(57)【要約】【課題】  ゴミや水滴が付着しにくく熱交換効率の低下を防止することができる熱交換器用多穴チューブ、およびこのような熱交換器用多穴チューブにおいて、大型化しない装置を用いて、容易且つ確実に拡管可能な拡管方法を提供する。【解決手段】  内部に複数の流路３１が形成された、熱交換器用多穴チューブ３０において、チューブ断面の外形がオーバル形に形成されていることを特徴とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に複数の流路が形成された、熱交換器用多穴チューブにおいて、
チューブ断面の外形がオーバル形に形成されていることを特徴とする熱交換器用多穴チューブ。
【請求項２】
前記複数の流路は奇数個形成され、
該奇数個の流路のうち断面積が最大の流路が、チューブ断面の長軸方向および短軸方向の中心に設けられていることを特徴とする請求項１記載の熱交換器用多穴チューブ。
【請求項３】
請求項２記載の熱交換器用多穴チューブを拡管する方法であって、
チューブ断面の長軸方向および短軸方向の中心に設けられている流路のみに拡管ビュレットを挿入し、チューブ断面の長軸方向および短軸方向の中心に設けられている流路を拡管することで、チューブ全体を拡管させることを特徴とする熱交換器用多穴チューブの拡管方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器に用いられる熱交換器用チューブの内部に複数の流路が形成された熱交換器用多穴チューブ、およびこのような熱交換器用多穴チューブの拡管方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
家庭用や自動車用のクーラー等の熱交換器は、アルミニウム等の薄板で形成されている複数枚の熱交換器用フィンと、金属製の熱交換器用チューブとから構成されている。熱交換器用チューブ内には冷媒が流通し、フィンを介して熱交換が行なわれる。
このような熱交換器用チューブとして、図１４に示すような多穴のチューブを用いることは従来から知られている（例えば特許文献１）。
図１４に示したような熱交換器用多穴チューブ１０は、内部に複数の流路１１を仕切る仕切壁１２が形成されているので、冷媒の接触面積が増加し、一穴のチューブと比較して熱交換効率が高い。
【０００３】
かかる熱交換器用多穴チューブ１０は、断面が扁平形状のものである。扁平な形状とすることによって、扁平の平面部分を空気の流通方向Ａと平行となるように熱交換器用フィン（図示せず）に挿入して設ければ、熱交換器用多穴チューブ１０が受ける空気抵抗を小さくすることができ、熱交換効率を上げることができるためである。
【０００４】
なお、多穴のチューブに限らず一般的に、熱交換器用チューブをフィンのカラー付き透孔に挿入した後、熱交換器用チューブとフィンを強固に接合し一体化させるには、熱交換器用チューブを拡管することが通常行なわれている。
ここで、熱交換器用チューブが多穴チューブではなく、一穴のチューブで有れば拡管ビュレット（例えば特許文献２参照）等を用いて容易に拡管することができる。しかし、多穴のチューブの場合には、各流路の形状が円形等ではなく、各流路をそれぞれどのように拡管させるかが問題となるため、この拡管ビュレットを用いる方法を採用することができず、高圧の流体を流通させて拡管させるという考え方が提案されていた。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−７３９７３号公報
【特許文献２】特開平７−１２４６７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したような断面が扁平形状の熱交換器用多穴チューブでは、平面部分にゴミが堆積したり、あるいは水滴が付着したりするおそれも考えられる。かかる場合には、空気の流通が妨げられるために熱交換効率が悪くなってしまうという課題がある。
【０００７】
