(57)【要約】【課題】  現状の製造技術を踏まえつつより合理的に構成された熱交換器用フィンを提供すること。【解決手段】  媒体を流通するチューブ２の外面に装着されるコルゲート型の熱交換器用フィン１００において、当該熱交換器用フィンは、その幅方向に複数のルーバ１１３，１１４が設けられたルーバ形成部１１０を備え、ルーバ形成部においては、当該熱交換器用フィンの幅方向に対し、ルーバの占める割合が７５〜９０パーセントである構成の熱交換器用フィンである。また、ルーバは全て、その幅方向の両端部を互いに異なる方向に切り起こしてなる全ルーバとした。又は、その幅方向の一方の端部のみを切り起こしてなる半ルーバの幅は、全ルーバの幅の半分よりも大きく設定した。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
媒体を流通するチューブの外面に装着されるコルゲート型の熱交換器用フィンにおいて、
当該熱交換器用フィンは、その幅方向に複数のルーバが設けられたルーバ形成部を備え、
前記ルーバ形成部においては、当該熱交換器用フィンの幅方向に対し、前記ルーバの占める割合が７５〜９０パーセントであることを特徴とする熱交換器用フィン。
【請求項２】
前記ルーバは全て、その幅方向の両端部を互いに異なる方向に切り起こしてなる全ルーバであることを特徴とする請求項１記載の熱交換器用フィン。
【請求項３】
前記ルーバ形成部は、当該熱交換器用フィンの幅方向の両端部にそれぞれ設けられた第１平坦部と、当該熱交換器用フィンの幅方向の中間に設けられた第２平坦部とを備え、
前記ルーバとしては、その幅方向の両端部を互いに異なる方向に切り起こしてなる全ルーバと、前記第２平坦部に連なるとともにその幅方向の一方の端部のみを切り起こしてなる半ルーバとを備え、
前記半ルーバの幅は、前記全ルーバの幅の半分よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の熱交換器用フィン。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか記載の熱交換器用フィンを備えたことを特徴とする熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、媒体を流通するチューブの外面に装着されるコルゲート型の熱交換器用フィンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
熱交換器のチューブには、媒体の熱交換を促進すべくコルゲート型のフィンが装着される。チューブを流通す媒体は、チューブ及びフィンに伝わる熱にて熱交換される。この種のフィンは、帯状の素材をロール成形して製造されている。また、フィンの要所には、素材を切り起こしてなるルーバが設けられる。特許文献１及び２には、ルーバが設けられたフィンの構成が開示されている。
【特許文献１】特開平１０−２２０９７７号公報
【特許文献２】特開２００１−２４１８７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
さて近年、熱交換器は、その性能をより向上するべく小型化且つ精密化される傾向にあり、チューブに装着されるフィンについても、その性能及び製造性を向上するにあたり、ルーバの形態や寸法設定がますます重要な条件となっている。本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、現状の製造技術を踏まえつつより合理的に構成された熱交換器用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】
【０００４】
本願第１請求項に記載した発明は、媒体を流通するチューブの外面に装着されるコルゲート型の熱交換器用フィンにおいて、当該熱交換器用フィンは、その幅方向に複数のルーバが設けられたルーバ形成部を備え、前記ルーバ形成部においては、当該熱交換器用フィンの幅方向に対し、前記ルーバの占める割合が７５〜９０パーセントである構成の熱交換器用フィンである。
【０００５】
