(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッダー部材（１３）のチューブ穴（１３ａ）に挿入された偏平状のチューブ（１１）の開口部（１１ａ）を、この開口部（１１ａ）に挿入される爪部（１９，１９Ａ）により拡径し、前記開口部（１１ａ）を前記チューブ穴（１３ａ）に密着させる熱交換器チューブ用口拡爪において、
口拡爪本体（１７，１７Ａ）に、前記チューブ（１１）の開口部（１１ａ）への所定深さの挿入により前記チューブ（１１）の長手側面（１１ｂ）を拡径する拡径用爪部（１９，１９Ａ）を形成するとともに、前記拡径用爪部（１９，１９Ａ）の長手方向の両側に突出して、前記チューブ（１１）の開口部（１１ａ）の両側に挿入され、前記拡径用爪部（１９，１９Ａ）を前記開口部（１１ａ）の内側に案内するとともに、前記チューブ（１１）の開口部（１１ａ）の長手方向の両側を、中央部（１１ｅ）より大きく拡径する案内用突部（２１，２１Ａ）を形成してなることを特徴とする熱交換器チューブ用口拡爪。
【請求項２】
ヘッダー部材（１３）のチューブ穴（１３ａ）に、偏平状のチューブ（１１）の開口部（１１ａ）を挿入してなる熱交換器におけるヘッダー部材へのチューブの取付構造において、
前記チューブ（１１）の開口部（１１ａ）の長手方向の両側を、中央部（１１ｅ）より大きく拡径し、前記ヘッダー部材（１３）のチューブ穴（１３ａ）に圧着してなることを特徴とする熱交換器におけるヘッダー部材へのチューブの取付構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヘッダー部材のチューブ穴に挿入される偏平状のチューブの開口部を拡径し、この開口部をチューブ穴に密着させるための熱交換器チューブ用口拡爪、および、この熱交換器チューブ用口拡爪を用いて製造された熱交換器におけるヘッダー部材へのチューブの取付構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ラジエータ等の熱交換器の製造方法では、ヘッダー部材のチューブ穴に偏平状のチューブを挿入した状態で、チューブの開口部を拡径し、この開口部をチューブ穴に密着させることが行われている。
そして、従来、このような製造方法として、例えば、特開昭５９−１８０２９５号公報，特開昭６０−４９８６１号公報に開示されるものが知られている。
【０００３】
図１４は、特開昭６０−４９８６１号公報に開示される製造方法を示すもので、この製造方法では、所定間隔を置いて対向配置されるヘッダー部材１の間に、チューブ２とコルゲートフィン３とが交互に配置されコア部４が組み付けられている。
そして、チューブ２の両端部が、ヘッダー部材１に形成されるチューブ穴１ａに挿入されており、コア部４の両側に配置される治具５に形成される口拡爪６を、チューブ２の開口部２ａに挿入することにより、開口部２ａがチューブ穴１ａに密着される。
【０００４】
このような製造方法では、チューブ２の開口部２ａが、チューブ穴１ａに密着されるため、ヘッダー部材１の倒れをなくし、また、後のろう付けにおけるろう廻り不良を低減することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の製造方法では、図１５に示すように、口拡爪６により口拡されたチューブ２の開口部２ａの端部の一部が潰れ、潰れ部２ｂが形成されるという現象が、往々にして発生するという問題があった。
【０００６】
すなわち、このようなチューブ２の潰れが生じると、内部の冷却液が漏洩するため、その検査には、細心の注意および多大な工数が必要であった。
本発明者は、かかる従来の問題を解決すべく鋭意研究した結果、このような潰れ部２ｂが生じるのは、チューブ２の運搬時、あるいは、組立設備への投入，組立時に、図１６に示すように、チューブ２の長手側面２ｃが内側に向けて変形し、この状態で口拡爪６を挿入すると、口拡爪６が長手側面２ｃに衝突するためであることを見出した。
【０００７】
また、このような扁平状のチューブ２では、長手側面２ｃが図１６に示したように変形した場合にも、チューブ２の長手方向の両側には、所定の空間２ｄが残されていることを見出した。
