(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放熱フィンのフィン素材を所定の送りピッチで送る工程と、
上記送りピッチに相当する所定の長さで幅方向に列幅切断をなす工程と、
放熱フィンのフィン素材を上記所定の送りピッチより小さい送りピッチで送り、上記所定の長さで幅方向に列幅切断をなす工程と
を含む工程で、幅方向と比較して縦方向が長い短冊状をなし、長手方向に沿って所定の管段ピッチを存して熱交換パイプが貫通する複数の熱交換パイプ貫通用孔を有する放熱フィンを製作する放熱フィンの製作方法において、
２回列幅切断されるフィンの両側端縁部分に切欠き部を設ける工程を備えたことを特徴とする放熱フィンの製作方法。
【請求項２】
上記切欠き部の長さは、上記管段ピッチより長く設定されることを特徴とする請求項１記載の放熱フィンの製作方法。
【請求項３】
上記切欠き部の幅寸法は、０．６ｍｍ以上に設定されることを特徴とする請求項１および請求項２のいずれかに記載の放熱フィンの製作方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば空気調和機や、冷凍庫、冷蔵庫あるいはショーケース等に使用され、熱交換媒体である冷媒と、ここに流通する熱交換空気との間で熱の授受を行う熱交換器を構成する放熱フィンの製作方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば空気調和機や、冷凍庫、冷蔵庫あるいはショーケース等に使用される熱交換器は、所定間隔を存して並設され、互いの隙間に熱交換空気を流通させる複数枚の放熱フィンと、これら放熱フィンに貫通して設けられ、その内部に冷媒（熱交換媒体）を流通させる熱交換パイプとを具備している。
いわゆるフィンチューブ型と呼ばれる熱交換器において、特に放熱フィンはアルミニュウム材からなり、板厚が極端に薄くて柔軟であるうえに、熱交換パイプを貫通させるカラー部を設けるところから、製作加工上で問題が多い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、上記放熱フィンは幅方向と比較して縦方向が極端に長い略短冊状をなしているので、放熱フィンとなる素材を所定の長さ分だけ送ったあとプレス加工により切断し、さらに所定の長さ分だけ送ったあとプレス加工により切断する工程を繰り返す。
このように、放熱フィンは長手方向に沿って複数回送りをなしてプレス加工するようになっていて、通常、送りピッチは、熱交換パイプの管段ピッチに合わせて設定される。
【０００４】
たとえば、１枚の放熱フィンに熱交換パイプが一列に２０ヶ所貫通する仕様であって、そのために２０ヶ所の孔部を設ける場合を例にすると、この放熱フィンにおける管段数は２０段となる。
そして、この放熱フィンをプレス加工する際の送りピッチを４孔ピッチに設定すると、２０段／４孔ピッチ＝５として、５回のプレス加工を順次繰り返すことよって放熱フィンが製作される。通常、管段ピッチ方向の段数は、送り孔ピッチ×整数倍に設定されていて、この条件では何らの不都合の発生もない。
しかしながら、設計上、管段数が送り孔ピッチの整数倍でない仕様が発生する場合がある。たとえば、管段数が１４で、送りピッチが３孔ピッチのとき、送りピッチ×整数倍ではなくなり、３孔ピッチを４回と、２孔ピッチが１回の送りピッチによるプレス切断加工で、１枚の放熱フィンが製造されることになる。
【０００５】
加工機側としては、送りピッチが３孔ピッチとして設定されているので、管段ピッチ方向に必ず２回フィンプレスする部分が発生する。しかしながら、フィン金型およびフィンプレスのクリアランスが０ではないので、１回目と２回目のプレス位置のズレにより、フィン端面にヒゲ状の端材が残存してしまう。
このようなヒゲ状の端材が残存した放熱フィンを用いて熱交換器を構成すると、ヒゲ状の端材が目立って外観が損なわれ、品質上の問題となる。そればかりではなく、実際に使用すると上記ヒゲ状の端材が通風抵抗になって、熱交換性能を低下させる要因になる。
【０００６】
