JP2012241973A - ブリッジ付き波形フィン積層熱交換器及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】積層段数が大きくなっても、フィンブリッジ部同士の近接状態を確保しつつ、複数の扁平管をヘッダータンクに挿入することを可能にするブリッジ付き波形フィン積層熱交換器及びその製造方法を提供する。
【解決手段】ブリッジ付き波形フィン積層熱交換器からなる室外熱交換器７は、以下のようにして製造される。まず、扁平管１１と波形フィン２１との積層方向から波形フィン２１を押圧した際に波形フィン２１の上下方向の寸法が小さくなるように変形する縮み代吸収部２４ａ、２５ａをフィン波頂部２４、２５に設けておく。次に、波形フィン２１と扁平管１１とを交互に複数段積層することによってフィン−管積層体７ａを形成する。次に、扁平管１１と波形フィン２１との積層方向からフィン−管積層体７ａを押圧して縮み代吸収部２４ａ、２５ａを変形させる。次に、複数の扁平管１１の長手方向端部をヘッダータンク４１、５１に挿入する。
【選択図】図６

Description

本発明は、ブリッジ付き波形フィン積層熱交換器及びその製造方法に関する。

従来より、特許文献１（特開２０１０−２１３８号公報）に示すようなブリッジ付き波形フィン積層熱交換器がある。このブリッジ付き波形フィン積層熱交換器は、扁平管と、波形フィンと、ヘッダータンクとを有している。扁平管は、幅広の平面部が上下方向に向く状態で配置される管である。波形フィンは、波形に折り曲げられた形状のフィンである。そして、ブリッジ付き波形フィン積層熱交換器は、扁平管と波形フィンとが上下方向に交互に複数段積層されるとともに、複数の扁平管の長手方向端部がヘッダータンクに挿入されることによって構成されている。ここで、波形フィンは、ブリッジ付き波形フィンであり、フィン波頂部と、フィンブリッジ部とを有している。フィン波頂部は、折り曲げ部分のうち平面部の幅内に配置されており平面部に接合される部分である。フィンブリッジ部は、折り曲げ部分のうち平面部の幅方向外方にはみ出すように配置されており、フィン波頂部よりも上下方向に突出するように切り起こされている部分である。このようなブリッジ付き波形フィン積層熱交換器では、フィン波頂部に平面部に対向する平坦な面が形成されるように矩形形状に折り曲げるようにしている。これにより、フィンブリッジ部をフィン波頂部よりも上下方向に十分に突出させるようにして、フィンブリッジ部同士の近接状態を確保し、波形フィンの水はけ性能を向上させるようにしている。

上記従来のブリッジ付き波形フィン積層熱交換器では、扁平管と波形フィンとを交互に積層してフィン−管積層体を形成し、その後に、複数の扁平管の長手方向端部をヘッダータンクに挿入して熱交コア仮組体を形成し、ロウ付け接合することによって製造される。

しかし、このような製造方法では、積層段数が大きくなると、波形フィンの積層方向の寸法公差が蓄積してしまい、ヘッダータンクに挿入できない扁平管が生じて、熱交コア仮組体を形成することができなくなるおそれがある。例えば、波形フィンの積層方向の寸法公差が０．０３ｍｍとして１００段程度まで積層する場合を想定すると、寸法公差が最大で３ｍｍ程度まで蓄積し、熱交コア仮組体の形成に支障をきたすおそれがある。また、ブリッジ付き波形フィン積層熱交換器において、フィンブリッジ部同士の近接状態が確保できない部分が生じると、波形フィンの水はけ性能に悪影響を及ぼすおそれがある。このため、積層段数を大きくする場合には、フィンブリッジ部同士の近接状態の確保という点も考慮して、複数の扁平管をヘッダータンクに挿入できるようにすることが必要となる。

本発明の課題は、積層段数が大きくなっても、フィンブリッジ部同士の近接状態を確保しつつ、複数の扁平管をヘッダータンクに挿入することを可能にするブリッジ付き波形フィン積層熱交換器及びその製造方法を提供することにある。

第１の観点にかかる製造方法によって製造されるブリッジ付き波形フィン積層熱交換器は、扁平管と波形フィンとが上下方向に交互に複数段積層されるとともに、複数の扁平管の長手方向端部がヘッダータンクに挿入されることによって構成されている。扁平管は、幅広の平面部が上下方向に向く状態で配置される管である。波形フィンは、波形に折り曲げられた形状のフィンである。波形フィンは、フィン波頂部と、フィンブリッジ部とを有している。フィン波頂部は、折り曲げ部分のうち平面部の幅内に配置されており平面部に接合される部分である。フィンブリッジ部は、折り曲げ部分のうち平面部の幅方向外方にはみ出すように配置されており、フィン波頂部よりも上下方向に突出するように切り起こされている部分である。

そして、このブリッジ付き波形フィン積層熱交換器は、以下のようにして製造される。まず、扁平管と波形フィンとの積層方向から波形フィンを押圧した際に波形フィンの上下方向の寸法が小さくなるように変形する縮み代吸収部をフィン波頂部又はその近傍に設けておく。次に、平面部にフィン波頂部が接するように波形フィンと扁平管とを交互に複数段積層することによってフィン−管積層体を形成する。次に、扁平管と波形フィンとの積層方向からフィン−管積層体を押圧して縮み代吸収部を変形させる。次に、複数の扁平管の長手方向端部をヘッダータンクに挿入する。

