JP2018155433A - 熱交換器及び熱交換器の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フィンピッチを伝熱管取付孔の短軸長さより、大きく設定することができる熱交換器及び熱交換器の製造方法を提供する。【解決手段】熱交換器は、断面が扁平形状であり、冷媒が流通可能な貫通孔を有する扁平伝熱管２と、扁平伝熱管２を挿通させる伝熱管取付孔６ａを有する平板状のフィン３と、伝熱管取付孔６ａの周縁部に形成されたフィンカラーと、を備える。また、フィンカラーのうち、隣り合うフィン３に当接し、フィン３の取付ピッチを規制するピッチ規制フィンカラー７ａは、伝熱管取付孔６ａの短辺を基点として、フィン３の平面部であるフィン本体部３１に対して垂直方向に一体的に延設されている。【選択図】図３

Description

本発明は、熱交換器及び熱交換器の製造方法に関する。

内部に冷媒を通す伝熱管に、複数枚のフィンを取り付け、冷媒と外部を流れる空気との熱交換を行う熱交換器が開発されている。このような熱交換器では、フィンに、伝熱管を取り付けるための伝熱管取付孔を形成する際、開口させる部分の材料を切り起こしてフィンカラーを形成する。そして、フィンカラーを隣接するフィンに当接させて、隣り合うフィンの間の距離（以下、フィンピッチという）を規定している。

また、近年、通風抵抗を低減し、熱交換の効率を向上させるため、伝熱管を扁平させた扁平伝熱管が用いられている。扁平伝熱管を用いる場合、伝熱管取付孔も扁平形状となる。伝熱管取付孔の長辺を曲げ基点として切り起こす長辺側のフィンカラーの高さは、伝熱管取付孔の短軸長さによって規制されるので、伝熱管の扁平化に伴って低くなる。フィンカラー高さの低下によってフィンピッチが狭くなると、フィン間を通る空気の通風抵抗が増大し、熱交換の効率が低下する。このような熱交換効率の低下を防止するため、例えば、特許文献１及び特許文献２のように、フィンカラーを高くして、フィンピッチを大きくした熱交換器が開発されている。

特開平３−９５３９４号公報 特開平３−１８４６４５号公報

特許文献１の熱交換器では、伝熱管取付孔を形成するためのカット部を階段状とすることにより、短軸長さの半分を超える高さのフィンカラーを形成する。また、特許文献２では、伝熱管取付孔を形成するためのカット部をジグザグ状とすることにより、短軸長さの半分を超える高さのフィンカラーを形成する。

しかしながら、これらのフィンカラーは、伝熱管取付孔の長辺を曲げ基点としてカット部を切り起こして形成されるため、伝熱管取付孔の短軸長さよりも高くすることはできない。したがって、伝熱管の小型化、扁平化等によって、フィンピッチは狭くなり、通風抵抗の増大、熱交換の効率の低下を招く。

本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、フィンピッチを伝熱管取付孔の短軸長さより、大きく設定することができる熱交換器及び熱交換器の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、この発明に係る熱交換器は、断面が扁平形状であり、冷媒が流通可能な貫通孔を有する扁平伝熱管と、扁平伝熱管を挿通させる伝熱管取付孔を有する平板状のフィンと、伝熱管取付孔の周縁部に形成されたフィンカラーと、を備える。また、フィンカラーのうち、隣り合うフィンに当接し、フィンの取付ピッチを規制するピッチ規制フィンカラーは、伝熱管取付孔の短辺を基点として、フィンの平面部に対して垂直方向に一体的に延設されている。

本発明によれば、ピッチ規制フィンカラーは、伝熱管取付孔の短辺を基点として、フィンの平面部に対して垂直方向に一体的に延設されるため、ピッチ規制フィンカラーの高さを伝熱管取付孔の短軸長さより大きく設定することができる。したがって、フィンピッチを、伝熱管取付孔の短軸長さよりも大きく設定することが可能である。

（Ａ）は本発明の実施の形態に係る熱交換器の概略を示す平面図、（Ｂ）は図１（Ａ）のＡ−Ａ’線で切断した断面正面図 実施の形態に係る扁平伝熱管の内部構造を示す斜視図 （Ａ）は実施の形態１に係るフィン及び扁平伝熱管の正面図、（Ｂ）は実施の形態１に係るフィン及び扁平伝熱管の側面図、（Ｃ）は実施の形態１に係るフィン及び扁平伝熱管の底面図 実施の形態に係る扁平伝熱管に複数のフィンを取り付けた状態を示す図 実施の形態１に係る伝熱管取付孔を示す正面図 （Ａ）は実施の形態２に係るフィン及び扁平伝熱管の正面図、（Ｂ）は実施の形態２に係るフィン及び扁平伝熱管の側面図、（Ｃ）は実施の形態２に係るフィン及び扁平伝熱管の底面図 実施の形態２に係る伝熱管取付孔を示す正面図 （Ａ）は実施の形態３に係るフィン及び扁平伝熱管の正面図、（Ｂ）は実施の形態３に係るフィン及び扁平伝熱管の側面図、（Ｃ）は実施の形態３に係るフィン及び扁平伝熱管の底面図 実施の形態３に係る伝熱管取付孔を示す正面図 （Ａ）及び（Ｂ）は実施の形態３に係る伝熱管取付孔の例を示す正面図

