(57)【要約】【課題】切り起こし片の先端を確実に隣り合うフィンに接触させてフィンピッチを容易に適切な値に管理する。【解決手段】挿入穴３ａを形成する際に切り起こされる切り起こし片３ｂの形状を、上辺部３ｄの長さＬ１が根元側の下辺部３ｅの長さＬ２より長くなる台形状とする。これにより、下辺部３ｅより長い上辺部３ｄが隣り合うフィン３の下辺部３ｅ周辺に接触することとなるので、切り起こし片３ｂの先端が隣り合うフィン３の挿入穴３ａに入り込んでしまといった問題は発生しない。したがって、フィンピッチが目標値に対してずれてしまうといった問題は発生しないので、フィンピッチを適正な値に容易に管理することができ、熱交換器の性能が悪化してしまうことを防止しながら、熱交換器の生産性を向上させることができる。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が流通するチューブ（２）、及び前記チューブ（２）内を流通する流体と前記チューブ（２）外を流通する流体との熱交換を促進する複数枚の板状のフィン（３）を有し、
前記フィン（３）の一部を切り起こすことにより形成された挿入穴（３ａ）に前記チューブ（２）を貫通挿入した状態で前記チューブ（２）と前記フィン（３）とが接合された熱交換器であって、
前記挿入穴（３ａ）を切り起こし形成する際に、先端側が隣り合う前記フィン（３）に接触するように切り起こされた切り起こし片（３ｂ）を有し、
前記切り起こし片（３ｂ）のうち隣り合う前記フィン（３）に接触する上辺部（３ｄ）の長さ（Ｌ１）は、前記切り起こし片（３ｂ）の根元側であって前記上辺部（３ｄ）と平行な下辺部（３ｅ）の長さ（Ｌ２）より長いことをことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記チューブ（２）は扁平した断面形状を有しており、
さらに、前記切り起こし片（３ｂ）は、前記挿入穴（３ａ）の端部のうち前記チューブ（２）の長径方向端部に対応する部位に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記切り起こし片（３ｂ）は、前記チューブ（２）外を流通する流体の流通方向から見て、略台形状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記挿入穴（３ａ）の端部のうち前記チューブ（２）の扁平面（２ａ）に対応する部位には、前記扁平面（２ａ）に接触する第２の切り起こし片（３ａ）が設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の熱交換器。
【請求項５】
前記上辺部（３ｄ）の長さ（Ｌ１）は、前記チューブ（２）の短径方向寸法に略等しいことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の熱交換器。
【請求項６】
前記下辺部（３ｅ）の長さ（Ｌ２）は、前記フィン（３）の板厚（ｔ）の２倍以上であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の熱交換器。
【請求項７】
前記チューブ（２）の長手方向端部にて前記チューブ（２）の長手方向と直交する方向に延びて、複数本の前記チューブ（２）と連通するヘッダタンク（４）を有することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の熱交換器。
【請求項８】
前記チューブ（２）と前記ヘッダタンク（４）とは、ろう接されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の熱交換器。
【請求項９】
前記チューブ（２）外を流通する流体は、前記チューブ（２）の長径方向と略平行な方向に流れ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。
【請求項１０】
前記挿入穴（３ａ）は、多角形状であることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載の熱交換器。
【請求項１１】
前記挿入穴（３ａ）は、８角形状であることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載の熱交換器。
【請求項１２】
前記チューブ（２）の断面積を拡大させるように前記チューブ（２）を塑性変形させることにより、前記チューブ（２）と前記フィン（３）とが機械的に接合されていることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１つに記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は熱交換器及びその製造方法に関するもので、空調装置用の蒸発器、及びヒートポンプを利用した給湯器や暖房装置の吸熱用室外熱交換器に適用して有効である。
