JP2008292110A - 放熱フィン及び該放熱フィンを備えた熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】 フィンに変形、亀裂等を発生させる虞がなく、これにより、山形の折り曲げ加工角度を任意の角度に加工することが可能な放熱フィン及び該放熱フィンを備えた熱交換器の提供。
【解決手段】 平面視で所定間隔のもとに交互に形成された山形の山折り線１１と山形の谷折り線１２と、各山形の山折り線１１の山形頂点１１ａ凹側と各山形の谷折り線１２の山形頂点１２ａ凸側との間を結ぶ直線の谷折り線１３と、各山形の谷折り線１２の山形頂点１２ａ凹側と各山形の山折り線１１の山形頂点１１ａ凸側との間を結ぶ直線の山折り線１４とに沿ってそれぞれ金属製板材３を折り畳むことによって立体的に形成されている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、熱交換器や電子基板等の冷却に用いられる放熱フィン及び該放熱フィンを備えた熱交換器に関する。

従来構造の熱交換器用コルゲートフィンは、帯状の平板を、長手方向に対し垂直に、山折りと谷折りを交互に繰り返す事により成形されると共に、各長方形平面を同一方向に山形に折り曲げ加工し、この山形に折り曲げ加工された長方形平面に、複数のルーバーを切り起こす事により、熱交換効率を上げるように構成されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００５−６９６６９号公報

しかしながら、従来例の放熱フィンにあっては、帯状の平板を、長手方向に対し垂直に、山折りと谷折りを交互に繰り返し加工した後に、各長方形平面を同一方向に山形に折り曲げ加工した構造であったため、折り曲げ加工には絞り加工が伴うため、フィンに引っ張り、圧縮応力が働くことで、フィンに変形、亀裂等を発生させるという問題があり、これにより、山形の折り曲げ加工角度としては１０度程度が製造上の限界であるという問題があった。

本発明の解決しようとする課題は、フィンに変形、亀裂等を発生させる虞がなく、これにより、山形の折り曲げ加工角度を任意の角度に加工することが可能な放熱フィン及び該放熱フィンを備えた熱交換器を提供することにある。

上記課題を解決するため請求項１記載の放熱フィンは、金属製板材から折り畳み形成される放熱フィンであって、平面視で所定間隔のもとに交互に形成された山形の山折り線と山形の谷折り線と、前記各山形の山折り線の山形頂点凹側と前記各山形の谷折り線の山形頂点凸側との間を結ぶ直線の谷折り線と、前記各山形の谷折り線の山形頂点凹側と前記各山形の山折り線の山形頂点凸側との間を結ぶ直線の山折り線とに沿ってそれぞれ前記金属製板材を折り畳むことによって形成されていることを特徴とする手段とした。

請求項２記載の放熱フィンは、金属製板材から折り畳み形成される放熱フィンであって、平面視でＸ方向所定間隔のもとに交互に形成された山形の山折り線と山形の谷折り線と、前記各山形の山折り線の山形頂点凹側と前記各山形の谷折り線の山形頂点凸側との間を結ぶ直線の谷折り線と、前記各山形の谷折り線の山形頂点凹側と前記各山形の山折り線の山形頂点凸側との間を結ぶ直線の山折り線とを有するパターンがＹ方向へ複数連続し、前記各山折り線及び谷折り線に沿ってそれぞれ前記金属製板材を折り畳むことによって形成されていることを特徴とする手段とした。

請求項８記載の熱交換器は、入口側タンクと出口側タンクとの間に前記入口側タンクと出口側タンクとを連通させる扁平チューブが複数本配置され、該隣り合った扁平チューブ相互間にコルゲートフィンが配置された熱交換器において、前記コルゲートフィンは金属製板材から折り畳み形成される放熱フィンであって、平面視で所定間隔のもとに交互に形成された山形の山折り線と山形の谷折り線と、前記各山形の山折り線の山形頂点凹側と前記各山形の谷折り線の山形頂点凸側との間を結ぶ直線の谷折り線と、前記各山形の谷折り線の山形頂点凹側と前記各山形の山折り線の山形頂点凸側との間を結ぶ直線の山折り線とに沿ってそれぞれ前記金属製板材を折り畳むことによって形成されていることを特徴とする手段とした。