第２の観点にかかるブリッジ付き波形フィン積層熱交換器の製造方法は、第１の観点にかかる製造方法において、縮み代吸収部が、フィン−管積層体を押圧する前の状態において、先端が平面部側に突出する円弧形状の部分である。そして、扁平管と波形フィンとの積層方向からフィン−管積層体を押圧することによって、縮み代吸収部は、円弧形状が平坦形状になるように変形する。

この製造方法では、フィン−管積層体を積層方向から押圧する際に、縮み代吸収部を変形させるようにしているため、離れていたフィンブリッジ部同士が近づくとともに、ばらつきのあった扁平管間の積層方向の間隔が一定の間隔に近づくようになる。

これにより、積層段数が大きくなっても、フィンブリッジ部同士の近接状態を確保しつつ、複数の扁平管をヘッダータンクに挿入することができる。

第３の観点にかかるブリッジ付き波形フィン積層熱交換器は、扁平管と、波形フィンと、ヘッダータンクとを有している。扁平管は、幅広の平面部が上下方向に向く状態で配置される管である。波形フィンは、扁平管と上下方向に交互に複数段積層されており、波形に折り曲げられた形状のフィンである。ヘッダータンクは、複数の扁平管の長手方向端部が挿入される管である。波形フィンは、フィン波頂部と、フィンブリッジ部とを有している。フィン波頂部は、折り曲げ部分のうち平面部の幅内に配置されており平面部に接合される部分である。フィンブリッジ部は、折り曲げ部分のうち平面部の幅方向外方にはみ出すように配置されており、フィン波頂部よりも上下方向に突出するように切り起こされている部分である。フィン波頂部又はその近傍には、扁平管と波形フィンとの積層方向から波形フィンを押圧することによって、波形フィンの上下方向の寸法が小さくなるように変形した縮み代吸収部が設けられている。

第４の観点にかかるブリッジ付き波形フィン積層熱交換器は、第３の観点にかかるブリッジ付き波形フィン積層熱交換器において、縮み代吸収部は、先端が平面部側に突出する円弧形状の部分を、扁平管と波形フィンとの積層方向から波形フィンを押圧することによって、平坦形状になるように変形させた部分である。

この熱交換器では、波形フィンが扁平管と波形フィンとの積層方向から押圧する際に変形する縮み代吸収部を有しているため、離れていたフィンブリッジ部同士が近づくとともに、ばらつきのあった扁平管間の積層方向の間隔が一定の間隔に近づくようになる。

これにより、積層段数が大きくなっても、フィンブリッジ部同士の近接状態を確保しつつ、複数の扁平管をヘッダータンクに挿入することができる。

以上の説明に述べたように、第１〜第４の観点にかかるブリッジ付き波形フィン積層熱交換器及びその製造方法によれば、積層段数が大きくなっても、フィンブリッジ部同士の近接状態を確保しつつ、複数の扁平管をヘッダータンクに挿入することができる。

本発明の一実施形態にかかるブリッジ付き波形フィン積層熱交換器及びその製造方法が採用された室外熱交換器を有する室外ユニットの概略の内部構造を示す斜視図である。 平面視略Ｌ字形状に曲げ加工される前の室外熱交換器の外観を示す斜視図である。 図２のＤ部の拡大斜視図である。 図３を矢印Ｅ側から見た概略図（縮み代吸収部が変形した後の波形フィンと扁平管とが積層された状態を示す概略図、図８のＫ部の概略拡大図）である。 波形に折り曲げられる前の波形フィンの展開図である。 縮み代吸収部が変形する前の波形フィンと扁平管とが積層された状態を示す概略図（図７のＦ部の概略拡大図）である。 室外熱交換器の製造工程を示す図（扁平管と波形フィンとを積層する工程）である。 室外熱交換器の製造工程を示す図（縮み代吸収部を変形させる工程）である。 室外熱交換器の製造工程を示す図（ヘッダータンクの挿入工程）である。 変形例１にかかるブリッジ付き波形フィン積層熱交換器及びその製造方法が採用された室外熱交換器を示す図（図９に相当する図）である。 変形例２にかかるブリッジ付き波形フィン積層熱交換器及びその製造方法が採用された室外熱交換器を示す図（図４に相当する図）である。 変形例２にかかるブリッジ付き波形フィン積層熱交換器及びその製造方法が採用された室外熱交換器を示す図（図６に相当する図）である。

以下、本発明にかかるブリッジ付き波形フィン積層熱交換器及びその製造方法の実施形態について、図面に基づいて説明する。

＜室外ユニットの概略構成＞
図１は、本発明の一実施形態にかかるブリッジ付き波形フィン積層熱交換器及びその製造方法が採用された室外熱交換器７を有する室外ユニット１の概略の内部構造を示す斜視図である。室外ユニット１は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルによって空気調和を行う空気調和装置を構成している。室外ユニット１は、冷媒連絡管２、３を介して室内ユニット（図示せず）に接続されている。尚、以下の説明では、図１の紙面手前側を「前面」とし、図１の紙面奥側を「背面」とし、図１の紙面左側を「左側面」とし、図１の紙面右側を「右側面」とし、図１の紙面上側を「天面」とし、図１の紙面下側を「底面」とする。

