(57)【要約】  フィン２は、扁平チューブ１を嵌合させるＵ字形状の切り欠き部２１ａおよび切り欠き部２１ａの縁部から斜めに立ち上がるフィンカラー２２ａを有しており、切り欠き部２１ａの開口端幅Ｗ２は、扁平チューブ１の外形幅Ｗ１よりも大きく形成される。  また、フィンカラー２２は、切り欠き部２１ａの縁部からフィン平面に対して傾斜して立ち上がるフィンカラー傾斜面部２２ａと、このフィンカラー傾斜面部２２ａの端部から折れ曲がり、扁平チューブ１の外側面に面接触するフィンカラー端面部２２ｂとを有しており、フィンカラー端面部２２ｂは、扁平チューブ１の外側面に面接触している。
2017145701.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱伝導媒体の流路となる、断面が扁平形状の複数の扁平チューブ、
上記扁平チューブに固定され、上記扁平チューブの流路方向に対し、主平面が直交し、流路方向に間隔を隔てて配置された複数のフィンを備え、
上記フィンは、上記扁平チューブを嵌合させる切り欠き部および上記切り欠き部の縁部から立ち上がるフィンカラーを有し、
上記切り欠き部の開口端は、上記扁平チューブの外形幅よりも大きく、
上記フィンカラーは、上記切り欠き部の縁部からフィン平面に対して傾斜して立ち上がるフィンカラー傾斜面部と、上記フィンカラー傾斜面部の端部から折れ曲がり、上記扁平チューブの外側面に面接触するフィンカラー端面部とを有することを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
上記切り欠き部の開口形状はＵ字形状であり、上記切り欠き部の閉口端となる半円形状部に、上記扁平チューブの一方の半円形状端部が嵌合し、
上記フィンカラー傾斜面部は、上記切り欠き部の開口端から閉口端に至る二本の直線状の縁部から延在し、フィン平面に対し９０度未満の角度で上記扁平チューブの外側面に向かって立ち上がることを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項３】
上記切り欠き部の開口端は閉口端よりも大きく、上記切り欠き部の二本の直線状の縁部は平行であることを特徴とする請求項２記載の熱交換器。
【請求項４】
上記切り欠き部の開口端は閉口端よりも大きく、上記切り欠き部の二本の直線状の縁部は、夫々、上記開口端と上記閉口端を結ぶ線上に位置することを特徴とする請求項２記載の熱交換器。
【請求項５】
上記フィンカラー傾斜面部および上記フィンカラー端面部は、いずれも平面であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の熱交換器。
【請求項６】
上記フィンカラー傾斜面部は曲面であり、上記フィンカラー端面部は平面であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の熱交換器。
【請求項７】
上記フィンは、上記切り欠き部に加え、開口端が上記扁平チューブの外形幅より小さい狭幅切り欠き部を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載の熱交換器。
【請求項８】
上記切り欠き部と上記狭幅切り欠き部とは、上記フィンの端部において交互に配置されたことを特徴とする請求項７記載の熱交換器。
【請求項９】
上記切り欠き部の開口端は閉口端よりも大きく、上記切り欠き部の二本の直線状の縁部から夫々立ち上がるフィンカラーは異なる形状であり、上記縁部の一方は、上記扁平チューブの主平面に平行な線上に位置し、上記縁部の他方は、上記開口端と上記閉口端を結ぶ線上に位置することを特徴とする請求項２記載の熱交換器。
【請求項１０】
上記切り欠き部の開口端は閉口端よりも大きく、上記切り欠き部の二本の直線状の縁部から夫々立ち上がるフィンカラーは異なる形状であり、上記縁部の一方は、上記閉口端から上記切り欠き部が広がる方向にオフセットした位置と上記開口端を結ぶ線上に位置し、上記縁部の他方は、上記開口端と上記閉口端を結ぶ線上に位置することを特徴とする請求項２記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、扁平チューブを用いたフィンアンドチューブ式の熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の扁平チューブを用いたフィンアンドチューブ式の熱交換器は、扁平チューブを拘束ピンの間にはめ込むことで位置を規制し、回転運動を行う装着ドラムにフィンを保持させ、装着ドラムを回転させつつ、順次、フィンを扁平チューブに装着させる製造装置を用いて製造されていた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−５９８４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された熱交換器にあっては、フィンを扁平チューブに嵌合させるためのＵ字形状の切り欠き部の閉口端部分を扁平チューブが押し広げようとする力が働く。そのため、扁平チューブの位置を規制する拘束ピンを外すと、フィンは変形し、複数配置された扁平チューブの段方向に反りが発生するという問題があった。