上記構成の熱交換器を空気調和機の冷凍サイクルを構成する室外熱交換器として使用した場合には、ヒゲ状の端材に霜が付着し易く着霜特性を悪化させ、低温性能（着霜と除霜をともなう暖房性能）に悪影響を及ぼしている。
本発明は上記事情に着目してなされたものであり、その目的とするところは、ヒゲ状端材の発生がなく、製造性の向上を図って高品質化を得るとともに、熱交換器を構成することにより、熱交換性能および低温性能の向上を得られる放熱フィンの製作方法を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を満足するために本発明の放熱フィンの製作方法は、放熱フィンのフィン素材を所定の送りピッチで送る工程と、送りピッチに相当する所定の長さで幅方向に列幅切断をなす工程と、放熱フィンのフィン素材を所定の送りピッチより小さい送りピッチで送り所定の長さで幅方向に列幅切断をなす工程とを含む工程で、幅方向と比較して縦方向が長い短冊状をなし長手方向に沿って所定の管段ピッチを存して熱交換パイプが貫通する複数の熱交換パイプ貫通用孔を有する放熱フィンを製作する放熱フィンの製作方法において、２回列幅切断されるフィンの両側端縁部分に切欠き部を設ける工程を備えた。
【０００８】
さらに、上記切欠き部の長さは、管段ピッチより長く設定される。
さらに、上記切欠き部の幅寸法は、０．６ｍｍ以上に設定される。
【０００９】
このような課題を解決する手段を採用することにより、放熱フィンにおけるヒゲ状端材の発生がなく、製造性の向上を図って高品質化を得るとともに、放熱フィンで冷凍サイクルの室外熱交換器を構成することにより、熱交換性能および低温性能の向上を得られる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面にもとづいて説明する。
図１は、第１の実施の形態である、いわゆるフィンチューブ型と呼ばれる熱交換器１Ａの断面図である。
上記熱交換器１Ａは、所定間隔で平行に並べられ、それらの隙間に熱交換空気を流通させるようにした多数枚（複数枚）の板状放熱フィン２と、これら放熱フィン２の面方向とは直交する方向に貫通して設けられ、内部を冷媒（熱交換媒体）が流通する熱交換パイプ３とから構成される。
【００１１】
上記放熱フィン２は、幅方向と比較して縦方向が長い略短冊状をなし、熱交換空気の流通方向とは直交する方向である長手方向に沿って所定間隔を存して熱交換パイプ３が一列に設けられる。また、放熱フィン２の長手方向とは直交する方向である、図に示す矢印Ｚ方向に熱交換空気が流通するようになっている。
【００１２】
上記熱交換パイプ３相互の所定間隔を管段ピッチＬ１と言い、ここでは放熱フィン２に熱交換パイプが９ヶ所貫通しているので、管段数は９となる。このような放熱フィン２を製作する場合には、複数の孔ピッチを基準にして送りピッチを設定する。
【００１３】
たとえば、送りピッチを３孔ピッチとすると、（９段＝３ピッチ×３）となり、３回の送りとプレス切断加工を繰り返すことにより、放熱フィン２が製作されることになる。すなわち、管段数は、送りピッチ×整数倍に設定される。
【００１４】
ところが、プレス加工機側の仕様や、種々の設計条件の関係から管段数が９であるけれども、送りピッチが２孔ピッチ、もしくは４孔ピッチになる場合がある。このときは、当然、整数倍に設定することができず、少なくとも１度は送りピッチを変えて加工しなければならない。
【００１５】
そして、送りピッチを変えたときに、２回フィンプレス部分が発生し、上述のようにヒゲ状の端材が形成されるので、ヒゲ状端材形成部分を対象として切欠き部４が設けられる。
【００１６】
上述したように、放熱フィン２は長手方向に送ってプレス切断することにより製作されるので、ヒゲ状の端材はフィンの両側端縁に発生し、したがって切欠き部４は両側端縁に設けられる。
【００１７】
たとえば、図１に示すように放熱フィン２の長手方向の略中間部に上記切欠き部４が設けられていて、この切欠き部４の長さ寸法と幅寸法は後述するように設定される。
【００１８】
