JP3589237B1 - 伝熱管と細管との接続方法、伝熱管の圧潰用治具、伝熱管と細管との接続構造、及び熱交換器 - Google Patents
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Abstract
【課題】伝熱管に細管を直接ろう付け接続する際に、伝熱管と細管との接合部分の耐圧強度を確実に確保できるようにする。
【解決手段】伝熱管１２とキャピラリチューブ４１との接続構造は、伝熱管１２の管端部１２ａに形成された伝熱管１２の管径よりも大径の筒状のフレア部１４の反管端面側の部分のみが、管径方向に圧潰されることによって、フレア部１４の反管端面側からキャピラリチューブ４１の管端部４１ａが挿入されるピンチ部１４ａと、ピンチ部１４ａの管端面側にピンチ部１４ａに流し込まれるろう材を溜めるためのろう材溜まり部１４ｄとが形成されており、キャピラリチューブ４１の管端部４１ａが、フレア部１４の管端面側からピンチ部１４ａに挿入された状態で、伝熱管１２にろう付けされている。
【選択図】 図１３
【解決手段】伝熱管１２とキャピラリチューブ４１との接続構造は、伝熱管１２の管端部１２ａに形成された伝熱管１２の管径よりも大径の筒状のフレア部１４の反管端面側の部分のみが、管径方向に圧潰されることによって、フレア部１４の反管端面側からキャピラリチューブ４１の管端部４１ａが挿入されるピンチ部１４ａと、ピンチ部１４ａの管端面側にピンチ部１４ａに流し込まれるろう材を溜めるためのろう材溜まり部１４ｄとが形成されており、キャピラリチューブ４１の管端部４１ａが、フレア部１４の管端面側からピンチ部１４ａに挿入された状態で、伝熱管１２にろう付けされている。
【選択図】 図１３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、伝熱管と細管との接続方法、伝熱管の圧潰用治具、伝熱管と細管との接続構造、及び熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気調和装置等に用いられる熱交換器として、図１に示すような、クロスフィン式の熱交換器がある。ここで、図１は、クロスフィン式の熱交換器の一例としての熱交換器１０１を示す概略斜視図である。
熱交換器１０１は、所定の間隔をあけて並列に配置された複数のプレートフィン１１と、複数のプレートフィン１１を板厚方向に貫通する複数の伝熱管１２と、一対の伝熱管１２の管端部１２ａを接続する複数のＵ字管３１と、複数の伝熱管１２の管端部１２ａを接続するヘッダー管３２と、分流器３３から分岐して伝熱管１２の管端部１２ａに接続された複数のキャピラリチューブ４１とを備えている。
【０００３】
複数の伝熱管１２は、複数のプレートフィン１１が板厚方向に貫通された後、管の全長にわたって拡管されて（以下、１次フレア加工とする）、プレートフィン１１に結合されている。さらに、伝熱管１２は、その管端部１２ａがさらに２段階に拡管されて（以下、２次及び３次フレア加工とする）、大径の筒状のフレア部１４と、フレア部１４の管端面側にテーパ状の補助フレア部１５とが形成されている（図２参照）。管端部１２ａに形成されたフレア部１４には、Ｕ字管３１、ヘッダー管３２やキャピラリチューブ４１がろう付けされている。
【０００４】
次に、従来の伝熱管１２とキャピラリチューブ４１との接続方法及び接続構造について、図２〜図７を用いて説明する。ここで、図２は、ピンチユニット１６１を使用したフレア部１４の圧潰加工を示す断面図（圧潰前）である。図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。図４は、ピンチユニット１６１を使用したフレア部１４の圧潰加工を示す断面図（圧潰後）である。図５は、図４のＡ−Ａ断面図である。図６は、伝熱管１２とキャピラリチューブ４１との接続構造をフレア部１４の圧潰方向から見た図（一部を破断して図示）である。図７は、図６のＢ矢視図（一部を破断して図示）である。
【０００５】
まず、伝熱管１２のフレア部１４を管径方向に圧潰加工して、キャピラリチューブ４１の管端部４１ａが挿入されるピンチ部１１４ａを形成させる。
ここで、圧潰加工に用いられるピンチユニット１６１は、一対のレバー１６２を有しており、その先端部同士が互いに離反・接近可能である。各レバー１６２の先端部の対向面には、Ｕ字溝１６２ａが設けられている。また、一対のレバー１６２の先端部間には、ピン１６３が設けられている。ピン１６３は、板状の保持部１６３ａと、保持部１６３ａの先端面に設けられた柱状部１６３ｂとを有している。柱状部１６３ｂは、一対のレバー１６２のＵ字溝１６２ａ間に配置されており、一対のレバー１６２によって径方向から挟まれることによって、キャピラリチューブ４１の管端部４１ａが挿入される空間を有する管状部１１４ｂ（図４及び図５参照）をピンチ部１１４ａに形成させる部分である。
【０００６】
そして、図２及び図３に示すように、キャピラリチューブ４１とが接続される伝熱管１２の管端部１２ａをピンチユニット１６１の一対のレバー１６２の先端部間に挿入し、管端部１２ａの端面を保持部１６３ａの先端面に当接させる。これにより、管端部１２ａ内に柱状部１６３ｂが挿入される。
次に、一対のレバー１６２の先端部を閉じる。すると、図４及び図５に示すように、キャピラリチューブ４１の管端部４１ａが挿入される空間を有する管状部１１４ｂを残して、フレア部１１４のほぼ全体が管径方向に圧潰されて、ピンチ部１１４ａが形成される。ピンチ部１１４ａは、キャピラリチューブ４１の管端部４１ａが挿入される空間を有する管状部１１４ｂと、管状部１１４ｂの両側に形成された平坦な圧潰密着部１１４ｃとを有している。
【０００７】
次に、図６及び図７に示すように、キャピラリチューブ４１の管端部４１ａを伝熱管１２の管端部１２ａの管状部１１４ｂ内に挿入する。そして、キャピラリチューブ４１の管端部４１ａと管状部１１４ｂとがろう付けされる。また、伝熱管１２の管端部１２ａをシールするために、圧潰密着部１１４ｃがろう付けされる。
このようにして、伝熱管１２と伝熱管１２よりも小径のキャピラリチューブ４１とが直接ろう付け接続される（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
【特許文献１】
特開平６−３０７７３６号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記の伝熱管１２とキャピラリチューブ４１との接続方法及び接続構造では、１次から３次フレア加工のような段階的な拡管加工によって、伝熱管１２の肉厚が薄くなってしまうことから、ろう付けの際の伝熱管１２とキャピラリチューブ４１との接合部分の加熱を、キャピラリチューブ４１を主体（具体的には、図６及び図７に示されるＣ領域）に行って、伝熱管１２の過熱を防ぐようにしている。このため、ピンチ部１１４ａの反管端面側の部分の加熱が不十分になり、ピンチ部１１４ａの反管端面側の部分までろう材が流れ込みにくくなっている（図６及び図７にハッチングで示されるろう材Ｄ参照）。
【００１０】