そして、扁平チューブにフィンを装着する製造段階において、扁平チューブの段方向の反りが大きくなると、扁平チューブにフィンを挿入できなくなる場合があった。扁平チューブにフィンを挿入できない状態で熱交換器の製造装置を稼働させた場合、フィン装着板と扁平チューブとが衝突するなどの不具合が生じ、製造装置が停止故障する恐れがあった。【０００５】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、扁平チューブにフィンを嵌合させた際に、フィンの切り欠き部の閉口端を押し広げようとする力を抑制することができる切り欠き部形状を採用し、扁平チューブの段方向の反りを低減し、扁平チューブおよびフィン装着板の損傷を防ぐことを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係わる熱交換器は、熱伝導媒体の流路となる、断面が扁平形状の複数の扁平チューブ、上記扁平チューブに固定され、上記扁平チューブの流路方向に対し、主平面が直交し、流路方向に間隔を隔てて配置された複数のフィンを備え、上記フィンは、上記扁平チューブを嵌合させる切り欠き部および上記切り欠き部の縁部から立ち上がるフィンカラーを有し、上記切り欠き部の開口端は、上記扁平チューブの外形幅よりも大きく、上記フィンカラーは、上記切り欠き部の縁部からフィン平面に対して傾斜して立ち上がるフィンカラー傾斜面部と、上記フィンカラー傾斜面部の端部から折れ曲がり、上記扁平チューブの外側面に面接触するフィンカラー端面部とを有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明の熱交換器によれば、切り欠き部の開口端が、扁平チューブの外形幅よりも大きいため、扁平チューブにフィンを嵌合させた際のフィンの変形を抑制することができ、フィンカラーのフィンカラー端面部が扁平チューブの外側面に面接触するため、フィンと扁平チューブとの固定が可能であるとともに、両者間における熱伝導性を確保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の熱交換器の斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１の熱交換器のフィンの切り欠き部形状を示す斜視図である。
【図３】本発明の熱交換器の製造装置の概略構成図である。
【図４】本発明の熱交換器の製造に用いる扁平チューブ拘束部を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態１の熱交換器の扁平チューブへのフィン組み付けを示す側断面図である。
【図６】本発明の実施の形態１の熱交換器のフィンの切り欠き部形状を示す断面図である。
【図７】本発明の実施の形態２の熱交換器のフィンの切り欠き部形状を示す斜視図と、扁平チューブへのフィン組み付けを示す側断面図である。
【図８】本発明の実施の形態３の熱交換器の扁平チューブへのフィン組み付けを示す側断面図である。
【図９】本発明の説明に必要なフィンの切り欠き部形状を示す参考斜視図である。
【図１０】本発明の説明に必要なフィンの反りを示す参考斜視図である。
【図１１】本発明の実施の形態４の熱交換器のフィンの切り欠き部形状を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
本発明の実施の形態１の熱交換器について、図１から図６を用いて説明する。
図１は、この発明が適用される製造方法および製造装置により製造される、断面が扁平状に形成された扁平チューブ１を用いた熱交換器１００を示す斜視図である。図１において、熱交換器１００は、扁平チューブ１を用いたフィンアンドチューブ式のものであって、扁平チューブ１とフィン２とからなり、扁平チューブ１はフィン２に設けられた切り欠き部２１ａに嵌合し、この嵌合部において互いに接合した状態となっている。
フィン２は、平板状であって、扁平チューブ１の長手方向、つまり熱伝導媒体の流路方向に一定の間隔で平行に多数枚が装着されている。扁平チューブ１は、流路方向に垂直な断面が扁平形状であり、複数本が並列に、隣り合う扁平チューブ１の外周平面（外側面）が互いに向かい合って配置され、それぞれの内部には水や冷媒等の熱伝導媒体となる流体が流される。
【００１０】
図２は、この発明の熱交換器１００を構成するフィン２の切り欠き部２１ａの形状を示す斜視図である。フィン２の長手方向に沿った端辺には所定の間隔で複数の切り欠き部２１ａが設けられるが、図２に示すように、一つの切り欠き部２１ａは、扁平チューブ１の幅（外形幅Ｗ１）より広い幅（開口端の幅Ｗ２）のスリットとなるように形成されている。
この切り欠き部２１ａの開口形状はＵ字形状であり、フィン２と扁平チューブ１とが嵌合した状態において、切り欠き部２１ａの閉口端となる半円形状部（Ｒ部）には、扁平チューブ１の一方の半円形状端部が嵌合する。
【００１１】
また、この切り欠き部２１ａを介して区画された平面部２ａには、それぞれ図示しないスリットが形成されている。
そして、フィン２の同一表面側には、それぞれの切り欠き部２１ａの縁部に沿って立ち上がり、扁平チューブ１とフィン２とを密着させて接合するためのフィンカラー２２が形成されている。
なお、フィンカラー２２および図示しないスリットは、フィン２の表面に対し同一方向に突出して形成されている。
【００１２】
