JP3966072B2

JP3966072B2 - 熱交換器用チューブの製造方法

Info

Publication number: JP3966072B2
Application number: JP2002140620A
Authority: JP
Inventors: 正径牧原; 哲生大野
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-05-15
Filing date: 2002-05-15
Publication date: 2007-08-29
Anticipated expiration: 2022-05-15
Also published as: JP2003336989A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱交換器用チューブの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
熱交換器用チューブとして、例えば特開平８−１７０８８８号公報（以下、公報１という。）に記載の発明では、断面がバスタブ状（弓状）にプレス成形された２枚のプレートを接合して扁平状のチューブを構成するとともに、長径方向両端側に設けられたプレートの接合部にてインナーフィンを挟み込んだ状態で、２枚プレートとインナーフィンとをろう付けして熱交換器用チューブを接合している。
【０００３】
また、熱交換器用チューブとして、例えば特公平３−５５２１１号公報（以下、公報２という。）に記載の発明では、図６に示すように、長手方向から見て略Ｔ字状となるように予め２枚の板材１１、１２を接合し（図６（ａ）参照）、先ず、垂直部分１２にローラ成形を施して波状に成形した後（図６（ｂ）参照）、垂直部分１２の根元側を折り曲げ起点として水平部分１１を折り曲げて扁平状のチューブを成形し（図６（ｃ）参照）、反対側及び垂直部分の先端を水平部分の端面にて挟み込んだ状態で両者を接合している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、公報１に記載の発明では、プレートの接合部にてインナーフィンを挟み込むのみであるので、インナーフィンをプレート間に挟み込む際に、インナーフィンがプレートの接合部からずれてインナーフィンがチューブから飛び出してしまうおそれが高い。延いては、歩留まりの低下（不良率の増大）及び製造工数の増大を招いてしまう。
【０００５】
また、公報２に記載の発明では、予め２枚の板材を接合する必要があるので、接合工程が少なくとも２工程発生してしまい、製造工数の低減を図ることが難しい。
【０００６】
本発明は、上記点に鑑み、熱交換器用チューブの不良率及び製造工数の低減を図ることを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明では、以下に説明するように、チューブ外皮成形工程およびインナーフィン成形工程を行った後、インナーフィンをチューブに挿入する挿入工程と、カシメ工程と、チューブを長手方向で切断する切断工程とを順に行って、熱交換器用チューブを製造することを特徴とする。
具体的には、チューブ外皮成形工程では、平板を折り曲げて、チューブ（２０）の短径方向において隙間を有して互いに対向する２つの平板部（２１、２２）と、チューブ（２０）の長径方向一端側を構成し、２つの平板部（２１、２２）と一体に繋がって屈曲する屈曲部（２３）とを有し、チューブ（２０）の長径方向他端側からインナーフィン（２５）を挿入可能な形状としたチューブ（２０）を形成する。
インナーフィン成形工程では、平板から波状のインナーフィン（２５）を成形する際に、インナーフィン（２５）の一端側の先端部（２５ａ）を平板状にするとともに、先端部（２５ａ）の位置を、インナーフィン（２５）がチューブ（２０）内に配置された状態のときに、屈曲部（２３）の内壁のうち長径方向と略直交する部位に接触する位置として、インナーフィン（２５）を成形する。
挿入工程では、チューブの屈曲部（２３）の内壁のうち長径方向と略直交する部位に対して、インナーフィンの平板状先端部（２５ａ）を直交させた状態で、先端部（２５ａ）を押し当てるように、チューブ（２０）内にインナーフィン（２５）を挿入配置する。
カシメ工程では、先端部（２５ａ）が屈曲部（２３）の内壁に接触した状態で、インナーフィン（２５）の他端側（２５ｂ）を２つの平板部（２１、２２）で挟み込み、２つの平板部（２１、２２）のうち一方側の平板部（２１）により、他方側の平板部（２２）およびインナーフィン（２５）の他端側（２５ｂ）を巻きカシメする。
【００１７】
これにより、フィン（２５）がチューブ（２０）から飛び出してしまうことを確実に防止できるので、熱交換器用チューブの不良率を低減することができる。
【００１８】
また、フィン（２５）の元となる板材とチューブ（２０）の元となる板材とを予め接合する必要がないので、接合工数を低減することができる。
【００１９】
特に、挿入工程では、チューブの屈曲部（２３）の内壁のうち長径方向と略直交する部位に対して、インナーフィンの平板状先端部（２５ａ）を直交させた状態で、先端部（２５ａ）を押し当てるように、チューブ（２０）内にインナーフィン（２５）を挿入配置しているので、インナーフィン（２５）の一端側を屈曲部（２３）の曲面に沿って移動させる力がインナーフィン（２５）の一端側に発生しない。したがって、インナーフィン（２５）をチューブ（２０）に挿入配置する際に、インナーフィン（２５）の位置がずれる、又はインナーフィン（２５）が潰れてしまう等の不具合が発生することを未然に防止できるので、熱交換器用チューブの不良率を確実に低減することができる。
以上に述べたように、本発明によれば、熱交換器用チューブの不良率及び製造工数の低減を図ることができる。
【００２０】
因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本実施形態は、本発明に係る熱交換器用チューブを車両用空調装置の蒸発器に適用したものであって、図１は蒸発器１０の正面図であり、図２は蒸発器１０のチューブ２０の長手方向の直交する面で切断した断面図である。
【００２２】
なお、蒸発器１０は、図１に示すように、冷媒が流通する複数本のチューブ２０、チューブ２０の長手方向両端部に配置されて各チューブ２０と連通するヘッダタンク３０、及びチューブ２０の外表面に接合されて空気との伝熱面積を増大させるアウターフィン４０等からなるもので、これら２０、３０、４０は、後述するインナーフィンと共にろう付けにて一体化されている。
【００２３】
そして、チューブ２０はチューブ外皮を構成するアルミニウム製の管であり、このチューブ２０は、図２に示すように、短径方向において所定の隙間を有して互いに対向する２つの平板部２１、２２、長径方向一端側（紙面左側）において２つの平板部２１、２２と一体に繋がって屈曲し、２つの平板部２１、２２を繋ぐ屈曲部２３、及び長径方向他端側（紙面右側）において２つの平板部２１、２２をカシメ接合するカシメ部２４を有して、その長手方向と直交する断面が扁平状に形成されている。