本発明は、かかる知見に基づいてなされたもので、チューブの開口部が潰れることを容易，確実に解消し、ヘッダー部材にチューブを強固に保持することができる熱交換器チューブ用口拡爪、および、熱交換器におけるヘッダー部材へのチューブの取付構造を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の熱交換器チューブ用口拡爪は、ヘッダー部材のチューブ穴に挿入された偏平状のチューブの開口部を、この開口部に挿入される爪部により拡径し、前記開口部を前記チューブ穴に密着させる熱交換器チューブ用口拡爪において、口拡爪本体に、前記チューブの開口部への所定深さの挿入により前記チューブの長手側面を拡径する拡径用爪部を形成するとともに、前記拡径用爪部の長手方向の両側に突出して、前記チューブの開口部の両側に挿入され、前記拡径用爪部を前記開口部の内側に案内するとともに、前記チューブの開口部の長手方向の両側を、中央部より大きく拡径する案内用突部を形成してなることを特徴とする。
【０００９】
請求項２の熱交換器におけるヘッダー部材へのチューブの取付構造は、ヘッダー部材のチューブ穴に、偏平状のチューブの開口部を挿入してなる熱交換器におけるヘッダー部材へのチューブの取付構造において、前記チューブの開口部の長手方向の両側を、中央部より大きく拡径し、前記ヘッダー部材のチューブ穴に圧着してなることを特徴とする。
【００１０】
（作用）
請求項１の熱交換器チューブ用口拡爪では、先ず、拡径用爪部の長手方向の両側に形成される案内用突部が、チューブの開口部の両側に挿入され、拡径用爪部がチューブの開口部の内側に案内される。
【００１１】
そして、拡径用爪部が挿入され、拡径用爪部によりチューブの開口部の長手方向の両側が、中央部より大きく拡径されて拡径部を形成し、チューブの開口部の短径方向の両側をヘッダー部材のチューブ穴に圧着される。
請求項２の熱交換器におけるヘッダー部材へのチューブの取付構造では、チューブの開口部の長手方向の両側が、中央部より大きく拡径され、チューブの開口部の長手方向の両側が、ヘッダー部材のチューブ穴に圧着される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細を図面に示す実施形態について説明する。
図１ないし図３は、本発明の熱交換器チューブ用口拡爪の第１の実施形態を示している。
なお、この実施形態では、図４に示すような偏平状の断面を有するアルミニウム製のチューブ１１を、図５に示すように、アルミニウム製のヘッダー部材１３のチューブ穴１３ａに挿入した状態で、チューブ１１の開口部１１ａに、口拡爪１５を挿入することにより開口部１１ａが拡径され、開口部１１ａがチューブ穴１３ａに密着される。
【００１３】
図１ないし図３において符号１７は、例えば、工具鋼からなる偏平状の口拡爪本体を示している。
この口拡爪本体１７には、図１の二点鎖線Ａの下部に拡径用爪部１９が一体形成され、二点鎖線Ａの上部で拡径用爪部１９の長手方向の両側に、案内用突部２１が突出して一体形成されている。
【００１４】
拡径用爪部１９は、後述する図６の（ｃ）に示すように、チューブ１１の開口部１１ａへの所定深さの挿入によりチューブ１１の長手側面１１ｂを拡径する働きを有している。
また、案内用突部２１は、後述する図６の（ａ）に示すように、チューブ１１の開口部１１ａの両側に挿入され、図６の（ｂ）に示すように、拡径用爪部１９を開口部１１ａの内側に案内する働きを有している。
【００１５】
すなわち、図４に示すように、チューブ１１の内面の短径寸法をＷ２とすると、図２に示すように、頂点Ｐから距離Ｌの二点鎖線Ａの断面において、その断面幅Ｗが、Ｗ２と同一の寸法に設定され、二点鎖線Ａと頂点Ｐまでの間が案内用突部２１とされている。
この実施形態では、案内用突部２１の間には、長手方向の中心軸の両側に一対の第１の傾斜面１９ａが形成されている。
【００１６】
この一対の第１の傾斜面１９ａの頂角θ１は、図２に示すように、例えば、７７度程度に設定されている。