このように、本発明の実施の形態１のフィン２は、扁平チューブ１を嵌合させる切り欠き部２１ａおよびこの切り欠き部２１ａの縁部から扁平チューブ１の外側面に向かって立ち上がるフィンカラー２２を有し、切り欠き部２１ａの開口端の幅Ｗ２は、扁平チューブ１の外形幅Ｗ１よりも大きくなるように、切り欠き部２１ａの閉口端の半円形状部から広がりを持つようにオフセットされている。フィンカラー２２は、切り欠き部２１ａの縁部からフィン平面に対して傾斜して立ち上がるフィンカラー傾斜面部２２ａと、このフィンカラー傾斜面部２２ａの端部から折れ曲がり、扁平チューブ１の外側面に面接触するフィンカラー端面部２２ｂとを有している。
そのため、フィン２のフィンカラー２２の縁部は、扁平チューブ１と嵌合した状態でも扁平チューブ１の外側面に接した状態とならない。
扁平チューブ１とフィン２との固定は、扁平チューブ１の外側面とフィン２のフィンカラー端面部２２ｂとの接合によって行われ、両者が面接触することにより熱伝導性を確保することができる。
【００１３】
ここで、フィン２のフィンカラー傾斜面部２２ａは、Ｕ字形状の切り欠き部２１ａの開口端から閉口端に至る二本の平行な直線状の縁部から延在し、フィン２の平面部２ａに対し９０度未満の角度で、扁平チューブ１の外側面に向かって立ち上がった状態に形成される。このとき、図２に示すように、フィン２の平面部２ａの延長上の面とフィンカラー傾斜面部２２ａの下面とのなす角は９０度未満となる。見方を変えると、フィン２の平面部２ａの上面とフィンカラー傾斜面部２２ａの上面とのなす角は９０度より大きな角度（鈍角）となる。
【００１４】
また、扁平チューブ１は、前述したように、その内部に水や冷媒等の流体が流されるが、断面を扁平形状とすることで、円形状のチューブに比べて通風抵抗を増大させることなく水や冷媒等の流体の量を多くすることができる。これにより、熱交換器１００としての性能を向上させることができる。つまり、同一性能として比較した場合、従来の円チューブを用いた熱交換器に比べ、扁平チューブ１を用いた熱交換器１００は小型化できるというメリットがある。
【００１５】
図１に示すように、フィン２は、並置された複数の扁平チューブ１に跨って、扁平チューブ１の流路方向に対し、主平面が直交し、流路方向に間隔を隔てて配置され、それぞれの切り欠き部２１ａ内に扁平チューブ１が個々に装着されることにより、複数の扁平チューブ１の外周面および外側面に装着される。なお、扁平チューブ１の流路方向に垂直な、扁平チューブ１が並べられた方向を扁平チューブ１の段方向としている。
図１に示すように、複数の扁平チューブ１が並置された段方向と、複数のフィン２の切り欠き部２１ａが配置された方向は同じであり、上記の方向において、扁平チューブ１および切り欠き部２１ａが配置されるピッチは同じとなることは言うまでもない。
【００１６】
そして、図１に示すように、同一形状に形成された複数枚のフィン２が所定の間隔を隔てて複数の扁平チューブ１の外周面に装着され、熱交換器１００が稼働した状態では、それぞれの扁平チューブ１内に流れる流体が扁平チューブ１及び複数枚のフィン２を介して大気から吸熱することで大気が冷却され、逆に放熱することで大気が暖められる。
【００１７】
図３は、この発明が適用される熱交換器１００の製造装置を示す概念図である。図３の製造装置を用いた熱交換器１００の製造方法では、内部に熱伝導媒体となる流体を流通させる扁平チューブ１の外周面に複数枚のフィン２を、扁平チューブ１の流路方向（長さ方向）に所定の間隔で装着するものであり、扁平チューブ１に装着すべきフィン２と扁平チューブ１を、扁平チューブ１の長さ方向に相対的に移動させる移動機能と、フィン２を１枚ずつ扁平チューブ１に装着するフィン装着機能と、フィン装着機能によってフィン装着を実行する際に、扁平チューブ１の幅方向の位置を拘束するための扁平チューブ拘束機能とを備えている。
【００１８】
この熱交換器１００の製造において、フィン２を組み付ける前に、扁平チューブ１は、要求される冷房・暖房性能に応じて設定された数が所定の間隔にて複数並置される。そして、扁平チューブ拘束機能により、複数並置された扁平チューブ１のすべてを拘束し、フィン装着機能により、拘束されている扁平チューブ１に対して、フィン２を所定の間隔にて必要数を装着させて、フィンアンドチューブを製造していく。
【００１９】
図３を用いてフィン装着機能について詳しく説明する。製造装置を構成するドラム１２２は、軸心Ｘの周りに矢印Ａの方向、即ち図３において時計方向に所定速度で回転する。回転駆動源としては、サーボモータ等、適宜最適なものが選択される。このドラム１２２の周縁部には、ドラム１２２の周方向に所定の間隔で設置された複数個（図３では８個）のフィン装着板１２１が設けられている。それぞれのフィン装着板１２１は、ドラム１２２の回転に伴って軸心Ｘを中心として円運動を行なう。ドラム１２２は、１／８回転毎、即ち、４５度ピッチにて動作−停止を繰り返す。このとき、回転速度については、適宜最適な値が選択される。ドラム１２２の回転に伴って、例えば、ドラム１２２の頂部となる最上部に達したフィン装着板１２１は、図示しない別機構から供給される１枚のフィン２を受け取って保持する。フィン装着板１２１によるフィン２の保持は、例えば、空気の吸入を利用してフィン２を吸着する真空吸着が採用される。
【００２０】
フィン２を保持したフィン装着板１２１は、ドラム１２２が半回転することによって軸心Ｘの周りに矢印Ａの方向に回転し、ドラム１２２の下部（真下）にて扁平チューブ１に対して垂直な姿勢で停止する。
その後、真空吸着にて保持していたフィン２を真空破壊にてフィン装着板１２１から離すことで、扁平チューブ１の外周面にフィン２を装着させることができる。
