JP6958695B1 - 熱交換器及び空気調和装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】熱交換器の組み立てを容易に行えるようにする。【解決手段】室外熱交換器11は、開口51を有するフィン50と、前後方向Xに延び、左右方向Yに複数の流路43が形成され、開口51に挿入された多穴管40と、を備える。フィン50は、上下方向Zにおける開口51の位置で、前後方向Xに向けて折り曲げられた屈曲部52と、屈曲部52の近傍において前後方向Xの後側に突出して設けられ、屈曲部52の折れ曲がり角度θを所定角度で規制する突起58と、を有する。【選択図】図10
Description
本開示は、熱交換器及び空気調和装置に関する。
例えば特許文献1に記載された熱交換器は、複数の板状フィンと、これらの各板状フィンに形成された挿通孔に挿入された複数の多穴管と、を備えている。このような熱交換器では、多穴管の内部を流れる冷媒を、板状フィンと接触しながら流れる空気と熱交換させるようになっている。
特許文献1に記載された熱交換器において熱伝導性を向上させるには、板状フィンの挿通孔を小さく形成し、多穴管と板状フィンの挿通孔の縁部とのクリアランスを小さくすればよい。しかし、板状フィンの挿通孔を小さくすると、熱交換器を組み立てる際に、多穴管の挿通孔への挿入抵抗が大きくなり、多穴管の挿入作業が困難となる。
本開示は、熱交換器の組み立てを容易に行えるようにすることを目的とする。
(1)本開示の熱交換器は、
開口を有するフィンと、
第1方向に延び、前記第1方向と直交する第2方向に複数の流路が形成され、前記開口に挿入された多穴管と、を備え、
前記フィンは、
前記第1方向及び前記第2方向とそれぞれ直交する第3方向における前記開口の位置で、前記第1方向に向けて折り曲げられた屈曲部と、
前記屈曲部の近傍において前記第1方向の一方側に突出して設けられ、前記屈曲部の折れ曲がり角度を所定角度で規制する突起と、を有する。
開口を有するフィンと、
第1方向に延び、前記第1方向と直交する第2方向に複数の流路が形成され、前記開口に挿入された多穴管と、を備え、
前記フィンは、
前記第1方向及び前記第2方向とそれぞれ直交する第3方向における前記開口の位置で、前記第1方向に向けて折り曲げられた屈曲部と、
前記屈曲部の近傍において前記第1方向の一方側に突出して設けられ、前記屈曲部の折れ曲がり角度を所定角度で規制する突起と、を有する。
このように構成された熱交換器では、フィンの開口の大きさは、屈曲部の形成前よりも屈曲部の形成後のほうが小さくなるので、屈曲部の形成前における開口の大きさを予め大きくしておくことができる。これにより、フィンに屈曲部を形成する前にフィンの開口に多穴管を挿入することで、多穴管の挿入抵抗を小さくすることができる。さらに、フィンを折り曲げたときに、突起により屈曲部の折れ曲がり角度を所定角度で規制することができるので、フィンが過剰に折れ曲がるのを抑制することができる。
(2)前記突起は、前記フィンにおける前記屈曲部の前記第3方向の両側に設けられるとともに、互いに当接することで前記屈曲部の折れ曲がり角度を前記所定角度で規制する第1突起及び第2突起を有するのが好ましい。
この場合、フィンを折り曲げたときに、第1突起と第2突起とが互いに当接することで、フィンが過剰に折れ曲がるのを抑制することができる。
この場合、フィンを折り曲げたときに、第1突起と第2突起とが互いに当接することで、フィンが過剰に折れ曲がるのを抑制することができる。
(3)前記開口は、前記フィンに形成された孔であり、
前記突起は、前記開口の前記第2方向の両側にそれぞれ設けられているのが好ましい。
この場合、フィンを折り曲げたときに、開口の第2方向の両側にそれぞれ設けられた突起により屈曲部の折れ曲がり角度を所定角度で規制することができる。これにより、フィンにおける開口の第2方向の片側だけが過剰に折れ曲がるのを抑制することができる。
前記突起は、前記開口の前記第2方向の両側にそれぞれ設けられているのが好ましい。
この場合、フィンを折り曲げたときに、開口の第2方向の両側にそれぞれ設けられた突起により屈曲部の折れ曲がり角度を所定角度で規制することができる。これにより、フィンにおける開口の第2方向の片側だけが過剰に折れ曲がるのを抑制することができる。
(4)前記フィンは、
前記第3方向に間隔をあけて形成された複数の前記開口と、
前記第3方向における複数の前記開口の位置でそれぞれ折り曲げられ、かつ交互に反対方向に折り曲げられた複数の前記屈曲部と、を有し、
複数の前記屈曲部は、前記第1方向の一方側に向けて折り曲げられた所定数の第1屈曲部と、前記第1方向の他方側に向けて折り曲げられた所定数の第2屈曲部と、を有し、
前記突起は、所定数の前記第1屈曲部の近傍に設けられ、所定数の前記第2屈曲部の近傍に設けられていないのが好ましい。
この場合、同じ方向に向けて折り曲げられた第1屈曲部の近傍にのみ突起が設けられるので、突起を全て同じ方向に突出させることができる。これにより、フィンを容易に製造することができる。
前記第3方向に間隔をあけて形成された複数の前記開口と、
前記第3方向における複数の前記開口の位置でそれぞれ折り曲げられ、かつ交互に反対方向に折り曲げられた複数の前記屈曲部と、を有し、
