JP4037241B2 - コルゲートフィン - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コルゲートフィンの技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のコルゲートフィンは、複合型熱交換器におけるフィン幅とルーバーの数の比をコンデンサ側とラジエータ側で差をつけることにより、必要放熱量に対応している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−２５３２７６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特に自動車に用いられる複合型熱交換器においては、車室の大きさの多様化や、エンジンルームの冷却性能の要求仕様の多様化によって、複合型熱交換器を構成するコンデンサとラジエータの厚さ（コルゲートフィンではフィン幅）を異なるものにしたいという要求がある。
しかしながら、従来のコルゲートフィンにあっては、複合型熱交換器のコルゲートフィンの一体的に設けられる一方のコルゲートフィンのフィン幅を異なるものにすると、フィン幅に従って設けられるルーバーの数が違うことにより、波状に成形する工程の際に残留応力の違いによって、全体的に曲がってしまう問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、コストを抑制して複合型熱交換器を構成する２種類のコルゲートフィンを異なるフィン幅にでき、多様化した性能要求に応えるようにでき、また、熱交換性能を向上することができるコルゲートフィンを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明では、２種類の熱交換器を一体にした複合型熱交換器用のコルゲートフィンにおいて、
２種類の異なるフィン幅のコルゲートフィンを並列させて一体的に設け、それぞれのコルゲートフィンに小さな切込みをフィン幅に対応して多数条入れて所定の角度に起立させたルーバー群を設け、かつルーバー群の起立方向が互いのコルゲートフィンで異なるようにし、フィン幅の小さいコルゲートフィンのルーバー群の単位幅当りの加工量に対して、フィン幅の大きいコルゲートフィンのルーバー群の単位幅当りの加工量を小さくしたことを特徴とする手段とした。
【０００７】
請求項２記載の発明では、フィン幅の大きい方のコルゲートフィンのルーバー群の角度をフィン幅の小さい方のコルゲートフィンのルーバー群の角度より小さくして、フィン幅の大きいコルゲートフィンのルーバー群の単位幅当りの加工量を小さくしたこと特徴とする手段とした。
【０００８】
請求項３記載の発明では、フィン幅が大きい方のコルゲートフィンに設けられるルーバー群の各ルーバー間の間隔をフィン幅が小さい方のコルゲートフィンに設けられるルーバー群の各ルーバー間の間隔より狭くするようにして、フィン幅の大きいコルゲートフィンのルーバー群の単位幅当りの加工量を小さくしたことを特徴とする手段とした。
【０００９】
請求項４記載の発明では、フィン幅の小さい方のコルゲートフィンが自動車用コンデンサに用いられるものであり、フィン幅の大きい方のコルゲートフィンが自動車用ラジエータに用いられるものであることを特徴とする手段とした。
【００１０】
請求項５記載の発明では、全体的に波状に成形されるコルゲートフィンの曲がり方向内側の波ピッチを広げて、波ピッチを所定の広さにするとともに、コルゲートフィン全体の曲がりを矯正する工程を設けたことを特徴とする手段とした。
【００１１】
【発明の作用と効果】
請求項１記載の発明では、フィン幅の小さいコルゲートフィンのルーバー群の単位幅当りの加工量に対して、フィン幅の大きいコルゲートフィンのルーバー群の単位幅当りの加工量を小さくすることによって、単位幅当りの残留応力を小さくする。これにより、残留応力の集中の度合いを低くして、大きいフィン幅によって数の多いルーバー群と集中の小さい残留応力の組み合わせが、小さいフィン幅によって数の少ないルーバー群と集中の大きい残留応力の組み合わせと略つりあうようにして、コルゲートフィンがその後の加工工程によって全体的に曲がってしまうことを防ぐことができる。
【００１２】
これにより、２種類のコルゲートフィンを異なるフィン幅にでき、多様化した性能要求に応えるようにできる。
【００１３】
請求項２記載の発明では、フィン幅の大きい方のコルゲートフィンのルーバー群の角度をフィン幅の小さい方のコルゲートフィンのルーバー群の角度より小さくしたことによって、フィン幅の大きい方のルーバー群を成形する加工量が小さくて済むこととなり、加工量が小さくて済むことより単位幅当りの残留応力の集中を小さくする。これにより、大きいフィン幅によって数の多いルーバー群と集中の小さい残留応力の組み合わせが、小さいフィン幅によって数の少ないルーバー群と集中の大きい残留応力の組み合わせと略つりあうようにして、コルゲートフィンがその後の加工工程によって全体的に曲がってしまうことを防ぐことができる。
