JP2006320910A

JP2006320910A - 熱交換器用チューブおよびその製造方法

Info

Publication number: JP2006320910A
Application number: JP2005143864A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Ito; 政博伊藤; Yusuke Iino; 祐介飯野
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 2005-05-17
Filing date: 2005-05-17
Publication date: 2006-11-30
Also published as: CN1873361A; CN1873361B

Abstract

【課題】先端部の幅のばらつきの発生を防止し、熱交換器の組立性の向上をはかることができるとともに、安定した性能の熱交換器の製造に貢献できる、熱交換器用チューブの製造方法、およびその方法により製造された熱交換器用チューブを提供する。
【解決手段】長手方向に連続的に延びるチューブ素材を所定位置で切断して熱交換器用チューブを製造するに際し、チューブ素材の熱交換器用チューブの長手方向端部に相当する位置に、チューブサイズが長手方向に徐々に縮小された絞り部を形成するとともに、該絞り部に続く位置に、縮小されたチューブサイズが長手方向に一定に保たれたストレート部を形成し、該ストレート部にてチューブ素材を切断することを特徴とする熱交換器用チューブの製造方法、およびその方法により製造された熱交換器用チューブ。
【選択図】図１

Description

本発明は、熱交換器用チューブおよびその製造方法に関し、とくに、チューブの端末形状が改良された熱交換器用チューブの製造方法、およびその方法により製造された熱交換器用チューブに関する。

熱交換器、例えば、マルチフロー型の熱交換器は、例えば図３に示すように、一対のヘッダーパイプ１０２、１０３間に複数の偏平チューブ１０４を互いに平行に配置し、隣接偏平チューブ１０４間に放熱用コルゲートフィン１０５を配置した熱交換器１０１として構成される。各偏平チューブ１０４は、内部を複数の小流路に分割した多穴チューブとして構成されることもある。

各偏平チューブ１０４の両端部は、ヘッダーパイプ１０２、１０３に形成されたチューブ挿入穴１０５に挿入されて、ろう付け等によりヘッダーパイプ１０２、１０３に接続される。この偏平チューブ１０４の端末形状は、ヘッダーパイプ１０２、１０３のチューブ挿入穴１０６に挿入し易くするために、通常、チューブ幅が先端に向けてテーパ状に徐々に小さくなる形状に形成される。

ところで、熱交換器用チューブは、一般に、製造効率を高めるために、押し出し等により形成された、長手方向に連続的に延びるチューブ素材を、熱交換器用チューブの長さに相当する長手方向位置で切断することにより製造される（例えば、特許文献１）。このような方法により熱交換器用チューブを製造する場合、上記のような偏平チューブ１０４の端末形状を形成するために、例えば図４に示すように、チューブ素材１１０の、製造しようとする熱交換器用チューブの長手方向端部に相当する位置に、チューブ幅が先端に向けてテーパ状に徐々に縮小された絞り部１１１を加工し、所定の切断位置１１２で切断している。絞り部１１１は、図４に示すように、製造しようとする熱交換器用チューブ１１３に対しては先端に向けてチューブ幅が徐々に縮小されるとともに（絞り部１１１ａ）、続いて製造しようとする熱交換器用チューブ１１４に対しては、先端からチューブ幅が徐々に拡大される形状に形成される（絞り部１１１ｂ）。したがって、所定の切断位置１１２は、丁度、絞り部１１１ａと絞り部１１１ｂの境界に設定される。所定の切断位置１１２で切断された熱交換器用チューブ１１３の端部形状は、例えば図５（Ａ）、（Ｂ）に示すようになる。図５（Ｂ）は、チューブ内部が複数の小流路１１５に分割された多穴チューブの場合の例を示している。
特開平７−１４８６０８号公報

ところが、上記のような形状の絞り部１１１を加工した後チューブ素材１１０を切断する場合、切断位置１１２にズレが生じると、図５（Ａ）に示すように、製造された熱交換器用チューブ１１３の端部において、テーパ状の絞り部１１１ａの長さＬおよびチューブ先端幅Ｗにばらつきが生じることになる。とくにチューブ先端幅Ｗにばらつきが生じると、熱交換器組立時にチューブ先端をヘッダーパイプのチューブ挿入穴に適正に挿入しづらくなり、チューブかじりの原因となるおそれがある。また、チューブ先端をヘッダーパイプのチューブ挿入穴に挿入する際、チューブ挿入穴とチューブとのクリアランスを適正な大きさに確保しづらくなり、ろう付け後の漏れの原因となるおそれもある。したがって、チューブ先端幅Ｗのばらつきは、熱交換器の組立性の低下をもたらすとともに、安定した性能の熱交換器の製造にとって障害となる。

