WO2018097044A1 - 熱交換器および熱交換器の製造方法 - Google Patents

熱交換器および熱交換器の製造方法 Download PDF

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WO2018097044A1
WO2018097044A1 PCT/JP2017/041387 JP2017041387W WO2018097044A1 WO 2018097044 A1 WO2018097044 A1 WO 2018097044A1 JP 2017041387 W JP2017041387 W JP 2017041387W WO 2018097044 A1 WO2018097044 A1 WO 2018097044A1
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tube
opening
outer diameter
pipe
side plate
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PCT/JP2017/041387
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誠 柴内
信 今井
昭 柳田
剛史 細野
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株式会社デンソーエアクール
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D39/00Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders
    • B21D39/08Tube expanders
    • B21D39/20Tube expanders with mandrels, e.g. expandable
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D53/00Making other particular articles
    • B21D53/02Making other particular articles heat exchangers or parts thereof, e.g. radiators, condensers fins, headers
    • B21D53/08Making other particular articles heat exchangers or parts thereof, e.g. radiators, condensers fins, headers of both metal tubes and sheet metal
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/24Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely
    • F28F1/32Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely the means having portions engaging further tubular elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/007Auxiliary supports for elements
    • F28F9/013Auxiliary supports for elements for tubes or tube-assemblies

Definitions

  • This disclosure relates to a heat exchanger and a method for manufacturing the heat exchanger.
  • Patent Document 1 discloses a heat exchanger and a manufacturing method thereof.
  • the heat exchanger includes a tube, fins, and side plates.
  • a side plate and a plurality of fins are arranged at a predetermined interval, and a pipe is inserted through the through holes of the fins and the side plate.
  • tip is press-fitted in a pipe from a pipe opening, and a pipe is expanded with a pipe expansion billet over the full length in which a fin exists.
  • the side plate and the fin are expanded by one expanded billet.
  • the side plate is thicker than the fin, a large load is applied to the expanded billet passing through the side plate. Thereby, the frictional resistance between the expanded billet and the pipe is increased, and the amount of wear powder generated by the wear in the pipe is increased. If tube expansion is continued in this state, the wear powder adheres to the surface of the tube expansion billet. As a result, the inner surface of the pipe is scraped by the expanded billet to which the abrasion powder has adhered. Further, since the side plate and the fin are expanded by one expanded billet, the load acting on the tube is increased, and the tube is damaged. As described above, in the technique of Patent Document 1, a problem may occur in the heat exchanger due to the expansion of the pipe.
  • One object disclosed is to provide a heat exchanger and a heat exchanger manufacturing method capable of suppressing problems caused by tube expansion.
  • One of the disclosed heat exchangers includes a tube formed of an aluminum material and expanded, a plurality of fins each having a fin hole through which the tube is inserted, and one of the plurality of fins. And a side plate provided outside the fin located at the end in the direction and having an opening through which the tube is inserted.
  • the tube has a first outer diameter, a first portion that is in close contact with the inner peripheral surface of the fin hole, and a second outer diameter that is larger than the first outer diameter, and is in close contact with the inner peripheral surface of the opening. 2 parts.
  • the second outer diameter of the second portion that is in close contact with the side plate by the pipe expansion in the pipe is larger than the first outer diameter of the first portion that is in close contact with the fin by the pipe expansion. Is formed.
  • One of the disclosed heat exchangers includes a tube formed of an aluminum material and expanded, a plurality of fins each having a fin hole through which the tube is inserted, and one of the plurality of fins.
  • a side plate formed with an opening through which the pipe is inserted, the pipe having a first outer diameter, and an inner peripheral surface of the fin hole
  • the intermediate portion is in close contact with at least the outer opening end of the opening.
  • the first portion of the tube is in close contact with the fin
  • the intermediate portion of the tube is in close contact with the side plate
  • the second portion of the tube is positioned outside the side plate. Therefore, when the pipe is expanded and fixed to the fins and the side plate, the first part and the second part can be expanded in separate steps. For this reason, the load which acts on a pipe
  • One of the disclosed methods for manufacturing a heat exchanger includes a tube formed of an aluminum material, a plurality of fins each having a fin hole through which the tube is inserted, and a side plate having an opening through which the tube is inserted.
  • a heat exchanger manufacturing method comprising: a plurality of fins each having a fin hole having a hole inner diameter; and a side plate having an opening having an opening inner diameter larger than the hole inner diameter.
  • an arrangement step of inserting a pipe having an elementary outer diameter smaller than the inner diameter of the hole into the fin hole and the opening, and after the arrangement step, the outer diameter of the pipe A first tube expander that can be expanded to a first outer diameter that is larger than the inner diameter of the hole and smaller than the inner diameter of the opening is inserted into the tube from the tube port portion to the portion that is inserted through the plurality of fins. Tube expansion process and arrangement After that, at least a part of the portion of the tube inserted into the side plate is inserted into the tube, the second expander capable of expanding the outer diameter of the tube to the second outer diameter larger than the opening inner diameter.
  • the first tube expander passes through the portion of the tube inserted through the side plate. For this reason, while being able to reduce the load which acts on a pipe
  • One of the disclosed heat exchanger manufacturing methods is a heat exchanger manufacturing method including a tube formed of an aluminum material, a plurality of fins, and a side plate, and has a fin hole having a hole inner diameter. Are arranged in one direction so that the side plate is disposed on the outermost side, and the plurality of fins each formed with a plurality of fins and a side plate formed with an opening having an opening inner diameter larger than the hole inner diameter.
  • the outer diameter of the tube is reduced after the first tube expander is inserted into the tube from the mouth portion of the tube to the portion of the tube that is inserted into the plurality of fins.
  • the second expander that can be piped is moved to a position where the portion of the pipe that is expanded so that the outer diameter of the pipe changes from the first outer diameter to the second outer diameter is in close contact with the outer opening end of the opening. And a second tube expansion step to be inserted into the.
  • tube at the time of pipe expansion can be reduced.
  • the quantity of the generated aluminum powder can be suppressed. Therefore, it can suppress that aluminum powder adheres to the expansion billet of a 1st tube expander, when the 1st tube expands the part of the pipe
  • the 2nd tube expander which receives a load from a side plate does not pass the part which penetrates the fin of a pipe
  • the second tube expander to which the aluminum powder generated by the load from the side plate is attached passes through the portion of the tube inserted through the fin. From the above, it is possible to provide a method of manufacturing a heat exchanger that can suppress problems caused by tube expansion.
  • the heat exchanger 1 of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 12.
  • the heat exchanger 1 provides heat exchange between fluids.
  • the heat exchanger 1 includes a plurality of fins 4, side plates 3, and aluminum tubes 2 that are inserted through the fins 4 and the side plates 3.
  • the heat exchanger 1 has a substantially L shape when viewed in the direction along the fins 4.
  • the fins 4 and the side plates 3 are arranged in one direction, the pipe 2 is inserted into the fin hole 42 and the opening 30, the pipe 2 is expanded, and the fin hole 42 and the opening 30 are brought into close contact with each other.
  • It is a manufactured heat exchanger.
  • a plurality of tubes 2 are provided.
  • the pipe 2 is connected to an inlet pipe that introduces fluid, a U-shaped pipe that connects adjacent pipes 2, and an outlet pipe that flows through the pipe 2, thereby forming a flow path through which the fluid flows.
  • the tube and the fin hole are closely attached to each other and the tube and the opening are closely attached by a tube expansion using a common tube.
  • the tube expander has a tube expansion billet for expanding the tube, and a mandrel for the tube expansion billet to be inserted into the tube with the tube expansion billet provided at the tip.
  • the heat exchanger 1 of 1st Embodiment has the structure which can suppress adhesion of aluminum powder. First, each component of the heat exchanger 1 is demonstrated below.
  • the fin 4 has a plate-like base portion 40 and a collar portion 41 that forms a fin hole 42 through which the tube 2 is inserted.
  • the fin 4 is a plate fin formed of, for example, an aluminum material. Alternatively, the fin 4 may be formed of a metal material other than aluminum.
  • the collar portion 41 includes a bent portion 41a that is bent and extended from the base portion 40 along the tube axis direction, and a flange portion 41b that is formed to spread outward from the bent portion 41a.
  • the collar portion 41 is a portion that forms a fin hole 42 through which the tube 2 is inserted in the fin 4.
  • the inner peripheral surface of the fin hole 42 is in close contact with the outer peripheral surface of the tube 2.
  • the fin 4 is fixed to the tube 2 by this close contact.
  • the inner diameter of the fin hole 42 and the first outer diameter d1 that is the outer diameter of the portion inserted through the fin hole 42 of the tube 2 are substantially the same.
  • a plurality of fins 4 are arranged at a predetermined interval in the thickness direction. For example, the fins 4 are arranged so that the flange portions 41 b come into contact with the adjacent fins 4.
  • the side plate 3 is a plate-like member made of a metal material.
  • the side plate 3 is formed as an aluminum, copper, or stainless steel plate having a thickness greater than that of the fins 4, for example.
  • the side plate 3 is arrange
  • FIG. In other words, the side plate 3 is disposed outside the fins 4 located at the end portions in the arranged direction among the plurality of fins 4.
  • the side plate 3 is arrange
  • the side plate 3 is disposed in parallel with the adjacent fins 4.
  • the side plate 3 has an opening 30 through which the tube 2 is inserted.
  • the opening 30 is, for example, a through hole that penetrates the side plate 3 in the thickness direction.
  • the opening 30 has an outer opening end 31, an inner opening end 32, and an inner peripheral surface that connects the opening end 31 and the opening end 32.
  • the opening end 31 is an example of an outer opening end of the opening 30 of the side plate 3.
  • the inner peripheral surface has a contact surface 30 a that contacts the second portion 23 of the tube 2.
  • the side plate 3 is a support member that supports the tube 2 by being in close contact with the tube 2 of the opening 30.
  • Tube 2 is made of an aluminum material.
  • the tube 2 provides a flow path for the heat exchange fluid.
  • the tube 2 has a plurality of protrusions 26 a that protrude radially inward on the inner peripheral surface.
  • a groove 26b is formed between the plurality of protrusions 26a.
  • the plurality of groove portions 26b are formed at equal intervals in the circumferential direction.
  • the plurality of groove portions 26 b are spiral grooves formed so as to form a spiral along the axial direction of the tube 2.
  • the groove part 26 b promotes heat transfer between the heat exchange fluid and the pipe 2 by generating a turbulent flow in the heat exchange fluid flowing through the inside of the pipe 2, and improves the heat exchange performance of the heat exchanger 1.
  • the groove 26b is omitted for simplicity.
  • the pipe 2 transmits the heat of the heat exchange fluid flowing through the inside to the fins 4.
