JP4216643B2

JP4216643B2 - 熱交換器用扁平チューブの製造方法

Info

Publication number: JP4216643B2
Application number: JP2003143477A
Authority: JP
Inventors: 啓和八重沢; 博保小泉
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Calsonic Kansei Corp
Priority date: 2003-05-21
Filing date: 2003-05-21
Publication date: 2009-01-28
Anticipated expiration: 2023-05-21
Also published as: JP2004344913A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は空調装置のコンデンサー，エバポレータ等の熱交換器に用いられる扁平チューブの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の熱交換用扁平チューブの製造方法としては、板材の内面側にその幅方向中央部に設けた折り曲げ部を境として左右対称に複数条の突起と溝とを交互に形成し、前記折り曲げ部で板材を２つ折りに折り曲げて対向する突起同士を密着させてろう付けするようにしたものが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−１８２９２８号公報（第８頁、図１８）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
板材はロール成形によりＶ字形に折り曲げて、リストライク工程で２つ折りに重ね合わせて対向する突起同士を密着させるのであるが、ロール成形工程で折り曲げ部をＵ字状に折り曲げ加工するためには、一方のロールの曲げ点部形状が複雑になってコスト的に不利となるばかりでなく、板材の曲げ角度が小さくなるほどこの曲げ点部の厚さが薄くなるため、工具寿命が短くなってしまう。
【０００５】
また、板材の突起および溝はロール，プレス等によって成形するのであるが、この突起，溝の成形時に板材は複雑かつ不均一に加工硬化する傾向にある一方、前記折り曲げ部は平板状であるためにこの加工硬化によって、Ｕ字状にリストライクした際に折り曲げ部が変形して対向する突起同士がずれて精度が出しにくくなってしまう。
【０００６】
前述のように対向する突起同士がずれた場合には、対向する溝同士で形成する通路がずれた形状となって内側形状が不安定となり、耐圧強度低下や放熱性能低下を来してしまい、また、折り曲げ部が変形して外側形状が不安定になった場合にはヘッダタンクに対する扁平チューブの挿入不良やろう付け不良を生じてしまう。
【０００７】
そこで、本発明は板材を適正に２つ折りに折り曲げ加工できて成形精度を高めることができる熱交換器用扁平チューブの製造方法を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明にあっては、板材の幅方向に設けられた折り曲げ部の内面側を、該板材の内面側に設けられた突起と同一高さの凸部とすると共に、該折り曲げ部の外面側の中央部に凹部を形成して、この折り曲げ部の中央から板材を２つ折りに折り曲げて、対向する突起同士を密着させてろう付けするようにしている。
【０００９】
【発明の効果】
本発明によれば、板材を２つ折りに折り曲げて重ね合わせ加工する過程で、該板材をロール成形によりＶ字形に曲げ加工する場合に、該板材の折り曲げ部の内面側を突起と同一高さの凸部としてあるために、板材の内面側を加工する一方のロール断面形状を単純なＶ字形とすることができる一方、板材の折り曲げ部の外面側中央部に凹部を形成してあって、該折り曲げ部中央の板厚を薄くしてあるため、板材のＶ字形の曲げ加工をロール形状の複雑化を伴うことなく精度良く行うことができる。
【００１０】
そして、板材をＶ字形の曲げ加工の後にリストライク工程で２つ折りに重ね合わせ成形した場合に、前記折り曲げ部の凸部がその中央から２つ折りに重ね合わせられて中実状態となるために、折り曲げ点が変形してずれることがなく、突起同士を正確に対向的に密着させて成形することができ、扁平チューブの内側形状，外側形状とも精度良く成形することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。
【００１２】
