JP4524035B2 - 熱交換器用チューブ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用空調装置等の熱交換器に用いられる熱交換器用チューブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、特許２６８８０３７号公報に示されるように、１枚のアルミ材を折り曲げて断面略θ状に成形した扁平チューブが良く使用されている。これは、図１０に示すように、一般にフォルデッドチューブと呼ばれるアルミ薄板材を順次折り曲げて中央に仕切壁を形成し、チューブ断面形状が略θ状となるように成形し、熱交換媒体の流路を形成する扁平チューブである。
【０００３】
また、別の折り曲げ成形技術として、両端部を対称に複数回折り曲げるのではなく、一方を数回折り曲げ、他方を単純な折り曲げとするものが知られている。この方法として実開昭５４−９０７５０号公報が知られている。この公報のものでは、図１１に示すように、扁平チューブの一端部を傾斜して折り曲げ更に直角に折り曲げ仕切壁とし、扁平チューブの他端部をこの傾斜部分に接合する構成である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特許２６８８０３７号公報のものでは、図１０に示すように扁平チューブの左右端部が折り曲げられ、その折曲げ部のＲを板厚以下に形成しているために、折曲げ部の外側とフィンとの隙間Ｃ１が非常に狭い。そのために、この隙間Ｃ１に存在するロウ材が、毛細管現象により、フィンと扁平チューブとの隙間を通って、扁平チューブの外側に逃げてしまい、ロウ付け不良を起こすことがある。
【０００５】
また実開昭５４−９０７５０号公報のものでは、図１１に示すように扁平チューブの傾斜部、扁平チューブの他端部及びフィンで囲まれた隙間Ｃ２が極端に狭い。そのためにこの隙間Ｃ２のロウ材が毛細管現象により、扁平チューブとフィンの間隙を通って外部に流出し、ロウ付け不良を起こす不具合を有する。
【０００６】
本発明はこのような問題を解決するために、扁平チューブの一端部を折り曲げて仕切壁を形成し、他端部を該仕切壁に接合することで略θ状断面の熱交換器用扁平チューブを形成するものにおいて、該接合部分のロウ材逃げを解消することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明では、 板材を折り曲げて成形された扁平チューブからなり、該扁平チューブの両端が略Ｕ字状に折り曲げられてＲ部をなし、板材の両端が中央で合わせられ、更にそこから扁平チューブの対向内面に伸びて仕切壁が形成され、該仕切壁と扁平チューブ両側のＲ部との間に流体通路の通路空間が形成された略θ状断面を有する熱交換器用チューブにおいて、扁平チューブをなす板材の一端部は、扁平チューブの対向内面に向かって内側に折り曲げられる折曲げ基部と、該折曲げ基部から伸びて扁平チューブの対向内面に当接する仕切壁を形成する中柱部とからなり、該折曲げ基部は、該扁平チューブの板厚分の段下げ部と該扁平チューブをなす板材の他端部を受ける受部とを有し、該扁平チューブをなす板材の他端部の先端には、該段下げ部と対向する対向面部と該対向面部外側に欠損部を有し、該他端部の先端が該受部に重ねられ且つ該段下げ部に近接して配置され、上記扁平チューブをなす板材の上記一端部及び上記他端部は、上記Ｒ部から上記仕切壁に向かって外側に膨らんだ滑らかな中凸になるように折り曲げて形成されて、該中凸部における高さが仕切壁における高さより高くされ、上記扁平チューブが挿入されるヘッダーの挿入孔の高さに対して、上記中凸部の高さは高く形成されている構成である。
【０００８】
従って、扁平チューブをなす板材の一端部と他端部との間に少し大きめの隙間が形成されるので、扁平チューブとフィンとの間隙に毛細管現象が生起しても、この隙間のロウ材が逃げ出すことが防止できる。このようにロウ材が逃げ出すことがないこととに加えて、扁平チューブの一端部と他端部との間が段差なく接合でき、かつお互いが重ねられた平面同士でロウ付けされるので、お互いが非常に強固にロウ付けされる。
【０００９】
また、上記扁平チューブをなす板材の上記一端部及び上記他端部は、上記Ｒ部から上記仕切壁に向かって外側に膨らんだ滑らかな中凸になるように折り曲げて形成され、該中凸部における高さが仕切壁における高さより高い構成であるので、成形性に優れるとともに、組立時には圧縮することでヘッダに挿入し易い形状に弾性変形でき、圧縮を解除することでフィンの保持力を発揮する。
【００１０】
そして、上記扁平チューブが挿入されるヘッダーの挿入孔の高さに対して、上記中凸部の高さは高く形成されているので、組立時には圧縮することでヘッダに挿入できる高さに弾性変形でき、圧縮を解除すると挿入孔より高い元の高さに戻ろうとする扁平チューブの復元力によってフィンの保持力が高く維持される。
【００１１】