請求項８記載の熱交換器は、扁平チューブ内にインナーフィンが収容配置された熱交換器において、前記インナーフィンは金属製板材から折り畳み形成される放熱フィンであって、平面視でＸ方向所定間隔のもとに交互に形成された山形の山折り線と山形の谷折り線と、前記各山形の山折り線の山形頂点凹側と前記各山形の谷折り線の山形頂点凸側との間を結ぶ直線の谷折り線と、前記各山形の谷折り線の山形頂点凹側と前記各山形の山折り線の山形頂点凸側との間を結ぶ直線の山折り線とを有するパターンがＹ方向へ複数連続し、前記各山折り線及び谷折り線に沿ってそれぞれ前記金属製板材を折り畳むことによって形成されていることを特徴とする手段とした。

本発明請求項１記載の放熱フィンでは、上述のように、平面視で所定間隔のもとに交互に形成された山形の山折り線と山形の谷折り線と、各山形の山折り線の山形頂点凹側と各山形の谷折り線の山形頂点凸側との間を結ぶ直線の谷折り線と、各山形の谷折り線の山形頂点凹側と各山形の山折り線の山形頂点凸側との間を結ぶ直線の山折り線とに沿ってそれぞれ金属製板材を折り畳むことによって形成されることにより、折り畳み時に絞り加工を伴わないため、フィンに変形、亀裂等を発生させる虞がなく、これにより、山形の折り曲げ加工角度を任意の角度に加工することが可能になるという効果が得られる。

本発明請求項２記載の放熱フィンでは、上述のように、平面視でＸ方向所定間隔のもとに交互に形成された山形の山折り線と山形の谷折り線と、各山形の山折り線の山形頂点凹側と各山形の谷折り線の山形頂点凸側との間を結ぶ直線の谷折り線と、各山形の谷折り線の山形頂点凹側と各山形の山折り線の山形頂点凸側との間を結ぶ直線の山折り線とを有するパターンがＹ方向へ複数連続し、各山折り線及び谷折り線に沿ってそれぞれ金属製板材を折り畳むことによって形成されることにより、折り畳み時に絞り加工を伴わないため、フィンに変形、亀裂等を発生させる虞がなく、これにより、山形の折り曲げ加工角度を任意の角度に加工することが可能になるという効果が得られる。

請求項８記載の熱交換器では、上述のように、コルゲートフィンは金属製板材から折り畳み形成される放熱フィンであって、平面視で所定間隔のもとに交互に形成された山形の山折り線と山形の谷折り線と、各山形の山折り線の山形頂点凹側と各山形の谷折り線の山形頂点凸側との間を結ぶ直線の谷折り線と、各山形の谷折り線の山形頂点凹側と前記各山形の山折り線の山形頂点凸側との間を結ぶ直線の山折り線とに沿ってそれぞれ金属製板材を折り畳むことによって形成されることにより、折り畳み時に絞り加工を伴わないため、フィンに変形、亀裂等を発生させる虞がなく、これにより、山形の折り曲げ加工角度を任意の角度に加工することが可能になるという効果が得られる。

請求項８記載の熱交換器では、上述のように、インナーフィンは金属製板材から折り畳み形成される放熱フィンであって、平面視でＸ方向所定間隔のもとに交互に形成された山形の山折り線と山形の谷折り線と、各山形の山折り線の山形頂点凹側と各山形の谷折り線の山形頂点凸側との間を結ぶ直線の谷折り線と、各山形の谷折り線の山形頂点凹側と各山形の山折り線の山形頂点凸側との間を結ぶ直線の山折り線とを有するパターンがＹ方向へ複数連続し、各山折り線及び谷折り線に沿ってそれぞれ金属製板材を折り畳むことによって形成されることにより、折り畳み時に絞り加工を伴わないため、フィンに変形、亀裂等を発生させる虞がなく、これにより、山形の折り曲げ加工角度を任意の角度に加工することが可能になるという効果が得られる。

