(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方の面にろう材が被覆された平板状のヘッダタンク素材を、複数の金型により、順次、丸めて円管状のヘッダタンクを形成する熱交換器のヘッダタンクの製造方法において、
前記平板状のヘッダタンク素材を丸めて、略円管状となった時点で、前記ヘッダタンク素材の左右両側端部及び略円管状となっている外周部に金型を突き当てて、前記左右両側端部の位置矯正を行いながらヘッダタンクを形成することを特徴とするヘッダタンクの製造方法。
【請求項２】
少なくとも一方の面にろう材が被覆された平板状のヘッダタンク素材を、複数の金型により、順次、丸めて円管状のヘッダタンクを形成する熱交換器のヘッダタンクの製造方法に用いる金型であって、
前記金型は、略円管状となったヘッダタンク素材の上半管を保持し且つ下方に開口する半円凹部を備えた上型と、下半管を保持し且つ上方に開口する半円凹部を備えた下型とからなり、上型の半円凹部の中央部には、ヘッダタンク素材の左右両側端部の位置矯正を行う、下方向に突出する突起部が形成されていることを特徴とするヘッダタンクの製造に用いる金型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、平板状のヘッダタンク素材を金型等を用いて管状に丸めて形成される熱交換器のヘッダタンクの製造方法及びこの方法に用いられる金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の熱交換器、例えば、積層型熱交換器においては、複数のチューブとフィンとが交互に積層され、これら積層されたチューブの両端がヘッダタンクに設けられた挿入孔に挿入して接合され、各ヘッダタンクの上下端の開口が盲キャップ等により閉塞されている。更に、各ヘッダタンクの所定箇所には仕切板が設けられて、ヘッダタンクに取り付けられた入口継手と出口継手との間で熱交換媒体が複数回蛇行して通流される。
【０００３】
このような積層型熱交換器に用いられるヘッダタンクとしては、クラッド材が被覆された平板状のブレージングシートをヘッダタンク素材とし、このヘッダタンク素材をプレス成形等により丸めて円管状に形成されたものが知られている。
【０００４】
この種のヘッダタンクでは、長方形のヘッダタンク素材を順次移送しながら、各種の型を有する金型によってプレス成形することにより、例えば、図４に示すように、平板形状から丸めて円管形状に形成し、最終工程でヘッダタンク素材の端部をろう付けにより接合することによって製作されている。すなわち、図４のａに示す平板状のヘッダタンク素材４Ａから、図４のｂに示すようにヘッダタンク素材４Ａの両端側が僅かに曲げられた後、図４のｃ及びｄに示すように、順次、ヘッダタンク素材４Ａが次第に丸くなるように曲げられ、最後に、図４のｅで示すように、接合端部４Ｂ，４Ｂが当接して全体が丸くなるように丸められる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記従来の熱交換器のヘッダタンクの製造方法においては、所定形状のヘッダタンク素材を金型によるプレス成形により製作するため、特に、長手方向に長いヘッダタンクを形成した場合、ヘッダタンク素材が位置ずれを起こしたり、更に、図に示す曲げ工程において、セット時にヘッダタンク素材が傾いたり中心位置がずれたりして、ヘッダタンク素材がねじれ、ヘッダタンクの長手方向上下端部と中央部で左右両側端部間のクリアランスが異なり、ろう付け時にヘッダタンク長手方向上下端部と中央部とでは、両側端部間に溶融するろう材量に差を生じて、ろう付け不良となる場合があった。
【０００６】
そこで、本発明は、前記問題点に鑑みて、ヘッダタンク素材の丸め工程時において、ヘッダタンク素材の左右両端部間のクリアランスを一定に矯正することにより、丸め工程後にヘッダタンク素材の左右両端部を突合せた際に、ヘッダタンクの長手方向端部と中央部でろう付け性が一定となるようにして、ろう付け性及びろう付け強度を向上することのできる熱交換器のヘッダタンクの製造方法及び製造に用いられる金型を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本願第１請求項に記載した発明は、少なくとも一方の面にろう材が被覆された平板状のヘッダタンク素材を、複数の金型により、順次、丸めて円管状のヘッダタンクを形成する熱交換器のヘッダタンクの製造方法において、前記平板状のヘッダタンク素材を丸めて、略円管状となった時点で、前記ヘッダタンク素材の左右両側端部及び略円管状となっている外周部に金型を突き当てて、前記左右両側端部の位置矯正を行いながらヘッダタンクを形成する構成のヘッダタンクの製造方法である。
【０００８】
本願第２請求項に記載した発明は、前記請求項１記載の発明において用いられる金型は、少なくとも一方の面にろう材が被覆された平板状のヘッダタンク素材を、複数の金型により、順次、丸めて円管状のヘッダタンクを形成する熱交換器のヘッダタンクの製造方法に用いる金型であって、前記金型は、略円管状となったヘッダタンク素材の上半管を保持し且つ下方に開口する半円凹部を備えた上型と、下半管を保持し且つ上方に開口する半円凹部を備えた下型とからなり、上型の半円凹部の中央部には、ヘッダタンク素材の左右両側端部の位置矯正を行う、下方向に突出する突起部が形成されている構成のヘッダタンクの製造に用いる金型である。
