JP4978326B2 - 熱交換器およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、冷凍サイクル等に使用される熱交換器およびその製造方法に関するものである。

冷凍空調機器に用いられる熱交換器の冷媒漏れは、冷凍空調機器自体の機能を喪失してしまうことから、熱交換器の冷媒漏れの低減が大きな課題である。また、地球温暖化対策として冷媒のノンフロン化が加速する中で、代替冷媒の大きな候補の可燃性であるＨＣ冷媒においては、製品安全の面からも熱交換器の冷媒漏れの防止は必要不可欠である。

かかる構成の熱交換器において、冷媒漏れの発生箇所は主に配管の接合部分であり、かかる点から、冷媒回路を一本の連続した冷媒チューブで構成した接合部を有しない熱交換器が知られている（特許文献１参照）。

図１２は、特許文献１に記載された従来の熱交換器の斜視図である。

図１２に示すように、従来の熱交換器５１は、複数の冷媒チューブ挿入用長穴を設けた一群のプレートフィン５２と、直管部および曲管部が連続する蛇行状に折り曲げた一本の連続した冷媒チューブ５３と、複数の冷媒チューブ挿入用長穴５４ａを設けた、冷媒チューブ挿入側の側板５４と、曲管部側の側板５５とからなる。

そして、従来の熱交換器５１は、冷媒チューブ５３を挿入する際、冷媒チューブ挿入側の側板５４側から、冷媒チューブ５３の曲管部（湾曲部）５３ａを冷媒チューブ挿入用長穴５４ａより挿入し、冷媒チューブ５３が、冷媒チューブ挿入側の側板５４、一群のプレートフィン５２、曲管部側の側板５５を貫通した後、液圧等により冷媒チューブ５３の拡管を行い、冷媒チューブ５３と、側板５４、側板５５、およびプレートフィン５２群を密着固定する工程を経て製造されるものである。
特開平１１−３３３５３９号公報

しかしながら、上記従来の熱交換器５１は、複数の冷媒チューブ挿入用長穴５４ａを設けた側板５４に冷媒チューブ５３を挿入する際、まず、冷媒チューブ挿入側の側板５４側から、冷媒チューブ５３の曲管部５３ａを挿入し、冷媒チューブ５３の曲管部５３ａが冷媒チューブ挿入側の側板５４、一群のプレートフィン５２、曲管部側の側板５５の順に通過した後に、その状態を維持した状態でチューブ５３の拡管を行い、冷媒チューブ５３と挿入側の側板５４、曲管部側の側板５５および一群のプレートフィン５２を密着固定するという製作手順となる。

このとき、冷媒チューブ５３の直管部は、挿入先から挿入元に亘って連続して冷媒チューブ挿入側（挿入元）の側板５４に設けた冷媒チューブ挿入用長穴５４ａと摩擦接触した状態で挿入が行われるため、特に冷媒チューブ５３が側板５４（挿入元）を通過する際の摩擦抵抗が大きく、その結果、冷媒チューブ５３の挿入工程で冷媒チューブ５３の座屈、反り、折れ曲がり等の工程不良が発生し、製造歩留まりが悪化して製造コストが高くなるという課題を有していた。

また、冷媒チューブ５３の工程不良防止のために、冷媒チューブ出入り口側の側板５４の冷媒チューブ挿入用穴５４ａを、冷媒チューブ５３に対して十分なクリアランスを確保した寸法にすると、冷媒チューブ５３の挿入性を改善することはできるが、冷媒チューブ挿入側の側板５４の冷媒チューブ挿入用穴５４ａが、冷媒チューブ５３に対するクリアランスが大きすぎて、拡管工程後においても、冷媒チューブ挿入側の側板５４と冷媒チューブ５３が十分に固定されず、品質が悪化するという課題も有していた。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、製造歩留まりがよく、低コスト、かつ高品質な熱交換器を提供することを目的とするものである。

上記従来の課題を解決するために、本発明の熱交換器は、一群のプレートフィンを挟んで位置し、かつ冷媒チューブの曲管部が貫通する穴を設けた側板において、前記側板を、前記冷媒チューブの曲げ加工された曲管部が貫通する貫通穴と、前記貫通穴と併設され、かつ前記冷媒チューブの貫通状態においてその一部が前記貫通穴内側へ延出して冷媒チューブの外壁面に密着する密着片を設けた加工穴を具備する構成としたものである。

また、本発明における熱交換器の製造方法は、一群のプレートフィンを挟んで位置し、かつ冷媒チューブの曲管部が貫通する穴を設けた端板において、前記貫通穴に近い位置で前記貫通穴の長径と略平行に延出する密着片を形成する加工穴を設けた構成とし、前記冷媒チューブが前記端板、プレートフィン、端板を貫通した状態で、前記密着片が前記冷媒チューブの管壁に密着するまで前記貫通穴側へ延出するように塑性変形させるものである。

