(57)【要約】【課題】走行時の飛び石などによるチューブの破損を防止することができる熱交換器を提供する。【解決手段】内部に熱交換媒体が流通する通路３が形成された扁平チューブ１および冷却用のフィン１４を交互に並設した熱交換器コア１０１と、各扁平チューブ１の両端部とそれぞれ連通するヘッダパイプ１０２、１０３とを備えた熱交換器１００において、幅方向に折り曲げ部５を設けた板材をこの折り曲げ部５で２つ折りに折り曲げて接合したものを扁平チューブ１とし、且つこの扁平チューブ１の折り曲げ部５が空気の流れ方向Ｃ対して上流側に向くように組み付けたことを特徴とする。【選択図】図１
2006112651.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に熱交換媒体が流通する通路（３）が形成された扁平チューブ（１）および冷却用のフィン（１４）を交互に並設した熱交換器コア（１０１）と、前記各扁平チューブ（１）の両端部とそれぞれ連通するヘッダパイプ（１０２、１０３）とを備えた熱交換器において、
前記扁平チューブ（１）は幅方向に折り曲げ部（５）を設けた板材（４）をこの折り曲げ部（５）で２つ折りに折り曲げて接合され、且つ前記折り曲げ部（５）が空気の流れ方向に対して上流側に向くように組み付けられてい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】
本発明は空調装置のコンデンサー、エバポレータなどの熱交換器に関するもので、とくに車両に搭載した場合の飛び石などによるチューブ破損を防止した熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、熱交換媒体の通路を形成した２枚のコアプレートを接合して扁平チューブとし、これを放熱用のフィンとともに重ね合わせた積層型の熱交換器が知られている。このような熱交換器は車両の進行方向前側に配置されるため、走行時の飛び石などにより扁平チューブが破損しやすく、破損した際には熱交換媒体の漏れにより熱交換性能の低下し、空調装置が正常に機能しなくなることが考えられる。
【０００３】
そこで、扁平チューブの破損を防止するための従来技術として、特許文献１には、板材を断面Ｕ時形に成形し、その接合部を風下側に向け、折り返し部を風上側に向けた熱交換器が開示されている。また、特許文献２には、チューブの風上側となる前面部分を厚肉とした熱交換器が開示されている。
【特許文献１】特開平１０−１９４８５号公報（図１）
【特許文献２】実開平４−１３８５６６号公報（図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特開平１０−１９４８５号公報に示された熱交換器は折り返し部の肉厚が薄いため、飛び石などの衝撃に対する強度不足が懸念され、とくに長期間の使用ではチューブ破損の可能性が高くなることが考えられる。また、実開平４−１３８５６６号公報に示された熱交換器では、チューブが押出し材などにより成形されたものであるため、板材を加工したものに比べて材料や加工コストが高いものとなっていた。
【０００５】
本発明の目的は、走行時の飛び石などによるチューブの破損を防止することができる熱交換器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係わる熱交換器は、内部に熱交換媒体が流通する通路が形成された扁平チューブおよび冷却用のフィンを交互に並設した熱交換器コアと、前記各扁平チューブの両端部とそれぞれ連通するヘッダパイプとを備えた熱交換器において、前記扁平チューブは幅方向に折り曲げ部を設けた板材をこの折り曲げ部で２つ折りに折り曲げて接合され、且つ前記折り曲げ部が空気の流れ方向に対して上流側に向くように組み付けられていることを特徴とする。
【０００７】
好ましい形態としては、前記扁平チューブを、板材の幅方向に折り曲げ部を設け、この板材の内面側に前記折り曲げ部と平行に複数条の突起と溝とを交互に形成し、この板材を折り曲げ部で２つ折りに折り曲げて、対向する突起同士を密着させてろう付け接合した構成とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係わる熱交換器によれば、走行時に車両の進行方向前側から飛び石などが扁平チューブに当たっても、扁平チューブの厚肉となっている折り曲げ部は強度が高いために損傷を受けることがなく、このため走行時の飛び石などによる扁平チューブの破損を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明に係わる熱交換器の構造を実施例１において説明し、この実施例１で用いた扁平チューブの製造方法を実施例２において説明する。
