(57)【要約】【課題】チューブ内部に接合面を有する熱交換器用チューブにおいて、部分的に存在する未ろう付け部を容易に検出可能とする。【解決手段】内部に冷媒が流通するとともに、二つの板状部２１、２２が互いに対向配置されて構成される熱交換器用チューブにおいて、二つの板状部２１、２２のうち少なくとも一方の板状部２１におけるチューブ内方側の面に、ろう付けにより接合される接合面を設け、少なくとも一方の板状部２１における接合面が設けられている部位に、当該少なくとも一方の板状部２１を貫通する貫通孔３１を形成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に流体が流通するとともに、二つの板状部（２１、２２）が互いに対向配置されて構成される熱交換器用チューブであって、
前記二つの板状部（２１、２２）のうち少なくとも一方の板状部（２１）におけるチューブ内方側の面は、ろう付けにより接合される接合面を有しており、
前記少なくとも一方の板状部（２１）における前記接合面が設けられている部位には、当該少なくとも一方の板状部（２１）を貫通する貫通孔（３１）が形成されていることを特徴とする熱交換器用チューブ。
【請求項２】
前記少なくとも一方の板状部（２１）の前記接合面は、他方の板状部（２２）におけるチューブ内方側の面とろう付けにより接合されることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器用チューブ。
【請求項３】
前記二つの板状部（２１、２２）のうち少なくとも一方の板状部（２１）には、他方の板状部（２２）に当接してろう付けされる基板部（２４）と、前記基板部（２４）から前記他方の板状部（２２）と反対側に突き出す形状の突出部（２５）とが形成されており、
前記突出部（２５）と前記他方の板状部（２２）との間に、前記流体が流れる流路部（２６）が構成されており、
前記基板部（２４）における前記他方の板状部（２２）に当接する面が前記接合面になっているとともに、前記基板部（２４）には前記貫通孔（３１）が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の熱交換器用チューブ。
【請求項４】
前記二つの板状部（２１、２２）には、前記基板部（２４）と前記突出部（２５）とがそれぞれ形成されており、
前記二つの板状部（２１、２２）の前記基板部（２４）には、前記貫通孔（３１）がそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項３に記載の熱交換器用チューブ。
【請求項５】
前記二つの板状部（２１、２２）のうち一方の板状部（２１）の前記基板部（２４）に形成される前記貫通孔（３１ａ）と、他方の板状部（２２）の前記基板部（２４）に形成される前記貫通孔（３１ｂ）とが、前記二つの板状部（２１、２２）の配置方向から見て、少なくとも一部が重なるように形成されていることを特徴とする請求項４に記載の熱交換器用チューブ。
【請求項６】
前記二つの板状部（２１、２２）のうち一方の板状部（２１）の前記基板部（２４）に形成される前記貫通孔（３１ａ）と、他方の板状部（２２）の前記基板部（２４）に形成される前記貫通孔（３１ｂ）とが、同一形状に形成されており、かつ、前記二つの板状部（２１、２２）の配置方向から見て完全に重なるように形成されていることを特徴とする請求項４または５に記載の熱交換器用チューブ。
【請求項７】
前記二つの板状部（２１、２２）のうち一方の板状部（２１）の前記基板部（２４）に形成される前記貫通孔（３１ａ）と、他方の板状部（２２）の前記基板部（２４）に形成される前記貫通孔（３１ｂ）とが、前記二つの板状部（２１、２２）の配置方向から見て重ならないように形成されていることを特徴とする請求項４に記載の熱交換器用チューブ。
【請求項８】
前記二つの板状部（２１、２２）には、前記基板部（２４）と前記突出部（２５）とがそれぞれ形成されており、
前記二つの板状部（２１、２２）のうち一方の板状部（２２）の前記基板部（２４）にのみ、前記貫通孔（３１）が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の熱交換器用チューブ。
【請求項９】
前記二つの板状部（２１、２２）のうち少なくとも一方の板状部（２１）における前記接合面に対応する部位には、前記少なくとも一方の板状部（２１）の一部を切り起こすことにより形成された切り起こし部（２７）が設けられており、
前記少なくとも一方の板状部（２１）には、前記切り起こし部（２７）を設けることにより前記貫通孔（３１）が形成されていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載の熱交換器用チューブ。
【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て熱交換のための流体が内部に流れる熱交換器用チューブに関し、冷凍サイクルの凝縮器に用いて好適である。
【背景技術】
【０００２】