室内ユニット２は、主として、略直方体箱状のユニットケーシング４と、圧縮機６と、室外熱交換器７と、室外ファン８とを有している。尚、室内ユニット２には、これら以外にも、様々な機器や弁、冷媒管等が収容されているが、ここでは説明を省略する。

ユニットケーシング４は、主として、底板４１と、天板４２（２点鎖線で図示）と、前板４３（２点鎖線で図示）と、側板４４（２点鎖線で図示）と、仕切板４５とを有している。

底板４１は、ユニットケーシング４の底面部分を構成する横長の略長方形状の板状部材である。底板４１の周縁部は、上向きに折り曲げられている。底板４１の外面には、現地据付面に固定される２つの固定脚５が設けられている。固定脚５は、ユニットケーシング４の前側から後側に向かって延びている。

天板４２は、ユニットケーシング４の天面部分を構成する横長の略長方形状の板状部材である。

前板４３は、主として、ユニットケーシング４の前面部分及び右側面の前部を構成する板状部材である。前板４３の下部は、ネジ等によって底板４１に固定されている。前板４３には、吹出口４３ａが形成されている。吹出口４３ａは、ユニットケーシング４の背面及び左側面に形成された吸入口（図示せず）を通じてユニットケーシング４内に取り込まれた室外空気を吹き出すための開口である（空気流を示す矢印Ａ〜Ｃを参照）。

側板４４は、主として、ユニットケーシング４の右側面の後部及び右背面部分を構成する板状部材である。側板４４の下部は、ネジ等によって底板４２に固定されている。

仕切板４５は、底板４１上に配置される板状部材である。仕切板４５は、鉛直に延びている。仕切板４５は、ユニットケーシング４の内部空間を左右２つの空間（すなわち、送風機室Ｓ１と機械室Ｓ２）に仕切るように配置されている。仕切板４５の下部は、ネジ等によって底板４１に固定されている。

このように、ユニットケーシング４の内部空間は、仕切板４５によって送風機室Ｓ１と機械室Ｓ２とに分割されている。送風機室Ｓ１は、底板４１と、天板４２と、前板４３と、仕切板４５とによって囲まれた空間である。機械室Ｓ２は、底板４１と、天板４２と、前板４３と、側板４４と、仕切板４５とによって囲まれた空間である。そして、送風機室Ｓ１には、主として、室外熱交換器７と室外ファン８とが配置されている。機械室Ｓ２には、主として、圧縮機６が配置されている。

圧縮機６は、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒を高圧の冷媒になるまで圧縮するための圧縮機である。圧縮機６は、略縦型円筒形状の密閉型圧縮機である。圧縮機６は、機械室Ｓ２内の平面視略中央に配置されている。

室外熱交換器７は、冷房時には室外空気を熱源とする冷媒の放熱器として機能し、暖房時には室外空気を熱源とする冷媒の蒸発器として機能する熱交換器である。室外熱交換器７は、扁平管と波形フィンとが上下方向に交互に複数段積層されるとともに、複数の扁平管の長手方向端部がヘッダータンクに挿入されることによって構成されたブリッジ付き波形フィン積層熱交換器である。室外熱交換器７は、平面視略Ｌ字形状をなすように曲げ加工されている。室外熱交換器７は、ユニットケーシング４の左側面及び背面に沿うように、かつ、送風ファン８の左側面側及び背面側を囲むように、送風機室Ｓ２内に配置されている。尚、室外熱交換器７の詳細な構成及び製造方法については、後述する。

室外ファン８は、ユニットケーシング４の左側面及び背面に形成された吸入口（図示せず）を通じて送風機室Ｓ１内に空気を取り込み、室外熱交換器７を通過させた後に、ユニットケーシング４の前面に形成された吹出口４３ａから吹き出すように機能する送風ファンである。ここでは、室外ファン８は、プロペラファンであり、送風機室Ｓ１内の室外熱交換器７の下流側に配置されている。

＜室外熱交換器の詳細な構成＞
次に、ブリッジ付き波形フィン積層熱交換器からなる室外熱交換器７の詳細な構成について、図２〜図６を用いて説明する。ここで、図２は、平面視略Ｌ字形状に曲げ加工される前の室外熱交換器７の外観を示す斜視図である。図３は、図２のＤ部の拡大斜視図である。図４は、図３を矢印Ｅ側から見た概略図（縮み代吸収部２４ａ、２５ａが変形した後の波形フィン２１と扁平管１１とが積層された状態を示す概略図）である。図５は、波形に折り曲げられる前の波形フィン２１の展開図である。図６は、縮み代吸収部２４ａ、２５ａが変形する前の波形フィン２１と扁平管１１とが積層された状態を示す概略図である。