以下、図を参照しつつ、本発明に係る実施の形態に係る熱交換器について説明する。

（実施の形態１）
本実施の形態に係る熱交換器１は、図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、熱交換器１の外部を流れる空気と、熱交換器１の内部を流れる冷媒との間で熱交換を行う。熱交換器１は、内部に冷媒を流通させる扁平伝熱管２と、扁平伝熱管２に接続されて扁平伝熱管２に冷媒を流入させるヘッダ１１と、扁平伝熱管２に接続されて扁平伝熱管２から冷媒を流出させるヘッダ１２と、扁平伝熱管２に取り付けられるフィン３とを備える。

ヘッダ１１、１２は、熱交換器１に冷媒を供給、排出する一対の配管部材である。ヘッダ１１とヘッダ１２との間には、複数の扁平伝熱管２が接続されている。

扁平伝熱管２は、図２に示すように、断面外形が扁平形状の伝熱管である。より具体的には、扁平伝熱管２の外形は、平行な平面である平坦部２１と、平坦部２１同士をつなぐ円弧状端部２２を備える。

また、扁平伝熱管２には、冷媒を流すための複数の貫通孔２３が形成されている。扁平伝熱管２は、例えばアルミ製であり、押し出し加工によって作製される。

扁平伝熱管２の一方の端部は、ヘッダ１１に形成された挿入孔に挿入され、ヘッダ１１に、ろう付固定されている。また、扁平伝熱管２の他方の端部は、ヘッダ１２に形成された挿入孔に挿入され、ろう付固定されている。

フィン３は、空気との接触面積を大きくすることで、冷却効率を高めるための平板状の部材であり、扁平伝熱管２に複数枚取り付けられている。フィン３は、図３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、矩形板状のフィン本体部３１と、扁平伝熱管２を挿入して取り付けるための伝熱管取付孔６ａとを備える。また、伝熱管取付孔６ａの周囲には、フィン本体部３１を切り起こすことにより、ピッチ規制フィンカラー７ａ及び非ピッチ規制フィンカラー８ａが形成されている。ピッチ規制フィンカラー７ａは、伝熱管取付孔６ａの短辺側に形成され、フィン３の取付ピッチを規制するフィンカラーである。非ピッチ規制フィンカラー８ａは、伝熱管取付孔６ａの長辺側に形成されたフィンカラーである。また、ピッチ規制フィンカラー７ａ及び非ピッチ規制フィンカラー８ａの切り起こされた先端部には、伝熱管取付孔６ａから外向きに湾曲したフレア９が形成されている。ピッチ規制フィンカラー７ａ及び非ピッチ規制フィンカラー８ａの詳細形状については、後述する。

フィン３の材質は、例えば、アルミ板の表面にろう材が圧延接合されたクラッド材である。フィン本体部３１の一部を切り起こして形成された伝熱管取付孔６ａの内側寸法は、扁平伝熱管２の挿入時の作業性を考慮して、各辺について扁平伝熱管２との隙間を５０μｍ〜２００μｍに設定している。

また、ピッチ規制フィンカラー７ａ及び非ピッチ規制フィンカラー８ａは、図３（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、伝熱管取付孔６ａの内側に傾いて形成されている。ピッチ規制フィンカラー７ａ及び非ピッチ規制フィンカラー８ａの傾きは、伝熱管取付孔６ａに扁平伝熱管２が挿入された状態で、ピッチ規制フィンカラー７ａ及び非ピッチ規制フィンカラー８ａの先端に形成されたフレア９と扁平伝熱管２とが接触する程度に設定されている。

さらに、伝熱管取付孔６ａに挿入された扁平伝熱管２と、ピッチ規制フィンカラー７ａの先端に形成されたフレア９との接触部は、フィン３に圧延接合されたろう材を用いてろう付されることで、金属的に接合されている。同様に、扁平伝熱管２と、非ピッチ規制フィンカラー８ａの先端に形成されたフレア９との接触部も、ろう付されることで、金属的に接合されている。これにより、単純に接触している場合と比較して、熱抵抗を低減し、熱交換効率を向上させることができる。