次に、さらにドラム１２２が回転することでフィン２を離したフィン装着板１２１が回転するが、ここで、フィン装着板１２１は、扁平チューブ１に装着されたフィン２に干渉しないように動作する必要がある。この動作のためにフィン装着板１２１にカムフォロア１２４が取り付けられている。さらに、ドラム１２２の回転中心部分には、図示しないカムが設置されている。ドラム１２２が回転することに伴い、カムフォロア１２４がカムに倣うことでフィン装着板１２１の姿勢をコントロールし、フィン２にフィン装着板１２１が干渉しない構成とすることができる。
【００２１】
次に、扁平チューブ１の移動機能について詳しく説明する。複数の扁平チューブ１を保持するために図４に示すような扁平チューブ拘束部３００が用いられる。図４は、この発明が適用される熱交換器１００の製造装置の一部分である扁平チューブ拘束機能を持つ扁平チューブ拘束部３００を示す斜視図である。この扁平チューブ拘束部３００の土台となるのがベース板３０２であり、ベース板３０２に植立された拘束ピン３０１の間に、扁平チューブ１が、その断面の長径方向が垂直となるようにして保持される。そして、図３で言うところのドラム１２２の回転方向の真下となるフィン装着位置に対し、フィン２を装着する扁平チューブ１上の位置を移動させるために、扁平チューブ拘束部３００を所定の速度で所定の距離を矢印Ｂ方向に移動させる。この扁平チューブ拘束部３００の駆動源としてはサーボモータ等、適宜最適なものが選択される。そして、Ｂ方向の移動距離は、製品仕様によって変わるため、移動速度と共に適宜最適な値が選択され、装置を操作する操作パネル上で容易に変更できるものである。なお、扁平チューブ１を固定しておいて、ドラム１２２を矢印Ｂとは逆の方向に移動させてもよいことは言うまでもない。
【００２２】
図４において、扁平チューブ拘束部３００は、複数個の拘束ピン３０１と、これ等の拘束ピン３０１を等ピッチに固定するための穴（図示せず）を設けたベース板３０２とにより構成されている。複数の拘束ピン３０１は、ベース板３０２の表面の一方の側部と他方の側部に夫々一列に設けられた穴に一部分が装着されて固定されている。ベース板３０２の表面の一方の側部と他方の側部において夫々隣接する２個ずつの拘束ピン３０１は、扁平チューブ１のベース板３０２の表面上における水平方向位置を規制する。
これにより、複数の扁平チューブ１は、扁平チューブ１の幅方向に等ピッチに揃えられる。扁平チューブ拘束機能は、上述のようなフィン装着動作を行っている間、扁平チューブ１を常時拘束（接触）しながら移動機能により移動している。つまり、拘束ピン３０１と扁平チューブ１は接触した状態となる。よって拘束ピン３０１は耐摩耗性に優れた材質が選択される。
【００２３】
図４に示す扁平チューブ拘束部３００は、１本の扁平チューブ１の両側部に位置する拘束ピン３０１の間隔は、扁平チューブ１の幅よりわずかに広く設定されており、複数の扁平チューブ１に対する扁平チューブ拘束部３００の着脱と移動を行ない易くしている。
ここで、図４の例では、拘束ピン３０１を２列に配置し、複数の扁平チューブ１の両側部に位置するピンが同一の列となるように設定した場合を示しているが、扁平チューブ１の流路方向に３カ所以上を係止するように、拘束ピン３０１を３列以上配列してもよい。また、複数の扁平チューブ１の両側部に位置する拘束ピンが同一の列をなさず、例えば千鳥状となるようにジグザグに配列することも可能である。また、拘束ピン３０１の代わりに、移動機能によって扁平チューブ１が動作する方向に回転する、例えばベアリングのようなものを選んで用いてもよい。
【００２４】
図３の製造装置により、フィン２を扁平チューブ１に対して装着した後、扁平チューブ１は移動機能により所定の距離を移動し、再度フィン挿入機能により、次のフィン２を扁平チューブ１に装着する。この、一連のサイクル（フィン２を扁平チューブ１に装着させ、扁平チューブ１を移動させるサイクル）を連続的に所定回数行うことで、扁平チューブ１上に複数のフィン２を、例えば等間隔に装着させた熱交換器１００を製造することができる。
【００２５】
次に、図５に、扁平チューブ１に対しフィン２を装着する前、フィン２の装着後の熱交換器１００の側断面図を示す。図５は、熱交換器１００の扁平チューブ１へのフィン２の組み付けを示す図である。図５の上図に示すようにフィン装着前においては、フィン２は、切り欠き部２１ａの縁部が扁平チューブ１の外側面に押し付けられる構造ではない。そのため、扁平チューブ１にフィン２を装着させた場合においても、図５の下図に示すように、フィン２の切り欠き部２１ａの閉口端を押し広げようとする力が発生しにくい。このため、熱交換器１００にはフィン２の長手方向の反りや、この反りの影響による扁平チューブ１の傾きが発生しなくなる。
従って、熱交換器１００の製造過程において、扁平チューブ１に対してフィン２を順次装着させる段階で、扁平チューブ拘束部３００を退避させ、製造中の熱交換器１００から取り外したとしても、フィン装着板１２１と扁平チューブ１とが干渉しなくなるため、扁平チューブ１のフィン装着終端部までフィン２を装着させ、熱交換器１００を完成させることができる。
【００２６】
次に、図６を用いて、フィン２の切り欠き部２１ａの変形例について説明する。図６（ａ）、（ｂ）は、扁平チューブ１の流路方向かつ切り欠き部２１ａの開口端の幅方向に沿ったフィン２の断面図である。
