(57)【要約】【課題】  ヘッダパイプに対して熱交換チューブ用の差込み孔とサイドプレート用の差込み孔を同時に加工することができ、しかも熱交換チューブの本数が異なる機種を前後して生産する場合であっても、ヘッダパイプに孔あけ加工をするためのパンチ刃の交換を行う必要がなく、生産効率を高めることが可能な熱交換器及びその製造方法を提供すること。【解決手段】  ヘッダパイプ２ａ（２ｂ）にはその長手方向に沿って熱交換チューブ８の端部形状に略合致した差込み孔２０，２１を繰り返し形成する一方、サイドプレート４の長手方向の両端部には該プレートを折り返して上記差込み孔の形状と略合致した嵌合部４０を形成し、熱交換チューブの端部とサイドプレートの嵌合部とを対応するヘッダパイプの差込み孔にそれぞれ挿入し、ろう付けにより結合固定する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のヘッダパイプと、これらヘッダパイプの間で互いに平行に配列されて一方のヘッダパイプから他方のヘッダパイプへ熱媒体を流動させる複数の熱交換チューブと、これら熱交換チューブの間に配設される複数の熱交換フィンと、上記熱交換チューブ及び熱交換フィンから構成されるコア部の両側に位置し、両端部が上記一対のヘッダパイプに固定されたサイドプレートと、を具備し、これらヘッダパイプ、熱交換チューブ、熱交換フィン及びサイドプレートをろう付けにより結合固定してなる熱交換器において、
上記ヘッダパイプにはその長手方向に沿って上記熱交換チューブの端部形状に略合致した差込み孔を繰り返し形成する一方、上記サイドプレートの長手方向の両端部には該プレートを折り返して上記差込み孔の形状と略合致した嵌合部を形成し、上記熱交換チューブの端部とサイドプレートの嵌合部とを対応するヘッダパイプの差込み孔にそれぞれ挿入し、ろう付けにより結合固定したことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
請求項１記載の熱交換器において、
上記熱交換チューブは一定の厚みに形成された扁平管であり、上記サイドプレートはその厚みが上記熱交換チューブの厚みよりも薄く形成され、このサイドプレートの嵌合部の厚みが熱交換チューブの厚みと略合致していることを特徴とする熱交換器。
【請求項３】
請求項２記載の熱交換器において、
上記サイドプレートの嵌合部を形成するための折り返し回数は４回以下であることを特徴とする熱交換器。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の熱交換器において、
上記サイドプレートの嵌合部を上記ヘッダパイプの差込み孔に挿入した際に、両者の間に０．０２〜０．３ｍｍの隙間が形成されることを特徴とする熱交換器。
【請求項５】
請求項３又は４記載の熱交換器において、
上記サイドプレートの嵌合部が該プレートの折り重ね又は巻き込みによって形成されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項６】
請求項３又は４記載の熱交換器において、
上記サイドプレートの嵌合部が該プレート端部の隅角部を折り返して略三角形状に形成されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の熱交換器において、
上記サイドプレート及びヘッダパイプはＭｇ含有量が０．８％以下のアルミニウム材であり、Ａｌ−Ｓｉ系のろう材を用いてろう付けされていることを特徴とする熱交換器。
【請求項８】
請求項１ないし６のいずれかに記載の熱交換器において、
上記サイドプレート又はヘッダパイプは、Ｍｇ含有量が０．８％以下のアルミニウム材から形成されると共に、少なくとも一方がＡｌ−Ｓｉ系のろう材をクラッドしたブレージング材であることを特徴とする熱交換器。
【請求項９】
一対のヘッダパイプと、これらヘッダパイプの間で互いに平行に配列されて一方のヘッダパイプから他方のヘッダパイプへ熱媒体を流動させるｎ本の熱交換チューブと、これら熱交換チューブの間に配設される複数の熱交換フィンと、上記熱交換チューブ及び熱交換フィンから構成されるコア部の両側に位置し、両端部が上記一対のヘッダパイプに固定されたサイドプレートとを具備してなる熱交換器の製造方法であって、
上記サイドプレートを上記熱交換チューブの厚みよりも薄肉の板材から形成し、かかるサイドプレートの長手方向の両端部を折り返して上記熱交換チューブの端部形状に略合致した嵌合部を形成する工程と、
各ヘッダパイプに対し、熱交換チューブの端部形状に略合致した差込み孔をｎ＋２個だけ同時に形成する工程と、
上記熱交換チューブ及びサイドプレートの間に熱交換フィンを挟み込むと共に、前工程において形成された差込み孔に対して熱交換チューブ及びサイドプレートの端部を挿入する工程と、
これらヘッダパイプ、熱交換チューブ、サイドプレート及び熱交換フィンをろう付けにより結合固定してなる工程と、を有することを特徴とする熱交換器の製造方法。
【請求項１０】
請求項９記載の熱交換器の製造方法において、
上記ヘッダパイプに形成される差込み孔は、かかる差込み孔に上記熱交換チューブの端部又はサイドプレートの嵌合部を挿入した際に０．０２〜０．３ｍｍの隙間が発生する大きさに形成されていることを特徴とする熱交換器の製造方法。
【請求項１１】
