JP2002174494A

JP2002174494A - 熱交換器用チューブ

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Publication number: JP2002174494A
Application number: JP2000371449A
Authority: JP
Inventors: Kazuki Kita; 加寿紀北; Hiroshi Yamaguchi; 博志山口
Original assignee: Japan Climate Systems Corp
Current assignee: Japan Climate Systems Corp
Priority date: 2000-12-06
Filing date: 2000-12-06
Publication date: 2002-06-21
Anticipated expiration: 2020-12-06
Also published as: JP4524035B2

Abstract

(57)【要約】【課題】扁平チューブの一端部を折り曲げて仕切壁を
形成し、他端部を該仕切壁に接合することで略θ状断面
の熱交換器用扁平チューブを形成するものにおいて、該
接合部分のロウ材逃げを解消することを目的とする。【解決手段】扁平チューブの折曲げ基部に、扁平チュ
ーブの板厚分の段下げ部と扁平チューブの他端部を受け
る受部とを備え、扁平チューブの他端部の対向面部の外
側に欠損部を形成し、対向面部、段下げ部及びフィンで
囲まれた空間を比較的に広く確保されるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両用空調装置等
の熱交換器に用いられる熱交換器用チューブに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、特許２６８８０３７号公報に示さ
れるように、１枚のアルミ材を折り曲げて断面略θ状に
成形した扁平チューブが良く使用されている。これは、
図１０に示すように、一般にフォルデッドチューブと呼
ばれるアルミ薄板材を順次折り曲げて中央に仕切壁を形
成し、チューブ断面形状が略θ状となるように成形し、
熱交換媒体の流路を形成する扁平チューブである。

【０００３】また、別の折り曲げ成形技術として、両端
部を対称に複数回折り曲げるのではなく、一方を数回折
り曲げ、他方を単純な折り曲げとするものが知られてい
る。この方法として実開昭５４−９０７５０号公報が知
られている。この公報のものでは、図１１に示すよう
に、扁平チューブの一端部を傾斜して折り曲げ更に直角
に折り曲げ仕切壁とし、扁平チューブの他端部をこの傾
斜部分に接合する構成である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】特許２６８８０３７号
公報のものでは、図１０に示すように扁平チューブの左
右端部が折り曲げられ、その折曲げ部のＲを板厚以下に
形成しているために、折曲げ部の外側とフィンとの隙間
Ｃ１が非常に狭い。そのために、この隙間Ｃ１に存在す
るロウ材が、毛細管現象により、フィンと扁平チューブ
との隙間を通って、扁平チューブの外側に逃げてしま
い、ロウ付け不良を起こすことがある。

【０００５】また実開昭５４−９０７５０号公報のもの
では、図１１に示すように扁平チューブの傾斜部、扁平
チューブの他端部及びフィンで囲まれた隙間Ｃ２が極端
に狭い。そのためにこの隙間Ｃ２のロウ材が毛細管現象
により、扁平チューブとフィンの間隙を通って外部に流
出し、ロウ付け不良を起こす不具合を有する。

【０００６】本発明はこのような問題を解決するため
に、扁平チューブの一端部を折り曲げて仕切壁を形成
し、他端部を該仕切壁に接合することで略θ状断面の熱
交換器用扁平チューブを形成するものにおいて、該接合
部分のロウ材逃げを解消することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明では、
扁平チューブの両端が略Ｕ字状に折り曲げられ、その両
端が中央で合わせられ、更にそこから扁平チューブの対
向内面に伸びて仕切壁が形成され、該仕切壁と両側のＲ
部との間に流体通路の通路空間が形成された略θ状断面
を有する熱交換器用扁平チューブにおいて、扁平チュー
ブの一端部は、扁平チューブの対向内面に向かって内側
に折り曲げられる折曲げ基部と、該折曲げ基部から伸び
て扁平チューブの対向内面に当接する仕切壁を形成する
中柱部とからなり、該折曲げ基部は、該扁平チューブの
板厚分の段下げ部と該扁平チューブの他端部を受ける受
部とを有し、該扁平チューブの他端部の先端には、該段
下げ部と対向する対向面部と該対向面部外側に欠損部を
有し、該他端部の先端が該受部に重ねられ且つ該段下げ
部に近接して配置された構成である。従って、扁平チュ
ーブの一端部と他端部との間に少し大きめの隙間が形成
されるので、扁平チューブとフィンとの間隙に毛細管現
象が生起しても、この隙間のロウ材が逃げ出すことが防
止できる。このようにロウ材が逃げ出すことがないこと
とに加えて、扁平チューブの一端部と他端部との間が段
差なく接合でき、かつお互いが重ねられた平面同士でロ
ウ付けされるので、お互いが非常に強固にロウ付けされ
る。

