(57)【要約】【課題】熱交換器の製造にあたり、ろう材シートをタンクのチューブ挿入孔形成面に取り付けるために要する工数を削減する。【解決手段】タンクの押出し成形時に、チューブ挿入孔形成面１８Ａについて、通風方向中央部位が最も高くなるように外側に向けて形成すると共に、チューブ挿入孔形成面１８Ａの長手方向に沿って延びる段差部３１、３１を形成して、その短手方向において円弧状に撓ませて弾性を与えたろうう材シート３０をチューブ挿入孔形成面１８Ａに当接させてその撓みを開放することで、ろう材シート３０を、スプリングバックによりその短手方向に沿って拡がらせ、段差部３１、３１に短手方向端部を突当させることにより、チューブ挿入孔形成面１８Ａに取り付ける。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
押出し成形のタンクのチューブ挿入孔が形成されるチューブ挿入孔形成面にろう材シートを取り付け、前記チューブ挿入孔に熱交換チューブを挿入し、炉中にて前記熱交換チューブとタンクとがろう付けされる熱交換器において、
前記チューブ挿入孔形成面を、通風方向中央部位が最も高くなるように外方に向けて形成すると共に、このチューブ挿入孔形成面の短手方向両側において当該チューブ挿入孔形成面の長手方向に沿って延びる段差部を形成し、
ろう材シートを、その短手方向において円弧状に撓ませて弾性を与え、前記チューブ挿入孔形成面に当接させてその撓みを開放することで、スプリングバックにより拡がらせ、前記段差部に当該ろう材シートの短手方向端部を突当させることにより、当該ろう材シートが前記チューブ挿入孔形成面に取り付けられることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記ろう材シートを前記タンクのチューブ挿入孔形成面に取り付けた後、前記タンクの長手方向両端の開口部を閉塞部材で閉塞するにあたり、前記閉塞部材に設けられた鉤爪により前記ろう材シートが押さえられることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
通風方向中央部位が最も高くなると共に当該面の短手方向両側で長手方向に沿って延びる段差部が形成されたチューブ挿入孔形成面を有するようにタンクを押出し成形により形成する第１の工程と、前記チューブ挿入孔形成面にチューブ挿入孔を形成する第２の工程と、円弧状に撓ませて弾性を与えたろう材シートを、前記チューブ挿入孔形成面に当接さてその撓みを開放することで、スプリングバックにより拡がらせ、前記段差部に当該ろう材シートの短手方向端部を突当させる第３の工程と、熱交換チューブを前記チューブ挿入孔に挿入して熱交換器を組付ける第４の工程と、この熱交換器を炉中ろう付けする第５の工程とを少なくとも有す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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、押出し成形のタンクと熱交換チューブとがろう付けにて接合されて製造される熱交換器及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
タンクと熱交換チューブとが別体の熱交換器の製造方法としては、製造コスト削減等の見地からタンクに対し押出し成形の手法を用いることが少なくない。しかしながら、押出し成形の手法をとるとタンクの外側表面にろう材層をクラッドすることが困難であるので、ろう材を別途供給しなければならない。
【０００３】
このため、本願出願人は、タンクのチューブ挿入孔形成面に対しその長手方向に沿って押さえ片を設け、チューブ挿入孔形成面にろう材シートを当接した後、押さえ片でろう材シートをかしめたり、プレスによりチューブ挿入孔形成面にろう材シートを圧接することで、ろう材を供給する手段について既に開示している（特許文献１を参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１１５７０号公報（段落番号「００３１」、「００３２」、図５から図８）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
もっとも、特許文献１の熱交換器の製造方法では、押さえ片をかしめる工程を経てろう材シートをチューブ挿入孔形成面に保持したり、プレスを利用してろう材シートをチューブ挿入孔形成面に押圧し接着する工程を経る必要がある。これに対し、近年においては、熱交換器の製造コストのより一層の削減が要望されており、このため、上記した熱交換器の製造方法よりも工数が少ない製造方法の開発が必要となった。また、特許文献１の熱交換器の製造方法では、ろう材シートの短手方向に沿った縁辺に対する保持手段については何らの着想も示されていない。
