JP3912889B2 - 熱交換器用チューブおよびその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱交換器用チューブおよびその製造方法に関し、とくに、車両用熱交換器に好適な熱交換器用チューブおよびその製造方法、さらにはその熱交換器用チューブを備えた熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱交換器用チューブ、より詳しくは、熱交換器において熱交換媒体を流通させる熱交換チューブは、従来、たとえば１枚の平板素材をロール加工によって幅方向に曲げ加工し、曲げ加工された素材の端部の先端同士を接合することによって作製されていた。このような製造方法では、たとえば図１５に示すように、上記先端同士が接合部１０２で突き合わせ接合された熱交換チューブ１０１が形成される。上記先端同士は、たとえば電解溶接によって接合される。
【０００３】
また、図１６に示すように、チューブ形成素材としての平板を複雑に折り曲げ加工し、チューブの幅方向中央部に接合部１１２を設けてこの部分でろう付けし、熱交換チューブ１１１を形成するようにした方法も知られている（特開平６−１２３５７１号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１５に示したような製造方法においては、１枚のプレートをロール成形した電逢管を用いた場合、プレートの先端同士を接合部１０２で溶接接合しているため、接合面積が小さく接合強度が低いので、耐圧性能が低くなるおそれがある。また、長尺の素材にロール加工を施す必要があるため、チューブ１０１の加工費が高くなるという問題点がある。また、長尺物のロール加工では、加工後に所定寸法に切断することが多いので、不良品が生じやすかったり、後に修正加工が必要になったりし、この面からもコスト高になる傾向がある。さらに、プレートの先端同士を接合部１０２で接合しているだけなので、形成されるチューブ１０１の内寸、とくに、流路の高さを目標とする寸法に正確に決めることが難しく、該寸法にばらつきを生じるおそれがある。さらにまた、目標とする流路の高さが変更された場合には、その変更に正確に追従することが困難である。
【０００５】
また、図１６に示したようなチューブ製造方法においては次のような問題点がある。つまり、チューブとフィンとを交互に配置したコア部を有する熱交換器においては、通常、コア部を仮組した状態で炉中にて加熱ろう付けする方法が採用されている。しかし、図１６に示したように、熱交換チューブ１１１の幅方向中央部にチューブ形成のための接合部１１２を設ける構造では、ろう付け箇所にフラックスが十分に回らず、ろう付け不良が発生し、熱交換媒体の洩れに対する不良箇所が発生するおそれがある。
【０００６】
さらに、図１６に示したような、チューブ１１１の幅方向中央部にチューブ内を横断する方向に延びる接合部１１２を有する構造では、チューブ１１１の高い強度を確保することが可能であるが、図１５に示したような、チューブ１０１の幅方向中央部に何ら突き合わせ部等をもたない構造では、コア部本体をろう付けする際の、コア部本体とろう付け用治具（コア部のアセンブリを仮固定する治具）との熱膨張率の差に起因する締め付け力がコア部に加わり、チューブがつぶれたり、ろう付け不良箇所（洩れ発生箇所）等を生じたりするおそれがある。
【０００７】
そこで本発明の課題は、上記のような従来技術における問題点に着目し、熱交換器用チューブにおける接合箇所の接合強度が十分に高く、十分に高い耐圧性を確保することが可能で、チューブの内寸等の変更にも容易にかつ正確に対応でき、かつ、ろう付けの際にも必要部位にフラックスを十分に付与可能で、しかも、容易にチューブの幅方向中央部の補強構造を採ることが可能な、熱交換器用チューブおよびその製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の熱交換器用チューブは、互いに対向し、間に熱交換媒体用流路を形成する２つの平板状部と、両平板状部の一方の幅方向端部において両平板状部を一体的に接続する曲げ加工部と、少なくとも一方の平板状部の他方の幅方向端部に形成され、該端部を複数回互いに逆方向に折り返すように曲げ加工された折り返し部とを有し、該折り返し部と、他方の平板状部の対応する端部とが互いに接合されており、前記折り返し部が、その最初の折り返し片部が前記一方の平板状部の他方の幅方向端部のチューブ内面に面接触し、後続の折り返し片部がその前の折り返し片部に面接触するように折り返されており、チューブ内寸が、折り返し片部の厚み×折り返し片部の数に相当する寸法に決められていることを特徴とするものからなる。
【０００９】
