JPH11108581A

JPH11108581A - 熱交換器

Info

Publication number: JPH11108581A
Application number: JP9267392A
Authority: JP
Inventors: Soichi Kato; 宗一加藤; Muneo Sakurada; 宗夫桜田; Shin Kurihara; 慎栗原; Sadao Haitani; 貞男灰谷; Takashi Sugita; 隆司杉田; Katsuji Akiyama; 勝司秋山; Takafumi Umehara; 孝文梅原
Original assignee: Zexel Corp
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1997-09-30
Filing date: 1997-09-30
Publication date: 1999-04-23

Abstract

(57)【要約】【目的】ブラケットの剛性を高め、ヘッダパイプのろ
う付け不良を防止できる熱交換器を提供する。【構成】ヘッダパイプ３，４にろう付け接合されたブ
ラケット１１を介して、固定体に取付けられる熱交換器
において、ブラケット１１は、前記ヘッダパイプにろう
付け接合される接合部１２と、前記固定体に取付けされ
る取付け部１３と、接合部１２及び取付け部１３を連結
するブリッジ部１４とから構成され、ブリッジ部１４に
は少なくとも平坦面１４ａと傾斜面１４ｂを備えた補強
部１５が設けられている。また、前記ヘッダパイプは、
単一のプレートを丸め成形されて、両端部を突き合せた
継ぎ目４Ｃを有し、更にブラケット１１の接合部１２
が、ヘッダパイプの継ぎ目４Ｃを回避して該ヘッダパイ
プに接合されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ヘッダパイプにろ
う付け接合されたブラケットを介して、固定体に取付け
られる熱交換器に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、熱交換器として、フィンを介し
て複数のチューブを積層するとともに、これらのチュー
ブの各端部をヘッダパイプに連通接続して構成されたパ
ラレルフロータイプの熱交換器が知られている。

【０００３】すなわち、この熱交換器は、熱交換用の媒
体がヘッダパイプに設けられた出入口継手間で、チュー
ブを介して、複数回蛇行しながら通流され、このチュー
ブ通流過程で大気と熱交換する構成を備えている。

【０００４】また、このヘッダパイプは、長い管状の密
閉容器であるが、基本的に、所定寸法に形成された単一
平板状のヘッダパイプ素材を丸め成形し、丸めた両端部
を互いに突き合せて、この突き合せた継ぎ目をろう付け
することにより、製作されている。

【０００５】更に、この熱交換器は、一般的に熱交換器
側に設けられたブラケットを介して、車体フレーム等の
固定体に、安定且つ強固に取り付けられている。

【０００６】すなわち、図９に示すように、ブラケット
２１は、一枚の長板状素材を成形加工して形成され、ヘ
ッダパイプ４にろう付け接合される該ヘッダパイプの外
周に沿った曲面の接合部２２と、固定体側の平坦面を有
する取り付け部２３とから構成されている。

【０００７】そして、このような熱交換器の製造は、ヘ
ッダタンク４、このヘッダタンク４の挿入孔９に連通接
続されるチューブ２、フィン、サイドプレート、及び出
口継手、入口継手、ブラケット等の各部品を、それぞれ
別個に製作し、これらの所要部品を仮組みして仮組み体
とし、この仮組み体を、炉中で、一体にろう付けするこ
とにより行われている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、熱交換器を
固定体に安定して強固に取り付けるためには、ブラケッ
トとヘッダパイプとの接合強度や、ブラケット自体の構
造的な強度を強化する必要がある。本発明は、第１に、
ブラケット自体の構造的な強度を向上することができる
熱交換器を提案することを目的とする。

【０００９】また、従来においては、ブラケット自体の
構造的な強度を強化すると、ヘッダパイプのろう付け性
を十分に確保することが困難であると言う不都合が生じ
ていた。

【００１０】すなわち、この接合強度を高めるために、
ブラケットの接合面積を拡大すると、この接合面が、ヘ
ッダパイプの継ぎ目を覆ってしまうので、この継ぎ目に
十分にろう材が行き渡らなくなり、継ぎ目のろう付け不
良が生じてしまう。

