(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
次の工程からなるチューブエレメントの形成方法：
（ａ）ブレージングシートの送出方向に沿って連続して突出するビードを形成するビード形成工程、
（ｂ）前記ビードを所定の間隔で打ち戻してフラット部を形成するビード打ち戻し工程、
（ｃ）打ち戻されたビード端間中央の切断位置を認識する位置検出マークを形成する位置検出マーク形成工程、
（ｄ）前記ブレージングシートを、長手方向中央部を境にして折り曲げて偏平パイプ状にする曲げ工程、及び
（ｅ）前記位置検出マークによって認識される前記ビード端間の切断位置を順次切断する切断工程。
【請求項２】
前記フラット部を形成する打ち戻し工程と、位置検出マークを形成する位置検出マーク形成工程とを同一工程で行うことを特徴とする請求項１記載のチューブエレメントの形成方法。
【請求項３】
前記位置検出マークは、前記中央線の近傍に形成された孔であることを特徴とする請求項１又は２記載のチューブエレメントの形成方法。
【請求項４】
前記位置検出マークは、前記中央線の少なくとも一端に形成された切り込みであることを特徴とする請求項１又は２記載のチューブエレメントの形成方法。
【請求項５】
前記位置検出マークは、前記フラット部を形成するビードの打ち戻し工程において、前記ビードの一部を残すことによって形成されたことを特徴とする請求項１又は２記載のチューブエレメントの形成方法。
【請求項６】
前記位置検出マークは、前記フラット部に形成された補強ビードであることを特徴とする請求項１又は２記載のチューブエレメントの形成方法。
【請求項７】
請求項１，２，３，４，５，又は６記載の形成方法によって形成されたチューブエレメントをフィンと共に冷媒の流入口及び流出口が形成される一対のヘッダパイプの間に積層して形成された熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両用空調装置等に使用される冷房サイクルの一部を構成する熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の熱交換器として、特開平７−１９０６６１号公報に開示されるものは、押出成形によって形成されたチューブエレメントと、このチューブエレメントの間に配されるフィンと、一対のヘッダによって構成される。この熱交換器は、蒸発器として、或いは蒸発器と凝縮器との間で切り換えられる兼用タイプに熱交換器として使用されるもので、蒸発器として使用した場合に、チューブエレメント表面に付着する結露水の排出を効率よく行うためにチューブエレメント表面に凹状の排水部が形成されたものである。また、排水部をチューブエレメントの端部には形成しないようにして、チューブエレメントをヘッダに挿着し易いようにしているものである。また、チューブエレメントの伝熱性能を向上させるためにチューブエレメントを薄く形成することが望ましいが、チューブエレメントを薄く形成すると耐圧性能が低下する恐れがある。このため、チューブエレメント内に複数の仕切壁を形成し、チューブエレメントの耐圧性能を向上させている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、最近では生産性の向上とコストの低減を目的として、押出成形ではなく、ブレージングシートによってチューブを成形することが行われており、このため、ブレージングシートにより偏平パイプ状に形成されたチューブの耐圧性能を向上させるためにチューブ内にインナーフィンを挿入してろう付けすることが行われてきたが、部品点数が増加し、作業工数がかかるという不具合があった。
【０００４】
このため、本発明は、生産性の向上とコストの低減のためにブレージングシートによってチューブエレメントを形成するチューブエレメントの形成方法と、このチューブエレメントを用いた熱交換器を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
したがって、この発明は、次の工程からなるチューブエレメントの形成方法であって、（ａ）ブレージングシートの送出方向に沿って連続して突出するビードを形成するビード形成工程、（ｂ）前記ビードを所定の間隔で打ち戻してフラット部を形成するビード打ち戻し工程、（ｃ）打ち戻されたビード端間中央の切断位置を認識する位置検出マークを形成する位置検出マーク形成工程、（ｄ）前記ブレージングシートを、長手方向中央部を境にして徐々に折り曲げて偏平パイプ状にする曲げ工程、及び（ｅ）前記位置検出マークによって認識される前記ビード端間の切断位置を順次切断する切断工程からなるものにある（請求項１）。
【０００６】
