(57)【要約】【課題】この発明は、拡管時の拡管荷重を低減させることができ、熱交換器用拡管ビレットに連結されるマンドレルの折損を防止できる熱交換器用拡管ビレットを提供するものである。【解決手段】熱交換器用拡管ビレットは、熱交換フィンに形成された貫通穴に貫挿された伝熱管の内部を通過させて前記伝熱管を拡管して前記熱交換フィンに固着せしめるとともに表面にダイヤモンドライクカーボン層を有する熱交換器用拡管ビレットにおいて、前記ダイヤモンドライクカーボン層の単位面積あたりに占めるカーボン塊の脱落痕の面積比が１１％以下である。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換フィンに形成された貫通穴に貫挿された伝熱管の内部を通過させて前記伝熱管を拡管して前記熱交換フィンに固着せしめるとともに表面にダイヤモンドライクカーボン層を有する熱交換器用拡管ビレットにおいて、前記ダイヤモンドライクカーボン層の単位面積あたりに占めるカーボン塊の脱落痕の面積比が１１％以下であることを特徴とする熱交換器用拡管ビレット。
【請求項２】
請求項１に記載の熱交換器用拡管ビレットを用いて、熱交換フィンに形成された貫通穴に貫挿された伝熱管の内部を通過させて前記伝熱管を拡管して前記熱交換フィンに固着せしめて製造されることを特徴とする熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば冷媒と空気との間で熱交換を行う熱交換器の熱交換フィンと伝熱管とを固着させる熱交換器用拡管ビレット及びこれを用いて製造される熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の熱交換器用拡管ビレットとしては、本体部と本体部の外周表面にダイヤモンドライクカーボン処理により形成された表面処理層を有したものがある。熱交換器用拡管ビレットは、熱交換器の伝熱管の内側にその伝熱管の内径より大きい外径を有する本体部を強制的に挿入して伝熱管の外径を拡張させるものである。
【０００３】
伝熱管は熱交換フィンに形成された貫通穴に貫挿されており、熱交換器用拡管ビレットを伝熱管の内側に通過せしめて伝熱管の外径を拡張させて熱交換フィンに固着させることにより熱交換器を製造するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−９３７１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来の熱交換器用拡管ビレットは、拡管時に熱交換器用拡管ビレットを伝熱管の内側に通過せしめて熱交換フィンに固着させる際に、熱交換器用拡管ビレットの外表面に施したダイヤモンドライクカーボン層に存在するカーボン塊の脱落痕に拡管せしめる伝熱管の内壁部の一部が入り込み、ダイヤモンドライクカーボン層下の金属層と凝着して拡管する軸方向の抵抗が大きくなり、熱交換器用拡管ビレットに連結されたマンドレルを折損してしまうという問題点があった。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、マンドレルの折損を防止し、安定した状態で製造できる熱交換器用拡管ビレットおよびこれを用いて製造される熱交換器を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係わる熱交換器用拡管ビレットは、熱交換フィンに形成された貫通穴に貫挿された伝熱管の内部を通過させて前記伝熱管を拡管して前記熱交換フィンに固着せしめるとともに表面にダイヤモンドライクカーボン層を有する熱交換器用拡管ビレットにおいて、前記ダイヤモンドライクカーボン層の単位面積あたりに占めるカーボン塊の脱落痕の面積比が１１％以下であるものである。
【０００８】
また、熱交換器用拡管ビレットを用いて、熱交換フィンに形成された貫通穴に貫挿された伝熱管の内部を通過させて前記伝熱管を拡管して前記熱交換フィンに固着せしめて熱交換器を製造するものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明に係わる熱交換器用拡管ビレットによれば、拡管時の拡管荷重を低減させることができ、熱交換器用拡管ビレットに連結されるマンドレルの折損を防止できる。
また、この熱交換器用拡管ビレットを用いて熱交換器を製造するので、拡管時の拡管荷
重が低減し伝熱管の座屈などによる熱交換器の変形を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１に係わる熱交換器用拡管ビレットを示す断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係わる熱交換器用拡管ビレットを用いた拡管状態を示す正面図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係わる熱交換器用拡管ビレットを示す要部拡大断面図である。
【図４】この発明の実施の形態1に係わる熱交換器用拡管ビレットを示す要部拡大断面図である。
【図５】この発明の実施の形態1に係わる熱交換器用拡管ビレットにおける脱落痕の面積比と拡管荷重比を示す特性図である。
【図６】この発明の実施の形態２に係わる熱交換器を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図１から図５に基づいて説明するが、各図において、同一、または相当部材、部位については同一符号を付して説明する。図１はこの発明の実施の形態１に係わる熱交換器用拡管ビレットを示す断面図である。図２はこの発明の実施の形態１に係わる熱交換器用拡管ビレットを用いた拡管状態を示す正面図である。図３はこの発明の実施の形態１に係わる熱交換器用拡管ビレットを示す要部拡大断面図である。図４はこの発明の実施の形態1に係わる熱交換器用拡管ビレットを示す要部拡大断面図である。図５はこの発明の実施の形態1に係わる熱交換器用拡管ビレットにおける脱落痕の面積比と拡管荷重比を示す特性図である。