  • the tube 2 includes a first portion 21 formed at a first outer diameter d1, a second portion 23 formed at a second outer diameter d2 larger than the first outer diameter, A tapered portion 22 that connects the portion 21 and the second portion 23 is provided.
  • the first portion 21 is a portion of the tube 2 that is inserted through the plurality of fins 4. That is, the outer peripheral surface of the first portion 21 is crimped to the inner peripheral surface of the fin hole 42. Therefore, the first outer diameter d1 is substantially the same as the inner diameter of the fin hole 42.
  • the inner diameter of the fin hole 42 can also be expressed as an inner diameter d1.
  • the end portion of the first portion 21 on the taper portion 22 side is located at substantially the same position as the opening end of the opening portion 30 in the tube axis direction. Accordingly, the fin holes 42 of the adjacent fins 4 are prevented from being expanded more than the inner diameter d1.
  • the second portion 23 has a portion that is crimped to the opening 30 of the side plate 3. That is, the outer peripheral surface of the second portion 23 has a portion that is crimped to the contact surface 30a.
  • the end of the second portion 23 on the taper portion 22 side is located closer to the fin 4 than the opening end 31 of the opening 30.
  • the end portion of the second portion 23 on the tapered portion 22 side is located outside the fin hole 42 of the fin 4 adjacent to the side plate 3.
  • the end portion of the second portion 23 on the tapered portion 22 side is located between the opening end 31 and the opening end 32.
  • the tube 2 is expanded so that the portion from the portion inserted through the opening 30 to the base end of the flare portion 24 has the second outer diameter d2.
  • the tube opening portion 240 is a portion that forms the open end of the tube 2.
  • the flare portion 24 is a portion formed in a flare shape whose diameter is larger than that of the second portion 23 toward the tube opening portion 240.
  • the tube port portion 240 is connected to the U-shaped tube.
  • the flare portion 24 has a function of improving connection workability when connecting the tube opening portion 240 and the U-shaped tube.
  • the U-shaped tube connects adjacent tubes 2 and 2.
  • the tube port portion 240 is connected to an inlet tube into which the heat exchange fluid is introduced.
  • the pipe opening part 240 is connected with the exit pipe
  • the tube port portion 240 and the U-shaped tube, the inlet tube, and the outlet tube are connected by, for example, brazing.
  • the heat exchanger 1 of the first embodiment has a larger area in contact with the inner peripheral surface of the opening 30 in the tube 2 and the side plate 3 than the heat exchanger 1 of the second embodiment described later. Therefore, the tube 2 and the side plate 3 can be more stably fixed. For this reason, the heat exchanger 1 of 1st Embodiment is suitable for the use in the mounting environment where vibrations, such as a vehicle, are comparatively large.
  • the manufacturing method of the heat exchanger 1 of 1st Embodiment is demonstrated with reference to FIGS.
  • the heat exchanger 1 is manufactured through an arrangement step S10, a first tube expansion step S20, and a second tube expansion step S30.
  • the heat exchanger 1 is manufactured by expanding a pipe 2 having a raw pipe outer diameter dt that is inserted into the fin 4 and the side plate 3 and crimping the fin 4 and the pipe 2, and the side plate 3 and the pipe 2.
  • the 1st tube 60 and the 2nd tube 61 are used as a manufacturing apparatus.
  • the plurality of fins 4 are arranged so that the flange portions 41 b of the fins 4 are in contact with the adjacent fins 4.
  • the plurality of fins 4 are arranged so that the protruding direction of the collar portion 41 is the same direction.
  • the side plate 3 is disposed at the end in the aligned direction so that the flange portions 41b of the fins 4 adjacent to the side plate 3 are in contact with each other.
  • the fin holes 42 of the plurality of fins 4 and the openings 30 of the side plates 3 are arranged so as to be coaxial.
  • a tube having a raw tube outer diameter dt smaller than the hole inner diameter df is inserted into the fin holes 42 of the plurality of fins 4 and the opening 30 of the side plate 3 arranged. Accordingly, at this time, the inner peripheral surface of the fin hole 42 and the opening 30 and the outer peripheral surface of the tube 2 are not in close contact with each other. After inserting the tube 2, the process proceeds to the first tube expansion step S20.
  • FIG. 7 is a view showing a state immediately before the first expander 60 is inserted into the pipe 2 arranged in the arrangement step S10.
  • the first tube expander 60 includes, for example, a tube expansion billet having an outer diameter larger than the inner diameter of the tube 2 in the raw tube state, and a mandrel for inserting the tube expansion billet into the tube 2.
  • the first pipe expander 60 is a pipe expander that can expand the pipe 2 by being inserted through the inside of the pipe 2 in a raw pipe state.
  • the first tube 60 can expand the outer diameter of the tube 2 from the raw tube outer diameter dt to the first outer diameter d1 by expanding the tube 2.
  • FIG. 8 is a diagram showing a state of the first tube expander that moves forward while expanding the tube 2.
  • the tube expansion billet of the first tube expander 60 is inserted up to the portion inserted through the fins 4 on which the tubes 2 are arranged as shown in FIG.
  • the expanded billet is inserted through the entire portion of the tube 2 that is inserted through the fin 4. Since the hole inner diameter df of the fin hole 42 is formed smaller than the first outer diameter d1, the fin hole 42 is pressure-bonded to the outer peripheral surface of the expanded pipe 2. At this time, the inner diameter of the fin hole 42 is expanded from the hole inner diameter df to an inner diameter substantially the same as the first outer diameter d1.
  • FIG. 10 is a view showing a state immediately before the second expander 61 is inserted into the tube 2.
  • the second expanded tube 61 has an expanded diameter portion 61b having an outer diameter capable of expanding the outer diameter of the tube 2 up to the second outer diameter d2, and an end portion of the expanded diameter portion 61b in the insertion direction of the second expanded tube 61.
  • a tip portion 61a having a tapered shape that gradually decreases in diameter.
  • the second pipe expander 61 has a tapered flare forming portion 61c that gradually increases in diameter from the end opposite to the tip 61a side of the enlarged diameter portion 61b in the direction opposite to the insertion direction.
  • the second tube expander 61 is a tube expander that can expand the tube 2 by being inserted into the tube opening portion 240 from the distal end portion 61a.
  • the second tube 61 passes through the inside of the tube 2 while further expanding the tube 2 expanded by the first tube 60.
  • the second tube 61 is inserted until the portion of the tube 2 inside the opening end 31 is expanded to the second outer diameter d2.
  • the outer peripheral surface of the pipe 2 expanded to the second outer diameter d2 and the inner peripheral surface of the opening 30 are pressure-bonded. Therefore, the opening inner diameter ds and the second outer diameter d2 have the same size.
  • the inner peripheral surface of the opening 30 that comes into contact with the pipe 2 expanded to the second outer diameter d2 may be larger than the opening inner diameter ds by the pipe expansion.
  • the inner diameter of the portion of the opening 30 that has been expanded by the tube expansion that is, the inner diameter of the portion that contacts the second portion 23 of the tube 2 is equal to the second outer diameter d2.
  • the second expanded tube 61 is inserted until the end of the portion of the tube 2 that has been expanded to the second outer diameter d2 is located at substantially the same position as the opening end 32 in the tube axis direction. Is done.
  • the insertion of the second tube 61 is performed up to the portion of the tube 2 that is inserted through the fin hole 42.
  • the second tube expander 161 expands at least a part of the portion of the tube 2 inserted through the side plate 3.
  • the tube opening portion 240 is expanded into a flare shape by the flare forming portion 61 c of the second tube expander 61.
  • the second tube expander 61 is inserted to a position where the tube is expanded in a flare shape toward the tube opening portion 240.
  • the second tube expander 61 forms the flare portion 24 whose diameter is expanded in a flare shape toward the tube opening portion 240 as compared with the second portion 23.
  • the 2nd pipe expander 61 is reversely moved and extracted from the inside of the pipe 2, and 2nd pipe expansion process S30 is complete
  • tube 2 was integrated with the fin 4 and the side plate 3 can be manufactured.
  • the second tube expander 61 is inserted to the near side from the portion of the tube 2 inserted through the fin hole 42.
  • the portion where the second pipe expander 61 is inserted into the fin hole 42 of the pipe 2 may be expanded to the second outer diameter d2 to the extent that no problem occurs in the performance of the heat exchanger 1.
  • the second tube expander 61 may be inserted until the portion of the tube 2 inserted through the fin hole 42 in one fin 4 adjacent to the side plate 3 is expanded to the second outer diameter d2.
  • the second expander 61 is inserted until the portion of the tube 2 inserted through the fin holes 42 of the plurality of fins 4 including one fin 4 adjacent to the side plate 3 is expanded to the second outer diameter d2.
  • the fin hole 42 may not be able to withstand the diameter expansion by the second tube expander 61 and may be damaged.
  • the manufactured heat exchanger 1 does not cause a problem in use, such a configuration is possible. Can be tolerated.
  • the heat exchanger 1 includes a pipe 2 formed of an aluminum material and expanded, and a plurality of fins 4 each having a fin hole 42 through which the pipe 2 is inserted and arranged in one direction.
  • the heat exchanger 1 includes a side plate 3 provided on the outside of the fin 4 located at an end in one direction among the plurality of fins 4 and having an opening 30 through which the pipe 2 is inserted.
  • the tube 2 has a first outer diameter d1, a first portion 21 that is in close contact with the inner peripheral surface of the fin hole 42, a second outer diameter d2 that is larger than the first outer diameter d1, and the opening 30 It has the 2nd part 23 closely_contact
  • the second outer diameter d2 of the second portion 23 in the tube 2 that is in close contact with the side plate 3 by the expansion of the tube is the second outer diameter d2 of the first portion 21 in the tube 2 that is in close contact with the fin 4 and the expansion of the tube. It is formed to be larger than one outer diameter d1. Therefore, when the tube 2 is expanded and fixed to the fins 4 and the side plates 3, the expansion of the first portion 21 and the expansion of the second portion 23 can be performed in separate steps. For this reason, the load which acts on a pipe
  • the tube 2 further has a flare portion 24 that is expanded from the second portion 23 to the tube opening portion 240 so as to expand the bottom.
  • the heat exchanger 1 can have a function of improving the connection workability of connecting and connecting a separate pipe to the pipe 2, and can improve manufacturability and product expandability. Is obtained.
  • the plurality of fins 4 each having the fin hole 42 having the hole inner diameter df and the opening inner diameter ds larger than the hole inner diameter df are provided.
  • the side plate 3 in which the opening 30 is formed is arranged.
  • the side plate 3 and the fins 4 are arranged in one direction so that the side plate 3 is disposed on the outermost side.
  • the pipe 2 having the raw pipe outer diameter dt smaller than the hole inner diameter df is inserted into the fin hole 42 and the opening 30.
