(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コルゲート状に曲げて形成されるフィンの凸部又は凹部にチューブ嵌め込み用の溝を設け、この溝に冷媒チューブを嵌め込んで製造する熱交換器において、熱交換用空気の流入側及び／又は流出側に位置するフィンの端部に、当該端部の端縁より前記チューブ嵌め込み用の溝に向けて凹むフィン変形防止用の切欠部を設けたことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記チューブ嵌め込み用の溝と前記切欠部との最短距離が前記凸部又は凹部の幅の２分の１以上且つ前記凸部又は凹部の幅以下であ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】
前記フィン変形防止用の切欠部の形状が円弧状であることを特徴とする請求項１または２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記フィン変形防止用の切欠部の形状が台形状であることを特徴とする請求項１または２に記載の熱交換器。
【請求項５】
前記フィン変形防止用の切欠部の形状が矩形状であることを特徴とする請求項１または２に記載の熱交換器。
【請求項６】
前記フィンのフィン素材に、ＡｌＭｎ系の合金であり、Ｍｎを１．０〜１．５％添加したアルミニウム合金を用いたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の熱交換器。
【請求項７】
前記フィンのフィン素材に、ＡｌＭｎ系の合金であり、Ｍｎを１．０〜１．５％、Ｍｇを０．８〜１．３％添加したアルミニウム合金を用いたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の熱交換器。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載の熱交換器を用いたことを特徴とする冷蔵庫。
【請求項９】
請求項１ないし７のいずれかに記載の熱交換器を用いたことを特徴とするショーケース。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コルゲート状に折り曲げられたフィンに冷媒チューブを嵌め込んで製造される熱交換器、冷蔵庫及びショーケースの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人は、冷蔵庫やショーケース等の冷凍装置に用いられる熱交換器として、アルミニウム製の平板をコルゲート状に折り曲げてコルゲートフィンを形成し、このコルゲートフィンのチューブ嵌め込み用の溝に蛇行状に曲げた冷媒チューブを嵌め込んで製造する熱交換器を既に提案している。
【０００３】
この種のものは図７に示すようにコルゲート状に曲げたフィン５１の凸部にチューブ嵌め込み用の溝５３を設け、この溝５３に蛇行状に曲げた冷媒チューブ５５を嵌め込んで形成される。この熱交換器を製造するに当たって、冷媒チューブ５５を溝５３に嵌め込む時には、空気の流入側及び流出側に位置するフィン５１の端部５７に図７に示すような膨らみが広がるという問題がある。フィン５１の端部５７に膨らみが広がると端部５７の狭くなった部分の通風抵抗が増大するので、熱交換用空気が流入しにくくなるという問題がある。
【０００４】
これを解消するために従来ではコルゲートフィンにおけるフィンピッチを揃えるための治具（図示せず）を設け、この治具の上にコルゲートフィンを載せ、且つ図８に示すようにフィン変形防止治具５９を端部５７の間に挿入し、その後に冷媒チューブ５５をチューブ嵌め込み用の溝５３に嵌め込むことにより上述した端部５７の膨らみ等の発生を回避するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したフィン変形防止治具５９を用いる場合、フィン変形防止治具５９をフィン５１の端部５７の間にうまく挿入できない場合がある。この状態で、冷媒チューブ５５をチューブ嵌め込み用の溝５３に嵌め込むと、コルゲートフィンが薄いアルミニウム等からなることもあって復元不可能なゆがみや変形を生じさせてしまうという問題がある。またフィン変形防止治具５９を端部５７の間に挿入する作業は非常に手間がかかるという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、フィン変形防止治具を用いずに冷媒チューブを溝に嵌め込んでもフィンの端部の変形を防止することのできる熱交換器、冷蔵庫及びショーケースを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、コルゲート状に曲げて形成されるフィンの凸部又は凹部にチューブ嵌め込み用の溝を設け、この溝に冷媒チューブを嵌め込んで製造する熱交換器において、熱交換用空気の流入側及び／又は流出側に位置するフィンの端部に、当該端部の端縁より前記チューブ嵌め込み用の溝に向けて凹むフィン変形防止用の切欠部を設けたものである。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記チューブ嵌め込み用の溝と前記切欠部との最短距離が前記凸部又は凹部の幅の２分の１以上且つ前記凸部又は凹部の幅以下であるものである。