さらに、フィン幅の大きい側のルーバーは起立角度が小さいため、ルーバーの数が多くてもスムーズに空気が通過するため良好な冷却性能を得ることができる。 これにより、２種類のコルゲートフィンを異なるフィン幅にでき、多様化した性能要求に応えるようにできるとともに、熱交換性能を向上することができる。
【００１４】
請求項３記載の発明では、フィン幅の大きい方のコルゲートフィンのルーバー群の各ルーバー間の間隔を狭くする。ルーバー間の間隔を狭くすると、ルーバーを形成する際の切れ込みを所定の角度に起立させる加工量は減ることとなる。よって、大きいフィン幅と集中の小さい残留応力の組み合わせが、小さいフィン幅と集中の大きい残留応力の組み合わせと略つりあうようにして、コルゲートフィンがその後の加工工程によって全体的に曲がってしまうことを防ぐことができる。
また、フィン幅の大きい側のルーバーはピッチが狭くなることにより空気の流れに当る放熱面積を大きくでき良好な冷却性能を得ることができる。
これにより、２種類のコルゲートフィンを異なるフィン幅にでき、多様化した性能要求に応えるようにでき、また、熱交換性能を向上することができる。
【００１５】
請求項４記載の発明では、フィン幅の小さい方のコルゲートフィンが自動車用コンデンサに用いられるものであり、フィン幅の大きい方のコルゲートフィンが自動車用ラジエータに用いられるものであるため、複合型熱交換器のコンデンサとラジエータのフィン幅をそれぞれに要求される冷却性能に応じたものにでき、コストを抑制しながら、多様化した自動車に対応できる。
【００１６】
請求項５記載の発明では、２種類の異なるフィン幅のフィン部材を波状に成形してコルゲートフィンを成形する際に、波状に成形して全体的に曲がろうとするコルゲートフィンを曲がり方向内側の波ピッチを広くして波ピッチを所定の広さにするとともに曲がりを矯正する。これにより、さらに曲がりを少なく矯正することができる。これにより、２種類のコルゲートフィンを異なるフィン幅にでき、多様化した性能要求に応えるようにできる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のコルゲートフィンを実現する実施の形態を、請求項１，２，４に係る発明に対応する第１実施例と、請求項３に係る発明に対応する第２実施例と、請求項５に係る発明に対応する第３実施例とに基づいて説明する。
【００１８】
（第１実施例）
【００１９】
まず、構成を説明する。
図１は第１実施例のコルゲートフィンの用いた複合型熱交換器を示す説明図である。図２は第１実施例のコルゲートフィンの説明図である。図３は第１実施例のコルゲートフィンの説明断面図である。
図１〜３における主要符号を説明すると、１は複合型熱交換器、２はコルゲートフィン、２１はコルゲートフィンのコンデンサ部分、２２はコルゲートフィンのラジエータ部分、２１１はコルゲートフィンのコンデンサ部分に設けたルーバー群、２２１はコルゲートフィンのラジエータ部分に設けたルーバー群、３はチューブ、４はコルゲートフィン矯正装置、４１はコルゲートフィン矯正装置のローラー、Ａはコルゲートフィンのコンデンサ部分に設けたルーバー群の起立角度、Ｂはコルゲートフィンのラジエータ部分に設けたルーバー群の起立角度、ＬAはコンデンサ部分のフィン幅、ＬBはラジエータ部分のフィン幅、ｈはコルゲートフィンの波高さである。
【００２０】
第１実施例では、自動車に搭載されるコンデンサとラジエータを一体にした複合型熱交換器１に用いられるコルゲートフィン２の例である。
【００２１】
コルゲートフィン２は、図２に示すように、コンデンサのコルゲートフィン２として用いるコンデンサ部分２１とラジエータとして用いるラジエータ部分２２を一体的に設けたものである。
【００２２】
また、コルゲートフィン２はコンデンサ部分２１のフィン幅をＬAとし、ラジエータ部分２２のフィン幅をＬBとし、波ピッチをＦとし、波高さをｈとし、ラジエータ部分２２のフィン幅ＬBをコンデンサ部分２１のフィン幅LＡより大きくしている。
【００２３】
このコンデンサ部分２１とラジエータ部分２２を有するコルゲートフィン２は、長い板材にまず、コンデンサ部分２１に所定の間隔で、ルーバー群２１１を設ける。ルーバー群２１１はコンデンサ部分２１のフィン幅に従って、切り込みを多数条となるように設け、所定の角度Ａとなるように切り込みを起立させるようにしたものである。
【００２４】
第１実施例では、コンデンサ部分２１に設けるルーバー群２１１のルーバーの数を１６にし、ルーバーの起立角度Ａを２３°にしている。
【００２５】
一方、長い板材のラジエータ部分２２にも、所定の間隔でルーバー群２２１を設ける。ルーバー群２２１はラジエータ部分２２のフィン幅に従って、切り込みを多数条となるように設け、所定の角度Ｂとなるように切り込みを起立させるようにしたものである。
【００２６】
第１実施例では、ラジエータ部分２２に設けるルーバー群２２１のルーバーの数を２７にし、ルーバーの起立角度Ｂを２０°にしている。
【００２７】
また、コンデンサ部分２１のルーバー群２１１の向きと、ラジエータ部分２２のルーバー群２２１の向きは対向するように異なる向きとする。
【００２８】