【００１２】
これら各図において、１は拡管する対象物である後述する熱交換器の例えばアルミニウム材料からなる伝熱管、２は後述する熱交換器の例えばアルミニウム材料からなる熱交換フィンであり、熱交換フィン２は伝熱管１が貫挿する貫通穴２ａが形成されている。
【００１３】
３は伝熱管１の内径より大きい所望の外径を有し、例えばタングステンと炭素の焼結材を基材とする炭化タングステンを主材とした材料で構成された熱交換器用拡管ビレット、４は熱交換器用拡管ビレット３の外表面に施されたダイヤモンドライクカーボン層であり、ダイヤモンドライクカーボン層４は例えば物理蒸着や化学蒸着で形成されている。５は熱交換器用拡管ビレット３に連結されたマンドレルである。６は油圧シリンダーであり、油圧シリンダー６の駆動軸６ａは各マンドレル５と係合するプレート７が連結されている。
【００１４】
次に動作について説明する。熱交換器用拡管ビレット３を伝熱管１の一方側の開口端に位置合わせを行う。そして、油圧シリンダー４に油圧を負荷すると、油圧シリンダー６の駆動軸６ａに連結されたプレート７に荷重が伝達され、プレート７が駆動軸６ａとともに下降を開始する。
【００１５】
プレート７が下降を開始すると、プレート７に係合されたマンドレル５も下降する。マンドレル５の下降により、そのマンドレル５に連結された熱交換器用拡管ビレット３が伝熱管１の内側を他方側に向かって通過し、伝熱管１の外径を拡管していくことで熱交換フィン２に伝熱管１の外面を固着せしめて熱交換器８を形成する。
【００１６】
ところで、図３および図４に示すように、熱交換器用拡管ビレット３の基材はタングステンと炭素の焼結材で、その表面にダイヤモンドライクカーボン層４を物理蒸着や化学蒸着で形成している。これらの方法でダイヤモンドライクカーボン層４を形成する際に、平均直径が数ミクロンから数百ミクロンのカーボン塊が飛来し、処理後に熱交換器用拡管ビレット３の表面から脱落する場合が多く見られる。このような場合、ダイヤモンドライクカーボン層４にはカーボン塊が脱落した痕（以下脱落痕９という）が残る。拡管時に脱落痕９に伝熱管１の内壁の一部１ａが入り込み、熱交換器用拡管ビレット３の素材である炭化タングステンと反応して結合する。拡管時には伝熱管１と熱交換器用拡管ビレット３の一部分が結合して、凝着と切断を繰り返している。このため拡管する際の軸方向抵抗力が増加することになる。
【００１７】
図５はダイヤモンドライクカーボン層４の単位面積あたりに占める脱落痕９の面積（以下脱落痕の面積比という）に対して、拡管する際の軸方向抵抗力（以下拡管荷重という）を実測した結果を示している。
【００１８】
この例では熱交換器用拡管ビレット３の表面にダイヤモンドライクカーボン層４が無い場合、すなわち、熱交換器用拡管ビレット３の素材である炭化タングステンの表面粗さが、中心平均粗さ５μm以下の場合の拡管荷重を１００％とすると、脱落痕９の面積比１１％以下で拡管荷重が減少する効果がある。そして、脱落痕９の面積比１１％以上では熱交換器用拡管ビレット３の表面粗さがもとより大きくなり、拡管荷重が増加する。
【００１９】
この実施の形態１の構成によれば、脱落痕９の面積比１１％以下として拡管荷重を低減させることができ、熱交換器用拡管ビレット３に連結されるマンドレル５の折損を防止でき、安定した状態で製造できる熱交換器用拡管ビレット３を得ることができる。
【００２０】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２を図６に基づいて説明する。図６はこの発明の実施の形態２に係わる熱交換器を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【００２１】
この発明の実施の形態２においては、上述した実施の形態１における熱交換器用拡管ビレット３を用いて、熱交換器用拡管ビレット３を熱交換フィン２に形成された貫通穴２ａに貫挿された伝熱管１の内部を通過させて伝熱管１を拡管して熱交換フィン２に固着せしめて熱交換器８を製造する。
【００２２】
熱交換器８を製造する際に、拡管荷重の増加が無いために、伝熱管１の座屈や湾曲、さらには熱交換器８の反りが減少する。
したがって、この構成によれば、伝熱管１の座屈による熱交換器８の変形を防止することができ、熱交換器８の通風抵抗の増減による性能低下や製造不良増加による製造効率低下を抑制することができる。
【００２３】
なお、この発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
この発明は、拡管時の拡管荷重を低減させることができ、熱交換器用拡管ビレットに連結されるマンドレルの折損を防止できる熱交換器用拡管ビレットおよびこれを用いて製造される熱交換器の実現に好適である。
【符号の説明】
【００２５】
１  伝熱管、２  熱交換フィン、２ａ  貫通穴、３  熱交換器用拡管ビレット、４  ダイヤモンドライクカーボン層、５  マンドレル、８  熱交換器、９  脱落痕。
【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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