請求項９又は１０記載の熱交換器の製造方法において、
上記サイドプレート及びヘッダパイプは、Ｍｇ含有量が０．８％以下のアルミニウム材から形成され、これらの間にＡｌ−Ｓｉ系のろう材を介在させてろう付けを行うことを特徴とする熱交換器の製造方法。
【請求項１２】
請求項９又は１０記載の熱交換器の製造方法において、
上記サイドプレート又はヘッダパイプは、Ｍｇ含有量が０．８％以下のアルミニウム材から形成されると共に、少なくとも一方がＡｌ−Ｓｉ系のろう材をクラッドしたブレージング材から形成されることを特徴とする熱交換器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、熱交換器及びその製造方法に関するものであり、詳細には、各種車輛の内燃機関におけるラジエータとして、あるいは車輛や家屋等で使用される空調機器のコンデンサ、エボパレータとして好適な熱交換器及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の熱交換器としては、種々の形式のものが存在するが、そのうちの一つとして、所謂パラレルフロー型と称される熱交換器が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。このパラレルフロー型の熱交換器は、例えば、図１０に示すように、互いに平行に配設された複数の熱交換チューブ１００を用いて一対のヘッダパイプ１０１ａ，１０１ｂを連結したものであり、上記熱交換チューブ１００を介して一方のヘッダパイプ１０１ａから他方のヘッダパイプ１０１ｂへ熱媒体としての流体を並列的に流動させることにより、かかる熱媒体と熱交換チューブ１００の周辺雰囲気との間で熱交換を行うように構成されている。
【０００３】
熱交換を効率的に行うため、上記熱交換チューブ１００は扁平管として形成され、この熱交換チューブ１００の表面には放熱用のコルゲートフィン１０２が固定されている。かかるコルゲートフィン１０２は互いに隣接する熱交換チューブ１００の間に挟まれれるようにして設けられており、これらの熱交換チューブ１００とコルゲートフィン１０２はヘッダパイプ１０１ａ，１０１ｂの長手方向に沿って繰り返し設けられている。そして、これら複数の熱交換チューブ１００及びコルゲートフィン１０２によって熱交換器のコア部１０３が構成されている。
【０００４】
並列的に配列された複数の熱交換チューブ１００のうち、最も外側に位置する２本の熱交換チューブ１００に関しては、その外側にもコルゲートフィン１０２が設けられている。すなわち、上記コア部１０３の外側面にもコルゲートフィン１０２が設けられていることになるが、これらのコルゲートフィン１０２は熱交換チューブ１００によって挟まれることなく開放されており、外力が作用すると容易に変形損傷する可能性がある。そのため、これらのコルゲートフィン１０２を保護する目的で、上記コア部１０３の外側には一対のサイドプレート１０４が設けられ、コア部１０３の外側面に位置するコルゲートフィン１０２は上記サイドブレート１０４と熱交換チューブ１００に挟まれている。
【０００５】
ヘッダパイプ１０１ａ，１０１ｂ、熱交換チューブ１００、コルゲートフィン１０２及びサイドプレート１０４の各構成部品は熱伝導率の高い金属材料、例えば銅やその合金等から形成することができるが、近年ではこの熱交換器が使用される車輛の軽量化の観点から、アルミニウム及びその合金が主流となってきている。
【０００６】
図１１はヘッダパイプ１０１ａ，１０１ｂに対する熱交換チューブ１００及びサイドプレート１０４の組み付けを示すものである。上記ヘッダパイプ１０１ａ，１０１ｂには長手方向に沿って複数の差込み孔１０５が配列されており、上記熱交換チューブ１００はこの差込み孔１０５に端部を挿入した状態でヘッダパイプ１０１ａ，１０１ｂとろう付けにより結合固定されている。これにより、ヘッダパイプ１０１ａ，１０１ｂと熱交換チューブ１００との間で熱媒体の移動が行われるようになっている。また、ヘッダパイプ１０１ａ，１０１ｂには上記サイドプレート１０４の端部を固定するための支持孔１０６が形成されている。この支持孔１０６はヘッダパイプ１０１ａ，１０１ｂに配列された差込み孔１０５の外側に位置しており、熱交換チューブ１００の場合と同様に、サイドプレート１０４の端部が挿入され、ろう付けにより結合固定されるようになっている。更に、上記コルゲートフィン１０２も熱交換チューブ１００又はサイドプレート１０４に対してろう付けにより固定されるようになっている。
【特許文献１】特開平３−２７９７９８号公報（特許請求の範囲、第１図、第４図）
【特許文献２】実開平３−８７０６３号公報（実用新案登録請求の範囲、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記ヘッダパイプに対する差込み孔及び支持孔の形成はプレス加工によって行われている。具体的には、プレス加工の金型に上記差込み孔、支持孔にそれぞれ対応したパンチ刃を並べ、これらのパンチ刃でヘッダパイプを打ち抜くことで、所定数の差込み孔とこれに隣接した支持孔を形成している。
【０００８】