また、本発明に係る熱交換器用チューブは、互いに対向し、間に熱交換媒体用流路を形成する２つの平板状部と、少なくとも一方の平板状部の幅方向両端部において各端部をそれぞれ複数回互いに逆方向に折り返すように曲げ加工された折り返し部とを有し、該折り返し部と、他方の平板状部の対応する端部とが互いに接合されており、前記折り返し部が、その最初の折り返し片部が前記一方の平板状部の幅方向各端部のチューブ内面に面接触し、後続の折り返し片部がその前の折り返し片部に面接触するように折り返されており、チューブ内寸が、折り返し片部の厚み×折り返し片部の数に相当する寸法に決められていることを特徴とするものからなる。
【００１０】
このような熱交換器用チューブにおいては、前記折り返し部が、その最初の折り返し片部が前記平板状部のチューブ内面に面接触し、後続の折り返し片部がその前の折り返し片部に面接触するように折り返されており、このような折り返し部は、プレス加工により形成できる。
【００１１】
また、一方の平板状部の幅方向中央部に、該一方の平板状部自身の折り曲げ加工によって、他方の平板状部に向かって実質的に他方の平板状部に当接する位置まで突出する突き合わせ部が形成されている構造とすることもできる。また、上記折り返し部は、他方の平板状部の対応する端部にろう付けによって接合することができる。
【００１２】
このような熱交換器用チューブには、さらに次のような構成を付加してもよい。たとえば、前記平板状部間にインナーフィンが設けられている構造とすることができる。
【００１３】
また、前記平板状部の少なくとも一方に、チューブ内方に向かって突出する複数の突出部が設けられ、互いに対向する突出部同士が、または突出部と該突出部が設けられた平板状部に対向する平板状部の内面とが、互いに突き合わされている構造とすることができる。また、前記平板状部は、その幅方向の略中央部が頂点となるようにチューブ外方に向けて膨出するように形成し、チューブの耐圧性を向上する構造とすることもできる。
【００１４】
さらに、前記平板状部の各対向面上に、互いに交差する方向に延びる溝が設けられている構造とすることができる。
【００１５】
本発明に係る熱交換器は、上記のような熱交換器用チューブの構造を有するものである。熱交換器のタイプはとくに限定されず、たとえば、チューブとフィンとを交互に配置したタイプの熱交換器に本発明を適用できる。
【００１６】
また、本発明に係る熱交換器用チューブの製造方法は、（ａ）所定幅を有する１枚の平板の幅方向の少なくとも一端部に、該端部を複数回互いに逆方向に折り返すように曲げ加工して折り返し部を形成するとともに、その最初の折り返し片部が前記一端部に面接触し、後続の折り返し片部がその前の折り返し片部に面接触するように折り返し、（ｂ）該平板の幅方向中央部を前記折り返し部が内側となるように曲げ加工して、間に熱交換媒体用流路を形成する２つの平板状部を形成し、（ｃ）少なくとも一方の平板状部の端部に形成された前記折り返し部を、他方の平板状部の対応する端部に接合するとともに、チューブ内寸を、前記折り返し片部の厚み×前記折り返し片部の数に相当する寸法に決めることを特徴とする方法からなる。
【００１７】
さらに、本発明に係る熱交換器用チューブの製造方法は、（ａ）それぞれ所定幅を有する２枚の平板のうち少なくとも一方の平板の幅方向両端部に、各端部をそれぞれ複数回互いに逆方向に折り返すように曲げ加工して折り返し部を形成するとともに、その最初の折り返し片部が前記一方の平板の各端部に面接触し、後続の折り返し片部がその前の折り返し片部に面接触するように折り返し、（ｂ）幅方向両端部に折り返し部が形成された平板の折り返し部と、他方の平板の対応する端部とを互いに接合するとともに、チューブ内寸を、前記折り返し片部の厚み×前記折り返し片部の数に相当する寸法に決めることを特徴とする方法からなる。
【００１８】
このような製造方法においては、前記折り返し部を、その最初の折り返し片部が前記平板に面接触し、後続の折り返し片部がその前の折り返し片部に面接触するように折り返すが、このような折り返し部は、プレス加工により形成することができる。
【００１９】
また、前記折り返し部の形成の前または後に、一方の平板の幅方向中央部に、該一方の平板自身を折り曲げ加工することにより、チューブ完成後の状態において他方の平板に向かって実質的に他方の平板に当接する位置まで突出する突き合わせ部を形成することができる。上記折り返し部を、他方の平板の対応する端部にろう付けによって接合することができる。
【００２０】
また、この製造方法においても、前記チューブ形成用平板間にインナーフィンを介装するステップを加えることができる。また、前記平板に、チューブ形成の際にチューブ内方に向かって突出する複数の突出部を形成するようにしてもよい。
【００２１】
さらに、チューブ形成の際に互いに対向する面となる前記各平板の面上に、チューブ形成時に互いに交差する方向に延びる溝を刻設するようにしてもよい。
【００２２】
上記のような熱交換器用チューブおよびその製造方法においては、少なくとも一方の平板状部の幅方向端部に形成される折り返し部は、たとえばプレス加工によって成形可能である。したがって、加工費が安く、先に所定寸法の幅に切断したものをプレス加工するので、加工不良等が発生せず、修正加工も不要である。その結果、製造コストが大幅に低減される。
