(57)【要約】【課題】  板状フィンに対するチューブの挿入性の向上を図ると共に、板状フィンおよびチューブ間のろう接性に優れる熱交換器を提供する。【解決手段】  バーリング部１１２を有する挿入孔１１１が複数形成され、所定間隔で複数積層される板状フィン１１０と、挿入孔１１１に挿入される複数のチューブ１２０とを有し、バーリング部１１２と、このバーリング部１１２に対向するチューブ１２０の壁面１２２との間でろう接されて成る熱交換器において、バーリング部１１２と壁面１２２との間に所定寸法の隙間部１３０を形成すると共に、バーリング部１１２あるいは壁面１２２に、両者１１２、１２２のいずれか一方１１２から他方１２２に接触するように突出する突出部１１３を設ける。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バーリング部（１１２）を有する挿入孔（１１１）が複数形成され、所定間隔で複数積層される板状フィン（１１０）と、
前記挿入孔（１１１）に挿入される複数のチューブ（１２０）とを有し、
前記バーリング部（１１２）と、このバーリング部（１１２）に対向する前記チューブ（１２０）の壁面（１２２）との間でろう接されて成る熱交換器において、
前記バーリング部（１１２）と前記壁面（１２２）との間には所定寸法の隙間部（１３０）が形成されると共に、
前記バーリング部（１１２）あるいは前記壁面（１２２）には、両者（１１２、１２２）のいずれか一方（１１２）から他方（１２２）に接触するように突出する突出部（１１３）が設けられたことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記突出部（１１３）は、複数設けられたことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
複数設けられた前記突出部（１１３）は、前記バーリング部（１１２）あるいは前記壁面（１２２）の周方向に略等間隔となるように配置されたことを特徴とする請求項２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記突出部（１１３）は、前記バーリング部（１１２）側で、このバーリング部（１１２）が立て起こしされる方向の中間部に形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の熱交換器。
【請求項５】
バーリング部（１１２Ａ）を有する挿入孔（１１１）が複数形成され、所定間隔で複数積層される板状フィン（１１０）と、
前記挿入孔（１１１）に挿入され、前記バーリング部（１１２Ａ）の内周面に接触する複数のチューブ（１２０）とを有し、
前記バーリング部（１１２Ａ）と前記チューブ（１２０）との接触部でろう接されて成る熱交換器において、
前記バーリング部（１１２Ａ）は、その周方向に離散的に形成されており、
前記バーリング部（１１２Ａ）の形成されない非形成部の前記挿入孔（１１１）と前記チューブ（１２０）との間には、所定寸法の隙間部（１３０）が設けられたことを特徴とする熱交換器。
【請求項６】
離散的に形成された前記バーリング部（１１２Ａ）の先端側は、前記チューブ（１２０）から離れる方向に曲げられていることを特徴とする請求項５に記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数積層される板状フィンに複数のチューブが挿通されて成る熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、熱交換部に板状フィンが用いられた熱交換器として、特許文献１に示されるものが知られている。即ち、この熱交換器においては、板状フィンの挿通孔の開口縁に起立片を設け、挿通孔に挿通されるチューブ（特許文献１中では扁平状熱交換管）を起立片に密着させて、両者間のろう付けを行っており、熱交換効率の向上が図れるようにしている。
【特許文献１】特開平１０−７８２９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１中では、上記の起立片は先端側に向けて、挿通孔の内側に傾斜するように形成されており、チューブを挿通する際にこの起立片の先端側を押し広げることで、起立片とチューブとの密着性を確保するようにしているので、チューブ挿通時の抵抗が増加し、チューブの挿通性に難点が生ずると考えられる。逆に、挿通性を確保するために起立片とチューブとの間に隙間を設けると、ろう付け時のろうの回りが悪化する（密着性が低下する）。
【０００４】
本発明の目的は、上記問題に鑑み、板状フィンに対するチューブの挿入性の向上を図ると共に、板状フィンおよびチューブ間のろう接性に優れ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】
【０００５】
本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。