そこで本発明の課題は、上記のような問題点に着目し、熱交換器用チューブを製造するに際し、とくにその先端部の幅のばらつきの発生を防止し、熱交換器の組立性の向上をはかることができるとともに、安定した性能の熱交換器の製造に貢献できる、熱交換器用チューブの製造方法、およびその方法により製造された熱交換器用チューブを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る熱交換器用チューブの製造方法は、長手方向に連続的に延びるチューブ素材を、熱交換器用チューブの長さに相当する長手方向位置で切断して熱交換器用チューブを製造するに際し、前記チューブ素材の熱交換器用チューブの長手方向端部に相当する位置に、チューブサイズが長手方向に徐々に縮小された絞り部を形成するとともに、該絞り部に続く位置に、縮小されたチューブサイズが長手方向に一定に保たれたストレート部を形成し、該ストレート部にて前記チューブ素材を切断することを特徴とする方法からなる。

本発明に係る方法は、横断面形状が円形の熱交換器用チューブの製造にも適用できるが、とくに、上記熱交換器用チューブが偏平チューブ（フラットチューブ）からなる場合に有効である。また、本発明に係る方法は、チューブ内部に単一の流路が形成される熱交換器用チューブの製造にも適用でき、チューブ内部が複数の小流路に分割されたチューブ、例えば偏平多穴チューブからなる熱交換器用チューブの製造にも適用できる。

上記絞り部は、例えば、偏平チューブの幅がテーパ状に縮小されたテーパ部に形成し、上記ストレート部は、例えば、縮小された偏平チューブの幅が長手方向に一定に保たれたストレート部に形成することができる。

上記チューブ素材の材質としては、特に限定されないが、通常の材質であるアルミニウムまたはアルミニウム合金を使用できる。

長手方向に連続的に延びるチューブ素材自身の作製方法としては、とくに限定されないが、例えば、押し出し成形によりチューブ素材を連続的に作製することができる。あるいは、平板状の素材を丸める、いわゆるロールフォーミングによりチューブ素材を作製することも可能である。

熱交換器のタイプもとくに限定されないが、本発明は、とくに、上記熱交換器用チューブが、マルチフロー型の熱交換器用のチューブからなる場合に有効である。ただし、本発明は、例えば、サーペンタイン型の熱交換器用のチューブの製造にも適用できる。

また、熱交換器の用途もとくに限定されないが、本発明は、とくに、上記熱交換器用チューブが、大量生産される熱交換器用のチューブからなる場合、例えば、車両用空調装置に用いられる熱交換器用のチューブからなる場合に有効である。

本発明は、上記のような方法により製造された熱交換器用チューブも提供する。この熱交換器用チューブは、長手方向端部において、チューブサイズが長手方向に徐々に縮小された絞り部と、該絞り部に続く位置に、縮小されたチューブサイズが長手方向に一定に保たれたストレート部とを有する。

本発明によれば、チューブ素材の切断すべき位置にチューブサイズが長手方向に一定に保たれたストレート部を形成しておくことにより、多少切断位置がずれても、チューブ端末の幅は常に望ましい一定幅に保たれることになり、製造された熱交換器用チューブ間で端末幅方向の寸法のばらつきが無くなり、チューブを適正にチューブ挿入穴に挿入してチューブかじり等の不都合の発生を防止でき、チューブ挿入操作を含む熱交換器の組立性を向上することができる。また、ストレート部をヘッダーパイプのチューブ挿入穴に挿入するため、チューブ挿入穴とチューブ間のクリアランスを所定の大きさに保つことができ、ろう付け後の漏れを防止して、安定した性能の熱交換器の製造に貢献できる。

以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施態様に係る熱交換器用チューブの製造方法を示しており、図２（Ａ）、（Ｂ）は、図１の方法により製造された熱交換器用チューブの端部を示している。図１において、１は、長手方向Ｘに連続的に延びるチューブ素材を示しており、本実施態様では、押し出しにより長手方向Ｘに連続的に成形されたチューブ素材を示している。その材質としては、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金を採用できる。このチューブ素材１を、熱交換器用チューブの長さに相当する長手方向の切断位置２で切断することにより、所定長の熱交換器用チューブ３（図２（Ａ））が製造される。本実施態様では、熱交換器用チューブ３は、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、偏平チューブ、とくにチューブ内部が複数の小流路４に分割された偏平多穴チューブとして製造される。チューブ素材１の熱交換器用チューブ３の長手方向端部に相当する位置には、チューブサイズ（本実施態様では、チューブの幅方向Ｙのサイズ、つまり、チューブ幅）がチューブ長手方向Ｘに徐々にテーパ状に縮小されたテーパ部としての絞り部５が形成されるとともに、該絞り部５に続く長手方向Ｘの位置に、縮小されたチューブサイズ（チューブ幅）Ｗが長手方向において一定に保たれたストレート部６が形成される。このストレート部６の範囲内に切断位置２が設定され、その切断位置２でチューブ素材１が切断される。

上記ストレート部６のチューブ長手方向Ｘにおける長さＳは、適当に設定されればよく、切断位置２の設定がチューブ長手方向Ｘに多少ずれても、切断位置２がストレート部６の範囲内から逸脱しないだけの長さに設定されればよい。