よって、この発明によれば、ブレージングシートによるロール成形によって連続的にチューブエレメントを形成できると共に、切断工程における切断位置を規定する位置検出マークを形成したことによって、切断位置の認識を明確に行うことができるため、切断位置の精度を向上させることができ、チューブエレメントをヘッダパイプに挿着した場合に、ビード形成工程で形成されたビードの端部とヘッダパイプ端部とが近接して、チューブエレメントとヘッダパイプとの間のろうがビードに流れ込むことによって生じるろう付け不良を防止できる。
【０００７】
また、この発明は、前記ビード打ち戻し工程と位置検出マーク形成工程を同時に形成するようにしたこと（請求項２）によって、一工程で両方の工程を完了させることができるために、作業性を向上させることができる。
【０００８】
さらに、この発明は、前記位置検出マークを、前記中央線の近傍に形成された孔としても良く（請求項３）、また前記位置検出マークを、前記中央線の少なくとも一端に形成された切り込みとしてもよいものである（請求項４）。これによって、位置検出マークを容易に形成することができるものである。
【０００９】
さらにまた、前記位置検出マークを、前記フラット部を形成するビードの打ち戻し工程において、前記ビードの一部を残すことによって形成しても良く（請求項５）、また前記位置検出マークを、前記フラット部に形成された補強ビードとしてもよいものである（請求項６）。
【００１０】
これによって、前位置検出マークを、前記フラット部にビードを残すことによって形成したり、新たに形成した補強ビードとすることによって、位置検出マークをそのままフラット部の補強として使用できるために、フラット部の強度を向上させることができ、ロール成形時におけるフラット部の変形を防止することができると共に、ヘッダパイプへの挿着後にはフラット部の耐圧性も向上させることができるものである。
【００１１】
さらに、この発明は、上記形成方法によって形成されたチューブエレメントをフィンと共に冷媒の流入口及び流出口が形成される一対のヘッダパイプの間に積層することによって熱交換器を形成することにある（請求項７）。
【００１２】
これによって、ブレージングシートより簡単に安価にチューブエレメントを形成できると共に、ヘッダパイプへの挿着性、耐圧性を向上させたチューブエレメントによって熱交換器を形成できるので、安価で高性能の熱交換器を提供することができるものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面により説明する。
【００１４】
図１に示す熱交換器１は、例えば車両用空調装置の冷房サイクルの一部を構成するコンデンサとして使用されるもので、一対のヘッダパイプ２，３と、この一対のヘッダパイプ２及び３間を連通する複数のチューブエレメント４と、このチューブエレメント４の間に配されるコルゲートフィン５とによって構成されるものである。また、前記一対のヘッダパイプ２，３には、冷媒入口パイプ６及び冷媒出口パイプ７が設けられる。
【００１５】
この実施の形態においては、一方のヘッダパイプ２の上部に冷媒入口パイプ６が設けられ、他方のヘッダパイプ３の下部に冷媒出口パイプ７が設けられ、またヘッダパイプ２，３の所定の部分が図示しない仕切りプレートにて仕切られて、複数段（奇数段）の冷媒流路を有する熱交換器１が構成されるものである。尚、図１中において、３０で示されるものは、ヘッダパイプ２及び３の端部を閉塞する蓋であり、３１及び３２は前記チューブエレメント４及びフィン５の積層方向の両端を保持するエンドプレートである。
【００１６】
上記構成の熱交換器１において、チューブエレメント４は、図２に示すように、ブレージングシートにより偏平パイプ形状に形成されたもので、フィン５と当接する２つの対向する側面８，９には、チューブエレメント４の長手方向に延設されたビード１０，１１が形成されている。また、前記ビード１０は側面８から側面９に向かって突出形成され、その先端が側面９の内側に当接してろう付けされたもので、前記ビード１１は側面９から側面８に向かって突出形成され、その先端が側面８の内側に当接してろう付けされたものである。尚、この実施の形態においては、前記ビード１０とビード１１とは、所定の間隔を有してずれた位置に配されるものである。
【００１７】
これによって、チューブエレメント４内の空間はビード１０，１１によって分割され、複数の冷媒流路１３、この実施の形態においては３本の冷媒流路１３が形成されるものである。尚、図３中における１４，１５は、チューブエレメント４の接合側部を形成するろう付け代である。
【００１８】
