(57)【要約】【課題】  チューブへの挿入性を向上できると共に、流通媒体の急激な圧力上昇を防止できる熱交換器用インナーフィンの提供。【解決手段】  インタークーラ１のチューブ４ｃ内に設けられる波板状のインナーフィン１０（１０ａ〜１０ｃ）において、インナーフィン１０（１０ａ〜１０ｃ）の端部は流通媒体の流れ方向と同一方向に沿って延在する凹凸が形成されていることとした。【選択図】      図６
2010101516.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換器のチューブ内に設けられる波板状のインナーフィンにおいて、
前記インナーフィンの端部は流通媒体の流れ方向と同一方向に沿って延在する凹凸が形成されていることを特徴とする熱交換器用インナーフィン。
【請求項２】
請求項１記載の熱交換器用インナーフィンにおいて、
前記インナーフィンを前記チューブ内に複数設け、
前記隣り合うインナーフィンの端部同士が互いに合致する凹凸を形成して連結したことを特徴とする熱交換器用インナーフィン。
【請求項３】
請求項１または２記載の熱交換器用インナーフィンにおいて、
前記凹凸の山谷間のピッチをインナーフィンの山谷間のピッチの２倍以上の整数倍としたことを特徴とする熱交換器用インナーフィン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器用インナーフィンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、熱交換器用インナーフィンとして特許文献１記載の技術が公知となっている。
この発明によれば、熱交換器のチューブ内に波板状のインナーフィンを設けることにより、チューブ内を流通する流通媒体の熱交換を促進させている。
【特許文献１】特開２００３−２４０３８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の発明にあっては、インナーフィンの端部が一直線状に形成されているため、インナーフィンをチューブ内に設ける際の挿入性が悪いという問題点があった。
加えて、チューブ内に流入した流通媒体がインナーフィンに流れ込む際に急激に圧力上昇して、圧力損失が大きくなるという問題点があった。
【０００４】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、チューブへの挿入性を向上できると共に、流通媒体の圧力損失の増加を防止できる熱交換器用インナーフィンを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の発明では、熱交換器のチューブ内に設けられる波板状のインナーフィンにおいて、上記インナーフィンの端部は流通媒体の流れ方向と同一方向に沿って延在する凹凸が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１記載の発明では、インナーフィンの端部は流通媒体の流れ方向と同一方向に沿って延在する凹凸が形成されていることとしたため、インナーフィンの端部に高さ方向及び幅方向において先細りした突出部分が複数形成される。
これにより、インナーフィンのチューブへの挿入性を向上できると共に、流通媒体の圧力損失の増加を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
以下、実施例１を説明する。
図１は実施例１の熱交換器用インナーフィンが採用された熱交換器の斜視図、図２は同分解図（一部のみ）、図３は実施例１のインナーフィンの斜視図である。
図４は実施例１のインナーフィンの平面図（ａ）、側面図（ｂ）、同正面図（ｃ）である。但し、側面図は説明の都合上、平面図に合わせて９０°回転して図示。図５、６は実施例１のインナーフィンのチューブへの収容を説明する図である。
【０００９】
先ず、全体構成を説明する。
図１、２に示すように、実施例１の熱交換器用インナーフィンが採用された熱交換器は、ターボチャージャー付きエンジン車両に用いられる空冷式のインタークーラ１が採用されている。
なお、熱交換器はインタークーラ１に限らず、オイルクーラ、エバポレータ等の他の熱交換器に適用しても良い。
【００１０】
インタークーラ１は、所定間隔を置いて配置される一対のタンク2,3と、一対のタンク2,3の間に配置されるコア部４とから構成されている。
