JP2899835B2 - 熱交換器の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、冷媒管と複数枚のプレートフインとから構
成された熱交換器の製造方法に関し、特に冷蔵庫、ショ
ーケース等の冷凍機械の冷却器として好適な熱交換器の
製造方法に関するものである。

「従来の技術」 所定のピッチをもって蛇行状に形成されている冷媒管
と、複数枚の平板状のプレートフインとから構成されて
いる熱交換器は、一般にカシメ止めによって製造されて
いる。即ち特公昭45−10814号公報、同48−3466号公報
等に開示されているように、フインに冷媒管を嵌込むた
めの円弧状の切り欠き凹部を予め形成しておき、この切
り欠き凹部に蛇行状に曲げられた冷媒管を嵌め、そして
冷媒管をカシメにより多少変形させて、冷媒管にフイン
を固定している。

また上述したような製造方法により熱交換器のユニッ
トを複数個形成し、そしてユニットを接続している冷媒
管を略弧状に曲げて、ユニットを重ねて熱交換器を製造
する方法も、例えば特公昭２−42255号公報により提案
されている。

さらには、フインを千鳥状に分割して、その底部に冷
媒管を配置し、分割したフンインを再び合体して千鳥状
の熱交換器を製造する方法も、実公昭57−23837号公報
により提案されている。

「発明が解決しようとする課題」 上述したように、カシメ止めにより熱交換器を製造す
ると、ブレージング等により固着する方式に比較してコ
スト的には有利である。しかしながら問題点もある。例
えば前述した文献の図面にも示されているように、従来
のカシメ止め方式により熱交換器を製造すると、冷媒管
とプレートフインとの接触点が略同じ位置或いは碁盤目
状になり、熱交換性能が劣るという問題点がある。即ち
接触点がフインに対して同じ位置となり、フイン間を流
れる空気に乱れが生じにくく、また冷媒管の背後に止水
域が形成され易く、熱交換効率が劣る。

これに対して、冷媒管が千鳥状に配置されている熱交
換器は、上記の問題点は少ない。しかしながら従来の特
公昭45−10814号公報等に開示されているカシメ止め方
法では、千鳥状熱交換器を製造することはできない。

そこで実公昭57−23837号公報に述べられているよう
な方法によらざるを得ないが、この方法によると、フイ
ンを千鳥状に分割して冷媒管を取り付け、そして再び分
割したフインを枠板などで組み立てなければならず、製
造工程が多くなり、コスト的に不利である。

冷媒管をフインに対して複数段、例えば２段に配置す
ると、熱交換器は立体的となり、熱交換能力の割には全
体がコンパクトとなる利点を有する。そこで前述の特公
昭45−10814号公報、同49−39585号公報等によって冷媒
管がフインに対して２段に配設された熱交換器の製造方
法が提案されている。これらの方法により製造された熱
交換器は、立体的でコンパクトではあるが、冷媒管は、
フインに対して平面的にみて碁盤目状に配置されてお
り、前述した理由により千鳥状の配置に比較して性能的
に劣る。しかしながら、上記文献に開示されている方法
では千鳥状配置の熱交換器を製造することはできない。

前述の実公昭57−23837号公報記載の方法によると、
千鳥状の冷媒管が複数段に設けられた熱交換器を製造す
ることはできる。しかしフインは２分割から４分割等に
増加し、費用の点からおおよそ実施できないものであ
る。

したがって本発明は、コスト的に有利なカシメ工程を
採るにも拘らず、プレートフインに対して冷媒管が側面
的にみて千鳥状に配置された熱交換器を簡単な工程で製
作できる熱交換器の製造方法を提供することを目的とし
ている。また他の発明は、上記目的に加えて千鳥状に配
置された冷媒管が複数段に形成された熱交換器を簡単な
工程で製造できる熱交換器の製造方法を提供することを
目的としている。

