JP2004344913A - 熱交換器用扁平チューブの製造方法 - Google Patents

熱交換器用扁平チューブの製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】成形精度を高めることができる熱交換器用扁平チューブの製造方法の提供を図る。
【解決手段】板材4の折り曲げ部5の内面側を突起6と同一高さの凸部5aとしてあり、その外面側を凹部5bとしてあるため、板材4のV字形の曲げ加工をロール形状の複雑化を伴うことなく精度良く行え、該板材4を2つ折りに重ね合わせ成形した場合には、凸部5aがその中央から2つ折りに重ね合わせられて中実状態となることから、リストライク工程で折り曲げ点が変形してずれることがなく精度良く扁平チューブ1を成形することができる。
【選択図】 図2

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は空調装置のコンデンサー,エバポレータ等の熱交換器に用いられる扁平チューブの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の熱交換用扁平チューブの製造方法としては、板材の内面側にその幅方向中央部に設けた折り曲げ部を境として左右対称に複数条の突起と溝とを交互に形成し、前記折り曲げ部で板材を2つ折りに折り曲げて対向する突起同士を密着させてろう付けするようにしたものが知られている(特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開平9−182928号公報(第8頁、図18)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
板材はロール成形によりV字形に折り曲げて、リストライク工程で2つ折りに重ね合わせて対向する突起同士を密着させるのであるが、ロール成形工程で折り曲げ部をU字状に折り曲げ加工するためには、一方のロールの曲げ点部形状が複雑になってコスト的に不利となるばかりでなく、板材の曲げ角度が小さくなるほどこの曲げ点部の厚さが薄くなるため、工具寿命が短くなってしまう。
【0005】
また、板材の突起および溝はロール,プレス等によって成形するのであるが、この突起,溝の成形時に板材は複雑かつ不均一に加工硬化する傾向にある一方、前記折り曲げ部は平板状であるためにこの加工硬化によって、U字状にリストライクした際に折り曲げ部が変形して対向する突起同士がずれて精度が出しにくくなってしまう。
【0006】
前述のように対向する突起同士がずれた場合には、対向する溝同士で形成する通路がずれた形状となって内側形状が不安定となり、耐圧強度低下や放熱性能低下を来してしまい、また、折り曲げ部が変形して外側形状が不安定になった場合にはヘッダタンクに対する扁平チューブの挿入不良やろう付け不良を生じてしまう。
【0007】
そこで、本発明は板材を適正に2つ折りに折り曲げ加工できて成形精度を高めることができる熱交換器用扁平チューブの製造方法を提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明にあっては、板材の幅方向に設けられた折り曲げ部の内面側を、該板材の内面側に設けられた突起と同一高さの凸部とすると共に、該折り曲げ部の外面側の中央部に凹部を形成して、この折り曲げ部の中央から板材を2つ折りに折り曲げて、対向する突起同士を密着させてろう付けするようにしている。
【0009】
【発明の効果】
本発明によれば、板材を2つ折りに折り曲げて重ね合わせ加工する過程で、該板材をロール成形によりV字形に曲げ加工する場合に、該板材の折り曲げ部の内面側を突起と同一高さの凸部としてあるために、板材の内面側を加工する一方のロール断面形状を単純なV字形とすることができる一方、板材の折り曲げ部の外面側中央部に凹部を形成してあって、該折り曲げ部中央の板厚を薄くしてあるため、板材のV字形の曲げ加工をロール形状の複雑化を伴うことなく精度良く行うことができる。
【0010】
そして、板材をV字形の曲げ加工の後にリストライク工程で2つ折りに重ね合わせ成形した場合に、前記折り曲げ部の凸部がその中央から2つ折りに重ね合わせられて中実状態となるために、折り曲げ点が変形してずれることがなく、突起同士を正確に対向的に密着させて成形することができ、扁平チューブの内側形状,外側形状とも精度良く成形することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。
【0012】
図1〜図7は本発明の第1実施形態を示すもので、図1は本発明の方法によって得られた扁平チューブの断面図、図2は内面側に突起および溝を加工した板材の断面図、図3は図2のA範囲部の拡大図、図4は板材のV字形の曲げ加工状態を示す断面図、図5は図4のB範囲部の拡大図、図6は板材の2つ折りに重ね合わせる加工状態を示す断面図、図7は図6のC範囲部の拡大図である。
