(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が流れる孔が端部の外周面に形成された外管の内部に内管が配置されてなる二重管構造を有し、当該内管の内側を流れる流体と、当該内管と当該外管との間を流れる流体との間の熱交換を行うための熱交換器用二重管の製造方法であって、
内部に冷却液通路を有するとともに支柱に取り付けられた冷却ブロックと、クランプ部材とで、前記外管の前記端部を挟み込んで、前記内管が挿入された前記外管を支持する管支持工程と、
前記冷却ブロックの前記冷却液通路に冷却液を流しながら、前記外管の管端を前記内管の外周面にロウ付けする接合工程と、
を備え、
前記冷却ブロックは、前記冷却液通路が内部に形成された冷却部と、断面が円弧状の溝が表面に形成された、当該冷却部に隣接する管保持部と、を有し、
前記冷却部の表面のうちの前記溝の最底部と対向する位置に、前記冷却液通路に連通する冷却液供給ポートおよび冷却液排出ポートが形成されており、
前記冷却ブロックと前記クランプ部材とで前記外管が支持されたときの前記外管の側方視において、前記冷却液通路の経路が、前記冷却液供給ポートと前記冷却液排出ポートとを結ぶ仮想線に対して線対称の矩形形状とされており、
前記管支持工程において、前記外管の前記端部を前記溝で側方から覆うようにして、前記冷却ブロックと前記クランプ部材とで前記外管の前記端部を挟み込んで支持する、熱交換器用二重管の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の熱交換器用二重管の製造方法において、
前記管支持工程において、前記冷却ブロックで前記孔を覆うようにして、前記冷却ブロックと前記クランプ部材とで前記外管の前記端部を挟み込んで支持する、熱交換器用二重管の製造方法。
【請求項３】
流体が流れる孔が端部の外周面に形成された外管の内部に内管が配置されてなる二重管構造を有し、当該内管の内側を流れる流体と、当該内管と当該外管との間を流れる流体との間の熱交換を行うための熱交換器用二重管の製造方法であって、
内部に冷却液通路を有するとともに支柱に取り付けられた冷却ブロックと、クランプ部材とで、前記外管の前記端部を挟み込んで、前記内管が挿入された前記外管を支持する管支持工程と、
前記冷却ブロックの前記冷却液通路に冷却液を流しながら、前記外管の管端を前記内管の外周面にロウ付けする接合工程と、
を備え、
前記管支持工程において、前記冷却ブロックで前記孔を覆うようにして、前記冷却ブロックと前記クランプ部材とで前記外管の前記端部を挟み込んで支持する、熱交換器用二重管の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の熱交換器用二重管の製造方法において、
前記冷却ブロックは、前記冷却液通路が内部に形成された冷却部と、断面が円弧状の溝が表面に形成された、当該冷却部に隣接する管保持部と、を有し、
前記管支持工程において、前記外管の前記端部を前記溝で側方から覆うようにして、前記冷却ブロックと前記クランプ部材とで前記外管の前記端部を挟み込んで支持する、熱交換器用二重管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器用二重管の製造方法に関し、例えば、自動車用エアコンなどの熱交換サイクルに適用される熱交換器用二重管の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記熱交換器用二重管に関する技術として、例えば特許文献１に記載のものがある。特許文献１に記載の熱交換器用二重管は、軸方向に螺旋状に延びる複数の凸部が外周面に形成された内管と、内周面の断面形状が円形の外管とを有する。また、この内管の内接円の直径ｄ１と、外管の内接円の直径ｄ２とが、０．６＜ｄ１／ｄ２の関係を満たし、且つ外管の内周面と内管の上記凸部の頂点部分とを接しさせることで、外管と内管との一体化を図っている。
【０００３】
上記構成の熱交換器用二重管とすることで、効率よく熱交換することができ、且つ運転時において振動が生じても、内管と外管とが衝突して騒音が生じることを抑制することができる、との事である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１７８０７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば、特許文献１の図１２を参照されたい。外管（１０）の管端は、内管（２）の外周面に、ロウ付けにより接合される。また、内管（２）と外管（１０）との間に流体を流すための入口孔、内管（２）と外管（１０）との間を流れた流体を取り出すための出口孔が外管（１０）の軸方向のそれぞれの端部の外周面に形成される。