以下にこの発明の実施例を図面に基づいて説明する。

この実施例１の放熱フィン及び該放熱フィンを備えた熱交換器は、請求項１、３〜６、８、１０〜１２に記載の発明に対応するもので、熱交換器用コルゲートフィンに適用する例を示す。

まず、この実施例１の熱交換器用コルゲートフィンを図面に基づいて説明する。

図１はこの実施例１の熱交換器用コルゲートフィンが適用される熱交換器を示す正面図、図２はこの実施例１の熱交換器用コルゲートフィンを示す要部拡大斜視図、図３はこの実施例１の熱交換器用コルゲートフィンの折り畳み形成前の状態を示す展開図、図４はルーバーの切り起こし状態を示す断面図である。

この実施例１の熱交換器用コルゲートフィン（放熱フィン）１は、図１に示すように、ラジエータ（熱交換器）２における入口側タンク２１と出口側タンク２２との間に複数本並列配置された扁平チューブ２３−２３相互間に取り付けられるもので、図３に示す帯状の金属製板材３から、図２に示すように折り畳み形成されるようになっている。

さらに詳述すると、このコルゲートフィン１は、図３に示すように、平面視で所定間隔のもとに交互に形成された山形の山折り線１１と山形の谷折り線１２と、各山形の山折り線１１の山形頂点１１ａ凹側と各山形の谷折り線１２の山形頂点１２ａ凸側との間を結ぶ直線の谷折り線１３と、各山形の谷折り線１２の山形頂点１２ａ凹側と各山形の山折り線１１の山形頂点１１ａ凸側との間を結ぶ直線の山折り線１４とに沿ってそれぞれ金属製板材３を折り畳むことによって図２に示すような立体的に形成されている。

また、山形の山折り線１１と山形の谷折り線１２の山傾斜角度α１は、折り畳み成形後における山傾斜角度α２が、図４に示すように１０〜４５度になるように形成されている。

そして、山折り線１１、１４と谷折り線１２、１３によって区画された平行四辺形板面に、直線の山折り線１４と谷折り線１３と平行に複数のルーバー１５が切り起こし形成されている。なお、このルーバー１５の切り起こし角度は、図４に示すように、山形の山折り線１１と山形の谷折り線１２の山傾斜角度αと逆方向へ、折り畳み成形後における山傾斜角度α２に合わせて１０〜４５度に形成されている。

なお、山折り線１１、１４と谷折り線１２、１３に沿った折り畳み成形加工方法としては、コルゲートカッターを用いても良いし、プレス加工としても良い。

次に、この実施例１の作用・効果を説明する。

この実施例１の熱交換器用コルゲートフィン１では上述のように、平面視で所定間隔のもとに交互に形成された山形の山折り線１１と山形の谷折り線１２と、各山形の山折り線１１の山形頂点１１ａ凹側と各山形の谷折り線１２の山形頂点１２ａ凸側との間を結ぶ直線の谷折り線１３と、各山形の谷折り線１２の山形頂点１２ａ凹側と各山形の山折り線１１の山形頂点１１ａ凸側との間を結ぶ直線の山折り線１４とに沿ってそれぞれ金属製板材３を折り畳むことによって図２に示すような立体的に形成されることにより、折り畳み時に絞り加工を伴わないため、コルゲートフィン１に変形、亀裂等を発生させる虞がなく、これにより、山形の折り曲げ加工角度を任意の角度に加工することが可能になるという効果が得られる。

また、山形の山折り線１１と山形の谷折り線１２の山傾斜角度αを１０度以上の任意の角度に形成することができるため、同一コア巾、フィンピッチの場合、フィンの放熱面積が増えて、通気抵抗が低減する為、実車搭載状態では放熱性能が大幅に向上する。

また、山形の山折り線１１と山形の谷折り線１２の山傾斜角度α１で折り畳み成形後のコルゲートフィン１の山傾斜角度α２が決まるため、山傾斜角度α１を変えることでコルゲートフィン１の山傾斜角度α２を任意に設定することができるようになる。

