプの側面に接続して、各チューブの内部空間とヘッダーパイプの内部空間とを連通させ、複数のチューブの間にフィン部材を配置して、熱交換性を高めた構造の熱交換器が知られている。この形式の熱交換器においては、ヘッダーパイプの内部と各チューブの内部を熱媒体が循環し、各チューブ間に配置されたフィンを介して熱媒体が熱交換できるようになっている。通常、この形式の熱交換器は、熱伝導率の良いアルミニウムあるいはアルミニウム合金で構成され、ヘッダーパイプとチューブあるいはチューブとフィンは、ろう材により接合されている。
【０００３】
ヘッダーパイプには、ろう付け性を考慮してアルミ−シリコン合金等のろう材層をあらかじめアルミニウム合金製のヘッダーパイプ素材表面に塗布したパイプが用いられている。そしてこれらのヘッダーパイプにチューブ挿入用のスロットを形成しておき、このスロットにチューブを差し込み、チューブ表面に所定の間隔を保ってコルゲート加工されたフィンを取り付け、該ろう材の融点以上の温度に加熱して、接合部分のまわりのろう材層を加熱溶融させて流動化し、チューブをヘッダーパイプに差し込んだ部分あるいはチューブとフィンの接合部分周囲をろう材で充填した後冷却して、ヘッダーパイプとチューブ及びチューブとフィンをろう付け接合して熱交換器としている。
【０００４】
このような熱交換器のヘッダーパイプとしては、断面形状が円形の押出材が広く用いられている（例えば、特許文献１参照。）。図８に断面形状が円形のヘッダーパイプの外観斜視図を示し、図９にはこのヘッダーパイプの線Ｂ−Ｂ’に沿った断面を示す。図に示すとおりこのヘッダーパイプ１１（１２）は、断面形状が円形のパイプの側面に複数のチューブ挿入用のスロット１８が形成されていて、その周辺部にフラックスを含むろう材層１９が塗布してある。
【０００５】
図１０は図８に示すヘッダーパイプの加工方法を説明する図である。フラックスを含むろう材層を塗布したヘッダーパイプ素材にスロットを形成するには、穴開け用ポンチ２０を図示省略のプレス金型の上部ダイセットに取り付ける。そしてヘッダーパイプ１１，（１２）の素材をプレス金型のダイ１３上に載置してヘッダーパイプの１１，（１２）の素材外壁の下半分を保持し、ヘッダーパイプ１１，（１２）の素材の外壁の上半分を、プレス金型のポンチガイド１４により保持する。次に、穴開け用ポンチ２０を押し下げることによって穴開け加工を施し、これによりスロットを形成する。
以上の作業により穴開け工程が終了し、図８に示す形状のヘッダーパイプ１１，（１２）が形成される。この加工方法では、穴開け用ポンチの押圧を素材の円周面で受けるため強度があり、素材が押し潰されることはない。
【０００６】
熱交換器のヘッダーパイプとしては、断面形状が方形の押出材も用いられている（例えば、特許文献２参照。）。図１１に断面形状が方形の押出材からなるヘッダーパイプの断面を示す。図１１に示すヘッダーパイプ２１，（２２）では、正方形の断面の一側面に複数のスロット２８が形成されているとともに、その周辺にフラックスを含むろう材層２９が塗布されている。このヘッダーパイプは、ろう材層を形成する面が平面であるため、ろう材層を形成しやすい利点がある。
図１２には、図１１に示す形状のヘッダーパイプの加工方法を示した。加工方法は先の断面円形の場合と同様である。しかし、断面形状が方形の素材では、穴開け用ポンチの押圧を素材の平面で受けるために耐圧強度が不足して、図中破線で示すように素材が押し潰されてしまうので、その後のチューブの挿入接合が困難になる。
【０００７】
また、充分な耐圧強度を確保したヘッダーパイプとして、チューブ挿入面を扁平とし、チューブ挿入面と反対側の面を円弧状として、両者の間を滑らかに連接したヘッダーパイプも提案されている（例えば、特許文献３参照。）。このヘッダーパイプの断面形状を図１３に示す。図に示すヘッダーパイプ３１，（３２）はチューブ３を挿入する側の面３１ａが扁平で、これと反対側の面３１ｂが円弧状をなしている。そして面３１ａと面３１ｂの弧との間隔ｄは、４〜６ｍｍが適当とされている。
【特許文献１】特開平０２−１６９９９５号公報
【特許文献２】特開２００２−２７７１８７号公報
