(57)【要約】【課題】  熱交換器のチューブの端部とタンクとの接続部のろう付けの信頼性を向上させること。【解決手段】  チューブ３の端部外周に環状の凸条４を形成し、その凸条４の頂部の断面外周を弧状にする。そしてタンク本体１の挿通孔２の孔縁部に凸条４に整合する環状凹部５を形成し、凸条４の最外周位置4aが環状凹部５内に位置した状態で、その挿通部を一体にろう付け固定する。【選択図】        図１
2009204216.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンク本体(1)の挿通孔(2)にチューブ(3)の端部が挿通され、その挿通部が一体にろう付け固定された熱交換器のチューブ端接合構造において、
そのチューブ(3)の端部外周に環状の凸条(4)が形成され、その凸条(4)はその頂部の断面外周が弧状に形成され、
タンク本体(1)の前記挿通孔(2)の孔縁部の外面側に前記凸条(4)に整合する環状凹部(5)が形成され且つ、その環状凹部(5)からタンク本体(1)の内面側に、前記チューブ(3)の凸条(4)の先端側外周に整合する先端挿通部(2a)が形成され、
そのチューブ(3)の端部がタンク本体(1)の挿通孔(2)に挿通され、そのチューブ(3)の凸条(4)が前記挿通孔(2)の環状凹部(5)に嵌着され、前記凸条(4)の最外周位置(4a)が前記環状凹部(5)内に位置した状態で、その挿通部が一体にろう付け固定されたことを特徴とする熱交換器のチューブ端接合構造。
【請求項２】
請求項１において、
前記チューブ(3)は、その軸線方向への圧縮外力により塑性変形して前記環状の前記凸条(4)が形成されたものであり、
前記環状凹部(5)は、その断面内周がチューブの軸線に平行に所定深さｖ形成されたことを特徴とする熱交換器のチューブ端接合構造。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記タンク本体(1)が円筒形に形成され、その軸線に直交して偏平な前記挿通孔(2)がその円筒の外周面に形成され、その挿通孔(2)に偏平な前記チューブ(3)の端部が挿通固定された熱交換器のチューブ端接合構造。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の熱交換器のチューブ(3)の端部に環状の凸条(4)を成形する方法において、
第１固定金型(6)で前記チューブ(3)の先端部外周を把持すると共に、その第１固定金型(6)の端面(6a)に僅かの隙間(7)を開けて第２固定金型(8) の端面(8a)が対向するようにして、その第２固定金型(8)によりチューブ(3)の前記先端部以外を把持し、且つ可動金型(9)の端部(9a)をそのチューブ(3)の先端部内面に、前記隙間(7)の位置を通過して挿入すると共に、その可動金型(9)の前記端部(9a)に隣接した段付き拡大部(10)の端面(11)をチューブ(3)の先端面(3a)に突き当てて、その可動金型(9)を前記第２固定金型(8)側に押し込むことにより、前記隙間(7)の位置で、チューブ(3)の端部外面に環状の前記凸条(4)を形成することを特徴とする熱交換器のチューブ端部の成形方法。
【請求項５】
請求項４において、
前記チューブ(3)が偏平に形成されると共に、前記タンク本体(1)が円筒形に形成され、
前記第１固定金型(6)の端面(6a)とそれに対向する第２固定金型(8)の端面(8a)とが、その円筒形の横断面外周に整合したものを用いた熱交換器のチューブ端部の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多数の偏平チューブが並列されたコアと、各チューブ端が挿通されるパイプ材等からなるタンクとを有する熱交換器において、チューブ端とタンクとのろう付け部の接合構造およびそのチューブ端部の成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一例として、図８に示す熱交換器が知られている。これは、一対のタンク本体１とチューブ＆フィンからなるコアとの組み合わせよりなり、各タンク本体１は円形パイプの上下両端を端蓋14で閉塞し、その円形パイプの軸線に直交して多数の偏平孔をその外周に並列する。そして、コアは多数の偏平なチューブ３を並列すると共に、それらの間にフィン13を配置し、その上下両端に支持材15を設ける。そしてそのコアの両端に一対のタンク本体１を配置すると共に、各チューブ３の端部をタンク本体１の偏平孔に挿通し、全体を一体にろう付けしたものである。
【０００３】
