JP2009121728A - 多面体構造の熱交換器及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製造コストの低減が図れる多面体構造の熱交換器及びその製造方法を実現する。
【解決手段】コアプレート１５２の底面部にスリット孔１７を形成することにより、コアプレート１５２の側壁部に折曲げ部１５２ｂと切断部１５２ｃとを形成する工程と、エンドプレート１５３とキャップ１５５を、ヘッダタンク１５、１６の両端部に組み付ける工程と、チューブ２１からなる接続配管２０を上方のヘッダタンク１５に組み付ける工程と、複数の扁平チューブ１２と複数のフィン１３とをヘッダタンク１５、１６に組み付ける工程と、各部材が平面状に組み付けられた組立体をろう付けする工程と、切断部１５２ｃを切断する工程と、切断工程の後に、隣り合う熱交換部１１が平面視Ｌ字状になるように、折曲げ部１５２ｂ並びに接続配管２０のチューブ２１を屈曲させる工程とを有する。これにより、製造コストの低減が図れる。
【選択図】図１

Description

本発明は、多面体構造の熱交換器及びその製造方法に関するものであり、平面状の熱交換器本体を曲げ加工させて平面視略Ｌ字状もしくは平面視略コの字状に形成する熱交換器に関する。

従来、この種の多面体構造の熱交換器及びその製造方法として、例えば、特許文献１及び２に示すものが知られている。すなわち、特許文献１では、平面状に形成された複数の熱交換器本体を互いに間隔を隔てて同一面状に配置する工程と、円筒状の丸パイプからなる管状部材を介して熱交換器本体のヘッダの端部同士を連結することにより、平面状の熱交換器を組み立てる工程と、平面状の熱交換器をろう付けし、炉内で加熱する工程と、熱交換器の連結部分の管状部材を屈曲させる工程とを有する構成となっている。

つまり、炉内で加熱する工程を行った後に、熱交換器の連結部分の管状部材を屈曲させる工程を行って、平面視略Ｌ字状または略コの字状の熱交換器を形成している。これにより、多数の熱交換器を炉内に同時に積層させることができるため、製造効率の向上が図れる。

また、特許文献２では、平面状に形成された熱交換器を曲げ加工させて、平面視略Ｌ字状に形成するように構成されている。つまり、曲げ加工される部分には、フィンを配設させることなく、平面状の熱交換器を形成して、ヘッダのみを曲げ加工するように構成されている。
特開２００５−１５５９６６号公報 特開２００５−９０８０６号公報

しかしながら、上記特許文献１のような構成では、複数の熱交換器本体を用いていることにより、部品点数が増加するため、多面体構造の熱交換器を組み立てる組付工数が多くなって製造コストが上昇する問題がある。

また、特許文献２のような構成では、ヘッダを曲げ加工することにより、曲げ加工される部分の曲率半径が大きいため、曲げ加工される部分の熱交換面積が低減される問題がある。

そこで、本発明の第１の目的は、製造コストの低減が図れる多面体構造の熱交換器及びその製造方法を提供することにある。また、第２の目的は、熱交換面積の向上が図れる多面体構造の熱交換器及びその製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、流体が流れる複数の扁平チューブ（１２）と、隣り合う扁平チューブ（１２）間にそれぞれ配設される複数のフィン（１３）とから構成されるコア部（１１）と、このコア部（１１）の両端部に配設され、扁平チューブ（１２）と流体的に連通する流通路が形成された一対のヘッダタンク（１５、１６）とを備える熱交換器であって、コア部（１１）と一対のヘッダタンク（１５、１６）とにより形成される複数の熱交換部（１１、１５、１６）が垂直方向から見たときの平面視Ｌ字状もしくは平面視コの字状に形成される多面体構造の熱交換器において、
ヘッダタンク（１５、１６）のそれぞれは、流通部が複数の熱交換部（１１、１５、１６）に応じて区画するように形成されており、いずれか一方のヘッダタンク（１５、１６）には、区画された流通部を連通するチューブ（２１）からなる接続配管（２０）が設けられており、
ヘッダタンク（１５、１６）のそれぞれは、平板状の底面部およびその底面部の短辺方向端部から略直角に延びる側壁部からなる断面コの状のコアプレート（１５２）と、このコアプレート（１５２）に嵌合されるタンクプレート（１５１）とを備え、
複数の熱交換部（１１、１５、１６）は、ヘッダタンク（１５、１６）のコアプレート（１５２）に形成された接続部（１５２ｂ、１５２ｄ）およびチューブ（２１）からなる接続配管（２０）により相互に接続され、かつ接続部（１５２ｂ、１５２ｄ）およびチューブ（２１）が平面視Ｌ字状もしくは平面視コの字状に形成されていることを特徴としている。

この発明によれば、平面状の熱交換器本体から平面視Ｌ字状もしくは平面視コの字状に容易に曲げ加工による曲げ成形ができる。これにより、複数の熱交換器本体を組み合わせる方式に比べて、部品点数を大幅に増加することなく製造コストの低減が図れる。

請求項２に記載の発明では、接続部（１５２ｂ）は、コアプレート（１５２）の短辺方向における一方の端部に形成される側壁部（１５２ｂ）であることを特徴としている。この発明によれば、曲げ成形をすることが容易にできる。そのため、曲げ成形される部分が小さな曲率半径で形成することができるため、熱交換面積の向上が図れる。

請求項３に記載の発明では、接続部（１５２ｄ）は、コアプレート（１５２）の底面部の中央に形成される接続部（１５２ｄ）であることを特徴としている。この発明によれば、前述の側壁部（１５２ｂ）と同じように、曲げ成形をすることが容易にできる。

請求項４に記載の発明では、複数の熱交換部（１１、１５、１６）のそれぞれの水平方向端部には、断面コの字状のサイドプレート（１４）が配設されていることを特徴としている。この発明によれば、熱交換器本体を容易に平面状に形成することができる。また、複数の熱交換部（１１、１５、１６）のそれぞれが強固なコア部（１１）が形成することができる。