【０００６】
そこで、この発明は、ろう材シートをタンクのチューブ挿入孔形成面に取り付けるにあたりその工数を削減し、かつろう材シートの短手方向に沿った縁辺における保持も可能とした熱交換器及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る熱交換器は、押出し成形のタンクのチューブ挿入孔が形成されるチューブ挿入孔形成面にろう材シートを取り付け、前記チューブ挿入孔に熱交換チューブを挿入し、炉中にて前記熱交換チューブとタンクとがろう付けされる熱交換器において、前記チューブ挿入孔形成面を、通風方向中央部位が最も高くなるように外方に向けて形成すると共に、このチューブ挿入孔形成面の短手方向両側において当該チューブ挿入孔形成面の長手方向に沿って延びる段差部を形成し、ろう材シートを、その短手方向において円弧状に撓ませて弾性を与え、前記チューブ挿入孔形成面に当接させてその撓みを開放することで、スプリングバックにより拡がらせ、前記段差部に当該ろう材シートの短手方向端部を突当させることにより、当該ろう材シートが前記チューブ挿入孔形成面に取り付けられることを特徴とするものである（請求項１）。
【０００８】
すなわち、この発明の熱交換器の製造方法は、通風方向中央部位が最も高くなると共に当該面の短手方向両側で長手方向に沿って延びる段差部が形成されたチューブ挿入孔形成面を有するようにタンクを押出し成形により形成する第１の工程と、前記チューブ挿入孔形成面にチューブ挿入孔を形成する第２の工程と、円弧状に撓ませて弾性を与えたろう材シートを、前記チューブ挿入孔形成面に当接さてその撓みを開放することで、スプリングバックにより拡がらせ、前記段差部に当該ろう材シートの短手方向端部を突当させる第３の工程と、熱交換チューブを前記チューブ挿入孔に挿入して熱交換器を組付ける第４の工程と、この熱交換器を炉中ろう付けする第５の工程とを少なくとも有するものである（請求項３）。
【０００９】
このような熱交換器及びその製造方法によれば、短手方向において円弧状に撓ませて弾性を与えたろうう材シートを前記チューブ挿入孔形成面に当接してその撓みを開放するのみで、ろう材シートがスプリングバックによりその短手方向に沿って拡がり、段差部に端部が突当することで取り付けられるので、ろう材シートの取り付けのために、かしめやプレスを行う必要がなくなり、熱交換器の製造工数が削減される。
【００１０】
そして、熱交換器は、前記ろう材シートを前記タンクのチューブ挿入孔形成面に取り付けた後、前記タンクの長手方向両端の開口部を閉塞部材で閉塞するにあたり、前記閉塞部材に設けられた鉤爪により前記ろう材シートが押さえられるようにしても良い（請求項２）。
【００１１】
これにより、ろう材シートはその短手方向に沿った縁辺においても閉塞部材の鉤爪によりタンクのチューブ挿入孔形成面に保持されるので、ろう材シートのタンクのチューブ挿入孔形成面への取り付けがより強固になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面により説明する。
【００１３】
図１に示される熱交換器１は、例えば車両用空調装置の冷凍サイクルの一部を構成するエバポレータとして用いられている。この熱交換器１は、炉中ろう付け方法により製造されており、対をなすタンク２、３と、このタンク２、３を連通する複数の熱交換チューブ４と、この熱交換チューブ４間に挿入接合されたコルゲート状のアウターフィン５と、熱交換チューブ４の積層方向端に配されるサイドプレート６と、熱交換媒体の出入口部７、８を備えたコネクタ９が取り付けられるサイドタンク１０とを有して構成されている。コネクタ９は、図示しない膨張弁と接続される。そして、この熱交換器１は、図示しない膨張弁から送られる熱交換媒体を、サイドタンク１０を介して流入させ、熱交換チューブ４によってタンク２、３間を移動させ、その過程においてアウターフィン５間を通過する空気と熱交換させ、最終的にサイドタンク１０を介して送出されるようにしている。
【００１４】
このうち、熱交換チューブ４は、図３（ａ）に示される様に、タンク２、３に挿入される両端が開口され、熱交換媒体の流路１４が内部に形成された扁平管１３にインナーフィン１５を収納して構成されている。この実施形態では、熱交換チューブ４は、ロールホーミングにより一枚の扁平管素材を折り曲げることで形成されている。
【００１５】
タンク２、３は、前述のごとく、所定の間隔で対向するように配設されているもので、押出し成形により形成されており、そのため、表面にろう材層を有せず、例えばＡ３０００系のアルミニウム合金が用いられている。
