JPH0719666A - 冷媒用ヘッダーの製造方法およびその製造方法により得られた冷媒用ヘッダーを用いた熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本体管(換言すれば、素材管)の一方側に管軸
方向に並ぶ複数の分岐管を有する冷媒用ヘッダーを効率
良く製造することを第１の目的とし、かくして得られた
冷媒用ヘッダーを用いることにより、コンパクトで組付
作業性の良好な熱交換器を得ることを第２の目的として
いる。 【構成】 両端が開放された素材管５内に低融点の金属
棒６を充填し、該金属棒６の両端から加圧して該金属棒
６を介して伝達される加圧力によって素材管５の一部を
塑性変形させるバルジ加工により、前記素材管５の一方
側に所定間隔で管軸方向に並ぶ複数の分岐管５a,５a・
・を一体に形成した後これらの分岐管５a,５a・・の先
端を切除するようにして冷媒用ヘッダーＸを製造すると
ともに、該冷媒用ヘッダーＸにおける分岐管５a,５a・
・を伝熱管７,７・・の端部にロー付接合して熱交換器
を構成するようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、冷媒用ヘッダーの製
造方法およびその製造方法により得られた冷媒用ヘッダ
ーを用いた熱交換器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、複数冷媒経路を有する熱交換器
からの冷媒を集合させるために用いられ、あるいは複数
冷媒経路を有する熱交換器への冷媒を分配させたりする
ために用いられる冷媒用ヘッダーＸは、図１４に示すよ
うに、大径の本体管５の一方側にロー付接合された複数
の連絡管１１,１１・・を備えて構成されており、これ
らの連絡管１１,１１・・を熱交換器Ｙの複数冷媒経路
における伝熱管７,７・・端部にロー付接合することと
なっている。

【０００３】ところが、上記のような構成の冷媒用ヘッ
ダーＸを用いる場合、次のような不具合がある。

【０００４】(１) 連絡管１１,１１・・を接続するた
めに本体管５に穴加工を施す必要があるとともに、接合
部の強度を確保するために、連絡管１１の接合部近傍に
ビーディング加工１２を施す必要がある。従って、部品
点数、加工要素が多くなってコストアップを招く。

【０００５】(２) 連絡管１１と伝熱管７端部とをロー
付接合する時点において、既にロー付接合されている本
体管５と連絡管１１との接合部のロー材が熱溶融するの
を防止する必要があり、そのために連絡管１１の長さを
５０mm以上にしなければならない。従って、連絡管１１
を長くした分だけ無駄なスペースが存在することとな
る。

【０００６】上記のような理由から、ロー付接合個所を
減らすことが冷媒用ヘッダーを製造するに当たって解決
を要する課題となってきている。

【０００７】このような課題を解決する技術として、特
開平２ー８６６６号公報に開示されているように、一端
が封止された閉塞管内に充填された低融点金属棒を加圧
するバルジ加工により本体管に対して対称に分岐する複
数分岐管を形成するものが提案されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記公知技術の場合、
一端が封止された閉塞管を素材管として用いているた
め、本願発明が指向している本体管の一方側に管軸方向
に並ぶ分岐管を有する冷媒用ヘッダーを製造しようとす
ると、金属棒加圧時の加圧力が分岐管形成部において大
きく異なってくる(即ち、金属棒の加圧端からの距離の
大小により異なってくる)ところから、所望の分岐管を
形成することが極めて困難となる。

【０００９】また、上記公知技術により形成された分岐
管は本体管に対して対称位置から突出することとなって
いるため、冷媒用ヘッダーとして用いる場合、伝熱管端
部との接合を容易ならしめるべく分岐管を直角に屈曲変
形させなければならないという問題も存する。