これにより、ピンチ部１１４ａの反管端面側の部分における伝熱管１２とキャピラリチューブ４１との接合が不十分となり、キャピラリチューブ４１の外周面とピンチ部１１４ａの内面との隙間（図７のＥ領域参照）に応力集中が生じて、耐圧強度が低下する場合が生じている。このように、上記の伝熱管１２とキャピラリチューブ４１との接続方法では、接合部分の耐圧強度を確実に確保できない場合がある。
【００１１】
本発明の課題は、伝熱管に細管を直接ろう付け接続する際に、伝熱管と細管との接合部分の耐圧強度を確実に確保できるようにすることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の伝熱管と細管との接続方法は、熱交換器を構成する伝熱管の管端部に伝熱管よりも小径の細管を接続する伝熱管と細管との接続方法であって、フレア加工工程と、圧潰工程と、ろう付け工程とを備えている。フレア加工工程は、伝熱管の管端部に伝熱管の管径よりも大径の筒状のフレア部を形成する。圧潰工程は、フレア部の反管端面側の部分のみを管径方向に圧潰することによって、フレア部の管端面側から細管の管端部が挿入されるピンチ部と、ピンチ部の管端面側にピンチ部に流し込まれるろう材を溜めるためのろう材溜まり部とを形成させる。ろう付け工程は、ピンチ部に細管の管端部を挿入し、ろう材溜まり部にろう材を流し込むことによって細管を伝熱管にろう付けする。
【００１３】
この伝熱管と細管との接続方法では、ピンチ部をフレア部の反管端面側の部分のみに形成するとともに、ピンチ部の管端面側にろう材溜まり部を形成するようにしているため、ろう材溜まり部に溜まったろう材がピンチ部の反管端面側の部分まで熱を伝えるようになり、これに伴って、ろう材溜まり部に溜まったろう材もピンチ部の反管端面側の部分まで流れるようになる。これにより、ピンチ部の反管端面側の部分における伝熱管とキャピラリとの接合が強固になるため、伝熱管と細管との接合部分の耐圧強度を確実に確保することができる。
【００１４】
請求項２に記載の伝熱管と細管との接続方法は、請求項１において、フレア加工工程では、フレア部の管端面側にフレア部の管径よりも大径の補助フレア部がさらに形成されている。
この伝熱管と細管との接続方法では、補助フレア部がさらに形成されているため、ろう材溜まり部にろう材を流し込む際の作業性を向上させることができる。
【００１５】
請求項３に記載の伝熱管と細管との接続方法は、請求項１又は２において、フレア加工工程において形成されるフレア部は、管長手方向に、５ｍｍ以上、１０ｍｍ以下の長さを有している。圧潰工程において形成されるピンチ部の管長手方向の長さは、フレア部の管長手方向の長さに対して、０．４倍以上、０．６倍以下である。
【００１６】
この伝熱管と細管との接続方法では、フレア部及びピンチ部の寸法を所定の長さ範囲に設定することによって、ろう材溜まり部に溜まったろう材がピンチ部の反管端面側の部分まで熱を伝える効果をさらに向上させることができる。
請求項４に記載の伝熱管の圧潰用治具は、熱交換器を構成する伝熱管の管端部に形成されたフレア部に伝熱管よりも小径の細管をろう付け接続する際に、フレア部に細管の管端部が挿入されるピンチ部を形成するための伝熱管の圧潰用治具であって、ピン部材と、一対の掴み部材とを備えている。ピン部材は、フレア部の内部を管長手方向に延びるように配置され細管の管端部が挿入可能な径を有する第１柱状部と、第１柱状部の管端面側に配置され第１柱状部よりも大径の第２柱状部とを有する。一対の掴み部材は、ピン部材がフレア部の内部に配置された状態で、フレア部を管径方向から挟むことにより、フレア部の第１柱状部に対応する部分のみを管径方向に圧潰して、ピンチ部を形成することが可能である。
【００１７】
この伝熱管の圧潰用治具では、ピン部材が第１柱状部の管端面側に第２柱状部を有しているため、フレア部にピンチ部を形成させるとともに、ろう材溜まり部を形成させることができる。
請求項５に記載の伝熱管と細管との接続構造は、熱交換器を構成する伝熱管の管端部に伝熱管よりも小径の細管を接続する伝熱管と細管との接続構造であって、伝熱管の管端部に形成された伝熱管の管径よりも大径の筒状のフレア部の反管端面側の部分のみが、管径方向に圧潰されることによって、フレア部の管端面側から細管の管端部が挿入されるピンチ部と、ピンチ部の管端面側にピンチ部に流し込まれるろう材を溜めるためのろう材溜まり部とが形成されており、細管の管端部が、フレア部の管端面側からピンチ部に挿入された状態で、伝熱管にろう付けされている。
【００１８】
この伝熱管と細管との接続構造では、フレア部の反管端面側の部分のみにピンチ部が形成されるとともに、フレア部の管端面側にろう材溜まり部が形成されているため、ろう材溜まり部に溜まったろう材がピンチ部の反管端面側の部分まで熱を伝えることができるようになり、これに伴って、ろう材溜まり部に溜まったろう材もピンチ部の反管端面側の部分まで流れるようになる。これにより、ピンチ部の反管端面側の部分における伝熱管とキャピラリとの接合が強固になるため、伝熱管と細管との接合部分の耐圧強度を確実に確保することができる。
【００１９】
請求項６に記載の伝熱管と細管との接続構造は、請求項５において、ろう材溜まり部の管端面側には、ろう材溜まり部の周囲を囲む補助フレア部がさらに形成されている。
この伝熱管と細管との接続構造では、補助フレア部がさらに形成されているため、ろう材溜まり部にろう材を流し込む際の作業性を向上させることができる。
【００２０】
請求項７に記載の伝熱管と細管との接続構造は、請求項５又は６において、フレア部は、管長手方向に、５ｍｍ以上、１０ｍｍ以下の長さを有している。ピンチ部の管長手方向の長さは、フレア部の管長手方向の長さに対して、０．４倍以上、０．６倍以下である。
この伝熱管と細管との接続構造では、フレア部及びピンチ部の寸法を所定の長さ範囲に設定することによって、ろう材溜まり部に溜まったろう材がピンチ部の反管端面側の部分まで熱を伝える効果をさらに向上させることができる。
【００２１】
請求項８に記載の熱交換器は、所定の間隔をあけて並列に配置された複数のプレートフィンと、複数のプレートフィンを板厚方向に貫通する複数の伝熱管と、各伝熱管の管端部に接続された伝熱管よりも小径の細管とを備えている。伝熱管と細管とは、請求項５〜７のいずれかに記載の伝熱管と細管との接続構造によって接続されている。
【００２２】
この熱交換器では、伝熱管と細管との接合部分の耐圧強度が確実に確保することが可能な接続構造を採用しているため、耐圧強度に関する信頼性が向上している。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図面に基づいて説明する。
（１）熱交換器の構成
熱交換器１は、図１に示すように、所定の間隔をあけて並列に配置された複数のプレートフィン１１と、複数のプレートフィン１１を板厚方向に貫通する複数の伝熱管１２と、一対の伝熱管１２の管端部１２ａを接続する複数のＵ字管３１と、複数の伝熱管１２の管端部１２ａを接続するヘッダー管３２と、分流器３３から分岐して伝熱管１２の管端部１２ａに接続された複数のキャピラリチューブ４１とを備えている。
