(57)【要約】【課題】本発明は、熱交換器用のチューブとして好適な扁平多穴管の提供を目的とする。【解決手段】本発明の扁平多穴管は、第１の板状壁と第２の板状壁と短側壁と隔壁を具備したアルミニウムまたはアルミニウム合金製の扁平管であり、前記第１の板状壁および前記第２の板状壁に前記隔壁を接続した部分の両方に沿うように、前記板状壁の外面側に凹溝を前記板状壁の内面側にＲ突条を形成する湾曲部が形成され、前記板状壁の幅方向に沿う前記湾曲部の両側であって、前記板状壁の幅方向に隣接する前記隔壁間の中間位置に、前記板状壁外面を外方に膨出させた尾根部が形成され、前記隔壁形成部分における前記板状壁間の間隔より前記尾根部形成部分における前記板状壁間の間隔が大きくされ、前記凹溝を構成する前記Ｒ突条の頂部が前記流通路側において前記隔壁に接続されたことを特徴とする。【選択図】図１
2020106228.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向配置された第１の板状壁および第２の板状壁と、これら板状壁の対向する幅方向両端部どうしを接続した短側壁と、前記板状壁間にこれら板状壁の幅方向に沿って間欠的に複数形成された隔壁を具備したアルミニウムまたはアルミニウム合金製の扁平多穴管であり、前記板状壁間に前記板状壁の長さ方向に沿って前記隔壁により仕切られた流通路が複数形成された扁平多穴管であって、
前記第１の板状壁および前記第２の板状壁に前記隔壁を接続した部分の両方に沿うように、前記板状壁の外面側に凹溝を前記板状壁の内面側にＲ突条を形成する湾曲部が形成され、
前記板状壁の幅方向に沿う前記湾曲部の両側であって、前記板状壁の幅方向に隣接する前記隔壁間の中間位置に、前記板状壁外面を外方に膨出させた尾根部が形成され、前記隔壁形成部分における前記板状壁間の間隔より前記尾根部形成部分における前記板状壁間の間隔が大きくされ、前記凹溝を構成する前記Ｒ突条の頂部が前記流通路側において前記隔壁に接続されたことを特徴とする扁平多穴管。
【請求項２】
対向配置された第１の板状壁および第２の板状壁と、これら板状壁の対向する幅方向両端部どうしを接続した短側壁と、前記板状壁間にこれら板状壁の幅方向に沿って間欠的に複数形成された隔壁を具備したアルミニウムまたはアルミニウム合金製の扁平多穴管であり、前記板状壁間に前記板状壁の長さ方向に沿って前記隔壁により仕切られた流通路が複数形成された扁平多穴管であって、
前記第１の板状壁および前記第２の板状壁に前記隔壁を接続した部分の両方に沿うように、前記板状壁の外面側に凹溝を前記板状壁の内面側にＲ突条を形成する湾曲部が形成され、
前記板状壁の幅方向に沿う前記湾曲部の両側であって、前記板状壁の幅方向に隣接する前記隔壁間の中間位置に、前記板状壁外面を外方に膨出させた尾根部が形成され、前記隔壁形成部分における前記板状壁間の間隔より前記尾根部形成部分における前記板状壁間の間隔が大きくされ、前記凹溝を構成する前記Ｒ突条の頂部が前記流通路側において前記隔壁に接続されるとともに、
前記第１の板状壁の長さ方向端部と前記第２の板状壁の長さ方向端部とこれらの端部を接続した短側壁の端部にかけて前記第１の板状壁と前記第２の板状壁の幅を小さくしたカシメ加工部が形成されたことを特徴とする偏平多穴管。
【請求項３】
前記第１の板状壁および前記第２の板状壁に前記隔壁を接続した部分の両方の全長に沿うように、前記湾曲部が形成されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の偏平多穴管。
【請求項４】
前記複数の隔壁のうち、一部の隔壁に対応させて前記湾曲部が形成され、残りの複数の隔壁に対応させて、前記第１の板状壁の一部と前記第２の板状壁の一部を兼ねる平板部が形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の偏平多穴管。
【請求項５】
前記凹溝の底部と前記尾根部の頂部との高低差が、偏平多穴管全高の１〜５％であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の偏平多穴管。
【請求項６】
前記カシメ加工部において、前記第１の板状壁および前記第２の板状壁に前記隔壁を接続した部分のどちらか一方に湾曲部が形成され、他方に平板部が形成されたことを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれか一項に記載の偏平多穴管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器用のチューブに用いて好適な扁平多穴管の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウムやその合金は軽量でかつ優れた加工性と熱伝導性を有することから、エアコンディショナーの熱交換器用フィン材やチューブ材として広く利用され、フィンとチューブを組み合わせることで熱交換器を構成することができる。以下の特許文献１に示すようにフィンとチューブの両方をアルミニウムまたはアルミニウム合金から構成したオールアルミニウムタイプの熱交換器が開発されている。