上述したように、フィンカラー２２はフィンカラー傾斜面部２２ａを備えているが、フィンカラー傾斜面部２２ａは、図６（ａ）に示すように、平面よりなるフィンカラー傾斜面部２２ａａがあり、これ以外に、図６（ｂ）に示すように、曲面よりなるフィンカラー傾斜面部２２ａｂとすることも可能である。図６（ｂ）の曲面形状のフィンカラー傾斜面部２２ａｂは、突出方向が切り欠き部２１ａ側であるが、反対側に突出する曲面形状とするなど、その形状を変化させて用いることが可能であることは言うまでもない。
【００２７】
図６（ａ）、（ｂ）に示すように、フィンカラー傾斜面部２２ａａ、２２ａｂは、切り欠き部２１ａの縁部からフィン２の平面部２ａの延長上の面に対し９０度未満の角度で折れ曲がって形成されており、フィンカラー傾斜面部２２ａａ、２２ａｂの端部において扁平チューブ１の外側面に面接触している。そして、フィンカラー傾斜面部２２ａａ、２２ａｂの端部において、さらに折れ曲がり、フィンカラー端面部２２ｂが形成され、フィンカラー端面部２２ｂの平面が扁平チューブ１の外側面に面接触した状態となっている。よって、フィンカラー端面部２２ｂが扁平チューブ１と十分な面積で接合した状態を得ることができ、これにより熱交換器１００の熱交換性能を向上させることが可能である。
【００２８】
ここで、本発明の実施の形態１と比較するために、図９に比較例となるフィン２００の斜視図を示す。図９に示すように、比較例となるフィン２００には、開口端が扁平チューブ１の外形幅より小さい狭幅切り欠き部２１０が設けられている。このフィン２００は、この狭幅切り欠き部２１０の開口端の幅Ｗ３を、扁平チューブ１の幅Ｗ１よりもわずかに小さく形成した上で、さらに、狭幅切り欠き部２１０の縁部から、平面部２００ａに対し垂直にフィンカラー２２０が立ち上がるように形成されているため、フィン２を扁平チューブ１に組み付けた際の位置ずれを抑制することができるものである。
【００２９】
次に、図１０に、図９のフィン２００を扁平チューブ１に装着した場合の断面図を示す。図１０の上図に示すように、フィン２００は扁平チューブ１に対して装着させる前の段階では反りなどの変形は見られない。
図１０の中図に示すように、扁平チューブ１にフィン２００を嵌合させると、狭幅切り欠き部２１０の縁部が扁平チューブ１の外側面を押すとともに、狭幅切り欠き部２１０の閉口端を押し広げようとする力が働くが、この力は、図示しない扁平チューブ拘束部３００に扁平チューブ１を保持させた状態にあるため、拘束ピン３０１によって規制され、この段階ではフィン２００に変形は見られない。
しかし、図１０の下図に示すように、扁平チューブ１を扁平チューブ拘束部３００から外した段階で、狭幅切り欠き部２１０の開口端の幅が広がり、フィン２００の長手方向に反りが発生する。狭幅切り欠き部２１０を押し広げようとする力は、熱交換器１００の外側になるほど、力を打ち消すものが無くなるために強く作用し、外側にある扁平チューブ１ほど傾くようになり、扁平チューブ１の並置状態に変化が生じる。
【００３０】
図９、図１０に示した比較例では、フィン装着後、狭幅切り欠き部２１０の形状に起因して、嵌合する扁平チューブ１とフィン２００の間で不要な応力が発生していたが、本願発明の実施の形態１による熱交換器１００では、切り欠き部２１ａの形状の開口幅Ｗ２を扁平チューブ１の幅Ｗ１よりも大きく設定することで不要な応力の発生を抑制して製造性を向上させることが可能となる。さらに、本願発明の実施の形態１による熱交換器１００では、フィンカラー端面部２２ｂの平面と扁平チューブ１の外側面が平行となるように設けられ、これらの面が互いに面接触する構成であるため、両者の固定と熱伝導性の確保が可能となる。
【００３１】
実施の形態２．
図７は、本発明の実施の形態２による熱交換器１００を示す概念図であり、図７（ａ）は、フィン２の切り欠き部２１ｂの形状を示す斜視図であり、図７（ｂ）は、扁平チューブ１へのフィン２の組み付け状態を示す側断面図である。
上述の実施の形態１では、切り欠き部２１ａの開口端の幅Ｗ２は閉口端の幅Ｗ１よりも大きく、かつ、Ｕ字形状である切り欠き部２１ａの二本の直線状の縁部が平行である場合を例示していたが、この実施の形態２によるフィン２の切り欠き部２１ｂは、図７（ａ）に示すように、切り欠き部２１ｂの開口端の幅Ｗ２は、Ｕ字形状の半円形状の直径に等しい閉口端の幅Ｗ１よりも大きく、かつ、切り欠き部２１ｂの二本の直線状の縁部は、夫々、開口端と閉口端を結ぶ非平行な線上に位置している。切り欠き部２１ｂの開口幅は、開口端に近いほど大きく、閉口端に近いほど小さく形成された状態となっている。
【００３２】
また、図７（ａ）に示すように、切り欠き部２１ｂの開口形状が、開口端に近いほど大きく形成されたため、切り欠き部２１ｂの縁部と扁平チューブ１の外側面との距離も、閉口端に近いほど大きくなる。そのため、フィンカラー２３の形状も、これに伴って変化し、切り欠き部２１ｂの開口端に近いほど、フィンカラー傾斜面部２３ａの立ち上がり幅が大きくなり、切り欠き部２１ｂの閉口端に近いほど、フィンカラー傾斜面部２３ａの立ち上がり幅が小さくなるように形成されている。
【００３３】
フィンカラー傾斜面部２３ａの端部から折れ曲がってフィンカラー端面部２３ｂを形成することは、上述の実施の形態１のフィンカラー端面部２２ｂと同様である。