「課題を解決するための手段」 本発明は、上記目的を達成するためにカシメ工程で使
用される特に支承工具に工夫が凝らされる。即ち本発明
は、蛇行状に曲げられている冷媒管と、該冷媒管を嵌込
むための切り欠き凹部が単列に所定間隔をおいて浅く或
いは深く千鳥状に複数個形成されているプレートフイン
複数枚とを用意し、これらのプレートフインを、セット
したとき前記切り欠き凹部にそれぞれ対応する受け部を
有する支承工具にセットし、前記プレートフインの切り
欠き凹部に前記冷媒管を嵌め、そしてカシメ工具で前記
冷媒管を前記プレートフインにカシメ止めするように構
成される。また請求項２記載の発明は、請求項１記載の
発明により或いは同様な方法により熱交換ユニットを複
数個形成し、これらのユニットを接続している冷媒管を
略180度曲げて一方の熱交換器ユニットを他方のユニッ
トに重ねて、千鳥状の冷媒管を複数段に備えている熱交
換器を製造するように構成される。

請求項３記載の発明は、蛇行状に曲げられている冷媒
管と、該冷媒管を嵌込むための切り欠き凹部が２列に所
定間隔をおいて浅く或いは深く千鳥状に複数個形成され
ているプレートフイン複数枚とを用意し、これらのプレ
ートフインを、前記浅い方の切り欠き凹部を受ける支承
工具にセットし、前記プレートフインの切り欠き凹部に
前記冷媒管を嵌めて、初めに浅い方の切り欠き凹部にセ
ットされている冷媒管をカシメ工具でカシメ止めし、次
いで深い方の切り欠き凹部を受ける受け部を有する支承
工具で同様に前記冷媒管をカシメ止めし、千鳥状の冷媒
管を２段に備えている熱交換器を２回のカシメ工程によ
り製造するように構成され、請求項４記載の発明は、前
記の請求項３記載の発明において支承工具がプレートフ
インの浅い方の切り欠き凹部と、深い方の切り欠き凹部
とをそれぞれ受ける受け部を有する１個の支承工具によ
り千鳥状の冷媒管を２段に備えている熱交換器を２回の
カシメ工程により製造するように構成される。

請求項５記載の発明は、蛇行状に曲げられている冷媒
管と、該冷媒管を嵌込むための切り欠き凹部が２列に所
定間隔をおいて浅く或いは深く千鳥状に複数個形成され
ているプレートフイン複数枚とを用意し、これらのプレ
ートフインを、前記２列の切り欠き凹部を受ける受け部
が、同時にカシメ可能な状態となる第１状態と、該状態
より少なくとも１部の受け部群が縮小された第２状態と
に変形可能な支承工具にセットし、セットされたプレー
トフインの切り欠き凹部に前記冷媒管を嵌め、前記支承
工具を第１状態にして前記冷媒管を前記プレートフイン
にカシメ止めして、千鳥状の冷媒管を２段に備えている
熱交換器を１回のカシメ工程で製造するように構成され
る。

「実施例」 本発明の実施に際して使用される支承工具、カシメ工
具等は、カシメ作業後は取り去られる。したがってこれ
らの工具はカシメ作業に適した形状で実施し、取り去り
易い構造例えば支承工具は、先細のテーパ状の工具で実
施するのが望ましい。また分割型の支承工具でも実施で
きる。

本実施例の説明においては、プレートフインを支承工
具にセットしてフインの凹部に冷媒管を嵌る旨説明され
ているが、これとは逆にプレートフインに冷媒管を嵌て
から支承工具にセットしても実施できることは明きらか
である。

しかしながら、これらについては当業者には明かであ
るので格別に説明はされていない。

以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明す
る。

本発明の実施に供される第１実施例の支承工具１は、
第１図に示されているように、平面的には製造される熱
交換器の大きさと略等しく、全体は略立方体を呈してい
る。そしてその表面には長手方向に所定の間隔をおい
て、組み立てられたときのフイン数に対応した数の長手
方向の溝２、２が形成されている。これらの溝には、後
述するプレートフインがカシメ作業中に挿入保持され
る。

