JP7353490B2

JP7353490B2 - 固定治具および熱交換器の製造方法

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Publication number: JP7353490B2
Application number: JP2022530099A
Authority: JP
Inventors: 健人西分; 和義高山; 大士永友; 典宏米田; 健一木谷
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2020-06-08
Filing date: 2021-05-21
Publication date: 2023-09-29
Anticipated expiration: 2041-05-21
Also published as: CN115605309A; WO2021251104A1; JPWO2021251104A1

Description

本開示は、固定治具および熱交換器の製造方法に関するものである。

空気調和機では、側面に複数の穴を有する主配管である冷媒分配器と、冷媒分配器の側面に設けられた穴に挿入され流路部が連通する複数の副配管である扁平冷媒管と、を備える熱交換器が用いられている。

扁平冷媒管を冷媒分配器にろう材により接合する際、冷媒分配器と扁平冷媒管との接続部において流路部が狭くならないために、冷媒分配器へ挿入した扁平冷媒管の挿入量を一定の範囲に収める必要がある。冷媒分配器への挿入量を一定の範囲に収めるため、扁平冷媒管の先端を縮管することが知られている。また、特許文献１は、冷媒分配器の内部に当て止めを設けることにより、冷媒分配器への挿入量を一定の範囲に収める熱交換器を開示する。

特開２００３－３１４９８７号公報

しかし、扁平冷媒管の先端を縮管する、または冷媒分配器の内部に当て止めを設ける、と流路の減少または圧力損失の増加という問題がある。また、扁平冷媒管の先端を縮管する、または冷媒分配器の内部に当て止めを設けないとすると、扁平冷媒管の挿入量を一定の範囲に収めることが困難であり、扁平冷媒管を冷媒分配器に取り付けることが容易でないという問題がある。

本開示は、上記のような課題を解決するために考案されたものであり、圧力損失が小さく、副配管を主配管に容易に取り付けることができる固定治具および熱交換器の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本開示に係る固定治具は、炉中で主配管と副配管とをろう付けするための固定治具であって、側面に複数の穴を有する主配管を固定する第１の固定部と、第１の固定部に固定され、主配管の側面に設けられた穴にそれぞれ挿入された複数の副配管の挿入箇所近傍を固定する第２の固定部と、を備え、第１の固定部と第２の固定部とは、互いに固定され、炉中で主配管に対する副配管の挿入量を保持する。

本開示によれば、固定治具により副配管を主配管に固定できるため、圧力損失が小さく、副配管を主配管に容易に取り付けることができる。

本開示の実施の形態に係る固定治具を示す図本開示の実施の形態に係る冷媒分配器と扁平冷媒管を示す図本開示の実施の形態に係る冷媒分配器に扁平冷媒管を取り付けた図本開示の実施の形態に係る固定治具を示す側面図図４におけるＶ－Ｖ断面図本開示の実施の形態に係る固定治具を示す背面図本開示の実施の形態に係る固定治具に扁平冷媒管を取り付ける方法を示す図本開示の実施の形態に係る固定治具と仮止治具を示す図本開示の実施の形態に係る熱交換器の製造方法を示すフローチャート本開示の実施の形態の熱交換器を製造する方法で製造した熱交換器を示す断面図比較例の熱交換器を製造する方法で製造した熱交換器を示す断面図比較例の熱交換器を製造する方法で製造した熱交換器を示す断面図変形例に係る固定治具を示す背面図変形例に係る固定治具から扁平冷媒管を取り外す方法を示す図変形例に係る固定治具を示す背面図変形例に係る固定治具から扁平冷媒管を取り外す方法を示す図変形例に係る固定治具を示す側面断面図図１７におけるＸＶＩＩＩ－ＸＶＩＩＩ断面図変形例に係る固定治具を示す背面図変形例に係る固定治具を示す背面図

以下、本開示の実施の形態に係る固定治具および熱交換器の製造方法について図面を参照して詳細に説明する。なお、図中、同一又は同等の部分には同一の符号を付す。

本実施の形態に係る固定治具１００は、図１に示すように、冷媒分配器２００に複数の扁平冷媒管３００を接合する際に用いるものであり、冷媒分配器２００を固定する第１の固定部１０と、複数の扁平冷媒管３００を固定する第２の固定部２０と、を備える。冷媒分配器２００に複数の扁平冷媒管３００が接合されて作成された熱交換器は、冷媒を冷媒分配器２００から扁平冷媒管３００に流して、扁平冷媒管３００の間を流れる空気と熱交換することで空気の温度を調節する空気調和機の室内機または室外機に用いられる。

理解を容易にするために、相互に直交するｘｙｚ座標を設定し、適宜参照する。冷媒分配器２００が延びる方向をｘ方向、扁平冷媒管３００が延びる方向をｙ方向、ｘ方向およびｙ方向に垂直な方向をｚ方向、と設定する。

