(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
チューブと共に交互に積層されるフィンを共通として併設される用途の異なる複数の熱交換器からなる一体型熱交換器において、
隣り合う熱交換器のチューブ間に位置する前記フィンの屈曲部に、少なくとも一箇所の折り返しより成る伝熱防止部を形成したことを特徴とする一体型熱交換器のフィン。
【請求項２】
前記折り返しで形成される折り返し部は、前記フィンの屈曲部と反対側に突出する少なくとも一つの凸部を有することを特徴とする請求項１記載の一体型熱交換器のフィン。
【請求項３】
チューブと共に交互に積層されるフィンを共通として併設される用途の異なる複数の熱交換器からなる一体型熱交換器に用いられるフィンの製造方法において、
所定の幅のフィン材の幅方向略中央に所定の間隔で少なくとも一対のスリットを入れるスリット形成工程と、
フィン材の進行方向において前記一対のスリットが形成されたフィン材の位置が屈曲部となるように前記フィン材をコルゲート状に屈曲するコルゲート加工工程と、
前記フィン材の屈曲部となったスリットの間の部分を前記屈曲部と反対方向に折り返して伝熱防止部を形成する伝熱防止部形成工程と、
所定のピッチに形成されたコルゲート状のフィンを所定の山数で切断する山数切断工程とを少なくとも有することを特徴とする一体型熱交換器のフィン製造方法。
【請求項４】
前記フィン製造方法は、さらに、コルゲート状に形成されたフィンのピッチを調節するピッチ調節工程を具備することを特徴とする請求項３記載の一体型熱交換器のフィン製造方法。
【請求項５】
前記コルゲート加工工程は、さらにフィン材にルーバを形成するルーバ成形工程を同時に行うことを特徴とする請求項３又は４記載の一体型熱交換器のフィン製造方法。
【請求項６】
前記スリット形成工程と前記コルゲート加工工程との間でフィン材をたるませることを特徴とする請求項３乃至５のいずれか一つに記載の一体型熱交換器のフィン製造方法。
【請求項７】
前記ピッチ調整工程は、前記コルゲート状に形成されたフィン部材のピッチを所定の幅とするためのピッチ詰め工程、中間詰め工程、及びピッチ出し工程を有することを特徴とする請求項３乃至６のいずれか一つに記載の一体型熱交換器のフィン製造方法。
【請求項８】
前記コルゲート加工工程と前記伝熱防止部形成工程は、同時に行われることを特徴とする請求項３乃至７のいずれか一つに記載の一体型熱交換器のフィン製造方法。
【請求項９】
前記コルゲート加工工程は、径方向に突出する複数の凸部と該凸部間に形成された凹部とを有すると共に一方の凸部が他方の凹部に係合するようにお互いに噛合する一対のロールギアによって行われることを特徴とする請求項３乃至８のいずれか一つに記載の一体型熱交換器のフィン製造方法。
【請求項１０】
前記一対のロールギアは、前記フィン材の前記一対のスリット間に対応する位置にある凸部の屈曲部に形成された伝熱防止部形成凹部と、前記フィン材の前記一対のスリット間対応する位置にある凹部の屈曲部に形成された伝熱防止部形成凸部とを有し、前記伝熱防止部は、前記フィン材の一対のスリットの間の部分が前記伝熱防止部形成凸部と前記伝熱防止部形成凹部との間で前記フィン材の他の部分の屈曲方向と逆に屈曲されることによって形成されることを特徴とする請求項９記載の一体型熱交換器のフィン製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
この発明は、複数の用途の異なる熱交換器をフィンを共通として前後に配置した一体型熱交換器に使用されるフィン及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
実公平６−４５１５５号公報に開示される熱交換器は、フィンを共通として平行に配設された第１及び第２の熱交換器から構成される。また、この熱交換器において、前記第１の熱交換器及び第２の熱交換器の間に位置するフィンの直線部分にはスリットが形成され、第１の熱交換器側に位置するフィンの部分と第２の熱交換器側に位置するフィンの部分との間の熱の伝導を抑制するようになっているものである。
【０００３】
