(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ろう材が被覆されたヘッダタンク素材を丸めてヘッダタンクを形成する途上のいずれかの時点でチューブを挿入するためのチューブ挿入孔が形成される熱交換器におけるヘッダタンクの製造方法において、
前記チューブ挿入孔は、挿入されるチューブの寸法よりも大きく形成され、このチューブ挿入孔に、当該チューブ挿入孔を保持する治具が挿入され、前記治具が前記チューブ挿入孔に挿入されたままヘッダタンク素材が丸められてヘッダタンクが形成されることを特徴とするヘッダタンクの製造方法。
【請求項２】
前記チューブ挿入孔は、ろう材が被覆されていない接合面を有することを特徴とする請求項１記載のヘッダタンクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のチューブとフィンが積層される積層型熱交換器に主として用いられるヘッダタンクの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、パラレルフロータイプの熱交換器は、波状フィンを介して互いに平行に積層された複数の偏平チューブの両端側に、入側及び出側のヘッダタンクが接続され、双方のヘッダタンクの間で並列的に或いは数回蛇行して、熱交換媒体が通流される。
【０００３】
前記偏平チューブは、ヘッダタンクに多数設けられたチューブ挿入孔にそれぞれチューブ端部を差し込んで一体ろう付けにより接合されており、チューブ挿入孔には、ろう付けを行うために突出部（バーリング）やこの突出部に沿う接合面が設けられている。
【０００４】
このように、チューブ挿入孔に突出部を有するものとしては、例えば、特開平４−６２３９４号公報に記載されたものが知られており、また、この突出部に沿う接合面を有するものとしては、例えば、特開平２−１６９９９５号公報に記載されたものが知られている。
【０００５】
前記特開平４−６２３９４号公報記載の発明は、ろう材が被覆されたヘッダタンク素材に、上下開口縁部に内方に向かうガイド片（バーリング）を延設し、その外側縁が内方に向かって縮径状となるテーパ部が形成されている。このように、チューブ挿入孔の上下開口縁部にガイド片及びテーパ部が形成されているため、ガイド片がチューブの上下周面を支持してチューブのぐらつきを防止し、テーパ部がチューブとテーパ部との隙間にろう材を流れ込み易くして十分なフィレットを形成してろう付け性を良くし、液漏れを防止し、熱交換器の耐久性を向上させるものである。
【０００６】
また、前記特開平２−１６９９９５号公報記載の発明は、ヘッダタンク素材に芯金を入れて、プレス金型によってヘッダタンク素材を外側から押圧し、ヘッダタンク素材の一部の肉厚を薄くしてテーパ部を形成し、次に、孔開け用金具によって前記肉厚が薄くなった部分にチューブ挿入孔を形成する。このように形成すれば、チューブ挿入孔はテーパ部を有し、テーパ部の周辺部に平坦部が形成される。そして前記テーパ部とチューブをろう付けすると、前記テーパ部とチューブ間の溝がろう材により完全に閉塞される。このように、ヘッダタンクとチューブとの接続部分に溝が形成せず、また、チューブ挿入孔周辺には平坦部が形成されるため、熱交換媒体が漏れることなくヘッダタンクの間を通流し、更に、水分等が溜まって熱交換器が腐蝕したりする不都合を解消できるものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平４−６２３９４号公報に記載されたチューブ挿入孔５は、図１０に示すように、接合面５ａ上にろう材が被覆された状態でガイド片（バーリング）５ｂが形成されているため、ろう付け時の熱により、接合面５ａ上に存在するろう材が溶融して当該接合面から離脱し、チューブ挿入孔に大きなクリアランスが発生し、そのためろう付け不良を引き起こし、製造歩留りを低下させるという問題があった。
【０００８】
また、特開平２−１６９９５号公に記載されたように、ヘッダタンク素材の一部の肉厚を薄くしてテーパ部を形成する場合は、芯金をあてがって接合面を形成する必要があり、工程数が増加して製造工程が煩雑となるとともに、製造備品が増大するという不都合があった。
【０００９】
そこで、本発明においては、チューブ挿入孔に余分なクリアランスを発生させずに、チューブとヘッダタンクの組み付け性を確保して、チューブとヘッダタンクのろう付け性を向上することのできるヘッダタンクのチューブ挿入孔の製造方法を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本願第１請求項記載の発明は、ろう材が被覆されたヘッダタンク素材を丸めてヘッダタンクを形成する途上のいずれかの時点でチューブを挿入するためのチューブ挿入孔が形成される熱交換器におけるヘッダタンクの製造方法において、前記チューブ挿入孔は、挿入されるチューブの寸法よりも大きく形成され、このチューブ挿入孔に、当該チューブ挿入孔を保持する治具が挿入され、前記治具が前記チューブ挿入孔に挿入されたままヘッダタンク素材が丸められてヘッダタンクが形成される構成のヘッダタンクの製造方法である。
