JP3905278B2 - 熱交換器チューブ用口拡爪および熱交換器におけるヘッダー部材へのチューブの取付構造 - Google Patents
熱交換器チューブ用口拡爪および熱交換器におけるヘッダー部材へのチューブの取付構造 Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヘッダー部材のチューブ穴に挿入される偏平状のチューブの開口部を拡径し、この開口部をチューブ穴に密着させるための熱交換器チューブ用口拡爪、および、この熱交換器チューブ用口拡爪を用いて製造された熱交換器におけるヘッダー部材へのチューブの取付構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、ラジエータ等の熱交換器の製造方法では、ヘッダー部材のチューブ穴に偏平状のチューブを挿入した状態で、チューブの開口部を拡径し、この開口部をチューブ穴に密着させることが行われている。
そして、従来、このような製造方法として、例えば、特開昭59−180295号公報,特開昭60−49861号公報に開示されるものが知られている。
【0003】
図14は、特開昭60−49861号公報に開示される製造方法を示すもので、この製造方法では、所定間隔を置いて対向配置されるヘッダー部材1の間に、チューブ2とコルゲートフィン3とが交互に配置されコア部4が組み付けられている。
そして、チューブ2の両端部が、ヘッダー部材1に形成されるチューブ穴1aに挿入されており、コア部4の両側に配置される治具5に形成される口拡爪6を、チューブ2の開口部2aに挿入することにより、開口部2aがチューブ穴1aに密着される。
【0004】
このような製造方法では、チューブ2の開口部2aが、チューブ穴1aに密着されるため、ヘッダー部材1の倒れをなくし、また、後のろう付けにおけるろう廻り不良を低減することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の製造方法では、図15に示すように、口拡爪6により口拡されたチューブ2の開口部2aの端部の一部が潰れ、潰れ部2bが形成されるという現象が、往々にして発生するという問題があった。
【0006】
すなわち、このようなチューブ2の潰れが生じると、内部の冷却液が漏洩するため、その検査には、細心の注意および多大な工数が必要であった。
本発明者は、かかる従来の問題を解決すべく鋭意研究した結果、このような潰れ部2bが生じるのは、チューブ2の運搬時、あるいは、組立設備への投入,組立時に、図16に示すように、チューブ2の長手側面2cが内側に向けて変形し、この状態で口拡爪6を挿入すると、口拡爪6が長手側面2cに衝突するためであることを見出した。
【0007】
また、このような扁平状のチューブ2では、長手側面2cが図16に示したように変形した場合にも、チューブ2の長手方向の両側には、所定の空間2dが残されていることを見出した。
本発明は、かかる知見に基づいてなされたもので、チューブの開口部が潰れることを容易,確実に解消し、ヘッダー部材にチューブを強固に保持することができる熱交換器チューブ用口拡爪、および、熱交換器におけるヘッダー部材へのチューブの取付構造を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1の熱交換器チューブ用口拡爪は、ヘッダー部材のチューブ穴に挿入された偏平状のチューブの開口部を、この開口部に挿入される爪部により拡径し、前記開口部を前記チューブ穴に密着させる熱交換器チューブ用口拡爪において、口拡爪本体に、前記チューブの開口部への所定深さの挿入により前記チューブの長手側面を拡径する拡径用爪部を形成するとともに、前記拡径用爪部の長手方向の両側に突出して、前記チューブの開口部の両側に挿入され、前記拡径用爪部を前記開口部の内側に案内するとともに、前記チューブの開口部の長手方向の両側を、中央部より大きく拡径する案内用突部を形成してなることを特徴とする。
【0009】