また、特開平３−１７７７９５号公報に開示される複式一体型熱交換器は、相互に使用温度を異にする第１熱交換器と第２熱交換器とがフィンを共有して一体に構成されたもので、前記フィンの幅方向の中間部には、前記両熱交換器間での熱伝導を遮断する１乃至複数の切欠部が形成されているものである。また、この引例には、切欠部がフィンの高さ方向に互いに反対側の端縁から交互に切り込まれた複数のスリットであることも開示される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記引例において、スリット若しくは切欠部の形成する時に、スリット若しくは切欠部となる部分を完全に切り取ってしまうことから、切断片が生じてゴミが増えるという問題点があり、またフィン自体の力学的強度も低下してしまうという問題点があった。
【０００５】
そのため、本願発明は、伝熱の阻止率が高いと共に、形成時に切断片が生じず、さらにフィン自体の力学的強度の高い一体型熱交換器のフィンを提供すると共に、その製造方法を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
よって、この発明は、チューブと共に交互に積層されるフィンを共通として併設される用途の異なる複数の熱交換器からなる一体型熱交換器において、隣り合う熱交換器のチューブ間に位置する前記フィンの屈曲部に少なくとも一箇所の折り返しより成る伝熱防止部を形成したことにある。これによって、チューブに接合されるフィンの屈曲部であって、チューブ間に位置する部分に伝熱防止部が形成されるので、チューブに最も近い位置が伝熱防止部となるので、相互の温度差による熱伝導を効率よく防止できるものである。
【０００７】
前記折り返しで形成される伝熱防止部は、前記フィンの屈曲部と反対側に突出することが望ましい。これによって、フィンの屈曲部であって前記チューブ間に位置する部分を折り返すことによって伝熱防止部の形成するので、切断片の排出を防止できるのである。また、折り返し部を少なくとも一つの凸部とすることによって、フィンの力学的強度を向上させることができるものである。
【０００８】
さらに、この発明のフィン製造方法は、チューブと共に交互に積層されるフィンを共通として併設される用途の異なる複数の熱交換器からなる一体型熱交換器に用いられるフィンの製造方法において、所定の幅のフィン材の幅方向略中央に所定の間隔で少なくとも一対のスリットを入れるスリット形成工程と、フィン材の進行方向において前記一対のスリットが形成されたフィン材の位置が屈曲部となるように前記フィン材をコルゲート状に屈曲するコルゲート加工工程と、前記フィン材の屈曲部となったスリットの間の部分を前記屈曲部と反対方向に折り返して伝熱防止部を形成する伝熱防止部形成工程と、所定のピッチに形成されたコルゲート状のフィンを所定の山数で切断する山数切断工程とを少なくとも有するものである。さらに、コルゲート状に形成されたフィンのピッチを調節するピッチ調節工程を設けても良いものである。また、前記コルゲート加工工程は、さらにフィン材にルーバを形成するルーバ成形工程を同時に行うことが望ましいものである。
【０００９】
この方法によれば、例えばアンコイラに巻回された所定の幅のフィン材を引き出し、まずスリット形成工程において幅方向の略中央に一対若しくは複数の組のスリットを形成し、次に、これらスリットが形成された位置がフィン材の屈曲部となるようにコルゲート加工工程においてフィン材をコルゲート状に加工する。そして、伝熱防止部形成工程においてフィン材の屈曲部となったスリットの間の部分を前記屈曲部と反対方向に折り返して伝熱防止部を形成し、ピッチ調節工程においてコルゲート状に形成されたフィンのピッチを調節し、山数切断工程において所定のピッチに形成されたコルゲート状のフィンを所定の山数で切断して、上記請求項１又は２記載のフィンを効率良く製造することができるものである。
【００１０】
また、前記スリット形成工程と前記コルゲート加工工程との間でフィン材をたるませることが望ましい。これによって、コルゲート加工工程におけるフィン材に余分なテンションがかからないようにすることができるものである。
【００１１】
さらに、前記ピッチ調整工程は、前記コルゲート状に形成されたフィン部材のピッチを所定の幅とするためのピッチ詰め工程、中間詰め工程、及びピッチ出し工程を有するものである。フィンのピッチを一定とするために、一旦所定のピッチよりも小さいピッチのフィンを形成し、そこから徐々に所定のピッチのフィンとするようにしたことにより、フィンの復元力によってピッチの幅が大きくなることを防止することができるものである。
【００１２】
また、前記コルゲート加工工程と前記伝熱防止部形成工程は、同時に行われることが望ましい。前記コルゲート加工工程は、径方向に突出する複数の凸部と該凸部間に形成された凹部とを有すると共に一方の凸部が他方の凹部に係合するようにお互いに噛合する一対のロールギアによって行われることが望ましい。これによって、一つのロールギアによってフィン及び伝熱防止部を同時に連続して形成することができるので、作業工数を減らすことができると共に作業性を向上させることができるものである。
