(57)【要約】【課題】熱交換の効率の低下を抑制できるとともに生産性に優れた熱交換器の製造方法を提供する。【解決手段】流体流路が内部に形成された第１金属管と、流体流路が内部に形成された第２金属管とを厚み方向に積層配置する工程と、この積層体の流体流路５３に、第１金属管４７よりも電気抵抗の大きな充填材を充填する工程と、積層体をローラ電極７１，７３間に配置してローラ電極７１，７３により厚み方向に加圧しながら積層体をローラ電極７１，７３に対して長手方向に沿って移動させて抵抗溶接する工程と、抵抗溶接後に流体流路５３から充填材を取り除く工程とを備えている。【選択図】図３
2010167445.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣接する複数の金属管の内部をそれぞれ流れる流体間で熱交換させる熱交換器を製造するための方法であって、
厚みよりも幅の方が大きい扁平な形状をなし、長手方向に沿って流体流路（５３）が内部に形成された第１金属管（４７）と、厚みよりも幅の方が大きい扁平な形状をなし、長手方向に沿って複数の流体流路（５１）が内部に形成された第２金属管（４５）とを、双方の長手方向および厚み方向をそれぞれ同じ向きに揃えて前記厚み方向に積層配置する工程と、
前記第１金属管（４７）の前記流体流路（５３）に、前記第１金属管（４７）よりも電気抵抗の大きな充填材を充填する工程と、
積層配置された前記第１金属管（４７）および第２金属管（４５）を一対のローラ電極（７１，７３）間に配置して前記一対のローラ電極（７１，７３）により前記厚み方向に加圧しながら前記第１金属管（４７）および第２金属管（４５）を前記一対のローラ電極（７１，７３）に対して前記長手方向に沿って相対移動させて前記第１金属管（４７）と第２金属管（４５）を抵抗溶接する工程と、
前記抵抗溶接後に前記流体流路（５３）から前記充填材を取り除く工程と、を備えた熱交換器の製造方法。
【請求項２】
隣接する複数の金属管の内部をそれぞれ流れる流体間で熱交換させる熱交換器を製造するための方法であって、
厚みよりも幅の方が大きい扁平な形状をなし、長手方向に沿って流体流路（５３）が内部に形成された第１金属管（４７）と、厚みよりも幅の方が大きい扁平な形状をなし、長手方向に沿って流体流路（５１）が内部に形成された第２金属管（４５）とを、双方の長手方向および厚み方向をそれぞれ同じ向きに揃えて前記厚み方向に積層配置する工程と、
前記第１金属管（４７）および第２金属管（４５）のそれぞれの前記流体流路に、これらの金属管よりも電気抵抗の大きな充填材を充填する工程と、
積層配置された前記第１金属管（４７）および第２金属管（４５）を一対のローラ電極（７１，７３）間に配置して前記一対のローラ電極（７１，７３）により前記厚み方向に加圧しながら前記第１金属管（４７）および第２金属管（４５）を前記一対のローラ電極（７１，７３）に対して前記長手方向に沿って相対移動させて前記第１金属管（４７）と第２金属管（４５）を抵抗溶接する工程と、
前記抵抗溶接後に前記流体流路から前記充填材を取り除く工程と、を備えた熱交換器の製造方法。
【請求項３】
前記充填材が砂である、請求項１または２に記載の熱交換器の製造方法。
【請求項４】
前記充填材が粒状の耐熱性樹脂である、請求項１または２に記載の熱交換器の製造方法。
【請求項５】
前記充填材が液体である、請求項１または２に記載の熱交換器の製造方法。
【請求項６】
前記抵抗溶接工程において、前記充填材が充填された前記金属管の両端部の開口を塞いだ状態で前記第１金属管（４７）と第２金属管（４５）を抵抗溶接する、請求項３〜５のいずれかに記載の熱交換器の製造方法。
【請求項７】
前記抵抗溶接工程において、積層配置された前記第１金属管（４７）および第２金属管（４５）の前記長手方向を鉛直方向または鉛直から傾いた斜め方向に配置するとともに、前記充填材が充填された前記金属管の少なくとも下方側の端部の開口を塞いだ状態で、前記第１金属管（４７）および第２金属管（４５）を前記一対のローラ電極（７１，７３）に対して前記長手方向に相対移動させて前記第１金属管（４７）と第２金属管（４５）を抵抗溶接する、請求項５に記載の熱交換器の製造方法。
【請求項８】
前記抵抗溶接工程において、前記一対のローラ電極（７１，７３）を前記鉛直方向または前記斜め方向に移動させて前記第１金属管（４７）と第２金属管（４５）を抵抗溶接する、請求項７に記載の熱交換器の製造方法。
【請求項９】
前記積層配置工程において、前記第２金属管（４５）と、前記第１金属管（４７）と、厚みよりも幅の方が大きい扁平な形状をなし、長手方向に沿って複数の流体流路（５１）が内部に形成された第３金属管（４９）とをこの順に前記厚み方向に積層配置し、