図３（Ａ）に示すように、フィン３には、上述の伝熱管取付孔６ａが複数形成されており、各伝熱管取付孔６ａに扁平伝熱管２が挿入されて、取り付けられている。さらに、フィン３は、図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、扁平伝熱管２の軸方向、すなわち冷媒の流れ方向に、複数枚取り付けられる。図４に示すように、ピッチ規制フィンカラー７ａのフレア９は、隣接するフィン３のフィン本体部３１に当接することにより、フィンピッチＬｐを規制する。より具体的には、フィンピッチＬｐは、フレア９を含むピッチ規制フィンカラー７ａにおける扁平伝熱管２の軸方向長さとなる。

熱交換器１は、上述のように構成され、図１（Ｂ）のようにヘッダ１１に接続された入口パイプ４１から流入された冷媒を、扁平伝熱管２で図１（Ａ）中矢印で示す送風と熱交換し、ヘッダ１２に接続された出口パイプ４２から流出させる。

続いて、本実施の形態に係る熱交換器１のピッチ規制フィンカラー７ａ及び非ピッチ規制フィンカラー８ａの詳細形状について説明する。

ピッチ規制フィンカラー７ａは、伝熱管取付孔６ａの短辺を基点として、フィン３の平面部であるフィン本体部３１に対して垂直方向に一体的に延設されている。具体的には、ピッチ規制フィンカラー７ａは、図３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、フィン３の一部をフィン本体部３１に対して垂直方向に切り起こして形成された、矩形状の舌片部である。また、ピッチ規制フィンカラー７ａの先端部には、伝熱管取付孔６ａから外向きに曲げられたフレア９が形成されている。

後述するように、ピッチ規制フィンカラー７ａの曲げ基点から先端部までの長さである切り起こし長さは、伝熱管取付孔６ａの短辺長さよりも長く設定されている。また、非ピッチ規制フィンカラー８ａの曲げ基点から先端部までの長さである切り起こし長さは、伝熱管取付孔６ａの短辺長さよりも短く設定されている。したがって、ピッチ規制フィンカラー７ａの高さは、非ピッチ規制フィンカラー８ａの高さよりも大きい。このため、フィンピッチＬｐは、ピッチ規制フィンカラー７ａのフィン本体部３１に対する垂直方向高さとなる。

ピッチ規制フィンカラー７ａの切り起こし長さは、フィンピッチＬｐと、フレア９の曲げ余裕Δとの和、すなわちＬｐ＋Δで表される。曲げ余裕Δは、扁平伝熱管２とピッチ規制フィンカラー７ａとのろう付に適した長さ、隣接するフィン３の支持に必要な長さ等の条件から求められる値であり、試作、試験等により予め求められる。

非ピッチ規制フィンカラー８ａは、図３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、フィン３の一部をフィン本体部３１に対して垂直方向に切り起こして形成された、矩形状の舌片部である。非ピッチ規制フィンカラー８ａは、ピッチ規制フィンカラー７ａの曲げ基点と直交する方向を曲げ基点として形成される。また、非ピッチ規制フィンカラー８ａの先端部には、伝熱管取付孔６ａから外向きに湾曲されたフレア９が形成されている。

非ピッチ規制フィンカラー８ａの切り起こし長さは、後述するように、伝熱管取付孔６ａの短辺長さより短い。このため、非ピッチ規制フィンカラー８ａのフィン本体部３１に対する垂直方向高さは、ピッチ規制フィンカラー７ａのフィン本体部３１に対する垂直方向高さよりも低い。したがって、非ピッチ規制フィンカラー８ａは、隣接するフィン３には接触しない。

続いて、ピッチ規制フィンカラー７ａ、非ピッチ規制フィンカラー８ａの形成方法について説明する。図５に示すように、フィン本体部３１において、伝熱管取付孔６ａを穿設する部分を図中二点鎖線で示す材料切断線１０ａに沿って切断してカット部を形成する。そして、長方形の伝熱管取付孔６ａの短辺又は長辺を曲げ基点として切り起こして、ピッチ規制フィンカラー７ａ及び非ピッチ規制フィンカラー８ａを形成する。

材料切断線１０ａは、伝熱管取付孔６ａのいずれかの短辺の一端を始点Ｓ１とし、伝熱管取付孔６ａの長辺に沿って、伝熱管取付孔６ａの短辺長さよりも大きな寸法分進む。この長辺に沿った材料切断線１０ａの長さが、上記Ｌｐ＋Δに相当する。続いて、伝熱管取付孔６ａの対向する長辺に向かって垂直に渡り、長辺に沿って始点を有する短辺へ進む。そして、短辺の他端（始点Ｓ１と反対側）を終点Ｆ１とする。また、伝熱管取付孔６ａの短軸、すなわち２つの長辺の中点同士を結ぶ軸を中心に対称な位置にも同様の材料切断線１０ａが設定されている。この材料切断線１０ａに沿ってフィン本体部３１にカット部を形成し、伝熱管取付孔６ａの短辺を曲げ基点としてカット部を垂直方向に切り起こすことにより、ピッチ規制フィンカラー７ａが形成される。

