(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
媒体を流通するチューブと、前記チューブの端部を接続したタンクとを備え、前記媒体が前記チューブに伝わる熱にて熱交換を行う熱交換器において、
当該熱交換器は、複数のアルミニウム部材をろう付けして製造され、
前記アルミニウム部材のうち少なくとも一つは、前記タンクを構成する部材であり且つプレス装置を用いてプレートを立体的に塑性変形してなるプレス成形部材であり、
前記プレス成形部材は、プレートの縁部にテーパと、プレートを曲げてなるＲ部とを備え、
更に前記Ｒ部の外側には、前記塑性変形の際生じる余肉からなる曲げごろし部を備えたことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
媒体を流通するチューブと、前記チューブの端部を接続したタンクとを備え、前記媒体が前記チューブに伝わる熱にて熱交換を行う熱交換器の製造方法において、
当該熱交換器は、複数のアルミニウム部材をろう付けして製造され、
前記アルミニウム部材のうち少なくとも一つは、前記タンクを構成する部材であり且つプレス装置を用いてプレートを立体的に塑性変形してなるプレス成形部材であり、
前記プレス装置の金型は、一対の上金型及び下金型で構成され、
前記上金型は、前記プレートの縁部にテーパを形成する面押し部を備え、また、下金型は、前記プレートを加圧した際に当該プレートに曲げ部を形成するための部位と、プレートを加圧した際に生じる余肉を、前記プレート曲げ部の外側の位置に逃がすための凹部とを備え、
前記金型で前記プレートを加圧して、前記テーパと、外側に余肉を設けた曲げ部とを共に備えたプレス成形部材を形成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】
【発明が属する技術分野】
本発明は、媒体を流通するチューブと、前記チューブの端部を接続したタンクとを備え、媒体がチューブに伝わる熱にて熱交換を行う熱交換器とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車のラジエータ、ヒータコア、冷凍サイクルの放熱器、エバポレータ等の熱交換器は、媒体を流通するチューブと、チューブに装着されたフィンと、チューブの端部が接続されたタンクとを備え、チューブ及びフィンに伝わる熱によって媒体の熱交換がなされるように構成されている。
【０００３】
この種の熱交換器は、複数のアルミニウム部材を組み付けて、これらを炉中で加熱して一体にろう付けし、製造されている。
【０００４】
また、アルミニウム部材としては、プレス装置を用いてプレートを立体的に塑性変形してなるプレス成形部材等が用いられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで近年、熱交換器を構成するアルミニウム部材の形状は、熱交換器の製品開発や改良に伴い、ますます多様化、複雑化される傾向にある。そして、前述したプレス成形部材についても、複雑な形状を呈するとともに、寸法精度が極めて高いものが必要とされている。
【０００６】
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたもので、その目的は、合理的に製造された熱交換器及びその製造方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本願第１請求項に記載した発明は、媒体を流通するチューブと、前記チューブの端部を接続したタンクとを備え、前記媒体が前記チューブに伝わる熱にて熱交換を行う熱交換器において、当該熱交換器は、複数のアルミニウム部材をろう付けして製造され、前記アルミニウム部材のうち少なくとも一つは、前記タンクを構成する部材であり且つプレス装置を用いてプレートを立体的に塑性変形してなるプレス成形部材であり、前記プレス成形部材は、プレートの縁部にテーパと、プレートを曲げてなるＲ部とを備え、更に前記Ｒ部の外側には、前記塑性変形の際生じる余肉からなる曲げごろし部を備えた構成の熱交換器である。