前記抵抗溶接工程において、前記第１金属管（４７）、第２金属管（４５）および第３金属管（４９）を前記一対のローラ電極（７１，７３）間に配置して抵抗溶接する、請求項１に記載の熱交換器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
抵抗溶接の一種であるシーム溶接は、接合したい箇所を連続的に接合できる点で生産性に優れており、種々の用途に用いられている。
【０００３】
例えば特許文献１，２に開示されているように、シーム溶接は、鋼板を丸めて金属管を成形する際に利用されている。具体的には、管状に丸められて対向配置された鋼板の両端面の近傍に電極を配置し、電極を端面に沿って相対移動させながら電極を通じて鋼板に電流を流すことにより、連続した継ぎ目を形成して鋼管を製造している。
【０００４】
また、シーム溶接は、車両の燃料タンクなどを製造する際にも用いられている。具体的には、凹部をそれぞれ有する２つの金属板の周囲にそれぞれ設けられたフランジ部を重ね合わせて、これらのフランジ部を一対のローラ電極で挟んで電流を流すことにより、フランジ部同士を溶接して燃料タンクを製造している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６２−５００８８号公報
【特許文献２】特開昭５４−１１２３７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、空気調和機、ヒートポンプ式給湯機などに用いられる熱交換器では、冷媒が流れる冷媒流路を内部に有する金属管と、水や冷媒などの流体が流れる流体流路を内部に有する金属管とを互いに接合させる必要があり、これら金属管同士の接合に上記抵抗溶接を適用しようとすると以下のような問題が生じる。
【０００７】
すなわち、金属管同士を抵抗溶接により接合しようとする場合には、積層配置された複数の金属管を一対のローラ電極により積層方向に加圧しながら溶接する必要がある。しかし、中空の金属管を一対のローラ電極により加圧しながら抵抗溶接すると、金属管がつぶれて中空部分がほとんど消失してしまうので、金属管が冷媒または流体の流路としての機能を十分に果たせず、所望の熱交換の効率が得られない。一方、複数の金属管への積層方向の加圧が不十分であると、金属管同士が十分に接合されないので、熱交換の効率が低下する。
【０００８】
そこで、本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、熱交換の効率の低下を抑制できるとともに生産性に優れた熱交換器の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の製造方法は、隣接する複数の金属管の内部をそれぞれ流れる流体間で熱交換させる熱交換器を製造するための方法であって、厚みよりも幅の方が大きい扁平な形状をなし、長手方向に沿って流体流路（５３）が内部に形成された第１金属管（４７）と、厚みよりも幅の方が大きい扁平な形状をなし、長手方向に沿って複数の流体流路（５１）が内部に形成された第２金属管（４５）とを、双方の長手方向および厚み方向をそれぞれ同じ向きに揃えて前記厚み方向に積層配置する工程と、前記第１金属管（４７）の前記流体流路（５３）に、前記第１金属管（４７）よりも電気抵抗の大きな充填材を充填する工程と、積層配置された前記第１金属管（４７）および第２金属管（４５）を一対のローラ電極（７１，７３）間に配置して前記一対のローラ電極（７１，７３）により前記厚み方向に加圧しながら前記第１金属管（４７）および第２金属管（４５）を前記一対のローラ電極（７１，７３）に対して前記長手方向に沿って相対移動させて前記第１金属管（４７）と第２金属管（４５）を抵抗溶接する工程と、前記抵抗溶接後に前記流体流路（５３）から前記充填材を取り除く工程と、を備えている。
【００１０】
この構成では、第１金属管（４７）の流体流路（５３）にこの金属管よりも電気抵抗の大きな充填材を充填して第１金属管（４７）と第２金属管（４５）を抵抗溶接するので、第２金属管（４５）では多穴管であることにより変形を抑制する一方、第１金属管（４７）では流体流路（５３）内に充填材が充填されることにより変形を抑制している。このように充填材が溶接時における金属管の変形を抑制する役割を果たすとともに、変形が抑制されることによって第１金属管（４７）および第２金属管（４５）に対して厚み方向に十分な圧力を加えながら溶接することができる。これにより、金属管内部の流路を十分に確保しつつ金属管同士の接合面積を十分に確保することができるので、熱交換の効率の低下を抑制できるとともに生産性にも優れている。
【００１１】