【００２４】
複数の伝熱管１２は、複数のプレートフィン１１が板厚方向に貫通された後、管の全長にわたって拡管されて（以下、１次フレア加工とする）、プレートフィン１１に結合されている。さらに、伝熱管１２は、その管端部１２ａがさらに２段階に拡管されて（以下、２次及び３次フレア加工とする）、大径の筒状のフレア部１４と、フレア部１４の管端面側にテーパ状の補助フレア部１５とが形成されている（図８参照）。管端部１２ａに形成されたフレア部１４には、Ｕ字管３１、ヘッダー管３２やキャピラリチューブ４１がろう付けされている。
【００２５】
（２）伝熱管とキャピラリチューブとの接続方法及び接続構造
次に、伝熱管１２とキャピラリチューブ４１との接続方法及び接続構造について、図８〜図１３を用いて説明する。ここで、図８は、ピンチユニット６１を使用したフレア部１４の圧潰加工を示す断面図（圧潰前）である。図９は、図８のＡ−Ａ断面図である。図１０は、ピンチユニット６１を使用したフレア部１４の圧潰加工を示す断面図（圧潰後）である。図１１は、図１０のＡ−Ａ断面図である。図１２は、伝熱管１２とキャピラリチューブ４１との接続構造をフレア部１４の圧潰方向から見た図（一部を破断して図示）である。図１３は、図１２のＢ矢視図（一部を破断して図示）である。
【００２６】
（Ａ）フレア加工工程
まず、伝熱管１２の管端部１２ａに、２次フレア加工及び３次フレア加工を施して、大径の筒状のフレア部１４と、フレア部１４の管端面側にテーパ状の補助フレア部１５と形成する（図８参照）。尚、フレア部１４は、本実施形態において、管長手方向に、５ｍｍ以上、１０ｍｍ以下の長さ（図８のＬ１参照）を有している。
【００２７】
（Ｂ）圧潰工程
次に、伝熱管１２のフレア部１４を管径方向に圧潰加工することにより、キャピラリチューブ４１の管端部４１ａが挿入されるピンチ部１４ａを形成させる。ここで、圧潰工程に使用されるピンチユニット６１は、一対のレバー６２を有しており、その先端部同士が互いに離反・接近可能である。各レバー６２の先端部の対向面には、Ｕ字溝６２ａが設けられている。このレバー６２の先端部は、後述の第１柱状部６３ｂのみに対応するように設けられている。このため、レバー６２の先端部の長さＭ１は、従来のピンチユニット１６１（図２〜図５参照）のレバー１６２の先端部の長さＭに比べて短くなっている。また、一対のレバー６２の先端部間には、ピン６３が設けられている。ピン６３は、板状の保持部６３ａと、保持部６３ａの先端面に設けられた第１柱状部６３ｂ及び第２柱状部６３ｃとを有している。第１柱状部６３ｂは、一対のＵ字溝６２ａ間に配置されており、レバー６２のＵ字溝６２ａによって径方向に挟まれることによって、キャピラリチューブ４１の管端部４１ａが挿入される空間を有する管状部１４ｂ（図１０及び図１１参照）をピンチ部１４ａに形成させる部分である。第２柱状部６３ｃは、第１柱状部６３ｂよりも大径の部分であり、保持部６３ａの先端面と第１柱状部６３ｂとの間に配置されている。より具体的には、第２柱状部６３ｃは、図９に示すように、ピン６３を軸方向から見た際に、第１柱状部６３ｂ全体を含み、レバー６２の対向面に沿ったやや細長い形状をしている。
【００２８】
そして、図８及び図９に示すように、キャピラリチューブ４１とが接続される伝熱管１２の管端部１２ａをピンチユニット６１の一対のレバー６２の先端部間に挿入し、管端部１２ａの端面を保持部６３ａの先端面に当接させる。これにより、管端部１２ａ内に第１柱状部６３ｂ及び第２柱状部６３ｃが挿入される。
次に、一対のレバー６２の先端部を矢印Ｘの方向に閉じる。すると、図１０及び図１１に示すように、フレア部１４の第１柱状部６３ｂに対応する部分のみがキャピラリチューブ４１の管端部４１ａが挿入される空間を有する管状部１４ｂを残して、管径方向に圧潰されて、ピンチ部１４ａが形成される。ピンチ部１４ａは、キャピラリチューブ４１の管端部４１ａが挿入される空間を有する管状部１４ｂと、管状部１４ｂの両側に形成された平坦な圧潰密着部１４ｃとを有している。このとき、ピンチ部１４ａの管端面側の部分もピンチ部１４ａの形成とともに扁平化されるように変形するが、この変形の程度は、第２柱状部６３ｃによって制限されて、略だ円形状のろう材溜まり部１４ｄが形成される。このろう材溜まり部１４ｄは、ピンチ部１４ａに流し込まれるろう材を溜めることが可能である。尚、圧潰工程において形成されるピンチ部１４ａの管長手方向の長さＮ１は、本実施形態において、フレア部１４の管長手方向の長さＬ１に対して、０．４倍以上、０．６倍以下になっている。
【００２９】
（Ｃ）ろう付け工程
次に、図１２及び図１３に示すように、キャピラリチューブ４１の管端部４１ａを伝熱管１２の管端部１２ａの管状部１４ｂ内に挿入する。そして、キャピラリチューブ４１の管端部４１ａと管状部１４ｂとがろう付けされる。また、伝熱管１２の管端部１２ａをシールするために、圧潰密着部１４ｃがろう付けされる。
【００３０】
ここで、ろう付けの際の加熱は、従来のろう付け接続方法と同様に、伝熱管１２の過熱を防ぐために、キャピラリチューブ４１を主体に行われている（図１２及び図１３のＣ１領域参照）。しかし、本実施形態では、圧潰工程において、フレア部１４の反管端面側の部分のみにピンチ部１４ａを形成するとともに、ピンチ部１４ａの管端面側にろう材溜まり部１４ｄを形成するようにしているため、ろう付けの際に、ろう材溜まり部１４ｄに流し込まれて溜まったろう材（図１２及び図１３にハッチングで示されるろう材Ｄ１参照）は、ピンチ部１４ａの反管端面側の部分まで熱を伝えることができる。このため、ろう材溜まり部１４ｄに溜まったろう材もピンチ部１４ａの反管端面側の部分まで流れるようになるため、従来のろう付け接続方法とは異なり、キャピラリチューブ４１の外周面とピンチ部１４ａの内面との隙間（図１３のＥ１領域参照）に応力集中しやすい部分が生じないようになっている。
【００３１】
これにより、ピンチ部１４ａの反管端面側の部分における伝熱管１２とキャピラリチューブ４１との接合が強固になり、伝熱管１２とキャピラリチューブ４１との接合部分の耐圧強度が確実に確保される。
このようにして、伝熱管１２と伝熱管１２よりも小径のキャピラリチューブ４１とが直接ろう付け接続される。
【００３２】
（３）伝熱管とキャピラリチューブとの接続方法及び接続構造の特徴
本実施形態の伝熱管１２とキャピラリチューブ４１との接続方法及び接続構造には、以下のような特徴がある。
（Ａ）本実施形態の伝熱管１２とキャピラリチューブ４１との接続方法及び接続構造では、圧潰工程においてフレア部１４に形成されたろう材溜まり部１４ｄに溜まったろう材がピンチ部１４ａの反管端面側の部分まで熱を伝えるようになり、これに伴って、ろう材溜まり部１４ｄに溜まったろう材もピンチ部１４ａの反管端面側の部分まで流れるようになる。これにより、ピンチ部１４ａの反管端面側の部分における伝熱管１２とキャピラリチューブ４１との接合が強固になるため、伝熱管１２とキャピラリチューブ４１との接合部分の耐圧強度を確実に確保することができる。
【００３３】