さらに、伝熱管取付孔６ａの中央に残った部分については、伝熱管取付孔６ａの短軸方向の中間位置に材料切断線１０ａを設ける。すなわち、２つの短辺の中点同士を結ぶ伝熱管取付孔６ａの長軸に沿って材料切断線１０ａを設ける。この伝熱管取付孔６ａの中央に残ったフィン本体部３１を材料切断線１０ａに沿って切断してカット部を形成する。そして、伝熱管取付孔６ａの長辺を曲げ基点としてカット部を垂直方向に切り起こすことにより、非ピッチ規制フィンカラー８ａが形成される。

さらに、ピッチ規制フィンカラー７ａと非ピッチ規制フィンカラー８ａの切り起こした先端部には、伝熱管取付孔６ａから外向きに湾曲されたフレア９が形成される。フレア９は、例えば、金型を用いたプレス加工によって、ピッチ規制フィンカラー７ａ及び非ピッチ規制フィンカラー８ａに対応するカット部の先端を、一方に曲げて形成する。この場合、ピッチ規制フィンカラー７ａ、非ピッチ規制フィンカラー８ａにフレア９を形成した後に、カット部全体を折り曲げて、ピッチ規制フィンカラー７ａ及び非ピッチ規制フィンカラー８ａを形成すればよい。

以上説明したように、本実施の形態に係る熱交換器１では、伝熱管取付孔６ａの短辺を曲げ基点としてフィン本体部３１を切り起こして、ピッチ規制フィンカラー７ａを形成する。したがって、フィンピッチを規制するピッチ規制フィンカラー７ａの高さを、伝熱管取付孔６ａの短辺の長さよりも高く設定できるので、フィンピッチを伝熱管取付孔６ａの短辺の長さよりも大きく設定することができる。これにより、フィンピッチの設定可能範囲が広がるとともに、熱交換能力の設定可能範囲が広がり、熱交換器の設計自由度を高めることが可能となる。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２に係る熱交換器１について説明する。本実施の形態に係る熱交換器１では、図６（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、ピッチ規制フィンカラー７ｂ及び非ピッチ規制フィンカラー８ｂの形状が、上記実施の形態１と異なる。その他の構成は実施の形態１と同様であるので、同じ符号を付す。

以下、本実施の形態に係る熱交換器１のピッチ規制フィンカラー７ｂ及び非ピッチ規制フィンカラー８ｂの詳細形状について説明する。

ピッチ規制フィンカラー７ｂは、図６（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、フィン３の一部をフィン本体部３１に対して垂直方向に切り起こして形成されている。ピッチ規制フィンカラー７ｂは、伝熱管取付孔６ｂの短辺で切り起こした曲げ基点の幅よりも、先端部の幅が小さく形成されている。また、ピッチ規制フィンカラー７ｂの先端部には、伝熱管取付孔６ｂから外向きに曲げられたフレア９が形成されている。

実施の形態１と同様に、ピッチ規制フィンカラー７ｂの曲げ基点から先端部までの長さである切り起こし長さは、伝熱管取付孔６ｂの短辺長さよりも長く設定されている。また、非ピッチ規制フィンカラー８ｂの曲げ基点から先端部までの長さである切り起こし長さは、伝熱管取付孔６ｂの短辺長さよりも短く設定されている。したがって、ピッチ規制フィンカラー７ｂの高さは、非ピッチ規制フィンカラー８ｂの高さよりも大きい。このため、フィンピッチＬｐは、ピッチ規制フィンカラー７ｂのフィン本体部３１に対する垂直方向高さとなる。

ピッチ規制フィンカラー７ｂの切り起こし長さは、フィンピッチＬｐと、フレア９の曲げ余裕Δとの和、すなわちＬｐ＋Δで表される。曲げ余裕Δは、扁平伝熱管２とピッチ規制フィンカラー７ｂとのろう付に適した長さ、隣接するフィン３の支持に必要な長さ等の条件から求められる値であり、試作、試験等により予め求められる。

非ピッチ規制フィンカラー８ｂは、図６（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、フィン３の一部をフィン本体部３１に対して垂直方向に切り起こして形成される。非ピッチ規制フィンカラー８ｂは、ピッチ規制フィンカラー７ｂの曲げ基点と直交する方向を曲げ基点として形成される。非ピッチ規制フィンカラー８ｂの曲げ基点の幅は、図７を用いて後述するように、ピッチ規制フィンカラー７ｂの形状に対応して、先端部の幅よりも大きく設定されている。

また、非ピッチ規制フィンカラー８ｂの先端部には、伝熱管取付孔６ｂから外向きに湾曲されたフレア９が形成されている。フレア９は、図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、非ピッチ規制フィンカラー８ｂの幅が先端部よりも大きいＷ２から、先端部と同じＷ１になる部分を、基点として形成される。これにより、非ピッチ規制フィンカラー８ｂを、Ｗ２の範囲で扁平伝熱管２に接触させ、ろう付することができる。したがって、フィン３と扁平伝熱管２との間の熱抵抗を、より低減することができる。