支承工具１の表面には、工具を横切るように、複数個
の段部或いは溝部が形成されている。そしてこれらの段
部の高い部分は、プレートフインに浅く形成される切り
欠き凹部に対応する第１受け部３、３となり、低い部分
は、深く形成される切り欠き凹部に対応する第２受け部
４、４となっている。

プレートフイン50は、第２図に示されているようアル
ミニウム或いはその合金から全体が略方形を呈するよう
に形成されている。そしてフインには千鳥状に円弧状の
切り欠き凹部51、51、52、52が形成されている。即ちフ
イン50の上辺には所定の間隔をおいて上方端部が広くな
っている切り欠き部53、54が形成されている。そしてこ
れらの切り欠き部は比較的浅い位置に形成されている円
弧状の第１切り欠き凹部51、51と、比較的深い位置の同
様な第２切り欠き凹部52、52とにそれぞれ達している。
このように切り欠き凹部が、浅くあるいは深く形成され
ているので、切り欠き凹部は全体として側面的に見る
と、千鳥状を呈する。

冷媒管60は、第３図に示されているように、所定のピ
ッチで蛇行状に曲げられている。そして本実施例では、
蛇行状に曲げられた第１ユニット61と、同様に蛇行状に
曲げられた第２ユニット62とから構成され、これらのユ
ニットは、冷媒管の一部である曲げ部63で接続されてい
る。

次に、上述の支承工具を使用した熱交換器の製造方法
について説明する。

プレートフイン50と、冷媒管60とを上述のような形状
に予め加工して用意する。そしてプレートフイン50を支
承工具１の溝２、２に挿入して切り欠き凹部51、52が横
方向に整合するようにして立てる。この時溝２、２は、
支承工具１の肉厚部５まで形成されているので、フイン
もこの肉厚部まで挿入することができ、より確実に立て
ることができる。

次ぎにプレートフイン50、50の切り欠き凹部51、52に
冷媒管60の、例えば第１ユニット61部分を嵌る。プレー
トフイン50、50を支承工具１の溝にセットすると、フイ
ンの切り欠き凹部51、52従って冷媒管60の底部は、支承
工具１のそれぞれの受け部３、４に接するようになる。
すなわち比較的浅い位置に形成されている第１の切り欠
き凹部51、51に嵌められた冷媒管60は、第１の受け部
３、３で支承され或いは接し、第２の切り欠き凹部52、
52に嵌められた冷媒管は第２の受け部４、４で支承され
る。この状態は第４図に示されている。

カシメ工具６は、第４図に示されているように、第１
の切り欠き凹部51、51の冷媒管60まで達する短いカシメ
棒７、７と、第２の切り欠き凹部52、52の冷媒管まで達
する比較的長いカシメ棒８、８とを備えているので、図
において矢印で示す方向にカシメ工具６を押し下げる
と、カシメ棒７、８によって冷媒管60は、多少変形す
る。そしてフイン50、50にカシメ固定される。カシメ工
具６と支承工具１とを取り外し、カシメ工程は終わる。

本実施例によると、単列の千鳥状熱交換器を１回のカ
シメ工程で製造することができる。

次ぎに、千鳥状の冷媒管を２列或いは２段に有する熱
交換器の製造方法について述べる。

前述したような方法によって、単列の熱交換器ユニッ
ト64、64を一度に或いは二度に分けて制作する。制作さ
れた状態は第５図に示されている。次ぎに接続部63の冷
媒管を略180度円弧状に折り曲げて、ユニット64を他方
のユニットに重ねる。そうすると第６図に示されている
ように、千鳥状に配置された冷媒管60を２段に備えた熱
交器が得られる。