また、本発明の他の製造方法は、隣接する複数の金属管の内部をそれぞれ流れる流体間で熱交換させる熱交換器を製造するための方法であって、厚みよりも幅の方が大きい扁平な形状をなし、長手方向に沿って流体流路（５３）が内部に形成された第１金属管（４７）と、厚みよりも幅の方が大きい扁平な形状をなし、長手方向に沿って流体流路（５１）が内部に形成された第２金属管（４５）とを、双方の長手方向および厚み方向をそれぞれ同じ向きに揃えて前記厚み方向に積層配置する工程と、前記第１金属管（４７）および第２金属管（４５）のそれぞれの前記流体流路に、これらの金属管よりも電気抵抗の大きな充填材を充填する工程と、積層配置された前記第１金属管（４７）および第２金属管（４５）を一対のローラ電極（７１，７３）間に配置して前記一対のローラ電極（７１，７３）により前記厚み方向に加圧しながら前記第１金属管（４７）および第２金属管（４５）を前記一対のローラ電極（７１，７３）に対して前記長手方向に沿って相対移動させて前記第１金属管（４７）と第２金属管（４５）を抵抗溶接する工程と、前記抵抗溶接後に前記流体流路から前記充填材を取り除く工程と、を備えている。
【００１２】
この構成では、第１金属管（４７）および第２金属管（４５）のそれぞれの流体流路にこれらの金属管よりも電気抵抗の大きな充填材を充填して第１金属管（４７）と第２金属管（４５）を抵抗溶接するので、充填材が溶接時における金属管の変形を抑制する役割を果たすとともに、変形が抑制されることによって第１金属管（４７）および第２金属管（４５）に対して厚み方向に十分な圧力を加えながら溶接することができる。これにより、金属管内部の流路を十分に確保しつつ金属管同士の接合面積を十分に確保することができるので、熱交換の効率の低下を抑制できるとともに生産性にも優れている。
【００１３】
前記充填材が砂である場合には、適度な流動性を備えているので、充填材を金属管へ充填するのが容易であり、溶接後に充填材を金属管から抜き出すのも容易である。また、砂は高い硬度を有しているので、溶接時における金属管の変形をさらに抑制することができる。これにより、金属管内部の流路を十分に確保することができ、また、第１金属管（４７）および第２金属管（４５）に対して厚み方向により大きな圧力を加えながら溶接することができるので、金属管同士の接合面積をさらに大きくすることができる。
【００１４】
前記充填材が粒状の耐熱性樹脂である場合には、適度な流動性を備えているので、充填材を金属管へ充填するのが容易であり、溶接後に充填材を金属管から抜き出すのも容易である。
【００１５】
前記充填材が液体である場合には、流動性を備えているので、充填材を金属管へ充填するのが容易であり、溶接後に充填材を金属管から抜き出すのも容易である。しかも、充填材が液体であるので金属管を冷却する効果が得られる。これにより、溶接時に発生する熱により金属管の温度が過度に上昇するのを抑制することができる。
【００１６】
また、前記抵抗溶接工程において、前記金属管の両端部の開口を塞いだ状態で前記第１金属管（４７）と前記第２金属管（４５）を抵抗溶接することによって、充填材が金属管の端部から流出するのを抑制できる。
【００１７】
また、充填剤が液体である場合には、前記抵抗溶接工程において、積層配置された前記第１金属管（４７）および第２金属管（４５）の前記長手方向を鉛直方向または鉛直から傾いた斜め方向に配置するとともに、前記充填材が充填された前記金属管の少なくとも下方側の端部の開口を塞いだ状態で、前記第１金属管（４７）および第２金属管（４５）を前記一対のローラ電極（７１，７３）に対して前記長手方向に相対移動させて前記第１金属管（４７）と第２金属管（４５）を抵抗溶接するのが好ましい。
【００１８】
この構成では、第１金属管（４７）および第２金属管（４５）の長手方向を鉛直方向または斜め方向に配置し、充填材が充填された金属管の少なくとも下方側の端部の開口を塞いだ状態で抵抗溶接するので、液体である充填剤が金属管から流出するのを抑制できるとともに、製造現場に必要とされる水平方向の面積を小さくすることができる。
【００１９】
さらに、この場合には、前記抵抗溶接工程において、前記一対のローラ電極（７１，７３）を前記鉛直方向または斜め方向に移動させて前記第１金属管（４７）と第２金属管（４５）を抵抗溶接するのが好ましい。
【００２０】
この構成では、一対のローラ電極（７１，７３）を鉛直方向または斜め方向に移動させて抵抗溶接するので、長い金属管を鉛直方向または斜め方向に移動させなくてよく安定した生産が行えるとともに、製造現場に必要とされる鉛直方向の高さを小さくすることができる。
【００２１】
また、本発明では、前記積層配置工程において、前記第２金属管（４５）と、前記第１金属管（４７）と、厚みよりも幅の方が大きい扁平な形状をなし、長手方向に沿って複数の流体流路（５１）が内部に形成された第３金属管（４９）とをこの順に前記厚み方向に積層配置し、前記抵抗溶接工程において、前記第１金属管（４７）、第２金属管（４５）および第３金属管（４９）を前記一対のローラ電極（７１，７３）間に配置して抵抗溶接するのが好ましい。
【００２２】