請求項５に記載の発明では、流体が流れる複数の扁平チューブ（１２）と、隣り合う扁平チューブ（１２）間にそれぞれ配設される複数のフィン（１３）とから構成されるコア部（１１）と、このコア部（１１）の両端部に配設され、扁平チューブ（１２）と流体的に連通する流通路が形成された一対のヘッダタンク（１５、１６）とを備える熱交換器であって、コア部（１１）と一対のヘッダタンク（１５、１６）とにより形成される複数の熱交換部（１１、１５、１６）が垂直方向から見たときの平面視Ｌ字状もしくは平面視コの字状に形成される多面体構造の熱交換器の製造方法において、
ヘッダタンク（１５、１６）を構成する断面コの状のコアプレート（１５２）を成形するとともに、コアプレート（１５２）の底面部に底面部の短辺方向に延びるスリット孔（１７）を形成することにより、コアプレート（１５２）の側壁部に折曲げ部（１５２ｂ）及び切断部（１５２ｃ）を形成する工程と、ヘッダタンク（１５、１６）を構成するタンクプレート（１５１）をコアプレート（１５２）に組み付ける工程と、ヘッダタンク（１５、１６）の長手方向両端部を閉塞するために、エンドプレート（１５３）およびキャップ（１５５）を、長手方向両端部に組み付ける工程と、キャップ（１５５）により区画された流通部を相互に連通するために、チューブ（２１）からなる接続配管（２０）を、いずれか一方のヘッダタンク（１５、１６）に組み付ける工程と、複数の扁平チューブ（１２）と複数のフィン（１３）とを、ヘッダタンク（１５、１６）のそれぞれに組み付ける工程と、ヘッダタンク（１５、１６）のそれぞれ、エンドプレート（１５３）、キャップ（１５５）、接続配管（２０）および複数の扁平チューブ（１２）と複数のフィン（１３）とが平面状に組み付けられた組立体を、加熱炉内に入れて、ろう付けする工程と、このろう付けする工程の後に、コアプレート（１５２）の側壁部に形成された切断部（１５２ｃ）を切断する工程と、この切断工程の後に、隣り合う熱交換部（１１、１５、１６）が平面視Ｌ字状になるように、コアプレート（１５２）の側壁部に形成された折曲げ部（１５２ｂ）並びにいずれか一方のヘッダタンク（１５、１６）に組み付けられた接続配管（２０）のチューブ（２１）を屈曲させる工程とを有することを特徴としている。

この発明によれば、ヘッダタンク（１５、１６）にスリット孔（１７）を形成することにより、折曲げ部（１５２ｂ）を容易に形成できるとともに、コアプレート（１５２）の側壁部である折曲げ部（１５２ｂ）を所定の形状に曲げ成形することが容易にできる。そのため、曲げ加工される部分が小さな曲率半径で形成できるため、熱交換面積の向上が図れる。また、ヘッダタンク（１５、１６）の長手方向両端部を閉塞するために、エンドプレート（１５３）およびキャップ（１５５）を組み付けることにより、複数の熱交換器本体を組み付ける方式よりも、部品点数を大幅に増加させることなく製造コストの低減が図れる。従って、一つの熱交換器本体でもって、多面体構造の熱交換器を形成することができる。

請求項６に記載の発明では、ヘッダタンク（１５、１６）のコアプレート（１５２）に形成されたスリット孔（１７）を結ぶ線上には、フィン（１３）が配設されており、ろう付けする工程の後に、フィン（１３）を切断する工程を有することを特徴としている。この発明によれば、ヘッダタンク（１５、１６）のスリット孔（１７）を結ぶ線上に配設される隣り合う偏平チューブ（１２）の端部を強固に保持することができる。また、ろう付けする工程の後に、フィン（１３）を容易に切断することができる。

請求項７に記載の発明では、流体が流れる複数の扁平チューブ（１２）と、隣り合う扁平チューブ（１２）間にそれぞれ配設される複数のフィン（１３）とから構成されるコア部（１１）と、このコア部（１１）の両端部に配設され、扁平チューブ（１２）と流体的に連通する流通路が形成された一対のヘッダタンク（１５、１６）とを備える熱交換器であって、コア部（１１）と一対のヘッダタンク（１５、１６）とにより形成される複数の熱交換部（１１、１５、１６）が垂直方向から見たときの平面視Ｌ字状もしくは平面視コの字状に形成される多面体構造の熱交換器の製造方法において、
ヘッダタンク（１５、１６）を構成する断面コの状のコアプレート（１５２）を成形するとともに、コアプレート（１５２）の底面部に底面部の短辺方向に延びるスリット孔（１７）を形成することにより、コアプレート（１５２）の底面部に接続部（１５２ｄ）を形成する工程と、ヘッダタンク（１５、１６）を構成するタンクプレート（１５１）をコアプレート（１５２）に組み付ける工程と、ヘッダタンク（１５、１６）の長手方向両端部を閉塞するために、エンドプレート（１５３）およびキャップ（１５５）を、長手方向両端部に組み付ける工程と、キャップ（１５５）により区画された流通部を相互に連通するために、チューブ（２１）からなる接続配管（２０）を、いずれか一方のヘッダタンク（１５、１６）に組み付ける工程と、複数の扁平チューブ（１２）と複数のフィン（１３）とを、ヘッダタンク（１５、１６）のそれぞれに組み付ける工程と、ヘッダタンク（１５、１６）のそれぞれ、エンドプレート（１５３）、キャップ（１５５）、接続配管（２０）および複数の扁平チューブ（１２）と複数のフィン（１３）とが平面状に組み付けられた組立体を、加熱炉内に入れて、ろう付けする工程と、このろう付けする工程の後に、隣り合う熱交換部（１１、１５、１６）が平面視Ｌ字状になるように、コアプレート（１５２）の底面部に形成された接続部（１５２ｄ）並びにいずれか一方のヘッダタンク（１５、１６）に組み付けられた接続配管（２０）のチューブ（２１）を屈曲させる工程とを有することを特徴としている。

この発明によれば、前述の請求項５では、コアプレート（１５２）の側壁部に形成された切断部（１５２ｃ）を切断する工程を有していた。そのため、コアプレート（１５２）の底面部に接続部（１５２ｄ）を形成する工程を有することにより、切断する工程をなくすることができる。

請求項８に記載の発明では、断面コの字状のサイドプレート（１４）を、複数の熱交換部（１１、１５、１６）のそれぞれの水平方向端部に組み付ける工程を有することを特徴としている。この発明によれば、フィン（１３）を切断する工程をなくすることができる。また、ヘッダタンク（１５、１６）のコアプレート（１５２）に形成されたスリット孔（１７）を結ぶ線上に配設されるフィン（１３）の端部を、サイドプレート（１４）によって保持することができる。