また、本実施形態のろう付け接続方法は、従来のろう付け接続方法と同様に、キャピラリチューブ４１を主体に加熱する条件でろう付け接続することが可能であるため、作業性も損なわれることがない。
また、本実施形態において、ろう材溜まり部１４ｄの形状は、伝熱管１２の長手方向から見た際に、ピンチ部１４ａの全体を囲むような略だ円筒状を有しているため、ろう材溜まり部１４ｄに流し込まれたろう材がピンチ部１４ａ全体に供給されやすくなっている。
【００３４】
さらに、このような伝熱管１２とキャピラリチューブ４１との接続方法及び接続構造を採用することによって、熱交換器１の耐圧強度に対する信頼性を向上させることができる。
（Ｂ）本実施形態の伝熱管１２とキャピラリチューブ４１との接続方法及び接続構造では、補助フレア部１５がさらに形成されているため、ろう材溜まり部１４ｄにろう材を流し込む際の作業性を向上させることができる。
【００３５】
（Ｃ）本実施形態の伝熱管１２とキャピラリチューブ４１との接続方法及び接続構造では、フレア部１４及びピンチ部１４ａの寸法を所定の長さ範囲に設定することによって、ろう材溜まり部１４ｄに溜まったろう材がピンチ部１４ａの反管端面側の部分まで熱を伝える効果をさらに向上させることができる。
（Ｄ）本実施形態の伝熱管１２のピンチユニット６１は、フレア部１４の内部を管長手方向に延びるように配置されキャピラリチューブ４１の管端部４１ａが挿入可能な径を有する第１柱状部６３ｂと、第１柱状部６３ｂの管端面側に配置され第１柱状部６３ｂよりも大径の第２柱状部６３ｃとを有するピン６３と、ピン６３がフレア部１４の内部に配置された状態で、フレア部１４を管径方向から挟むことにより、フレア部１４の第１柱状部６３ｂに対応する部分のみを管径方向に圧潰して、ピンチ部１４ａを形成することが可能な一対のレバー６２とを備えているため、フレア部１４にピンチ部１４ａを形成させるとともに、ろう材溜まり部１４ｄを形成させることができる。
【００３６】
（４）他の実施形態
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
（Ａ）熱交換器全体の形状は、図１に示される略長方形状の熱交換器に限定されず、他の形状であってもよい。
【００３７】
（Ｂ）ピンチユニットの第２柱状部の形状は、図８〜１１に示される細長い形状に限定されず、第１柱状部よりも大径の断面を有する形状であれば、他の形状であってもよい。
【００３８】
【発明の効果】
以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
請求項１にかかる発明では、ろう材溜まり部に溜まったろう材がピンチ部の反管端面側の部分まで熱を伝えるようになり、これに伴って、ろう材溜まり部に溜まったろう材もピンチ部の反管端面側の部分まで流れるようになる。これにより、ピンチ部の反管端面側の部分における伝熱管とキャピラリとの接合が強固になるため、伝熱管と細管との接合部の耐圧強度を確実に確保することができる。
【００３９】
請求項２にかかる発明では、補助フレア部がさらに形成されているため、ろう材溜まり部にろう材を流し込む際の作業性を向上させることができる。
請求項３にかかる発明では、フレア部及びピンチ部の寸法を所定の長さ範囲に設定することによって、ろう材溜まり部に溜まったろう材がピンチ部の反管端面側の部分まで熱を伝える効果をさらに向上させることができる。
【００４０】
請求項４にかかる発明では、ピン部材が第１柱状部の管端面側に第２柱状部を有しているため、フレア部にピンチ部を形成させるとともに、ろう材溜まり部を形成させることができる。
請求項５にかかる発明では、フレア部の反管端面側の部分のみにピンチ部が設けられるとともに、フレア部の管端面側にろう材溜まり部が設けられているため、ろう材溜まり部に溜まったろう材がピンチ部の反管端面側の部分まで熱を伝えることができるようになり、これに伴って、ろう材溜まり部に溜まったろう材もピンチ部の反管端面側の部分まで流れるようになる。これにより、ピンチ部の反管端面側の部分における伝熱管とキャピラリとの接合が強固になるため、伝熱管と細管との接合部の耐圧強度を確実に確保することができる。
【００４１】
請求項６にかかる発明では、補助フレア部がさらに形成されているため、ろう材溜まり部にろう材を流し込む際の作業性を向上させることができる。
請求項７にかかる発明では、フレア部及びピンチ部の寸法を所定の長さ範囲に設定することによって、ろう材溜まり部に溜まったろう材がピンチ部の反管端面側の部分まで熱を伝える効果をさらに向上させることができる。
【００４２】
請求項８にかかる発明では、伝熱管と細管との接合部分の耐圧強度が確実に確保することが可能な接続構造を採用しているため、耐圧強度に関する信頼性が向上している。
【図面の簡単な説明】
【図１】クロスフィン式の熱交換器を示す概略斜視図。
【図２】ピンチユニットを使用したフレア部の圧潰加工を示す断面図（圧潰前）。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図。
【図４】ピンチユニットを使用したフレア部の圧潰加工を示す断面図（圧潰後）。
【図５】図４のＡ−Ａ断面図。
【図６】伝熱管とキャピラリチューブとの接続構造をフレア部の圧潰方向から見た図（一部を破断して図示）。
【図７】図６のＢ矢視図（一部を破断して図示）。
【図８】ピンチユニットを使用したフレア部の圧潰加工を示す断面図（圧潰前）。
【図９】図８のＡ−Ａ断面図。
【図１０】ピンチユニットを使用したフレア部の圧潰加工を示す断面図（圧潰後）。
【図１１】図１０のＡ−Ａ断面図。
【図１２】伝熱管とキャピラリチューブとの接続構造をフレア部の圧潰方向から見た図（一部を破断して図示）。
【図１３】図１２のＢ矢視図（一部を破断して図示）。
【符号の説明】
１ 熱交換器
１１ プレートフィン
１２ 伝熱管
１４ フレア部
１４ａ ピンチ部
１４ｄ ろう材溜まり部
１５ 補助フレア部
４１ キャピラリチューブ
６１ ピンチユニット
６２ レバー
６３ ピン
６３ｂ 第１柱状部
６３ｃ 第２柱状部
【発明の属する技術分野】
本発明は、伝熱管と細管との接続方法、伝熱管の圧潰用治具、伝熱管と細管との接続構造、及び熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気調和装置等に用いられる熱交換器として、図１に示すような、クロスフィン式の熱交換器がある。ここで、図１は、クロスフィン式の熱交換器の一例としての熱交換器１０１を示す概略斜視図である。
熱交換器１０１は、所定の間隔をあけて並列に配置された複数のプレートフィン１１と、複数のプレートフィン１１を板厚方向に貫通する複数の伝熱管１２と、一対の伝熱管１２の管端部１２ａを接続する複数のＵ字管３１と、複数の伝熱管１２の管端部１２ａを接続するヘッダー管３２と、分流器３３から分岐して伝熱管１２の管端部１２ａに接続された複数のキャピラリチューブ４１とを備えている。
【０００３】
