JP2828480B2 - 熱交換器用ヘッダーパイプの製造方法 - Google Patents

熱交換器用ヘッダーパイプの製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は熱交換器、例えば各種冷房装置の凝縮器や車
両用ラジエータ等の構成部品であるヘッダーパイプの製
造方法に関するものである。
(従来の技術) 従来、この種の熱交換器用のヘッダーパイプの製造方
法として特開昭61−235698号に係る製造方法が知られて
いる。
この製造方法はまず平板状のヘッダーパイプ素材を円
筒状に曲げ加工し、次いで、この円筒状のヘッダーパイ
プ素材の開口端部をろう付けする。このようにヘッダー
パイプ素材を筒体とした後に、ヘッダーパイプ素材の側
面に熱交換チューブを接続する接続孔をポンチにより孔
開け加工する。
しかしながら、このようなヘッダーパイプの製造方法
では、筒体のヘッダーパイプ素材を孔開け加工する際
に、ポンチによる加圧力が孔開け部分以外にも加わるた
め、製造されたヘッダーパイプに変形が生ずるおそれが
あった。また、このようにヘッダーパイプに変形が生じ
ているときは、これを矯正することを要し、矯正工程が
付加され製造工程が増加するという問題点を有してい
た。
このような問題点を解決するため、次に述べるヘッダ
ーパイプの製造方法を提案することができる。即ち、平
板状のヘッダーパイプ素材に熱交換チューブ用の接続孔
をポンチにより予め孔開け加工し、その後にこのヘッダ
ーパイプ素材を曲げ円筒状に形成するものである。
この製造方法によれば、ポンチによる孔開け加工によ
って生ずる変形は、その後の曲げ加工時に矯正されるた
め、ヘッダーパイプの変形が防止される。
(発明が解決しようとする課題) この後者のヘッダーパイプの製造方法において、ヘッ
ダーパイプの曲面に形成された接続孔には熱交換チュー
ブが挿入されるため、平板状のヘッダーパイプ素材に形
成される接続孔の大きさ、形状はヘッダーパイプ素材を
曲げたときに形成される接続孔の大きさ、形状を予め想
定して孔開け加工しなければならず、孔開け加工の際に
高精度の加工が要求されるという問題点を有していた。
また、接続孔の孔開け加工を高精度に行ったとして
も、これに続く曲げ加工時に接続孔に歪みが生ずること
があり、所望の接続孔を製造することができないという
問題点を有していた。
本発明の目的は前記従来の問題点に鑑み、ヘッダーパ
イプの変形を防止するとともに、接続孔を所望の大き
さ、形状等に形成することができる熱交換器用ヘッダー
パイプの製造方法を提供することにある。
(課題を解決するための手段) 本発明は前記課題を解決するため、平板状のヘッダー
パイプ素材を筒状に曲げるとともに、該ヘッダーパイプ
素材の側壁に熱交換チューブの接続孔を形成する熱交換
器用ヘッダーパイプの製造方法において、平板状のヘッ
ダーパイプ素材をその長手方向に沿って全体を断面略U
字状に曲げる第1曲げ工程と、該第1曲げ工程の後に該
ヘッダーパイプ素材の曲面部に前記接続孔を形成する孔
開け工程と、該孔開け工程の後に該ヘッダーパイプ素材
の開口部側を内側に曲げ開口端部を当接させる第2曲げ
工程とを有することを特徴とする。
(作 用) 本発明によれば、第1曲げ工程により接続孔が形成さ
れる曲面部が予め形成され、その後に続く孔開け工程に
よりこの曲面部に接続孔が形成される。このように、ヘ
ッダーパイプ素材の曲面部に直接に接続孔が形成される
から、孔開け工具即ちポンチ等の形状、大きさは熱交換
チューブの接続端に合せて設定すれば良く、所望の接続
孔を形成することができる。
この孔開け工程で、ヘッダーパイプ素材の開口部側に
変形が生ずる場合があるが、この孔開け工程に続く第2
曲げ工程で開口部側が曲げられ、変形部分がこの曲げ工
程で矯正される。また、第2曲げ工程は開口部側を曲げ
るだけで、接続孔側を曲げるものではないから、接続孔
に歪みが生ずることがない。
(実施例) 第1図乃至第8図は本発明の一実施例を示すもので、
第1図はヘッダーパイプを構成部品とする熱交換器の斜
視図である。
図中、1は車両用のラジエータ等として使用される熱
交換器、2は上下に延び対向する一対のヘッダーパイプ
である。この各ヘッダーパイプ2には複数段に熱交換チ
ューブ3が接続し、この熱交換チューブ3間には伝熱フ
ィン4が介装されている。
第2図はこのヘッダーパイプ2と熱交換チューブ3と
の接続状態を示すものである。この各ヘッダーパイプ2
の対向面には上下に複数の接続孔5が設けられ、この接
続孔5の周縁には内側に折曲されたテーパ部6が形成さ