このルーバー群２１１，２２１を設けた板材を波状となるように加工で成形してコルゲートフィン２とし、このコルゲートフィン２をチューブ３間に設けたものを複数層設けるようにして複合型熱交換器１を構成している。
【００２９】
次に、作用を説明する。
【００３０】
［コルゲートフィン成形の際の曲がり防止作用］
【００３１】
コルゲートフィン２のコンデンサ部分２１とラジエータ部分２２に設けるルーバー群２１１，２２１は、数が１６個と２７個と異なるため、ルーバーを設けるための切り込みを設ける加工や、切り込みを引き起こして起立させる加工の際に加工部分およびその付近に残留応力がのこってしまう。しかし、第１実施例では、２７個と多く設けられるラジエータ部分２２のルーバー群２２１の角度Ｂを２０°と小さくすることによって、切り込みを引き起こして起立させる加工量をコンデンサ部分２１のルーバー群２１１より小さくすることにより、単位幅当りの残留応力の集中を小さくし、コンデンサ部分２１とラジエータ部分２２に残る残留応力の各々の合計を同程度となるようにする。残留応力の各々の合計が同程度となることにより、波状に加工するその後の工程において、全体的に曲がってしまうことを防止できることとなる。
【００３２】
第１実施例においては、その後に、複数のローラー４１を所定の間隔で有するコルゲートフィン矯正装置４のローラー間にコルゲートフィン２を通過させ、その後の複合型熱交換器１への組み付けおよび、複合型熱交換器１での精度を高く維持できるようにし、コルゲートフィン２の直線性が高い精度で得られるようにするとともに、所定の広さのフィンピッチとなるようにしている。
【００３３】
［空気の流れのスムーズ化作用］
フィン幅が大きいラジエータ部分２２のルーバー群２２１の角度を小さくすることにより、ルーバーの数が増えることによる空気抵抗が緩和されるため、ラジエータ部分２２のフィン幅ＬBを大きくしても空気がスムーズに流れ、冷却性能は、フィン幅ＬBを大きくした効果の分を損なうことなく向上できる。
【００３４】
次に、効果を説明する。
【００３５】
第１実施例のコルゲートフィン２にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００３６】
(１)自動車用の複合型熱交換器１の２種類の異なるフィン幅のコルゲートフィン２のラジエータ部分２２とコンデンサ部分２１を並列させて一体的に設け、コンデンサ部分２１とラジエータ部分２２に小さな切込みをフィン幅ＬA，ＬBに対応して１６個、２７個と多数条入れてコンデンサ部分２１が２３°、ラジエータ部分２２が２０°となるように起立させたルーバー群２１１，２２１を設け、かつルーバー群２１１，２２１の起立方向が互いのコルゲートフィン２で対向するように異なるようにし、フィン幅の小さいコルゲートフィンのルーバー群の単位幅当りの加工量に対して、フィン幅の大きいコルゲートフィンのルーバー群の単位幅当りの加工量を小さくしたことにより曲がりを防止して、２種類のコルゲートフィン２を異なるフィン幅ＬA，ＬBにでき、多様化した性能要求に応えるようにできる。
【００３７】
(２)自動車用の複合型熱交換器１の２種類の異なるフィン幅のコルゲートフィン２のコンデンサ部分２１が２３°とし、ラジエータ部分２２が２０°となるようにし、フィン幅ＬBの大きい方のコルゲートフィン２のルーバー群２１１の角度をフィン幅ＬAの小さい方のコルゲートフィン２のルーバー群２２１の角度より小さくしたため、２種類のコルゲートフィン２を異なるフィン幅ＬA，ＬBに対応したルーバー起立角度としたので、多様化した性能要求に応えるようにでき、また、熱交換性能を向上することができる。
【００３８】
(4)コルゲートフィン２のコンデンサ部分２１が自動車用コンデンサに用いられるものであり、コルゲートフィン２のラジエータ部分２２が自動車用ラジエータに用いられるものであるため、複合型熱交換器１のコンデンサとラジエータのフィン幅ＬA，ＬBに対応したルーバー角度としたので、それぞれに要求される冷却性能に応じたものにでき、コストを抑制しながら、多様化した自動車に対応できる。
【００３９】
（第２実施例）
【００４０】
第２実施例は、フィン幅の大きい方のコルゲートフィン２のルーバー群の各ルーバー間の間隔を狭くするようにした例である。
【００４１】
すなわち、図５に示すように、フィン幅ＬBの大きいラジエータ部分２２のルーバー群２２１のルーバーのピッチＰBをコンデンサ部分２１のルーバー群２１１のピッチＰAより小さくしている。
なお、他の構成は第１実施例と同様であるので、説明を省略する。
【００４２】
次に、作用を説明する。
【００４３】
［コルゲートフィン成形の際の曲がり防止作用］
【００４４】
第２実施例では、ラジエータ部分２２のルーバーのピッチＰBを狭くすることにより、ルーバーを形成する際に、切れ込みを所定の角度に引き起こす加工量を減らすようにして、ラジエータ部分２２の残留応力の単位幅当りの集中が、コンデンサ部分２１に残る残留応力の単位幅当りの集中と同等になるようにし、その後の波状に成形する工程におけるコルゲートフィン２の曲がりを防止する。
【００４５】
次に、効果を説明する。
