(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれがアルミニウム合金により造られた１対のヘッダと、それぞれの両端部をこれら両ヘッダ内に通じさせた複数のアルミニウム合金製の伝熱管相当部材と、隣り合う伝熱管相当部材同士の間に挟持されたアルミニウム合金製のフィンと、少なくとも一方のヘッダの中間部に設けられ、このヘッダ内を複数の室に分割するアルミニウム合金製の隔壁とを備え、この隔壁を設けるヘッダは、芯材の外周面に第一のろう材を積層したものであり、上記隔壁を構成する為の板片は、芯材の両面に第二のろう材を積層したものであり、上記隔壁は、上記ヘッダに形成した切り欠きを通じて上記板片をこのヘッダ内に挿入すると共に、上記板片の外周縁で上記切り欠きから外れた部分と上記ヘッダの内周面との間、並びにこの切り欠きの内周縁と上記板片の表面の一部でこの内周縁に対向する部分との間をろう付けして成るアルミニウム合金製熱交換器に於いて、上記ヘッダに形成した切り欠きの周縁部に、上記第一のろう材が存在せず、このヘッダを構成する芯材が露出する露出部を、上記切り欠きの全周に亙って設ける事により、上記第一のろう材と第二のろう材とを互いに離隔させた事を特徴とするアルミニウム合金製熱交換器。
【請求項２】
ヘッダの外周面に積層した第一のろう材を切り欠きの全周に亙って削り取る事により、第一のろう材と第二のろう材とを互いに離隔させている、請求項１に記載したアルミニウム合金製熱交換器。
【請求項３】
それぞれがアルミニウム合金により造られた１対のヘッダと、それぞれの両端部をこれら両ヘッダ内に通じさせた複数のアルミニウム合金製の伝熱管相当部材と、隣り合う伝熱管相当部材同士の間に挟持されたアルミニウム合金製のフィンと、少なくとも一方のヘッダの中間部に設けられ、このヘッダ内を複数の室に分割するアルミニウム合金製の隔壁とを備え、この隔壁を設けるヘッダは、芯材の外周面に第一のろう材を積層したものであり、上記隔壁を構成する為の板片は、芯材の両面に第二のろう材を積層したものであり、上記隔壁は、上記ヘッダに形成した切り欠きを通じて上記板片をこのヘッダ内に挿入すると共に、上記板片の外周縁で上記切り欠きから外れた部分と上記ヘッダの内周面との間、並びにこの切り欠きの内周縁と上記板片の表面の一部でこの内周縁に対向する部分との間をろう付けして成るアルミニウム合金製熱交換器に於いて、上記ヘッダに形成した切り欠きが、このヘッダを構成する板材の一部がこのヘッダの外周面側に突出した逆バーリング孔であり、この逆バーリング孔の内周縁側に露出した芯材と、隔壁を構成する板片の両面に積層した第二のろう材とが接触しているアルミニウム合金製熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車用空調機を構成するコンデンサ等として使用されるアルミニウム合金製熱交換器の改良に関し、ろう付け不良に伴う性能の劣化を有効に防止すべく発明したものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用空調機のコンデンサとして利用する熱交換器として、例えば実開昭６４−８０８１号公報には、図３に示す様な構造のアルミニウム合金製熱交換器が記載されている。この従来のアルミニウム合金製熱交換器は、上端面に入口管１を接続したアルミニウム合金製の入口側ヘッダ２と、この入口側ヘッダ２と平行に配置され、下端面に出口管３を接続した出口側ヘッダ４とを、複数の伝熱管５、５により互いに接続し、隣り合う伝熱管５、５同士の間に、コルゲート型のフィン６、６を挟持する事により構成している。冷媒等の流体と空気との間で熱交換を行なわせる場合には、入口管１から流体を送り込み、出口管３から取り出せば、この流体は、入口側ヘッダ２から出口側ヘッダ４に向けて多数の伝熱管５、５を流れる間に、これら伝熱管５、５及び上記フィン６、６の周囲を流れる空気との間で熱交換を行なう。
【０００３】