また、本願第２請求項に記載した発明は、媒体を流通するチューブと、前記チューブの端部を接続したタンクとを備え、前記媒体が前記チューブに伝わる熱にて熱交換を行う熱交換器の製造方法において、当該熱交換器は、複数のアルミニウム部材をろう付けして製造され、前記アルミニウム部材のうち少なくとも一つは、前記タンクを構成する部材であり且つプレス装置を用いてプレートを立体的に塑性変形してなるプレス成形部材であり、前記プレス装置の金型は、一対の上金型及び下金型で構成され、前記上金型は、前記プレートの縁部にテーパを形成する面押し部を備え、また、下金型は、前記プレートを加圧した際に当該プレートに曲げ部を形成するための部位と、プレートを加圧した際に生じる余肉を、前記プレート曲げ部の外側の位置に逃がすための凹部とを備え、
前記金型で前記プレートを加圧して、前記テーパと、外側に余肉を設けた曲げ部とを共に備えたプレス成形部材を形成する熱交換器の製造方法である。
【０００８】
すなわち、プレートをプレス装置にて立体的に塑性変形する場合、プレートの変形箇所においては、プレス装置、金型、及びプレート等の微妙な特性により、多少の余肉が発生する場合がある。通常のプレス装置では、そのような余肉は、所定の形状の範囲内に強制的に散らす結果となるため、これが微妙な寸法誤差の原因となる。この点本発明では、金型に余肉を逃がすための凹部を設けたので、余肉による微妙な寸法誤差が確実に回避され、寸法精度が極めて高いプレス成形部材が得られる。
【０００９】
尚、Ｒ部とは、つまりプレートを曲げてなる部位であり、曲げごろし部とは、余肉を逃がしてなる余肉部である。
【００１０】
また、プレートをプレス装置にて立体的に塑性変形する場合、プレートの変形箇所においては、プレス装置、金型、及びプレート等の微妙な特性により、多少の余肉が発生する場合がある。通常のプレス装置では、そのような余肉は、所定の形状の範囲内に強制的に散らす結果となるため、これが微妙な寸法誤差の原因となる。この点本発明では、プレス成形部材のＲ部には、余肉からなる曲げごろし部を設けたので、余肉による微妙な寸法誤差が確実に回避され、寸法精度が極めて高いプレス成形部材が得られる。
【００１２】
本発明において、プレートの余肉は、曲げごろし部をＲ部の外側に設けることにより、効率よく逃がすことが可能となる。
【００１４】
また、本発明において、プレートの縁部にテーパを設ければ、そのプレス成形部材と他のアルミニウム部材と組み付け精度の向上が達成され、熱交換器を製造するうえで非常に有利である。この点、本発明では、プレス装置の金型に面押し部を設けたので、かかるテーパは、プレートを立体的に塑性変形するとともに形成することが可能であり、加工の省力化も達成される。
【００１６】
また、本発明において、プレートの縁部を押え付けることによって、金型に対するプレートの微妙な位置ずれが回避され、より厳密な寸法管理が可能となる。従って、プレス成形部材の寸法精度を確実に向上することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の具体例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１９】
図１乃至図３に示す本例の熱交換器１００は、自動車に搭載される車内空調用冷凍サイクルの放熱器であり、フィン３００を介して積層された複数のチューブ２００と、各チューブ２００の両端部をそれぞれ接続した一対のタンク４００とを備え、チューブ２００及びフィン３００に伝わる熱にて媒体（つまり冷媒）が冷却されて凝縮するように構成されている。
【００２０】
一対のタンク４００には、媒体を流入する入口コネクタ４１０、及び媒体を流出する出口コネクタ４２０を設けており、媒体は、入口コネクタ４１０を流通してタンク４００の内部に取り入れられて、熱交換をしつつチューブ２００を流通した後、出口コネクタ４２０から外部に排出される。
【００２１】
タンク４００は、筒体の内部を仕切部材４３０にて所定の間隔に区画してなるものであり、媒体は、各タンク４００の間を数回往復する構成となっている。
【００２２】
また、チューブ２００及びフィン３００からなる層の上下側部には、補強部材たるサイドプレート５００をそれぞれ設けている。各サイドプレート５００の両端部は、各タンク４００にそれぞれ支持されている。
【００２３】