【０００６】
ここで、外管（１０）の管端を内管（２）の外周面にロウ付けにより接合する場合、ロウ材が垂れて、外管（１０）と内管（２）との隙間に入り込み、その後、ロウ材が上記孔の部分またはその周辺でかたまり、ロウ材で孔の一部または全てが閉塞してしまうことがある。
【０００７】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、外管の端部の外周面に形成された孔が閉塞することを抑制しつつ、外管の管端を内管の外周面にロウ付けできる工程を備えた熱交換器用二重管の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、流体が流れる孔が端部の外周面に形成された外管の内部に内管が配置されてなる二重管構造を有し、当該内管の内側を流れる流体と、当該内管と当該外管との間を流れる流体との間の熱交換を行うための熱交換器用二重管の製造方法であって、内部に冷却液通路を有するとともに支柱に取り付けられた冷却ブロックと、クランプ部材とで、前記外管の前記端部を挟み込んで、前記内管が挿入された前記外管を支持する管支持工程と、前記冷却ブロックの前記冷却液通路に冷却液を流しながら、前記外管の管端を前記内管の外周面にロウ付けする接合工程と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、外管の端部の外周面に形成された孔がロウ材で閉塞することを抑制しつつ、外管の管端を内管の外周面にロウ付けすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】冷却ブロックとクランプ部材とで、内管が挿入された外管を支持した状態を示す側面図である。
【図２】図１に示す冷却ブロックの平面図、正面図、および右側面図である。
【図３】熱交換器用二重管の一例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態について説明する。図３は、熱交換器用二重管の一例を示す斜視図である。まず、図３を参照しつつ、熱交換器用二重管の構成について説明する。
【００１２】
熱交換器用二重管１００は、例えば、自動車用エアコンなどの熱交換サイクルに適用されるものであって、次のように構成される。外管１の内部に内管２が配置されて二重管構造をなす。外管１の軸方向の両端部の外周面には、それぞれ、外管１と内管２との隙間を流れる流体用の孔３、４が形成され、これら孔３、４部分には、それぞれ、枝管５、６が接合される。外管１の両端部の管端は、内管２の外周面にロウ付けにより接合される。なお、図３において、当該ロウ付け部分に符号Ｂを付している。熱交換器用二重管１００は、自動車のエンジンルームなど、スペースの限られた狭い空間に配置されるため、図３に示すように、所定の形状に曲げられたものとされる。内管２の内側には、例えば、低圧のガス（冷媒）が流され、内管２と外管１との間には、枝管５、６を介して、例えば、高圧の液体（冷媒）が流され、高圧の液体（冷媒）と低圧のガス（冷媒）との間で熱交換がなされる。外管１、内管２、および枝管５、６の材料は、例えば、アルミニウム合金である。
【００１３】
次に、上記熱交換器用二重管１００を製造する際に用いる冷却治具について説明する。図１に示すように、上記冷却治具は、内部に冷却液通路７を有する冷却ブロック８と、クランプ部材９とを備える。冷却ブロック８は、例えば、支柱１０の先端部の側面に取り付けられる。クランプ部材９は、前後に移動可能に、図示を省略する支持腕部材を介して静止物に取り付けられる。
【００１４】
図２に示すように、上記冷却ブロック８は、冷却液通路７が内部に形成された冷却部１１と、断面が円弧状の溝１３が表面に形成された管保持部１２とを有する。管保持部１２は、冷却部１１に隣接する。溝１３に外管１が嵌まり込む。
【００１５】
冷却部１１の表面のうちの上記溝１３の最底部１３ａと対向する位置に、冷却液通路７に連通する冷却液供給ポート１４および冷却液排出ポート１５が所定の間隔をあけて形成される。冷却液供給ポート１４および冷却液排出ポート１５には、樹脂ホース、金属管などが接続される。冷却液としての例えば水が、樹脂ホース、金属管などを介して冷却液供給ポート１４に供給され、冷却液通路７を流れた水は、冷却液排出ポート１５から排出される。
【００１６】
図２（ｂ）からわかるように、上記冷却液通路７の経路は、冷却ブロック８とクランプ部材９とで外管１が支持されたときの外管１の側方視において、冷却液供給ポート１４と冷却液排出ポート１５とを結ぶ仮想線Ｃに対して線対称の矩形形状とされている。