【０００２】
【従来の技術】
従来、フィンの一部を切り起こすことにより形成された挿入穴にチューブを貫通挿入した状態でチューブとフィンとが接合された熱交換器では、挿入穴を切り起こし形成する際に切り起こされた切り起こし片の先端側を隣り合うフィンに接触させることにより、隣り合うフィン間の寸法、つまりフィンピッチが所定寸法となるようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−７８２９５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、複数枚のフィンをチューブが貫通しているので、各フィンの挿入穴は、当然ながら、チューブの挿入方向からみて重なるように同一の部位に位置する。しかも、特許文献１に記載の熱交換器では、挿入穴３ａを長方形状とするとともに、切り起こし片３ｂを挿入穴３ａの短辺寸法と同一寸法の幅寸法を有する矩形形状としているので、切り起こし片の先端が隣り合うフィンの挿入穴に入り込んでしまい易い。
【０００５】
そして、切り起こし片の先端が隣り合うフィンの挿入穴に入り込んでしまうと、フィンピッチが目標値に対してずれてフィンピッチを適正な値に管理できないので、熱交換器の性能が悪化してしまう。
【０００６】
本発明は、上記点に鑑み、第１には、従来と異なる新規な熱交換器を提供し、第２には、切り起こし片の先端を確実に隣り合うフィンに接触させてフィンピッチを容易に適切な値に管理することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、流体が流通するチューブ（２）、及びチューブ（２）内を流通する流体とチューブ（２）外を流通する流体との熱交換を促進する複数枚の板状のフィン（３）を有し、フィン（３）の一部を切り起こすことにより形成された挿入穴（３ａ）にチューブ（２）を貫通挿入した状態でチューブ（２）とフィン（３）とが接合された熱交換器であって、挿入穴（３ａ）を切り起こし形成する際に、先端側が隣り合うフィン（３）に接触するように切り起こされた切り起こし片（３ｂ）を有し、切り起こし片（３ｂ）のうち隣り合うフィン（３）に接触する上辺部（３ｄ）の長さ（Ｌ１）は、切り起こし片（３ｂ）の根元側であって上辺部（３ｄ）と平行な下辺部（３ｅ）の長さ（Ｌ２）より長いことをことを特徴とする。
【０００８】
これにより、上辺部（３ｄ）は隣り合うフィン（３）の下辺部（３ｅ）周辺に接触することとなるので、切り起こし片（３ｂ）の先端が隣り合うフィン（３）の挿入穴（３ａ）に入り込んでしまといった問題は発生しない。
【０００９】
したがって、フィンピッチが目標値に対してずれてしまうといった問題は発生しないので、フィンピッチを適正な値に容易に管理することができ、熱交換器の性能が悪化してしまうことを防止しながら、熱交換器の生産性を向上させることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、チューブ（２）は扁平した断面形状を有しており、さらに、切り起こし片（３ｂ）は、挿入穴（３ａ）の端部のうちチューブ（２）の長径方向端部に対応する部位に設けられていることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項３に記載の発明では、切り起こし片（３ｂ）は、チューブ（２）外を流通する流体の流通方向から見て、略台形状に形成されていることを特徴とする。
【００１２】
これにより、上辺部の長さと下辺部の長さを同一寸法とした特許文献１に記載の発明に比べて、切り起こし片（３ｂ）の前面投影面積を小さくすることができる。
【００１３】
したがって、切り起こし片（３ｂ）の存在に伴って発生する通風抵抗を特許文献１に記載の発明に比べて小さくすることができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明では、挿入穴（３ａ）の端部のうちチューブ（２）の扁平面（２ａ）に対応する部位には、扁平面（２ａ）に接触する第２の切り起こし片（３ａ）が設けられていることを特徴とする。
【００１５】
これにより、チューブ（２）と第２の切り起こし片（３ａ）とを比較的に広い面積にて接触させるので、第２の切り起こし片（３ａ）と扁平面（２ａ）との接触熱抵抗を小さくすることができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明では、上辺部（３ｄ）の長さ（Ｌ１）は、チューブ（２）の短径方向寸法に略等しいことを特徴とするものである。