また、一対の案内用突部２１の頂点Ｐの間隔は、一対の頂点Ｐが、図４に示したチューブ１１の内側の点Ｐ１に位置するような間隔に設定されている。
なお、この実施形態では、図４に示したチューブ１１は、肉厚０．２５ｍｍのアルミニウム材からなり、長手方向の長さＬが、２５．５ｍｍ、厚さＷが１．７ｍｍとされている。
【００１７】
一方、口拡爪本体１７は、図３に示すように、長手方向の長さＬ１が２４ｍｍ、厚さＷ１が４．０ｍｍとされ、一対の案内用突部２１の頂点Ｐの間隔Ｌ２が、２１．３ｍｍとされている。
案内用突部２１の頂点Ｐからは、長手方向の中心軸の両側に、第１の傾斜面１９ａに連続する一対の第２の傾斜面２３が形成されている。
【００１８】
この第２の傾斜面２３の傾斜角θ２は、図１に示すように、例えば、３０度程度の角度に設定されている。
また、案内用突部２１の頂点Ｐからは、図１に示すように、外側に向けて、第３の傾斜面２７が形成されている。
この第３の傾斜面２７の傾斜角θ３は、例えば、４３度程度の角度に設定されている。
【００１９】
そして、案内用突部２１の一対の第２の傾斜面２３からは、図２に示すように、長手方向の中心軸の両側に、第４の傾斜面２９が形成されている。
この第４の傾斜面２９は、口拡爪本体１７まで延在され、頂角θ４が、例えば、３０度程度の角度に設定されている。
すなわち、この実施形態では、案内用突部２１の頂点Ｐからは、口拡爪本体１７の長手方向の中央部に向かい、かつ、短手方向の両側に広がる稜線ＰＤが形成されている。
【００２０】
そして、この稜線ＰＤが、チューブ１１の開口部１１ａの内面に当接することにより、チューブ１１の開口部１１ａの長手側面１１ｂが拡径される。
上述した口拡爪１５を使用して、チューブ１１の拡径が以下述べるようにして行われる。
すなわち、この実施形態では、図４に示すようなチューブ１１を、図５に示すように、ヘッダー部材１３のチューブ穴１３ａに挿入した状態で、チューブ１１の開口部１１ａに、口拡爪１５を挿入することにより開口部１１ａが拡径され、開口部１１ａがチューブ穴１３ａに密着される。
【００２１】
そして、図６の（ａ）に示すように、チューブ１１の長手側面１１ｂが内側に向けて変形している時には、以下述べるようにしてチューブ１１の拡径が行われる。
先ず、口拡爪１５をチューブ１１側に移動することにより、拡径用爪部１９の長手方向の両側に形成される案内用突部２１の頂点Ｐが、チューブ１１の開口部１１ａの両側の空間１１ｃに挿入される。
【００２２】
次に、口拡爪１５をさらに挿入することにより、案内用突部２１によりチューブ１１の開口部１１ａの両側が拡径され、（ｂ）に示すようにチューブ１１が変形し、拡径用爪部１９が円滑に挿入可能な空間１１ｄが確保される。
【００２３】
次に、口拡爪１５をさらに挿入することにより、空間１１ｄに拡径用爪部１９が挿入され、（ｃ）および（ｄ）に示すように、拡径用爪部１９によりチューブ１１の長手側面１１ｂが拡径される。
なお、（ｄ）は、（ｃ）の状態におけるチューブ１１の幅方向の中央部の縦断面を示している。
【００２４】
そして、口拡爪１５をさらに挿入することにより、チューブ１１の開口部１１ａの長手側面１１ｂが全体的に拡径されチューブ穴１３ａに密着される。
なお、この実施形態において、図６の（ｂ）は、口拡爪１５の案内用突部２１を頂点Ｐから１．５ｍｍチューブ１１に挿入した状態を示している。
また、（ｃ）は、（ｂ）の状態から、さらに下方に、１．５ｍｍ挿入した状態を示している。
【００２５】
そして、この実施形態では、（ｃ）の状態から、さらに０．５ｍｍ挿入した状態で拡径加工が終了される。
上述した熱交換器チューブ用口拡爪では、口拡爪本体１７に、チューブ１１の開口部１１ａへの所定深さの挿入によりチューブ１１の長手側面１１ｂを拡径する拡径用爪部１９を形成し、拡径用爪部１９の長手方向の両側に突出して、チューブ１１の開口部１１ａの両側に挿入され、開口部１１ａの両側を拡径する案内用突部２１を形成したので、案内用突部２１および拡径用爪部１９がチューブ１１の端部に衝突することがなくなり、この結果、チューブ１１の開口部１１ａが潰れることを容易，確実に解消することができる。