【０００３】
特許文献１には、平坦面が対向するように上下に配置され、内部に冷媒の通路が複数形成された複数の扁平多穴管と、隣接する複数の扁平多穴管を支持し、扁平多穴管の間に空気が流れる流路を区画する複数のフィンをろう付けにより接合した熱交換器が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１６３３１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の熱交換器のように、フィンと扁平多穴管を組み合わせるタイプの熱交換器では、複数の扁平多穴管の両端をヘッダー管に接続し、ヘッダー管を介し複数の扁平多穴管との間で冷媒の出入を行っている。
扁平多穴管の端部をヘッダー管に接続する場合、ヘッダー管に形成したスリット状の接続口に扁平多穴管の両端部を差し込み、この差し込み部分をろう付け接合する場合がある。ここで、ヘッダー管に設けたスリット状の接続口に扁平多穴管の端部を確実に差し込みできるように、扁平多穴管の端部の幅を若干絞るカシメ加工を行うことがある。
カシメ加工を行いつつ偏平多穴管を製造する場合、押出加工、カシメ加工、切断加工の順で製造することが一般的である。
【０００６】
ところが、近年の扁平多穴管は熱交換器の小型化に従い、各部の肉厚、全体の厚さともに数ｍｍ程度の小型サイズのものが登場しているので、カシメ加工を行うために幅方向両端側からカシメ治具によって扁平多穴管を挟み込み、カシメ加工を行うと、カシメ加工部分に座屈が生じ易い問題がある。また、座屈しないまでもカシメ時の応力が一部に集中する結果、流路の一部または周囲部分が著しく変形するおそれがあった。座屈や変形部分を有するカシメ部を備えた偏平多穴管はろう付け時にろう付け不良を生じ易い問題がある。
【０００７】
本発明は、これらの課題に鑑みなされたものであり、端部にカシメ加工を施したとして、カシメ加工部分に変形が生じ難い構造の扁平多穴管を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）本発明の扁平多穴管は、対向配置された第１の板状壁および第２の板状壁と、これら板状壁の対向する幅方向両端部どうしを接続した短側壁と、前記板状壁間にこれら板状壁の幅方向に沿って間欠的に複数形成された隔壁を具備したアルミニウムまたはアルミニウム合金製の扁平多穴管であり、前記板状壁間に前記板状壁の長さ方向に沿って前記隔壁により仕切られた流通路が複数形成された扁平多穴管であって、前記第１の板状壁および前記第２の板状壁に前記隔壁を接続した部分の両方に沿うように、前記板状壁の外面側に凹溝を前記板状壁の内面側にＲ突条を形成する湾曲部が形成され、前記板状壁の幅方向に沿う前記湾曲部の両側であって、前記板状壁の幅方向に隣接する前記隔壁間の中間位置に、前記板状壁外面を外方に膨出させた尾根部が形成され、前記隔壁形成部分における前記板状壁間の間隔より前記尾根部形成部分における前記板状壁間の間隔が大きくされ、前記凹溝を構成する前記Ｒ突条の頂部が前記流通路側において前記隔壁に接続されたことを特徴とする。
【０００９】
（２）本発明の扁平多穴管は、対向配置された第１の板状壁および第２の板状壁と、これら板状壁の対向する幅方向両端部どうしを接続した短側壁と、前記板状壁間にこれら板状壁の幅方向に沿って間欠的に複数形成された隔壁を具備したアルミニウムまたはアルミニウム合金製の扁平多穴管であり、前記板状壁間に前記板状壁の長さ方向に沿って前記隔壁により仕切られた流通路が複数形成された扁平多穴管であって、前記第１の板状壁および前記第２の板状壁に前記隔壁を接続した部分の両方に沿うように、前記板状壁の外面側に凹溝を前記板状壁の内面側にＲ突条を形成する湾曲部が形成され、前記板状壁の幅方向に沿う前記湾曲部の両側であって、前記板状壁の幅方向に隣接する前記隔壁間の中間位置に、前記板状壁外面を外方に膨出させた尾根部が形成され、前記隔壁形成部分における前記板状壁間の間隔より前記尾根部形成部分における前記板状壁間の間隔が大きくされ、前記凹溝を構成する前記Ｒ突条の頂部が前記流通路側において前記隔壁に接続されるとともに、前記第１の板状壁の長さ方向端部と前記第２の板状壁の長さ方向端部とこれらの端部を接続した短側壁の端部にかけて前記第１の板状壁と前記第２の板状壁の幅を小さくしたカシメ加工部が形成されたことを特徴とする。
【００１０】
（３）本発明の扁平多穴管において、前記第１の板状壁および前記第２の板状壁に前記隔壁を接続した部分の両方の全長に沿うように、前記湾曲部が形成されたことが好ましい。
【００１１】
（４）本発明の扁平多穴管において、前記複数の隔壁のうち、一部の隔壁に対応させて前記湾曲部が形成され、残りの複数の隔壁に対応させて、前記第１の板状壁の一部と前記第２の板状壁の一部を兼ねる平板部が形成されたことが好ましい。
【００１２】
（５）本発明の偏平多穴管において、前記凹溝の底部と前記尾根部の頂部との高低差が、偏平多穴管全高の１〜５％であることが好ましい。