【0013】
この実施形態の扁平チューブを適用する熱交換器は、一般に知られているように対向する一対のヘッダ間に、平行配置した複数の扁平チューブを連通接続して熱交換媒体を流通するようにしていて、各扁平チューブ間に放熱用のフィンを介在させた構成としてあり、一方のヘッダに導入した熱交換媒体を扁平チューブを介して他方のヘッダに送給し、この扁平チューブを流通する過程で熱交換媒体と、扁平チューブ間を流通する空気との間で熱交換するようになっている。
【0014】
この実施形態では前記熱交換器を、二酸化炭素を熱交換媒体としての冷媒とした冷凍サイクルやヒートポンプサイクルに用いた場合で、熱交換器の内部圧力が著しく高圧化されるため、図1に示すように扁平チューブ1は耐圧強度を確保するために、隔壁2によって区画された複数の通路3を並設した構造としてある。
【0015】
この扁平チューブ1は、図2,3に示すようにアルミ材からなる板材4の幅方向中央部に折り曲げ部5を設け、この板材4の内面側、即ち、扁平チューブ1の内側となる側面に前記折り曲げ部5を境として左右対称に複数条の突起6と溝7とを交互に形成して、この板材4を折り曲げ部5で2つ折りに折り曲げ、対向する突起6,6同士を密着させてろう付けすることによって得られる。
【0016】
即ち、対向した突起6,6で前記隔壁2を構成し、対向した溝7,7同士で前記通路3を構成している。
【0017】
板材4としては前述のようにアルミ材を基材として、その内,外表面にろう材層を設けたクラッド材が用いられ、これをロール加工又はプレス加工により前述の複数条の突起6と溝7とを形成する。
【0018】
ここで、前記折り曲げ部5は、その内面側を前記突起6と同一高さの凸部5aとすると共に、該折り曲げ部5の外面側の中央部に凹部5bを設けて形成し、折り曲げ部5の中央の厚みt1を板材4の溝7を形成した部分の厚みt2よりも小さく(t1<t2)してある。
【0019】
このようにして得られた板材4は次のようにして2つ折りにされる。
【0020】
図4,5は板材4を2つ折りに重ね合わせる前段のロール成形工程を示しており、このロール成形工程では下ロール10と上ロール11とによって板材4をその折り曲げ部5の中央を基点にV字形に曲げ成形するようにしている。
【0021】
このロール成形工程では板材4を上,下一対のロール10,11の複数組を通過させて徐々にV字形の曲げ角度を狭めて行くが、このロール成形工程で用いられる下ロール11のV溝頂部11aは平坦に形成してある一方、上ロール10のV突起頂部10aは単純なV字形としてある。
【0022】
これら上,下ロール10,11で板材4を折り曲げ部5の中央を基点としてV字形に曲げ成形するが、この板材4のV字形の曲げ成形をより精度良く行うために、例えば図3に示すように折り曲げ部5の外面側となる凹部5bの中央にノッチ8を設けると良い。
【0023】
そして、板材4を前記ロール成形工程で所要の挟角度のV字形に曲げ加工した後、図6,7に示すようにリストライク工程で左右ロール12,13によって板材4を完全に2つ折りに重ね合わせ、対向する突起6,6同士および凸部5a,5a同士を密着させて図1に示す扁平チューブ1を構成する。
【0024】
この扁平チューブ1は最終的には加熱工程で図外の加熱炉で加熱して前記対向した突起6,6同士および凸部5a,5a同士をろう付けして接合するが、この加熱工程では扁平チューブ1の複数個を図外の一対のヘッダに連通接続すると共に、各扁平チューブ1,1間に放熱フィンを介在させて熱交換器を構成し、これを加熱炉で加熱してヘッダと扁平チューブ1および放熱フィンとのろう付け接合を一挙に行って、該加熱工程で前述の突起6,6同士および凸部5a,5a同士のろう付け接合が同時に行われる。
【0025】
以上のように本実施形態によれば、板材4を2つ折りに折り曲げて重ね合わせ加工する過程で、該板材4をロール成形によりV字形に曲げ加工する場合に、該板材4の折り曲げ部5の内面側を突起6と同一高さの凸部5aとしてあるために、板材4の内面側を加工する一方のロール10の断面形状を単純なV字形とすることができる一方、板材4の折り曲げ部5の外面中央部に凹部5bを形成してあって、該折り曲げ部5の中央の板厚を薄くしてあるため、板材4のV字形の曲げ加工をロール形状の複雑化を伴うことなく精度良く行うことができる。
【0026】
そして、板材4をV字形の曲げ加工の後にリストライク工程で2つ折りに重ね合わせ成形した場合に、前記折り曲げ部5の凸部5aがその中央から2つ折りに重ね合わせられて中実状態となるために、折り曲げ点が変形してずれることがなく、突起6,6同士を正確に対向的に密着させて成形することができ、扁平チューブ1の内側形状,外側形状とも精度良く成形することができる。
【0027】