タンク２は、樹脂製でコア部４側に開口された略器状に形成される他、吸入空気の入口である入力ポート２ａがタンク２内に連通した状態で形成されている。
また、タンク２の開口周縁部は、シール部材５を介して後述するコア部４のチューブプレート４ａに加締め固定されることにより、内部が密閉されている。
一方、タンク３は、タンク２と同様に、樹脂製でコア部４側に開口された略器状に形成される他、吸入空気の出口である出力ポート３ａがタンク３内に連通した状態で形成されている。
また、タンク３の開口周縁部は、図示を省略するシール部材を介して後述するコア部４のチューブプレート４ｂに加締め固定されることにより、内部が密閉されている。
【００１１】
コア部４は、両端部がそれぞれ対応するチューブプレート4a,4bに挿通し固定された複数の偏平管状のチューブ４ｃと、チューブ４ｃと交互に積層配置された複数の波板状のアウターフィン４ｄ等から構成されている。
また、コア部４の積層方向両側は、それぞれ対応するチューブプレート4a,4bに挿通し固定された一対のレインフォース4e,4fで連結補強されている。
そして、各チューブ４ｃの内部には、複数個（実施例１では３個）の波板状のインナーフィン１０（１０ａ〜１０ｃ）がそれぞれ収容されている。
【００１２】
次に、インナーフィンについて詳述する。
図３に示すように、インナーフィン１０は、稜線方向をチューブ４ｃの長手方向として波板状に形成されている。
また、インナーフィン１０の長手方向両端部は流通媒体の流れ方向と同一方向に沿って延在する凹凸が形成され、平面視略ジグザグ状に形成されている。
具体的には、図４に示すように、ジグザグ状（凹凸）の山谷間のピッチＡ１はインナーフィン１０の山谷間のピッチＡ２の２倍の長さに形成されており、ジグザグ状の頂点１１がインナーフィン１０の波状の頂点１２に一致するようになっている。
ジグザグ状の頂点１１をインナーフィン１０の波状の頂点１２に一致させるには、ジグザグ状の山谷間のピッチＡ１をインナーフィン１０の山谷間のピッチＡ２の２倍以上の整数倍に設定すれば良い。
この結果、インナーフィン１０の両端部には、それぞれ高さ方向及び幅方向において先細りした突出部１３が複数個（実施例１では４つ）形成されている。
また、突出部１３の先端には、円弧状の曲部１３ａが形成されている。
【００１３】
実施例１では、ジグザグ状の突出部１３の先細りした幅方向の角度θ１が９０°に設定され、先細りした高さ方向の側面視角度θ２が略６０°に設定されている。
なお、角度θ１及び角度θ２を含めてインナーフィンの形状は適宜設定できる。
また、ジグザグ状の頂点１１をインナーフィン１０の波状の頂点１２に一致させない場合にも突出部１３は形成されるが、一致させる場合に比べて、突出部１３の高さ位置が上下方向端部から外れて突出部１３を形成する傾斜部分が短くなる
即ち、ジグザグ状の頂点１１をインナーフィン１０の波状の頂点１２に一致させた場合には、突出部１３の高さ位置が上下方向端部に配置され、且つ、突出部１３の傾斜部分が最も長く形成される。
【００１４】
次に、インナーフィン１０の製造方法について説明する。
インナーフィン１０の製造方法は、波加工工程と、ジグザグ状切断工程と、インナーフィン切断工程によって行う。
波加工工程では、公知の特開２００１−３８４３９号公報に記載の技術と同様に、対向する一対の成形歯車によって平板状のインナーフィン１０の母材を波板状に形成する。
ジグザグ状切断工程では、前述した母材の幅方向両端部を図示しないジグザグ状の上刃と下刃との間でジグザグ状に切断して突出部１３を形成する。
インナーフィン切断工程では、公知の特開２００４−２２３６８５号公報に記載の技術と同様に、前述した母材を所定長さ（略チューブ４ｃ内の幅寸法）で切断して所望のインナーフィン１０を得る。
【００１５】
波加工工程とジグザグ状切断工程を同時に行っても良い。
即ち、一対の成形歯車の軸方向両側に互いに噛み合うジグザグ状の上刃と下刃切断刃を設けて、母材を波板状に加工すると同時にジグザグ状に切断する。
或いは、ジグザグ状切断工程とインナーフィン切断工程を同時に行っても良い。
即ち、インナーフィン切断工程では一対のウォームにより母材の波の頂部部分を位置決めした状態で切断を行うため、この際、ジグザグ状切断工程を同時に行うことで位置決めの手間を省くことができる。
【００１６】
