JP4614449B2 - 熱交換器曲げ装置、熱交換器製造方法及び空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、熱交換器を曲げ成形する熱交換器曲げ装置、熱交換器製造方法及び空気調和機に関するものである。

円弧と直線部で形成した熱交換器を曲げ成形するには円弧を有した曲げ型を使用し熱交換器(50)に円筒曲げ型に向かって法線上に外力を加えて曲げ成形を行っている。例えば特開平1-258819号公報では熱交換器の伝熱管長手方向の一端を把持したチャックと前記チャックと同期同軸回転する曲げ型がある。

特開平１−２５８８１９号公報

熱交換器の形状は、熱交換器を具備している筐体の形状に合わせて様々な熱交換器の形状を成形していると共に、性能や、送風機構（ファン）ともあわせ、形状決定している。熱交換器の形状の例としては、例えば、図8(a)のようなL形状（９０°曲げ）、図8(b)のU字形状（180°曲げ）、図8(c)のような円筒形状等が用いられる。しかしながら、特許文献１の曲げ装置では、270°以上の曲げを行う場合、チャック部が曲げ装置本体に接触してしまい成形が困難である。さらに押圧機構側の熱交換器端部は、押圧機構が直線運動のため、図７(d)のような熱交換器の曲げ形状を円弧に対して直線部が接線以下の角度となるような形状とすることが困難となり接線以下の角度曲げを要する場合には別工程で行う必要がある。

本発明は、熱交換器を少ない工程で自由度が高い形状に成形できる熱交換器曲げ装置を得ることを目的とする。

本発明の一つの特徴は、熱交換器曲げ装置を、ベースプレートとベースプレート上にセットされた熱交換器の伝熱管長手方向の一端を押設するクランプと、ベースプレートに固定したドラムとを備え、ドラムは回転軸と、円弧部分と弦部分とが連続して設けられた曲げ型とを備え、ドラムの回転軸を中心に周回転する第１のローラ及び該第１のローラの進 行方向に設置された第２のローラを備え、第１のローラ及び第２のローラが熱交換器に接触する板を押圧しながら曲げ型の円弧部分を周回転して熱交換器を円弧形状に成形し、曲 げ型の円弧部分と弦部分とが接する部分で第１のローラを停止するとともに第２のローラ を周回転させることで熱交換器の直線端部を成形するものとした点にある。

さらに、第１のローラ及び第２のローラは、熱交換器を円弧形状に成形する際に、等間隔で同期回転するものとすることが望ましい。

さらに、曲げ型が熱交換器の直線端部と接する部分に緩衝材を備えていることが望ましい。

本発明の他の特徴は、ベースプレート上にセットされた熱交換器の伝熱管長手方向の一端をクランプにより押設する工程、回転軸と、円弧部分と弦部分とが連続して設けられた曲げ型とを備えたドラムの回転軸を中心に第１のローラ及び第２のローラを熱交換器に接触した板を押圧しながら曲げ型の円弧部分を周回転させて熱交換器を円弧形状に成形する工程、及び曲げ型の円弧部分と弦部分とが接する部分で第１のローラを停止するとともに第２のローラを周回転させて熱交換器の直線端部を成形する工程を有する熱交換器製造方法にある。

本発明によれば、ドラムの回転軸により同期同軸回転する第１のローラ及び該第１のロ ーラの進行方向に設置された第２のローラを備え、第１のローラ及び第２のローラが熱交 換器に接触する板を押圧しながら曲げ型の円弧部分を周回転して熱交換器を円弧形状に成 形し、曲げ型の円弧部分と弦部分とが接する部分で第１のローラを停止させるとともに第 ２のローラを周回転させて熱交換器の直線端部を成形するように構成したので、熱交換器 を円弧に曲げるとともに、その円弧に対して直線部が接線以下の角度となるような形状に 成形することを一工程で行うことが可能である。