更に、サイドプレート５００の要所には、当該熱交換器１００を外部に支持するためのブラケット７００を設けている。
【００２４】
また、一方のタンクには、受液器６００を装着する受液器用コネクタ４４０を設けている。受液器６００は、媒体を気層と液層に分離するものであり、タンク４００に設けられた受液器用コネクタ４４０に対し、ねじ止めにより着脱可能に装着されている。
【００２５】
媒体は、入口コネクタ４１０から出口コネクタ４２０へ流通する過程において、タンク４００から受液器６００に一旦送られ、液層のみが出口コネクタ４２０へ向かう。すなわち、本熱交換器１００の下部は、受液器６００で分離された液層の冷媒を冷却するサブクール部１００ａとなっている。
【００２６】
そして、チューブ２００、フィン３００、タンク４００、及びサイドプレート５００を構成する各部材は、アルミニウム又はその合金を成形してなるアルミニウム部材であり、熱交換器１００は、複数のアルミニウム部材を一体に組み付け、その組み付け体を炉中で加熱処理してろう付けし、製造される。また、このような炉中ろう付けに際して、各部材の要所には、予めろう材及びフラックスが設けられる。
【００２７】
本例のタンク４００は、それぞれ半円筒状を呈するの第１タンク部材４５０及び第２タンク部材４６０を結合して筒体をなすとともに、第１タンク部材４５０及び第２タンク部材４６０の間に仕切部材４３０を配置して構成される。
【００２８】
第１タンク部材４５０は、長手方向に亘って同型のスリッド４５１を一定のピッチで列設したアルミニウム部材である。チューブ２００の端部及びサイドプレート５００の端部は、これらのスリッド４５１にそれぞれ挿入して接続される。また、本例の第１タンク部材４５０の要所には、長手方向に亘り、後に詳述する曲げごろし部４５０ａが形成されている。
【００２９】
第２タンク部材４６０は、長手方向に亘る両縁部にそれぞれ一定のピッチでカシメ片４６１を列設したアルミニウム部材であり、両縁部の間に第１タンク部材４５０を嵌め入れるともに、所要のカシメ片４６１を変形して第１タンク部材４５０を保持する構成となっている。また、各第２タンク部材４６０の要所には、入口コネクタ４１０、出口コネクタ４２０、及び受液器用コネクタ４４０をそれぞれ接続するための開口部が設けられている。
【００３０】
仕切部材４３０は、筒体の内周面に縁部をろう付けされる板状のアルミニウム部材であり、第２タンク部材４６０に設けられた孔部４６２から筒体の外部に露出する凸部４３１と、第１タンク部材４５０の縁部が突き当てられる段部４３２とを有する。筒体に対する仕切部材４３０の位置決めは、凸部４３１を孔部４６２に挿入してなされる。
【００３１】
図４は、第１タンク部材４５０を作成するためのプレス装置１０の説明図である。つまり、第１タンク部材４５０は、プレス装置１０を用いてプレートＰを立体的に塑性変形してなるプレス成形部材である。
【００３２】
同図に示すプレス装置１０は、上金型２０及び下金型３０にてプレートＰを加圧し、これを所定の形状に成形する構成となっている。
【００３３】
更に、図５に示すように、上金型２０は、プレートＰの縁部にテーパ４５０ｂを形成する面押し部２１を備えている。プレートＰの縁部にテーパ４５０ｂを設ければ、第１タンク部材４５０と仕切部材４３０との組み付け精度の向上が達成される。
【００３４】
つまり、プレートＰは、所定の大きさに剪断してなるものであり、その縁部には、多少のバリ（burr）が存在するところ、本例によれば、テーパ４５０ｂを形成してそのようなバリを解消し、第１タンク部材４５０の縁部と仕切部材４３０の段部４３２との嵌合性を正確に確保する構成となっている。
【００３５】
更に、本例のように、上金型２０がプレートＰの縁部を押え付ける構成であれば、第１タンク部材４５０における寸法のばらつきをより確実に解消することができる。従って、第１タンク部材４５０と仕切部材４３０との間に隙間が形成される心配はない。故に、ろう付けの信頼性も向上される。
【００３６】
一方、下金型３０は、プレートＰの余肉を逃がすための凹部３１を備えている。凹部３１によれば、プレス装置、金型、及びプレート等の微妙な特性により、プレートＰに多少の余肉が発生しても、その余肉を効率よく逃がすことができ、余肉による第１タンク部材４５０の微妙な寸法誤差を確実に回避することができる。