【００１６】
このうち、タンク２について図２（ａ）を用いて説明すると、タンク２は、熱交換チューブ４を挿入させるチューブ挿入孔１７が形成されたチューブ挿入孔形成面１８Ａを有するもので、その長手方向両端に開口部が形成されているが、この開口部はキャップ１９により閉塞されている。そして、タンク２は、熱交換チューブ４の積層方向に沿って延びる仕切り壁２０が側周部１８と一体に形成されており、これにより、タンク２内は、図３（ｂ）に示される様に、通風方向に沿って並列した画室２１と画室２２とが画成されている。
【００１７】
これに対し、タンク３は、図２（ｂ）に示すように、熱交換チューブ４を挿入させるチューブ挿入孔１７が形成されたチューブ挿入孔形成面１８Ａを有するもので、その長手方向両端の開口部は、キャップ１９により閉塞されている点、熱交換チューブ４の積層方向に延びる仕切り壁２０が一体に形成されており、これにより、タンク３内は、図３（ｂ）に示される様に、通風方向に並列した画室２１と画室２２とが画成されている点では、タンク２と略同様の構成をなしている。一方で、タンク３の画室２１、画室２２は、タンク２とは異なり、スリット２９から挿入された仕切りプレート２８により各々通風方向に沿って仕切られて、分室２１ａ、２１ｂ又は２２ａ、２２ｂに分かれている。そして、分室２１ｂと分室２２ｂとは、熱交換媒体のフローを４パスとするために、連通路１６により連通している。
【００１８】
そして、タンク３は、積層方向の終端に位置する熱交換チューブ４よりも積層方向外側に突出した突出部３ａを有している。この突出部３ａは、側周部１８がそのまま延出して構成され、その内部も仕切り壁２０がキャップ１９の内側面に接するまで延出している。これに伴い、突出部３ａ内は、タンク３の前述した画室２１、２２が連続した状態で画成されている。突出部３ａの画室２１、２２は、熱交換媒体の最上流側又は最下流側を構成するもので、図２（ｂ）に示される様に、下記するサイドタンク１０の流入側通路２５、流出側通路２６と突出部３ａに形成された開口部２３、２４を介して連通している。
【００１９】
次に、熱交換器１の製造方法の一部について、タンク３を代表して、図４を用いて説明する。まず、図４（ａ）に示す様に、例えば長手方向寸法が長尺（例えば５ｍ）となるように押出し成形により形成してストックしておいた複数のタンク素材Ｍから任意のタンク素材Ｍを抽出して製造ラインに乗せる。そして、図４（ｂ）に示す様に、タンク素材Ｍの一方側の先端部位において仕切り部２０に連通路１６を穿った後、図４（ｃ）に示す様に、タンク素材Ｍの面１８Ａに対し所定の範囲にわたってチューブ挿入孔１７を形成する。更に、図４（ｄ）に示す様に、例えば丸ノコ状のツール等で、所望の長手方向寸法となるようにタンク素材Ｍを切断すると共に、面１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｄ又は面１８Ａ、１８Ｃ（図４に示す）、１８Ｄにまたがるスリット２９、２９を形成し、これらの切断部位を洗浄しバリの除去等の処理を行う。これにより、タンク３の形が完成する。連通路１６の形成、チューブ挿入孔１７の形成及びスリット２９、２９の形成等の工程は、タンク素材Ｍが短くなるまで繰り返して行われる。
【００２０】
そして、図４（ｅ）に示す様に、この完成したタンク３のスリット２９に仕切りプレート２８を装着する。最後に、図４（ｆ）に示す様に、ろう材シート３０をタンク３のチューブ挿入孔形成面１８Ａに貼り付けた後、図４（ｇ）に示す様に、タンク３の長手方向両側に開口した開口部をキャップ１９で閉塞する。これによりタンク３に対する組付け工程も完了する。
【００２１】
タンク２は、前述のように、連通路１６がなく、スリット２９、２９を形成しして当該スリット２９に仕切りプレート２８を装着する必要がないことから、図４（ａ）、図４（ｃ）を経て、図４（ｄ）の代わりにツールでタンク素材Ｍを切断する工程が入り、しかる後に、図４（ｆ）に示す様に、ろう材シート３０をタンク２のチューブ挿入孔形成面１８Ａに貼り付けた後、図４（ｇ）に示す様に、タンク２の長手方向両側に開口した開口部をキャップ１９で閉塞するという工程を経る。
【００２２】
最後に、タンク２のチューブ挿入孔とタンク３のチューブ挿入孔とに熱交換チューブの両端を挿入するなどして熱交換器を組付けた後、この熱交換器を炉中ろう付けすることにより、熱交換器１の製造が完了する。尚、熱交換器の組付け及び炉中ろう付けの方法は公知のものであるから特に図示して説明しない。
【００２３】
