JP2007183096A - 偏平管製造用金属板、偏平管および偏平管の製造方法 - Google Patents

偏平管製造用金属板、偏平管および偏平管の製造方法 Download PDF

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良一 星野
Noboru Ogasawara
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    • F28F1/045—Tubular elements of cross-section which is non-circular polygonal, e.g. rectangular with assemblies of stacked elements

Abstract

【課題】金属板をヘアピン状に折り曲げた後、ろう付のために加圧するさいにの補強壁形成部どうしおよび側壁形成部どうしの位置ずれを防止する。
【解決手段】金属板80は、連結部88を介して連なった２つの平坦壁形成部89,90と、平坦壁形成部89,90に形成された補強壁形成部83,84および側壁形成部81,82とを備えている。左側平坦壁形成部89の補強壁形成部83の先端面に凸部100を形成し、右側平坦壁形成部90の補強壁形成部84の先端面に凸部100が嵌る凹部101を形成する。補強壁形成部84の先端面における凹部101の両側部分に、凸部100と凹部101を嵌め合わせたさいに凸部100の側面を押圧しうる副凸部102を形成する。補強壁形成部83,84の長さ方向と直角をなす平面で切断した凸部100の断面積をＡ、同じく凹部101の断面積をａ、同じく副凸部102の総断面積をＥとした場合、０．０１≦Ｅ／(Ａ＋ａ)≦０．５という関係を満たしている。
【選択図】図２

Description

この発明は、熱交換器の熱交換管、たとえばカーエアコン用コンデンサの冷媒流通管として使用される偏平管を製造するための偏平管製造用金属板、偏平管および偏平管の製造方法に関する。
この明細書において、「アルミニウム」という用語には、純アルミニウムの他にアルミニウム合金を含むものとする。また、この明細書において、図１〜図４の上下、左右をそれぞれ上下、左右というものとする。
近時、たとえばカーエアコン用コンデンサとして、図５に示すように、互いに間隔をおいて平行に配置された１対のヘッダ(110)(111)と、両端がそれぞれ両ヘッダ(110)(111)に接続された並列状のアルミニウム製偏平状冷媒流通管(112)と、隣り合う冷媒流通管(112)の間の通風間隙に配置されるとともに、両冷媒流通管(112)にろう付されたアルミニウム製コルゲートフィン(113)と、第１ヘッダ(110)の周壁上端部に接続された入口管(114)と、第２ヘッダ(111)の周壁下端部に接続された出口管(115)と、第１ヘッダ(110)の中程より上方位置の内部に設けられた第１仕切板(116)と、第２ヘッダ(111)の中程より下方位置の内部に設けられた第２仕切板(117)とを備えており、入口管(114)と第１仕切板(116)の間の冷媒流通管(112)の本数、第１仕切板(116)と第２仕切板(117)の間の冷媒流通管(112)の本数、第２仕切板(117)と出口管(115)の間の冷媒流通管の本数がそれぞれ上から順次減少されて通路群を構成しており、入口管(114)から流入した気相の冷媒が、出口管(115)より液相となって流出するまでに、コンデンサ内を各通路郡単位に蛇行状に流れるようになされているいわゆるマルチフロー型と称されるコンデンサ（特許文献１参照）が、従来のサーペンタイン型コンデンサに代わり、高性能化、低圧力損失および超コンパクト化を実現しうるものとして広く使用されている。
上記コンデンサの冷媒流通管(112)は、熱交換効率が優れていることはもちろんのこと、その内部に高圧ガス冷媒が導入されるため耐圧性が要求される。しかも、コンデンサのコンパクト化を図るため冷媒流通管の管壁が薄肉でかつ管高さが低いことが要求される。
このような冷媒流通管に用いられる偏平管として、特許文献２（特に図１〜図６参照）に記載されたものが知られている。特許文献２に記載された偏平管は、互いに対向する１対の平坦壁と、両平坦壁の両側縁どうしにまたがる２つの側壁と、両平坦壁にまたがるとともに長さ方向に伸びかつ相互に所定間隔をおいて設けられた複数の補強壁とよりなり、連結部を介して連なった２つの平坦壁形成部、各平坦壁形成部に隆起状に一体成形された複数の補強壁形成部、および両側縁に隆起状に一体成形された側壁形成部を有する１枚の金属板が、ロールフォーミング法により連結部でヘアピン状に折り曲げられ、平坦壁形成部により平坦壁が形成されるとともに連結部により一方の側壁が形成され、さらに補強壁形成部どうしおよび側壁形成部どうしを突き合わせた状態でそれぞれ相互にろう付することにより補強壁および他方の側壁が形成されたものである。