従来、熱交換器用チューブとして、チューブを構成する板状部同士を部分的にろう付けにより接合して、チューブの内部に複数の流路を形成したものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記のような熱交換器用チューブを、チューブ内部を流れる流体が高圧になる熱交換器（例えば、冷凍サイクルの凝縮器）に適用する場合、耐圧性および繰り返し加圧に対する耐久性が要求される。
【０００４】
ここで、チューブの耐圧性を保証するための検査方法として、ろう付け後のチューブの内部を所定圧力で加圧することで未ろう付け部の有無を検査する、いわゆる静圧検査法がある。この静圧検査法は、チューブの内部に未ろう付け部が存在すると、その未ろう付け部でチューブが加圧により膨張変形することから、その膨張変形の有無を調べることで、未ろう付け部の有無を調べる検査方法である。
【０００５】
また、チューブの繰り返し加圧に対する耐久性を保証する検査として、所定の検査用圧力での加圧を繰り返して行う加圧繰り返し法がある。
【特許文献１】特開２００４−３７８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、チューブの内部にある接合面の一部が正常にろう付けされていない場合、未ろう付け部の領域の大きさによっては、静圧破壊に対しては十分な強度があるが、加圧を繰り返すことで疲労破壊してしまうという状況が発生する。
【０００７】
しかしながら、このような状況を、上記した静圧検査法や加圧繰り返し法のようにチューブを分解することなく外部から目視等により検出することは難しく、有効な検査方法が存在しないという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記点に鑑み、チューブ内部に接合面を有する熱交換器用チューブにおいて、部分的に存在する未ろう付け部を容易に検出可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、二つの板状部（２１、２２）のうち少なくとも一方の板状部（２１）におけるチューブ内方側の面は、ろう付けにより接合される接合面を有しており、少なくとも一方の板状部（２１）における接合面が設けられている部位には、当該少なくとも一方の板状部（２１）を貫通する貫通孔（３１）が形成されていることを特徴としている。
【００１０】
これによれば、少なくとも一方の板状部（２１）の接合面が部分的にろう付けされていない、すなわち部分的に未ろう付け部が存在する場合、チューブ（１１）の内部に所定圧力の検査流体を導入したときに貫通孔（３１）から検査流体が外部に漏れるため、これによりろう付け不良を検出することができる。このとき、チューブ（１１）を分解する必要がないため、部分的に存在する未ろう付け部を容易に検出することが可能となる。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明のように、少なくとも一方の板状部（２１）の接合面は、他方の板状部（２２）におけるチューブ内方側の面とろう付けにより接合されていてもよい。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明のように、二つの板状部（２１、２２）のうち少なくとも一方の板状部（２１）には、他方の板状部（２２）に当接してろう付けされる基板部（２４）と、基板部（２４）から他方の板状部（２２）と反対側に突き出す形状の突出部（２５）とが形成されており、突出部（２５）と他方の板状部（２２）との間に、流体が流れる流路部（２６）が構成されており、基板部（２４）における他方の板状部（２２）に当接する面が前記接合面になっているとともに、基板部（２４）には貫通孔（３１）が形成されていてもよい。
【００１３】
また、請求項４に記載の発明のように、二つの板状部（２１、２２）には、基板部（２４）と突出部（２５）とがそれぞれ形成されており、二つの板状部（２１、２２）の基板部（２４）には、貫通孔（３１）がそれぞれ形成されていてもよい。
【００１４】
また、請求項５に記載の発明のように、二つの板状部（２１、２２）のうち一方の板状部（２１）の基板部（２４）に形成される貫通孔（３１ａ）と、他方の板状部（２２）の基板部（２４）に形成される貫通孔（３１ｂ）とが、二つの板状部（２１、２２）の配置方向から見て、少なくとも一部が重なるように形成されていてもよい。
【００１５】
また、請求項６に記載の発明のように、二つの板状部（２１、２２）のうち一方の板状部（２１）の基板部（２４）に形成される貫通孔（３１ａ）と、他方の板状部（２２）の基板部（２４）に形成される貫通孔（３１ｂ）とが、同一形状に形成されており、かつ、二つの板状部（２１、２２）の配置方向から見て完全に重なるように形成されていてもよい。
【００１６】
また、請求項７に記載の発明のように、二つの板状部（２１、２２）のうち一方の板状部（２１）の基板部（２４）に形成される貫通孔（３１ａ）と、他方の板状部（２２）の基板部（２４）に形成される貫通孔（３１ｂ）とが、二つの板状部（２１、２２）の配置方向から見て重ならないように形成されていてもよい。
【００１７】