これにより、熱交換器の冷媒チューブは、端板の貫通状態において、前記密着片の塑性変形により、端板と強固に密着固定することができるため、前記端板に設けた貫通穴寸法を冷媒チューブの貫通構造（曲管部構造）寸法よりも大きくすることができる。

その結果、熱交換器の組立て時において、冷媒チューブと貫通穴の摩擦接触が抑制され、冷媒チューブの変形、折れ曲がり等の不具合の発生リスクが軽減される。また、冷媒チューブと端板は、前記密着片の塑性変形によって密着し、強固に固定することができ、製造歩留まりがよく、また端板と冷媒チューブの密着不良による端板のがたつき、外れが抑制でき、高品質の熱交換器を製造することができる。

本発明の熱交換器は、熱交換器の製作過程において、冷媒チューブの損傷、反り、あるいは折れ等の不具合の発生を抑制した歩留まりのよいものとし、不要なコストをかけることが少ない熱交換器とすることができる。

また、本発明における熱交換器の製造方法は、密着片を塑性変形させることにより、端板の冷媒チューブへの密着固定が行えるため、前記端板と冷媒チューブの密着不良による端板のがたつき、外れが抑制でき、高品質の熱交換器を製造することができる。

請求項１に記載の発明は、直管部および曲管部が連続する如く蛇行状に曲げ加工された冷媒チューブと、前記冷媒チューブが貫通する長穴を複数有し、相互に間隔をおいて積層配置された多数のプレートフィンと、前記冷媒チューブが貫通する穴を複数有し、前記プレートフィンを挟んで配置された一対の端板を有する熱交換器であって、前記端板の少なくとも一方を、前記冷媒チューブの曲げ加工された曲管部が貫通する貫通穴と、前記貫通穴と併設され、かつ前記冷媒チューブの貫通状態においてその一部が前記貫通穴内側へ延出して冷媒チューブの外壁面に密着する密着片を設けた加工穴を具備する構成とし、前記加工穴を、前記端板周縁との間に前記貫通穴が介在しない位置には設けず、前記端板周縁との間に前記貫通穴が介在する位置にのみ設け、前記加工穴は、前記端板の対角部においてのみ設けたものである。

かかる構成とすることにより、前記端板に設けた貫通穴の寸法を前記冷媒チューブの曲管部寸法にクリアランスを設けた寸法とすることができ、その結果、組立て時における冷媒チューブの前記貫通穴との摩擦接触に起因する損傷、反り等を抑制した熱交換器を得ることができ、不要なコストをかけることが少ない低コストの熱交換器とすることができる。

また、前記端板に設けた加工穴の密着片を前記冷媒チューブに密着させることにより、端板と冷媒チューブの密着を強固なものとすることができ、その結果、端板のがたつき、外れといった不具合の少ない高品質の熱交換器とすることができる。
かかる構成とすることにより、前記端板と貫通穴の間部分の強度を確保することができ、前記加工穴の一部を冷媒チューブに密着させる場合において、端板の特に周縁部における変形が抑制され、熱交換器の品質を損なうことが抑制できる。
さらに、前記冷媒チューブの貫通穴への固定を、前記貫通穴における長径辺の一側方（反端板周縁側）から行うため、前記冷媒チューブを同一側へ押付けた状態で密着片を塑性変形することとなり、その結果、冷媒チューブと端板の密着が規則的であり、前記密着片の塑性変形に伴い、前記冷媒チューブに作用する応力も規則的となる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記貫通穴を、長径と短径を有する長穴とし、前記加工穴を、前記密着片を挟んで前記貫通穴に連続させ、さらに前記密着片を前記貫通穴の長径方向に延出させたものである。

かかる構成とすることにより、前記密着片を塑性変形させるための治具挿入空間が形成でき、作業性を向上させることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記密着片を、前記貫通穴の長径方向において相対するように延出して設けたものである。

かかる構成とすることにより、前記冷媒チューブと密着片の密着箇所数が増加し、前記端板と冷媒チューブとの密着を強固なものとすることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の発明において、前記加工穴を、前記端板における少なくとも最も外側に位置する貫通穴の近傍に設けたものである。

かかる構成とすることにより、左右両側で端板と冷媒チューブの密着を行った構成となり、端板周縁に撓み等の応力が作用しても加工穴と冷媒チューブの密着の緩みが生じ難く、密着状態を良好に維持することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の発明において、前記一対の端板を、同一形状で同一配置の貫通穴および密着片を設けた加工穴を具備する構成としたものである。