【特許文献３】特開２００２−０４８４８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
熱交換器を組み立て加工するには、押出ヘッダーパイプ、押出扁平管、フィンを用い、ろう材粉末、フラックス及びバインダーを溶媒に分散させたろう材塗布液を必要な部分にのみ塗布してろう付け接合する方法が最も合理的で生産性が高く、コストも削減できる方法である。本発明はこの組立方法に最も適したヘッダーパイプに関するものである。
ところで、断面円形のヘッダーパイプでは、スロットの穴開け加工では充分な強度を発揮するものの、ろう材塗布液を塗布する際にパイプ表面をろう材塗布液が流れ落ちてしまい、均一なろう材層が形成できないので完全なろう付け接合ができない場合がある。このため冷却媒体の漏洩がおこり、熱交換器の故障の原因になるばかりでなく製品歩留まりの低下の原因となる。
断面方形のヘッダーパイプでは、ろう材塗布液の塗布がし易く健全なろう材層を形成することができるものの、スロットの穴開け加工に際しては押し圧に耐えるだけの強度が保てず、穴開け面が窪んでしまうので完全なろう付け接合ができず、このため冷却媒体の漏洩がおこり、熱交換器の故障の原因になるばかりでなく製品歩留まりの低下の原因となる。
また、図１３に示されたような断面形状のヘッダーパイプでも、スロットの穴開け加工に際しては押し圧に耐えるだけの強度が保てず、穴開け面が窪んでしまう。しかも形状が微妙であるため、ろう材塗布液の塗布に際して作業テーブル上での安定性が悪く、ろう材塗布液を均一に塗布するのが難しいという難点がある。このため均一なろう材層が形成できないので完全なろう付け接合ができない場合がある。
本発明は、ろう材塗布液の塗布に際して作業テーブル上での安定性が良く、ろう材塗布液の均一な塗布が可能で、しかもスロットの穴開け加工に際しては押し圧に耐えるだけの強度を保持していて、変形の起こらないヘッダーパイプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため本発明のヘッダーパイプの一つは、一対のヘッダーパイプと、これらヘッダーパイプ間に架設された複数のチューブと、該チューブ間に付設されたフィンとを具備してなる熱交換器に使用するヘッダーパイプであって、前記チューブを架設する面が該チューブの方向に膨らむ円弧面をなしており、該円弧面と相対する裏面には平面部分を有してなるヘッダーパイプとした。
本発明のヘッダーパイプでは、前記裏面の中央部分が平面部分をなしていて、その両側に傾斜部ないし円弧面部を有しているヘッダーパイプであっても良い。
【００１０】
本発明の他のヘッダーパイプは、一対のヘッダーパイプと、これらヘッダーパイプ間に架設された複数のチューブと、該チューブ間に付設されたフィンとを具備してなる熱交換器に使用するヘッダーパイプであって、前記チューブを架設する面が該チューブの方向に膨らむ円弧面をなしており、該円弧面と相対する裏面の両端に一対の突起を有していて、該一対の突起の高さが前記裏面の中央部分の高さと等しいか、中央部分の高さよりも高くしたヘッダーパイプとすることもできる。
【００１１】
本発明のヘッダーパイプでは、前記円弧面の曲率半径は１０〜１００ｍｍであることが適当であり、より好ましくは４５〜１００ｍｍとするのがよい。
ろう材塗布液を塗布する際にろう材塗布液が流れ落ちてダレることが無く、均一なろう材層が形成できてしかもスロット形成加工の際に充分な強度を保つためである。
【００１２】
本発明のヘッダーパイプでは、前記円弧面の表面にろう材層を形成したものであることが好ましい。
熱交換器を組み立て加工するに際して、ヘッダーパイプとチューブとのろう付け接合を容易にするためである。
【００１３】
本発明のヘッダーパイプでは、前記ヘッダーパイプが純アルミニウムもしくはＡｌ−Ｍｎ系、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金押出材の１ピース材からなり、前記円弧面をなす部分の肉厚が０．５〜５．０ｍｍであることが好ましい。