冷媒分配器２００は、図２に示すように、扁平冷媒管３００に冷媒を供給する円筒形状を有する配管であり、側面２１０に扁平冷媒管３００が取り付けられる複数の穴２２０を有する。冷媒分配器２００は、主配管の一例である。冷媒分配器２００は、熱伝導率を高くするため、アルミニウムまたはアルミニウム合金製である。

扁平冷媒管３００は、図３に示すように、冷媒分配器２００にろう材４００により接合され、長手方向に延在する一対の平板部３１０と、周方向に湾曲した一対の湾曲部３２０とを有し、平板部３１０と湾曲部３２０が周方向に交互に配置されている扁平管である。扁平冷媒管３００は、副配管の一例である。ろう材４００は、図１に示すろう材供給ノズル４１０により扁平冷媒管３００と冷媒分配器２００の接合部に供給される。冷媒分配器２００と扁平冷媒管３００の接続部は、ろう材４００が接続部全体を覆って十分に広がる必要がある。接続部がすべてろう材４００で埋まることにより、冷媒が流れる流路として機能する。一対の平板部３１０は、互いに平行に配置されている。扁平冷媒管３００の延びる方向は、冷媒分配器２００の延びる方向に対して垂直に配置されている。扁平冷媒管３００は、冷媒分配器２００と同様に、アルミニウムまたはアルミニウム合金製である。

第１の固定部１０は、図４および図５に示すように、扁平冷媒管３００の挿入量を調整する挿入量調整ピン１１と、冷媒分配器２００を挿入量調整ピン１１に押さえつける第１の押圧部１２と、第１の押圧部１２を固定するアーム１３と、を有する。

挿入量調整ピン１１は、第２の固定部２０に取り付けられたネジ１１ａと、冷媒分配器２００の側面２１０に当接する当接面１１ｂと、を有し、ｙ方向に突出する長さを調整し、冷媒分配器２００に対する扁平冷媒管３００の挿入量を調整する。

第１の押圧部１２は、アーム１３に取り付けられた固定部１２ａと、冷媒分配器２００の側面２１０に当接する当接部１２ｂと、固定部１２ａと当接部１２ｂとを接続する湾曲部１２ｃと、を有し、湾曲部１２ｃが撓むことにより冷媒分配器２００を－ｙ方向に押さえるバネである。第１の押圧部１２は、挿入量調整ピン１１に対向して配置され、冷媒分配器２００を挿入量調整ピン１１に押さえつけることで、冷媒分配器２００を固定する。第１の押圧部１２は、炉中でのろう付の温度に耐えられる必要があるため、好ましくは、カーボンを使用した耐熱性の高いバネを用いる。

アーム１３は、第２の固定部２０に接続された一端部１３ａと、第１の押圧部１２を固定する他端部１３ｂと、を有する。

第２の固定部２０は、複数の扁平冷媒管３００の挿入箇所近傍を固定するものであり、熱膨張による複数の扁平冷媒管３００の延伸を許容し、かつ冷媒分配器２００に対する複数の扁平冷媒管３００の挿入量のろう付中のズレを抑制可能な位置で複数の扁平冷媒管３００を固定する。第２の固定部２０は、好ましくは、冷媒分配器２００の側面２１０から冷媒分配器２００の外径Ｄ１より小さい距離の位置で扁平冷媒管３００を固定する。詳細には、ｙ方向において、冷媒分配器２００の側面２１０から第２の固定部２０の中心２０ａまでの距離Ｄ２は、ｙ方向における冷媒分配器２００の外径Ｄ１より小さいことが好ましい。また、冷媒分配器２００の側面２１０から後述する基準面２３までの距離Ｄ３は、ｙ方向における冷媒分配器２００の外径Ｄ１より小さいことがより好ましい。また、第２の固定部２０は、図５および図６に示すように、ｙ方向に見てＥ字形状を有し、扁平冷媒管３００が配置される複数の凹部２１と、扁平冷媒管３００を押さえて固定する複数の第２の押圧部２２と、ｙ方向における扁平冷媒管３００の位置を決定する基準面２３と、を有する。

凹部２１は、扁平冷媒管３００の平板部３１０に当接する当接面２１ａと、第２の押圧部２２が取付けられる取付面２１ｂと、を有する。当接面２１ａと取付面２１ｂとは、互いに向かい合って平行に配置される。

第２の押圧部２２は、取付面２１ｂに取り付けられた固定部２２ａと、扁平冷媒管３００の平板部３１０に当接する当接部２２ｂと、固定部２２ａと当接部２２ｂとを接続する湾曲部２２ｃと、を有し、湾曲部２２ｃが撓むことにより扁平冷媒管３００をｘ方向または－ｘ方向に押さえるバネである。第２の押圧部２２は、扁平冷媒管３００を当接面２１ａに押さえつけることにより、扁平冷媒管３００を第２の固定部２０に固定する。第２の押圧部２２は、上述した第１の押圧部１２と同様に、炉中でのろう付の温度に耐えられる必要があるため、好ましくは、カーボンを使用した耐熱性の高いバネを用いる。第２の固定部２０は、第１の固定部１０と一体となっているために、固定治具１００を介して扁平冷媒管３００と冷媒分配器２００とを固定して保持することができる。