複数の伝熱管１２は、複数のプレートフィン１１が板厚方向に貫通された後、管の全長にわたって拡管されて（以下、１次フレア加工とする）、プレートフィン１１に結合されている。さらに、伝熱管１２は、その管端部１２ａがさらに２段階に拡管されて（以下、２次及び３次フレア加工とする）、大径の筒状のフレア部１４と、フレア部１４の管端面側にテーパ状の補助フレア部１５とが形成されている（図２参照）。管端部１２ａに形成されたフレア部１４には、Ｕ字管３１、ヘッダー管３２やキャピラリチューブ４１がろう付けされている。
【０００４】
次に、従来の伝熱管１２とキャピラリチューブ４１との接続方法及び接続構造について、図２〜図７を用いて説明する。ここで、図２は、ピンチユニット１６１を使用したフレア部１４の圧潰加工を示す断面図（圧潰前）である。図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。図４は、ピンチユニット１６１を使用したフレア部１４の圧潰加工を示す断面図（圧潰後）である。図５は、図４のＡ−Ａ断面図である。図６は、伝熱管１２とキャピラリチューブ４１との接続構造をフレア部１４の圧潰方向から見た図（一部を破断して図示）である。図７は、図６のＢ矢視図（一部を破断して図示）である。
【０００５】
まず、伝熱管１２のフレア部１４を管径方向に圧潰加工して、キャピラリチューブ４１の管端部４１ａが挿入されるピンチ部１１４ａを形成させる。
ここで、圧潰加工に用いられるピンチユニット１６１は、一対のレバー１６２を有しており、その先端部同士が互いに離反・接近可能である。各レバー１６２の先端部の対向面には、Ｕ字溝１６２ａが設けられている。また、一対のレバー１６２の先端部間には、ピン１６３が設けられている。ピン１６３は、板状の保持部１６３ａと、保持部１６３ａの先端面に設けられた柱状部１６３ｂとを有している。柱状部１６３ｂは、一対のレバー１６２のＵ字溝１６２ａ間に配置されており、一対のレバー１６２によって径方向から挟まれることによって、キャピラリチューブ４１の管端部４１ａが挿入される空間を有する管状部１１４ｂ（図４及び図５参照）をピンチ部１１４ａに形成させる部分である。
【０００６】
そして、図２及び図３に示すように、キャピラリチューブ４１とが接続される伝熱管１２の管端部１２ａをピンチユニット１６１の一対のレバー１６２の先端部間に挿入し、管端部１２ａの端面を保持部１６３ａの先端面に当接させる。これにより、管端部１２ａ内に柱状部１６３ｂが挿入される。
次に、一対のレバー１６２の先端部を閉じる。すると、図４及び図５に示すように、キャピラリチューブ４１の管端部４１ａが挿入される空間を有する管状部１１４ｂを残して、フレア部１１４のほぼ全体が管径方向に圧潰されて、ピンチ部１１４ａが形成される。ピンチ部１１４ａは、キャピラリチューブ４１の管端部４１ａが挿入される空間を有する管状部１１４ｂと、管状部１１４ｂの両側に形成された平坦な圧潰密着部１１４ｃとを有している。
【０００７】
次に、図６及び図７に示すように、キャピラリチューブ４１の管端部４１ａを伝熱管１２の管端部１２ａの管状部１１４ｂ内に挿入する。そして、キャピラリチューブ４１の管端部４１ａと管状部１１４ｂとがろう付けされる。また、伝熱管１２の管端部１２ａをシールするために、圧潰密着部１１４ｃがろう付けされる。
このようにして、伝熱管１２と伝熱管１２よりも小径のキャピラリチューブ４１とが直接ろう付け接続される（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
【特許文献１】
特開平６−３０７７３６号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記の伝熱管１２とキャピラリチューブ４１との接続方法及び接続構造では、１次から３次フレア加工のような段階的な拡管加工によって、伝熱管１２の肉厚が薄くなってしまうことから、ろう付けの際の伝熱管１２とキャピラリチューブ４１との接合部分の加熱を、キャピラリチューブ４１を主体（具体的には、図６及び図７に示されるＣ領域）に行って、伝熱管１２の過熱を防ぐようにしている。このため、ピンチ部１１４ａの反管端面側の部分の加熱が不十分になり、ピンチ部１１４ａの反管端面側の部分までろう材が流れ込みにくくなっている（図６及び図７にハッチングで示されるろう材Ｄ参照）。
【００１０】
これにより、ピンチ部１１４ａの反管端面側の部分における伝熱管１２とキャピラリチューブ４１との接合が不十分となり、キャピラリチューブ４１の外周面とピンチ部１１４ａの内面との隙間（図７のＥ領域参照）に応力集中が生じて、耐圧強度が低下する場合が生じている。このように、上記の伝熱管１２とキャピラリチューブ４１との接続方法では、接合部分の耐圧強度を確実に確保できない場合がある。
【００１１】
本発明の課題は、伝熱管に細管を直接ろう付け接続する際に、伝熱管と細管との接合部分の耐圧強度を確実に確保できるようにすることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の伝熱管と細管との接続方法は、熱交換器を構成する伝熱管の管端部に伝熱管よりも小径の細管を接続する伝熱管と細管との接続方法であって、フレア加工工程と、圧潰工程と、ろう付け工程とを備えている。フレア加工工程は、伝熱管の管端部に伝熱管の管径よりも大径の筒状のフレア部を形成する。圧潰工程は、フレア部の反管端面側の部分のみを管径方向に圧潰することによって、フレア部の管端面側から細管の管端部が挿入されるピンチ部と、ピンチ部の管端面側にピンチ部に流し込まれるろう材を溜めるためのろう材溜まり部とを形成させる。ろう付け工程は、ピンチ部に細管の管端部を挿入し、ろう材溜まり部にろう材を流し込むことによって細管を伝熱管にろう付けする。
【００１３】
この伝熱管と細管との接続方法では、ピンチ部をフレア部の反管端面側の部分のみに形成するとともに、ピンチ部の管端面側にろう材溜まり部を形成するようにしているため、ろう材溜まり部に溜まったろう材がピンチ部の反管端面側の部分まで熱を伝えるようになり、これに伴って、ろう材溜まり部に溜まったろう材もピンチ部の反管端面側の部分まで流れるようになる。これにより、ピンチ部の反管端面側の部分における伝熱管とキャピラリとの接合が強固になるため、伝熱管と細管との接合部分の耐圧強度を確実に確保することができる。
【００１４】
請求項２に記載の伝熱管と細管との接続方法は、請求項１において、フレア加工工程では、フレア部の管端面側にフレア部の管径よりも大径の補助フレア部がさらに形成されている。
この伝熱管と細管との接続方法では、補助フレア部がさらに形成されているため、ろう材溜まり部にろう材を流し込む際の作業性を向上させることができる。
【００１５】
請求項３に記載の伝熱管と細管との接続方法は、請求項１又は２において、フレア加工工程において形成されるフレア部は、管長手方向に、５ｍｍ以上、１０ｍｍ以下の長さを有している。圧潰工程において形成されるピンチ部の管長手方向の長さは、フレア部の管長手方向の長さに対して、０．４倍以上、０．６倍以下である。
【００１６】
この伝熱管と細管との接続方法では、フレア部及びピンチ部の寸法を所定の長さ範囲に設定することによって、ろう材溜まり部に溜まったろう材がピンチ部の反管端面側の部分まで熱を伝える効果をさらに向上させることができる。