【０００６】
請求項１に記載の発明では、バーリング部（１１２）を有する挿入孔（１１１）が複数形成され、所定間隔で複数積層される板状フィン（１１０）と、挿入孔（１１１）に挿入される複数のチューブ（１２０）とを有し、バーリング部（１１２）と、このバーリング部（１１２）に対向するチューブ（１２０）の壁面（１２２）との間でろう接されて成る熱交換器において、バーリング部（１１２）と壁面（１２２）との間には所定寸法の隙間部（１３０）が形成されると共に、バーリング部（１１２）あるいは壁面（１２２）には、両者（１１２、１２２）のいずれか一方（１１２）から他方（１２２）に接触するように突出する突出部（１１３）が設けられたことを特徴としている。
【０００７】
これにより、板状フィン（１１０）の挿入孔（１１１）にチューブ（１２０）を挿入する時に、隙間部（１３０）によって両者間の抵抗を低減でき、挿入性を向上させることができる。そして、板状フィン（１１０）のバーリング部（１１２）とチューブ（１２０）の壁面（１２２）との間でろう接する時には、両者（１１２、１２２）が接触する突出部（１１３）を起点にして、ろう接材が毛細管現象によって隙間部（１３０）に回り込むので、確実にろう接を行うことができる。よって、板状フィン（１１０）に対するチューブ（１２０）の挿入性の向上を図ると共に、板状フィン（１１０）およびチューブ（１２０）間のろう接性に優れる熱交換器（１００）とすることができる。
【０００８】
尚、請求項２に記載の発明のように、突出部（１１３）は、複数設けられるようにすると良く、これにより、隙間部（１３０）にろう接材を回り込ます起点を増加させることができるので、板状フィン（１１０）およびチューブ（１２０）間のろう接性を向上させることができる。
【０００９】
更に、請求項３に記載の発明のように、複数設けられた突出部（１１３）は、バーリング部（１１２）あるいは壁面（１２２）の周方向に略等間隔となるように配置されるようにすれば、隙間部（１３０）の周方向にろう接材を均等に回すことができるので、更に、ろう接性を向上させることができる。
【００１０】
請求項４に記載の発明では、突出部（１１３）は、バーリング部（１１２）側で、このバーリング部（１１２）が立て起こしされる方向の中間部に形成されたことを特徴としている。
【００１１】
これにより、チューブ（１２０）を挿入孔（１１１）に挿入させた後に、例えば位置調整のためにチューブ（１２０）を引き抜く必要が生じた時でも、バーリング部（１１２）の先端部がチューブ（１２０）に当ることが無く、容易にチューブ（１２０）を引き抜くことができる。
【００１２】
請求項５に記載の発明では、バーリング部（１１２Ａ）を有する挿入孔（１１１）が複数形成され、所定間隔で複数積層される板状フィン（１１０）と、挿入孔（１１１）に挿入され、バーリング部（１１２Ａ）の内周面に接触する複数のチューブ（１２０）とを有し、バーリング部（１１２Ａ）とチューブ（１２０）との接触部でろう接されて成る熱交換器において、バーリング部（１１２Ａ）は、その周方向に離散的に形成されており、バーリング部（１１２Ａ）の形成されない非形成部の挿入孔（１１１）とチューブ（１２０）との間には、所定寸法の隙間部（１３０）が設けられたことを特徴としている。
【００１３】
これにより、隙間部（１３０）によって板状フィン（１１０）に対するチューブ（１２０）の挿入性を向上することができ、また、離散的に形成されたバーリング部（１１２Ａ）が請求項１に記載の突出部（１１３）と同一の役割を果たすことになり、板状フィン（１１０）およびチューブ（１２０）間のろう付け性に優れる熱交換器（１００）とすることができる。
【００１４】
請求項６に記載の発明では、離散的に形成されたバーリング部（１１２Ａ）の先端側は、チューブ（１２０）から離れる方向に曲げられていることを特徴としている。
【００１５】
これにより、請求項４に記載の発明と同一の効果を得ることができる。
【００１６】
尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態を図１〜図４に示す図面に基づいて説明する。尚、図１は熱交換器１００を示す正面図および側面図、図２はプレートフィン１１０とチューブ１２０を部分的に示す斜視図、図３はプレートフィン１１０とチューブ１２０を示す側面図および下面図、図４は図３のＡ−Ａ部を示す断面図である。
【００１８】
本発明の熱交換器１００は、家庭用給湯器のヒートポンプサイクル内に配設され、外気から吸熱する蒸発器に適用したものである。熱交換器１００は、図１に示すように、所定間隔で複数積層されるプレートフィン（本発明の板状フィンに対応）１１０に、複数のチューブ１２０が挿入（貫通）され、熱交換部を形成しており、チューブ１２０の長手方向の両端部が一対のヘッダタンク１４１、１４２に接続されて形成されている。尚、ヘッダタンク１４１には、入口パイプ１５１、出口パイプ１５２が設けられている。
【００１９】