本実施例によると、接続部を曲げる工程を加えるだけ
で冷媒管が千鳥状に配置された２段の熱交換器を製造す
ることができる。なお熱交換器ユニット数を増すことに
よって多段の熱交換器を製造することができることは明
きらかである。重ねたユニットを例えば固定金具で固定
してもよい。

次ぎに、第７〜10図によって本発明の第２実施例を説
明する。

本実施例によると、２回のカシメ工程により千鳥状の
冷媒管を２段に有する熱交換器を製造することができ
る。そのために支承工具10も、第７図に示されているよ
うに、段部を有する。すなわち比較的肉厚の第１部分11
と、薄い第２部分12とから構成されている。そして、こ
れらの部分11、12に跨たがって、図において上下方向に
貫通しているスリット13、13が所定の間隔をおいて所定
数形成されている。

これらの第１部分11と第２部分12は、プレートフイン
に形成されている円弧状の切り欠き凹部に嵌められる冷
媒管をそれぞれ上下両面で支持する部分であり、それぞ
れは平面的には製造される熱交換器と略同じ面積になっ
ている。

本実施例に適用されるプレートフイン70は、第８図に
示されているように、上下の各辺に所定間隔をおいて切
り欠き部71、72が形成され、そしてその先端に比較的浅
い円弧状の第１切り欠き凹部73、73と比較的深い第２切
り欠き凹部74、74が形成されている。

冷媒管60も、第３図に関して説明したように、蛇行状
に予め曲げられている。

本実施例による支承工具10は、上記のように構成され
ているので、これを使用して熱交換器を組み立てるに
は、まずプレートフイン70、70を第１部分11のスリット
13、13にセットする。そしてその上下から冷媒管60、60
を嵌込む。このとき第１切り欠き凹部73、73の冷媒管眼
支承工具10の第１部分11に接する。このように支承工具
にセットした状態は、第９図に示されている。カシメ工
具６は、第９図に示されているように、第１切り欠き凹
部73、73に対応したカシメ棒７、７を有するので、この
カシメ工具６、６により上下両側より同時にカシメ止め
する。

そして支承工具10を図において右方に移動させて、支
承工具10の薄い第２部分12でプレートフイン70、70の第
２切り欠き凹部74、74に嵌められた冷媒管を支持する。
移動させた状態は第10図に示されている。そして同様に
これらの冷媒管に達するカシメ棒８、８を備えたカシメ
工具６、６によりカシメ止めする。

本実施例によると、２回のカシメ工程で千鳥状の冷媒
管を２段に備えた熱交換器が得られる。また支承工具と
しては肉厚の工具と肉薄の工具の２種類用意しても実施
できるが、本実施例によると１個の支承工具でカシメる
ので工具数が少なくなり、工程も簡単になる。

第11〜16図に本発明の第３の実施例が示されている。
本実施例によると、支承工具は、操作後縮小或いは容積
が減少するように構成される。すなわち支承工具20は、
第11図及び13図に示されているように、内部に長手方向
の空洞を有する支承本体21と、その内部に設けられてい
る一対の補助支承具25、25とから構成されている。

支承本体21には、第７図に示されている支承工具10と
同様に、長手方向に所定の間隔をおいて複数個のスリッ
ト22、22が形成され、またその上下面には所定の間隔を
おいて内部の空洞まで達する略方形を呈する透孔23、23
が形成されている。

補助支承具25、25は、全体は板状を呈し、支承本体21
のそれぞれの空洞に挿入されたとき、支承本体の透孔2
3、23から内外へ出没可能な略方形の支承部26、26を一
体的に備えている。各補助支承具25、25の端部は、第13
図に示されているように、互いに離間するように外部へ
滑らかに曲げられている。従って、第12図に示すような
複数のカム部31、31を有する櫛型のカム板30をこれらの
一対の補助支承具25、25の間に容易に挿入することがで
きる。