請求項４に記載の伝熱管の圧潰用治具は、熱交換器を構成する伝熱管の管端部に形成されたフレア部に伝熱管よりも小径の細管をろう付け接続する際に、フレア部に細管の管端部が挿入されるピンチ部を形成するための伝熱管の圧潰用治具であって、ピン部材と、一対の掴み部材とを備えている。ピン部材は、フレア部の内部を管長手方向に延びるように配置され細管の管端部が挿入可能な径を有する第１柱状部と、第１柱状部の管端面側に配置され第１柱状部よりも大径の第２柱状部とを有する。一対の掴み部材は、ピン部材がフレア部の内部に配置された状態で、フレア部を管径方向から挟むことにより、フレア部の第１柱状部に対応する部分のみを管径方向に圧潰して、ピンチ部を形成することが可能である。
【００１７】
この伝熱管の圧潰用治具では、ピン部材が第１柱状部の管端面側に第２柱状部を有しているため、フレア部にピンチ部を形成させるとともに、ろう材溜まり部を形成させることができる。
請求項５に記載の伝熱管と細管との接続構造は、熱交換器を構成する伝熱管の管端部に伝熱管よりも小径の細管を接続する伝熱管と細管との接続構造であって、伝熱管の管端部に形成された伝熱管の管径よりも大径の筒状のフレア部の反管端面側の部分のみが、管径方向に圧潰されることによって、フレア部の管端面側から細管の管端部が挿入されるピンチ部と、ピンチ部の管端面側にピンチ部に流し込まれるろう材を溜めるためのろう材溜まり部とが形成されており、細管の管端部が、フレア部の管端面側からピンチ部に挿入された状態で、伝熱管にろう付けされている。
【００１８】
この伝熱管と細管との接続構造では、フレア部の反管端面側の部分のみにピンチ部が形成されるとともに、フレア部の管端面側にろう材溜まり部が形成されているため、ろう材溜まり部に溜まったろう材がピンチ部の反管端面側の部分まで熱を伝えることができるようになり、これに伴って、ろう材溜まり部に溜まったろう材もピンチ部の反管端面側の部分まで流れるようになる。これにより、ピンチ部の反管端面側の部分における伝熱管とキャピラリとの接合が強固になるため、伝熱管と細管との接合部分の耐圧強度を確実に確保することができる。
【００１９】
請求項６に記載の伝熱管と細管との接続構造は、請求項５において、ろう材溜まり部の管端面側には、ろう材溜まり部の周囲を囲む補助フレア部がさらに形成されている。
この伝熱管と細管との接続構造では、補助フレア部がさらに形成されているため、ろう材溜まり部にろう材を流し込む際の作業性を向上させることができる。
【００２０】
請求項７に記載の伝熱管と細管との接続構造は、請求項５又は６において、フレア部は、管長手方向に、５ｍｍ以上、１０ｍｍ以下の長さを有している。ピンチ部の管長手方向の長さは、フレア部の管長手方向の長さに対して、０．４倍以上、０．６倍以下である。
この伝熱管と細管との接続構造では、フレア部及びピンチ部の寸法を所定の長さ範囲に設定することによって、ろう材溜まり部に溜まったろう材がピンチ部の反管端面側の部分まで熱を伝える効果をさらに向上させることができる。
【００２１】
請求項８に記載の熱交換器は、所定の間隔をあけて並列に配置された複数のプレートフィンと、複数のプレートフィンを板厚方向に貫通する複数の伝熱管と、各伝熱管の管端部に接続された伝熱管よりも小径の細管とを備えている。伝熱管と細管とは、請求項５〜７のいずれかに記載の伝熱管と細管との接続構造によって接続されている。
【００２２】
この熱交換器では、伝熱管と細管との接合部分の耐圧強度が確実に確保することが可能な接続構造を採用しているため、耐圧強度に関する信頼性が向上している。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図面に基づいて説明する。
（１）熱交換器の構成
熱交換器１は、図１に示すように、所定の間隔をあけて並列に配置された複数のプレートフィン１１と、複数のプレートフィン１１を板厚方向に貫通する複数の伝熱管１２と、一対の伝熱管１２の管端部１２ａを接続する複数のＵ字管３１と、複数の伝熱管１２の管端部１２ａを接続するヘッダー管３２と、分流器３３から分岐して伝熱管１２の管端部１２ａに接続された複数のキャピラリチューブ４１とを備えている。
【００２４】
複数の伝熱管１２は、複数のプレートフィン１１が板厚方向に貫通された後、管の全長にわたって拡管されて（以下、１次フレア加工とする）、プレートフィン１１に結合されている。さらに、伝熱管１２は、その管端部１２ａがさらに２段階に拡管されて（以下、２次及び３次フレア加工とする）、大径の筒状のフレア部１４と、フレア部１４の管端面側にテーパ状の補助フレア部１５とが形成されている（図８参照）。管端部１２ａに形成されたフレア部１４には、Ｕ字管３１、ヘッダー管３２やキャピラリチューブ４１がろう付けされている。
【００２５】
（２）伝熱管とキャピラリチューブとの接続方法及び接続構造
次に、伝熱管１２とキャピラリチューブ４１との接続方法及び接続構造について、図８〜図１３を用いて説明する。ここで、図８は、ピンチユニット６１を使用したフレア部１４の圧潰加工を示す断面図（圧潰前）である。図９は、図８のＡ−Ａ断面図である。図１０は、ピンチユニット６１を使用したフレア部１４の圧潰加工を示す断面図（圧潰後）である。図１１は、図１０のＡ−Ａ断面図である。図１２は、伝熱管１２とキャピラリチューブ４１との接続構造をフレア部１４の圧潰方向から見た図（一部を破断して図示）である。図１３は、図１２のＢ矢視図（一部を破断して図示）である。
【００２６】
（Ａ）フレア加工工程
まず、伝熱管１２の管端部１２ａに、２次フレア加工及び３次フレア加工を施して、大径の筒状のフレア部１４と、フレア部１４の管端面側にテーパ状の補助フレア部１５と形成する（図８参照）。尚、フレア部１４は、本実施形態において、管長手方向に、５ｍｍ以上、１０ｍｍ以下の長さ（図８のＬ１参照）を有している。
【００２７】
（Ｂ）圧潰工程
次に、伝熱管１２のフレア部１４を管径方向に圧潰加工することにより、キャピラリチューブ４１の管端部４１ａが挿入されるピンチ部１４ａを形成させる。ここで、圧潰工程に使用されるピンチユニット６１は、一対のレバー６２を有しており、その先端部同士が互いに離反・接近可能である。各レバー６２の先端部の対向面には、Ｕ字溝６２ａが設けられている。このレバー６２の先端部は、後述の第１柱状部６３ｂのみに対応するように設けられている。このため、レバー６２の先端部の長さＭ１は、従来のピンチユニット１６１（図２〜図５参照）のレバー１６２の先端部の長さＭに比べて短くなっている。また、一対のレバー６２の先端部間には、ピン６３が設けられている。ピン６３は、板状の保持部６３ａと、保持部６３ａの先端面に設けられた第１柱状部６３ｂ及び第２柱状部６３ｃとを有している。第１柱状部６３ｂは、一対のＵ字溝６２ａ間に配置されており、レバー６２のＵ字溝６２ａによって径方向に挟まれることによって、キャピラリチューブ４１の管端部４１ａが挿入される空間を有する管状部１４ｂ（図１０及び図１１参照）をピンチ部１４ａに形成させる部分である。第２柱状部６３ｃは、第１柱状部６３ｂよりも大径の部分であり、保持部６３ａの先端面と第１柱状部６３ｂとの間に配置されている。より具体的には、第２柱状部６３ｃは、図９に示すように、ピン６３を軸方向から見た際に、第１柱状部６３ｂ全体を含み、レバー６２の対向面に沿ったやや細長い形状をしている。