請求項２の発明では、請求項１に記載の熱交換器用チューブにおいて、上記中柱部の先端に、扁平チューブの対向内面に当接した部分から内方に折り曲げられたフランジ部を有し、該フランジ部と中柱部との角度が鋭角になるように折り曲げられている構成であるので、扁平チューブの板材の寸法バラツキや折り曲げ精度不良があっても、仕切壁を設定高さに安定して得られ、組付け不良を格段に減少できる。
【００１２】
請求項３の発明では、請求項１又は２に記載の熱交換器用チューブにおいて、上記仕切壁の外周面にロウ材クラッドが設けられているので、上記一端部の折曲げ基部と上記他端部とのロウ付け性が向上する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は参考例に係る熱交換器１０を示す。図２は扁平チューブ１１の断面形状を示し、図３は扁平チューブの部分拡大断面図を示し、図４は扁平チューブ１１の端面とヘッダ１４の挿入孔１４ａとの形状関係を示したものである。扁平チューブ１１とフィン１２とが積層され、その両側部にエンドプレート１３が配置されている。扁平チューブ１１とフィン１２とからなるコアは上下のヘッダ１４の挿入孔１４ａに挿入されて一体ロウ付けされている。上方のヘッダ１４にコネクタタンク１５が接続され、このコネクタタンク１５にパイプ１６が連結されている。下方のヘッダ１４にはリターンタンク１７が接続されている。
【００１４】
扁平チューブ１１は、外周にロウ材が被覆されたクラッド材からなる１枚のアルミ製薄板である。この薄板の両端部を略Ｕ字状に折り曲げ、一端部１１ａで仕切壁２１を形成し、他端部１１ｂをこの仕切壁２１に当接接合している。仕切壁２１には、扁平チューブ１１の平坦部１１１から内方に折り曲げて仕切壁を形成する折曲げ基部２２が形成され、この折曲げ基部２２に連続して断面略円弧状の中柱部２３が形成され、更に、この中柱部２３に連続してフランジ部２４が形成されている。
【００１５】
折曲げ基部２２は、扁平チューブ１１の平坦部１１１と平行な受部２２ａと、この受部２２ａと略直角で扁平チューブ１１の他端部１１ｂと対向する段下げ部２２ｂとからなる受段部を有している。この段下げ部２２ｂの高さは、扁平チューブ１１の平坦部１１１の厚さとほぼ同一となっており、外周面がほぼ同一高さとなるようになっている。ロウ付け時には、折曲げ基部２２の受部２２ａ及び段下げ部２２ｂに扁平チューブ１１の他端部１１ｂが一体ロウ付けされる。
【００１６】
図３に示すように、折曲げ基部２２の受部２２ａに扁平チューブ１１の他端部１１ｂの平坦部１１１が重ねられ、折曲げ基部２２の段下げ部２２ｂに扁平チューブ１１の他端部１１ｂの対向面部２５が接近して配置されている。その上、扁平チューブ１１の他端部１１ｂの平坦部１１１の外側にはフィン１２が接して押圧されている。そのために、通常では、これらの隙間は非常に狭くなっており、溶けたロウ材が毛細管現象によりこれらの隙間から逃げる傾向にあるが、この第１実施例では、扁平チューブ１１の他端部１１ｂの対向面部２５の外側に欠損部２６を形成したので、対向面部２５と段下げ部２２ｂとフィン１２とに囲まれた空間が比較的広くなり、毛細管現象でロウ材がこの空間から逃げていくことを防止できる。
【００１７】
この参考例では、中柱部２３は、扁平チューブ１１の平坦部１１１に対して略直角に配置され且つ断面略円弧状に形成されている。従って、組付時、扁平チューブ１１の中央付近に圧縮荷重をかけた場合に、この円弧状部分が弾性変形し、組付け後は、この弾性変形部分の復元力で扁平チューブ１１にフィン１２が確実に保持される。なお、図３の斜線部分はロウ材を模式的に示したものである。
【００１８】
フランジ部２４は、中柱部２３から略直角な方向に曲げられ、扁平チューブ１１の平坦部１１１の内周面と平行に伸びて形成されている。このフランジ部２４が扁平チューブ１１の平坦部１１１の内周面に一体ロウ付けされるので、強固なロウ付けが確保される。
【００１９】
図４に示すように、扁平チューブ１１単体での大きさは、挿入孔１４ａの短径と比較して、扁平チューブのＲ部１１２の短径は小さく、扁平チューブの平坦部１１１の中央部分の短径は大きく形成されている。扁平チューブ１１とフィン１２とを積層して形成したコアを圧縮した場合に、扁平チューブの中央部分の短径が縮小する方向に弾性変形するので、その際の変形逃げ代としてＲ部１１２の短径が挿入孔１４ａの短径より小さく形成されている。
【００２０】
組付状態について説明する。扁平チューブ１１とフィン１２との積層体からなるコアを形成し、このコアの両側から圧縮荷重をかける。この時、扁平チューブ１１の断面形状は、ヘッダ１４の挿入孔１４ａの断面形状と相似形に変形しており、挿入されやすくなっている。この状態で扁平チューブ１１の端面をヘッダ１４の挿入孔１４ａに挿入する。その後、圧縮荷重を解除する。すると、扁平チューブ１１は元の形状に戻ろうとする復元力が作用する。この復元力により、フィン１２が扁平チューブ１１に強く挟持され、搬送時や組付け時にフィン１２が扁平チューブ１１の間から脱落することが防止される。それとともに、上記復元力がヘッダ挿入孔１４ａと扁平チューブ１１の端面とを密着させる方向に作用するので、お互いが強固にロウ付けされる。