上述した従来の偏平管を製造するにあたり、金属板をロールフォーミング法によりヘアピン状に折り曲げたさいには、補強壁形成部どうしおよび側壁形成部どうしは、位置ずれすることなく突き合わされるが、ろう付のさいに、両平坦壁形成部どうしを相互に接近させる方向の加圧力が作用すると、補強壁形成部どうしおよび側壁形成部どうしは、平坦壁形成部の幅方向に位置ずれすることがある。したがって、この状態でろう付を行うと、補強壁形成部どうしおよび側壁形成部どうしの接合長さが短くなったり、補強壁形成部どうしおよび側壁形成部どうしの接合面積が小さくなったり、あるいは全く接合されない部分が発生し、耐圧性が著しく低下したり、偏平管内を流れる流体の洩れが発生したりするという問題がある。
特公平３−４５３００号公報 特開平６−２８１３７３号公報（図１〜図６）
この発明の目的は、上記問題を解決し、ヘアピン状に折り曲げた後の補強壁形成部どうしおよび側壁形成部どうしの位置ずれを防止しうる偏平管製造用金属板、偏平管および偏平管の製造方法を提供することにある。
本発明は、上記目的を達成するために以下の態様からなる。
1)互いに対向する１対の平坦壁と、両平坦壁の両側縁どうしにまたがる２つの側壁と、両平坦壁にまたがるとともに長さ方向に伸びかつ相互に所定間隔をおいて設けられた複数の補強壁とよりなる偏平管を製造するのに用いられる金属板であって、
連結部を介して連なった２つの平坦壁形成部、各平坦壁形成部に隆起状に一体成形された複数の補強壁形成部、および両側縁に隆起状に一体成形された側壁形成部を備えており、両側壁形成部および全ての補強壁形成部のうちの少なくともいずれか１つの壁形成部の先端面に凸部が形成されるとともに、金属板をヘアピン状に折り曲げたさいにこの壁形成部に突き合わされる壁形成部の先端面に凸部が嵌る凹部が形成され、
凹部が形成された壁形成部の先端面における凹部の両側部分のうち少なくともいずれか一方に、凸部と凹部を嵌め合わせたさいに変形して凸部の側面を押圧しうる副凸部が形成されており、
壁形成部の長さ方向と直角をなす平面で切断した凸部の断面積をＡ、同じく凹部の断面積をａ、同じく副凸部の総断面積をＥとした場合、０．０１≦Ｅ／(Ａ＋ａ)≦０．５という関係を満たしている偏平管製造用金属板。
2)壁形成部の長さ方向と直角をなす平面で切断した凸部の断面積をＡ、凸部の高さをＢ、凸部における壁形成部の厚さ方向の最大幅をＣ、凸部の先端部における壁形成部の厚さ方向の幅をＤとし、
壁形成部の長さ方向と直角をなす平面で切断した凹部の断面積をａ、凹部の深さをｂ、凹部における壁形成部の厚さ方向の最大幅をｃ、凹部の開口における壁形成部の厚さ方向の幅をｄとした場合、
Ａ＞ａ、Ａ／ａ≦１．５、Ｂ／ｂ≦１．５、Ｃ／ｃ≦１．５、Ｄ／ｄ≦１．５という関係を満たしている上記1)記載の偏平管製造用金属板。
3)副凸部が、壁形成部の長さ方向と直角をなす平面で切断した断面形状において、凹部の側面に連続した第１の部分と、第１部分の先端に連なりかつ凹部から遠ざかる方向に向かって壁形成部の先端面側に傾斜した第２の部分とを有している上記1)または2)記載の偏平管製造用金属板。
4)凸部が形成された壁形成部の先端面に、副凸部が嵌る副凹部が形成されている上記1)〜3)のうちのいずれかに記載の偏平管製造用金属板。
5)凸部および凹部が、それぞれ壁形成部に１つずつ形成されており、凸部の長さおよび凹部の長さをL1、壁形成部の長さをLとした場合、０．０１≦L1／L≦１という関係を満たしている上記1)〜4)のうちのいずれかに記載の偏平管製造用金属板。
6)凸部および凹部が、それぞれ壁形成部の長さ方向に間隔をおいて複数ずつ形成されており、全凸部および全凹部の合計長さをL2、壁形成部の長さをLとした場合、０．０１≦L2／Lという関係を満たしている上記1)〜4)のうちのいずれかに記載の偏平管製造用金属板。
7)アルミニウムブレージングシートに圧延加工を施すことにより形成され、アルミニウムブレージングシートのろう材面に側壁形成部および補強壁形成部が一体成形され、側壁形成部および補強壁形成部の先端面にろう材層が設けられている上記1)〜6)のうちのいずれかに記載の偏平管製造用金属板。
8)上記1)〜7)のうちのいずれかに記載の偏平管製造用金属板が、連結部でヘアピン状に折り曲げられ、平坦壁形成部により平坦壁が形成されるとともに連結部により一方の側壁が形成され、補強壁形成部どうしおよび側壁形成部どうしが突き合わせられるとともに凸部と凹部とが嵌め合わせられ、さらに副凸部が凸部の側面を押圧するように変形させられており、この状態で補強壁形成部どうしおよび側壁形成部どうしがそれぞれ相互に接合されて補強壁および他方の側壁が形成されている偏平管。