【０００９】
このように、平板状のヘッダタンク素材を順次、丸めて、略円管状となった時点で、ヘッダタンク素材の左右両側端部を上型の突起部側面に突き当て、略円管状となったヘッダタンク素材を外周から、前記上下型からなる金型で押圧すると、ヘッダタンク素材及びその長手方向の左右両側端部が矯正されて、当該左右両側端部間のクリアランスを一定に保つことが可能となる。従って、後の丸め工程において、ヘッダタンク素材を丸めて長手方向左右端部間を当接した際に、ヘッダタンク素材がずれたり、ねじれたりすることなく、長手方向上下端部と中央部とで、左右両側端部を平行に当接することができ、丸められた後のヘッダタンク素材両側端のクリアランスがばらつかず、ヘッダタンク素材の両側端部間に均一にろう材が溶融するため、ろう付け性が向上し、形成されたヘッダタンクの耐圧性を向上することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の具体例を図面に基づいて説明する。
【００１１】
本具体例の熱交換器１は、図１に示すように、複数の偏平チューブ２と波状フィン３とが交互に積層され、積層された偏平チューブ２の両端がそれぞれヘッダタンク４の挿入孔５に挿入されて連通接続されている。尚、６は積層された偏平チューブ２の上端側及び下端側に配設された横断面コ字状のサイドプレートを示し、このサイドプレート６の両端もヘッダタンク４に設けられた専用の挿入孔７に挿入して接合されている。
【００１２】
前記各々のヘッダタンク４は、上下端に開口が形成され、各ヘッダタンク４の正面の上下端部は、キャップ１０によって閉塞されている。更に、ヘッダタンク４の所要箇所には挿入孔１２が設けられ、前記挿入孔１２に仕切板１３が配設されている。
【００１３】
また、図１に示すように、ヘッダタンク４に設けられた出入口穴１４，１５には入口継手１６と出口継手１７が挿入して接合されており、入口継手１６と出口継手１７との間で熱交換媒体が複数回蛇行して通流される構造を備えている。
【００１４】
前記偏平チューブ２は、図２に示すように、ヘッダタンク４に設けられた挿入孔５に挿入して一体ろう付けにより接合されており、前記挿入孔５は、偏平チューブ２の横断面形状に合せた形状に形成されている。
【００１５】
前記ヘッダタンク４は、両面にクラッド材が被覆された所定形状のブレージングシートをヘッダタンク素材４Ａとし、図２及び図４に示すように、ヘッダタンク素材４Ａを丸めて、両端の接合端部４Ｂ，４Ｂを接合した円管状に形成されている。
【００１６】
また、ヘッダタンク４の所要箇所には、図３に示すように、仕切板１３の挿入孔１２、出入口継手１６，１７を挿入する穴１４，１５の他に、偏平チューブ２及びサイドプレート６を挿入するための挿入孔５，７が金型によるプレス成形により設けられている。
【００１７】
以下に、本例におけるヘッダタンク４の製造について説明する。
【００１８】
ヘッダタンク４を製造するには、上下の型からなる各種の金型によるプレス成形により行われる。
【００１９】
これらの金型は、ヘッダタンク素材４Ａの送給方向に沿って配設されており、ヘッダタンク４の成形が、順次、連続的に行われる。
【００２０】
まず、所定の大きさで矩形状に形成されたヘッダタンク素材４Ａに仕切板１３の挿入孔１１、１２や、出入口継手１６，１７を連結する出入口継手用穴１４，１５や、偏平チューブ２の挿入孔５や、サイドプレート６の挿入孔７が、プレス成形により形成され、曲げ工程に移行する。
【００２１】
丸め工程では、図４のａに示す平板状のヘッダタンク素材４Ａから、図４のｂに示すようにヘッダタンク素材４Ａの両側端が僅かに曲げられた後、図４のｃ及びｄに示すように、順次、ヘッダタンク素材４Ａが次第に丸くなるように曲げられる。
【００２２】
この丸め工程は、例えば、図４のｃに対応した丸め作業を行う場合は、図６に示すように、上型２４と下型２５からなる金型２６により行われる。
【００２３】
そして、図４のｄに示すように、略円管状に丸められた時点で、図５に示すような金型１８によって、ヘッダタンク素材４Ａの両側端部間のクリアランスが一定となるように、全体の矯正が行われる。
【００２４】
すなわち、本例の金型１８は、互いに向き合うように配設された上型１９と下型２０とを備え、この上下型１９，２０は、略円管状に曲げられたヘッダタンク素材を保持するように、上型１９には、下方に向けて開口する半円凹部１９ａが形成され、，下型２０には、上方に向けて開口する半円凹部２０ａが形成されている。また、上型１９の半円凹部１９ａの中央部には、下方向に向けて突出する突起部１９ｂが形成されている。
【００２５】
そして、略円管状に形成されたヘッダタンク素材４Ａを上下型１９，２０の半円凹部１９ａ，２０ａで押圧し、ヘッダタンク素材４Ａの左右両側端部４Ｂ，４Ｂを前記突起部１９ｂの側面に当接させて、ヘッダタンク素材４Ａの両側端４Ｂ，４Ｂ間の長手方向のクリアランスを均一化する。このとき突起部１９ｂの厚みを３ｍｍ程度に形成すると、後の丸め工程で両側端４Ｂ，４Ｂを当接する際のクリアランスを、好ましい間隔に設けることができる。
