(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対峙する一対のアルミニウム製ヘッダーパイプと、該両ヘッダーパイプに連通接続されるアルミニウム製形材からなる互いに平行な複数の扁平状熱交換管と、を具備するアルミニウム製熱交換器であって、
上記扁平状熱交換管は、長手方向の端部の幅が該扁平状熱交換管の幅より小さく形成されると共に、幅方向の対向する長辺が平行な直線部を有し、厚さ方向の対向する短辺が直線部を残して該直線部の両端が円弧部を介して上記長辺に接続する断面略矩形状に形成され、
上記ヘッダーパイプは、該ヘッダーパイプの一側に上記扁平状熱交換管の端部が挿入可能な挿入孔が形成され、該挿入孔の両端には、上記扁平状熱交換管の上記円弧部より大きな凹円弧状端部が形成されると共に、上記挿入孔の幅は上記扁平状熱交喚管の幅より小さめに形成され、
上記扁平状熱交換管の厚さ方向の両端部の円弧部の半径（ｒ）部を、上記ヘッダーパイプの上記挿入孔の上記凹円弧状端部に食い込ませた状態で、ろう材により接合される、
ことを特徴とするアルミニウム製熱交換器。
【請求項２】
請求項１記載のアルミニウム製熱交換器において、
上記扁平状熱交換管の厚さ（ｔ）、上記円弧部の半径（ｒ）、上記挿入孔の凹円弧状端部の半径（Ｒ）としたとき、
ｔ／２≒Ｒ＞ｒの関係にある、
ことを特徴とするアルミニウム製熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、アルミニウム製熱交換器に関するものである。ここで、アルミニウムとはアルミニウム合金を含む意味であり、以下も同様である。
【背景技術】
【０００２】
一般に、アルミニウム製熱交換器としては、対峙する一対のヘッダーパイプ間に、互いに平行な複数の扁平状押出形材からなる熱交換管を水平方向に配置し、更にこれら熱交換管間にコルゲートフィンを配置し、これらをろう材により接合してなるパラレルフロー型の熱交換器が広く使用されている。
【０００３】
この種の熱交換器において、熱交換管は、該熱交換管の幅方向の端部が円弧状に形成された扁平状に形成されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００４】
また、ヘッダーパイプに設けられる挿入孔は、扁平状熱交換管(以下に扁平管という)の断面形状に対応した形状に形成されており、挿入孔内に扁平管の長手方向の端部を挿入した状態で、ヘッダーパイプと扁平管がろう材により接合されると共に、コルゲートフィンが接合される（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
上記熱交換器を組み付ける場合、少なくともコルゲートフィンはろう材が皮材として貼り合わされたブレージングシートにて形成されるか、扁平管の表面にろう材を塗布したものを用いて、ヘッダーパイプと扁平管とコルゲートフィンが接合される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１７７８５４号公報
【特許文献２】特開２０１４−１５６９３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、扁平状熱交換管とヘッダーパイプをろう付けする際、確実に接触していないと、ろう材のブリッジができないため、ろう付け不良につながる。
【０００８】
現状では、図５に示すように、扁平管３Ａの幅（ｗ）、厚さ（ｔ）、外方に向かって凸状の凸円弧状端部３５の半径（ｒ0）とし、ヘッダーパイプに設けられた扁平管の挿入孔２１の幅（Ｗ）、高さ（Ｔ）、凹円弧状端部２２の半径（Ｒ）とした場合、ｒ0≒ｔ／２、Ｒ≒Ｔ／２に設定されている。
【０００９】