9)上記1)〜7)のうちのいずれかに記載の偏平管製造用金属板を、連結部でヘアピン状に折り曲げ、平坦壁形成部により平坦壁を形成するとともに連結部により一方の側壁を形成し、補強壁形成部どうしおよび側壁形成部どうしを突き合わせるとともに凸部と凹部とを嵌め合わせ、さらに副凸部を、凸部の側面を押圧するように変形させることにより凸部の凹部からの抜けを阻止して偏平管製造用金属板を折り曲げ状態で仮止めし、この状態で補強壁形成部どうしおよび側壁形成部どうしをそれぞれ相互に接合して補強壁および他方の側壁を形成することを含む偏平管の製造方法。
10)上記8)に記載の偏平管を備えている熱交換器。
11)上記1)〜7)のうちのいずれかに記載の偏平管製造用金属板を、連結部でヘアピン状に折り曲げ、平坦壁形成部により平坦壁を形成するとともに連結部により一方の側壁を形成し、補強壁形成部どうしおよび側壁形成部どうしを突き合わせるとともに凸部と凹部とを嵌め合わせ、さらに副凸部を、凸部の側面を押圧するように変形させることにより凸部の凹部からの抜けを阻止して偏平管製造用金属板を折り曲げ状態で仮止めし、このような仮止め体を複数用意すること、仮止め体と同数の仮止め体挿入穴を有する１対のヘッダおよび複数のフィンを用意すること、１対のヘッダを間隔をおいて配置するとともに複数の仮止め体を相互に間隔をおいて並列状に配置し、各仮止め体の両端部をヘッダの仮止め体挿入穴内に挿入すること、隣接する仮止め体間にフィンを配置すること、ならびに仮止め体の補強壁形成部どうしおよび側壁形成部どうし、仮止め体とヘッダ、ならびに仮止め体とフィンとをそれぞれ同時にろう付することを特徴とする熱交換器の製造方法。
上記1)の偏平管製造用金属板によれば、偏平管製造用金属板を連結部でヘアピン状に折り曲げて補強壁形成部どうしおよび側壁形成部どうしを突き合わせるとともに凸部を凹部内に嵌め入れたさいに、副凸部が変形して凸部の側面を押圧することにより、凸部の凹部からの抜けを防止する。したがって、スプリングバックの力に抗して金属板は折り曲げ状態に保持されることになり、ろう付のさいにも折り曲げ状態に保持する治具が不要になる。その結果、上記11)のようにして熱交換器を製造する場合、偏平管製造用金属板を折り曲げて仮止めしてなる仮止め体の取り扱いが容易になり、ひいては熱交換器の製造作業が簡単になる。
しかも、ろう付のさいに平坦壁形成部どうしに相互に接近する方向の加圧力が作用したとしても、凸部および凹部が形成された壁形成部どうしの厚さ方向、すなわち平坦壁形成部の幅方向の位置ずれが防止され、これにより他の壁形成部どうしの厚さ方向、すなわち平坦壁形成部の幅方向の位置ずれも防止される。その結果、この状態でろう付を行うと、補強壁形成部どうしおよび側壁形成部どうしがそれぞれ全長にわたって確実にろう付されることになり、製造された偏平管の耐圧性が著しく優れたものになる。
上記2)の偏平管製造用金属板によれば、偏平管製造用金属板を連結部でヘアピン状に折り曲げて補強壁形成部どうしおよび側壁形成部どうしを突き合わせるとともに凸部を凹部内に圧入すると、凸部および凹部が変形し、凸部の両側面と凹部の両側面との摩擦力により、凸部の凹部からの抜けが防止される。したがって、スプリングバックの力に抗して金属板は折り曲げ状態に保持されることになり、ろう付のさいにも折り曲げ状態に保持する治具が不要になる。その結果、上記11)のようにして熱交換器を製造する場合、偏平管製造用金属板を折り曲げて仮止めしてなる仮止め体の取り扱いが容易になり、ひいては熱交換器の製造作業が簡単になる。
しかも、ろう付のさいに平坦壁形成部どうしに相互に接近する方向の加圧力が作用したとしても、凸部および凹部が形成された壁形成部どうしの厚さ方向、すなわち平坦壁形成部の幅方向の位置ずれが防止され、これにより他の壁形成部どうしの厚さ方向、すなわち平坦壁形成部の幅方向の位置ずれも防止される。その結果、この状態でろう付を行うと、補強壁形成部どうしおよび側壁形成部どうしがそれぞれ全長にわたって確実にろう付されることになり、製造された偏平管の耐圧性が著しく優れたものになる。
上記3)の偏平管製造用金属板によれば、副凸部が変形して凸部の側面を押圧する効果が一層向上する。
上記4)の偏平管製造用金属板によれば、上記1)と同様な効果を奏する。
上記5)および6)の偏平管製造用金属板によれば、上記2)の場合のように、凸部の両側面と凹部の両側面との摩擦力により凸部の凹部からの抜けを防止する場合、および上記4)の場合のように、副凸部が凸部の側面を押圧するように変形することによって凸部の凹部からの抜けを防止する場合のいずれの場合においても、凸部の凹部からの抜けを防止する効果が低減することはない。