【００２３】
また、従来のように先端同士を突き合わせて接合するのではなく、折り返し部を、対応する他方の平板状部の幅方向端部（この部分も折り返し部に形成されていてもよい）に面接触状態にて接合できるので、十分に広い接合面積となり、高い接合強度が確保され、高い耐圧性を実現できる。そして、折り返し部は、複数回互いに逆方向に折り返すように曲げ加工されて、折り返し片部が面接触状態で重ねられるように形成されるので、折り返し部自身の高い強度が確保されるとともに、上記の如く面接触状態での接合面により高い接合強度が確保され、チューブ全体として高い耐圧性を実現できる。
【００２４】
さらに、折り返し部は、複数回互いに逆方向に折り返すように曲げ加工されて形成されるから、その折り返し回数によって、折り返し部の厚さを規定できる。すなわち、折り返し部の厚さ、とくにチューブの内寸決定に寄与する折り返し部の厚さは、折り返し回数、つまり、折り返し片部の積層数によって決めることができ、設計の自由度が大幅に増大する。この厚さは、折り返し片部同士、および、最初の折り返し片とその平板状部のチューブ内面形成面とが、それぞれ面接触されることにより、正確に、折り返し片の厚み×折り返し片の数に相当する寸法に決められる。したがって、形成されるチューブの内寸も、目標とする寸法に正確に決められることになり、高精度のチューブが得られる。
【００２５】
また、突き合わせ部を設ける場合にも、該突き合わせ部は平板状部自身を折り曲げ加工することによって形成できるので、チューブの幅方向中央部にはろう付け等を要求する部位は発生せず、フラックスの塗布不足、それに起因するろう付け不良、さらには洩れに対する不良箇所等が発生するおそれを除去できる。
【００２６】
突き合わせ部を設ければ、上記のような効果を保ちつつ、さらに、チューブをその幅方向中央部において補強できるので、コア部等をろう付けする際に、チューブの変形や、コア部とろう付け用治具との熱膨張率の差に起因するろう付け不良、洩れ不良箇所等の発生を防止することが可能となる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施態様に係る熱交換器１を示している。熱交換器１は、入出口側の２つのタンク部２、３と、タンク部２、３間に設けられ両タンク部２、３を連通する、内部に熱交換媒体流通用の流路を有する複数の熱交換チューブ４と、コルゲートフィン５とを有しており、熱交換チューブ４とフィン５とが交互に配置されている。本実施態様では、熱交換チューブ４とフィン５とを有するコア部６の最外層には、サイドプレート７、８が設けられている。また、一方のサイドプレート８の外面側および一方のタンク部２の側面には、熱交換器１取付用のブラケット９、１０が接合されている。タンク部２、３には、それぞれ、配管あるいは他の機器を接続するためのフィッティング１１、１２が設けられている。
【００２８】
このような熱交換器１の熱交換チューブ４は、たとえば、図２〜図５に示すように構成される（熱交換チューブ２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、３１、４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、５１）。
図２（Ａ）に示す態様の熱交換チューブ２１ａは、間隔をもって互いに対向し、間に熱交換媒体用流路２２を形成する２つの平板状部２３ａ、２３ｂと、両平板状部２３ａ、２３ｂの一方の幅方向端部において両平板状部２３ａ、２３ｂを一体的に接続する曲げ加工部２４と、一方の平板状部２３ａの他方の幅方向端部に形成され、該端部を複数回（本実施態様では２回）互いに逆方向に折り返すように曲げ加工された折り返し部２５ａとを有し、該折り返し部２５ａと、他方の平板状部２３ｂの対応する端部２５ｂ（本実施態様では該端部には折り返し部は形成されていない）とが互いに接合されている（接合部２６）。折り返し部２５ａにおいては、その最初の折り返し片部２７ａが平板状部２３ａのチューブ内面に面接触により密着し、後続の折り返し片部２７ｂがその前の折り返し片部２７ａに面接触により密着するように折り返されている。そして、この折り返し部２５ａの折り返し片部２７ｂが、他方の平板状部２３ｂの対応する端部２５ｂに面接触により密着するようにろう付けによって接合されている。このような折り返し部２５ａは、プレス加工により形成されている。
【００２９】
図２（Ｂ）に示す態様の熱交換チューブ２１ｂでは、他方の平板状部２３ｂの対応する一端部に、１回だけ折り返された折り返し部２８が形成され、折り返し部２５ａと折り返し部２８が面接触により密着するようにろう付けによって接合されている。図２（Ｃ）に示す態様の熱交換チューブ２１ｃでは、両平板状部２３ａ、２３ｂの互いに対応する端部に、それぞれ、２回折り返した折り返し部２５ａが形成され、折り返し部２５ａ同士が面接触により密着するようにろう付けによって接合されている。このように、折り返し部の折り返し回数、他方の平板状部２３ｂの対応する端部の形態は自由に設定でき、チューブの内寸（流路高さ）は、両平板状部２３ａ、２３ｂ間に介在する折り返し片の数によって正確に目標とする寸法に決められる。もちろん、図に示した以外の内寸も可能であり、目標とする寸法に応じて、両平板状部２３ａ、２３ｂ間に介在する折り返し片の数、折り返し部における折り返し回数を決めればよい。