  • the process proceeds to the first tube expansion step S20.
  • the first tube expander 60 that can expand the outer diameter of the pipe 2 to the first outer diameter d1 larger than the hole inner diameter df and smaller than the opening inner diameter ds is supplied from the pipe opening 240 to the pipe 2.
  • the portion inserted through the plurality of fins 4 is inserted into the tube 2.
  • the process proceeds to the second tube expansion step S30.
  • the second tube expander 61 capable of expanding the outer diameter of the tube 2 to the second outer diameter d2 having a size equal to or larger than the opening inner diameter ds is the portion of the tube 2 inserted through the side plate 3. It inserts in the inside of the pipe
  • the second tube expander 61 to which the aluminum powder generated by the load from the side plate 3 is attached passes through the portion of the tube 2 inserted through the fin 4. Therefore, it can suppress that the part penetrated by the fin 4 of the pipe
  • the pipe 2 has a groove 26b on the inner peripheral surface.
  • a portion that forms the groove portion is crushed by a load that acts on the inner peripheral surface of the tube during pipe expansion, and the effect of improving the heat exchange performance by the groove portion may be reduced.
  • the projection 26a forming the groove 26b is prevented from being crushed, and the effect of improving the heat exchange performance can be obtained.
  • the tube 2 and the side plate 3 are crimped over the entire inner peripheral surface of the opening 30. Therefore, the tube 2 and the side plate 3 can be more stably fixed.
  • the end portion of the second portion 23 on the tapered portion 22 side is located between the open end 32 and the end portion of the fin hole 42 on the side plate 3 side. Therefore, the tube 2 is crimped to the entire inner peripheral surface of the opening 30.
  • the tapered portion 22 is inserted through the fin hole 42 of the fin 4 adjacent to the side plate 3.
  • the plurality of fins 4 are arranged so as to have a gap between the flange portion 41 b and the adjacent fins 4.
  • the heat exchanger 1 may have the fins 4 that are spaced apart from the flange portions 41 b of the adjacent fins 4.
  • the fins 4 adjacent to the side plate 3 are arranged so as to have a gap between the flange portion 41 b and the side plate 3.
  • the heat exchanger 1 may have the fin 4 adjacent to the side plate 3 in which the flange portion 41 b is separated from the side plate 3.
  • the modification 3 of the heat exchanger 1 of 1st Embodiment is demonstrated with reference to FIG.
  • the side plate 3 has a chamfered portion 33 at the opening end 32 of the opening 30.
  • the chamfered portion 33 is a portion that is chamfered in a tapered shape so that the opening end 32 increases in diameter toward the fin 4 side. Therefore, the chamfered portion 33 is a portion that is not in close contact with the second portion 23 of the tube 2 in the opening 30.
  • the chamfered portion 33 may be formed at the opening end 31. That is, the chamfered portion 33 may be a portion that is chamfered in a tapered shape so that the diameter of the open end 31 is increased outward.
  • the tube 2 is expanded to the second outer diameter d2 up to the same position as the opening end 32 in the tube axis direction, but the expansion may be stopped slightly outside the opening end 32, and the opening The tube may be expanded to the inside somewhat from the end 32.
  • the end portion on the tapered portion 22 side of the second portion 23 may be located slightly outside or inside the opening end 32 in the tube axis direction.
  • the tube 2 has a first portion 21 that is inserted into the fin hole 42, a tapered portion 22 that is crimped to the inner peripheral surface of the opening 30, and a second portion 23 that is formed outside the side plate 3. At least a part of the tapered portion 22 is crimped to the inner peripheral surface of the opening 30.
  • the tapered portion 22 is formed so as to be crimped to the opening end 31 of the opening 30.
  • the tapered portion 22 is a portion of the tube 2 that is expanded so that the outer diameter of the tube 2 changes from the first outer diameter d1 to the second outer diameter d2.
  • the tapered portion 22 is an example of an intermediate portion that connects the first portion 21 and the second portion 23 of the tube 2.
  • the end on the tapered portion 22 side is located closer to the tube opening 240 than the opening end 31 of the opening 30.
  • the side plate 3 is fixed to the tube 2 by crimping the tapered portion 22.
  • the tube 2 sandwiches the side plate 3 by the tapered portion 22 and the flange portion 41 b of the fin 4 adjacent to the side plate 3.
  • the heat exchanger 1 of the second embodiment is suitable for use as a stationary heat exchanger.
  • the heat exchanger 1 is manufactured through an arrangement step S10, a first tube expansion step S20, and a second tube expansion step S230.
  • the disposing step S10 and the first tube expanding step S20 are the same as the steps described with reference to FIGS.
  • the process proceeds to the second tube expansion step S230.
  • the second pipe expanding step S230 first, the first pipe expander 60 is inserted to fix the pipe 2 and the fins 4, and then the second pipe expander 61 is inserted into the pipe 2 from the pipe opening 240 as shown in FIG. .
  • the second tube 61 passes through the tube 2 while expanding the tube 2 to the second outer diameter d2, and stops when the diameter is expanded to the second outer diameter d2 before the opening end 31. To do.
  • the second tube 61 is advanced to a position where the tapered portion 22 formed by the second tube 61 contacts the opening end 31.
  • the opening 30 and the tapered portion 22 are in close contact with each other, and the second tube 61 is advanced to a position where the side plate 3 and the tube 2 are fixed. Thereafter, as shown in FIG. 20, the second tube 61 is moved backward and pulled out from the tube 2, and the second tube expansion step S230 is completed. Thereby, as shown in FIG. 16, the heat exchanger 1 in which the pipe 2 is integrated with the fins 4 and the side plates 3 can be manufactured.
  • the side plate 3 may not be sandwiched between the taper portion 22 of the tube 2 and the flange portion 41b of the fin 4 in a portion where one or several of the tubes 2 are inserted. That is, as shown in FIG. 21, the flange portion 41 b of the fin 4 may be separated from the side plate 3. Even in such a case, the portion of the tube 2 where the flange portion 41b is separated from the side plate 3 is in relation to the side plate 3 as long as the side plate 3 is sandwiched in the portion where the other tube 2 is inserted. Can be fixed.
  • the heat exchanger 1 of the second embodiment includes a tube 2 formed of an aluminum material and expanded.
  • the heat exchanger 1 includes a plurality of fins 4 each having fin holes 42 through which the pipes 2 are inserted and arranged in one direction, and outside the fins located at the end in one direction among the plurality of fins 4.
  • a side plate 3 provided with an opening 30 through which a pipe is inserted.
  • the tube 2 has a first outer diameter d1, a first portion 21 that is in close contact with the inner peripheral surface of the fin hole 42, a second portion 23 that has a second outer diameter d2 that is larger than the first outer diameter d1, and
  • the taper portion 22 is in close contact with the inner peripheral surface of the opening 30 and connects the first portion 21 and the second portion 23.
  • the tapered portion 22 is in close contact with at least the opening end 31 of the opening 30.
  • the first portion 21 of the tube 2 is in close contact with the fin 4, the tapered portion 22 of the tube 2 is in close contact with the side plate 3, and the second portion 23 of the tube 2 is in contact with the side plate 3. It is located outside. Therefore, when the tube 2 is expanded and fixed to the fins 4 and the side plates 3, the expansion of the first portion 21 and the expansion of the second portion 23 can be performed in separate steps. For this reason, the load which acts on the pipe
  • the tube 2 has a second outer diameter that can be expanded to a second outer diameter d2 that is larger than the opening inner diameter ds.
  • the expander 61 is inserted to a position where the tapered portion 22, which is a portion where the outer diameter of the tube 2 is expanded from the first outer diameter d 1 to the second outer diameter d 2, is in close contact with the opening end 31 of the opening 30.
  • tube at the time of pipe expansion can be reduced.
  • the quantity of the generated aluminum powder can be suppressed. Therefore, when the 1st pipe expander 60 penetrates the part of the pipe
  • the second tube 61 that receives a load from the side plate 3 does not pass through the portion of the tube 2 that is inserted into the fin 4.
  • the second tube expander 61 to which the aluminum powder generated by the load from the side plate 3 is attached passes through the portion of the tube 2 inserted through the fin 4. From the above, it is possible to provide a method of manufacturing a heat exchanger that can suppress problems caused by tube expansion.
  • the flange portion 41 b of the fin 4 adjacent to the side plate 3 is in contact with the side plate 3.
  • the side plate 3 can be clamped and fixed between the tapered portion 22 of the tube 2 and the flange portion 41 b of the fin 4. Therefore, it is not necessary to insert the second tube expander 61 until the inner peripheral surface of the opening 30 and the outer peripheral surface of the second portion 23 of the tube 2 are in close contact. Thereby, since the tube expansion load at the time of inserting the 2nd tube expander 61 can be suppressed, it becomes possible to reduce the cost of the equipment which implements tube expansion.
  • a tapered chamfered portion 31 a is formed at the opening end 31 of the side plate 3.
  • the chamfered portion 31a is formed in the side plate 3 in advance before the arrangement step S10.
  • the chamfered portion 31a may be formed immediately before the second tube expansion step S230.
  • the chamfered portion 31a is in close contact with the tapered portion 22 formed in the tube 2 by the second tube expansion step S230. Even in such a configuration, since the side plate 3 is sandwiched between the tapered portion 22 of the tube 2 and the flange portion 41b of the fin 4, the side plate 3 and the tube 2 can be fixed.
  • the heat exchanger 1 of the third embodiment is manufactured by an arrangement step S10, a first tube expansion step S20, a second tube expansion step S330, and a third tube expansion step S340.
  • the disposing step S10 and the first tube expanding step S20 are the same as the steps described with reference to FIGS. 7 to 9 in the first embodiment.
  • contents different from the above-described embodiment will be described.
  • the manufacturing method of the third embodiment is a method in which the second tube expansion step S30 in the above-described embodiment is divided into a second tube expansion step S330 that forms the second portion 23 and a third tube expansion step S340 that forms the flare portion 24. is there.
  • the second tube expansion step S330 is performed after the first tube expansion step S20.
  • the second tube expansion step S330 the second tube expander 161 is inserted into the tube 2.
  • FIG. 24 is a diagram showing a state immediately before the second expander 161 is inserted into the tube 2.
  • the second expanded tube 161 has an expanded diameter portion 61b having an outer diameter capable of expanding the outer diameter of the tube 2 to the second outer diameter d2, and an end portion of the expanded diameter portion 61b in the insertion direction of the second expanded tube 61.
  • a tip portion 61a having a tapered shape that gradually decreases in diameter.