室外熱交換器７は、扁平管１１と波形フィン２１とが上下方向に交互に複数段積層されるとともに、複数の扁平管１１の長手方向端部がヘッダータンク４１、５１に挿入されることによって構成された波形フィン積層熱交換器である。ここでは、扁平管１１と波形フィン２１との積層段数は、１００段〜３００段と非常に大きくなっている。

扁平管１１は、その長手方向に直交する方向に幅広の平面部１２を有する管からなる。扁平管１１は、平面部１２が上下方向に向く状態で上下方向間に平面部１２の幅方向（図１においては、矢印Ａ、Ｂの方向、図２、図４及び図６においては、紙面手前方向、図３においては、矢印Ｅ方向）に向かって室外空気が流れる通風空間を空けて複数段配置されている。

平面部１２には、平面部１２を長手方向に貫通するように幅方向に並ぶ複数の流路穴１３が形成されている。そして、冷媒は、各流路穴１３を流れるようになっている。尚、扁平管１１は、アルミニウム等の金属素材からなり、押し出し成形等により製造されている。このように、ここでは、扁平管１１として、複数の流路穴１３が形成された扁平多穴管が採用されており、冷媒側の熱伝達率が向上している。

波形フィン２１は、扁平管１１の平面部１２の幅方向寸法よりも幅方向寸法の大きい板状素材Ｐが扁平管１１の長手方向に沿って波形に折り曲げられることによって構成されたフィンである。ここで、平面部１２の幅方向寸法をＷ１とし、波形フィン２１の幅方向寸法をＷ２とすると、平面部１２の幅方向寸法Ｗ１ ＜ 波形フィン２１の幅方向寸法Ｗ２の関係になっている。尚、波形フィン２１は、アルミニウム等の金属素材からなる。そして、波形フィン２１は、フィン本体部２２と、フィン縁部２３とを有している。

フィン本体部２２は、平面部１２の上下方向間の通風空間に配置される部分であり、板状素材Ｐを扁平管１１の長手方向に沿って波形に折り曲げることによって上側フィン波頂部２４及び下側フィン波頂部２５が形成されている。上側フィン波頂部２４は、板状素材Ｐの折り曲げ部分のうち平面部１２の幅内に配置されており、平面部１２の下面にロウ付けによって接合されている。下側フィン波頂部２５は、板状素材Ｐの折り曲げ部分のうち平面部１２の幅内に配置されており、平面部１２の上面にロウ付けによって接合されている。ここでは、折り曲げ線Ｘ１及び折り曲げ線Ｘ２の位置で板状素材Ｐを略矩形形状に折り曲げることによって、上側フィン波頂部２４及び下側フィン波頂部２５を形成している。但し、上側フィン波頂部２４及び下側フィン波頂部２５については、板状素材Ｐを折り曲げ加工して波形フィン２１を得た時点において、その先端が平面部１２側に突出する円弧形状の縮み代吸収部２４ａ、２５ａを有するものとなっている（図６を参照）。そして、この縮み代吸収部２４ａ、２５ａは、後述のように、扁平管１１と波形フィン２１との積層方向から押圧することによって、その円弧形状が平坦形状になるように変形するようになっている（図４を参照）。これにより、波形フィン２１（より具体的には、フィン本体部２２）の上下方向の寸法である積層方向幅は、室外熱交換器７の製造前においては、縮み代吸収部２４ａ、２５ａが変形していないため、変形前積層方向幅Ｈｏとなっている。一方、室外熱交換器７の製造後においては、縮み代吸収部２４ａ、２５ａが変形しているため、変形前積層方向幅Ｈｏよりも小さい変形後積層方向幅Ｈとなっている。そして、縮み代吸収部２４ａ、２５ａの変形後において、上側フィン波頂部２４及び下側フィン波頂部２５には、平面部１２に対向する平坦な面が形成されている。また、フィン本体部２２には、熱交換効率を向上させるために、フィン本体部２２の上下方向中央部分を切り起こすことによって複数の本体側切り起こし部２６が形成されている。ここでは、本体側切り起こし部２６は、ルーバー状に切り起こされている。そして、本体側切り起こし部２６は、室外空気流の上流側の部分と下流側の部分との間で、室外空気流に対する傾斜方向が逆になるように形成されている。