上記7)の偏平管製造用金属板によれば、偏平管製造用金属板を連結部でヘアピン状に折り曲げた後、側壁形成部どうしおよび補強壁形成部どうしをろう付するさいに、側壁形成部および補強壁形成部の先端面のろう材層を利用して行うことができる。したがって、別途にろう材を塗布する手間が省ける。
上記8)の偏平管は、補強壁形成部どうしおよび側壁形成部どうしがそれぞれ全長にわたって確実にろう付されており、耐圧性が著しく優れたものになる。
上記9)の方法によれば、上記1)と同様な効果を奏する。
上記10)の方法によれば、熱交換器の製造のさいに、偏平管製造用金属板は折り曲げ状態で仮止めされているので、仮止め体の取り扱いが容易になり、ひいては熱交換器の製造作業が簡単になる。
以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
この実施形態は図１〜図３に示すものである。
図１は偏平管を示す。
図１において、偏平管(70)はアルミニウム製であって、互いに対向する１対の平坦壁(71)(72)と、両平坦壁(71)(72)の左右両側縁にまたがる左右両側壁(73)(74)と、両平坦壁(71)(72)にまたがるとともに長さ方向に伸び、かつ相互に間隔をおいて設けられた複数の補強壁(75)とを備えており、内部に複数の並列状流体通路(76)を有するものである。
両平坦壁(71)(72)の内面における流体通路(76)に臨んだ部分、すなわち隣接する補強壁(75)どうしの間の部分には、突起(77)が内方隆起状に一体成形されている。補強壁(75)には、並列状の流体通路(76)どうしを通じさせる連通穴（図示略）が長さ方向に間隔をおいて複数あけられている。全ての連通穴（図示略）は、平面から見て千鳥配置状となっている。
左側の側壁(73)は平坦壁(71)(72)に一体成形された側壁形成部(81)(82)の先端面どうしを突き合わせてろう付することにより形成され、補強壁(75)は平坦壁(71)(72)に一体成形された補強壁形成部(83)(84)の先端面どうしを突き合わせてろう付することにより形成されている。一方の平坦壁(71)の各補強壁形成部(83)の先端面にはそれぞれ凸部(100)が一体に形成され、他方の平坦壁(72)の補強壁形成部(84)の先端面にはそれぞれ凸部(100)が嵌る凹部(101)が形成されている。そして、凸部(100)が凹部(101)内に圧入された状態で補強壁形成部(83)(84)の先端面どうしがろう付されている。
右側の側壁(74)の内面には、そのほぼ全幅にわたる横断面台形状の凸条(87)が、側壁(74)の全長にわたって一体成形されている。
図２(a)は偏平管(70)を製造するのに用いられる偏平管製造用金属板を示す。
図２(a)において、偏平管製造用金属板(80)は、両面にろう材がクラッドされたアルミニウムブレージングシートを圧延ロール間に通して圧延加工を施すことにより形成されたものであり、幅の中央部の連結部(88)を介して連なった左右２つの平坦壁形成部(89)(90)を備えており、左側の平坦壁形成部(89)の左側縁部に平坦壁形成部(89)の全長にわたる側壁形成部(81)が上方隆起状に一体成形されるとともに、左側平坦壁形成部(89)における側壁形成部(81)よりも右側の部分に平坦壁形成部(89)の全長にわたる複数の補強壁形成部(83)が、左右方向に間隔をおいて上方隆起状に一体成形されている。また、右側の平坦壁形成部(90)の右側縁部に平坦壁形成部(90)の全長にわたる側壁形成部(82)が上方隆起状に一体成形されるとともに、右側平坦壁形成部(90)における側壁形成部(82)よりも左側の部分に、平坦壁形成部(90)の全長にわたる複数の補強壁形成部(84)が、左右方向に間隔をおいて上方隆起状に一体成形されている。左側平坦壁形成部(89)に形成された補強壁形成部(83)と右側平坦壁形成部(90)に形成された補強壁形成部(84)とは、偏平管製造用金属板(80)の左右方向の中心線に対して左右対称に一体成形されている。なお、両面にろう材がクラッドされたアルミニウムブレージングシートの片面に側壁形成部(81)(82)および補強壁形成部(83)(84)が一体成形されていることにより、側壁形成部(81)(82)および補強壁形成部(83)(84)の両側面を含んで平坦壁形成部(89)(90)の上面、ならびに平坦壁形成部(89)(90)の下面にろう材層（図示略）が形成されるが、側壁形成部(81)(82)および補強壁形成部(83)(84)の先端面には、他の部分に比べて厚みの大きいろう材層が形成される。
また、各平坦壁形成部(89)(90)における側壁形成部(81)(82)と補強壁形成部(83)(84)との間の部分、補強壁形成部(83)(84)と連結部(88)との間の部分、および隣接する補強壁形成部(83)(84)間の部分には、それぞれ突起(77)が上方隆起状に一体成形されている。
