(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
孔が形成されたフィンが積層されることで構成される集積フィンを備えた熱交換器の製造方法であって、
前記集積フィンには、それぞれの前記フィンに形成された前記孔により連通孔が形成され、
該連通孔に挿入される伝熱パイプは移動手段に接続され、
該移動手段は、前記連通孔と反発する磁石を備えており、
前記移動手段を動かすことにより、前記伝熱パイプが前記連通孔と接触することなく、
前記伝熱パイプを前記連通孔内の所望の位置に挿入することを特徴とする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及び製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、熱交換器の仮組付けは、複数孔を配列して形成するフィンを多積層してなす集積フィンに構成した連通孔に伝熱パイプを挿入し組付けされている。
【０００３】
集積フィンに構成した連通孔は、複数孔を配列し形成される単体フィンの集合体であるから、単体のフィンに形成した孔を集積方向の同一芯上に揃列させることは困難であり、ここに前述連通孔に伝熱パイプを挿入すれば、前述フィン単体毎の集積によって位置ずれを生じた個々の孔の段差が要因となって伝熱パイプの挿入先端部が接触し、挿入抵抗が増大するとともに、やがては挿入不可能となり伝熱パイプ挿入作業に支障をきたすことが問題となる。
【０００４】
このようにフィンを集積することによって個々の孔位置ずれを生じた連通孔に対し、伝熱パイプの挿入率を高く確保するためには、パイプ先端が個々の板状フィン段差への接触を回避するよう、伝熱パイプを案内挿入する方法が挙げられる。
【０００５】
例えば特許文献１には、案内棒先端に接合された流線形ヘッドに伝熱パイプ先端を当接し、前記連通孔に案内挿入することによりフィン段差との引っ掛かりを可及的に防止する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−１０８７６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら特許文献１に記載された方法で、連通孔に伝熱パイプを案内挿入すれば、フィンを集積することによって個々の孔位置ずれを生じたフィン部位と、流線形ヘッドの具備する伝熱パイプ挿入孔の内径と伝熱パイプの外径の中間値を外径とする最大径部によって、摺動接触することは避けられない。また案内棒は自重によって重力方向と対向する方向に隙間を得ることから、重力方向に摺動接触し易い構造となっている。
【０００８】
すなわち、伝熱パイプを案内挿入するための流線形ヘッドは、特に重力影響を回避できず、前述摺動による抵抗を受け易い構造となっている。このため前述摺動によってフィンのカラー孔内面を損傷する恐れや、例えば伝熱パイプ複数本を同時挿入すれば、摺動抵抗が増大することから、挿入難、或いは挿入不可となるなどパイプ挿入作業に支障をきたす問題がある。
【０００９】
本発明は、熱交換器の連通孔へ伝熱パイプを挿入するに際し、挿入抵抗を低減し、製造を容易に行うことができる熱交換器の製造方法又は製造装置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】
【００１０】
本発明の熱交換器の製造方法は、孔が形成されたフィンが積層されることで構成される集積フィンを備えた熱交換器の製造方法であって、集積フィンには、それぞれのフィンに形成された孔により連通孔が形成され、連通孔に挿入される伝熱パイプは移動手段に接続され、移動手段は、連通孔と反発する磁石を備えており、移動手段を動かすことにより、伝熱パイプが連通孔と接触することなく、伝熱パイプを連通孔内の所望の位置に挿入する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、熱交換器の連通孔へ伝熱パイプを挿入するに際し、挿入抵抗を低減し、製造を容易に行うことができる熱交換器の製造方法又は製造装置を提供することができる。  