  • the second tube expander 161 is a tube expander that can expand the tube 2 by being inserted into the tube opening portion 240 from the distal end portion 61a. As shown in FIG. 25, the second tube 161 is formed inside the tube 2 so as to expand at least a part of the portion of the tube 2 inserted through the side plate 3, as in the first embodiment. It is inserted from the tube opening part 240. In the second tube expanding step S330, the tapered portion 22 is formed by the tip portion 61a, and the second portion 23 is formed by the expanded diameter portion 61b.
  • 3rd pipe expansion process S340 is performed after 2nd pipe expansion process S330.
  • the third tube expansion step S340 the third tube expander 62 is inserted into the tube 2.
  • FIG. 26 is a view showing a state immediately before the third expander 62 is inserted into the tube 2.
  • the 3rd pipe expander 62 has the flare formation part 62a which has a taper shape gradually diameter-reduced toward the insertion direction of the 3rd pipe expander 62 from the edge part of a cylindrical shaft part.
  • the third tube expander 62 is a tube expander that can expand the tube port portion 240 in a hem-like shape by being inserted into the tube port portion 240 from the distal end portion.
  • 3rd pipe expansion process S340 is a process of forming the flare part 24 in which an internal diameter expands toward the tube opening part 240 of the pipe
  • the portion of the tube 2 that is expanded so that the outer diameter of the tube 2 changes from the first outer diameter d1 to the second outer diameter d2 You may make it replace with the process of inserting in the inside of the pipe
  • the manufacturing method of the heat exchanger 1 of 3rd Embodiment forms the flare part 24 to which an internal diameter expands toward the tube opening part 240 of the pipe
  • the third tube expansion step S340 is performed.
  • this manufacturing method since the first portion 21, the second portion 23, and the flare portion 24 in which the expanded portion is formed in the tube 2 can be performed by separate steps, two of the expanded portions are not formed at the same time. The load concerning the pipe 2 can be suppressed. Therefore, it is possible to provide a manufacturing method capable of suppressing problems such as buckling of the tube 2.
  • the second tube 61 is inserted after the first tube 60 is pulled out from the tube 2.
  • the second tube 61 may be inserted without pulling out the first tube 60.
  • a second expander having an insertion hole coaxial with the mandrel that can be inserted through the mandrel of the first expander 60 may be used. That is, in a state where the first tube 60 is inserted into the tube 2, the second tube is inserted into the tube 2 while inserting the mandrel through the insertion hole, so that the second tube 60 is not pulled out. It is possible to shift to the pipe expansion process.
  • the pipe 2 has a circular cross section perpendicular to the axial direction, but the cross section is not limited to a circular shape.
  • the first tube 60 and the second tube 61 are expanded into a circular shape having a cross-sectional shape similar to that before the tube 2 is expanded, but the tube 2 is expanded into a different shape. It may be.
  • the first tube 60 and the second tube 61 may be tubes that expand so that the cross section of the tube 2 changes from a circular shape to a polygonal shape.
  • the 1st pipe expander 60 and the 2nd pipe expander 61 may be a pipe expander which expands so that the cross-sectional shape of the pipe
  • tube 2 may protrude from the shape before pipe expansion. That is, the first tube expander 60 and the second tube expander 61 may be tube expanders that expand so that a part of the tube 2 is expanded in diameter.
  • the collar portion 41 is formed by the bent portion 41a protruding from the base portion 40 and the end portion rising from the bent portion 41a, but the shape of the collar portion 41 is not limited to this.
  • the collar portion 41 may have a shape that does not have the flange portion 41b.
  • the fin 4 has the collar portion 41.
  • the fin 4 may have a configuration without the collar portion 41. That is, the fin hole 42 may be formed in the base portion 40 of the fin 4 directly by punching or the like.
  • the second tube expansion step is performed after the first tube expansion step is performed.
  • the first tube expansion step may be performed after the second tube expansion step is performed.
  • the manufacturing method disclosed in the above-described embodiment has been described so as to be performed in the order of the first tube expansion step, the second tube expansion step, and the third tube expansion step, the first tube expansion step, the second tube expansion step, and the third tube expansion step.
  • Each process should just be implemented after an arrangement

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Abstract

熱交換器(1)は、複数のフィン(4)と、サイドプレート(3)と、フィンおよびサイドプレートに挿通するアルミニウム製の管(2)とを有する。管は、拡管子によって拡管加工されることにより、フィンおよびサイドプレートと一体化されている。管は、第1外径(d1)に形成された第1部分(21)と、第1外径よりも大きい第2外径(d2)に形成された第2部分(23)と、第1部分と第2部分とをつなぐテーパ部(22)とを有する。第1部分の外周面は、フィン孔(42)の内周面と圧着されている。第2部分の外周面は、開口部(30)の内周面と圧着している。第2部分のテーパ部側の端部は、開口端(31)よりも内側に位置している。第2部分のテーパ部側の端部は、サイドプレートに隣接するフィン孔よりも外側に位置している。これにより、拡管によって生じる不具合を抑制できる。

Description

熱交換器および熱交換器の製造方法 関連出願の相互参照
 本出願は、当該開示内容が参照によって本出願に組み込まれた、2016年11月25日に出願された日本特許出願2016-229038号および、2017年11月7日に出願された日本特許出願2017-214958号を基にしている。
 本開示は、熱交換器および熱交換器の製造方法に関する。