【００２４】
また、チューブ２０内には、冷媒との伝熱面積を増大させるアルミニウム製のインナーフィン２５が配置されており、このインナーフィン２５は、チューブ２０の長手方向から見て、波状となるように成形されている。
【００２５】
そして、インナーフィン２５のうち、屈曲部２３及びカシメ部２４側には、凹凸のない平板状に形成された平板部２５ａ、２５ｂが設けられており、平板部２５ａの先端部は、屈曲部２３の内壁のうち長径方向と略直交する部位、つまり長径方向に対する屈曲部２３の内壁各部の傾きのうち傾きが最大（無限大）となる部位に接触し、平板部２５ｂは、２つの平板部２１、２２で挟まれた状態で、平板部２１により、平板部２２と共に巻きカシメされている。
【００２６】
ここで、巻きカシメとは、２つの平板部２１、２２のうち一方側の平板部（例えば、平板部２１）を他方側の平板部（例えば、平板部２２）に巻き付けるように一方側の平板部を塑性変形させて両平板部２１、２２を機械的に固定するものである。
【００２７】
なお、後述するように、最終的には、インナーフィン２５とチューブ２０とはろ付けされるので、完成品においては、インナーフィン２５の平板部２５ａと内壁部２３との間にろう材に存在する場合がある。
【００２８】
つまり、特許請求の範囲で言う「フィン（２５）の一端側（２５ａ）が前記屈曲部（２３）の内壁に接触した状態」とは、フィン（２５）の一端側（２５ａ）が直接に屈曲部（２３）の内壁に接触する構造は勿論のこと、「巨視的（肉眼）見て、フィン（２５）の一端側（２５ａ）が前記屈曲部（２３）の内壁に接触している状態」を意味するものである。
【００２９】
次に、本実施形態に係るチューブ２０の製造方法について述べる。
【００３０】
図３はチューブ２０の製造装置の模式図であり、図４は、チューブ２０の製造装置のうちインナーフィン２５の製造装置を示す模式図である。
【００３１】
先ず、図３に示すように、チューブ外皮成形用ローラ成形機にて板材を折り曲げて屈曲部２３及び２つの平板部２１、２２を形成して刺抜き状のチューブ外皮、つまりチューブ２０を成形する（チューブ外皮成形工程）と同時に、図４に示すように、インナーフィン成形用ローラ成形機にてインナーフィン２５を成形する（インナーフィン成形工程）。
【００３２】
次に、図３に示すように、インナーフィン２５の平板部２５ａが屈曲部２３の内壁に接触するようにチューブ２０内にインナーフィン２５を挿入配置し（挿入工程）、その後、２つの平板部２１、２２を巻きカシメにてカシメ接合する（カシメ工程）。
【００３３】
そして、カシメ工程が終了したチューブ２０を長手方向寸法を所定寸法に切断した後（切断工程）、蒸発器１０の組み立て工程に搬送し、アウターフィン４０及びヘッダタンク３０と共にろう付け接合する。
【００３４】
なお、本実施形態では、インナーフィン２５の表裏両面に被覆されたろう材によりインナーフィン２５及びチューブ２０（カシメ部２４を含む。）がろう付けされる。
【００３５】
次に、本実施形態の作用効果を述べる。
【００３６】
本実施形態では、インナーフィン２５の平板部２５ａが屈曲部２３の内壁に接触した状態で、他端側の平板部２５ｂがカシメ部２４にカシメ固定されているので、インナーフィン２５がチューブ２０から飛び出してしまうことを確実に防止でき、チューブ２０の不良率を低減することができる。
【００３７】
また、インナーフィン２５の元となる板材とチューブ２０の元となる板材とを予め接合する必要がないので、接合工数を低減することができる。
【００３８】
以上に述べたように、本実施形態によれば、チューブ２０の不良率及び製造工数の低減を図ることができる。
【００３９】
ところで、インナーフィン２５の一端側（平板部２５ａ）を屈曲部２３の内壁に接触させる際に、インナーフィン２５の一端側が、仮に図５に示すように、屈曲部２３と平板部２２との繋ぎ部に接触していると、長径方向と略平行な方向かたインナーフィン２５に作用する挿入力により、インナーフィン２５の一端側が屈曲部２３の曲面に沿って移動してしまい、インナーフィン２５の位置がずれる、又はインナーフィン２５が潰れてしまう等の不具合が発生するおそれが高い。
【００４０】
これに対して、本実施形態では、インナーフィン２５の一端側、つまり平板部２５ａの先端側を、屈曲部２３の内壁のうち長径方向と略直交する部位に接触させているので、インナーフィン２５に挿入力が作用しても、原理的に、インナーフィン２５の一端側を屈曲部２３の曲面に沿って移動させる力がインナーフィン２５の一端側に発生しない。
【００４１】
したがって、インナーフィン２５をチューブ２０に挿入配置する際に、インナーフィン２５の位置がずれる、又はインナーフィン２５が潰れてしまう等の不具合が発生することを未然に防止できるので、チューブ２０の不良率を確実に低減することができる。
【００４２】
また、本実施形態では、インナーフィン２５の位置がずれる、又はインナーフィン２５が潰れてしまう等の不具合が発生することを未然に防止できるので、ローラ成形機に用いて連続的にチューブ２０及びインナーフィン２５を製造しながら、インナーフィン２５をチューブ２０内に連続的に挿入位置することができる。
【００４３】
延いては、チューブ２０を高速連続成形することができるので、チューブ２０の製造工数の低減して製造原価を低減することができる。
【００４４】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、蒸発器のチューブに本発明を適用したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４５】
また、上述の実施形態では、インナーフィン２５にろう材を配置したが、本発明はこれに限定されるものではなく、チューブ２０の内壁側にろう材を配置してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る蒸発器の正面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る蒸発器に適用されるチューブの長手方向の直交する面で切断した断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る熱交換器用チューブの製造装置の説明図である。
【図４】本発明の実施形態に係るインナーフィンの製造装置を示す説明図である。
【図５】インナーフィン挿入時の不具合を説明するための説明図である。
【図６】従来の技術の説明図である。
【符号の説明】
２０…チューブ、２１、２２…平板部、２３…屈曲部、２４…カシメ部、
２５…インナーフィン、２５ａ、２５ｂ…平板部

