JPH0416707B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は自動車の空調装置用エバポレータなど
として使われる積層型熱交換器の組立構造に関す
る。

〔従来の技術〕

従来の積層型熱交換器の一例としての自動車の
空調装置用エバポレータの構成を第１１図〜第１
３図イ，ロによつて示した。この第１１図〜第１
３図に示すものは実公昭53−32376号公報などに
よつて提案されているものであり、図中、Ａは冷
媒の流通用の偏平管であつた、アルミニウム板か
らなる２枚のコアプレート１をそれぞれ例えてい
えば“菓子の最中の皮状”にプレス成形した後、
ろう付け法によつて一体に接合することによつて
作成されている。Ｂ１とＢ２は２枚のコアプレー
ト１の長手方向の一端部に並列させて２つの膨出
部を設けることによつてそれぞれ形成されたタン
ク部で、偏平管Ａへの冷媒の流入または流出用ポ
ートとして機能するものである。２１と２２はこ
の２つのタンク部Ｂ１およびＢ２への冷媒の出入
用配管であり、２０は偏平管Ａの他端側のタンク
部が形成されていない側の端部に取付けられた間
隙保持用スペーサ、２０ａはスペーサ２０の板面
に一定間隔を保つて設けたスリツトであつて、偏
平管Ａ群のそれぞれの他端部をこのスリツト２０
ａに嵌合させることによつて、偏平管Ａ群の積層
方向の間隙幅を一定に保つ役目を果している。２
は相隣る偏平管Ａの間隙部に挿入して接合された
伝熱面積増大用のアルミニウム薄板からなるコル
ゲートフインである。この型式の熱交換器の組立
方法は、プレス成形を終えてその表裏両面にろう
付け組立用ろう材をあらかじめクラツドされてい
る２枚のコアプレート１を偏平管Ａが形成される
ようにつき合わせた後、その片面にコルゲートフ
イン２を沿わせた構成のユニツトを順次所要個数
だけ偏平管厚さ方向に重ね合わせ、更にスペーサ
２０および出入口用配管２１，２２を組付け、こ
のように仮組立された組立体を治具により保持し
てろう付け炉内に搬入し、ろう材の溶融温度にま
で加熱することによつて、図示の熱交換器全体を
一体にろう付接合している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のスペーサを用いる熱交換器の組立構造に
よれば、ろう付け組立後に各偏平管の均等な平行
配列状態に乱れを生じたり、コルゲートフインが
外力を受けて潰れたりする不都合の発生を防止す
ることができるが、その反面スペーサの製作と組
付けのためのコストが加重されるうえに、各偏平
管の相互間隔が正しく保たれるようにして組立て
ないと、スペーサの嵌着が困難となるために組立
能率が低下するという問題点があつた。

本発明は上記点に鑑み、各偏平管をスペーサな
どの付加的部品を用いることなく、その厚さ方向
に所定の間隔を保ちながら迅速容易に組立てられ
る積層型熱交換器の組立構造を提供することを目
的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記目的を達成するために、(a)プレス
成形された２枚のコアプレートを接合して形成さ
れた偏平管と、 (b)この偏平管の一端側において偏平管外方側へ
膨出するようにして前記コアプレートと一体形成
され、かつ伝熱媒体の入口および出口を有するタ
ンク部と、 (c)前記偏平管の内部において前記一端側の入口
から流入した伝熱媒体が前記偏平管の他端側に向
かつて流れ、ここでＵターンして前記一端側の出
口に向かつて流れるように形成されたＵターン状
の媒体通路とを備え、 (d)前記偏平管は、相隣る偏平管のそれぞれの出
口と入口が接続されるようにして偏平管厚さ方向
に多数積層されており、 (e)前記偏平管の他端側には偏平管相互の間隙を
保持する折り曲げ部が前記コアプレートと一体形
成されているという技術的手段を採用する。