【０００８】請求項２の発明では、請求項１記載の熱交
換器用チューブにおいて、上記中柱部が弾性変形可能な
形状に形成されている。この構成では、扁平チューブと
フィンとを積層してコアを組み立てた場合に、このコア
を圧縮して弾性変形できるので、扁平チューブの端部を
ヘッダに容易に挿入でき、圧縮状態を解除すると、扁平
チューブの復元力によりフィンが扁平チューブに強く保
持される。

【０００９】請求項３の発明では、請求項１または請求
項２記載の熱交換器用チューブにおいて、上記中柱部の
断面形状が略円弧状であるので、弾性変形し易く且つ復
元力も良好であり、ヘッダと扁平チューブとの組立性及
び一体ロウ付け性が大幅に向上する。

【００１０】請求項４の発明では、請求項１ないし３の
いずれか記載の熱交換器用チューブにおいて、上記中柱
部の先端に、扁平チューブの対向内面に当接した部分か
ら内方に折り曲げられたフランジ部を有し、該フランジ
部と中柱部との角度が鋭角になるように折り曲げられて
いる構成であるので、扁平チューブの板材の寸法バラツ
キや折り曲げ精度不良があっても、仕切壁を設定高さに
安定して得られ、組付け不良を格段に減少できる。

【００１１】請求項５の発明では、請求項１ないし４の
いずれか記載の熱交換器用チューブにおいて、上記扁平
チューブの上記一端部及び上記他端部は、上記Ｒ部から
上記仕切壁に向かって滑らかな中凸になるように折り曲
げて形成され、該中凸部における高さが仕切壁における
高さより高い構成であるので、成形性に優れるとともに
組立時には圧縮することでヘッダに挿入し易い形状に弾
性変形でき、圧縮を解除することでフィンの保持力を発
揮する。

【００１２】請求項６の発明では、請求項５記載の熱交
換器用チューブにおいて、上記扁平チューブが挿入され
るヘッダーの挿入孔の高さに対して、上記中凸部の高さ
は高く形成されているので、組立時には圧縮することで
ヘッダに挿入できる高さに弾性変形でき、圧縮を解除す
ると挿入孔より高い元の高さに戻ろうとする扁平チュー
ブの復元力によってフィンの保持力が高く維持される。

【００１３】請求項７の発明では、請求項１ないし６の
いずれか記載の熱交換器用チューブにおいて、上記仕切
壁の外周面にロウ材クラッドが設けられているので、上
記一端部の折曲げ基部と上記他端部とのロウ付け性が向
上する。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明を、図１ないし図４に示す
第１実施例に基づいて説明する。図１は本発明に係る熱
交換器１０を示す。図２は扁平チューブ１１の断面形状
を示し、図３は扁平チューブの部分拡大断面図を示し、
図４は扁平チューブ１１の端面とヘッダ１４の挿入孔１
４ａとの形状関係を示したものである。扁平チューブ１
１とフィン１２とが積層され、その両側部にエンドプレ
ート１３が配置されている。扁平チューブ１１とフィン
１２とからなるコアは上下のヘッダ１４の挿入孔１４ａ
に挿入されて一体ロウ付けされている。上方のヘッダ１
４にコネクタタンク１５が接続され、このコネクタタン
ク１５にパイプ１６が連結されている。下方のヘッダ１
４にはリターンタンク１７が接続されている。