【実施例１】
【００１０】
図１〜図３は本発明の実施例１を示すもので、図２は熱交換器の正面図、図３は図２のＡ範囲部の拡大図、図１は図３のＢ−Ｂ線に沿った拡大断面図である。
【００１１】
図２に示すように、熱交換器１００は、熱交換器コア１０１と、ヘッダタンク１０２および１０３とから構成されている。熱交換器コア１０１は、図３に示すように、熱交換媒体が流通する複数本の扁平チューブ１と、隣接する扁平チューブ１の間に配置された波形のフィン１４とを交互に並設して構成されている。扁平チューブ１は、ヘッダタンク１０２および１０３の長手方向に沿って複数本が平行配置されている。そして、各扁平チューブ１は、図１に示すように、後述する折り曲げ部５が空気の流れ方向Ｃに対して上流側に向くように組み付けられている。図１において、空気の流れ方向Ｃに対する上流側（図中の右側）は、車両の進行方向前側に相当する。
【００１２】
本実施例の熱交換器１００によれば、走行時に車両の進行方向前側から飛び石などが扁平チューブ１に当たっても、扁平チューブ１の厚肉となっている折り曲げ部５は強度が高いために損傷を受けることがなく、このため走行時の飛び石などによる扁平チューブ１の破損を防ぐことができる。
【００１３】
とくに、本実施例に示す扁平チューブ１では、チューブ端から最外側通路までの肉厚が厚く、また折り曲げ部５は曲げ成形時の圧延による加工硬化のために強度が高くなるため、特許文献１のような断面Ｕ字形の折り返し部分や、端部をつなぎ合わせた接合部に比べて、飛び石などの衝撃に対して十分な強度をもたせることができる。したがって、長期間の使用においてもチューブ破損の可能性を低くすることができる。また、本実施例に示す扁平チューブ１は、特許文献２のように押出し材などにより成形したものに比べて安い板材で製造することができるため、材料や加工コストを削減することができる。
【実施例２】
【００１４】
図４〜図１０は本発明の実施例２を示すもので、図４は本実施例の製造方法によって得られた扁平チューブの断面図、図５は内面側に突起および溝を加工した板材の断面図、図６は図５のＤ範囲部の拡大図、図７は板材のＶ字形の曲げ加工状態を示す断面図、図８は図４のＥ範囲部の拡大図、図９は板材の２つ折りに重ね合わせる加工状態を示す断面図、図１０は図９のＦ範囲部の拡大図である。
【００１５】
この実施例２の扁平チューブ１を適用する熱交換器は、実施例１に示したように、対向する一対のヘッダタンク間に、平行配置した複数の扁平チューブを連通接続して熱交換媒体を流通させるとともに、各扁平チューブ間に放熱用のフィンを介在させるように構成されており、一方のヘッダタンクに導入した熱交換媒体を扁平チューブを介して他方のヘッダタンクに送給し、この扁平チューブを流通する過程で熱交換媒体と、扁平チューブ間を流通する空気との間で熱交換するように構成されたものである。
【００１６】
実施例１の熱交換器１００は、二酸化炭素を熱交換媒体とする冷凍サイクルやヒートポンプサイクルに用いられるものであって、熱交換器の内部圧力が著しく高圧化されるため、図４に示すように扁平チューブ１は耐圧強度を確保するために、隔壁２によって区画された複数の通路３を並設した構造となっている。
【００１７】
この扁平チューブ１は、図５、６に示すようにアルミ材からなる板材４の幅方向中央部に折り曲げ部５を設け、この板材４の内面側、即ち、扁平チューブ１の内側となる側面に折り曲げ部５を境として左右対称に複数条の突起６と溝７とを交互に形成して、この板材４を折り曲げ部５で２つ折りに折り曲げ、対向する突起６、６同士を密着させてろう付けすることによって完成する。
【００１８】
即ち、対向した突起６、６で隔壁２を構成し、対向した溝７、７同士で通路３を構成している。
【００１９】
板材４としては前述のようにアルミ材を基材として、その内、外表面にろう材層を設けたクラッド材が用いられ、これをロール加工又はプレス加工により前述の複数条の突起６と溝７とを形成する。
【００２０】
ここで、折り曲げ部５は、その内面側を突起６と同一高さの凸部５ａとすると共に、この折り曲げ部５の外面側の中央部に凹部５ｂを設けて形成し、折り曲げ部５の中央の厚みｔ１を板材４の溝７を形成した部分の厚みｔ２よりも小さく（ｔ１＜ｔ２）してある。
【００２１】
