JP2000220983A - 熱交換器用フィン - Google Patents
熱交換器用フィンInfo
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Abstract
ることを抑制する。 【解決手段】 両平面部112b、212bのうちスリ
ットSを挟んでルーバの形成に伴う加工量が少ない側
(コンデンサフィン112側)であって、折曲部112
aの近傍(ルーバ112cの切れ長さ方向両端側)に、
ディンプル状又は波状の塑性変形痕300を形成する。
これにより、コンデンサフィン112側の加工量全体及
びラジエータフィン212側の加工量全体が略等しくな
るので、コンデンサフィン112の折曲部112aとラ
ジエータフィン212の折曲部212aの曲げRが略等
しくなり、一体化されたフィン全体が弓なりに湾曲して
しまうことを抑制することができる。
Description
に関するもので、コンデンサやラジエータ等の2つ以上
の熱交換器が一体化された複式熱交換器に適用して有効
である。
す。)は、周知のごとく、多数箇所の折曲部、及び折曲
部間を繋ぐ平面部を有して波形状(コルゲート状)に形
成されているとともに、熱伝達率を向上させるべく、平
面部の一部を切り起こした鎧窓状のルーバが形成されて
いる。
は、コンデンサのフィンとラジエータのフィンとを一体
化するとともに、コンデンサの熱交換能力とラジエータ
の熱交換能力とを調節するために、コンデンサのフィン
とラジエータのフィンとの間でルーバの本数、ルーバの
切れ長さ及びルーバ角度等のルーバ形成に伴う加工量が
相違しているものを試作検討したところ、図14に示す
ように、折曲部の曲率半径(曲げR)が小さい側(加工
量が大きい側)の曲率半径が小さくなるように、フィン
全体が弓なりに湾曲してしまうという問題が発生した。
て考察したところ、以下に述べる原因によりフィンが湾
曲してしまうことを発見した。すなわち、ルーバは、平
面部の一部を切り起こすことにより形成されているた
め、図15に示すように、ルーバを形成する際にその加
工量が大きくなるほど、折曲部の曲げRが小さくなるよ
うに折曲部が変形する。
タのフィンとの間でルーバの作成に伴う加工量が相違す
ると、図14に示すように、曲げRが小さい側(加工量
が大きい側)の曲率半径が小さくなるように、フィン全
体が弓なりに湾曲してしまう。なお、上述の説明からも
明らかなように、ルーバの形成に伴う加工量の相違がフ
ィン全体が湾曲する原因であるので、フィンの湾曲は、
複式熱交換器用フィン特有の問題ではなく、コンデンサ
やラジエータ等の1つの熱交換コア部のみを有する熱交
換器用のフィンにおいても発生し得る問題である。
る際に、フィン全体が湾曲することを抑制することを目
的とする。
成するために、請求項1に記載の発明では、折曲部(1
12a、212a)の尾根方向に対して直交する基準線
を挟んで前記ルーバ(112c、212c)の形成に伴
う加工量が相違しているとともに、前記平面部(112
b、212b)のうち前記基準線を挟んで前記加工量が
少ない側に塑性加工により塑性変形痕(300)を設け
たことを特徴とする。
少ない側においても、塑性変形痕(300)の形成に伴
って加工量が増大するので、ルーバの形成に伴う加工量
が少ない側の加工量全体、及びルーバの形成に伴う加工
量が多い側の加工量全体が略等しくなる。したがって、
フィン全体が弓なりに湾曲してしまうことを抑制するこ
とができる。
(112)側に形成されたルーバ(112c)の形成に
伴う加工量と第2フィン(212)側に形成されたルー
バ(212c)の形成に伴う加工量とが相違していると
ともに、加工量が少ない方の平面部(112b)に塑性
加工により塑性変形痕(300)を設けたことを特徴と
する。
2フィン(212)側の加工量が略等しくなるので、請
求項1に記載の発明と同様に、一体化されたフィン全体
が弓なりに湾曲してしまうことを抑制することができ
る。請求項3に記載の発明では、両フィン(112、2
12)のうちルーバが形成されていない側の平面部(1
12c)に塑性加工により塑性変形痕(300)を設け
たことを特徴とする。
に、一体化されたフィン全体が弓なりに湾曲してしまう
ことを抑制することができる。ところで、折曲部(11
2c、212c)の曲率半径(曲げR)は、折曲部(1
12a、212a)の近傍における加工量が大きくなる
ほど、小さくなっていく。