（６）本発明の偏平多穴管において、前記カシメ加工部において、前記第１の板状壁および前記第２の板状壁に前記隔壁を接続した部分のどちらか一方に湾曲部が形成され、他方に平板部が形成されたことが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、カシメ加工部を有する構造を採用したとしてカシメ加工部に座屈や大きな変形が生じ難い扁平多穴管を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る第１実施形態の扁平多穴管の横断面を拡大して示す図。
【図２】同扁平多穴管の端部およびカシメ加工部分を示す平面図。
【図３】同カシメ加工部分を拡大して示す横断面図。
【図４】同扁平多穴管を適用した熱交換器の一例を示す斜視図。
【図５】同扁平多穴管を適用した熱交換器の他の例を示す側面図。
【図６】扁平多穴管をカシメ加工する場合の条件を求めるために行った第１の試験に利用した扁平多穴管と拘束治具の配置関係を示す横断面図。
【図７】同第１の試験後の扁平多穴管を示す横断面図。
【図８】扁平多穴管をカシメ加工する場合の条件を求めるために行った第６の試験とその結果を示すもので、（Ａ）は扁平多穴管と拘束治具の配置関係を示す横断面図、（Ｂ）は試験結果を示す横断面図。
【図９】扁平多穴管をカシメ加工する場合の条件を求めるために行った第７の試験とその結果を示すもので、（Ａ）は扁平多穴管と拘束治具の配置関係を示す横断面図、（Ｂ）は試験結果を示す横断面図。
【図１０】扁平多穴管をカシメ加工する場合の条件を求めるために行った第８の試験とその結果を示すもので、（Ａ）は扁平多穴管と拘束治具の配置関係を示す横断面図、（Ｂ）は試験結果を示す横断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面に基づき、本発明に係る扁平多穴管の第１実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
【００１６】
図１は第１実施形態に係る扁平多穴管１の主要部横断面を拡大して示すもので、本実施形態の扁平多穴管１は、全長の内の大部分（主要部）が図１に示す断面構造を有するが、図２の平面図に示すように端部の所定長さ部分のみにカシメ加工部１Ａが形成され、このカシメ加工部１Ａが図３に拡大して示す断面構造とされている。
扁平多穴管１においてカシメ加工部１Ａ以外の主要部の構造は、図１に示すように水平に横長に配置した場合、上面壁となる第１の板状壁２と下面壁となる第２の板状壁３とこれら第１の板状壁２と第２の板状壁３の相対向する端部どうしを接続した短側壁５を有している。
本実施形態において短側壁５は斜面壁５ａ、５ｂを有する横断面＜型、または、横断面＞型に形成され、第１の板状壁２と第２の板状壁３は多少の凹凸を有するものの、互いにほぼ平行に離間配置されている。なお、本実施形態において適用した短側壁５の形状は一例であり、短側壁は円弧状などの突型の湾曲壁あるいは平板状の短側壁などであっても良い。
【００１７】
扁平多穴管１は、前記板状壁２、３間にこれら板状壁２、３の幅方向（図１の左右方向）に沿って間欠的に形成された複数の隔壁６を具備したアルミニウムまたはアルミニウム合金製の扁平チューブである。隔壁６は板状壁２、３とほぼ直交する方向、即ち、図１に示す状態では鉛直向きに延在され、左右方向に隣接する隔壁６がほぼ等間隔で配置されている。図に示す例では扁平多穴管１の内部幅方向に１３の隔壁６が形成されている。
板状壁２、３間に前記板状壁２、３の長さ方向（図１の紙面奥行き方向）に沿って前記隔壁６に仕切られた横断面略矩形状の冷媒の流通路７が複数形成されている。なお、図１に示す板状壁２、３の左右方向両端部に位置する流通路７は隔壁６と短側壁５によって囲まれているので、横断面輪郭略５角形状に形成されている。
【００１８】
扁平多穴管１において、板状壁２、３は単純な平板状ではなく、多少の凹凸を含む板状に形成されている。短側壁５に最も近い２つの隔壁６の上下に位置する板状壁２、３は平板状であり、扁平多穴管１の幅方向中央部に位置する隔壁６の上下の板状壁２、３は平板状であるが、残り全ての隔壁６の上下には、横断面円弧型の湾曲部８が形成されている。隔壁６の上下において平板状の板状壁２、３が形成されている部分にはそれぞれ平板部２ａ、３ａが形成されている。
図１において、隔壁６の上部側に形成されている湾曲部８は全て下向きの凸型に形成され、隔壁６の下部側に形成されている湾曲部８は全て上向きの凸型に形成されている。即ち、湾曲部８はいずれも扁平多穴管１の内部側に向いて凸型に、扁平多穴管１の外側に向いて凹型になるように形成されている。このため、隔壁６に対し湾曲部８が接続された部分において流通路７側に、第１の板状壁２の全長あるいは第２の板状壁３の全長に沿って、Ｒ突条４が形成されている。また、隔壁６に対し湾曲部８が接続された部分において、第１の板状壁２の外側あるいは第２の板状壁３の外側に沿って、第１の板状壁２の全長あるいは第２の板状壁３の全長に沿うように凹溝１０が形成されている。前記Ｒ突条４はその頂部４ａの部分において隔壁６に一体的に接続されている。