また、請求項８に記載の発明では、二つの板状部（２１、２２）には、基板部（２４）と突出部（２５）とがそれぞれ形成されており、二つの板状部（２１、２２）のうち一方の板状部（２２）の基板部（２４）にのみ、貫通孔（３１）が形成されていることを特徴としている。これによれば、他方の板状部（２１）の基板部（２４）には貫通孔（３１）が形成されていないので、他方の板状部（２１）の基板部（２４）の強度が低下することはない。このため、二つの板状部（２１、２２）の基板部（２４）同士を接合したときに、接合部分の強度が低下することを抑制できる。
【００１８】
また、請求項９に記載の発明では、二つの板状部（２１、２２）のうち少なくとも一方の板状部（２１）における接合面が設けられている部位には、少なくとも一方の板状部（２１）の一部を切り起こすことにより形成された切り起こし部（２７）が設けられており、少なくとも一方の板状部（２１）には、切り起こし部（２７）を設けることにより貫通孔（３１）が形成されていることを特徴としている。これによれば、切り起こし部（３５）にインナーフィン（３）の表面を流れる流体を衝突させて流体の流れを乱してインナーフィン（３）と流体との熱伝達率を増大させることが可能となる。
【００１９】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図１〜図４に基づいて説明する。図１は本発明による熱交換器用チューブを適用した熱交換器１０の全体構造を示す斜視図である。
【００２１】
図１に示すように、熱交換器１０は、冷凍サイクルの圧縮機（図示せず）から吐出された高温高圧の冷媒と空気とを熱交換させて冷媒を凝縮させるものである。具体的には、冷媒が流れる冷媒通路を構成する複数の扁平状チューブ１１と、複数のコルゲートフィン（以下フィンと略す）１２との組み合わせからなる熱交換部１３を有し、この熱交換部１３のチューブ長手方向両端部にタンク部１４、１５を配置する構成になっている。
【００２２】
タンク部１４、１５は、チューブ１１に対する冷媒の分配と集合とを行うものである。両タンク部１４、１５の長手方向両端部には、両タンク部１４、１５を結合して熱交換器１０の矩形状の外形を保持するサイドプレート１６、１７がチューブ１１と平行にそれぞれ配置されている。これらの複数のチューブ１１、複数のフィン１２および両タンク部１４、１５は一体ろう付けにより接合されている。
【００２３】
両タンク部１４、１５は、ろう材（溶加材）がクラッド（被覆）されたアルミニウム系材料からなる円筒状容器である。両タンク部１４、１５には、両タンク部１４、１５の長手方向に並んで形成された複数の挿入穴（図示せず）から複数のチューブ１１の両端部が挿入されている。
【００２４】
一方のタンク部１４のうち長手方向一端側（図１の下端側）部位には、冷凍サイクルの圧縮機（図示せず）から吐出された高温高圧の冷媒をタンク内部に導入するための入口配管（図示せず）が接続される接続ブロック１４ａがろう付けにより接合されている。一方のタンク部１４の長手方向一端部（図１の下端部）には、熱交換器１０を車体に取り付けるための係合突起１４ｂが設けられている。
【００２５】
他方のタンク部１５のうち長手方向一端側（図１の上端側）部位には、タンク内部から冷凍サイクルの膨張弁（図示せず）側へ液相冷媒を流出させるための出口配管（図示せず）が接続される接続ブロック１５ａがろう付けにより接合されている。他方のタンク部１５の長手方向他端部（図１の下端部）には、熱交換器１０を車体に取り付けるための係合突起１５ｂが設けられている。
【００２６】
図２は、本第１実施形態におけるチューブ１１の冷媒流通方向と直交する断面を含む斜視図である。図２に示すように、チューブ１１は、チューブ長手方向Ｘに冷媒が流れるものであり、チューブ長手方向Ｘと直交する横断面でのチューブ１１の形状は細長い略扁平形状である。
【００２７】
チューブ１１は、均一な板厚の板状部材によって構成されている。具体的には、チューブ１１は、例えば、所定厚さの１枚の板状部材を中央部で折り曲げることで、第１板状部２１および第２板状部２２を短径方向Ｙにおいて並行に対向させ、長径方向Ｚの一端部にカシメ部２３を形成することによって構成されている。なお、１枚の板状部材に限らず、２枚の板状部材によってチューブ１１を形成してもよい。
【００２８】
互いに対向する第１、第２板状部２１、２２には、平坦な基板部２４と、基板部２４から外方に向けて突出する突出部２５とが形成されている。そして、第１、第２板状部２１、２２の基板部２４同士が当接してろう付け接合されており、第１、第２板状部２１、２２の突出部２５同士の間に空間が形成されており、互いに対向する突出部２５によって、冷媒が流れる冷媒流路部２６が構成されている。本実施形態では、基板部２４同士が当接してろう付け接合されている部分および冷媒流路部２６はチューブ長手方向Ｘに平行に延びている。また、基板部２４と突出部２５は、長径方向Ｚに交互に複数配置されている。なお、基板部２４の内方側の面、すなわち基板部２４における他の基板部２４が接合される面が、本発明の接合面に相当している。
【００２９】
基板部２４と突出部２５とは、チューブ１１を形成する板状部材のうち突出部２５となる部分を基板部２４となる部分よりも打ち出すことによって形成される。なお、これとは逆に、チューブ１１を形成する板状部材のうち基板部２４となる部分を打ち出すことで、基板部２４と突出部２５とを形成してもよい。