【００４６】
この第２実施例のコルゲートフィン２にあっては、第１実施例の(1),(4)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【００４７】
(3)フィン幅ＬBの大きい方のコルゲートフィン２のルーバー群の各ルーバー間の間隔ＰBを狭くするようにしたことにより、２種類のコルゲートフィン２を異なるフィン幅にでき、多様化した性能要求に応えるようにできる。
【００４８】
（第３実施例）
【００４９】
第３実施例は、コルゲートフィン２全体の曲がりを、その後に矯正するコルゲートフィン２の製造方法の例である。
【００５０】
第３実施例では、コルゲートフィン２を形成する際に、波状にする加工の際に生じるコルゲートフィン全体の曲がりを、その後に、図４に示すコルゲートフィン矯正装置４をもちいて、所定の間隔で対向させて配置したローラー４１の間にコルゲートフィンを通過させる際、曲がり内側のローラーの周速度を対向側より速めて、図６(b)に示すように曲がりの内側の波状のピッチ間隔Ｆ2を広げて全体の曲がりを矯正し、かつ、成形前のフィン幅を４８ｍｍとし、成形後のフィン幅が４７．５ｍｍとなるようにしている。なお、他の作用構成は第１実施例と同様であるので、説明を省略する。
【００５１】
次に、効果を説明する。
【００５２】
この第３実施例のコルゲートフィン２にあっては、第１実施例の(1),(2)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【００５３】
(5)自動車の複合型熱交換器１において、コンデンサ部分２１とラジエータ部分２２を異なるフィン幅で並列させて一体的に設けるようにし、波状に成形する工程のコルゲートフィン２全体の曲がりを、その後に曲がり方向内側の波ピッチを広くして波ピッチを所定の広さにするとともに曲がりを矯正する。これにより、さらに曲がりを少なく矯正することができ、２種類のコルゲートフィン２を異なるフィン幅にでき、多様化した性能要求に応えるようにできる。
【００５４】
また、このコルゲートフィン矯正装置４は、第１実施例や第２実施例と組み合わせて使用してもよい。組み合わせて使用すると、非常に精度高くコルゲートフィンの曲がりを制限できるため、その後の複合型熱交換器の製造工程の効率的な製造に寄与できるとともに、複合型熱交換器の製品精度を高めることができる。
【００５５】
以上、本発明のコルゲートフィン２を第１実施例〜第３実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００５６】
例えば、実施例では、コルゲートフィンを通るエアーに直交するようにルーバーを設けたが、角度を与えて設けるようにしてもよい。この際には、コンデンサ側とラジエータ側で同じ向きにしてもよく、異なる向きにしてもよく、また、同じ角度にしてもよく、異なる角度にしてもよい。
【００５７】
また、コルゲートフィンの波ピッチを変更する際には、実施例では所定の幅のローラー間を通すようにしているが、波高さを低くなるよう押さえつけるようにしてもよい。
【００５８】
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例のコルゲートフィンの用いた複合型熱交換器を示す説明図である。
【図２】第１実施例のコルゲートフィンの説明図である。
【図３】第１実施例のコルゲートフィンの説明断面図である。
【図４】第１実施例のコルゲートフィンの製造に用いるコルゲートフィン矯正装置を示す説明図である。
【図５】第２実施例のコルゲートフィンの説明断面図である。
【図６】第３実施例のコルゲートフィンの説明図である。
【符号の説明】
１ 複合型熱交換器１
２ コルゲートフィン
２１ （コルゲートフィンの）コンデンサ部分
２２ （コルゲートフィンの）ラジエータ部分
２１１ （コルゲートフィンのコンデンサ部分に設けた）ルーバー群
２２１ （コルゲートフィンのラジエータ部分に設けた）ルーバー群
３ チューブ
４ コルゲートフィン矯正装置
４１ （コルゲートフィン矯正装置の）ローラー
Ａ （ルーバー群の）起立角度
Ｂ （ルーバー群の）起立角度
【発明の属する技術分野】
本発明は、コルゲートフィンの技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のコルゲートフィンは、複合型熱交換器におけるフィン幅とルーバーの数の比をコンデンサ側とラジエータ側で差をつけることにより、必要放熱量に対応している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−２５３２７６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特に自動車に用いられる複合型熱交換器においては、車室の大きさの多様化や、エンジンルームの冷却性能の要求仕様の多様化によって、複合型熱交換器を構成するコンデンサとラジエータの厚さ（コルゲートフィンではフィン幅）を異なるものにしたいという要求がある。