複数の前記屈曲部は、前記第1方向の一方側に向けて折り曲げられた所定数の第1屈曲部と、前記第1方向の他方側に向けて折り曲げられた所定数の第2屈曲部と、を有し、
前記突起は、所定数の前記第1屈曲部の近傍に設けられ、所定数の前記第2屈曲部の近傍に設けられていないのが好ましい。
この場合、同じ方向に向けて折り曲げられた第1屈曲部の近傍にのみ突起が設けられるので、突起を全て同じ方向に突出させることができる。これにより、フィンを容易に製造することができる。
(5)前記第1突起及び前記第2突起は、互いに面で当接する当接面をそれぞれ有するのが好ましい。
この場合、第1突起及び第2突起の当接面同士が面で当接するため、第1突起と第2突起とが点又は線で当接する場合と比べて、第1突起と第2突起との当接精度を向上させることができる。
この場合、第1突起及び第2突起の当接面同士が面で当接するため、第1突起と第2突起とが点又は線で当接する場合と比べて、第1突起と第2突起との当接精度を向上させることができる。
(6)前記第1突起の当接面、及び前記第2突起の当接面は、前記屈曲部の折れ曲がり角度を二等分する中心線を挟んで線対称に形成されているのが好ましい。
この場合、第1突起の当接面、及び第2突起の当接面は、屈曲部の折れ曲がり角度を二等分する中心線上で互いに当接するので、これらの当接面が互いに当接したときに、第1突起及び第2突起を介してそれぞれフィンにかかる負荷を均等にすることができる。
この場合、第1突起の当接面、及び第2突起の当接面は、屈曲部の折れ曲がり角度を二等分する中心線上で互いに当接するので、これらの当接面が互いに当接したときに、第1突起及び第2突起を介してそれぞれフィンにかかる負荷を均等にすることができる。
(7)前記第1突起及び前記第2突起は、同一形状であるのが好ましい。
この場合、第1突起及び第2突起を容易に形成することができる。
この場合、第1突起及び第2突起を容易に形成することができる。
(8)本開示の熱交換器は、
開口を有するフィンと、
第1方向に延び、前記第1方向と直交する第2方向に複数の流路が形成され、前記開口に挿入された多穴管と、を備え、
前記フィンは、
前記第1方向及び前記第2方向とそれぞれ直交する第3方向における前記開口の位置で、前記第1方向に向けて折り曲げられた屈曲部と、
前記屈曲部の近傍において前記第1方向の一方側に突出して設けられた突起と、を有し、
前記突起は、前記フィンにおける前記屈曲部の前記第3方向の両側に設けられ、互いに当接する第1突起及び第2突起を有する。
開口を有するフィンと、
第1方向に延び、前記第1方向と直交する第2方向に複数の流路が形成され、前記開口に挿入された多穴管と、を備え、
前記フィンは、
前記第1方向及び前記第2方向とそれぞれ直交する第3方向における前記開口の位置で、前記第1方向に向けて折り曲げられた屈曲部と、
前記屈曲部の近傍において前記第1方向の一方側に突出して設けられた突起と、を有し、
前記突起は、前記フィンにおける前記屈曲部の前記第3方向の両側に設けられ、互いに当接する第1突起及び第2突起を有する。
このように構成された熱交換器では、フィンの開口の大きさは、屈曲部の形成前よりも屈曲部の形成後のほうが小さくなるので、屈曲部の形成前における開口の大きさを予め大きくしておくことができる。これにより、フィンに屈曲部を形成する前にフィンの開口に多穴管を挿入することで、多穴管の挿入抵抗を小さくすることができる。さらに、フィンを折り曲げたときに、第1突起と第2突起とが互いに当接することで、フィンが過剰に折れ曲がるのを抑制することができる。
(9)本開示の空気調和装置は、前記(1)〜(8)のいずれかに記載の熱交換器を備える。
このように構成された空気調和装置では、熱交換器の組み立てを容易に行うことができる。
このように構成された空気調和装置では、熱交換器の組み立てを容易に行うことができる。
以下、実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
図1は、実施形態に係る熱交換器としての室外熱交換器が採用された空気調和装置の概略構成図である。空気調和装置1は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うことによって、建物等の室内の冷房および暖房を行うことが可能な装置である。
図1は、実施形態に係る熱交換器としての室外熱交換器が採用された空気調和装置の概略構成図である。空気調和装置1は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うことによって、建物等の室内の冷房および暖房を行うことが可能な装置である。
<空気調和装置の全体構成>
空気調和装置1は、主として、室外ユニット2と、複数(ここでは2つ)室内ユニット3と、液冷媒連絡管4およびガス冷媒連絡管5と、を備えている。空気調和装置1の蒸気圧縮式の冷媒回路6は、室外ユニット2と室内ユニット3とが、液冷媒連絡管4及びガス冷媒連絡管5を介して接続されることによって構成されている。
空気調和装置1は、主として、室外ユニット2と、複数(ここでは2つ)室内ユニット3と、液冷媒連絡管4およびガス冷媒連絡管5と、を備えている。空気調和装置1の蒸気圧縮式の冷媒回路6は、室外ユニット2と室内ユニット3とが、液冷媒連絡管4及びガス冷媒連絡管5を介して接続されることによって構成されている。