扁平管３Ａはヘッダーパイプへの組み付け性を良くするため、長手方向の端部をサイジング加工してある。すなわち、図６に示すように、扁平管端部３０のヘッダーパイプへの挿入部の幅寸法（ｗ１）を、扁平管３Ａの幅（ｗ） 及び ヘッダーパイプに設けられた扁平管の挿入孔２１の幅（Ｗ）より小さくし、扁平管３Ａの長手方向の端部３０が、確実にヘッダーパイプに設けられた扁平管の挿入孔２１内に入るように挿入性を改善した加工が施されている。
【００１０】
このため、組み付け時に、扁平管３Ａとヘッダーパイプは、接触状態が不完全になりやすく、組み付け不良やろう付け時の熱膨張等で、微小なクリアランスが発生した場合、特に、扁平管３Ａの凸円弧状端部３５と挿入孔２１の凹円弧状端部２２との接合部においては、扁平管３Ａの端部３０の幅寸法（ｗ１）が、ヘッダーパイプに設けられた扁平管の挿入孔２１の幅（Ｗ）より小さいため、扁平管３Ａが確実に、ヘッダーパイプに設けられた扁平管の挿入孔２１に完全に接触した状態になっていない場合は、クリアランスが発生する結果、ろう材のブリッジ形成が不安定になり、ろう付け不良につながっていた。
【００１１】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、扁平状熱交換管とヘッダーパイプを組み付け時に確実に接触させることで、ろう材のブリッジの形成を確実にし、ろう付け性の改善を図れるようにしたアルミニウム製熱交換器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】
【００１２】
上記課題を達成するために、この発明は、対峙する一対のアルミニウム製ヘッダーパイプと、該両ヘッダーパイプに連通接続されるアルミニウム製形材からなる互いに平行な複数の扁平状熱交換管と、を具備するアルミニウム製熱交換器であって、  上記扁平状熱交換管は、長手方向の端部の幅が該扁平状熱交換管の幅より小さく形成されると共に、幅方向の対向する長辺が平行な直線部を有し、厚さ方向の対向する短辺が直線部を残して該直線部の両端が円弧部を介して上記長辺に接続する断面略矩形状に形成され、  上記ヘッダーパイプは、該ヘッダーパイプの一側に上記扁平状熱交換管の端部が挿入可能な挿入孔が形成され、該挿入孔の両端には、上記扁平状熱交換管の上記円弧部より大きな凹円弧状端部が形成されると共に、上記挿入孔の幅は上記扁平状熱交喚管の幅より小さめに形成され、  上記扁平状熱交換管の厚さ方向の両端部の円弧部の半径（ｒ）部を、上記ヘッダーパイプの上記挿入孔の上記凹円弧状端部に食い込ませた状態で、ろう材により接合される、ことを特徴とする。
【００１３】
この発明において、上記扁平状熱交換管の厚さ（ｔ）、上記円弧部の半径（ｒ）、上記挿入孔の凹円弧状端部の半径（Ｒ）としたとき、ｔ／２≒Ｒ＞ｒの関係にあるのがよい。
【００１４】
上記のように構成することにより、扁平状熱交換管をヘッダーパイプに組み付ける場合、扁平状熱交換管の幅方向の両端の円弧部は、ヘッダーパイプに設けられた挿入孔の凹円弧状端部の半径より小さいため、組み込み状態では、扁平状熱交換管の厚さ方向の両端部の円弧部の半径（ｒ）部を、上記ヘッダーパイプの上記挿入孔の上記凹円弧状端部に食い込ませた状態で、ろう材により接合することができる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、扁平状熱交換管とヘッダーパイプを組み付け時に確実に接触させることで、ろう材のブリッジの形成を確実にし、ろう付け性の改善を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明に係るアルミニウム製熱交換器の一例を示す概略側面図である。
【図２】この発明における扁平状熱交換管をヘッダーパイプに設けられた挿入孔に組み込んだ状態を示す横断面図（ａ）、（ａ）のＩ−Ｉ矢視図（ｂ）及び（ｂ）のII部拡大図（ｃ）である。