かかる構成とすることにより、単一使用の端板を一対の端板とすることができ、部品の共用化により、コストの低減化をはかることができるものである。

特に、前記加工穴を請求項１に記載の発明の配置とすることにより、端板の表裏が逆となっても組立てが可能となり、組立て時における部品管理を容易とすることができる。

請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載の発明において、前記端板に設けた貫通穴を、前記冷媒チューブにおける曲管部の貫通方向における投影面形状と略相似形で、かつ前記投影面積と略等しく大きな面積としたものである。

かかる構成とすることにより、前記貫通穴の形状を冷媒チューブが形成する貫通形状と近似させることができ、その結果、前記冷媒チューブと各端板の接触面積を可能な限り確保することができる。その結果、前記密着片と冷媒チューブの密着をより良好とすることができ、端板のがたつき、外れ等の不具合の抑制をより確実なものとすることができる。

請求項７に記載の発明は、請求項１から６のいずれか一項に記載の発明において、前記端板に設けた貫通穴を、矩形部と、前記矩形部の短辺と同径の半円部を有し、前記半円部が、前記矩形部両端においてそれぞれの短辺に連続した長穴形状としたものである。

かかることにより、前記貫通穴の形状を単純化でき、また、前記密着片の付設形成のための加工穴設計に、前記矩形部の直線を利用することができ、設計が容易となる。

さらに、前記密着片の直線部を塑性変形させて冷媒チューブに密着させるため、前記密着片の先端を、貫通穴の内寄りまで位置させることができ、その結果、前記密着片と冷媒チューブの密着範囲（寸法）を確保することができ、より確実な固定構造が得られるものである。

請求項８に記載の発明は、請求項１から７のいずれか一項に記載の発明において、前記端板の貫通穴を、プレス成型加工により形成し、前記加工時に形成される貫通穴周縁のバリの延出方向が、前記曲管部が貫通する方向となるように前記端板を配置したものである。

かかることにより、冷媒チューブの端板貫通時において前記バリが冷媒チューブを損傷するリスクが少なくでき、自動化装置による冷媒チューブの挿入とした場合であっても冷媒チューブの損傷を少なくすることができ、熱交換器の品質を損なうことも抑制できる。

請求項９に記載の発明は、請求項５から８のいずれか一項に記載の発明において、前記一対の端板において、前記端板の表裏を表示する表示部を設けたものである。

かかることにより、組立て時における前記端板の表裏設置間違いが防止でき、前記バリによる冷媒チューブの損傷を抑制することができる。

請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の発明において、前記表示部を、前記端板における同一辺の同一箇所に設けた切込みあるいは切欠きとしたものである。

かかる構成とすることにより、前記切込みあるいは切欠きを、前記熱交換器の組立て時における端板の支持に利用することができ、また、前記端板のいずれか一方が表裏を間違えた場合においても、前記切込みあるいは切欠きによって端板支持が行えなくなる等、組立てに注意を促すことができ、組立て不良を抑制することができる。

請求項１１に記載の発明は、直管部および曲管部が連続する如く蛇行状に曲げ加工された冷媒チューブと、前記冷媒チューブが貫通する長穴を複数有し、相互に間隔をおいて積層配置された多数のプレートフィンと、前記冷媒チューブが貫通する穴を複数有し、前記プレートフィンを挟んで配置された一対の端板を具備し、前記プレートフィンの一方向から前記冷媒チューブを挿入可能とした熱交換器の製造方法であって、前記端板は、前記冷媒チューブの曲げ加工された曲管部が貫通する長径と短径を有する長穴状の貫通穴を具備し、さらに前記端板を、前記貫通穴に近い位置で前記貫通穴の長径と略平行に延出する密着片を形成する加工穴を設けた構成とし、前記加工穴を、前記端板周縁との間に前記貫通穴が介在しない位置には設けず、前記端板周縁との間に前記貫通穴が介在する位置にのみ設け、前記加工穴は、前記端板の対角部においてのみ設け、前記冷媒チューブを拡管させる工程と、前記冷媒チューブが前記端板、プレートフィン、端板を貫通した状態で、前記密着片が前記冷媒チューブの管壁に密着するまで前記貫通穴側へ延出するように端板における反周縁側からのみ塑性変形させる工程と、を備えた熱交換器の製造方法とするものである。

かかる方法により、熱交換器の組立て状態において、冷媒チューブと端板の密着状態を強固なものとすることができ、端板のがたつき、あるいは外れなどに伴う品質の低下を抑制することができる。特に、前記密着片の塑性変形後に前記冷媒チューブの拡管加工を行う場合は、その密着をさらに強固なものとすることができる。