この構成では、第１金属管（４７）の厚み方向の両側に第２金属管（４５）および第３金属管（４９）が積層配置されているので、冷媒と流体との熱交換の効率をより向上させることができる。また、前記第２金属管（４５）および第３金属管（４９）は長手方向に沿って複数の流体流路（５１）が内部に形成された多穴管であるので、第２金属管（４５）および第３金属管（４９）を流れる流体の偏流を抑制することができ、第１金属管（４７）を流れる流体との熱交換の効率をより向上させることができる。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したように、本発明の熱交換器の製造方法によれば、第１金属管の流体流路にこれらの金属管よりも電気抵抗の大きな充填材を充填して第１金属管と第２金属管を抵抗溶接するので、充填材が溶接時における第１金属管の変形を抑制する役割を果たすとともに、変形が抑制されることによって第１金属管および第２金属管に対して厚み方向に十分な圧力を加えながら溶接することができる。これにより、第１金属管内部の流体流路を十分に確保しつつ金属管同士の接合面積を十分に確保することができるので、熱交換の効率の低下を抑制できる。しかも、この方法では、抵抗溶接を用いて金属管同士を連続的に接合できるので生産性にも優れている。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態にかかる製造方法により得られる熱交換器の一例を示す斜視図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかる熱交換器の製造方法を示す正面図である。
【図４】本発明の一実施形態にかかる製造方法により得られる熱交換器の他の例を示す斜視図である。
【図５】本発明の他の実施形態にかかる熱交換器の製造方法を示す正面図である。
【図６】ヒートポンプ式給湯機を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２６】
＜熱交換器＞
図１および図２に示すように、後述する本発明の一実施形態にかかる製造方法により得られる熱交換器２１は、長手方向の一端４１が内側に配置され、長手方向の他端４３が外側に配置されるように渦巻き状に巻かれた構造を有している。この熱交換器２１は、第２金属管４５、第１金属管４７および第３金属管４９がこの順に厚み方向に積層配置された構造を有している。これらの金属管４５，４７，４９は、対向する外表面同士が後述する抵抗溶接により接合されて一体化されている。
【００２７】
第２金属管４５および第３金属管４９は、厚みよりも幅の方が大きい扁平な形状をそれぞれ有している。これらの金属管４５，４９は、長手方向に延びる冷媒流路５１が内部に複数形成された多穴管である。複数の冷媒流路５１は互いに独立しており、幅方向に一列に並んで配列されている。各冷媒流路５１には、例えば後述するヒートポンプ式給湯機１１の冷媒回路１３を循環する冷媒が流れる。第２金属管４５および第３金属管４９は多穴管であることによって冷媒流路５１を流れる冷媒の偏流を抑制することができる。
【００２８】
第１金属管４７は、厚みよりも幅の方が大きい扁平な形状を有している。この金属管４７の内部には、長手方向に延びる流体流路５３が形成されている。この流体流路５３には、例えば後述するヒートポンプ式給湯機１１の貯湯回路１７を循環する水が流れる。
【００２９】
第１金属管４７は、厚み方向の一方側に外表面６１を有し、他方側に外表面６３を有している。第２金属管４５は、第１金属管４７の一方側の外表面６１に対向する対向面６５を有し、第１金属管４７に対して厚み方向の一方側に積層配置されている。第３金属管４９は、第１金属管４７の他方側の外表面６３に対向する対向面６７を有し、第１金属管４７に対して厚み方向の他方側に積層配置されている。
【００３０】
第２金属管４５の対向面６５は、その少なくとも一部が外表面６１と融接されている。第３金属管４９の対向面６７は、その少なくとも一部が外表面６３と融接されている。対向面６５，６７が外表面６１，６３と融接されている割合が増加するほど対向面６５，６７と外表面６１，６３の密着度合いが向上して熱交換器２１の熱交換の効率を高めることができる。対向面６５，６７と外表面６１，６３の融接割合は、抵抗溶接時の溶接条件を変えることによって調整することができる。具体的には、例えば抵抗溶接時の溶接速度（送り速度）を遅く、溶接時の電流値を大きく、溶接時の厚み方向の加圧力を大きくするなどの条件設定によって対向面６５，６７と外表面６１，６３の融接割合を増加させることができる。したがって、熱交換器２１の熱交換の効率の点では、対向面６５，６７は略全体が外表面６１，６３と融接されているのが好ましい。
【００３１】