【００１０】本願発明は、上記の点に鑑みてなされたも
ので、本体管の一方側に管軸方向に並ぶ複数の分岐管を
有する冷媒用ヘッダーを効率良く製造することを第１の
目的とし、かくして得られた冷媒用ヘッダーを用いるこ
とにより、コンパクトで組付作業性の良好な熱交換器を
得ることを第２の目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明では、上
記課題を解決するための手段として、図面に示すよう
に、両端が開放された素材管５内に低融点の金属棒６を
充填し、該金属棒６の両端から加圧して該金属棒６を介
して伝達される加圧力によって素材管５の一部を塑性変
形させるバルジ加工により、前記素材管５の一方側に所
定間隔で管軸方向に並ぶ複数の分岐管５a,５a・・を一
体に形成した後これらの分岐管５a,５a・・の先端を切
除するようにしている。

【００１２】請求項２の発明では、上記課題を解決する
ための手段として、図面に示すように、両端が開放され
た素材管５を収容するための円形穴３を構成する一対の
半割型であって、一方側に前記円形穴３に連通し且つ所
定間隔で管軸方向に並ぶ複数の貫通孔４,４・・が形成
されている成形型１,２を用い、該成形型１,２により形
成される円形穴３に収容された素材管５内に低融点の金
属棒６を充填し、該金属棒６の両端から加圧して該金属
棒６を介して伝達される加圧力によって素材管５の一部
を前記貫通孔４,４・・内へ導いて塑性変形させること
により、前記素材管５の一方側に所定間隔で管軸方向に
並ぶ複数の分岐管５a,５a・・を一体に形成した後これ
らの分岐管５a,５a・・の先端を切除するようにしてい
る。

【００１３】請求項３の発明では、上記課題を解決する
ための手段として、図面に示すように、前記請求項２記
載の冷媒用ヘッダーの製造方法において、前記貫通孔
４,４・・の選ばれたものに金属棒６加圧時において素
材管５の塑性変形を抑制する方向に加圧する変形抑制手
段９,９・・を付設し、該変形抑制手段９,９・・を他の
貫通孔４,４・・における素材管５の塑性変形が進行し
た後においてその作用が解除されるようにしている。

【００１４】請求項４の発明では、上記課題を解決する
ための手段として、図面に示すように、前記請求項１、
２あるいは３記載の製造方法により製造された冷媒用ヘ
ッダーＸにおける分岐管５a,５a・・を伝熱管７,７・・
端部に接続して熱交換器を構成するようにしている。

【００１５】

【作用】請求項１の発明では、上記手段によって次のよ
うな作用が得られる。

【００１６】即ち、素材管５内に充填された低融点の金
属棒６の両端から加圧して該金属棒６を介して伝達され
る加圧力によって素材管５の一部を塑性変形させること
により、素材管５の一方側において管軸方向に並ぶ複数
の分岐管５a,５a・・が容易に形成できる。そして、得
られた冷媒用ヘッダーＸは、前記分岐管５a,５a・・を
熱交換器Ｙにおける伝熱管７,７・・端部にロー付接合
するだけで組付が完了することとなる。

【００１７】請求項２の発明では、上記手段によって次
のような作用が得られる。

【００１８】即ち、半割り成形型１,２により構成され
る円形穴３に素材管５を収容し、該素材管５内に充填さ
れた低融点の金属棒６の両端から加圧して該金属棒６を
介して伝達される加圧力によって前記成形型１,２の一
方側に形成された貫通孔４,４・・に素材管５の一部を
導いて塑性変形させることにより、素材管５の一方側に
おいて管軸方向に並ぶ複数の分岐管５a,５a・・が容易
に形成できる。そして、得られた冷媒用ヘッダーＸは、
前記分岐管５a,５a・・を熱交換器Ｙにおける伝熱管７,
７・・端部にロー付接合するだけで組付が完了すること
となる。

【００１９】請求項３の発明では、上記手段によって次
のような作用が得られる。

【００２０】即ち、変形抑制手段９,９・・による変形
抑制方向の加圧力を選択的に作用あるいは解除させるこ
とにより、成形型１,２の一方側に形成された貫通孔４,
４・・へ素材管５の一部が塑性変形する順序を適宜選定
することが可能となり、複数の分岐管５a,５a・・の分
岐長を容易に均一化することができる。