連結部(88)の上面には、そのほぼ全幅にわたる横断面台形状の凸条(87)が、連結部(88)の全長にわたって上方隆起状に一体成形されており、これにより連結部(88)の肉厚が両平坦壁形成部(89)(90)の肉厚よりも大きくなされている。
左側平坦壁形成部(89)の各補強壁形成部(83)の先端面にそれぞれ凸部(100)が一体に形成され、右側平坦壁形成部(90)の各補強壁形成部(84)の先端面にそれぞれ凸部(100)が嵌る凹部(101)が形成されている。
図３(a)に示すように、左側平坦壁形成部(89)の各補強壁形成部(83)の先端面に形成された凸部(100)、および右側平坦壁形成部(90)の各補強壁形成部(84)の先端面に形成された凹部(101)における補強壁形成部(83)(84)の長さ方向と直角をなす平面で切断した断面形状はそれぞれ方形であり、その断面積は等しくなっている。また、右側平坦壁形成部(90)の各補強壁形成部(84)の先端面における凹部(101)の両側部分に、凸部(100)と凹部(101)を嵌め合わせたさいに変形して凸部(100)の両側面を押圧しうる副凸部(102)が形成されている。副凸部(102)は、補強壁形成部(84)の長さ方向と直角をなす平面で切断した断面形状において、凹部(101)の側面に連続した第１の部分(102a)と、第１部分(102a)の先端に連なりかつ凹部(101)から遠ざかる方向に向かって補強壁形成部(84)の先端面側に傾斜した第２の部分(102b)とを有している。
なお、凸部(100)および凹部(101)はアルミニウムブレージングシートの圧延のさいに形成されるものであり、図示は省略したが、凸部(100)の先端面および両側面と、凹部(101)の底面および両側面にもろう材層が存在している。また、副凸部(102)もアルミニウムブレージングシートの圧延のさいに形成されたものであり、図示は省略したが、第１部分(102a)および第２部分(102b)の表面にもろう材層が存在する。副凸部(102)は各補強壁形成部(84)に１つ形成される場合と、各補強壁形成部(84)の長さ方向に間隔をおいて複数形成される場合とがある。副凸部(102)が各補強壁形成部(84)に１つ形成される場合は、その長さは補強壁形成部(84)の長さ以下の長さとなされる。なお、凸部(100)が形成された補強壁形成部(83)の先端面における凸部(100)の両側部分に、副凸部(102)が嵌る副凹部が形成されていてもよい。
ここで、補強壁形成部(83)の長さ方向と直角をなす平面で切断した凸部(100)の断面積（図３(a)に鎖線のハッチングを付した部分）をＡ、補強壁形成部(84)の長さ方向と直角をなす平面で切断した凹部(101)の断面積（図３(a)に鎖線のハッチングを付した部分）をａ、補強壁形成部(84)の長さ方向と直角をなす平面で切断した２つの副凸部(102)の総断面積（図３(a)に鎖線のハッチングを付した部分e1とe2の和）をＥとした場合、０．０１≦Ｅ／(Ａ＋ａ)≦０．５という関係を満たしている。
なお、凸部(100)および凹部(101)は、それぞれ補強壁形成部(83)(84)に１つずつ形成されていることがあり、この場合、凸部(100)の長さおよび凹部(101)の長さをL1、補強壁形成部(83)(84)の長さをLとした場合、０．０１≦L1／L≦１という関係を満たしていることが好ましい。
また、凸部(100)および凹部(101)は、それぞれ補強壁形成部(83)(84)の長さ方向に間隔をおいて複数ずつ形成されていることがあり、この場合、全凸部(100)および全凹部(101)の合計長さをL2、補強壁形成部(83)(84)の長さをLとした場合、０．０１≦L2／Lという関係を満たしていることが好ましい。
偏平管(70)は次のようにして製造される。
偏平管製造用金属板(80)を、ロールフォーミング法により連結部(88)の左右両側縁部においてＶ字状に折り曲げ（図２(b)参照）、さらにヘアピン状に折り曲げて、平坦壁形成部(89)(90)により平坦壁(71)(72)を形成するとともに連結部(88)により一方の側壁(74)を形成し、さらに側壁形成部(81)(82)どうしおよび補強壁形成部(83)(84)どうしを突き合わせるとともに、凸部(100)を凹部(101)内に圧入する。このとき、副凸部(102)が変形して凸部(100)の両側面から押圧し、これにより凸部(100)の凹部(101)からの抜けが阻止され、偏平管製造用金属板(80)を折り曲げ状態で仮止めすることができる（図３(b)参照）。この仮止め体を(91)で示す。なお、凸部(100)を凹部(101)内に嵌め入れたさいには、副凸部(102)の変形に起因する凸部(100)および凹部(101)の変形の結果、凸部(100)の先端面と凹部(101)の底面との間には微少な隙間(103)が生じている（図３(b)参照）。