〔作 用〕

上記技術的手段によれば、積層される偏平管相
互の間隙を偏平管の構成部材としてのコアプレー
ト自身を利用して確実に所定間隔に保持できる。
すなわち、偏平管の一端側においてはコアプレー
トに一体成形したタンク部により偏平管相互の間
隙を規定し、また偏平管の他端側においてはコア
プレートから一体に折り曲げ形成した折り曲げ部
によつて間隙を規定することができる。

〔発明の効果〕

従つて、本発明によれば、コアプレート自身を
利用して偏平管相互の間隙を確実に規定すること
ができるので、従来技術におけるスペーサといつ
た特別の部品を追加する必要がなくなり、部品点
数を低減することができるとともに、スペーサの
組付に伴う煩雑さがなくなり、組付工数も低減す
ることができ、熱交換器の製作コストを著しく低
減できるという効果が大である。

また、スペーサの廃止により、熱交換器体格の
小型化、重量低減を図ることもできる。

〔実施例〕

以下図に示す実施例に基いて本発明による熱交
換器を具体的に説明する。

第１図は本発明による熱交換器の具体例として
の自動車用空調装置に用いられるエバポレータの
正面図であつて、Ａは伝熱媒体としての冷媒の流
通用偏平管、Ｂは各偏平管Ａの長手方向の一端側
に一体形成されたタンク部、１はコアプレート
で、２枚を接合することにより偏平管Ａを構成す
る。２は伝熱面積増大用のコルゲートフインであ
つて、薄い帯状のアルミニウム板などをひだ状に
屈曲させて形作られている。３はコアプレート１
の長手方向の他端側を直角方向に折り曲げて形成
された折り曲げ部であつて、相隣る偏平管Ａの他
端側における空隙幅を一定に保つて接合させるス
ペーサとしての役目を果たす。３a′と３b′は折り
曲げ部３に設けられた係合用凹凸部の一部をなす
折り返し部である。１１と１２はそれぞれ、エバ
ポレータの冷媒の排出と供給用配管であつて、冷
媒排出用配管１１は管継手１３を介して冷媒装置
コンプレツサの気相冷媒の吸入配管に接続され
る。冷媒供給用配管１２は管継手１４を介して冷
凍装置（図示略）の減圧装置（例えば膨張弁）に
接続される。１５はエバポレータの左右の外側面
に配置された、熱交換器の保護板としてのサイド
プレートでフイン２側の片面のみにろう材があら
かじめクラツドされている。

第２図ないし第４図は偏平管Ａを構成する左右
対称形の２枚のコアプレート１のうちの１枚につ
いてのそれぞれ正面図、正面図のＡ−Ａ断面図お
よび底面図であつて、コアプレート１はアルミニ
ウムなどの金属板をプレス加工して形成され、そ
の表裏両面には後述する方法によつて行われるエ
バポレータのろう付け用のろう材があらかじめク
ラツドされている。４，４′はタンク部Ｂを形成
させるためにコアプレート１の一端側部分を外方
側へ膨出させた膨出部であつて、この膨出部４，
４′は第２図に示すように左右に並列させて一対
設けられている。４ａ，４a′はこの一対の膨出部
４，４′の頂部４ｃ，４c′にそれぞれ設けられた
偏平管Ａの冷媒の入口または出口穴であり、４ｂ
は両穴４ａ，４a′のうち一方（第２図の例では右
側）の穴４ａの周縁に設けられたフランジ部であ
る。ここで、他方（第２図の例では左側）の穴４
a′の周縁にはフランジ部が設けられていない。こ
の穴４a′には相隣るコアプレート１の膨出部４の
フランジ部４ｂが挿入される。同様に、第２図右
側の膨出部４のフランジ部４ｂは相隣るコアプレ
ート１の膨出部４′の穴４a′（フランジ部のない
穴）に挿入される。そして、コアプレート１の一
端側においては相隣る偏平管Ａのコアプレート相
互の膨出部４，４′の頂部４ｃ，４c′が当接する
ことにより偏平管Ａ相互の間隙が一定の大きさに
保持される。従つて、この偏平管相互の間隙は膨
出部４，４′の頂部４ｃ，４c′の高さＨ（第３図参
照）により決定できる。