フィン縁部２３は、波形フィン２１の一部が扁平管１１の長手方向に直交する方向に突出した部分である。より具体的には、フィン縁部２３は、各通風空間から扁平管１１の幅方向外方（ここでは、幅方向両外方）に向かって突出する部分である。フィン縁部２３には、上側フィンブリッジ部２７及び下側フィンブリッジ部２８が形成されている。上側フィンブリッジ部２７及び下側フィンブリッジ部２８は、板状素材Ｐを扁平管１１の長手方向に沿って波形に折り曲げて上側フィン波頂部２４及び下側フィン波頂部２５を形成する際に、上下方向に向かって切り起こされる部分である。上側フィンブリッジ部２７は、板状素材Ｐの折り曲げ部分のうち平面部１２の幅方向外方にはみ出すように配置されており、上側フィン波頂部２４よりも上方に突出するように切り起こされている部分である。下側フィンブリッジ部２８は、板状素材Ｐの折り曲げ部分のうち平面部１２の幅方向外方にはみ出すように配置されており、下側フィン波頂部２５よりも下方に突出するように切り起こされている部分である。ここでは、上側フィンブリッジ部２７及び下側フィンブリッジ部２８は、板状素材Ｐに設けられた切り込みＹ１、Ｙ２によって形成されている。切り込みＹ１は、上側フィン波頂部２４及び下側フィン波頂部２５を形成するための折り曲げ線Ｘ１、Ｘ２に直交する切り込みである。切り込みＹ２は、切り込みＹ１から板状素材Ｐの幅方向外方に向かって折り曲げ線Ｘ１、Ｘ２に対して（すなわち、扁平管１１の幅方向に対して）斜めに延びる切り込みである。また、上側フィンブリッジ部２７及び下側フィンブリッジ部２８は、扁平管１１の幅方向両側に形成されたフィン縁部２３のうち室外空気流の下流側（図１においては、室外ファン８側、図２、図４及び図６においては、紙面手前側、図３においては、矢印Ｅ側）に位置するフィン縁部２３だけに形成されている。このため、上下方向に隣り合うフィン縁部２３は、上側フィンブリッジ部２７及び下側フィンブリッジ部２８を介して互いに近接している。但し、上記のように、板状素材Ｐを折り曲げ加工して波形フィン２１を得た時点においては、上側フィン波頂部２４及び下側フィン波頂部２５の縮み代吸収部２４ａ、２５ａが変形しておらず、波形フィン２１の積層方向幅は、変形前積層方向幅Ｈｏとなっている。このため、室外熱交換器７の製造前においては、上側フィンブリッジ部２７及び下側フィンブリッジ部２８は、上側フィン波頂部２４及び下側フィン波頂部２５よりも上下方向に十分に突出した状態ではない（図６を参照）。そして、この縮み代吸収部２４ａ、２５ａは、後述のように、扁平管１１と波形フィン２１との積層方向から押圧することによって、その円弧形状が平坦形状になるように変形し、波形フィン２１の積層方向幅は、変形後積層方向幅Ｈとなっている。このため、室外熱交換器７の製造後においては、上側フィンブリッジ部２７及び下側フィンブリッジ部２８は、上側フィン波頂部２４及び下側フィン波頂部２５よりも上下方向に十分に突出した状態になる（図４を参照）。また、フィン縁部２３には、熱交換効率を向上させるために、フィン縁部２３の上下方向中央部分を切り起こすことによって複数の縁側切り起こし部２９ａ、２９ｂが形成されている。室外空気流の上流側に位置する縁部切り起こし部２９ａについては、本体側切り起こし部２６と同じ上下方向幅を有するように形成されている。一方、室外空気流の下流側に位置する縁部切り起こし部２９ｂについては、本体側切り起こし部２６よりも上下方向幅が短くなるように形成されている。ここでは、縁部切り起こし部２９ａ、２９ｂは、ルーバー状に切り起こされている。そして、縁部切り起こし部２９ａ、２９ｂは、室外空気流の上流側の部分と下流側の部分との間で、室外空気流に対する傾斜方向が逆になるように形成されている。このように、ここでは、縁部切り起こし部２９ｂの上下方向幅を本体側切り起こし部２６よりも短くしているため、上側フィンブリッジ部２７及び下側フィンブリッジ部２８が形成されたフィン縁部２３の強度の低下が抑えられている。

ヘッダータンク４１、５１は、扁平管１１を支持する機能と、冷媒を扁平管１１（ここでは、複数の流路穴１３）内に流入させる機能と、扁平管１１（ここでは、複数の流路穴１３）から冷媒を流出させる機能とを有している。ヘッダータンク４１、５１は、上下方向に延びる筒状の部材であり、上下方向に複数配置された扁平管１１の長手方向端部がロウ付けによって接合されている。ここでは、図２における紙面右側のヘッダータンクを第１ヘッダータンク４１とし、図２における紙面左側のヘッダータンクを第２ヘッダータンク５１とする。尚、ヘッダータンク４１、５１は、アルミニウム等の金属素材からなる。また、ヘッダータンク４１、５１は、圧縮機６等の室外ユニット１内の他の機器と冷媒管を介して接続されているが、ここでは説明を省略する。

第１ヘッダータンク４１には、図２における扁平管１１の長手方向右側の端部１４を挿入するための複数の挿入穴４２が上下方向（すなわち、扁平管１１と波形フィン２１との積層方向）に並んで形成されている。また、第２ヘッダータンク５１には、図２における扁平管１１の長手方向左側の端部１５を挿入するための複数の挿入穴５２が上下方向（すなわち、扁平管１１と波形フィン２１との積層方向）に並んで形成されている。そして、扁平管１１の長手方向の端部１４、１５は、挿入穴４２、５２に挿入された状態でヘッダータンク４１、５１に接合されている。ここで、挿入穴４２、５２間の上下方向の間隔は、波形フィン２１の縮み代吸収部２４ａ、２５ａが変形することによって波形フィン２１の上下方向の寸法が小さくなった後の変形後積層方向幅Ｈになるように設定されている。