その後、上記仮止め体(91)を所定温度に加熱し、側壁形成部(81)(82)どうしおよび補強壁形成部(83)(84)どうしを相互にろう付することにより、他方の側壁(73)および補強壁(75)を形成する。こうして、偏平管(70)が製造される。このろう付によって、図３(c)に示すように、凸部(100)の先端面と凹部(101)の底面との間の隙間(103)は、ろう材(104)により埋められる。
上記ろう付時に、両平坦壁形成部(89)(90)どうしを相互に接近させる方向の加圧力が作用した場合、凸部(100)と凹部(101)との嵌合により、側壁形成部(81)(82)および補強壁形成部(83)(84)どうしの厚さ方向、すなわち平坦壁形成部(89)(90)の幅方向の位置ずれが防止される。したがって、この状態でろう付を行うと、側壁形成部(81)(82)および補強壁形成部(83)(84)どうしがそれぞれ全長にわたって確実にろう付されることになり、得られた偏平管(70)の耐圧性が著しく優れたものになる。
偏平管(70)が、たとえば図５に示すコンデンサの冷媒流通管(112)として用いられる場合、偏平管(70)の製造は、コンデンサの製造と同時に行われることがある。すなわち、コンデンサは次のようにして製造される。まず、上述したようにして偏平管製造用金属板(80)から図２(c)に示すような仮止め体(91)を形成する。そして、このような仮止め体(91)を複数用意する。また、仮止め体(91)と同数の仮止め体挿入穴を有する１対のヘッダ(110)(111)と、複数のコルゲートフィン(113)とを用意する。ついで、１対のヘッダ(110)(111)を間隔をおいて配置するとともに複数の仮止め体(91)を相互に間隔をおいて並列状に配置し、各仮止め体(91)の両端部をヘッダ(110)(111)の仮止め体挿入穴内に挿入する。ついで、隣接する仮止め体(91)間にコルゲートフィン(113)を配置する。最後に、これらを所定温度に加熱し、仮止め体(91)の側壁形成部(81)(82)どうしおよび補強壁形成部(83)(84)どうし、仮止め体(91)とヘッダ(110)(111)、ならびに仮止め体(91)とコルゲートフィン(113)とを、それぞれ偏平管製造用金属板(80)のろう材層を利用して同時にろう付する。こうして、コンデンサが製造される。
次に、この実施形態の具体的実施例について、比較例とともに説明する。
実施例１〜５および比較例１〜３
ヤング率７０kN／mm２、ポアソン比０．３３のアルミニウム材を用い、長さ１００mm、肉厚０．５mm、高さ０．４mmである２枚の板を作製し、一方の板の側面における幅方向の中央部に、その長さ方向に伸びる凸部を全長にわたって形成するとともに、他方の板の側面における幅方向の中央部に、その長さ方向に伸びる凹部を全長にわたって形成した。また、凹部が形成された板の側面における凹部の両側部分のうちの少なくともいずれか一方に副凸部を形成した。凸部および凹部における板の長さ方向と直角をなす平面で切断した形状、および副凸部における板の長さ方向と直角をなす平面で切断した形状は、それぞれ図３(a)に示す通りである。そして、凸部を有する板と凹部および副凸部を有する板とを２枚１組とした試験片を８組用意した。なお、板の表面の摩擦係数は０．３であった。
各組の試験片において、凸部の板の長さ方向と直角をなす平面で切断した凸部の断面積と板の長さ方向と直角をなす平面で切断した凹部の断面積の和（Ａ＋ａ）、副凸部の個数、副凸部の幅Ｆ（図３(a)参照）、副凸部の高さＧ（図３(a)参照）、板の長さ方向と直角をなす平面で切断した副凸部の総断面積Ｅ（=e1+e2)（図３(a)参照）、Ｅ／(Ａ＋ａ)は、それぞれ表２に示す通りである。なお、副凸部の個数が１の場合は、凹部の片側に副凸部が形成されている場合であり、１つの副凸部の断面積が総断面積である。また、副凸部の個数が２の場合は、凹部の両側に副凸部が形成されている場合である。
Figure 2007183096
そして、各組の試験片において、両板の側面どうしを接触させるとともに凸部を凹部内に嵌め入れた後、両板を離隔する方向に引張ったさいに、力が必要かどうかを調べた。その結果も表１の効果の欄に示す。なお、表１の効果の欄において、○は両板を離隔する方向に引張ったさいに所定の力を要することを示し、×は両板を離隔する方向に引張ったさいに何ら力が不要であることを示す。