【００３０】
チューブ１１の基板部２４には、当該基板部２４を貫通する貫通孔３１が形成されている。貫通孔３１は、チューブ長手方向Ｘに沿って複数配置されている。各々の貫通孔３１は、細長い長方形であって、チューブ長手方向Ｘに沿って延びて形成されている。なお、貫通孔３１は、基板部２４を打ち抜くことにより構成されている。
【００３１】
図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。図３に示すように、貫通孔３１は、第１、第２板状部２１、２２の基板部２４にそれぞれ形成されている。第１板状部２１の基板部２４に形成される貫通孔３１（以下、第１貫通孔３１ａという）は、第２板状部２２の基板部２４に形成される貫通孔３１（以下、第２貫通孔３１ｂという）と同一形状になっている。また、第１貫通孔３１ａと第２貫通孔３１ｂとは、短径方向Ｙ、すなわち第１、第２板状部２１、２２の配置方向から見て、完全に重なるように配置されている。
【００３２】
続いて、本実施形態におけるチューブ１１の製品品質（耐圧性および繰り返し加圧に対する耐久性）を保証するための検査の方法について説明する。
【００３３】
チューブの耐圧性を保証するための検査方法としては、上記背景技術の欄で説明した静圧検査法がある。また、チューブの繰り返し加圧に対する耐久性を保証する検査としては、上記背景技術の欄で説明した加圧繰り返し法がある。静圧検査法および加圧繰り返し法のいずれにおいても、チューブ１１の内部に所定圧力の検査流体を導入することにより、チューブ１１の内部を加圧している。
【００３４】
図４は、本第１実施形態におけるチューブ１１の冷媒流通方向と直交する断面を示す拡大断面図で、（ａ）は正常にろう付けが行われている状態を示しており、（ｂ）は部分的にろう付け不良が発生している状態を示している。
【００３５】
図４（ａ）に示すように、第１、第２板状部２１、２２の基板部２４同士が正常にろう付けされている場合、チューブ１１の内部に所定圧力の検査流体を導入しても、貫通孔３１がろう材４０により塞がれているため、検査流体が外部に漏れることはない。一方、図４（ｂ）に示すように、第１、第２板状部２１、２２の基板部２４同士が部分的にろう付けされていない場合、貫通孔３１から検査流体が外部に漏れるため、これによりろう付け不良を検出することができる。
【００３６】
以上説明したように、チューブ１１内部の接合面を形成する基板部２４に貫通孔３１を形成することで、基板部２４同士が部分的にろう付けされていない、すなわち部分的に未ろう付け部が存在する場合、貫通孔３１から検査流体が外部に漏れるため、これによりろう付け不良を検出することができる。このとき、チューブ１１を分解する必要がないため、部分的に存在する未ろう付け部を容易に検出することが可能となる。
【００３７】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図５に基づいて説明する。上記第１実施形態と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００３８】
図５は、本第２実施形態におけるチューブ１１の冷媒流通方向と直交する断面を示す拡大断面図で、図３に対応している。図５に示すように、第１、第２板状部２１、２２のうち、一方の板状部（本実施形態では第２板状部２２）の基板部２４にのみ貫通孔３１が設けられている。すなわち、本実施形態では、第１板状部２１の基板部２４には、貫通孔３１が設けられていない。このため、第１板状部２１の基板部２４の強度が低下することはない。したがって、本実施形態では、上記第１実施形態と同様の効果に加えて、第１、第２板状部２１、２２の基板部２４同士をろう付け接合したときに、接合部分の強度が低下することを抑制できる。
【００３９】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図６に基づいて説明する。上記第１実施形態と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００４０】
図６は、本第３実施形態におけるチューブ１１の冷媒流通方向と直交する断面を含む斜視図である。図６に示すように、第１貫通孔３１ａと第２貫通孔３１ｂとは、短径方向Ｙ、すなわち第１、第２板状部２１、２２の配置方向から見て、部分的に重なるように配置されている。これにより、上記第１実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。
【００４１】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について図７に基づいて説明する。上記第１実施形態と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００４２】
図７は、本第４実施形態におけるチューブ１１の冷媒流通方向と直交する断面を含む斜視図である。図７に示すように、第１貫通孔３１ａと第２貫通孔３１ｂとは、短径方向Ｙ、すなわち第１、第２板状部２１、２２の配置方向から見て、重ならないように配置されている。これにより、上記第１実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。