れている。各テーパ部6の周辺は外側に湾曲することな
く平坦に形成されている。また、各接続孔5には熱交換
チューブ3の端が挿入され、テーパ部6と熱交換チュー
ブ3との間はろう材7にてろう付けされている。
このような熱交換器1は一方のヘッダーパイプ2の熱
媒体流入パイプ8から他方のヘッダーパイプ2の熱媒体
流出パイプ9へ熱媒体を流すもので、この熱媒体と伝熱
フィン4間に流れる空気との間で熱交換を行なう空気熱
交換器を構成している。
第3図(a)(b)乃至第8図は前述のヘッダーパイ
プ2の製造方法を示している。ここで、第3図(a)
(b)は製造方法の第1曲げ工程を示している。即ち、
ヘッダーパイプ2の上下の長さ寸法及び周側壁の周寸法
を有する平板でろう材がクラッドされたヘッダーパイプ
素材10を用意する。このヘッダーパイプ素材10を第3図
(a)に示すように半円形状の溝11を有するプレス機12
のダイ13上に置き、これを下端が半円形状の曲げ用ポン
チ14により第3図(b)に示すように押圧する。これに
より、第4図に示すような曲面部15を有する断面U字状
のヘッダーパイプ素材10が形成される。
このヘッダーパイプ素材10の第1曲げ工程が終了した
ときは、第5図(a)(b)に示す孔開け工程に移行す
る。即ち、第5図(a)に示すように、U字状のヘッダ
ーパイプ素材10をこのヘッダーパイプ素材10の内面に対
応するよう形成されたプレス機16のダイ17に載置すると
ともに、ヘッダーパイプ素材10の外面をポンチガイド18
により保持する。また、ポンチホルダ19には孔開け用ポ
ンチ20が固定されている。この孔開け用ポンチ20の下端
にはヘッダーパイプ素材10の曲面部15の幅方向に切削す
る切削部21を有し、この切削部21の上方には下方に向っ
て幅が徐々に小さくなるよう傾斜した折曲げ部22を有し
ている。他方、ダイ17にはポンチ挿入用の溝23が設けら
れ、この溝23はヘッダーパイプ素材10の曲面部15を間に
して切削部21及び折曲げ部22と略相似形をなしている。
ここで、第5図(b)に示すように、上部ダイセット
24を下方に移動させるときは、孔開け用ポンチ20がポン
チガイド18に沿って下降し、孔開け用ポンチ20の切削部
21及び折曲げ部22がダイ17の溝23に挿入される。このと
き、この切削部21により接続孔5が設けられ、また、折
曲げ部22によりテーパ部6が形成される。従って、第6
図に示すように、曲面部15に接続孔5及びテーパ部6を
有する断面U字状のヘッダーパイプ素材10が製造され
る。
このような孔開け工程が終了したときは、第7図
(a)(b)に示す第2曲げ工程に移行する。この第2
曲げ工程においては、第7図(a)(b)に示すプレス
機25を使用する。即ち、上型26の下面中央にヘッダーパ
イプ2の外面に対応する溝27を形成するとともに、下面
両周縁に斜め下方に延びる傾斜部28を形成している。他
方、この上型26に対向して一対の可動ダイ29を有し、各
可動ダイ29の対向する側の上面にはヘッダーパイプ2の
外面に対応する切欠き部30を有し、また、上面の外側周
縁には上型26の傾斜部28に対応して傾斜した案内部31を
有している。
このプレス機25により曲げ加工を行うときは、まず、
孔開け工程を終了したヘッダーパイプ素材10の曲面部15
を第7図(a)に示すように各ダイ29の切欠き部30上に
載置し、ヘッダーパイプ素材10の開口部32を上方に向け
る。その後、上型26を上部ダイセット33により下降させ
る。
この上型26の下降(実線白抜き矢印)途中で、第7図
(c)に示すように、上型26の傾斜部28が各可動ダイ29
の案内部31に接し、この案内部31を押圧する。この押圧
力により可動ダイ29に横方向への移動力が生じ、各可動
ダイ29が相互に対向する側に移動し(一点鎖線白抜き矢
印)、ヘッダーパイプ素材10の曲面部15を保持する。他
方、第7図(b)に示すように、上型26はその溝27によ
りヘッダーパイプ素材10の開口部32側を半円形状に曲
げ、開口端部34を当接させる。これにより、第8図に示
すように、接続孔5及びテーパ部6を有し、かつ、円筒
状のヘッダーパイプ素材10が形成される。
この第2曲げ工程が終了したときは、ヘッダーパイプ
素材10の上下にそれぞれ蓋35を取付けるとともに、各パ
イプ8,9を連結し、これを加熱炉に入れ一括ろう付けす
ることによりヘッダーパイプ2が製造される。尚、この
一括ろう付けは、各ヘッダーパイプ2の各接続孔5に各
熱交換チューブ3を挿入接続し、更に伝熱フィン4を各