【００１５】扁平チューブ１１は、外周にロウ材が被覆
されたクラッド材からなる１枚のアルミ製薄板である。
この薄板の両端部を略Ｕ字状に折り曲げ、一端部１１ａ
で仕切壁２１を形成し、他端部１１ｂをこの仕切壁２１
に当接接合している。仕切壁２１には、扁平チューブ１
１の平坦部１１１から内方に折り曲げて仕切壁を形成す
る折曲げ基部２２が形成され、この折曲げ基部２２に連
続して断面略円弧状の中柱部２３が形成され、更に、こ
の中柱部２３に連続してフランジ部２４が形成されてい
る。

【００１６】折曲げ基部２２は、扁平チューブ１１の平
坦部１１１と平行な受部２２ａと、この受部２２ａと略
直角で扁平チューブ１１の他端部１１ｂと対向する段下
げ部２２ｂとからなる受段部を有している。この段下げ
部２２ｂの高さは、扁平チューブ１１の平坦部１１１の
厚さとほぼ同一となっており、外周面がほぼ同一高さと
なるようになっている。ロウ付け時には、折曲げ基部２
２の受部２２ａ及び段下げ部２２ｂに扁平チューブ１１
の他端部１１ｂが一体ロウ付けされる。

【００１７】図３に示すように、折曲げ基部２２の受部
２２ａに扁平チューブ１１の他端部１１ｂの平坦部１１
１が重ねられ、折曲げ基部２２の段下げ部２２ｂに扁平
チューブ１１の他端部１１ｂの対向面部２５が接近して
配置されている。その上、扁平チューブ１１の他端部１
１ｂの平坦部１１１の外側にはフィン１２が接して押圧
されている。そのために、通常では、これらの隙間は非
常に狭くなっており、溶けたロウ材が毛細管現象により
これらの隙間から逃げる傾向にあるが、この第１実施例
では、扁平チューブ１１の他端部１１ｂの対向面部２５
の外側に欠損部２６を形成したので、対向面部２５と段
下げ部２２ｂとフィン１２とに囲まれた空間が比較的広
くなり、毛細管現象でロウ材がこの空間から逃げていく
ことを防止できる。

【００１８】この実施例では、中柱部２３は、扁平チュ
ーブ１１の平坦部１１１に対して略直角に配置され且つ
断面略円弧状に形成されている。従って、組付時、扁平
チューブ１１の中央付近に圧縮荷重をかけた場合に、こ
の円弧状部分が弾性変形し、組付け後は、この弾性変形
部分の復元力で扁平チューブ１１にフィン１２が確実に
保持される。なお、図３の斜線部分はロウ材を模式的に
示したものである。

【００１９】フランジ部２４は、中柱部２３から略直角
な方向に曲げられ、扁平チューブ１１の平坦部１１１の
内周面と平行に伸びて形成されている。このフランジ部
２４が扁平チューブ１１の平坦部１１１の内周面に一体
ロウ付けされるので、強固なロウ付けが確保される。

【００２０】図４に示すように、扁平チューブ１１単体
での大きさは、挿入孔１４ａの短径と比較して、扁平チ
ューブのＲ部１１２の短径は小さく、扁平チューブの平
坦部１１１の中央部分の短径は大きく形成されている。
扁平チューブ１１とフィン１２とを積層して形成したコ
アを圧縮した場合に、扁平チューブの中央部分の短径が
縮小する方向に弾性変形するので、その際の変形逃げ代
としてＲ部１１２の短径が挿入孔１４ａの短径より小さ
く形成されている。