請求項９に記載の発明では、断面略Ｃ型状のサイドプレート（１４ａ）を、隣り合う熱交換部（１１、１５、１６）の端部に組み付ける工程と、ヘッダタンク（１５、１６）のコアプレート（１５２）に形成されたスリット孔（１７）を結ぶ線上に配設された断面略Ｃ型状のサイドプレート（１４ａ）を、隣り合う熱交換部（１１、１５、１６）が平面視Ｌ字状になるように、屈曲させる工程とを有することを特徴としている。

この発明によれば、サイドプレート（１４ａ）を曲げ加工により曲げ成形することができる。また、略Ｃ型状のサイドプレート（１４ａ）によれば、曲げ加工される部分において、風漏れを起こす恐れがない。

請求項１０に記載の発明では、平面状に組み付けられた組立体には、ヘッダタンク（１５、１６）のコアプレート（１５２）に形成されたスリット孔（１７）を結ぶ線上の隣り合う扁平チューブ（１２）間に、変形防止用の治具（３０）が組み付けられていることを特徴としている。この発明によれば、フィン（１３）を切断する工程をなくすることができるとともに、ろう付けする工程において、ヘッダタンク（１５、１６）のコアプレート（１５２）に形成されたスリット孔（１７）を結ぶ線上の隣り合う扁平チューブ（１２）の熱変形が防止できる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示すものである。

（第１実施形態）
以下、第１実施形態における熱交換器及びその熱交換器の製造方法を、図１乃至図５に基づいて説明する。本実施形態では、熱交換器として、冷凍サイクル装置内の冷媒を凝縮液化する凝縮器に本発明を適用したものである。なお、凝縮器の他に蒸発器に適用しても良い。

図１は、本実施形態における平面状に形成された凝縮器１０の概略構成を示す斜視図である。図２は、本実施形態における上方のヘッダタンク１５の構成を示す平面図である。図３は、本実施形態における下方のヘッダタンク１６の構成を示す底面図である。図４は、図２に示すＡ−Ａ断面図である。図５は、本実施形態における平面視略Ｌ字状の凝縮器１０の外観形状を示す斜視図である。

本実施形態の凝縮器１０は、曲げ加工を行う前に、同一平面状に形成し、その後、平面視略Ｌ字状に曲げ加工を行うように構成されている。図１は、曲げ加工を行う前の凝縮器１０を示し、図５は、曲げ加工を行った後の凝縮器１０を示している。

凝縮器１０は、図１に示すように、コア部１１および一対のヘッダタンク１５、１６から構成されている。これらを構成する各部材は、アルミニウムあるいはアルミニウム合金から成り、嵌合、かしめ、治具固定等により組付けられ、各部材表面の必要部位に予め設けられたろう材により一体でろう付けされている。

コア部１１は、複数の扁平チューブ１２と複数のフィン１３とから構成されている。扁平チューブ１２は、断面が偏平状に形成されている。扁平チューブ１２の長手方向には、複数の流通路（図示せず）が設けられており、例えば、押し出し加工により形成されている。なお、流通路には、冷媒が流通される。

隣り合う扁平チューブ１２との間には、フィン１３が配置されている。つまり、扁平チューブ１２とフィン１３とが、左右方向に交互に積層されている。フィン１３は、波形状に形成されたコルゲートフィンであり、山の頂部と谷の底部とが、隣り合うそれぞれの扁平チューブ１２にろう付け接合されている。また、左右の最外方フィン１３のさらに外方に、断面コの字状に開口する強度部材としてのサイドプレート１４が配設されている。

複数の扁平チューブ１２の長手方向における両端部には、扁平チューブ１２の積層方向に延びる一対のヘッダタンク１５、１６が設けられている。一対のヘッダタンク１５、１６は、扁平チューブ１２の上下端部において相互に平行に配置されている。上下のヘッダタンク１５、１６には、各扁平チューブ１２の端部が接合され、ヘッダタンク１５、１６の内部に形成される流通部（図示せず）と、扁平チューブ１２内の流通路とが互いに流体的に連通するようにろう付けされている。

上下のヘッダタンク１５、１６には、図２および図３に示すように、タンクプレート１５１、コアプレート１５２、エンドプレート１５３、仕切り板１５４およびキャップ１５５から構成されている。

コアプレート１５２は、板状部材から曲げ加工、打ち抜き加工などのプレス加工により成形されている。コアプレート１５２の形状は、短辺方向が略コの字状に形成されている。コアプレート１５２は、平板状の底面部と、短辺方向の底面部の端部から直角方向に延びる一対の対向する側壁部から構成されている。従って、コアプレート１５２には、偏平チューブ１２の端部に対応する位置、即ち長手方向に等間隔に配列される複数のチューブ挿入孔１５２ａが設けられている。なお、左右の最外方のチューブ挿入孔１５２ａには、サイドプレート１４の端部が挿入される。

タンクプレート１５１は、板状部材をプレス加工して成形したものであり、流通部の断面形状が略Ｕの字状に形成されている。略Ｕの字状のタンクプレート１５１の短辺方向の幅は、略コの字状のコアプレート１５２の短辺方向の幅よりも小さく成形されており、タンクプレート１５１の側壁部の外周面がコアプレート１５２の側壁部の内周面と接する構成となっている。

タンクプレート１５１とコアプレート１５２とを対向させて、上下に重ね合わせて、長手方向の側壁部同士を嵌合により接合させることにより、内部に流通部が形成される。また、複数の扁平チューブ１２の端部が、コアプレート１５２のチューブ挿入孔１５２ａに接合されることにより、流通部と扁平チューブ１２の内部とが互いに流体的に連通される。

エンドプレート１５３は、タンクプレート１５１とコアプレート１５２との重ね合わせにより形成される流通部の両端部を閉塞する蓋部材である。エンドプレート１５３は、流通部の断面形状に応じた形状に形成して、上下のヘッダタンク１５、１６の長手方向の端部に設けられている。