【００４３】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について図８に基づいて説明する。上記第１実施形態と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００４４】
図８は、本第５実施形態におけるチューブ１１の冷媒流通方向と直交する断面を含む拡大斜視図である。図８に示すように、第１、第２板状部２１、２２の基板部２４には、基板部２４の一部を切り起こして、複数個の切り起こし部２７が形成されている。複数の切り起こし部２７が形成される結果、基板部２４には、複数のスリット状開口３１が開設される。なお、スリット状開口３１が、本発明の貫通孔に相当している。
【００４５】
各々の切り起こし部２７は、細長い長方形であって、帯状と呼びうる形状である。各々の切り起こし部２７は、チューブ長手方向Ｘ、すなわち冷媒流通方向に沿って延びて形成されている。本実施形態では、各々の切り起こし部２７は、一方の長辺側端部において、基板部２４に接続されている。
【００４６】
本実施形態では、上記第１実施形態と同様の効果に加えて、切り起こし部２７にチューブ１１、つまり基板部２４の外表面を流れる空気を衝突させて基板部２４の外表面を流れる空気の流れを乱してチューブ１１と空気との熱伝達率を増大させることができる。したがって、熱交換器１０の熱交換性能を向上させることが可能となる。
【００４７】
（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態について図９に基づいて説明する。上記第５実施形態と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００４８】
図９は、本第６実施形態におけるチューブ１１の冷媒流通方向と直交する断面を含む拡大斜視図である。図９に示すように、各々の切り起こし部２７は、一方の短辺側端部において第１、第２板状部２１、２２の基板部２４に接続されている。これにより、上記第５実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。
【００４９】
（他の実施形態）
なお、上記各実施形態では、チューブ１１を、互いに対向する第１、第２板状部２１、２２に平坦な基板部２４と、基板部２４から外方に向けて突出する突出部２５とを形成するとともに、第１、第２板状部２１、２２の基板部２４同士を当接してろう付け接合することにより構成した例について説明したが、これに限らず、チューブを、チューブの外殻を構成する筒状部材と、筒状部材内に設けられ冷媒との伝熱面積を増大させるインナーフィンとから構成してもよい。この場合、筒状部材におけるインナーフィンと接合される面に、筒状部材を貫通する貫通孔を形成すればよい。
【００５０】
また、上記第１〜第４実施形態では、基板部２４を打ち抜くことにより貫通孔３１を形成した例について説明したが、これに限らず、基板部２４にバーリング加工を施すことにより貫通孔３１を形成してもよい。
【００５１】
また、上記各実施形態では、本発明に係る熱交換器を冷凍サイクルの凝縮器に適用した例について説明したが、これに限らず、ラジエータ、ヒータコアユニット、エバポレータ等の各種の熱交換器に適用してもよい。この場合、流体としては、冷媒以外のものを用いてもよい。
【００５２】
また、上記各実施形態は、上記した範囲以外にも、可能な範囲で適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】第１実施形態による熱交換器１０の全体構成を示す斜視図である。
【図２】第１実施形態におけるチューブ１１の冷媒流通方向と直交する断面を含む斜視図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】第１実施形態におけるチューブ１１の冷媒流通方向と直交する断面を示す拡大断面図で、（ａ）は正常にろう付けが行われている状態を示しており、（ｂ）は部分的にろう付け不良が発生している状態を示している。
【図５】第２実施形態におけるチューブ１１の冷媒流通方向と直交する断面を示す拡大断面図である。
【図６】第３実施形態におけるチューブ１１の冷媒流通方向と直交する断面を含む斜視図である。
【図７】第４実施形態におけるチューブ１１の冷媒流通方向と直交する断面を含む斜視図である。
【図８】第５実施形態におけるチューブ１１の冷媒流通方向と直交する断面を含む拡大斜視図である。
【図９】第６実施形態におけるチューブ１１の冷媒流通方向と直交する断面を含む拡大斜視図である。
【符号の説明】
【００５４】
２１  第１板状部
２２  第２板状部
２４  基板部
２５  突出部
２６  流路部（冷媒流路部）
２７  切り起こし部
３１  貫通孔
【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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