ところで、上述の様に構成され作用するアルミニウム合金製熱交換器の場合、伝熱管５、５内を流れる冷媒等の流体の流路を長くして、流体の流れを速くする事により、熱交換器の性能向上を図る為、上記各ヘッダ２、４の中間部に隔壁７、７を設ける事が行なわれている。例えば、図３に示した構造の場合、入口側ヘッダ２の内側と出口側ヘッダ４の内側とに、それぞれ１個ずつの隔壁７、７を固定している。この為、入口管１から入口側ヘッダ２に送り込まれた冷媒等の流体は、先ず一部の伝熱管５、５を通じて出口側ヘッダ４に送られる。次いでこの流体は、この出口側ヘッダ４から別の伝熱管５、５を通じて再び入口側ヘッダ２に戻され、更に残りの伝熱管５、５を通じて再び出口側ヘッダ４に送られてから、出口管３より送り出される。
【０００４】
上述の様に、入口側ヘッダ２或は出口側ヘッダ４の内側を複数の室に分割する為の隔壁７は、例えば図４〜５に示す様にして、入口側ヘッダ２（或は出口側ヘッダ４。以下同じ。）の内側に装着する。即ち、入口側ヘッダ２の側面に、この入口側ヘッダ２の凡そ半周分に亙って、スリット状の切り欠き８を形成しておく。隔壁７を構成する板片９は、入口側ヘッダ２の内周面と一致する外周縁を有する小径側半円弧部１０と、入口側ヘッダ２の外周面とほぼ一致する外周縁を有する大径側半円弧部１１とから成り、両半円弧部１０、１１同士の連続部に段部１２、１２を形成している。
【０００５】
この様に形成される板片９は、小径側半円弧部１０の側から、上記切り欠き８の内側に挿入する。そして、上記小径側半円弧部１０の外周縁と入口側ヘッダ２の内周面との間、並びに上記切り欠き８の内周縁と大径側半円弧部１１の外周寄り部分との間を気密且つ液密にろう付けする事により、上記隔壁７とする。即ち、それぞれが芯材とろう材とを積層して成る、所謂クラッド材により構成した、板片９と入口側ヘッダ２との表面には、ろう材の層が存在する為、アルミニウム合金製熱交換器の構成各部品を、図３に示す様に仮組み付けした状態で加熱すれば、上記各間部分がろう付けされる。
【０００６】
より具体的には、図６に示す様に、上記入口側ヘッダ２又は出口側ヘッダ４（図３〜５）であるヘッダ１３は、芯材１４の外周面に第一のろう材１５を積層したものとし、上記隔壁７を構成する為の板片９は、芯材１６の両面に第二のろう材１７、１７を積層したものとしている。尚、上記ヘッダ１３を構成する芯材１４の外周面に積層した第一のろう材１５は、このヘッダ１３に形成した図示しない複数の通孔の内周縁と前記伝熱管５、５（図３）の端部外周面とをろう付け接合する為のものである。上述の様に上記芯材１４、１６の片面或は両面に各ろう材１５、１７を積層して成るヘッダ１３と板片９とを、図６に示す様に組み合わせた状態で加熱すれば、上記芯材１６の両面に積層した第二のろう材１７、１７により、上記板片９の外周縁で切り欠き８から外れた部分と上記ヘッダ１３の内周面との間、並びにこの切り欠き８の内周縁と上記板片９の表面の一部でこの内周縁に対向する部分との間がろう付けされる。
【０００７】
ところで、上記ヘッダ１３と板片９とを、単に図６に示す様に組み合わせた状態のまま加熱しても、これらヘッダ１３と板片９との間のろう付けが不良になり易い。この理由は、上記板片９の両面に積層した第二のろう材１７、１７の一部が、上記ヘッダ１３の外周面に積層した第一のろう材１５に引かれて、このヘッダ１３外に出てしまう為である。即ち、上記加熱に伴って溶融した各ろう材１５、１７は、毛細管現象により微小隙間部分に集まる傾向になる。具体的には、図３に示す様なアルミニウム合金製熱交換器の加熱ろう付け作業時に、溶融した上記各ろう材１５、１７は、複数の伝熱管５、５の端部とヘッダ１３（入口側ヘッダ２又は出口側ヘッダ４）に形成した複数の通孔との嵌合部、並びに上記ヘッダ１３と板片９との嵌合部に存在する微小隙間に集まる。
【０００８】
