JPH03169440A - アルミニウム製二重管式熱交換器の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は自動車用の水冷オイルクーラー等に用いられ
るアルミニウム製の二重管式熱交換器の製造方法に関す
る。

なおこの明細書において、アルミニウムの語はその合金
を含む意味で用いる。

従来の技術 アルミニウム製の二重管式熱交換器は、一般に、同軸配
置されたアルミニウムからなる内管と外管との間に熱交
換媒体流通空間が形成されるとともに、該空間に伝熱効
率向上用のアルミニウム製インナーフィンが内外両管に
接合した態様で装填された構成を有している。従って、
かかる二重管式熱交換器の効率向上のためには、インナ
ーフィンと内外両管との十分な接合が不可欠である。こ
のため、本出願人は内外管またはインナーフィンの少な
くとも一方にアルミニウムブレージングシートを用い、
内外管とインナーフィンをろう付接合する方法を提案し
たが（特願平１１−１３１８４５号）、さらに十分なろ
う付を保証すべく、ろう付に先立って内管を長さ方向に
亘って拡管し、内外管とインナーフィンとを密着させる
工程を行っている。

発明が解決しようとする課題 ところで、内管はその構成部材としてアルミニウムシー
トの筒状成形体の両側縁衝き合わせ部を電縫溶接した電
縫管を用いることができるが、外管はサイズが大きいた
め衝き合わせ部の電縫溶接が困難である。このため、外
管としてその衝き合わせ部を分離状態のままにした筒状
戊形体を用いていたが、次のような欠点があった。

即ち、前述した内外管とインナーフィンとを密着させる
ための内管の拡管玉程を実施した場合、外管の両側縁衝
き合わせ部が分離状態のままであると拡管により半径方
向の力を受け、該衝き合わせ部が拡開分離してしまうた
め、内外管とインナーフィンとの十分な密着性が得られ
ないという欠点があった。もっとも、これを防止するた
め、第１５図に示すように割金型（１００　）に熱交換
器組立物（１１０　）を嵌め込んで固定することにより
外管（１１２　）の両側縁衝き合わせ部（１１２ａ）を
拡開不能にを拘束し、この状態で拡管用マンドレル（１
２０　）を内管（１１１　）に挿入して拡管することが
行われている。しかしこの場合は、ろう付工程に移行す
る際、割金型から外したときに弾力による外管衝き合わ
せ部（ｌｌ２ａ）の拡開を禁じ得ず、やはり内外管とイ
ンナーフィンとの密着性が損われるという問題があった
。このような状態でろう付を行ってもインナーフィンの
接合率が９０％程度しか確保されないこととなり、ひい
ては十分な熱交換効率を得ることができなかった。

この発明は、かかる技術的背景に鑑みてなされたもので
あって、内外管とインナーフィンとの十分な密着性を確
保した状態でろう付を行うことができ、ひいては優れた
熱交換効率を有するアルミニウム製二重管式熱交換器の
製作提供を目的とする。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するために、この発明は、アルミニウム
製の内管（１）と、アルミニウムシートをその両側縁部
が衝き合わせ状となるように筒状に成形した外管（２）
とを同軸に配置するとともに、内外両管の間の熱交換媒
体流通空間（３）にアルミニウム製のインナーフィンを
装埴したのち、内管（１）を長さ方向に亘って拡管し、
次いでろう付により内外管（１）（２）とインナーフィ
ン（４）とを接合するアルミニウム製二重管式熱交換器
の製造方法であって、少なくとも前記拡管からろう付ま
での工程を、前記外管（２）にその衝き合わせ部（２４
）の離間防止手段を設けた状態で行うことを特徴とする
。

作用 内管（１）の拡管工程により内外管（１）（２）とイン
ナーフィン（４）とは密着するが、離間防止手段により
この密着状態がろう付工程の終了まで保持され、この状
態のままインナーフィン（４）と内外管（１）（２）と
がろう付される。その結果、外管（２）の衝き合わせ部
（２４）の拡開に起因するインナーフィンと内外管との
接合不良が防止される。

実施例 次に、この発明の実施例を第１図〜第１４図に基いて説
明する。なお実施例はこの発明を自動車用水冷オイルク
ーラーの製造方法に適用した場合を示している。

まず、第１図〜第５図に示すように、熱交換器構成部材
としての内管（１）、外管（２）、アルミニウム製のオ
フセットインナーフィン（４）を用意する。内管（１）
は心材（｛ｌ）（第５図に示す）の外面あるいは内外両
面にろう材（１２）が被覆されたアルミニウムブレージ
ングシ一トをその両側縁衝き合わせ部（１４）を電縫溶
接した電縫管を用いる。また、内管（１）の両端にはフ
レア加工により外管内径にほぼ等しい外径の拡管部（１
３）　　（１３）を形成しておく。