熱交換器用多穴チューブをフィンに一体化させる際の拡管方法では扁平管の短軸方向には拡管することはできても、長軸方向には拡管しにくい。このため、熱交換器用多穴チューブの長軸方向の端部においてはフィンと確実に接触することができずに熱交換効率が悪い可能性があるという課題がある。
さらに、液圧による拡管では、どのような液体を用いることが最適であるか見出すために今後様々な液体で実験を重ねていく必要性がある。
【０００８】
本発明者は上記課題を解決すべく検討した結果、熱交換器用多穴チューブを扁平ではない形状にし、内部の複数の流路の形状に工夫をこらすことで、上記課題を解決することができることを見出し、本発明に想到した。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、ゴミや水滴が付着しにくく熱交換効率の低下を防止することができる熱交換器用多穴チューブ、およびこのような熱交換器用多穴チューブの拡管方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明にかかる熱交換器用多穴チューブによれば、内部に複数の流路が形成された、熱交換器用多穴チューブにおいて、チューブ全体の断面の外形がオーバル形に形成されていることを特徴としている。
熱交換器用多穴チューブを断面オーバル形にすることで、チューブの外壁面にゴミや水滴が付着したりしても外壁面が曲面であるので、すぐに滑り落ちてしまい、ゴミや水滴の付着による熱交換効率の低下という事態を防ぐことができる。
なお、本明細書中でいうオーバルという意味は、卵形および楕円を含めた形状であり、少なくとも長軸および短軸と言える部分が存在し、且つ平面部分が存在し無い形状をいう。
【００１１】
また、前記複数の流路は奇数個形成され、該奇数個の流路のうち断面積が最大の流路が、チューブ断面の長軸方向および短軸方向の中心に設けられていることを特徴としてもよい。
この構成によれば、長軸方向および短軸方向の中心に位置する流路からみて長軸方向両側には同数の流路が配置されているので、中心に存在する流路のみを拡管するようにすることで、チューブ断面の長軸方向に均一に拡管される。また、断面積が最大の流路のみを拡管すれば、チューブの外形を短軸側と長軸側に拡管することができる。
【００１２】
本発明にかかる熱交換器用チューブの製造方法によれば、請求項２記載の熱交換器用多穴チューブを拡管する方法であって、チューブ断面の長軸方向および短軸方向の中心に設けられている流路のみに拡管ビュレットを挿入し、チューブ断面の長軸方向および短軸方向の中心に設けられている流路を拡管することで、チューブ全体を拡管させることを特徴としている。
この方法を採用することによって、従来であれば多穴チューブの拡管は、流体によって行なわざるを得ないと考えられてきたが、長軸方向および短軸方向の中心に位置する流路のみを機械的に拡管できるようになった。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の熱交換器用多穴チューブによれば、断面をオーバル形にして平面部分を無くしたのでゴミや水滴が付着しにくく、熱交換効率の良い熱交換器とすることができる。
また、本発明の熱交換器用多穴チューブの拡管方法によれば、低コストで熱交換器を提供することができる。また、長軸方向にも確実に拡管することが可能となるので、フィンとの接触も確実に行なえるため熱交換効率の良い熱交換器の提供が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
全体を断面オーバル形とした熱交換器用多穴チューブに、複数個の流路を形成した。このとき、複数個の流路はチューブ断面の長軸方向に沿って直列するように配置した。また、チューブ断面の長軸方向および短軸方向の中心に位置する流路は、断面の短軸方向に長い長方形の各四辺を円弧状に形成した形状である。