上記した以外の課題，構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】集積フィン内でガイドノズルと伝熱パイプが当接した状態を示す断面図である。
【図２】集積フィンを構成する単体のフィン形状を示す斜視図である。
【図３】実施例１におけるパイプ挿入方法の外観図である。
【図４】実施例１における主要部の動作による係止位置状態を示す斜視図。
【図５】実施例１を適用する集積フィンと伝熱パイプを構成してなる熱交換器の外観図である。
【図６】圧力流体の吐出方向を示す模式図である。
【図７】ガイドノズルをパイプ挿入方向に直行する方向に切断した状態を示す断面図である。
【図８】ガイドノズルをパイプ挿入方向に切断した状態を示す断面図である。
【図９】ガイドノズル流路断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、実施例を図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１４】
図５は本実施例を適用する集積フィン１と伝熱パイプ２を構成してなる熱交換器３の外観図であり、伝熱パイプ２は前記集積フィン１に形成された連通孔１ａに挿入するものである。なお実施形態での伝熱パイプ２はＵ字管形状にて例示している。
【００１５】
図２は集積フィンを構成する単体のフィン４の形状を示すものであり、フィン４は複数のフランジ円筒形状をなすカラー孔４ａを配列している。従ってフィン４単体を集積することによってカラー孔４ａが連通孔１ａとして構成されるものである。
【００１６】
図３は本実施例におけるパイプ挿入方法の外観を示すものであり、集積フィン１をテーブル１０にセットし前記集積フィンの積載方向としてなる両面に可動板前１１ａと可動板後１１ｂを配備し、積載方向に直交してなる両面に可動板右１１ｃと可動板左１１ｄを配備し、テーブルに対向する上面方向に可動板１１ｅをそれぞれ配備し、集積フィン１が僅かに微動可能となるよう隙間を付与し固定する。この時フィンの微動可動となる範囲はフィン４単体の材料厚さの８０〜１５０％程度が望ましい。ここに連通孔１ａと同一軸芯上に流路管３０の一端に接合したガイドノズル２０とその対向方向より伝熱パイプ２を配設している。このように集積フィン１を固定することから、後で説明する伝熱パイプ２を挿入しやすくすることができる。
【００１７】
図４は本実施例における主要部の動作による係止位置状態を示す斜視図であり、流路管３０の一端に接合されたガイドノズル２０を、集積フィン１に構成する連通孔１ａへ挿入し、対向方向となる伝熱パイプ挿入側より頭出した状態を係止位置としている。ここでＵ字管形状をなす伝熱パイプ先端部２ａをガイドノズル先端部２０ａに当接させながら、ガイドノズル２０の挿入側へ前記ガイドノズル２０とともに伝熱パイプ２を送り込むものであり、この工程を連通孔１ａに順次繰り返す。
【００１８】
図１は集積フィン１に構成する連通孔１ａの中でガイドノズル２０と伝熱パイプ２が当接した状態を示す断面図であり、前記流路管３０を経て連通孔１ａの内径より小さくしてなるガイドノズル２０の外周に係設された噴射口２０ｂより吐出する圧力流体４０によって前記連通孔１ａの内周面と前記ガイドノズル２０及び伝熱パイプ先端２ａ近傍の隙間を包括することとなる。この作用によって連通孔１ａ内を浮遊し、かつ集積フィン１を伝熱パイプ挿入側へと押圧固定するものである。ここで圧力流体４０は、例えば圧縮空気などの気体が望ましい。
【００１９】
以上のように本実施例の熱交換器の製造方法は、孔４ａが形成されたフィン４が積層されることで構成される集積フィン１を備えた熱交換器の製造方法であって、集積フィン１には、それぞれのフィン４に形成された孔４ａにより連通孔１ａが形成され、連通孔１ａに挿入される伝熱パイプ２はノズル２０に接続される。また、ノズル２０は、流路管３０と接続され、流路管３０から流れる圧縮流体４０を連通孔１ａに対して吐出する吐出孔２０ｂが形成され、吐出孔２０ｂから圧縮流体４０が吐出された状態で流路管３０を動かすことにより、ノズル２０及び伝熱パイプ２が連通孔１ａと接触することなく、伝熱パイプ２を連通孔１ａ内の所望の位置に挿入するものである。
【００２０】