ヒートポンプサイクル内の冷媒は、入口パイプ１５１から流入し、各ヘッダタンク１４１、１４２内に設けられたセパレータ１４１ａ、１４２ａによって、チューブ１２０を複数回（ここでは２回）Ｕターンしながら流れ、出口パイプ１５２から流出する。この時に外部空気との間で熱交換（吸熱）を行う。
【００２０】
尚、上記各部材は、アルミニウムあるいはアルミニウム合金から成り、熱交換器１００の形状に組み付けられた後に、所定の部材（ここではプレートフィン１１０、ヘッダタンク１４１、１４２）の表面に予め設けられたろう材によって、一体的にろう付け（ろう接）されている。
【００２１】
本発明の熱交換器１００においては、プレートフィン１１０とチューブ１２０との接合構造に特徴を持たせており、以下、その詳細について図２〜図４を用いて説明する。
【００２２】
プレートフィン（以下、フィン）１１０は、薄肉の帯板部材であり、その長手方向に並ぶように複数の挿入孔１１１が設けられている。挿入孔１１１は後述するチューブ１２０の断面形状に対応するように扁平状に形成され、その内周（全周）にはプレス加工によってバーリング部１１２が形成されている。
【００２３】
チューブ１２０は、内部に複数の流路１２１を有しており、押出し成形によって、断面扁平状に形成されている。そして、チューブ１２０が上記フィン１１０の挿入孔１１１（バーリング部１１２）に挿入された時に、バーリング部１１２と、このバーリング部１１２に対向するチューブ１２０の壁面１２２との間には、所定寸法の隙間部１３０が形成されるようにしている。
【００２４】
ここで、所定寸法の隙間部１３０とは、フィン１１０のバーリング部１１２と、チューブ１２０の壁面１２２とのろう付けを可能としつつ、チューブ１２０をバーリング部１１２に挿入する際に抵抗とならない程度の寸法として設定したものであり、ここでは、０．０５ｍｍ〜０．１ｍｍレベルの寸法としている。
【００２５】
そして、バーリング部１１２には、壁面１２２側に接触するように突出する突出部１１３が設けられている。ここでは、突出部１１３は、円形状（半球面状）として、バーリング部１１２の長辺部の略中央部で互いに対向するように、且つ、バーリング部１１２の立て起こしされる方向の中間部に設けられるようにしている。
【００２６】
隙間部１３０には、予めフィン１１０の表面に設けられたろう材が溶融して回り込み、フィン１１０のバーリング部１１２とチューブ１２０の壁面１２２とがろう付けされる。
【００２７】
上記のように形成される本熱交換器１００においては、フィン１１０の挿入孔１１１にチューブ１２０を挿入する時に、隙間部１３０によって両者間の抵抗を低減でき、挿入性を向上させることができる。
【００２８】
そして、フィン１１０のバーリング部１１２とチューブ１２０の壁面１２２との間でろう付けする時には、両者１１２、１２２が接触する突出部１１３を起点にして、ろう材が毛細管現象によって隙間部１３０に回り込むので、確実にろう付けを行うことができる。
【００２９】
よって、フィン１１０に対するチューブ１２０の挿入性の向上を図ると共に、フィン１１０およびチューブ１２０間のろう付け性に優れる熱交換器１００とすることができる。
【００３０】
また、突出部１１３をバーリング部１１２の立て起こしされる方向の中間部に設けるようにしているので、チューブ１２０を挿入孔１１１に挿入させた後に、例えば位置調整のためにチューブ１２０を引き抜く必要が生じた時でも、バーリング部１１２の先端部がチューブ１２０に当ることが無く、容易にチューブ１２０を引き抜くことができる。
【００３１】
尚、上記第１実施形態に対して、図５〜図７に示す変形例１〜変形例３での対応が可能である。
【００３２】
図５に示す変形例１は、突出部１１３の設定数を変更したもの（第１実施形態の２ヶ所に対して３〜６ヶ所に増設したもの）である。バーリング部１１２の２つの長辺部において、突出部１１３を千鳥状に配置したり、互いに対向するように配置することが可能であり、バーリング部１１２の周方向に略等間隔となるように配置するのが良い。
【００３３】
これにより、チューブ１２０との隙間部１３０にろう材を回り込ます起点を増加させることができ、また、隙間部１３０の周方向にろう材を均等に回すことができるので、フィン１１０およびチューブ１２０間のろう付け性を向上させることができる。
【００３４】
図６に示す変形例２は、突出部１１３の形状を変更したものであり、第１実施形態の円形状に対して長円状にしている。
【００３５】
これにより、ろう材が回り込む起点を広くして、ろう付け性を向上させることができる。
【００３６】
図７に示す変形例３は、バーリング部１１２の立て起こし方向における突出部１１３の設定位置を変更したものである。上記第１実施形態で説明した、組付け後のチューブ１２０の引き抜きの考慮を不要とするならば、突出部１１３をバーリング部１１３の先端側に設けるようにしても良い。