【００２１】請求項４の発明では、上記手段によって次
のような作用が得られる。

【００２２】即ち、冷媒用ヘッダーＸの組付が、分岐管
５a,５a・・を屈曲変形させる等の後加工を施すことな
く、分岐管５a,５a・・を直接伝熱管７,７・・端部にロ
ー付接合するだけで行なわれることとなる。

【００２３】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、両端が開放さ
れた素材管５内に低融点の金属棒６を充填し、該金属棒
６の両端から加圧して該金属棒６を介して伝達される加
圧力によって素材管５の一部を塑性変形させるバルジ加
工により、前記素材管５の一方側に所定間隔で管軸方向
に並ぶ複数の分岐管５a,５a・・を一体に形成した後こ
れらの分岐管５a,５a・・の先端を切除するようにした
ので、素材管５内に充填された低融点金属棒６の両端か
ら加圧するという簡易な手段により、従来技術的に製造
困難であった管軸方向に並ぶ複数の分岐管５a,５a・・
を有する冷媒用ヘッダーが容易に得られるという優れた
効果がある。そして、得られた冷媒用ヘッダーＸは、分
岐管５a,５a・・を伝熱管７,７・・端部にロー付接合す
るだけで熱交換器Ｙへ組み付けられることとなり、組付
作業性の向上が図れるとともに、コンパクト化および低
コスト化にも寄与するという効果もある。

【００２４】請求項２の発明によれば、両端が開放され
た素材管５を収容するための円形穴３を構成する一対の
半割型であって、一方側に前記円形穴３に連通し且つ所
定間隔で管軸方向に並ぶ複数の貫通孔４,４・・が形成
されている成形型１,２を用い、該成形型１,２により形
成される円形穴３に収容された素材管５内に低融点の金
属棒６を充填し、該金属棒６の両端から加圧して該金属
棒６を介して伝達される加圧力によって素材管５の一部
を前記貫通孔４,４・・内へ導いて塑性変形させること
により、前記素材管５の一方側に所定間隔で管軸方向に
並ぶ複数の分岐管５a,５a・・を一体に形成した後これ
らの分岐管５a,５a・・の先端を切除するようにしたの
で、半割り成形型１,２に保持された素材管５内に充填
された低融点金属棒６の両端から加圧して素材管５の一
部を貫通孔４,４・・に導いて塑性変形させるという簡
易な手段により、従来技術的に製造困難であった管軸方
向に並ぶ複数の分岐管５a,５a・・を有する冷媒用ヘッ
ダーＸが容易に得られるという優れた効果がある。そし
て、得られた冷媒用ヘッダーＸは、分岐管５a,５a・・
を伝熱管７,７・・端部にロー付接合するだけで熱交換
器Ｙへ組み付けられることとなり、組付作業性の向上が
図れるとともに、コンパクト化および低コスト化にも寄
与するという効果もある。

【００２５】請求項３の発明によれば、請求項２記載の
冷媒用ヘッダーの製造方法において、成形型１,２にお
ける貫通孔４,４・・の選ばれたものに金属棒６加圧時
において素材管５の塑性変形を抑制する方向に加圧する
変形抑制手段９,９・・を付設し、該変形抑制手段９,９
・・を他の貫通孔４,４・・における素材管５の塑性変
形が進行した後においてその作用が解除されるようにし
たので、変形抑制手段９,９・・による変形抑制方向の
加圧力を選択的に作用あるいは解除させることにより、
成形型１,２の一方側に形成された貫通孔４,４・・へ素
材管５の一部が塑性変形する順序を適宜選定することが
可能となり、複数の分岐管５a,５a・・の分岐長を容易
に均一化することができ、得られた冷媒用ヘッダーＸの
品質管理が容易となるという優れた効果がある。

【００２６】請求項４の発明によれば、請求項１、２あ
るいは３記載の製造方法により製造された冷媒用ヘッダ
ーＸにおける分岐管５a,５a・・を伝熱管７,７・・端部
に接続して熱交換器Ｙを構成するようにしたので、冷媒
用ヘッダーＸの組付が、分岐管５a,５a・・を屈曲変形
させる等の後加工を施すことなく行なわれることとな
り、熱交換器のコンパクト化および低コスト化を容易に
達成できるという優れた効果がある。