 特許文献1には、熱交換器およびその製造方法が開示されている。この熱交換器は、管と、フィンと、サイドプレートとを有する。この熱交換器を製造するには、まずサイドプレートと複数枚のフィンを所定間隔で並べ、フィンおよびサイドプレートの貫通穴に管を挿し通す。そして、拡管ビレットを先端に有するマンドレルを管口から管内に圧入し、フィンの存在する全長にわたって拡管ビレットで管を拡管する。この拡管によって、管とフィンおよびサイドプレートとが一体化される。
特開2009-248138号公報
 特許文献1に開示された技術では、サイドプレートとフィンとを1つの拡管ビレットによって拡管する。一般的に、サイドプレートはフィンよりも厚みが大きいため、サイドプレートを通過する拡管ビレットには大きな荷重がかかる。これにより、拡管ビレットと管と間の摩擦抵抗が大きくなり、管内の摩耗により発生する摩耗粉の量が大きくなる。この状態で拡管を続けると、摩耗粉が拡管ビレットの表面に凝着する。これにより摩耗粉が凝着した拡管ビレットで管の内面が削れてしまう。また、サイドプレートとフィンとを1つの拡管ビレットによって拡管するので、管に作用する荷重が大きくなり、管が損傷してしまう。以上のように、特許文献1の技術では、拡管によって熱交換器に不具合が生じ得る。
 開示されるひとつの目的は、拡管によって生じる不具合を抑制可能な熱交換器および熱交換器の製造方法を提供することである。
 開示された熱交換器のひとつは、アルミニウム材料で形成され拡管された管と、管が挿通されているフィン孔をそれぞれ有し一方向に並べられた複数のフィンと、複数のフィンのうち一方向における端部に位置するフィンの外側に設けられ、管が挿通されている開口部が形成されたサイドプレートと、を備える。管は、第1外径を有し、フィン孔の内周面と密着する第1部分と、第1外径よりも大きい第2外径を有し、開口部の内周面と密着する第2部分と、を有する。
 この開示によれば、熱交換器は、管において拡管によってサイドプレートと密着する第2部分の第2外径が、拡管によりフィンと密着する第1部分の第1外径よりも大きくなるように形成されている。これにより、管を拡管してフィンおよびサイドプレートに対して固定する際に、第1部分の拡管と第2部分の拡管とをそれぞれ別の工程で行うことができる。このため、拡管時に管に作用する荷重を低減できる。また、このため、管とサイドプレートとを拡管により固定する際に発生したアルミ粉が、管とフィンとを拡管により固定する際に拡管子の拡管ビレットに凝着することを抑制できる。以上により、拡管によって生じる不具合を抑制可能な熱交換器を提供できる。
 開示された熱交換器のひとつは、アルミニウム材料で形成され拡管された管と、管が挿通されているフィン孔をそれぞれ有し一方向に並べられた複数のフィンと、複数のフィンのうち一方向における端部に位置するフィンの外側に設けられ、管が挿通されている開口部が形成されたサイドプレートと、を備え、管は、第1外径を有し、フィン孔の内周面と密着する第1部分と、第1外径よりも大きい第2外径を有する第2部分と、開口部の内周面と密着し、第1部分と第2部分とをつなぐ中間部分と、を有し、中間部分は、少なくとも開口部の外側開口端と密着している。
 この開示によれば、熱交換器は、管の第1部分がフィンと密着し、管の中間部分がサイドプレートと密着し、管の第2部分がサイドプレートよりも外側に位置している。したがって、管を拡管してフィンおよびサイドプレートに対して固定する際に、第1部分の拡管と第2部分の拡管とをそれぞれ別の工程で行うことができる。このため、拡管時に管に作用する荷重を低減できる。また、このため、管とサイドプレートとを拡管により固定する際に発生したアルミ粉が、管とフィンとを拡管により固定する際に拡管子の拡管ビレットに凝着することを抑制できる。以上により、拡管によって生じる不具合を抑制可能な熱交換器を提供できる。
 開示された熱交換器の製造方法のひとつは、アルミニウム材料で形成された管と、管が挿通するフィン孔をそれぞれ有する複数のフィンと、管が挿通する開口部を有するサイドプレートと、を備えた熱交換器の製造方法であって、孔内径を有するフィン孔がそれぞれ形成された複数のフィンと、孔内径よりも大きい開口内径を有する開口部が形成されたサイドプレートと、をサイドプレートが最も外側に配置されるように一方向に並べ、孔内径よりも小さい素管外径を有する管をフィン孔および開口部に挿通する配設工程と、配設工程の後に、管の外径を孔内径よりも大きく且つ開口内径よりも小さい第1外径に拡管可能な第1拡管子を、管の管口部から、複数のフィンに挿通されている部分まで管の内部に挿し込む第1拡管工程と、配設工程の後に、管の内部に、管の外径を開口内径以上の大きさの第2外径に拡管可能な第2拡管子を、サイドプレートに挿通されている管の部分の少なくとも一部を拡管するように管の管口部から管の内部に挿し込む第2拡管工程と、を有する。
 この開示によれば、第1拡管子がサイドプレートに挿通された管の部分を通過する際にサイドプレートから荷重を受けることを回避できる。このため、拡管時に管に作用する荷重を低減できるとともに、発生するアルミ粉の量を抑制できる。したがって、第1拡管子がフィンに挿通された管の部分を通過する際に第1拡管子の拡管ビレットにアルミ粉が凝着することを抑制できる。また、サイドプレートから荷重を受ける第2拡管子は、管のフィンに挿通する部分を通過しない。このため、サイドプレートからの荷重によって発生したアルミ粉が付着した第2拡管子が、管のフィンに挿通された部分を通過することを回避することができる。以上により、拡管によって生じる不具合を抑制可能な熱交換器の製造方法を提供できる。
 開示された熱交換器の製造方法のひとつは、アルミニウム材料で形成された管と、複数のフィンと、サイドプレートと、を備えた熱交換器の製造方法であって、孔内径を有するフィン孔がそれぞれ形成された複数のフィンと、孔内径よりも大きい開口内径を有する開口部が形成されたサイドプレートと、をサイドプレートが最も外側に配置されるように一方向に並べ、孔内径よりも小さい素管外径を有する管をフィン孔および開口部に挿通する配設工程と、配設工程の後に、管の外径を孔内径よりも大きく且つ開口内径よりも小さい第1外径に拡管可能な第1拡管子を、管の管口部から、管において複数のフィンに挿通されている部分まで管の内部に挿通する第1拡管工程と、配設工程の後に、管の外径を開口内径よりも大きい第2外径に拡管可能な第2拡管子を、管の外径が第1外径から第2外径へ変化するように拡径される管の部分が開口部の外側開口端に密着する位置まで管の内部に挿し込む第2拡管工程と、を有する。
 この開示によれば、第1拡管子がサイドプレートに挿通された管の部分を挿通する際にサイドプレートから荷重を受けることを回避できる。このため、拡管時に管に作用する荷重を低減できる。また、このため、発生するアルミ粉の量を抑制できる。したがって、第1拡管子がフィンに挿通された管の部分を挿通する際に第1拡管子の拡管ビレットにアルミ粉が凝着することを抑制できる。また、サイドプレートから荷重を受ける第2拡管子は、管のフィンに挿通する部分を通過しない。このため、サイドプレートからの荷重によって発生したアルミ粉が付着した第2拡管子が、管のフィンに挿通された部分を挿通することを回避することができる。以上により、拡管によって生じる不具合を抑制可能な熱交換器の製造方法を提供できる。
第1実施形態に係る熱交換器の外観図である。 図1のII方向から見た矢視図である。 サイドプレートおよびフィンと管との関係を示す断面図である。 管の管軸方向に垂直な断面図である。 管の管軸方向に平行な断面図である。 第1実施形態の熱交換器の製造方法を示すフローチャートである。 第1実施形態の熱交換器の製造工程を示す図である。 第1実施形態の熱交換器の製造工程を示す図である。 第1実施形態の熱交換器の製造工程を示す図である。 第1実施形態の熱交換器の製造工程を示す図である。 第1実施形態の熱交換器の製造工程を示す図である。 第1実施形態の熱交換器の製造工程を示す図である。 第1実施形態の変形例1を示す図である。 第1実施形態の変形例2を示す図である。 第1実施形態の変形例3を示す図である。 第2実施形態の熱交換器におけるサイドプレートおよびフィンと管との関係を示す断面図である。 第2実施形態の熱交換器の製造方法を示すフローチャートである。 第2実施形態の熱交換器の製造工程を示す図である。 第2実施形態の熱交換器の製造工程を示す図である。 第2実施形態の熱交換器の製造工程を示す図である。 第2実施形態の熱交換器における図15とは別の管とサイドプレートおよびフィンとの関係を示す断面図である。 第2実施形態の熱交換器の変形例を示す図である。 第3実施形態の熱交換器の製造方法を示すフローチャートである。 第3実施形態の熱交換器の製造工程を示す図である。 第3実施形態の熱交換器の製造工程を示す図である。 第3実施形態の熱交換器の製造工程を示す図である。 第3実施形態の熱交換器の製造工程を示す図である。
 以下に、図面を参照しながら複数の実施形態を説明する。各実施形態において、先行する実施形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。以下において、サイドプレート3が複数のフィン4の外側に位置し、複数のフィン4がサイドプレート3の内側にあるとする。
 (第1実施形態)
 図1から図12を参照しながら第1実施形態の熱交換器1について説明する。熱交換器1は、流体と流体との間で熱交換を提供する。図1に示すように、熱交換器1は、複数のフィン4と、サイドプレート3と、フィン4およびサイドプレート3に挿通するアルミニウム製の管2とを有する。熱交換器1は、例えば図2に示すように、フィン4に沿う方向に見て略L字状をしている。熱交換器1は、フィン4およびサイドプレート3を一方向に並べ、フィン孔42および開口部30に管2を挿通し、管2を拡管してフィン孔42と開口部30に密着させることで製造される熱交換器である。管2は、複数設けられている。管2は、流体を導入する入口管、隣接する管2同士を接続するU字管、管2を流通した出口管にそれぞれ接続され、流体が流通する流路を形成している。
 一般の熱交換器では、製造段階において管とフィン孔との密着、および管と開口部との密着を、共通の拡管子を用いた管の拡管により行っている。一般に、拡管子は、管を押し広げるための拡管ビレットと、拡管ビレットが先端に設けられて拡管ビレットを管内部に挿通するためのマンドレルとを有している。この拡管子を管に挿通することで、拡管ビレットによって管が内側から押し広げられるように拡管され、拡管された管がフィン孔および開口部と密着する。この場合、拡管子が管のサイドプレートに挿通した部分を通過する際に、拡管ビレットと管との摩擦による管の摩耗でアルミ粉が発生し、その後さらに拡管子が管の拡管を続けることで、発生したアルミ粉が拡管子における拡管ビレットの表面に凝着する。このようにアルミ粉が拡管ビレットに凝着すると、様々な問題が発生する可能性がある。すなわち、アルミ粉の凝着が進行すると、拡管子に作用する拡管荷重が増加する。これにより拡管子を前進するために必要な荷重が増加し、拡管を実施する設備においてコスト増の原因となる。さらに、増加した拡管荷重によって管が座屈すると、熱交換器の形状を形成することができなくなる。
 拡管荷重を下げるためには、拡管子に特殊な表面処理、例えばDLC(ダイアモンドライクカーボン)等の拡管子の摩擦抵抗を下げる処理を行うことが考えられる。しかし、特殊な表面処理を施した拡管子を準備するためのコストが増加してしまう。また、拡管油を多量に注入する、あるいは高粘度の拡管油を使用するなどして拡管荷重を下げることも考えられる。しかし、このような方法では拡管後の工程において大規模な脱脂処理が必要となってしまう。
 以上のように、拡管ビレットにアルミ粉が凝着すると様々な問題が発生することが考えられる。第1実施形態の熱交換器1は、アルミ粉の凝着を抑制可能な構成を有する。まず、以下に熱交換器1の各構成要素について説明する。
 フィン4は、板状のベース部40と、管2が挿通するフィン孔42を形成するカラー部41とを有する。フィン4は、例えばアルミニウム材料によって形成されたプレートフィンである。または、フィン4はアルミニウム以外の金属材料によって形成されていてもよい。カラー部41は、ベース部40から管軸方向に沿うように屈曲して延びる屈曲部41aと、屈曲部41aから径外方向に広がるように形成されたフランジ部41bとを有する。カラー部41はフィン4において管2が挿通されるフィン孔42を形成する部分である。フィン孔42の内周面は、管2の外周面と密着している。この密着によって、フィン4は管2に対して固定されている。したがって、フィン孔42の内径と、管2のフィン孔42に挿通している部分の外径である第1外径d1は、実質的に同じである。フィン4は、複数枚がその板厚方向に所定の間隔だけ離間して並んでいる。フィン4は、例えばフランジ部41bが隣接するフィン4に接触するように並んでいる。