１ａはコアプレート１の外周縁部のろう付け用
貼り合わせ面、１ｂは偏平管Ａ内にＵターン形の
冷媒通路を形成させるためにコアプレート１の中
央部に縦方向に設けた仕切壁、ｅはこの仕切壁１
ｂの下端を一部切除した部分である。偏平管Ａの
一端側の入口穴４ａ（又は４a′）から偏平管Ａ内
に流入した冷媒は仕切壁１ｂにより偏平管他端側
（第２図の下端側）へ向かつて流れ、前記部分で
Ｕターンし、偏平管Ａの一端側に向かつて流れ、
出口穴４a′（又は４ａ）から流出するようになつ
ている。１ｃと１ｄは偏平管Ａ内に冷媒通過用迷
路を形成するようにコアプレート１に一体形成さ
れたリブ群、１ｅはろう付け用貼り合わせ面１ａ
の外縁部を幾分外向きに折り返して、ろう付け用
貼り合わせ面１ａの平面度を出しやすくするため
の強化部分である。

一方、折り曲げ部３は偏平管群Ａの他端側にお
ける間隙を一定に保ちながら相互に連結させるた
めのスペーサとしての役目を果たすものであつ
て、コアプレート１の他端部を偏平管Ａに対して
外向きの方向に直角に折り曲げて形成されてい
る。３ｃは折り曲げ部３の先端部をコアプレート
１の平面と平行な方向に直角に折り曲げて形成さ
れたろう付け用貼り合わせ面である。ここで、折
り曲げ部３のろう付け用貼り合わせ面３ｃの高さ
Ｈ（第４図参照）は前述した膨出部４，４′の頂部
４ｃ，４c′の高さＨと同じに設計されているの
で、相隣るコアプレート１の折り曲げ部３の貼り
合わせ面３ｃが偏平管相互の中間位置にて互いに
当接することにより、偏平管Ａの他端側における
相互の間隙が一端側と同じ大きさに保持される。

また、３ａ，３ｂは折り曲げ部３の先端側に形
成された係合用凹部および凸部で、折り曲げ部３
の先端側の部分に任意の間隙を隔てて切り込みｇ
を設け、この切り込みｇの間を折り曲げることに
よつて形成されている。３a′，３b′は凹部３ａ，
凸部３ｂの折り返し部である。凹部３ａには相隣
る偏平管Ａのコアプレート１の折り曲げ部３の凸
部３ｂが嵌合し、また凸部３ｂは相隣るコアプレ
ート１の折り曲げ部３の凹部３ａに嵌合すること
により、コアプレート積層時にコアプレート１の
他端側部分が平面方向に横ずれするのを防止す
る。

熱交換器の両側部に位置するサイドプレート１
５においても、その他端側には上記折り曲げ部３
および係合用凹凸部３ａ，３ｂが設けられてる
（第１図参照）。

第５図は相隣る偏平管Ａのそれぞれの一半部を
構成するコアプレート１が貼り合わされる前に若
干の距離を隔てて対置された状態を示す底面図で
あつて、上記した凹部３ａと凸部３ｂとを嵌合さ
せる前の状態を示している。

図中のθは折り曲げ部３に設けた切込みｇが折
り曲げ部３の縁端線に対する直交方向からθ゜だけ
傾いた方向に設けられ、それによつて凹部３ａ、
凸部３ｂが台形状に形成されていることを示して
いる。

第６図は第５図に示されている係合用凹部３ａ
および凸部３ｂの形成個所を変形させた例を示す
ものであつて、凹部３ａと凸部３ｂを直接隣接し
て設けずに、両者の間に貼り合わせ面３ｃを介在
させるようにしたものである。