また、前記端板に設けた貫通穴の寸法を、前記冷媒チューブの曲管部寸法より若干大きくすることにより、冷媒チューブの貫通工程における端板との摩擦接触を抑制することが可能となり、その結果、冷媒チューブの損傷、反り等が少ない歩留まりのよい製造方法となる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における熱交換器の斜視図である。図２は、同実施の形態における熱交換器を第一端板側から見た場合の平面図である。図３は、同実施の形態における熱交換器を第二端板側から見た場合の平面図である。図４は、同実施の形態の熱交換器を構成する端板の組立て前の状態を示す平面図である。図５は、同実施の形態の熱交換器を構成するプレートフィンの平面図である。図６は、同実施の形態における熱交換器の冷媒チューブの貫通状態を示す要部断面図である。図７は、同実施の形態における熱交換器の端板に設けられた貫通穴の周辺部を示す要部平面図である。図８は、同実施の形態における熱交換器の製造方法において冷媒チューブをプレートフィン群へ挿入しようとしている時の要部断面図である。

図１において、熱交換器１は、直管部３ａおよび曲管部３ｂ，３Ａが連続し、かつ縦列Ａおよび横列Ｂに複数となるように蛇行状に曲げ加工して成る冷媒チューブ３と、冷媒チューブ挿入用の長穴２ａ（図５）を複数設け、互いに間隔をおいて配置され、冷媒チューブ３が挿入された一群のプレートフィン（以下、プレートフィン群と称す）２と、プレートフィン群２を挟み込むようにプレートフィン群２の両端に位置し、冷媒チューブ３が挿入され、冷媒チューブ３と密着するように固定された第一端板４および第二端板５を具備している。ここで、第一端板４は、冷媒チューブ３の挿入側となり、第二端板５は、冷媒チューブ３の貫通側となる。

冷媒チューブ３には、一般に銅あるいはアルミ材等の材料が用いられ、またプレートフィン群２にはアルミ材が用いられ、さらに第一、第二の各端板４，５には、鋼材あるいはアルミ材が用いられている。

第一端板４および第二端板５は、同一形状、同一寸法の同一仕様となっており、図４に示す如く冷媒チューブ３の曲管部３ｂ，３Ａが貫通する長穴状の貫通穴６と、貫通穴６の近傍で、かつ貫通穴６の長径と平行方向に延出する矩形の加工穴７を具備している。

ここで、第一端板４、第二端板５は、前述の如く同一の仕様であるため、以下において、共通する説明については単に「端板」と称して、「第一」、「第二」の特定を省略して説明する。

加工穴７は、長手方向の略中央部が切断され、貫通穴６と連続している。加工穴７の切断により、加工穴７と貫通穴６の間には、後述する密着片８が相対して形成されている。貫通穴６および加工穴７および密着片８は、プレス成型加工によって打ち抜き形成されるものである。

第一端板４における対角に位置する貫通穴６には、熱交換器１の組立て状態において冷媒チューブ３の始端３ｃと終端３ｄがそれぞれ貫通している。貫通穴６は、図４に示す如く矩形部６ａと、矩形部６ａの短辺と同寸径の半円部６ｂより形成され、矩形部６ａの短辺に半円部６ｂを連続させることにより、長穴状に形成されている。

第一端板４の貫通穴６を貫通する曲管部３ｂは、組立て時において先に第一端板４の貫通穴６を通過する曲管部３Ａと異なり、単に冷媒チューブ３の直管部３ａを所定の径に湾曲させたものであり、また第一端板４の貫通穴６を貫通した後にプレートフィン群２を貫通する曲管部３Ａは、その先端が若干扁平に加工されている。

端板４，５に設けた貫通穴６は、具体的には、冷媒チューブ３の貫通において、クリアランスが大きすぎると冷媒チューブ３との密着性が確保できないため、摩擦接触が少なくなる、あるいはほとんどない程度の寸法に設定されている。

また、加工穴７は、端板４，５の対角部であって、端板４，５の周縁との間において、貫通穴６が位置するように設けられている。加工穴７の数、配置は、熱交換器１の大きさ、あるいは冷媒チューブ３の縦列数、横列数に応じて任意に設定するもので、前述の縦列数、横列数がもっと多い熱交換器の形態であれば、現在の配置に加えて、隣の貫通穴、下方（上方）の貫通穴、さらには上下方向の中間部に位置する貫通穴というように適正な箇所に設けることができる。