しかし、フィンカラー傾斜面部２３ａの立ち上がり幅の大きさについては、図７（ａ）では、切り欠き部２１ｂの開口端に近いほど大きく、閉口端に近いほど小さくなるような例を示したが、フィン２をプレス成型により製造する段階で、フィンカラー端面部２３ｂの立ち上がり寸法（幅）は切り欠き部２１ｂの深さに関係なく同じ寸法となるように調整することが可能である。また、フィンカラー端面部２３ｂの変形例として、切り欠き部２１ｂの閉口端に近い方の寸法（幅）を大きくすることで接合面積を稼ぐことも可能であることは言うまでもない。
【００３４】
上述したように、フィン２の切り欠き部２１ｂの形状は、必ずしも図２（ａ）に示すような一定の幅（Ｗ２）でなくても良く、図７（ａ）に示すような扁平チューブ１の幅Ｗ１に対して開口端の幅Ｗ２が大きくなる形状としても良く、このような形状することで、フィン２を装着した時に、切り欠き部２１ｂの閉口端側を押し広げようとする力の発生を抑制でき、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。また、扁平チューブ１に対してフィン２を装着する際にかかる負荷を軽減させることができる。
そして、切り欠き部２１ｂの閉口端に近い位置において、扁平チューブ１とのフィン２とを隙間なく嵌合させる状態を得ることで、扁平チューブ１に対してフィン２を装着した後の扁平チューブ１とフィンカラー２３との接触性を確保することが可能となる。
【００３５】
実施の形態３．
図８は、本発明の実施の形態３による熱交換器１００を示す概念図であり、１つのフィン２に複数の形状の切り欠き部を組み合わせて用いた場合の、扁平チューブ１へのフィン２の組み付け状態を示す側断面図である。
上述の実施の形態１または実施の形態２では、フィン２に形成される複数の切り欠き部２１ａまたは２１ｂは、全て同じ形状のものである例を示していた。しかし、１枚のフィン２に形成される複数の切り欠き部は、全て同じ形状でなくても良く、異なる形状の切り欠き部を組み合わせて用いることが可能である。
【００３６】
例えば、図８に示すように、開口幅が異なる２種類の切り欠き部を採用し、実施の形態１の比較例として示した狭幅切り欠き部２１０と、実施の形態２で示した切り欠き部２１ｂを交互に配置形成したフィン２を用いることができる。狭幅切り欠き部２１０と切り欠き部２１ｂを交互配置したことで、両方の長所を取り入れることが可能となることは言うまでもない。
これに限らず、フィン２に設ける切り欠き部は３種類以上としてもよく、適宜最適なものを選択して採用すればよい。さらに、一つのフィン２上での切り欠き部の配置についても、必ずしも異なる種類の切り欠き部を交互に配置形成する必要はなく、例えば、２つおきに切り欠き部形状を変更すること、装着部位によって切り欠き部形状を使い分けることなども可能であることは言うまでもない。
【００３７】
実施の形態１および実施の形態２で示したフィン２の切り欠き部２１ａ、２１ｂは、フィン２の閉口端側を押し広げようとする力が発生しなくなる反面、扁平チューブ１とフィン２との接触力が低減する傾向がある。よって、扁平チューブ１とフィン２との接触力を補うため、図８に示すように、フィン２に、複数の切り欠き部の一部分を扁平チューブ１の幅Ｗ１よりわずかに狭い幅Ｗ３の狭幅切り欠き部２１０に置き換えることで、扁平チューブ１との接触力を増加させ、扁平チューブ１とフィン２との位置ずれを抑制することが可能となる。
【００３８】
また、図１に示すように、熱交換器１００では、扁平チューブ１に装着されるフィン２は多数枚である。上述の実施の形態１および２においては、同一形状のフィン２を必要枚数だけ用意し、扁平チューブ１に順次組み付けることを想定していたが、一つの熱交換器１００に装着するフィン２は、切り欠き部形状が異なる複数の種類のもフィン２を組み合わせて用いることも可能である。例えば、実施の形態１の図２に示した切り欠き部２１ａのみが設けられたフィン２と、実施の形態２の図７（ａ）に示した切り欠き部２１ｂのみが設けられたフィン２と、上述の図８に側面図を示した二つの形状の狭幅切り欠き部２１０および２１ｂが交互配置されたフィン２を、扁平チューブ１に順番に必要数のフィン２を組み付けて熱交換器１００を形成することも可能である。フィン２の種類や扁平チューブ１への組み付け順序については、製造装置へのフィン２の供給順を変化させることで、様々に変更することが可能である。
【００３９】
実施の形態４．
図１１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、夫々、本発明の実施の形態４によるフィン２の斜視図であり、切り欠き部２１ｃ、２１ｄ、２１ｅの形状を示す図である。
上述の実施の形態１および実施の形態２では、フィンカラー２２、２３が切り欠き部２１ａもしくは切り欠き部２１ｂの閉口端頂点を通る中心線に対して線対称に設けられ、左右のフィンカラー形状が同じである例を示した。この実施の形態４では、切り欠き部２１ｃ、２１ｄ、２１ｅの左右の縁部から立ち上がるフィンカラーが、それぞれ異なる形状である場合について説明する。
図１１（ａ）に示すように、フィン２の切り欠き部２１ｃの左側の縁部にはフィンカラー２２が形成されており、右側の縁部にはフィンカラー２３が形成されている。
【００４０】