また、このルーバー１５の切り起こし角度が山形の山折り線１１と山形の谷折り線１２の山傾斜角度αと逆方向へ、折り畳み成形後における山傾斜角度α２に合わせて１０〜４５度に形成されることにより、図４に示すように、風が直線的に流れるため、通気抵抗が低減し、これにより、通過風速があがって放熱性能が向上すると共に、モータファン等の容量を小さくする事ができ、コスト低減および消費電力低減につながる。

次に、他の実施例について説明する。この他の実施例の説明にあたっては、前記実施例１と同様の構成部分については図示を省略し、もしくは同一の符号を付けてその説明を省略し、相違点についてのみ説明する。

この実施例２の放熱フィン及び該放熱フィンを備えた熱交換器は、請求項２〜５、７、９〜１２に記載の発明に対応するもので、図５（要部斜視図）に示すように、オイルクーラ（熱交換器）４のインナーフィン５に適用される例を示す。

この実施例２のインナーフィン（放熱フィン）５は、図６（インナーフィンの折り畳み形成前の状態を示す展開図）に示すように、平面視でＹ方向所定間隔のもとに交互に形成された山形の山折り線１１と山形の谷折り線１２と、各山形の山折り線１１の山形頂点１１ａ凹側と各山形の谷折り線１２の山形頂点１２ａ凸側との間を結ぶ直線の谷折り線１３と、各山形の谷折り線１２の山形頂点１２ａ凹側と各山形の山折り線１１の山形頂点１１ａ凸側との間を結ぶ直線の山折り線１４とを有するパターンがＸ方向へ複数連続し、各山折り線１１、１４及び谷折り線１２、１３に沿ってそれぞれ金属製板材３を折り畳むことによって図５に示すような立体的に形成されている。

従って、この実施例２では、実施例１と同様の効果が得られる。

以上本実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。

例えば、実施例では、熱交換器として、ラジエータとオイルクーラを例に採ったが、その他にコンデンサ、インタークーラ、オイルクーラ、エバポレータ、ヒータコア等に適用することができる。また、車載以外でも、電子部品の放熱板用フィン等、全ての放熱フィンとして利用することができる。

また、直線の谷折り線１３と直線の山折り線１４に沿ってスリットを形成するようにしてもよい。

実施例１の熱交換器用コルゲートフィンが適用される熱交換器を示す正面図である。 実施例１の熱交換器用コルゲートフィンを示す要部拡大斜視図である。 実施例１の熱交換器用コルゲートフィンの折り畳み形成前の状態を示す展開図である。 実施例１の熱交換器用コルゲートフィンにおけるルーバーの切り起こし状態を示す断面図である。 実施例２の熱交換器用インナーフィンを示す要部斜視図である。 実施例２の熱交換器用インナーフィンの折り畳み形成前の状態を示す展開図である。

符号の説明

１ コルゲートフィン
１１ 山形の山折り線
１１ａ 山形の山折り線の山形頂点
１２ 山形の谷折り線
１２ａ 山形の谷折り線の山形頂点
１３ 直線の谷折り線
１４ 直線の山折り線
１５ ルーバー
２ ラジエータ（熱交換器）
２１ 入口側タンク
２２ 出口側タンク
２３ 扁平チューブ
３ 金属製板材
４ オイルクーラ（熱交換器）
５ インナーフィン（放熱フィン）

Claims (12)

