(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム製の溶加材を用いて基材に溶接されるアルミニウム製のピンにおいて、
前記ピン（１）は、軸部（１１）と該軸部（１１）の一部に半径方向に突出したフランジ部（１２）が一体に設けられた形状となされ、
前記フランジ部（１２）の形状が、基材（２４）と当接されるフランジ部（１２）の基端部（１３）から先端部（１４）に向かって連続的に縮径されてなることを特徴とする溶接用ピン。
【請求項２】
ピンの材質は、Ａ６０６１アルミニウムである請求項１に記載の溶接用ピン。
【請求項３】
ピンの形状は、軸部の長さ方向の中間にフランジ部が突設された形状である請求項１または２に記載の溶接用ピン。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載のピンが取り付け用に用いられているアルミニウム製熱交換器。
【請求項５】
ピンがブラケットに溶接され、ブラケットが熱交換器の両側に配置されたヘッダーの下部にろう付により接合されている請求項４に記載のアルミニウム製熱交換器。
【請求項６】
ブラケットの取付用板部に、ピン挿入孔が形成されるとともに、該孔に前記ピンが挿通され、この状態でフランジ部の基端部の周縁が溶接されることにより、ピンがブラケットの取付用板部に接合されている請求項５に記載のアルミニウム製熱交換器。
【請求項７】
ブラケットの材質は、Ａ３００３アルミニウムである請求項５または６に記載のアルミニウム製熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば自動車に熱交換器を取り付けるためのブラケットに接合されて使用される、溶接用ピン及びアルミニウム製熱交換器に関する。
【０００２】
なお、この明細書に記載されるアルミニウムの語は、その合金をも含む意味で用いられる。
【従来の技術】
【０００３】
カークーラー等に用いられるアルミニウム製の熱交換器は、一般的には、熱交換器に接合されたブラケットを介して車体に取り付けられるが、ブラケットと車体との取り付け方法は、ブラケットを直接車体に取り付ける方法の他、取付強度や取り付けの容易性等の要請により、アルミニウム製のピンをブラケットに接合し、該ピンによってブラケットを車体に取り付ける方法も採用されている。
【０００４】
前記ピンが接合されたブラケットを用いて熱交換器を車体に取り付ける場合、ピンとブラケットの接合強度が熱交換器の取付強度に大きな影響を与えるため、それらの接合は溶接によって行われる。具体的には、図６に示すように、軸部（７１）の長さ方向の一端に、径大のフランジ部（７２）が一体に設けられたピン（７）の前記軸部（７１）を、ブラケット（７４）に設けられた孔（７５）に挿通し、前記フランジ部（７２）によってブラケット（７４）にピン（７）を係止し、その状態でフランジ部（７２）とブラケット（７４）の当接面周縁を溶接することで、ピン（７）をブラケット（７４）に接合していた。そして、このピン（７）の前記フランジ部（７２）は、従来、厚さ方向の中間部が半径方向に膨出したクラウン形状となされていた。
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のような溶接は一般にはアルゴン溶接によって行われており、またピン（７）としては、加工性や強度の観点から、切削性及び強度に優れたＡ６０６１アルミニウムからなるものが用いられ、溶加材としてはＡ１１００アルミニウム材が用いられていた。
【０００６】
しかしながら、Ａ６０６１アルミニウム材からなるピン（７）をＡ１１００アルミニウム溶加材を用いてアルゴン溶接すると、溶接ビード部（６）に割れが発生するという欠点があった。このように溶接ビード部（６）に割れが発生すると、ブラケット（７４）とピン（７）との接合強度が低下し、ひいては熱交換器の車体への取付強度が低下し、自動車の振動等によってブラケット（７４）とピン（７）との接合が外れ、熱交換器が車体内でがたついたり脱落する可能性があった。
【０００７】
上記のような溶接ビード部（６）の割れの発生は、ピンの構成材料であるＡ６０６１アルミニウムが０．１wt％以上のＣｕを含んで溶接割れ感受性が強いうえ、ピン（７）のフランジ部（７４）はその厚さ方向の中間部が半径方向に膨出したクラウン形状となされていることから、溶接時にフランジ部（７４）の溶接ビード部（６）への溶解量が多くなり、このため溶接ビード部（６）におけるＣｕ含有量が多くなっていることに起因して発生するものであった。
【０００８】