室外ユニット2は、室外(建物の屋上や建物の壁面近傍等)または地下室などに設置されており、冷媒回路6の一部を構成している。室外ユニット2は、主として、アキュムレータ7、圧縮機8、四路切換弁10、室外熱交換器11、室外膨張弁12、液側閉鎖弁13、ガス側閉鎖弁14、及び室外ファン15を有している。各機器7,8,10,11,15および弁12〜14間は、冷媒管16〜22によって接続されている。
室内ユニット3は、室内に設置されており、冷媒回路6の一部を構成している。室内ユニット3は、主として、室内膨張弁3a、室内熱交換器3b、及び室内ファン3cを有している。
<空気調和装置の動作>
空気調和装置1では、冷房運転と暖房運転とが行われる。
冷房運転では、室内熱交換器3bを蒸発器として作用させ、室外熱交換器11を凝縮器として作用させる。具体的には、四路切換弁10を図1の実線で示される状態に切り換えることで、圧縮機8、室外熱交換器11、室外膨張弁12、室内膨張弁3a、及び室内熱交換器3bの順に冷媒を循環させる。
空気調和装置1では、冷房運転と暖房運転とが行われる。
冷房運転では、室内熱交換器3bを蒸発器として作用させ、室外熱交換器11を凝縮器として作用させる。具体的には、四路切換弁10を図1の実線で示される状態に切り換えることで、圧縮機8、室外熱交換器11、室外膨張弁12、室内膨張弁3a、及び室内熱交換器3bの順に冷媒を循環させる。
暖房運転では、室内熱交換器3bを凝縮器として作用させ、室外熱交換器11を蒸発器として作用させる。具体的には、四路切換弁10を図1の破線で示される状態に切り換えることで、圧縮機8、室内熱交換器3b、室内膨張弁3a、室外膨張弁12、及び室外熱交換器11の順に冷媒を循環させる。
<室外熱交換器>
図2は、室外熱交換器11の概略構成図である。室外熱交換器11は、冷媒と室外空気との熱交換を行う熱交換器である。室外熱交換器11は、主として、熱交換部30と、第1ヘッダ31と、第2ヘッダ32と、を有している。
熱交換部30は、図2の上下方向に間隔をあけて配置された複数の多穴管40と、図2の左右方向に間隔をあけて配置された複数のフィン50と、を有している。
図2は、室外熱交換器11の概略構成図である。室外熱交換器11は、冷媒と室外空気との熱交換を行う熱交換器である。室外熱交換器11は、主として、熱交換部30と、第1ヘッダ31と、第2ヘッダ32と、を有している。
熱交換部30は、図2の上下方向に間隔をあけて配置された複数の多穴管40と、図2の左右方向に間隔をあけて配置された複数のフィン50と、を有している。
第1ヘッダ31および第2ヘッダ32はいずれも、縦長中空の円筒形状の部材である。第1ヘッダ31には、複数の多穴管40の一端部がそれぞれ挿入されている。第2ヘッダ32には、複数の多穴管40の他端部がそれぞれ挿入されている。各多穴管40の一端部及び他端部は、ロウ付け等によって第1ヘッダ31及び第2ヘッダ32に固定されている。
第1ヘッダ31の内部空間及び第2ヘッダ32の内部空間のうち、一方の内部空間に流入した冷媒は、多穴管40を介して他方の内部空間に流れる。隣り合う多穴管40との間、及び隣り合うフィン50との間には、室外ファン15(図1参照)によって図2の紙面垂直方向に空気が通過する。このように通過する空気と、多穴管40内を流れる冷媒との間で熱交換が行われる。
<熱交換部>
図3は、図2に示す熱交換部30の一部を示す拡大斜視図である。以下の説明においては、図3に示す第1方向Xを前後方向、第2方向Yを左右方向、第3方向Zを上下方向とする。第1方向X、第2方向Y、及び第3方向Zは、互いに直交している。
図3は、図2に示す熱交換部30の一部を示す拡大斜視図である。以下の説明においては、図3に示す第1方向Xを前後方向、第2方向Yを左右方向、第3方向Zを上下方向とする。第1方向X、第2方向Y、及び第3方向Zは、互いに直交している。
熱交換部30の多穴管40は、特に限定されないが、例えば、押し出し成形により形成された扁平管である。多穴管40は、前後方向Xに延びて形成されている。多穴管40は、上下両側にそれぞれ形成された一対の平面状の主面41と、左右両側にそれぞれ形成された一対の円弧状の側面42と、を有している。多穴管40の内部には、冷媒が流れる小さな流路43が左右方向Yに複数形成されている。
熱交換部30のフィン50は、上下方向Zに延びる板部材であり、空気の通過方向(左右方向Y)に所定の幅を有する。本実施形態のフィン50は、プレス成型品である。フィン50は、上下方向Zに間隔をあけて形成された複数の開口51を有している。本実施形態の各開口51は、フィン50の板厚方向(前後方向X)に貫通して形成された孔である。各開口51は、フィン50の左右方向Yの中間部において、左右方向Yに長く形成されている。
フィン50の各開口51には、多穴管40が挿入されている。なお、図3では、フィン50の2か所の開口51に多穴管40を挿入した状態を示しており、他の開口51に挿入される多穴管40の図示を省略している。多穴管40は、複数のフィン50それぞれの同じ高さ位置に形成された開口51に挿入されている。
<フィンの屈曲部>
