JP5408108B2 - 熱交換器の製造方法 - Google Patents
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Description
突起部間において各チューブの外壁面と波形フィンの山部とが対向するように、各チューブと各波形フィンとを交互に整列させる整列工程と、
整列工程の後、各チューブを互いに近づけながら、流通方向に各チューブを振動させる加振工程と、を含むことを特徴としている。
本発明の第1実施形態について図1から図6を用いて説明する。図1は、本発明の第1実施形態による製造方法によって製造された熱交換器の概略構成図である。図2は、熱交換器のコア部を拡大した拡大図である。図3は、熱交換器のコア部における分解斜視図である。本実施形態では、図1に示す熱交換器10は、自動車に搭載される空調装置のヒータとして用いられる。
コア部組立工程は、各チューブ20と各コルゲートフィンとを適正な位置関係となるようにして、コア部12を組立てる工程である。コア部組立工程では、各チューブ20と各コルゲートフィン34とを交互に積層させることによりコア部12が組み立てられる。
コアプレート嵌め込み工程は、各チューブ20の端部26a、26bのそれぞれに、コアプレート30a、30bを嵌め込む工程である。コアプレート嵌め込み工程では、所定の治具でコア部12を固定した状態のまま、各チューブ20の端部26aにコアプレート30bの嵌入孔32を嵌め込み、各チューブ20の端部26bにコアプレート30bの嵌入孔32を嵌め込む。
ロウ付工程は、コアプレート30a、30bが嵌め込まれたコア部12に熱を加えて、チューブ20とコルゲートフィン34との接触部、チューブ20とコアプレート30a、30bとの接触部をロウ付して各部材20、34、30a、30bを互いに接合する工程である。ここで、チューブ20、コルゲートフィン34、コアプレート30a、30bの表面には、母材よりも融点が低く、接触している部材と接合可能な金属材料としてのロウ材が予め塗布されている。ロウ付工程では、各部材20、34、30a、30bに塗布されたロウ材のみが溶融するように、コア部12を加熱する。その後、各部材20、34、30a、30bの各接触部分に溶融したロウ材が侵入したら溶融ロウ材を凝固させるためにコア部12全体を冷却する。これにより、溶融ロウ材が凝固し、各部材20、34、30a、30b同士が接合される。
最終組立工程は、ロウ付されたコア部12にタンク14a、14bを組付ける工程である。最終組立工程では、一方のタンク14aの開口部がコアプレート30aによって塞がれるように、タンク14aをコアプレート30aに取り付け、もう一方のタンク14bの開口部がコアプレート30bによって塞がれるように、タンク14bをコアプレート30bに取り付ける。タンク14aとコアプレート30aとの接合、タンク14bとコアプレート30bとの接合は、周知の接合方法によってなされる。
整列工程は、各チューブ20と各コルゲートフィン34とを所定の位置に整列させる工程である。この整列工程では、図4(a)に示すように、各チューブ20の両端部26a、26bを把持部44に把持させることにより、各チューブ20を、所定のピッチで積層方向に整列させる。積層方向に整列された各チューブ20の外壁面22aは、同じ方向を向いている。なお、この工程での各チューブ20のピッチは、チューブ20の突起部24の先端から、その突起部24に対向して配置されるチューブ20の外壁面22bまでの距離が、コルゲートフィン34の積層方向の厚さよりも大きくなるように設定されている。また、この工程での各チューブ20のピッチは、完成品の規定寸法よりも広くなっている。
加振工程は、各チューブ20のピッチを規定寸法とするとともに、各コルゲートフィン34を適正な位置に配置させるための工程である。加振工程では、図4(c)に示すように、各チューブ20のピッチが規定寸法となるように、駆動装置46が各把持部44を駆動する。具体的には、駆動装置46は、積層方向に並んだ各チューブ20がコア部12の中央部に向かうように各把持部44を駆動する。本実施形態では、所定の時間内に各チューブ20のピッチが規定寸法となるように各把持部44が駆動される。これにより、各チューブ20は、互いに近づくこととなる。また、本実施形態では、積層方向両端のチューブ20は、約25〜50mm/secの駆動速度で駆動される。以下この駆動速度をチューブ20同士の接近速度という。本実施形態では、各チューブ20がコア部12の中央部に向かって駆動されるので、積層方向両端部のチューブ20の接近速度が最も大きく、コア部12の中央部にあるチューブ20ほど接近速度は小さくなっている。この各チューブ20のピッチの規定寸法は、コルゲートフィン34の積層方向の厚さよりも短く設定されているので、各チューブ20のピッチが狭くなることにより、コルゲートフィン34は、各チューブ20により圧縮されることとなる。
固定工程は、加振工程で規定寸法となったコア部12の状態を維持するためにコア部12を固定する工程である。固定工程では、図4(d)に示すように、チューブ20の積層方向両端よりもさらに外側に配置されている固定部54のそれぞれをチューブ20に押し付けて、コア部12を圧縮する。このことにより、加振工程で組立てられたコア部12の状態を維持する。その後、固定部54で固定されたコア部12は、そのまま、次のロウ付工程に移動される。
以下、本発明の第2実施形態を図面に基づいて説明する。第2実施形態による製造方法は、第1実施形態による製造方法の変形例である。第2実施形態は、図7に示すように、チューブ20に加えられる振動の方向が第1実施形態と異なっている。この第2実施形態では、チューブ20に加えられる振動の方向を隣接するチューブ20の振動の方向が逆位相となっている。以下、異なった点だけを図7を参照しながら説明する。
以上、本発明の複数の実施形態について説明した。本発明は、先の二つの実施形態に限定して解釈されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用することができる。
Claims (6)
- 内部を流れる熱交換媒体の流通方向に沿って複数の突起部が外壁面上に並ぶチューブと、前記流通方向に沿って複数の山部が並ぶ波形フィンとを交互に積層することで、前記突起部間において前記各チューブの前記外壁面に前記波形フィンの前記山部を接触させてなる熱交換器の製造方法において、
前記突起部間において前記各チューブの前記外壁面と前記波形フィンの前記山部とが対向するように、前記各チューブと前記各波形フィンとを交互に整列させる整列工程と、
前記整列工程の後、前記各チューブを互いに近づけながら、前記流通方向に前記各チューブを振動させる加振工程と、を含むことを特徴とする熱交換器の製造方法。 - 前記加振工程では、製品毎に前記各チューブを近づける際の前記各チューブの接近速度を変更しており、前記各チューブの接近速度が大きいほど、より大きな振動数で前記各チューブを振動させることを特徴とする請求項1に記載の熱交換器の製造方法。
- 前記加振工程では、前記突起部のピッチよりも短い振幅で前記各チューブを振動させることを特徴とする請求項1または2に記載の熱交換器の製造方法。
- 前記加振工程では、前記各チューブの振動が同位相となるように前記各チューブを振動させることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の熱交換器の製造方法。
- 前記加振工程では、前記波形フィンを挟んで隣り合う前記チューブの振動が逆位相となるように前記各チューブを振動させることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の熱交換器の製造方法。
- 前記各チューブにおける前記各突起部の表面形状は球面状となっており、前記各チューブの前記外壁面において前記波形フィンを挟んで隣り合う前記チューブの前記突起部間と対向するとともに、前記波形フィンの前記山部が接触する部位の表面形状は平坦となっており、
前記加振工程では、前記波形フィンを挟んで隣り合う前記チューブの振動が逆位相となるように前記各チューブを振動させることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の熱交換器の製造方法。
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