【００３７】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図８、図９に示す。第２実施形態は、上記第１実施形態に対して、突出部１２３をチューブ１２０側に設けたものとしている。
【００３８】
具体的には、チューブ１２０の壁面１２２において、扁平状断面の長辺方向の略中央に突出部１２３を設けている。尚、突出部１２３は、チューブ１２０の長手方向に連続的に繋がるようにしており、チューブ１２０の押出し成形時に一体で形成されるようにしている。
【００３９】
これにより、上記第１実施形態と同様に、フィン１１０に対するチューブ１２０の挿入性の向上を図ると共に、フィン１１０およびチューブ１２０間のろう付け性に優れる熱交換器１００とすることができる。
【００４０】
尚、本第２実施形態においても、上記第１実施形態の変形例１のように、突出部１２３の設定数を増やして対応するようにしても良い。
【００４１】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態を図１０、図１１に示す。第３実施形態は、上記第１実施形態に対して、フィン１１０のバーリング部１１２Ａの形状を変更したものである。
【００４２】
ここでは、バーリング部１１２Ａは、上記第１実施形態における全周バーリング部１１２に対して、部分的に切り欠いて、周方向に離散的に形成されるようにしている。
【００４３】
そして、挿入孔１１１にチューブ１２０が挿入された時に、バーリング部１１２Ａの内側面はチューブ１２０の壁面１２２に接触し、バーリング部１１２Ａの形成されない非形成部（切り欠きされた部位）において、挿入孔１１１とチューブ１２０との間に、隙間部１３０が形成されるようにしている。
【００４４】
これにより、隙間部１３０によってフィン１１０に対するチューブ１２０の挿入性を向上することができ、また、離散的に形成されたバーリング部１１２Ａが上記第１実施形態における突出部１１３と同一の役割を果たすことになり、フィン１１０およびチューブ１２０間のろう付け性に優れる熱交換器１００とすることができる。
【００４５】
尚、図１２に示す第３実施形態の変形例４のように、バーリング部１１２Ａの先端部１１２ａをチューブ１２０から離れる方向に曲げるようにしも良い。
【００４６】
これにより、チューブ１２０を挿入孔１１１に挿入させた後に、例えば位置調整のためにチューブ１２０を引き抜く必要が生じた時でも、バーリング部１１２Ａの先端部１１２ａがチューブ１２０に当ることが無く、容易にチューブ１２０を引き抜くことができる。
【００４７】
（その他の実施形態）
上記各実施形態では、本発明をヒートポンプサイクルに使用される蒸発器に適用したものとして説明したが、これに限らず、熱交換部を形成するフィン１１０がプレートタイプのもので、チューブ１２０が挿入された後にろう付けされるものであれば、ラジエータ、コンデンサ、ヒータコア等、種々の熱交換器に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】熱交換器を示す正面図および側面図である。
【図２】第１実施形態におけるプレートフィンとチューブを部分的に示す斜視図である。
【図３】第１実施形態におけるプレートフィンとチューブを示す側面図および下面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ部を示す断面図である。
【図５】第１実施形態の変形例１における突出部を示す側面図である。
【図６】第１実施形態の変形例２における突出部を示す下面図である。
【図７】第１実施形態の変形例３における突出部を示す断面図である。
【図８】第２実施形態におけるチューブの外観を示す斜視図である。
【図９】第２実施形態におけるプレートフィンとチューブを示す側面図である。
【図１０】第３実施形態におけるプレートフィンの外観を示す斜視図である。
【図１１】第３実施形態におけるプレートフィンとチューブを示す側面図である。
【図１２】第３実施形態の変形例４におけるバーリング部を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４９】
１００  熱交換器
１１０  プレートフィン（板状フィン）
１１１  挿入孔
１１２  バーリング部
１１２Ａ  バーリング部
１１３  突出部
１２０  チューブ
１２２  壁面
１３０  隙間部
【図１】
2006010288.tif 000003
【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】
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【図９】
2006010288.tif 000011
【図１０】
2006010288.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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