以下、本発明の実施形態について図示例と共に説明する。図1は、熱交換器を本発明の熱交換器曲げ装置に取り付けた時の斜視図である。図2は、図1の熱交換器を熱交換器曲げ装置に取り付けた時の断面図である。図3は熱交換器の曲げ形状が円弧に対して直線部が接線以下の角度曲げを行う前の状態を示す斜視図である。図4は図3の角度曲げ状態を示す断面図である。図5は、本発明を適用してなる空気調和装置の構成を示した図である。図6は本願発明を適用した熱交換器を備えた室内機の断面図である。図7は熱交換器の構成を示す図である。

本実施形態の空気調和装置の構成は、図５に示すように、例えば暖房運転時、圧縮機(5１)により圧縮された冷媒ガスが、四方弁(52)を介して室内機(53)内の室内熱交換器(50)に導かれるようになっている。室内熱交換器(50)に導かれた冷媒ガスは、室内ファン(54)によって室内へ送られる空気と熱交換して凝縮され、膨張弁(55)を介して室外機(56)の室外熱交換器(60)に導かれるようになっている。室外機(53)に導かれた冷媒は室外ファン(55)によって室外熱交換器(60)に送られる外気と熱交換して蒸発し圧縮機(51)に戻される構成になっている。本実施形態の空気調和装置の熱交換器(50)は、図6に示すように、天井(70)に埋め込まれた格好で設置された例である。

本実施形態の空気調和装置の熱交換器の構成は図7に示すように複数枚の薄板クロスフィン(50c)と前記薄板クロスフィン(50a)の通孔中に連通された複数本の銅配管(50b)を有し両端部は金属板(50d)で構成した熱交換器である。

具体例では、図1及び図2に示すように、ベースプレート（１）上に設置された熱交換器(50)の始端側面をドラム(3)外周に押設しクランプ(2)にて対側面を挟設する。次に前記対側面に鋼板(4)を面設しアーム(10a)ローラ1(5a)で構成したアーム組1(10)を前進し前記鋼板(4)をローラ1(5a)で挟設する。前記アーム組1と同様にアーム組2(20)が前進し前記鋼板(4)がローラ５aと熱交換器50に挟まれ、熱交換器50とドラム3cが線接触した状態となる。。そこでアーム組1(10)に作用力Ｆ（80）を加え回転軸（3b）を中心に周回転する。ここでアーム組2(20)はアーム組1 (10)に設置した押板（30）にて作用力Ｆ(80)が伝達され、ローラ1(5a)ローラ2(5b)は等隔円弧で周回転を行い鋼板(4)は熱交換器(50)外側面を線押圧しながらクロスフィン(50c)と鋼板(4)間が相対移動することなく円弧形状を形成した後ローラ1(5a)ローラ2(5b)を停止する。
次に図3及び図4ではローラ2(5b)のみを回転軸（3b）を中心に周回転させ熱交換器円弧部よりなす接線の角度以下の角度で曲げられた直線端面部(50a)が形成されることとなる。ここで、本実施例で用いている円弧の接線の角度未満の角度曲げられた状態とはどのような状態かを図９を用いて説明する。円弧に対して接する直線部は、円弧角度が何度であっても、図９(a)のように90°となる。本実施例では、図９(b)のように、直線部の曲げ角度が接線の角度90°未満となっている状態である。熱交換器を覆う筐体の形状によっては、熱交換器は、このように直線部の曲げ角度が接線の角度90°未満の曲げを行う形状が要求されるが、特許文献１の熱交換器曲げ装置では、一工程でこのような形状に成形することは困難である。

図１を参照して本実施例の熱交換器曲げ装置の概略を説明する。回転機構を具備したドラム(3)の回転軸(3b)より同軸回転するローラ1(5a)ローラ2(5b)と鋼板(4)にて曲げ型(3a)をもって熱交換器を円弧にせしめた後、ローラ1(5a)を回転軌跡上で停止しローラ2(5b)を回転軸(3a)中心より周回転し熱交換器(50)の円弧に対する直線端部(50a)に接線以下の角度曲げを与える。この時、直線端部(50a)に接線以下の角度曲げにはドラム(3a)に弦(3c)の形状を具備し熱交換器の任意の角度曲げを可能にするとともに、弦(3c)と円弧接点に断熱材(6)を具備することで、角度曲げによる局所応力を吸収しクロスフィン潰れをなくす。さらに熱交換器の端部はクランプ(2)および鋼板(4)にて熱交換器外周面を押設する構造であるから、熱交換器端部が円弧に対し短くなっても熱交換器端部の成形は可能となる。