仕切り板１５４は、タンクプレート１５１とコアプレート１５２とにより形成される流通部を左右に仕切るための区画板である。本実施形態の仕切り板１５４は、上のヘッダタンク１５内に配設されている（図２参照）。また、後述するスリット孔１７が形成される左右の位置（ヘッダタンク１５、１６の長辺方向における左右位置）に、キャップ１５５が配設されている。

このキャップ１５５は、エンドプレート１５３と同一の形状に形成されて、流通部の端部を閉塞する機能を備えている。つまり、後述するスリット孔１７の形成により、ヘッダタンク１５、１６の流通部が開口されるため、その開口部を閉塞するためにキャップ１５５が配設されている。

以上のエンドプレート１５３、仕切り板１５４およびキャップ１５５を、上下のヘッダタンク１５、１６の流通部に配設することにより、ヘッダタンク１５、１６内の流通部が複数に区画される。より具体的には、上方のヘッダタンク１５には、流通部ｂ乃至ｅの４ヶ所に区画され（図２参照）、下方のヘッダタンク１５には、流通部ｆとｇとの２ヶ所に区画されている（図３参照）。

ところで、本実施形態の上下のヘッダタンク１５、１６には、長手方向の中途、即ち平面視Ｌ字状になるように曲げ加工される部分の位置に、所定幅のスリット孔１７が形成されている（図１参照）。このスリット孔１７は、曲げ加工を行うときの剛性を低下させるものであり、扁平チューブ１２の断面における長手方向、即ちヘッダタンク１５、１６の短辺方向に沿うように形成されている。

つまり、タンクプレート１５１およびコアプレート１５２に直交する方向に延びる平面視矩形状の貫通孔からなるスリット孔１７が形成されている。より具体的には、図４に示すように、タンクプレート１５１およびコアプレート１５２の短辺方向の端部おいて、両端部（図４中、ハッチングで示す部分）が残るようにスリット孔１７を形成している。換言すると、コアプレート１５２の側壁部が残るようにスリット孔１７を形成している。

このように、ヘッダタンク１５にスリット孔１７を形成することにより、残された両端部の一方に折曲げ部１５２ｂが形成され、残された両端部のもう一方に切断部１５２ｃが形成される。その結果、コアプレート１５２は、折曲げ部１５２ｂと切断部１５２ｃとにより左右方向に連続的に繋がっている。このため、請求項では、折曲げ部１５２ｂを接続部と称している。

なお、下方のヘッダタンク１６にも、上方のヘッダタンク１５と同じように、コアプレート１５２に折曲げ部１５２ｂと切断部１５２ｃとが形成されている。折曲げ部１５２ｂは、曲げ加工するときに、平面視Ｌ字状に折り曲げられる部分である。切断部１５２ｃは、曲げ加工を行う前に、切断される部分である（後述する）。

そして、図１及び図２中に示す符号１８及び１９は、冷媒の出入口部であって、上方のヘッダタンク１５の端部側に設けられている。符号１８は入口部であり、符号１９は出口部である。冷媒は入口部１８に流入され、出口部１８から外部に流出される。

また、図１中に示す符号２０は、キャップ１５５により、左右に分断されたヘッダタンク１５内の流通部を連通するための接続配管である。この接続配管２０は、チューブ２１と、そのチューブ２１の両端に接続される接続部材２２とから構成される。チューブ２１は、円筒状のパイプ材から形成されている。接続部材２２は、ブロック材からなり、内部に図示しない連通路が形成されている。

この連通路の端部が、上方のヘッダタンク１５に取り付けられるように形成されている。つまり、上方のヘッダタンク１５には、後述するスリット孔１７の近傍に取付孔１５１ａが設けられている（図２参照）。より具体的には、流通部ｃの右方端側と流通部ｄの左方端側とに取付孔１５１ａが設けられている。この取付孔１５１ａは、接続配管２０の接続部材２２を取り付けるための開口孔である。接続配管２０をヘッダタンク１５の取付孔１５１ａに設けることにより、流通部ｃと流通部ｄとが連通される。

次に、以上のような構成による冷媒流路について、図１乃至図３により説明する。入口部１８から流入した冷媒は、上方のヘッダタンク１５内の流通部ｂに流入して、偏平チューブ１２内を下方に向けて流れて、下方のヘッダタンク１６内の流通部ｆに流入する。流通部ｆに流入した冷媒は、仕切り板１５４がないため流通部ｆの右方向に向けて流れる。右方向の流入部ｆに流入した冷媒は、偏平チューブ１２内を上方に向けて流れ、上方のヘッダタンク１５内の流通部ｃに流入する。

流通部ｃに流入した冷媒は、接続配管２０を経由して、上方のヘッダタンク１５内の流通部ｄに流入する。流通部ｄに流入した冷媒は、偏平チューブ１２内を下方に向けて流れて、下方のヘッダタンク１６内の流通部ｇに流入する。流通部ｇに流入した冷媒は、仕切り板１５４がないため流通部ｇの右方向に向けて流れる。右方向の流入部ｇに流入した冷媒は、偏平チューブ１２内を上方に向けて流れ、上方のヘッダタンク１５内の流通部ｅに流入する。流通部ｅに流入した冷媒は、出口部１９から外部へ流出される。

なお、図１乃至図３中に示す符号ａは、切断線であり、曲げ加工をする前に、ヘッダタンク１５、１６に残された両端部の一方とフィン１３とを切断する箇所を示している。本実施形態では、図２及び図３に示すように、ヘッダタンク１５、１６のスリット孔１７の一端部（切断部１５２ｃ）を切断するようになっている。これにより、曲げ加工を行うときは、ヘッダタンク１５、１６に残されたもう一方の一端部（折曲げ部１５２ｂ）を曲げれば良い。

なお、切断線ａ即ちヘッダタンク１５、１６に形成されたスリット孔１７を基準として、コア部１１およびヘッダタンク１５、１６が左右に分けられている。そのため、請求項では、スリット孔１７を基準として、左右に分割されたそれぞれを、熱交換部と称している。つまり、本実施形態では、二つの熱交換部と称している。

次に、平面視略Ｌ字状の凝縮器１０を製造する方法について説明する。まず、上方のヘッダタンク１５の一部を構成する断面コの字状のコアプレート１５２を、平板材料から、曲げ加工、打ち抜き加工などのプレス加工により成形する。コアプレート１５２は、前述したように、平板状の底面部と、その底面部から延びる一対の側壁部とから構成されている。