く、平面部(112b、212b)のうち折曲部(11
2a、212a)の近傍に塑性変形痕(300)を形成
すれば、フィン全体が弓なりに湾曲してしまうことをさ
らに抑制することができる。なお、請求項5に記載の発
明のごとく、平面部(112b、212b)の一部に空
気が通過可能な切り込みを形成することにより塑性変形
痕(300)を形成してもよい。
2a、212a)の尾根方向に対して直交する基準線を
挟んでルーバ(112c、212c)の形成に伴う加工
量が相違しているとともに、平面部(112b、212
b)のうち基準線を挟んで加工量が少ない側のルーバ
(112c)を、加工量が少ない側の平面部(112
b)のうち基準線と反対側に設けたことを特徴とする。
小さくするようにフィンを湾曲させる曲げモーメント
と、加工量が少ない側の曲率半径を小さくするようにフ
ィンを湾曲させる曲げモーメントとを相殺することがで
きるので、フィン全体が弓なりに湾曲することを抑制す
ることができる。請求項7に記載の発明では、折曲部
(112a、212a)の尾根方向に対して直交する基
準線を挟んでルーバ(112c、212c)の形成に伴
う加工量が相違しているとともに、平面部(112b、
212b)のうち基準線を挟んで加工量が少ない側の
に、ルーバ(212c)の形成に伴う加工量が多い側の
傾斜方向と反対方向に傾斜したルーバ(112c)が形
成されていることを特徴とする。
で見ると、ルーバ形成時にフィンを湾曲させようとする
曲げモーメントが相殺されるので、フィン全体が湾曲し
てしまうことを抑制できる。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。
車両用空調装置(冷凍サイクル)のコンデンサ100
と、コンデンサ100の空気流れ下流側に配設されてエ
ンジン冷却水を冷却するラジエータ200とを一体化し
た複式熱交換器に本発明に係る熱交換器用フィンを適用
したものである。
から(空気流れ上流側から)見た図であり、111は冷
媒が流通する複数本の扁平状のコンデンサチューブ(第
1チューブ)である。そして、このコンデンサチューブ
111間には、冷媒の熱交換を促進するコンデンサフィ
ン(第1フィン)112が配設されており、このコンデ
ンサフィン112は、図2に示すように、多数箇所の折
曲部112a、及びこの折曲部112a間を繋ぐ平面部
112bを有して波状(コルゲート状)に形成されてい
る。
ンサチューブ111の表面に被覆(クラッド)されたろ
う材にてコンデンサチューブ111にろう付け接合され
ており、このコンデンサチューブ111及びコンデンサ
フィン112により、冷媒を凝縮させる(冷却する)コ
ンデンサコア部110が構成されている。また、コンデ
ンサチューブ111の長手方向一端側には、図1に示す
ように、コンデンサチューブ111の長手方向と直交す
る方向に延びてコンデンサチューブ111に連通すると
ともに、圧縮機(図示せず)から吐出する冷媒を各コン
デンサチューブ111に分配供給する第1コンデンサタ
ンク121が設けられており、この第1コンデンサタン
ク121には、圧縮機の吐出側に接続される接続部12
1aが設けられている。
向他端側には、コンデンサチューブ111の長手方向と
直交する方向に延びてコンデンサチューブ111に連通
するとともに、各コンデンサチューブ111から流出す
る冷媒を集合回収する第2コンデンサタンク122が設
けられており、この第2コンデンサタンク122には、
減圧器(図示せず)側に接続される接続部122aが設
けられている。
00側から(空気流れ下流側から)見た図であり、21
1はエンジン冷却水が流通する複数本の扁平状のラジエ
ータチューブ(第2チューブ)である。そして、このラ
ジエータチューブ211間には、エンジン冷却水の熱交
換を促進するラジエータフィン(第2フィン)212が
配設されており、このラジエータフィン212は、図
2、4に示すように、多数箇所の折曲部212a、及び
この折曲部212a間を繋ぐ平面部212bを有して波
状(コルゲート状)に形成されている。
に示すように、コンデンサフィン112と一体化されて
おり、両フィン112、212の間には、ラジエータフ
ィン212側からコンデンサフィン112側に熱が伝わ
る(伝導)することを抑制すべく、両折曲部112a、
212aの尾根方向に対して直交する方向に切り込んだ
スリット(切り欠き穴)Sが形成されている。
12b、212bには、両フィン112、212の熱伝
