(57)【要約】【課題】外周チューブの十分な肉厚を確保しながら軽量化することができ、尚且つ低コストで容易に製造することのできる熱交換チューブの製造方法を提供する。【解決手段】本発明の熱交換チューブの製造方法は、１枚の帯板Ｔ１において外周チューブとなる部分Ｂとインナーフィンとなる部分Ａとに領域分けする工程と、  インナーフィンとなる部分Ａの板厚を外周チューブとなる部分Ｂよりも薄く成形する工程と、インナーフィンとなる部分Ａをフィン形状に成形する工程と、インナーフィンとなる部分Ａを折り曲げて重ね合わせ、接触した部分に貫通穴２１を設けて接合する工程と、インナーフィンとなる部分Ａが外周チューブとなる部分Ｂの内側に入るように折り曲げてチューブ形状を成形する工程とを有す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】
外周チューブ（１）の内部にインナーフィン（２）を配置し、このインナーフィン（２）を外周チューブ（１）の内壁に接合した熱交換チューブ（Ｔ）の製造方法において、
１枚の帯板（Ｔ１）を、その幅方向に、前記外周チューブとなる部分（Ｂ）と前記インナーフィンとなる部分（Ａ）とに領域分けする工程と、
前記インナーフィンとなる部分（Ａ）の板厚を、前記外周チューブとなる部分（Ｂ）よりも薄く成形する工程と、
前記インナーフィンとなる部分（Ａ）をフィン形状に成形する工程と、
フィン形状に成形した前記インナーフィンとなる部分（Ａ）を折り曲げて重ね合わせ、接触した部分に貫通穴（２１）を設けて接合する工程と、
接合された前記インナーフィンとなる部分（Ａ）が、前記外周チューブとなる部分（Ｂ）の内側に入るように前記外周チューブとなる部分（Ｂ）を折り曲げていき、外周チューブ（１）の内部にインナーフィン（２）が納まったチューブ形状を成形する工程と、
全体に拡散接合またはロウ付け接合を施すことにより、外周チューブ（１）及びインナーフィン（２）を有して全体が一体化した熱交換チューブ（Ｔ）を得る工程と、
を含むことを特徴とする熱交換チューブの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器（とくに冷媒系）に用いられる、内部に多数の流路を形成した熱交換チューブの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、内部に多数の流路を形成した熱交換チューブの製造方法には各種のものがある。例えば、（１）多孔管として押出成形する方法、（２）薄板を折り曲げて間隔的に突起を形成し、これをさらに２つに折り曲げてチューブ形状に成形する方法（特許文献１参照）、あるいは（３）図７に示すように、外周チューブ１１とインナーフィン１２を別体で成形し、外周チューブ１１の内部にインナーフィン１２を挿入して、その状態で接合することにより熱交換チューブとする方法等が知られている。
【特許文献１】特開２００２−１４３９５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、近年は熱交換器の軽量化、高性能化、低コスト化の要求に伴い、熱交換チューブの薄肉化、扁平化が進んでいる。
【０００４】
この点、従来の（１）の押出成形による製造方法は、コスト高になるという問題点があった。
【０００５】
また、（２）の１枚の薄板を折り曲げて間隔的に突起を形成し、これをさらに２つに折り曲げてチューブ形状に成形するという製造方法は、材料の板厚が均一であるために、チューブ内部の隔壁部分の板厚が厚くなってしまい、軽量化できないという問題点があった。この場合、材料の板厚は、耐久性や耐食性の観点から外周チューブの厚みで決定されることになるため、軽量化が困難であった。
【０００６】
また、（３）の外周チューブ１１とインナーフィン１２を別体で成形し、後から外周チューブ１１の内部にインナーフィン１２を挿入するという製造方法は、外周チューブ１１と別体のインナーフィン１２だけは薄い材料で構成することが可能であるが、扁平化した外周チューブ１１の内部へインナーフィン１２を挿入する際に、インナーフィン１２が薄いために挿入が難しいという難点があった。また、外周チューブ１１とインナーフィン１２を別体で成形するために、それぞれに成形設備を用意しなければならず、設備コストが高くつくという問題点もあった。
【０００７】
本発明の目的は、外周チューブの十分な肉厚を確保しながら軽量化を図ることができ、且つ低コストで容易に製造することのできる熱交換チューブの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するために、請求項１に記載の熱交換チューブの製造方法では、外周チューブの内部にインナーフィンを配置し、このインナーフィンを外周チューブの内壁に接合した熱交換チューブの製造方法において、１枚の帯板を、その幅方向に、前記外周チューブとなる部分と前記インナーフィンとなる部分とに領域分けする工程と、前記インナーフィンとなる部分の板厚を、前記外周チューブとなる部分よりも薄く成形する工程と、前記インナーフィンとなる部分をフィン形状に成形する工程と、フィン形状に成形した前記インナーフィンとなる部分を折り曲げて重ね合わせ、接触した部分に貫通穴を設けて接合する工程と、接合された前記インナーフィンとなる部分が、前