【００２１】
図５は本発明の第１実施例を示す。図６ないし図８はこの第１実施例の扁平チューブ３１をヘッダ３４に挿入する場合の説明図を示す。図５は扁平チューブ３１の断面図を示し、図６はこの扁平チューブ３１が挿入されるヘッダ３４の挿入孔３４ａの断面形状を示し、図７は扁平チューブ３１をヘッダ３４の挿入孔３４ａに挿入する時の両者の関係を示す。図８は扁平チューブ３１にフィン３２を積層し、圧縮荷重をかけた場合の説明図を示す。
【００２２】
第１実施例の扁平チューブ３１は、参考例の扁平チューブと同様に、アルミ製の１枚の薄板から折り曲げられて断面略θ形状に形成されている。
【００２３】
第１実施例で参考例と異なる点は、仕切壁４１の形状と扁平チューブ３１の形状である。これらの点について説明する。
【００２４】
仕切壁４１の中柱部４３がほぼ直角に折り曲げられ、扁平チューブ３１の長辺部３１１に対してほぼ直角な仕切壁として形成されている。この中柱部４３によって扁平チューブ３１のこの部分の高さが設定されている。
【００２５】
図５に示すように、扁平チューブ３１の長辺部３１１はＲ部３１２から仕切壁４１までにおいて外側に膨らんだ中凸になるように折り曲げられている。この扁平チューブ３１単体で、通路空間Ｓ部分の外部高さＨ１、Ｈ２と仕切壁部分の外部高さＨｃとを比較すると、Ｈ１、Ｈ２＞Ｈｃとなる。図６に示すように、ヘッダ３４の挿入孔３４ａの高さＨｓとも比較すると、Ｈ１、Ｈ２＞Ｈｓとなっている。なお、Ｈ１とＨ２との高さは同じであっても少し差があっても良い。仕切壁部分の外部高さＨｃは挿入孔３４ａの高さＨｓに対して、ほぼ同じか少し低いほうが好ましい。
【００２６】
ヘッダ３４の挿入孔３４ａに扁平チューブ３１の端部を挿入する際に、扁平チューブ３１単体では通路空間Ｓ部分の高さＨ１、Ｈ２が挿入孔３４ａの高さＨｓより少し大きいため、挿入しにくい。しかし、図８に示すように、扁平チューブ３１とフィン３２とを積層したコアに、両側から圧縮荷重をかけることによって、扁平チューブ３１が弾性変形して通路空間Ｓ部分の高さＨ１、Ｈ２は少し縮小する。そして、このときの通路空間Ｓ部分の高さがＨｓ以下であれば挿入は容易に行なわれる。また、このときの通路空間Ｓ部分の高さがＨｓと同等ないしわずかに大きい場合であっても、図７に示すように、挿入孔３４ａはヘッダ３４の内側に折れ曲がるように形成され、一番狭い部分の高さがＨｓであるので、扁平チューブ３１を挿入しても、無理な力を加えることなくスムーズに組み立てられる。
【００２７】
上記したように、コアに圧縮荷重をかけることで扁平チューブの長辺部３１１が弾性変形し、図８に示すように、仕切壁４１の折曲げ基部４２の受部４２ａと扁平チューブ３１の他端部３１ｂの長辺部３１１とが密着する方向に強いられ、且つ仕切壁４１のフランジ部４４と扁平チューブ３１の長辺部３１１の内面とも密着する方向に強いられ、その結果、互いが強固に密着してロウ付けされる。特に、この第２実施例でも、扁平チューブ３１の他端部３１ｂの対向面部４５の外側に欠損部４６を形成したので、対向面部４５と段下げ部４２ｂとフィン３２とに挟まれた空間が大きくなり、毛細管現象でロウ材がこの空間から逃げていくことが防止される。その結果、ロウ付け品質が飛躍的に向上する。
【００２８】
図９は第２実施例に係わり、第１実施例の一部変形例である。第２実施例では、扁平チューブ５１の長辺部５１１が片面側のみＲ部５１２から仕切壁６１までにおいて外側に膨らんで形成されている。この第２実施例でも、流体の通路空間を形成する部分の高さＨ３、Ｈ４が仕切壁部分の高さＨｃより大きく形成されている。この第２実施例では、長辺部５１１の一方を平坦面としているので、この面を基準としてＲ部５１２を形成し、更に中凸の長辺部５１１を形成できるので、成形しやすい。また、フィンを積層してコアを作る際も安定して積層できる。
【００２９】
また、中柱部６３のフランジ部６４を扁平チューブ５１の長辺部５１１と平行に設けるのではなく、内側に折り曲げ、中柱部６３とフランジ部６４との角度が鋭角になるように設けている。この第２実施例のように鋭角に形成すれば、フランジ部６４の折り曲げ不良や折り曲げ角度のバラツキがあっても上記角度が鈍角になることが防止でき、中柱部６３とフランジ部６４との折り曲げ部分が扁平チューブの長辺部５１１に確実に接触するようにすることができるので、仕切壁の高さを一定の高さに維持することができ、ヘッダ挿入の容易性・品質安定性やヘッダとのロウ付け確実性を確保できる。
【００３０】
この構成は、第２実施例に限らず、参考例や第１実施例に適用しても良い。
【００３１】