従って、コアプレート１５２の成形では、長手方向に等間隔に配列される複数のチューブ孔１５２ａを、コアプレート１５２の底面部に形成するとともに、最終的に、ヘッダタンク１５、１６が曲げ加工されるコアプレート１５２の部分に、コアプレート１５２の短辺方向両端部（図４中、ハッチングで示す部分）が残るようにスリット孔１７を形成する。即ち、コアプレート１５２の底面部に、コアプレートの短辺方向において、側壁部まで延びるスリット孔１７が形成される。

その結果、ヘッダタンク１５を構成するコアプレート１５２の短辺方向両端部には、最終的にヘッダタンク１５、１６が曲げ加工されるときに折り曲げられる折曲げ部１５２ｂと、切断されて取り除かれる切断部１５２ｃが形成される。なお、下方のヘッダタンク１６を構成するコアプレート１５２も、同様に成形される。

そして、コアプレート１５２のチューブ挿入孔１５２ａに、複数の偏平チューブ１２の端部を配置する。また、左右の最外方のチューブ挿入孔１５２ａにサイドプレート１４を配置する。さらに、隣り合う偏平チューブ１２との間にフィン１３を配置する。これにより、コア部１１が形成される。

そして、コアプレート１５２に、タンクプレート１５１、エンドプレート１５３、仕切り板１５４、キャップ１５５を配置する。これにより、上下のヘッダタンク１５、１６の流通部の冷媒通路が形成される。このとき、スリット孔１７の形成により開口されたヘッダタンク１５、１６の開口部にキャップ１５５を配置することにより、スリット孔１７の両端が閉じられる。つまり、キャップ１５５により流通部ｃ、ｄ、ｆ、ｇの端部が閉塞される。

なお、図４に示されるように、略Ｕの字状のタンクプレート１５１の短辺方向の幅は、断面コの字状のコアプレート１５２の短辺方向の幅（対向する側壁部間の距離）よりも小さく成形されており、タンクプレート１５１の側壁部の外周面がコアプレート１５２の側壁部の内周面と接する構成となっている。また、タンクプレート１５１の長手方向の長さは、図２において、タンクプレート１５１の左端部からスリット孔１７までの長さのものと、スリット孔１７から右端部までの長さを有するものの２種類が用意されている。これにより、最終的にヘッダタンク１５、１６が曲げ加工されるとき、切断部１５２ｃを切断除去するだけで、簡単にヘッダタンク１５、１６を曲げ加工することが可能となっている。

次に、上方のヘッダタンク１５に入口部１８、出口部１９、及び接続配管２０を配置する。このとき、上方のヘッダタンク１５の取付孔１５１ａに接続配管２０を配置することにより、流通部ｃと流通部ｄとが接続配管２０を介して連通される（図２参照）。以上の工程により、平面状の凝縮器１０が組み立てられる。

その後、組み立てられた凝縮器１０を加熱炉内に入れて、ろう付け接合する。これにより、平面状の凝縮器１０が形成される（図１参照）。そして、加熱炉から凝縮器１０を取り出した後、平面状の凝縮器１０を、切断線ａに沿って切断する。より具体的には、上下のヘッダタンク１５、１６のコアプレート１５２に形成された切断部１５２ｃを切断するとともに、曲げ加工される部分、即ちヘッダタンク１５、１６に形成されたスリット孔１７を結ぶ線上に配置されたフィン１３を切断する。この切断する工程により、ヘッダタンク１５、１６のコアプレート１５２に形成された折曲げ部１５２ｂだけが、切断されずに残ることになる。

そして、ヘッダタンク１５、１６に形成された折曲げ部１５２ｂと接続配管２０のチューブ２１とを屈曲させる。これにより、残されたヘッダタンク１５、１６に形成された折曲げ部１５２ｂとチューブ２１とが曲げ加工される。従って、小さい曲率半径で曲げ成形ができ、垂直方向から見た平面視略Ｌ字状の凝縮器１０を形成することができる。

以上のような製造方法によれば、ヘッダタンク１５、１６の曲げ加工される部分に、スリット孔１７を形成する工程を備えることにより、ヘッダタンク１５、１６を所定の形状に曲げ加工することが容易にできる。そのため、曲げ加工される部分が小さな曲率半径で形成できるため、熱交換面積の向上が図れる。

また、上下のヘッダタンク１５、１６に、スリット孔１７の形成によって開口された流通部の開口部を閉塞するキャップ１５５を配設することにより、複数の凝縮器本体を繋ぐ方式よりも、部品点数を大幅に増加させることなく製造コストの低減が図れる。また、平面状の一つの凝縮器で多面体構造の凝縮器を形成することができる。

また、ヘッダタンク１５、１６の両端部（折曲げ部１５２ｂおよび切断部１５２ｃ）が残るスリット孔１７を形成することにより、ろう付けする工程において、ヘッダタンク１５、１６の熱変形が生ずることはない。

さらに、屈曲させる工程において、ヘッダタンク１５、１６に残された折曲げ部１５２ｂの幅が小さいため、曲げ加工される部分を小さな曲率半径で形成できる。さらに、曲げ加工される部分に配設されたフィン１３を予め切断することにより、屈曲させる工程において、曲げ成形が容易に行うことができる。

なお、本実施形態では、上方および下方のヘッダタンク１５、１６を構成するタンクプレート１５１を、スリット孔１７の部分で分割される二つのタンクプレート１５１から構成する例を説明したが、図２あるいは図３の左端から右端まで連続する一つのタンクプレート１５１とすることも可能である。この場合は、切断部１５２ｃの切断工程において、タンクプレート１５１が切断されることになる。

（第２実施形態）
以上の第１実施形態では、ヘッダタンク１５、１６の短辺方向の両端部（折曲げ部１５２ｂおよび切断部１５２ｃ）が残るようにスリット孔１７を形成し、そのスリット孔１７の両端部の一方（切断部１５２ｃ）を切断するように構成したが、残されたスリット孔１７の両端部の両方を切断するように構成しても良い。図６は、本実施形態における上方のヘッダタンク１５の構成を示す平面図である。