従来、熱交換チューブ用の差込み孔を形成するためのパンチ刃と、サイドプレート用の支持孔を形成するパンチ刃とは異なるものが使用されていた。なぜならば、熱交換チューブはその機能上の理由からサイドプレートに比べて外形寸法が大きくならざるを得ず、差込み孔と支持孔とではそのサイズが異なっていたからである。すなわち、熱交換チューブは内部に熱媒体が流れる流路を有し、しかも流路内には高圧の熱媒体が流動することから、耐圧強度を考慮するとある程度以上の肉厚が必要であり、熱交換チューブの外形寸法は、単にコア部の外側に位置するコルゲートフィンの保護のみを目的としているサイドプレートに比べ、数倍は厚くならざるを得ないのである。
【０００９】
その一方、熱交換器は必要とする放熱量や吸熱量の能力に応じて熱交換チューブの本数が様々であるが、生産の効率化のためには、熱交換チューブの本数が異なる複数機種の熱交換器を同一の生産ラインで生産できるのが望ましい。このため、上記差込み孔をプレス加工する金型の共通化を考慮すると、かかる金型には生産しうる最大サイズの熱交換器に対応した枚数のパンチ刃を具備させ、実際に使用するパンチ刃の枚数が熱交換チューブの本数に応じて容易に変更できるように構成しておくことが考えられる。
【００１０】
しかし、上述のように熱交換チューブ用の差込み孔を形成するパンチ刃とサイドプレート用の支持孔を形成するパンチ刃は異なったものであるから、ヘッダパイプに対して任意の数の差込み孔を一括して形成することができたとしても、上記支持孔の形成に関しては別工程で行う必要がある。
【００１１】
また、上記金型に差込み孔用の複数のパンチ刃を設けて、熱交換チューブの本数の変更に柔軟に対応したとしても、これらのパンチ刃は総て差込み孔用であるから、熱交換チューブ用の差込み孔の形成と同時にサイドプレート用の支持孔を形成するのであれば、ヘッダパイプに対する差込み孔の穿設数が変更されるたびに、支持孔を形成する部位に対応したパンチ刃を差込み孔用の厚刃から支持孔用の薄刃に変更する必要がある。すなわち、生産する熱交換器の機種が変更されるたび毎に、支持孔の形成位置に対応したパンチ刃を交換する段替え作業が発生してしまい、生産機種変更に伴う熱交換チューブの本数の変動には柔軟に対応できたとしても、生産効率を高めることはできなかった。
【００１２】
更に、ヘッダパイプに対して支持孔を形成するパンチ刃の刃厚は差込み孔を形成するパンチ刃のそれに比べて薄いことから、その分だけ破損して交換する頻度が高く、このことも生産効率を低下させる一因ともなっていた。
【００１３】
差込み孔用のパンチ刃と支持孔用のパンチ刃を共通化させるためには、サイドプレートの厚みを熱交換チューブと同等にすれば良いのだが、上述したようにコア部の保護を目的としたサイドプレートには熱交換チューブほどの厚みは必要なく、また、敢えて熱交換チューブと同等の厚みに形成したのでは、熱交換器の重量化や生産コストの増加につながってしまい、好ましい解決策とは言えない。
【００１４】
この発明は上記事情に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、ヘッダパイプに対して熱交換チューブ用の差込み孔とサイドプレート用の支持孔を同時に加工することができ、しかも熱交換チューブの本数が異なる機種を前後して生産する場合であっても、ヘッダパイプに孔あけ加工をするためのパンチ刃の交換を行う必要がなく、生産効率を高めることが可能な熱交換器及びその製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、一対のヘッダパイプと、これらヘッダパイプの間で互いに平行に配列されて一方のヘッダパイプから他方のヘッダパイプへ熱媒体を流動させる複数の熱交換チューブと、これら熱交換チューブの間に配設される複数の熱交換フィンと、上記熱交換チューブ及び熱交換フィンから構成されるコア部の両側に位置し、両端部が上記一対のヘッダパイプに固定されたサイドプレートと、を具備し、これらヘッダパイプ、熱交換チューブ、熱交換フィン及びサイドプレートをろう付けにより結合固定してなる熱交換器において、  上記ヘッダパイプにはその長手方向に沿って上記熱交換チューブの端部形状に略合致した差込み孔を繰り返し形成する一方、上記サイドプレートの長手方向の両端部には該プレートを折り返して上記差込み孔の形状と略合致した嵌合部を形成し、上記熱交換チューブの端部とサイドプレートの嵌合部とを対応するヘッダパイプの差込み孔にそれぞれ挿入し、ろう付けにより結合固定したことを特徴とする。
【００１６】
請求項1記載の発明において、上記サイドプレートの両端部に形成される嵌合部としては、かかるサイドプレートの長手方向の端部を折り返して形成され、その形状がヘッダパイプに形成された熱交換チューブの差込み孔の形状と略合致するものであれば、すなわち熱交換チューブの端部形状と略合致するものであれば、この嵌合部の形状は適宜設計変更することが可能である。例えば、上記熱交換チューブが一定の厚みの扁平管として形成されるのであれば、上記サイドプレートを熱交換チューブの厚みよりも薄く形成し、このサイドプレートの長手方向の端部を折り返して嵌合部を形成することで、かかる嵌合部の厚みを熱交換チューブの厚みと略合致させるように構成することができる(請求項２)。
【００１７】