純アルミニウムもしくはアルミニウム合金からなる押出材は加工が容易で、穴開け加工の際の押し圧に耐える各種形状の断面が得られやすく、しかもヘッダーパイプ内の冷媒流路を確保した小型のヘッダーパイプが得られるからである。
【００１４】
本発明のヘッダーパイプの製造方法の一つは、上記に記載の各形状のヘッダーパイプ用パイプ素材を６０℃以上１５０℃以下に加熱した後、該ヘッダーパイプ用素材の円弧面にろう材塗布液を塗布してろう材層を形成し、しかる後該ろう材層を形成した部分にスロットを形成するヘッダーパイプの製造方法である。
本発明のヘッダーパイプの製造方法の他の一つは、上記に記載の各形状のヘッダーパイプ用パイプ素材の円弧面に、４５℃以上８０℃以下に加熱したろう材塗布液を塗布してろう材層を形成し、しかる後該ろう材層部分にスロットを形成するヘッダーパイプの製造方法である。
また、ろう材塗布液としては、純ＳｉもしくはＡｌ−Ｓｉ系合金ろう材粉末とフラックス及びアクリル系バインダーをアルコール系溶媒に分散させた液体を使用するのが好ましい。
ろう材層を形成する際に母材あるいはろう材塗布液のいずれかを予熱しておくことにより、塗布後に溶媒の揮散が促進されて、均一なろう材層の形成が容易となるからである。
【００１５】
本発明の熱交換器は一対のヘッダーパイプと、これらヘッダーパイプ間に架設された複数のチューブと、該チューブ間に付設されたフィンとを具備してなる熱交換器であって、ヘッダーパイプに上記に記載したいずれかの本発明のヘッダーパイプを使用した熱交換器である。
本発明の熱交換器はヘッダーパイプの変形が無く、ヘッダーパイプとチューブとの接合部も完全強固で不良品の発生が極めて少ない熱交換器である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ろう材塗布液の塗布に際して作業テーブル上での安定性が良く、ろう材塗布液の均一な塗布が可能で、しかもスロットの穴開け加工に際しては押し圧に耐えるだけの強度を保持していて、変形の起こらないヘッダーパイプを提供することができる。
本発明の熱交換器はヘッダーパイプの変形が無く、ヘッダーパイプとチューブとの接合部も完全強固で不良品の発生が極めて少ない熱交換器を、歩留まり良く低コストで製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に本発明について図面を使用して詳細に説明する。
図１は、本発明に係わる熱交換器の一例を示すもので、この熱交換器１００は左右に配置されたヘッダーパイプ１，２と、これらのヘッダーパイプ１，２の間に相互に間隔を保って平行に、かつヘッダーパイプ１，２に対して直角に接合された複数のチューブ３と、チューブ３に付設された波形のフィン４を主体として構成されている。ヘッダーパイプ１，２の上下端はキャップ５により封止されており、一方のヘッダーパイプ２下部には熱媒体入口６が設けられており、他方のヘッダーパイプ１の上部には熱媒体出口７が設けられている。各ヘッダーパイプの内部には適当な間隔をおいて仕切板（図示省略）が挿入されており、熱媒体が均一に循環するように構成されている。前記ヘッダーパイプ１，２とチューブ３及びフィン４は、それぞれ熱伝導性の良いアルミニウム合金などから構成されている。
【００１８】
図２は、図１に示す本発明の熱交換器の片方のヘッダーパイプ近傍を拡大して示す外観斜視図であって、キャップを取り外してヘッダーパイプ１（２）の断面形状が判るようになっている。本発明のヘッダーパイプ１（２）は円弧状の面に複数の扁平なチューブ３が挿入されていて、各チューブ間には薄い波状のフィン４が取り付けられている。
【００１９】
図３は、図２に示す本発明のヘッダーパイプ１（２）の熱交換器に組み立てる前の外観斜視図であり、図４は図３の線Ａ−Ａ’に沿った断面図の一例である。本発明のヘッダーパイプ１（２）はチューブを架設する方の片面がチューブの方向に膨らむ円弧面１ａをなしており、円弧面１ａに背中合わせに相対する裏面１ｂには平面部分を有している。裏面１ｂの平面部分は、作業台上に安定静置するか、あるいは移動台にのせてフローコーターの塗布液カーテン下を円滑に通過できるようにしてろう材塗布液を塗布し易くするためのものであって、裏面全面が平面で有る必要はなく、安定静置するのに十分な領域が平面をなしていればよい。図４は裏面１ｂがほぼ全面にわたって平面で構成されている例を示し、円弧面１ａと裏面１ｂの間も平面で構成されており、接続部は押出加工のダイスに許容される曲率の丸味を付けてある。