Claims

流体が流通するとともに、長手方向と直交する断面が扁平状に形成されたチューブ（２０）と、
前記チューブ（２０）内に配置され、前記チューブ（２０）の長手方向から見て波状に成形されており、流体との伝熱面積を増大させるインナーフィン（２５）とを備える熱交換器用チューブの製造方法であって、
平板を折り曲げて、前記チューブ（２０）の短径方向において隙間を有して互いに対向する２つの平板部（２１、２２）と、前記チューブ（２０）の長径方向一端側を構成し、前記２つの平板部（２１、２２）と一体に繋がって屈曲する屈曲部（２３）とを有し、前記チューブ（２０）の長径方向他端側から前記インナーフィン（２５）を挿入可能な形状とした前記チューブ（２０）を形成するチューブ外皮成形工程と、
平板から波状の前記インナーフィン（２５）を成形する工程であって、前記インナーフィン（２５）の一端側の先端部（２５ａ）を平板状にするとともに、前記先端部（２５ａ）の位置を、前記インナーフィン（２５）が前記チューブ（２０）内に配置された状態のときに、前記屈曲部（２３）の内壁のうち長径方向と略直交する部位に接触する位置として、前記インナーフィン（２５）を成形するインナーフィン成形工程と、
前記チューブ外皮成形工程および前記インナーフィン成形工程の終了後、前記屈曲部（２３）の内壁のうち長径方向と略直交する部位に対して、前記先端部（２５ａ）を直交させた状態で、前記先端部（２５ａ）を押し当てるように、前記チューブ（２０）内に前記インナーフィン（２５）を挿入配置する挿入工程と、
前記挿入工程の終了後、前記先端部（２５ａ）が前記屈曲部（２３）の内壁に接触した状態で、前記インナーフィン（２５）の他端側（２５ｂ）を前記２つの平板部（２１、２２）で挟み込み、前記２つの平板部（２１、２２）のうち一方側の平板部（２１）により、他方側の平板部（２２）および前記インナーフィン（２５）の他端側（２５ｂ）を巻きカシメするカシメ工程と、
前記カシメ工程の終了後、前記チューブ（２０）の長手方向寸法が所定寸法となるように前記チューブ（２０）を切断する切断工程とを有することを特徴とする熱交換器用チューブの製造方法。