【００３７】
そして、余肉は、前述した曲げごろし部４５０ａとなる。この曲げごろし部４５０ａは、プレートのＲ部の外側に設けられ、タンク４００の外周面に位置する構成となっている。故に、第１タンク部材４５０と仕切部材４３０とを組み付ける際に、曲げごろし部４５０ａが邪魔になることはない。
【００３８】
尚、曲げごろし部４５０ａは、通常は極めて微細な大きさである。但し、その大きさは、余肉の発生具合によって異なる。或いは、曲げごろし部４５０ａは形成されない場合もある。
【００３９】
以上説明したように、本例は、極めて合理的に製造することができる熱交換器であり、冷凍サイクルの放熱器として好適に利用することができる。また、冷凍サイクルの放熱器を製造する本例の構成は、エバポレータ、ラジエータ、ヒータコア等、他の熱交換器を製造する場合にも応用することが可能である。
【００４０】
【発明の効果】
本願第１請求項に記載した発明は、媒体を流通するチューブと、前記チューブの端部を接続したタンクとを備え、前記媒体が前記チューブに伝わる熱にて熱交換を行う熱交換器において、当該熱交換器は、複数のアルミニウム部材をろう付けして製造され、前記アルミニウム部材のうち少なくとも一つは、前記タンクを構成する部材であり且つプレス装置を用いてプレートを立体的に塑性変形してなるプレス成形部材であり、前記プレス成形部材は、プレートの縁部にテーパと、プレートを曲げてなるＲ部を備え、更に前記Ｒ部の外側には、前記塑性変形の際生じる余肉からなる曲げごろし部を備えた構成の熱交換器である。
また、本願第２請求項に記載した発明は、媒体を流通するチューブと、前記チューブの端部を接続したタンクとを備え、前記媒体が前記チューブに伝わる熱にて熱交換を行う熱交換器の製造方法において、当該熱交換器は、複数のアルミニウム部材をろう付けして製造され、前記アルミニウム部材のうち少なくとも一つは、前記タンクを構成する部材であり且つプレス装置を用いてプレートを立体的に塑性変形してなるプレス成形部材であり、前記プレス装置の金型は、一対の上金型及び下金型で構成され、前記上金型は、前記プレートの縁部にテーパを形成する面押し部を備え、また、下金型は、前記プレートを加圧した際に当該プレートに曲げ部を形成するための部位と、プレートを加圧した際に生じる余肉を、前記プレート曲げ部の外側の位置に逃がすための凹部とを備え、
前記金型で前記プレートを加圧して、前記テーパと、外側に余肉を設けた曲げ部とを共に備えたプレス成形部材を形成する熱交換器の製造方法である。
このような構成によると、当該熱交換器は合理的に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の具体例に係り、熱交換器を示す正面図である。
【図２】  本発明の具体例に係り、熱交換器の要部を示す斜視図である。
【図３】  本発明の具体例に係り、熱交換器の要部を示す分解斜視図である。
【図４】  本発明の具体例に係り、プレス装置の説明図である。
【図５】  本発明の具体例に係り、プレス装置の金型の説明図である。
【符号の説明】
１０      プレス装置
２０      上金型
２１      面押し部
３０      下金型
３１      凹部
Ｐ      プレート
１００      熱交換器
２００      チューブ
３００      フィン
４００      タンク
４１０      入口コネクタ
４２０      出口コネクタ
４３０      仕切部材
４３１      凸部
４３２      段部
４４０      受液器用コネクタ
４５０      第１タンク部材
４５０ａ      曲げごろし部
４５０ｂ      テーパ
４５１      スリッド
４６０      第２タンク部材
４６１      カシメ片
４６２      孔部
５００      サイドプレート
６００      受液器
７００      ブラケット
【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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