【００１７】
請求項６に記載の発明では、下辺部（３ｅ）の長さ（Ｌ２）は、フィン（３）の板厚（ｔ）の２倍以上であることを特徴とするものである。
【００１８】
請求項７に記載の発明では、チューブ（２）の長手方向端部にてチューブ（２）の長手方向と直交する方向に延びて、複数本のチューブ（２）と連通するヘッダタンク（４）を有することを特徴とするものである。
【００１９】
請求項８に記載の発明では、チューブ（２）とヘッダタンク（４）とは、ろう接されていることを特徴とする。
【００２０】
なお、「ろう接」とは、例えば「接続・接合技術」（東京電機大学出版局）に記載されているように、ろう材やはんだを用いて母材を溶融させないように接合する技術を言う。
【００２１】
因みに、融点が４５０℃以上の溶加材を用いて接合するときをろう付けと言い、その際の溶加材をろう材と呼び、融点が４５０℃以下の溶加材を用いて接合するときをはんだ付けと言い、その際の溶加材をはんだと呼ぶ。
【００２２】
請求項９に記載の発明では、チューブ（２）外を流通する流体は、チューブ（２）の長径方向と略平行な方向に流れることを特徴とするものである。
【００２３】
請求項１０に記載の発明では、挿入穴（３ａ）は、多角形状であることを特徴とするものである。
【００２４】
請求項１１に記載の発明では、挿入穴（３ａ）は、８角形状であることを特徴とするものである。
【００２５】
請求項１２に記載の発明では、チューブ（２）の断面積を拡大させるようにチューブ（２）を塑性変形させることにより、チューブ（２）とフィン（３）とが機械的に接合されていることを特徴とするものである。
【００２６】
因みに、上記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一例である。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本実施形態は、本発明に係る熱交換器を車両用空気装置の蒸発器に適用したものであり、図１は本実施形態に係る蒸発器１の正面図であり、図２（ａ）はフィンの正面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）の側面図であり、図３（ａ）は積層状態のフィンを示す正面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）の側面図である。
【００２８】
なお、蒸発器とは、蒸気圧縮式冷凍機の低圧側に配置されて冷媒を蒸発させることにより雰囲気から吸熱する低圧側熱交換器である。
【００２９】
そして、蒸発器１は、冷媒が流れる複数本のチューブ２、チューブ２の外表面接合されて空気との伝熱面積を増大させる多数枚の薄帯板状のフィン３、及びチューブ２の長手方向と直交する方向に延びてチューブ２の長手方向端部にて複数本のチューブ２と連通するヘッダタンク４等から構成されている。
【００３０】
また、チューブ２は、アルミニウム合金等の金属に押し出し加工又は引き抜き加工を施すことにより製造された扁平断面を有する管であり、アルミニウム合金等の金属製のフィン３とチューブ２とは、チューブ２の断面積を拡大させるようにチューブ２を塑性変形させて拡管することにより機械的に接合されている。
【００３１】
因みに、チューブ２内には、図３（ａ）に示すように、耐圧強度を増すと共に伝熱面積を増大させる略くの字状の支柱部２ａが設けられており、拡管はチューブ２内に水圧等を印可するこにより行う。なお、フィン３の詳細は後述する。
【００３２】
また、ヘッダタンク４は、図１に示すように、チューブ２の長手方向端部にろう付けされたコアプレート４ａ、このコアプレート４ａにろう付けされて複数本のチューブ２が連通する空間を構成するタンク本体４ｂ、並びにコアプレート４ａ及びタンク本体４ｂをろう付けすることにより形成されるた略円筒状のタンクの長手方向両端側を閉塞するキャップ４ｃ等から構成されたものである。
【００３３】
そして、コアプレート４ａ、タンク本体４ｂ及びキャップ４ｃは、ヘッダタンク４の内壁に相当する面に溶加材、つまりろう材が被覆されたアルミニウム合金等の金属板材にプレス加工を施すことにより形成されたもので、これら４ａ、４ｂは、チューブ２とコアプレート４ａとがろう付けされた後、ろう付けされる。
【００３４】
次に、フィン３について述べる。
【００３５】
フィン３には、図２（ａ）、図３（ａ）に示すように、チューブ２が貫通挿入される挿入穴３ａが設けられており、この挿入穴３ａは、プレス加工等にてフィン３の一部を切り起こして設けられたものである。
【００３６】
因みに、挿入穴３ａは、長径方向がチューブ２の長径方向と一致するように多角形（本実施形態では、８角形）状の扁平形状に形成されている。