基準面２３は、図７に示すように、扁平冷媒管３００を冷媒分配器２００に挿入する量を決める基準となるｙ方向に垂直な平面を有する。扁平冷媒管３００の先端部３３０は、ｙ方向において、基準面２３から基準長さＬ１離れた位置に配置される。扁平冷媒管３００の先端部３３０は、ろう材４００により流路が閉塞されない最小の挿入量Ｌ２以上挿入されることが好ましい。また、冷媒を流れやすくするためには、冷媒流動部の面積を十分に確保する必要がある。そのためには冷媒分配器２００への扁平冷媒管３００の挿入量を抑える必要があり、扁平冷媒管３００の先端部３３０の最大の挿入量Ｌ３は小さいことが好ましい。このため、最大の挿入量Ｌ３は、製造時に発生する誤差に基づいて、なるべく小さい値に決定される。基準長さＬ１は、扁平冷媒管３００の先端部３３０が冷媒分配器２００に最小の挿入量Ｌ２以上最大の挿入量Ｌ３以下挿入された長さに設定される。具体的には、扁平冷媒管３００の長径Ｄ４＝２０ｍｍ、冷媒分配器２００の内径Ｄ５＝２５ｍｍである場合、ろう材４００により流路が閉塞されない最小の挿入量Ｌ２＝３ｍｍに設定することが好ましい。挿入量Ｌ２＝３ｍｍであると、冷媒流動部の面積は、冷媒分配器２００の内径断面積に対して、７０％である。冷媒流動部の面積を最低でも冷媒分配器２００の内径断面積の６０％以上確保すると仮定すると、扁平冷媒管３００の最大の挿入量Ｌ３は、６．３ｍｍ以下となる。つまり、この場合、扁平冷媒管３００は、最小の挿入量Ｌ２＝３ｍｍ以上最大の挿入量Ｌ３＝６．３ｍｍ以下の条件で、冷媒分配器２００に挿入される必要がある。このため、扁平冷媒管３００の先端部３３０を挿入量Ｌ４＝４．６５ｍｍで挿入し、±１．６５ｍｍの誤差範囲に収める必要がある。挿入量Ｌ４は、最小の挿入量Ｌ２と最大の挿入量Ｌ３との平均である。この場合、ｙ方向において、扁平冷媒管３００の先端部３３０を挿入量Ｌ４で挿入した先端部３３０の位置から基準面２３までを基準長さＬ１とするとよい。

扁平冷媒管３００の先端部３３０の位置から基準面２３までを基準長さＬ１で固定治具１００に配置するために、図８に示す扁平冷媒管３００を仮止めする仮止治具３０を用いるとよい。なお、固定治具１００と仮止治具３０とは、治具セットを構成する。仮止治具３０は、第２の固定部２０と同様の構造を有することにより扁平冷媒管３００を仮止めする。仮止治具３０は、取り付けられる扁平冷媒管３００が延びる向きに垂直な平面を有する基準面３１を有する。扁平冷媒管３００の先端部３３０を基準面３１から基準長さＬ１の位置に配置して扁平冷媒管３００を仮止めする。つぎに、予め冷媒分配器２００を取り付けた固定治具１００の基準面２３を、扁平冷媒管３００を仮止めした仮止治具３０の基準面３１に向かい合わせて配置する。つぎに、固定治具１００を－ｙ方向に移動し、固定治具１００の基準面２３を仮止治具３０の基準面３１に近づける。基準面２３と基準面３１とが接触すると、仮止治具３０を扁平冷媒管３００から取り外す。これにより、図７に示すように、冷媒分配器２００と扁平冷媒管３００とが、固定治具１００に取り付けられる。このとき、扁平冷媒管３００の先端部３３０は、基準面２３から基準長さＬ１の位置に配置される。

つぎに、以上の構成を有する固定治具１００を用いて、図２に示す冷媒分配器２００に複数の扁平冷媒管３００を接合する例について、熱交換器の製造方法を説明する。

本実施の形態に係る熱交換器の製造方法は、図９に示すように、固定治具１００に冷媒分配器２００を取り付ける分配器取付工程（ステップＳ１０１）と、扁平冷媒管３００を仮止めする扁平管仮止工程（ステップＳ１０２）と、固定治具１００に扁平冷媒管３００を取り付ける扁平管取付工程（ステップＳ１０３）と、冷媒分配器２００に複数の扁平冷媒管３００を接合する接合工程（ステップＳ１０４）と、固定治具１００を取り外す治具取外工程（ステップＳ１０５）と、を備える。

熱交換器の製造を開始する前に、冷媒分配器２００と扁平冷媒管３００とを準備する。冷媒分配器２００は、図２に示すように、側面２１０に扁平冷媒管３００が取り付けられる複数の穴２２０を有する。冷媒分配器２００は、熱伝導率を高くするため、アルミニウムまたはアルミニウム合金製である。扁平冷媒管３００は、長手方向に延在する一対の平板部３１０と、周方向に湾曲した一対の湾曲部３２０とを有し、平板部３１０と湾曲部３２０が周方向に交互に配置されている。一対の平板部３１０は、互いに平行に配置されている。扁平冷媒管３００は、冷媒分配器２００と同様に、アルミニウムまたはアルミニウム合金製である。