次ぎに上記実施例の作用を説明する。

支承本体21の空洞に、一対の補助支承具25、25をセッ
トする。この時、図には示されていないが、空洞の内壁
と補助支承具25の間には板バネ等が介在されているの
で、第13図に示されているように、支承部26、26は支承
本体21の内部に没し、外部表面には出ない。しかしなが
ら第14図に示されているように、櫛形のカム板30を図に
おいて右方から一対の補助支承具25、25間に挿入する
と、これらの補助支承具は板バネに抗して開き、支承部
26、26は支承本体21の表面から外部へ突出する。したが
って、本実施例によって次のようにして熱交換器を製造
することができる。すなわち支承本体21のスリット22、
22に、第２実施例に関して説明したように、予め円弧状
の切り欠き凹部が形成されているプレートフイン70をセ
ットし、そして櫛状のカム板30を補助支承具25、25の間
に強制的に挿入する。そうすると、支承部26、26が透孔
23、23を通って、第15図に示されているように支承本体
21の上下面から外方へ突出する。そこで蛇行状に形成さ
れた冷媒管60、60をプレートフインの切り欠き凹部に嵌
込むと、冷媒管は支承本体21の表面と補助支承具25、25
の支承部26、26とでそれぞれ千鳥状に支持される。した
がって、前述したような上下のカシメ工具６、６で１回
の工程でカシメ止めすることができる。

その後カム板30を抜くと、第16図に示すように、補助
支承具25、25の支承部26、26はバネの復元力により透孔
23、23から内部へ後退する。このように支承部26、26が
後退してから支承工具20を取り出す。

本実施例によると、カシメ止め工程は１回ですむ利点
がある。また支承工具20は縮小するので、カシメ作業後
簡単に取り外すことができるメリットもある。

「発明の効果」 以上のように、本発明によると、支承工具に工程が凝
らされているので、１回或いは２回の簡単なカシメ工程
で、冷媒管が千鳥状に配置された性能的に優れた熱交換
器、特に小型が要求される冷蔵庫、ショウケース等の冷
却器として好適な熱交換器を得ることができる。また千
鳥状に配置された冷媒管を２段或いは複数段に備えた熱
交換器も簡単なカシメ工程またはカシメ工程よりさらに
簡単な冷媒管を曲げる工程を加えるだけで低コストで製
造することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は支承工具の第１
実施例を示す斜視図、第２図はプレートフインの第１実
施例を示す側面図、第３図は冷媒管の第１実施例を示す
平面図、第４図はプレートフインと冷媒管を第１実施例
の支承工具にセットした状態を示す側面図、第５図は熱
交換器ユニットを示す平面図、第６図は熱交換器ユニッ
トが重ねられた状態を示す側面図、第７図は支承工具の
第２実施例を示す斜視図、第８図はプレートフインの第
２実施例と冷媒管を示す側面図、第９図はプレートフイ
ンと冷媒管を第２実施例の支承工具にセットした第１状
態を示す側面図、第10図はその第２状態を示す側面図、
第11図は支承工具の第３実施例を示す斜視図、第12図は
カム板の実施例を示す平面図、第13図は支承工具の第３
実施例を示す図で補助支承具が閉じた状態を示す断面
図、第14図は同じく補助支承具が開いた状態を示す断面
図、第15図はプレートフインと冷媒管を第３実施例の支
承工具にセットした状態を示す断面図、第16図はその支
承工具が縮小した状態を示す断面図である。 １、10、20……支承工具、２……溝 ３、４……受け部、６……カシメ工具 13、22……スリット 25……補助支承具、26……支承部 50、70……プレートフイン 51、52、73、74……切り欠き凹部 60……冷媒管 73、74……切り欠き凹部