この際、複数の伝熱管５、５の端部とヘッダ１３に形成した複数の通孔との嵌合部にろう材を引き込む吸引力が大きいと、上記ヘッダ１３と板片９との嵌合部に存在するろう材が不足する。即ち、ヘッダ１３の外周面に積層した第一のろう材１５と板片９の両面に積層した第二のろう材１７、１７とは互いに接触しているので、溶融した各ろう材１５、１７同士が混ざり合った状態では、これら総てのろう材１５、１７が、毛細管現象に基づく吸引力の大きな部分に集中する傾向になる。この結果、上記ヘッダ１３と板片９との嵌合部に存在するろう材が不足し、これらヘッダ１３と板片９との嵌合部のろう付け性が不良になる可能性がある。特に、ヘッダ１３の内周面と板片９の外周縁との間のろう付け性が不良になっても、外部からは確認できない。しかも、当該ろう付け不良部分で冷媒等の流体が漏れた場合には、コンデンサ等のアルミニウム合金製熱交換器が所期の性能を発揮しなくなる。
【０００９】
この為従来から、図７に示す様に、板片９を挿入する為にヘッダ１３に形成した切り欠き８の開口部を溶接１８により塞いでから、ろう付けの為の加熱を行なっている。この様に、溶接１８によりヘッダ１３の外周面に積層した第一のろう材１５と、板片９の両面に積層した第二のろう材１７、１７とを遮断してからろう付けの為の加熱を行なえば、上記ヘッダ１３と板片９との嵌合部に存在するろう材が不足する事を防止して、これらヘッダ１３と板片９との嵌合部のろう付け性を確保できる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ヘッダ１３と板片９との嵌合部のろう付け性を確保する為、このヘッダ１３の切り欠き８の開口部に溶接１８を施す作業は面倒で、しかもろう付けの為の設備とは異なる、溶接の為の設備が必要になる為、アルミニウム合金製熱交換器の製造コストを高くする原因となる。
本発明はこの様な事情に鑑みて、上記溶接１８を省略した場合でも、ヘッダ１３と板片９との間に存在するろう材がヘッダ１３外に引き抜かれる事のない構造を実現すべく発明したものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のアルミニウム合金製熱交換器は何れも、前述した従来のアルミニウム合金製熱交換器と同様に、それぞれがアルミニウム合金により造られた１対のヘッダと、それぞれの両端部をこれら両ヘッダ内に通じさせた複数のアルミニウム合金製の伝熱管相当部材と、隣り合う伝熱管相当部材同士の間に挟持されたアルミニウム合金製のフィンと、少なくとも一方のヘッダの中間部に設けられ、このヘッダ内を複数の室に分割するアルミニウム合金製の隔壁とを備える。又、この隔壁を設けるヘッダは、芯材の外周面に第一のろう材を積層したものであり、上記隔壁を構成する為の板片は、芯材の両面に第二のろう材を積層したものである。そして、上記隔壁は、上記ヘッダに形成した切り欠きを通じて上記板片をこのヘッダ内に挿入すると共に、上記板片の外周縁で上記切り欠きから外れた部分と上記ヘッダの内周面との間、並びにこの切り欠きの内周縁と上記板片の表面の一部でこの内周縁に対向する部分との間をろう付けして成る。
【００１２】
特に、本発明のうち、請求項１に記載したアルミニウム合金製熱交換器於いては、上記ヘッダに形成した切り欠きの周縁部に、上記第一のろう材が存在せず、このヘッダを構成する芯材が露出する露出部を、上記切り欠きの全周に亙って設ける事により、上記第一のろう材と第二のろう材とを互いに離隔させている。
【００１３】
又、請求項３に記載したアルミニウム合金製熱交換器於いては、上記ヘッダに形成した切り欠きが、このヘッダを構成する板材の一部がこのヘッダの外周面側に突出した逆バーリング孔であり、この逆バーリング孔の内周縁側に露出した芯材と、隔壁を構成する板片の両面に積層した第二のろう材とが接触している。
【００１４】
【作用】