第７図は相隣る偏平管Ａのそれぞれの一半部を
構成するコアプレート１が貼り合わされる前に対
置された状態を示した、その他端部分の側断面図
であつて、イ図は折り曲げ部３の先端部を単に直
角に折り曲げてろう付け用貼り合わせ面３ｃを形
成させた実施例を示し、またロ図はろう付け用貼
り合わせ面３ｃの下端部をさらに直角方向に折り
曲げて補強用フランジ状部３ｄを設けた実施例を
示している。

第８図は相隣る偏平管Ａのそれぞれの一半部を
構成する第１図ないし第５図に示された２枚のコ
アプレート１が若干の距離を隔てて対置されてい
る状態を示した、コアプレート１の他端部分の破
断斜視図である。

次に、本発明による熱交換器の構成上の要点を
なす組立構造について付図を参照しながら説明す
る。一般に積層型と呼ばれているこの種の熱交換
器は、偏平管群Ａを形成させるための、第２図な
いし第４図に描かれた如き形状を備え表裏両面に
それぞれろう付け用ろう材があらかじめクラツド
されているコアプレート１と、伝熱面積増大用の
（ろう材がクラツドされていない）コルゲートフ
イン２と、フイン側の片面にろう材があらかじめ
クラツドされたサイドプレート１５とを、第１図
に示されたように、一端側から順次サイドプレー
ト１５、コルゲートフイン２、偏平管Ａの一半部
を構成するコアプレート１、他半部を構成するコ
アプレート１、コルゲートフイン２、一半部のコ
アプレート１、他半部のコアプレート１、コルゲ
ートフイン２……と重ね合わせていき、最後にサ
イドプレート１５を当てがつて熱交換器の積層構
造部を仮組立し、更にタンク部Ｂの両側に冷媒配
管１１，１２を組付けた後、治具を使つてこの仮
組立状態を固定させながら、ろう材の溶融温度に
加熱されているろう付け炉内に搬入し、一定時間
保つて、各部をろう付接合した後、放冷すること
によつて熱交換器全体を一体ろう付けして組立を
完了する。そして、偏平管Ａ群を仮組立するため
にコアプレート１を重ね合わせる段階において、
これら偏平管Ａ群の間隙保持手段としては、タン
ク部Ｂが設けられている一端側については、相隣
る一組のコアプレート１のうち一方のコアプレー
トの一端側のタンク部Ｂを形成するための膨出部
４の冷媒入（出）口穴４ａの周縁に設けられたフ
ランジ部４ｂを、他方のコアプレートのフランジ
部４ｂを有しない冷媒出（入）口穴４a′にはめ込
み、膨出部４，４′の頂部４ｃ，４c′を相互に当
接することにより偏平管Ａ相互の間隙を一定の大
きさに保持することができる。これに反し、偏平
管Ａ群の他端側においてはタンク部Ｂが設けられ
ていないので、前述した通りコアプレート１の他
端側に設けた折り曲げ部３のろう付け用貼り合わ
せ面３ｃの互いに当接するという手段を採用する
ことにより、偏平管Ａ群相互の間隙を保持してい
る。

更に、本実施例においては、次に述べるごとき
コアプレート１の横ずれ防止を行う対策をも施し
ている。すなわち、折り曲げ部３のろう付け用貼
り合わせ面３ｃが単なる一様な平坦面であると、
ろう付け前の仮組立の段階においてコアプレート
１群を正しい位置決め関係を保ちながら重ね合わ
せていく位置決めが能率的に行われ難いし、何等
かの外力によつてコアプレート１がその平面方向
に横ずれを起こす可能性が少なくない。従つてこ
のような熱交換器の仮組立工程においては作業者
は十分な注意力を払うことを強いられて作業能力
が低下し、あるいは横ずれ防止用の治具を必要と
する場合も生じる。そこで、本実施例の熱交換器
においては、貼り合わされるべきコアプレート１
群の折り曲げ部３にそれぞれコアプレート１の重
ね合わせ時の位置決めと、横ずれ防止のための係
合用の凹凸形状部３ａおよび３ｂを設け、この両
者をそれぞれ相隣るコアプレート１の凹凸形状部
３ａ，３ｂと嵌合させるようにしたのである。更
に、第５図、第６図に示された実施例ではこの凹
凸形状部３ａ，３ｂを台形状に形成しているの
で、次の利点がある。