【００１９】
湾曲部８の横幅は矩形状の流通路７の横幅と同等に形成されているので、扁平多穴管１の幅方向において左右に隣接する隔壁６の中間位置に両側の湾曲部８を連続させた尾根部９が形成されている。尾根部９は流通路７の幅方向中央部に位置するように形成され、第１の板状壁２に形成されている尾根部９は全て上向き凸型の円弧状に形成され、第２の板状壁３に形成されている尾根部９は全て下向き凸型の円弧状に形成されている。即ち、尾根部９はいずれも扁平多穴管１の外側に向いて凸型に形成されている。
なお、尾根部９の頂点位置は、短側壁５に近い平板状の第１の板状壁２あるいは第２の板状壁３の外面と面一位置に形成されている。即ち、図１に示すように、第１の板状壁２に形成されている尾根部９の頂点が短側壁側の第１の板状壁２の上面と同一高さに形成され、第２の板状壁３に形成されている尾根部９の最下点が短側壁側の第２の板状壁３の下面と同一高さに形成されている。
【００２０】
図１に示す扁平多穴管１はアルミニウムまたはアルミニウム合金からなるが、一例として、扁平多穴管１は、全幅１８ｍｍ程度、高さ（厚さ）２ｍｍ程度、隔壁の高さ１.７ｍｍ程度、第１の板状壁２と第２の板状壁３の肉厚０.１５ｍｍ程度、隔壁の肉厚０.１４ｍｍ程度の大きさに形成されている。また、扁平多穴管１において、下向きの湾曲部８の深さと、上向きの湾曲部８の高さは、０．０４〜０．０６ｍｍ程度である。なお、下向きの湾曲部８の深さとは、隣接する尾根部９の頂点高さと湾曲部８内上面の最も深い位置との高低差を意味する。上向きの湾曲部８の高さとは、隣接する尾根部９の最下点位置と上向きの湾曲部８の内下面の最も高い位置との高低差を意味する。
【００２１】
扁平多穴管１においてカシメ加工部１Ａは、図３に示すように第１の板状壁１２と第２の板状壁１３と、＜型の短側壁１５と、＞型の短側壁１５と、隔壁１６を具備する扁平型のチューブ形状である点において、扁平多穴管１の主要部の横断面形状と同等である。扁平多穴管１の主要部において、図１に示すように全幅が１８ｍｍ程度であるならば、カシメ部１Ａの全幅は例えば図２、図３に示すように１７．３ｍｍ程度である。即ち、カシメ部１Ａの横断面形状は、扁平多穴管１のその他の部分と類似横断面形状であるが、幅が０．７ｍｍ程度小さく形成されている。換言すると、図２に示すようにカシメ加工部１Ａにおいては板状壁１２、１３の横幅がその他の部分の板状壁２、３の幅より小さくされている。
【００２２】
カシメ加工部１Ａは、以下の点において扁平多穴管１の主要部と異なっている。
図３に示す例では、一例として、第１の板状壁１２において、左側の短側壁１５側から順に数えて３番目の隔壁１６の上と、５番目の隔壁１６の上と、９番目の隔壁１６の上と、１１番目の隔壁１６の上の第１の板状壁１２に、下向きに凸型となるような横断面円弧状の湾曲部１８が、板状壁２の長さ方向に沿って形成されている。従って、湾曲部１８の上面側には第１の板状壁１２の長さ方向（図１の紙面奥行き方向）に延在する凹溝１９が複数形成されている。
なお、図２は板状壁２、１２を平面視している図であるので、本来ならば、図２の上下方向に延在するように凹溝１９が描かれるべきであるが、図２では凹溝１９の記載を略している。
【００２３】
次に、図３に示す構成では、一例として、第２の板状壁１３において、左側の短側壁５側から数えて２番目の隔壁１６の下と、４番目の隔壁１６の下と、６番目の隔壁１６の下と、８番目の隔壁１６の下と、１０番目の隔壁１６の下と、１２番目の隔壁１６の下の第２の板状壁１３に、上向きに凸型となるような横断面円弧状の湾曲部２０が、板状壁３の長さ方向に沿って形成されている。このため、湾曲部２０の下面側には第２の板状壁１３の長さ方向に延在する凹溝２１が複数形成されている。
【００２４】
図３に示すように、湾曲部１８、２０が上下にそれぞれ形成されているので、カシメ加工部１Ａの横断面を左右に分割して見ると、カシメ加工部１Ａの横断面の左側部分において、扁平多穴管１の左右方向に沿って上下に互い違いになるように湾曲部１８、２０が交互に形成されている。同様に、カシメ加工部１Ａの横断面の右側部分において、カシメ加工部１Ａの左右方向に沿って上下に互い違いになるように湾曲部１８、２０が交互に形成されている。
【００２５】
また、図３に示すように湾曲部１８、２０の横幅は流通路１７の横幅と同程度に形成されているので、第１の板状壁１２と第２の板状壁１３において、左右の湾曲部１８の間、左右の湾曲部２０の間の部分は、平板状に形成されている。なお、これら平板状の部分は、凹溝１９、２１に比較すると突き出た部分であり、カシメ加工部１Ａの長さ方向に連続して突き出た部分であるため、以下に尾根部（畝部）２２と称して説明することとする。
【００２６】
図３に示すカシメ加工部１Ａにあっては、第１の板状壁１２において、左側の短側壁１５に近い側から順に、１番目の隔壁１６の上と、２番目の隔壁１６の上と、４番目の隔壁１６の上と、６番目の隔壁１６の上と、７番目の隔壁１６の上と、８番目の隔壁１６の上と、１０番目の隔壁１６の上と、１２番目の隔壁１６の上と、１３番目の隔壁１６の上に尾根部２２が形成されている。