【００２６】
図７ないし図９は、本発明の熱交換器チューブ用口拡爪の第２の実施形態を示している。
これ等の図において符号１７Ａは、例えば、工具鋼からなる偏平状の口拡爪本体を示している。
この口拡爪本体１７Ａには、図７の二点鎖線Ｂの下部に拡径用爪部１９Ａが一体形成され、この二点鎖線Ｂの上部で拡径用爪部１９Ａの長手方向の両側に、案内用突部２１Ａが突出して一体形成されている。
【００２７】
この実施形態では、案内用突部２１Ａの頂点Ｐから内側にむけて、一対の第１の傾斜面３３が形成され、中央において接続されている。
また、長手方向の中心軸の両側に、第１の傾斜面３３に連続する一対の第２の傾斜面３５が形成されている。
そして、案内用突部２１Ａの頂点Ｐからは、図７に示すように、外側に向けて、第３の傾斜面３７が形成されている。
【００２８】
すなわち、この実施形態では、案内用突部２１Ａの頂点Ｐからは、口拡爪本体１７Ａの長手方向の中央部に向かい、かつ、短手方向の両側に広がる稜線ＰＳが形成されている。
そして、この稜線ＰＳが、チューブ１１の開口部１１ａの内面に当接することにより、チューブ１１の開口部１１ａの長手側面１１ｂが拡径される。
【００２９】
そして、図４に示したように、チューブ１１の内面の短径寸法をＷ２とすると、図９に示すように、頂点Ｐから距離Ｌの二点鎖線Ｂの断面において、その断面幅Ｗが、Ｗ２と同一の寸法に設定され、二点鎖線Ｂと頂点Ｐまでの間が案内用突部２１Ａとされている。
この実施形態の熱交換器チューブ用口拡爪では、口拡爪本体１７Ａに、チューブ１１の開口部１１ａへの所定深さの挿入によりチューブ１１の長手側面１１ｂを拡径する拡径用爪部１９Ａを形成し、拡径用爪部１９Ａの長手方向の両側に突出して、チューブ１１の開口部１１ａの両側に挿入され、開口部１１ａの両側を拡径する案内用突部２１Ａを形成したので、案内用突部２１Ａおよび拡径用爪部１９Ａがチューブ１１の端部に衝突することがなくなり、この結果、チューブ１１の開口部１１ａが潰れることを容易，確実に解消することができる。
【００３０】
図１０は、本発明の熱交換器におけるヘッダー部材へのチューブの取付構造の一実施形態を示すもので、この実施形態では、ヘッダー部材１３のチューブ穴１３ａに挿入されるチューブ１１の開口部１１ａの長手方向の両側が、中央部１１ｅより大きく拡径され、チューブ１１の開口部１１ａの長手方向の両側に拡径部１１ｆが形成されている。
【００３１】
そして、この拡径部１１ｆにおいては、図１１に示すように、チューブ１１の開口部１１ａの短径方向の両側が、ヘッダー部材１３のチューブ穴１３ａに圧着されている。
なお、この拡径部１１ｆの形成は、上述した熱交換器チューブ用口拡爪を用いて上述したようにして行われる。
【００３２】
この熱交換器におけるヘッダー部材へのチューブの取付構造では、ヘッダー部材１３にチューブ１１を強固に保持することが可能になり、図１２に示すように、ヘッダー部材１３とチューブ１１とを９０度の角度θで確実に保持することができる。
そして、コア部の組み付け後に、洗浄を行い、乾燥炉、余熱炉、焼付炉を通過させてもヘッダー部材１３とチューブ１１との位置関係が保たれていることが確認された。
【００３３】
そして、この実施形態の取付構造では、ヘッダー部材１３とチューブ１１との位置関係を強固に保持することが可能になるため、図１３に示すように、コア部３９を水平にして搬送する時に、ヘッダー部材１３を搬送面４１に直接載置した状態で搬送することが可能になる。
すなわち、従来の取付構造では、ヘッダー部材１３とチューブ１１との保持強度が弱いため、例えば、コア部３９を結束する結束焼付治具４３をコア部３９に配置し、この結束焼付治具４３によりヘッダー部材１３を搬送面４１Ａから浮かせた状態で搬送し、ヘッダー部材１３に外力が作用しないように配慮する必要があったが、本発明の取付構造では、ヘッダー部材１３を浮かせる必要がなくなり、コア部３９の搬送を容易なものにすることができるとともに、焼付治具の熱容量を低減して効率的焼付が行なえる。
【００３４】