すなわち、上記の係合用凹凸形状部３ａ，３ｂ
が単なるコの字型あるいは矩形の形状の場合に
は、凹部３ａと凸部３ｂとの位置が厳密に正しく
合致しないと、両者の嵌合係止状態が実現しない
のに対して、凹凸部３ａ，３ｂの両側端縁が第５
図に描かれているよう任意の傾斜角θをなして基
部幅が広く先端幅が狭い台形形状であれば、一組
のコアプレート１を仮組立のために重ね合わせる
際に、両コアプレート１のそれぞれの凹部３ａま
たは凸部３ｂとが多少ずれた位置関係のもとに重
ね合わされたとしても、円滑なすべり込み動作が
起こつて極めて容易に嵌合されるという利点があ
る。凹凸形状部３ａ，３ｂの両側端縁の前記傾斜
角度θは約60゜を越えない範囲であれば大きい程、
凹凸形状部３ａと３ｂとの間の相対的位置ずれに
対する嵌合許容度が高まるが、それ以上に角度θ
を増大させるとせつかく嵌合係止状態にもたらさ
れた２枚のコアプレートがわずかな外力によつて
もずれ動きやすくなり、かんじんの所期の係止効
果が薄らぐ結果を招くことになる。また角度θを
約10゜以下に押さえると係止目的の面では全くマ
イナス効果は生じないが前記のコアプレートの重
ね合わせ作業能率の向上目的のためには傾斜角θ
の存在意義が薄らいで来る。なお、凹部３ａの凹
入深さ寸法と凸部３ｂの凸出高さ寸法は必ずしも
一致させる必要はなく、凸出寸法に較べて凹入寸
法が大きいのは一向に差しつかえないし、係合用
凹凸形状も図示の台形に限られることなく、また
その形成個所も唯１か所であつてもよいし、数個
所であつてもよい。

本発明の目的を達成するためには、コアプレー
ト１群の相互間の位置決めと横ずれ防止のための
係合用凹凸の形成個所は必ずしも上述の実施例に
示された折り曲げ部３に限定されることを要しな
い。つまり、貼り合わされるべき２枚のコアプレ
ートの貼り合わせ面となる個所であつて、凹凸形
状を設けることによつてろう付け後の熱交換器の
組立強度や冷媒漏洩防止に悪影響を及ぼす恐れの
ない個所であれば、例えば第９図に示すようにし
てもよい。

すなわち、第９図はコアプレート１に設けられ
る係合用凹凸部３ａ，３ｂの別の形状例を示し
た、２枚のコアプレート１を水平方向に対置させ
た状態の横断面斜視図であつて、図中の１ｈと１
ｉはそれぞれのコアプレートの外周縁部のろう付
け貼り合わせ面１ａに形成され、２枚のコアプレ
ート１を貼り合わせた際の位置決めと横ずれ防止
の作用を果たす凸部および凹部であつて、その平
面形状は円形、楕円形その他の任意の形状でよ
い。この凸部１ｈを凹部１ｉに嵌合させることに
よつて係止の目的が果たされる。

また、１ｊと１ｋは２枚のコアプレート１のそ
れぞれの縦方向仕切壁１ｂのろう付け用貼り合わ
せ面に形成させた両者の係合用の凹条と凸条であ
つて、凸条１ｋを凹条１ｊに嵌合させることによ
つて両コアプレート１の位置決めと相対的横ずれ
防止の目的が果たされる。さらには偏平管Ａ内に
迷路を形成させるために設けられたリブ１ｃや１
ｄの当接面を利用して係合用凹凸を形成させても
よい。