第１金属管４７、第２金属管４５および第３金属管４９の材料としては、熱伝導性、耐食性、剛性、加工性などを備えた金属などが用いられ、具体的にはアルミニウム、アルミニウム合金などが例示できる。
【００３２】
＜熱交換器の製造方法＞
（第１実施形態）
次に、本発明の第１実施形態にかかる熱交換器２１の製造方法について説明する。図３に示すように、熱交換器２１の製造には抵抗溶接装置１００が使用される。
【００３３】
まず、抵抗溶接装置１００について説明する。この抵抗溶接装置１００は、一対のローラ電極７１，７３と、ローラ電極７１を加圧する加圧装置７５と、この加圧装置７５およびローラ電極７１，７３に電力を供給する電源装置７９と、各部位の動作を制御する図略の制御部とを備えている。
【００３４】
ローラ電極７１およびローラ電極７３は、略円柱状であり、中心に回転軸７２，７４をそれぞれ有している。回転軸７２と回転軸７４は互いに略平行に配置されている。ローラ電極７１，７３の軸方向の幅は、溶接対象である第１金属管４７、第２金属管４５および第３金属管４９の幅よりも大きくなるように設計されている。
【００３５】
各回転軸７２，７４は、図略のモータが接続されており、軸回りに回転可能な状態で図略の支持台に支持されている。モータは電源装置７９に接続されている。ローラ電極７１とローラ電極７３は互いに逆方向に回転する。例えば図３において、ローラ電極７１は反時計回りに回転し、ローラ電極７３は時計回りに回転する。また、ローラ電極７１は、ローラ電極７３に近づく方向およびその反対方向（図３の上下方向）に移動可能に支持台に支持されており、ローラ電極７３は支持台に固定されている。これらのローラ電極７１，７３は、電源装置７９に接続されており、この電源装置７９により抵抗溶接時には電力が供給される。なお、本実施形態のようにローラ電極７１のみが上下方向に移動する構造ではなく、ローラ電極７１，７３がともに上下方向に移動する構造であってもよい。
【００３６】
加圧装置７５は、円筒状のシリンダ７８と、このシリンダ７８の内部に配置されたピストン７７と、空気圧、油圧などのエネルギーを生じさせる図略のポンプとを備えている。この加圧装置７５は、電源装置７９から電力が供給されるとポンプが駆動してピストン７７をシリンダ７８内の所定の方向にスライド移動させる。これにより、ローラ電極７１が加圧される。加圧されたローラ電極７１はローラ電極７３側に向かって移動し、ローラ電極７１，７３間に配置される第１金属管４７、第２金属管４５および第３金属管４９を厚み方向に加圧する。
【００３７】
次に、各製造工程について説明する。まず、金属管成形工程において第１金属管４７、第２金属管４５および第３金属管４９を作製する。
【００３８】
第１金属管４７は、図略の細長い金属平板を幅方向の端部が対向し内部に長手方向に沿って空間が形成されるように折り曲げ加工して端辺同士を接合することにより得られる。長手方向に沿った内側の空間は流体流路５３となる。また、第１金属管４７は、図２に示すような第１金属管４７の断面形状を有する押出出口を備えた金型を用いて金属材料を押し出すことにより作製することもできる。
【００３９】
第２金属管４５および第３金属管４９は、例えば図２に示すような金属管４５，４９の断面形状を有する押出出口を備えた金型を用いて金属材料を押し出すことにより作製することができる。
【００４０】
次に、第１金属管４７の流体流路５３内に充填材を充填する。本実施形態では、充填材として、第１金属管４７よりも電気抵抗の大きな粒状物を用いる。粒状充填材としては、砂、粒状の耐熱性樹脂などが挙げられる。
【００４１】
耐熱性樹脂としては、抵抗溶接時に上昇する第１金属管４７の温度でも長時間使用できるものであれば特に限定されず、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などのフッ素樹脂、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリイミド（ＰＩ）などが例示できる。
【００４２】
粒状充填材の粒径は、第１金属管４７の流体流路５３の厚みおよび幅、充填材を構成する材料、必要とされる流動性などに応じて適宜調整すればよい。粒状充填材の流動性が高い方が粒状充填材を流体流路５３内に充填しやすく抵抗溶接後に流体流路５３から取り出しやすくなる。また、粒状充填材の流動性が高くなるほど第１金属管４７に充填された粒状充填材が第１金属管４７の端部の開口から流れ出しやすくなるので、その場合には第１金属管４７の一方または両方の端部の開口を塞いだ状態にして抵抗溶接するのが好ましい。粒状充填材の流動性を適度に調整することにより、流体流路５３に充填しやすく、流体流路５３から取り出しやすく、しかも端部の開口から流れ出しにくくすることもできる。
【００４３】
第１金属管４７の端部の開口を塞ぐ閉塞部材としては、開口から流体流路５３内に差し込んでその状態で固定可能な図略の栓、開口を覆ってその状態で固定可能な図略の蓋などを用いることができる。