請求項2の熱交換器におけるヘッダー部材へのチューブの取付構造は、ヘッダー部材のチューブ穴に、偏平状のチューブの開口部を挿入してなる熱交換器におけるヘッダー部材へのチューブの取付構造において、前記チューブの開口部の長手方向の両側を、中央部より大きく拡径し、前記ヘッダー部材のチューブ穴に圧着してなることを特徴とする。
【0010】
(作用)
請求項1の熱交換器チューブ用口拡爪では、先ず、拡径用爪部の長手方向の両側に形成される案内用突部が、チューブの開口部の両側に挿入され、拡径用爪部がチューブの開口部の内側に案内される。
【0011】
そして、拡径用爪部が挿入され、拡径用爪部によりチューブの開口部の長手方向の両側が、中央部より大きく拡径されて拡径部を形成し、チューブの開口部の短径方向の両側をヘッダー部材のチューブ穴に圧着される。
請求項2の熱交換器におけるヘッダー部材へのチューブの取付構造では、チューブの開口部の長手方向の両側が、中央部より大きく拡径され、チューブの開口部の長手方向の両側が、ヘッダー部材のチューブ穴に圧着される。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細を図面に示す実施形態について説明する。
図1ないし図3は、本発明の熱交換器チューブ用口拡爪の第1の実施形態を示している。
なお、この実施形態では、図4に示すような偏平状の断面を有するアルミニウム製のチューブ11を、図5に示すように、アルミニウム製のヘッダー部材13のチューブ穴13aに挿入した状態で、チューブ11の開口部11aに、口拡爪15を挿入することにより開口部11aが拡径され、開口部11aがチューブ穴13aに密着される。
【0013】
図1ないし図3において符号17は、例えば、工具鋼からなる偏平状の口拡爪本体を示している。
この口拡爪本体17には、図1の二点鎖線Aの下部に拡径用爪部19が一体形成され、二点鎖線Aの上部で拡径用爪部19の長手方向の両側に、案内用突部21が突出して一体形成されている。
【0014】
拡径用爪部19は、後述する図6の(c)に示すように、チューブ11の開口部11aへの所定深さの挿入によりチューブ11の長手側面11bを拡径する働きを有している。
また、案内用突部21は、後述する図6の(a)に示すように、チューブ11の開口部11aの両側に挿入され、図6の(b)に示すように、拡径用爪部19を開口部11aの内側に案内する働きを有している。
【0015】
すなわち、図4に示すように、チューブ11の内面の短径寸法をW2とすると、図2に示すように、頂点Pから距離Lの二点鎖線Aの断面において、その断面幅Wが、W2と同一の寸法に設定され、二点鎖線Aと頂点Pまでの間が案内用突部21とされている。
この実施形態では、案内用突部21の間には、長手方向の中心軸の両側に一対の第1の傾斜面19aが形成されている。
【0016】
この一対の第1の傾斜面19aの頂角θ1は、図2に示すように、例えば、77度程度に設定されている。
また、一対の案内用突部21の頂点Pの間隔は、一対の頂点Pが、図4に示したチューブ11の内側の点P1に位置するような間隔に設定されている。
なお、この実施形態では、図4に示したチューブ11は、肉厚0.25mmのアルミニウム材からなり、長手方向の長さLが、25.5mm、厚さWが1.7mmとされている。
【0017】
一方、口拡爪本体17は、図3に示すように、長手方向の長さL1が24mm、厚さW1が4.0mmとされ、一対の案内用突部21の頂点Pの間隔L2が、21.3mmとされている。
案内用突部21の頂点Pからは、長手方向の中心軸の両側に、第1の傾斜面19aに連続する一対の第2の傾斜面23が形成されている。
【0018】
この第2の傾斜面23の傾斜角θ2は、図1に示すように、例えば、30度程度の角度に設定されている。
また、案内用突部21の頂点Pからは、図1に示すように、外側に向けて、第3の傾斜面27が形成されている。
この第3の傾斜面27の傾斜角θ3は、例えば、43度程度の角度に設定されている。
【0019】
そして、案内用突部21の一対の第2の傾斜面23からは、図2に示すように、長手方向の中心軸の両側に、第4の傾斜面29が形成されている。