サイドブレートの端部に熱交換チューブの厚みと略同じ厚みの嵌合部を形成する際の該プレートの折り返し回数は、サイドプレートの厚み、熱交換チューブの厚みに応じて適宜変更して差し支えないが、この折り返し回数が多いということは、サイドプレートの厚みが熱交換チューブの厚みよりも極端に薄いことを意味し、熱交換フィンを保護するというサイドプレート本来の目的が失われてしまう懸念がある。また、折り返し回数が極端に多いと、その分だけサイドプレートの加工工数が増加し、熱交換器の生産工程の簡素化という目的を達成することができなくなってしまう。従って、サイドプレートの端部に嵌合部を形成する際の該プレートの折り返し回数としては、４回以下であることが好ましい（請求項３）。
【００１８】
また、サイドプレートの端部に形成された嵌合部はヘッダパイプの差込み孔に挿入され、ろう付けにより結合固定されるのだが、上記嵌合部と差込み孔の隙間があまりに大きいと接合不良が発生し、また、サイドプレートの嵌合部をヘッダパイプの差込み孔に挿入する際の組立性を考慮すると、これら嵌合部と差込み孔の間に隙間が必要である。このような観点からすれば、サイドプレートの嵌合部をヘッダパイプの差込み孔に挿入した際に、両者の間には０．０２〜０．３ｍｍの隙間が形成されているのが好ましい（請求項４）。
【００１９】
上記サイドプレートの端部に嵌合部を形成する際に、かかるプレートの折り返し方としては、ヘッダパイプの差込み孔の形状に合致させる上で最適な方法を採用することができる。もっとも簡易な方法としては、例えば、サイドプレートの端部を蛇腹状に折り重ねる方法や、あるいは所定の幅で巻き込む方法が考えられる（請求項５）。また、サイドプレートの端部の隅角部を斜めに折り返し、略三角形状に突出した嵌合部を形成するようにしてもよい（請求項６）。このような略三角形状の嵌合部は、ヘッダパイプの差込み孔に挿入する作業が容易となる。
【００２０】
上記ヘッダパイプの材質としては熱伝導率の高い材質であれば差し支えないが、熱交換器の軽量化の観点からすれば、アルミニウム又はその合金であることが好ましく、このヘッダパイプとろう付けで結合固定されるサイドプレートもヘッダパイプと同じ材質で形成されているのが好ましい。例えば、ヘッダパイプ及びサイドプレートをフッ化物系フラックスを用いるろう付方法に好ましい材質であるＭｇ含有量が０．８％以下であるアルミニウム合金で形成し、これらをＡｌ−Ｓｉ系のろう材を用いてろう付けするように構成することができる（請求項７）。
【００２１】
また、ヘッダパイプ及びサイドプレートの間に後からろう材を介在させて両者をろう付けするのではなく、ろう付け工程における手間を軽減するため、ろう材をクラッドしたブレージング材を用いてサイドプレート又はヘッダパイプを形成することも可能である。例えば、サイドプレート又はヘッダパイプは、Ｍｇ含有量が０．８％以下のアルミニウム材から形成されると共に、少なくとも一方がＡｌ−Ｓｉ系のろう材をクラッドしたブレージング材から形成することが考えられる（請求項８）。
【００２２】
一方、上記課題を解決する熱交換器の製造方法は、一対のヘッダパイプと、これらヘッダパイプの間で互いに平行に配列されて一方のヘッダパイプから他方のヘッダパイプへ熱媒体を流動させるｎ本の熱交換チューブと、これら熱交換チューブの間に配設される複数の熱交換フィンと、上記熱交換チューブ及び熱交換フィンから構成されるコア部の両側に位置し、両端部が上記一対のヘッダパイプに固定されたサイドプレートとを具備してなる熱交換器の製造方法であって、  上記サイドプレートを上記熱交換チューブの厚みよりも薄肉の板材から形成し、かかるサイドプレートの長手方向の両端部を折り返して上記熱交換チューブの端部形状に略合致した嵌合部を形成する工程と、  各ヘッダパイプに対し、熱交換チューブの端部形状に略合致した差込み孔をｎ＋２個だけ同時に形成する工程と、  前工程において形成された差込み孔に対して熱交換チューブ及びサイドプレートの端部を挿入すると共に、これら熱交換チューブ及びサイドプレートの間に熱交換フィンを挟み込む工程と、  これらヘッダパイプ、熱交換チューブ、サイドプレート及び熱交換フィンをろう付けにより結合固定してなる工程とを備えたことを特徴とするものである（請求項９）。
【００２３】
請求項９記載の発明において、サイドプレートの嵌合部をヘッダパイプの差込み孔に挿入する際の組立性を考慮して、サイドプレートの嵌合部をヘッダパイプの差込み孔に挿入した際に、両者の間には０．０２〜０．３ｍｍの隙間が形成されているのが好ましい（請求項１０）。
【００２４】
また、熱交換器の軽量化の観点からすれば、アルミニウム又はその合金であることが好ましく、このヘッダパイプとろう付けで結合固定されるサイドプレートもヘッダパイプと同じ材質で形成されているのが好ましい。例えば、ヘッダパイプ及びサイドプレートをフッ化物系フラックスを用いるろう付方法に好ましい材質であるＭｇ含有量が０．８％以下であるアルミニウム合金で形成し、これらをＡｌ−Ｓｉ系のろう材を用いてろう付けするように構成してもよく（請求項１１）、例えば、サイドプレート又はヘッダパイプは、Ｍｇ含有量が０．８％以下のアルミニウム材から形成されると共に、少なくとも一方がＡｌ−Ｓｉ系のろう材をクラッドしたブレージング材から形成してもよい（請求項１２）。
【発明の効果】
【００２５】