【００４４】
第１金属管４７の流体流路５３内に粒状充填材を充填する方法としては、例えば第１金属管４７の一方の端部を閉塞部材により塞いだ状態で、他方の端部から粒状充填材を流体流路５３に流し込む方法が挙げられる。この方法の場合、塞いだ方の端部を下方に配置した状態で第１金属管４７を鉛直方向または鉛直から傾いた斜め方向に向けて、上方に配置された他方の端部から粒状充填材を流体流路５３内に流し込むことにより、粒状充填材を円滑に流し込むことができる。なお、この粒状充填材を充填する工程は、後述する積層配置工程と抵抗溶接工程との間に行ってもよい。
【００４５】
次に、第１金属管４７、第２金属管４５および第３金属管４９を積層配置する。図３に示すように、第２金属管４５、第１金属管４７および第３金属管４９は、それぞれの長手方向および厚み方向がそれぞれ同じ向きに揃えられて、この順に厚み方向に積層配置される。
【００４６】
次に、積層配置工程において積層配置された第２金属管４５、第１金属管４７および第３金属管４９（以下、積層体という。）は、ローラ電極７１，７３間に供給されて長手方向に沿って順次送られ、ローラ電極７１，７３間において抵抗溶接（シーム溶接）される。粒状充填材はその電気抵抗が第１金属管４７よりも大きいので、抵抗溶接時の電流は主に第１金属管４７を流れることになる。
【００４７】
次に、この抵抗溶接後に流体流路５３から粒状充填材を取り除く。粒状充填材を取り除く方法としては、例えば抵抗溶接された積層体の一方の端部を下方に配置した状態で積層体を鉛直方向または鉛直から傾いた斜め方向に向けることにより、前記一方の端部から第１金属管４７の流体流路５３内の粒状充填材を排出する方法が挙げられる。
【００４８】
このようにして、図４に示すように金属管同士が一体化された直線状の熱交換器２１が得られる。この熱交換器２１は、第１金属管４７の外表面６１，６３と第２金属管４５および第３金属管４９の対向面６５，６７とが融接されているとともに、側部には長手方向に沿って連続的にナゲット７６が形成されている。そして、第１金属管４７の内部には所望の流体流路５３が確保されている。熱交換器２１は、図４に示すような直線状の形態のままでも使用できるが、図１に示すように渦巻き状に曲げ加工して用いてもよい。図１に示す形態の場合、各金属管４５，４７，４９の厚み方向が渦巻きの径方向に向くように曲げ加工されている。
【００４９】
抵抗溶接の条件としては、ローラ電極７１，７３による加圧力、電極形状、通電時間、休止時間、溶接時の電流値、溶接速度（送り速度）などが挙げられ、これらの条件は、溶接対象、使用用途などに応じて適宜設定される。なお、本実施形態の抵抗溶接では、通電と休止を繰り返す断続溶接であってもよく、連続的に通電する連続溶接であってもよい。
【００５０】
以上説明したように、本実施形態の製造方法によれば、第１金属管４７の流体流路５３にこの第１金属管４７よりも電気抵抗の大きな充填材を充填して第１金属管４７と第２金属管４５を抵抗溶接するので、充填材が溶接時における第１金属管４７の変形を抑制する役割を果たすとともに、変形が抑制されることによって第１金属管４７および第２金属管４５に対して厚み方向に十分な圧力を加えながら溶接することができる。これにより、第１金属管４７内部の流体流路５３を十分に確保しつつ金属管同士の接合面積を十分に確保することができるので、熱交換の効率の低下を抑制できる。しかも、この方法では、抵抗溶接を用いて金属管同士を連続的に接合できるので生産性にも優れている。
【００５１】
また、本実施形態では、充填材が粒状の耐熱性樹脂であるので、適度な流動性を備えている。これにより、充填材を第１金属管へ充填するのが容易になり、溶接後に充填材を金属管から抜き出すのも容易になる。
【００５２】
また、本実施形態では、抵抗溶接工程において、第１金属管４７の両端部の開口を塞いだ状態で積層体を抵抗溶接するので、充填材が第１金属管４７の端部から流出するのを抑制できる。
【００５３】
また、本実施形態では、第１金属管４７の厚み方向の両側に第２金属管４５および第３金属管４９が積層配置されているので、冷媒と流体との熱交換の効率をより向上させることができる。また、第２金属管４５および第３金属管４９は長手方向に沿って複数の流体流路５１が内部に形成された多穴管であるので、第２金属管４５および第３金属管４９を流れる流体の偏流を抑制することができ、第１金属管４７を流れる流体との熱交換の効率をより向上させることができる。
【００５４】
（第２実施形態）
図５は本発明の第２実施形態にかかる熱交換器の製造方法を示す断面図である。この第２実施形態の製造方法では、充填材として水を用いている。なお、第１実施形態と同様の部材については第１実施形態と同じ符号を付して説明を省略する。
【００５５】