実施例１では、ジグザグ状の頂点１１をインナーフィン１０の波状の頂点１２に一致させているため、ジグザグ状切断工程においては、ジグザグ状の上刃または下端の一方を、インナーフィン１０の波状の頂点１２に挿入させて、この部位から切断を開始できる。
従って、インナーフィン１０の変形を招くことなく良好に切断できる。
【００１７】
また、前述した製造方法では、従来の製造装置に設計追加変更を加えることで容易に実施でき、製造装置の開発コストを低く抑えることができる。
さらに、全ての工程を連続してインナーフィン１０を大量に製造できるため、製造性が良い。
なお、上述したインナーフィン１０の製造方法は一例であって、他の方法を採用しても良い。
【００１８】
次に、インナーフィンのチューブへの挿入について説明する。
インナーフィン１０をチューブ４ｃに収容する際には、図２、５に示すように、インナーフィン１０ａ〜１０ｃをチューブ４ｃの端部から順次挿入する。
この際、インナーフィン１０ａ〜１０ｃの端部（突出部１３）は高さ方向及び幅方向に先細りした形状になっているため、チューブ４ｃ内へ順次容易に挿入でき、挿入性を向上できる。
また、突出部１３をチューブ４ｃに挿入すると、該突出部１３の傾斜部分がチューブ４ｃの端部に摺動してガイドの役目を果たすため、インナーフィン１０ａ〜１０ｃがチューブ４ｃに対して多少傾いた方向から挿入された場合であっても、確実に挿入できる。
従って、従来の発明のようにインナーフィンの端部が一直線状に形成されている場合に比べて、チューブへの挿入性を向上でき、製造効率の向上を図れる。
【００１９】
また、図６に示すように、順次挿入されたインナーフィン１０（１０ａ〜１０ｃ）は、隣接するジグザグ状の端部同士を合致させた状態でチューブ４ｃ内に収容される。
この際、突出部１３の先端には曲部１３ａが形成されているため、インナーフィン１０ａ〜１０ｃの連結時に突出部１３の先端同士が互いに衝突して損傷する虞はない。
【００２０】
また、少なくともチューブ４ｃ内の中央に配置されるインナーフィン１０ｂは、両側のインナーフィン10a,10cの少なくとも一方と連結した状態で内側へ押されて挿入されるため、この際、連結したインナーフィン１０ｂが位置ずれする虞がない。
【００２１】
このように、実施例１では、全てのインナーフィン１０を連結した状態でチューブ４ｃ内に収容できる。
従って、図７に示すように、インナーフィン１０（１０ａ〜１０ｃ）の波状の形を完全に一致させた状態で収容できると共に、幅方向位置の相対位置ずれを防止できる。
【００２２】
<インタークーラの製造について>
実施例１のインタークーラ１の各構成部材は、タンク2,3（シール部材３共）を除いて全てアルミ製、またはアルミやステンレス等を主要材料とする合金製となっている。
また、タンク2,3（シール部材３共）を除く各構成部材の接合部同士のうちのすくなくとも一方にはブレージングシートから構成され、又は予めフラックスを塗布や貼付したろう材が成形されている。
そして、インタークーラ１を製造する際には、先ず、前述したタンク2,3（シール部材３共）を除く全ての構成部材を予め仮組みした後、加熱炉内で熱処理することにより、各構成部材の接合部同士をろう付け接合して一体的に形成する。
【００２３】
この際、インナーフィン１０は、チューブ４ｃの内周にろう付け接合されると共に、３つのインナーフィン１０ａ〜１０ｃの連結部分（突出部１３同士）がろう付け接合されて、これら三者は一体的に接合される。
従って、インナーフィン１０（１０ａ〜１０ｃ）をチューブ４ｃ内に適正な位置に固定でき、突出部１３同士の位置ずれや衝突による損傷を防止できる。
【００２４】
次に、タンク2,3（シール部材３共）をそれぞれ対応するチューブプレート4a,4bに組み付けることにより、所望のインタークーラ１を得る。
なお、タンク2,3をアルミ製としてチューブプレート4a,4bと一体成形しても良い。
【００２５】
次に、作用を説明する。
<インタークーラの作動について>
このように構成されたインタークーラ１は、先ず、図外の過給機で圧縮された約１６０℃の吸入空気が、入力ポート２ａからタンク２内に流入し、各チューブ４ｃを流通してタンク３内に流入する間に、インナーフィン１０及びアウターフィン４ｄを介して車両走行風と熱交換して約４０℃まで冷却される。
その後、吸入空気は出力ポート３ａから排出されて図外のエンジンへ流入する。
【００２６】