実施の形態１と同様に、非ピッチ規制フィンカラー８ｂの切り起こし長さは、伝熱管取付孔６ｂの短辺長さより短い。このため、非ピッチ規制フィンカラー８ｂのフィン本体部３１に対する垂直方向高さは、ピッチ規制フィンカラー７ｂのフィン本体部３１に対する垂直方向高さよりも低い。したがって、非ピッチ規制フィンカラー８ｂは、隣接するフィン３には接触しない。

続いて、ピッチ規制フィンカラー７ｂ、非ピッチ規制フィンカラー８ｂの形成方法について説明する。図７に示すように、フィン本体部３１において、伝熱管取付孔６ｂを穿設する部分を図中二点鎖線で示す材料切断線１０ｂに沿って切断してカット部を形成する。そして、長方形の伝熱管取付孔６ｂの短辺又は長辺を曲げ基点として切り起こして、ピッチ規制フィンカラー７ｂ及び非ピッチ規制フィンカラー８ｂを形成する。

材料切断線１０ｂは、伝熱管取付孔６ｂのいずれかの短辺の一端を始点Ｓ２とし、伝熱管取付孔６ｂの長辺に沿って進んだ後、長軸の方向、すなわち伝熱管取付孔６ｂの中心側へ進む。長辺から長軸の方向へ進む開始点は、図６（Ａ）のように扁平伝熱管２を伝熱管取付孔６ｂに挿入した場合に、扁平伝熱管２の平坦部２１と対向する部分に達する手前、すなわち、扁平伝熱管２の円弧状端部２２と対向する部分であることが好ましい。また、長軸の方向へ進む材料切断線１０ｂの角度は、特に限定されないが、加工性の観点から、長軸の中点側に傾いた角度、例えば、長辺に対して４５度に設定することが好ましい。また、材料切断線１０ｂの長軸の方向へ進む長さは、ピッチ規制フィンカラー７ｂの先端部の幅を規定する。そのため、材料切断線１０ｂの長軸の方向へ進む長さは、扁平伝熱管２を伝熱管取付孔６ｂに挿入する際に、ピッチ規制フィンカラー７ｂが変形しない程度に設定する。

続いて、材料切断線１０ｂは、伝熱管取付孔６ｂの長辺と平行に短軸の方向へ進む。この材料切断線１０ｂの長さは、始点Ｓ２を有する短辺からの距離が、伝熱管取付孔６ｂの短辺長さよりも大きくなるように設定する。材料切断線１０ｂの長軸方向長さが、上記Ｌｐ＋Δに相当する。続いて、伝熱管取付孔６ｂの長軸に対して垂直に材料切断線１０ｂを伸ばす。そして、伝熱管取付孔６ｂの長軸に対称な形状となるように進み、短辺の他端（始点Ｓ２と反対側）を終点Ｆ２とする。また、伝熱管取付孔６ｂの短軸を中心に対称な位置にも同様の材料切断線１０ｂが設定されている。この材料切断線１０ｂに沿って、フィン本体部３１にカット部を形成し、伝熱管取付孔６ｂの短辺を曲げ基点としてカット部を垂直方向に切り起こすことにより、ピッチ規制フィンカラー７ｂが形成される。

さらに、伝熱管取付孔６ｂの中央に残った部分については、伝熱管取付孔６ｂの短軸方向の中間位置に材料切断線１０ｂを設ける。すなわち、２つの短辺の中点同士を結ぶ伝熱管取付孔６ｂの長軸に沿って材料切断線１０ｂを設ける。この伝熱管取付孔６ｂの中央に残ったフィン本体部３１を材料切断線１０ｂに沿って切断して、カット部を形成する。そして、伝熱管取付孔６ｂの長辺を曲げ基点としてカット部を垂直方向に切り起こすことにより、非ピッチ規制フィンカラー８ｂが形成される。これにより、図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、非ピッチ規制フィンカラー８ｂの幅を、実施の形態１に係る非ピッチ規制フィンカラー８ａの幅よりも大きくすることができる。より具体的には、扁平伝熱管２と接触する非ピッチ規制フィンカラー８ｂの幅Ｗ２を、先端部の幅Ｗ１よりも大きくすることができる。

さらに、ピッチ規制フィンカラー７ｂと非ピッチ規制フィンカラー８ｂの切り起こした先端部には、伝熱管取付孔６ｂから外向きに湾曲されたフレア９が形成される。フレア９は、実施の形態１と同様に、例えば、金型を用いたプレス加工によって形成する。この場合、ピッチ規制フィンカラー７ｂ、非ピッチ規制フィンカラー８ｂにフレア９を形成した後に、カット部全体を折り曲げて、ピッチ規制フィンカラー７ｂ及び非ピッチ規制フィンカラー８ｂを形成すればよい。また、非ピッチ規制フィンカラー８ｂのフレア９は、上述のように、非ピッチ規制フィンカラー８ｂの幅が先端部よりも大きいＷ２から、先端部と同じＷ１になる部分を、基点として形成する。