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】蛇行状に曲げられている冷媒管と、該冷媒
   管を嵌込むための切り欠き凹部が単列に所定間隔をおい
   て浅く或いは深く千鳥状に複数個形成されているプレー
   トフイン複数枚とを用意し、これらのプレートフイン
   を、セットしたとき前記切り欠き凹部にそれぞれ対応す
   る受け部を有する支承工具にセットし、前記プレートフ
   インの切り欠き凹部に前記冷媒管を嵌め、そしてカシメ
   工具で前記冷媒管を前記プレートフインにカシメ止めす
   ることを特徴とする熱交換器の製造方法。
2. 【請求項２】蛇行状に曲げられているユニットを複数個
   有する冷媒管と、該冷媒管を嵌込むための切り欠き凹部
   が単列に所定間隔をおいて浅く或いは深く千鳥状に複数
   個形成されているプレートフイン複数枚とを用意し、こ
   れらのプレートフインを、セットしたとき前記切り欠き
   凹部にそれぞれ対応する受け部を有する支承工具にセッ
   トし、前記プレートフインの切り欠き凹部に前記冷媒管
   を嵌め、そしてカシメ工具で前記冷媒管を前記プレート
   フインにカシメ止めして熱交換器ユニットを複数個形成
   し、これらのユニットを接続している冷媒管を略180度
   曲げて一方の熱交換器ユニットを他方のユニットに重ね
   て、千鳥状の冷媒管を複数段に備えている熱交換器を製
   造することを特徴とする熱交換器の製造方法。
3. 【請求項３】蛇行状に曲げられている冷媒管と、該冷媒
   管を嵌込むための切り欠き凹部が２列に所定間隔をおい
   て浅く或いは深く千鳥状に複数個形成されているプレー
   トフイン複数枚とを用意し、これらのプレートフイン
   を、前記浅い方の切り欠き凹部を受ける支承工具にセッ
   トし、前記プレートフインの切り欠き凹部に前記冷媒管
   を嵌めて、初めに浅い方の切り欠き凹部にセットされて
   いる冷媒管をカシメ工具でカシメ止めし、次いで深い方
   の切り欠き凹部を受ける受け部を有する支承工具で同様
   に前記冷媒管をカシメ止めし、千鳥状の冷媒管を２段に
   備えている熱交換器を２回のカシメ工程により製造する
   ことを特徴とする熱交換器の製造方法。
4. 【請求項４】蛇行状に曲げられている冷媒管と、該冷媒
   管を嵌込むための切り欠き凹部が２列に所定間隔をおい
   て浅く或いは深く千鳥状に複数個形成されているプレー
   トフイン複数枚とを用意し、これらのプレートフイン
   を、前記浅い方の切り欠き凹部と、深い方の切り欠き凹
   部とをそれぞれ受ける受け部を有する１個の支承工具に
   セットし、プレートフインの切り欠き凹部に前記冷媒管
   を嵌め、初めに浅い方の切り欠き凹部にセットされてい
   る冷媒管をカシメ工具でカシメ止めし、次いで前記支承
   工具またはプレートフインを深い方の切り欠き凹部を受
   ける受け部の方へ移動して冷媒管を同様にカシメ止めし
   て、千鳥状の冷媒管を２段に備えている熱交換器を２回
   のカシメ工程により製造することを特徴とする熱交換器
   の製造方法。
5. 【請求項５】蛇行状に曲げられている冷媒管と、該冷媒
   管を嵌込むための切り欠き凹部が２列に所定間隔をおい
   て浅く或いは深く千鳥状に複数個形成されているプレー
   トフイン複数枚とを用意し、これらのプレートフイン
   を、前記２列の切り欠き凹部を受ける受け部が、同時に
   カシメ可能な状態となる第１状態と、該状態より少なく
   とも１部の受け部群が縮小された第２状態とに変形可能
   な支承工具にセットし、セットされたプレートフインの
   切り欠き凹部に前記冷媒管を嵌め、前記支承工具を第１
   状態にして前記冷媒管を前記プレートフインにカシメ止
   めして、千鳥状の冷媒管を２段に備えている熱交換器を
   １回のカシメ工程により製造するすことを特徴とする熱
   交換器の製造方法。