これにより、熱交換器の製造過程において連通孔１ａへ伝熱パイプ２を挿入する際に、伝熱パイプが連通孔と接触する可能性を低減することができるため、接触抵抗を低減し、より挿入しやすくすることが可能となる。集積フィン１はフィン４を集積することによって個々のカラー孔の位置ずれを生じた状態で形成されるため、連通孔１ａへ伝熱パイプ２を挿入する際は、特に位置ずれを生じている箇所と伝熱パイプ２との接触が起きることが多かった。そこで、上記した本実施例によれば上記したように接触する可能性を低減できるため、容易に伝熱パイプ２を挿入することができ、より容易に熱交換器を製造することが可能となる。
【００２１】
次に圧力流体４０の作用の詳細について述べる。  
図６は圧力流体４０の吐出方向を示す模式図であり、前記流路管３０を経てガイドノズル２０の外周に係設された噴射口２０ｂより吐出される圧力流体４０を圧力流体Ｆｘ４０ａと圧力流体Ｆｙ４０ｂにベクトル分解する。ベクトル分解した圧力流体Ｆｙ４０ｂは連通孔１ａの内周面を垂直押圧することによって、ガイドノズル２０と伝熱パイプ先端２ａ近傍は連通孔１ａの内周面を浮遊することとなる。すなわち、吐出孔２０ｂは、該吐出孔２０ｂからの圧縮流体４０がノズル２０の挿入方向に対して０°＜θ２＜９０°方向に吐出されるように形成されることが望ましい。
【００２２】
この場合において図７のガイドノズル２０をパイプ挿入方向に直行する方向に切断した状態を示す断面図のように、ガイドノズル２０の外周面に係設された噴射口２０ｂは少なくとも３個以上の複数孔で構成され、連通孔１ａの内周に向かって放射状に均等な角度θ１で配列されることが望ましい。つまり、連通孔１ａを正面から見て、その円周方向に対して均等な角度θ１で形成されることにより、連通孔１ａの円周面に対して圧縮流体４０を吐出することができるため、伝熱パイプ２を連通孔１ａと接触することなく、連通孔１ａ内の所望の位置に挿入することが可能となる。
【００２３】
さらに図６でベクトル分解した圧力流体Ｆｘ４０ａによってフィン４は伝熱パイプ挿入口側に押圧されることとなり、集積フィン１の押圧固定を実現化することができる。この場合において上記したように、噴射口２０ｂの流路角度θ２は前記伝熱パイプ挿入口側方向に向かって０°＜θ２＜９０°の範囲で形成することとなる。
【００２４】
すなわち、ガイドノズル２０に係設された噴射口２０ｂは、少なくとも３個以上の複数で形成し、連通孔１ａの内周に向かって放射状に均等な角度θ１で配列され、かつ噴射口２０ｂを係設する流路角度θ２は伝熱パイプ挿入口側方向に向かって０°＜θ２＜９０°の範囲で形成されるものであり、吐出する圧力流体４０の方向をベクトル分解すれば、連通孔１ａ内周を押圧する圧力流体Ｆｙ４０ｂと伝熱パイプ挿入口側方向に向かって押設する圧力流体Ｆｘ４０ａが兼備発生するものである。
【００２５】
ゆえに伝熱パイプ挿入過程では、伝熱パイプ２の挿入が完了した部位迄の積層されたフィン１は圧力流体４０によってフィンを押圧固定されるとともに、伝熱パイプ先端部２ａでは、流体壁にて中空浮遊となるため、パイプ挿入抵抗の軽減をはかることを実現可能とするものである。よって伝熱パイプ挿入率が高くなり、結局は熱交換器の製造を容易とすることができる。
【００２６】
なおカラー孔４ａを形成したフィン４は材料厚さ，形状，材質など種々異なるから、連通孔１ａの内周面を浮遊させることだけが望ましい場合は、吐出した圧力流体４０は圧力流体Ｆｙ４０ｂのみが必要となる。この場合には、噴射口２０ｂを係設する流路角度θ２は伝熱パイプ２の挿入方向に対し９０°とすれば、前記圧力流体のベクトル分解は発生せず、一定方向の吐出とすることができる。また圧力流体Ｆｘ４０ａのみが必要な場合には伝熱パイプ挿入口側方向に向かって吐出（θ１＝０°）すればよいこととなる。
【００２７】
すなわち、吐出孔２０ｂは、吐出孔２０ｂからの圧縮流体４０が連通孔１ａの円周面に対して略垂直方向から吐出されるように形成されるようにしてもよい。あるいは、吐出孔２０ｂは、該吐出孔２０ｂからの圧縮流体４０が伝熱パイプ２の挿入方向に対して略鉛直方向に吐出されるように形成されるようにしてもよい。これにより、伝熱パイプ２は、個々のカラー孔４ａの位置ずれを生じた状態で構成された前記連通孔１ａの内周面を接触することなく挿通できることから挿入抵抗を低減することが可能となる。