以上説明したように、本実施の形態に係る熱交換器１では、実施の形態１の熱交換器１と同様に、伝熱管取付孔６ｂの短辺を曲げ基点としてフィン本体部３１を切り起こしてピッチ規制フィンカラー７ｂを形成している。これにより、フィンピッチを伝熱管取付孔６ｂの短軸長さより、大きく設定することができる。また、非ピッチ規制フィンカラー８ｂの幅を大きくすることで、扁平伝熱管２と非ピッチ規制フィンカラー８ｂとがろう付によって金属的に接合される部分を長くすることができる。したがって、フィン３と扁平伝熱管２との間の熱抵抗を低減して、熱交換の効率を向上させることが可能となる。

（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３に係る熱交換器１について説明する。本実施の形態に係る熱交換器１では、図８（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、伝熱管取付孔６ｃ及びピッチ規制フィンカラー７ｃの形状が、上記実施の形態２と異なる。その他の構成は、実施の形態２と同様であるので、同じ符号を付す。

以下、本実施の形態に係る熱交換器１の伝熱管取付孔６ｃ、ピッチ規制フィンカラー７ｃ及び非ピッチ規制フィンカラー８ｃの詳細形状について説明する。

本実施の形態に係る伝熱管取付孔６ｃは、図９に示すように、小判形に形成される。すなわち、実施の形態２の伝熱管取付孔６ｂの短辺部が、円弧状に形成された形状である。

ピッチ規制フィンカラー７ｃは、図８（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、フィン本体部３１を、フィン３に形成される伝熱管取付孔６ｃの円弧状の短辺に対して、垂直方向に切り起こして形成される。したがって、ピッチ規制フィンカラー７ｃの切り起こされた高さ方向に直交する断面は、円弧状となっている。

ピッチ規制フィンカラー７ｃは、実施の形態２と同様に、伝熱管取付孔６ｃの短辺で切り起こした曲げ基点の幅よりも、先端部の幅が小さく形成されている。また、ピッチ規制フィンカラー７ｃの先端部には、伝熱管取付孔６ｃから外向きに曲げられたフレア９が形成されている。

実施の形態２と同様に、ピッチ規制フィンカラー７ｃの曲げ基点から先端部までの長さである切り起こし長さは、伝熱管取付孔６ｃの短軸長さよりも長く設定されている。また、非ピッチ規制フィンカラー８ｃの曲げ基点から先端部までの長さである切り起こし長さは、伝熱管取付孔６ｃの短軸長さよりも短く設定されている。したがって、ピッチ規制フィンカラー７ｃの高さは、非ピッチ規制フィンカラー８ｃの高さよりも大きい。このため、フィンピッチＬｐは、ピッチ規制フィンカラー７ｃのフィン本体部３１に対する垂直方向高さとなる。

ピッチ規制フィンカラー７ｃの切り起こし長さは、フィンピッチＬｐと、フレア９の曲げ余裕Δとの和、すなわちＬｐ＋Δで表される。曲げ余裕Δは、扁平伝熱管２とピッチ規制フィンカラー７ｃとのろう付に適した長さ、隣接するフィン３の支持に必要な長さ等の条件から求められる値であり、試作、試験等により予め求められる。

非ピッチ規制フィンカラー８ｃは、図８（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、フィン３の一部をフィン本体部３１に対して垂直方向に切り起こして形成される。非ピッチ規制フィンカラー８ｃは、フィン３に形成される伝熱管取付孔６ｃの長辺を曲げ基点として形成される。非ピッチ規制フィンカラー８ｃの曲げ基点の幅は、図９を用いて後述するように、ピッチ規制フィンカラー７ｃの形状に対応して、先端部の幅よりも大きく設定されている。

また、非ピッチ規制フィンカラー８ｃの先端部には、伝熱管取付孔６ｃから外向きに湾曲されたフレア９が形成されている。フレア９は、図８（Ａ）、（Ｂ）に示すように、非ピッチ規制フィンカラー８ｃの幅が先端部よりも大きいＷ２から、先端部と同じＷ１になる部分を、基点として形成される。これにより、非ピッチ規制フィンカラー８ｃを、Ｗ２の範囲で扁平伝熱管２に接触させ、ろう付することができる。したがって、フィン３と扁平伝熱管２との間の熱抵抗を、より低減することができる。