この第4の傾斜面29は、口拡爪本体17まで延在され、頂角θ4が、例えば、30度程度の角度に設定されている。
すなわち、この実施形態では、案内用突部21の頂点Pからは、口拡爪本体17の長手方向の中央部に向かい、かつ、短手方向の両側に広がる稜線PDが形成されている。
【0020】
そして、この稜線PDが、チューブ11の開口部11aの内面に当接することにより、チューブ11の開口部11aの長手側面11bが拡径される。
上述した口拡爪15を使用して、チューブ11の拡径が以下述べるようにして行われる。
すなわち、この実施形態では、図4に示すようなチューブ11を、図5に示すように、ヘッダー部材13のチューブ穴13aに挿入した状態で、チューブ11の開口部11aに、口拡爪15を挿入することにより開口部11aが拡径され、開口部11aがチューブ穴13aに密着される。
【0021】
そして、図6の(a)に示すように、チューブ11の長手側面11bが内側に向けて変形している時には、以下述べるようにしてチューブ11の拡径が行われる。
先ず、口拡爪15をチューブ11側に移動することにより、拡径用爪部19の長手方向の両側に形成される案内用突部21の頂点Pが、チューブ11の開口部11aの両側の空間11cに挿入される。
【0022】
次に、口拡爪15をさらに挿入することにより、案内用突部21によりチューブ11の開口部11aの両側が拡径され、(b)に示すようにチューブ11が変形し、拡径用爪部19が円滑に挿入可能な空間11dが確保される。
【0023】
次に、口拡爪15をさらに挿入することにより、空間11dに拡径用爪部19が挿入され、(c)および(d)に示すように、拡径用爪部19によりチューブ11の長手側面11bが拡径される。
なお、(d)は、(c)の状態におけるチューブ11の幅方向の中央部の縦断面を示している。
【0024】
そして、口拡爪15をさらに挿入することにより、チューブ11の開口部11aの長手側面11bが全体的に拡径されチューブ穴13aに密着される。
なお、この実施形態において、図6の(b)は、口拡爪15の案内用突部21を頂点Pから1.5mmチューブ11に挿入した状態を示している。
また、(c)は、(b)の状態から、さらに下方に、1.5mm挿入した状態を示している。
【0025】
そして、この実施形態では、(c)の状態から、さらに0.5mm挿入した状態で拡径加工が終了される。
上述した熱交換器チューブ用口拡爪では、口拡爪本体17に、チューブ11の開口部11aへの所定深さの挿入によりチューブ11の長手側面11bを拡径する拡径用爪部19を形成し、拡径用爪部19の長手方向の両側に突出して、チューブ11の開口部11aの両側に挿入され、開口部11aの両側を拡径する案内用突部21を形成したので、案内用突部21および拡径用爪部19がチューブ11の端部に衝突することがなくなり、この結果、チューブ11の開口部11aが潰れることを容易,確実に解消することができる。
【0026】
図7ないし図9は、本発明の熱交換器チューブ用口拡爪の第2の実施形態を示している。
これ等の図において符号17Aは、例えば、工具鋼からなる偏平状の口拡爪本体を示している。
この口拡爪本体17Aには、図7の二点鎖線Bの下部に拡径用爪部19Aが一体形成され、この二点鎖線Bの上部で拡径用爪部19Aの長手方向の両側に、案内用突部21Aが突出して一体形成されている。
【0027】
この実施形態では、案内用突部21Aの頂点Pから内側にむけて、一対の第1の傾斜面33が形成され、中央において接続されている。
また、長手方向の中心軸の両側に、第1の傾斜面33に連続する一対の第2の傾斜面35が形成されている。
そして、案内用突部21Aの頂点Pからは、図7に示すように、外側に向けて、第3の傾斜面37が形成されている。
【0028】
すなわち、この実施形態では、案内用突部21Aの頂点Pからは、口拡爪本体17Aの長手方向の中央部に向かい、かつ、短手方向の両側に広がる稜線PSが形成されている。