本願第２請求項に記載した発明は、前記ルーバは全て、その幅方向の両端部を互いに異なる方向に切り起こしてなる全ルーバである構成の熱交換器用フィンである。
【０００６】
本願第３請求項に記載した発明は、前記ルーバ形成部は、当該熱交換器用フィンの幅方向の両端部にそれぞれ設けられた第１平坦部と、当該熱交換器用フィンの幅方向の中間に設けられた第２平坦部とを備え、前記ルーバとしては、その幅方向の両端部を互いに異なる方向に切り起こしてなる全ルーバと、前記第２平坦部に連なるとともにその幅方向の一方の端部のみを切り起こしてなる半ルーバとを備え、前記半ルーバの幅は、前記全ルーバの幅の半分よりも大きい構成の熱交換器用フィンである。
【０００７】
本願第４請求項に記載した発明は、請求項１乃至３のいずれか記載の熱交換器用フィンを備えた構成の熱交換器である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、より合理的に構成された熱交換器用フィンを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１に示す熱交換器は、自動車に搭載される車内空調用冷凍サイクルの放熱器である。この熱交換器１は、媒体を流通するチューブ２とコルゲート型の熱交換器用フィン１００とを交互に積層してなるコア３と、各熱交換チューブ２の長手方向両端部をそれぞれ連通接続した一対のタンク体４とを備えたものである。コア３の上下側部には、補強部材５を設けており、各補強部材５の長手方向両端部は、それぞれタンク体４に支持されている。コア３には、不図示のファンによって、その正面側から通風がもたらされる。また、タンク体４の要所には媒体（つまり冷凍サイクルを循環する冷媒）の入口部６及び出口部７が設けられており、入口部６から流入した媒体は、コア３に伝わる熱にて熱交換をしつつ熱交換チューブ２を流通し、出口部７から流出する構成となっている。
【００１０】
熱交換器１の構成部材であるチューブ２、タンク体４、補強部材５、入口部６、出口部７、及び熱交換器用フィン１００は、それぞれアルミ合金製の部材からなり、ジグを用いて一体に組み立てるとともに、その組み立て体を炉中で過熱処理して一体にろう付けしている。このような炉中ろう付けをするにあたり、各部材の要所にはろう材及びフラックスが設けられる。熱交換器用フィン１００は、チューブ２の外面にろう付けされ装着される。媒体の熱交換は、熱交換器用フィン１００によって促進される。
【００１１】
図２に示すように、本例の熱交換器用フィン１００は、熱交換器１の正面からみると上下方向に振幅した波型を呈し、チューブ２の外面には、その頂部１０１がろう付けされる。また、頂部１０１と頂部１０１の間には、ルーバ形成部１１０が設けられている。ルーバ形成部１１０は、熱交換器用フィン１００の幅方向に複数のルーバが列設された部位である。
【００１２】
図３は、ルーバ形成部１１０におけるルーバの占める割合と熱交換量との相関グラフである。ルーバの占める割合とは、熱交換器用フィンの幅方向に対する各ルーバの長さの合計の割合である。同図から解るように、ルーバの占める割合が大きいと、熱交換量も増加する。また、５０パーセントを超えると、熱交換量の上昇率が小さくなるので、ルーバの占める割合を増やすことによる効果は薄れる。従来においては、ルーバの占める割合は５０〜７０パーセント程度であった。しかるに近年においては、熱交換器の小型化且つ精密化が進み、たとえ熱交換量の上昇が僅かであっても、それが可能であれば考慮すべき状況となっている。そこで本願発明者は、現状の製造技術を踏まえつつ、ルーバの占める割合を検討し、本発明を達成した。本発明においては、ルーバの占める割合を７５〜９０パーセントに設定している。すなわち、熱交換量を可及的に向上するとともに、熱交換器用フィン１００を合理的に製造することができる範囲となっている。熱交換器用フィン１００は、帯状の金属素材を一対のロールの間に供給し、これを波型に塑性変形して製造される。各ロールにはそれぞれルーバカッターが設けられており、ルーバは、素材がローラの間を通過する際にルーバカッターが素材の要所を切り起こすことによって成形される。また、ローラから熱交換器用フィン１００を分離する際、熱交換器用フィン１００には、ノックアウトピンが当接される。ここで、ルーバの占める割合が９０パーセントを超えると、ノックアウトピンを当接させる部位が不足し、熱交換器用フィン１００の製造が困難になるという不都合が生じる。このため本発明では、ルーバの占める割合は９０パーセント以下となっている。