【００２６】
最後に、図４のｅで示すように、接合端部４Ｂ，４Ｂが当接して全体が丸くなるように丸められる。
【００２７】
こうして形成されたヘッダタンク４に偏平チューブ２、波状フィン３、サイドプレート６、仕切板１３、及び入口継手１６，１７等の各部材を組み付け、一体ろう付けにより各部材接合されるとともに、クリアランスが均一となった接合端部４Ｂ，４Ｂが接合される。
【００２８】
このように、ヘッダタンク素材の丸め工程において、ヘッダタンク素材が略円管状となった時点で、ヘッダタンク素材４Ａの両側端４Ｂ，４Ｂの間のクリアランスがあらかじめ均一化され、この状態でヘッダタンク素材両側端部４Ｂ，４Ｂが接合されると、ヘッダタンク素材のねじれや、ずれを防止して、両側端部４Ｂ，４Ｂを平行に当接することができ、後のろう付け時に両側端部４Ｂ，４Ｂ間に均一にろう材が溶融して、ろう付け性が向上される。また、均質に確実なろう付けをすることが可能となるため、形成されたヘッダタンクの耐圧性の向上を図ることが可能となる。
【００２９】
本例の方法は、特に、ヘッダタンク素材の両側端間のクリアランスが一定となりにくい長いヘッダタンクを形成する際に、効果的であり、これによりヘッダタンクのろう付け性を向上することができるものである。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、少なくとも一方の面にろう材が被覆された平板状のヘッダタンク素材を、複数の金型により、順次、丸めて円管状のヘッダタンクを形成する熱交換器のヘッダタンクの製造方法において、前記平板状のヘッダタンク素材を丸めて、略円管状となった時点で、前記ヘッダタンク素材の左右両側端部及び略円管状となっている外周部に金型を突き当てて、前記左右両側端部の位置矯正を行いながらヘッダタンクを形成する構成のヘッダタンクの製造方法である。
【００３１】
本願第２請求項に記載した発明は、前記請求項１記載の発明において用いられる金型は、少なくとも一方の面にろう材が被覆された平板状のヘッダタンク素材を、複数の金型により、順次、丸めて円管状のヘッダタンクを形成する熱交換器のヘッダタンクの製造方法に用いる金型であって、前記金型は、略円管状となったヘッダタンク素材の上半管を保持し且つ下方に開口する半円凹部を備えた上型と、下半管を保持し且つ上方に開口する半円凹部を備えた下型とからなり、上型の半円凹部の中央部には、ヘッダタンク素材の左右両側端部の位置矯正を行う、下方向に突出する突起部が形成されている構成のヘッダタンクの製造に用いる金型である。
【００３２】
このように、平板状のヘッダタンク素材を順次、丸めて、略円管状となった時点で、ヘッダタンク素材の左右両側端部を上型の突起部側面に突き当て、略円管状となったヘッダタンク素材を外周から、前記上下型からなる金型で押圧すると、ヘッダタンク素材及びその長手方向の左右両側端部が矯正されて、当該左右両側端部間のクリアランスを一定に保つことが可能となる。従って、後の丸め工程において、ヘッダタンク素材を丸めて長手方向左右端部間を当接した際に、ヘッダタンク素材がずれたり、ねじれたりすることなく、長手方向上下端部と中央部とで、左右両側端部を平行に当接することができ、丸められた後のヘッダタンク素材両側端のクリアランスがばらつかず、ヘッダタンク素材の両側端部間に均一にろう材が溶融するため、ろう付け性が向上し、形成されたヘッダタンクの耐圧性を向上することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の具体例に係り、熱交換器の正面図である。
【図２】ヘッダタンクを示す横断面図である。
【図３】ヘッダタンクを示す正面図である。
【図４】  （ａ）〜（ｅ）は順次丸められるヘッダタンク素材を示す概略端面図である。
【図５】本発明の具体例に係り、略円形に丸められたヘッダタンク素材の両側端部間のクリアランスを一定にする金型の例を示す正面図である。
【図６】  本発明の具体例に係り、ヘッダタンク素材の丸め工程を行う金型の一例を示す正面図である。
【符号の説明】
１    熱交換器
２    偏平チューブ
３    波状フィン
４    ヘッダタンク
４Ａ    ヘッダタンク素材
４Ｂ    ヘッダタンク素材端部
５    チューブ挿入孔
６    サイドプレート
７    サイドプレート挿入孔
１０    キャップ
１３    仕切り板
１４    入口穴
１５    出口穴
１６    入口継手
１７    出口継手
１８    金型
１９    上型
１９ａ    半円凹部
１９ｂ    突起部
２０    下型
２０ａ    半円凹部
２４    上型
２５    下型
２６    金型
【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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