このような熱交換器において、チューブ３とタンク本体１とのろう付け部の信頼性を向上させるため、下記特許文献に記載された提案がされている。この熱交換器は図９，図１０に示すように、偏平なチューブ３の両端部に平面弧状の凸条４を形成し、その凸条４の先端縁をタンク本体１の挿通孔２の孔縁部に位置して、両者間を一体にろう付け固定し、その挿通部にろうフィレット16を形成したものである。
【０００４】
なお、チューブ３に凸条４を形成するには、図１１に示すようにしていた。即ち、チューブ３の上下両面を一対のクランプ17，18で固定し、チューブ３の端部を両クランプ17，18の先端の凹部23内に露出させる。なお、凹部23の底面には環状凹部21が形成されている。係る状態で、パンチ19をクランプ側に押し込む。このパンチ19は先端にチューブ３の外周に整合する孔22が形成されたものであり、その孔22の底部20をチューブ３の端面に突き当て、チューブ３の端部を圧縮することにより、環状凹部21に凸条４を形成させるものである。
【０００５】
【特許文献１】実開平６−４０６８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のチューブ端とタンクとの接合構造は、チューブ３の端部に突設形成される凸条４と挿通孔２の孔縁部との間は面接触ではなく殆ど線接触のため、そこにおけるろう付けの信頼性が不確かなものである。何故ならば、凸条４はその断面外周が小さな円弧状に形成されるため、それとタンク本体１の外面との間は線状にしか接触しない。そのため、チューブ３に凸条４を設けても、ろう付けの信頼性の向上は期待できないものである。
【０００７】
また、従来の図１１に示す方法による、チューブ端の凸条４の成形は、チューブ３の周りに凸条４が不均一に形成されるおそれがある。何故ならば、図１１において一対のクランプ17，18でチューブ３を把持し、パンチ19の底部20によってチューブ３の端面を押圧した場合、チューブ３はその内面側において自由な変形を許すことになり、それに基づいてチューブ３の外周の凸条４が不均一になりがちである。
【０００８】
また、本発明者の実験によれば凸条４とチューブ３の先端との距離Ｌ２は比較的正確に維持できるものの、両凸条４間の距離Ｌ１は誤差が生じがちである。これは長尺なチューブ３材から所定長さに切り出す際に、その切り出し長さＬ０に誤差が生じがちだからである。
このようにしてＬ１に誤差が生じると、凸条４とタンク本体１の挿通孔２の孔縁部とが接触しないことがしばしばおき、ろう付けの信頼性をさらに阻害することになっていた。
そこで本発明は、係る問題点を解決することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の本発明は、タンク本体(1)の挿通孔(2)にチューブ(3)の端部が挿通され、その挿通部が一体にろう付け固定された熱交換器のチューブ端接合構造において、
そのチューブ(3)の端部外周に環状の凸条(4)が形成され、その凸条(4)はその頂部の断面外周が弧状に形成され、
タンク本体(1)の前記挿通孔(2)の孔縁部の外面側に前記凸条(4)に整合する環状凹部(5)が形成され且つ、その環状凹部(5)からタンク本体(1)の内面側に、前記チューブ(3)の凸条(4)の先端側外周に整合する先端挿通部(2a)が形成され、
そのチューブ(3)の端部がタンク本体(1)の挿通孔(2)に挿通され、そのチューブ(3)の凸条(4)が前記挿通孔(2)の環状凹部(5)に嵌着され、前記凸条(4)の最外周位置(4a)が前記環状凹部(5)内に位置した状態で、その挿通部が一体にろう付け固定されたことを特徴とする熱交換器のチューブ端接合構造である。
【００１０】
請求項２に記載の本発明は、請求項１において、
前記チューブ(3)は、その軸線方向への圧縮外力により塑性変形して前記環状の前記凸条(4)が形成されたものであり、
前記環状凹部(5)は、その断面内周がチューブの軸線に平行に所定深さｖ形成されたことを特徴とする熱交換器のチューブ端接合構造である。
【００１１】
請求項３に記載の本発明は、請求項１または請求項２において、
前記タンク本体(1)が円筒形に形成され、その軸線に直交して偏平な前記挿通孔(2)がその円筒の外周面に形成され、その挿通孔(2)に偏平な前記チューブ(3)の端部が挿通固定された熱交換器のチューブ端接合構造である。
【００１２】
請求項４に記載の本発明は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の熱交換器のチューブ(3) の端部に環状の凸条(4)を成形する方法において、