分配器取付工程（ステップＳ１０１）では、挿入量調整ピン１１の当接面１１ｂと、第１の押圧部１２の当接部１２ｂと、の間に冷媒分配器２００を取り付ける。分配器取付工程（ステップＳ１０１）は、主配管取付工程の一例である。

扁平管仮止工程（ステップＳ１０２）では、図８に示す仮止治具３０に扁平冷媒管３００を仮止めする。扁平管仮止工程（ステップＳ１０２）では、副配管仮止工程の一例である。仮止治具３０は、扁平冷媒管３００を仮止めするものであり、基準面３１を有する。基準面３１は、取り付けられる扁平冷媒管３００の延びる向きに垂直な平面を有する。具体的には、扁平冷媒管３００の先端部３３０を基準面３１から基準長さＬ１の位置に配置して仮止めする。基準長さＬ１は、上述したように、扁平冷媒管３００の先端部３３０が、冷媒分配器２００に最小の挿入量Ｌ２以上最大の挿入量Ｌ３以下挿入された長さに設定される。最小の挿入量Ｌ２は、ろう材４００により流路が閉塞されない挿入量である。最大の挿入量Ｌ３は、冷媒流動部の面積をなるべく大きくするため、小さいことが好ましい。

扁平管取付工程（ステップＳ１０３）では、冷媒分配器２００を取り付けた固定治具１００に仮止治具３０に仮止めした扁平冷媒管３００を取り付ける。扁平管取付工程（ステップＳ１０３）は、副配管取付工程の一例である。まず、冷媒分配器２００を取り付けた固定治具１００の基準面２３を、扁平冷媒管３００を仮止めした仮止治具３０の基準面３１に向かい合わせて配置する。つぎに、固定治具１００を－ｙ方向に移動し、固定治具１００の基準面２３を仮止治具３０の基準面３１に近づける。基準面２３と基準面３１とが接触すると、仮止治具３０を扁平冷媒管３００から取り外す。これにより、図７に示すように、冷媒分配器２００と扁平冷媒管３００とが、固定治具１００に取り付けられる。このとき、扁平冷媒管３００の先端部３３０は、基準面２３から基準長さＬ１の位置に配置される。扁平冷媒管３００の先端部３３０がずれて配置された場合、挿入量調整ピン１１により冷媒分配器２００に対する扁平冷媒管３００の挿入量を調整する。

図９に示す接合工程（ステップＳ１０４）では、冷媒分配器２００と扁平冷媒管３００との接合部に図１に示すろう材供給ノズル４１０によりろう材４００を配置し、ろう付を実行する。第１の押圧部１２により冷媒分配器２００が押さえられ、また第２の押圧部２２により扁平冷媒管３００が押さえられた状態で、固定治具１００と冷媒分配器２００と扁平冷媒管３００を炉中に配置し、炉中で加熱してろう付する。固定治具１００により冷媒分配器２００と扁平冷媒管３００とが固定されているため、挿入量を保持したままろう付されるため、扁平冷媒管３００と冷媒分配器２００が適切な位置で接合される。

治具取外工程（ステップＳ１０５）では、接合工程（ステップＳ１０４）で接合された冷媒分配器２００と扁平冷媒管３００とから固定治具１００を取り外す。冷媒分配器２００は、第１の押圧部１２により押さえられて保持され、扁平冷媒管３００は、第２の押圧部２２により押さえられて保持されているので、固定治具１００を、ｘ方向に移動することにより取り外すことができる。これにより、図１０に示すように、扁平冷媒管３００を冷媒分配器２００に接合した熱交換器が製造される。ろう材４００が接続部全体を覆って十分に広がり、接続部の溝がすべてろう材４００で埋まることにより、冷媒分配器２００の内部で冷媒流動部２３０が確保されて、冷媒が流れる流路として機能する。