記外周チューブとなる部分の内側に入るように前記外周チューブとなる部分を折り曲げていき、外周チューブの内部にインナーフィンが納まったチューブ形状を成形する工程と、全体に拡散接合またはロウ付け接合を施すことにより、外周チューブ及びインナーフィンを有して全体が一体化した熱交換チューブを得る工程とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の熱交換チューブの製造方法によれば、インナーフィンとなる部分の板厚を外周チューブとなる部分よりも薄く圧延した上で、フィン形状を形成し、折り曲げ加工を行なってチューブ形状に成形するので、外周チューブの十分な肉厚を確保できるとともに、インナーフィンを薄くできる分だけ熱交換チューブを軽量化することができる。
【００１０】
また、外周チューブとインナーフィンを１枚の帯板から一体に成形することができるので、製造工程の簡略化による製造コストの低減と設備費の削減を図ることができる。
【００１１】
さらに、インナーフィンが重ね合わされて接触した部分に貫通穴を設けて接合するので、熱交換チューブの成形中及び成形後にインナーフィン同士が開いてしまうことを防止し、ロウ付け時にインナーフィン同士を確実に接触させることができる。また、インナーフィンに貫通穴を設けたことにより、チューブ内部を流れる冷媒が互いに混ざり合うことになり、熱交換チューブの熱交換性能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係る熱交換チューブの製造方法を実施するための最良の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は完成品である熱交換チューブＴの正面図、図２はインナーフィン２に設けられた貫通穴の配列を示す図、図３は熱交換チューブを製造する場合の初期工程の説明図、図４は熱交換チューブを製造する場合のフィン形状を成形する工程の説明図、図５は熱交換チューブを製造する場合のインナーフィンを折り曲げる工程の説明図、図６は熱交換チューブを製造する場合の最終工程の説明図である。なお、図３から図６はいずれも正面から見た図である。
【００１３】
図１に示すように、本実施形態の熱交換チューブＴは、外周チューブ１の内部にインナーフィン２を形成し、このインナーフィン２を外周チューブ１の内壁に接合したものである。この熱交換チューブＴは、後述するように１枚の帯板を幅寸法の約１／２の点７で２つに折り曲げ、さらに各幅方向の両端から約１／４の点８で逆に折り曲げることにより扁平のチューブ形状としたものである。図中の符号９で示す点は、帯板の幅方向の両端を接合した箇所を示している。このようにインナーフィン２を外周チューブ１の内部に収容することによって、熱交換チューブＴの内部には、符号４、５、６で示す各流路が形成されている。
【００１４】
また、折り曲げて重ね合わされたインナーフィン２同士が接触する部分１０には貫通穴（図１不図示）を設けてインナーフィン２同士を接合している。ここで、インナーフィン２に設けられた貫通穴の配列を図２に基づいて説明する。
【００１５】
図２に示すように、インナーフィン２を重ね合わせた部分には貫通穴２１が設けられている。この貫通孔２１は、インナーフィン２同士が接合する部分を矩形状に切り開き、折り返した端部同士を重ね合わせてカシメることによりインナーフィン２同士を接合している。
【００１６】
ここで、貫通穴２１の配列としては、図２（ａ）に示すように、貫通穴２１を並行に配置して、穴を開ける方向が冷媒流れ方向において１つおきに同じになるようにしている。なお図２（ａ）では、手前側の貫通穴は下から上へ、奥側の貫通穴は上から下へ開けたときの形状を示している。
【００１７】
また、図２（ｂ）に示すように、貫通穴２１の並びをオフセットさせ、穴を開ける方向が冷媒流れ方向において１つおきに同じになるようにしてもよい。
【００１８】
さらに、図２（ｃ）に示すように、貫通穴２１を並行に配置して、貫通穴２１を開ける方向を下から上、あるいは上から下へ統一させるようにしてもよい。また、図示していないが、貫通穴２１の並びをオフセットさせ、貫通穴２１を開ける方向を下から上、あるいは上から下へ統一させるようにしてもよい。
【００１９】
このように、インナーフィン２を重ね合わせて接触した部分に貫通穴２１を設けて接合することにより、熱交換チューブＴの成形中及び成形後にインナーフィン２同士が開いてしまうことを防止し、ロウ付け時にインナーフィン２同士を確実に接触させることができる。また、インナーフィン２に貫通穴２１を開けることにより、チューブ内部を流れる冷媒が互いに混ざり合うことになり、熱交換チューブＴの熱交換性能を向上させることができる。
【００２０】
次に、本実施形態の熱交換チューブの製造方法を図３〜図６に基づいて説明する。まず、図３（ａ）に示すように、アルミニウムや銅等の高熱伝導材よりなる１枚の帯板Ｔ１を用意する。帯板Ｔ１の幅は、熱交換チューブＴの幅（出来上がり幅）のおよそ４倍程度とする。そして、この１枚の帯板Ｔ１を、その幅方向に、図１の外周チューブ１となる部分Ｂと、インナーフィン２となる部分Ａとに領域分けする。ここでは、帯板Ｔ１の全幅を「１」とした場合、両端の「１／４」の範囲を外周チューブ１となる部分Ｂとし、それらに挟まれた中央部分の「１／２」の範囲を、インナーフィン２となる部分Ａとしている。