（１）請求項１〜８記載の発明によれば、上記ヘッダパイプにはその長手方向に沿って上記熱交換チューブの端部形状に略合致した差込み孔を繰り返し形成する一方、上記サイドプレートの長手方向の両端部には該プレートを折り返して上記差込み孔の形状と略合致した嵌合部を形成しているので、サイドプレートの嵌合部を挿入するためにヘッダパイプに形成する孔は熱交換チューブの端部を挿入する差込み孔と同一の形状、大きさのものとすることができる。すなわち、ヘッダパイプに熱交換チューブ用の差込み孔を穿設する際に、サイドプレート用の差込み孔も同一のパンチ刃を用いて穿設することが可能となり、ヘッダパイプに結合する熱交換チューブの本数が変更される場合であっても、サイドプレートの取り付け位置に対応してパンチ刃を交換する必要がなく、パンチ刃の段替え作業を排することにより、熱交換器の生産工程を間略化することが可能となる。
【００２６】
また、熱交換チューブ用の差込み孔を形成するパンチ刃を用いてサイドプレート用の差込み孔を形成することから、熱交換チューブ用のパンチ刃に比べて刃の厚さが薄かった従来のサイドプレート用のパンチ刃を用いる必要がなくなり、パンチ刃の破損交換の頻度を軽減することも可能となる。
【００２７】
（２）請求項９〜１２記載の発明によれば、ヘッダパイプに対してｎ本（ｎは２以上の自然数）の熱交換チューブを固定する際に、かかるヘッダパイプに対しては熱交換チューブの端部形状に略合致した差込み孔をｎ＋２個だけ形成し、両端の二つの差込み孔を除いたｎ個の差込み孔に対してｎ本の熱交換チューブの端部をそれぞれ挿入することができる。また、上記サイドプレートの長手方向の両端部には該プレートを折り返すことで上記熱交換チューブの端部形状に略合致した嵌合部が形成されるので、熱交換チューブが挿入されない両端の差込み孔に対しては、上記サイドプレートの嵌合部を挿入することが可能となる。これにより、ヘッダパイプに対しては熱交換チューブの端部形状に略合致した１種類の差込み孔のみを形成すれば良いことになり、熱交換チューブの本数が生産機種ごとに異なるような場合であっても、ヘッダパイプに対するサイドプレートの取り付け位置に対応してパンチ刃を交換する段替え作業が不要となり、より効率的に熱交換器を製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、この発明に係る熱交換器の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２９】
図１は、この発明に係る熱交換器の一実施形態を示している。この熱交換器１は、それぞれがアルミニウム製の一対のヘッダパイプ２ａ，２ｂと、これらヘッダパイプ２ａ，２ｂの間に架設されたコア部３と、上記ヘッダパイプ間に架設されると共に上記コア部を挟むようにして設けられた一対のサイドプレート４とから構成されている。
【００３０】
上記ヘッダパイプ２ａ，２ｂは、例えばアルミニウム又はその合金（以下、これらを総称して「アルミニウム」という）の押出形材にて略円筒状に形成されており、その上下端部にはキャップ部材５が被着固定されている。また、一方のヘッダパイプ２ａ（図１において左側）の例えば外方側上端付近には熱媒体の流入ロ６が設けられており、他方のヘッダパイプ２ｂ（図１において右側）の外方側下端付近には、熱媒体の流出口７が設けられている。
【００３１】
一方、上記コア部３は、両ヘッダパイプ２ａ，２ｂ間に互いに平行に架設される複数の熱交換チューブ８と、これら熱交換チューブ８の間に介在される熱交換フィン９とを具備している。
【００３２】
上記熱交換チューブ８は、アルミニウムの押し出し加工や引き抜き加工等によって形成されたものであり、図２に示すように、相反する方向に向いた一対の平坦面８０を有する扁平管として形成されている。この熱交換チューブ８の内部には上記熱媒体の流路８１が長手方向に沿って形成されており、ヘッダパイプ２ａ内の熱媒体が上記流路８１を通してヘッダパイプ２ｂへ流通するようになっている。
【００３３】
また、上記熱交換フィン９は、ローラ成形法によってアルミニウム板を波状（コルゲート状）に形成したものであり、互いに隣接する熱交換チューブの間に設けられ、これらの熱交換チューブ８の平坦面８０に対してろう付けにより固定されている。このようにコルゲート状の熱交換フィン９を熱交換チューブ８の表面に固定することにより、かかる熱交換チューブ８の流路８１の内部を流動する熱媒体とこれら熱交換チューブ８及び熱交換フィン９を取り巻く外気との間における熱交換が効率的に行われるようになっている。
【００３４】
図３は熱交換チューブ８とヘッダパイプ２ａ，２ｂの結合状態を示す分解斜視図である。上記ヘッダパイプ２ａ，２ｂにはその長手方向に沿って複数の差込み孔２０が形成されており、熱交換チューブ８はその先端を上記差込み孔２０に挿入した状態でヘッダパイプ２ａ，２ｂに対してろう付けされ、かかるヘッダパイプ２ａ，２ｂと結合固定されている。上記差込み孔２０は熱交換チューブ８の端部の形状と略同一に形成されており、熱交換チューブ８を挿入した際に、かかる熱交換チューブ８との間に０．０２〜０．３ｍｍの隙間が形成されるようになっている。この隙間がこれよりも大きいと、ろう付けによるヘッダパイプ２ａ，２ｂと熱交換チューブ８の接合が不良となり、両者の間から熱媒体が漏れる等の不具合が生じる懸念がある。一方、かかる隙間が０．０２ｍｍより小さいと、熱交換チューブ８をヘッダパイプ２ａ，２ｂの差込み孔２０に挿入してコア部３を組み立てる作業が煩雑になるといった不具合がある。
【００３５】