なお、図１３は、コア部３９を概略的に示すもので、符号４５はレインフォースを、符号４７はコルゲートフィンを示している。
なお、上述した実施形態では、チューブ１１をヘッダー部材１３に挿入した後、口拡爪１５を移動してチューブ１１の開口部１１ａに挿入した例について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、例えば、ヘッダー部材１３のチューブ穴１３ａに口拡爪１５を所定深さ挿入した後、チューブ１１を移動して、チューブ１１のチューブ穴１３ａへの挿入と同時に口拡するようにしても良い。
【００３５】
また、上述した実施形態では、本発明をラジエータに適用した例について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、例えば、コンデンサ等の熱交換器にも広く適用することができる。
さらに、上述した実施形態では、口拡爪本体１７に単一の爪部を形成し、複数の口拡爪本体１７を組立装置に組み込む構成例について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、例えば、口拡爪本体１７を長尺状の板材により形成し、この板材に間隔を置いて爪部を一体形成するようにしても良い。
【００３６】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１の熱交換器チューブ用口拡爪では、口拡爪本体に、チューブの開口部への所定深さの挿入によりチューブの長手側面を拡径する拡径用爪部を形成し、拡径用爪部の長手方向の両側に突出して、チューブの開口部の両側に挿入され、拡径用爪部を開口部の内側に案内するとともに、チューブの開口部の長手方向の両側を、中央部より大きく拡径する案内用突部を形成したので、案内用突部および拡径用爪部がチューブの端部に衝突することがなくなり、この結果、チューブの開口部が潰れることを容易，確実に解消することができる。
【００３７】
請求項２の熱交換器におけるヘッダー部材へのチューブの取付構造では、チューブの開口部の長手方向の両側を、中央部より大きく拡径し、ヘッダー部材のチューブ穴に圧着したので、ヘッダー部材にチューブを強固に保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の熱交換器チューブ用口拡爪の第１の実施形態を示す側面図である。
【図２】図１の正面図である。
【図３】図１の上面図である。
【図４】図１の口拡爪の拡径対象となるチューブを示す説明図である。
【図５】図１の口拡爪による拡径方法を示す説明図である。
【図６】チューブの長手側面が内側に変形している場合における図１の口拡爪による拡径方法を示す説明図である。
【図７】本発明の熱交換器チューブ用口拡爪の第２の実施形態を示す側面図である。
【図８】図１の上面図である。
【図９】図１の正面図である。
【図１０】本発明の熱交換器におけるヘッダー部材へのチューブの取付構造の一実施形態を示す正面図である。
【図１１】図１０の拡径部の詳細を示す断面図である。
【図１２】ヘッダー部材とチューブとの角度関係を示す説明図である。
【図１３】コア部を搬送している状態を示す説明図である。
【図１４】従来のチューブの拡径方法を示す断面図である。
【図１５】チューブの開口部が潰れた状態を示す説明図である。
【図１６】チューブの変形状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１１  チューブ
１１ａ  開口部
１１ｂ  長手側面
１１ｅ  中央部
１３  ヘッダー部材
１３ａ  チューブ穴
１７，１７Ａ  口拡爪本体
１９，１９Ａ  拡径用爪部
２１，２１Ａ  案内用突部
【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】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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