さらに具体的に説明すると、この流路の各辺は、長軸方向の対向する二辺が流路の外側に向けて凸となる円弧状であり、短軸方向の対向する二辺が流路の内側に向けて凸となる円弧状となるように形成されたものである。
【００１５】
このような熱交換器用多穴チューブをフィンに接合する際に拡管する場合には、中心部に位置するほぼ四角形状の流路のみを拡管ビュレットを挿入することで拡管し、チューブ全体も拡管させるようにした。
【実施例１】
【００１６】
以下、熱交換器用多穴チューブの実施例について説明する。
図１に熱交換器用多穴チューブの全体構成を示す。熱交換器用多穴チューブ（以下、単に多穴チューブと称する）３０は、熱交換器用フィン（図７参照：以下、単にフィンと称する）に挿入され、内部に冷媒を流通させるためのものである。多穴チューブ３０は、内部に仕切壁３２で仕切られた複数の流路３１が形成されており、このため冷媒の接触面積を増加することによって熱交換効率を上げることができるという特性を有している。
【００１７】
多穴チューブ３０は、アルミニウム製や銅製であって、押出加工により形成される。したがって、多穴チューブ３０の外周壁３３と、内部の流路を形成するための各仕切壁３２とは一体に形成されるものである。また、押出加工により成型された多穴チューブを熱処理（いわゆる焼鈍）により機械的性質を改善すると好適である。具体的には、アルミニウム製の多穴チューブの場合には押出加工後に４００℃±５０℃に加熱することで、チューブ断面の長軸方向にも良好に拡管できる。
なお、多穴チューブ３０の製造方法自体については従来からよく知られているものであるため、ここでは詳述しない。
【００１８】
図２に本実施例の多穴チューブ３０の断面を示す。多穴チューブ３０は、全体の断面がオーバル形に形成されている。ここでは具体的に長軸方向Ｘの長さと短軸方向Ｙの長さの比が４：１程度の形状である。
このような全体の断面がオーバル形の多穴チューブ３０の内部には、断面がオーバル形の流路３１が５個形成されている。５個の流路のうち、最も径の大きい流路３１ａがチューブ断面の長軸方向Ｘの中心部に配置され、この流路３１ａの中心はチューブ断面の短軸方向Ｙの中心部と一致している。
流路３１ａの長軸方向両側に次に径の大きい流路３１ｂがそれぞれ配置されている。さらに、その流路３１ｂの長軸方向の端部側には最も小さい径の流路３１ｃが配置されている。
【００１９】
つまり、断面オーバル形の５個の流路３１ａ〜３１ｃは、チューブ全体の長軸方向Ｘに対して直列している。このとき、互いの仕切壁３２がチューブ全体の長軸方向Ｘに接触して配置される。また、これら各仕切壁３２は、チューブ全体の短軸方向Ｙにおいてチューブの内壁面３５に接触して配置されている。
【００２０】
なお、このような多穴チューブ３０の内部に形成されている流路としては、断面オーバル形や断面円形の流路３１ａ〜３１ｃだけでなく、その外側に存在する円形やオーバル形ではない部位３１ｄも流路である。
【実施例２】
【００２１】
図３に多穴チューブの他の形態を示す。
この多穴チューブ４０は、全体がオーバル形に形成されているが、その長軸方向Ｘの長さと短軸方向Ｙの長さの比が３：１程度の形状である。したがって、実施例１に示した多穴チューブ３０よりも短軸方向Ｙに厚みを増したような形状となっている。
本実施例における、全体の断面がオーバル形の多穴チューブ４０内部には、断面がオーバル形の流路４１が５個形成されている。５個の流路のうち、最も径の大きい流路４１ａがチューブ全体の長軸方向Ｘの中心部に配置され、流路４１ａの中心は短軸方向Ｙの中心部と一致している。この流路４１ａの長軸方向両側に次に径の大きい流路４１ｂがそれぞれ配置されている。さらに、その流路４１ｂの長軸方向の端部側には最も小さい径の流路４１ｃが配置されている。
【００２２】
つまり、断面オーバル形の５個の流路４１ａ〜４１ｃは、チューブ全体の長軸方向Ｘに対して直列している。このとき、互いの仕切壁４２がチューブ全体の長軸方向Ｘに接触して配置される。また、これら各仕切壁４２は、チューブ全体の短軸方向Ｙにおいてチューブの内壁面４５に接触して配置されている。
