JPH0740864Y2 - 熱交換器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は、自動車や家庭用エアコンの凝縮器等に用い
られる熱交換器、特にいわゆるマルチフロータイプの熱
交換器に関する。

従来の技術 例えばカーエアコン用凝縮器に用いられる熱交換器とし
て、従来より、ハーモニカチューブと称されるような多
孔押出偏平チューブを蛇行状に曲げ、その平行部間にフ
ィンを配置してコアを構成したいわゆるサーペンタイン
型熱交換器が用いられていた。

ところが、かかるサーペンタイン型熱交換器では、熱交
換媒体通路が１本の偏平押出チューブにより形成されて
いるため通路面積を大きく確保できないこと、押出チュ
ーブを蛇行状に曲成してなるものであるから曲げ部の曲
率半径を一定以上小さくできないためチューブピッチを
小さくできず、このためチューブの平行部間に介在され
るフィン数が少ないものとなってフィン効率が悪いこ
と、等の理由から熱交換効率の向上に限界があった。

そこで、サーペンタイン型に代わる熱交換器として、平
行状に配置された多数本の扁平チューブの両端を１対の
中空ヘッダーに連通接続し、隣接するチューブ間にフィ
ンが介在させた熱交換器が提案されている。この熱交換
器によれば、チューブピッチを自由に選択できるので冷
媒通路断面積を大きく確保でき、また各チューブ間に介
装されるフィンの本数も増加でき小型で熱交換効率に優
れたものとなすことができる。

ところで、かかる形式の熱交換器ににおいて、サーペン
タイン型のものと同様に熱交換媒体を蛇行状に流通させ
るために、一方又は両方のヘッダー内部を仕切板により
複数の部室に分割し、もってチューブによって構成され
る熱交換媒体通路を蛇行通路に形成せしめたものとなさ
れる場合がある。

このような仕切板の取付け構造として、ヘッダーを複数
本の短尺筒状のヘッダー単位により構成し、これらのヘ
ッダー単位を中間に仕切板を介在せしめて長さ方向に組
合わせ、ろう接固定した構造が採用されている。しかし
ながら、このような構造では部品点数が多くなってコス
トが上昇したり、ろう付に際してヘッダー単位と仕切板
とが位置ずれを起こす危険性があるため、ろう付作業が
面倒で生産性が悪いというような欠点を有するものであ
った。

このような問題点を解消するため、本出願人は先の出願
において、第10図に示されるように、円筒ヘッダー（5
1）に周方向に半周に亘って切込み部（52）を形成する
一方、仕切板（53）としてヘッダー（51）の内周面に適
合する外周形状の径小部（54）と、周端部（55）が切込
み部に適合する径大部（56）とを有するものを用い、こ
の仕切板（53）をその径小部（54）側から切込み部（5
2）を介してヘッダー（51）内に嵌入することにより、
径小部（54）の外周面をヘッダー（51）内周面に当接さ
せると共に径大部（56）の周端部（55）を切込み部（5
2）内に適合させた状態に配置し、そして仕切板（53）
とヘッダー（51）とをろう付けにより一体化した熱交換
器を提案している（実開昭63−49193号公報参照）。こ
れによると、部品点数の減少、組立て接合作業の簡素
化、生産性の向上、コストの低廉化を図ることができて
好都合である。なお、（62）はチューブ、（63）はコル
ゲートフィンである。

しかしながら、この熱交換器では、ヘッダー（51）に形
成される切込み部（52）の上下両面（52a）（52b）間の
ギャップ長さと仕切板（53）の厚さとの関係に加工上若
干の誤差を生じることがあり、そのため切込み部（52）
のギャップ長さが設定寸法よりも若干大きくなっている
ような場合は、仕切板（53）を切込み部（52）を介して
ヘッダー（51）内に嵌入配置した状態で、仕切板（53）
の抜出方向への移動が強固に規制されず、ろう付けを行
う前に、仕切板（53）が不本意に位置ずれを起こしたり
ヘッダー（51）から抜け落ちたりすることがあった。

そこで、出願人はこの不具合を解消する熱交換器とし
て、更にその後の出願において同図に示されるように、
前記仕切板（53）の片面に小突起（57）を設け、仕切板
（53）をヘッダー（51）内に嵌入した状態においてこの
小突起（57）を切込み部（52）の上面（52a）に隣接す
る内側縁面（52c）に隣接状態に位置するものとなし、
これにより仕切板（53）が抜落ち方向に移動しようとし
た場合に、小突起（57）と上記内側縁面（52c）とが係
合し、その抜落ちが阻止されるものとなされた熱交換器
を提案した（実開昭64−31368号公報）。