【００１３】
さらに、伝熱防止部を形成する具体的な方法として、前記一対のロールギアは、前記フィン材の前記一対のスリット間に対応する位置にある凸部の先端部に形成された伝熱防止部形成凹部と、前記フィン材の前記一対のスリット間に対応する位置にある凹部の基部に形成された伝熱防止部形成凸部とを有し、前記伝熱防止部は、前記フィン材の一対のスリットの間の部分が前記伝熱防止部形成凸部と前記伝熱防止部形成凹部との間で前記フィン材の他の部分の屈曲方向と逆に屈曲されることによって形成されるものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面により説明する。
【００１５】
図１に示す一体型熱交換器１は、アルミニウム合金で構成される２つの異なる熱交換器によって構成される。その２つの熱交換器は、この実施の形態においてはコンデンサ５及びラジエータ９である。
【００１６】
前記コンデンサ５は、一対のヘッダ２ａ，２ｂと、この一対のヘッダ２ａ, ２ｂを連通する複数の扁平状のチューブ３と、チューブ間に挿入接合されたコルゲート状のフィン４とによって構成される。尚、前記チューブ３は、図２に示すように、内部が多数のリブによって仕切られて強度が高められた公知形状のもので、例えば押し出し成形によって形成される。また、コンデンサ５のヘッダ２ａ, ２ｂは、円筒状の筒状部材１０と、この筒状部材１０の両端開口部を閉塞する蓋部１１とによって構成され、筒状部材１０の周壁にはチューブ３を挿入するチューブ挿入孔１２が形成される。さらにヘッダ２ａの内部は仕切壁１５ａ, １５ｂによって３つの室Ａ, Ｂ, Ｃに分割され、ヘッダ２ｂの内部は仕切壁１５ｃによって２つの室Ｄ, Ｅに分割される。そして、前記室Ａは冷媒入口部１３と連通し、前記室Ｃは冷媒出口部１４と連通する。
【００１７】
これによって、冷媒入口部１３から室Ａに流入した冷媒は、室Ａから該室Ａ及び室Ｂを連通するチューブ３を介して室Ｄへ、また室Ｄから室Ｄ及び室Ｂ間を連通するチューブ３を介して室Ｂへ、さらに室Ｂから室Ｂ及び室Ｅ間を連通するチューブ３を介して室Ｅへ、そして室Ｅから室Ｅ及び室Ｃを連通するチューブ３を介して室Ｃに移動して、この室Ｃを介して冷媒出口部１４から次なる工程へ送出されるものである。
【００１８】
また、前記ラジエータ９は、一対のヘッダ６ａ, ６ｂと、この一対のヘッダ6a, ６ｂを連通する複数の扁平状のチューブ７と、該チューブ間に挿入接合される前述したフィンと同一のフィン４とによって構成される。尚、ラジエータ９のチューブ７は、図２に示すように、内部が仕切られていない扁平管によって形成される。また、前記ヘッダ６ｂには、流体が流入する入口部２６が設けられ、前記ヘッダ６ａには流体が流出する出口部２７が設けられている。
【００１９】
さらに、前記ヘッダ６ｂの上端には、圧力弁を具備するキャップ１６が装着されたフィラネック１８が設けられ、このフィラネック１８にはオーバフローパイプ１７が設けられているものである。これによって、ラジエータ内部圧が上昇した場合には、流体が圧力弁に抗してオーバフローパイプ１７から外部に流出してラジエータ９の内部圧を調節することができるものである。
【００２０】
また、前記コンデンサ５のチューブ３の間及びラジエータ９のチューブ７の間に連設されるフィン４は、図２及び図３に示すように、フィン４の傾斜部分４ａに幅方向に平行に複数形成されるルーバ４１を有し、また屈曲された部分（屈曲部）４ｂのチューブ３との当接部分及びチューブ７との当接部分の間には、伝熱防止部５０が形成されるものである。
【００２１】
この第１の実施の形態における伝熱防止部５０は、図５で示すように、前記屈曲部４ｂの一部、具体的にはチューブ３とチューブ７との間の部分を所定の範囲にわたって内側に折り返した状態で形成したもので、折り返しによって形成された折り返し部５１は、前記屈曲部方向と逆方向（内側）に突出する凸部として形成される。これによって、伝熱防止部５０を形成すると同時に折り返し部５１を形成するので、伝熱防止部５０の形成時における切断片の発生を防止することができるものである。また、折り返し部５１を形成することによって、伝熱防止部５０近傍のフィン４自体の力学的強度の減少を抑制することができ、ひいてはフィン自体の力学的強度を維持できるようになるものである。
【００２２】