そして、密着片８は、熱交換器１の組立て状態においては、その先端部が図２、図３に示す如く貫通穴６の矩形部６ａ内へ延出するように塑性変形される。

ここで、貫通穴６は、前述の如くプレス成型加工にて形成されるため、その周縁には、打ち抜き方向であって微小に延出するバリが残存しているものである。この様子を、図６、図７、図８において、バリに符号９を付して説明する。

さらに、端板４，５は、同一仕様であり、図４に示す中心線Ｘ（Ｙ）を境に左右（上下）対称であるため、その表裏を識別するための切欠き１０が設けられている。したがって、第一端板４、第二端板５が配置され、切欠き１０が同一方向となっている場合は、共に表か裏ではあるが、同一面側で配置されている状態にある。

本実施の形態においては、バリ９の突出方向を考慮する構成であるため、切欠き１０が特定の方向に位置することを正規の配置状態としている。

具体的には、組立て時において、特定の組立て作業位置から目視したときに、切欠き１０が特定の側にある状態を是とし、異なる側にあれば否としている。

したがって、切欠き９を位置決め部材１１（図２、図３）と嵌合させる等、組立てのための一要素として利用することにより、誤った組立ての防止に利用することができる。

また、切欠き１０に変えて、上記作用が期待できる形状であれば、切込みとすることもできる。

さらに、第一端板４と第二端板５の間に介在されたプレートフィン群（プレートフィン）２には、図５に示すように、冷媒チューブ３が貫通する長穴２ａがプレス成型加工によって設けられている。

長穴２ａは、図５に示す如く、矩形部２ｂと、矩形部２ｂの短辺の寸法よりも大寸法径の円部２ｃより形成され、矩形部２ｂの短辺に円部２ｃを連続させることにより、長手方向両端が膨らんだ形状に形成されている。また、円部２ｃは、冷媒チューブ３の管径よりも微小に大きく設定されている。

長穴２ａをかかる形状とする理由は、前述の如く冷媒チューブ３の曲管部３Ａが、プレートフィン群２を貫通する際に、その貫通が円滑となるように曲管部３Ａの円弧部を若干扁平に加工しているためである。また、長穴２ａを冷媒チューブ３の管径より微小に大きく設定する理由は、冷媒チューブ３の貫通が比較的円滑に行えるようにするためである。

したがって、冷媒チューブ３がプレートフィン群２を貫通した状態では、長穴２ａの円部２ｃと冷媒チューブ３は略密着した状態となっている。

また、長穴２ａにおける円部２ｃの円弧部分には、冷媒チューブ３との熱伝導を良好とするためのカラー部２ｄ（図６）が設けられている。

次に、以上のように構成された熱交換器１の組立て方法について、図６および図８を参照しながら説明する。

まず、図８に示す如く、適宜治具（図示せず）によって所定間隔に維持され、積層状態にあるプレートフィン群２の積層方向両端に、第一端板４および第二端板５を、それぞれに設けた貫通穴６、長穴２ａ、貫通穴６が一致するように配置する。このとき、端板４，５に設けた切欠き１０に位置決め部材１１を嵌合する等、切欠き１０を組立てのための要素として利用することにより、端板４，５の表裏面を所定の方向に維持することができる。

また、上記位置決め部材１１等を用いることにより、端板４，５の表裏面を正規の方向に誤りなく配置することができるため、端板４，５に設けた貫通穴６の周縁に残存したバリ９の延出方向と、プレートフィン群２に設けられたカラー部２ｄの延出方向がそれぞれ同一方向となるように配置することができる。

次に、真直ぐなパイプを縦列Ａおよび横列Ｂに複数となるように蛇行状に曲げ加工した冷媒チューブ３を、その曲管部３Ａから図８に示す如く矢印Ｚ方向に第一端板４に設けた貫通穴６へ挿入し、さらに挿入を続けてプレートフィン群２に設けた長穴２ａ、および第二端板５に設けた貫通穴６を順次貫通させ、曲管部３Ａを第二端板５から突出させて図６の状態を構成する。

ここで、貫通穴６に残存したバリ９は、同一方向であって曲管部３Ａの挿入方向と同一方向に延出しているため、冷媒チューブ３の挿入工程において、バリ９が冷媒チューブ３の表面に食込むことが抑制される。

そして、上述の如く冷媒チューブ３が所定の位置に挿入された状態において、第一端板４、および第二端板５それぞれに設けた加工穴７に治具（図示せず）を挿入することにより、密着片８を貫通穴６側へ突出するように塑性変形させる。その突出度合いは、冷媒チューブ３の直管部３ａと接触する程度が好ましい。また、密着片８の塑性変形は、例えば、端板４，５の周縁と、加工穴７を利用して密着片８を挟み込み、その状態で力を加えて前述の如く塑性変形を形成する治具、あるいは機構を具備した設備機器で行うことができる。