なお、第１の板状壁１２において、左側の短側壁１５から２番目の隔壁１６に近い位置と、６番目の隔壁１６に近い位置と、８番目の隔壁１６に近い位置と、１２番目の隔壁１６に近い位置に、先の凹溝１９、２１よりも小さく、凹溝１９、２１の数分の一程度の深さを有する小溝２３が形成されている。
【００２７】
図３に示すカシメ加工部１Ａにあっては、第２の板状壁１３において、左側の短側壁５に近い側から順に、１番目の隔壁１６の下と、３番目の隔壁１６の下と、５番目の隔壁１６の下と、７番目の隔壁１６の下と、９番目の隔壁１６の下と、１１番目の隔壁１６の下と、１３番目の隔壁１６の下に尾根部２２が形成されている。
【００２８】
また、扁平多穴管１において、凹溝２１は、深さ０．０９０〜０．０９４ｍｍ程度の深い溝であり、小溝２３は深さ０．０２３〜０．０２６ｍｍ程度の浅い溝である。
【００２９】
カシメ加工部１Ａにおいて、第１の板状壁１２と第２の板状壁１３に多少の凹凸を有するものの、これらが略平行に配置されている点、これらに対し隔壁１６が直交配置されている点、短側壁１５が＞型に形成されている点は扁平多穴管１の主要部と同等形状である。
また、カシメ加工部１Ａが高さ（厚さ）２ｍｍ程度、隔壁の高さ１.７ｍｍ程度、第１の板状壁１２と第２の板状壁１３の肉厚０.１５ｍｍ程度、隔壁１６の肉厚０.１４ｍｍ程度の大きさに形成されている点についても扁平多穴管１の主要部と同等構造である。
【００３０】
図２の平面図に示すように、扁平多穴管１の長さ方向の端部には扁平多穴管１の幅方向左右の幅を狭めるようにカシメ加工によるカシメ加工部１Ａが形成されている。このカシメ加工部１Ａは図１に示す矢印Ｂ１と矢印Ｂ２が示すようにカシメ治具を押し付けて加圧することにより形成されている。
ここで用いるカシメ治具は、＜型、または、＞型の凹部を有するカシメ治具であり、側部に＜型の凹部を有するカシメ治具を図１の左側に配置し、側部に＞型の凹部を有するカシメ治具を図１の右側に配置し、これら左右のカシメ治具の間隔を図１の矢印Ｂ１、Ｂ２方向に狭めることでカシメ加工を行うことができる。
【００３１】
図１〜図３に示す構成の扁平多穴管１であるならば、端部にカシメ加工部１Ａを有しているとしても、図３の横断面に示す如くカシメ加工部１Ａに座屈部分は無く、大きな変形部分も有していない。
このため、後述する熱交換器用ヘッダー管などのスリット孔にカシメ加工部１Ａを差し込み、ろう付け接合した場合であっても、ろう付け不良部分などを生じること無くろう付け接合することができる。
【００３２】
なお、上述の構造を扁平多穴管１に適用する場合に、幅が小さく、薄い扁平多穴管に適用することが望ましい。適用する場合に好適な扁平多穴管のサイズとして、高さ１４ｍｍ〜１００ｍｍ程度、第１の板状壁と第２の板状壁の肉厚０．１５ｍｍ〜０．６ｍｍ程度、前記隔壁の肉厚０．１４ｍｍ〜０．６ｍｍ程度の大きさの扁平多穴管を例示することができる。
【００３３】
図４はカシメ加工部１Ａを両端部に有する扁平多穴管１を備えた熱交換器の一例を示す斜視図である。
この例の熱交換器１１は、ルームエアコンディショナーやパッケージエアコンの室外機用の熱交換器、あるいは、ＨＶＡＣ（Heating Ventilating Air Conditioning）用の室外機、自動車用の熱交換器などの用途に使用されるオールアルミニウム熱交換器である。
【００３４】
熱交換器１１は、左右に離間し平行に配置された一対のヘッダー管２４と、一対のヘッダー管２４の間に相互に間隔を保って平行に、かつ、ヘッダー管２４に対してほぼ直角に接合された複数本の扁平多穴管１と、扁平多穴管１の上面と下面にろう付けされ、外気に熱を放散する複数枚のフィン２３を備えている。
一対のヘッダー管２４のうち一方には、ヘッダー管２４を介し扁平多穴管１に冷媒を供給するための供給管２５が設けられている。また、他方のヘッダー管２４には、扁平多穴管１を経由した冷媒を回収するための回収管２６が設けられている。扁平多穴管１、フィン２３ 、ヘッダー管２４、供給管２５、回収管２６は、アルミニウムまたはアルミニウム合金から構成されている。
【００３５】
フィン２３には、扁平多穴管１の外周形状に対応する切り欠き部２９が、複数（本実施形態では８つ）形成されている。切り欠き部２９には、それぞれ扁平多穴管１が嵌合され、ろう付けされることで固定されている。
【００３６】
フィン２３は、複数枚並列配置されるとともに各切り欠き部２９に扁平多穴管１が挿通されている。複数のフィン２３は、一定の間隔をおいて相互に平行に配置されている。フィン２３は、切り欠き部２９の周縁部に扁平多穴管１の外面に沿って屈曲した屈曲部２８を有している。屈曲部２８は、例えばバーリング加工により形成できる。
【００３７】
扁平多穴管１とフィン２３は、一定間隔に並べたフィン２３を串刺しするように、フィン２３の切り欠き部２９内に扁平多穴管１を嵌合し、接続部分をろう付けすることにより固定されている。また、ヘッダー管２４において各扁平多穴管１を接続した部分に、スリット状の挿通孔が形成され、この挿通孔に扁平多穴管１のカシメ加工部１Ａが挿通されている。扁平多穴管１はこの挿通部分をヘッダー管２４にろう付けすることでヘッダー管２４に接合されている。