 サイドプレート3は、金属材料によって形成された板状の部材である。サイドプレート3は、例えばフィン4よりも厚い板厚を有するアルミニウム製、銅製あるいはステンレス製のプレートとして形成される。サイドプレート3は、複数のフィン4のうち、並べられた方向における端部に位置するフィン4よりも外側に配置されている。換言すれば、サイドプレート3は、複数のフィン4のうち、並べられた方向における端部に位置するフィン4よりも外側に配置されている。サイドプレート3は、例えば隣接するフィン4のフランジ部41bに接触するように配置されている。すなわち、本実施形態のフランジ部41bはサイドプレート3に接触する接触部の一例である。サイドプレート3は、隣接するフィン4と平行に配置されている。サイドプレート3は、管2が挿通する開口部30を有する。開口部30は、例えばサイドプレート3を板厚方向に貫通する貫通穴である。開口部30は、外側の開口端31と、内側の開口端32と、開口端31および開口端32をつなぐ内周面を有する。開口端31は、サイドプレート3の開口部30の外側開口端の一例である。内周面は、管2の第2部分23と接触する接触面30aを有する。サイドプレート3は、開口部30の管2との密着によって管2を支持する支持部材である。
 管2は、アルミニウム材料によって形成されている。管2は、熱交換流体の流路を提供する。管2は、図4および図5に示すように、内周面において径内方向に向かって突出する複数の突起部26aを有する。複数の突起部26aの間には、溝部26bが形成されている。複数の溝部26bは、周方向において等間隔に形成されている。複数の溝部26bは、管2の軸方向に沿う螺旋となるように形成された螺旋溝である。溝部26bは、管2の内部を流通する熱交換流体に乱流を生じさせることで熱交換流体と管2との間の熱伝達を促進し、熱交換器1の熱交換性能を向上させる。図3および図7から図12に示した管2の断面図では、簡単のため溝部26bを省略している。管2は、内部を流通する熱交換流体の熱をフィン4に伝達する。
 図3に示すように、管2は、第1外径d1に形成された第1部分21と、第1外径よりも大きい第2外径d2に形成された第2部分23と、第1部分21と第2部分23とをつなぐテーパ部22とを有する。第1部分21は、複数のフィン4に挿通している管2の部分である。すなわち、第1部分21の外周面は、フィン孔42の内周面と圧着されている。したがって、第1外径d1は、フィン孔42の内径と実質的に同じ大きさである。フィン孔42の内径は内径d1と表記することもできる。第1部分21のテーパ部22側の端部は、開口部30の開口端と、管軸方向においてほぼ同じ位置に位置している。したがって、隣接するフィン4のフィン孔42が、内径d1よりも拡径されないようになっている。第2部分23は、サイドプレート3の開口部30と圧着する部分を有する。すなわち、第2部分23の外周面は、接触面30aに圧着する部分を有する。第2部分23のテーパ部22側の端部は、開口部30の開口端31よりもフィン4側に位置している。
 第2部分23のテーパ部22側の端部は、サイドプレート3に隣接するフィン4のフィン孔42よりも、外側に位置している。図3に示す例では、第2部分23のテーパ部22側の端部は、開口端31と開口端32との間に位置している。換言すれば、管2は、開口部30に挿通された部分からフレア部24の基端までの部分が、第2外径d2になるように拡管されている。
 管口部240は管2の開口端を形成する部分である。フレア部24は、管口部240に向けて第2部分23よりも拡径されたフレア形状に形成されている部分である。管口部240は、U字管と接続されている。フレア部24は、管口部240とU字管とを接続する際の接続作業性を向上する機能を有する。U字管は、隣接する管2と管2とを接続する。または、管口部240は、熱交換流体が導入される入口管と接続されている。または、管口部240は、管2を流通した熱交換流体が流出する出口管と接続されている。管口部240と、U字管、入口管および出口管とは、例えばろう付け接合によって接続される。
 第1実施形態の熱交換器1は、後述の第2実施形態の熱交換器1と比較して、管2とサイドプレート3における開口部30の内周面と接触している面積が大きい。したがって、管2とサイドプレート3とをより安定して固定することができる。このため、第1実施形態の熱交換器1は、車両などの振動が比較的大きい搭載環境下での使用に適している。
 第1実施形態の熱交換器1の製造方法について、図6から図11を参照して説明する。熱交換器1は、図6のフローチャートに示すように、配設工程S10と、第1拡管工程S20と、第2拡管工程S30を経て製造される。熱交換器1は、フィン4およびサイドプレート3に挿通する素管外径dtを有する管2を拡管し、フィン4と管2、およびサイドプレート3と管2を圧着させることで製造される。熱交換器1を製造する際には、製造装置として第1拡管子60と第2拡管子61とが用いられる。
 配設工程S10では、孔内径dfを有するフィン孔42が形成された複数のフィン4と、孔内径dfよりも大きい開口内径dsを有する開口部30が形成されたサイドプレート3とを板厚方向に並べる。このとき、複数のフィン4を、各フィン4のフランジ部41bが、隣接するフィン4に接触するように並べる。複数のフィン4は、カラー部41の突出方向が同じ方向になるように並べる。サイドプレート3は、サイドプレート3に隣接するフィン4のフランジ部41bが接触するようにして、並べられた方向の端部に配置される。このとき、複数のフィン4のフィン孔42およびサイドプレート3の開口部30は同軸上になるように配置される。
 次に、並べられた複数のフィン4のフィン孔42およびサイドプレート3の開口部30に、孔内径dfよりも小さい素管外径dtを有する管を挿通する。したがって、このときフィン孔42および開口部30の内周面と管2の外周面とは密着していない。管2を挿通した後は、第1拡管工程S20へと進む。
 第1拡管工程S20では、管口部240から管2の内部に第1拡管子60を挿入する。図7は、配設工程S10で配置された管2に第1拡管子60を挿入する直前の様子を示す図である。第1拡管子60は、例えば、素管状態の管2の内径よりも大きい外径を有する拡管ビレットと、拡管ビレットを管2の内部に挿通するためのマンドレルとを有している。第1拡管子60は、素管状態の管2の内部に挿通することで管2を拡管可能な拡管子である。第1拡管子60は、管2を拡管することで、管2の外径を素管外径dtから第1外径d1に拡径することができる。
 管口部240から管2の内部に挿入された第1拡管子60は、管2を拡管しながら前進する。図8は、管2を拡管しながら前進する第1拡管子の様子を示す図である。第1拡管子60は、フィン孔を第1拡管子60が管2のサイドプレート3に挿通された部分を通過する際、開口部30の開口内径dsは第1外径d1よりも大きく形成されているため、管2とサイドプレート3とは圧着されず、管2はサイドプレート3から拡管荷重を受けることがない。
 第1拡管子60の拡管ビレットは、図9に示すように管2の並べられたフィン4に挿通している部分まで挿し込まれる。拡管ビレットは、管2のフィン4に挿通している部分全体にわたって挿通される。フィン孔42の孔内径dfは、第1外径d1よりも小さく形成されているため、フィン孔42は、拡管された管2の外周面と圧着される。このときフィン孔42の内径は、孔内径dfから第1外径d1と実質的に同じ内径まで拡径される。第1拡管子60の拡管ビレットが管2のフィン4に挿通する部分全体にわたって挿通されると、第1拡管子60を管2から引き抜き、第1拡管工程S20を終了する。
 第1拡管工程S20の後に第2拡管工程S30へと進む。第2拡管工程S30では、管2に第2拡管子61を挿入する。図10は、管2に第2拡管子61を挿入する直前の様子を示す図である。第2拡管子61は、管2の外径を第2外径d2まで拡管可能な外径を有する拡径部61bと、拡径部61bの端部から第2拡管子61の挿入方向に向かって徐々に縮径するテーパ形状を有する先端部61aとを有する。第2拡管子61は、拡径部61bの先端部61a側と反対側の端部から挿入方向と反対の方向に向かって徐々に拡径するテーパ形状のフレア形成部61cを有する。第2拡管子61は、管口部240に対して先端部61aから挿入することで、管2を拡管可能な拡管子である。
 第2拡管子61は、第1拡管子60によって拡管された管2をさらに拡管しながら管2の内部を挿通する。第2拡管子61は、開口端31よりも内側における管2の部分が第2外径d2に拡管されるまで挿通される。これにより、第2外径d2に拡径された管2の外周面と、開口部30の内周面とが圧着される。したがって、開口内径dsと第2外径d2は同等の大きさとなる。また、第2外径d2に拡径された管2と接触する開口部30の内周面は、拡管によって開口内径dsよりも拡径されてもよい。この場合は、開口部30における拡管によって拡径された部分の内径、すなわち管2の第2部分23と接触する部分の内径の大きさが第2外径d2と同等になる。
 図11に示すように、第2拡管子61は、管2において第2外径d2に拡径された部分の端部が、開口端32と、管軸方向においてほぼ同じ位置に位置するまで挿通される。第2拡管子61の挿通は、管2においてフィン孔42に挿通している部分の手前まで行われる。このように第2拡管子161は、サイドプレート3に挿通されている管2の部分の少なくとも一部を拡管する。このとき、管口部240は、第2拡管子61のフレア形成部61cによってフレア形状に拡管されている。したがって、第2拡管子61は、管口部240に向かってフレア形状に拡管される位置まで挿通される、と換言することもできる。このようにして、第2拡管子61は、管口部240に向けて第2部分23よりもフレア形状に拡径されたフレア部24を形成する。その後、図12に示すように、第2拡管子61を後進して管2の内部から引き抜き、第2拡管工程S30を終了する。これにより、図3に示すように、管2がフィン4およびサイドプレート3と一体化した熱交換器1を製造することができる。
 第2拡管工程S30において、第2拡管子61を、管2においてフィン孔42に挿通している部分よりも手前側まで挿し込むとした。これに代えて、熱交換器1の性能に問題が生じない程度に、第2拡管子61が管2のフィン孔42に挿通している部分を第2外径d2まで拡管してもよい。例えば、第2拡管子61を、サイドプレート3に隣接する1枚のフィン4におけるフィン孔42に挿通している管2の部分を第2外径d2に拡管するまで挿入してもよい。または、サイドプレート3に隣接する1枚のフィン4を含む複数枚のフィン4のフィン孔42に挿通されている管2の部分を第2外径d2に拡管するまで第2拡管子61を挿入してもよい。このような構成の場合、例えばフィン孔42が第2拡管子61による拡径に耐えられず破損すること等が考えられるが、製造された熱交換器1が使用上問題を生じなければこうした構成を許容することができる。
 次に第1実施形態の熱交換器1および熱交換器1の製造方法がもたらす作用効果について説明する。第1実施形態の熱交換器1は、アルミニウム材料で形成され拡管された管2と、管2が挿通されているフィン孔42をそれぞれ有し一方向に並べられた複数のフィン4とを備える。熱交換器1は、複数のフィン4のうち一方向における端部に位置するフィン4の外側に設けられ、管2が挿通されている開口部30が形成されたサイドプレート3を備える。管2は、第1外径d1を有し、フィン孔42の内周面と密着する第1部分21と、第1外径d1よりも大きい第2外径d2を有し、開口部30の内周面と密着する第2部分23とを有する。
 これによれば、熱交換器1は、サイドプレート3と拡管により密着する管2における第2部分23の第2外径d2が、フィン4と拡管により密着する管2における第1部分21の第1外径d1よりも大きくなるように形成されている。したがって、管2を拡管してフィン4およびサイドプレート3に対して固定する際に、第1部分21の拡管と第2部分23の拡管とをそれぞれ別の工程で行うことができる。このため、拡管時に管に作用する荷重を低減できる。また、このため、管2とサイドプレート3とを拡管により固定する際に発生したアルミ粉が、第1拡管子60の拡管ビレットに凝着することを抑制できる。したがって、管2とフィン4とを拡管により固定する際にアルミ粉の凝着した第1拡管子60によって管2の内面が削れてしまうことを抑制できる。また、第2拡管子61は、管2のサイドプレート3に挿通された部分までを拡管するため、このときにアルミ粉が凝着した第2拡管子61によって管2のフィン4に挿通された部分が拡管されることを抑制することができる。以上により、拡管によって生じる不具合を抑制可能な熱交換器を提供することができる。