上記の構成を有する室外熱交換器７では、冷房時に冷媒の放熱器として機能させる際には、扁平管１１内を流れる冷媒と扁平管１１を横切るように通風空間を流れる冷却源としての室外空気とが波形フィン２１及び扁平管１１を介して熱交換を行う。これにより、冷媒の放熱が行われる。また、室外熱交換器７を冷媒の蒸発器として機能させる際には、扁平管１１内を流れる冷媒と扁平管１１を横切るように通風空間を流れる加熱源としての室外空気とが波形フィン２１及び扁平管１１を介して熱交換を行う。これにより、冷媒の蒸発が行われる。この際、波形フィン２１の表面に結露水が発生するが、室外熱交換器７の室外空気流の下流側に突出するフィン縁部２３が形成されているため、フィン縁部２３を介して結露水を下方に流すことができる。特に、ここでは、上記のように、フィン縁部２３がフィン波頂部２４、２５よりも上下方向に突出するように切り起こされたフィンブリッジ部２７、２８を有しており、上下方向に隣り合うフィンブリッジ部２７、２８同士が近接している。このため、波形フィン２１の水はけ性能が向上している。

また、上記の構成を有する室外熱交換器７では、波形フィン２１が扁平管１１と波形フィン２１との積層方向から押圧する際に変形する縮み代吸収部２４ａ、２５ａを有している。このため、縮み代吸収部２４ａ、２５ａの変形前には離れていたフィンブリッジ部２７、２８同士が近づくようになる。しかも、ばらつきのあった扁平管１１間の積層方向の間隔が、一定の間隔（すなわち、ヘッダータンク４１、５１の挿入穴４２、５２の間隔と同じ変形後積層方向幅Ｈ）に近づくようになる。

これにより、積層段数が大きくなっても、フィンブリッジ部２７、２８同士の近接状態を確保しつつ、複数の扁平管１１をヘッダータンク４１、５１に挿入することができようになっている。

＜室外熱交換器の製造方法＞
次に、ブリッジ付き波形フィン積層熱交換器からなる室外熱交換器７の製造方法について、図１、図２、図４、図６〜図９を用いて説明する。ここで、図７は、室外熱交換器７の製造工程を示す図（扁平管１１と波形フィン２１とを積層する工程）である。図８は、室外熱交換器７の製造工程を示す図（縮み代吸収部２４ａ、２５ａを変形させる工程）である。図９は、室外熱交換器７の製造工程を示す図（ヘッダータンク４１、５１の挿入工程）である。

まず、直管状の扁平管１１を所定の積層段数（１００段〜３００段）に必要な数だけ準備する。また、縮み代吸収部２４ａ、２５ａがフィン波頂部２４、２５に設けられた波形フィン２１を所定の積層段数（１００段〜３００段）に必要な数だけ準備する。そして、平面部１２にフィン波頂部２４、２５が接するように波形フィン２１と扁平管１１とを交互に複数段積層することによってフィン−管積層体７ａを形成する（図７を参照）。

ここでは、波形フィン２１の上下方向の寸法である積層方向幅は、縮み代吸収部２４ａ、２５ａが変形していないため、すなわち、フィン−管積層体７ａを押圧する前の状態であるため、変形前積層方向幅Ｈｏになっている（図６及び図７を参照）。すなわち、縮み代吸収部２４ａ、２５ａについては、その先端が扁平管１１の平面部１２側に突出する円弧形状が維持されている（図６を参照）。また、上側フィンブリッジ部２７及び下側フィンブリッジ部２８は、上側フィン波頂部２４及び下側フィン波頂部２５よりも上下方向に十分に突出しておらず、フィンブリッジ部２７、２８同士が十分に近接していない状態になっている（図６を参照）。

次に、扁平管１１と波形フィン２１との積層方向（図４及び図８の矢印Ｇの方向）からフィン−管積層体７ａを押圧して縮み代吸収部２４ａ、２５ａを変形させる。より具体的には、円弧形状の縮み代吸収部２４ａ、２５ａを平坦形状になるように変形させる。

これにより、波形フィン２１の上下方向の寸法である積層方向幅は、縮み代吸収部２４ａ、２５ａが変形して、変形後積層方向幅Ｈになる（図４及び図８を参照）。そして、上側フィンブリッジ部２７及び下側フィンブリッジ部２８は、上側フィン波頂部２４及び下側フィン波頂部２５よりも上下方向に十分に突出し、離れていたフィンブリッジ部２７、２８同士が十分に近接した状態になる（図４を参照）。

次に、複数の扁平管１１の長手方向端部１４、１５をヘッダータンク４１、５１に挿入する（図９を参照）。具体的には、ヘッダータンク４１、５１を図９の矢印Ｌの方向から複数の扁平管１１の長手方向端部１４、１５に近づけることによって、複数の扁平管１１の長手方向端部１４、１５をヘッダータンク４１、５１の挿入穴４２、５２に挿入する。