【００１３】
図４は、本例のルーバ形成部１１０を示す熱交換器用フィン１００の幅方向の断面図である。図５は、そのルーバ形成１１０部及びルーバカッター２１０，２２０を示す説明図である。本例の場合、ルーバ形成部１１０は、熱交換器用フィン１００の幅方向の両端部にそれぞれ設けられた第１平坦部１１１と、熱交換器用フィン１００の幅方向の中間に設けられた第２平坦部１１２とを備えている。ルーバとしては、その幅方向の両端部を互いに異なる方向に切り起こしてなる全ルーバ１１３と、第１平坦部１１１又は第２平坦部１１２に連なるとともにその幅方向の一方の端部のみを切り起こしてなる半ルーバ１１４とを備えている。半ルーバ１１４の幅は、全ルーバ１１３の幅の半分となっている。ルーバカッター２１０，２２０は、帯状の金属素材を成形する一対のロールにそれぞれ設けられており、成形された熱交換器用フィン１００をロールから分離する際には、第１平坦分１１１及び第２平坦分１１２にノックアウトピンが当接される。金属素材としては、板厚ｔが０．０７ｍｍのものを採用している。尚、図５中の２１１は、第２平坦部１１２に連なる半ルーバ１１４を切り起こす部位の先端を示している。
【００１４】
熱交換器用フィン１００の幅方向に対し、ルーバ形成部１１０における各部の寸法は、次の通りである。熱交換器用フィン１００の幅ａは、１４．００ｍｍである。第１平端部１１１の幅ｂ1は、１．１５ｍｍである。第２平端部１１２の幅ｂ2は、０．９０ｍｍである。全ルーバ１１３の幅ｃ1は、０．９０ｍｍである。半ルーバ１１４の幅ｃ2は、０．４５ｍｍである。全ルーバ１１３は、全部で１０箇所に設けられており、半ルーバ１１４は、全部で４箇所に設けられている。ルーバの占める割合は、（１０×ｃ1＋４×ｃ2）／ａ≒０．７７より、約７７パーセントとなる。
【００１５】
以上のように、本例の熱交換器用フィン１００は、その製造性を考慮しつつ熱交換器１の性能を向上するという点で合理的に構成されたものであり、冷凍サイクルの放熱器を構成する部材として好適に利用することができる。尚、本例における各部の構成は、特許請求の範囲に記載した技術的範囲において適宜に設計変更が可能であり、図例したものに限定されないことは勿論である。熱交換量を向上するという点では、第１平端部１１１や第２平端部１１２にスリットを設けてもよい。また、本例の熱交換器用フィン１００の構成は、冷凍サイクルの放熱器の他にも、エバポレータ、自動車のラジエータ、ヒータコア等に応用することが可能である。
【００１６】
次に、本発明の第２実施例を図６及び図７に基づいて説明する。本例の場合、ルーバは全て、その幅方向の両端部を互いに異なる方向に切り起こしてなる全ルーバ１１３となっている。
【００１７】
熱交換器用フィン１００の幅方向に対し、ルーバ形成部１１０における各部の寸法は、次の通りである。熱交換器用フィン１００の幅ａは、１４．００ｍｍである。第１平端部１１１の幅ｂ1は、１．１０ｍｍである。第２平端部１１２の幅ｂ2は、１．００ｍｍである。全ルーバ１１３の幅ｃ1は、０．９０ｍｍである。全ルーバ１１３は、全部で１２箇所に設けられている。ルーバの占める割合は、（１２×ｃ1）／ａ≒０．７７より、約７７パーセントとなる。
【００１８】
本例の特徴は、図４及び図５に示した実施例と比較すると、半ルーバ１１４を設けないことである。本願発明者が図４及び図５に示す熱交換器用フィン１００を実際に試作したところ、第２平坦部１１２に連なる半ルーバ１１４を切り起こす部位の先端２１１の破損が顕著であることが確認された。ルーバカッター２１０，２２０の中央部において小さく突き出た部位には、機械的負担が大きくかかることが原因と考えられる。この点、本例によれば、ルーバを全て全ルーバ１１３としたので、ルーバカッター２１０，２２０の中央部において突き出た部位が比較的大きくなる。故に、そのような破損を回避することが可能となり、熱交換器用フィン１００の製造性を一層向上することができる。