第１固定金型(6)で前記チューブ(3)の先端部外周を把持すると共に、その第１固定金型(6)の端面(6a)に僅かの隙間(7)を開けて第２固定金型(8)の端面(8a)が対向するようにして、その第２固定金型(8)によりチューブ(3)の前記先端部以外を把持し、且つ可動金型(9) の端部(9a)をそのチューブ(3)の先端部内面に、前記隙間(7)の位置を通過して挿入すると共に、その可動金型(9)の前記端部(9a)に隣接した段付き拡大部(10)の端面(11)をチューブ(3)の先端面(3a)に突き当てて、その可動金型(9)を前記第２固定金型(8)側に押し込むことにより、前記隙間(7)の位置で、チューブ(3)の端部外面に環状の前記凸条(4)を形成することを特徴とする熱交換器のチューブ端部の成形方法である。
【００１３】
請求項５に記載の本発明は、請求項４において、
前記チューブ(3)が偏平に形成されると共に、前記タンク本体(1)が円筒形に形成され、
前記第１固定金型(6)の端面(6a)とそれに対向する第２固定金型(8)の端面(8a)とが、その円筒形の横断面外周に整合したものを用いた熱交換器のチューブ端部の成形方法である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の熱交換器のチューブ端接合構造は、チューブ３の端部がタンク本体１の挿通孔２に挿通されて、ろう付け固定されたものにおいて、そのチューブ端の凸条４がタンク本体１の挿通孔２の環状凹部５に嵌着され、凸条４の最外周位置4aが環状凹部５内に位置した状態でろう付け固定されたから、凸条４はその断面の頂部から先端縁まで環状凹部５内でろう付けされ、ろう付け面積が大きくなり、ろう付けの信頼性が向上する。即ち、漏れのないチューブ端接合構造を提供できる。
【００１５】
上記構成において、環状凹部５としてその断面外周をチューブの軸線に平行に所定深さｖ形成することができる。この場合には、チューブ３の長さに製造誤差が生じても、一定範囲で凸条４の最外周位置4aが環状凹部５の内面に接することができ、より信頼性の高いろう付け構造を提供できる。
【００１６】
次に、本発明の熱交換器のチューブ端部の成形方法は、チューブ３の外周を第１固定金型６と第２固定金型８とで把持すると共に、それらの間に隙間７を空け、可動金型９の端部をチューブ３に挿入して、それを前記隙間７の位置まで挿通し、可動金型９の端面11によってチューブ端を押し込むことにより、隙間７の位置に凸条４を形成するものである。それ故、凸条４を隙間７の位置に正確に設けることができると共に、チューブの内面側に可動金型９が挿通されているため、凸条４の近傍の内面側への変形を防止し、その内周面を可動金型９の外周に整合させ、均一で精度の高い凸条４をチューブ端部に成形することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、図面に基づいて本発明の実施の形態につき説明する。
図１は本発明の熱交換器のチューブ端接合構造の要部横断面図及びそのＢ部拡大図である。また、図２は同構造のチューブ３とタンク本体１との分解斜視図及びＢ部拡大図である。そして図３は同構造に用いられるチューブ３の正面図及び側面図であり、図４は図２のＩＶ−ＩＶ矢視断面略図である。
この実施例の接合構造の対象とする熱交換器は、図８に示すものと同様のものであり、アルミニュームの押出材からなるタンク本体１と、多数のチューブ３及びフィン13で構成されたコアとからなるものである。この例において、従来技術と同一の部品は同一の符号を付してある。
【００１８】
そしてチューブ３の端部外周には、図２に示す如く、凸条４が設けられ、その凸条４はタンク本体１の外周面に沿う平面円弧状に形成されている。なお、凸条４の形成は後述する図５〜図７の成形工程によって行われる。
タンク本体１には、切削加工等により図２及び図４に示す多数の挿通孔２が並列形成されている。この環状凹部５は、チューブ３の凸条４に整合する。そして環状凹部５の先端側に凸条４を除くチューブ３の外周に整合する先端挿通部2aが穿設される。
なお、環状凹部５は図２（Ｂ）に示す如く、その断面内周が凸条４の最外形状に等しく且つ、それがチューブの軸線に平行に深さｖ形成されている。
【００１９】
このようにしてなるチューブ３の先端部をタンク本体１の挿通孔２に挿通する。すると、図１に示す如くチューブ３の凸条４が環状凹部５に嵌着し、そのチューブ３の先端部がタンク本体１の先端挿通部2aに挿通される。このとき図１（Ｂ）に示す如く、凸条４の最大の外径となる最外周位置4aが環状凹部５内に位置する。そしてその最外周位置4aは、チューブ３が環状凹部５の入口部の平行長さｖの範囲で移動しても、環状凹部５内に最外周位置4aが位置する。従って、チューブ３の長さが製造誤差により僅かに変化しても、凸条４の最外周位置4aを環状凹部５の範囲ｖ内に隣接させることができる。そのため、ろう付けによってろうフィレット16を形成した際、チューブ３はその凸条４の頂部から側部においてタンク本体１とろう付けされ、ろう付け面積が広くなりろう付けの信頼性が向上する。
【００２０】