その後、冷媒チューブ３内に、高圧に加圧された水、あるいは油等の液体を流す（圧入する）ことにより、その液圧によって冷媒チューブ３が拡管され、冷媒チューブ３とプレートフィン群２、第一端板４、および第二端板５の相互を密着固定させる。かかる工程を終えることにより、熱交換器１の組立てが完了する。

上述の如く組立てられた熱交換器１は、端板４，５に設けた貫通穴６の形状及び面積が、冷媒チューブ３の貫通方向に見た投影面形状と相似もしくは略相似でかつ面積が微小に大きく設定されているため、冷媒チューブ３の挿入穴６への挿入工程において、端板４，５と冷媒チューブ３の摩擦接触（擦れ、引っかかり等）が少ない構成となっている。

しかも、冷媒チューブ３が貫通穴６を貫通した後で密着片８を塑性変形させ、冷媒チューブ３との固定を行う構成であるため、貫通穴６の寸法を冷媒チューブ３に対して十分なクリアランスを有する寸法とすることができる。

したがって、組立て時における端板４，５と冷媒チューブ３の摩擦を極力軽減することができ、その結果、冷媒チューブ３における座屈等の損傷を少なくすることができ、変形がほとんど生じない熱交換器１を得ることができる。さらに、前述の変形に伴う例えばプレートフィン群２の変形により、通風抵抗が増大し、熱交換器１の性能が低下するといった弊害を抑制することができる。

さらに、前述の如く、冷媒チューブ３等の損傷（坐屈、反り、折れ曲がり等）を抑制した組立てが可能なため、歩留まりがよく、生産性を高めることができ、製造コストの低減化が可能となるものである。

また、冷媒チューブ３の始端３ｃと終端３ｄの長さを適宜設定することにより、従来リードパイプと称する流体回路側との接続を容易とするパイプ（短寸法）のロウ付け作業が不要となり、ロウ付け不良に伴う品質低下を抑制することができる。

さらに、加工穴７は、端板４，５における最も外側に位置する貫通穴６の近傍であって、端板４，５の周縁との間に貫通穴６が位置するように設けた構成であるため、端板４の角部近辺において冷媒チューブ３と密着片８との密着を行う構成となり、その結果、端板４の周縁に撓み等の応力が作用しても、密着片８と冷媒チューブ３の密着の緩みが生じ難く、効果的な密着固定構造が得られ、密着状態を良好に維持することができる。

特に、端板４，５と冷媒チューブ３の固定は、まず、密着片８をカシメ加工等により塑性変形させ、一旦端板４，５と冷媒チューブ３の密着を確保した状態で冷媒チューブ３の拡管を行う構成であるため、強固な固定構造が得られるもので、端板４，５のがたつき、外れがない強固な固定構造が得られるものである。

さらに、密着片８の塑性変形は、端板４，５における反周縁側から行うように規則化されているため、端板４，５に固定される冷媒チューブ３は、貫通穴６において矩形部６ａの統一された長辺に密着する。したがって、密着片８を塑性変形させる作業も同一方向から行え、効率的であり、また、曲管部３Ａ，３ｂと貫通穴６における個々の貫通状態において、上下が貫通穴６の相反する長辺に密着することによる捻り応力（長辺から離れようとする応力）も作用しないため、長期にわたって確実な固定作用が得られるものである。

さらに、密着片８は、その直線部を塑性変形させて冷媒チューブ３に密着するため、密着片８の塑性変形に際し、その先端を貫通穴６の内寄りまで位置させることができる。その結果、塑性変形させる治具の形状、あるいは変形作用応力によっては、密着片８と冷媒チューブ３の密着範囲（寸法）を点ではなく、線（面）として確保することもでき、固定構造において信頼性を高めることができるものである。

また、加工穴７および密着片８は、全ての貫通穴６の矩形部６Ａ長辺と隣接して配置してもよいが、製造工程短縮のために、例えば、冷媒チューブ３の出入り口を有する列のみに配置する等、冷媒チューブ３と端板４，５を固定することができれば、その位置は特定されるものではない。

さらに、加工穴７および密着片８は、端板４，５の周縁との間に貫通穴６が介在する位置に設けているため、端板４，５周縁と貫通穴６の間部分の強度を確保することができ、加工穴７の密着片８を冷媒チューブ３に密着させる、所謂塑性変形加工時において、端板４の特に周縁部における変形が抑制され、熱交換器１の品質を損なうことが抑制できるものである。

また、貫通穴６を、冷媒チューブ３における曲管部３Ａの貫通方向における投影面形状と略相似形で、かつ投影面積と略等しく大きな面積としているため、冷媒チューブ３の挿入時における各端板４，５と冷媒チューブ３の摩擦接触を抑制することができ、損傷あるいは反りの極めて少ない冷媒チューブ３の貫通構造が得られ、熱交換器１の品質を高めることができる。