このとき、上記のように、フィン−管積層体７ａを積層方向から押圧する際に、縮み代吸収部２４ａ、２５ａを変形させるようにしているため、ばらつきのあった扁平管１１間の積層方向の間隔が一定の間隔に近づくようになる。これにより、積層段数が大きくなっても、複数の扁平管１１をヘッダータンク４１、５１に挿入することができる。しかも、ここでは、上記のように、ヘッダータンク４１、５１の挿入穴４２、５２間の上下方向の間隔が、縮み代吸収部２４ａ、２５ａが変形した後の波形フィン２１の上下方向の寸法である変形後積層方向幅Ｈになるように設定されている。このため、複数の扁平管１１の長手方向端部１４、１５をヘッダータンク４１、５１に一斉に挿入する作業をスムーズに行うことができる。これにより、複数の扁平管１１の長手方向端部１４、１５がヘッダータンク４１、５１に挿入され、かつ、波形フィン２１が扁平管１１間に挿入された状態の熱交コア仮組体７ｂが得られる。

次に、熱交コア仮組体７ｂをロウ付けすることによって接合する。具体的には、熱交コア仮組体７ｂをロウ付け炉に入れて、扁平管１１と波形フィン２１との間や扁平管１１とヘッダータンク４１、５１との間のロウ付けを行う。扁平管１１と波形フィン２１とは、平面部１２とフィン波頂部２４、２５との間がロウ付け接合される。また、扁平管１１とヘッダータンク４１、５１とは、長手方向端部１４、１５と挿入穴４２、５２の周囲部分とがロウ付け接合される。これにより、平板状の室外熱交換器７が得られる（図２を参照）。

次に、平板状の室外熱交換器７を曲げ加工装置によって平面視略Ｌ字形状に曲げ加工して室外熱交換器７が完成する。

上記の製造方法では、フィン−管積層体７ａを積層方向から押圧する際に、縮み代吸収部２４ａ、２５ａを変形させるようにしているため、離れていたフィンブリッジ部２７、２８同士が近づくとともに、ばらつきのあった扁平管１１間の積層方向の間隔が一定の間隔に近づくようになる。これにより、積層段数が大きくなっても、フィンブリッジ部２７、２８同士の近接状態を確保しつつ、複数の扁平管１１をヘッダータンク４１、５１に挿入することができる。

＜変形例１＞
上記実施形態のブリッジ付き波形フィン積層熱交換器からなる室外熱交換器７の製造方法では、扁平管１１の長手方向端部１４、１５をヘッダータンク４１、５１の挿入穴４２、５２に一斉に挿入しているが、この挿入作業の作業性をさらに高めることが望ましい。

そこで、ここでは、ヘッダータンク４１、５１の挿入穴４２、５２の周囲部分の形状について、図１０に示すような工夫を施している。

より具体的には、ヘッダータンク４１、５１の扁平管１１の長手方向端部１４、１５に対向する部分に長手方向端部１４、１５から遠ざかるように凹んだ凹部４３、５３を設け、この凹部４３、５３に挿入穴４２、５２を形成するようにしている。この凹部４３、５３は、扁平管１１の長手方向端部１４、１５に近い側から遠い側に向かって徐々に凹み領域が小さくなるような形状を有している。そして、挿入穴４２、５２は、凹部４３、５３の扁平管１１の長手方向端部１４、１５に最も遠い側の部分に形成されている。

これにより、扁平管１１の長手方向端部１４、１５をヘッダータンク４１、５１の挿入穴４２、５２に一斉に挿入する作業をさらにスムーズに行うことができる。

＜変形例２＞
上記実施形態及び変形例１のブリッジ付き波形フィン積層熱交換器からなる室外熱交換器７の製造方法では、変形前は円弧形状であり、かつ、変形後は平坦形状になるような縮み代吸収部２４ａ、２５ａをフィン波頂部２４、２５に設けるようにしているが、他の形状を採用してもよい。

例えば、図１１及び図１２に示すように、フィン波頂部２４、２５を扁平管１１の平面部１２に対向する平坦形状とし、このフィン波頂部２４、２５の近傍に上下方向（すなわち、積層方向）に屈曲自在な縮み代吸収部２４ａ、２５ａを設けるようにしてもよい。ここでは、波形フィン２１のフィン波頂部２４、２５の反平面部１２側の部分に、Ｖ字形状の屈曲部分からなる縮み代吸収部２４ａ、２５ａを設けている。この縮み代吸収部２４ａ、２５ａでは、扁平管１１と波形フィン２１との積層方向から波形フィン２１を押圧することによって、縮み代吸収部２４ａ、２５ａのＶ字形状を縮ませることができる。

そして、このような縮み代吸収部２４ａ、２５ａであっても、フィンブリッジ部２７、２８同士を近づくようにし、ばらつきのあった扁平管１１間の積層方向の間隔を一定の間隔に近づけることができる。

＜他の実施形態＞
以上、本発明の実施形態及びその変形例について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態及びその変形例に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

（Ａ）
上記実施形態及びその変形例のブリッジ付き波形フィン積層熱交換器としての室外熱交換器７では、縮み代吸収部２４ａ、２５ａが、上側フィン波頂部２４及び下側フィン波頂部２５の両方に形成されているが、これに限定されるものではない。例えば、上側フィン波頂部２４及び下側フィン波頂部２５のいずれか一方に形成されているものであってもよい。