又、第２実施例の中凸部分を片方のみ設けるようにしても良い。この場合には、扁平チューブの一端部の長辺部は平坦面のままで他端部の長辺部のみを外側に膨らんで形成すればよいので、成形が容易である。この部分の弾性変形によりフィンを保持できる場合には、膨らみ成形部分が少ないので、成形が簡単であり、ヘッダへの挿入組立も容易である。
【００３２】
欠損部は傾斜面部として形成しても良いが、曲面部や段部として形成しても良い。また、上記実施例のように、欠損部は扁平チューブの全長に渡って形成しても良い。この場合には、欠損部の成形性に優れる。しかし、フィンとの接触部分だけに欠損部を形成し、ヘッダへの挿入部分は欠損部を設けないように形成しても良い。この場合には、扁平チューブとヘッダとのロウ付け性が良くなる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、扁平チューブをなす板材の両端が中央で合わせられて仕切壁が形成され、板材の一端部の折曲げ基部に、扁平チューブの板厚分の段下げ部と扁平チューブの他端部を受ける受部とを備え、扁平チューブをなす板材の他端部の対向面部の外側に欠損部を形成したので、対向面部、段下げ部及びフィンで囲まれた空間を比較的に広く確保できるので、扁平チューブとフィンとの隙間に毛細管現象が作用しても、この間のロウ材が逃げ出すことが防止できる。また、板材の一端部及び他端部は、扁平チューブ両端のＲ部から仕切壁に向かって外側に膨らんだ滑らかな中凸になるように折り曲げて形成され、中凸部における高さが仕切壁における高さより高いので、成形性に優れ、組立時の圧縮によりヘッダに挿入し易い形状に弾性変形でき、圧縮の解除によりフィンの保持力を発揮する。そして、扁平チューブが挿入されるヘッダーの挿入孔の高さに対し、凸部の高さは高く形成されているので、組立時に圧縮すると、ヘッダに挿入できる高さに弾性変形でき、圧縮を解除すると、挿入孔より高い元の高さに戻ろうとする扁平チューブの復元力によってフィンの保持力が高く維持される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 参考例に係る熱交換器を示す概略図である。
【図２】 参考例に係わる扁平チューブの断面図である。
【図３】 参考例に係わる扁平チューブの部分拡大断面図である。
【図４】 参考例に係わる扁平チューブとヘッダの挿入孔との形状関係を示す説明図である。
【図５】 本発明の第１実施例に係わる扁平チューブの断面図である。
【図６】 本発明の第１実施例に係わるヘッダの挿入孔の高さを示す断面図である。
【図７】 本発明の第１実施例に係わる扁平チューブとヘッダーの挿入孔との関係を示す部分断面図である。
【図８】 本発明の第１実施例に係わる扁平チューブとフィンとの関係を示す説明図である。
【図９】 本発明の第２実施例に係わる扁平チューブの断面図である。
【図１０】 従来の熱交換器を示す断面図である。
【図１１】 従来の別の熱交換器を示す断面図である。
【符号の説明】
１０ 熱交換器
１１ 扁平チューブ
１１１ 平坦部
１１２ Ｒ部
１１ａ 一端部
１１ｂ 他端部
１２ フィン
１３ エンドプレート
１４ ヘッダ
１４ａ 挿入孔
１５ コネクタタンク
１６ パイプ
１７ リターンタンク
２１ 仕切壁
２２ 折曲げ基部
２２ａ 受部
２２ｂ 段下げ部
２３ 中柱部
２４ フランジ部
２５ 対向面部
２６ 欠損部
３１ 扁平チューブ
３１１ 長辺部
３１２ Ｒ部
３１ａ 一端部
３１ｂ 他端部
４１ 仕切壁
４２ 折曲げ基部
４２ａ 受部
４２ｂ 段下げ部
４３ 中柱部
４４ フランジ部
４５ 対向面部
４６ 欠損部
５１ 扁平チューブ
５１１ 長辺部
５１２ Ｒ部
５１ａ 一端部
５１ｂ 他端部
６１ 仕切壁
６２ 折曲げ基部
６２ａ 受部
６２ｂ 段下げ部
６３ 中柱部
６４ フランジ部
６５ 対向面部
６６ 欠損部
Ｓ 通路空間
高さ Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４、Ｈc、Hs
隙間 Ｃ１、Ｃ２
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用空調装置等の熱交換器に用いられる熱交換器用チューブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、特許２６８８０３７号公報に示されるように、１枚のアルミ材を折り曲げて断面略θ状に成形した扁平チューブが良く使用されている。これは、図１０に示すように、一般にフォルデッドチューブと呼ばれるアルミ薄板材を順次折り曲げて中央に仕切壁を形成し、チューブ断面形状が略θ状となるように成形し、熱交換媒体の流路を形成する扁平チューブである。
【０００３】