熱交換チューブ3間に介装した後に行なうようにしても
良い。
以上のように、本実施例に係るヘッダーパイプ2の製
造方法において、第1曲げ工程により曲面部15が形成さ
れ、その後に続く孔開け工程により曲面部15に接続孔5
が形成されるから、ヘッダーパイプ素材10の曲面部15に
直接に接続孔5が形成される。従って、孔開け用ポンチ
20の切削部21及び折曲げ部22の形状、大きさは熱交換チ
ューブ3の接続端に合せて設定すれば良く、寸法取りを
容易に行なうことができる。
また、この孔開け工程で、ヘッダーパイプ素材10の開
口部32側に変形を生ずるおそれがあるが、この孔開け工
程に続く第2曲げ工程でこの開口部32側が曲げられ、こ
の変形部分がこの第2曲げ工程で矯正される。
更に、この第2曲げ工程はヘッダーパイプ素材10の開
口部32側を曲げるだけで、既に形成された接続孔5側を
曲げるものではないから、接続孔5に歪みが生ずること
がない。
更にまた、このような製造方法により製造されたヘッ
ダーパイプ2は、その接続孔5の周辺にテーパ部6が形
成されているから、熱交換チューブ3の接続の際にこの
テーパ部6が熱交換チューブ3の接続端の案内面とな
り、熱交換チューブ3の挿入接続が容易になる。更にま
た、このテーパ部6の周辺は孔開け工程時にポンチガイ
ド18により保持され、湾曲変形を防止しているため、伝
熱フィン4とヘッダーパイプ2との間に大きな溝が形成
されることがない。これにより、ヘッダーパイプ2側を
通過する空気が効率良く伝熱フィン4と熱交換すること
となる。
尚、前記実施例では熱交換チューブ3とヘッダーパイ
プ2との接続作業を考慮し、テーパ部6を有するヘッダ
ーパイプ2の製造方法について説明したが、テーパ部6
を持たないヘッダーパイプ、即ち接続孔がヘッダーパイ
プ2の側壁と面一となっているヘッダーパイプ2につい
ても前述の各工程が適用できることは勿論である。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば、第1曲げ工程
により接続孔が形成される曲面部が予め形成され、その
後に続く孔開け工程によりこの曲面部に接続孔が形成さ
れ、ヘッダーパイプ素材の曲面部に直接に接続孔5が形
成されるから、孔開け工具即ちポンチ等の形状、大きさ
は熱交換チューブの接続端に合せて設定すれば良く、孔
開け工具の寸法取りが容易にできる。
また、この孔開け工程で、ヘッダーパイプ素材の開口
部側に変形が生ずる場合があるが、この孔開け工程に続
く第2曲げ工程で開口部側が曲げられ、変形部分がこの
曲げ工程で矯正されるし、また、第2曲げ工程は開口部
側を曲げるだけで、接続孔側を曲げるものではないか
ら、接続孔に歪みが生ずることがない。従って、熱交換
チューブが接続される接続孔を精密に形成することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第8図は本発明の一実施例を示すもので、第
1図は熱交換器の全体斜視図、第2図はヘッダーパイプ
と熱交換チューブの接続状態を示す断面図、第3図
(a)(b)は第1曲げ工程を示す正面図、第4図は第
1曲げ工程後のヘッダーパイプ素材を示す斜視図、第5
図(a)(b)は孔開け工程を示す断面図、第6図は孔
開け工程後のヘッダーパイプ素材を示す斜視図、第7図
(a)(b)は第2曲げ工程を示す正面図、第7図
(c)は上型と可動ダイの移動状態を示す説明図、第8
図は第2曲げ工程後のヘッダーパイプ素材を示す斜視図
である。 図中、1……熱交換器、2……ヘッダーパイプ、3……
熱交換チューブ、5……接続孔、10……ヘッダーパイプ
素材、15……曲面部、32……開口部、34……開口端部。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】平板状のヘッダーパイプ素材を筒状に曲げ
    るとともに、該ヘッダーパイプ素材の側壁に熱交換チュ
    ーブの接続孔を形成する熱交換器用ヘッダーパイプの製
    造方法において、 平板状のヘッダーパイプ素材をその長手方向に沿って全
    体を断面略U字状に曲げる第1曲げ工程と、該第1曲げ
    工程の後に該ヘッダーパイプ素材の曲面部に前記接続孔
    を形成する孔開け工程と、該孔開け工程の後に該ヘッダ
    ーパイプ素材の開口部側を内側に曲げ開口端部を当接さ
    せる第2曲げ工程とを有する ことを特徴とする熱交換器用ヘッダーパイプの製造方
    法。
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