実施の形態２と同様に、非ピッチ規制フィンカラー８ｃの切り起こし長さは、伝熱管取付孔６ｃの短軸長さより短い。このため、非ピッチ規制フィンカラー８ｃのフィン本体部３１に対する垂直方向高さは、ピッチ規制フィンカラー７ｃのフィン本体部３１に対する垂直方向高さよりも低い。したがって、非ピッチ規制フィンカラー８ｃは、隣接するフィン３には接触しない。

続いて、ピッチ規制フィンカラー７ｃ、非ピッチ規制フィンカラー８ｃの形成方法について説明する。図９に示すように、フィン本体部３１において、伝熱管取付孔６ｃを穿設する部分を図中二点鎖線で示す材料切断線１０ｃに沿って切断してカット部を形成する。そして、伝熱管取付孔６ｃの円弧状短辺又は長辺を曲げ基点として切り起こして、ピッチ規制フィンカラー７ｃ及び非ピッチ規制フィンカラー８ｃを形成する。

材料切断線１０ｃは、伝熱管取付孔６ｃのいずれかの円弧状短辺の一端を始点Ｓ３とし、伝熱管取付孔６ｃの長辺に沿って進んだ後、長軸の方向、すなわち伝熱管取付孔６ｃの中心側へ進む。長辺から、長軸の方向へ進む開始点は、図８（Ａ）のように扁平伝熱管２を伝熱管取付孔６ｃに挿入した場合に、扁平伝熱管２の平坦部２１と対向する部分に達する前、すなわち、扁平伝熱管２の円弧状端部２２と対向する部分であることが好ましい。また、長軸の方向へ進む材料切断線１０ｃの角度は、特に限定されないが、加工性の観点から、長軸の中点側に傾いた角度、例えば、長辺に対して４５度に設定することが好ましい。また、材料切断線１０ｃの長軸の方向へ進む長さは、ピッチ規制フィンカラー７ｃの先端部の幅を規定する。そのため、材料切断線１０ｃの長軸の方向へ進む長さは、扁平伝熱管２を伝熱管取付孔６ｃに挿入する際に、ピッチ規制フィンカラー７ｃが変形しない程度に設定する。

続いて、材料切断線１０ｃは、伝熱管取付孔６ｃの長辺と平行に短軸の方向へ進む。この材料切断線１０ｃの長さは、始点Ｓ３を有する短辺からの距離が、伝熱管取付孔６ｃの短軸長さよりも大きくなるように設定する。材料切断線１０ｃの長軸方向長さが、上記Ｌｐ＋Δに相当する。続いて、伝熱管取付孔６ｃの長軸に対して垂直に材料切断線１０ｃを伸ばす。そして、伝熱管取付孔６ｃの長軸に対称な形状となるように進み、短辺の他端（始点Ｓ３と反対側）を終点Ｆ３とする。また、伝熱管取付孔６ｃの短軸を中心に対称な位置にも同様の材料切断線１０ｃが設定されている。この材料切断線１０ｃに沿って、フィン本体部３１にカット部を形成し、伝熱管取付孔６ｃの短辺を曲げ基点として、カット部を垂直方向に切り起こすことにより、ピッチ規制フィンカラー７ｃが形成される。

非ピッチ規制フィンカラー８ｃの形状は、実施の形態２に係る非ピッチ規制フィンカラー８ｂと同様である。具体的には、伝熱管取付孔６ｃの中央に残った部分について、伝熱管取付孔６ｃの短軸方向の中間位置に材料切断線１０ｃを設ける。すなわち、２つの円弧状短辺の中点同士を結ぶ伝熱管取付孔６ｃの長軸に沿って材料切断線１０ｃを設ける。この伝熱管取付孔６ｃの中央に残ったフィン本体部３１を材料切断線１０ｃに沿って切断してカット部を形成する。そして、伝熱管取付孔６ｃの長辺を曲げ基点としてカット部を垂直方向に切り起こすことにより、非ピッチ規制フィンカラー８ｃが形成される。これにより、図８（Ａ）、（Ｂ）に示すように、非ピッチ規制フィンカラー８ｃの幅を大きくすることができる。より具体的には、扁平伝熱管２と接触する非ピッチ規制フィンカラー８ｃの幅Ｗ２を先端部の幅Ｗ１よりも大きくすることができる。

さらに、ピッチ規制フィンカラー７ｃと非ピッチ規制フィンカラー８ｃの切り起こした先端部には、伝熱管取付孔６ｃから外向きに湾曲されたフレア９が形成される。フレア９は、実施の形態１と同様に、例えば、金型を用いたプレス加工によって形成する。この場合、ピッチ規制フィンカラー７ｃ、非ピッチ規制フィンカラー８ｃにフレア９を形成した後に、カット部全体を折り曲げて、ピッチ規制フィンカラー７ｃ及び非ピッチ規制フィンカラー８ｃを形成すればよい。また、非ピッチ規制フィンカラー８ｃのフレア９は、上述のように、非ピッチ規制フィンカラー８ｃの幅が先端部よりも大きいＷ２から、先端部と同じＷ１になる部分を、基点として形成する。