さらに、ビード１０，１１が形成されることによって、その端部が対向する側面にろう付けされて固定されることによってチューブエレメント４の耐圧性能を向上させ、またビー１０，１１の側面によって冷媒流路１３を流れる冷媒とチューブエレメント４との接触面積と大きくとることができると共に、チューブエレメント４の表面と空気との接触面積を大きくとることができるために、冷媒の熱交換効率を向上させることができる。
【００１９】
しかしながら、前記ビード１０，１１をチューブエレメント４の端部まで形成した場合、ヘッダパイプ２，３に形成されるチューブエレメントの挿着孔の形状が複雑になるため、本発明においては、チューブエレメント４の長手方向両端部に、所定範囲に渡って前記ビード１０，１１を形成しないフラット部１２を設けるようにしたものである。これによって、ヘッダパイプ２，３に形成された挿着孔２０を、簡易な形状とすることができると共に、チューブエレメント４の両端部も偏平パイプ形状とすることができるため、チューブエレメント４のヘッダパイプ２，３への挿着作業性を向上させることができるものである。
【００２０】
また、ヘッダパイプ２，３の端部とビード１０，１１の端部との間の間隔Ａは、前記熱交換器１に実験圧力６０Ｋｇ／ｃｍ2 Ｇの冷媒（通常の流れる冷媒の圧力は、１５〜２０Ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ）を供給して、前記間隔Ａと熱交換器の積層方向の変形量との関係を調査した結果、前記変形量を０ｍｍとする範囲は、前記間隔Ａが０ｍｍから５ｍｍの範囲であった。また、許容範囲として誤差範囲の変形量Ｂを２ｍｍとして設定した場合、前記間隔Ａの範囲は１０ｍｍまでとなった。
【００２１】
また、前記間隔Ａを小さくしすぎると、ビード１０，１１の端部がヘッダパイプ２，３とチューブエレメント４とのろう付け部分に接近しすぎるため、接合部分のろうがビード１０，１１に流れ込んで前記接合部分がろう不足となり、接合不良が生じることが懸念される。このため、ろう流れを防止する範囲として間隔Ａを２ｍｍ以上空けることが望まれる。これによって、前記間隔Ａは、２ｍｍから１０ｍｍの範囲とすることが望ましい。
【００２２】
以上の構成のチューブエレメント１を形成する方法として、例えば図３に示す方法がある。このチューブエレメントの形成方法において、先ずドラム４０から該ドラム４０に巻回されたブレージングシート４１が連続して送り出される。第１の工程（ビード成形工程）１００において、第１のローラ部１０１によって、前記ブレージングシート４１に、ブレージングシート４１の送出方向に沿って連続して突出するビード、この実施の形態においてはビード１０，１１が形成される。また、この第１の工程１００において、ろう付け代１４，１５も同時に形成される。
【００２３】
次に、第２の工程（この実施の形態においてはビード打ち戻し工程と、位置検出マーク形成工程を同時に行う工程）１１０において、前記ブレージングシート４１には、第２のローラ部１１１によって、前記ビード１０，１１が所定の間隔で打ち戻されて、フラット部１２を形成されると同時に、このフラット部１２の両側に位置する前記ビード１０，１０及び１１，１１の端部間の中央部分（切断線）５０を認識するための位置検出マーク５１が形成される。尚、前述のように２つの工程、ビード打ち戻し工程と位置検出マーク形成工程とを同時に行うことによって、フラット部１２の位置とこのフラット１２における位置検出マーク５１の位置との相対位置を容易に固定することができるため、作業性が良いものの、この第２の工程１１０において、前記ビード打ち戻し工程と、前記位置検出マーク形成工程とを、別々の工程としてもよいものである。つまり、先ずビード打ち戻し工程を行うローラ部によってフラット部１２を形成し、次に位置検出マーク形成工程を行うローラ部によって位置検出マーク５１を形成するようにしてもよいものである。
【００２４】
そして、第３の工程（曲げ工程）１２０において、前記ブレージングシート４１は、第３のローラ部１２１及び第４のローラ部１２２を通過することによって、徐々の偏平チューブ形状に曲げられて行き、前記複数のビード１０，１１が前記チューブエレメント内の空間を複数に分割するように対向する面に当接する。そして最後に、第４の工程（切断工程）１３０において、前記位置検出マーク５１によって認識される前記フラット部１２の切断線５０に沿って前記ブレージングシート４１が順次切断され、図４で示すようなチューブエレメント組立４２が形成されるものである。
【００２５】
そして、このチューブエレメント組立４２は、一対のヘッダパイプ２，３に挿着されると共に、該一対のヘッダパイプ２，３の間でフィン５とともに交互に積層され、エンドプレート３１，３２と共に治具で挟持された熱交換器組立を構成し、この熱交換器組立を炉中ろう付けすることによって熱交換器を形成することができるものである。