本実施形態では、コアプレート１５２の短辺方向両端部（図４中、ハッチングで示す部分）が残るようにスリット孔１７を形成することにより、図６に示すように、最終的に上方のヘッダタンク１５を構成するコアプレート１５２の短辺方向両端部を、切断されて取り除かれる切断部１５２ｃとして形成されている。つまり、前述の第１実施形態では、折曲げ部１５２ｂと称した部分を、本実施形態では、切断部１５２ｃと称している。

従って、切断する工程において、図６中に示す切断線ａに沿って、スリット孔１７の両端部（切断部１５２ｃ）を切断するように構成されている。なお、下方のヘッダタンク１６を構成するコアプレート１５２も、同様に切断部１５２ｃが形成されている。これによれば、曲げ加工される部分を屈曲させる工程において、曲げ成形が容易に行うことができる。

（第３実施形態）
本実施形態では、切断する工程を省くように構成されている。図７は、本実施形態における上方のヘッダタンク１５の構成を示す平面図である。図８は、本実施形態における下方のヘッダタンク１６の構成を示す底面図である。図９は、本実施形態における平面状に配置された凝縮器１０の概略構成を示す模式図である。

本実施形態における上方および下方のヘッダタンク１５、１６を構成するコアプレート１５２は、コアプレート１５２の短辺方向に延びるスリット孔１７により、二つのコアプレート部分に分断されている。ただし、図７及び図８に示すように、コアプレート１５２の底面部（コアプレート１５２の中央部分）には、２つに分断されたコアプレート部分を繋ぎとめる接続部１５２ｄが形成されている。

この接続部１５２ｄにより、凝縮器１０が組み付けられる工程（ろう付け工程の前）では、コアプレート１５２は一体的な部品として取り扱うことが可能である。従って、ヘッダタンク１５、１６が曲げ加工されるとき、この接続部１５２ｄが曲げ成形される。

図１乃至図５で説明した第１実施形態では、上方および下方のヘッダタンク１５、１６に形成した上下のスリット孔１７により、挟まれる空間には、フィン１３が配設され、コアプレート１５２の切断部１５２ｃの切断工程の際に、このフィン１３も切断する例を示した。図７乃至図９に示される本第３実施形態では、上下のスリット孔１７により挟まれる空間、即ちヘッダタンク１５、１６に形成されたスリット孔１７を結ぶ線上には、フィン１３が配設される代わりに、断面コの字状のサイドプレート１４が、それぞれのコア部１１（熱交換部）の右側端部および左側端部に配設されている。

例えば、図９に示すように、左側のコア部１１（熱交換部）の右側端部には、偏平チューブ１２の代わりに、サイドプレート１４が配置されている。右側のコア部１１（熱交換部）の左側端部も同様に、偏平チューブ１２の代わりに、サイドプレート１４が配置されている。

以上説明した第３実施形態では、ヘッダタンク１５、１６が曲げ加工されとき、接続部１５２ｄが曲げ成形されることになり、第１実施形態で必要であったコアプレート１５２の切断工程は不要となる。

（第４実施形態）
前述の第３実施形態では、二つに分割されたコア部１１（熱交換部）のそれぞれの左右端に、断面コの字状のサイドプレート１４を配置する構成としたが、一体化されたサイドプレート１４ａを左右のフィン１３の間に配置しても良い。図１０（ａ）は、本実施形態におけるサイドプレート１４ａを凝縮器１０の曲げ加工される部分（左右に２分割されたコア部１１の相互に対向する左右端部）に配置する工程を示す説明図である。

図１０（ｂ）は、サイドプレート１４ａを屈曲させる工程を示す説明図である。本実施形態では、図１０（ａ）に示すように、断面コの字状のサイドプレート１４の一方の突出部を繋いで一体化させたものである。つまり、一体化されたサイドプレート１４ａは、断面が略Ｃ型状に形成されている。そして、サイドプレート１４ａの左右端面をフィン１３の対向する左右の端面に接触するように配置する。これにより、平面状の凝縮器１０を組み立てることができる。

そして、サイドプレート１４ａを、図１０（ｂ）に示すように、曲げ方向に屈曲させることにより、サイドプレート１４ａが曲げ成形される。従って、小さい曲率半径で曲げ成形ができ、平面視略Ｌ字状の凝縮器１０を形成することができる。また、本実施形態のサイドプレート１４ａは、曲げ加工された部分において、風漏れを起こす恐れがない。

（第５実施形態）
以上の第３および第４実施形態では、２分割されたコア部１１（熱交換部）のそれぞれの左右端部にフィン１３と接触するサイドプレート１４、１４ａを配置する構成としたが、隣り合う扁平チューブ１２との間に、変形防止用の治具３０を配置することにより、ろう付け工程において、組み立てられた凝縮器１０の変形を防止し、それにより、サイドプレート１４、１４ａの代わりに変形防止用の治具３０を配設しても良い。図１１は、本実施形態における平面状に配置された凝縮器１０の概略構成を示す模式図である。

一対のヘッダタンク１５、１６の曲げ加工される部分（コアプレート１２の接続部１５２ｄ）とを結ぶ線上近傍、即ち二つに分割されたコア部１１（熱交換部）が相互に対向する左右の端部間には、図１１に示すように、隣り合う扁平チューブ１２との間に、変形防止用の治具３０が配置されている。言い換えると、曲げ加工される部分に治具３０を配置して、凝縮器１０を組み立てるようにしている。そして、治具３０を配置した状態でろう付け工程を行う。これによれば、ろう付け工程において、扁平チューブ１２の変形が防止できる。

また、上記第３実施形態のようなコアプレート１５２の中央部の部分（接続部１５２ｄ）が残るスリット孔１７を形成しているので、切断する工程を省くことができる。

（第６実施形態）
本実施形態の凝縮器１０は、曲げ加工を行う前に、同一平面状に形成し、その後、平面視略コの字状に曲げ加工を行うように構成されている。図１２は、曲げ加工を行う前の本実施形態における平面状に形成された凝縮器１０の概略構成を示す正面図である。図１３は、曲げ加工を行った後の本実施形態における平面視略コの字状の凝縮器１０の外観形状を示す斜視図である。

図１２から明らかのように、この第６実施形態では、上方及び下方のヘッダタンク１５、１６およびコア部１１が、３つの熱交換部に分割されている。分割の方法は、第１実施形態で説明した方法と同じであり、コアプレート１２の底面部に、コアプレート１２の短辺方向において、側壁部まで延びる二つのスリット孔１７が形成されている。また、接続配管２０も二つ設けられている。