上記コア部３はこのように複数の熱交換チューブ８を互いに平行に配列すると共に、隣接する熱交換チューブ８の間に熱交換フィン９を設けて構成されており、一方のヘッダパイプ２ａ内の熱媒体が上記熱交換チューブ８の流路８１を通じ、他方のヘッダパイプ２ｂへ並列的に流動するようになっている。
【００３６】
また、コア部３の両端に位置する熱交換チューブ８（図１中における最上位、及び最下位の熱交換チューブ）の外側にも上記熱交換フィン９が固定されており、かかる熱交換フィン９の外側にはこれを保護する目的で上記サイドプレート４が固定されている。図３に示すように、このサイドプレート４は上記熱交換チューブと略同じ幅で形成されたアルミニウムの板材であり、上記熱交換チューブ８と同じくヘッダパイプ２ａ，２ｂの間に架設されると共に、隣接する熱交換チューブとの間に上記熱交換フィン９を挟み込んでいる。ヘッダパイプ２ａ，２ｂには、このサイドプレート４の端部を挿入するための差込み孔２１が形成されており、サイドプレート４は上記熱交換チューブ８と同様にその端部を上記差込み孔２１に挿入した状態で該ヘッダパイプ２ａ，２ｂに対してろう付けにより結合固定されている。
【００３７】
この熱交換器を組み立てる際には、上記熱交換チューブ８及び熱交換フィン９を交互に並べ、両端に位置する熱交換チューブ８の外側にも熱交換フィン９を配置すると共に、更にその外側に上記サイドプレート４を配置してコア部３を構成する。次に、差込み孔２０，２１が形成された一対のヘッダパイプ２ａ，２ｂをスライドさせて、熱交換チューブ８及びサイドプレート４の端部を対応する差込み孔２０，２１に挿入する。挿入が完了したら、これらが分離しないように治具を用いて拘束し、この状態でヘッダパイプ２ａ，２ｂ、熱交換チューブ８、熱交換フィン９及びサイドプレート４のろう付けを行う。
【００３８】
これらヘッダパイプ２ａ，２ｂ、熱交換チューブ８、熱交換フィン９及びサイドプレート４の材質としては、Ａ３０００系，Ａ１０００系（ＪＩＳ）のアルミニウムを用いることができ、お互いの接合部にＡｌ−Ｓｉ系のろう材を介在させてろう付けすることができる。もっとも、接合部にろう材を配置する手間を省くという観点からすれば、互いに接合される部材の少なくとも一方にＡｌ−Ｓｉ系のろう材をクラッドしたブレージング材を用いることが好ましい。例えば、ヘッダパイプ２ａ，２ｂとしてブレージング材を使用するのであれば、外周面にろう材をクラッドした電縫管を用いることができ、このときのサイドプレート４及び熱交換チューブ８としてはＡ３０００系，Ａ１０００系（ＪＩＳ）等のＭｇ含有量が０．８％以下であるアルミニウム合金からなる生地材を使用することができ、また、これら合金にＡｌ−Ｓｉ系ろう材がクラッドされたブレージング材を使用することができる。
【００３９】
図４（ａ）に示すように、かかるサイドプレート４の厚みｄは図２に示す熱交換チューブ８の厚みｔの約半分程度に薄く形成されており、その長手方向の両端部には該プレートを折り返してなる嵌合部４０が形成されている。図４（ａ）に示すサイドプレート４は端部を１回だけ折り返して嵌合部４０を形成したものであり、嵌合部４０における厚みはサイドプレート４そのものの厚みｄの約２倍となっている。すなわち、サイドプレート４の嵌合部４０の厚みは熱交換チューブ８の厚みｔと略同一であり、かかる嵌合部４０の形状はヘッダパイプ２ａ，２ｂの差込み孔２０に挿入される熱交換チューブ８の端部形状と略同一となっている。
【００４０】
このため、ヘッダパイプ２ａ，２ｂに対して形成したサイドプレート４用の差込み孔２１の形状及び大きさは、熱交換チューブ８用の差込み孔２０の形状及び大きさと同一のものとなっている。すなわち、ヘッダパイプ２ａ，２ｂに対して固定する熱交換チューブ８の本数がｎ本であれば、ヘッダパイプ２ａ，２ｂに対しては熱交換チューブ８の端部形状に略合致したｎ＋２個の差込み孔を所定間隔で形成し、両端に位置する差込み孔をサイドプレート４用の差込み孔２１に、それ以外のｎ個の差込み孔を熱交換チューブ８用の差込み孔２０として使用すれば良く、ヘッダパイプ２ａ，２ｂに対して１種類の大きさの差込み孔のみを形成すれば良いものとなっている。
【００４１】
上記サイドプレート４の端部に形成される嵌合部４０の形状は図４（ａ）に示したものに限られず、図４（ｂ）に示すように、サイドプレート４の端部を蛇腹状に繰り返し折り返して嵌合部４０ａを形成したものであっても良い。また、図４（ｃ）に示すように、サイブプレート４の端部を巻き込むようにして折り重ねて嵌合部４０ｂを形成したものであっても良い。いずれにしても、サイドプレート４の厚みｄと熱交換チューブ８の厚みｔとの関係から折り返し回数を決定し、そのような折り返しによって形成された嵌合部４０の厚みが最終的に熱交換チューブ８の厚みｔと略同一になっていれば良い。
【００４２】
もっとも、熱交換チューブ８の厚みｔに対してサイドプレート４の厚みｄを極端に薄く形成してしまうと、熱交換フィン９を保護するというサイドプレート４の本来の目的が失われてしまうことから、かかるサイドプレート４を極端に薄く形成することはできず、かかる観点からすれば、サイドプレート４の厚みｄは熱交換チューブ８の厚みｔの１／５以上であることが好ましい。すなわち、サイドプレート４の端部に嵌合部４０を形成する際の折り返し回数は４回以下にとどめることが好ましい。
【００４３】