（Ｂ）
上記実施形態及びその変形例のブリッジ付き波形フィン積層熱交換器としての室外熱交換器７では、フィンブリッジ部２７、２８の形状が折り曲げ線Ｘ１、Ｘ２に対して斜めの切り込みＹ２によって形成される略三角形状の切り起こしである。しかし、これに限定されるものではなく、例えば、折り曲げ線Ｘ１、Ｘ２に対して平行な切り込みや階段状の切り込みによって形成される略長方形状の切り起こし等の他の形状の切り起こしであってもよい。

（Ｃ）
上記実施形態及びその変形例のブリッジ付き波形フィン積層熱交換器としての室外熱交換器７では、フィンブリッジ部２７、２８が空気の流れ方向下流側だけに形成されているが、これに限定されるものではない。例えば、フィンブリッジ部２７、２８が空気の流れ方向上流側に形成されているものや空気の流れ方向上流側及び下流側に形成されているものであってもよい。

（Ｄ）
上記実施形態及びその変形例のブリッジ付き波形フィン積層熱交換器としての室外熱交換器７が採用された室外ユニット１は、室外空気が側面や背面から流入して前面から吹き出す横吹きタイプのものであったが、これに限定されるものではない。例えば、室外空気が側面や背面から流入して天面から吹き出す上吹きタイプ等の他の形態であってもよい。

本発明は、ブリッジ付き波形フィン積層熱交換器及びその製造方法に対して、広く適用可能である。

７ 室外熱交換器（ブリッジ付き波形フィン積層熱交換器）
７ａ フィン−管積層体
１１ 扁平管
１２ 平面部
１４、１５ 扁平管の長手方向端部
２１ 波形フィン
４１、５１ ヘッダータンク
２４、２５ フィン波頂部
２４ａ、２５ａ 縮み代吸収部
２７、２８ フィンブリッジ部

特開２０１０−２１３８号公報

Claims (4)

1. 幅広の平面部（１２）が上下方向に向く状態で配置される扁平管（１１）と、波形に折り曲げられた形状の波形フィン（２１）とが上下方向に交互に複数段積層されるとともに、前記複数の扁平管の長手方向端部（１４、１５）がヘッダータンク（４１、５１）に挿入されることによって構成されており、前記波形フィンが、前記折り曲げ部分のうち前記平面部の幅内に配置されており前記平面部に接合されるフィン波頂部（２４、２５）と、前記折り曲げ部分のうち前記平面部の幅方向外方にはみ出すように配置されており前記フィン波頂部よりも上下方向に突出するように切り起こされているフィンブリッジ部（２７、２８）とを有している、ブリッジ付き波形フィン積層熱交換器（７）の製造方法であって、
   前記扁平管と前記波形フィンとの積層方向から前記波形フィンを押圧した際に前記波形フィンの上下方向の寸法が小さくなるように変形する縮み代吸収部（２４ａ、２５ａ）を前記フィン波頂部又はその近傍に設け、
   前記平面部に前記フィン波頂部が接するように前記波形フィンと前記扁平管とを交互に複数段積層することによってフィン−管積層体（７ａ）を形成し、
   前記扁平管と前記波形フィンとの積層方向から前記フィン−管積層体を押圧して前記縮み代吸収部を変形させ、
   前記複数の扁平管の長手方向端部をヘッダータンクに挿入する、
   ブリッジ付き波形フィン積層熱交換器の製造方法。
2. 前記縮み代吸収部（２４ａ、２５ａ）は、前記フィン−管積層体（７ａ）を押圧する前の状態において、先端が前記平面部（１２）側に突出する円弧形状の部分であり、
   前記扁平管（１１）と前記波形フィン（２１）との積層方向から前記フィン−管積層体を押圧することによって、前記縮み代吸収部は、円弧形状が平坦形状になるように変形する、
   請求項１に記載のブリッジ付き波形フィン積層熱交換器の製造方法。
3. 幅広の平面部（１２）が上下方向に向く状態で配置される扁平管（１１）と、
   前記扁平管と上下方向に交互に複数段積層されており、波形に折り曲げられた形状の波形フィン（２１）と、
   前記複数の扁平管の長手方向端部（１４、１５）が挿入されるヘッダータンク（４１、５１）と、を備え、
   前記波形フィンは、前記折り曲げ部分のうち前記平面部の幅内に配置されており、前記平面部に接合されるフィン波頂部（２４、２５）と、前記折り曲げ部分のうち前記平面部の幅方向外方にはみ出すように配置されており前記フィン波頂部よりも上下方向に突出するように切り起こされているフィンブリッジ部（２７、２８）とを有しており、
   前記フィン波頂部又はその近傍には、前記扁平管と前記波形フィンとの積層方向から前記波形フィンを押圧することによって、前記波形フィンの上下方向の寸法が小さくなるように変形した縮み代吸収部（２４ａ、２５ａ）が設けられている、
   ブリッジ付き波形フィン積層熱交換器（７）。
4. 前記縮み代吸収部（２４ａ、２５ａ）は、先端が前記平面部（１２）側に突出する円弧形状の部分を、前記扁平管（１１）と前記波形フィン（２１）との積層方向から前記波形フィンを押圧することによって、平坦形状になるように変形させた部分である、
   請求項３に記載のブリッジ付き波形フィン積層熱交換器（７）。

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