【００３０】
図３に示す態様の熱交換チューブ３１は、上記熱交換チューブ２１ａ同様の、熱交換媒体用流路３２を形成する２つの平板状部３３ａ、３３ｂと、両平板状部３３ａ、３３ｂを一体的に接続する曲げ加工部３４と、一方の平板状部３３ａの他方の幅方向端部に形成され、該端部を複数回（本実施態様では２回）互いに逆方向に折り返すように曲げ加工された折り返し部３５ａとを有し、該折り返し部３５ａと、他方の平板状部３３ｂの対応する端部３５ｂ（本実施態様では該端部には折り返し部は形成されていない）とが互いに接合されている（接合部３６）。そして、本実施態様では、一方の平板状部３３ｂの幅方向中央部に、平板状部３３ｂ自身を折り曲げ加工することによって、他方の平板状部３３ａに向かって実質的に平板状部３３ａの内面に当接する位置まで突出する突き合わせ部３７が形成されている。この突き合わせ部３７の先端面は、平板状部３３ａの内面に接合されていてもよく、単に当接しているだけでもよい。前記熱交換チューブ２１ｂ、２１ｃについても同様の構成を採ることができる。
【００３１】
図４（Ａ）に示す態様の熱交換チューブ４１ａは、間隔をもって互いに対向し、間に熱交換媒体用流路４２を形成する２つの平板状部（平板）４３ａ、４３ｂと、一方の平板状部４３ａの幅方向両端部において各端部をそれぞれ複数回折り返すように曲げ加工された折り返し部４４ａ、４４ｂを有し、該折り返し部４４ａ、４４ｂが、他方の平板４３ｂの対応する幅方向両端部４５ａ、４５ｂにろう付けによって接合されている（接合部４６ａ、４６ｂ）。折り返し部４４ａ、４４ｂにおいては、その最初の折り返し片部４７ａが平板状部４３ａのチューブ内面に面接触により密着し、後続の折り返し片部４７ｂがその前の折り返し片部４７ａに面接触により密着するように折り返されている。そして、この折り返し部４４ａ、４４ｂの折り返し片部４７ｂが、他方の平板状部４３ｂの対応する端部４５ａ、４５ｂに面接触により密着するようにろう付けによって接合されている。このような折り返し部４４ａ、４４ｂは、プレス加工により形成されている。
【００３２】
図４（Ｂ）に示す態様の熱交換チューブ４１ｂでは、他方の平板状部４３ｂの対応する両端部に、１回だけ折り返された折り返し部４８が形成され、折り返し部４４ａ、４４ｂとそれらに対応する折り返し部４８が面接触により密着するようにろう付けによって接合されている。図４（Ｃ）に示す態様の熱交換チューブ４１ｃでは、両平板状部４３ａ、４３ｂの互いに対応する両端部に、それぞれ、２回折り返した折り返し部４４ａ、４４ｂが形成され、対応する折り返し部同士が面接触により密着するようにろう付けによって接合されている。このように、チューブ形成前には互いに分離されている態様においても、折り返し部の折り返し回数、他方の平板状部４３ｂの対応する端部の形態は自由に設定でき、チューブの内寸（流路高さ）は、両平板状部４３ａ、４３ｂ間に介在する折り返し片の数によって正確に目標とする寸法に決められる。もちろん、この態様においても、図に示した以外の内寸も可能であり、目標とする寸法に応じて、両平板状部４３ａ、４３ｂ間に介在する折り返し片の数、折り返し部における折り返し回数を決めればよい。
【００３３】
図５に示す態様の熱交換チューブ５１は、図４（Ａ）に示したと同様の、熱交換媒体用流路５２を形成する２つの平板状部５３ａ、５３ｂと、一方の平板状部５３ａの幅方向両端部において各端部をそれぞれ複数回折り返すように曲げ加工された折り返し部５４ａ、５４ｂを有し、該折り返し部５４ａ、５４ｂが、他方の平板５３ｂの対応する幅方向両端部５５ａ、５５ｂにろう付けによって接合されている（接合部５６ａ、５６ｂ）。そして、本実施態様では、一方の平板状部５３ｂの幅方向中央部に、平板状部５３ｂ自身を折り曲げ加工することによって、他方の平板状部５３ａに向かって実質的に平板状部５３ａの内面に当接する位置まで突出する突き合わせ部５７が形成されている。この突き合わせ部５７の先端面は、平板状部５３ａの内面に接合されていてもよく、単に当接しているだけでもよい。
【００３４】
図２ないし図５に示したような各熱交換チューブは、一般に、フィン、ヘッダーパイプ等の他の熱交換器用部品と仮組みされ、炉中ろう付けによって接合され、熱交換器として製造される。また、チューブ内部には、後述の如く、耐圧性能向上、伝熱性能向上を目的にインナーフィンが挿入されることがある。つまり、チューブ内外両面にフィンが接合されることがある。このような場合、ろう付け接合のために、通常、フィンかチューブシェルのいずれかにろう材が張り付けられたクラッド材を用いる。この場合、チューブシェルの両面にろう材が張り付けられたクラッド材を用いればチューブシェルが液密にろう付けされることは言うまでもないが、フィンにはろう材をクラッドしないベア材を用いることが可能である。また、チューブシェルのみのろう付けを考えた場合には、内外両面にろう材をクラッドした素材、片面にのみクラッドした素材を用いる方法、あるいはこれら素材を組み合わせて用いる方法を、適宜選択できる。