達を向上させるべく、その平面部112b、212bの
一部を切り起こした鎧窓状のルーバ112c、212c
が形成されている。そして、コンデンサ100の冷却能
力とラジエータ100の冷却能力と調節すべく、コンデ
ンサフィン112のルーバ112cの本数を、ラジエー
タフィン212のルーバ212cの本数に比べて少なく
している。したがって、ルーバの形成に伴う加工量(塑
性加工量)は、スリット(基準線)Sを挟んでコンデン
サフィン112側の方がラジエータフィン212側より
小さくなっている。
スリット(基準線)Sを挟んで加工量が少ない側(本実
施形態では、コンデンサフィン112側)に圧印(コイ
ニング)加工等の塑性加工より、ディンプル状又は波状
の塑性変形痕300が複数箇所に形成されており、これ
らの塑性変形痕300は、平面部112cのうち折曲部
112aの近傍(ルーバ112cの切れ長さ方向両端
側)に形成されている。因みに、塑性変形痕300は、
ローラ成形機によりルーバ112cの形成と同時に成形
される。
ータチューブ211の表面に被覆されたろう材にてラジ
エータチューブ211にろう付け接合されており、この
ラジエータチューブ211及びラジエータフィン212
により、エンジン冷却水を冷却するラジエータコア部2
10が構成されている。また、ラジエータチューブ21
2の長手方向一端側(紙面左側)には、図3に示すよう
に、コンデンサタンク120と平行な方向に延びてラジ
エータチューブ211に連通するとともに、エンジン
(図示せず)から吐出するエンジン冷却水を各ラジエー
タチューブ211に分配供給する第1ラジエータタンク
221が設けられており、この第1ラジエータタンク2
21には、エンジンの冷却水吐出側に接続される接続パ
イプ221aが設けられている。
向他端側には、コンデンサタンク120と平行な方向に
延びてラジエータチューブ211に連通するとともに、
各ラジエータチューブ211から流出するエンジン冷却
水を集合回収する第2ラジエータタンク222が設けら
れており、この第2ラジエータタンク222には、エン
ジン冷却水流入側に接続される接続パイプ222aが設
けられている。
部112b、212bのうちスリット(基準線)Sを挟
んでルーバの形成に伴う加工量が少ない側(コンデンサ
フィン112側)に塑性変形痕300が形成されている
ので、ルーバの形成に伴う加工量が少ない側(コンデン
サフィン112側)においても、塑性変形痕300の形
成に伴って加工量が増大する。
加工量全体及びラジエータフィン212側の加工量全体
が略等しくなるので、一体化されたフィン全体が弓なり
に湾曲してしまうことを抑制することができる。ところ
で、折曲部112aの曲率半径(曲げR)は、折曲部1
12aの近傍(ルーバ112cの切れ長さ方向両端側)
における加工量が大きくなるほど、小さくなっていく。
112cのうち折曲部112aの近傍(ルーバ112c
の切れ長さ方向両端側)に塑性変形痕300を設けれ
ば、一体化されたフィン全体が弓なりに湾曲してしまう
ことを確実に抑制することができる。 (第2実施形態)第1実施形態では、ディンプル状又は
波状の塑性変形痕300を設けたが、本実施形態は、図
5に示すように、平面部112cの一部に空気が通過可
能な切り込みを形成することにより塑性変形痕300を
形成したものである。
伝達率を向上させることができるので、コンデンサ10
0の熱交換能力を向上させることができる。 (第3実施形態)上述の実施形態では、塑性変形痕30
0を設けることにより、コンデンサフィン112側の加
工量全体及びラジエータフィン212側の加工量全体が
略等しくしてフィン全体が弓なりに湾曲することを抑制
したが、本実施形態は、図6に示すように、スリットS
(基準線)を挟んでルーバの形成に伴う加工量が少ない
側(コンデンサフィン112側)のルーバ112cを、
平面部112bのうちスリットS(基準線)と反対側に
設けたものである。
加工量全体とラジエータフィン212側の加工量全体と
は互いに相違するものの、ラジエータフィン212側の
曲率半径を小さくするように一体化されたフィンを湾曲
させる曲げモーメントと、コンデンサフィン112側の
曲率半径を小さくするように一体化されたフィンを湾曲
させる曲げモーメントとを相殺することができるので、
一体化されたフィン全体が弓なりに湾曲することを抑制
することができる。
係る熱交換器用フィンに限らず、一般的に、フィンは、