考案が解決しようとする課題 しかしながら、上記のような小突起（57）を採用した熱
交換器にも依然として次のような問題がある。

即ち、仕切板（53）を切込み部（52）を介してヘッダー
（51）内に嵌入する過程で小突起（57）が切込み部（5
2）の上面（52a）に強く当たり、それによって該上面
（52a）に深い溝をつくってしまうことがあり、そのた
め、仕切板（53）が抜出方向に移動しようとすると、小
突起（57）が切込み部（52）の内側縁面（52c）に係合
せずにその溝内を移動し、そのため仕切板（53）が位置
ずれを起こし、あるいは抜け落ちたりすることがあり、
固定状態が必ずしも安定しないという難点があった。

この考案は、上記のような従来の問題点を解決し、切込
み部を介してヘッダー内に嵌入配置された仕切板が、ヘ
ッダーと接合一体化される前の状態において、位置ずれ
を起こしたりあるいはヘッダーから抜け落ちたりするの
を従来よりも一層確実に阻止することができ、熱交換器
構成部品の仮組状態を適正に維持することが可能な熱交
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 上記目的において、この発明は、平行状に配置された多
数本の扁平チューブがその両端を１対の中空ヘッダーに
それぞれ連通接続されると共に、隣接するチューブ間に
フィンが介在され、かつチューブ群によって構成される
流通路を熱交換媒体が蛇行状に流通するように少なくと
も一方のヘッダーが仕切板によって仕切られた熱交換器
であって、該仕切板が、ヘッダーの周方向に設けられた
スリット状の切込み部を通じてヘッダー内に嵌入配置さ
れると共に、前記切込み部の側縁部外面に打撃を加える
ことによって形成された塑性変形部により固定され、か
つヘッダーに接合一体化されてなることを特徴とする熱
交換器を要旨とする。

作用 上記熱交換器では、仕切板は、ヘッダー内に嵌入配置さ
れた状態でヘッダーに対して形成された塑性変形部によ
りヘッダーに固定されたものとなされているから、両者
が接合一体化されるまでの間に仕切板が位置ずれないし
は移動を起こそうとしても塑性変形部の作用によりそれ
が確実に阻止される。

実施例 次にこの考案の構成を、カーエアコン用のアルミニウム
ないしその合金製の凝縮器に適用した実施例に基づいて
説明する。

第４図及び第５図に示される凝縮器は、上下方向に水平
状態で配置された複数本のチューブ（１）…の両端を左
右１対の円筒ヘッダー（３）（４）の側面に連通接続
し、かつ隣接するチューブ（１）（１）間にコルゲート
フィン（２）を介在せしめ、更に左ヘッダー（３）の上
端部内側に入口管（７）を、また右ヘッダー（４）の下
端部外側に出口管（８）を取付け、そして左ヘッダー
（３）内を仕切板（11）により上下４室に分割すると共
に右ヘッダー（４）内を仕切板（12）により上下４室に
分割したものとなされている。この凝縮器では、入口管
（７）から左ヘッダー（３）に流入した熱交換媒体は、
チューブ（１）…内を蛇行状に流通し出口管（８）から
流出する。その間にこの熱交換媒体は、チューブ（１）
（１）間に形成されたコルゲートフィン（２）を含む空
気流通間隙を流通する空気と熱交換を行い、凝縮され
る。

チューブ（１）は、偏平状のアルミニウム押出型材をも
って構成されている。そして、このチューブ（１）の両
端部には、第１図に示されるように、叩き加工が施され
ることによって長円状の径小部（1a）と段部によるスト
ッパー（1b）とが形成され、ヘッダー（３）の側面に所
定間隔おきに形成されたチューブ挿入孔（５）に各チュ
ーブ（１）の端部が位置決め状態に嵌入配置されるもの
となされている。チューブ（１）はこの嵌入配置状態で
ヘッダー（３）（４）に対してろう付けにより接合され
ている。なお、ストッパー（1b）は、ヘッダー（３）
（４）の外周面に沿うように円弧状に形成され、かつチ
ューブ（１）の端部側に向かって下り傾斜状に形成され
ており、チューブ（１）の端部をヘッダー（３）（４）
に挿入配置しろう付けにより一体化する際にろう材が両
者の隙間に容易に入り込み確実なろう付けを達成しうる
ものとなされている。上記チューブ（１）としてはいわ
ゆるハーモニカチューブと称されるような多孔型のもの
を用いても良い。