【００２６】
これによって、前記チューブエレメント４においては、前記ろう付け代１４，１５が接着されると共に、前記ビード１０，１１の先端部分と、この先端部分が当接する面との間がろう付けされた複数の冷媒流路１３を形成して、チューブエレメント４の形成が完了すると同時に、前記ヘッダパイプ２，３に形成のチューブエレメントの挿着孔２０にチューブエレメント４のフラット部１２が当接してこの部分がろう付けされて、ヘッダパイプ２，３とチューブエレメント４とが固定されるものである。また、この時、位置検出マーク４１によって正確にフラット部１２の中央部分が切断されていることから、ヘッダパイプ２，３と前記ビード１０，１１との端部との間の間隔Ａを所望の間隔（２ｍｍ〜１０ｍｍ）に維持できるため、ヘッダパイプ２，３とチューブエレメント４とのろう付け部分のろう付け不良を回避できるものである。
【００２７】
上記第１の実施の形態においては、前記フラット部１２の中央部分５０を認識するための位置検出マークとして前記中央部分５０の近傍、特にブレージングシートの送出方向前方近傍に、位置検出用の孔５１を形成することによって中央線５０、言い換えると切断線を認識するようにしたものである。尚、この孔５１の位置及び数は特に限定されない。
【００２８】
図５で示す第２の実施の形態は、前記位置検出マークとして、ブレージングシート４１の両側に形成されたろう付け代１４，１５において前記中央線５０の両端となる位置に切欠部５２を形成し、この切欠部５２を認識して切断するようにしたものである。この第２の実施の形態では、ブレージングシート４１を曲げることによってチューブエレメントを形成するようにしたため、前記切欠部５２は、チューブエレメントの一側面に整合するもので、チューブエレメントの両側には現れない。
【００２９】
図６（ａ），（ｂ）で示す第３の実施の形態は、位置検出マークとして、前記第２の工程１１０のビード打ち戻し工程において、中央線５０にかかる部分のビード（打ち残しビード）を位置検出マークとして残すようにしたもので、この打ち残しビード５３，５４の略中央が切断されるものである。この打ち残しビード（位置検出マーク）５３，５４を形成することによって、この打ち残しビード５３，５４が補強ビードとなるために、ブレージングシートの曲げ工程等においてフラット部１２の変形を防止することができると共に、熱交換器への装着後は、フラット部１２の耐圧性能を向上させることができるものである。
【００３０】
同様に、図７（ａ），（ｂ）で示す第４の実施の形態は、位置検出マークとして、前記打ち残しビード５３，５４よりも低いビード（補強ビード）５６が前記中央線５０を挟んで両側に形成される。この補強ビード５６も同様に、位置検出マークとしての役目と共に、フラット部１２の補強を行うためのビードである。これによって、前記打ち残しビード５３，５４と同様の効果を奏するものである。
【００３１】
また、図８、図９で示す実施の形態は、ブレージングシートにより、チューブエレメントを形成するための成形プレートを、ロール成形によって形成し、これによって形成された成形プレートを整合させてヘッダパイプに挿着し、ろう付けしてチューブエレメントを形成するようにしたもので、この方法では、成形プレートを正確に整合させる必要があり、またチューブエレメントの両側をろう付けする必要があるため、ろう付け不良による耐圧不良が懸念されるが、ブレージングシートを曲げる工程を省略できるため、ロール成形のライン長さを短くすることができるという利点を有すると共に、前述した方法よりもコストダウンを図ることができる。
【００３２】
図８（ａ），（ｂ）で示す第５の実施の形態は、チューブエレメント６０を形成するための成形プレート６１をブレージングシートによるロール成形によって形成するもので、その方法は、第１の工程において、ブレージングシートの送出方法に沿って連続して突出するビード６４及びろう付け代６２，６３を形成し、第２の工程において前記ビード６４を所定の間隔で打ち戻してフラット部６５が形成されると共に、このフラット部６５の中央部分に位置検出マークとして所定の範囲のビードをそのまま残して打ち残しビード６６を形成し、さらにこの打ち残しビード６６をもって補強ビードとするものである。そして、第３の工程においてこの位置検出マークとしての打ち残しビード６６によって認識される中央線６８に従って切断し、成形プレート６１が形成される。
【００３３】
この成形プレート６１は、お互いのビード６４が当たらないように対面整合されてチューブエレメント組立を形成し、このチューブエレメント組立がヘッダパイプに挿着されて熱交換器組立として仮組付けされ、ろう付けされて熱交換器が形成されるものである。
【００３４】