以上のように、本実施の形態の固定治具１００および熱交換器の製造方法によれば、固定治具１００により冷媒分配器２００と扁平冷媒管３００とを固定した状態で、ろう付するため、扁平冷媒管３００と冷媒分配器２００が適切な位置で接合される。また、複数の扁平冷媒管３００の挿入箇所近傍を固定することで熱膨張による扁平冷媒管３００の延伸を許容し、かつ冷媒分配器２００に対する扁平冷媒管３００の挿入量のろう付中のズレを抑制することができる。これにより、熱交換器の性能を低下させる形状を設けることなく、扁平冷媒管３００の先端がろう材４００で詰まる不具合、および冷媒流動部２３０の面積が不足する不具合を防止することが可能となる。また、固定治具１００は、基準面２３を有し、扁平冷媒管３００の先端部３３０を基準面２３から基準長さＬ１の位置に配置することで、扁平冷媒管３００を冷媒分配器２００に適切な挿入量で挿入することができる。また、固定治具１００は、挿入量調整ピン１１を有することで、扁平管取付工程（ステップＳ１０３）において、扁平冷媒管３００の先端部３３０がずれて配置された場合、挿入量調整ピン１１により冷媒分配器２００に対する扁平冷媒管３００の挿入量を調整することができる。また、冷媒分配器２００は、第１の押圧部１２により押さえられて保持され、扁平冷媒管３００は、第２の押圧部２２により押さえられて保持されているので、分配器取付工程（ステップＳ１０１）および扁平管取付工程（ステップＳ１０３）を実施した後、固定治具１００により固定した冷媒分配器２００と扁平冷媒管３００を搬送したとしても位置ずれを防ぐことができる。また、固定治具１００により冷媒分配器２００と扁平冷媒管３００を固定しているため、炉中でろう付を実施する際に、熱膨張による位置ずれの発生を抑制することが可能である。

（比較例）
これに対して、固定治具１００を用いないとすると、冷媒分配器２００に対する扁平冷媒管３００の挿入量を調整することが困難である。また、固定治具１００で固定していない場合、搬送する際に位置ずれが発生する虞、および炉中でろう付する際に熱膨張による位置ずれが発生する虞がある。冷媒分配器２００に対する扁平冷媒管３００の挿入量が小さい場合、図１１に示すように、接続部を埋めるろう材４００が広がる際に扁平冷媒管３００の先端部３３０までろう材４００が到達する虞がある。ろう材４００が扁平冷媒管３００の先端部３３０まで到達した場合、先端部３３０から扁平冷媒管３００の内部にろう材４００が流れ込み、扁平冷媒管３００の流路が塞がる虞、または流路が狭くなる虞がある。扁平冷媒管３００の流路が塞がると分配性能が低下し、熱交換器として性能低下を招くた虞がある。また、冷媒分配器２００に対する扁平冷媒管３００の挿入量が大きい場合、図１２に示すように、扁平冷媒管３００の流路が塞がる虞は小さいが、冷媒分配器２００の内部における扁平冷媒管３００の占有面積が大きくなるため、冷媒流動部２３０が小さくなる。冷媒流動部２３０が小さくなると、冷媒分配器２００の内部を冷媒が流れづらくなり、冷媒を循環させるために必要な圧力が高くなるため、熱交換器のエネルギー効率が低下する。また、扁平冷媒管の先端に段付き形状またはテーパ形状を設けることにより、冷媒管挿入穴に挿入した際、一定の挿入量で止まる構造とする方法がある。しかしこのように部品形状の工夫によって扁平冷媒管と冷媒分配器の位置関係を保持する方法は、扁平冷媒管の先端が細くなることで流路が狭くなる虞、および当たり止まりを設けたことで流路を塞いでしまう虞があり、性能が低下してしまうという欠点がある。

（変形例）
上述の実施の形態では、固定治具１００の第２の固定部２０に配置された第２の押圧部２２が、扁平冷媒管３００を押さえて固定する例について説明した。第２の押圧部２２は、押圧する力を解除する部材をさらに備えてもよく、図１３に示すように、当接部２２ｂに延長して扁平冷媒管３００を取り外す一対のレバー２２ｄが接続されてもよい。固定治具１００を取り外す際に、図１４に示すように、一対のレバー２２ｄの先端を締め込むことで、扁平冷媒管３００から当接部２２ｂを離し、扁平冷媒管３００を容易に取り外すことが可能となる。また、支点となる湾曲部２２ｃから扁平冷媒管３００と当接する当接部２２ｂまでの距離Ｄ３より、湾曲部２２ｃからレバー２２ｄの先端までの距離Ｄ４を長くすることで、てこの原理によって少ない力でレバー２２ｄを操作することが可能となる。また、レバー２２ｄがあることで、接合後の取り外し時に、扁平冷媒管３００に第２の押圧部２２から押圧する力をかけない状態で、扁平冷媒管３００を取り外すことができ、扁平冷媒管３００に傷を付ける虞が小さくなる。固定治具１００の第２の押圧部２２が押圧する力は、分配器取付工程（ステップＳ１０１）から接合工程（ステップＳ１０４）において、輸送によるずれを考慮すると押圧する力が高いほうが好ましく、第２の押圧部２２が扁平冷媒管３００を押圧する力を大きくしたとしても、レバー２２ｄがあることで、取り外し時に必要な力を小さくできる。

また、第２の固定部２０に配置された第２の押圧部２２は、図１５に示すように、扁平冷媒管３００の取り外しを容易にするために、押し子２４により一対のレバー２２ｅを押さえて、押圧する力が解除されてもよい。押し子２４は、第２の固定部２０に設けられた溝部２５に配置され、押し子固定ピン２６により溝部２５に拘束され、ｚ方向に摺動する。第２の押圧部２２の当接部２２ｂには、レバー２２ｅが接続されている。押し子２４は、押し子固定ピン２６が貫通する穴２４ａと、レバー２２ｅに接触する傾斜部２４ｂと、を備える。押し子２４は、図１６に示すように、－ｚ方向に押し込まれると、傾斜部２４ｂから一対のレバー２２ｅにｘ方向または－ｘ方向に挟み込む力が加わり、レバー２２ｅが内側に締め込まれる。この構造により、押し子２４を押し込むだけで、扁平冷媒管３００から当接部２２ｂを離し、扁平冷媒管３００を容易に取り外すことが可能となる。