【００１１】また、ブラケット自体の構造的な強度を強
化するために、ブラケットの板厚を厚くしたり、全体を
大型化したり、ブラケットの周縁に補強リブを設けたり
すると、同様に、ろう材がヘッダパイプの継ぎ目に十分
に供給されにくくなり、ろう付け不良が生じてしまう。

【００１２】特に、これらの両者の条件を満たすため
に、ヘッダパイプの長手方向に沿ったブラケットの長さ
を増加すると、このようなヘッダパイプの継ぎ目におけ
るろう付け不良が促進される傾向がある。

【００１３】更に、比較的に小型のブラケットを多数設
けて、熱交換器を固定体に取り付けることも考えられる
が、取り付け工数の増加によるコスト上昇や、取り付け
作業の手間が増加するとともに保守作業性が低下するこ
とから、非実用的であり好ましくない。

【００１４】そこで、本発明は、第２に、ヘッダパイプ
にろう付け接合されたブラケットを介して固定体に取付
けられる熱交換器であって、ヘッダパイプのろう付け不
良を防止できる熱交換器を提供することを目的としてい
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数のチュー
ブとフィンとが交互に積層され、これら積層されたチュ
ーブの両端に、ヘッダパイプが連通接続され、前記ヘッ
ダパイプにろう付け接合されたブラケットを介して、固
定体に取付けられる熱交換器において、前記ブラケット
は、前記ヘッダパイプにろう付け接合される接合部と、
前記固定体に取付けされる取付け部と、前記接合部及び
前記取付け部を連結するブリッジ部とから構成されると
ともに、前記ブリッジ部には少なくとも平坦面と傾斜面
を備えた補強部が設けられている構成の熱交換器であ
る。

【００１６】このように、本発明の熱交換器は、ブラケ
ットに補強部を設けたことにより、単なる平板状の取付
け部を有したブラケットに比べて、機械的な剛性強度を
高めることができ、例えばブラケットの上下方向の長さ
を短縮しても、外力による曲げやねじれ等の変形を十分
に防止することができる。

【００１７】更に、ブラケットの接合部が、ヘッダパイ
プの継ぎ目（突き合せ目）を回避して、ヘッダパイプに
接合される場合は、継ぎ目へのろう材の供給不良を防止
でき、確実に継ぎ目におけるろう付けを行うことが可能
となる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の具体例を図面に
基いて詳細に説明する。

【００１９】本例の熱交換器１は、図１に示すように、
主に、薄板波状のフィン５，５を介装して、互いに平行
に積層した複数のチューブ２，２と、これらのチューブ
２，２の両端に配設したヘッダパイプ３，４とから構成
され、これらのヘッダパイプ３，４にろう付け接合され
たブラケット１１を介して、車体フレーム等の固定体
に、安定且つ強固に取付けられるようにしている。

【００２０】各ヘッダパイプ３，４は、円管状に形成さ
れ、それぞれ上下の端部開口が盲キャップ６で閉鎖さ
れ、その内部は所定部位に配設した仕切板７，７で仕切
られ、更に、その所定箇所には、熱交換媒体を内部に取
り入れる入口継手３ａと、熱交換媒体を外部に排出する
出口継手４ａが連通接続されている。

【００２１】更に、各ヘッダパイプ３，４の長手方向に
亘っては、所定の間隔でチューブ孔９，９が形成され、
これらのチューブ孔９，９に、チューブ２，２の各端部
を挿入し、該部位をろう付けして、各ヘッダパイプ３，
４にチューブ２，２が固着されている。

【００２２】尚、チューブ２，２層の上下には、サイド
プレート８が配置され、その端部が各ヘッダパイプ３，
４に、それぞれ固定されており、このサイドプレート８
によって、熱交換器１の構造的な強度の向上を図るとと
もに、このサイドプレート８より内側に位置するチュー
ブ２を保護するようにしている。

【００２３】このように熱交換器１が構成されているの
で、入口継手３ａから取り入れられた熱交換媒体は、所
定のチューブ群単位で各ヘッダパイプ３，４を往復する
ように複数回蛇行して通流され、各チューブ２を通過し
ながら外部と熱交換し、出口継手４ａから排出される。
また、チューブ２及びサイドプレート８の間に介装した
フィン５によって、熱交換面積を増大し、このような外
部との熱交換を、十分に促進できるようにしている。