一方、外管（２）は次のようにして製作する。

即ち、まず第６図及び第７図に示すように、アルミニウ
ムからなる心材（２ｌ）の内面または内外両面にろう材
層（２２）を被覆形成した所定の大きさのプレージング
シ一ト（２３）を用意する。

ろう材層（２２）としては一般的にはＳｉ含有量約６〜
１３ｗｔ％程度のＡΩ−Ｓｉ系合金を用いる。次に上記
プレージングシ一ト（２３）の幅方向の両側端部を肉厚
方向にハンマーないしはプレスで打撃する。この打撃は
一方の端部については下面において、他方の端部につい
ては上面において行うことにより、第８図に示すように
、一方の側端部については下縁から上縁に向けて漸次肉
薄となる傾斜面（２３ａ）を形威せしめ、また他方の側
端部については上縁から下縁に向けて漸次肉薄となる傾
斜面（２３ｂ　）を形成せしめる。しかもいずれの傾斜
面にもろう材ｉ　（２２）が存在するものとなる。プレ
ージングシ一ト（２３）の両側端部をこのように形成す
ることで、第５図に示すように、両側縁を衝き合わせ状
となした際に、衝き合わせ部（２４）が重なり状に合致
してその当接面にろう材層（２２）を介在させることが
でき、その後のろう付により衝き合わせ部（２４）の十
分な接合を保証することができる。次に、第９図に示す
ように、プレージングシ一ト（２３）の幅方向の中央部
を長さ方向に沿ってプレスにより断面半円弧状に膨出成
形して膨出部（２５）を形或する。次に第ｌＯ図に示す
ように、膨出部（２５）に、オイル人口管取付孔（５）
と同出口管取付孔（６）を該膨出部（２５）の長さ方向
の両端部に穿設する。なお、必要に応じてこれら取付孔
の周端部には予めこれを絞り加工して外方突出状のボス
を形成しておく。

上記の孔開けは、膨出部（２５）の形状に適合する形状
の当て型を下面側からあてがってプレスにより行ったも
のである。こうすることにょり膨出部（２５）の圧潰や
変形の発生を防止でき、適正な位置に寸法精度の高い取
付孔を穿設することができる。もとより孔開けはミーリ
ング加工等により行っても良い。続いて必要に応じて面
打ちを行った後、プレージングシート（２３）の膨出部
（２５）を除く両側水平部（２６）を、プレスにより第
１１図に示すように断面Ｕ字状をなすように戊形した後
、両側縁が衝き合わせ状となるようにプレスにより外力
を付与しながら丸バイブ形状に成形する。次いで、第１
２図に示すように衝き合わせ部（２４）の複数箇所をア
ルゴン溶接によりスポット溶接し衝き合わせ部（２４）
の離間防止手段を設けて所期する外管（２）を得る。な
お、第｛２図の（２７）は離間防止手段としてのスポッ
ト溶接部である。

こうして製作した外管（２）と内管（１）とインナーフ
ィン（４）を用いて熱交換器に組立てる。組立は次のよ
うにして行う。即ち、第２図のようにまず上記のインナ
ーフィン（４）を矢印（Ａ）の方向に湾曲するとともに
内管（１）の外周面に添わせて配置したのち、これら内
管（１）とインナーフィン（４）とを外管（２）の内部
に押入し、熱交換器組立体（２０）とする。

次いで、第１図に示すように、拡管用マンドレル（３０
）を内管（１）に挿入することにより内管（１）を長さ
方向に亘って拡管する。拡管時に外管（２）には半径方
向の圧力が加わるが、外管（２）の衝き合わせ部（２４
）にはスポット溶接を施してあるから、衝き合わせ部が
拡開することはない。この拡管によって、熱交換媒体流
通空間（３）が狭められ、インナーフィン（４）は内管
（１）、外管（２）と密着する。

次に、上記の拡管を施した熱交換器組立物を加熱し、内
外管（１）（２）のろう材を溶融して、内外管（１）（
２）を長さ方向両端部においてろう付接合するとともに
、内外管（１）（２）とインナーフィン（４）とをろう
付接合し、第３図〜第５図に示すような熱交換器完成品
となす。ろう付方法としては真空ろう付を始め任意のろ
う付法を採用すれば良い。外管（２）の衝き合わせ部（
２４）は拡管後はもとよりろう付工程においてもスポッ
ト溶接部によりその拡開が防止されているから、インナ
ーフィン（４）は内外管（１）（２）と密着した状態が
保持され、この状態のままろう付される。その結果ほぼ
１００％あるいはそれに近い接合率が達成される。また
、外管（２）の衝き合わせ部（２４）のスポット溶接部
以外の非溶接部分はこのろう付工程において必然的に接
合されるが、外管（２）はその製作段階でプレージング
シ一ト（２３）の両側端部（２３ａ）　　（２３ｂ）を
打撃して漸次肉薄状態に圧潰してあるから、筒状成形後
は衝き合わせ部（２４）が重なり状態に合致し、かつ当
接面相互間にろう材層が存在しているから、衝き合わせ
部（２４）の接合を一層確実かつ十分に保証できる。な
お、第３図及び第４図に示す（７）（８）は上記のろう
付と同時に接合しあるいはろう付後に別途溶接したオイ
ル入口管と同出口管である。