また、別の折り曲げ成形技術として、両端部を対称に複数回折り曲げるのではなく、一方を数回折り曲げ、他方を単純な折り曲げとするものが知られている。この方法として実開昭５４−９０７５０号公報が知られている。この公報のものでは、図１１に示すように、扁平チューブの一端部を傾斜して折り曲げ更に直角に折り曲げ仕切壁とし、扁平チューブの他端部をこの傾斜部分に接合する構成である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特許２６８８０３７号公報のものでは、図１０に示すように扁平チューブの左右端部が折り曲げられ、その折曲げ部のＲを板厚以下に形成しているために、折曲げ部の外側とフィンとの隙間Ｃ１が非常に狭い。そのために、この隙間Ｃ１に存在するロウ材が、毛細管現象により、フィンと扁平チューブとの隙間を通って、扁平チューブの外側に逃げてしまい、ロウ付け不良を起こすことがある。
【０００５】
また実開昭５４−９０７５０号公報のものでは、図１１に示すように扁平チューブの傾斜部、扁平チューブの他端部及びフィンで囲まれた隙間Ｃ２が極端に狭い。そのためにこの隙間Ｃ２のロウ材が毛細管現象により、扁平チューブとフィンの間隙を通って外部に流出し、ロウ付け不良を起こす不具合を有する。
【０００６】
本発明はこのような問題を解決するために、扁平チューブの一端部を折り曲げて仕切壁を形成し、他端部を該仕切壁に接合することで略θ状断面の熱交換器用扁平チューブを形成するものにおいて、該接合部分のロウ材逃げを解消することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明では、 板材を折り曲げて成形された扁平チューブからなり、該扁平チューブの両端が略Ｕ字状に折り曲げられてＲ部をなし、板材の両端が中央で合わせられ、更にそこから扁平チューブの対向内面に伸びて仕切壁が形成され、該仕切壁と扁平チューブ両側のＲ部との間に流体通路の通路空間が形成された略θ状断面を有する熱交換器用チューブにおいて、扁平チューブをなす板材の一端部は、扁平チューブの対向内面に向かって内側に折り曲げられる折曲げ基部と、該折曲げ基部から伸びて扁平チューブの対向内面に当接する仕切壁を形成する中柱部とからなり、該折曲げ基部は、該扁平チューブの板厚分の段下げ部と該扁平チューブをなす板材の他端部を受ける受部とを有し、該扁平チューブをなす板材の他端部の先端には、該段下げ部と対向する対向面部と該対向面部外側に欠損部を有し、該他端部の先端が該受部に重ねられ且つ該段下げ部に近接して配置され、上記扁平チューブをなす板材の上記一端部及び上記他端部は、上記Ｒ部から上記仕切壁に向かって外側に膨らんだ滑らかな中凸になるように折り曲げて形成されて、該中凸部における高さが仕切壁における高さより高くされ、上記扁平チューブが挿入されるヘッダーの挿入孔の高さに対して、上記中凸部の高さは高く形成されている構成である。
【０００８】
従って、扁平チューブをなす板材の一端部と他端部との間に少し大きめの隙間が形成されるので、扁平チューブとフィンとの間隙に毛細管現象が生起しても、この隙間のロウ材が逃げ出すことが防止できる。このようにロウ材が逃げ出すことがないこととに加えて、扁平チューブの一端部と他端部との間が段差なく接合でき、かつお互いが重ねられた平面同士でロウ付けされるので、お互いが非常に強固にロウ付けされる。
【０００９】
また、上記扁平チューブをなす板材の上記一端部及び上記他端部は、上記Ｒ部から上記仕切壁に向かって外側に膨らんだ滑らかな中凸になるように折り曲げて形成され、該中凸部における高さが仕切壁における高さより高い構成であるので、成形性に優れるとともに、組立時には圧縮することでヘッダに挿入し易い形状に弾性変形でき、圧縮を解除することでフィンの保持力を発揮する。
【００１０】
そして、上記扁平チューブが挿入されるヘッダーの挿入孔の高さに対して、上記中凸部の高さは高く形成されているので、組立時には圧縮することでヘッダに挿入できる高さに弾性変形でき、圧縮を解除すると挿入孔より高い元の高さに戻ろうとする扁平チューブの復元力によってフィンの保持力が高く維持される。
【００１１】
請求項２の発明では、請求項１に記載の熱交換器用チューブにおいて、上記中柱部の先端に、扁平チューブの対向内面に当接した部分から内方に折り曲げられたフランジ部を有し、該フランジ部と中柱部との角度が鋭角になるように折り曲げられている構成であるので、扁平チューブの板材の寸法バラツキや折り曲げ精度不良があっても、仕切壁を設定高さに安定して得られ、組付け不良を格段に減少できる。
【００１２】
請求項３の発明では、請求項１又は２に記載の熱交換器用チューブにおいて、上記仕切壁の外周面にロウ材クラッドが設けられているので、上記一端部の折曲げ基部と上記他端部とのロウ付け性が向上する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は参考例に係る熱交換器１０を示す。図２は扁平チューブ１１の断面形状を示し、図３は扁平チューブの部分拡大断面図を示し、図４は扁平チューブ１１の端面とヘッダ１４の挿入孔１４ａとの形状関係を示したものである。扁平チューブ１１とフィン１２とが積層され、その両側部にエンドプレート１３が配置されている。扁平チューブ１１とフィン１２とからなるコアは上下のヘッダ１４の挿入孔１４ａに挿入されて一体ロウ付けされている。上方のヘッダ１４にコネクタタンク１５が接続され、このコネクタタンク１５にパイプ１６が連結されている。下方のヘッダ１４にはリターンタンク１７が接続されている。