請求項３の発明は、請求項１または２に記載のものにおいて、前記フィン変形防止用の切欠部の形状が円弧状であるものである。
請求項４の発明は、請求項１または２に記載のものにおいて、前記フィン変形防止用の切欠部の形状が台形状であるものである。
請求項５の発明は、請求項１または２に記載のものにおいて、前記フィン変形防止用の切欠部の形状が矩形状であるものである。
請求項６の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載のものにおいて、前記フィンのフィン素材に、ＡｌＭｎ系の合金であり、Ｍｎを１．０〜１．５％添加したアルミニウム合金を用いたものである。
請求項７の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載のものにおいて、前記フィンのフィン素材に、ＡｌＭｎ系の合金であり、Ｍｎを１．０〜１．５％、Ｍｇを０．８〜１．３％添加したアルミニウム合金を用いたものである。
請求項８の発明は、請求項１ないし７のいずれかに記載の熱交換器を用いたことを特徴とする冷蔵庫である。
請求項９の発明は、請求項１ないし７のいずれかに記載の熱交換器を用いたことを特徴とするショーケースである。
【０００９】
これらの発明によれば、熱交換用空気の流入側及び／又は流出側のフィンの端部にフィン変形防止用の切欠部が設けられるので、冷媒チューブをチューブ嵌め込み用の溝に嵌め込んだ時のフィン端部の変形が抑制される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による熱交換器の一実施形態を図面を参照して説明する。尚、この明細書において、以下「アルミニウム」の語は「純アルミニウム」のほかに「アルミニウム合金」を含むものとする。
【００１１】
図１において、符号３は熱交換器（コンデンサ）を示し、この熱交換器３はコルゲートフィン３ａと冷媒チューブ３７とを備える。コルゲートフィン３ａはアルミニウム製の平板をコルゲート状に曲げることにより製造される。尚、この実施形態では、フィンの強度を高めるためにコルゲートフィン３ａのフィン素材に、例えばＡｌＭｎ系の合金（Ｍｎを１．０〜１．５％またはさらにＭｇを０．８〜１．３％添加した合金）が用いられる。
【００１２】
次に、熱交換器３の製造手順を概略説明する。
【００１３】
まずコルゲートフィン３ａが図２に示すように一枚のアルミニウム製板材をコルゲート状に折り曲げることにより形成される。即ち、ロール状に巻かれたフィン素材３１（図２ａ）を、間欠移送手段（図示せず）を用いて一定の速度で間欠的に送り出しながら、図示を省略した金型を用いて、チューブ嵌め込み用の溝３５（図２ｂ）を形成するとともに、上下一対の金型３３、３４（図２ｂ）を用いて、フィン素材３１をコルゲート状に折り曲げてチューブ嵌め込み用の溝３５を有するコルゲートフィン３ａを形成する（図２ｃ）。
【００１４】
一方で、銅製のチューブ素材３６（図２ｄ）をサーペンタイン状に曲げて冷媒チューブ３７を形成し（図２ｅ）、この冷媒チューブ３７を、図２ｃの工程で製造したコルゲートフィン３ａのチューブ嵌め込み用の溝３５の上にあてがう（図２ｆ）。
【００１５】
ついで、押し込み治具３８（図２ｇ）を用いて、冷媒チューブ３７をチューブ嵌め込み用の溝３５内に押し込み、冷媒チューブ３７の嵌合が終了した後には、冷媒チューブ３７の一部３７ａ、３７ｂを部分的に折り曲げて熱交換器３を形成する（図２ｈ）。
【００１６】
従来は、押し込み治具３８（図２ｇ）を用いて冷媒チューブ３７をチューブ嵌め込み用の溝３５内に押し込む段階で、図８に示すようなフィン変形防止治具を端部の間に挿入し、その後に冷媒チューブをチューブ嵌め込み用の溝に嵌め込んで図７に示すような端部における膨らみ等の発生を防止している。
【００１７】
この実施形態では図８に示すようなフィン変形防止治具を用いることなく図７に示すような端部の膨らみの発生を防止する。
【００１８】