また、スリット孔１７を形成することにより、開口されるヘッダタンク１５、１６のそれぞれの開口部に、第１実施形態と同様、キャップ１５５が配設されている。また、ろう付け工程後、切断線ａに沿って、コアプレート１２の切断部１５２ｃおよびフィン１３が切断され、ヘッダタンク１５、１６が、屈曲されることも、第１実施形態と同じである。従って、スリット孔１７を基準として、第１実施形態と同じように、切断工程と屈曲させる工程を２回繰り返すことにより、小さい曲率半径で曲げ成形ができ、垂直方向から見た平面視略コの字状の凝縮器１０を形成することができる。

（他の実施形態）
以上の実施形態では、上方のヘッダタンク１５に入口部１８、出口部１９、及び接続配管２０を配置するように構成したが、入口部１８、出口部１９、及び接続配管２０を下方のヘッダタンク１６に配置するように構成しても良い。

また、以上の実施形態では、フィン１３を波形状のコルゲートフィンで形成したが、プレートフィンであっても良い。この場合は、図１４に示すように、コア部１１は、複数の扁平チューブ１２と、その扁平チューブ１２に対して直交状に配設されたプレート状の複数のフィン１３とから構成されている。つまり、コア部１１がフィンアンドチューブ方式により形成されている。

そして、曲げ加工される部分に配置されたフィン１３を切断する。その後、ヘッダタンク１５、１６の曲げ加工される部分と接続配管２０のチューブ２１を屈曲させる。これにより、熱交換面積を低減させることもなく平面視略コの字状の凝縮器１０を形成することができる。

第１実施形態における平面状に形成された凝縮器の概略構成を示す斜視図である。 第１実施形態における上方のヘッダタンクの構成を示す平面図である。 第１実施形態における下方のヘッダタンクの構成を示す底面図である。 図２に示すＡ−Ａ断面図である。 第１実施形態における平面視略Ｌ字状の凝縮器の外観形状を示す斜視図である。 第２実施形態における上方のヘッダタンクの構成を示す平面図である。 第３実施形態における上方のヘッダタンクの構成を示す平面図である。 第３実施形態における下方のヘッダタンクの構成を示す底面図である。 第３実施形態における平面状に配置された凝縮器の概略構成を示す模式図である。 （ａ）は、第４実施形態におけるサイドプレートを凝縮器の曲げ加工される部分に配置する工程を示す説明図、（ｂ）は、サイドプレートを屈曲させる工程を示す説明図である。 第５実施形態における平面状に配置された凝縮器の概略構成を示す模式図である。 第６実施形態における平面状に形成された凝縮器の概略構成を示す正面図である。 第６実施形態における平面視略コの字状の凝縮器の外観形状を示す斜視図である。 他の実施形態における平面視略Ｌ字状の凝縮器の外観形状を示す斜視図である。

符号の説明

１０…凝縮器（熱交換器）
１１…コア部（熱交換部）
１２…偏平チューブ
１３…フィン
１４…サイドプレート
１４ａ…サイドプレート
１５、１６…上下のヘッダタンク（熱交換部）
１７…スリット孔
２０…接続配管
２１…チューブ
３０…治具
１５１…タンクプレート
１５２…コアプレート
１５２ｂ…折曲げ部（接続部）
１５２ｃ…切断部
１５２ｄ…接続部
１５３…エンドプレート
１５５…キャップ

Claims (10)