【００３５】
図２ないし図５に示した熱交換チューブ２１ａ、３１、４１ａ、５１は、それぞれ、図６ないし図９に示すような方法によって製造される。熱交換チューブ２１ｂ、２１ｃ、４１ｂ、４１ｃについても同様の方法によって製造できる。
【００３６】
図６は、図２（Ａ）に示した熱交換チューブ２１ａを製造する方法を示している。まず、チューブ形成用素材としての広幅の平板６１から、適当なカッター装置６２等による切断により、所定幅を有する平板６３を形成する。次に、所定幅を有する１枚の平板６３の幅方向一端部を、２回折り返すように曲げ加工し、該端部に折り返し部２５ａを形成する。
【００３７】
次に、この平板６３の幅方向中央部を図６の上面側に曲げ加工して、間隔をもって互いに対向し、間に熱交換媒体用流路２２を形成する２つの平板状部２３ａ、２３ｂを形成する。そして、平板状部２３ａの端部の折り返し部２５ａと、平板状部２３ｂの端部２５ｂを互いに接合する（接合部２６）ことによって、図２に示した熱交換チューブ２１ａが完成する。
【００３８】
図７は、図３に示した熱交換チューブ３１の製造方法を示している。まず、素材としての広幅の平板６１から、カッター装置６２等による切断により、図６に示したよりも若干大きい所定幅を有する平板７１を形成する。次に、この１枚の平板７１の所定位置に、突き合わせ部３７を折り曲げ加工によって形成する。そして、この平板７１の幅方向一端部を、突き合わせ部３７と同じ面側に２回折り返すように曲げ加工し、該端部に折り返し部３５ａを形成する。次に、この平板７１の幅方向中央部を突き合わせ部３７と同じ面側に曲げ加工して、間隔をもって互いに対向し、間に熱交換媒体用流路３２を形成する２つの平板状部３３ａ、３３ｂを形成する。そして、平板状部３３ａの端部の折り返し部３５ａと、平板状部３３ｂの端部３５ｂを互いに接合する（接合部３６）ことによって、図３に示した熱交換チューブ３１が完成する。
【００３９】
図８は、図４（Ａ）に示した熱交換チューブ４１ａの製造方法を示している。まず、素材としての広幅の平板６１から、カッター装置６２等による切断により、異なる幅の２枚の平板８１ａ、８１ｂを形成する。次に、このうち１枚の平板８１ａの両端部に、それぞれ、折り返し部４４ａ、４４ｂを曲げ加工によって形成する。両平板８１ａ、８１ｂを、両平板状部４３ａ、４３ｂとして、折り返し部４４ａ、４４ｂとそれらに対応する平板状部の両端部４５ａ、４５ｂが互いに対向するように位置決めし、互いに接合する（接合部４６ａ、４６ｂ）ことによって、図４に示した熱交換チューブ４１ａが完成する。
【００４０】
図９は、図５に示した熱交換チューブ５１の製造方法を示している。まず、素材としての広幅の平板６１から、カッター装置６２による切断により、２枚の平板９１ａ、９１ｂを形成する。次に、一方の平板９１ｂの幅方向中央部に、折り曲げ加工によって突き合わせ部５７を形成する。他方の平板９１ａの両端部に、各端部をそれぞれ複数回折り返すように曲げ加工して折り返し部５４ａ、５４ｂを形成する。該折り返し部５４ａ、５４ｂを、他方の平板９１ｂの対応する幅方向両端部５５ａ、５５ｂにろう付けによって接合する（接合部５６ａ、５６ｂ）ことによって、図５に示した熱交換チューブ５１が完成する。
【００４１】
上記のように製造され、構成された熱交換器用チューブにおいては、従来のように先端同士を突き合わせて接合するのではなく、少なくとも一方の平板状部の幅方向端部に形成される折り返し部を対応する他方の平板状部の幅方向端部に面接触状態にて接合できるので、十分に広い接合面積となり、高い接合強度が確保でき、高い耐圧性を実現できる。そして、折り返し部は、複数回互いに逆方向に折り返すように曲げ加工されて、折り返し片部が面接触状態で重ねられるように形成されるので、折り返し部自身についても高い強度が確保されるとともに、上記の如く面接触状態での接合面により高い接合強度が確保され、チューブ全体として一層高い耐圧性を実現できる。
【００４２】
また、平板状部の幅方向端部に形成される折り返し部は、プレス加工によって成形できる。したがって、従来のロール加工が不要となり、加工費、ひいてはチューブ、さらには熱交換器の製造コストの大幅な低減が可能となる。また、ロール加工を施さないので、加工後の修正等も不要となり、不良品の発生率も大幅に低下でき、製造の容易化とともに、一層の製造コスト低減が可能となる。
【００４３】