サイドプレート４の端部の折り返し方としては、図４に示したように必ずしもサイドプレート４の長手方向へ折り返す必要はなく、図５（ａ）に示すように、サイドプレート４の端部に幅方向に沿った切り込み４１を形成し、かかる端部を幅方向の中央に向けて両側から折り返すようにして嵌合部４０ｃを形成してもよい。また、図５（ｂ）に示すように、サイドプレート４の長手方向端部の隅角部を斜めに折り返して嵌合部４０ｃを形成するようにしてもよい。この図５（ｂ）の例によれば、サイドプレート４の嵌合部４０ｃが端部に向けて先細った略三角形状に形成されるので、かかる嵌合部４０ｃをヘッダパイプ２ａ，２ｂの差込み孔２１に挿入し易いといった利点がある。
【００４４】
更に、サイドプレート４を薄く形成しつつも、その曲げ剛性を高く設定するといった観点からすれば、図５（ｃ）に示すように、サイドプレート４そのものをチャネル状に形成することも考えられる。このようにサイドプレート４をチャネル状に形成すれば、サイドプレート４の板厚ｄそのものは薄く設定しつつも、端部を折り返して形成することで嵌合部４０ｃの厚みは熱交換チューブ８と略同一の厚さｔに形成することができ、サイドプレート４の強度は確保しつつも、該サイドプレート４の軽量化を図ることができ、しかもヘッダパイプ２ａ，２ｂに穿設する差込み孔２１の種類は熱交換チューブ用の１種類に統一することができる。
【００４５】
また、図４に示したサイドプレート４は熱交換チューブ８の幅と略同一の幅に形成されていたが、かかるサイドプレート４を熱交換チューブ８よりも広い幅で形成しても差し支えない。但し、サイドプレート４の端部に形成する嵌合部４０については、熱交換チューブ８用の差込み孔２０とサイドプレート４用の差込み孔２１の大きさ及び形状を同一のものにすることから、熱交換チューブ８と略同一の幅で形成する必要がある。
【００４６】
図６は、サイドプレート４の端部を折り曲げて嵌合部４０を形成する一連の工程を示すものである。先ずは、サイドプレート４の端部に必要に応じて熱交換チューブ８と同一の幅の先端プレート部４２を形成した後、かかる先端プレート部の側面に曲げ加工の基準となるブランク４３を形成する。かかるブランク４３は先端プレート部４２の折り返し回数に応じた個数だけ、折り返し幅の間隔をおいて形成する。次に、このブランク４３の位置で先端プレート部４２を９０度だけＬ字状に折り曲げ、更に、９０度折り曲げて先端プレート部４２を完全に折り返す。これにより、サイドプレート４の端部に熱交換チューブの厚みｔと略同じ厚みの嵌合部４０が形成される。嵌合部４０の形成が終了したならば、ろう付けの障害となる異物をサイドプレート４の表面から取り除くため、かかるサイドプレート４は洗浄するのが好ましい。
【００４７】
図７は、上記ヘッダパイプ２ａ，２ｂに差込み孔２０，２１を形成する工程を示す概略図である。上記差込み孔２０，２１はプレス加工によって形成され、ヘッダパイプ２ａ，２ｂに形成される差込み孔の数がｎ＋２個であれば、これと同数のパンチ刃３１によって差込み孔２０，２１がヘッダパイプ２ａ，２ｂに対して同時に穿設されるようになっている。これらパンチ刃３１はプレス加工の金型内に所定の間隔で一列に配列されており、かかる間隔はコア部３における熱交換チューブ８の配列間隔に合致している。
【００４８】
熱交換チューブ８の本数が異なる数種類の熱交換器の製造に柔軟に対応するため、上記プレス加工の金型内には最大サイズの熱交換器における熱交換チューブ８の本数と同じ数のパンチ刃３１が配列されており、ヘッダパイプ２ａ，２ｂに形成すべき差込み孔２０，２１の数に応じ、使用するパンチ刃３１の数を任意に調整することができるようなっている。図８はかかるプレス金型の概略構成を示すものである。
【００４９】
このプレス金型１０は上型１１及び下型１２から構成されており、型開きされた状態でヘッダパイプ２ａ，２ｂを下型１２に保持することができるようになっている。上型１１は、上記下型１２と共働してヘッダパイプを固定するハウジング１３と、このハウジング１３から出没するパンチ刃３１と、このパンチ刃３１をヘッダパイプ２ａ，２ｂに向けて押圧するポンチ１４と、このポンチ１４とパンチ刃３１の間に配置されると共に抜き差し自在なストッパ１５とから構成されている。図８に示すように、下型１２と上型１１とを型開きした状態では、スプリング１６の付勢力によってポンチ１４がハウジング１３から離間しており、パンチ刃３１はポンチ１４によって押圧されることなく、ハウジング１３の内部に埋没している。
【００５０】
図９は、このように構成されたプレス金型１０の上型１１と下型１２とを型閉めした状態を示しており、図９（ａ）はストッパ１５をポンチ１４とパンチ刃３１の間に挿入した状態を、図９（ｂ）はストッパ１５をポンチ１４とパンチ刃３１の間から抜き出した状態を示している。図９（ａ）に示すように、ストッパ１５を上型１１内に挿入した状態では、ポンチ１４をスプリング１６の付勢力に抗して下降させると、パンチ刃３１がストッパ１５を介してポンチ１４に押圧され、かかるパンチ刃３１が金型１０内に保持されたヘッダパイプ２ａ，２ｂに差込み孔２０，２１を穿設する。一方、図９（ｂ）に示すように、ストッパ１５を上型１１から抜き出した状態では、ポンチ１４をスプリング１６の付勢力に抗して下降させても、パンチ刃３１はポンチ１４によって押圧されることはないので下降せず、ヘッダパイプ２ａ，２ｂに対しては差込み孔２０，２１が形成されない。