円弧面１ａには、扁平パイプ３を挿入するためのスロット８が適当な間隔を置いて複数個開けられている。また、円弧面１ａ表面のスロット８の近傍には、ろう材層９が形成されている。
スロット８中に扁平なチューブ３を挿入して加熱すると、ろう材が溶けてヘッダーパイプ１（２）とチューブ３とがろう付け接合される。
【００２０】
いま、円弧面１ａの肉厚が１．２ｍｍで図４に示す断面形状の３００３合金製アルミニウム合金押出材について、円弧面１ａの曲率半径Ｒを種々変えてろう材塗布液を塗布した場合に、ダレの無い綺麗なろう材層が形成できるかどうかテストした。使用したろう材塗布液は、平均粒径３０μｍ、最大粒径７０μｍのＡｌ−２５％Ｓｉ合金粉末と、フルオロアルミン酸カリウムからなる非腐食性フラックス粉末及びアクリル樹脂からなるバインダーをアルコールを含む溶媒に分散させた溶液を使用した。ヘッダーパイプ素材をあらかじめ予熱した場合と、室温のままの場合についてテストした。ろう材塗布液を循環ポンプなどを動力としたフローコーター方式で塗布し、得られたろう材層の厚さを測定して均一性を評価した。結果を表１に示す。
【００２１】
さらに、ろう材層を形成した後スロットの穴開け加工を施し、ダイスによる打ち抜性の良否をテストするとともに、チューブとヘッダーパイプとをろう付け接合した場合のろう付け性を評価した。
穴開け加工方法は図５に示すように、穴開け用ポンチ２０を図示省略のプレス金型の上部ダイセットに取り付ける。そしてヘッダーパイプ１，（２）用の素材をプレス金型のダイ１３上に載置してヘッダーパイプの１，（２）用の素材外壁の下半分を保持し、ヘッダーパイプ１，（２）の素材の外壁の上半分を、プレス金型のポンチガイド１４により保持して、穴開け用ポンチ２０を押し下げることによって穴開け加工を施した。
このようにして形成したスロットにチューブを差し込み、窒素雰囲気中で６００℃×３分の条件で加熱してチューブとヘッダーパイプとをろう付け接合し、ろう付け性を評価した。チューブとしては１０５０合金からなる幅１８ｍｍ、高さ２ｍｍ、肉厚０．４ｍｍの押出扁平チューブを使用した。これらの結果も表１に併記する。
【００２２】
【表１】
2006112750.tif 000003
【００２３】
表１において塗布性評価欄の○印は、円弧面の頂上部と側壁端に近い部分とのろう材層の厚さの差が０．１ｍｍ以下の場合を示し、×印は円弧面の頂上部と側壁端に近い部分とのろう材層の厚さの差が０．１ｍｍより大きい場合を示す。また、スロット打抜性欄の○印は、スロット部に窪みの発生が無く、チューブ挿入に影響を与えない加工後の形状が維持できた場合を示し、△印はスロット部にやや障害となる変形が発生し、チューブ挿入はできるが若干の隙間が空く場合を示し、×印はスロット部に大きな変形が発生してチューブ挿入すらできない場合を示している。さらに、ろう付け性評価欄の○印は、つなぎ目にろう材の不完全充填が無く、溶融後のろう材の量も均一で完全なろう付け接合ができた場合を示し、×印はつなぎ目でののろう材の充填が不完全な部分が認められ、ろう材の量も不均一になった場合を示している。
【００２４】
表１の結果から、円弧面の曲率半径Ｒが１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下の時にはろう材塗布液の塗布性も良く、しかもろう付け性も良く、その上スロットの打抜性にも優れていることが判った。円弧面の曲率半径Ｒが１０ｍｍ未満ではろう材塗布液が流れ落ちてしまい、ろう材塗布液の塗布性が悪く、したがってろう付け性も悪くなることが判った。
また、円弧面の曲率半径Ｒが１００ｍｍを越えるとろう材塗布液の塗布性が良いが、穴開け加工の際の押し圧に耐える強度が得られず、円弧面に窪みができやすいのでろう付け性が悪くなることが判った。