このようにして構成される放熱フィン２において、ヒゲ状の端材が残存することはなく、外観品質上の問題を除去して通風抵抗の低減と、熱交換性能の向上を得られる。
【００１９】
図２は、上記放熱フィン２を製作する工程において、２回フィンプレス部分が発生する条件を詳細に説明するための図である。
ここでは、放熱フィン２に熱交換パイプ３の貫通箇所が１４ある、管段数が１４で、フィンプレス加工の際の送りピッチが３孔ピッチであり、３枚の放熱フィンを同時に製作することが条件となっている。
【００２０】
また、同図に示しているように、放熱フィン２には熱交換パイプ３が貫通する孔の周囲に沿ってカラー部が一体に設けられている。このカラー部は、図１および図３以降の全図において省略しているが、当然、設けられていることは言うまでもない。
【００２１】
フィン素材に対して、第１工程で管段ピッチ方向に３孔分であり、管段ピッチ方向とは直交する方向では３列の孔あけ加工がなされる。そのあと、３孔ピッチ分の送りがなされ、第２工程として最初に孔あけ加工された孔周部にカラー部を形成するカラー部形成工程となる。
【００２２】
このカラー部形成工程と同時に、新たに送られたフィン部分に対する３孔分で、３列の孔あけ工程が行われる。そのあと、３孔ピッチ分の送りがなされ、第３工程として、既にカラー部が形成されたフィン部分に対する列幅切断工程が行われる。
【００２３】
この列幅切断工程で放熱フィンは３列に分断される。同時に、新たに送られたフィン部分に対する３孔分で、３列の孔あけ加工がなされるとともに、既に孔あけ加工された部分に対しカラー部形成工程としてカラー部が形成される。
【００２４】
そして、３孔ピッチ分の送りがなされ、第４工程として先に列幅切断工程で３列に分断されたフィン部分はそのまま搬送され、カラー部が形成された部分に対する列幅切断工程が行われる。同時に、新たに送られた部分に対する３孔分で、３列の孔明け加工と、既に孔明けされた部分にカラー部が形成される。
【００２５】
そのあと、３孔ピッチ分の送りがなされ、第４工程と全く同一の第５工程が行われ、さらに３孔ピッチ分の送りがなされ、第５工程と全く同一の第６工程が行われる。
【００２６】
これまでに列幅切断工程をなしたのは、第３工程から第６工程までの４工程であり、その都度３孔ピッチの加工をなしているから、合計管段数として１２段（４×３孔）が設けられている。仕様は、管段数が１４段であるから、第６工程終了あとの送りピッチを２孔ピッチに変えて第７工程に移る。
【００２７】
第６工程で３孔ピッチ分の列幅切断工程が行われた際の最後の孔部（図に黒丸で示す）は、放熱フィンを２孔ピッチ分の送りしかないので、第７工程になっても列幅切断工程の範囲から抜け出ず、ここでの最前位置となる。
【００２８】
そして、第７工程である３孔ピッチ分の列幅切断工程が行われるので、最前位置の孔部（図に黒丸で示す）近傍部分（図に黒太線で示す）は２回目のプレス切断がなされる。第６工程での切断と第７工程での切断では位置ズレが生じることは避けられず、上述したヒゲ状の端材の発生となる。
【００２９】
上記切欠き部は、２回プレス切断が行われる放熱フィンの両側端縁部位を対象として設けられるので、ヒゲ状の端材が残存することはなく、外観品質上の問題を除去して通風抵抗の低減と、熱交換性能の向上を得られることは上述した通りである。
【００３０】
図３（Ａ）は、第１の実施の形態の変形例を示す、熱交換器１Ｂの断面図である。
すなわち、この熱交換器１Ｂでは、両側端縁に切欠き部４が設けられた放熱フィン２を、熱交換空気流に沿う方向に２列に並設している。そして、互いの切欠き部４の位置を揃えることによって、合わせられた切欠き部４が長孔状に形成される。
【００３１】
図３（Ｂ）は、第１の実施の形態のさらに異なる変形例を示す、熱交換器１Ｃの断面図である。
熱交換空気流に沿う方向に２列の熱交換パイプ３が貫通する放熱フィン２Ａであり、上記切欠き部４は放熱フィン２Ａの長手方向に沿う両側端に設けられることは、ここでも変わりがない。すなわち、切欠き部４を設けたことによる効果は熱交換パイプ３の列数に係らず得られる。
【００３２】