さらに、端板４，５鋼板を使用することにより、熱交換器１の材料費を抑制することができ、熱交換器１のコストダウンが可能となるものである。

さらに、各端板４，５に設けた貫通穴６のプレス成型加工時に形成される貫通穴周縁のバリ９の延出方向を、曲管部３Ａが貫通する方向となるように端板４，５を配置したことにより、冷媒チューブ３の端板貫通時においてバリ９が冷媒チューブ３を損傷するリスクが少なくでき、損傷の少ない熱交換器を構成することができる。

また、列数および段数が多く、本数の多い冷媒チューブ３を有する場合においても、比較的容易に熱交換器１を製作することができる。

また、貫通穴６における冷媒チューブ３の通過部分にバーリングを設けることもできる。それによって、冷媒チューブ３の挿入をよくすることができ、冷媒チューブ３と第一、第二の各端板４，５の固定状態をよくするという効果が得られる。

さらに、第一端板４と第二端板５を、同一構成の同一仕様とすることにより、部品の標準化を図ることもでき、部品管理が容易で、よりコストの低減をはかることができる。

また、前述の部品の標準化にあたり、切欠き１０によって端板４，５の表裏面の方向性が認識できるようにし、さらに熱交換器１の組立て時における治具挿入空間としても利用できるため、組立て誤りを合理的に抑制できるものである。

なお、本実施の形態における熱交換器の製造方法においては、密着片８の塑性変形加工後に冷媒チューブ３の拡管を行うようにしたが、端板４，５およびプレートフィン群２を冷媒チューブ３が貫通した状態で、まず冷媒チューブ３の拡管を行い、その後密着片８を塑性変形させる工程とすることもできる。

かかる場合は、前者に比較して、拡管に伴う密着片８の過剰な塑性変形を抑制することができるため、冷媒チューブが軟らかい材質である場合に適している。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２における熱交換器を説明する。本実施の形態の熱交換器は、実施の形態１の熱交換器における端板の形状を変えたものである。

図９、図１０、図１１は、それぞれ本実施の形態における異なる変形態様を示す端板の部分平面図で、図４に示された実施の形態１における端板の平面図を基調とし、実施の形態１と異なる部分を示すものである。

これらの図は、端板の部分平面図であるが、端板の基本構成要件（貫通穴の数、切欠き等）は同じであり、同一の構成要件については、同一の符号を付して説明を省略する。

図９に示す本実施の形態の端板４，５において、実施の形態１と相違する点は、加工穴７ａの短辺を円弧としたところである。

かかる構成とすることにより、密着片８の塑性変形時において、加工穴７の角部に作用する応力が円弧によって分散され、角部の疲労破壊を抑制することができる。

したがって、端板４，５と冷媒チューブを強固に固定することができるものである。

図１０に示す本実施の形態の端板４，５において、実施の形態１と相違する点は、加工穴７ｂによって形成される密着片８を単一としたところである。

かかる構成においても、密着片８の塑性変形により、端板４，５と冷媒チューブを固定することができる。

図１１に示す本実施の形態の端板４，５において、実施の形態１と相違する点は、加工穴７ｂと連通する貫通穴６ｃを上下において非対称形状としたところである。

かかる構成においても、密着片８の塑性変形により、端板４，５と冷媒チューブを固定することができる。

本発明にかかる熱交換器は、製造コストを低減した熱交換器であり、またその製造方法は、冷媒チューブの工程不良を低減する歩留まりのよい製造方法で、製造コストを低減することができ、冷蔵庫、自動販売機等の如く、流体を冷媒とする熱交換器の他に、ラジエター等の如く水等の液体を流体とする熱交換器を具備した産業機器分野にわたって広く適用できるものである。

本発明の実施の形態１における熱交換器の斜視図 同実施の形態における熱交換器の第一端板側から見た場合の平面図 同実施の形態における熱交換器の第二端板側から見た場合の平面図 同実施の形態の熱交換器を構成する端板の組立て前の状態を示す平面図 同実施の形態の熱交換器を構成するプレートフィンの平面図 同実施の形態における熱交換器の冷媒チューブの貫通状態を示す要部断面図 同実施の形態における熱交換器の端板に設けられた貫通穴の周辺部を示す要部平面図 同実施の形態における熱交換器の製造方法において冷媒チューブをプレートフィン群へ挿入しようとしている時の要部断面図 本発明の実施の形態２における熱交換器を構成する端板の部分平面図 同実施の形態における熱交換器の異なる変形態様を示す端板の部分平面図 同実施の形態における熱交換器のさらに異なる変形態様を示す端板の部分平面図 従来の熱交換器の斜視図