従って、本発明においては円弧面の曲率半径Ｒを１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下とするのが好ましい。さらに好ましくは円弧面の曲率半径Ｒを４５ｍｍ以上１００ｍｍ以下とするのが良い。この場合にはヘッダーパイプ素材の予熱をしなくても、良好なろう付け接合を達成することが可能となる。
【００２５】
良好なろう材塗布液の塗布性とろう付け接合を達成するのにヘッダーパイプ素材の予熱が有効であることから、ヘッダーパイプ素材に加えてろう材塗布液の予熱の効果も調べた。
前記と同様のヘッダーパイプ素材とろう材塗布液を使用して、ヘッダーパイプ素材とろう材塗布液の予熱温度を種々変えた場合の、ろう材塗布液の塗布性とろう付け性を評価した。評価方法と評価基準は前記と同様である。結果を表２に示した。
【００２６】
【表２】
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【００２７】
表２の結果から、ヘッダーパイプ素材の予熱温度は６０℃以上１５０℃以下とするのが良いことが判る。予熱温度が６０℃未満では、予熱が不十分でろう材塗布液を曲率半径Ｒの小さな円弧面に塗布した場合、周囲にタレ落ちて満足なろう付け性を確保することができない。また、予熱温度が１５０℃を越えるとろう材塗布液中の揮発成分の蒸発が急速に進行して、ブリスターの発生等が生じて形成されたろう材層の均一性が損なわれる結果を招く。
また、ろう材塗布液の予熱温度は４５℃以上８０℃以下とするのが良いことが判る。予熱温度が４５℃未満では、予熱が不十分でろう材塗布液を曲率半径Ｒの小さな円弧面に塗布した場合、周囲にタレ落ちて満足なろう付け性を確保することができない。また、予熱温度が８０℃を越えるとろう材塗布液中の成分が変質するのでろう材塗布液の特性が損なわれ、結果としてろう付け性に悪影響を与える結果となる。
【００２８】
本発明のヘッダーパイプの必須要件は、チューブ挿入面の円弧面とこの円弧面と反対側の平面部である。したがって、図４に示す以外の断面形状の押出材でも使用可能である。
図６は、本発明のヘッダーパイプの他の断面形状の例を示す図である。図６に示すヘッダーパイプは、前記裏面の中央部分１ｂが平面部分をなしていて、その両側に傾斜部１ｃ、１ｄを有しており、各部分が緩やかな曲率半径を持って接合されている。この場合、傾斜部１ｃ、１ｄは円弧面をなしていても良いし、緩やかな曲面で繋がれていても良い。重要なのは平面部分をなす中央部分１ｂであって、作業台上に円弧面１ａを上にして安定して静置できるものであればよい。
【００２９】
このような観点から本発明のヘッダーパイプの別の断面形状の例として、図７に示す断面形状のヘッダーパイプが挙げられる。図７では円弧面１ａの両端に平面状の側壁１ｃ、１ｄがあり、その側壁１ｃ、１ｄの先端の裏面１ｂの両端に一対の突起１ｅ，１ｆを有していて、裏面１ｂの中央部及び突起１ｅ，１ｆの高さが同じで先端が一平面を形成するようになっている。もちろん、突起１ｅ，１ｆの高さが裏面１ｂの中央部高さよりも高くても、突起１ｅ，１ｆの先端のみで一平面を形成するので、安定して静置することができる。
このように本発明のヘッダーパイプでは、作業台あるいは移動用の台の上に円弧面１ａを上にして安定して静置できる構造の裏面を有しておれば良く、アルミ合金ならば各種裏面形状を有する押出材を比較的簡単に得ることができる。
【００３０】
本発明のヘッダーパイプは、純アルミニウムもしくはアルミニウム合金押出材の１ピース材で構成するのが好ましく、前記円弧面をなす部分の肉厚は０．５〜５．０ｍｍとするのが好ましい。円弧面をなす部分の肉厚が０．５ｍｍ未満では強度が弱く、スロットを打ち抜くためのダイスを当てた時に円弧面が大きく変形し、必要な形状を得ることができない。また、円弧面をなす部分の肉厚が５．０ｍｍを越えるとスロットを打ち抜く加工ができなくなるほか、断面積が小さくなって冷却媒体の流路面積が狭くなり、熱交換器の小型化に支障を来す。素材としては純アルミニウムか、あるいはアルミニウム合金としては３００３合金等が利用できる。