【００１４】
扁平チューブ１１は、外周にロウ材が被覆されたクラッド材からなる１枚のアルミ製薄板である。この薄板の両端部を略Ｕ字状に折り曲げ、一端部１１ａで仕切壁２１を形成し、他端部１１ｂをこの仕切壁２１に当接接合している。仕切壁２１には、扁平チューブ１１の平坦部１１１から内方に折り曲げて仕切壁を形成する折曲げ基部２２が形成され、この折曲げ基部２２に連続して断面略円弧状の中柱部２３が形成され、更に、この中柱部２３に連続してフランジ部２４が形成されている。
【００１５】
折曲げ基部２２は、扁平チューブ１１の平坦部１１１と平行な受部２２ａと、この受部２２ａと略直角で扁平チューブ１１の他端部１１ｂと対向する段下げ部２２ｂとからなる受段部を有している。この段下げ部２２ｂの高さは、扁平チューブ１１の平坦部１１１の厚さとほぼ同一となっており、外周面がほぼ同一高さとなるようになっている。ロウ付け時には、折曲げ基部２２の受部２２ａ及び段下げ部２２ｂに扁平チューブ１１の他端部１１ｂが一体ロウ付けされる。
【００１６】
図３に示すように、折曲げ基部２２の受部２２ａに扁平チューブ１１の他端部１１ｂの平坦部１１１が重ねられ、折曲げ基部２２の段下げ部２２ｂに扁平チューブ１１の他端部１１ｂの対向面部２５が接近して配置されている。その上、扁平チューブ１１の他端部１１ｂの平坦部１１１の外側にはフィン１２が接して押圧されている。そのために、通常では、これらの隙間は非常に狭くなっており、溶けたロウ材が毛細管現象によりこれらの隙間から逃げる傾向にあるが、この第１実施例では、扁平チューブ１１の他端部１１ｂの対向面部２５の外側に欠損部２６を形成したので、対向面部２５と段下げ部２２ｂとフィン１２とに囲まれた空間が比較的広くなり、毛細管現象でロウ材がこの空間から逃げていくことを防止できる。
【００１７】
この参考例では、中柱部２３は、扁平チューブ１１の平坦部１１１に対して略直角に配置され且つ断面略円弧状に形成されている。従って、組付時、扁平チューブ１１の中央付近に圧縮荷重をかけた場合に、この円弧状部分が弾性変形し、組付け後は、この弾性変形部分の復元力で扁平チューブ１１にフィン１２が確実に保持される。なお、図３の斜線部分はロウ材を模式的に示したものである。
【００１８】
フランジ部２４は、中柱部２３から略直角な方向に曲げられ、扁平チューブ１１の平坦部１１１の内周面と平行に伸びて形成されている。このフランジ部２４が扁平チューブ１１の平坦部１１１の内周面に一体ロウ付けされるので、強固なロウ付けが確保される。
【００１９】
図４に示すように、扁平チューブ１１単体での大きさは、挿入孔１４ａの短径と比較して、扁平チューブのＲ部１１２の短径は小さく、扁平チューブの平坦部１１１の中央部分の短径は大きく形成されている。扁平チューブ１１とフィン１２とを積層して形成したコアを圧縮した場合に、扁平チューブの中央部分の短径が縮小する方向に弾性変形するので、その際の変形逃げ代としてＲ部１１２の短径が挿入孔１４ａの短径より小さく形成されている。
【００２０】
組付状態について説明する。扁平チューブ１１とフィン１２との積層体からなるコアを形成し、このコアの両側から圧縮荷重をかける。この時、扁平チューブ１１の断面形状は、ヘッダ１４の挿入孔１４ａの断面形状と相似形に変形しており、挿入されやすくなっている。この状態で扁平チューブ１１の端面をヘッダ１４の挿入孔１４ａに挿入する。その後、圧縮荷重を解除する。すると、扁平チューブ１１は元の形状に戻ろうとする復元力が作用する。この復元力により、フィン１２が扁平チューブ１１に強く挟持され、搬送時や組付け時にフィン１２が扁平チューブ１１の間から脱落することが防止される。それとともに、上記復元力がヘッダ挿入孔１４ａと扁平チューブ１１の端面とを密着させる方向に作用するので、お互いが強固にロウ付けされる。
【００２１】
図５は本発明の第１実施例を示す。図６ないし図８はこの第１実施例の扁平チューブ３１をヘッダ３４に挿入する場合の説明図を示す。図５は扁平チューブ３１の断面図を示し、図６はこの扁平チューブ３１が挿入されるヘッダ３４の挿入孔３４ａの断面形状を示し、図７は扁平チューブ３１をヘッダ３４の挿入孔３４ａに挿入する時の両者の関係を示す。図８は扁平チューブ３１にフィン３２を積層し、圧縮荷重をかけた場合の説明図を示す。
【００２２】
第１実施例の扁平チューブ３１は、参考例の扁平チューブと同様に、アルミ製の１枚の薄板から折り曲げられて断面略θ形状に形成されている。
【００２３】