フィン50は、複数の屈曲部52を有している。複数の屈曲部52は、上下方向Zにおける複数の開口51の位置で、前後方向Xに向けてそれぞれ折り曲げられている。「屈曲部」とは、フィン50の折り曲げによって曲率を有する領域A1(図11参照)を指す。なお、屈曲部の曲率は、任意の値に設定される。
フィン50は、複数の屈曲部52を有している。複数の屈曲部52は、上下方向Zにおける複数の開口51の位置で、前後方向Xに向けてそれぞれ折り曲げられている。「屈曲部」とは、フィン50の折り曲げによって曲率を有する領域A1(図11参照)を指す。なお、屈曲部の曲率は、任意の値に設定される。
複数の屈曲部52は、フィン50を交互に反対方向(前方向と後方向)に折り曲げることによって形成されている。具体的には、複数の屈曲部52は、所定数の第1屈曲部52Aと、所定数の第2屈曲部52Bと、を有している。第1屈曲部52Aは、前後方向Xの前側(一方側)に向けて折り曲げられている。第2屈曲部52Bは、前後方向Xの後側(他方側)に向けて折り曲げられている。以下、第1屈曲部52A及び第2屈曲部52Bの共通事項を説明する場合は、屈曲部52と総称する。
図4は、フィン50の一部を前側から見た図3の拡大斜視図である。図5は、図4のI−I矢視断面図である。屈曲部52は、フィン50における開口51の左右方向Yの両側にそれぞれ形成された第1部分521と第2部分522とを有する。第1部分521は、フィン50における開口51の左側に形成されている。第2部分522は、フィン50における開口51の右側に形成されている。第1部分521は、開口51の前後方向Xに延びる中心線C1を挟んで線対称に形成されている。第2部分522も中心線C1を挟んで線対称に形成されている。
以上のように、屈曲部52は、上下方向Zにおける各開口51の位置で、前後方向Xに向けて折り曲げられているので、フィン50の各開口51における上下方向Zの幅W1は、屈曲部52の形成前よりも屈曲部52の形成後のほうが小さくなる。このため、屈曲部52の形成前における各開口51の幅W1は、予め大きく形成されている。多穴管40は、屈曲部52の形成前において、幅W1が大きい開口51に挿入される(図8参照)。屈曲部52の形成後における各開口51の幅W1は、多穴管40の上下方向Zの厚みH(図3参照)とほぼ同じ大きさとなる。
<フィンの平坦部>
図3に示すように、フィン50は、上下方向Zに隣り合う第1屈曲部52Aと第2屈曲部52Bとの間に形成された複数の平坦部53を有している。「平坦部」とは、フィン50を折り曲げても曲率を有しない領域A2(図11参照)を指す。複数の平坦部53は、所定数の第1平坦部53Aと、所定数の第2平坦部53Bと、を有している。第1平坦部53Aは、第1屈曲部52Aから第2屈曲部52Bへ向かって後斜め下方向に延びている。第2平坦部53Bは、第2屈曲部52Bから第1屈曲部52Aへ向かって前斜め下方向に延びている。以下、第1平坦部53A及び第2平坦部53Bの共通事項を説明する場合は、平坦部53と総称する。
図3に示すように、フィン50は、上下方向Zに隣り合う第1屈曲部52Aと第2屈曲部52Bとの間に形成された複数の平坦部53を有している。「平坦部」とは、フィン50を折り曲げても曲率を有しない領域A2(図11参照)を指す。複数の平坦部53は、所定数の第1平坦部53Aと、所定数の第2平坦部53Bと、を有している。第1平坦部53Aは、第1屈曲部52Aから第2屈曲部52Bへ向かって後斜め下方向に延びている。第2平坦部53Bは、第2屈曲部52Bから第1屈曲部52Aへ向かって前斜め下方向に延びている。以下、第1平坦部53A及び第2平坦部53Bの共通事項を説明する場合は、平坦部53と総称する。
フィン50は、各屈曲部52と、その屈曲部52の上下に隣接する一対の平坦部53とによりV字状に形成されている。なお、フィン50は、本実施形態の形状に限定されない。例えば、フィン50は、平坦部53を有さずに、第1屈曲部52Aと第2屈曲部52Bとが交互に連続して繋がるように波形状に形成されていてもよい。
フィン50は、各平坦部53において左右方向Yに間隔をあけて形成された第1タブ54と第2タブ55とを有している。第1タブ54は、平坦部53の左側の一部分を前側に切り起こして形成されている。第2タブ55は、平坦部53の右側の一部分を前側に切り起こして形成されている。第1及び第2タブ54,55の各切り起こし端部が隣接するフィン50の平坦部53に当接することで、隣接するフィン50間のピッチを規定している。
<フィンの切り欠き>
図4に示すように、フィン50は、各屈曲部52において左右方向Yに切り欠かれた切り欠き56を有している。「切り欠き」とは、屈曲部52の一部を切除して形成された凹部分をいう。切り欠き56は、本実施形態のように上下方向Zに幅広に形成されていてもよいし、スリットのように上下方向Zに幅狭に形成されていてもよい。
図4に示すように、フィン50は、各屈曲部52において左右方向Yに切り欠かれた切り欠き56を有している。「切り欠き」とは、屈曲部52の一部を切除して形成された凹部分をいう。切り欠き56は、本実施形態のように上下方向Zに幅広に形成されていてもよいし、スリットのように上下方向Zに幅狭に形成されていてもよい。