図５に示すように、第２実施形態の製造方法では、抵抗溶接工程において、積層体（積層配置された第１金属管４７、第２金属管４５および第３金属管４９）は、その長手方向が鉛直から傾いた斜め方向に向いて配置されている。第１金属管４７の下方側の端部の開口は図略の閉塞部材により塞がれている。この第１金属管４７の流体流路５３内には液体充填材である水が充填されている。
【００５６】
第１金属管４７の流体流路５３内に水を充填する方法としては、例えば上記したように積層体を斜め方向に配置した状態で上方側の端部の開口から流体流路５３内に水を流し込む方法が挙げられる。流体流路５３内に水を充填した後、上方側の端部の開口は閉塞部材により塞いでもよいが、開口したままの状態でもよい。
【００５７】
上方側の端部を開口した状態で抵抗溶接すると、ローラ電極７１，７３による厚み方向への加圧によって上方側端部の開口から水がいくらかこぼれ出ることがあるが、積層体を斜め方向に配置しているので、こぼれ出る水の量は限られている。
【００５８】
上方側の端部の開口を閉塞部材により塞ぐ場合には、ローラ電極７１，７３による厚み方向への加圧によって流体流路５３内の圧力が高まることがあるので、例えば上方側端部の開口を塞ぐ閉塞部材の一部に流体流路５３の内部と外部が連通する貫通口を設けるのが好ましい。これにより、流体流路５３内の圧力が高まったときであっても、貫通口から水の一部を排出することができる。
【００５９】
積層体の厚み方向の両側には一対のローラ電極７１，７３が配置されている。これらのローラ電極７１，７３の回転軸７２，７４は、積層体の長手方向に沿って積層体の厚み方向の両側に配置された２本のガイドレール９１，９２に支持されている。
【００６０】
各回転軸７２，７４は、図略のモータが接続されており、モータは電源装置７９に接続されている。ローラ電極７１とローラ電極７３は互いに逆方向に回転する。例えば図５において、ローラ電極７１は時計回りに回転し、ローラ電極７３は反時計回りに回転する。
【００６１】
ローラ電極７１，７３は、これらのローラ電極間をほぼ一定の間隔に保ちつつ、ガイドレール９１，９２に沿ってスライド移動する。ガイドレール９１，９２は、互いのガイドレール間の間隔を積層体の厚みに応じて調整できるように構成されている。
【００６２】
このように第２実施形態では、積層体を斜め方向に配置して固定した状態で、積層体の長手方向に沿ってローラ電極７１，７３を移動させながら積層体を抵抗溶接する。１本の積層体の抵抗溶接が完了した後、ローラ電極７１，７３は、ガイドレール９１，９２に沿って斜め方向下方の始点に戻されて、次の積層体を抵抗溶接する。なお、１本の積層体の抵抗溶接が完了した後、次の積層体を抵抗溶接する際には、上記のようにローラ電極７１，７３を斜め方向下方に戻さずに、抵抗溶接を斜め上方から下方に向かってローラ電極７１，７３を移動させることにより次の積層体を抵抗溶接してもよい。
【００６３】
以上説明したように、第２実施形態の製造方法によれば、充填材が水であるので、高い流動性を備えている。これにより、充填材を第１金属管４７へ充填するのが容易になり、溶接後に充填材を第１金属管４７から抜き出すのも容易になる。しかも、充填材が液体であるので積層体を冷却する効果が得られる。これにより、溶接時に発生する熱により積層体の温度が過度に上昇するのを抑制することができる。
【００６４】
また、第２実施形態では、積層体の長手方向を鉛直から傾いた斜め方向に配置し、充填材が充填された第１金属管４７の下方側の端部の開口を塞いだ状態で抵抗溶接するので、液体である充填剤が第１金属管４７の下方側端部から流出するのを抑制できるとともに、製造現場に必要とされる水平方向の面積を小さくすることができる。
【００６５】
また、第２実施形態では、ローラ電極７１，７３を斜め方向に移動させて抵抗溶接するので、長い積層体を斜め方向に移動させなくてよく安定した生産が行えるとともに、製造現場に必要とされる鉛直方向の高さを小さくすることができる。
【００６６】
＜ヒートポンプ式給湯機＞
ここで、上記熱交換器２１が給湯機用の水熱交換器として用いられるヒートポンプ式給湯機１１について説明する。図６はヒートポンプ式給湯機１１を示す構成図である。図６に示すように、ヒートポンプ式給湯機１１は、冷媒を循環させる冷媒回路１３と、この冷媒回路１３の冷媒との熱交換により低温水を沸き上げてタンク１５に高温水を貯湯するための貯湯回路１７とを備えている。
【００６７】
冷媒回路１３は、圧縮機１９と、上記した熱交換器（水熱交換器）２１と、膨張弁（減圧機構）２３と、蒸発器２５と、これらを接続する配管とを有している。冷媒回路１３を循環する冷媒としては例えば二酸化炭素などが用いられる。冷媒として二酸化炭素が用いられる場合には、冷媒は圧縮機１９により臨界圧力以上に圧縮される。
【００６８】