【００３１】
本発明のヘッダーパイプでは、チューブを差し込むスロットの穴開け加工を行う前に、あらかじめろう材層を形成しておくのが好ましい。ろう材層はろう材塗布液として、純Ｓｉ、Ａｌ−Ｓｉ系合金もしくはＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系合金からなるろう材粉末とフラックス及びアクリル系バインダーをアルコール系溶媒に分散させた液体を塗布して乾燥させたものを使用する。フラックスとしては、通常非腐食性フラックスとして使用される、主としてＫＡｌＦ４ 及びＫ３ＡｌＦ６からなるフルオロアルミン酸カリウムが利用できる。また、バインダーとしてはアクリル樹脂が利用できる。これらの原料をアルコールを含む溶媒に分散させ、塗布に適する粘度の調整したろう材塗布液を使用する。
【００３２】
ろう材層の形成は、所定位置に上記ろう材塗布液を循環ポンプなどを動力としたフローコーター方式等を用いて塗布し、その後の乾燥工程で溶媒を揮散させて形成する。ろう材塗布液を塗布する際に、素材もしくはろう材塗布液をあらかじめ予熱しておくと溶媒が速やかに揮散して、ダレの無い綺麗なろう材層を形成することができる。
ろう材塗布液を塗布するに際しては、ヘッダーパイプ用の素材をその円弧面を上向きにして作業台あるいは移動用の台の上に静置して、チューブ差し込み用のスロットを形成する領域に塗布する。
作業台は固定式でも移動式でも構わないが、円弧面の所定の位置に正確に塗布するためには、ヘッダーパイプ用の素材は上向きに安定して静置されている必要がある。そのため本発明のヘッダーパイプ用の素材は、チューブ差し込み用のスロットを形成する円弧面とは反対側の裏面が平面部分を有するか、平面を構成する突起を有した形状とする。
【００３３】
そのような断面形状のヘッダーパイプ用素材の円弧面にろう材塗布液を塗布してろう材層を形成し、しかる後該ろう材層を形成した部分にスロットを形成する。ついで該スロットに複数のチューブを差し込み、各チューブ間にフィンを組み込むか、あるいは工程の順番を入れ替えてコルゲートフィンをチューブ列間に配置しておいてヵら、並んだチューブ端を同時にヘッダーパイプに挿入する工程を経て、全体をろう付加熱することにより各部材がろう付け接合されて目的とする熱交換器が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の熱交換器の構造を説明する外観図である。
【図２】図１に示す本発明の熱交換器の片方のヘッダーパイプ近傍を拡大して示す外観斜視図であを示す図である。
【図３】本発明のヘッダーパイプの外観斜視図である。
【図４】図３の線Ａ−Ａ’に沿った断面図である。
【図５】本発明のヘッダーパイプの穴開け加工方法を説明する図である。
【図６】本発明のヘッダーパイプの他の断面形状の例を示す図である。
【図７】本発明のヘッダーパイプの別の断面形状の例を示す図である。
【図８】従来のヘッダーパイプの一例を示す外観斜視図である。
【図９】図８の線Ｂ−Ｂ’に沿った断面図である。
【図１０】従来のヘッダーパイプの穴開け加工方法を説明する図である。
【図１１】従来のヘッダーパイプの断面形状の一例を示す図である。
【図１２】従来のヘッダーパイプの断面形状の他の例を示す図である。
【図１３】従来のヘッダーパイプの断面形状の別の例を示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１，２，１１，１２，２１，２２，３１，３２・・・・・ヘッダーパイプ、３・・・・・扁平チューブ、４・・・・・フィン、５・・・・・キャップ、６・・・・・冷媒入口、７・・・・・冷媒出口、８，１８，２８，３８・・・・・スロット、９，１９，２９・・・・・ろう材層、１３・・・・・ダイ、１４・・・・・ポンチガイド、１５・・・・・詰め物、２０・・・・・穴開けポンチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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