そのために本実施形態では、図３に示すようにコルゲートフィン３ａの端部１７に当該端部１７の端縁１７ａよりもチューブ嵌め込み用の溝３５に向けて円弧状に凹むフィン変形防止用の切欠部１９が設けられる。この切欠部１９は例えば図２ｂの工程においてフィン素材３１にチューブ嵌め込み用の溝３５を形成すると同時にフィン素材３１の両端部を切除して形成される。図３では熱交換用空気の流入側３Ａの切欠部１９のみを図示したが、熱交換用空気の流出側３Ｂ（図１）にも同様に切欠部１９を形成することが望ましい。
【００１９】
コルゲートフィン３ａの端部１７に切欠部１９を設ける場合には、この切欠部１９とチューブ嵌め込み用の溝３５との間の最短距離をＤ、コルゲートフィン１１の凸部又は凹部の幅をＷとした場合、Ｗ／２≦Ｄ≦Ｗとなるように切欠部１９が設けられる。この切欠部１９の形状は円弧状に限定されるものではない。例えば図４に示すように台形状の切欠部２９であっても図５に示すように矩形状の切欠部３９であっても或いは図６に示すように大きな円弧状の切欠部４９等であってもよいことは明らかである。
【００２０】
この実施形態によればコルゲートフィン３ａの端部１７に当該端部１７の端縁１７ａよりもチューブ嵌め込み用の溝３５に向けて円弧状に凹むフィン変形防止用の切欠部１９を設けているので、図２ｇに示す押し込み治具３８を用いて冷媒チューブ３７をチューブ嵌め込み用の溝３５内に押し込む段階では図３に示す距離Ｄが少ない分だけ図７に示すような端部の変形は防止される。
【００２１】
この実施形態によれば従来の製造手順に比べると「図７に示すフィン変形防止治具を端部の間に挿入する」といった手順が省略されるので、製造工程が簡略化されると共に、フィン変形防止治具自体が不要になるので、従来のものに比べて製造コストを低減することができる。また、コルゲートフィン３ａの端部１７は変形せず、この端部１７は等しいピッチでもって形成されるので、熱交換器３のフィンの間を通る空気の流れは妨げられることはない。従って熱交換器３の放熱効率は低下せず、製品の品質を向上させることができる。
【００２２】
以上、本発明に係る一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものでないことは明らかである。例えば上述の実施形態では切欠部１９，２９，３９，４９の形状が円弧、台形、矩形、或いは大きな円弧等になっているが、これらの形状に限定されるものではなく、切欠部とチューブ嵌め込み用の溝との最短距離がコルゲートフィンの凸部又は凹部の幅より小さくなるように設けられる切欠部であれば如何なる形状であってもよいことは明らかである。また上述の実施形態ではコンデンサについて説明したが、本発明はコンデンサ以外の熱交換器例えばエバポレータに適用することも可能であり、この場合にはチューブにアルミニウムを用いることが望ましい。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、熱交換用空気の流入側及び／又は流出側に位置するフィンの端部に、当該端部の端縁よりチューブ嵌め込み用の溝に向けて凹状に凹むフィン変形防止用の切欠部を設けたので、フィン変形防止治具を用いずに冷媒チューブをフィンに嵌め込むことが可能になる。従ってフィン変形防止治具を用いないことにより熱交換器の製造コストが削減できると共に、フィン変形防止治具を挿入する行程が省けるため生産性の向上が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る熱交換器の全体構成を示す平面図である。
【図２】ａ〜ｈは図１の熱交換器の製造手順を説明する図である。
【図３】コルゲートフィンの流入側の一部を示す斜視図である。
【図４】別の実施形態によるコルゲートフィンの流入側の一部を示す側面図である。
【図５】別の実施形態によるコルゲートフィンの流入側の一部を示す側面図である。
【図６】別の実施形態によるコルゲートフィンの流入側の一部を示す側面図である。
【図７】フィン変形防止治具を用いないで冷媒チューブを嵌め込んだときのフィン端部の変形状態の一例を示す斜視図である。
【図８】従来のコルゲートフィンの製造手順を説明する図である。
【符号の説明】
３  コンデンサ（熱交換器）
３ａ  コルゲートフィン
３Ａ  熱交換用空気の流入側
３Ｂ  熱交換用空気の流出側
３５  チューブ嵌め込み用の溝
３７  冷媒チューブ
１７  端部
１９，２９，３９，４９  切欠部
【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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