切り欠き56は、屈曲部52の第1部分521に形成された第1切り欠き56Aと、屈曲部52の第2部分522に形成された第2切り欠き56Bと、を有している。第1切り欠き56Aは、フィン50の開口51における左側の縁部から左側へ向かって切り欠かれている。第2切り欠き56Bは、フィン50の開口51における右側の縁部から右側へ向かって切り欠かれている。以下、第1切り欠き56A及び第2切り欠き56Bの共通事項を説明する場合は、切り欠き56と総称する。
図6は、フィン50の切り欠き56を前側から見た拡大正面図である。切り欠き56は、開口51の左右方向Yに延びる中心線C2を挟んで線対称に形成されている。本実施形態の切り欠き56は、その上下方向Zの幅W2が比較的広いU字状に切り欠かれている。切り欠き56の幅W2は、開口51の上下方向Zの幅W1よりも小さい。
本実施形態の切り欠き56は、開口51の縁部から切り欠かれているが、屈曲部52における左右方向Yの外縁(フィン50の右端縁又は左端縁)から開口51側に向かって切り欠かれていてもよい。
<フィンのカラー>
図7は、フィン50の一部における左右方向Yの中央部の断面図である。フィン50は、各開口51の縁部から前後方向Xに立ち上がるように当該縁部に沿って形成された複数のカラー57を有している(図4も参照)。なお、図7では、第2タブ55の図示を省略している(図8及び図9についても同様)。複数のカラー57は、例えば、フィン50にバーリング加工を施すことによって形成されている。
図7は、フィン50の一部における左右方向Yの中央部の断面図である。フィン50は、各開口51の縁部から前後方向Xに立ち上がるように当該縁部に沿って形成された複数のカラー57を有している(図4も参照)。なお、図7では、第2タブ55の図示を省略している(図8及び図9についても同様)。複数のカラー57は、例えば、フィン50にバーリング加工を施すことによって形成されている。
複数のカラー57は、所定数の第1カラー57Aと、所定数の第2カラー57Bと、を有している。第1カラー57Aは、第1屈曲部52Aに対応する開口51の縁部に形成されている。第2カラー57Bは、第2屈曲部52Bに対応する開口51の縁部に形成されている。
第1カラー57Aは、開口51の縁部から、第1屈曲部52Aの折れ曲がり方向(前側)とは逆方向である後側に立ち上がっている。第2カラー57Bは、開口51の縁部から、第2屈曲部52Bの折れ曲がり方向(後側)とは逆方向である前側に立ち上がっている。「後側(前側)に立ち上がる」とは、後側(前側)に向かって真っすぐ立ち上がる場合だけでなく、後側(前側)に向かって斜め上側又は斜め下側に立ち上がる場合も含む意味である。以下、第1カラー57A及び第2カラー57Bの共通事項を説明する場合は、カラー57と総称する。
図6及び図7に示すように、カラー57は、開口51の左右方向Yの両側の縁部において互いに上下方向Zに隙間をあけて配置された第1カラー部571と第2カラー部572とを有する。本実施形態では、第1カラー部571及び第2カラー部572は、上下方向Zにおいて切り欠き56を挟んで配置されている。
第1カラー部571は、直線部571aと、直線部571aの左右両側に形成された一対の円弧部571bと、を有している。
直線部571aは、開口51の上側の縁部に沿って左右方向Yに延びている。直線部571aの下面は、開口51に挿入されている多穴管40の上側の主面41と対向している。
直線部571aは、開口51の上側の縁部に沿って左右方向Yに延びている。直線部571aの下面は、開口51に挿入されている多穴管40の上側の主面41と対向している。
左側の円弧部571bは、直線部571aの左端から第1切り欠き56Aの開口の上端までの間において、開口51の縁部に沿って円弧状に形成されている。右側の円弧部571bは、直線部571aの右端から第2切り欠き56Bの開口の上端までの間において、開口51の縁部に沿って円弧状に形成されている。各円弧部571bの内周面は、開口51に挿入されている多穴管40の左右両側の側面42の上半分とそれぞれ対向している。
第2カラー部572は、直線部572aと、直線部572aの左右両側に形成された一対の円弧部572bと、を有している。
直線部572aは、開口51の下側の縁部に沿って左右方向Yに延びている。直線部572aの下面は、開口51に挿入されている多穴管40の下側の主面41と対向している。
直線部572aは、開口51の下側の縁部に沿って左右方向Yに延びている。直線部572aの下面は、開口51に挿入されている多穴管40の下側の主面41と対向している。
左側の円弧部572bは、直線部572aの左端から第1切り欠き56Aの開口の下端までの間において、開口51の縁部に沿って円弧状に形成されている。右側の円弧部572bは、直線部572aの右端から第2切り欠き56Bの開口の下端までの間において、開口51の縁部に沿って円弧状に形成されている。各円弧部572bの内周面は、開口51に挿入されている多穴管40の左右両側の側面42の下半分とそれぞれ対向している。
図7に示すように、フィン50を折り曲げた状態において、第1カラー部571の先端部は、当該第1カラー部571が縁部に形成されている開口51に挿入された多穴管40の上側の主面41と接触している。第2カラー部572の先端部は、当該第2カラー部572が縁部に形成されている開口51に挿入された多穴管40の下側の主面41と接触している。なお、図6では、説明の便宜上、第1カラー部571及び第2カラー部572の各先端部を、多穴管40の上側及び下側の主面41から少し離反させている。