【００２１】組付状態について説明する。扁平チューブ
１１とフィン１２との積層体からなるコアを形成し、こ
のコアの両側から圧縮荷重をかける。この時、扁平チュ
ーブ１１の断面形状は、ヘッダ１４の挿入孔１４ａの断
面形状と相似形に変形しており、挿入されやすくなって
いる。この状態で扁平チューブ１１の端面をヘッダ１４
の挿入孔１４ａに挿入する。その後、圧縮荷重を解除す
る。すると、扁平チューブ１１は元の形状に戻ろうとす
る復元力が作用する。この復元力により、フィン１２が
扁平チューブ１１に強く挟持され、搬送時や組付け時に
フィン１２が扁平チューブ１１の間から脱落することが
防止される。それとともに、上記復元力がヘッダ挿入孔
１４ａと扁平チューブ１１の端面とを密着させる方向に
作用するので、お互いが強固にロウ付けされる。

【００２２】図５は第２実施例を示す。図６ないし図８
はこの第２実施例の扁平チューブ３１をヘッダ３４に挿
入する場合の説明図を示す。図５は扁平チューブ３１の
断面図を示し、図６はこの扁平チューブ３１が挿入され
るヘッダ３４の挿入孔３４ａの断面形状を示し、図７は
扁平チューブ３１をヘッダ３４の挿入孔３４ａに挿入す
る時の両者の関係を示す。図８は扁平チューブ３１にフ
ィン３２を積層し、圧縮荷重をかけた場合の説明図を示
す。第２実施例の扁平チューブ３１は、第１実施例の扁
平チューブと同様に、アルミ製の１枚の薄板から折り曲
げられて断面略θ形状に形成されている。

【００２３】第２実施例で第１実施例と異なる点は、仕
切壁４１の形状と扁平チューブ３１の形状である。これ
らの点について説明する。仕切壁４１の中柱部４３がほ
ぼ直角に折り曲げられ、扁平チューブ３１の長辺部３１
１に対してほぼ直角な仕切壁として形成されている。こ
の中柱部４３によって扁平チューブ３１のこの部分の高
さが設定されている。

【００２４】図５に示すように、扁平チューブ３１の長
辺部３１１は中凸になるように折り曲げられている。こ
の扁平チューブ３１単体で、通路空間Ｓ部分の外部高さ
Ｈ１、Ｈ２と仕切壁部分の外部高さＨｃとを比較する
と、Ｈ１、Ｈ２＞Ｈｃとなる。図６に示すように、ヘッ
ダ３４の挿入孔３４ａの高さＨｓとも比較すると、Ｈ
１、Ｈ２＞Ｈｓとなっている。なお、Ｈ１とＨ２との高
さは同じであっても少し差があっても良い。仕切壁部分
の外部高さＨｃは挿入孔３４ａの高さＨｓに対して、ほ
ぼ同じか少し低いほうが好ましい。

【００２５】ヘッダ３４の挿入孔３４ａに扁平チューブ
３１の端部を挿入する際に、扁平チューブ３１単体では
通路空間Ｓ部分の高さＨ１、Ｈ２が挿入孔３４ａの高さ
Ｈｓより少し大きいため、挿入しにくい。しかし、図８
に示すように、扁平チューブ３１とフィン３２とを積層
したコアに、両側から圧縮荷重をかけることによって、
扁平チューブ３１が弾性変形して通路空間Ｓ部分の高さ
Ｈ１、Ｈ２は少し縮小する。そして、このときの通路空
間Ｓ部分の高さがＨｓ以下であれば挿入は容易に行なわ
れる。また、このときの通路空間Ｓ部分の高さがＨｓと
同等ないしわずかに大きい場合であっても、図７に示す
ように、挿入孔３４ａはヘッダ３４の内側に折れ曲がる
ように形成され、一番狭い部分の高さがＨｓであるの
で、扁平チューブ３１を挿入しても、無理な力を加える
ことなくスムーズに組み立てられる。