貯湯回路１７は、水が貯留されるタンク１５と、このタンク１５の水を熱交換器２１に送る入水配管２７と、熱交換器２１との熱交換により加熱された水をタンク１５に戻す出湯配管２９と、貯湯回路１７内において水を循環させるポンプ３１とを有している。
【００６９】
この給湯機１１は、冷媒回路１３および貯湯回路１７を制御する制御部３３を備えている。この制御部３３が冷媒回路１３の圧縮機１９を駆動させるとともに貯湯回路１７のポンプ３１を駆動させることにより、タンク１５の底部に設けられた出水口からタンク１５内の低温水が入水配管２７を通じて熱交換器２１に送られる。熱交換器２１に送られてきた低温水は、熱交換器２１において加熱され、出湯配管２９を通じてタンク１５の上部に設けられた入水口からタンク１５内に戻される。これにより、タンク１５内は、上部に高温水が貯湯され、下部にいくほど水の温度が低くなっている。
【００７０】
タンク１５は、貯湯された高温水をタンク１５の上部から取り出して浴槽などへ給湯するための給湯配管３５と、タンク１５の底部に水道水などの低温水を供給するための給水配管３７とを備えている。
【００７１】
熱交換器２１内を流れる冷媒と水の流れる方向は、図６に示すように互いに対向する方向である。したがって、冷媒または水のいずれか一方が図１に示す熱交換器２１の一端４１側から他端４３側に向かって流れ、他方が他端４３側から一端４１側に向かって流れる。このように熱交換器２１内を冷媒および水がそれぞれ通過する間に水と冷媒との間で熱交換されて水の温度調節を行うことができる。
【００７２】
なお、本発明は、前記実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。例えば、上記実施形態では、第２金属管および第３金属管が多穴管である場合を例に挙げて説明したが、これらの金属管が第１金属管のような仕切りのない金属管であってもよい。この場合には、第１金属管、第２金属管および第３金属管の各流体流路にこれらの金属管よりも電気抵抗の大きな充填材を充填して抵抗溶接する。これにより、充填材が溶接時における金属管の変形を抑制する役割を果たすとともに、変形が抑制されることによって各金属管に対して厚み方向に十分な圧力を加えながら溶接することができる。これにより、金属管内部の流路を十分に確保しつつ金属管同士の接合面積を十分に確保することができる。
【００７３】
また、上記実施形態では、粒状充填材として耐熱性樹脂を用いた場合を例に挙げて説明したが、砂などの他の粒状充填材を用いることもできる。例えば粒状充填材として砂を用いた場合には、砂は高い硬度を有しているので、溶接時における金属管の変形をさらに抑制することができる。これにより、金属管内部の流路を十分に確保することができ、また、第１金属管および第２金属管に対して厚み方向により大きな圧力を加えながら溶接することができるので、金属管同士の接合面積をさらに大きくすることができる。
【００７４】
また、上記実施形態では、第２金属管、第１金属管および第３金属管がこの順に積層された３層の形態を例に挙げて説明したが、２層の形態であってもよく、４層以上の形態であってもよい。
【００７５】
また、上記実施形態では、各金属管が略四角形の断面を有する扁平形状である場合を例に挙げて説明したが、例えば幅方向の側部が湾曲したような断面を有する形状など、他の扁平形状であってもよい。
【００７６】
また、上記実施形態では、金属管の外表面同士が境界付近において局部的に溶融する融接により金属管同士が接合される場合を例に挙げて説明したが、本発明では、例えば一方の金属管の外表面と他方の金属管の外表面との間にこれらよりも融点の低い溶融金属を配置した状態で抵抗溶接してもよい。
【００７７】
また、上記実施形態では、液体の充填材として水を用いた場合を例に挙げて説明したが、液体充填材は水に限定されるものではなく、他の液体であってもよい。
【００７８】
また、上記実施形態では、充填材として液体を用いた場合に積層体を鉛直から傾いた斜め方向に配置する場合を例に挙げて説明したが、積層体を鉛直方向に配置してもよい。この場合には、積層体を固定してローラ電極を鉛直方向上方または鉛直方向下方に向けて移動させるのが好ましい。また、積層体を鉛直方向に向けて配置する場合には、積層体を斜め方向に配置する場合と比べて、抵抗溶接時にローラ電極の加圧によって金属管の上方側端部の開口からこぼれ出る水の量をさらに少なくすることができる。
【符号の説明】
【００７９】
２１  熱交換器
４５  第２金属管
４７  第１金属管
４９  第３金属管
５１  冷媒流路
５３  流体流路
７１，７３  ローラ電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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