図４は、本発明の第２の実施の形態を示す、熱交換器１Ｄの断面図である。  上記熱交換器１Ｄは、上述の第１の実施の形態で説明した要件を満たすとともに、上記切欠き部４の管段ピッチ方向の長さＸを、管段ピッチＬ１以上（Ｌ１＜Ｘ）となるように寸法設定したことを特徴としている。
【００３３】
すなわち、管段ピッチＬ１方向の段数が整数倍でない場合に発生する２回フィンプレス部分は、基本的には管段ピッチＬ１より長くなることはないので、切欠き部４の管段ピッチ方向の長さを管段ピッチＬ１の長さと同一としておけば、ヒゲ状の端材が残存することはない。
【００３４】
しかしながら、フィンプレスする際には送りズレ等が発生することを考慮し、管段ピッチＬ１以上にしておくことが望ましい。余り長く取りすぎると、フィン面積が減少し伝熱性能が低下するため、管段ピッチＬ１＋１０ｍｍ以内が好適な仕様限度と考えられる。
【００３５】
なお、この実施の形態では、フィンプレス加工の送りピッチが１孔ピッチ分（管段ピッチ分）を２回プレスする場合である。たとえば、先に図２で説明したように、管段数が１４段で、送りピッチが３孔ピッチの場合、
３孔ピッチ−［１４段−（３孔ピッチ×４）］＝１孔ピッチ
が対象となる。
【００３６】
一方、放熱フィン２に設けられる管段数と、プレス加工の際の送りピッチとの関係から、切欠き部４の管段ピッチ方向の長さＸが、２Ｌ１以上、３Ｌ１以上となる場合がある。
【００３７】
たとえば、管段数が２２段であり、送りピッチが４孔ピッチの場合は、
４孔ピッチ−［２２段−（４孔ピッチ×５）］＝２孔ピッチ
となり、切欠き部４の管段ピッチ方向の長さＸは２Ｌ１以上となるなど一定ではないが、少なくとも  Ｌ１＜Ｘ  の関係は変わらない。
【００３８】
図５（Ａ）は、本発明の第３の実施の形態を示す、熱交換器１Ｅの断面図である。
この熱交換器１Ｅにおいても、先に第１の実施の形態と第２の実施の形態で説明したいずれかの要件を満たすことが前提である。そのうえで、切欠き部４は放熱フィン２の幅Ｗ方向に沿う幅寸法を、０．６ｍｍ以上となるように構成したことを特徴とする。
このことにより、放熱フィン２をプレス加工するために用いられる切欠き刃の耐久性を高めることができ、切欠き刃のスペアパーツ費用が削減できる。
【００３９】
図５（Ｂ）は、切欠き部４の幅を、０．２ｍｍから１．４ｍｍまで、０．２ｍｍ飛びとし、それぞれ切欠き刃を用いてプレス切断加工して１００万ショット内での切欠き刃の破損の有無を調査した結果を示す。
【００４０】
０．２ｍｍ幅と０．４ｍｍ幅の切欠き部では、それぞれ切欠き刃に破損が生じたが、０．６ｍｍ幅から１．４ｍｍ幅に至るまでは切欠き刃に破損が生じないことが判明した。この結果、切欠き部４の幅寸法は、切欠き刃に破損が生じることのない最小の幅である０．６ｍｍが最適である。
【００４１】
図６（Ａ）は、本発明の第４の実施の形態を示す、熱交換器１Ｆの断面図であり、図６（Ｂ）は放熱フィン２Ｂの上面図である。
この熱交換器１Ｆにおいても、先に第１の実施の形態〜第３の実施の形態で説明したいずれかの要件を備えていることが前提である。
そして、上記放熱フィン２Ｂは、その長手方向に沿う両側端部に沿って凹部（ビード）５が設けられていて、放熱フィン２Ｂとして剛性の増大化を得られる構成である。そのうえで、上記切欠き部４は凹部５を形成する平坦部ａに設けられることを特徴としている。
【００４２】
たとえば、凹部（ビード）５の斜面ｂに切欠き部４を設けた場合は、フィン端面は凹部５の斜面ｂ方向でダレる形でフィン端面の変形が生じる。ここでは、凹部５の平坦部ａに切欠き部４を設けたので、フィン２Ａの端面に変形が生じることなく切欠き部４を設けることができる。
【００４３】
図７（Ａ）は、本発明の第５の実施の形態を示す、熱交換器１Ｇの断面図である。
この熱交換器１Ｇも、先に第１の実施の形態〜第４の実施の形態で説明したいずれかの要件を満たすことが前提である。
そして、熱交換器１Ｇを構成する放熱フィン２Ｃに、切欠き部４とともに切起し部６とが設けられる。上記切起し部６は放熱フィン２Ｃの熱交換パイプ３貫通部間に設けられていて、熱交換空気流とは直交する方向に長く、熱交換空気流に沿って互いに並行に切起し加工される複数の細条片部である。