1. 金属製板材から折り畳み形成される放熱フィンであって、平面視で所定間隔のもとに交互に形成された山形の山折り線と山形の谷折り線と、前記各山形の山折り線の山形頂点凹側と前記各山形の谷折り線の山形頂点凸側との間を結ぶ直線の谷折り線と、前記各山形の谷折り線の山形頂点凹側と前記各山形の山折り線の山形頂点凸側との間を結ぶ直線の山折り線とに沿ってそれぞれ前記金属製板材を折り畳むことによって形成されていることを特徴とする放熱フィン。
2. 金属製板材から折り畳み形成される放熱フィンであって、平面視でＸ方向所定間隔のもとに交互に形成された山形の山折り線と山形の谷折り線と、前記各山形の山折り線の山形頂点凹側と前記各山形の谷折り線の山形頂点凸側との間を結ぶ直線の谷折り線と、前記各山形の谷折り線の山形頂点凹側と前記各山形の山折り線の山形頂点凸側との間を結ぶ直線の山折り線とを有するパターンがＹ方向へ複数連続し、
   前記各山折り線及び谷折り線に沿ってそれぞれ前記金属製板材を折り畳むことによって形成されていることを特徴とする放熱フィン。
3. 請求項１または２に記載の放熱フィンにおいて、折り畳み成形後における山傾斜角度が、１０〜４５度になるように前記山形の山折り線と山形の谷折り線の山傾斜角度が形成されていることを特徴とする放熱フィン。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の放熱フィンにおいて、前記山折り線と谷折り線によって区画された平行四辺形板面に、前記直線の山折り線と谷折り線と平行に複数のルーバーが切り起こし形成されていることを特徴とする放熱フィン。
5. 請求項４に記載の放熱フィンにおいて、前記ルーバーの切り起こし角度が前記山形の山折り線と山形の谷折り線の山傾斜角度と逆方向へ該山傾斜角度と同一角度に形成されていることを特徴とする放熱フィン。
6. 請求項１、３〜５のいずれか１項に記載の放熱フィンは、入口側タンクと出口側タンクとの間に前記入口側タンクと出口側タンクとを連通させる扁平チューブが複数本配置された熱交換器における隣り合った前記扁平チューブ相互間に配置される熱交換器用コルゲートフィンであることを特徴とする放熱フィン。
7. 請求項２〜５のいずれか１項に記載の放熱フィンは、オイルクーラの扁平チューブ内に配置されるオイルクーラ用インナーフィンであることを特徴とする放熱フィン。
8. 入口側タンクと出口側タンクとの間に前記入口側タンクと出口側タンクとを連通させる扁平チューブが複数本配置され、該隣り合った扁平チューブ相互間にコルゲートフィンが配置された熱交換器において、
   前記コルゲートフィンは金属製板材から折り畳み形成される放熱フィンであって、平面視で所定間隔のもとに交互に形成された山形の山折り線と山形の谷折り線と、前記各山形の山折り線の山形頂点凹側と前記各山形の谷折り線の山形頂点凸側との間を結ぶ直線の谷折り線と、前記各山形の谷折り線の山形頂点凹側と前記各山形の山折り線の山形頂点凸側との間を結ぶ直線の山折り線とに沿ってそれぞれ前記金属製板材を折り畳むことによって形成されていることを特徴とする熱交換器。
9. 扁平チューブ内にインナーフィンが収容配置された熱交換器において、
   前記インナーフィンは金属製板材から折り畳み形成される放熱フィンであって、平面視でＸ方向所定間隔のもとに交互に形成された山形の山折り線と山形の谷折り線と、前記各山形の山折り線の山形頂点凹側と前記各山形の谷折り線の山形頂点凸側との間を結ぶ直線の谷折り線と、前記各山形の谷折り線の山形頂点凹側と前記各山形の山折り線の山形頂点凸側との間を結ぶ直線の山折り線とを有するパターンがＹ方向へ複数連続し、
   前記各山折り線及び谷折り線に沿ってそれぞれ前記金属製板材を折り畳むことによって形成されていることを特徴とする熱交換器。
10. 請求項８または９に記載の熱交換器において、前記放熱フィンの折り畳み成形後における山傾斜角度が、１０〜４５度になるように前記山形の山折り線と山形の谷折り線の山傾斜角度が形成されていることを特徴とする熱交換器。
11. 請求項８〜１０のいずれか１項に記載の熱交換器において、前記放熱フィンの山折り線と谷折り線によって区画された平行四辺形板面に、前記直線の山折り線と谷折り線と平行に複数のルーバーが切り起こし形成されていることを特徴とする熱交換器。
12. 請求項１１に記載の熱交換器において、前記放熱フィンのルーバーの切り起こし角度が前記山形の山折り線と山形の谷折り線の山傾斜角度と逆方向へ該山傾斜角度と同一角度に形成されていることを特徴とする熱交換器。

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