JP2004092940A - 熱交換器のチューブ - Google Patents

Abstract

【課題】簡単なプレス設備で成形できるとともに、厚い板材を使用してもタンクに開けた差込穴との隙間を小さくできる熱交換器のチューブの提供。
【解決手段】タンクに列設した差込穴に端部が差し込まれてロウ付けされる熱交換器のチューブ２であって、両側に直角的に折り曲げた外縁３２を有する外樋体３に、両側に直角的に折り曲げて形成され外縁３２、３２の内側に嵌まり込む内縁４２、４２を有する内樋体４を対向して嵌め込んで形成される。外縁３２と内縁４２との間には仮止め手段５が設けてあり、組付け後に炉中で一体にロウ付けされる。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両用空調装置のヒータコアなどに使用される熱交換器のチューブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の空調装置には、エンジン冷却水の廃熱を利用した熱交換器がヒータコアとして使用されている。この熱交換器は、一対のタンクの間を平行して配した多数の偏平なチューブで連結するとともに各チューブ間に放熱フィンを配し、真空炉などの炉中でロウ付けして一体に成形される。このチューブとして、図７の（イ）に示す如く、金属条を長円形に丸めて接合面１０１を溶接した溶接チューブ１００や、図７の（ロ）に示す、金属条を中間２０１でヘアピン状に折り曲げ、その両側を角筒形に丸めてロウ付けした多穴チューブ２００が使用されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−４７８７５号公報。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の溶接チューブは、金属条を長円形に丸める成形加工と、突合面を接合する溶接との双方の設備を必要とする。また、多穴チューブは、複雑な曲げを伴う多数の成形工程を行う高度な加工設備を必要とする。これら従来の板金製チューブは、いずれも大がかりな製造設備を使用し、かつ薄い金属条を成形するチューブの大量生産に適した構造であった。
【０００５】
このため、設備投資が高額となり多品種少量生産に不利であるとともに、厚い板材を使用すると曲げ部での曲率半径が大きくなるため、突き合わせ部の隙間が大きくなる。この結果、製造コストが増大するとともに、タンクに開けた差込穴との隙間が生じ易いなどの問題を生じる。
この発明の目的は、簡単なプレス設備で成形できるとともに、厚い板材の使用にも好適な熱交換器のチューブの提供にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明のチューブは、両側に平行した外縁を有する外樋体に、両側に平行して設けられるとともに外縁の内側に嵌まり込む内縁を有する内樋体を、対向して嵌め込んで形成される。このため、アルミニウム、銅などの金属条（帯状金属板）を略凵字形に成形してなる外樋体または内樋体は、簡単なプレス設備で成形できる。また、厚い金属条の加工も容易である。さらに、外樋体と内樋体とを対向して嵌め込む作業も簡単な設備で実施できる。この結果、少量多品種のチューブ、および肉厚を要求されるチューブの製造に好適である。
【０００７】
請求項２に記載の発明では、外縁の内面と内縁の外面との間に仮止め手段を設けているので、外樋体と内樋体とを嵌合して仮止めできる。このため、タンクに設けた差込穴に差し込んで組み付ける作業が円滑に行える。互いに係合する凸部と凹部との組み合わせ、両外縁による両内縁の緊迫などの仮止め手段は、別途の部品や特別の加工を必要とせず、外樋体または内樋体にプレス工程で形成できる利点がある。
【０００８】
請求項３に記載の発明では、外樋体に内樋体を嵌め込んだ後に、差込穴に差し込まれるチューブの端部の両外縁の先端を内側に曲げ、内縁の外面に圧接させている。これにより、外縁の内面と内縁の外面との隙間を塞ぐことができるとともに、この部分の曲率を、外縁の角の曲率に合わせることが可能で、タンクに開けた差込穴との隙間を低減できる。また、この加工により、請求項２の仮止め手段を省略できる。
【０００９】
請求項４に記載の発明では、外樋体の内側に複数の内樋体を並列して嵌め込んでいる。この構成では、独立した複数の流路を並設した内部仕切り壁付きの偏平チューブが簡単なプレス設備で製造できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１、図２は、この発明の第１実施例にかかる熱交換器１のチューブ２を示す。このチューブ２は、自動車の空調装置内に設置され、エンジンの冷却水を熱源とするヒータコアの熱交換器１（図３、図４に示す）に使用される。チューブ２は、アルミニウム条をプレス加工して断面が略凵字形を呈する外樋体３と、アルミニウム条をプレス加工して断面が略凵字形を呈する内樋体４とを対向して（突き合わせて）嵌合した構造を有する。外樋体３と内樋体４とは、後工程で嵌合面がロウ付けされる。
【００１１】
外樋体３は、側壁部３１と、その両側を直角的に折り曲げることにより平行して形成された外縁３２、３２とからなる。側壁部３１と外縁３２、３２との折れ目は曲率半径がＲ１　の角部３３、３３となっており、外縁３２、３２の先端には外側に面取り部３４、３４が設けられている。外縁３２、３２の内面は、ロウ材が積層されたロウ材面３５、３５となっているとともに、所定の間隔で仮止め手段５の係合凹部５１が列設されている。
【００１２】