【００２８】
そして、図８及び図９に示すように、キャピラリチューブ４１とが接続される伝熱管１２の管端部１２ａをピンチユニット６１の一対のレバー６２の先端部間に挿入し、管端部１２ａの端面を保持部６３ａの先端面に当接させる。これにより、管端部１２ａ内に第１柱状部６３ｂ及び第２柱状部６３ｃが挿入される。
次に、一対のレバー６２の先端部を矢印Ｘの方向に閉じる。すると、図１０及び図１１に示すように、フレア部１４の第１柱状部６３ｂに対応する部分のみがキャピラリチューブ４１の管端部４１ａが挿入される空間を有する管状部１４ｂを残して、管径方向に圧潰されて、ピンチ部１４ａが形成される。ピンチ部１４ａは、キャピラリチューブ４１の管端部４１ａが挿入される空間を有する管状部１４ｂと、管状部１４ｂの両側に形成された平坦な圧潰密着部１４ｃとを有している。このとき、ピンチ部１４ａの管端面側の部分もピンチ部１４ａの形成とともに扁平化されるように変形するが、この変形の程度は、第２柱状部６３ｃによって制限されて、略だ円形状のろう材溜まり部１４ｄが形成される。このろう材溜まり部１４ｄは、ピンチ部１４ａに流し込まれるろう材を溜めることが可能である。尚、圧潰工程において形成されるピンチ部１４ａの管長手方向の長さＮ１は、本実施形態において、フレア部１４の管長手方向の長さＬ１に対して、０．４倍以上、０．６倍以下になっている。
【００２９】
（Ｃ）ろう付け工程
次に、図１２及び図１３に示すように、キャピラリチューブ４１の管端部４１ａを伝熱管１２の管端部１２ａの管状部１４ｂ内に挿入する。そして、キャピラリチューブ４１の管端部４１ａと管状部１４ｂとがろう付けされる。また、伝熱管１２の管端部１２ａをシールするために、圧潰密着部１４ｃがろう付けされる。
【００３０】
ここで、ろう付けの際の加熱は、従来のろう付け接続方法と同様に、伝熱管１２の過熱を防ぐために、キャピラリチューブ４１を主体に行われている（図１２及び図１３のＣ１領域参照）。しかし、本実施形態では、圧潰工程において、フレア部１４の反管端面側の部分のみにピンチ部１４ａを形成するとともに、ピンチ部１４ａの管端面側にろう材溜まり部１４ｄを形成するようにしているため、ろう付けの際に、ろう材溜まり部１４ｄに流し込まれて溜まったろう材（図１２及び図１３にハッチングで示されるろう材Ｄ１参照）は、ピンチ部１４ａの反管端面側の部分まで熱を伝えることができる。このため、ろう材溜まり部１４ｄに溜まったろう材もピンチ部１４ａの反管端面側の部分まで流れるようになるため、従来のろう付け接続方法とは異なり、キャピラリチューブ４１の外周面とピンチ部１４ａの内面との隙間（図１３のＥ１領域参照）に応力集中しやすい部分が生じないようになっている。
【００３１】
これにより、ピンチ部１４ａの反管端面側の部分における伝熱管１２とキャピラリチューブ４１との接合が強固になり、伝熱管１２とキャピラリチューブ４１との接合部分の耐圧強度が確実に確保される。
このようにして、伝熱管１２と伝熱管１２よりも小径のキャピラリチューブ４１とが直接ろう付け接続される。
【００３２】
（３）伝熱管とキャピラリチューブとの接続方法及び接続構造の特徴
本実施形態の伝熱管１２とキャピラリチューブ４１との接続方法及び接続構造には、以下のような特徴がある。
（Ａ）本実施形態の伝熱管１２とキャピラリチューブ４１との接続方法及び接続構造では、圧潰工程においてフレア部１４に形成されたろう材溜まり部１４ｄに溜まったろう材がピンチ部１４ａの反管端面側の部分まで熱を伝えるようになり、これに伴って、ろう材溜まり部１４ｄに溜まったろう材もピンチ部１４ａの反管端面側の部分まで流れるようになる。これにより、ピンチ部１４ａの反管端面側の部分における伝熱管１２とキャピラリチューブ４１との接合が強固になるため、伝熱管１２とキャピラリチューブ４１との接合部分の耐圧強度を確実に確保することができる。
【００３３】
また、本実施形態のろう付け接続方法は、従来のろう付け接続方法と同様に、キャピラリチューブ４１を主体に加熱する条件でろう付け接続することが可能であるため、作業性も損なわれることがない。
また、本実施形態において、ろう材溜まり部１４ｄの形状は、伝熱管１２の長手方向から見た際に、ピンチ部１４ａの全体を囲むような略だ円筒状を有しているため、ろう材溜まり部１４ｄに流し込まれたろう材がピンチ部１４ａ全体に供給されやすくなっている。
【００３４】
さらに、このような伝熱管１２とキャピラリチューブ４１との接続方法及び接続構造を採用することによって、熱交換器１の耐圧強度に対する信頼性を向上させることができる。
（Ｂ）本実施形態の伝熱管１２とキャピラリチューブ４１との接続方法及び接続構造では、補助フレア部１５がさらに形成されているため、ろう材溜まり部１４ｄにろう材を流し込む際の作業性を向上させることができる。
【００３５】
（Ｃ）本実施形態の伝熱管１２とキャピラリチューブ４１との接続方法及び接続構造では、フレア部１４及びピンチ部１４ａの寸法を所定の長さ範囲に設定することによって、ろう材溜まり部１４ｄに溜まったろう材がピンチ部１４ａの反管端面側の部分まで熱を伝える効果をさらに向上させることができる。
（Ｄ）本実施形態の伝熱管１２のピンチユニット６１は、フレア部１４の内部を管長手方向に延びるように配置されキャピラリチューブ４１の管端部４１ａが挿入可能な径を有する第１柱状部６３ｂと、第１柱状部６３ｂの管端面側に配置され第１柱状部６３ｂよりも大径の第２柱状部６３ｃとを有するピン６３と、ピン６３がフレア部１４の内部に配置された状態で、フレア部１４を管径方向から挟むことにより、フレア部１４の第１柱状部６３ｂに対応する部分のみを管径方向に圧潰して、ピンチ部１４ａを形成することが可能な一対のレバー６２とを備えているため、フレア部１４にピンチ部１４ａを形成させるとともに、ろう材溜まり部１４ｄを形成させることができる。
【００３６】
（４）他の実施形態
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
（Ａ）熱交換器全体の形状は、図１に示される略長方形状の熱交換器に限定されず、他の形状であってもよい。
【００３７】
（Ｂ）ピンチユニットの第２柱状部の形状は、図８〜１１に示される細長い形状に限定されず、第１柱状部よりも大径の断面を有する形状であれば、他の形状であってもよい。
【００３８】
【発明の効果】
以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
請求項１にかかる発明では、ろう材溜まり部に溜まったろう材がピンチ部の反管端面側の部分まで熱を伝えるようになり、これに伴って、ろう材溜まり部に溜まったろう材もピンチ部の反管端面側の部分まで流れるようになる。これにより、ピンチ部の反管端面側の部分における伝熱管とキャピラリとの接合が強固になるため、伝熱管と細管との接合部の耐圧強度を確実に確保することができる。