ヘッダー（３）（４）は、芯材の片面または両面にろう
材が被覆されたアルミニウムブレージングシートからな
る電縫管をもって形成された断面円形管によるものであ
るが、電縫管によらずアルミニウム押出型材によるもの
としても良い。なお、左ヘッダー（３）の上端および下
端には蓋片（９）（９）が、右ヘッダー（４）の上端お
よび下端にも蓋片（10）（10）がそれぞれ取り付けられ
ている。

コルゲートフィン（２）は芯材の片面または両面にろう
材が被覆形成されたアルミニウムブレージングシートか
らなるもので、チューブ（１）と略同じ幅を有し、ろう
付によりチューブに接合一体化されている。コルゲート
フィン（２）は、望ましくはルーバーを切り起こしたも
のを用いるのが良い。

なお、（13）（14）は最外側のコルゲートフィン（２）
の外側に配置された上下のサイドプレートである。

そして、上記仕切板（11）（12）の固定構造は、以下の
通りである。即ち、第１図に示されるように、ヘッダー
（３）には仕切板（11）の取着予定位置に、周方向にそ
のほぼ半周にわたって仕切板（11）の厚さとほぼ等しい
間隙のスリット状の切込み部（15）が形成されている。
一方、仕切板（11）はそのほぼ半周がヘッダー（３）の
内径に等しい外径となされた径小部（11a）に形成さ
れ、残りの半周がヘッダー（３）の外径に等しい外径と
なされた周端膨出状の径大部（11b）に形成されてい
る。該仕切板（11）は、第２図及び第３図（イ）に示さ
れるように、その径小部（11a）の外周面がヘッダー
（３）の内周面に当接され、かつ径大部（11b）の周端
部（11c）が切込み部（15）に適合された状態に切込み
部（11）を介してヘッダー（３）内に嵌入配置される。
そして、その状態で、第３図（ロ）に示されるように切
込み部（15）上側縁部外面及び下側縁部外面に仕切板
（11）側に向けて斜め方向から打撃を与えることにより
仕切板（11）の径大部（11b）の周端両側面に圧接状態
に接触する塑性変形部（20）（20）を形成し、この塑性
変形部（20）（20）によって仕切板（11）を固定する。
これにより、以後の仕切板（11）の位置ずれないし抜落
ちが確実に阻止される。仕切板（11）はこの状態でヘッ
ダー（３）に対してろう付けにより接合一体化されてい
る。

なお、塑性変形部による仕切板（11）の固定構造として
は、上記の他、以下のような各種の変形例の採用も可能
である。

第６図に示される変形例は、仕切板（11）として、その
径大部（11b）の直径をヘッダー（３）の外径よりも若
干小さくしたものを用い、これを切込み部（15）を介し
てヘッダー（３）に内に嵌入して、同図（イ）に示され
るように、径大部（11b）の周端面が切込み部（15）内
に退入した状態に配置し、その状態で切込み部（15）上
側縁部外面及び下側縁部外面に打撃を与えることによ
り、同図（ロ）に示されるように、仕切板（11）の径大
部（11b）の周端面上に盛り上がる態様の塑性変形部（2
1）（21）を形成し、この塑性変形部（21）（21）によ
り仕切板（11）を固定し、そしてろう付けにより両者を
接合一体化したものである。

第７図に示される変形例は、仕切板（11）として、その
径大部（11b）の周端中央部に同図（イ）に示されるよ
うに切欠（22）を形成したものを用い、これを切込み部
（15）を介してヘッダー（３）内に嵌入配置し、その状
態で、同図（ロ）に示されるように該切欠（22）の位置
に対応する切込み部（15）上側縁部外面及び下側縁部外
面に斜め方向に打撃を与えることにより切欠（22）内に
突出する塑性変形部（23）（23）を形成してこの塑性変
形部（23）（23）により仕切板（11）を固定し、そして
ろう付けにより両者を接合一体化したものである。

なお、第11図に示される仕切板固定構造は、同図（イ）
に示されるようにヘッダー（３）の内部を介して切込み
部（15）と対向するヘッダー（３）の内面部に周方向に
沿う所定長さの凹部（30）が形成される一方、仕切板
（11）として、その径小部（11a）の周端部に上記凹部
（30）に適合するような膨出部（31）が一体に形成され
たものを用い、該仕切板（11）を切込み部（15）を介し
てヘッダー（３）内に挿入し、そして、同図（ロ）に示
されるように膨出部（31）を凹部（30）内に嵌合せし
め、かつ切込み部（15）の上側縁部外面及び下側縁部外
面に打撃を与えて塑性変形部（20）（20）を形成するこ
とによって仕切板（11）を固定したものである。この変
形例では、仕切板（11）の固定状態が確実なものとなる
ことはもとより、径小部（11a）とヘッダー（３）の内
面との間に寸法誤差等に起因する隙間を生じるといった
ような不具合を有効に回避することが可能となる。