これによって、前記成形プレートに形成された打ち残しビード６６によって各工程におけるフラット部６５の変形を防止できると共に、チューブエレメント６０の形成後は、該チューブエレメント６０の両端に位置するフラット部６５の耐圧性能を向上できるものである。
【００３５】
図９（ａ），（ｂ）で示す第６の実施の形態は、チューブエレメント６０を形成するための成形プレート６１をブレージングシートによるロール成形によって形成するもので、その方法は、第１の工程において、ブレージングシートの送出方法に沿って連続して突出するビード６４及びろう付け代６２，６３を形成し、第２の工程において前記ビード６４を所定の間隔で打ち戻してフラット部６５が形成されると共に、このフラット部６５の中央部分に補強ビード６７を形成し、この補強ビード６７を位置検出マークとする。そして、第３の工程においてこの位置検出マークとしての補強ビード６７によって認識される中央線６８に従って切断し、成形プレート６１が形成される。
【００３６】
この成形プレート６１は、お互いのビード６４が当たらないように対面整合されてチューブエレメント組立を形成し、このチューブエレメント組立がヘッダパイプに挿着されて熱交換器組立として仮組付けされ、ろう付けされて熱交換器が形成されるものである。
【００３７】
これによって、前記成形プレートに形成された補強ビード６７によって各工程におけるフラット部６５の変形を防止できると共に、チューブエレメント６０の形成後は、該チューブエレメント６０の両端に位置するフラット部６５の耐圧性能を向上できるものである。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、ブレージングシートによるロール成形によってチューブエレメントを形成する方法において、ブレージングシートの切断箇所の認識のための位置検出マークをブレージングシートに形成し、切断位置の精度を上げることができたことによって、ヘッダパイプとチューブエレメントのビードとの間の寸法を厳密にできるため、ヘッダパイプとチューブエレメントとのろう付け性を向上させることができる。これによって、チューブエレメントの製造性を向上できると共に、コストダウンを図ることができる。
【００３９】
また、前記位置検出マークによって、フラット部分の補強を行うようにしたことによって、フラット部の変形を防止できると共に、チューブエレメントの耐圧性能を向上させることができる。また、変形を防止できることから、チューブエレメントとヘッダパイプとの組付け性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明によって形成されたチューブエレメントを使用した熱交換器の正面図である。
【図２】図２は本発明による熱交換器のチューブエレメントとヘッダパイプとの挿着状態を示した一部拡大斜視図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施の形態に係るチューブエレメントの製造工程を示した説明図である。
【図４】第１の実施の形態によるチューブエレメント組立の一部拡大斜視図である。
【図５】第２の実施の形態によるブレージングシートの状態を示した説明図である。
【図６】図６（ａ）は、第３の実施の形態に係るブレージングシートの状態を示した説明図であり、図６（ｂ）は第３の実施の形態に係るチューブエレメントの一部拡大斜視図である。
【図７】図７（ａ）は、第４の実施の形態に係るブレージングシートの状態を示した説明図であり、図７（ｂ）は第４の実施の形態に係るチューブエレメントの一部拡大斜視図である。
【図８】図８（ａ）は、第５の実施の形態に係るブレージングシートの状態を示した説明図であり、図８（ｂ）は第５の実施の形態に係るチューブエレメントの一部拡大斜視図である。
【図９】図９（ａ）は、第６の実施の形態に係るブレージングシートの状態を示した説明図であり、図９（ｂ）は第６の実施の形態に係るチューブエレメントの一部拡大斜視図である。
【符号の説明】
１  熱交換器
２，３  ヘッダパイプ
４  チューブエレメント
５  フィン
６  冷媒入口パイプ
７  冷媒出口パイプ
１０，１１  ビード
１２  フラット部
４１  ブレージングシート
４２  チューブエレメント組立
５１  位置検出マーク
５３，５４  打ち残しビード
５６  補強ビード
６４  ビード
６５  フラット部
６６  打ち残しビード
６７  補強ビード
【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】
0003682633.tif 000009
【図９】
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