【００１７】
冷却液通路７は、冷却液供給ポート１４から左右に延びる第１横通路１６と、冷却液排出ポート１５から左右に延びる第２横通路１７と、第１横通路１６の端部と第２横通路１７の端部とを連通させる２本の縦通路１８とで構成される。これら通路１６、１７、１８は、冷却ブロック８に貫通孔をあけることで形成され、通路１６、１７、１８のそれぞれの末端は、栓部材１９で塞がれる。第１横通路１６と縦通路１８との連通部分、および縦通路１８と第２横通路１７との連通部分、すなわち、矩形形状の冷却液通路７を構成する各通路１６、１７、１８同士の連通部分（コーナー部）は、十字形状とされている。矩形形状の冷却液通路７の角部（コーナー部）を十字形状としたことで、当該角部（コーナー部）をＬ字形状とする場合よりも、冷却ブロック８（冷却部１１の冷却液通路７）に保持される冷却液の量が多くなるので、その分、冷却効率が向上する。
【００１８】
なお、本実施形態の上記冷却ブロック８は、全体として直方体状のブロック部材である。冷却ブロック８、およびクランプ部材９の材料は、ＳＵＳ３０４などのステンレス材、鉄などである。
【００１９】
熱交換器用二重管１００の製造方法は、次のとおりである。
【００２０】
所定の長さの外管１を作製し、内管２の外周面にロウ付けする外管１の管端を面取りする。その後、外管１の端部の外周面に、孔３、４をあけ、洗浄を行う。孔３、４の径は、例えばφ６ｍｍである。なお、外管１の外径は、例えばφ２２ｍｍ、肉厚は、例えば１．５ｍｍ、内管２の外径は、例えばφ１８ｍｍである。また、図示を省略するが、内管２の外周面のうちの外管１の中に挿入配置される部分は、熱交換効率を高めるなどの目的で、特許文献１に記載の熱交換器用二重管と同様に、軸方向に螺旋状に延びる複数の凸部が形成されている。
【００２１】
内管２の一方の端部にルーズフランジ（不図示）を挿入後、転造加工などによりバルジ２０を形成する。また、内管２の他方の端部にフランジ２１がロウ付けされる。
【００２２】
内管２の外周面に形成された上記複数の凸部同士の間の溝部分に、外管１に形成された孔３が位置するようにして、支柱１０に取り付けられた冷却ブロック８と、クランプ部材９とで、外管１の孔３側の端部を挟み込んで、内管２が挿入された外管１を支持する（管支持工程、図１参照）。このとき、外管１の上記端部を、冷却ブロック８の管保持部１２の溝１３で側方から覆うようにして、且つ、図１に示すように冷却ブロック８で孔３を覆うようにして、冷却ブロック８とクランプ部材９とで外管１の端部を挟み込んで支持する。なお、内管２の外周面にロウ付けする箇所である外管１の管端と、孔３との距離が比較的長い場合は、内管２の外周面にロウ付けする箇所である外管１の管端側へ冷却ブロック８から孔３が出ていてもよい。例えば、外管１の管端と孔３との距離が３０ｍｍ〜７０ｍｍの場合、冷却ブロック８の上端は、ロウ付け箇所（外管１の管端）から下方へ８０ｍｍの位置とされる。このとき、孔３は、冷却ブロック８の上端から出ている。
【００２３】
その後、冷却液通路７に冷却水（冷却液）を流しながら、外管１の孔３側の管端を内管２の外周面にロウ付けする（接合工程）。冷却水の温度は、チラー（冷却装置）で、例えば２７℃に調整される。冷却水は、冷却液通路７に循環供給される。ロウ材は、アルミである。
【００２４】
外管１の孔３側の管端のロウ付けが完了したら、例えば図３に示す形状に、内管２および外管１で構成される二重管を曲げ加工する。
【００２５】
次いで、外管１の孔４側の管端についても、外管１の孔３側の管端と同様に、内管２の外周面にロウ付けする。その後、孔３、４部分に、それぞれ、枝管５、６をロウ付けする。枝管５、６の管端は、フレア形状とされており（ラッパ状に拡径されており）、このフレア形状部分で孔３、４は覆われる。上記フレア形状部分で枝管５、６が孔３、４部分にロウ付けされるので、孔３、４の閉塞が防止される。
【００２６】
以上により、熱交換器用二重管１００が完成する。完成した熱交換器用二重管１００は、検圧、外観検査などを経て出荷される。
【００２７】
上記の熱交換器用二重管の製造方法は、次のような作用・効果を有する。
【００２８】
冷却ブロック８の内部に形成された冷却液通路７に冷却液を流すことで、外管１の端部は冷却される。これにより、外管１と内管２との隙間にロウ材が垂れてきたとしても、垂れてきたロウ材は冷却されて固化し易いので、外管１の端部外周面に形成された孔３（４）部分にロウ材が到達するまでにロウ垂れは止まる。よって、孔３（４）部分にロウ材が到達することを抑制できる。そのため、外管１の端部の外周面に形成された孔３（４）が閉塞することを抑制しつつ、外管１の管端を内管２の外周面にロウ付けすることができる。