上述の様に構成する本発明のアルミニウム合金製熱交換器の場合には、何れの構造の場合も、第一のろう材と第二のろう材とが接触する事がない。この為、ろう付けの為に構成各部材を加熱し、第一、第二のろう材を溶融させると、ヘッダの外周面に積層した第一のろう材は、このヘッダに形成した複数の通孔の内周縁と複数の伝熱管の端部外周面等、互いにろう付けすべき部分に、板片を構成する芯材の両面に積層した第二のろう材は、上記板片の外周縁で切り欠きから外れた部分と上記ヘッダの内周面との間、並びにこの切り欠きの内周縁と上記板片の表面の一部でこの内周縁に対向する部分との間に、それぞれ集まる。この際、上記第一のろう材と第二のろう材とが接触する事がない為、第二のろう材が第一のろう材に引かれて切り欠き外に流失する事なく、この第二のろう材が、板片とヘッダとの接触部をろう付けする為に有効に使われる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、請求項３に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本発明の特徴は、隔壁７を構成する為の板片９とヘッダ１３とのろう付けに供すべく、この板片９の両面に積層した第二のろう材１９、１９が、上記ヘッダ１３の外周面に積層した第一のろう材２０に引かれて、このヘッダ１３外に流失する事を防止する為の構造にある。その他の部分の構造及び作用は、前述の図３〜７に示した従来構造と同様であるから、同等部分に関する重複する図示並びに説明は省略若しくは簡略にし、以下、本発明の特徴部分を中心に説明する。
【００１６】
本発明のアルミニウム合金製熱交換器の場合には、図１（Ａ）に示す様に、上記ヘッダ１３に形成した切り欠き８の周縁部に、上記第一のろう材２０が存在せず、このヘッダ１３を構成する芯材１４が露出する露出部２３を、上記切り欠き８の全周に亙り設けている。そして、上記第一のろう材２０と第二のろう材１９、１９とを互いに離隔させ、これら両ろう材２０、１９同士が接触する事を防止している。本例の場合、上記露出部２３を設けるのに、例えば、円管状のヘッダ１３の外周面側からプレス加工等により形成した切り欠き８に、図示しない板状の治具等を挿入し、この治具等の引き抜き時に、上記切り欠き８の周縁部をヘッダ１３の直径方向外方に曲げ起こし、上記切り欠き８を逆バーリング孔２４とする事により形成する。この様にして形成した、切り欠き８である逆バーリング孔２４の周縁部には、上記露出部２３が、全周に亙って存在する。即ち、上記ヘッダ１３を構成する芯材１４が、上記切り欠き８の全周に亙って露出する。本例では、この様に切り欠き８として形成した逆バーリング孔２４の内周縁側に芯材１４を露出させている。そして、この芯材１４と、隔壁７を構成する板片９の両面に積層した第二のろう材１９、１９とを接触させる様にしている。尚、上述の様な逆バーリング孔２４は、上記ヘッダ１３を、アルミニウム合金板を丸める事により造れば、容易に形成できる。即ち、予め１対の半円筒部を形成した状態で上記逆バーリング孔２４を形成し、その後これら１対の半円筒部同士を重ね合わせれば、上記逆バーリング孔２４を有する、円筒状のヘッダ１３を得られる。
【００１７】
上述の様な切り欠き８には板片９を、前述した従来構造の場合と同様に挿入する。そして、挿入後、これら両部材９、１３を、アルミニウム合金製熱交換器の他の構成各部品と共に加熱炉中に入れ、所望温度（例えば６００〜６４０℃程度）にまで加熱する。この加熱に伴って上記構成各部品の温度が次第に上昇し、上記第一のろう材２０と第二のろう材１９、１９とが溶融する。そして、上記ヘッダ１３の外周面に積層した第一のろう材２０は、上記ヘッダ１３に形成した複数の通孔の内周縁と伝熱管相当部材である複数の伝熱管５、５（図３参照）の端部外周面等、互いにろう付けすべき部分に集まって、当該部分にフィレット（図示せず）を形成する。又、隔壁７を構成する板片９の両面に積層した第二のろう材１９、１９の一部は、切り欠き８の内周縁と上記板片９の表面の一部でこの内周縁に対向する部分との間に集まって、図１（Ｂ）に示す様に、フィレット２１を形成する。又、第二のろう材１９、１９の残部は、上記板片９の外周縁で切り欠き８から外れた部分と上記ヘッダ１３の内周面との間部分に集まって、図１（Ｂ）に示す様に、別のフィレット２２を形成する。この別のフィレット２２と上記フィレット２１とは、温度低下に伴って固化し、上記板片９とヘッダ１３との間を塞いで、このヘッダ１３内を気密且つ液密に仕切る隔壁７を構成する。