またこのような多穴チューブ４０の内部に形成されている流路としては、断面オーバル形や断面円形の流路４１ａ〜４１ｃだけでなく、その外側に存在する円形やオーバル形ではない部位４１ｄも流路である。
このような流路の配置形態も実施例１と同様である。
【実施例３】
【００２３】
図４に多穴チューブの他の形態を示す。
この多穴チューブ５０は、全体がオーバル形に形成されているが、その長軸方向Ｘの長さと短軸方向Ｙの長さの比が３：１程度の形状である。したがって、実施例２に示した多穴チューブ４０と全体形状としては同一である。
本実施例における、全体の断面がオーバル形の多穴チューブ５０内部には、断面がオーバル形の流路５１が３個形成されている。３個の流路５１のうち、最も径の大きい流路５１ａがチューブ全体の長軸方向Ｘの中心部に配置され、流路５１ａの中心は短軸方向Ｙの中心部と一致している。流路５１ａの長軸方向両側に他の流路５１ｂがそれぞれ配置されている。
【００２４】
断面オーバル形の３個の流路５１ａ〜５１ｂは、チューブ全体の長軸方向Ｘに対して直列している。このとき、互いの仕切壁５２がチューブ全体の長軸方向Ｘに接触して配置される。また、これら各仕切壁５２は、チューブ全体の短軸方向Ｙにおいてチューブの内壁面５５に接触して配置されている。
またこのような多穴チューブ５０の内部に形成されている流路としては、断面オーバル形や断面円形の流路５１ａ〜５１ｂだけでなく、その外側に存在する円形やオーバル形ではない部位５１ｃも流路である。
【００２５】
実施例１から実施例３では、断面円形または断面オーバル形の流路を奇数個設け、これらを一直線上（チューブ断面の長軸方向Ｘに平行な線上）に配置した。断面円形または断面オーバル形の各流路は、流路と同じ形状の幅狭の仕切壁によって形成されており、この仕切壁がチューブ断面の長軸方向Ｘに互いに接触し、チューブ断面の短軸方向Ｙ側にはチューブ外周壁の内壁面に当接するような形状を成している。
このように、断面円形または断面オーバル形の流路の数を奇数個にすることで、チューブの中心部に１個の流路を配置すると中心部の流路の両側には、同数の流路が配置されることとなる。したがって、中心部に配置された１個の流路のみを拡管するだけでチューブ全体をバランス良く均一に拡管することができるようになる。
【実施例４】
【００２６】
図５および図６に、多穴チューブの他の形態を示す。
この多穴チューブ７０は、全体の断面がオーバル形に形成されており、内部に複数の流路７２ａ，７２ｂ・・が形成されている。複数の流路のうち、長軸方向Ｘおよび短軸方向Ｙの中心部に位置する流路７２ａは、その断面が円形やオーバル形ではない形状となっている。具体的な流路７２ａの断面形状は、短軸方向Ｙに長い長方形の各辺が円弧状（曲線）に形成されている形状である。
【００２７】
本実施例の流路７２ａの断面形状をさらに具体的に説明する。
中心に位置する流路７２ａの断面形状は、４つの円弧状の辺ｐ、ｑ、ｒ、ｓから構成されている。４つの円弧状の辺のうち、長軸方向Ｘの対向する２辺ｐ、ｑは、円弧が凸となる突出方向が外向きになっており、短軸方向Ｙの対向する２辺ｒ、ｓは、円弧が凸となる突出方向が内向きとなっている。また、短軸方向Ｙの対向する２辺ｒ、ｓは、長軸方向Ｘの対向する２辺ｐ、ｑと比較してその長さが短くなっている。これら４辺ｐ、ｑ、ｒ、ｓの曲率半径はそれぞれほぼ同じ程度である。
【００２８】
多穴チューブ７０の長軸方向Ｘの中心部に位置する流路７２ａの長軸方向Ｘの両側には、複数の断面円形の流路７２ｂが形成されている。流路７２ａの両側（長軸方向Ｘの端部側）にそれぞれ２つずつ、計４つの円形の流路７２ｂが形成されている。これら断面円形の流路７２ｂの径は全て同じ径に形成されている。
【００２９】
なお、上述してきた各実施例とは異なり、本実施例では各流路７２ａ，７２ｂは、肉薄の仕切壁によって仕切られて形成されているのではなく、全体がオーバル状に形成されているチューブをくりぬいて形成されたような形状を呈している。