〔チューブ端部の成形方法〕
次に、チューブ３の端部に形成する凸条４の成形方法につき説明する。図５はその成形方法を示す平面説明図であり、図６は同正面説明図。図７はチューブ３の端部に挿入される可動金型９の平面図である。
この成形方法は、図６に示す如く、チューブ３の先端部外周を一対の下金型6c，上金型6bからなる第１固定金型６で把持し、それ以外の部分を一対の下金型8c，上金型8bからなる第２固定金型８で把持する。
なお、この例ではチューブ３の左端はストッパ部材24に突き当てられている。そして、第２固定金型８の端面8aと第１固定金型６の端面6aとの間には、図５に示す、隙間７が形成されている。この隙間７は、チューブ３に形成される凸条４の幅に等しい。
【００２１】
チューブ３の先端開口には、図７に示す、可動金型９の端部9aが挿通される。可動金型９の端部9aはチューブ３の内周に整合し、端部9aの後端に端面11を介して段付き状に拡大部10が形成されている。この例では、拡大部10はチューブ３の外周に整合する。そして、第１固定金型６と第２固定金型８とによりチューブ３の外周を把持した状態で、可動金型９の端部9aをチューブ３の開口端部に挿入すると共に、可動金型９の端面11をチューブ３の先端面3aに当接する。係る状態で図５及び図６の如く、可動金型９を矢印方向に外力を加えて移動する。するとチューブ３は塑性変形されて、第１固定金型６の端面6aと第２固定金型８の端面8aとの隙間７に沿って凸条４が形成される。なお、端面6a，端面8aは予めタンク本体１の環状凹部５に整合するように形成されている。
【００２２】
また、この例ではチューブ３の一端をストッパ部材24に当接させたが、ストッパ部材24を用いずに第２固定金型８の両側に一対の第１固定金型６を配置し、図示しない一対の可動金型によってチューブ３の両端を中心に向けて圧縮することにより、チューブ３の両端部外周に同時に一対の凸条４を形成することもできる。
このときも、可動金型９の端部9aは第１固定金型６，第２固定金型８の隙間７を通過した位置に挿通される。そのため、チューブ３を変形する際に端部9aによってチューブ３の内面側の変形を規制し、均一で精度の良い凸条４を形成することが可能となる。
【００２３】
〔変形例〕
上記の例では、タンク本体１が円筒状に形成されていたが、それを方形に形成したものであっても本発明の適用がある。その場合、凸条４はチューブ３の軸線に対して直交する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の熱交換器のチューブ端接合構造の要部横断面図及びＢ部拡大図。
【図２】同接合構造の分解説明図及びＢ部拡大図。
【図３】同接合構造に用いられるチューブ３の正面図及び側面図。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ矢視断面略図。
【００２５】
【図５】本発明のチューブ端部の成形方法を示す説明的平面図。
【図６】同成形方法を示す正面図。
【図７】同成形方法に用いられる可動金型９の平面図。
【図８】本発明の対象となる熱交換器25の一例を示す斜視略図。
【００２６】
【図９】従来型接合構造に用いられるチューブ３の平面説明図。
【図１０】同接合構造の要部縦断面図。
【図１１】従来のチューブ３の凸条４の成形方法を示す説明図。
【符号の説明】
【００２７】
１  タンク本体
２  挿通孔
2a  先端挿通部
３  チューブ
3a  先端面
４  凸条
4a  最外周位置
５  環状凹部
【００２８】
６  第１固定金型
6a  端面
6b  上金型
6c  下金型
７  隙間
８  第２固定金型
8a  端面
8b  上金型
8c  下金型
【００２９】
９  可動金型
9a  端部
10  拡大部
11  端面
12  出入口パイプ
13  フィン
14  端蓋
15  支持材
16  ろうフィレット
【００３０】
17  クランプ
18  クランプ
19  パンチ
20  底部
21  環状凹部
22  孔
23  凹部
24  ストッパ部材
25  熱交換器
【図１】
2009204216.tif 000003
【図２】
2009204216.tif 000004
【図３】
2009204216.tif 000005
【図４】
2009204216.tif 000006
【図５】
2009204216.tif 000007
【図６】
2009204216.tif 000008
【図７】
2009204216.tif 000009
【図８】
2009204216.tif 000010
【図９】
2009204216.tif 000011
【図１０】
2009204216.tif 000012
【図１１】
2009204216.tif 000013