このようにして得られた板材４は次のようにして２つ折りにされる。
【００２２】
図７、８は板材４を２つ折りに重ね合わせる前段のロール成形工程を示しており、このロール成形工程では下ロール１０と上ロール１１とによって板材４をその折り曲げ部５の中央を基点にＶ字形に曲げ成形するようにしている。
【００２３】
このロール成形工程では板材４を上、下一対のロール１０、１１の複数組を通過させて徐々にＶ字形の曲げ角度を狭めて行くが、このロール成形工程で用いられる下ロール１１のＶ溝頂部１１ａは平坦に形成してある一方、上ロール１０のＶ突起頂部１０ａは単純なＶ字形としてある。
【００２４】
これら上、下ロール１０、１１で板材４を折り曲げ部５の中央を基点としてＶ字形に曲げ成形するが、この板材４のＶ字形の曲げ成形をより精度良く行うために、例えば図６に示すように折り曲げ部５の外面側となる凹部５ｂの中央にノッチ８を設けると良い。
【００２５】
そして、板材４を前記ロール成形工程で所要の挟角度のＶ字形に曲げ加工した後、図９、１０に示すようにリストライク工程で左右ロール１２、１３によって板材４を完全に２つ折りに重ね合わせ、対向する突起６、６同士および凸部５ａ、５ａ同士を密着させて図４に示す扁平チューブ１を構成する。
【００２６】
この扁平チューブ１は最終的には加熱工程で図外の加熱炉で加熱して前記対向した突起６、６同士および凸部５ａ、５ａ同士をろう付けして接合するが、この加熱工程では扁平チューブ１の複数個を図外の一対のヘッダタンクに連通接続すると共に、各扁平チューブ１、１間に放熱フィンを介在させて熱交換器を構成し、これを加熱炉で加熱してヘッダタンクと扁平チューブ１および放熱フィンとのろう付け接合を一挙に行って、該加熱工程で前述の突起６、６同士および凸部５ａ、５ａ同士のろう付け接合が同時に行われる。
【００２７】
以上のように本実施例によれば、板材４を２つ折りに折り曲げて重ね合わせ加工する過程で、該板材４をロール成形によりＶ字形に曲げ加工する場合に、該板材４の折り曲げ部５の内面側を突起６と同一高さの凸部５ａとしてあるために、板材４の内面側を加工する一方のロール１０の断面形状を単純なＶ字形とすることができる一方、板材４の折り曲げ部５の外面中央部に凹部５ｂを形成してあって、該折り曲げ部５の中央の板厚を薄くしてあるため、板材４のＶ字形の曲げ加工をロール形状の複雑化を伴うことなく精度良く行うことができる。
【００２８】
そして、板材４をＶ字形の曲げ加工の後にリストライク工程で２つ折りに重ね合わせ成形した場合に、折り曲げ部５の凸部５ａがその中央から２つ折りに重ね合わせられて中実状態となるために、折り曲げ点が変形してずれることがなく、突起６、６同士を正確に対向的に密着させて成形することができ、扁平チューブ１の内側形状、外側形状とも精度良く成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図３のＢ−Ｂ線に沿った拡大断面図。
【図２】本発明の実施例１における熱交換器の正面図。
【図３】図２のＡ範囲部の拡大図。
【図４】本発明の実施例２の製造方法によって得られた扁平チューブを示す断面図。
【図５】本発明の実施例１における板材の断面図。
【図６】図５のＤ範囲部の拡大図。
【図７】本発明の実施例２における板材のＶ字形の曲げ加工状態を示す断面図。
【図８】図７のＥ範囲部の拡大図。
【図９】本発明の実施例２における板材の２つ折りに重ね合わせる加工状態を示す断面図。
【図１０】図９のＦ範囲部の拡大図。
【符号の説明】
【００３０】
１  扁平チューブ
２  隔壁
３  通路
４  板材
５  折り曲げ部
５ａ  凸部
５ｂ  凹部
５ｃ  折り曲げガイド突起
５ｄ  切欠溝
６  突起
７  溝
８  ノッチ
１０  上ロール
１１  下ロール
１２  左ロール
１３  右ロール
１４  フィン
１００  熱交換器
１０１  熱交換器コア
１０２、１０３  ヘッダタンク
【図１】
2006112651.tif 000003
【図２】
2006112651.tif 000004
【図３】
2006112651.tif 000005
【図４】
2006112651.tif 000006
【図５】
2006112651.tif 000007
【図６】
2006112651.tif 000008
【図７】
2006112651.tif 000009
【図８】
2006112651.tif 000010
【図９】
2006112651.tif 000011
【図１０】
2006112651.tif 000012