【００２４】また、これらのチューブ２、フィン５、ヘ
ッダパイプ３，４、出入口継手３ａ，４ａ等の主要部品
は、所定に仮組みされ、この仮組み体を、炉中で加熱
し、一体にろう付けすることにより、熱交換器１として
完成されている。

【００２５】すなわち、両ヘッダパイプ３，４は、所定
板厚のアルミ素材を用いて、その横断面形状が所定の内
外径を有する円形の長パイプ状に形成され、立設されて
配設されている。

【００２６】また、これらのヘッダパイプ３，４は、単
一の薄板状アルミ製ブレージングシートを原素材に用い
て、丸め成形により製作されている。このブレージング
シートは、熱伝導性及び成形性やろう付け性が良好なも
のであり、上述した偏平チューブ２の原素材としても用
いられている。

【００２７】そして、このヘッダパイプ製作は、基本的
に、ブレージングシートを所定寸法の長板状に形成し、
所定箇所にチューブ孔９等を貫設する成形工程と、所定
径の管状に丸める丸め成形工程とから構成され、上述し
たように、各部のろう付けは、仮組み後の炉中一体ろう
付けにより行われている。

【００２８】この丸め成形工程は、図２に示すように、
ロール成形等により幅方向の両端から徐々に丸めて行わ
れている。すなわち、同図中の実線ａに示す平板状のヘ
ッダタンク素材４Ａから、同図中の仮想線ｂに示すよう
にヘッダタンク素材４Ａの幅方向の両端部４Ｂ，４Ｂが
僅かに曲げられた後、仮想線ｃ及びｄに途中経過を示す
ように、順次ヘッダタンク素材４Ａが、所定径を維持し
つつ、次第に丸くなるように曲げられ、最後に図２の実
線ｅに示すように、端部４Ｂ，４Ｂが、互いにほぼ当接
して、その当接箇所を突き合せ目（継ぎ目）４Ｃとした
長パイプ状のヘッダパイプ３，４形状に形成される。

【００２９】また、本例においては、このように丸め成
形により製作されるヘッダパイプ３，４の突き合せ目４
Ｃが、組付け後の熱交換器１において、その左右の外側
に位置するように設定され、突き合せ目４Ｃの接合状態
を容易に確認できるようにしている。

【００３０】更に、本例のブラケット１１は、図３ない
し図７に示すように、単一の平板状素材をプレス成形し
て形成されており、ヘッダパイプ３，４の所定箇所にろ
う付け接合される接合部１２と、車体フレーム等の固定
体に取付けに用いられる取付け部１３と、これらを連結
するブリッジ部１４とから構成され、ブラケット１１の
構造的な強度を高めるとともに、配管止めを備えた補強
部１５が設けられている。

【００３１】すなわち、この補強部１５によって、後述
するように、ブラケット１１は、その正面視において、
上下方向の高さ寸法を、従来と比べて、短縮した寸法に
設定されている。

【００３２】尚、このブラケット１１の上下の縁には、
その左右の長手方向の端部全域に渡って、前面側に所定
量、突出したフランジ部１１ａが一体に形成され、各部
の平坦面等を保護するようにしている。

【００３３】また、このブラケット１１の接合部１２
は、ヘッダパイプ３，４の外周面に沿った曲面に形成さ
れ、ヘッダパイプ３，４の所定箇所にろう付け接合する
ようにしている。

【００３４】すなわち、この接合部１２の曲面は、ヘッ
ダパイプ３，４の周方向に対して、ヘッダパイプ３，４
の外周を約１／３周した長さに形成され、ブラケット１
１をヘッダパイプ３，４に仮組みした場合には、図５に
示すように、この接合部１２とヘッダパイプ３，４との
互いの接触面が、ヘッダパイプ３，４のチューブ孔９の
近傍から、ヘッダパイプ３，４の突き合せ目４Ｃの近傍
までの箇所になるように設定されている。