【００２６】上記したように、コアに圧縮荷重をかける
ことで扁平チューブの長辺部３１１が弾性変形し、図８
に示すように、仕切壁４１の折曲げ基部４２の受部４２
ａと扁平チューブ３１の他端部３１ｂの長辺部３１１と
が密着する方向に強いられ、且つ仕切壁４１のフランジ
部４４と扁平チューブ３１の長辺部３１１の内面とも密
着する方向に強いられ、その結果、互いが強固に密着し
てロウ付けされる。特に、この第２実施例でも、扁平チ
ューブ３１の他端部３１ｂの対向面部４５の外側に欠損
部４６を形成したので、対向面部４５と段下げ部４２ｂ
とフィン３２とに挟まれた空間が大きくなり、毛細管現
象でロウ材がこの空間から逃げていくことが防止され
る。その結果、ロウ付け品質が飛躍的に向上する。

【００２７】図９は第３実施例に係わり、第２実施例の
一部変形例である。第３実施例では、扁平チューブ５１
の長辺部５１１が片面側のみ外側に膨らんで形成されて
いる。この第３実施例でも、流体の通路空間を形成する
部分の高さＨ３、Ｈ４が仕切壁部分の高さＨｃより大き
く形成されている。この第３実施例では、長辺部５１１
の一方を平坦面としているので、この面を基準としてＲ
部５１２を形成し、更に中凸の長辺部５１１を形成でき
るので、成形しやすい。また、フィンを積層してコアを
作る際も安定して積層できる。

【００２８】また、中柱部６３のフランジ部６４を扁平
チューブ５１の長辺部５１１と平行に設けるのではな
く、内側に折り曲げ、中柱部６３とフランジ部６４との
角度が鋭角になるように設けている。この第３実施例の
ように鋭角に形成すれば、フランジ部６４の折り曲げ不
良や折り曲げ角度のバラツキがあっても上記角度が鈍角
になることが防止でき、中柱部６３とフランジ部６４と
の折り曲げ部分が扁平チューブの長辺部５１１に確実に
接触するようにすることができるので、仕切壁の高さを
一定の高さに維持することができ、ヘッダ挿入の容易性
・品質安定性やヘッダとのロウ付け確実性を確保でき
る。この構成は、第３実施例に限らず、第１実施例や第
２実施例に適用しても良い。

【００２９】又、第３実施例の中凸部分を片方のみ設け
るようにしても良い。この場合には、扁平チューブの一
端部の長辺部は平坦面のままで他端部の長辺部のみを外
側に膨らんで形成すればよいので、成形が容易である。
この部分の弾性変形によりフィンを保持できる場合に
は、膨らみ成形部分が少ないので、成形が簡単であり、
ヘッダへの挿入組立も容易である。

【００３０】欠損部は傾斜面部として形成しても良い
が、曲面部や段部として形成しても良い。また、上記実
施例のように、欠損部は扁平チューブの全長に渡って形
成しても良い。この場合には、欠損部の成形性に優れ
る。しかし、フィンとの接触部分だけに欠損部を形成
し、ヘッダへの挿入部分は欠損部を設けないように形成
しても良い。この場合には、扁平チューブとヘッダとの
ロウ付け性が良くなる。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、扁平チューブの折曲げ
基部に、扁平チューブの板厚分の段下げ部と扁平チュー
ブの他端部を受ける受部とを備え、扁平チューブの他端
部の対向面部の外側に欠損部を形成したので、対向面
部、段下げ部及びフィンで囲まれた空間を比較的に広く
確保できるので、扁平チューブとフィンとの隙間に毛細
管現象が作用しても、この間のロウ材が逃げ出すことが
防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の熱交換器を示す概略図である。