また、第２の固定部２０は、第２の押圧部２２に代えて、図１７および図１８に示すように、互いに向かい合って配置された一対の当接面２７と、一対の当接面２７の間に配置され、当接面２７に扁平冷媒管３００を押さえて固定するカム２８を備えてもよい。カム２８は、ｘ方向にみて楕円形状を有し、カム回し用ノブ２９によりｚ方向に延びる回転軸ＡＸを中心として回転する。回転軸ＡＸは、一対の当接面２７の間に配置されている。カム回し用ノブ２９を回転してカム２８の角度を変えることで、カム２８により扁平冷媒管３００が当接面２７に押し付けられ、摩擦により固定することができる。また、取り外しの際にもカム回し用ノブ２９を回すことで、カム２８の角度が変わり、扁平冷媒管３００と離れることで容易に取り外すことができる。

上述の実施の形態では、固定治具１００の第１の固定部１０に設けられた第１の押圧部１２が冷媒分配器２００を挿入量調整ピン１１に押さえつけることで、冷媒分配器２００を固定する例について説明した。第１の固定部１０は、冷媒分配器２００を固定することができればよく、第１の押圧部１２に代えて冷媒分配器２００を固定する固定ネジ１４を有してもよい。固定ネジ１４には、固定ネジ１４を回すネジ回し用ノブ１５が取り付けられている。ねじ回し用ノブ１５を回すことにより、冷媒分配器２００を挿入量調整ピン１１に押し付けることで冷媒分配器２００と第１の固定部１０との位置関係を固定することができる。取り外しの際にも、ネジ回し用ノブ１５を回すことで固定ネジ１４を緩め、冷媒分配器２００を容易に取り外しができる。

上述の実施の形態では、第２の押圧部２２またはカム２８により扁平冷媒管３００を固定する例について説明した。第２の固定部２０は、第２の押圧部２２またはカム２８に代えて、図１９に示すように、1対の扁平冷媒管３００に挟まれるように設けられた当接面２１ｃと、当接面２１ｃに向かって設けられ、当接面２１ｃに扁平冷媒管３００を押さえて固定する固定ネジ３２を備えてもよい。固定ネジ３２は、ネジ回し用ノブ３２ａと、一端部がネジ回し用ノブ３２ａに取り付けられたネジ部３２ｂと、ネジ部３２ｂの他端部に取り付けられた押さえ板３２ｃと、を有する。固定ネジ３２は、ネジ回し用ノブ３２ａを回転してネジ部３２ｂのネジ機構により当接面２１ｃへ向かって押さえ板３２ｃを移動することで、押さえ板３２ｃが扁平冷媒管３００に押し付けられることで摩擦により固定することができる。また取り外しの際にもネジ回し用ノブ３２ａを回すことで、押さえ板３２ｃが扁平冷媒管３００と離れることで容易に取り外すことができる。

また、第２の固定部２０は、図２０に示すように、第２の押圧部２２’と固定ネジ３２を組み合わせてもよい。第２の押圧部２２’は、上述した第２の押圧部２２と同様の構成を有する。第２の押圧部２２’は、押さえ板３２ｃに取り付けられている。ネジ回し用ノブ３２ａを回転してネジ部３２ｂのネジ機構により当接面２１ｃへ向かって移動することで、第２の押圧部２２’が扁平冷媒管３００に押し付けられることで摩擦により固定することができる。また取り外しの際にもネジ回し用ノブ３２ａを回すことで、第２の押圧部２２’が扁平冷媒管３００と離れることで容易に取り外すことができる。扁平冷媒管３００に押し付けられる部分に第２の押圧部２２’を設けることにより、固定中にネジ部３２ｂがろう付の熱により線膨張した場合でも湾曲部２２ｃ’の弾性で吸収するため、扁平冷媒管３００は損傷しない。また、図２０では、第２の押圧部２２’が、押さえ板３２ｃに取り付けられているが、第２の押圧部２２’は、当接面２１ｃに取り付けられてもよい。この場合、押さえ板３２ｃは、扁平冷媒管３００を第２の押圧部２２’に押し付けられることで摩擦により固定することができる。

上述の実施の形態では、冷媒分配器２００と扁平冷媒管３００との接合部がろう材４００により接合される例について説明した。冷媒分配器２００と扁平冷媒管３００とは、接合されて冷媒が流れる流路が形成されればよく、溶接により接続されてもよく、その他の方法により接合されてもよい。