【００３５】従って、このようにブラケット１１の接合
部１２が、ヘッダパイプ３，４の突き合せ目４Ｃを回避
して、ヘッダパイプ３，４の外周に接するように構成さ
れているので、突き合せ目４Ｃへのろう材の供給不良を
防止でき、確実に突き合せ目４Ｃのろう付けを行うこと
が可能となる。

【００３６】尚、この接合部１２の端部における略中央
箇所には、切欠き部１２ａが設けられ、接合部１２自体
に対するろう材の供給を十分に確保している。

【００３７】また、ブリッジ部１４は、ブラケット１１
をヘッダパイプ３，４に接合した場合に、熱交換器の左
右方向の外方に所定長さ延長された平坦面１４ａと、同
熱交換器の手前側に向かった傾斜面１４ｂとから構成さ
れ、この傾斜面１４ｂの手前側から取付け部１３が開始
されている。

【００３８】この取付け部１３は、ブリッジ部１４の平
坦面１４ａと平行な、同様に熱交換器の左右方向の外方
に所定長さ延長された平坦面１３ａによって構成され、
その先端部のコーナー部は、切欠かれるとともに、その
先端部の中央には、車体フレーム等の固定体に設けた取
付け部１３を、挟み込んで固着する所定形状の切欠き部
１７が設けられている。

【００３９】従って、このような取付け部１３を用い
て、容易且つ確実に、車体フレーム等の固定体に、ブラ
ケット１１を固定できるようにしている。

【００４０】また、このブラケット１１には、主にブリ
ッジ部１４の箇所に、補強部１５を設けて、上下方向の
長さを短縮しても、ブラケット１１自体の構造的な強度
を確保し、ブラケット１１のコンパクト化を図ってい
る。

【００４１】この補強部１５は、ブラケット１１の上下
方向の略中央で、且つ、接合部１２のブリッジ部１４側
近傍から、取付け部１３のブリッジ部１４側近傍までの
所定箇所を、成形加工することによって、形成されてい
る。

【００４２】すなわち、この補強部１５は、上記所定箇
所を平坦面１５ａに形成して設けているが、この補強部
１５の平坦面１５ａは、図７に示すように、ブラケット
１１の手前側及び奥側に沿った方向において、取付け部
１３の平坦面１３ａと、ブリッジ部１４の平坦面１４ａ
との略中間に位置するように設定されている。

【００４３】また、この補強部１５の平坦面１５ａと、
各部１３，１４の平坦面１３ａ，１４ａとは、互いに平
行であるとともに、平坦面１５ａと各部の平坦面１３
ａ，１４ａとの間には、その間に形成される段差を、な
めらかに連続して接続する傾斜面１５ｂが設けられ、こ
の補強部１５を簡素なプレス成形で形成できるようにし
ている。

【００４４】このように補強部１５の平坦面１５ａは、
ブリッジ部１４の平坦面１４ａに対しては、ブラケット
１１の前面側に突設した膨出した形状となり、取付け部
１３の平坦面１３ａに対しては、後面側に突設した凹部
形状となっている。

【００４５】従って、ブラケット１１の奥行き方向に対
して、最も手前側の取付け部１３の平坦面１３ａと、最
も奥側のブリッジ部１４の平坦面１４ａとの間の中間箇
所に、これらに対して膨出及び凹部となるような補強部
１５を形成したので、このような補強部１５を設けて
も、該補強部１５がブラケット１１の外方に突出せず
に、ブラケット１１のスマート化を図れるとともに、そ
の回りに他の配管等の部品を自由に配置することができ
る。

【００４６】また、このように各部の平坦面１３ａ，１
４ａに対して、凸部又は凹部となる補強部１５を設けた
ことにより、単なる平板状の取付け部を有したブラケッ
トに比べて、機械的な剛性強度を高めることができ、ブ
ラケット１１としての上下方向の長さを短縮しても、外
力による曲げやねじれ等の変形を十分に防止することが
できる。

【００４７】特に、曲面の接合部１２と、この接合部１
２から延在されたブリッジ部１４及び取付け部１３と間
の曲がり形状を維持する強度も、同様に強化することが
できる。