なお、この例のフィン２３は、切り欠き部２９において扁平多穴管１を挿通させているが 、切り欠き部２９に代えてフィン２３に貫通孔を設け、この貫通孔に扁平多穴管１を挿通させてろう付けした構成としても良い。
【００３８】
扁平多穴管１は端部のカシメ加工部１Ａをヘッダー管２４のスリット状の挿通孔に挿入し、ろう付けにより接合されているので、ヘッダー管２４と扁平多穴管１との間で冷媒を流出入させることができる。扁平多穴管１のカシメ加工部１Ａは大きな変形部分や凹凸を有していないので、ヘッダー管２４の挿通孔に隙間無く差し込むことができ、ろう付けすることができる。よって、図４に示す熱交換器１１は、ヘッダー管２４と扁平多穴管１とのろう付け部分に隙間を生じるなどのろう付け不良部を生じることのない接合ができる。
【００３９】
図５はカシメ加工部１Ａを両端部に有する扁平多穴管１を備えた熱交換器の他の例を示す斜視図である。
この熱交換器３０は、左右に離間し平行に配置されたヘッダーパイプ３１、３２と、これらのヘッダーパイプ３１、３２の間に相互に間隔を保って平行に、かつ、ヘッダーパイプ３１、３２に対して直角に接合された複数の扁平多穴管１と、各扁平多穴管１に付設された波形のフィン３４を主体として構成されている。ヘッダーパイプ３１、３２、扁平多穴管１及びフィン３４は、アルミニウムまたはアルミニウム合金から形成されている。
【００４０】
より詳細には、ヘッダーパイプ３１、３２の相対向する側面に複数のスリット状の挿通孔が各パイプの長さ方向に定間隔で形成され、これらヘッダーパイプ３１、３２の相対向する挿通孔に扁平多穴管１のカシメ加工部１Ａを挿通してヘッダーパイプ３１、３２間に扁平多穴管１が架設されている。そして、扁平多穴管１のカシメ加工部１Ａがヘッダーパイプ３１、３２にろう付けされている。また、ヘッダーパイプ３１、３２間に所定間隔で架設された複数の扁平多穴管１、１の間にフィン３４が配置され、これらのフィン３４が扁平多穴管１の表面側あるいは裏面側にろう付けされている。
【００４１】
熱交換器３０においても先の熱交換器１１と同様に、ヘッダーパイプ３１、３２と扁平多穴管１との間で冷媒を流出入させることができる。扁平多穴管１のカシメ加工部１Ａは大きな変形部分や凹凸を有していないので、ヘッダーパイプ３１、３２の挿通孔に隙間無く差し込むことができる。よって、図５に示す熱交換器３０は、ヘッダーパイプ３１、３２と扁平多穴管１とのろう付け部分に隙間を生じるなどのろう付け不良部を生じることのない接合ができる。
【実施例】
【００４２】
以下、実施例を示して本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
平板状の第１の板状壁および第２の板状壁と、短側壁と、隔壁を有する扁平多穴管において、カシメ加工した場合の変形状態を解析するために、第１のシミュレーション解析（Ｎｏ.１の試験）を行った。
ソルバーとして構造解析用非線形ソフト（ＬＳ-ＤＹＮＡｖ.９７１：株式会社ＪＳＯＬ製商品名）を用い、動的陽解法を用い、モデルタイプとして２次元モデルを採用し、モデル材質：ＪＩＳ３００３合金に設定し、材料モデルの材質の構成式として弾塑性体（塑性等方性）に設定し、工具の材料モデルとして剛体を選択し、要素タイプとして完全積分Ｓ／Ｒソリッド要素を選択し、要素サイズ平均０．０２ｍｍ、摩擦係数０．１として以下の表１に示すシミュレーション条件を設定した。
【００４３】
図６の横断面に示すように、凹凸を有していない平板状の第１の板状壁５１と第２の板状壁５２を有し、全幅１８ｍｍ、高さ２ｍｍ、隔壁５３の高さ１．７ｍｍ、隔壁５３の肉厚０．１４ｍｍ、隔壁５３の本数１３本、左右に隣接する隔壁５３の相対向する面間隔１．０６ｍｍ、左右に隣接する隔壁５３の肉厚を含む間隔を１．３４ｍｍ、第１の板状壁５１と第２の板状壁５２の肉厚０．１５ｍｍ、＞型と＜型の短側壁５４を有する試験用の扁平多穴管５５を想定した。図６は、この試験用扁平多穴管５５の横断面の右側半分のみを示している。＞型の短側壁５４の斜面同士が交差する角度は９０°とし、短側壁５４の肉厚は最小肉厚０．２３ｍｍ、最大肉厚１ｍｍに設定した。
【００４４】
この断面形状の扁平多穴管５５に対し、幅方向中央部から左右７ｍｍの部分、左右合計１４ｍｍ幅の部分について、剛体からなる平板状の上部側の拘束板４０と下部側の拘束板４１は、偏平多穴管５５との隙がない状態で空間上での位置を固定することで偏平多穴管５５を押さえ、この試験用扁平多穴管の左右両側からカシメ治具により、幅を減じる方向に圧力を加えるカシメ加工の第１のシミュレーション解析（Ｎｏ.１の試験）を行った。カシメ量は、片側０．３５ｍｍ、扁平多穴管５５の幅方向全体で０．７ｍｍとした。
【００４５】
カシメ治具は短側壁５４の＞型または＜型に合致する形状の凹部を有し、カシメ力が短側壁５４の先端を潰すように作用するのではなく、試験用扁平多穴管の幅方向全体を縮めるように作用させた。
【００４６】