 管2は、第2部分23から管口部240にかけて裾広がりに拡管されているフレア部24をさらに有する。この構成によれば、管2に対して別個の管を内嵌めして接続する接続作業性を向上する機能を持たすことができ、製造性や製品の拡張性を高めることができる熱交換器1が得られる。
 第1実施形態の熱交換器1の製造方法では、配設工程S10で、孔内径dfを有するフィン孔42がそれぞれ形成された複数のフィン4と、孔内径dfよりも大きい開口内径dsを有する開口部30が形成されたサイドプレート3とを並べる。このときサイドプレート3が最も外側に配置されるようにサイドプレート3とフィン4とを一方向に並べる。そして孔内径dfよりも小さい素管外径dtを有する管2をフィン孔42および開口部30に挿通する。配設工程S10の後に、第1拡管工程S20に移る。第1拡管工程S20では、管2の外径を孔内径dfよりも大きく且つ開口内径dsよりも小さい第1外径d1に拡管可能な第1拡管子60を、管口部240から、管2の複数のフィン4に挿通されている部分まで管2の内部に挿し込む。配設工程S10の後に、第2拡管工程S30に移る。第2拡管工程S30では、管2の外径を開口内径ds以上の大きさの第2外径d2に拡管可能な第2拡管子61を、サイドプレート3に挿通されている管2の部分の少なくとも一部を拡管するように管2の内部に挿し込む。
 これによれば、第1拡管子60がサイドプレート3に挿通された管2の部分を挿通する際にサイドプレート3から荷重を受けることを回避できる。このため、拡管時に管2に作用する荷重を低減できる。また、このため、発生するアルミ粉の量を抑制できる。したがって、第1拡管子60がフィン4に挿通された管2の部分を挿通する際に拡管ビレットにアルミ粉が凝着することを抑制できる。また、サイドプレート3から荷重を受ける第2拡管子61は、管2のフィン4に挿通する部分を通過しない。このため、サイドプレート3からの荷重によって発生したアルミ粉が付着した第2拡管子61が、管2のフィン4に挿通された部分を挿通することを回避することができる。したがって、アルミ粉が凝着した第2拡管子61によって管2のフィン4に挿通された部分が拡管されることを抑制することができる。以上により、拡管によって生じる不具合を抑制可能な熱交換器の製造方法を提供できる。
 管2は、内周面に溝部26bを有する。一般の熱交換器では、拡管時に管の内周面に作用する荷重によって溝部を形成する部分が潰れてしまい、溝部による熱交換性能の向上効果が低減してしまう場合がある。第1実施形態の熱交換器1では、拡管時に管2に作用する荷重が抑制されるため、溝部26bを形成する突起部26aの潰れが抑制され、熱交換性能の向上効果を得ることができる。
 (第1実施形態の変形例1)
 第1実施形態の熱交換器1の変形例1について図13を参照して説明する。この変形例では、第2拡管工程S30において、管2を管軸方向において開口端32の位置まで拡管する。第2部分23のテーパ部22側の端部は、開口端32と管軸方向においてほぼ同じ位置に位置している。したがって、管2は、開口部30の内周面全体と圧着している。テーパ部22は、サイドプレート3に隣接するフィン4のフィン孔42に挿通している。
 変形例1の熱交換器1では、管2とサイドプレート3とが開口部30の内周面全体で圧着している。したがって、管2とサイドプレート3とをより安定して固定することができる。
 (第1実施形態の変形例2)
 第1実施形態の熱交換器1の変形例2について図14を参照して説明する。変形例2では、配設工程S10において、複数のフィン4を、フランジ部41bと隣接するフィン4との間に間隙を有するように並べる。サイドプレート3に隣接するフィン4は、フランジ部41bとサイドプレート3との間に間隙を有するように配置される。変形例2における第2拡管工程S30では、管2を管軸方向において開口端32よりも内側の部分まで拡管するように第2拡管子61が挿通される。第2拡管子61は、サイドプレート3に隣接するフィン孔42の手前まで管2を第2外径d2に拡管する。
 変形例2の熱交換器1において、第2部分23のテーパ部22側の端部は、開口端32とフィン孔42のサイドプレート3側の端部との間に位置している。したがって、管2は、開口部30の内周面全体と圧着している。テーパ部22は、サイドプレート3に隣接するフィン4のフィン孔42に挿通している。
 複数のフィン4は、フランジ部41bと隣接するフィン4との間に間隙を有するように並んでいる。このように、熱交換器1は、隣接するフィン4のフランジ部41bと接触せずに離間しているフィン4を有していてもよい。サイドプレート3に隣接するフィン4は、フランジ部41bとサイドプレート3との間に間隙を有するように配置されている。このように、熱交換器1は、フランジ部41bがサイドプレート3と離間しているサイドプレート3に隣接するフィン4を有していてもよい。
 (第1実施形態の変形例3)
 第1実施形態の熱交換器1の変形例3について図15を参照して説明する。サイドプレート3は、開口部30の開口端32に面取り部33を有する。面取り部33は、開口端32がフィン4側に向かって拡径するようにテーパ状に面取りされた部分である。したがって、面取り部33は、開口部30において、管2の第2部分23と密着していない部分である。
 第2拡管工程S30で管2を拡管する際、管2と面取り部33とは接触しない。したがって、面取り部33によって、第2拡管工程S30において第2拡管子61がサイドプレート3から受ける荷重を低減することができる。面取り部33は、開口端31に形成されていてもよい。すなわち、面取り部33は、開口端31が外側に向かって拡径されるようにテーパ状に面取りされた部分でもよい。
 図15において、管2は、管軸方向において開口端32と同じ位置まで第2外径d2に拡管されているが、開口端32よりも多少外側で拡管が停止されていてもよく、また開口端32よりも多少内側まで拡管されていてもよい。換言すれば、第2部分23のテーパ部22側の端部は、管軸方向において開口端32よりも多少外側もしくは内側に位置していてよい。
 (第2実施形態)
 第2実施形態では、第1実施形態における熱交換器1の別の実施形態について説明する。図16から図20において第1実施形態の図面中と同一符号を付した構成要素は、同様の構成要素であり、同様の作用効果を奏するものである。
 管2は、フィン孔42に挿通する第1部分21と、開口部30の内周面と圧着するテーパ部22と、サイドプレート3よりも外側に形成された第2部分23とを有する。テーパ部22は、少なくとも一部が開口部30の内周面と圧着している。テーパ部22は、開口部30の開口端31に圧着するように形成されている。テーパ部22は、管2の外径が第1外径d1から第2外径d2へ変化するように拡径された管2の部分である。テーパ部22は、管2の第1部分21と第2部分23とをつなぐ中間部分の一例である。第2部分23は、テーパ部22側の端部が開口部30の開口端31よりも管口部240側に位置している。管2は、テーパ部22の圧着によってサイドプレート3を管2に対して固定している。管2は、テーパ部22と、サイドプレート3に隣接するフィン4のフランジ部41bとによって、サイドプレート3を挟持している。第2実施形態の熱交換器1は、定置用の熱交換器としての使用に適している。
 次に、図17から図20を参照して第2実施形態の熱交換器1の製造方法について説明する。熱交換器1は、図17のフローチャートに示すように、配設工程S10と、第1拡管工程S20と、第2拡管工程S230を経て製造される。配設工程S10および第1拡管工程S20は、第1実施形態において図7から図9を参照して説明した工程と同様であるため省略する。
 第1拡管工程S20の後に第2拡管工程S230に移る。第2拡管工程S230では、まず第1拡管子60を挿通して管2とフィン4とを固定した後、図18に示すように第2拡管子61を管口部240から管2に挿入する。図19に示すように、第2拡管子61は、管2を第2外径d2に拡径しながら管2を挿通し、開口端31の手前まで第2外径d2に拡径したところで停止する。第2拡管子61は、第2拡管子61によって形成されるテーパ部22が開口端31と接触する位置まで前進される。すなわち開口部30とテーパ部22とが密着して接触し、サイドプレート3と管2とが固定される位置まで第2拡管子61を前進させる。その後図20に示すように第2拡管子61を後進させて管2から引き抜き、第2拡管工程S230を終了する。これにより、図16に示すように、管2がフィン4およびサイドプレート3と一体化した熱交換器1を製造することができる。
 複数の管2のうち1つもしくはいくつかの管2が挿通された部分において、サイドプレート3が管2のテーパ部22とフィン4のフランジ部41bとによって挟持されていなくてもよい。すなわち、図21に示すように、フィン4のフランジ部41bがサイドプレート3から離間していてもよい。このような場合でも、フランジ部41bがサイドプレート3と離間している部分の管2は、他の管2が挿通された部分においてサイドプレート3が挟持されていれば、サイドプレート3に対して固定することができる。
 次に第2実施形態の熱交換器1および熱交換器1の製造方法がもたらす作用効果について説明する。第2実施形態の熱交換器1は、アルミニウム材料で形成され拡管された管2を備える。熱交換器1は、管2が挿通されているフィン孔42をそれぞれ有し一方向に並べられた複数のフィン4と、複数のフィン4のうち一方向における端部に位置するフィンの外側に設けられ、管が挿通されている開口部30が形成されたサイドプレート3とを備える。管2は、第1外径d1を有し、フィン孔42の内周面と密着する第1部分21と、第1外径d1よりも大きい第2外径d2を有する第2部分23と、開口部30の内周面と密着し、第1部分21と第2部分23とをつなぐテーパ部22と、を有する。テーパ部22は、少なくとも開口部30の開口端31と密着している。
 これによれば、熱交換器1は、管2の第1部分21がフィン4と密着し、管2のテーパ部22がサイドプレート3と密着し、管2の第2部分23がサイドプレート3よりも外側に位置している。したがって、管2を拡管してフィン4およびサイドプレート3に対して固定する際に、第1部分21の拡管と第2部分23の拡管とをそれぞれ別の工程で行うことができる。このため、拡管時に管2に作用する荷重を低減できる。また、このため、管2とサイドプレート3とを拡管により固定する際に発生したアルミ粉が、管2とフィン4とを拡管により固定する際に第1拡管子60の拡管ビレットに凝着することを回避できる。以上により、拡管によって生じる不具合を抑制可能な熱交換器を提供できる。
 第2実施形態の熱交換器1の製造方法では、第2拡管工程S230において、管2の内部に、管2の外径を開口内径dsよりも大きい第2外径d2に拡管可能な第2拡管子61を、管2の外径が第1外径d1から第2外径d2へと拡径される部分であるテーパ部22が開口部30の開口端31に密着する位置まで挿通する。
 この開示によれば、第1拡管子60がサイドプレート3に挿通された管2の部分を挿通する際にサイドプレート3から荷重を受けることを回避できる。このため、拡管時に管に作用する荷重を低減できる。また、このため、発生するアルミ粉の量を抑制できる。したがって、第1拡管子60がフィン4に挿通された管2の部分を挿通する際に第1拡管子60の拡管ビレットにアルミ粉が凝着することを抑制できる。また、サイドプレート3から荷重を受ける第2拡管子61は、管2のフィン4に挿通する部分を通過しない。このため、サイドプレート3からの荷重によって発生したアルミ粉が付着した第2拡管子61が、管2のフィン4に挿通された部分を挿通することを回避することができる。以上により、拡管によって生じる不具合を抑制可能な熱交換器の製造方法を提供できる。
 第2実施形態の熱交換器1は、サイドプレート3に隣接するフィン4のフランジ部41bがサイドプレート3に接触している。これにより、サイドプレート3を、管2のテーパ部22とフィン4のフランジ部41bとで挟持して固定することができる。したがって、開口部30の内周面と管2における第2部分23の外周面とが密着するまで第2拡管子61を挿入する必要がない。これによって、第2拡管子61を挿入する際の拡管荷重を抑制することができるため、拡管を実施する設備のコストを低減することが可能となる。