第１実施例で参考例と異なる点は、仕切壁４１の形状と扁平チューブ３１の形状である。これらの点について説明する。
【００２４】
仕切壁４１の中柱部４３がほぼ直角に折り曲げられ、扁平チューブ３１の長辺部３１１に対してほぼ直角な仕切壁として形成されている。この中柱部４３によって扁平チューブ３１のこの部分の高さが設定されている。
【００２５】
図５に示すように、扁平チューブ３１の長辺部３１１はＲ部３１２から仕切壁４１までにおいて外側に膨らんだ中凸になるように折り曲げられている。この扁平チューブ３１単体で、通路空間Ｓ部分の外部高さＨ１、Ｈ２と仕切壁部分の外部高さＨｃとを比較すると、Ｈ１、Ｈ２＞Ｈｃとなる。図６に示すように、ヘッダ３４の挿入孔３４ａの高さＨｓとも比較すると、Ｈ１、Ｈ２＞Ｈｓとなっている。なお、Ｈ１とＨ２との高さは同じであっても少し差があっても良い。仕切壁部分の外部高さＨｃは挿入孔３４ａの高さＨｓに対して、ほぼ同じか少し低いほうが好ましい。
【００２６】
ヘッダ３４の挿入孔３４ａに扁平チューブ３１の端部を挿入する際に、扁平チューブ３１単体では通路空間Ｓ部分の高さＨ１、Ｈ２が挿入孔３４ａの高さＨｓより少し大きいため、挿入しにくい。しかし、図８に示すように、扁平チューブ３１とフィン３２とを積層したコアに、両側から圧縮荷重をかけることによって、扁平チューブ３１が弾性変形して通路空間Ｓ部分の高さＨ１、Ｈ２は少し縮小する。そして、このときの通路空間Ｓ部分の高さがＨｓ以下であれば挿入は容易に行なわれる。また、このときの通路空間Ｓ部分の高さがＨｓと同等ないしわずかに大きい場合であっても、図７に示すように、挿入孔３４ａはヘッダ３４の内側に折れ曲がるように形成され、一番狭い部分の高さがＨｓであるので、扁平チューブ３１を挿入しても、無理な力を加えることなくスムーズに組み立てられる。
【００２７】
上記したように、コアに圧縮荷重をかけることで扁平チューブの長辺部３１１が弾性変形し、図８に示すように、仕切壁４１の折曲げ基部４２の受部４２ａと扁平チューブ３１の他端部３１ｂの長辺部３１１とが密着する方向に強いられ、且つ仕切壁４１のフランジ部４４と扁平チューブ３１の長辺部３１１の内面とも密着する方向に強いられ、その結果、互いが強固に密着してロウ付けされる。特に、この第２実施例でも、扁平チューブ３１の他端部３１ｂの対向面部４５の外側に欠損部４６を形成したので、対向面部４５と段下げ部４２ｂとフィン３２とに挟まれた空間が大きくなり、毛細管現象でロウ材がこの空間から逃げていくことが防止される。その結果、ロウ付け品質が飛躍的に向上する。
【００２８】
図９は第２実施例に係わり、第１実施例の一部変形例である。第２実施例では、扁平チューブ５１の長辺部５１１が片面側のみＲ部５１２から仕切壁６１までにおいて外側に膨らんで形成されている。この第２実施例でも、流体の通路空間を形成する部分の高さＨ３、Ｈ４が仕切壁部分の高さＨｃより大きく形成されている。この第２実施例では、長辺部５１１の一方を平坦面としているので、この面を基準としてＲ部５１２を形成し、更に中凸の長辺部５１１を形成できるので、成形しやすい。また、フィンを積層してコアを作る際も安定して積層できる。
【００２９】
また、中柱部６３のフランジ部６４を扁平チューブ５１の長辺部５１１と平行に設けるのではなく、内側に折り曲げ、中柱部６３とフランジ部６４との角度が鋭角になるように設けている。この第２実施例のように鋭角に形成すれば、フランジ部６４の折り曲げ不良や折り曲げ角度のバラツキがあっても上記角度が鈍角になることが防止でき、中柱部６３とフランジ部６４との折り曲げ部分が扁平チューブの長辺部５１１に確実に接触するようにすることができるので、仕切壁の高さを一定の高さに維持することができ、ヘッダ挿入の容易性・品質安定性やヘッダとのロウ付け確実性を確保できる。
【００３０】
この構成は、第２実施例に限らず、参考例や第１実施例に適用しても良い。
【００３１】
又、第２実施例の中凸部分を片方のみ設けるようにしても良い。この場合には、扁平チューブの一端部の長辺部は平坦面のままで他端部の長辺部のみを外側に膨らんで形成すればよいので、成形が容易である。この部分の弾性変形によりフィンを保持できる場合には、膨らみ成形部分が少ないので、成形が簡単であり、ヘッダへの挿入組立も容易である。
【００３２】