符号の説明

１ 熱交換器
２ プレートフィン
２ａ 長穴
３ａ 直管部
３ 冷媒チューブ
３Ａ 曲管部
３ｂ 曲管部
４ 第一端板
５ 第二端板
６ 貫通穴
６ａ 矩形部
６ｂ 半円部
６ｃ 貫通穴
７ 加工穴
７ａ 加工穴
７ｂ 加工穴
８ 密着片
９ バリ
１０ 切欠き

Claims (11)

1. 直管部および曲管部が連続する如く蛇行状に曲げ加工された冷媒チューブと、前記冷媒チューブが貫通する長穴を複数有し、相互に間隔をおいて積層配置された多数のプレートフィンと、前記冷媒チューブが貫通する穴を複数有し、前記プレートフィンを挟んで配置された一対の端板を有する熱交換器であって、前記端板の少なくとも一方を、前記冷媒チューブの曲げ加工された曲管部が貫通する貫通穴と、前記貫通穴と併設され、かつ前記冷媒チューブの貫通状態においてその一部が前記貫通穴内側へ延出して冷媒チューブの外壁面に密着する密着片を設けた加工穴を具備する構成とし、前記加工穴を、前記端板周縁との間に前記貫通穴が介在しない位置には設けず、前記端板周縁との間に前記貫通穴が介在する位置にのみ設け、前記加工穴は、前記端板の対角部においてのみ設けた熱交換器。
2. 前記貫通穴を、長径と短径を有する長穴とし、前記加工穴を、前記密着片を挟んで前記貫通穴に連続させ、さらに前記密着片を前記貫通穴の長径方向に延出させた請求項１に記載の熱交換器。
3. 前記密着片を、前記貫通穴の長径方向において相対するように延出して設けた請求項２に記載の熱交換器。
4. 前記加工穴を、前記端板における少なくとも最も外側に位置する貫通穴の近傍に設けた請求項１から３のいずれか一項に記載の熱交換器。
5. 前記一対の端板を、同一形状で同一配置の貫通穴および密着片を設けた加工穴を具備する構成とした請求項１から４のいずれか一項に記載の熱交換器。
6. 前記端板に設けた貫通穴を、前記冷媒チューブにおける曲管部の貫通方向における投影面形状と略相似形で、かつ前記投影面積と略等しく大きな面積とした請求項１から５のいずれか一項に記載の熱交換器。
7. 前記端板に設けた貫通穴を、矩形部と、前記矩形部の短辺と同径の半円部を有し、前記半円部が、前記矩形部両端においてそれぞれの短辺に連続した長穴形状とした請求項１か
   ら６のいずれか一項に記載の熱交換器。
8. 前記端板の貫通穴を、プレス成型加工により形成し、前記加工時に形成される貫通穴周縁のバリの延出方向が、前記曲管部が貫通する方向となるように前記端板を配置した請求項１から７のいずれか一項に記載の熱交換器。
9. 前記一対の端板において、前記端板の表裏を表示する表示部を設けた請求項５から８のいずれか一項に記載の熱交換器。
10. 前記表示部を、前記端板における同一辺の同一箇所に設けた切込みあるいは切欠きとした請求項９に記載の熱交換器。
11. 直管部および曲管部が連続する如く蛇行状に曲げ加工された冷媒チューブと、前記冷媒チューブが貫通する長穴を複数有し、相互に間隔をおいて積層配置された多数のプレートフィンと、前記冷媒チューブが貫通する穴を複数有し、前記プレートフィンを挟んで配置された一対の端板を具備し、前記プレートフィンの一方向から前記冷媒チューブを挿入可能とした熱交換器の製造方法であって、前記端板は、前記冷媒チューブの曲げ加工された曲管部が貫通する長径と短径を有する長穴状の貫通穴を具備し、さらに前記端板を、前記貫通穴に近い位置で前記貫通穴の長径と略平行に延出する密着片を形成する加工穴を設けた構成とし、前記加工穴を、前記端板周縁との間に前記貫通穴が介在しない位置には設けず、前記端板周縁との間に前記貫通穴が介在する位置にのみ設け、前記加工穴は、前記端板の対角部においてのみ設け、前記冷媒チューブを拡管させる工程と、前記冷媒チューブが前記端板、プレートフィン、端板を貫通した状態で、前記密着片が前記冷媒チューブの管壁に密着するまで前記貫通穴側へ延出するように端板における反周縁側からのみ塑性変形させる工程と、を備えた熱交換器の製造方法。

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