【００３９】
請求項２にかかる発明では、補助フレア部がさらに形成されているため、ろう材溜まり部にろう材を流し込む際の作業性を向上させることができる。
請求項３にかかる発明では、フレア部及びピンチ部の寸法を所定の長さ範囲に設定することによって、ろう材溜まり部に溜まったろう材がピンチ部の反管端面側の部分まで熱を伝える効果をさらに向上させることができる。
【００４０】
請求項４にかかる発明では、ピン部材が第１柱状部の管端面側に第２柱状部を有しているため、フレア部にピンチ部を形成させるとともに、ろう材溜まり部を形成させることができる。
請求項５にかかる発明では、フレア部の反管端面側の部分のみにピンチ部が設けられるとともに、フレア部の管端面側にろう材溜まり部が設けられているため、ろう材溜まり部に溜まったろう材がピンチ部の反管端面側の部分まで熱を伝えることができるようになり、これに伴って、ろう材溜まり部に溜まったろう材もピンチ部の反管端面側の部分まで流れるようになる。これにより、ピンチ部の反管端面側の部分における伝熱管とキャピラリとの接合が強固になるため、伝熱管と細管との接合部の耐圧強度を確実に確保することができる。
【００４１】
請求項６にかかる発明では、補助フレア部がさらに形成されているため、ろう材溜まり部にろう材を流し込む際の作業性を向上させることができる。
請求項７にかかる発明では、フレア部及びピンチ部の寸法を所定の長さ範囲に設定することによって、ろう材溜まり部に溜まったろう材がピンチ部の反管端面側の部分まで熱を伝える効果をさらに向上させることができる。
【００４２】
請求項８にかかる発明では、伝熱管と細管との接合部分の耐圧強度が確実に確保することが可能な接続構造を採用しているため、耐圧強度に関する信頼性が向上している。
【図面の簡単な説明】
【図１】クロスフィン式の熱交換器を示す概略斜視図。
【図２】ピンチユニットを使用したフレア部の圧潰加工を示す断面図（圧潰前）。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図。
【図４】ピンチユニットを使用したフレア部の圧潰加工を示す断面図（圧潰後）。
【図５】図４のＡ−Ａ断面図。
【図６】伝熱管とキャピラリチューブとの接続構造をフレア部の圧潰方向から見た図（一部を破断して図示）。
【図７】図６のＢ矢視図（一部を破断して図示）。
【図８】ピンチユニットを使用したフレア部の圧潰加工を示す断面図（圧潰前）。
【図９】図８のＡ−Ａ断面図。
【図１０】ピンチユニットを使用したフレア部の圧潰加工を示す断面図（圧潰後）。
【図１１】図１０のＡ−Ａ断面図。
【図１２】伝熱管とキャピラリチューブとの接続構造をフレア部の圧潰方向から見た図（一部を破断して図示）。
【図１３】図１２のＢ矢視図（一部を破断して図示）。
【符号の説明】
１ 熱交換器
１１ プレートフィン
１２ 伝熱管
１４ フレア部
１４ａ ピンチ部
１４ｄ ろう材溜まり部
１５ 補助フレア部
４１ キャピラリチューブ
６１ ピンチユニット
６２ レバー
６３ ピン
６３ｂ 第１柱状部
６３ｃ 第２柱状部
Claims (8)
- 熱交換器（１）を構成する伝熱管（１２）の管端部に前記伝熱管よりも小径の細管（４１）を接続する伝熱管と細管との接続方法であって、
前記伝熱管の管端部に前記伝熱管の管径よりも大径の筒状のフレア部（１４）を形成するフレア加工工程と、
前記フレア部の反管端面側の部分のみを管径方向に圧潰することによって、前記フレア部の管端面側から前記細管の管端部が挿入されるピンチ部（１４ａ）と、前記ピンチ部の管端面側に前記ピンチ部に流し込まれるろう材を溜めるためのろう材溜まり部（１４ｄ）とを形成させる圧潰工程と、
前記ピンチ部に前記細管の管端部を挿入し、前記ろう材溜まり部にろう材を流し込むことによって前記細管を前記伝熱管にろう付けするろう付け工程と、
を備えた伝熱管と細管との接続方法。 - 前記フレア加工工程では、前記フレア部（１４）の管端面側に前記フレア部の管径よりも大径の補助フレア部（１５）がさらに形成されている、請求項１に記載の伝熱管と細管との接続方法。
- 前記フレア加工工程において形成されるフレア部（１４）は、管長手方向に、５ｍｍ以上、１０ｍｍ以下の長さを有しており、
前記圧潰工程において形成される前記ピンチ部（１４ａ）の管長手方向の長さは、前記フレア部の管長手方向の長さに対して、０．４倍以上、０．６倍以下である、
請求項１又は２に記載の伝熱管と細管との接続方法。 - 熱交換器（１）を構成する伝熱管（１２）の管端部に形成されたフレア部（１４）に前記伝熱管よりも小径の細管をろう付け接続する際に、前記フレア部に前記細管の管端部が挿入されるピンチ部（１４ａ）を形成するための伝熱管の圧潰用治具（６１）であって、
前記フレア部の内部を管長手方向に延びるように配置され前記細管の管端部が挿入可能な径を有する第１柱状部（６３ｂ）と、前記第１柱状部の管端面側に配置され前記第１柱状部よりも大径の第２柱状部（６３ｃ）とを有するピン部材（６３）と、
前記ピン部材が前記フレア部の内部に配置された状態で、前記フレア部を管径方向から挟むことにより、前記フレア部の前記第１柱状部に対応する部分のみを管径方向に圧潰して、前記ピンチ部を形成することが可能な一対の掴み部材（６２）と、
を備えた伝熱管の圧潰用治具（６１）。 - 熱交換器（１）を構成する伝熱管（１２）の管端部に前記伝熱管よりも小径の細管（４１）を接続する伝熱管と細管との接続構造であって、
前記伝熱管の管端部に形成された前記伝熱管の管径よりも大径の筒状のフレア部（１４）の反管端面側の部分のみが、管径方向に圧潰されることによって、前記フレア部の管端面側から前記細管の管端部が挿入されるピンチ部（１４ａ）と、前記ピンチ部の管端面側に前記ピンチ部に流し込まれるろう材を溜めるためのろう材溜まり部（１４ｄ）とが形成されており、
前記細管の管端部が、前記フレア部の管端面側から前記ピンチ部に挿入された状態で、前記伝熱管にろう付けされている、
伝熱管と細管との接続構造。 - 前記ろう材溜まり部（１４ｄ）の管端面側には、前記ろう材溜まり部の周囲を囲む補助フレア部（１５）がさらに形成されている、請求項５に記載の伝熱管と細管との接続構造。
- 前記フレア部（１４）は、管長手方向に、５ｍｍ以上、１０ｍｍ以下の長さを有しており、
前記ピンチ部（１４ａ）の管長手方向の長さは、前記フレア部の管長手方向の長さに対して、０．４倍以上、０．６倍以下である、
請求項５又は６に記載の伝熱管と細管との接続構造。 - 所定の間隔をあけて並列に配置された複数のプレートフィン（１１）と、
前記複数のプレートフィンを板厚方向に貫通する複数の伝熱管（１２）と、
前記各伝熱管の管端部に接続された前記伝熱管よりも小径の細管（４１）とを備え、
前記伝熱管と前記細管とは、請求項５〜７のいずれかに記載の伝熱管と細管との接続構造によって接続されている、
熱交換器（１）。
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