また、折り返し部は、複数回互いに逆方向に折り返すように曲げ加工されて形成され、折り返し回数によって、チューブの内寸を実質的に自由に、かつ、正確に決めることができるから、設計の自由度が大幅に増大する。このチューブの内寸は、折り返し片部同士、および、最初の折り返し片とその平板状部のチューブ内面形成面とが、それぞれ面接触されることにより、より正確に、折り返し片の厚み×折り返し片の数に相当する寸法に決められる。したがって、形成されるチューブの内寸も、目標とする寸法に高精度で正確に決められることになり、所望の内寸のチューブが容易に得られる。
【００４４】
また、チューブの幅方向中央部には、ろう付け部は存在しないので、フラックスの回り不良等のおそれもない。また、チューブ補強のための突き合わせ部も、一方の平板状部自身の折り曲げ加工によって容易に形成できるので、強度の高いチューブ構造を容易に実現できる。
【００４５】
しかも、この突き合わせ部は基本的に他の部位からフラックスを流動させたり、フラックスを外部から塗布したりする必要のない部位であるから、図１５に示した構造におけるような、フラックスの回り不良の発生もない。したがって、ろう付け不良箇所の発生を容易に防止できる。
【００４６】
さらに、突き合わせ部を備えた構造にあっては、コア部６を治具で固定してろう付けする際にも、コア部とろう付け用治具との熱膨張率の差に起因して発生する変形力や位置ずれ力に対し、高い抗力を発揮できる。その結果、チューブの変形やろう付け不良箇所の発生を効果的に防止することができる。したがって、確実なろう付けが施された、洩れ不安のない、高性能の熱交換器を製造できる。
【００４７】
なお、上記製造方法の説明においては、突き合わせ部は端部折り返し部形成前に形成するようにしたが、端部折り返し部形成後に形成することも可能である。
【００４８】
また、前述の図２ないし図５に示した構成を有する熱交換器用チューブには、さらに次のような構成を付加することができる。以下の付加構成は、図２（Ａ）に示した構造の熱交換器用チューブについて説明するが、図３ないし図５に示した構造のチューブにも同様に適用することができる。
【００４９】
まず、図１０に示す熱交換チューブ２０１においては、チューブ２０１の平板状部２０２ａ、２０２ｂ間に形成された熱交換媒体用流路２０３に、波形のインナーフィン２０４が設けられ、インナーフィン２０４によって流路２０３が複数に分割されている。インナーフィン２０４の構造はとくに限定されず、波形以外のものも適用可能である。このようなインナーフィン２０４は、チューブ２０１を形成した後に挿入することができるし、インナーフィン２０４を配置した後に、チューブ２０１を折り曲げ、形成することもできる。
【００５０】
このような構成を有する熱交換チューブ２０１では、前述の図２（Ａ）について説明した作用、効果に加え、チューブ２０１の温度の均一化がはかられ、チューブ２０１による熱交換性能がより向上される。
【００５１】
また、図１１（Ａ）、（Ｂ）に示す熱交換チューブ２１１においては、チューブ２１１の両平板状部２１２ａ、２１２ｂに、チューブ内方に向かって突出する複数の突出部２１３が設けられ、突出部２１３同士は互いに対向配置されて先端面同士が当接されている。各突出部２１３は、チューブ形成前の平板素材をエンボス加工することにより容易に形成でき、形成後チューブ加工すればよい。
【００５２】
このような構成を有する熱交換チューブ２１１では、前述の図２（Ａ）について説明した作用、効果に加え、突出部２１３によって流路内を流通する熱交換媒体のミキシング効果が向上するので、温度の均一化、熱伝達の促進がはかられ、チューブ２１１による熱交換性能がより向上される。
【００５３】
なお、突出部２１３は一方の平板状部のみに設け、その突出部２１３の先端面を対向する他方の平板状部の内面に当接させるようにしてもよい。
【００５４】
さらに、図１２（Ａ）、（Ｂ）に示す熱交換チューブ２２１においては、平板状部２２２ａ、２２２ｂの各対向面上に、互いに交差する方向に斜めに延びる溝２２３ａ、２２３ｂがそれぞれ複数条刻設されている。この溝２２３ａ、２２３ｂは、たとえば図１３に示すように、チューブ２２１に形成する前の平板状素材２２４に、チューブ２２１に形成した際に上記のように互いに交差する方向に延びるように溝２２３ａ、２２３ｂを刻設し、その後にチューブ２２１に加工すればよい。
【００５５】
このような構成を有する熱交換チューブ２２１では、前述の図２（Ａ）について説明した作用、効果に加え、交差する溝２２３ａ、２２３ｂによって流路内を流通する熱交換媒体のミキシング効果が向上するので、温度の均一化、熱伝達の促進がはかられ、チューブ２２１による熱交換性能がより向上される。
【００５６】
さらに、本発明においては、たとえば図１４に示すように、平板状部２３２ａ、２３２ｂを、その幅方向の略中央部が頂点となるようにチューブ外方に向けて膨出する形状としたチューブ２３１に構成してもよい。このように構成することにより、チューブ２３１の耐圧性を向上できる。この膨出量δは、ごく僅かな量でよい。
【００５７】