【００４８】また、この補強部１５には、配管をクリッ
プを介して固定する取付け孔１９が設けられている。

【００４９】すなわち、この補強部１５の平坦面１５ａ
の少なくとも、所定箇所は、平坦に成形され、この箇所
には、正面視が所定寸法の正方形状の取付け孔１９が設
けられている。

【００５０】従って、この取付け孔１９に、図示を省略
したが、配管の周囲に装着したクリップ部材を介して、
配管を容易に取付けることができる。

【００５１】図８は、ブラケット１１の他の具体例を示
すもので、この例のものは、単一の平板状素材をプレス
成形して形成され、ヘッダパイプ３，４の所定箇所にろ
う付け接合される接合部１２と、車体フレーム等の固定
体に取付けに用いられる取付け部１３と、これらを連結
するブリッジ部１４とから構成され、ブラケット１１の
構造的な強度を高めるとともに、配管止めを備えた補強
部１５が設けられている点は前例と同様である。この例
では、接合部１２に、前例の切欠き部１２ａに代わって
丸穴１２ｂが設けられている。この丸穴１２ｂは、例え
ばアルゴン溶接によってブラケット１１をヘッダパイプ
３，４に仮止めする場合等に用いられるとともに、前例
同様、接合部１２自体に対するろう材の供給を十分に確
保することも行うものである。

【００５２】尚、本例のブラケットにおいては、ブラケ
ットにおける各部の平坦面、補強部の平坦面を、互いに
平行に設定したが、これに限らず、互いに任意の所定角
度を設定した構成としても良い。

【００５３】また、本例の補強部は、単一の平坦面を有
しているが、複数の平坦面を入れ子状に設けたり、別々
に設けたりしても良く、更に、左右方向に連続した平坦
面でなく、強度的な条件を満たすならば断続的な平坦面
としても良い。

【００５４】更に、本例においては、単一のプレートを
丸め成形した管状ヘッダパイプに適用した例を説明した
が、これに限らず、所定の半管状に形成された複数部材
を接合した多分割タイプのヘッダパイプや、管状では無
い異形状なヘッダパイプ、及びこれらを組合せたものに
も適用することができる。

【００５５】すなわち、補強部を設けて、ブラケットの
上下長さを、従来よりも短縮しているので、この上下方
向における、ブラケットの接合部と、ヘッダパイプの外
周面との互いの接触面の最奥部までの距離が短縮され、
この奥深くまで、ろう材の浸透が可能となり、ブラケッ
トとヘッダパイプとのろう付けによる接合強度も、十分
に確保することができる。

【００５６】以上説明したように、本例の熱交換器によ
れば、単一プレートを丸め成形したヘッダパイプの突き
合せ継ぎ目を回避して、ブラケットの接合面を設けて構
成しているので、ヘッダパイプの継ぎ目に、十分なろう
材の供給が可能となり、ヘッダパイプのろう付け性を良
好に確保することができる。

【００５７】また、少なくとも、接合部から延在され、
互いに段差を設けて配置されたブリッジ部と取付け部に
おいて、この延在方向に沿って、且つ該段差方向の中間
に頂部及び底部が位置する補強部を設けたことにより、
ブラケット自体の上下方向の長さを短縮しても、ブラケ
ットの構造的な強度を十分に確保できるとともに、同様
に、ヘッダパイプのろう付け性の向上を図ることができ
る。

【００５８】すなわち、補強部を設けて、ブラケットの
上下長さを、従来よりも短縮できるので、この上下方向
における、ブラケットの接合部と、ヘッダパイプの外周
面との互いの接触面の最奥部までの距離が短縮され、こ
の奥深くまで、ろう材の浸透が可能となる。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、複数の
チューブとフィンとが交互に積層され、これら積層され
たチューブの両端に、ヘッダパイプが連通接続され、前
記ヘッダパイプにろう付け接合されたブラケットを介し
て、固定体に取付けられる熱交換器において、前記ブラ
ケットは、前記ヘッダパイプにろう付け接合される接合
部と、前記固定体に取付けされる取付け部と、前記接合
部及び前記取付け部を連結するブリッジ部とから構成さ
れるとともに、前記ブリッジ部には少なくとも平坦面と
傾斜面を備えた補強部が設けられている構成の熱交換器
である。