図8は、複数のフィン50を折り曲げる前において上下方向Zの各開口51に対する多穴管40の挿入方向を示す断面図である。複数のフィン50を折り曲げる前(屈曲部52の形成前)の状態において、カラー57の立ち上がり方向に向かって多穴管40が挿入される。
具体的には、後側に立ち上がる第1カラー57Aが縁部に形成された開口51には、複数のフィン50のうち最も前側に配置されたフィン50から、その後側に配置されるフィン50へ向かって多穴管40が挿入される。
前側に立ち上がる第2カラー57Bが縁部に形成された開口51には、複数のフィン50のうち最も後側に配置されたフィン50から、その前側に配置されるフィン50へ向かって多穴管40が挿入される。
前側に立ち上がる第2カラー57Bが縁部に形成された開口51には、複数のフィン50のうち最も後側に配置されたフィン50から、その前側に配置されるフィン50へ向かって多穴管40が挿入される。
図6に示すように、フィン50の各開口51に多穴管40を挿入する際、カラー57における上下両側の直線部571a,572a及び左右両側それぞれの円弧部571b,572bは、多穴管40をガイドする機能を有している。
本実施形態では、多穴管40の下側の主面41は、多穴管40の自重により、カラー57の下側の直線部571aに当接しやすい。このような場合、カラー57の下側の直線部571aにより多穴管40の下側の主面41をガイドする機能が有効となる。
本実施形態では、多穴管40の下側の主面41は、多穴管40の自重により、カラー57の下側の直線部571aに当接しやすい。このような場合、カラー57の下側の直線部571aにより多穴管40の下側の主面41をガイドする機能が有効となる。
図6に示す左右方向Yが上下方向となるようにフィン50を配置した状態で多穴管40を挿入する場合、多穴管40の下側となる側面42は、多穴管40の自重によりカラー57の下側となる円弧部571b,572bに当接しやすい。このような場合、カラー57の下側となる円弧部571b,572bにより、多穴管40の下側となる側面42をガイドする機能が有効となる。
各開口51挿入された多穴管40は、図7に示すように、各フィン50を折り曲げた後(屈曲部52の形成後)、ロウ付けによって対応するカラー57に固定される。
図9は、カラー57の変形例を示す断面図である。本変形例における複数のカラー57は、第1カラー57Aのみを有し、第2カラー57B(図7参照)を有していない。具体的には、複数のカラー57は、第1屈曲部52Aのみに対応する開口51の縁部から後側に立ち上がるように形成されている。本変形例では、カラー57が縁部に形成された開口51にのみ多穴管40が挿入されている。多穴管40の挿入方向は、上記実施形態における第1カラー57Aが縁部に形成された開口51に多穴管40を挿入する場合と同様である(図8参照)。
本変形例における複数のカラー57は、第1カラー57Aのみを有しているが、第2カラー57Bのみを有していてもよい。その場合も、カラー57が縁部に形成された開口51にのみ多穴管40が挿入される。その多穴管40の挿入方向は、上記実施形態における第2カラー57Bが縁部に形成された開口51に多穴管40を挿入する場合と同様である(図8参照)。
<フィンの突起>
図10は、フィン50の一部を後側から見た拡大斜視図である。フィン50は、屈曲部52の近傍において前後方向Xの後側に突出して設けられた複数の突起58を有している。突起58は、屈曲部52の折れ曲がり角度θ(図11参照)を所定角度に規制する機能を有している。突起58は、例えばプレス成型によってフィン50の一部を突出させている。
図10は、フィン50の一部を後側から見た拡大斜視図である。フィン50は、屈曲部52の近傍において前後方向Xの後側に突出して設けられた複数の突起58を有している。突起58は、屈曲部52の折れ曲がり角度θ(図11参照)を所定角度に規制する機能を有している。突起58は、例えばプレス成型によってフィン50の一部を突出させている。
本実施形態の突起58は、第1屈曲部52Aの近傍にのみ設けられ、第2屈曲部52Bの近傍には設けられていない(図4参照)。突起58は、第1屈曲部52Aに対応する開口51の左右両側において、第1屈曲部52Aの第1部分521の近傍、及び第2部分522の近傍にそれぞれ設けられている。第1部分521及び第2部分522のそれぞれの近傍に設けられた突起58は、同じ構成であるため、以下、代表して第1部分521の近傍に設けられた突起58について説明する。
第1部分521の近傍に設けられた突起58は、フィン50における第1部分521の上下方向Zの両側にそれぞれ設けられた第1突起58A及び第2突起58Bを有している。第1突起58Aは、第1部分521の下側の第1平坦部53Aに形成されている。第2突起58Bは、第1部分521の上側の第2平坦部53Bに形成されている。
第1突起58A及び第2突起58Bは、互いに当接することで、第1屈曲部52Aの折れ曲がり角度θを所定角度で規制する。なお、図10では、説明の便宜上、第1突起58Aと第2突起58とを互いに離反させている。