【図２】本発明の第１実施例に係わる扁平チューブの断
面図である。

【図３】本発明の第１実施例に係わる扁平チューブの部
分拡大断面図である。

【図４】本発明の第１実施例に係わる扁平チューブとヘ
ッダの挿入孔との形状関係を示す説明図である。

【図５】本発明の第２実施例に係わる扁平チューブの断
面図である。

【図６】本発明の第２実施例に係わるヘッダの挿入孔の
高さを示す断面図である。

【図７】本発明の第２実施例に係わる扁平チューブとヘ
ッダーの挿入孔との関係を示す部分断面図である。

【図８】本発明の第２実施例に係わる扁平チューブとフ
ィンとの関係を示す説明図である。

【図９】本発明の第３実施例に係わる扁平チューブの断
面図である。

【図１０】従来の熱交換器を示す断面図である。

【図１１】従来の別の熱交換器を示す断面図である。

【符号の説明】

１０熱交換器１１扁平チューブ１１１平坦部１１２Ｒ部１１ａ一端部１１ｂ他端部１２フィン１３エンドプレート１４ヘッダ１４ａ挿入孔１５コネクタタンク１６パイプ１７リターンタンク２１仕切壁２２折曲げ基部２２ａ受部２２ｂ段下げ部２３中柱部２４フランジ部２５対向面部２６欠損部３１扁平チューブ３１１長辺部３１２Ｒ部３１ａ一端部３１ｂ他端部４１仕切壁４２折曲げ基部４２ａ受部４２ｂ段下げ部４３中柱部４４フランジ部４５対向面部４６欠損部５１扁平チューブ５１１長辺部５１２Ｒ部５１ａ一端部５１ｂ他端部６１仕切壁６２折曲げ基部６２ａ受部６２ｂ段下げ部６３中柱部６４フランジ部６５対向面部６６欠損部Ｓ通路空間高さＨ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４、Ｈc、Hs 隙間Ｃ１、Ｃ２

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） // Ｂ２３Ｋ 101:14 Ｂ２３Ｋ 101:14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】扁平チューブの両端が略Ｕ字状に折り曲
げられ、その両端が中央で合わせられ、更にそこから扁
平チューブの対向内面に伸びて仕切壁が形成され、該仕
切壁と両側のＲ部との間に流体通路の通路空間が形成さ
れた略θ状断面を有する熱交換器用扁平チューブにおい
て、扁平チューブの一端部は、扁平チューブの対向内面
に向かって内側に折り曲げられる折曲げ基部と、該折曲
げ基部から伸びて扁平チューブの対向内面に当接する仕
切壁を形成する中柱部とからなり、該折曲げ基部は、該
扁平チューブの板厚分の段下げ部と該扁平チューブの他
端部を受ける受部とを有し、該扁平チューブの他端部の
先端には、該段下げ部と対向する対向面部と該対向面部
外側に欠損部を有し、該他端部の先端が該受部に重ねら
れ且つ該段下げ部に近接して配置されたことを特徴とす
る熱交換器用チューブ。
【請求項２】上記中柱部は弾性変形可能な形状に形成
されていることを特徴とする請求項１記載の熱交換器用
チューブ。
【請求項３】上記中柱部の断面形状が略円弧状である
ことを特徴とする請求項１または２記載の熱交換器用チ
ューブ。
【請求項４】上記中柱部の先端に、扁平チューブの対
向内面に当接した部分から内方に折り曲げられたフラン
ジ部を有し、該フランジ部と中柱部との角度が鋭角にな
るように折り曲げられていることを特徴とする請求項１
ないし３のいずれか記載の熱交換器用チューブ。
【請求項５】上記扁平チューブの上記一端部及び上記
他端部は、上記Ｒ部から上記仕切壁に向かって滑らかな
中凸になるように折り曲げて形成され、該中凸部におけ
る高さが仕切壁における高さより高いことを特徴とする
請求項１ないし４のいずれか記載の熱交換器用チュー
ブ。
【請求項６】上記扁平チューブが挿入されるヘッダー
の挿入孔の高さに対して、上記中凸部の高さは高く形成
されていることを特徴とする請求項５記載の熱交換器用
チューブ。
【請求項７】上記仕切壁の外周面にロウ材クラッドが
設けられたことを特徴とする請求項１ないし６のいずれ
か記載の熱交換器用チューブ。