【００２７】

【実施例】以下、添付の図面を参照して、本願発明の幾
つかの好適な実施例を説明する。

【００２８】実施例１ 図１ないし図９には、本願発明の実施例１にかかる冷媒
用ヘッダーの製造方法およびその製造方法により得られ
た冷媒用ヘッダーを用いた熱交換器が示されている。本
実施例は、請求項１、２および４の発明に対応するもの
である。

【００２９】本実施例にかかる冷媒用ヘッダーの製造方
法においては、図１に示す製造装置Ａを用いて実施され
る。

【００３０】該製造装置Ａは、両端が開放された素材管
５を収容するための円形穴３(図２参照)を構成する一対
の半割型からなる成形型１,２を備えて構成されてい
る。該成形型１,２の一方側(本実施例の場合、成形型
２)には、前記円形穴３に連通し且つ所定間隔で管軸方
向に並ぶ複数(本実施例の場合、４個)の貫通孔４,４・
・が形成されている。

【００３１】ついで、この製造装置Ａを用いた冷媒用ヘ
ッダーの製造方法を、図２ないし図６を参照して説明す
る。

【００３２】まず、図２に示すように、前記成形型１,
２により形成される円形穴３に素材管５を収容した後、
該素材管５内に低融点(例えば、１００℃)の金属棒６を
充填し、その後該金属棒６の両端から適宜の加圧手段
(図示省略)により加圧力Ｐを作用させる(即ち、バルジ
加工を施す)。すると、該金属棒６を介して伝達される
加圧力によって素材管５の一部が、図３および図４に示
すように、前記貫通孔４,４・・内へ導かれて塑性変形
し、その結果前記素材管５の一方側に所定間隔で管軸方
向に並ぶ複数の分岐管５a,５a・・が一体に形成され
る。そこで、成形型１,２とともに熱湯に浸漬すると、
金属棒６が溶融されて素材管５から取り出される。しか
る後成形型１,２から素材管５を取り出した後分岐管５
a,５a・・の先端を切除すると(図５参照)、図６に示す
ように、素材管からなる本体管５の一方側において管軸
方向に並ぶ複数(本実施例の場合、４本)の分岐管５a,５
a・・を有する冷媒用ヘッダーＸが製造される。なお、
実際に冷媒用ヘッダーとして使用する際には、本体管５
の両端は適宜な方法によって閉塞され、冷媒配管が接続
される。

【００３３】上記したように本実施例においては、半割
り成形型１,２に保持された素材管５内に充填された低
融点金属棒６の両端から加圧して該金属棒６を介して伝
達される加圧力によって素材管５の一部を貫通孔４,４
・・に導いて塑性変形させるという簡易な手段により、
従来技術的に製造困難であった管軸方向に並ぶ複数の分
岐管５a,５a・・を有する冷媒用ヘッダーＸが容易に得
られるのである。

【００３４】なお、本実施例の場合、バルジ加工におい
て貫通孔４,４・・へ素材管５の一部が塑性変形する際
における肉寄せを容易ならしめるために、各貫通孔４の
根元に比較的大きなＲ部が形成されており、しかも、貫
通孔４,４・・のうち両側に位置するものと中央に位置
するものとでは、金属棒６の両端との距離が異なり、金
属棒６を介して伝達される加圧力に差が生じることを考
慮して、両側の貫通孔４,４におけるＲ部より中央の貫
通孔４,４におけるＲ部が大きくなるように工夫してい
る。

【００３５】上記のようにして製造された冷媒用ヘッダ
ーＸは、図７に示すように、分岐管５a,５a・・を伝熱
管７,７・・の端部にロー付接合するだけで熱交換器Ｙ
へ組み付けられる。従って、組付作業性の向上が図れる
とともに、コンパクト化および低コスト化にも寄与する
こととなるのである。

【００３６】なお、図８に示すように、冷媒用ヘッダー
Ｘにおける分岐管５aの分岐長が十分に得られず、本体
管５と熱交換器ＹのＵ字管８と干渉するおそれがある場
合には、伝熱管７を所定寸法Ｌだけ長くすることによ
り、上記干渉を避けた状態での冷媒用ヘッダーＸの組付
が行える。