特許文献１の曲げ装置において例えば熱交換器を90°の角度で曲げる場合チャックする熱交換器端部が円弧に対し短くなるとチャック部が曲げ型に接触して曲げ成形が出来ないことが生じるが、本実施例によれば、チャック部の制約がないので、熱交換機端部が円弧に対して短い場合でも曲げ成形可能である。また例えば円弧角度が270°ではチャック部が曲げ装置本体に接触してしまい曲げ成形は困難となるが、本実施例によれば、チャック部の接触の問題が生じないので、270°以上の曲げが可能となる。さらに、図２に示すように、ローラ5bが熱交換器曲げ部位（ローラ5a）より先端に設けることで曲げ力Fを加えた時は鋼板(4)が、フィンが実際に曲がる部位（ローラ5a）では外側に加わるためフィンに負担をかけず、フィンの潰れは軽減する。すなわち、ローラ5aはフィンの拘束作用だけしか有しないため、フィンを押し曲げることはない。

本実施例の熱交換器の取付け斜視図。 本実施例の熱交換器の取付け断面図。 本実施例の熱交換器の角度曲げ斜視図。 本実施例の熱交換器の角度曲げ断面図。 本実施例の空気調和機の構成図。 本実施例の室内機の断面図。 本実施例の熱交換器構成図。 熱交換器の例を示す図。 本実施例による熱交換器形状を示す図。

符号の説明

１… ベースプレート、
２… クランプ
３…ドラム 、３a…曲げ型、３b…回転軸、３c…弦
４…鋼板、
５a…ローラ1、５b…ローラ2
６…緩衝材
10…アーム組1
20…アーム組2
50…熱交換器、50a…直線端部、50b…銅配管、 50c…クロスフィン 50d…金属板
51…圧縮機
52…四方弁
53…室外機
54…室内ファン
55…膨張弁
56…室外機
60…室外熱交換器
70…天井
80…作用力Ｆ

Claims (4)

1. ベースプレートと前記ベースプレート上にセットされた熱交換器の伝熱管長手方向の一端を押設するクランプと、前記ベースプレートに固定したドラムとを備えた熱交換器曲げ装置において、前記ドラムは、回転軸と、円弧部分と弦部分とが連続して設けられた曲げ型とを備え、前記ドラムの回転軸を中心に周回転する第１のローラ及び該第１のローラの進行方向に設置された第２のローラを備え、前記第１のローラ及び前記第２のローラが前記熱交換器に接触する板を押圧しながら前記曲げ型の円弧部分を周回転して前記熱交換器を円弧形状に成形し、前記曲げ型の円弧部分と弦部分とが接する部分で前記第１のローラを停止するとともに前記第２のローラを周回転させることで前記熱交換器の直線端部を成形することを特徴とする熱交換器曲げ装置。
2. 請求項１において、前記第１のローラ及び前記第２のローラを等間隔で同期回転させることにより前記熱交換器を円弧形状に成形することを特徴とする熱交換機曲げ装置。
3. 請求項１又は２において、前記曲げ型が前記熱交換器の直線端部と接する部分に緩衝材を備えていることを特徴とする熱交換器曲げ装置。
4. ベースプレート上にセットされた熱交換器の伝熱管長手方向の一端をクランプにより押設する工程、
   回転軸と、円弧部分と弦部分とが連続して設けられた曲げ型とを備えたドラムの前記回転軸を中心に第１のローラ及び第２のローラを前記熱交換器に接触した板を押圧しながら前記曲げ型の円弧部分を周回転させて前記熱交換器を円弧形状に成形する工程、及び
   前記曲げ型の円弧部分と弦部分とが接する部分で前記第１のローラを停止するとともに前記第２のローラを周回転させて前記熱交換器の直線端部を成形する工程とを有することを特徴とする熱交換器製造方法。

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