しかしながら、従来のコルゲートフィンにあっては、複合型熱交換器のコルゲートフィンの一体的に設けられる一方のコルゲートフィンのフィン幅を異なるものにすると、フィン幅に従って設けられるルーバーの数が違うことにより、波状に成形する工程の際に残留応力の違いによって、全体的に曲がってしまう問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、コストを抑制して複合型熱交換器を構成する２種類のコルゲートフィンを異なるフィン幅にでき、多様化した性能要求に応えるようにでき、また、熱交換性能を向上することができるコルゲートフィンを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明では、２種類の熱交換器を一体にした複合型熱交換器用のコルゲートフィンにおいて、
２種類の異なるフィン幅のコルゲートフィンを並列させて一体的に設け、それぞれのコルゲートフィンに小さな切込みをフィン幅に対応して多数条入れて所定の角度に起立させたルーバー群を設け、かつルーバー群の起立方向が互いのコルゲートフィンで異なるようにし、フィン幅の小さいコルゲートフィンのルーバー群の単位幅当りの加工量に対して、フィン幅の大きいコルゲートフィンのルーバー群の単位幅当りの加工量を小さくしたことを特徴とする手段とした。
【０００７】
請求項２記載の発明では、フィン幅の大きい方のコルゲートフィンのルーバー群の角度をフィン幅の小さい方のコルゲートフィンのルーバー群の角度より小さくして、フィン幅の大きいコルゲートフィンのルーバー群の単位幅当りの加工量を小さくしたこと特徴とする手段とした。
【０００８】
請求項３記載の発明では、フィン幅が大きい方のコルゲートフィンに設けられるルーバー群の各ルーバー間の間隔をフィン幅が小さい方のコルゲートフィンに設けられるルーバー群の各ルーバー間の間隔より狭くするようにして、フィン幅の大きいコルゲートフィンのルーバー群の単位幅当りの加工量を小さくしたことを特徴とする手段とした。
【０００９】
請求項４記載の発明では、フィン幅の小さい方のコルゲートフィンが自動車用コンデンサに用いられるものであり、フィン幅の大きい方のコルゲートフィンが自動車用ラジエータに用いられるものであることを特徴とする手段とした。
【００１０】
請求項５記載の発明では、全体的に波状に成形されるコルゲートフィンの曲がり方向内側の波ピッチを広げて、波ピッチを所定の広さにするとともに、コルゲートフィン全体の曲がりを矯正する工程を設けたことを特徴とする手段とした。
【００１１】
【発明の作用と効果】
請求項１記載の発明では、フィン幅の小さいコルゲートフィンのルーバー群の単位幅当りの加工量に対して、フィン幅の大きいコルゲートフィンのルーバー群の単位幅当りの加工量を小さくすることによって、単位幅当りの残留応力を小さくする。これにより、残留応力の集中の度合いを低くして、大きいフィン幅によって数の多いルーバー群と集中の小さい残留応力の組み合わせが、小さいフィン幅によって数の少ないルーバー群と集中の大きい残留応力の組み合わせと略つりあうようにして、コルゲートフィンがその後の加工工程によって全体的に曲がってしまうことを防ぐことができる。
【００１２】
これにより、２種類のコルゲートフィンを異なるフィン幅にでき、多様化した性能要求に応えるようにできる。
【００１３】
請求項２記載の発明では、フィン幅の大きい方のコルゲートフィンのルーバー群の角度をフィン幅の小さい方のコルゲートフィンのルーバー群の角度より小さくしたことによって、フィン幅の大きい方のルーバー群を成形する加工量が小さくて済むこととなり、加工量が小さくて済むことより単位幅当りの残留応力の集中を小さくする。これにより、大きいフィン幅によって数の多いルーバー群と集中の小さい残留応力の組み合わせが、小さいフィン幅によって数の少ないルーバー群と集中の大きい残留応力の組み合わせと略つりあうようにして、コルゲートフィンがその後の加工工程によって全体的に曲がってしまうことを防ぐことができる。
さらに、フィン幅の大きい側のルーバーは起立角度が小さいため、ルーバーの数が多くてもスムーズに空気が通過するため良好な冷却性能を得ることができる。 これにより、２種類のコルゲートフィンを異なるフィン幅にでき、多様化した性能要求に応えるようにできるとともに、熱交換性能を向上することができる。
【００１４】
請求項３記載の発明では、フィン幅の大きい方のコルゲートフィンのルーバー群の各ルーバー間の間隔を狭くする。ルーバー間の間隔を狭くすると、ルーバーを形成する際の切れ込みを所定の角度に起立させる加工量は減ることとなる。よって、大きいフィン幅と集中の小さい残留応力の組み合わせが、小さいフィン幅と集中の大きい残留応力の組み合わせと略つりあうようにして、コルゲートフィンがその後の加工工程によって全体的に曲がってしまうことを防ぐことができる。
また、フィン幅の大きい側のルーバーはピッチが狭くなることにより空気の流れに当る放熱面積を大きくでき良好な冷却性能を得ることができる。
これにより、２種類のコルゲートフィンを異なるフィン幅にでき、多様化した性能要求に応えるようにでき、また、熱交換性能を向上することができる。