第１のシミュレーション解析の結果、図７に示すように、右端の短側壁に一番近い矩形断面形状の流通路周りに応力が集中した。この結果、右側の短側壁から第１番目と第２番目の隔壁間に位置する第１の板状壁５１と第２の板状壁５２がそれぞれ流通路の内側に大きく湾曲して座屈した。拘束板４０、４１により上下を押さえられた扁平多穴管５５に対し、拘束板４０、４１の端部に近い第１の板状壁部分と第２の板状壁部分が大きく変形した。流通路の内側に向かって凸型に湾曲した第１の板状壁と第２の板状壁の最も変形量の大きい部分は上下間隔が１．１２５ｍｍとなり、その位置より右端部側では第１の板状壁と第２の板状壁が外側に最大間隔２．０８ｍｍとなるように膨出した。この場合、第１の板状壁５１の肉厚も含めて最大座屈量は０．４４ｍｍと見積もることができる。
以下の表１、表２に第１のシミュレーション（Ｎｏ.１の試験）の条件と結果について、カシメ前とカシメ後に分けてまとめて示す。なお、以下にＮｏ.２〜Ｎｏ.４のシミュレーション解析（第２の試験〜第４の試験）を行い、表１、表２にそれらの条件についてまとめた。Ｎｏ.２〜Ｎｏ.４のシミュレーション解析の詳細については後に詳述する。
なお、表２に示す座屈集中判定の欄は、座屈量がカシメ加工前高さ（偏平管全高さ）の２０％より大きい場合を×、１０％より大きい場合を△、５〜１０％の場合を○、５％以下の場合を◎で示した。
【００４７】
【表１】
2020106228.tif 000003
【００４８】
【表２】
2020106228.tif 000004
【００４９】
「第２のシュミュレーション解析（Ｎｏ.２の試験）」
カシメ加工による上部拘束板と扁平多穴管の断面形状の関係を調べるために、図８（Ａ）に示すように、上部側の拘束板４８の下面端部側に扁平多穴管の長さ方向に延在する突条４９を形成し、上部側の拘束板４８の下面と扁平多穴管の上面との間に０．０５ｍｍの隙間を設けた条件を設定した。
【００５０】
扁平多穴管の横断面形状に関し、図８（Ａ）に示す第１の板状壁６１、第２の板状壁６２、隔壁６３、短側壁６４を有する形状を設定した。更に、第１の板状壁６１と第２の板状壁６２において、左右に隣接する隔壁間に内部側に凸型となる凹溝６５を有し、隔壁６３の上部と下部に尾根部６６を有する形状に設定し、凹溝６５の深さを０．０２〜０．３５ｍｍに設定した扁平多穴管６０を設定した。各板状壁と隔壁と短側壁の肉厚は先の例と同等である。
この条件にて、上述の条件と同等のカシメ条件にてカシメ力を作用させる第２のシミュレーション解析（Ｎｏ.２の試験）を行った。
【００５１】
その結果を図８（Ｂ）と表２に示すが、上部側の拘束板４８の幅方向中央側と下部側の拘束板４１の幅方向中央側に変形が集中した。上部側の拘束板４８の中央より１つ右側の第１の板状壁が、下向きの凸型に座屈変形した。また、下部側の拘束板４１における幅方向中央部の第２の板状壁６２が上向きに凸型に座屈変形した。第１の板状壁側の座屈量は０．３１４ｍｍ、第２の板状壁側の座屈量は０．２８７ｍｍであり、この例の最大座屈量は０.３７ｍｍと見積もることができた。
なお、図８（Ｂ）では座屈量０.３１４ｍｍの表示のみが記載されているが、この座屈部分の左側に１.６８ｍｍと記載した部分の座屈量が、（高さ２.０ｍｍ＋隙間０.０５ｍｍ）−１.６８ｍｍの計算式から０.３７ｍｍとなるので、この部分が最大座屈を生じた位置となる。
【００５２】
「第３のシミュレーション解析（Ｎｏ.３の試験）」
カシメ加工による上部側の拘束板と扁平多穴管の断面形状の関係を調べるために、図９（Ａ）に示すように上部側の拘束板４８の下面端部側に扁平多穴管の長さ方向に延在する突条４９を形成し、拘束板４８の下面と扁平多穴管の上面との間に０．０５ｍｍの隙間を設けた条件を設定した。
【００５３】
扁平多穴管の横断面形状に関し、図９（Ａ）に示すように、第１の板状壁７１、第２の板状壁７２、隔壁７３、短側壁７４を有する扁平多穴管７０を設定した。更に、第１の板状壁７１と第２の板状壁７２において、隔壁７３の上部と下部に溝部７５を有し、左右に隣接する隔壁間に外側に凸型となる突部７６を有する形状に設定し、凹溝７５の深さを０．０５ｍｍに設定した扁平多穴管７０を設定した。各板状壁と隔壁と短側壁の肉厚は先の例と同等である。
この条件にて、上述の条件と同等のカシメ条件にてカシメ力を作用させる第３のシミュレーション解析（Ｎｏ.３の試験）を行った。
【００５４】
その結果を図９（Ｂ）と表２に示すが、カシメ加工による変形部分は分散する傾向が見られた。第１の板状壁７１においては、左右に隣接する１つおきの隔壁上部に座屈が発生し、第２の板状壁７２においては、左右に隣接する１つおきの隔壁上部に座屈が発生した。第１の板状壁側の座屈量は０．１４２ｍｍ、第２の板状壁側の座屈量は０．１４２ｍｍであり、座屈部分が１つの隔壁上部と下部に集中することなく、１つおきの隔壁に分散した。この結果は座屈を小さくして変形を分散させるという目的を達成できた結果である。
この試験結果から、図９（Ａ）に示す構造を採用すると、最大座屈量は、０.２ｍｍと見積もることができ、カシメ加工部における座屈を抑制した扁平多穴管を得ることができた。