もっとも、溶加材としてＡ４０４３アルミニウムを用いることにより、溶接ビード部の割れの問題を回避することはできる。しかしながら、この場合は次のような問題があった。即ち、熱交換器の製造において、ピンをブラケットに溶接したのち、該ブラケットを熱交換器コアに組み付け、コアの各構成部品のろう付とともにブラケットをコアにろう付することが行われる場合があるが、この場合、Ａ４０４３アルミニウムの融点が低いため、該アルミニウムを用いた溶接ビード部がろう付加熱時に再溶解してしまうという欠点があった。
【０００９】
この発明は、このような技術的背景に鑑みてなされたものであって、ピンをブラケット等の基材に溶接した場合の溶接ビード部の溶接割れを抑制し、かつ溶接後にろう付を行う場合においても溶接ビード部の再溶融を防止することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、この発明は、ピンを基材に溶接した場合の溶接ビード部への溶け込み量が少なくなるように、ピンのフランジ部の形状を規定したものである。
【００１１】
即ち、この発明にかかる溶接用ピンは、アルミニウム製の溶加材を用いて基材に溶接されるアルミニウム製のピンにおいて、前記ピンは、軸部と該軸部の一部に半径方向に突出したフランジ部が一体に設けられた形状となされ、前記フランジ部の形状が、基材と当接されるフランジ部の基端部から先端部に向かって連続的に縮径されてなることを要旨とするものである。
【００１２】
以上の構造とすることにより、フランジ部における基端部のごくわずかの部分が溶接によって溶解することになり、溶接時に溶融されるピンの量を投入される溶加材に対して少なく抑えることができる。即ち、溶接ビード中の溶加材に対するピンの材料の割合が少なくなるため、ピンに含有される溶接割れ感受性の強いＣｕ等の成分の溶接ビード中の含有量を抑えることができ、溶接ビード部の割れを有効に抑制することができる。
【００１３】
また、ピンの材質は、Ａ６０６１アルミニウムであっても良い。
【００１４】
また、ピンの形状は、軸部の長さ方向の中間にフランジ部が突設された形状であっても良い。
【００１５】
また、この発明に係るアルミニウム製熱交換器は、上記ピンが取り付け用に用いられている。
【００１６】
この熱交換器において、ピンがブラケットに溶接され、ブラケットが熱交換器の両側に配置されたヘッダーの下部にろう付により接合されていても良い。
【００１７】
また、ブラケットの取付用板部に、ピン挿入孔が形成されるとともに、該孔に前記ピンが挿通され、この状態でフランジ部の基端部の周縁が溶接されることにより、ピンがブラケットの取付用板部に接合されていても良い。
【００１８】
また、ブラケットの材質は、Ａ３００３アルミニウムであっても良い。
【発明の実施の形態】
【００１９】
次に、この発明を自動車用アルミニウム製熱交換器の取り付けに供されるピンにかかる実施形態に基づいて、図中の符号を参照しつつ説明する。
【００２０】
図１はピン（１）を示した図であり、（１１）は軸部、（１２）は軸部（１１）の長さ方向の一端に一体に設けられた径大のフランジ部を示している。
【００２１】
前記ピン（１）は、図４、図５に示すように熱交換器（３）を自動車の車体に取り付けるためのアルミニウム製ブラケット（２）に接合される部材であり、また、切削によって成形されるため、軽量で高強度、及び、優れた切削性が要求される。したがって、ピン（１）の材質はＡ６０６１アルミニウムが好適である。
【００２２】
前記軸部（１１）は横断面円形の棒状となされており、その径及び長さは、取り付ける熱交換器（３）の重量や車体の構造により適宜設定される。
【００２３】
前記フランジ部（１２）は軸部（１１）と連接している基端部（１３）が軸部（１１）よりも径大で、先端部（１４）に向かって連続的に縮径された円錐台形状となされている。
【００２４】
図４及び図５は上記ピン（１）の取付状態を示すものであり、ピン（１）がブラケット（２）に溶接され、該ブラケット（２）（２）が熱交換器（３）の両側に配置されたヘッダー（３１）（３１）の下部にろう付により接合されている。
【００２５】
前記熱交換器（３）は、複数本の偏平チューブ（３２）の両端が断面円形の一対の中空ヘッダー（３１）（３１）に連通状態に接続されるとともに、隣接チューブ（３２）間にフィン（３３）が配置されたマルチフロータイプの熱交換器である。
【００２６】