上述の実施の形態では、熱交換器が、扁平冷媒管３００の間を流れる空気と熱交換することで空気の温度を調節する空気調和機の室内機または室外機に用いられる例について説明した。熱交換器は、扁平冷媒管３００の間を流れる流体と熱交換するものであり、用途は限定されない。熱交換器は、冷蔵庫または冷凍庫に用いられてもよい。また、熱交換器は、扁平冷媒管３００の内部を流れる冷却水と扁平冷媒管３００の間を流れる空気とで熱交換し、冷却水を冷却するラジエータとして用いられてもよい。また、冷媒分配器２００および扁平冷媒管３００の内部を流れる流体は、液体であっても気体であってもよい。また、扁平冷媒管３００の間を流れる流体は、液体であっても気体であってもよい。

上述の実施の形態では、冷媒分配器２００および扁平冷媒管３００が、アルミニウムまたはアルミニウム合金製である例について説明した。冷媒分配器２００および扁平冷媒管３００は、熱交換器に用いられる金属であればよく、銅または銅合金製であってもよい。また、冷媒分配器２００および扁平冷媒管３００は、表面に金属膜または樹脂膜を含む保護膜を備えてもよい。

上述の実施の形態では、固定治具１００が、主配管として円筒形状を有する冷媒分配器２００、副配管として扁平冷媒管３００を固定する例について説明した。固定治具１００、側面に複数の穴を有する主配管と、主配管の側面に設けられた穴にそれぞれ挿入された複数の副配管と、を固定することができればよい。主配管の断面形状は、とくに限定されず、楕円、半円または多角形であってもよい。また、副配管の断面形状も、特に限定されず、円、楕円、半円または多角形であってもよい。

本開示は、本開示の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この開示を説明するためのものであり、本開示の範囲を限定するものではない。すなわち、本開示の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の開示の意義の範囲内で施される様々な変形が、この開示の範囲内とみなされる。

本出願は、２０２０年６月８日に出願された、日本国特許出願特願２０２０－０９９１３３号に基づく。本明細書中に日本国特許出願特願２０２０－０９９１３３号の明細書、特許請求の範囲、図面全体を参照として取り込むものとする。

１０第１の固定部、１１挿入量調整ピン、１１ａネジ、１１ｂ当接面、１２第１の押圧部、１２ａ固定部、１２ｂ当接部、１２ｃ湾曲部、１３アーム、１３ａ一端部、１３ｂ他端部、１４固定ネジ、１５、３２a ネジ回し用ノブ、２０第２の固定部、２１凹部、２１ａ、２１ｃ当接面、２１ｂ取付面、２２、２２’ 第２の押圧部、２２ａ固定部、２２ｂ当接部、２２ｃ、２２ｃ’ 湾曲部、２２ｄ、２２ｅレバー、２３基準面、２４押し子、２４ａ穴、２４ｂ傾斜部、２５溝部、２６押し子固定ピン、２７当接面、２８カム、２９カム回し用ノブ、３０仮止治具、３１基準面、３２固定ネジ、３２b ネジ部、３２c 押さえ板、１００固定治具、２００冷媒分配器、２１０側面、２２０穴、２３０冷媒流動部、３００扁平冷媒管、３１０平板部、３２０湾曲部、３３０先端部、４００ろう材、４１０ろう材供給ノズル。