【００１９】
次に、本発明の第３実施例を図８及び図９に基づいて説明する。本例の場合、ルーバとしては、その幅方向の両端部を互いに異なる方向に切り起こしてなる全ルーバ１１３と、第１平坦部１１１又は第２平坦部１１２に連なるとともにその幅方向の一方の端部のみを切り起こしてなる半ルーバ１１４とを備えている。第１平端部１１１に連なる半ルーバの幅は、全ルーバ１１３の幅の半分となっている。更に、第２平坦部１１２に連なる半ルーバの幅１１４は、全ルーバ１１３の幅の半分よりも大きい構成となっている。
【００２０】
熱交換器用フィン１００の幅方向に対し、ルーバ形成部１１０における各部の寸法は、次の通りである。熱交換器用フィン１００の幅ａは、１４．００ｍｍである。第１平端部１１１の幅ｂ1は、１．００ｍｍである。第２平端部１１２の幅ｂ2は、０．９０ｍｍである。全ルーバ１１３の幅ｃ1は、０．９０ｍｍである。第１平坦部１１１に連なる半ルーバ１１４の幅ｃ2は、０．４５ｍｍである。第２平端部に連なる半ルーバ１１４の幅ｃ3は、０．６０ｍｍである。全ルーバ１１３は、全部で１０箇所に設けられており、第1平端部１１１に連なる半ルーバ１１４は、全部で２箇所に設けられており、第２平端部１１２に連なる半ルーバ１１４は、全部で２箇所に設けられている。ルーバの占める割合は、（１０×ｃ1＋２×ｃ2＋２×ｃ3）／ａ≒０．７９より、約７９パーセントとなる。
【００２１】
前述した第２実施例においては、全てのルーバを全ルーバ１１３とすることにより、第２平坦部１１２に連なる半ルーバ１１４を切り起こす部位の先端２１１の破損を回避した。この点、本発明では、第２平坦部１１２に連なる半ルーバ１１４の幅を大きく設定することにより、かかる先端２１１の破損を防止する。すなわち本例によれば、第２平坦部１１２に連なる半ルーバの幅１１４を全ルーバ１１３の幅の半分よりも大きく設定したので、ルーバカッター２１０，２２０の中央部において突き出た部位が比較的大きくなる。故に、そのような破損を回避することが可能となり、熱交換器用フィン１００の製造性を一層向上することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明の熱交換器用フィンは、冷凍サイクルの放熱器、エバポレータ、自動車のラジエータ、ヒータコア等の熱交換器を構成する部材として好適に利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施例に係り、熱交換器を示す正面図である。
【図２】本発明の実施例に係り、熱交換器を正面からみたときの熱交換器用フィンの形状を示す説明図である。
【図３】本発明の実施例に係り、ルーバ形成部におけるルーバの占める割合と熱交換量との相関グラフである。
【図４】本発明の実施例に係り、ルーバ形成部を示す熱交換器用フィンの幅方向の断面図である。熱交換器用フィンのルーバ形成部を示す説明図である。
【図５】本発明の実施例に係り、ルーバ形成部及びルーバカッターを示す説明図である。
【図６】本発明の実施例に係り、ルーバ形成部を示す熱交換器用フィンの幅方向の断面図である。
【図７】本発明の実施例に係り、ルーバ形成部及びルーバカッターを示す説明図である。
【図８】本発明の実施例に係り、ルーバ形成部を示す熱交換器用フィンの幅方向の断面図である。
【図９】本発明の実施例に係り、ルーバ形成部及びルーバカッターを示す説明図である。
【符号の説明】
【００２４】
１    熱交換器
２    チューブ
３    コア
４    タンク体
５    補強部材
６    入口部
７    出口部
１００    熱交換器用フィン
１０１    頂部
１１０    ルーバ形成部
１１１    第１平坦部
１１２    第２平坦部
１１３    全ルーバ
１１４    半ルーバ
２１０    ルーバカッター
２１１    第２平坦部に連なる半ルーバを切り起こす部位の先端
２２０    ルーバカッター
【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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