ここで、従来の発明にあっては、インナーフィンの端部が一直線状に形成されているため、インナーフィンに吸入空気が流れ込む際に急激に圧力上昇して、吸入空気の圧力損失が増大するという問題点があった。
また、複数のインナーフィンが幅方向に相対位置ずれしていると、吸入空気の圧力損失が大きくなるという問題点があった。
【００２７】
これに対し、実施例１では、インナーフィン１０ａの吸入空気入口側端部が吸入空気の流れ方向と直交する方向に沿ってジグザグ状に形成されているため、吸入空気がスムーズに流れ込み、これにより、吸入空気の圧力損失の増大を防止できる。
また、インナーフィン１０ａ〜１０ｃが相対位置ずれする虞がなく、吸入空気の圧力損失の増大を防止できる。
【００２８】
なお、複数のインナーフィン１０ａ〜１０ｃを採用し、全長が長い１つのインナーフィンを採用しない主な理由は、全長が長いインナーフィンは製造性が悪いためである。
加えて、全長が長いインナーフィンはチューブへの挿入性が悪いためである。
【００２９】
次に、実施例１の効果を請求項１〜３に対応する（１）〜（３）共に列記する。
（１）インタークーラ１のチューブ４ｃ内に設けられる波板状のインナーフィン１０（１０ａ〜１０ｃ）において、インナーフィン１０（１０ａ〜１０ｃ）の端部は吸入空気の流れ方向と同一方向に沿って延在する凹凸（ジグザグ状の突出部１３）が形成されていることとした。
これにより、チューブ４ｃへの挿入性を向上できると共に、吸入空気の急激な圧力上昇を防止できる。
【００３０】
（２）インタークーラ１のチューブ４ｃ内にインナーフィン１０（１０ａ〜１０ｃ）を複数設け、隣り合うインナーフィン１０（１０ａ〜１０ｃ）の端部同士が互いに合致する凹凸（ジグザグ状の突出部１３）を形成して連結した。
これにより、複数のインナーフィン１０（１０ａ〜１０ｃ）を連結して位置ずれを防止でき、吸入空気の圧力損失の増大を防止できる。
【００３１】
（３）凹凸（ジグザグ状）の山谷間のピッチＡ１をインナーフィン１０の山谷間のピッチＡ２の２倍以上の整数倍とした。
これにより、インナーフィン１０のチューブ４ｃへの挿入性を最大限に向上できると共に、インナーフィン１０の製造時の切断を容易に行える。
【００３２】
以上、実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
例えば、インナーフィンの設置数、各部の形状、角度、寸法等については適宜設定できる。
また、インナーフィンの端部を流通媒体の流れ方向と直交する方向に対し所定の角度を有してジグザグ状に切欠した形状にすることも考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１は実施例１の熱交換器用インナーフィンが採用された熱交換器の斜視図である。
【図２】図１は実施例１の熱交換器用インナーフィンが採用された熱交換器の分解図（一部のみ）である。
【図３】実施例１のインナーフィンの斜視図である。
【図４】実施例１のインナーフィンの平面図（ａ）、側面図（ｂ）、同正面図（ｃ）である。但し、側面図は説明の都合上、平面図に合わせて９０°回転して図示である。
【図５】実施例１のインナーフィンのチューブへの収容を説明する図である。
【図６】実施例１のインナーフィンのチューブへの収容を説明する図である。
【図７】図６のＳ７−Ｓ７線における断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  インタークーラ
２、３  タンク
２ａ  入力ポート
３ａ  出力ポート
４  コア部
４ａ、４ｂ  チューブプレート
４ｃ  チューブ
４ｄ  アウターフィン
４ｅ、４ｆ  レインフォース
５  シール部材
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ  インナーフィン
１１  ジグザグ状の頂点
１２  波状の頂点
１３  突出部
１３ａ  曲部
【図１】
2010101516.tif 000003
【図２】
2010101516.tif 000004
【図３】
2010101516.tif 000005
【図４】
2010101516.tif 000006
【図５】
2010101516.tif 000007
【図６】
2010101516.tif 000008
【図７】
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