ルーバを切り起こす方向によって、その湾曲する方向が
相違することに着目してなされたものである。すなわ
ち、一般的に、ルーバは、平面部の一部を切り込みを設
けるとともに、その切り込みを設けた部位をひねる(平
面部に対して傾斜させる)ことにより形成されるもので
あるので、切り込みを設けた部位を傾斜させた際に、図
7に示すように、その傾斜方向の曲げモーメントがフィ
ンに作用するため、フィン全体が湾曲してしまう。
ように、ルーバの形成に伴う加工量が少ない側(コンデ
ンサフィン112側)に、ルーバの形成に伴う加工量が
多い側(ラジエータフィン212側)の傾斜方向と反対
方向の傾斜方向を有するルーバ112cを形成したもの
である。これにより、一体化されたフィン全体で見る
と、ルーバ形成時にフィンを湾曲させようとする曲げモ
ーメントが相殺されるので、フィン全体が湾曲してしま
うことを抑制できる。
ように、スリットS(基準線)を挟んでルーバの形成に
伴う加工量が少ない側(コンデンサフィン112側)の
ルーバ112cを、平面部112bのうちスリットS
(基準線)と反対側に設けてもよい。 (第5実施形態)上述の実施形態では、コンデンサフィ
ン112にルーバ112cが形成されていたが、本実施
形態では、コンデンサフィン112にルーバ112cが
形成されていないものに対して本発明を適用したもので
ある。
工量が小さいコンデンサフィン112側に、図12、1
3に示すように、塑性変形痕300を形成したものであ
る。これにより、第1、2実施形態と同様に一体化され
たフィン全体が弓なりに湾曲してしまうことを抑制でき
る。なお、図12は第1実施形態と同様に、ディンプル
状又は波状の塑性変形痕300を設けた例であり、図1
3は第2実施形態と同様に、平面部112cの一部に空
気が通過可能な切り込みを形成することにより塑性変形
痕300を形成したものである。
サフィン112とラジエータフィン212とが一体とな
った複式熱交換器用のフィンに本発明を適用したが、
「発明が解決しようとする課題」の欄で述べたように、
コンデンサやラジエータ等の1つの熱交換コア部のみを
有する熱交換器用のフィンにも適用することができる。
なお、上述の実施形態では、折曲部112a、212a
の尾根方向(両チューブ111、211の長径方向)に
対して直交する基準線としてスリットSを考えたが、こ
の場合は、スリットSが無いので、折曲部112a、2
12aの尾根方向(両チューブ111、211の長径方
向)に対して直交する仮想線を考え、その仮想線を基準
線として考える必要がある。
ある。
ある。
ア部の断面図であり、(b)は(a)のA−A断面図で
あり、(c)は(a)のB−B断面図である。
ア部の断面図であり、(b)は(a)のA−A断面図で
あり、(c)は(a)のB−B断面図である。
面図である。
(a)のA−A断面図である。
ア部の断面図であり、(b)は(a)のA−A断面図で
ある。
換器のコア部の断面図であり、(b)は(a)のA−A
断面図である。
交換器のコア部の断面図であり、(b)は(a)のA−
A断面図である。
交換器のコア部の断面図であり、(b)は(a)のA−
A断面図である。
コア部の断面図であり、(b)は(a)のA−A断面図
であり、(c)は(a)のB−B断面図である。
交換器のコア部の断面図であり、(b)は(a)のA−
A断面図であり、(c)は(a)のB−B断面図であ
る。
ための説明図である。
ための説明図である。
折曲部、112b…平面部、112c…ルーバ、212
…ラジエータフィン(第2フィン)、212a…折曲
部、212b…平面部、212c…ルーバ、300…塑
性変形痕。
Claims (7)
- 【請求項1】 流体が流通する扁平状のチューブ(11
1、211)間に配設され、多数箇所の折曲部(112
a、212a)、及び前記折曲部(112a、212
a)間を繋ぐ平面部(112b、212b)を有して波
形状に形成されているとともに、その平面部(112
b、212b)の一部を切り起こした鎧窓状のルーバ
(112c、212c)を有する熱交換器用フィンであ
って、 前記折曲部(112a、212a)の尾根方向に対して
直交する基準線を挟んで前記ルーバ(112c、212
c)の形成に伴う加工量が相違しているとともに、前記
平面部(112b、212b)のうち前記基準線を挟ん
で前記加工量が少ない側に、塑性加工により塑性変形痕
(300)を設けたことを特徴とする熱交換器用フィ