【００２１】
次に、図３（ｂ）に示すように、この１枚の帯板Ｔ１のインナーフィン２となる部分Ａを矢印方向に圧延することにより、外周チューブ１となる部分Ｂよりも板厚を薄く成形する。これにより、インナーフィン２となる部分Ａと外周チューブ１となる部分Ｂには、板厚差Ｈが生じる。
【００２２】
その上で、図４（ｃ）〜（ｌ）に示すように、インナーフィン２となる部分Ａをフィン形状に成形する。なお、図４（ａ）、（ｂ）は図３（ａ）、（ｂ）に相当する。この工程では、ロール成形によりフィンｆを順次形成していく。そして、フィンｆを形成した後、さらに図４（ｍ）に示すように、帯板Ｔ１の幅方向の両端に、接合するためのカーブｒを形成し、図４（ｎ）〜（ｐ）に示すように、外周チューブ１となる部分Ｂを内側に折り曲げていく。
【００２３】
次に、図５（ｑ）〜（ｔ）に示すように、帯板Ｔ１の幅寸法の約１／２の点７で２つに折り曲げてフィン形状に成形されたインナーフィン２となる部分Ａを重ね合わせ、図６（ｕ）において矢印で示す位置に貫通穴２１の穴開け処理とカシメを実施する。
【００２４】
その後、図６（ｖ）〜（ｘ）に示すように、貫通穴２１の開けられたインナーフィン２となる部分Ａを、外周チューブ１となる部分Ｂの内側に入るように折り曲げていき、外周チューブ１となる部分Ｂの内側にインナーフィン２となる部分Ａに納める。
【００２５】
そして、この後、全体に拡散接合またはロウ付け接合を施すことにより、外周チューブ１及びインナーフィン２を備え、全体が一体化した熱交換チューブＴが完成し、本実施形態の熱交換チューブの製造方法を終了する。
【００２６】
以上説明したように、本実施形態の熱交換チューブの製造方法では、インナーフィン２となる部分Ａの板厚を外周チューブ１となる部分Ｂよりも薄く圧延した上で、フィン形状を形成し、折り曲げ加工を行なってチューブ形状に成形するので、外周チューブ１の十分な肉厚を確保できるとともに、インナーフィン２を薄くできる分だけ熱交換チューブＴを軽量化することができる。
【００２７】
また、外周チューブ１とインナーフィン２を１枚の帯板Ｔ１から一体に成形することができるので、製造工程の簡略化による製造コストの低減と設備費の削減を図ることができる。
【００２８】
さらに、インナーフィン２が重ね合わされて接触した部分に貫通穴２１を設けて接合したので、熱交換チューブＴの成形中及び成形後にインナーフィン２同士が開いてしまうことを防止し、ロウ付け時にインナーフィン２同士を確実に接触させることができる。また、インナーフィン２に貫通穴２１を設けたことにより、チューブ内部を流れる冷媒が互いに混ざり合うことになり、熱交換チューブＴの熱交換性能を向上させることができる。
【００２９】
以上、本発明の熱交換チューブの製造方法について、図示した実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。
【００３０】
なお、上述した実施形態では、帯板Ｔ１の幅方向の中央領域をインナーフィン２となる部分Ａに設定し、その両端の領域を外周チューブ１となる部分Ｂに設定したが、本発明はこれに限定されるものではなく、４つに折り曲げることで、内側にインナーフィン２となる部分Ａが納まるように成形できるのであれば、どの領域をインナーフィン２となる部分Ａに設定してもよいし、また外周チューブ１となる部分Ｂに設定してもよい。
【００３１】
また、折り曲げて重ねる部分の枚数も上記実施形態のように４枚にすることに特に限定されるものではなく、例えば、インナーフィン２を１枚にして３枚重ねとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の最良の実施形態に係る熱交換チューブの製造方法により製造された熱交換チューブの構造を示す正面図である。
【図２】本発明の最良の実施形態に係る熱交換チューブの製造方法により製造された熱交換チューブの貫通穴の配列を説明するための図である。
【図３】本発明の最良の実施形態に係る熱交換チューブの製造方法における初期工程を説明するための図である。
【図４】本発明の最良の実施形態に係る熱交換チューブの製造方法におけるフィン形状を成形する工程を説明するための図である。
【図５】本発明の最良の実施形態に係る熱交換チューブの製造方法におけるインナーフィンを折り曲げる工程を説明するための図である。
【図６】本発明の最良の実施形態に係る熱交換チューブの製造方法における最終工程を説明するための図である。
【図７】従来の熱交換チューブの構造を説明するための正面図である。
【符号の説明】
【００３３】
Ｔ  熱交換チューブ
Ｔ１  帯板
Ａ  インナーフィンとなる部分
Ｂ  外周チューブとなる部分
ｆ  フィン
Ｈ  板厚差
ｒ  カーブ
１、１１  外周チューブ
２、１２  インナーフィン
４、５、６  流路
７  帯板の幅寸法の約１／２の点
８  帯板の両端から約１／４の点
９  帯板の両端を接合した箇所
１０  インナーフィンが接触する部分
２１  貫通穴
【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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