この図１１（ａ）に示すフィン２の切り欠き部２１ｃは、開口端が閉口端（半円形状部）よりも大きく、扁平チューブ１の主平面に嵌合する切り欠き部２１ｃの二本の直線状の縁部のうち、フィンカラー２２が形成される側の縁部は、扁平チューブ１の主平面に平行な線上に位置し、他方のフィンカラー２３が形成される側の縁部は、切り欠き部２１ｃの開口端と閉口端を結ぶ線上に位置している。切り欠き部２１ｃの閉口端とフィンカラー２３の接する点から伸びる破線は、フィンカラー２２の縁部に平行な線を示している。閉口端側の開口幅Ｗ４は、切り欠き部２１ｃの閉口端の半円形状部（幅Ｗ１）端部から広がりを持つ方向にオフセットされ、オフセットされた分だけ、扁平チューブ１の外形幅Ｗ１よりも大きく形成されている。そして、切り欠き部２１ｃの開口端幅Ｗ２は、フィンカラー２３の広がりの分だけ、閉口端側の開口幅Ｗ４よりもさらに開口幅が広くなっている。
【００４１】
この図１１（ａ）に示したフィン２の構造では、切り欠き部２１ｃの左右に、フィンカラー傾斜面部２２ａ、２３ａおよびフィンカラー端面部２２ｂ、２３ｂを備えたフィンカラー２２、２３を配置したため、切り欠き部２１ｃの左右で、扁平チューブ１への組み付け時のフィン２の変形を抑制するとともに、フィン２と扁平チューブ１との安定的な固定が可能となる。
【００４２】
また、図１１（ｂ）に示すように、扁平チューブ１を嵌合させるフィン２の切り欠き部の二本の直線状の縁部のうち、左側の縁部には実施の形態１のフィンカラー２２が形成されており、右側の縁部には従来構造のフィンカラー２２０が形成されている。
フィンカラー２２を備えたフィン２は、切り欠き部２１ｄの開口端は閉口端よりも大きく、この切り欠き部２１ｄの二本の直線状の縁部から夫々立ち上がるフィンカラー２２、２２０は異なる形状であり、フィンカラー２２が形成される側の縁部は、閉口端の半円形状部から切り欠き部２１ｄが広がる方向にオフセットした位置と開口端を結ぶ線上に位置し、フィンカラー２２０が形成される側の縁部は、開口端と閉口端を結ぶ線上に位置しており、両者は平行な配置となっている。切り欠き部２１ｄでは、開口端幅と、閉口端側の開口幅Ｗ４とは同じ寸法であり、閉口端（半円形状部）の幅Ｗ１よりも大きい。
【００４３】
さらに、図１１（ｃ）に示すように、フィン２の切り欠き部２１ｅの左側の縁部には実施の形態２のフィンカラー２３を形成し、右側の縁部にはフィンカラー２２０を形成した構造とすることも可能である。切り欠き部２１ｅの開口端幅Ｗ４は、閉口端の幅Ｗ１よりも、フィンカラー２３の広がりの分だけ大きくなっている。
なお、図１１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すフィン２の切り欠き部２１ｃ、２１ｄ、２１ｅは、左右でフィンカラーが入れ替わっても問題ないことは言うまでもない。
【００４４】
このように、図１１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すフィン２の切り欠き部２１ｃ、２１ｄ、２１ｅの形状を採用することで、フィン２を装着した時に、実施の形態１および実施の形態２と同様に切り欠き部２１ｃ、２１ｄ、２１ｅの閉口端側を押し広げようとする力の発生を抑制することが可能であるとともに、フィン２の扁平チューブ１への安定的な固定が可能となる。
また、実施の形態３と同様に、フィン２へ図１１に示す切り欠き部２１ｃ、２１ｄ、２１ｅを任意の順番に形成することが可能であることは言うまでもない。
【００４５】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【図１】
2017145701.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2017145701.tif 000006
【図５】
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【図６】
2017145701.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
2017145701.tif 000011
【図１０】
2017145701.tif 000012
【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年3月19日(2018.3.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱伝導媒体の流路となる、断面が扁平形状の複数の扁平チューブ、上記扁平チューブに固定され、上記扁平チューブの流路方向に対し、主平面が直交し、流路方向に間隔を隔てて配置された複数のフィンを備え、
上記フィンは、上記扁平チューブを嵌合させる切り欠き部および上記切り欠き部の縁部から立ち上がるフィンカラーを有し、
上記切り欠き部の開口端は、上記扁平チューブの外形幅よりも大きく、
上記切り欠き部の開口形状はＵ字形状であり、上記切り欠き部の閉口端となる半円形状部に、上記扁平チューブの一方の半円形状端部が嵌合し、
上記フィンカラーは、上記切り欠き部の縁部からフィン平面に対して傾斜して立ち上がるフィンカラー傾斜面部と、上記フィンカラー傾斜面部の端部から折れ曲がり、上記扁平チューブの外側面に面接触するフィンカラー端面部とを有することを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
上記切り欠き部の開口端は閉口端よりも大きく、上記切り欠き部の二本の直線状の縁部は平行であることを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項３】