【００６０】従って、本発明の熱交換器は、ブラケット
に補強部を設けたことにより、単なる平板状の取付け部
を有したブラケットに比べて、機械的な剛性強度を高め
ることができ、例えばブラケットの上下方向の長さを短
縮しても、外力による曲げやねじれ等の変形を十分に防
止することができる。

【００６１】更に、ブラケットの接合部が、ヘッダパイ
プの継ぎ目（突き合せ目）を回避して、ヘッダパイプに
接合されている場合は、継ぎ目へのろう材の供給不良を
防止でき、確実に継ぎ目におけるろう付けを行うことが
可能となる。

【００６２】このように、本発明によれば、ヘッダパイ
プにろう付け接合されたブラケットを介して固定体に取
付けられる熱交換器において、ブラケットの剛性を高め
得るとともに、ヘッダパイプに継ぎ目がある場合はこれ
を回避することにより、ヘッダパイプのろう付け不良を
防止できる熱交換器を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の具体例に係り、熱交換器を示す正面図
である。

【図２】本具体例に係り、ヘッダパイプ素材が丸め成形
される過程を説明する概略端面図である。

【図３】本例に係り、ブラケットの概略全体構成を示す
斜視図である。

【図４】本例に係り、ブラケットの全体構成を示す正面
図である。

【図５】本例に係り、ブラケットの全体構成を示す平面
図である。

【図６】本例に係り、ブラケットの補強部を示す縦断面
図である。

【図７】本例に係り、補強部の平坦面と、各部の平坦面
との関係を説明する概念図である。

【図８】他の具体例に係り、ブラケットの概略全体構成
を示す斜視図である。

【図９】従来例に係り、ブラケットとヘッダパイプの接
合状態を説明する平面図である。

【符号の説明】

１熱交換器２チューブ３ヘッダパイプ３ａ入口継手４ヘッダパイプ４ａ出口継手４Ａヘッダパイプ素材４Ｂヘッダパイプ素材の幅方向端部４Ｃヘッダパイプの突き合せ目５フィン６キャップ７仕切板８サイドプレート９チューブ孔１１ブラケット１１ａフランジ部１２接合部１２ａ接合部の切欠き部１２ｂ接合部の丸穴１３取付け部１３ａ取付け部の平坦面１４ブリッジ部１４ａブリッジ部の平坦面１４ｂブリッジ部の傾斜面１５補強部１５ａ補強部の平坦面１５ｂ補強部の傾斜面１７取付け部の装着用切欠き部１９補強部の配管クリップ用取付け孔２１従来のブラケット２２従来ブラケットの接合部２３従来ブラケットの取付け部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者灰谷貞男埼玉県大里郡江南町大字千代字東原39番地株式会社ゼクセル江南工場内 (72)発明者杉田隆司埼玉県大里郡江南町大字千代字東原39番地株式会社ゼクセル江南工場内 (72)発明者秋山勝司埼玉県大里郡江南町大字千代字東原39番地株式会社ゼクセル江南工場内 (72)発明者梅原孝文埼玉県大里郡江南町大字千代字東原39番地株式会社ゼクセル江南工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のチューブとフィンとが交互に積層
され、これら積層されたチューブの両端に、ヘッダパイ
プが連通接続され、前記ヘッダパイプにろう付け接合さ
れたブラケットを介して、固定体に取付けられる熱交換
器において、前記ブラケットは、前記ヘッダパイプにろう付け接合さ
れる接合部と、前記固定体に取付けされる取付け部と、
前記接合部及び前記取付け部を連結するブリッジ部とか
ら構成されるとともに、前記ブリッジ部には少なくとも
平坦面と傾斜面を備えた補強部が設けられていることを
特徴とする熱交換器。
【請求項２】前記ヘッダパイプは、単一のプレートを
丸め成形されて、両端部を突き合せた継ぎ目を有し、更
に、前記ブラケットのヘッダパイプとの接合部が、前記
ヘッダパイプの継ぎ目を回避して該ヘッダパイプに接合
されていることを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項３】前記ブラケットの前記補強部には配管止
めが設けられていることを特徴とする請求項１記載の熱
交換器。