【００４４】
特に、上記切欠き部４が設けられる部位においては、最側部の切起し部６片部との間に何らの加工も施さない平坦部ｄを介在させたことを特徴としている。上記平坦部ｄの具体的な幅寸法としては、少なくとも切起し部片部の１本分の幅以上とするのが理想である。
【００４５】
すなわち、切起し部４が設けられる放熱フィン２Ｃに切欠き部４を備える場合、切起し部６を変形させることなく切欠き部４を設けることができ、放熱フィン２Ｃの剛性を確保する。
【００４６】
図７（Ｂ）は、先に説明した第５の実施の形態の比較例としての熱交換器１Ｚの断面図である。この場合、切欠き部４と切起し部６とが極く近接した位置となり、切欠き部４と切起し部６との間の幅が極く狭いため、切起し部６の切欠き部４側が変形する虞れが大である。
【００４７】
そこで、上述したように、放熱フィン２Ｃにおける少なくとも上記切欠き部４と切起し部６との間に何らの加工も施さない平坦部ｄを介在させて、必要強度の確保を得る。
【００４８】
図８は、本発明の第６の実施の形態を示す、熱交換器１Ｈの斜視図である。  この熱交換器１Ｈにおいても、先に第１の実施の形態〜第５の実施の形態で説明したいずれかの要件を満たすことが前提である。
そして、上記熱交換器１Ｈは、空気調和機の冷凍サイクルを構成する室外熱交換器として用いられることを特徴としている。
上記空気調和機を、たとえば暖房運転モードとした場合、低外気温の影響で室外熱交換器に霜が付着することがあるが、ヒゲ状の端材を除去した構成であるので、霜の成長が抑制され着霜特性が向上するとともに、低温性能（着霜と除霜をともなう暖房性能）の向上化を得る。
【００４９】
図９は、本発明の第７の実施の形態を示す、熱交換器１Ｊの断面図である。  この熱交換器１Ｊにおいても、先に第１の実施の形態〜第６の実施の形態で説明したいずれかの要件を満たすことが前提である。
そして、上記放熱フィン２の長手方向を上下方向に向け、かつ放熱フィン２の長手方向を熱交換空気の流通方向とは直交する方向に設定した状態で、上記切欠き部４は、放熱フィン２の下端部に設けられることを特徴としている。
【００５０】
このような構成を採用することにより、切欠き部４を設けた部分は、フィン幅が小さくなるため、フィン端部まで熱が伝わり易く、除霜性が向上する。
なお説明すれば、除霜時に上部から流下する除霜水が堆積し、残霜、残氷し易い放熱フィン２下部側の除霜性を向上させることができる。そのため、切欠き部４を最下段に設ければ、さらに除霜性の向上を得られることとなる。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、放熱フィンに対する製造性の向上を得られるとともに、熱交換器として構成することにより熱交換性能および低温性能の向上を得られるなどの効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す、熱交換器の断面図。
【図２】本発明の放熱フィンの製造工程を説明する図。
【図３】互いに異なる第１の実施の形態の変形例を示す、熱交換器の断面図。
【図４】本発明の第２の実施の形態を示す、熱交換器の断面図。
【図５】本発明の第３の実施の形態を示す、熱交換器の断面図と、その実験結果を表す図。
【図６】本発明の第４の実施の形態を示す、熱交換器の断面図。
【図７】本発明の第５の実施の形態を示す、熱交換器の断面図と、比較例としての熱交換器の断面図。
【図８】本発明の第６の実施の形態を示す、空気調和機の室外熱交換器の斜視図。
【図９】本発明の第７の実施の形態を示す、熱交換器の断面図。
【符号の説明】
２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ…放熱フィン、
３…熱交換パイプ、
４…切欠き部、
５…ビート、
６…切起し部、
ｄ…平坦部。
【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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