そして、この稜線PSが、チューブ11の開口部11aの内面に当接することにより、チューブ11の開口部11aの長手側面11bが拡径される。
【0029】
そして、図4に示したように、チューブ11の内面の短径寸法をW2とすると、図9に示すように、頂点Pから距離Lの二点鎖線Bの断面において、その断面幅Wが、W2と同一の寸法に設定され、二点鎖線Bと頂点Pまでの間が案内用突部21Aとされている。
この実施形態の熱交換器チューブ用口拡爪では、口拡爪本体17Aに、チューブ11の開口部11aへの所定深さの挿入によりチューブ11の長手側面11bを拡径する拡径用爪部19Aを形成し、拡径用爪部19Aの長手方向の両側に突出して、チューブ11の開口部11aの両側に挿入され、開口部11aの両側を拡径する案内用突部21Aを形成したので、案内用突部21Aおよび拡径用爪部19Aがチューブ11の端部に衝突することがなくなり、この結果、チューブ11の開口部11aが潰れることを容易,確実に解消することができる。
【0030】
図10は、本発明の熱交換器におけるヘッダー部材へのチューブの取付構造の一実施形態を示すもので、この実施形態では、ヘッダー部材13のチューブ穴13aに挿入されるチューブ11の開口部11aの長手方向の両側が、中央部11eより大きく拡径され、チューブ11の開口部11aの長手方向の両側に拡径部11fが形成されている。
【0031】
そして、この拡径部11fにおいては、図11に示すように、チューブ11の開口部11aの短径方向の両側が、ヘッダー部材13のチューブ穴13aに圧着されている。
なお、この拡径部11fの形成は、上述した熱交換器チューブ用口拡爪を用いて上述したようにして行われる。
【0032】
この熱交換器におけるヘッダー部材へのチューブの取付構造では、ヘッダー部材13にチューブ11を強固に保持することが可能になり、図12に示すように、ヘッダー部材13とチューブ11とを90度の角度θで確実に保持することができる。
そして、コア部の組み付け後に、洗浄を行い、乾燥炉、余熱炉、焼付炉を通過させてもヘッダー部材13とチューブ11との位置関係が保たれていることが確認された。
【0033】
そして、この実施形態の取付構造では、ヘッダー部材13とチューブ11との位置関係を強固に保持することが可能になるため、図13に示すように、コア部39を水平にして搬送する時に、ヘッダー部材13を搬送面41に直接載置した状態で搬送することが可能になる。
すなわち、従来の取付構造では、ヘッダー部材13とチューブ11との保持強度が弱いため、例えば、コア部39を結束する結束焼付治具43をコア部39に配置し、この結束焼付治具43によりヘッダー部材13を搬送面41Aから浮かせた状態で搬送し、ヘッダー部材13に外力が作用しないように配慮する必要があったが、本発明の取付構造では、ヘッダー部材13を浮かせる必要がなくなり、コア部39の搬送を容易なものにすることができるとともに、焼付治具の熱容量を低減して効率的焼付が行なえる。
【0034】
なお、図13は、コア部39を概略的に示すもので、符号45はレインフォースを、符号47はコルゲートフィンを示している。
なお、上述した実施形態では、チューブ11をヘッダー部材13に挿入した後、口拡爪15を移動してチューブ11の開口部11aに挿入した例について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、例えば、ヘッダー部材13のチューブ穴13aに口拡爪15を所定深さ挿入した後、チューブ11を移動して、チューブ11のチューブ穴13aへの挿入と同時に口拡するようにしても良い。
【0035】
また、上述した実施形態では、本発明をラジエータに適用した例について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、例えば、コンデンサ等の熱交換器にも広く適用することができる。
さらに、上述した実施形態では、口拡爪本体17に単一の爪部を形成し、複数の口拡爪本体17を組立装置に組み込む構成例について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、例えば、口拡爪本体17を長尺状の板材により形成し、この板材に間隔を置いて爪部を一体形成するようにしても良い。