図１〜図７は本発明の第１実施形態を示すもので、図１は本発明の方法によって得られた扁平チューブの断面図、図２は内面側に突起および溝を加工した板材の断面図、図３は図２のＡ範囲部の拡大図、図４は板材のＶ字形の曲げ加工状態を示す断面図、図５は図４のＢ範囲部の拡大図、図６は板材の２つ折りに重ね合わせる加工状態を示す断面図、図７は図６のＣ範囲部の拡大図である。
【００１３】
この実施形態の扁平チューブを適用する熱交換器は、一般に知られているように対向する一対のヘッダ間に、平行配置した複数の扁平チューブを連通接続して熱交換媒体を流通するようにしていて、各扁平チューブ間に放熱用のフィンを介在させた構成としてあり、一方のヘッダに導入した熱交換媒体を扁平チューブを介して他方のヘッダに送給し、この扁平チューブを流通する過程で熱交換媒体と、扁平チューブ間を流通する空気との間で熱交換するようになっている。
【００１４】
この実施形態では前記熱交換器を、二酸化炭素を熱交換媒体としての冷媒とした冷凍サイクルやヒートポンプサイクルに用いた場合で、熱交換器の内部圧力が著しく高圧化されるため、図１に示すように扁平チューブ１は耐圧強度を確保するために、隔壁２によって区画された複数の通路３を並設した構造としてある。
【００１５】
この扁平チューブ１は、図２，３に示すようにアルミ材からなる板材４の幅方向中央部に折り曲げ部５を設け、この板材４の内面側、即ち、扁平チューブ１の内側となる側面に前記折り曲げ部５を境として左右対称に複数条の突起６と溝７とを交互に形成して、この板材４を折り曲げ部５で２つ折りに折り曲げ、対向する突起６，６同士を密着させてろう付けすることによって得られる。
【００１６】
即ち、対向した突起６，６で前記隔壁２を構成し、対向した溝７，７同士で前記通路３を構成している。
【００１７】
板材４としては前述のようにアルミ材を基材として、その内，外表面にろう材層を設けたクラッド材が用いられ、これをロール加工又はプレス加工により前述の複数条の突起６と溝７とを形成する。
【００１８】
ここで、前記折り曲げ部５は、その内面側を前記突起６と同一高さの凸部５ａとすると共に、該折り曲げ部５の外面側の中央部に凹部５ｂを設けて形成し、折り曲げ部５の中央の厚みｔ１を板材４の溝７を形成した部分の厚みｔ２よりも小さく（ｔ１＜ｔ２）してある。
【００１９】
このようにして得られた板材４は次のようにして２つ折りにされる。
【００２０】
図４，５は板材４を２つ折りに重ね合わせる前段のロール成形工程を示しており、このロール成形工程では下ロール１０と上ロール１１とによって板材４をその折り曲げ部５の中央を基点にＶ字形に曲げ成形するようにしている。
【００２１】
このロール成形工程では板材４を上，下一対のロール１０，１１の複数組を通過させて徐々にＶ字形の曲げ角度を狭めて行くが、このロール成形工程で用いられる下ロール１１のＶ溝頂部１１ａは平坦に形成してある一方、上ロール１０のＶ突起頂部１０ａは単純なＶ字形としてある。
【００２２】
これら上，下ロール１０，１１で板材４を折り曲げ部５の中央を基点としてＶ字形に曲げ成形するが、この板材４のＶ字形の曲げ成形をより精度良く行うために、例えば図３に示すように折り曲げ部５の外面側となる凹部５ｂの中央にノッチ８を設けると良い。
【００２３】
そして、板材４を前記ロール成形工程で所要の挟角度のＶ字形に曲げ加工した後、図６，７に示すようにリストライク工程で左右ロール１２，１３によって板材４を完全に２つ折りに重ね合わせ、対向する突起６，６同士および凸部５ａ，５ａ同士を密着させて図１に示す扁平チューブ１を構成する。
【００２４】
この扁平チューブ１は最終的には加熱工程で図外の加熱炉で加熱して前記対向した突起６，６同士および凸部５ａ，５ａ同士をろう付けして接合するが、この加熱工程では扁平チューブ１の複数個を図外の一対のヘッダに連通接続すると共に、各扁平チューブ１，１間に放熱フィンを介在させて熱交換器を構成し、これを加熱炉で加熱してヘッダと扁平チューブ１および放熱フィンとのろう付け接合を一挙に行って、該加熱工程で前述の突起６，６同士および凸部５ａ，５ａ同士のろう付け接合が同時に行われる。
【００２５】
以上のように本実施形態によれば、板材４を２つ折りに折り曲げて重ね合わせ加工する過程で、該板材４をロール成形によりＶ字形に曲げ加工する場合に、該板材４の折り曲げ部５の内面側を突起６と同一高さの凸部５ａとしてあるために、板材４の内面側を加工する一方のロール１０の断面形状を単純なＶ字形とすることができる一方、板材４の折り曲げ部５の外面中央部に凹部５ｂを形成してあって、該折り曲げ部５の中央の板厚を薄くしてあるため、板材４のＶ字形の曲げ加工をロール形状の複雑化を伴うことなく精度良く行うことができる。