第１０図イ，ロ，ハは本発明の更に他の実施例
を示すものであつて、各コアプレート１の端部に
形成した折り曲げ部３にリブ３ｄを形成するとと
もに、このリブ３ｄに隣接する部位においてコア
プレート１の平坦面にもリブ３ｅを形成すること
により、折り曲げ部３周辺の剛性を高め、これに
よつて折り曲げ部３がろう付け時の高温加熱によ
つて熱変形するのを防ぐようにしたものである。

上記したように本発明は種々変形可能なもので
あつて、幅広い態様でもつて実施し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による熱交換器の一実施例とし
ての自動車用空調装置に用いられるエバポレータ
の正面図、第２図ないし第４図はエバポレータの
構成要素としての偏平管を形作つているコアプレ
ートのそれぞれ正面図、正面図のＡ−Ａ断面図、
並びに底面図、第５図は相隣る偏平管のそれぞれ
の一半部を構成する２枚のコアプレートが貼り合
わせ前に対置されている状態の底面図、第６図は
第５図に示されたコアプレートの設計変更事例に
ついての、第５図と同様な底面図、第７図は貼り
合わせ前に対置された１組のコアプレートの下端
部の側断面図であり、図イと図ロは各異なつた断
面形状事例を示している。第８図は第１図ないし
第５図に示された２枚のコアプレートが貼り合わ
せ前に対置された状態を示した、、コアプレート
の下端部分の斜視図、第９図は、コアプレートに
設けられた係合用凹凸の別の形状事例を示した２
枚のコアプレートが水平方向に対置された状態の
横断面斜視図、第１０図イ，ロ，ハはコアプレー
トの折り曲げ部の他の実施例を示すものであつ
て、第１０図イは第１０図ロのＧ−Ｇ拡大断面
図、第１０図ロはコアプレートの底面図、第１０
図ハは第１０図ロのＨ−Ｈ拡大断面図、第１１図
ないし第１２図は従来の熱交換器についてのそれ
ぞれ上面図、正面図である。第１３図イ，ロはこ
の従来の熱交換器に組付けられたスペーサの平面
図および側面図である。 Ａ…偏平管、Ｂ…タンク部、１…コアプレー
ト、１ａ…コアプレートの貼り合わせ面、２…コ
ルゲートフイン、３…折り曲げ部、３ａ，３ｂ…
係合用凹凸部、３a′，３b′…係合用凹凸部の折り
返し部、３ｃ…折り曲げ部３の貼り合わせ面、ｇ
…切込み。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 椀状の２枚のコアプレートをその外周縁にて
   接合して形成された偏平管と、 この偏平管の一端側において偏平管外方側へ膨
   出するようにして前記コアプレートと一体成形さ
   れ、かつ伝熱媒体の入口および出口を有するタン
   ク部と、 前記偏平管の内部において前記一端側の入口か
   ら流入した伝熱媒体が前記偏平管の他端側に向か
   つて流れ、ここでＵターンして前記一端側の出口
   に向かつて流れるように形成されたＵターン状の
   媒体通路と、 相隣る偏平管の間に配されたコルゲートフイン
   とを備え、 前記偏平管は、相隣る偏平管のそれぞれの出口
   と入口が接続されるようにして前記タンク部を接
   合することにより偏平管厚さ方向に複数積層され
   ており、 前記偏平管の他端側には、隣接する偏平管側に
   向けて屈曲し、かつその隣接する偏平管に接合さ
   れて偏平管相互の間隔を保持する折り曲げ部がコ
   アプレートの接合部より延出するように一体形成
   されていることを特徴とする熱交換器。 ２ 前記折り曲げ部は、相隣る偏平管のコアプレ
   ートのそれぞれの他端側から一体形成され、偏平
   管相互の中間位置にて当接すことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の熱交換器。 ３ 前記折り曲げ部には、それぞれ係合用凹凸部
   が形成され、この凹凸部の嵌合によつてコアプレ
   ートの平面方向への横ずれを防止するように構成
   されていることを特徴とする特許請求の範囲第２
   項記載の熱交換器。 ４ 前記係合用凹凸部が、それぞれ台形形状をな
   していることを特徴とする特許請求の範囲第３項
   記載の熱交換器。