【００５１】
すなわち、このプレス金型１０では、上型１１内に挿入するストッパ１５の数を任意に選択することで、ヘッダパイプ２ａ，２ｂに対して穿設する差込み孔２０，２１の数を任意に決定することができるのである。これにより、熱交換チューブの本数が異なる数種類の熱交換器を同一の生産ラインで生産することが可能となっている。
【００５２】
仮に、ヘッダパイプ２ａ，２ｂに形成される複数の差込み孔２０，２１のうち、熱交換チューブ８用の差込み孔２０の大きさと、サイドプレート４用の差込み孔２１の大きさが異なっている場合には、それぞれの差込み孔２０，２１を形成するパンチ刃も異なったものとなり、熱交換チューブ８の取り付け本数が異なるヘッダパイプ２ａ，２ｂを製作する度に、ヘッダパイプ２ａ，２ｂにおける差込み孔２１の形成位置に対応してプレス金型１０内のパンチ刃を交換する段替え作業が必要となってしまう。
【００５３】
これに対し、本発明のように熱交換チューブ８用の差込み孔２０の大きさとサイドプレート４用の差込み孔２１の大きさが同一であれば、プレス金型１０に装着するパンチ刃３１は一種類だけで足り、ヘッダパイプ２ａ，２ｂに組み付ける熱交換チューブ８の本数が変更されても、上記ストッパ１５の抜き差しだけで必要とする数の差込み孔２０，２１をヘッダパイプ２ａ，２ｂに穿設することができる。つまり、パンチ刃３１を交換する段替え作業が不要となり、多機種の熱交換機を同一の生産ラインで生産しつつも、生産効率の向上を図ることが可能となるのである。
【００５４】
また、熱交換器の軽量化の観点からすれば、サイドプレート４の厚みｄは熱交換チューブ８の厚みｔよりも薄いことが好ましいが、サイドプレート４の厚みが薄くなると、ヘッダパイプ２ａ，２ｂに形成する差込み孔２１もそれに対応して小さくなり、かかる差込み孔２１を形成するパンチ刃は薄刃にならざるを得ず、いきおい破損や摩耗による交換頻度が多くなってしまう。
【００５５】
この点、本発明のようにサイドプレート４の端部に該プレートを折り返した嵌合部４０を形成すれば、折り返し回数を調整することにより、ヘッダパイプ２ａ，２ｂに形成するサイドプレート４用の差込み孔２１を熱交換チューブ８用の差込み孔２０と同一の大きさに形成することができ、サイドプレート４用の差込み孔２１を形成するパンチ刃についても、熱交換チューブ８用の差込み孔２０を形成するパンチ刃と同じ厚刃にすることができる。これにより、パンチ刃の交換頻度を軽減することができ、この点においても生産効率の向上を図ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】この発明に係る熱交換器の実施形態を示す正面図である。
【図２】上記熱交換器における熱交換チューブを示す斜視図である。
【図３】上記熱交換器におけるヘッダパイプ、熱交換チューブ、熱交換フィン及びサイドプレートの組み付け状態を示す分解斜視図である。
【図４】上記熱交換器に使用されるサイドプレートを示すものであり、（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は嵌合部の折り返し方の異なる例をそれぞれ示すものである。
【図５】上記熱交換器に使用されるサイドプレートを示すものであり、（ａ）はサイドプレートの端部を幅方向へ折り返した例を、（ｂ）はサイドプレートの隅角部を斜めに折り返した例を、（ｃ）はサイドプレートをチャネル状に形成した例をそれぞれ示すものである。
【図６】サイドプレートの嵌合部の折り返し工程を順を追って示す工程図である。
【図７】ヘッダパイプに一連の差込み孔を形成する工程を示す概念図である。
【図８】ヘッダパイプに差込み孔を形成するプレス金型の例を示す断面図である。
【図９】上記プレス金型を型閉めした状態を示す断面図であり、（ａ）はヘッダパイプに差込み孔を穿設する様子を、（ｂ）はヘッダパイプに際込み孔を穿設しないときの様子をそれぞれ示すものである。
【図１０】従来の熱交換器の一例を示す正面図である。
【図１１】従来の熱交換器におけるヘッダパイプ、熱交換チューブ、熱交換フィン及びサイドプレートの組み付け状態を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
【００５７】
１  熱交換器
２ａ，２ｂ  ヘッダパイプ
３  コア部
４  サイドプレート
８  熱交換チューブ
９  熱交換フィン
２０  熱交換チューブ用差込み孔
２１  サイドプレート用差込み孔
４０，４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ  嵌合部
【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】
2006105545.tif 000008
【図７】
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【図８】
2006105545.tif 000010
【図９】
2006105545.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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