上記により製作した熱交換器は、自動車用ラジエーター
のタンク部等に組込まれて使用される。そして、入口管
（７）からオイル流通空間（３）に流入したオイルはイ
ンナーフィン（４）を含むオイル流通空間（３）を流通
する過程で、外管（２）の周囲及び内管（１）内部を流
通する水と熱交換を行い、冷却されて出口管（８）から
器外へと流出する。

以上の実施例では内管の拡管工程から熱交換器組立物が
ろう付されるまでの間、外管（２）の衝き合わせ部（２
４）の離間を防止する手段として、スポット溶接により
衝き合わせ部の数箇所を金属的に接合した場合を示した
が、離間防止手段はこれに限定されるものではない。例
えば、第１３図に示すように、外管（２′）の外周複数
箇所をワイヤー（４０）等で締結して機械的に固定して
おき、この状態で内管の拡管とろう付を行い、必要に応
じてろう付後にワイヤー（４０）を外すものとしても良
い。また、第１４図に示すように、外管（２”）の衝き
合わせ部両側縁に相互に嵌合可能な楔状突片（４ｔ）と
切欠き（４２）を交互に設け、これらを互いに嵌合して
離間防止を図っても良く、その他衝き合わせ部の離間を
拡管工程からろう付されるまで防止しうる態様であれば
各種の手段を採用可能である。

発明の効果 以上説明したように、この発明は、アルミニウムシート
からなる外管にその衝き合わせ部の離間防止手段を設け
、この状態で拡管工程とろう付工程とを実施するもので
ある。従って、拡管工程後の内外管とインナーフィンと
の密着状態を保持したままろう付を行うことができ、接
合予定部分を離間を生じることなくほぼ完全かつ十分に
接合することができる。その結果、優れた熱交換効率を
有する高性能の熱交換器の製作提供が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係るオイルクーラー用熱
交換器組立体の拡管前の状態を示す一部破断縦断面図、
第２図は内管とインナーフィンを外管に挿入する前の状
態を示す斜視図、第３図は熱交換器完成品の正面図、第
４図はオイル人口管側から見た熱交換器完成品の側面図
、第５図は第３図の■−■線断面図、第６図は外管構或
用のプレージングシ一トの斜視図、第７図は第６図の■
−■線断面図、第８図はプレージングシ一トの両側端部
を打撃した後の断面図、第９図はプレージングシ一トへ
の膨出部形或後の斜視図、第１０図はオイル出入口管取
付孔の穿孔後の斜視図、第｛ｌ図は断面Ｕ字状に成形し
た後の斜視図、第ｌ２図は筒状成形後の斜視図、第ｌ３
図は外管衝き合わせ部の離間防止手段の変形例を示す斜
視図、第１４図は外管衝き合わせ部の離間防止手段の他
の変形例を示す斜視図、第１５図は従来の製造方法にお
ける拡管玉程を説明するための斜視図である。 （１）・・・内管、（２）・・・外管、（３）・・・熱
交換媒体（オイル）流通空間、（４）・・・インナーフ
ィン、（２４）　　（２４’）　　（２４”）・・・衝
き合わせ部、（２７）・・・スポット溶接部、（４０）
・・・ワイヤ−　　（４１）・・・楔状突片、（４２）
・・・楔状切欠き（　（２７）　　（４０）　　（４１
）　　（４２）は離間防止手段）。 以上 第１４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アルミニウム製の内管（１）と、アルミニウムシートを
   その両側縁部が衝き合わせ状となるように筒状に成形し
   た外管（２）とを同軸に配置するとともに、内外両管の
   間の熱交換媒体流通空間（３）にアルミニウム製のイン
   ナーフィンを装填したのち、内管（１）を長さ方向に亘
   って拡管し、次いでろう付により内外管（１）（２）と
   インナーフィン（４）とを接合するアルミニウム製二重
   管式熱交換器の製造方法であって、少なくとも前記拡管
   からろう付までの工程を、前記外管（２）にその衝き合
   わせ部（２４）の離間防止手段を設けた状態で行うこと
   を特徴とするアルミニウム製二重管式熱交換器の製造方
   法。