また、冷却ブロック８は支柱１０で支持されているので、作業員は、冷却ブロック８を手で持つ必要がない。そのため、作業員は、ロウ付け作業に集中することができ、この観点からも、孔３（４）が閉塞することを抑制しつつ、外管１の管端を内管２の外周面にロウ付けすることができる。
【００２９】
上記実施形態では、冷却ブロック８は、冷却液通路７が内部に形成された冷却部１１と、断面が円弧状の溝１３が表面に形成された、当該冷却部１１に隣接する管保持部１２と、を有し、外管１の端部を上記溝１３で側方から覆うようにして、冷却ブロック８とクランプ部材９とで外管１の端部を挟み込んで支持する。この構成によると、外管１の支持がより堅実なものとなるとともに、外管１の端部の冷却効率が向上する。
【００３０】
また、上記実施形態では、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、冷却ブロック８に関し、冷却部１１の表面のうちの、管保持部１２の溝１３の最底部１３ａと対向する位置に、冷却液通路７に連通する冷却液供給ポート１４および冷却液排出ポート１５が形成され、且つ、冷却ブロック８とクランプ部材９とで外管１が支持されたときの外管１の側方視において、冷却液通路７の経路が、冷却液供給ポート１４と冷却液排出ポート１５とを結ぶ仮想線Ｃに対して線対称の矩形形状とされている。
この構成によると、冷却液供給ポート１４に供給されて冷却液通路７を流れる冷却液は、外管１の端部を冷却することに、より大きく機能する。そのため、外管１の端部の冷却効率がより向上する。
【００３１】
また、上記実施形態では、冷却ブロック８で孔３（４）を覆うようにして、冷却ブロック８とクランプ部材９とで外管１の端部を挟み込んで支持する。この構成によると、孔３（４）およびその周辺を直接冷却することができ、孔３（４）が閉塞することをより抑制できる。
【００３２】
上記の実施形態は次のように変更可能である。
【００３３】
冷却ブロック８に形成される、外管１が嵌まり込む溝１３は、断面が円弧状の溝ではなく、断面がコ字形状などの溝であってもよい。
【００３４】
上記実施形態では、クランプ部材９の外管１が当接する部分は、平坦な面とされている。これに代えて、クランプ部材９の外管１が当接する部分が、冷却ブロック８と同様に、断面が円弧状、コ字形状などの外管１が嵌まり込む溝とされてもよい。
【００３５】
冷却ブロック８に形成される冷却液供給ポート１４、冷却液排出ポート１５の配置は、上記実施形態の配置に限定されることなく、様々に変更することができる。また、冷却ブロック８の内部に形成される冷却液通路７についても同様であり、冷却液通路７の経路は、冷却液供給ポート１４と冷却液排出ポート１５とを直線的に結ぶ枝分かれしない１本の経路であってもよいし、本実施形態のように矩形形状に枝分かれせずに、長円形状・楕円形状などに枝分かれする経路など、様々に変更することができる。
【００３６】
上記実施形態では、冷却ブロック８で、外管１の端部に形成された孔３を覆うようにしているが、外管１の端部に形成された孔３（４）を冷却ブロック８で覆う必要は必ずしもない。
【００３７】
冷却液は、冷却水、すなわち水である必要は必ずしもなく、空気（気体）が用いられてもよい。
【００３８】
その他に、当業者が想定できる範囲で種々の変更を行うことは勿論可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１：外管
２：内管
３、４：孔
７：冷却液通路
８：冷却ブロック
９：クランプ部材
１０：支柱
１１：冷却部
１２：管保持部
１３：溝
１３ａ：最底部
１４：冷却液供給ポート
１５：冷却液排出ポート
１００：熱交換器用二重管
Ｃ：仮想線
【要約】
【課題】外管の端部の外周面に形成された孔が閉塞することを抑制しつつ、外管の管端を内管の外周面にロウ付けできる工程を備えた熱交換器用二重管の製造方法を提供すること。
【解決手段】熱交換器用二重管の製造方法は、内部に冷却液通路（７）を有するとともに支柱（１０）に取り付けられた冷却ブロック（８）と、クランプ部材（９）とで、外管（１）の端部を挟み込んで、内管（２）が挿入された外管（１）を支持する管支持工程と、上記冷却ブロック（８）の内部に形成された冷却液通路（７）に冷却液を流しながら、外管（１）の管端を内管（２）の外周面にロウ付けする接合工程と、を備える。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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