欠損部は傾斜面部として形成しても良いが、曲面部や段部として形成しても良い。また、上記実施例のように、欠損部は扁平チューブの全長に渡って形成しても良い。この場合には、欠損部の成形性に優れる。しかし、フィンとの接触部分だけに欠損部を形成し、ヘッダへの挿入部分は欠損部を設けないように形成しても良い。この場合には、扁平チューブとヘッダとのロウ付け性が良くなる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、扁平チューブをなす板材の両端が中央で合わせられて仕切壁が形成され、板材の一端部の折曲げ基部に、扁平チューブの板厚分の段下げ部と扁平チューブの他端部を受ける受部とを備え、扁平チューブをなす板材の他端部の対向面部の外側に欠損部を形成したので、対向面部、段下げ部及びフィンで囲まれた空間を比較的に広く確保できるので、扁平チューブとフィンとの隙間に毛細管現象が作用しても、この間のロウ材が逃げ出すことが防止できる。また、板材の一端部及び他端部は、扁平チューブ両端のＲ部から仕切壁に向かって外側に膨らんだ滑らかな中凸になるように折り曲げて形成され、中凸部における高さが仕切壁における高さより高いので、成形性に優れ、組立時の圧縮によりヘッダに挿入し易い形状に弾性変形でき、圧縮の解除によりフィンの保持力を発揮する。そして、扁平チューブが挿入されるヘッダーの挿入孔の高さに対し、凸部の高さは高く形成されているので、組立時に圧縮すると、ヘッダに挿入できる高さに弾性変形でき、圧縮を解除すると、挿入孔より高い元の高さに戻ろうとする扁平チューブの復元力によってフィンの保持力が高く維持される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 参考例に係る熱交換器を示す概略図である。
【図２】 参考例に係わる扁平チューブの断面図である。
【図３】 参考例に係わる扁平チューブの部分拡大断面図である。
【図４】 参考例に係わる扁平チューブとヘッダの挿入孔との形状関係を示す説明図である。
【図５】 本発明の第１実施例に係わる扁平チューブの断面図である。
【図６】 本発明の第１実施例に係わるヘッダの挿入孔の高さを示す断面図である。
【図７】 本発明の第１実施例に係わる扁平チューブとヘッダーの挿入孔との関係を示す部分断面図である。
【図８】 本発明の第１実施例に係わる扁平チューブとフィンとの関係を示す説明図である。
【図９】 本発明の第２実施例に係わる扁平チューブの断面図である。
【図１０】 従来の熱交換器を示す断面図である。
【図１１】 従来の別の熱交換器を示す断面図である。
【符号の説明】
１０ 熱交換器
１１ 扁平チューブ
１１１ 平坦部
１１２ Ｒ部
１１ａ 一端部
１１ｂ 他端部
１２ フィン
１３ エンドプレート
１４ ヘッダ
１４ａ 挿入孔
１５ コネクタタンク
１６ パイプ
１７ リターンタンク
２１ 仕切壁
２２ 折曲げ基部
２２ａ 受部
２２ｂ 段下げ部
２３ 中柱部
２４ フランジ部
２５ 対向面部
２６ 欠損部
３１ 扁平チューブ
３１１ 長辺部
３１２ Ｒ部
３１ａ 一端部
３１ｂ 他端部
４１ 仕切壁
４２ 折曲げ基部
４２ａ 受部
４２ｂ 段下げ部
４３ 中柱部
４４ フランジ部
４５ 対向面部
４６ 欠損部
５１ 扁平チューブ
５１１ 長辺部
５１２ Ｒ部
５１ａ 一端部
５１ｂ 他端部
６１ 仕切壁
６２ 折曲げ基部
６２ａ 受部
６２ｂ 段下げ部
６３ 中柱部
６４ フランジ部
６５ 対向面部
６６ 欠損部
Ｓ 通路空間
高さ Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４、Ｈc、Hs
隙間 Ｃ１、Ｃ２
Claims (3)
- 板材を折り曲げて成形された扁平チューブからなり、該扁平チューブの両端が略Ｕ字状に折り曲げられてＲ部をなし、板材の両端が中央で合わせられ、更にそこから扁平チューブの対向内面に伸びて仕切壁が形成され、該仕切壁と扁平チューブ両側のＲ部との間に流体通路の通路空間が形成された略θ状断面を有する熱交換器用チューブにおいて、
扁平チューブをなす板材の一端部は、扁平チューブの対向内面に向かって内側に折り曲げられる折曲げ基部と、該折曲げ基部から伸びて扁平チューブの対向内面に当接する仕切壁を形成する中柱部とからなり、
該折曲げ基部は、該扁平チューブの板厚分の段下げ部と該扁平チューブをなす板材の他端部を受ける受部とを有し、
該扁平チューブをなす板材の他端部の先端には、該段下げ部と対向する対向面部と該対向面部外側に欠損部を有し、
該他端部の先端が該受部に重ねられ且つ該段下げ部に近接して配置され、
上記扁平チューブをなす板材の上記一端部及び上記他端部は、上記Ｒ部から上記仕切壁に向かって外側に膨らんだ滑らかな中凸になるように折り曲げて形成されて、該中凸部における高さが仕切壁における高さより高くされ、
上記扁平チューブが挿入されるヘッダーの挿入孔の高さに対して、上記中凸部の高さは高く形成されている
ことを特徴とする熱交換器用チューブ。 - 上記中柱部の先端に、扁平チューブの対向内面に当接した部分から内方に折り曲げられたフランジ部を有し、
該フランジ部と中柱部との角度が鋭角になるように折り曲げられていることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器用チューブ。 - 上記仕切壁の外周面にロウ材クラッドが設けられたことを特徴とする請求項１又は２に記載の熱交換器用チューブ。
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