図8〜図13は本発明の第2実施形態を示すもので、図8は内面側に突起および溝を加工した板材の断面図、図9は図8のD範囲部の拡大図、図10は板材のV字形の曲げ加工状態を示す断面図、図11は図10のE範囲部の拡大図、図12は板材の2つ折りに重ね合わせる加工状態を示す断面図、図13は図12のF範囲部の拡大図である。
【0028】
本実施形態では前記第1実施形態と同様に、板材4の幅方向中央部に折り曲げ部5を設け、この板材4の内面側に前記折り曲げ部5を境として左右対称に複数条の突起6と溝7とを交互に形成してある。
【0029】
ここで、本実施形態にあっては前記折り曲げ部5の内面側中央には、成形される扁平チューブ1の厚み幅よりも小さな幅で折り曲げガイド突起5cを設けてあると共に、該折り曲げガイド突起5cの両側形成基部をそれぞれ溝頂部とするV字形の切欠溝5dを形成してある。
【0030】
折り曲げガイド突起5cの突出高さは、突起6とほぼ同じ突出高としてあり、また、その両側面は傾斜面として、切欠溝5dの溝側面の一方を該折り曲げガイド突起5cの側面で構成している。
【0031】
この第2実施形態では、図10,11に示すようにロール成形工程で板材4を前記折り曲げ部5の切欠溝5dを基点にV字形に曲げ加工した後、図12,13に示すようにリストライク工程で板材4を完全に2つ折りに重ね合わせて、対向する突起6,6同士を密着させて扁平チューブ1を構成する。
【0032】
この実施形態の場合も、扁平チューブ1は熱交換器を構成した後の加熱工程で突起6,6同士のろう付け接合が行われる。
【0033】
本実施形態では前述のように、板材4を折り曲げガイド突起5cの両側の切欠溝5dを基点に2つ折りに折り曲げるため、板材4はこの折り曲げガイド突起5cの側面に沿ってずれを生じることなく精度良く2つ折りに曲げ加工することができ、従って、前記第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0034】
前記各実施形態では、板材4の幅方向中央部に1つの折り曲げ部5を設けているが、この他、板材4に2つの折り曲げ部を所要の間隔をおいて設け、これら折り曲げ部で板材を2つ折りに折り曲げるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の方法によって得られた扁平チューブを示す断面図。
【図2】本発明の第1実施形態における板材の断面図。
【図3】図2のA範囲部の拡大図。
【図4】本発明の第1実施形態における板材のV字形の曲げ加工状態を示す断面図。
【図5】図4のB範囲部の拡大図。
【図6】本発明の第1実施形態における板材の2つ折りに重ね合わせる加工状態を示す断面図。
【図7】図6のC範囲部の拡大図。
【図8】本発明の第2実施形態における板材の断面図。
【図9】図8のD範囲部の拡大図。
【図10】本発明の第2実施形態における板材のV字形の曲げ加工状態を示す断面図。
【図11】図10のE範囲部の拡大図。
【図12】本発明の第2実施形態における板材の2つ折りに重ね合わせる加工状態を示す断面図。
【図13】図12のF範囲部の拡大図。
【符号の説明】
1 扁平チューブ
2 隔壁
3 通路
4 板材
5 折り曲げ部
5a 凸部
5b 凹部
5c 折り曲げガイド突起
5d 切欠溝
6 突起
7 溝
8 ノッチ

Claims (2)

  1. 板材(4)の幅方向に折り曲げ部(5)を設け、この板材(4)の内面側に前記折り曲げ部(5)と平行に複数条の突起(6)と溝(7)とを交互に形成し、この板材(4)を折り曲げ部(5)で2つ折りに折り曲げ、対向する突起(6),(6)同士を密着させてろう付けして熱交換器用扁平チューブを製造する方法において、
    前記板材(4)の折り曲げ部(5)の内面側を、前記突起(6)と同一高さの凸部(5a)とすると共に、該折り曲げ部(5)の外面側の中央部に凹部(5b)を形成して、この折り曲げ部(5)の中央から板材(4)を2つ折りに折り曲げることを特徴とする熱交換器用扁平チューブの製造方法。
  2. 板材(4)の幅方向に折り曲げ部(5)を設け、この板材(4)の内面側に前記折り曲げ部(5)と平行に複数条の突起(6)と溝(7)とを交互に形成し、この板材(4)を折り曲げ部(5)で2つ折りに折り曲げ、対向する突起(6),(6)同士を密着させてろう付けして熱交換器用扁平チューブを製造する方法において、
    前記板材(4)の折り曲げ部(5)の内面側中央に折り曲げガイド突起(5c)を設けると共に、該折り曲げガイド突起(5c)の両側形成基部をそれぞれ溝頂部とする切欠溝(5d),(5d)を設け、これらの切欠溝(5d),(5d)を基点に板材(4)を2つ折りに折り曲げることを特徴とする熱交換器用扁平チューブの製造方法。
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