Claims

炉中で主配管と副配管とをろう付けするための固定治具であって、
側面に複数の穴を有する前記主配管を固定する第１の固定部と、
前記第１の固定部に固定され、前記主配管の側面に設けられた前記穴にそれぞれ挿入された複数の前記副配管の挿入箇所近傍を固定する第２の固定部と、
を備え、
前記第１の固定部と前記第２の固定部とは、互いに固定され、前記炉中で前記主配管に対する前記副配管の挿入量を保持する、
固定治具。
炉中で主配管と副配管とをろう付けするための固定治具であって、
側面に複数の穴を有する前記主配管を固定する第１の固定部と、
前記第１の固定部に固定され、前記主配管の側面に設けられた前記穴にそれぞれ挿入された複数の前記副配管を固定する第２の固定部と、を備え、
前記第２の固定部は、前記第１の固定部に固定され、前記炉中で前記主配管の側面から前記主配管の外径より小さい距離の位置で前記複数の副配管を固定する、
固定治具。
炉中で主配管と副配管とを固定するための固定治具であって、
側面に複数の穴を有する前記主配管を固定する第１の固定部と、
前記第１の固定部に固定され、前記主配管の側面に設けられた前記穴にそれぞれ挿入された複数の前記副配管の挿入箇所近傍を固定する第２の固定部と、
を備え、
前記第１の固定部は、前記主配管に挿入された前記副配管の挿入量を調整する挿入量調整ピンと、前記挿入量調整ピンに前記主配管を押さえつける第１の押圧部と、を有する、
固定治具。
炉中で主配管と副配管とを固定するための固定治具であって、
側面に複数の穴を有する前記主配管を固定する第１の固定部と、
前記第１の固定部に固定され、前記主配管の側面に設けられた前記穴にそれぞれ挿入された複数の前記副配管の挿入箇所近傍を固定する第２の固定部と、
を備え、
前記第１の固定部は、前記主配管に挿入された前記副配管の挿入量を調整する挿入量調整ピンと、前記挿入量調整ピンに前記主配管を押さえつける固定ネジと、前記固定ネジを回すネジ回し用ノブと、を有する、
固定治具。
炉中で主配管と副配管とを固定するための固定治具であって、
側面に複数の穴を有する前記主配管を固定する第１の固定部と、
前記第１の固定部に固定され、前記主配管の側面に設けられた前記穴にそれぞれ挿入された複数の前記副配管の挿入箇所近傍を固定する第２の固定部と、
を備え、
前記第２の固定部は、前記副配管に当接する当接面と、前記副配管を前記当接面に押さえて固定する第２の押圧部と、を有し、
前記第２の押圧部は、前記副配管に当接する当接部と、前記当接部に接続され、撓むことにより前記当接部を前記副配管に押さえる湾曲部と、前記当接部に延長して設けられたレバーと、を有する、
固定治具。
前記第２の押圧部は、前記レバーを押さえて、前記当接部が前記副配管を押圧する力を解除する押し子を有する、
請求項５に記載の固定治具。
炉中で主配管と副配管とを固定するための固定治具であって、
側面に複数の穴を有する前記主配管を固定する第１の固定部と、
前記第１の固定部に固定され、前記主配管の側面に設けられた前記穴にそれぞれ挿入された複数の前記副配管の挿入箇所近傍を固定する第２の固定部と、
を備え、
前記第２の固定部は、互いに向かい合って配置され、前記副配管に当接する１対の当接面と、前記当接面の間に配置され、前記副配管を前記当接面に押さえて固定するカムと、を有する、
固定治具。
炉中で主配管と副配管とを固定するための固定治具であって、
側面に複数の穴を有する前記主配管を固定する第１の固定部と、
前記第１の固定部に固定され、前記主配管の側面に設けられた前記穴にそれぞれ挿入された複数の前記副配管の挿入箇所近傍を固定する第２の固定部と、
を備え、
前記第２の固定部は、前記副配管に当接する当接面と、該当接面に前記副配管を押さえて固定する固定ネジを有する、
固定治具。
前記第１の固定部は、前記主配管を前記副配管が延びる方向に押さえつけて固定し、
前記第２の固定部は、複数の前記副配管を前記主配管が延びる方向に押さえつけて固定する、
請求項１から８の何れか１項に記載の固定治具。
前記第２の固定部は、熱膨張による前記副配管の延伸を許容し、かつ前記主配管に対する前記副配管の挿入量のろう付中のズレを抑制可能な位置で前記複数の副配管を固定する、
請求項１から９の何れか１項に記載の固定治具。
前記副配管が延びる方向において、前記主配管の側面から前記副配管を固定する第２の固定部の中心までの距離は、前記主配管の外径より小さい、
請求項１から１０の何れか１項に記載の固定治具。
前記第２の固定部は、前記副配管が延びる方向において、前記第２の固定部に固定する前記副配管の前記主配管に対する位置を決定する基準面を有する、
請求項１から１１の何れか１項に記載の固定治具。
前記第２の固定部は、前記副配管に当接する当接面と、前記副配管を前記当接面に押さえて固定する第２の押圧部と、を有する、
請求項１から１２の何れか１項に記載の固定治具。
前記主配管は、冷媒分配器であり、
前記副配管は、扁平冷媒管である、
請求項１から１３の何れか１項に記載の固定治具。
請求項１から１４の何れか１項に記載の固定治具に前記主配管を取り付ける主配管取付工程と、
前記固定治具に前記副配管を取り付ける副配管取付工程と、
前記固定治具に取り付けられた前記主配管と前記副配管とを炉中で加熱して、前記主配管と前記副配管とを接合する接合工程と、
を備える熱交換器の製造方法。
炉中で主配管と副配管とを固定するための固定治具を用いた熱交換器の製造方法であって、
前記固定治具は、
側面に複数の穴を有する前記主配管を固定する第１の固定部と、
前記第１の固定部に固定され、前記主配管の側面に設けられた前記穴にそれぞれ挿入された複数の前記副配管の挿入箇所近傍を固定する第２の固定部と、
を備え、
前記第２の固定部は、前記副配管が延びる方向において、前記第２の固定部に固定する前記副配管の前記主配管に対する位置を決定する基準面を有し、
前記固定治具に前記主配管を取り付ける主配管取付工程と、
前記基準面を有する仮止治具に、前記副配管の先端部を該基準面から基準長さ離れた位置に配置して仮止めする副配管仮止工程と、
前記仮止治具の基準面を前記固定治具の前記基準面に接触させることにより、前記副配管の先端部を前記固定治具の前記基準面から前記基準長さ離れた位置に配置して、前記固定治具に前記副配管を取り付ける副配管取付工程と、
前記主配管と前記副配管とを接合する接合工程と、
を備える熱交換器の製造方法。