【００１１】
このように、チューブ挿入孔には治具が挿入されてヘッダタンクが形成されるので、平板状の素材を変形させてヘッダタンクを成形する際に、ヘッダタンク素材に形成されたチューブ挿入孔の形状や大きさを変化させることなく、ヘッダタンクを成形することができる。従って、チューブ挿入孔の成形精度が向上するため、チューブの組み付け性が向上し、良好なろう付けを可能とする。特に、芯金を入れずに平板状の素材を丸めてヘッダタンクを形成する場合は、チューブ挿入孔の成形精度を保持することは困難であったが、チューブ挿入孔に治具を設けてヘッダタンクを成形すると、前述したようにチューブ挿入孔の成形精度を向上してヘッダタンクを形成することができる。
【００１２】
尚、チューブ挿入孔に設ける治具は、ヘッダタンクを丸める際に用いる金型に施すことができるので、従来の芯金のように、ヘッダタンクの長手方向に別途挿入するような大掛かりな工程を必要としないで実施することができるものである。
【００１３】
本願第２請求項記載の発明は、前記請求項１の発明において、前記チューブ挿入孔は、ろう材が被覆されていない接合面を有する構成のヘッダタンクの製造方法である。
【００１４】
このように、チューブ挿入孔に形成される接合面にはろう材が被覆されていないため、従来のようにろう付け時に接合面上に存在するろう材が溶融してチューブ挿入孔に余分なクリアランスを発生することがなくなり、チューブの組み付け性が確保されて、チューブとヘッダタンクの確実なろう付けが可能となる。すなわち、チューブ挿入孔の接合面にろう付け時に溶融するろう材が存在しないので、チューブ挿入孔とチューブとの間に形成される前記隙間の寸法を精度良く設定することができる。
【００１５】
【発明実施の形態】
以下、本発明の具体例を、図面に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
図１は、熱交換器の正面図を示すものであり、この熱交換器１は、複数の偏平チューブ２と波状フィン３が交互に積層され、これらの積層された偏平チューブ２の両端側は、ヘッダタンク４に設けられた後述するチューブ挿入孔５，５にそれぞれ挿入してヘッダタンク４に接続されている。ヘッダタンク４の上下端部の開口はキャップ６により閉塞され、片方のヘッダパイプに入口継手７が設けられ、もう片方のヘッダパイプに出口継手８が設けられ、更に双方のヘッダパイプ内部の所要箇所に仕切り板９が設けられて、入口継手７と出口継手８の間で、熱交換媒体が複数回蛇行して通流される。また、上記積層された偏平チューブ２の上端側及び下端側には、横断面コ字状のサイドプレート１０が配設されている。
【００１７】
次に、前記熱交換器のヘッダタンク４にチューブ２を挿入するチューブ挿入孔５を形成する方法を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図２ないし図５は、本発明の具体例に係るチューブ挿入孔の製造工程を示し、保持金具及び突き金具の一部、及び、ヘッダタンク素材の断面図である。尚、図２及び図３は穿設前の横断面図と縦断面図、図４及び図５は穿設後の横断面図と縦断面図である。また、図６はヘッダタンク素材４Ａに形成されたチューブ挿入孔５を示す断面図である。本例において、ヘッダタンク素材４Ａは表面にろう材１１が被覆されている。
【００１９】
図２に示すように、保持金型１２は、ヘッダタンク素材４Ａを保持するための円弧形状に突出した突出部１３と、前記円弧形状の突出部１３の中央部分に後述する突き金具１５が嵌入する嵌入部１４が形成されている。前記突き金具１５の先端は、ヘッダタンク素材４Ａを突き開けることができるように、両端を鋭角的に突出させるための円弧状の凹みが形成されている。
【００２０】
また、図３に示すように、嵌入部１４の縁部に、やや傾斜した段部１２ａが設けられている。
【００２１】
平板状のヘッダタンク素材４Ａは、円弧状に曲げられた後に、保持金型１２の突出部１３に保持される。
【００２２】
次に、図４及び図５に示すように、突き金具１５が、保持金型１２に保持されたヘッダタンク素材４Ａを押圧しつつ貫通して前記嵌入部１４に嵌入する。このように、ヘッダタンク素材４Ａは、切り子を出さずに前記突き金具１５によって押圧されつつ突き開られて、テーパ状の接合面５ａを有するバーリング部５ｂを設けたチューブ挿入孔５が形成される。チューブ挿入孔５の接合面５ａは、前記突き金具によってろう材が被覆されていない状態で形成され、また、チューブ挿入孔５はチューブ２とチューブ挿入孔５の間に、チューブ２よりも僅かに大きい寸法に形成される。