図11は、第1突起58Aと第2突起58Bとが互いに当接している状態を右側から見た拡大側面図である。第1突起58A及び第2突起58Bは、同一形状に形成されている。また、第1突起58A及び第2突起58Bは、第1屈曲部52Aの折れ曲がり角度θを二等分する中心線である開口51の中心線C1を挟んで線対称に形成されている。第1突起58Aは、第1面61、第2面62、第3面63、第4面64、及び第5面65を有している。
第1面61は、第1突起58Aの上面を構成している。第1面61は、第1平坦部53Aの後面531の上側において、後面531に対して垂直に形成されている。第2面62は、第1突起58Aの下面を構成している。第2面62は、第1平坦部53Aの後面531の下側において、後面531に対して垂直に形成されている。第3面63は、第1突起58Aの突出端面を構成している。第3面63は、第1平坦部53Aの後面531に対して平行に形成されている。
第4面64は、第1面61と第3面63とを繋ぐ面として構成されている。第4面64は、第1平坦部53Aの後面531に対して例えば45°傾斜している。第5面65は、第2面62と第3面63とを繋ぐ面として構成されている。第5面65は、第1平坦部53Aの後面531に対して例えば45°傾斜し、かつ、第4面64に対して逆方向に傾斜している。
第2突起58Bは、第1面71、第2面72、第3面73、第4面74、及び第5面75を有している。
第1面71は、第2突起58Bの下面を構成している。第1面71は、第2平坦部53Bの後面532の下側において、後面532に対して垂直に形成されている。第2面72は、第2突起58Bの上面を構成している。第2面72は、第2平坦部53Bの後面532の上側において、後面532に対して垂直に形成されている。第3面73は、第2突起58Bの突出端面を構成している。第3面73は、第2平坦部53Bの後面532に対して平行に形成されている。
第1面71は、第2突起58Bの下面を構成している。第1面71は、第2平坦部53Bの後面532の下側において、後面532に対して垂直に形成されている。第2面72は、第2突起58Bの上面を構成している。第2面72は、第2平坦部53Bの後面532の上側において、後面532に対して垂直に形成されている。第3面73は、第2突起58Bの突出端面を構成している。第3面73は、第2平坦部53Bの後面532に対して平行に形成されている。
第4面74は、第1面71と第3面73とを繋ぐ面として構成されている。第4面74は、第2平坦部53Bの後面532に対して45°傾斜している。第5面75は、第2面72と第3面73とを繋ぐ面として構成されている。第5面75は、第2平坦部53Bの後面532に対して45°傾斜し、かつ、第4面74に対して逆方向に傾斜している。
以上の構成により、第1突起58Aの第4面64、及び第2突起58Bの第4面74は、図11に示すフィン50の側面視において、第1屈曲部52Aの折れ曲がり角度θを二等分する中心線C1上で、互いに面で当接する当接面として機能する。第1突起58A及び第2突起58Bの第4面64,74同士が当接することで、第1屈曲部52Aの折れ曲がり角度θは、所定角度(ここでは90°)で規制される。
<実施形態の作用効果>
本実施形態によれば、フィン50の開口51における上下方向Zの幅W1は、屈曲部52の形成前よりも屈曲部52の形成後のほうが小さくなるので、屈曲部52の形成前における開口51の幅W1を予め大きくしておくことができる。これにより、フィン50に屈曲部52を形成する前にフィン50の開口51に多穴管40を挿入することで、多穴管40の挿入抵抗を小さくすることができる。その結果、多穴管40をフィン50の開口51に容易に挿入することができるので、室外熱交換器11の組み立てを容易に行うことができる。また、多穴管40をフィン50の開口51に挿入した状態でフィン50を開口51の位置で折り曲げて屈曲部52を形成することで、フィン50の開口51の大きさを小さくすることができる。その結果、多穴管40とフィン50の開口51の縁部とのクリアランスが小さくなるので、熱伝導性を向上させることができる。
本実施形態によれば、フィン50の開口51における上下方向Zの幅W1は、屈曲部52の形成前よりも屈曲部52の形成後のほうが小さくなるので、屈曲部52の形成前における開口51の幅W1を予め大きくしておくことができる。これにより、フィン50に屈曲部52を形成する前にフィン50の開口51に多穴管40を挿入することで、多穴管40の挿入抵抗を小さくすることができる。その結果、多穴管40をフィン50の開口51に容易に挿入することができるので、室外熱交換器11の組み立てを容易に行うことができる。また、多穴管40をフィン50の開口51に挿入した状態でフィン50を開口51の位置で折り曲げて屈曲部52を形成することで、フィン50の開口51の大きさを小さくすることができる。その結果、多穴管40とフィン50の開口51の縁部とのクリアランスが小さくなるので、熱伝導性を向上させることができる。