【００１８】
本発明のアルミニウム合金製熱交換器の場合には、板片９を挿入する為の切り欠き８を逆バーリング孔２４とし、この切り欠き８の内周縁に、芯材１４が露出する露出部２３を設けている為、上記第一のろう材２０と上記各第二のろう材１９、１９とが離隔して、これら両ろう材２０、１９同士が接触する事がない。従って、これら両ろう材２０、１９が同時に溶融しても、上記第二のろう材１９、１９が第一のろう材２０に引かれて、上記切り欠き８外に流失する事はなく、この第二のろう材１９、１９が上記板片９とヘッダ１３との接触部をろう付けする為に有効に使われる。
【００１９】
次に、図２は、請求項２に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、図２（Ａ）に示す様に、ヘッダ１３の外周面に積層した第一のろう材２０を切り欠き８の全周に亙り削り取る事により、第一のろう材２０と第二のろう材１９、１９とを離隔させ、これら両ろう材２０、１９同士が接触する事を防止している。本例の場合、上記第一のろう材２０を削り取った部分が、ヘッダ１３を構成する芯材１４の露出した露出部２３となる。即ち、本例は、上記第一のろう材２０の一部を削り取る事により、隔壁７を構成する為の板片９を構成する芯材１６の両面に積層した第二のろう材１９、１９と、上記第一のろう材２０とを離隔させている。
【００２０】
ヘッダ１３と板片９とをろう付けして隔壁７とするには、上述の様に、周囲に存在する第一のろう材２０を削り取った切り欠き８内に板片９を挿入し、この板片９とヘッダ１３とを加熱して、上記第一のろう材２０と第二のろう材１９、１９とを溶融させる。本例の場合も、上記第一のろう材２０と上記各第二のろう材１９、１９とが接触しない為、上記第二のろう材１９、１９は、第一のろう材２０に引かれて上記切り欠き８外に流失する事なく、上記板片９とヘッダ１３との接触部をろう付けする為に有効に使われる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明のアルミニウム合金製熱交換器は、以上に述べた通り構成され作用するので、板片とヘッダとの間を溶接しなくても、この板片とヘッダとを確実にろう付けして、この板片により構成する隔壁による密封性を確保できる。この為、性能の良いアルミニウム合金製熱交換器を低コストで造れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示しており、（Ａ）はろう付けの為の加熱以前の状態を、（Ｂ）は加熱後に第一、第二のろう材が溶融して板片とヘッダとをろう付けした状態を、それぞれ示す、隔壁形成部分の断面図。
【図２】同第２例を示す、図１と同様の図。
【図３】本発明の対象となるアルミニウム合金製熱交換器の１例を示す正面図。
【図４】図３に示したアルミニウム合金製熱交換器の隔壁形成部分を示す斜視図。
【図５】同じく隔壁形成部分の断面図。
【図６】より具体的な構造を、加熱ろう付け以前の状態で示す、隔壁形成部分の断面図。
【図７】ろう付け性確保の為に板片とヘッダとを溶接した状態を示す、隔壁形成部分の断面図。
【符号の説明】
１  入口管
２  入口側ヘッダ
３  出口管
４  出口側ヘッダ
５  伝熱管
６  フィン
７  隔壁
８  切り欠き
９  板片
１０  小径側半円弧部
１１  大径側半円弧部
１２  段部
１３  ヘッダ
１４  芯材
１５  第一のろう材
１６  芯材
１７  第二のろう材
１８  溶接
１９  第二のろう材
２０  第一のろう材
２１、２２  フィレット
２３  露出部
２４  逆バーリング孔
【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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