ところで、前記ろう材シート３０のタンク２、３の面１８Ａへの貼り付けは、図５及び図６（但し、図５はタンク３のみ対象）に示すような構成及び工程の下に行われる。すなわち、タンク２、３は、図６に示されるように、面１８Ａについて通風方向中央が最も高くなるよう形成されていると共に、面１８Ａの長手方向に沿った両縁辺近傍部位には、当該長手方向に沿って延びる段差部３１が形成されるように、押出し成形時に形成しておく。この段差部３１は、ろう材シート３０の端部が突当する一方で乗り越えることがないように、面１８Ａから所定の突出幅を有して形成され、その内側面が面１８Ａに対し略垂直面となっている。
【００２４】
そして、ろう材シート３０は、アルミシリコンの合金（例えばＡ４０００系）を圧延してコイル状にしておいたものを切断して用いるもので、図６（ａ）に示される様に、短手方向において円弧状に撓ませて弾性を与えた状態に予めおかれたものとする。尚、ろう材シート３０は、面１８Ａと当接した際にチューブ挿入孔１７と連通する通孔３２が別工程で形成され、更にタンク３に取り付けられる場合には、図５に示される様に、通孔２３又は２４と連通する通孔３３、３４が別工程で形成されている。
【００２５】
これにより、ろうう材シート３０を面１８Ａに当接さてその撓みを開放するのみで、ろう材シート３０は、スプリングバックが生じて短手方向に沿って拡がり、図６（ｂ）に示される様に、段差部３１にその短手方向端部が突当して、タンク２、３の面１８Ａに取り付けられる。
【００２６】
さらに、上記したキャップ１９でタンク２、３の開口部を閉塞する工程中でも、ろう材シート３０の保持が行われる。これを、タンク３を代表して図７を用いて説明すると、少なくともキャップ１９の面１８Ａ側に位置する部位に鉤爪３５を設け、キャップ１９をタンク２、３の開口部に装着する時にこの鉤爪３５でろう材シート３０の短手方向に沿った縁辺を押さえる。これにより、ろう材シート３０の面１８Ａへの取り付けがより強固となる。タンク２の長手方向開口端を閉塞するキャップ１９も、図示しないが、図７のキャップ７と同様に、面１８Ａ側に位置する部位に鉤爪３５を設け、キャップ１９をタンク２、３の開口部に装着する時にこの鉤爪３５でろう材シート３０の短手方向に沿った縁辺を押さえる構成となっている。
【００２７】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１及び請求項３に記載の発明によれば、短手方向において円弧状に撓ませて弾性を与えたろうう材シートを前記チューブ挿入孔形成面に当接させつつその撓みを開放するのみで、前記ろう材シートがスプリングバックによりその短手方向に沿って拡がり、且つその拡がりも段差部に端部が突当することで取り付けられるため、ろう材シートの取り付けのためにかしめやプレスが必要なくなり、熱交換器の製造工数が削減されるので、熱交換器の製造コストを削減することが可能となる。
【００２８】
そして、請求項２に記載の発明によれば、ろう材シートはその短手方向に沿った縁辺においても閉塞部材の鉤爪によりタンクのチューブ挿入孔形成面に保持されるので、ろう材シートのタンクのチューブ挿入孔形成面への取り付けがより強固になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は、この発明に係る熱交換器タンクを用いた熱交換器の全体構成を示す通風方向背面図、図１（ｂ）は、同上の熱交換器の全体構成を示す熱交換媒体出入口部から見た側面図である。
【図２】図２（ａ）は、図１のＡ−Ａ線拡大断面図であり、図２（ｂ）は、図１のＢ−Ｂ線拡大断面図である。
【図３】図３（ａ）は、熱交換チューブとフィンとを示す説明図であり、図３（ｂ）は、タンクの断面図である。
【図４】図４（ａ）から（ｇ）は、熱交換器の製造工程の一部を示す説明図である。
【図５】図５は、タンクのチューブ挿入孔形成面にろう材シートを取り付ける工程等を示す斜視図である。
【図６】図６は、タンクのチューブ挿入孔形成面にろう材シートを取り付ける工程等を示す正面図である。
【図７】図７は、キャップの鉤爪でろう材シートの短手方向に沿った縁辺を押さえた構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１  熱交換器
２  タンク
３  タンク
４  熱交換チューブ
１７  チューブ挿入孔
１８Ａ  面（チューブ挿入孔形成面）
１９  キャップ（閉塞部材）
３０  ろう材シート
３１  段差部
３５  鉤爪
【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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【図７】
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