JPH11142079A - 一体型熱交換器のフィンとその製造方法 - Google Patents

一体型熱交換器のフィンとその製造方法

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JPH11142079A
JPH11142079A JP9329537A JP32953797A JPH11142079A JP H11142079 A JPH11142079 A JP H11142079A JP 9329537 A JP9329537 A JP 9329537A JP 32953797 A JP32953797 A JP 32953797A JP H11142079 A JPH11142079 A JP H11142079A
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fins
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 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
交換器のフィンとその製造方法。 【解決手段】 前記フィンは、隣り合う熱交換器のチュ
ーブ間に位置する極点部に伝熱防止部を形成したもので
あり、前記製造方法は、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極点部と
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、前記フィン材の極点部となったスリ
ットの間の部分を前記極点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、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
程と、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。

Description

【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】また、前記伝熱防止部は、少なくとも一箇
所の折り返しであることが望ましい。さらに、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，
２，又は３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１
８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、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６
３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７
１，７２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７３
ａ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６
４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８
１，８１’の間には複数のフィン形成用凹部８２，８
２’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８
２’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４０
Ａ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４０
Ｃ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４
０Ｄ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

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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、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。
  2. 【請求項２】 前記伝熱防止部は、少なくとも一箇所の
    折り返しであ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。
  3. 【請求項３】 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２記載の一
    体型熱交換器のフィン。
  4. 【請求項４】 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。
  5. 【請求項５】 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４記載の一体
    型熱交換器のフィン製造方法。
  6. 【請求項６】 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４又は５記載の一体型熱交換器の
    フィン製造方法。
  7. 【請求項７】 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４乃至６記載の一体型熱交換器のフィン製造方
    法。
  8. 【請求項８】 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４乃至７記載の一体
    型熱交換器のフィン製造方法。
  9. 【請求項９】 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
    ４乃至８記載の一体型熱交換器のフィン製造方法。
  10. 【請求項１０】 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４乃至９記載の一体型熱交換器のフ
    ィン製造方法。
  11. 【請求項１１】 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１
    ０記載の一体型熱交換器のフィン製造方法。
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