上記切り欠き部の開口端は閉口端よりも大きく、上記切り欠き部の二本の直線状の縁部は、夫々、上記開口端と上記閉口端を結ぶ線上に位置することを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項４】
上記フィンカラー傾斜面部および上記フィンカラー端面部は、いずれも平面であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の熱交換器。
【請求項５】
上記フィンカラー傾斜面部は曲面であり、上記フィンカラー端面部は平面であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の熱交換器。
【請求項６】
上記フィンは、上記切り欠き部に加え、開口端が上記扁平チューブの外形幅より小さい狭幅切り欠き部を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の熱交換器。
【請求項７】
上記切り欠き部と上記狭幅切り欠き部とは、上記フィンの端部において交互に配置されたことを特徴とする請求項６記載の熱交換器。
【請求項８】
上記切り欠き部の開口端は閉口端よりも大きく、上記切り欠き部の二本の直線状の縁部から夫々立ち上がるフィンカラーは異なる形状であり、上記縁部の一方は、上記扁平チューブの主平面に平行な線上に位置し、上記縁部の他方は、上記開口端と上記閉口端を結ぶ線上に位置することを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項９】
上記切り欠き部の開口端は閉口端よりも大きく、上記切り欠き部の二本の直線状の縁部から夫々立ち上がるフィンカラーは異なる形状であり、上記縁部の一方は、上記閉口端から上記切り欠き部が広がる方向にオフセットした位置と上記開口端を結ぶ線上に位置し、上記縁部の他方は、上記開口端と上記閉口端を結ぶ線上に位置することを特徴
とする請求項１記載の熱交換器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
この発明に係わる熱交換器は、熱伝導媒体の流路となる、断面が扁平形状の複数の扁平チューブ、上記扁平チューブに固定され、上記扁平チューブの流路方向に対し、主平面が直交し、流路方向に間隔を隔てて配置された複数のフィンを備え、上記フィンは、上記扁平チューブを嵌合させる切り欠き部および上記切り欠き部の縁部から立ち上がるフィンカラーを有し、上記切り欠き部の開口端は、上記扁平チューブの外形幅よりも大きく、上記切り欠き部の開口形状はＵ字形状であり、上記切り欠き部の閉口端となる半円形状部に、上記扁平チューブの一方の半円形状端部が嵌合し、上記フィンカラーは、上記切り欠き部の縁部からフィン平面に対して傾斜して立ち上がるフィンカラー傾斜面部と、上記フィンカラー傾斜面部の端部から折れ曲がり、上記扁平チューブの外側面に面接触するフィンカラー端面部とを有することを特徴とするものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
図３の製造装置により、フィン２を扁平チューブ１に対して装着した後、扁平チューブ１は移動機能により所定の距離を移動し、再度フィン装着機能により、次のフィン２を扁平チューブ１に装着する。この、一連のサイクル（フィン２を扁平チューブ１に装着させ、扁平チューブ１を移動させるサイクル）を連続的に所定回数行うことで、扁平チューブ１上に複数のフィン２を、例えば等間隔に装着させた熱交換器１００を製造することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
図９、図１０に示した比較例では、フィン装着後、狭幅切り欠き部２１０の形状に起因して、嵌合する扁平チューブ１とフィン２００の間で不要な応力が発生していたが、本願発明の実施の形態１による熱交換器１００では、切り欠き部２１ａの形状の開口端幅Ｗ２を扁平チューブ１の幅Ｗ１よりも大きく設定することで不要な応力の発生を抑制して製造性を向上させることが可能となる。さらに、本願発明の実施の形態１による熱交換器１００では、フィンカラー端面部２２ｂの平面と扁平チューブ１の外側面が平行となるように設けられ、これらの面が互いに面接触する構成であるため、両者の固定と熱伝導性の確保が可能となる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
上述したように、フィン２の切り欠き部２１ｂの形状は、必ずしも図２に示すような一定の幅（Ｗ２）でなくても良く、図７（ａ）に示すような扁平チューブ１の幅Ｗ１に対して開口端の幅Ｗ２が大きくなる形状としても良く、このような形状することで、フィン２を装着した時に、切り欠き部２１ｂの閉口端側を押し広げようとする力の発生を抑制でき、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。また、扁平チューブ１に対してフィン２を装着する際にかかる負荷を軽減させることができる。
そして、切り欠き部２１ｂの閉口端に近い位置において、扁平チューブ１とのフィン２とを隙間なく嵌合させる状態を得ることで、扁平チューブ１に対してフィン２を装着した後の扁平チューブ１とフィンカラー２３との接触性を確保することが可能となる。
【国際調査報告】
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