1. 流体が流れる複数の扁平チューブ（１２）と、隣り合う前記扁平チューブ（１２）間にそれぞれ配設される複数のフィン（１３）とから構成されるコア部（１１）と、
   前記コア部（１１）の両端部に配設され、前記扁平チューブ（１２）と流体的に連通する流通路が形成された一対のヘッダタンク（１５、１６）とを備える熱交換器であって、
   前記コア部（１１）と前記一対のヘッダタンク（１５、１６）とにより形成される複数の熱交換部（１１、１５、１６）が垂直方向から見たときの平面視Ｌ字状もしくは平面視コの字状に形成される多面体構造の熱交換器において、
   前記ヘッダタンク（１５、１６）のそれぞれは、前記流通部が前記複数の熱交換部（１１、１５、１６）に応じて区画するように形成されており、
   いずれか一方の前記ヘッダタンク（１５、１６）には、区画された前記流通部を連通するチューブ（２１）からなる接続配管（２０）が設けられており、
   前記ヘッダタンク（１５、１６）のそれぞれは、平板状の底面部および前記底面部の短辺方向端部から略直角に延びる側壁部からなる断面コの状のコアプレート（１５２）と、前記コアプレート（１５２）に嵌合されるタンクプレート（１５１）とを備え、
   前記複数の熱交換部（１１、１５、１６）は、前記ヘッダタンク（１５、１６）の前記コアプレート（１５２）に形成された接続部（１５２ｂ、１５２ｄ）および前記チューブ（２１）からなる接続配管（２０）により相互に接続され、かつ前記接続部（１５２ｂ、１５２ｄ）および前記チューブ（２１）が平面視Ｌ字状もしくは平面視コの字状に形成されていることを特徴とする多面体構造の熱交換器。
2. 前記接続部（１５２ｂ）は、前記コアプレート（１５２）の短辺方向における一方の端部に形成される側壁部（１５２ｂ）であることを特徴とする請求項１に記載の多面体構造の熱交換器。
3. 前記接続部（１５２ｄ）は、前記コアプレート（１５２）の底面部の中央に形成される接続部（１５２ｄ）であることを特徴とする請求項１に記載の多面体構造の熱交換器。
4. 前記複数の熱交換部（１１、１５、１６）のそれぞれの水平方向端部には、断面コの字状のサイドプレート（１４）が配設されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の多面体構造の熱交換器。
5. 流体が流れる複数の扁平チューブ（１２）と、隣り合う前記扁平チューブ（１２）間にそれぞれ配設される複数のフィン（１３）とから構成されるコア部（１１）と、
   前記コア部（１１）の両端部に配設され、前記扁平チューブ（１２）と流体的に連通する流通路が形成された一対のヘッダタンク（１５、１６）とを備える熱交換器であって、
   前記コア部（１１）と前記一対のヘッダタンク（１５、１６）とにより形成される複数の熱交換部（１１、１５、１６）が垂直方向から見たときの平面視Ｌ字状もしくは平面視コの字状に形成される多面体構造の熱交換器の製造方法において、
   前記ヘッダタンク（１５、１６）を構成する断面コの状のコアプレート（１５２）を成形するとともに、前記コアプレート（１５２）の底面部に前記底面部の短辺方向に延びるスリット孔（１７）を形成することにより、前記コアプレート（１５２）の側壁部に折曲げ部（１５２ｂ）及び切断部（１５２ｃ）を形成する工程と、
   前記ヘッダタンク（１５、１６）を構成するタンクプレート（１５１）を前記コアプレート（１５２）に組み付ける工程と、
   前記ヘッダタンク（１５、１６）の長手方向両端部を閉塞するために、エンドプレート（１５３）およびキャップ（１５５）を、前記長手方向両端部に組み付ける工程と、
   前記キャップ（１５５）により区画された流通部を相互に連通するために、チューブ（２１）からなる接続配管（２０）を、いずれか一方の前記ヘッダタンク（１５、１６）に組み付ける工程と、
   前記複数の扁平チューブ（１２）と複数のフィン（１３）とを、前記ヘッダタンク（１５、１６）のそれぞれに組み付ける工程と、
   前記ヘッダタンク（１５、１６）のそれぞれ、前記エンドプレート（１５３）、前記キャップ（１５５）、前記接続配管（２０）および前記複数の扁平チューブ（１２）と複数のフィン（１３）とが平面状に組み付けられた組立体を、加熱炉内に入れて、ろう付けする工程と、
   ろう付けする工程の後に、前記コアプレート（１５２）の側壁部に形成された前記切断部（１５２ｃ）を切断する工程と、
   前記切断工程の後に、隣り合う前記熱交換部（１１、１５、１６）が平面視Ｌ字状になるように、前記コアプレート（１５２）の側壁部に形成された前記折曲げ部（１５２ｂ）並びにいずれか一方の前記ヘッダタンク（１５、１６）に組み付けられた前記接続配管（２０）の前記チューブ（２１）を屈曲させる工程とを有することを特徴とする多面体構造の熱交換器の製造方法。
6. 前記ヘッダタンク（１５、１６）の前記コアプレート（１５２）に形成されたスリット孔（１７）を結ぶ線上には、前記フィン（１３）が配設されており、
   前記ろう付けする工程の後に、前記フィン（１３）を切断する工程を有することを特徴とする請求項１に記載の多面体構造の熱交換器の製造方法。
7. 流体が流れる複数の扁平チューブ（１２）と、隣り合う前記扁平チューブ（１２）間にそれぞれ配設される複数のフィン（１３）とから構成されるコア部（１１）と、
   前記コア部（１１）の両端部に配設され、前記扁平チューブ（１２）と流体的に連通する流通路が形成された一対のヘッダタンク（１５、１６）とを備える熱交換器であって、
   前記コア部（１１）と前記一対のヘッダタンク（１５、１６）とにより形成される複数の熱交換部（１１、１５、１６）が垂直方向から見たときの平面視Ｌ字状もしくは平面視コの字状に形成される多面体構造の熱交換器の製造方法において、
   前記ヘッダタンク（１５、１６）を構成する断面コの状のコアプレート（１５２）を成形するとともに、前記コアプレート（１５２）の底面部に前記底面部の短辺方向に延びるスリット孔（１７）を形成することにより、前記コアプレート（１５２）の底面部に接続部（１５２ｄ）を形成する工程と、
   前記ヘッダタンク（１５、１６）を構成するタンクプレート（１５１）を前記コアプレート（１５２）に組み付ける工程と、
   前記ヘッダタンク（１５、１６）の長手方向両端部を閉塞するために、エンドプレート（１５３）およびキャップ（１５５）を、前記長手方向両端部に組み付ける工程と、
   前記キャップ（１５５）により区画された流通部を相互に連通するために、チューブ（２１）からなる接続配管（２０）を、いずれか一方の前記ヘッダタンク（１５、１６）に組み付ける工程と、
   前記複数の扁平チューブ（１２）と複数のフィン（１３）とを、前記ヘッダタンク（１５、１６）のそれぞれに組み付ける工程と、
   前記ヘッダタンク（１５、１６）のそれぞれ、前記エンドプレート（１５３）、前記キャップ（１５５）、前記接続配管（２０）および前記複数の扁平チューブ（１２）と複数のフィン（１３）とが平面状に組み付けられた組立体を、加熱炉内に入れて、ろう付けする工程と、
   前記ろう付けする工程の後に、隣り合う前記熱交換部（１１、１５、１６）が平面視Ｌ字状になるように、前記コアプレート（１５２）の底面部に形成された前記接続部（１５２ｄ）並びにいずれか一方の前記ヘッダタンク（１５、１６）に組み付けられた前記接続配管（２０）の前記チューブ（２１）を屈曲させる工程とを有することを特徴とする多面体構造の熱交換器の製造方法。
8. 断面コの字状のサイドプレート（１４）を、前記複数の熱交換部（１１、１５、１６）のそれぞれの水平方向端部に組み付ける工程を有することを特徴とする請求項５または請求項７に記載の多面体構造の熱交換器の製造方法。
9. 断面略Ｃ型状のサイドプレート（１４ａ）を、隣り合う前記熱交換部（１１、１５、１６）の端部に組み付ける工程と、
   前記ヘッダタンク（１５、１６）の前記コアプレート（１５２）に形成されたスリット孔（１７）を結ぶ線上に配設された前記断面略Ｃ型状のサイドプレート（１４ａ）を、隣り合う前記熱交換部（１１、１５、１６）が平面視Ｌ字状になるように、屈曲させる工程とを有することを特徴とする請求項５または請求項７に記載の多面体構造の熱交換器の製造方法。
10. 平面状に組み付けられた前記組立体には、前記ヘッダタンク（１５、１６）の前記コアプレート（１５２）に形成されたスリット孔（１７）を結ぶ線上の隣り合う前記扁平チューブ（１２）間に、変形防止用の治具（３０）が組み付けられていることを特徴とする請求項５または請求項７に記載の多面体構造の熱交換器の製造方法。

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