【００１５】
請求項４記載の発明では、フィン幅の小さい方のコルゲートフィンが自動車用コンデンサに用いられるものであり、フィン幅の大きい方のコルゲートフィンが自動車用ラジエータに用いられるものであるため、複合型熱交換器のコンデンサとラジエータのフィン幅をそれぞれに要求される冷却性能に応じたものにでき、コストを抑制しながら、多様化した自動車に対応できる。
【００１６】
請求項５記載の発明では、２種類の異なるフィン幅のフィン部材を波状に成形してコルゲートフィンを成形する際に、波状に成形して全体的に曲がろうとするコルゲートフィンを曲がり方向内側の波ピッチを広くして波ピッチを所定の広さにするとともに曲がりを矯正する。これにより、さらに曲がりを少なく矯正することができる。これにより、２種類のコルゲートフィンを異なるフィン幅にでき、多様化した性能要求に応えるようにできる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のコルゲートフィンを実現する実施の形態を、請求項１，２，４に係る発明に対応する第１実施例と、請求項３に係る発明に対応する第２実施例と、請求項５に係る発明に対応する第３実施例とに基づいて説明する。
【００１８】
（第１実施例）
【００１９】
まず、構成を説明する。
図１は第１実施例のコルゲートフィンの用いた複合型熱交換器を示す説明図である。図２は第１実施例のコルゲートフィンの説明図である。図３は第１実施例のコルゲートフィンの説明断面図である。
図１〜３における主要符号を説明すると、１は複合型熱交換器、２はコルゲートフィン、２１はコルゲートフィンのコンデンサ部分、２２はコルゲートフィンのラジエータ部分、２１１はコルゲートフィンのコンデンサ部分に設けたルーバー群、２２１はコルゲートフィンのラジエータ部分に設けたルーバー群、３はチューブ、４はコルゲートフィン矯正装置、４１はコルゲートフィン矯正装置のローラー、Ａはコルゲートフィンのコンデンサ部分に設けたルーバー群の起立角度、Ｂはコルゲートフィンのラジエータ部分に設けたルーバー群の起立角度、ＬAはコンデンサ部分のフィン幅、ＬBはラジエータ部分のフィン幅、ｈはコルゲートフィンの波高さである。
【００２０】
第１実施例では、自動車に搭載されるコンデンサとラジエータを一体にした複合型熱交換器１に用いられるコルゲートフィン２の例である。
【００２１】
コルゲートフィン２は、図２に示すように、コンデンサのコルゲートフィン２として用いるコンデンサ部分２１とラジエータとして用いるラジエータ部分２２を一体的に設けたものである。
【００２２】
また、コルゲートフィン２はコンデンサ部分２１のフィン幅をＬAとし、ラジエータ部分２２のフィン幅をＬBとし、波ピッチをＦとし、波高さをｈとし、ラジエータ部分２２のフィン幅ＬBをコンデンサ部分２１のフィン幅LＡより大きくしている。
【００２３】
このコンデンサ部分２１とラジエータ部分２２を有するコルゲートフィン２は、長い板材にまず、コンデンサ部分２１に所定の間隔で、ルーバー群２１１を設ける。ルーバー群２１１はコンデンサ部分２１のフィン幅に従って、切り込みを多数条となるように設け、所定の角度Ａとなるように切り込みを起立させるようにしたものである。
【００２４】
第１実施例では、コンデンサ部分２１に設けるルーバー群２１１のルーバーの数を１６にし、ルーバーの起立角度Ａを２３°にしている。
【００２５】
一方、長い板材のラジエータ部分２２にも、所定の間隔でルーバー群２２１を設ける。ルーバー群２２１はラジエータ部分２２のフィン幅に従って、切り込みを多数条となるように設け、所定の角度Ｂとなるように切り込みを起立させるようにしたものである。
【００２６】
第１実施例では、ラジエータ部分２２に設けるルーバー群２２１のルーバーの数を２７にし、ルーバーの起立角度Ｂを２０°にしている。
【００２７】
また、コンデンサ部分２１のルーバー群２１１の向きと、ラジエータ部分２２のルーバー群２２１の向きは対向するように異なる向きとする。
【００２８】
このルーバー群２１１，２２１を設けた板材を波状となるように加工で成形してコルゲートフィン２とし、このコルゲートフィン２をチューブ３間に設けたものを複数層設けるようにして複合型熱交換器１を構成している。
【００２９】
次に、作用を説明する。
【００３０】
［コルゲートフィン成形の際の曲がり防止作用］
【００３１】
コルゲートフィン２のコンデンサ部分２１とラジエータ部分２２に設けるルーバー群２１１，２２１は、数が１６個と２７個と異なるため、ルーバーを設けるための切り込みを設ける加工や、切り込みを引き起こして起立させる加工の際に加工部分およびその付近に残留応力がのこってしまう。しかし、第１実施例では、２７個と多く設けられるラジエータ部分２２のルーバー群２２１の角度Ｂを２０°と小さくすることによって、切り込みを引き起こして起立させる加工量をコンデンサ部分２１のルーバー群２１１より小さくすることにより、単位幅当りの残留応力の集中を小さくし、コンデンサ部分２１とラジエータ部分２２に残る残留応力の各々の合計を同程度となるようにする。残留応力の各々の合計が同程度となることにより、波状に加工するその後の工程において、全体的に曲がってしまうことを防止できることとなる。