【図３】上記扁平状熱交換管をヘッダーパイプに設けられた挿入孔に組み込んだ状態を示す要部拡大斜視図である。
【図４】この発明における扁平状熱交換管の形状を示す正面図（ａ）、挿入孔の形状を示す正面図（ｂ）及び扁平状熱交換管を挿入孔に組み込んだ状態を示す正面図（ｃ）である。
【図５】従来の扁平状熱交換管の形状を示す正面図（ａ）、挿入孔の形状を示す正面図（ｂ）及び扁平状熱交換管を挿入孔に組み込んだ状態を示す正面図（ｃ）である。
【図６】上記扁平状熱交換管の平面図（ａ）及び（ａ）のIII部拡大図（ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、この発明を実施するための形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
この発明に係るアルミニウム製熱交換器１（以下に熱交換器１という）は、図１に示すように、アルミニウム（アルミニウム合金を含む）製の左右に対峙する一対のヘッダーパイプ２ａ，２ｂと、これらヘッダーパイプ２ａ，２ｂ間に互いに平行に水平方向に配置されて連通接続（接合）されるアルミニウム製押出形材からなる複数の扁平状熱交換管３（以下に扁平管３という）及び隣接する扁平管３間に介在されるアルミニウム製のコルゲートフィン４（以下にフィン４という）がろう材によって接合されている。なお、最上段及び最下段のフィン４の外側すなわち上端及び下端にはアルミニウム製のサイドプレート５がろう材によって接合されている。
【００１９】
なお、ヘッダーパイプ２ａ，２ｂの上下開口端にはアルミニウム製のエンドキャップ６がろう材によって接合されている。
【００２０】
また、上記ヘッダーパイプ２ａ，２ｂのうちの一方のヘッダーパイプ２ａ（図１において左側）の上部には熱媒体（以下に冷媒という）の流入管７ａが接続され、該ヘッダーパイプ２ａの上部側の約１／３の位置には第１の仕切板８ａが配置されている。他方のヘッダーパイプ２ｂ（図１における右側）の下部には冷媒の流出管７ｂが接続され、該ヘッダーパイプ２ｂの下部側の約１／３の位置には第２の仕切板８ｂが配置されている。
【００２１】
上記のように構成される熱交換器１において、冷媒は流入管７ａを介して第１の仕切板８ａによって区画されたヘッダーパイプ２ａ内の上部側に流入した後、扁平管３を介して第２の仕切板８ｂによって区画されたヘッダーパイプ２ｂ内の上部側に流れ、次いで、扁平管３を介して第１の仕切板８ａによって区画されたヘッダーパイプ２ａ内の下部側に流入し、その後流出管７ｂを介して外部に流れる。
【００２２】
扁平管３は、図２及び図４に示すように、幅方向の対向する長辺３１が平行な直線部３３ａを有し、厚さ方向の対向する短辺３２が直線部３３ｂを残して該直線部３３ｂの両端が円弧部３４を介して長辺３１に接続する断面略矩形状に形成されている。なお、扁平管３には複数に区画された熱媒体流路３ａが形成されている。また、扁平管３の長手方向の端部３０はサイジング加工されて、端部３０の幅寸法（ｗ１）は扁平管３の幅（ｗ）より小さくなっている。
【００２３】
ヘッダーパイプ２ａ，２ｂは、例えば円筒状の電縫管にて形成されており、該ヘッダーパイプ２ａ，２ｂの一側に扁平管３の長手方向の端部が挿入可能な横断面が略円弧状の挿入孔２１が形成され、該挿入孔２１の両端には、扁平管３の円弧部３４より大きな凹円弧状端部２２が形成されている。
【００２４】
この場合、扁平管３の厚さ（ｔ）、円弧部３４の半径（ｒ）、挿入孔２１の凹円弧状端部２２の半径（Ｒ）としたとき、ｔ／２≒Ｒ＞ｒの関係に設定されている。
【００２５】
また、扁平管３の幅（ｗ）と挿入孔２１の幅（Ｗ）はw＞Wの関係であり、扁平管３の厚さ（ｔ）に対して挿入孔２１の高さ（Ｔ）は、扁平管３が挿入可能な若干大きめに形成されている。
【００２６】