したがって、仕切壁といえる部位は各流路の径と同程度の厚さであり、また中心部に位置する流路７２ａと円形の流路７２ｂ以外の部位（５箇所以外）には、流路は形成されない。
また、この多穴チューブ７０の製造方法についても、上述した各実施例と同様に押出加工または引出加工により形成することができる。
【実施例５】
【００３０】
以下、上述してきたような多穴チューブの拡管方法について説明する。
まず、多穴チューブの拡管の前提となる熱交換器の構成から説明する。
図７に示すように、熱交換器６０は、金属製の薄板であるフィン３６が複数枚積層され、多穴チューブ３０が積層したフィン３６のそれぞれを挿通するように設けられる。多穴チューブ３０は、その全長にわたって拡管されることでフィン３６に接合して一体化される。
【００３１】
上記のように、多穴チューブ３０の拡管は、多穴チューブ３０をフィン３６に接合する際に行なわれる。以下、フィンと多穴チューブとの接合について図８〜図９に基づいて説明する。ここで説明する多穴チューブは上述した実施例１で説明したものであるとする。
図８に示すように、フィン３６は金属製の薄板であって、所定の箇所に多穴チューブ３０を挿入可能な透孔３８が形成されている。透孔３８の周縁は一方方向に起立するように形成されたカラー３９が設けられ、カラー付き透孔４６として構成されている。多穴チューブ３０は、このようなフィン３６のカラー付き透孔４６内に挿入される。カラー付き透孔４６内に多穴チューブ３０が挿入された後に多穴チューブ３０が拡管されると、多穴チューブ３０の外壁面がカラー３９に密着し、図９のようにフィン３６と一体化するのである。
【００３２】
本発明の多穴チューブの拡管方法の概略説明図を図１０に示し、このときの多穴チューブの拡管の様子を図１１に示す。図１１では、破線部分が拡管前の状態で実線が拡管後の状態を表している。
以下、説明する多穴チューブ３０は上記実施例１で説明した多穴チューブであり、全体の断面がオーバル形であり、内部には断面オーバル形の流路３１が５個配置されているものである。さらに具体的には、全体の長軸方向Ｘの中心に断面オーバル形の流路のうち最大径のもの３１ａが配置され、長軸方向Ｘの端部側に向かうにしたがって徐々に小径の流路３１ｂ、３１ｃが配置され、断面オーバル形の流路同士の互いの仕切壁３２が接触し、長軸方向Ｘに沿って一直線に配置されている。また、断面オーバル形の各流路３１は、全体の短軸方向Ｙでは多穴チューブ３０の内壁面３５に内接するように形成されている。
【００３３】
拡管は、内部に形成された断面オーバル形の流路３１のうちの１つを拡管ビュレット６６で拡管することで実行される。具体的には、長軸方向Ｘおよび短軸方向Ｙの中心に配置された流路３１ａ（以下、中心流路と称する）内に拡管ビュレット６６を挿入していくことで拡管が行なわれる。
【００３４】
拡管ビュレット６６を中心流路３１ａに挿入していくと、中心流路３１ａは周囲３６０度全方位にわたって全体的に拡管されるが、特に長軸方向Ｘに向く部位では、隣り合う流路３１ｂを形成する仕切壁３２ｂ１を押圧する（図１１の矢印Ｂ）。この仕切壁３２ｂ１が押圧されることで、中心流路３１ａに隣接する流路３１ｂの中心位置が長軸方向Ｘの端部３７側に移動するため、この流路３１ｂの端部３７側の仕切壁３２ｂ２がさらに端部３７側に隣接する流路３１ｃを形成する仕切壁３２ｃ１を押圧する（図１１の矢印Ｃ）。この流路３１ｃの端部３７側の仕切壁３２ｃ２は、端部３７付近に接触しているので、この仕切壁３２ｃ２が端部３７付近を長軸方向Ｘに拡管する。
【００３５】
一方、中心流路３１ａは周囲３６０度全方位にわたって全体的に拡管されるが、短軸方向Ｙに向く部位では、多穴チューブ３０全体の外周壁３３を押圧し（図１１の矢印Ｄ）、チューブ全体を短軸方向Ｙにも拡管する。
【００３６】
なお、拡管ビュレット６６は、従来から公知のものを採用することができる。