 (第2実施形態の変形例)
 第2実施形態の変形例について図22を参照して説明する。変形例では、サイドプレート3の開口端31に、テーパ状の面取り部31aが形成されている。面取り部31aは、配設工程S10の前にあらかじめサイドプレート3に形成されている。または、第2拡管工程S230の直前までに面取り部31aが形成されてもよい。面取り部31aは、第2拡管工程S230によって管2に形成されるテーパ部22と密着する。このような構成においても、管2のテーパ部22とフィン4のフランジ部41bとによってサイドプレート3が挟持されているため、サイドプレート3と管2とを固定することができる。
 (第3実施形態)
 第3実施形態では、第1実施形態の熱交換器1の製造方法に関して、他の製造方法を開示する。図23~図27において第1実施形態の図面中と同一符号を付したステップや構成要素は、同様のステップや構成要素であり、同様の作用効果を奏するものである。
 図23~図27を参照して第3実施形態の熱交換器1の製造方法について説明する。熱交換器1は、図23に示すように、配設工程S10と、第1拡管工程S20と、第2拡管工程S330と、第3拡管工程S340とによって製造される。配設工程S10および第1拡管工程S20は、第1実施形態において図7~図9を参照して説明した工程と同様である。以下、前述の実施形態と相違する内容について説明する。
 第3実施形態の製造方法は、前述の実施形態における第2拡管工程S30を、第2部分23を形成する第2拡管工程S330とフレア部24を形成する第3拡管工程S340とに分ける方法である。
 第3実施形態の製造方法によれば、第1拡管工程S20の後に第2拡管工程S330を行う。第2拡管工程S330では、管2に第2拡管子161を挿入する。図24は、管2に第2拡管子161を挿入する直前の様子を示す図である。第2拡管子161は、管2の外径を第2外径d2まで拡管可能な外径を有する拡径部61bと、拡径部61bの端部から第2拡管子61の挿入方向に向かって徐々に縮径するテーパ形状を有する先端部61aとを有する。第2拡管子161は、管口部240に対して先端部61aから挿入することで、管2を拡管可能な拡管子である。図25に示すように、第2拡管子161は、前述の第1実施形態と同様に、サイドプレート3に挿通されている管2の部分の少なくとも一部を拡管するように管2の内部に管口部240から挿し込まれる。第2拡管工程S330では、先端部61aによってテーパ部22が形成され、拡径部61bによって第2部分23が形成される。
 第2拡管工程S330の後に第3拡管工程S340を行う。第3拡管工程S340では、管2に第3拡管子62を挿入する。図26は、管2に第3拡管子62を挿入する直前の様子を示す図である。第3拡管子62は、円柱状の軸部の端部から第3拡管子62の挿入方向に向かって徐々に縮径するテーパ形状を有するフレア形成部62aを有する。第3拡管子62は、図25に示すように、管口部240に対して先端部から挿入することで、管口部240を裾広がり状に拡管可能な拡管子である。第3拡管工程S340は、第1拡管工程S20および第2拡管工程Sとは別個の工程として管2の管口部240に向かって内径が拡大するフレア部24を形成する工程である。
 第3実施形態の第2拡管工程S330は、第2拡管子61を、管2の外径が第1外径d1から第2外径d2へ変化するように拡径される管2の部分が開口部30の外側開口端31に密着する位置まで管2の内部に挿し込む工程に置き換えるようにしてもよい。
 第3実施形態の熱交換器1の製造方法は、第1拡管工程S20および第2拡管工程S330とは別個の工程として管2の管口部240に向かって内径が拡大するフレア部24を形成する第3拡管工程S340を有する。この製造方法によれば、管2に拡管部分が形成されている第1部分21、第2部分23、フレア部24を別個の工程によって行えるため、これらのうち2つの拡管部分を同時に形成しないため、管2に係る荷重を抑えることができる。したがって、管2の座屈等の不具合を抑制可能な製造方法を提供できる。
 (他の実施形態)
 この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品、要素の組み合わせに限定されず、種々変形して実施することが可能である。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品、要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品、要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。
 上述の実施形態において、第1拡管子60を管2から引き抜いた後、第2拡管子61を挿入するとしたが、第1拡管子60を引き抜かずに第2拡管子61を挿入してもよい。この場合には、例えば、第1拡管子60のマンドレルが挿通可能な、マンドレルと同軸の挿通孔を有する第2拡管子を用いればよい。すなわち、第1拡管子60が管2に挿入された状態で、第2拡管子を、挿通孔にマンドレルを挿通しながら管2に挿入することで、第1拡管子60を引き抜くことなく第2拡管工程へと移行することができる。
 上述の実施形態において、管2は軸方向に垂直な断面が円形状であるとしたが、断面の形状は円形状に限定されない。例えば、軸方向に垂直な断面が扁平な楕円形状である管2を採用してもよい。
 上述の実施形態において、第1拡管子60および第2拡管子61は、管2を拡管する前と相似の断面形状である円形状に拡管するとしたが、管2を異なる形状に拡管する拡管子であってもよい。例えば、第1拡管子60および第2拡管子61は、管2の断面が円形状から多角形状になるように拡管する拡管子であってもよい。また、第1拡管子60および第2拡管子61は、管2の断面形状が拡管前の形状から一部が突出するように拡管する拡管子であってもよい。すなわち、第1拡管子60および第2拡管子61は、管2の一部が拡径するように拡管する拡管子であってもよい。
 上述の実施形態において、カラー部41はベース部40から突出した屈曲部41aと、屈曲部41aから立ち上がる端部によって形成されるとしたが、カラー部41の形状はこれに限定されない。例えば、カラー部41は、フランジ部41bを有さない形状であってもよい。
 上述の実施形態において、フィン4はカラー部41を有するとしたが、カラー部41を有さない構成であってもよい。すなわち、フィン4のベース部40に直接打ち抜き加工等でフィン孔42が形成された構成であってもよい。
 上述の実施形態において、第1拡管工程を実施した後に第2拡管工程を実施するとしたが、第2拡管工程を実施した後に第1拡管工程を実施してもよい。
 上述の実施形態に開示する製造方法は、第1拡管工程、第2拡管工程、第3拡管工程の順に実施するように説明したが、第1拡管工程、第2拡管工程、第3拡管工程の各工程は、配設工程の後に実施するものであればよい。したがって、第1拡管工程、第2拡管工程および第3拡管工程の実施順番は、上述の実施形態に記載の順番に限定するものではない。
 本開示は実施例を参照して記載されているが、本開示は開示された上記実施例や構造に限定されるものではないと理解される。寧ろ、本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形を包含する。加えて、本開示の様々な要素が、様々な組み合わせや形態によって示されているが、それら要素よりも多くの要素、あるいは少ない要素、またはそのうちの1つだけの要素を含む他の組み合わせや形態も、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

Claims (8)

  1.  アルミニウム材料で形成され拡管された管(2)と、
     前記管が挿通されているフィン孔(42)をそれぞれ有し一方向に並べられた複数のフィン(4)と、
     前記複数のフィンのうち前記一方向における端部に位置する前記フィンよりも外側に設けられ、前記管が挿通されている開口部(30)が形成されたサイドプレート(3)と、
     を備え、
     前記管は、第1外径(d1)を有し、前記フィン孔の内周面と密着する第1部分(21)と、前記第1外径よりも大きい第2外径(d2)を有し、前記開口部の内周面と密着する第2部分(23)と、を有する熱交換器。
  2.  アルミニウム材料で形成され拡管された管(2)と、
     前記管が挿通されているフィン孔(42)をそれぞれ有し一方向に並べられた複数のフィン(4)と、
     前記複数のフィンのうち前記一方向における端部に位置する前記フィンの外側に設けられ、前記管が挿通されている開口部(30)が形成されたサイドプレート(3)と、を備え、
     前記管は、第1外径(d1)を有し、前記フィン孔の内周面と密着する第1部分(21)と、前記第1外径よりも大きい第2外径(d2)を有する第2部分(23)と、前記開口部の内周面と密着し、前記第1部分と前記第2部分とをつなぐ中間部分(22)と、を有し、
     前記中間部分は、少なくとも前記開口部の外側開口端(31)と密着している熱交換器。
  3.  前記サイドプレートに隣接する前記フィンは、前記サイドプレートに接触する接触部(41b)を有する請求項2に記載の熱交換器。
  4.  前記管は、内周面に溝部(26b)を有する請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の熱交換器。
  5.  前記管は、前記第2部分から管口部(240)にかけて裾広がりに拡管されているフレア部(24)をさらに有する請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の熱交換器。
  6.  アルミニウム材料で形成された管(2)と、複数のフィン(4)と、サイドプレート(3)と、を備えた熱交換器の製造方法であって、
     孔内径(df)を有するフィン孔がそれぞれ形成された前記複数のフィンと、前記孔内径よりも大きい開口内径(ds)を有する開口部(30)が形成された前記サイドプレートと、を前記サイドプレートを最も外側に配置するように一方向に並べ、前記孔内径よりも小さい素管外径(dt)を有する前記管を前記フィン孔および前記開口部に挿通する配設工程(S10)と、
     前記配設工程の後に、前記管の外径を前記孔内径よりも大きく且つ前記開口内径よりも小さい第1外径(d1)に拡管可能な第1拡管子(60)を、前記管の管口部(240)から、前記複数のフィンに挿通されている部分まで前記管の内部に挿し込む第1拡管工程(S20)と、
     前記配設工程の後に、前記管の外径を前記開口内径以上の大きさの第2外径(d2)に拡管可能な第2拡管子(61)を、前記サイドプレートに挿通されている前記管の部分の少なくとも一部を拡管するように前記管の前記管口部から前記管の内部に挿し込む第2拡管工程(S30;S330)と、を有する熱交換器の製造方法。
  7.  アルミニウム材料で形成された管(2)と、複数のフィン(4)と、サイドプレート(3)と、を備えた熱交換器の製造方法であって、
     孔内径(df)を有するフィン孔がそれぞれ形成された前記複数のフィンと、前記孔内径よりも大きい開口内径(ds)を有する開口部が形成されたサイドプレートと、を前記サイドプレートが最も外側に配置されるように一方向に並べ、前記孔内径よりも小さい素管外径(dt)を有する前記管を前記フィン孔および前記開口部に挿通する配設工程(S10)と、
     前記配設工程の後に、前記管の外径を前記孔内径よりも大きく且つ前記開口内径よりも小さい第1外径(d1)に拡管可能な第1拡管子(60)を、前記管の管口部(240)から、前記管において前記複数のフィンに挿通されている部分まで前記管の内部に挿通する第1拡管工程(S20)と、
     前記配設工程の後に、前記管の外径を前記開口内径よりも大きい第2外径(d2)に拡管可能な第2拡管子(61)を、前記管の外径が前記第1外径から前記第2外径へ変化するように拡径される前記管の部分が前記開口部の外側開口端(31)に密着する位置まで前記管の内部に挿し込む第2拡管工程(S230;S330)と、を有する熱交換器の製造方法。
  8.  さらに前記配設工程の後に、前記第1拡管工程および前記第2拡管工程とは別個の工程として前記管の前記管口部に向かって内径が拡大するフレア部(24)を形成する第3拡管工程(S340)を有する請求項6または請求項7に記載の熱交換器の製造方法。
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