表１に示す結果から、０．０１≦Ｅ／(Ａ＋ａ)≦０．５という関係を満たしている実施例１〜５においては、凸部を凹部から抜くのに力が必要であり、偏平管製造用金属板に適用した場合には、偏平管製造用金属板をヘアピン状折り曲げて、側壁形成部(81)(82)どうしおよび補強壁形成部(83)(84)どうしを突き合わせて凸部(100)と凹部(101)とを嵌め合わせるとともに、変形した副凸部(102)により凸部(100)の側面を押圧した場合、凸部(100)の凹部(101)からの抜けが防止され、その結果金属板は折り曲げ状態で仮止めされることが分かる。
上記実施形態においては、凸部(100)および凹部(101)における補強壁形成部(83)(84)の長さ方向と直角をなす平面で切断した断面形状はそれぞれ方形であり、その断面積は等しくなっているが、これに限定されるものではなく、図４に示すような形状であってもよい。すなわち、左側平坦壁形成部(89)の各補強壁形成部(83)の先端面に形成された凸部(105)における補強壁形成部(83)の長さ方向と直角をなす平面で切断した形状は、先端に向かって幅の狭くなった台形状であり、右側平坦壁形成部(90)の各補強壁形成部(84)の先端面に形成された凹部(106)における補強壁形成部(84)の長さ方向と直角をなす平面で切断した形状は、底部に向かって幅の狭くなった台形状であってもよい。なお、凸部(105)および凹部(106)はアルミニウムブレージングシートの圧延のさいに形成されるものであり、図示は省略したが、凸部(105)の先端面および両側面と、凹部(106)の底面および両側面にもろう材層が存在している。
ここで、図４に示すように、補強壁形成部(83)の長さ方向と直角をなす平面で切断した凸部(105)の断面積（図４に鎖線のハッチングを付した部分）をＡ、凸部(105)の高さをＢ、凸部(105)における補強壁形成部(83)の厚さ方向の最大幅をＣ、凸部(105)の先端部における補強壁形成部(83)の厚さ方向の幅をＤとし、補強壁形成部(84)の長さ方向と直角をなす平面で切断した凹部(106)の断面積（図４に鎖線のハッチングを付した部分）をａ、凹部(106)の深さをｂ、凹部(106)における補強壁形成部(84)の厚さ方向の最大幅をｃ、凹部(106)の開口における補強壁形成部(84)の厚さ方向の幅をｄ（＝ｃ）とした場合、
Ａ＞ａ、Ａ／ａ≦１．５、Ｂ／ｂ≦１．５、Ｃ／ｃ≦１．５、Ｄ／ｄ≦１．５という関係を満たしていることが好ましい。
上記実施形態においては、一方の平坦壁形成部の全ての補強壁形成部に凸部が形成され、他方の平坦壁形成部の全ての補強壁形成部に凹部が形成されているが、これに加えて、あるいはこれに代えて一方の側壁形成部に凸部が形成され、他方の側壁形成部に凹部が形成されていてもよい。また、上記実施形態においては、一方の平坦壁形成部の全ての補強壁形成部に凸部が形成され、他方の平坦壁形成部の全ての補強壁形成部に凹部が形成されているが、これに代えて一方の平坦壁形成部の少なくとも１つの補強壁形成部に凸部が形成され、この補強壁形成部に突き合わされる他方の平坦壁形成部の補強壁形成部に凹部が形成されていてもよい。
さらに、上記実施形態においては、偏平管製造用金属板は、両面にろう材がクラッドされたアルミニウムブレージングシートを圧延することにより得られているが、これに代えて、両面にろう材層を有しないアルミニウムベア材である通常のアルミニウム板を圧延することにより得てもよい。この場合、補強壁形成部どうしおよび側壁形成部どうしのろう付は、たとえば非腐食性のろう材を塗布して行う。
この発明の実施形態の偏平管を示す正面図である。 図１の偏平管の製造方法を工程順に示す正面図である。 図１の偏平管の製造方法において、要部を拡大して工程順に示す部分拡大正面図である。 図１の偏平管における補強壁形成部の凸部および凹部の変形例を示す部分拡大断面図である。 マルチフロー型と称されるカーエアコン用コンデンサを示す正面図である。
符号の説明
(70)：偏平管
(71)(72)：平坦壁
(73)(74)：側壁
(75)：補強壁
(80)：偏平管製造用金属板
(88)：連結部
(89)(90)：平坦壁形成部
(83)(84)：補強壁形成部
(81)(82)：側壁形成部
(100)：凸部
(101)：凹部
(102)：副凸部
(105)：凸部
(106)：凹部

Claims (11)

  1. 互いに対向する１対の平坦壁と、両平坦壁の両側縁どうしにまたがる２つの側壁と、両平坦壁にまたがるとともに長さ方向に伸びかつ相互に所定間隔をおいて設けられた複数の補強壁とよりなる偏平管を製造するのに用いられる金属板であって、
    連結部を介して連なった２つの平坦壁形成部、各平坦壁形成部に隆起状に一体成形された複数の補強壁形成部、および両側縁に隆起状に一体成形された側壁形成部を備えており、両側壁形成部および全ての補強壁形成部のうちの少なくともいずれか１つの壁形成部の先端面に凸部が形成されるとともに、金属板をヘアピン状に折り曲げたさいにこの壁形成部に突き合わされる壁形成部の先端面に凸部が嵌る凹部が形成され、