具体的には、拡管ビュレット６６は、拡管後の多穴チューブ３０の中心流路３１ａの内径と同径となるような所定の径を有しており、拡管マンドレル６８の先端部に図示しない装着部材によって装着されている。
【００３７】
なお、上述した多穴チューブの拡管方法においては、断面オーバル形の流路が５個形成されているものを拡管した。しかし、断面オーバル形の流路の数は、５個に限定されるものではなく他の個数であってもよいが、奇数個であることが好ましい。
【００３８】
また、上述してきた実施例では、内部の流路の形状を断面オーバル形としたが、断面円形の流路としてもよい。
【実施例６】
【００３９】
次に、図５と図６に示した多穴チューブを拡管する際の拡管方法について、図１２および図１３に基づいて説明する。
ここで説明する多穴チューブ７０は、複数の流路のうち、長軸方向Ｘおよび短軸方向Ｙの中心部に位置する流路７２ａの断面形状が、短軸方向Ｙに長い長方形の各辺が円弧状に形成されており、４つの円弧状の辺のうち、長軸方向Ｘの対向する２辺ｐ、ｑは、円弧が凸となる突出方向が外向きになっており、短軸方向Ｙの対向する２辺ｒ、ｓは、円弧が凸となる突出方向が内向きとなっているものである。
【００４０】
この流路７２ａ内に公知の拡管ビュレット６６を挿入することによって、多穴チューブ７０全体が拡管される。
すなわち、拡管ビュレット６６の径は、流路７２ａの長軸方向Ｘの幅ｈ（すなわち、幅狭な方向の幅ｈ）によりも大径に形成されている。拡管ビュレット６６が流路７２ａ内に挿入されると、流路７２ａが長軸方向Ｘおよび短軸方向Ｙに拡管され、流路７２ａは断面円形になる（図１３の破線Ｅ部分）。流路７２ａが拡管されると、流路７２ａの周囲の肉が外側に広がり多穴チューブ７０全体が拡管される（図１３の破線Ｆ部分）。
【００４１】
以上本発明につき好適な実施例を挙げて種々説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】熱交換器用多穴チューブの全体構成を示す斜視図である。
【図２】実施例１にかかる熱交換器用多穴チューブの断面図である。
【図３】実施例２にかかる熱交換器用多穴チューブの断面図である。
【図４】実施例３にかかる熱交換器用多穴チューブの断面図である。
【図５】実施例４にかかる熱交換器用多穴チューブの全体構成を示す斜視図である。
【図６】実施例４にかかる熱交換器用多穴チューブの断面図である。
【図７】熱交換器の構造を示す説明図である。
【図８】フィンの構造を示す説明図である。
【図９】図８のフィンに熱交換器用多穴チューブを挿通させたところを示す説明図である。
【図１０】実施例１に示した熱交換器用多穴チューブを拡管する方法を示す説明図である。
【図１１】実施例１に示した熱交換器用多穴チューブの拡管の様子を示す説明図である。
【図１２】実施例４に示した熱交換器用多穴チューブを拡管する方法を示す説明図である。
【図１３】実施例４に示した熱交換器用多穴チューブの拡管の様子を示す説明図である。
【図１４】従来の熱交換器用多穴チューブの構造について説明する説明図である。
【符号の説明】
【００４３】
３０，４０，５０，７０  熱交換器用多穴チューブ（多穴チューブ）
３１，４１，５１，７２  流路
３２，４２，５２  仕切壁
３３  外周壁
３５，４５，５５  内壁面
３６  熱交換器用フィン（フィン）
３７  長軸方向の端部
３８  透孔
３９  カラー
４６  カラー付き透孔
６０  熱交換器
６６  拡管ビュレット
６８  拡管マンドレル
Ｘ  長軸方向
Ｙ  短軸方向
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2005164221.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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