【００２８】
また、本実施例ではガイドノズル２０の外周に係設された吐出孔２０ｂは、伝熱パイプ挿入口側方向に向かって成形される角度θ１及びθ２について説明したが、前述、フィンは材料厚さ，形状，材質など種々異なることから、これに対向する方向であるガイドノズル挿入口側方向に向かって成形される角度θ１及びθ２（図示せず）として同様の効果を得てもよい。
【００２９】
以上説明したように、本実施例の熱交換器の製造方法は、流路管の一端にガイドノズルを接合し、前記ガイドノズル先端部と伝熱パイプの挿入先端を当接させ、集積フィンに構成した連通孔へ挿通する際には、前記ガイドノズル外径は連通孔の内径より小さくしてなる隙間に、前記ガイドノズル外周径に係設された噴射口より吐出する圧力流体によって伝熱パイプ摺動抵抗の軽減とフィンの押圧固定をなすことにより伝熱パイプの挿入率を高く確保できるものである。
【００３０】
これによれば、流路管内部を通過した圧力流体を、その一端に接合したガイドノズル外周面より吐出させフィンの連通孔内周面とガイドノズル及び伝熱パイプ挿入先端近傍の隙間を包括することとなる。従って吐出する圧力流体によってガイドノズルと伝熱パイプは連通孔内周面を浮遊することとなるとともに、フィンを押圧する作用をもってフィンを固定させるものである。この手段により伝熱パイプは連通孔内周面を接触することなく通過できることから挿入抵抗を低減することが可能となる。
【００３１】
また、以上の熱交換器の製造方法を採用した熱交換器製造方法について説明すると、孔４ａが形成されたフィン４が積層されることで構成される集積フィン１を備えた熱交換器製造装置であって、集積フィン１には、それぞれのフィン４に形成された孔４ａにより連通孔１ａが形成され、連通孔１ａに挿入される伝熱パイプ２と接続されるノズル２０と、ノズル２０と接続され、圧縮流体をノズル２０に対して送る流路管３０と、を備え、流路管３０からの圧縮空気４０は、ノズル２０に形成された吐出孔２０ｂから連通孔１ａに対して吐出される。また、吐出孔２０ｂから圧縮流体が吐出された状態で、ノズル２０及び伝熱パイプ２が連通孔１ａと接触することなく、伝熱パイプ２を連通孔１ａ内の所望の位置に挿入するように制御する制御手段を備えた熱交換器製造装置となる。
【００３２】
以上、本実施例を説明したが、伝熱パイプ挿入の具体的な構造は必ずしも実施例に限らず所定の機能を発揮し得る構造であればよく、例えば図８に示すガイドノズル断面図のように伝熱パイプ外周先端を拘束することや、図９に示すガイドノズル流路断面図のように噴射口２０ｂを係設する流路２０ｃはスパイラル形状として挿入してもよい。
【００３３】
また、本実施例では圧力流体にて連通孔１ａ内を浮遊させるようにしているが、ガイドノズル２０を磁石とし、連通孔１ａを構成する集積フィン１を導通体としてもよい。すなわち、伝熱パイプ２は、移動手段（流路管とは限らない）に接続され、移動手段は、連通孔１ａと反発する磁石を備えており、移動手段を動かすことにより、伝熱パイプ２が連通孔１ａと接触することなく、伝熱パイプ２を連通孔１ａ内の所望の位置に挿入するものであり、よって連通孔１ａを移動するガイドノズル２０の伝電磁誘導作用によって浮遊することができるため、前述圧力流体と同様の効果を得ることができる。
【００３４】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００３５】
１  集積フィン
１ａ  連通孔
２  伝熱パイプ
２ａ  伝熱パイプ先端部
３  熱交換器
４  フィン
４ａ  カラー孔
１０  テーブル
１１ａ  可動板前
１１ｂ  可動板後
１１ｃ  可動板左
１１ｄ  可動板右
１１ｅ  可動板上
２０  ガイドノズル
２０ａ  ガイドノズル先端部
２０ｂ  噴射口
２０  流路
３０  流路管
４０  圧力流体
４０ａ  圧力流体Ｆｘ
４０ｂ  圧力流体Ｆｙ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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