ン。 - 【請求項2】 第1流体が流通する扁平状の第1チュー
ブ(111)、及び前記第1チューブ(111)より空
気流れ下流側に配設されて第2流体が流通する扁平状の
第2チューブ(211)を有する複式熱交換器に適用さ
れ、 第1チューブ(111)間に配設された第1フィン(1
12)と前記第2チューブ(211)間に配設された第
2フィン(212)とが一体化されているとともに、多
数箇所の折曲部(112a、212a)、及び前記折曲
部(112a、212a)間を繋ぐ平面部(112b、
212b)を有して波形状に形成され、かつ、その平面
部(112b、212b)の一部を切り起こした鎧窓状
のルーバ(112c、212c)を有する熱交換器用フ
ィンであって、 前記第1フィン(112)側に形成された前記ルーバ
(112c)の形成に伴う加工量と前記第2フィン(2
12)側に形成された前記ルーバ(212c)の形成に
伴う加工量とが相違しているとともに、前記加工量が少
ない方の前記平面部(112b)に塑性加工により塑性
変形痕(300)を設けたことを特徴とする熱交換器用
フィン。 - 【請求項3】 第1流体が流通する扁平状の第1チュー
ブ(111)、及び前記第1チューブ(111)より空
気流れ下流側に配設されて第2流体が流通する扁平状の
第2チューブ(211)を有する複式熱交換器に適用さ
れ、 第1チューブ(111)間に配設された第1フィン(1
12)と前記第2チューブ(211)間に配設された第
2フィン(212)とが一体化されているとともに、多
数箇所の折曲部(112a、212a)、及び前記折曲
部(112a、212a)間を繋ぐ平面部(112b、
212b)を有して波形状に形成され、かつ、前記両フ
ィン(112、212)のうちいずれか一方側の平面部
(212b)に鎧窓状のルーバ(112c、212c)
が形成された熱交換器用フィンであって、 前記両フィン(112、212)のうち他方側の平面部
(112c)に塑性加工により塑性変形痕(300)を
設けたことを特徴とする熱交換器用フィン。 - 【請求項4】 前記塑性変形痕(300)は、前記平面
部(112b、212b)のうち前記折曲部(112
a、212a)の近傍に形成さ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用
フィン。 - 【請求項5】 前記平面部(112b、212b)の一
部に空気が通過可能な切り込みを形成することにより前
記塑性変形痕(300)が形成されていることを特徴と
する請求項1ないし4いずれか1つに記載の熱交換器用
フィン。 - 【請求項6】 流体が流通する扁平状のチューブ(11
1、211)間に配設され、多数箇所の折曲部(112
a、212a)、及び前記折曲部(112a、212
a)間を繋ぐ平面部(112b、212b)を有して波
形状に形成されているとともに、その平面部(112
b、212b)の一部を切り起こした鎧窓状のルーバ
(112c、212c)を有する熱交換器用フィンであ
って、 前記折曲部(112a、212a)の尾根方向に対して
直交する基準線を挟んで前記ルーバ(112c、212
c)の形成に伴う加工量が相違しているとともに、前記
平面部(112b、212b)のうち前記基準線を挟ん
で前記加工量が少ない側の前記ルーバ(112c)を、
前記加工量が少ない側の前記平面部(112b)のうち
前記基準線と反対側に設けたことを特徴とする熱交換器
用フィン。 - 【請求項7】 流体が流通する扁平状のチューブ(11
1、211)間に配設され、多数箇所の折曲部(112
a、212a)、及び前記折曲部(112a、212
a)間を繋ぐ平面部(112b、212b)を有して波
形状に形成されているとともに、その平面部(112
b、212b)の一部を切り起こした鎧窓状のルーバ
(112c、212c)を有する熱交換器用フィンであ
って、 前記折曲部(112a、212a)の尾根方向に対して
直交する基準線を挟んで前記ルーバ(112c、212
c)の形成に伴う加工量が相違しているとともに、前記
平面部(112b、212b)のうち前記基準線を挟ん
で前記加工量が少ない側に、少なくとも前記ルーバ(2
12c)の形成に伴う加工量が多い側の傾斜方向と反対
方向に傾斜した前記ルーバ(112c)が形成されてい
ることを特徴とする熱交換器用フィン。
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