また、図４に示す第２の実施の形態に係るフィン４’は、前記伝熱防止部５０ａをフィンの幅方向の併設したことを特徴とするものである。尚、この実施の形態においては、伝熱防止部５０ａは幅方向に２つ形成しているが、複数形成しても良いものである。これによって、フィン４’の力学的強度をさらに向上させることができると共に、熱伝導に関しても第１の実施の形態と同様の効果を奏するものである。
【００２３】
さらに、図６で示す第３の実施の形態に係るフィン４”は、前記折り返し部５１に代えて、複数の凹部若しくは凸部を有する折り返し部５２を形成するようにしたもので、伝熱防止部５０，５０ａ近傍のフィン４”の力学的強度の減少をさらに抑制することができ、ひいてはフィン自体の力学的強度を維持できるものである。
【００２４】
上記構成のフィン４，４’，４”は、図７で示す方法で製造されるものであるが、以下、フィン４の製造方法をその一例として示す。
【００２５】
アンコイラ６０に巻回されるフィン材４０は、引き出し装置６１によって所定の速度で引き出され、引き出し時のたるみが修正されて、オイル塗布装置６２に送出される。このオイル塗布工程を行うオイル塗布装置６２において、前記フィン材４０は油中を通過して全面に潤滑油が塗布され、次なるスリット成形装置６３に送出される。
【００２６】
スリット成形工程を行うスリット成形装置６３は、図８（ａ）, （ｂ）に示す一対のロールギア７１，７２からなり、前記フィン材４０の幅方向略中央に、所定の間隔有するスリット４２を連続して形成するものである。そして、このスリット成形工程において、前記フィン材４０はスリット４２が形成されたフィン材４０Ａとなるものである。
【００２７】
前記ロールギア７１は、その外周側面に所定の間隔で配置された第１の歯部７３を有し、この第１の歯部７３は、該ロールギア７１の幅方向両外側部に形成された垂直面７３ｂを有する所定の幅の一対の歯７３ａを有するものである。また、他方のロールギア７２は、その外周側面に前記第１の歯部７３と噛合する第２の歯部７４を有し、該第２の歯部７４は、前記ロールギア７１の一対の歯７３ａの垂直面７３ｂと摺接する垂直面７４ａを幅方向両内側部に有するものである。また、第２の歯部７４は、前記第１の歯部７３と摺接する部分のみに形成するようにしてもよいが、本実施の形態においては、前記ロールギア７２の外周側面に連続して形成されるものである。これによって、前記第１の歯部７３と前記第２の歯部７４が連続して摺接するので、連続的にスリット４２を形成することができるものである。尚、図８中、７５，７６は回転軸である。
【００２８】
そして、前記スリット成形装置６３から送出されたフィン材４０Ａは、コルゲート加工工程、ルーバ成形工程、及び伝熱防止部成形工程を一度に行うフィン成形装置６４によって、コルゲート状に形成されると共にルーバ４１及び伝熱防止部５０が形成されたフィン材４０Ｂとなるものである。尚、このフィン成形装置６４において、前記スリット４２が形成された位置が屈曲部となるように、フィン材４０Ａはコルゲート状に屈曲されるものである。
【００２９】
前記フィン成形装置６４は、図９に示す一対のロールギア８０，８０’からなるもので、これらロールギア８０，８０’は、前記ロールギア８０，８０’の円周状に均等に配され径方向に突出する複数のフィン形成用凸部８１，８１’を有し、該フィン形成用凸部８１，８１’の間には複数のフィン形成用凹部８２，８２’が形成されるもので、さらに各々のフィン形成用凸部８１，８１’からそれに連設されるフィン形成用凹部８２，８２’にかけて形成された側面部８６，８６’には、前記フィン４のルーバを切り起こす複数の歯（図示せず）が形成されるものである。
【００３０】
そして、前記ロールギア８０のフィン形成用凸部８１が、ロールギア８０’のフィン形成用凹部８２’と係合し、前記ロールギア８０のフィン形成用凹部８２が、ロールギア８０’のフィン形成用凸部８１’と係合するように、前記ロールギア８０及び８０’はお互いに噛合するものである。これによって、フィン材４０Ａをコルゲート状に形成できるものである。
【００３１】
また、前記フィン形成用凸部８１，８１’の先端部分（屈曲部）には、前記フィン材４０Ａの幅方向において前記スリット４２の間と対応する幅を有する折り返し部形成用凹部８３，８３’が形成され、さらに前記フィン形成用凹部８２，８２’の屈曲部には、前記フィン材４０Ａの幅方向において前記スリット４２の間と対応するする幅を有する折り返し部形成用凸部８４，８４’が形成され、前記ロールギア８０の折り返し部形成用凸部８３はロールギア８０’の折り返し部形成用凹部８４’と係合し、前記ロールギア８０の折り返し部形成用凹部８４はロールギア８０’の折り返し部形成用凸部８３’と係合することによって、前記フィン材４０Ａに折り返し部５１を形成するものである。尚、図９中、８５，８５’は回転軸である。