【００３７】
そして、挿入穴３ａを切り起こし形成する際に形成された切り起こし片３ｂ、３ｃのうちチューブ２の長径方向端部に対応する部位に設けられた切り起こし片３ｂは、図２（ｂ）、図３（ｂ）に示すように、その先端側が隣り合うフィン３に接触しているとともに、隣り合うフィン３に接触する上辺部３ｄの長さＬ１が根元側の下辺部３ｅの長さＬ２より長くなるように形成されている。
【００３８】
このため、切り起こし片３ｂは、チューブ２周りを流れる空気の流通方向、つまりチューブ２の長径方向と略平行な方向から見ると、略台形状となる。
【００３９】
なお、下辺部３ｅの長さＬ２とは、図２（ｂ）から明らかなように、切り起こし片３ｂの根元であって、上辺部３ｄと平行な部位の長さを言う。
【００４０】
また、上辺部３ｄの長さＬ１は、チューブ２の短径方向寸法、つまり挿入穴３ａの短径寸法に略等しく、かつ、下辺部３ｅの長さＬ２は、切り起こし時に下辺部３ｅが破断しない程度の長さ（例えば、フィン３の板厚ｔの２倍以上）に設定されている。
【００４１】
一方、チューブ２の短径方向端部に対応する部位に設けられた切り起こし片３ａは、図３（ｂ）に示すように、チューブ２の扁平面２ａに接触しており、この切り起こし片３ｃを介してチューブ２とフィン３との間で熱伝達が行われる。
【００４２】
なお、本実施形態では、チューブ２を拡管して切り起こし片３ａと扁平面２ａとを高い面圧にて接触させるとともに、チューブ２と切り起こし片３ａとを比較的に広い面積にて接触させるので、切り起こし片３ａと扁平面２ａとの接触熱抵抗を小さくすることができる。
【００４３】
次に、本実施形態の作用効果を述べる。
【００４４】
本実施形態においても各フィン３の挿入穴３ａは、特許文献１に記載の発明と同様に、チューブ２の挿入方向からみて重なるように同一の部位に位置するものの、図３（ｂ）に示すように、上辺部３ｄは隣り合うフィン３の下辺部３ｅ周辺に接触する。
【００４５】
このとき、本実施形態では、切り起こし片３ｂの上辺部３ｄの長さＬ１を根元側の下辺部３ｅの長さＬ２より長くしているので、切り起こし片３ｂの先端が隣り合うフィン３の挿入穴３ａに入り込んでしまといった問題は発生しない。
【００４６】
したがって、フィンピッチが目標値に対してずれてしまうといった問題は発生しないので、フィンピッチを適正な値に容易に管理することができ、熱交換器の性能が悪化してしまうことを防止しながら、熱交換器の生産性を向上させることができる。
【００４７】
また、切り起こし片３ｂは、空気の流通方向から見て略台形状であるので、上辺部の長さと下辺部の長さを同一寸法とした特許文献１に記載の発明に比べて、切り起こし片３ｂの前面投影面積を小さくすることができる。したがって、切り起こし片３ｂの存在に伴って発生する通風抵抗を特許文献１に記載の発明に比べて小さくすることができる。
【００４８】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、挿入穴３ａを８角形状としたが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４９】
また、上述の実施形態では、切り起こし片３ｂを台形状としたが、本発明は上辺部３ｄの長さＬ１が下辺部３ｅの長さＬ２より長ければよいので、その形状は台形状に限定されるものではない。
【００５０】
また、上述の実施形態では、チューブ２の長径方向端部に対応する部位に設けられた切り起こし片３ｂの上辺部３ｄを下辺部３ｅより長くしてフィンピッチ保持用切り起こし切り片としたが、本発明はこれに限定さるもものではなく、例えばチューブ２の短径方向端部に対応する部位に設けられた切り起こし片３ａの上辺部を下辺部より長くしてフィンピッチ保持用切り起こし切り片としてもよい。
【００５１】
また、上述の実施形態では、フィン３とチューブ２とを拡管にて機械的に接合したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る蒸発器の正面図である。
【図２】（ａ）は本発明の実施形態に係るフィンの正面図であり、（ｂ）は（ａ）の側面図である。
【図３】（ａ）は本発明の実施形態に係るフィンを示す正面図であり、（ｂ）は（ａ）の側面図である。
【図４】従来の技術に係る熱交換器のフィンを示す図である。
【符号の説明】
２…チューブ、３…フィン、３ａ…挿入穴、
３ｂ…切り起こし片（フィンピッチ保持用切り起こし切り片）
３ｃ…切り起こし片（熱伝導用切り起こし片）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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