このような方法により製造された熱交換器用チューブ３の端末形状は、図２（Ａ）に示すように、テーパ部としての絞り部５と、縮小されたチューブ幅Ｗでストレートにチューブ長手方向に延び、上記チューブ素材１におけるストレート部６の長さＳの約半分の長さのストレート部６ａを有する形状となる。

上記熱交換器用チューブの製造方法では、チューブ素材１が、縮小された一定のチューブ幅Ｗを有するストレート部６の範囲内の切断位置２で切断されるので、切断位置２がチューブ長手方向Ｘに多少ずれたとしても、熱交換器用チューブ３の端部には、必ず、所定の一定幅Ｗのストレート部６ａが形成される。したがって、製造される熱交換器用チューブ３の端末の幅は望ましい幅であるＷ一定となり、チューブ幅のばらつきの発生は完全に防止される。

熱交換器用チューブ３の端末のチューブ幅が常に望ましい一定幅Ｗに保たれることにより、熱交換器用チューブ３のヘッダーパイプのチューブ挿入穴（図３参照）への挿入が容易になるとともに、挿入の際のチューブかじり等の不都合の発生が防止される。したがって、チューブ挿入操作を含む熱交換器の組立性が大幅に向上される。

また、熱交換器用チューブ３の端末に形成された一定幅Ｗのストレート部６ａがヘッダーパイプのチューブ挿入穴に挿入されるため、チューブ挿入穴とチューブ間のクリアランスは所定の大きさに保たれ、両者間の適正なろう付けが容易化されるとともに、適正なろう付けによりろう付け後の漏れが確実に防止される。その結果、安定した性能の熱交換器が製造される。

なお、上記実施態様は、偏平多穴チューブの場合について説明したが、本発明は、横断面が円形、その他の形状のチューブ、さらには、チューブ内部が単一の流路に形成されたチューブにも適用できる。また、前述したように、本発明は、図３に示したようなマルチフロー型の熱交換器に限らず、例えば、サーペンタイン型の熱交換器のチューブ端末の加工にも適用できる。また、用いるチューブ素材も、押し出し成形品に限らず、いわゆるロールフォーミングにより形成されたチューブ素材に対しても本発明を適用できる。さらに、チューブ素材の材質についても、アルミニウムやアルミニウム合金に限らず、任意の材質を採用可能である。

本発明は、とくに熱交換器用チューブを大量に生産する場合に好適であり、とくに、車両用空調装置に使用される熱交換器のチューブ製造に好適である。

本発明の一実施態様に係る熱交換器用チューブの製造方法を示す、チューブ素材の切断位置周りの平面図である。図１の方法により製造された熱交換器用チューブの端部形状を示す平面図（Ａ）および端部正面図である。マルチフロー型熱交換器の一例を示す斜視図である。従来の熱交換器用チューブの製造方法を示す、チューブ素材の切断位置周りの平面図である。図４の方法により製造された熱交換器用チューブの端部形状を示す平面図（Ａ）および端部正面図である。

符号の説明

１チューブ素材
２切断位置
３熱交換器用チューブ
４小流路
５テーパ部としての絞り部
６チューブ素材のストレート部
６ａ熱交換器用チューブの端末におけるストレート部
Ｗチューブ端末におけるチューブ幅
Ｘチューブ長手方向
Ｙチューブ幅方向

Claims

長手方向に連続的に延びるチューブ素材を、熱交換器用チューブの長さに相当する長手方向位置で切断して熱交換器用チューブを製造するに際し、前記チューブ素材の熱交換器用チューブの長手方向端部に相当する位置に、チューブサイズが長手方向に徐々に縮小された絞り部を形成するとともに、該絞り部に続く位置に、縮小されたチューブサイズが長手方向に一定に保たれたストレート部を形成し、該ストレート部にて前記チューブ素材を切断することを特徴とする、熱交換器用チューブの製造方法。
前記熱交換器用チューブが偏平チューブからなる、請求項１に記載の熱交換器用チューブの製造方法。
前記熱交換器用チューブが偏平多穴チューブからなる、請求項２に記載の熱交換器用チューブの製造方法。
前記絞り部を、偏平チューブの幅がテーパ状に縮小されたテーパ部に形成し、前記ストレート部を、縮小された偏平チューブの幅が長手方向に一定に保たれたストレート部に形成する、請求項２または３に記載の熱交換器用チューブの製造方法。
前記チューブ素材がアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる、請求項１〜４のいずれかに記載の熱交換器用チューブの製造方法。
前記チューブ素材を押し出し成形により作製する、請求項１〜５のいずれかに記載の熱交換器用チューブの製造方法。
前記チューブ素材をロールフォーミングにより作製する、請求項１〜５のいずれかに記載の熱交換器用チューブの製造方法。
前記熱交換器用チューブが、マルチフロー型の熱交換器用のチューブからなる、請求項１〜７のいずれかに記載の熱交換器用チューブの製造方法。
前記熱交換器用チューブが、車両用空調装置に用いられる熱交換器用のチューブからなる、請求項１〜８のいずれかに記載の熱交換器用チューブの製造方法。
請求項１〜９のいずれかに記載の方法により製造された熱交換器用チューブ。