【００３７】実施例２ 図１０ないし図１３には、本願発明の実施例２にかかる
冷媒用ヘッダーの製造方法が示されている。本実施例
は、請求項１〜４の発明に対応するものである。

【００３８】本実施例の場合、成形型２における貫通孔
４,４・・のうちの選ばれたもの(本実施例の場合、両側
の貫通孔４,４)には、金属棒６の加圧時において素材管
５の塑性変形を抑制する方向に加圧する変形抑制手段
９,９が付設されている。該変形抑制手段９は、貫通孔
４に嵌挿されるピストン状部材により構成されており、
適宜の加圧手段(図示省略)により所定の加圧力が付与さ
れることとなっている。つまり、本実施例の場合、バル
ジ加圧時において金属棒６の両端からの距離が近く塑性
変形を起こし易い部位に変形抑制手段９,９が付設され
ることとなっているのである。なお、該変形抑制手段
９,９は、他の貫通孔４,４における素材管５の塑性変形
が進行した後にその作用が解除されることとなってい
る。

【００３９】本実施例の場合における冷媒用ヘッダーＸ
の製造方法を説明すると、図１０に示すように、変形抑
制手段９,９に対して加圧力Ｐ′を作用させた状態で、
金属棒６の両端に加圧力Ｐを作用させると、図１１に示
すように、変形抑制手段９が設けられていない中央の貫
通孔４,４において素材管５の一部が塑性変形を起こ
す。この時の塑性変形量は、両貫通孔４,４と金属棒６
の両端との距離が等しいところから、両貫通孔４,４に
おいて等しくなる。そして、中央の貫通孔４,４におけ
る塑性変形がある程度進行した時点で、前記変形抑制手
段９,９による加圧力Ｐ′を解除してやると、両側の貫
通孔４,４における塑性変形が開始され、全ての貫通孔
４,４・・において塑性変形が進行することとなる。そ
の結果、図１２に示すように、全ての貫通孔４,４・・
における塑性変形量が等しくなり、素材管５の一方側に
おいて管軸方向に並び且つ分岐長が等しい分岐管５a,５
a・・が形成されることとなる。そこで、成形型１,２と
ともに熱湯に浸漬すると、金属棒６が溶融されて素材管
５から取り出される。しかる後成形型１,２から素材管
５を取り出した後分岐管５a,５a・・の先端を切除する
と(図１３参照)、図６に示すように、素材管からなる本
体管５の一方側において管軸方向に並ぶ複数(本実施例
の場合、４本)の分岐管５a,５a・・を有する冷媒用ヘッ
ダーＸが製造される。

【００４０】本実施例においては、変形抑制手段９によ
る変形抑制方向の加圧力Ｐ′を選択的に作用あるいは解
除させることにより、成形型２に形成された貫通孔４,
４・・へ素材管５の一部が塑性変形する順序を、中央に
位置するもの、両側に位置するものの順に選定すること
が可能となり、複数の分岐管５a,５a・・の分岐長を容
易に均一化することができるのである。

【００４１】本実施例により得られた冷媒用ヘッダーＸ
の熱交換器Ｙへの組付は実施例１と同様にして行なわれ
る。

【００４２】なお、本実施例では、分岐管の形成順序を
２本単位で決定するようにしているが、１本単位で決定
するようにしてもよく、形成する分岐管の本数が多い場
合には３本以上の単位で決定するようにしてもよい。そ
の場合、塑性変形が完了した貫通孔に対してはそれ以上
の塑性変形を抑制するために変形抑制手段による加圧が
なされることは勿論である。

【００４３】本願発明は、上記実施例に限定されるもの
ではなく、発明の要旨に逸脱しない範囲において適宜設
計変更可能なことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の実施例１にかかる冷媒用ヘッダーの
製造方法において用いられる製造装置の斜視図である。