【００２３】
前記チューブ挿入孔５は、突き金具１５によってヘッダタンク素材４Ａが押圧されつつ突き切られて形成されるため、ろう材を被覆しない状態の接合面５ａが容易に形成されるとともに、嵌入部１４の縁部に設けられた段部１２ａに沿って、チューブ挿入孔５の開口縁部に前記接合面５ａに連なる傾斜面５ｃが形成される。
【００２４】
このように、チューブ挿入孔５の接合面５ａにはろう材が存在しないため、従来のようにろう付け時に接合面上に存在するろう材が溶融してチューブ挿入孔に余分なクリアランスを発生することがなくなり、チューブの組み付け性が確保されて、チューブとヘッダタンクの確実なろう付けが可能となる。すなわち、チューブ挿入孔の接合面にろう付け時に溶融するろう材が存在しないので、チューブ挿入孔とチューブとの間に形成される前記隙間の寸法を精度良く設定することができる。
【００２５】
前述したように、チューブ挿入孔５の接合面５ａは、ろう材が被覆されていない状態で形成されているので、接合面５ａ上では余分なクリアランスを発生することがない。このため、チューブ２をチューブ挿入孔５に確実に挿入することができ、挿入したチューブ２は、バーリング部５ｂで保持されて組み付け性が向上する。そして、ろう付け時に溶融するろう材が、チューブ２とチューブ挿入孔５に生じた隙間に引き込まれて、チューブ２とヘッダタンク４がろう付けされる。このとき、チューブ２の偏平面とチューブ挿入孔５の接合面５ａが適度な隙間を有してろう付けされるため、ろう付け性を向上することができる。
【００２６】
また、前記傾斜面５ｃによって、チューブ２とチューブ挿入孔５の接合面５ａの間に生じた隙間に溶融するろう材をスムーズに引き込むことができるため、ろう付け性が向上する。また、前記傾斜面５ｃ上にろう付け時の溶融するろう材が溜まり、ヘッダタンク４とチューブ２の間に溝を形成することなくろう付けすることができる。
【００２７】
次に、チューブ挿入孔５が形成されたヘッダタンク素材４Ａを丸めて円管状のヘッダタンク４に形成する方法を図面に基づいて説明する。
【００２８】
図７ないし図９は、ヘッダタンク素材４Ａを丸めて円管状のヘッダタンク４に形成する製造工程を示し、ヘッダタンク素材を丸めるための２つの金型の一部及び、治具の一部を示す断面図である。
【００２９】
金型１６は、円弧状の凹部１７と、前記円弧状の凹部１７の中央部に後述する治具２１を挿入する挿入溝１８を備えている。もう片方の金型１９は、金型１６の円弧状の凹部１７と係合する、円弧状の凹部２０を備えている。
【００３０】
チューブ挿入孔５が形成されている前記ヘッダタンク素材４Ａは、金型１６の円弧状凹部１７内部に保持され、前記チューブ挿入孔５にチューブ挿入孔５の大きさを保持するための治具２１が挿入される。そして、もう一方の金型１９によって、ヘッダタンク素材４Ａの端部が当接されて円管状のヘッダタンク４が形成される。
【００３１】
このように、チューブ挿入孔５に治具２１を挿入したままヘッダタンク４を形成するため、チューブ挿入孔５の大きさ及び形状が変形することなく、成形精度の良いチューブ挿入孔５を設けたヘッダタンク４を成形することができる。チューブ２とヘッダタンク４の組み付け性を確保することが可能となるため、チューブ２とヘッダタンク４のろう付け不良を低減することができ、製造歩留りの向上を図ることができる。
【００３２】
前記治具２１は、ヘッダタンク素材４Ａに形成されるチューブ挿入孔５の数に応じて金型１６に設けられている。従って、治具２１は、ヘッダタンクを丸める際に用いる金型に施すことができるので、従来の芯金のように、ヘッダタンクの長手方向に別途挿入するような大掛かりな工程を必要としないで実施することができる。その結果、従来の芯金を不要にして備品点数を低減することができ、備品点数の増大に伴って製造スペースが狭小化する問題を解消することが可能となる。
【００３３】
このように、本具体例によれば、チューブ挿入孔にろう材を被覆しない状態で接合面を形成し、また、チューブ挿入孔は、挿入されるチューブ寸法よりもチューブとチューブ挿入孔の間に隙間を生じる僅かに大きい寸法に形成し、更に、保持金型及び突き金具等によって、チューブ挿入孔に突出部（バーリング）或は傾斜面を形成し、その上、治具等によってチューブ挿入孔の成形精度を確保してヘッダタンクを成形することができるため、チューブ挿入孔に必要以上のクリアランスを発生させることなく、チューブをチューブ挿入孔に確実に組み付けることができ、ろう付け性を向上させて製品の歩留りを低減することが可能となる。