【0036】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項1の熱交換器チューブ用口拡爪では、口拡爪本体に、チューブの開口部への所定深さの挿入によりチューブの長手側面を拡径する拡径用爪部を形成し、拡径用爪部の長手方向の両側に突出して、チューブの開口部の両側に挿入され、拡径用爪部を開口部の内側に案内するとともに、チューブの開口部の長手方向の両側を、中央部より大きく拡径する案内用突部を形成したので、案内用突部および拡径用爪部がチューブの端部に衝突することがなくなり、この結果、チューブの開口部が潰れることを容易,確実に解消することができる。
【0037】
請求項2の熱交換器におけるヘッダー部材へのチューブの取付構造では、チューブの開口部の長手方向の両側を、中央部より大きく拡径し、ヘッダー部材のチューブ穴に圧着したので、ヘッダー部材にチューブを強固に保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の熱交換器チューブ用口拡爪の第1の実施形態を示す側面図である。
【図2】図1の正面図である。
【図3】図1の上面図である。
【図4】図1の口拡爪の拡径対象となるチューブを示す説明図である。
【図5】図1の口拡爪による拡径方法を示す説明図である。
【図6】チューブの長手側面が内側に変形している場合における図1の口拡爪による拡径方法を示す説明図である。
【図7】本発明の熱交換器チューブ用口拡爪の第2の実施形態を示す側面図である。
【図8】図1の上面図である。
【図9】図1の正面図である。
【図10】本発明の熱交換器におけるヘッダー部材へのチューブの取付構造の一実施形態を示す正面図である。
【図11】図10の拡径部の詳細を示す断面図である。
【図12】ヘッダー部材とチューブとの角度関係を示す説明図である。
【図13】コア部を搬送している状態を示す説明図である。
【図14】従来のチューブの拡径方法を示す断面図である。
【図15】チューブの開口部が潰れた状態を示す説明図である。
【図16】チューブの変形状態を示す説明図である。
【符号の説明】
11 チューブ
11a 開口部
11b 長手側面
11e 中央部
13 ヘッダー部材
13a チューブ穴
17,17A 口拡爪本体
19,19A 拡径用爪部
21,21A 案内用突部
Claims (2)
- ヘッダー部材(13)のチューブ穴(13a)に挿入された偏平状のチューブ(11)の開口部(11a)を、この開口部(11a)に挿入される爪部(19,19A)により拡径し、前記開口部(11a)を前記チューブ穴(13a)に密着させる熱交換器チューブ用口拡爪において、
口拡爪本体(17,17A)に、前記チューブ(11)の開口部(11a)への所定深さの挿入により前記チューブ(11)の長手側面(11b)を拡径する拡径用爪部(19,19A)を形成するとともに、前記拡径用爪部(19,19A)の長手方向の両側に突出して、前記チューブ(11)の開口部(11a)の両側に挿入され、前記拡径用爪部(19,19A)を前記開口部(11a)の内側に案内するとともに、前記チューブ(11)の開口部(11a)の長手方向の両側を、中央部(11e)より大きく拡径する案内用突部(21,21A)を形成してなることを特徴とする熱交換器チューブ用口拡爪。 - ヘッダー部材(13)のチューブ穴(13a)に、偏平状のチューブ(11)の開口部(11a)を挿入してなる熱交換器におけるヘッダー部材へのチューブの取付構造において、
前記チューブ(11)の開口部(11a)の長手方向の両側を、中央部(11e)より大きく拡径し、前記ヘッダー部材(13)のチューブ穴(13a)に圧着してなることを特徴とする熱交換器におけるヘッダー部材へのチューブの取付構造。
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