以上説明したように、本実施の形態に係る熱交換器１では、実施の形態１及び実施の形態２と同様に、伝熱管取付孔６ｃの短辺を曲げ基点としてフィン本体部３１を切り起こしてピッチ規制フィンカラー７ｃを形成している。これにより、フィンピッチを伝熱管取付孔６ｃの短軸長さより大きく設定することができる。また、実施の形態２と同様に、非ピッチ規制フィンカラー８ｃの幅を大きくすることで、扁平伝熱管２と非ピッチ規制フィンカラー８ｃとが、ろう付によって金属的に接合される部分を長くすることができる。したがって、扁平伝熱管２とフィン３との間の熱抵抗を低減して、熱交換器１の熱交換効率を向上させることができる。

また、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示すように、伝熱管取付孔６ｃの短辺部を円弧状とすることにより、ピッチ規制フィンカラー７ｃの切り起こされた高さ方向に直交する断面、すなわちフィン本体部３１に平行な断面を円弧状に形成している。これにより、ピッチ規制フィンカラー７ｃに対して垂直方向、すなわちフィン本体部３１に垂直な方向の荷重に対して屈曲強度を向上させることができる。したがって、ピッチ規制フィンカラー７ｃの高さを高くした場合であっても、扁平伝熱管２をフィン３に挿入する際に生じる挿入力でピッチ規制フィンカラー７ｃが破損することを防止することができる。

上記実施の形態では、ピッチ規制フィンカラー７ａ、７ｂ、７ｃは、フレア９を備えることとしたが、これに限られない。フレア９を形成しないことにより、フィンピッチをより大きく設定することができる。

また、上記実施の形態では、フィン３と扁平伝熱管２とをろう付により接合することとしたが、これに限られない。例えば、溶接、はんだ付け等他の接合方法としてもよい。これにより、フィン３のクラッド材以外の他の材質とし、フィン３の製造コストを低減することができる。

また、上記実施の形態３では、ピッチ規制フィンカラー７ｃの切り起こされた高さ方向に直交する断面を円弧状であるとしたが、これに限られない。例えば、図１０（Ａ）、（Ｂ）に示すように、曲線ではなく、直線を連続させた多角形状としてもよい。

１ 熱交換器、２ 扁平伝熱管、２１ 平坦部、２２ 円弧状端部、２３ 貫通孔、３ フィン、３１ フィン本体部、６ａ，６ｂ，６ｃ 伝熱管取付孔、７ａ，７ｂ，７ｃ ピッチ規制フィンカラー、８ａ，８ｂ，８ｃ 非ピッチ規制フィンカラー、９ フレア、１０ａ，１０ｂ，１０ｃ 材料切断線、１１，１２ ヘッダ、４１ 入口パイプ、４２ 出口パイプ

Claims (4)

1. 断面が扁平形状であり、冷媒が流通可能な貫通孔を有する扁平伝熱管と、
   前記扁平伝熱管を挿通させる伝熱管取付孔を有する平板状のフィンと、
   前記伝熱管取付孔の周縁部に形成されたフィンカラーと、を備え、
   前記フィンカラーのうち、隣り合う前記フィンに当接し、前記フィンの取付ピッチを規制するピッチ規制フィンカラーは、前記伝熱管取付孔の短辺を基点として、前記フィンの平面部に対して垂直方向に一体的に延設されている、
   熱交換器。
2. 前記ピッチ規制フィンカラーは、
   先端部の幅が、曲げ基点の幅よりも小さく、
   前記フィンカラーのうち、前記伝熱管取付孔の長辺を基点として、前記フィンの平面部に対して垂直方向に一体的に延設されている非ピッチ規制フィンカラーは、前記扁平伝熱管にろう付されている、
   請求項１に記載の熱交換器。
3. 前記ピッチ規制フィンカラーは、
   切り起こされた高さ方向に直交する断面が円弧状である、
   請求項１又は２に記載の熱交換器。
4. 断面が扁平形状である扁平伝熱管を挿通させるための伝熱管取付孔が形成される平板状のフィンに、前記伝熱管取付孔の短辺を曲げ基点として、カット部を切り起こして、前記扁平伝熱管へのフィンの取付ピッチを規制するピッチ規制フィンカラーを形成するフィンカラー形成工程と、
   前記伝熱管取付孔に、前記扁平伝熱管を挿通させて、前記扁平伝熱管に複数の前記フィンを取り付ける、フィン取付工程と、
   前記フィン取付工程で取り付けられた前記フィンの平面部を、隣り合う前記フィンの前記ピッチ規制フィンカラーに当接させて、フィンピッチを調整する、フィンピッチ調整工程と、
   を含む熱交換器の製造方法。

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