【００３４】
【発明の効果】
本願第１請求項記載の発明は、ろう材が被覆されたヘッダタンク素材を丸めてヘッダタンクを形成する途上のいずれかの時点でチューブを挿入するためのチューブ挿入孔が形成される熱交換器におけるヘッダタンクの製造方法において、前記チューブ挿入孔は、挿入されるチューブの寸法よりも大きく形成され、このチューブ挿入孔に、当該チューブ挿入孔を保持する治具が挿入され、前記治具が前記チューブ挿入孔に挿入されたままヘッダタンク素材が丸められてヘッダタンクが形成される構成のヘッダタンクの製造方法である。
【００３５】
従って、チューブ挿入孔には治具が挿入されてヘッダタンクが形成されるので、平板状の素材を変形させてヘッダタンクを成形する際に、ヘッダタンク素材に形成されたチューブ挿入孔の形状や大きさを変化させることなく、ヘッダタンクを成形することができる。従って、チューブ挿入孔の成形精度が向上するため、チューブの組み付け性が向上し、良好なろう付けを可能とする。特に、芯金を入れずに平板状の素材を丸めてヘッダタンクを形成する場合は、チューブ挿入孔の成形精度を保持することは困難であったが、チューブ挿入孔に治具を設けてヘッダタンクを成形すると、前述したようにチューブ挿入孔の成形精度を向上してヘッダタンクを形成することができる。
【００３６】
本願第２請求項記載の発明は、前記請求項１の発明において、前記チューブ挿入孔は、ろう材が被覆されていない接合面を有する構成のヘッダタンクの製造方法である。
【００３７】
従って、チューブ挿入孔に形成される接合面にはろう材が被覆されていないため、従来のようにろう付け時に接合面上に存在するろう材が溶融してチューブ挿入孔に余分なクリアランスを発生することがなくなり、チューブの組み付け性が確保されて、チューブとヘッダタンクの確実なろう付けが可能となる。すなわち、チューブ挿入孔の接合面にろう付け時に溶融するろう材が存在しないので、チューブ挿入孔とチューブとの間に形成される前記隙間の寸法を精度良く設定することができる。
【００３８】
このように、本願発明によれば、成形精度を向上してチューブ挿入孔を製造することができ、このため、チューブの組み付け性が確保され、チューブとヘッダタンクのろう付け性が向上する。その結果、良品率のよい熱交換器を提供することが可能となる。
【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】本発明の具体例に係り、ヘッダタンク素材にチューブ挿入孔を形成する工程の一部を示す概略横断面図である。
【図３】本発明の具体例に係り、ヘッダタンク素材にチューブ挿入孔を形成する工程の一部を示す概略縦断面図である。
【図４】本発明の具体例に係り、ヘッダタンク素材にチューブ挿入孔を形成する工程の一部を示す概略横断面図である。
【図５】本発明の具体例に係り、ヘッダタンク素材にチューブ挿入孔を形成する工程の一部を示す概略縦断面図である。
【図６】本発明の具体例に係り、ヘッダタンク素材に形成されたチューブ挿入孔を示す断面図である。
【図７】本発明の具体例に係り、ヘッダタンクを形成する工程の一部を示す概略横断面図である。
【図８】本発明の具体例に係り、ヘッダタンクを形成する工程の一部を示す概略横断面図である。
【図９】本発明の具体例に係り、ヘッダタンクを形成する工程の一部を示す概略横断面図である。
【図１０】従来例に係り、ヘッダタンク素材に形成されたチューブ挿入孔を示す断面図である。
【符号の説明】
１    熱交換器
２    チューブ
３    フィン
４    ヘッダタンク
４Ａ  ヘッダタンク素材
５    チューブ挿入孔
５ａ    接合面
５ｂ    バーリング部
５ｃ    傾斜面
６    キャップ
７    入口継手
８    出口継手
９    仕切り板
１０    サイドプレート
１１    ろう材
１２    保持金型
１２ａ    段部
１３    突出部
１４    嵌入部
１５    突き金具
１６    金型
１７    凹部
１８    挿入溝
１９    金型
２０    凹部
２１    治具
【図１】
0003632871.tif 000002
【図２】
0003632871.tif 000003
【図３】
0003632871.tif 000004
【図４】
0003632871.tif 000005
【図５】
0003632871.tif 000006
【図６】
0003632871.tif 000007
【図７】
0003632871.tif 000008
【図８】
0003632871.tif 000009
【図９】
0003632871.tif 000010
【図１０】
0003632871.tif 000011