内樋体４は、側壁部４１と、その両側を直角的に折り曲げることにより平行して形成され、外縁３２、３２の内側に嵌まり込む内縁４２、４２とを有する。側壁部４１と内縁４２、４２との折り目は曲率半径がＲ２　の角部４３、４３となっており、内縁４２、４２の先端には外側に面取り部４４、４４が設けられている。内縁４２、４２の外面は、ロウ材が積層されたロウ材面４５、４５となっているとともに、所定の間隔で仮止め手段５の係合凸部５２が列設されている。
【００１３】
外樋体３と内樋体４とは、突き合わされて内縁４２、４２が外縁３２、３２の内側に嵌まり込むと、仮止め手段５の係合凹部５１が係合凸部５２に係合して仮止めされ、チューブ２が形成される。面取り部４４、４４は、内縁４２、４２を外縁３２、３２に嵌め込む際に滑り面として有効であるとともに、角部３３、３３の内側曲率との干渉を防ぐ作用を有する。
【００１４】
仮止め手段５は、係合凸部５２を外縁３２に形成し係合凹部５１を内縁４２に形成してもよく、係合凸部５２および係合凹部５１の形状は、互いに係合する形状であれば、任意の形状が使用できる。仮止めの手段は、材料の弾性を利用して、外縁３２、３２の内側に内縁４２、４２を止まり嵌めさせるものでもよい。仮止めの手段は、特殊の加工や別物品を使用せず、外縁３２、３２または内縁４２、４２のプレス加工により形成できるものが、コスト低減の観点から望ましい。
【００１５】
熱交換器１は、横長の上側タンク６および下側タンク７とを備える。上側タンク６および下側タンク７は、上下に平行して配されたシートメタル６１、７１の上面および下面に、それぞれ莢状のタンク本体６２、７２を突き合わせて接合した構造を有する。シートメタル６１および７１には、チューブ２の両端部２１、２２が差し込まれる差込穴６３、７３が列設されている。
【００１６】
上側タンク６の中央部の上面にはパイプ状を呈する温水の流出口１１が設けられ、下側タンク７の左右の端部には、パイプ状を呈する温水の流入口１２、１２が設けられている。上側タンク６および下側タンク７は、中央部に配した集中管１３と、該集中管１３の左右に平行して対象的に配した多数のチューブ２とで連通されている。
【００１７】
外側に位置するチューブ２ａ、２ａの外側にはサイドプレート１４、１４が平行して設置され、サイドプレート１４、１４の上下端はシートメタル６１および７１の左右両端に接合されている。集中管１３とチューブ２とは、それぞれ上下端がシートメタル６１および７１を貫通して接続されている。集中管１３、各チューブ２およびサイドプレート１４の隙間には、帯状の金属板を蛇行状に成形したコルゲートフィン１５が配されている。
【００１８】
この熱交換器１の構成部品である、上側タンク６および下側タンク７、集中管１３、チューブ２、サイドプレート１４、コルゲートフィン１５などは、いずれもアルミニウム製であり、所定の位置にロウ材を積層したクラッド材を用いている。各部品は治具を用いて一体に組付けられ、真空炉などの炉中でロウ付けして一体に形成される。
【００１９】
図５は、第２実施例のチューブ２を示す。この実施例では、チューブ２の両端部に成形を行い、外縁３２、３２の先端を、内樋体４の角部４３、４３に圧接する加工を行っている。これにより、曲率半径がＲ２　の角部４３、４３と、外縁３２、３２の先端との隙間がなくなり、かつ、面取り部３４、３４の曲率を、角部３３、３３の曲率半径Ｒ１　に近似させることが可能となる。この構成では、差込穴６３、７３の形状を対象に形成しても隙間を低減でき、製造および組付けが容易になる。
【００２０】
図６は、第３実施例のチューブ２を示す。この実施例では、１つの外樋体３の内側に２つの内樋体４、４を嵌め込んでいる。この構成では、２つの独立した流路が並設された多穴チューブを、簡単な設備で形成できる。なお、１つの外樋体３の内側に３つ以上の内樋体４を嵌め込んでもよいことは当然である。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の熱交換器のチューブの斜視図である。
【図２】第１実施例の熱交換器のチューブの組み付け図である。
【図３】熱交換器の正面図である。
【図４】熱交換器の要部拡大図である。
【図５】第２実施例にかかる熱交換器のチューブの斜視図である。
【図６】第３実施例にかかる熱交換器のチューブの斜視図である。
【図７】従来の熱交換器のチューブの斜視図である。
【符号の説明】
１　　熱交換器
２　　チューブ
３　　外樋体
３２　外縁
４　　内樋体
４２　内縁
５　　仮止め手段
６　　上側タンク
７　　下側タンク

Claims (4)

1. タンクに列設した差込穴に差し込まれてロウ付けされる熱交換器のチューブであって、両側に平行した外縁を有する外樋体と、両側に平行して設けられるとともに前記外縁の内側に嵌まり込む内縁を有する内樋体とを、対向して嵌め込んで形成したことを特徴とする熱交換器のチューブ。
2. 請求項１に記載の熱交換器のチューブにおいて、前記外縁の内面と前記内縁の外面との間に仮止め手段を設けたことを特徴とする熱交換器のチューブ。
3. 請求項１または２に記載の熱交換器のチューブにおいて、前記外樋体に前記内樋体を嵌め込んだ後に、前記差込穴に差し込まれるチューブの端部を、前記外縁の先端が前記内縁の外面に接触するよう曲げ成形を行うことを特徴とする熱交換器のチューブ。
4. 請求項１に記載の熱交換器のチューブにおいて、前記外樋体に複数の前記内樋体を並列して嵌め込んだことを特徴とする熱交換器のチューブ。

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