【００３２】
第１実施例においては、その後に、複数のローラー４１を所定の間隔で有するコルゲートフィン矯正装置４のローラー間にコルゲートフィン２を通過させ、その後の複合型熱交換器１への組み付けおよび、複合型熱交換器１での精度を高く維持できるようにし、コルゲートフィン２の直線性が高い精度で得られるようにするとともに、所定の広さのフィンピッチとなるようにしている。
【００３３】
［空気の流れのスムーズ化作用］
フィン幅が大きいラジエータ部分２２のルーバー群２２１の角度を小さくすることにより、ルーバーの数が増えることによる空気抵抗が緩和されるため、ラジエータ部分２２のフィン幅ＬBを大きくしても空気がスムーズに流れ、冷却性能は、フィン幅ＬBを大きくした効果の分を損なうことなく向上できる。
【００３４】
次に、効果を説明する。
【００３５】
第１実施例のコルゲートフィン２にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００３６】
(１)自動車用の複合型熱交換器１の２種類の異なるフィン幅のコルゲートフィン２のラジエータ部分２２とコンデンサ部分２１を並列させて一体的に設け、コンデンサ部分２１とラジエータ部分２２に小さな切込みをフィン幅ＬA，ＬBに対応して１６個、２７個と多数条入れてコンデンサ部分２１が２３°、ラジエータ部分２２が２０°となるように起立させたルーバー群２１１，２２１を設け、かつルーバー群２１１，２２１の起立方向が互いのコルゲートフィン２で対向するように異なるようにし、フィン幅の小さいコルゲートフィンのルーバー群の単位幅当りの加工量に対して、フィン幅の大きいコルゲートフィンのルーバー群の単位幅当りの加工量を小さくしたことにより曲がりを防止して、２種類のコルゲートフィン２を異なるフィン幅ＬA，ＬBにでき、多様化した性能要求に応えるようにできる。
【００３７】
(２)自動車用の複合型熱交換器１の２種類の異なるフィン幅のコルゲートフィン２のコンデンサ部分２１が２３°とし、ラジエータ部分２２が２０°となるようにし、フィン幅ＬBの大きい方のコルゲートフィン２のルーバー群２１１の角度をフィン幅ＬAの小さい方のコルゲートフィン２のルーバー群２２１の角度より小さくしたため、２種類のコルゲートフィン２を異なるフィン幅ＬA，ＬBに対応したルーバー起立角度としたので、多様化した性能要求に応えるようにでき、また、熱交換性能を向上することができる。
【００３８】
(4)コルゲートフィン２のコンデンサ部分２１が自動車用コンデンサに用いられるものであり、コルゲートフィン２のラジエータ部分２２が自動車用ラジエータに用いられるものであるため、複合型熱交換器１のコンデンサとラジエータのフィン幅ＬA，ＬBに対応したルーバー角度としたので、それぞれに要求される冷却性能に応じたものにでき、コストを抑制しながら、多様化した自動車に対応できる。
【００３９】
（第２実施例）
【００４０】
第２実施例は、フィン幅の大きい方のコルゲートフィン２のルーバー群の各ルーバー間の間隔を狭くするようにした例である。
【００４１】
すなわち、図５に示すように、フィン幅ＬBの大きいラジエータ部分２２のルーバー群２２１のルーバーのピッチＰBをコンデンサ部分２１のルーバー群２１１のピッチＰAより小さくしている。
なお、他の構成は第１実施例と同様であるので、説明を省略する。
【００４２】
次に、作用を説明する。
【００４３】
［コルゲートフィン成形の際の曲がり防止作用］
【００４４】
第２実施例では、ラジエータ部分２２のルーバーのピッチＰBを狭くすることにより、ルーバーを形成する際に、切れ込みを所定の角度に引き起こす加工量を減らすようにして、ラジエータ部分２２の残留応力の単位幅当りの集中が、コンデンサ部分２１に残る残留応力の単位幅当りの集中と同等になるようにし、その後の波状に成形する工程におけるコルゲートフィン２の曲がりを防止する。
【００４５】
次に、効果を説明する。
【００４６】
この第２実施例のコルゲートフィン２にあっては、第１実施例の(1),(4)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【００４７】
(3)フィン幅ＬBの大きい方のコルゲートフィン２のルーバー群の各ルーバー間の間隔ＰBを狭くするようにしたことにより、２種類のコルゲートフィン２を異なるフィン幅にでき、多様化した性能要求に応えるようにできる。
【００４８】
（第３実施例）
【００４９】
第３実施例は、コルゲートフィン２全体の曲がりを、その後に矯正するコルゲートフィン２の製造方法の例である。
【００５０】
第３実施例では、コルゲートフィン２を形成する際に、波状にする加工の際に生じるコルゲートフィン全体の曲がりを、その後に、図４に示すコルゲートフィン矯正装置４をもちいて、所定の間隔で対向させて配置したローラー４１の間にコルゲートフィンを通過させる際、曲がり内側のローラーの周速度を対向側より速めて、図６(b)に示すように曲がりの内側の波状のピッチ間隔Ｆ2を広げて全体の曲がりを矯正し、かつ、成形前のフィン幅を４８ｍｍとし、成形後のフィン幅が４７．５ｍｍとなるようにしている。なお、他の作用構成は第１実施例と同様であるので、説明を省略する。