なお、本発明に係る熱交換器用チューブは、図１に示したようなタイプの熱交換器に限定されず、あらゆるタイプの熱交換器に適用可能である。とくに車両用の熱交換器、たとえばラジエータや空調装置用のヒータ、凝縮器、蒸発器等、さらにはインタークーラ等に好適である。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の熱交換器用チューブおよびその製造方法によるときは、チューブの少なくとも一方の平板状部の端部にプレス加工等によって複数回折り返した折り返し部を形成し、該折り返し部を他方の平板状部の対応する端部にろう付け等によって接合するようにしたので、十分に広い接合面積を確保して、高い接合強度、高い耐圧性能を得ることができる。また、折り返し部の折り返し回数によってチューブの内寸を実質的に自由にかつ正確に所望の寸法に設定でき、設計の自由度の高い熱交換器用チューブを容易にかつ安価に製造できる。さらに、チューブ幅方向中央部にろう付け部を有しないので、フラックス回り不良によるろう付け不良等の不安を除去でき、所望の接合が確実に行われたチューブを得ることができる。
【００５９】
また、一方の平板状部に折り曲げ加工によって突き合わせ部を形成しておけば、チューブの耐変形強度を大幅に高めることができ、熱交換器のコア部ろう付けの際にも、該コア部とろう付け用治具との熱膨張率の差に起因するチューブの潰れ等によるろう付け不良、洩れ不良箇所の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様に係る熱交換器の正面図である。
【図２】本発明の一実施態様に係る各熱交換器用チューブの部分斜視図である。
【図３】本発明の別の実施態様に係る熱交換器用チューブの部分斜視図である。
【図４】本発明のさらに別の実施態様に係る各熱交換器用チューブの部分斜視図である。
【図５】本発明のさらに別の実施態様に係る熱交換器用チューブの部分斜視図である。
【図６】図２（Ａ）の熱交換器用チューブの製造方法を示す工程フロー図である。
【図７】図３の熱交換器用チューブの製造方法を示す工程フロー図である。
【図８】図４（Ａ）の熱交換器用チューブの製造方法を示す工程フロー図である。
【図９】図５の熱交換器用チューブの製造方法を示す工程フロー図である。
【図１０】図２（Ａ）に示した熱交換器用チューブの変形例を示すチューブの部分斜視図である。
【図１１】（Ａ）は、図２（Ａ）に示した熱交換器用チューブの別の変形例を示すチューブの部分斜視図であり、（Ｂ）は、（Ａ）のチューブのＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図１２】（Ａ）は、図２（Ａ）に示した熱交換器用チューブのさらに別の変形例を示すチューブの部分斜視図であり、（Ｂ）は、（Ａ）のチューブの拡大正面図である。
【図１３】図１２に示したチューブのチューブ加工前の平板状素材の部分平面図である。
【図１４】図２（Ａ）に示した熱交換器用チューブの変形例を示すチューブの断面図である。
【図１５】従来の熱交換器用チューブの部分斜視図である。
【図１６】従来の別の熱交換器用チューブの部分斜視図である。
【符号の説明】
１ 熱交換器
２、３ タンク部
４ チューブ
５ フィン
６ コア部
７、８ サイドプレート
９、１０ ブラケット
１１、１２ フィッティング
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、３１、４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、５１、２０１、２１１、２２１、２３１ 熱交換チューブ
２２、３２、４２、５２、２０３ 熱交換媒体用流路
２３ａ、２３ｂ、３３ａ、３３ｂ、４３ａ、４３ｂ、５３ａ、５３ｂ、２０２ａ、２０２ｂ、２１２ａ、２１２ｂ、２２２ａ、２２２ｂ 平板状部（平板）
２４、３４ 曲げ加工部
２５ａ、２８、３５ａ、４４ａ、４４ｂ、４８、５４ａ、５４ｂ 折り返し部
２５ｂ、３５ｂ、４５ａ、４５ｂ、５５ａ、５５ｂ 対応する平板状部の端部
２６、３６、４６ａ、４６ｂ、５６ａ、５６ｂ 接合部
２７ａ、２７ｂ、４７ａ、４７ｂ 折り返し片部
３７、５７ 突き合わせ部
６１ 素材としての広幅の平板
６２ カッター装置
６３、７１、８１ａ、８１ｂ、９１ａ、９１ｂ 所定幅に切断された平板
２０４ インナーフィン
２１３ 突出部
２２３ａ、２２３ｂ 溝
２２４ 平板状素材
２３２ａ、２３２ｂ 膨出加工された平板状部

Claims (19)

1. 互いに対向し、間に熱交換媒体用流路を形成する２つの平板状部と、両平板状部の一方の幅方向端部において両平板状部を一体的に接続する曲げ加工部と、少なくとも一方の平板状部の他方の幅方向端部に形成され、該端部を複数回互いに逆方向に折り返すように曲げ加工された折り返し部とを有し、該折り返し部と、他方の平板状部の対応する端部とが互いに接合されており、前記折り返し部が、その最初の折り返し片部が前記一方の平板状部の他方の幅方向端部のチューブ内面に面接触し、後続の折り返し片部がその前の折り返し片部に面接触するように折り返されており、チューブ内寸が、折り返し片部の厚み×折り返し片部の数に相当する寸法に決められていることを特徴とする、熱交換器用チューブ。