なお、上記のように形成されるヘッダーパイプ２ａ，２ｂ、扁平管３及びフィン４のうち、少なくともフィン４はろう材が皮材として貼り合わされたブレージングシートにて形成されるか、扁平管３の表面にろう材が塗布されている。
【００２７】
次に、熱交換器１を作製手順について簡単に説明する。まず、ヘッダーパイプ２ａ，２ｂの挿入孔２１に扁平管３の長手方向の端部３０を挿入して、扁平管３の厚さ（ｔ）方向の両端の円弧部の半径（ｒ）部分を、挿入孔２１の凹円弧状端部２２に食い込ませた状態にして接触させる。食い込ませ方については、扁平管の円弧部３４を変形させても、凹円弧状端部２２のR部を変形させてもよい。なお、扁平管３の端部３０を挿入孔２１に挿入する前あるいは後に、隣接する各扁平管３の間にフィン４が介在しておく。
【００２８】
このようにして、ヘッダーパイプ２ａ，２ｂ、扁平管３及びフィン４を組み付けて図示しない固定手段によって固定した状態で、加熱炉内で所定の加熱温度で加熱して、ヘッダーパイプ２ａ，２ｂ、扁平管３及びフィン４をろう材を用いて接合（ろう付け）して熱交換器１を作製する。
【００２９】
上記実施形態によれば、扁平管３の幅方向の両端の円弧部３４は、ヘッダーパイプ２ａ，２ｂに設けられた挿入孔２１の凹円弧状端部２２の半径（Ｒ）より小さいため、組み込み状態では、扁平管３の厚さ（ｔ）方向の両端の円弧部の半径（ｒ）は、ヘッダーパイプ２ａ，２ｂの挿入孔２１の凹円弧状端部２２に食い込む状態で、ろう材により接合（ろう付け）することができる。食い込ませ方については、扁平管の円弧部３４を変形させても、凹円弧状端部２２のR部を変形させてもよい。
【００３０】
したがって、ヘッダーパイプ２ａ，２ｂと扁平管３が接合（ろう付け）された状態では、図２（ｃ）及び図３に示すように、挿入孔２１の凹円弧状端部２２の半径（Ｒ）は扁平管３の幅方向の両端の円弧部３４の圧入による変形又は扁平管３の幅方向の両端の円弧部３４の半径（ｒ）のかじりによる変形で食い込み状態で接触し、クリアランス0の状態となる。その結果、扁平管３とヘッダパイプ２ａ，２ｂ間のろう材によるブリッジ形成を確実にし、ろう付け性の改善を図ることができる。
【００３１】
また、接合状態では扁平管３の円弧状端部３４と挿入孔２１の凹円弧状端部２２との接合部においては、扁平管３の端部３０の幅寸法（ｗ１）が、ヘッダーパイプに設けられた扁平管の挿入孔２１の幅（Ｗ）より小さいため、扁平管３の端部３０の幅（ｗ１）が、ヘッダーパイプに設けられた扁平管の挿入孔２１に完全に接触しない状態になった場合でも、扁平管３の円弧状端部３４が挿入孔２１の凹円弧状端部２２と確実に接触するため、ろう材のブリッジ形成が可能となる結果、扁平管３とヘッダパイプ２ａ，２ｂの挿入孔２１とのろう付け接合が確実となる。
【００３２】
なお、上記実施形態では、ヘッダーパイプ２ａ，２ｂ、扁平管３及びフィン４を具備する熱交換器１について説明したが、この発明は、ヘッダーパイプ２ａ，２ｂと、扁平管３を具備する熱交換器についても適用できる。この場合、ヘッダーパイプ２ａ，２ｂ及び扁平管３の少なくとも一方の表面にろう材が塗布されたものを使用する。
【符号の説明】
【００３３】
１  熱交換器
２ａ，２ｂ  ヘッダーパイプ
３  扁平管（扁平状熱交換管）
４  フィン（コルゲートフィン）
２１  挿入孔
２２  凹円弧状端部
３０  扁平管３の長手方向端部
３１  長辺
３２  短辺
３３ａ，３３ｂ  直線部
３４  円弧部
ｔ  扁平管３の厚さ
ｒ  円弧部３４の半径
ｗ  扁平管３の幅寸法
ｗ１  扁平管端部３０の幅寸法
Ｔ  挿入孔２１の高さ
Ｒ  凹円弧状端部２２の半径
Ｗ  挿入孔２１の幅寸法
【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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