【００５１】
次に、効果を説明する。
【００５２】
この第３実施例のコルゲートフィン２にあっては、第１実施例の(1),(2)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【００５３】
(5)自動車の複合型熱交換器１において、コンデンサ部分２１とラジエータ部分２２を異なるフィン幅で並列させて一体的に設けるようにし、波状に成形する工程のコルゲートフィン２全体の曲がりを、その後に曲がり方向内側の波ピッチを広くして波ピッチを所定の広さにするとともに曲がりを矯正する。これにより、さらに曲がりを少なく矯正することができ、２種類のコルゲートフィン２を異なるフィン幅にでき、多様化した性能要求に応えるようにできる。
【００５４】
また、このコルゲートフィン矯正装置４は、第１実施例や第２実施例と組み合わせて使用してもよい。組み合わせて使用すると、非常に精度高くコルゲートフィンの曲がりを制限できるため、その後の複合型熱交換器の製造工程の効率的な製造に寄与できるとともに、複合型熱交換器の製品精度を高めることができる。
【００５５】
以上、本発明のコルゲートフィン２を第１実施例〜第３実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００５６】
例えば、実施例では、コルゲートフィンを通るエアーに直交するようにルーバーを設けたが、角度を与えて設けるようにしてもよい。この際には、コンデンサ側とラジエータ側で同じ向きにしてもよく、異なる向きにしてもよく、また、同じ角度にしてもよく、異なる角度にしてもよい。
【００５７】
また、コルゲートフィンの波ピッチを変更する際には、実施例では所定の幅のローラー間を通すようにしているが、波高さを低くなるよう押さえつけるようにしてもよい。
【００５８】
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例のコルゲートフィンの用いた複合型熱交換器を示す説明図である。
【図２】第１実施例のコルゲートフィンの説明図である。
【図３】第１実施例のコルゲートフィンの説明断面図である。
【図４】第１実施例のコルゲートフィンの製造に用いるコルゲートフィン矯正装置を示す説明図である。
【図５】第２実施例のコルゲートフィンの説明断面図である。
【図６】第３実施例のコルゲートフィンの説明図である。
【符号の説明】
１ 複合型熱交換器１
２ コルゲートフィン
２１ （コルゲートフィンの）コンデンサ部分
２２ （コルゲートフィンの）ラジエータ部分
２１１ （コルゲートフィンのコンデンサ部分に設けた）ルーバー群
２２１ （コルゲートフィンのラジエータ部分に設けた）ルーバー群
３ チューブ
４ コルゲートフィン矯正装置
４１ （コルゲートフィン矯正装置の）ローラー
Ａ （ルーバー群の）起立角度
Ｂ （ルーバー群の）起立角度
Claims (5)
- ２種類の熱交換器を一体にした複合型熱交換器用のコルゲートフィンにおいて、
２種類の異なるフィン幅のコルゲートフィンを並列させて一体的に設け、それぞれのコルゲートフィンに小さな切込みをフィン幅に対応して多数条入れて所定の角度に起立させたルーバー群を設け、かつルーバー群の起立方向が互いのコルゲートフィンで異なるようにし、フィン幅の小さいコルゲートフィンのルーバー群の単位幅当りの加工量に対して、フィン幅の大きいコルゲートフィンのルーバー群の単位幅当りの加工量を小さくしたことを特徴とするコルゲートフィン。 - 請求項１に記載されたコルゲートフィンにおいて、
フィン幅の大きい方のコルゲートフィンのルーバー群の角度をフィン幅の小さい方のコルゲートフィンのルーバー群の角度より小さくして、フィン幅の大きいコルゲートフィンのルーバー群の単位幅当りの加工量を小さくしたこと特徴とするコルゲートフィン。 - 請求項１または請求項２記載のコルゲートフィンにおいて、フィン幅が大きい方のコルゲートフィンに設けられるルーバー群の各ルーバー間の間隔をフィン幅が小さい方のコルゲートフィンに設けられるルーバー群の各ルーバー間の間隔より狭くするようにして、フィン幅の大きいコルゲートフィンのルーバー群の単位幅当りの加工量を小さくしたことを特徴とするコルゲートフィン。
- 請求項１から請求項３に記載されたコルゲートフィンにおいて、
フィン幅の小さい方のコルゲートフィンが自動車用コンデンサに用いられるものであり、フィン幅の大きい方のコルゲートフィンが自動車用ラジエータに用いられるものであることを特徴とするコルゲートフィン。 - 請求項１から請求項４記載のコルゲートフィンにおいて、
全体的に波状に成形されるコルゲートフィンの曲がり方向内側の波ピッチを広げて、波ピッチを所定の広さにするとともに、コルゲートフィン全体の曲がりを矯正する工程を設けたことを特徴とするコルゲートフィンの製造方法。
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