2. 互いに対向し、間に熱交換媒体用流路を形成する２つの平板状部と、少なくとも一方の平板状部の幅方向両端部において各端部をそれぞれ複数回互いに逆方向に折り返すように曲げ加工された折り返し部とを有し、該折り返し部と、他方の平板状部の対応する端部とが互いに接合されており、前記折り返し部が、その最初の折り返し片部が前記一方の平板状部の幅方向各端部のチューブ内面に面接触し、後続の折り返し片部がその前の折り返し片部に面接触するように折り返されており、チューブ内寸が、折り返し片部の厚み×折り返し片部の数に相当する寸法に決められていることを特徴とする、熱交換器用チューブ。
3. 前記折り返し部がプレス加工により形成されている、請求項１または２の熱交換器用チューブ。
4. 一方の平板状部の幅方向中央部に、該一方の平板状部自身の折り曲げ加工によって、他方の平板状部に向かって実質的に他方の平板状部に当接する位置まで突出する突き合わせ部が形成されている、請求項１ないし３のいずれかに記載の熱交換器用チューブ。
5. 前記折り返し部が、他方の平板状部の対応する端部にろう付けによって接合されている、請求項１ないし４のいずれかに記載の熱交換器用チューブ。
6. 前記平板状部間にインナーフィンが設けられている、請求項１ないし５のいずれかに記載の熱交換器用チューブ。
7. 前記平板状部の少なくとも一方に、チューブ内方に向かって突出する複数の突出部が設けられ、互いに対向する突出部同士が、または突出部と該突出部が設けられた平板状部に対向する平板状部の内面とが、互いに突き合わされている、請求項１ないし５のいずれかに記載の熱交換器用チューブ。
8. 前記平板状部の各対向面上に、互いに交差する方向に延びる溝が設けられている、請求項１ないし５のいずれかに記載の熱交換器用チューブ。
9. 前記平板状部が、その幅方向の略中央部が頂点となるようにチューブ外方に向けて膨出している、請求項１ないし８のいずれかに記載の熱交換器用チューブ。
10. 請求項１ないし９のいずれかに記載の熱交換器用チューブを有する熱交換器。
11. チューブとフィンとが交互に配置されている、請求項１０の熱交換器。
12. （ａ）所定幅を有する１枚の平板の幅方向の少なくとも一端部に、該端部を複数回互いに逆方向に折り返すように曲げ加工して折り返し部を形成するとともに、その最初の折り返し片部が前記一端部に面接触し、後続の折り返し片部がその前の折り返し片部に面接触するように折り返し、（ｂ）該平板の幅方向中央部を前記折り返し部が内側となるように曲げ加工して、間に熱交換媒体用流路を形成する２つの平板状部を形成し、（ｃ）少なくとも一方の平板状部の端部に形成された前記折り返し部を、他方の平板状部の対応する端部に接合するとともに、チューブ内寸を、前記折り返し片部の厚み×前記折り返し片部の数に相当する寸法に決めることを特徴とする、熱交換器用チューブの製造方法。
13. （ａ）それぞれ所定幅を有する２枚の平板のうち少なくとも一方の平板の幅方向両端部に、各端部をそれぞれ複数回互いに逆方向に折り返すように曲げ加工して折り返し部を形成するとともに、その最初の折り返し片部が前記一方の平板の各端部に面接触し、後続の折り返し片部がその前の折り返し片部に面接触するように折り返し、（ｂ）幅方向両端部に折り返し部が形成された平板の折り返し部と、他方の平板の対応する端部とを互いに接合するとともに、チューブ内寸を、前記折り返し片部の厚み×前記折り返し片部の数に相当する寸法に決めることを特徴とする、熱交換器用チューブの製造方法。
14. 前記折り返し部をプレス加工により形成する、請求項１２または１３の熱交換器用チューブの製造方法。
15. 前記折り返し部の形成の前または後に、一方の平板の幅方向中央部に、該一方の平板自身を折り曲げ加工することにより、チューブ完成後の状態において他方の平板に向かって実質的に他方の平板に当接する位置まで突出する突き合わせ部を形成する、請求項１２ないし１４のいずれかに記載の熱交換器用チューブの製造方法。
16. 前記折り返し部を、他方の平板の対応する端部にろう付けによって接合する、請求項１２ないし１５のいずれかに記載の熱交換器用チューブの製造方法。
17. 前記チューブ形成用平板間にインナーフィンを介装する、請求項１２ないし１６のいずれかに記載の熱交換器用チューブの製造方法。
18. 前記平板に、チューブ形成の際にチューブ内方に向かって突出する複数の突出部を形成する、請求項１２ないし１６のいずれかに記載の熱交換器用チューブの製造方法。
19. チューブ形成の際に互いに対向する面となる前記各平板の面上に、チューブ形成時に互いに交差する方向に延びる溝を刻設する、請求項１２ないし１６のいずれかに記載の熱交換器用チューブの製造方法。

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