【図２】本願発明の実施例１にかかる冷媒用ヘッダーの
製造方法における第１段階の状態を示す断面図である。

【図３】本願発明の実施例１にかかる冷媒用ヘッダーの
製造方法における第２段階の状態を示す断面図である。

【図４】本願発明の実施例１にかかる冷媒用ヘッダーの
製造方法における第３段階の状態を示す断面図である。

【図５】本願発明の実施例１にかかる冷媒用ヘッダーの
製造方法における第４段階の状態を示す断面図である。

【図６】本願発明の実施例１にかかる製造方法により得
られた冷媒用ヘッダーの断面図である。

【図７】本願発明の実施例１にかかる製造方法により得
られた冷媒用ヘッダーを用いた熱交換器の要部を示す分
解斜視図である。

【図８】本願発明の実施例１にかかる製造方法により得
られた冷媒用ヘッダーの組付時に不具合が生ずる場合を
示す部分平面図である。

【図９】本願発明の実施例１にかかる製造方法により得
られた冷媒用ヘッダーの組付時の１例を示す部分平面図
である。

【図１０】本願発明の実施例２にかかる冷媒用ヘッダー
の製造方法における第１段階の状態を示す断面図であ
る。

【図１１】本願発明の実施例２にかかる冷媒用ヘッダー
の製造方法における第２段階の状態を示す断面図であ
る。

【図１２】本願発明の実施例２にかかる冷媒用ヘッダー
の製造方法における第３段階の状態を示す断面図であ
る。

【図１３】本願発明の実施例２にかかる冷媒用ヘッダー
の製造方法における第４段階の状態を示す断面図であ
る。

【図１４】冷媒用ヘッダーを備えた熱交換器の従来例を
示す部分平面図である。

【符号の説明】 １,２は成形型、３は円形穴、４は貫通孔、５は素材管
(本体管)、５aは分岐管、６は金属棒、７は伝熱管、９
は変形抑制手段。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両端が開放された素材管(５)内に低融点
   の金属棒(６)を充填し、該金属棒(６)の両端から加圧し
   て該金属棒(６)を介して伝達される加圧力によって素材
   管(５)の一部を塑性変形させるバルジ加工により、前記
   素材管(５)の一方側に所定間隔で管軸方向に並ぶ複数の
   分岐管(５a),(５a)・・を一体に形成した後これらの分
   岐管(５a),(５a)・・の先端を切除することを特徴とす
   る冷媒用ヘッダーの製造方法。
2. 【請求項２】 両端が開放された素材管(５)を収容する
   ための円形穴(３)を構成する一対の半割型であって、一
   方側に前記円形穴(３)に連通し且つ所定間隔で管軸方向
   に並ぶ複数の貫通孔(４),(４)・・が形成されている成
   形型(１),(２)を用い、該成形型(１),(２)により形成さ
   れる円形穴(３)に収容された素材管(５)内に低融点の金
   属棒(６)を充填し、該金属棒(６)の両端から加圧して該
   金属棒(６)を介して伝達される加圧力によって素材管
   (５)の一部を前記貫通孔(４),(４)・・内へ導いて塑性
   変形させることにより、前記素材管(５)の一方側に所定
   間隔で管軸方向に並ぶ複数の分岐管(５a),(５a)・・を
   一体に形成した後これらの分岐管(５a),(５a)・・の先
   端を切除することを特徴とする冷媒用ヘッダーの製造方
   法。
3. 【請求項３】 前記貫通孔(４),(４)・・の選ばれたも
   のには金属棒(６)加圧時において素材管(５)の塑性変形
   を抑制する方向に加圧する変形抑制手段(９),(９)・・
   が付設されており、該変形抑制手段(９),(９)・・は他
   の貫通孔(４),(４)・・における素材管(５)の塑性変形
   が進行した後にその作用が解除されることとなっている
   ことを特徴とする前記請求項２記載の冷媒用ヘッダーの
   製造方法。
4. 【請求項４】 前記請求項１、２あるいは３記載の製造
   方法により製造された冷媒用ヘッダー(Ｘ)における分岐
   管(５a),(５a)・・を伝熱管(７),(７)・・端部に接続し
   て構成された熱交換器。