    凹部が形成された壁形成部の先端面における凹部の両側部分のうち少なくともいずれか一方に、凸部と凹部を嵌め合わせたさいに変形して凸部の側面を押圧しうる副凸部が形成されており、
    壁形成部の長さ方向と直角をなす平面で切断した凸部の断面積をＡ、同じく凹部の断面積をａ、同じく副凸部の総断面積をＥとした場合、０．０１≦Ｅ／(Ａ＋ａ)≦０．５という関係を満たしている偏平管製造用金属板。
  2. 壁形成部の長さ方向と直角をなす平面で切断した凸部の断面積をＡ、凸部の高さをＢ、凸部における壁形成部の厚さ方向の最大幅をＣ、凸部の先端部における壁形成部の厚さ方向の幅をＤとし、
    壁形成部の長さ方向と直角をなす平面で切断した凹部の断面積をａ、凹部の深さをｂ、凹部における壁形成部の厚さ方向の最大幅をｃ、凹部の開口における壁形成部の厚さ方向の幅をｄとした場合、
    Ａ＞ａ、Ａ／ａ≦１．５、Ｂ／ｂ≦１．５、Ｃ／ｃ≦１．５、Ｄ／ｄ≦１．５という関係を満たしている請求項１記載の偏平管製造用金属板。
  3. 副凸部が、壁形成部の長さ方向と直角をなす平面で切断した断面形状において、凹部の側面に連続した第１の部分と、第１部分の先端に連なりかつ凹部から遠ざかる方向に向かって壁形成部の先端面側に傾斜した第２の部分とを有している請求項１または２記載の偏平管製造用金属板。
  4. 凸部が形成された壁形成部の先端面に、副凸部が嵌る副凹部が形成されている請求項１〜３のうちのいずれかに記載の偏平管製造用金属板。
  5. 凸部および凹部が、それぞれ壁形成部に１つずつ形成されており、凸部の長さおよび凹部の長さをL1、壁形成部の長さをLとした場合、０．０１≦L1／L≦１という関係を満たしている請求項１〜４のうちのいずれかに記載の偏平管製造用金属板。
  6. 凸部および凹部が、それぞれ壁形成部の長さ方向に間隔をおいて複数ずつ形成されており、全凸部および全凹部の合計長さをL2、壁形成部の長さをLとした場合、０．０１≦L2／Lという関係を満たしている請求項１〜４のうちのいずれかに記載の偏平管製造用金属板。
  7. アルミニウムブレージングシートに圧延加工を施すことにより形成され、アルミニウムブレージングシートのろう材面に側壁形成部および補強壁形成部が一体成形され、側壁形成部および補強壁形成部の先端面にろう材層が設けられている請求項１〜６のうちのいずれかに記載の偏平管製造用金属板。
  8. 請求項１〜７のうちのいずれかに記載の偏平管製造用金属板が、連結部でヘアピン状に折り曲げられ、平坦壁形成部により平坦壁が形成されるとともに連結部により一方の側壁が形成され、補強壁形成部どうしおよび側壁形成部どうしが突き合わせられるとともに凸部と凹部とが嵌め合わせられ、さらに副凸部が凸部の側面を押圧するように変形させられており、この状態で補強壁形成部どうしおよび側壁形成部どうしがそれぞれ相互に接合されて補強壁および他方の側壁が形成されている偏平管。
  9. 請求項１〜７のうちのいずれかに記載の偏平管製造用金属板を、連結部でヘアピン状に折り曲げ、平坦壁形成部により平坦壁を形成するとともに連結部により一方の側壁を形成し、補強壁形成部どうしおよび側壁形成部どうしを突き合わせるとともに凸部と凹部とを嵌め合わせ、さらに副凸部を、凸部の側面を押圧するように変形させることにより凸部の凹部からの抜けを阻止して偏平管製造用金属板を折り曲げ状態で仮止めし、この状態で補強壁形成部どうしおよび側壁形成部どうしをそれぞれ相互に接合して補強壁および他方の側壁を形成することを含む偏平管の製造方法。
  10. 請求項８に記載の偏平管を備えている熱交換器。
  11. 請求項１〜７のうちのいずれかに記載の偏平管製造用金属板を、連結部でヘアピン状に折り曲げ、平坦壁形成部により平坦壁を形成するとともに連結部により一方の側壁を形成し、補強壁形成部どうしおよび側壁形成部どうしを突き合わせるとともに凸部と凹部とを嵌め合わせ、さらに副凸部を、凸部の側面を押圧するように変形させることにより凸部の凹部からの抜けを阻止して偏平管製造用金属板を折り曲げ状態で仮止めし、このような仮止め体を複数用意すること、仮止め体と同数の仮止め体挿入穴を有する１対のヘッダおよび複数のフィンを用意すること、１対のヘッダを間隔をおいて配置するとともに複数の仮止め体を相互に間隔をおいて並列状に配置し、各仮止め体の両端部をヘッダの仮止め体挿入穴内に挿入すること、隣接する仮止め体間にフィンを配置すること、ならびに仮止め体の補強壁形成部どうしおよび側壁形成部どうし、仮止め体とヘッダ、ならびに仮止め体とフィンとをそれぞれ同時にろう付することを特徴とする熱交換器の製造方法。
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