【００２６】
そして、板材４をＶ字形の曲げ加工の後にリストライク工程で２つ折りに重ね合わせ成形した場合に、前記折り曲げ部５の凸部５ａがその中央から２つ折りに重ね合わせられて中実状態となるために、折り曲げ点が変形してずれることがなく、突起６，６同士を正確に対向的に密着させて成形することができ、扁平チューブ１の内側形状，外側形状とも精度良く成形することができる。
【００２７】
図８〜図１３は本発明の第２実施形態を示すもので、図８は内面側に突起および溝を加工した板材の断面図、図９は図８のＤ範囲部の拡大図、図１０は板材のＶ字形の曲げ加工状態を示す断面図、図１１は図１０のＥ範囲部の拡大図、図１２は板材の２つ折りに重ね合わせる加工状態を示す断面図、図１３は図１２のＦ範囲部の拡大図である。
【００２８】
本実施形態では前記第１実施形態と同様に、板材４の幅方向中央部に折り曲げ部５を設け、この板材４の内面側に前記折り曲げ部５を境として左右対称に複数条の突起６と溝７とを交互に形成してある。
【００２９】
ここで、本実施形態にあっては前記折り曲げ部５の内面側中央には、成形される扁平チューブ１の厚み幅よりも小さな幅で折り曲げガイド突起５ｃを設けてあると共に、該折り曲げガイド突起５ｃの両側形成基部をそれぞれ溝頂部とするＶ字形の切欠溝５ｄを形成してある。
【００３０】
折り曲げガイド突起５ｃの突出高さは、突起６とほぼ同じ突出高としてあり、また、その両側面は傾斜面として、切欠溝５ｄの溝側面の一方を該折り曲げガイド突起５ｃの側面で構成している。
【００３１】
この第２実施形態では、図１０，１１に示すようにロール成形工程で板材４を前記折り曲げ部５の切欠溝５ｄを基点にＶ字形に曲げ加工した後、図１２，１３に示すようにリストライク工程で板材４を完全に２つ折りに重ね合わせて、対向する突起６，６同士を密着させて扁平チューブ１を構成する。
【００３２】
この実施形態の場合も、扁平チューブ１は熱交換器を構成した後の加熱工程で突起６，６同士のろう付け接合が行われる。
【００３３】
本実施形態では前述のように、板材４を折り曲げガイド突起５ｃの両側の切欠溝５ｄを基点に２つ折りに折り曲げるため、板材４はこの折り曲げガイド突起５ｃの側面に沿ってずれを生じることなく精度良く２つ折りに曲げ加工することができ、従って、前記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３４】
前記各実施形態では、板材４の幅方向中央部に１つの折り曲げ部５を設けているが、この他、板材４に２つの折り曲げ部を所要の間隔をおいて設け、これら折り曲げ部で板材を２つ折りに折り曲げるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法によって得られた扁平チューブを示す断面図。
【図２】本発明の第１実施形態における板材の断面図。
【図３】図２のＡ範囲部の拡大図。
【図４】本発明の第１実施形態における板材のＶ字形の曲げ加工状態を示す断面図。
【図５】図４のＢ範囲部の拡大図。
【図６】本発明の第１実施形態における板材の２つ折りに重ね合わせる加工状態を示す断面図。
【図７】図６のＣ範囲部の拡大図。
【図８】本発明の第２実施形態における板材の断面図。
【図９】図８のＤ範囲部の拡大図。
【図１０】本発明の第２実施形態における板材のＶ字形の曲げ加工状態を示す断面図。
【図１１】図１０のＥ範囲部の拡大図。
【図１２】本発明の第２実施形態における板材の２つ折りに重ね合わせる加工状態を示す断面図。
【図１３】図１２のＦ範囲部の拡大図。
【符号の説明】
１扁平チューブ
２隔壁
３通路
４板材
５折り曲げ部
５ａ凸部
５ｂ凹部
５ｃ折り曲げガイド突起
５ｄ切欠溝
６突起
７溝
８ノッチ

Claims

板材（４）の幅方向に折り曲げ部（５）を設け、この板材（４）の内面側に前記折り曲げ部（５）と平行に複数条の突起（６）と溝（７）とを交互に形成し、この板材（４）を折り曲げ部（５）で２つ折りに折り曲げ、対向する突起（６），（６）同士を密着させてろう付けして熱交換器用扁平チューブを製造する方法において、
前記板材（４）の折り曲げ部（５）の内面側を、前記突起（６）と同一高さの凸部（５ａ）とすると共に、該折り曲げ部（５）の外面側の中央部に凹部（５ｂ）を形成して、この折り曲げ部（５）の中央から板材（４）を２つ折りに折り曲げることを特徴とする熱交換器用扁平チューブの製造方法。