上述の程度の最大座屈量であれば、扁平多穴管の端部をヘッダー管１４のスリット状の接続孔に挿通し、ろう付けしたとしても、ろう付け不良には繋がらない程度の変形量とみなすことができる。
なお、図９（Ｂ）においては座屈量０.１４２ｍｍの表示のみが記載されているが、１．８５ｍｍと表示した座屈部分において、（高さ２.０ｍｍ＋隙間０.０５ｍｍ）−１.８５ｍｍの計算式から、最大座屈量は０.２ｍｍと見積もることができる。
【００５５】
「第４のシミュレーション解析（Ｎｏ.４の試験）」
次に、図６で示した第１の試験の場合と同等の上部側の拘束板４０と下部側の拘束板４１を用い、図１０（Ａ）に示すように、上部側の拘束板４０と下部側の拘束板４１とを扁平多穴管７０の上下に配置し、上部側の拘束板４０の端部と下部側の拘束板４１の端部を右端の隔壁７３の手前に設置し、凹溝７５の深さを０．０５ｍｍに設定した。各板状壁と隔壁と短側壁の肉厚は先の例と同等である。
上述の条件と同等のカシメ条件にてカシメ力を作用させる第４のシミュレーション解析（Ｎｏ.４の試験）を行った。
【００５６】
その結果を図１０（Ｂ）と表２に示すが、カシメ加工による座屈量は大幅に減少するとともに、隣接する隔壁７３のうち、第１の板状壁側では、１つおきの隔壁７３に対し、小さい変形が生じた。  また、隣接する隔壁７３のうち、第２の板状壁側では、１つおきの隔壁７３に対し、第１の板状壁側と外れた位置に、小さい変形が生じた。第１の板状壁側の変形量は、０．０９３ｍｍあるいは０．０９４ｍｍであり、十分に小さい変形量であった。
【００５７】
第２の板状壁側の変形量は、０．０９０ｍｍ、０．０９３ｍｍ、０．０９１ｍｍであり、十分に小さい変形量であった。また、これらの変形位置と外れた位置に、０．０２３ｍｍあるいは０．０２６ｍｍの微細な変形が生じた。
図１０において最大座屈量（最大変形量）は、高さ２.０ｍｍ−１.９０３ｍｍの計算式から、０．０９７ｍｍと見積もることができた。
【００５８】
そして、上述の程度の変形量であれば、扁平多穴管の端部をヘッダー管１４のスリット状の接続孔に挿通し、ろう付けしたとしても、ろう付け不良には繋がらない程度の変形量とみなすことができる。
このため、カシメ加工部１Ａにおいて、第１の板状壁７１および第２の板状壁７２に隔壁７３を接続した部分の全長に沿うように板状壁７１、７２に凹溝７５が形成され、板状壁７１、７２の幅方向に隣接する前記複数の凹溝７５間に、板状壁外面を外方に膨出させた尾根部７６が形成され、隔壁形成部分における板状壁間の間隔より、尾根部７６の形成部分における板状壁間の間隔が大きくされた構成となれば、カシメ加工に伴う変形量が小さくなっていると推定される。従って、カシメ加工部１Ａの形状は上述の形状であることが好ましい。
【００５９】
図１０（Ａ）と図１０（Ｂ）に示す結果から、図１０（Ａ）に示す断面形状の扁平多穴管７０を適用した場合は、カシメ加工後であっても変形量の小さい図１０（Ｂ）に示す断面形状が得られることがわかる。
【００６０】
このため、カシメ加工部１Ａを端部に有する扁平多穴管を構成する場合は、カシメ加工部１Ａを除く主要部の断面形状を図１０（Ａ）に示す断面形状とすると、カシメ加工部１Ａの断面形状は図１０（Ｂ）となるので、許容できる形状となる。
この構造の扁平多穴管であるならば、図４、図５に示すろう付け構造の熱交換器１１、３０に適用したとして、扁平多穴管１とヘッダー管２４とのろう付け部分および扁平多穴管１とヘッダーパイプ３２とのろう付け部分にろう付け不良を生じていない接合が得られる。
【００６１】
また、図１０（Ａ）に示す断面形状であるならば、押出加工後にカシメ加工したとしてもカシメ加工部１Ａに座屈や大きな変形部分を生じていない偏平多穴管を提供できる。また、カシメ加工部１Ａを切断して必要長さの偏平多穴管を得る場合に形の整ったカシメ加工部１Ａを備えた偏平多穴管を提供できる。
【符号の説明】
【００６２】
１…扁平多穴管、１Ａ…カシメ加工部、２…第１の板状壁、３…第２の板状壁、４…Ｒ突条、４ａ…頂部、５…短側壁、６…隔壁、７…流通路、８…湾曲部、９…尾根部、１１…熱交換器、１２…第１の板状壁、１３…第２の板状壁、１５…短側壁、１６…隔壁、１８、２０…湾曲部、１９…凹溝、２１…凹溝、２２…尾根部、２３…小溝、２４…ヘッダー管、２５…供給管、２６…回収管、２３…フィン、２４…ヘッダー管、２５…供給管、２９…回収管、３０…熱交換器、３１、３２…ヘッダーパイプ、３４…フィン、７０…扁平多穴管、７１…第１の板状壁、７２…第２の板状壁、７３…隔壁、７５…凹溝、７６…尾根部。
【図１】
2020106228.tif 000005
【図２】
2020106228.tif 000006
【図３】
2020106228.tif 000007
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2020106228.tif 000012
【図９】
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【図１０】
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