前記ブラケット（２）（２）は、図５に示すように、熱交換器（３）のヘッダー（３１）の外周面に適合する断面円弧状の当接板部（２１）と、該当接板部（２１）の内側側縁部から内向きＬ形に突出されるとともに、先端部が熱交換器（３）の厚さ方向内方に曲折された上下一対の係止用片部（２２）と、当接板部（２１）の下部に連続してＬ字状に突出した熱交換器取付用板部（２４）とを一体に備えたものに構成されている。そして、前記ブラケット（２）はその当接板部（２１）がヘッダー（３１）の外周面に沿わせて配置されるとともに、係止用片部（２２）がチューブ（３２）に係止され、かつ、熱交換器取付用板部（２４）がヘッダー（３１）の下方に位置する状態となされ、この状態でブラケット（２）の当接板部（２１）がヘッダー（３１）にろう付されている。
【００２７】
前記ブラケット（２）の取付用板部（２４）には、ピン挿入孔が形成されるとともに、該孔にピン（１）が下向きに挿通され、この状態でフランジ部（１２）の基端部（１３）の周縁が溶接されることにより、ピン（１）がブラケット（２）の取付用板部（２４）に接合されている。
【００２８】
また、前記２個のブラケット（２）（２）の一方には、前記当接板部（２１）の外側側縁部から外方に突出されて継手部材（４）の下面に配置された逆Ｌ字状の締結用板部（２３）が一体に設けられ、前記締結用板部（２３）には、継手部材（４）が締結ネジ（４１）によって固定されている。この継手部材（４）は、熱交換器（３）のヘッダー（３１）に接続されたパイプ（５）と、外部から冷媒を供給する図示しないパイプの接合を容易にするための部材である。また、ブラケット（２）の材質は、加工性や軽量性を考慮してＡ３００３アルミニウムを用いる。
【００２９】
次に、前記ブラケット（２）にピン（１）を溶接する方法を説明する。図２に示すように、取付用板部（２４）に設けた孔にピン（１）の軸部（１１）を挿通し、取付用板部（２４）にフランジ部（１２）の基端部（１３）を当接させる。この状態で溶加材としてＡ１１００アルミニウムを用い、アルゴン溶接によって、フランジ部（１２）の基端部（１３）の周縁と取付用板部（２４）を溶接する。
【００３０】
前記溶加材としてＡ１１００を用いるのは、ピン（１）とブラケット（２）との溶接後に行う熱交換器（３）とブラケット（２）とのろう付加熱時に、溶接ビード部（６）が再溶融しない材質だからである。これに対し、Ａ４０４３アルミニウムを溶加材として用いると、前記ろう付加熱によって溶接ビード部（６）が再溶融し、良好な接合強度が得られない。
【００３１】
以上によって、ピン（１）とブラケット（２）が溶接ビード部（６）を介して接合されるが、図２の破線で示すように、ピン（１）のフランジ部（１２）は基端部（１３）から先端部（１４）に向けて連続的に縮径されているから、フランジ部（１２）の溶融量は、図６の破線で示す従来例に比べて少なくなる。したがって、溶接ビード部（６）におけるピン（１）の材質であるＡ６０６１アルミニウムの含有量を少なくでき、引いてはＡ６０６１アルミニウムに含有されるＣｕ成分の量を少なく抑えることができ、溶接ビード部（６）の割れを有効に防止することができる。
【００３２】
こうして、ピン（１）をブラケット（２）に溶接した後、ブラケット（２）を前記熱交換器（３）に仮組した後、ろう付炉によって全体が加熱されろう付が行われる。
【００３３】
なお、この発明のピン（１）の形状は上記に限定されるわけではなく、図３に示すように、軸部（１１）を基材（２４）に挿通せずに溶接に供するものや、軸部（１１）の長さ方向の中間に、フランジ部（１２）が突設されたものでも良い。
【発明の効果】
【００３４】
この発明は、上述の次第で、ピンにおけるフランジ部の形状により溶接時における溶接ビード中のピンの材質の溶融量を抑えるものである。したがって、溶接ビード中の溶加材に対するピンの材質に含まれる溶加材と相性の悪い成分の量を少なくでき、溶接により生じる溶接ビードの割れを有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】   この発明の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】   図１に示す実施形態を基材に溶接した状態を示す断面図である。
【図３】   他の実施形態を示す断面図である。
【図４】   この発明の実施態様を示す図であり、（イ）は正面図、（ロ）は側面図である。
【図５】   図４の要部を拡大した斜視図である。
【図６】   従来のピンを基材に溶接した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１…ピン
11…軸部
12…フランジ部
13…基端部
14…先端部
24…基材（取付用板部）
【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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