また、第12図に示される仕切板固定構造は、同図（イ）
に示されるように切込み部（15）をヘッダー（３）の略
半周に亘って形成すると共にそれと連続するようにヘッ
ダー（３）の内面に周方向の凹部（33）を半周に亘って
形成し、また、仕切板（11）としてヘッダー（３）の外
径と同じ直径の円板を使用し、もってこの仕切板（11）
を切込み部（15）を介してヘッダー（３）内に挿入し、
そして同図（ロ）に示されるように凹部（33）内に嵌め
込み、かつ塑性変形部（20）（20）を形成することによ
り仕切板（11）の固定を行ったものである。

考案の効果 上述の次第で、この考案のマルチフロータイプの熱交換
器は、平行状に配置された多数本の扁平チューブがその
両端を１対の中空ヘッダーにそれぞれ連通接続されると
共に、隣接するチューブ間にフィンが介在され、かつチ
ューブ群によって構成される流通路を熱交換媒体が蛇行
状に流通するように少なくとも一方のヘッダーが仕切板
によって仕切られた熱交換器であって、該仕切板が、ヘ
ッダーの周方向に設けられたスリット状の切込み部を通
じてヘッダー内に嵌入配置されると共に、前記切込み部
の側縁部外面に打撃を加えることによって形成された塑
性変形部により固定され、かつヘッダーに接合一体化さ
れたものである。従って、ヘッダーを一体物で製作する
ことができ、従来のように短尺のヘッダー単位を中間に
仕切板を介在せしめて接合する場合に比べて部品点数を
減少することができることはもとより、仕切板の嵌入配
置状態でヘッダー内に対して形成された塑性変形部によ
り仕切板を固定するものとなされているから、その状態
において仕切板が位置ずれを起こしたり、あるいは抜り
落ちたりするのが確実に阻止され、そのため熱交換器構
成部品の仮組状態を適正に維持することができる。しか
も、上記塑性変形部は、切込み部に仕切板をはめたの
ち、該切込み部の側縁部を外面から叩打することにより
簡単に形成しうるから、仕切板のヘッダーへの仮組固定
を極めて容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図はこの考案の熱交換器の一実施例を
示すもので、第１図はヘッダー、チューブ、仕切板を分
離状態で示す斜視図、第２図はヘッダー内における仕切
板の配置状態を示すヘッダーの横断面図、第３図（イ）
はヘッダー内における仕切板の配置状態を示す縦断面
図、同図（ロ）は仕切板が塑性変形部によって固定され
た状態を示す縦断面図、第４図は熱交換器の全体正面
図、第５図は同じく平面図である。 第６図ないし第９図はそれぞれ仕切板の固定構造の変形
例を示すもので、第６図（イ）はヘッダー内における仕
切板の配置状態を示す縦断面図、同図（ロ）は仕切板が
塑性変形部によって固定された状態を示す縦断面図、第
７図（イ）は仕切板の斜視図、同図（ロ）は仕切板が塑
性変形部によって固定された状態を示す斜視図、第８図
（イ）は仕切板とヘッダーとを分離状態で示す縦断面
図、同図（ロ）は仕切板の嵌入配置状態を示す縦断面
図、第９図（イ）は仕切板とヘッダーとを分離状態で示
す縦断面図、同図（ロ）は仕切板の嵌入配置状態を示す
縦断面図である。第10図は従来の熱交換器をヘッダー、
チューブ、仕切板を分離した状態で示す斜視図である。 （１）…扁平チューブ、（２）…フィン、（３）（４）
…ヘッダー、（11）（12）…仕切板、（15）…切込み
部、（20）（21）（23）…塑性変形部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】平行状に配置された多数本の扁平チューブ
   がその両端を１対の中空ヘッダーにそれぞれ連通接続さ
   れると共に、隣接するチューブ間にフィンが介在され、
   かつチューブ群によって構成される流通路を熱交換媒体
   が蛇行状に流通するように少なくとも一方のヘッダーが
   仕切板によって仕切られた熱交換器であって、該仕切板
   が、ヘッダーの周方向に設けられたスリット状の切込み
   部を通じてヘッダー内に嵌入配置されると共に、前記切
   込み部の側縁部外面に打撃を加えることによって形成さ
   れた塑性変形部により固定され、かつヘッダーに接合一
   体化されてなることを特徴とする熱交換器。