【００３２】
そして、前記フィン成形装置６４で加工されたフィン材４０Ｂは、まずピッチ詰め装置６５と前記フィン成形装置６４の間で、フィンピッチが一旦詰められ、中間詰め装置６６によって調整されて前記ピッチ詰め装置６５の間でフィンピッチを少し広げてフィン４０Ｃとなり、さらに中間詰め装置６６に調整されてピッチ出し装置６７の間で所定のピッチに調節されたフィン４０Ｄとなり、さらにピッチだし装置６７によって調節されて所定のピッチを有するフィン４０Ｅとなるものである。これによって、フィンピッチを一旦詰めた後に広げるようにして所定のピッチを形成できるので、フィンピッチがフィンの復元力によって広がることを抑制できるので、フィンピッチを所定のピッチ以下のピッチに常に設定できるものである。
【００３３】
そして、所定のピッチのコルゲート状に形成されたフィン４０Ｅは、定数山送り装置９０によってフィン４０Ｅを所定の山数送り出した後、山数切断装置６８にて切断され、折り返し部５１が形成された所定のピッチのフィン４を形成することができるものである。尚、前記定数山送り装置９０としては、例えば、多条リードのウォームギアを用いて所定の山数を送り出すようにしたものである。
【００３４】
また、上記製造方法において、前記スリット形成装置６３と前記フィン成形装置６４の間で、フィン材４０Ａをたるませるようにするものである。これによって、フィン成形装置６４でフィン材４０Ａをコルゲート状に形成する場合の寸法の変動をこのたるみによって吸収することができるので、前記スリット４２の形成を安定して行うことができるものである。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、一体型熱交換器を構成する複数の熱交換器に共用されるフィンの前記熱交換器の各々の間に位置するフィンの屈曲部の部分を折り返すことによって伝熱防止部を形成するようにしたことによって、熱交換器間の熱伝導を最小にすることができる、孔をあけないので切断片が生じない、フィンの力学的強度を維持できる、という効果を奏することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の実施の形態に係る一体型熱交換器の正面図であり、（ｂ）は平面図である。
【図２】第１の実施の形態に係る一体型熱交換器の一部拡大説明図である。
【図３】第１の実施の形態に係るフィンの一部拡大斜視図である。
【図４】第２の実施の形態に係る一体型熱交換器の一部拡大説明図である。
【図５】第１の実施の形態に係るフィンの屈曲部付近の拡大図である。
【図６】第３の実施の形態に係るフィンの屈曲部付近の拡大図である。
【図７】前記第１の実施の形態に係るフィンの製造工程を示した説明図であり、（ａ）はフィン部材を示したものであり、（ｂ）は製造工程を示したものである。
【図８】スリット成形装置の一対のロールギアを示したもので、（ａ）はその正面図、’（ｂ）はその側面図である。
【図９】フィン製造装置の一対のロールギアを示した断面図である。
【符号の説明】
１  一体型熱交換器
３  チューブ
４，４’，４”  フィン
４ａ  傾斜部分
４ｂ  屈曲部
５  コンデンサ
７  チューブ
９  ラジエータ
４１  ルーバ
４２  スリット
５０  伝熱防止部
５１，５２  折り返し部
６０  アンコイラ
６２  オイル塗布装置
６３  スリット成型装置
６４  フィン成型装置
６５  ピッチ詰め装置
６６  中間詰め装置
６７  ピッチ出し装置
６８  山数切断装置
９０  定数山送り装置
【図１】
0004019113.tif 000002
【図２】
0004019113.tif 000003
【図３】
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【図４】
0004019113.tif 000005
【図５】
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【図６】
0004019113.tif 000007
【図７】
0004019113.tif 000008
【図８】
0004019113.tif 000009
【図９】
0004019113.tif 000010