フィン50は、屈曲部52の近傍において前後方向Xに突出して設けられた突起58を有する。フィン50を折り曲げたときに、突起58の第1突起58Aと第2突起58Bとが互いに当接することで、第1屈曲部52Aの折れ曲がり角度θを所定角度で規制することができる。これにより、フィン50が過剰に折れ曲がるのを抑制することができる。
突起58は、開口51の左右方向Yの両側にそれぞれ設けられているので、フィン50を折り曲げたときに、左右両側の突起58により屈曲部52の折れ曲がり角度θを所定角度で規制することができる。これにより、フィン50における開口51の左右方向Yの片側だけが過剰に折れ曲がるのを抑制することができる。
突起58は、同じ方向(前側)に向けて折り曲げられた第1屈曲部52Aの近傍にのみ設けられているので、突起58を全て同じ方向(後側)に突出させることができる。これにより、フィン50を容易に製造することができる。
第1突起58A及び第2突起58Bは、互いに面で当接する第4面64,74を有する。フィン50を折り曲げたときに、第1突起58A及び第2突起58Bの第4面64,74同士が面で当接するため、第1突起58Aと第2突起58Bとが点又は線で当接する場合と比べて、第1突起58Aと第2突起58Bとの当接精度を向上させることができる。
第1突起58A及び第2突起58Bは、屈曲部52の折れ曲がり角度θを二等分する中心線C1を挟んで線対称に形成されている。フィン50を折り曲げたときに、第1突起58Aの第4面64及び第2突起58Bの第4面74は、屈曲部52の折れ曲がり角度θを二等分する中心線C1上で互いに当接する。これにより、第4面64,74同士が互いに当接したときに、第1突起58A及び第2突起58Bを介してそれぞれフィン50にかかる負荷を均等にすることができる。
第1突起58A及び第2突起58Bは同一形状であるため、第1突起58A及び第2突起58Bを容易に形成することができる。
<その他の変形例>
上記実施形態におけるフィン50の開口51は、フィン50の中間部に形成されているが、左右方向Yの一方側に偏って形成されていてもよい。また、上記実施形態におけるフィン50の開口51は、孔に限定されない。例えば、開口51は、フィン50の左右方向Yの一端側で開口するようにU字状に切り欠かれていてもよい。その場合、フィン50の左右方向Yの他端部にのみ屈曲部52と切り欠き56が形成される。
上記実施形態のフィン50は、切り欠き56を備えているが、切り欠き56を備えていなくてもよい。
上記実施形態におけるフィン50の開口51は、フィン50の中間部に形成されているが、左右方向Yの一方側に偏って形成されていてもよい。また、上記実施形態におけるフィン50の開口51は、孔に限定されない。例えば、開口51は、フィン50の左右方向Yの一端側で開口するようにU字状に切り欠かれていてもよい。その場合、フィン50の左右方向Yの他端部にのみ屈曲部52と切り欠き56が形成される。
上記実施形態のフィン50は、切り欠き56を備えているが、切り欠き56を備えていなくてもよい。
突起58の形状は、上記実施形態に限定されない。例えば、突起58の第1突起58A及び第2突起58Bは、同一形状に形成されているが、互いに異なる形状であってもよい。また、第1突起58A及び第2突起58Bは、中心線C1を挟んで線対称に形成されているが、少なくとも互いに当接する第4面64,74が中心線C1を挟んで線対称に形成されていればよい。
突起58の個数及び形成位置は、上記実施形態に限定されない。例えば、突起58は、開口51の左右方向Yの片側のみに設けられていてもよい。また、突起58は、第1屈曲部52A及び第2屈曲部52Bのそれぞれの近傍に設けられていてもよいし、第2屈曲部52Bの近傍にのみ設けられていてもよい。さらに、突起58は、屈曲部52の上下両側に第1突起58Aと第2突起58Bとを有しているが、第1突起58Aのみ、又は第2突起58Bのみを有していてもよい。その場合、屈曲部52の下側(上側)の第1突起58A(第2突起58B)を、屈曲部52の上側(下側)の第2平坦部53B(第1平坦部53A)に直接当接させることで、屈曲部52の折れ曲がり角度θを所定角度で規制すればよい。
上記実施形態では、前側に向けて折り曲げられた屈曲部52を第1屈曲部52Aとし、後側に向けて折り曲げられた屈曲部52を第2屈曲部52Bとしているが、後側に向けて折り曲げられた屈曲部52を第1屈曲部52Aとし、前側に向けて折り曲げられた屈曲部52を第2屈曲部52Bとしてもよい。その場合も、第1屈曲部52Aの近傍にのみ突起58を設け、第2屈曲部52Bの近傍に突起58を設けなくてもよい。
本開示は、以上の例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1 空気調和装置
11 室外熱交換器(熱交換器)
40 多穴管
43 流路
50 フィン
51 開口
52 屈曲部
52A 第1屈曲部
52B 第2屈曲部
58 突起
58A 第1突起
58B 第2突起
64,74 第4面(当接面)
C1 中心線
θ 折れ曲がり角度
11 室外熱交換器(熱交換器)
40 多穴管
43 流路
50 フィン
51 開口
52 屈曲部
52A 第1屈曲部
52B 第2屈曲部
58 突起
58A 第1突起
58B 第2突起
64,74 第4面(当接面)
C1 中心線
θ 折れ曲がり角度
Claims (9)
- 開口(51)を有するフィン(50)と、
第1方向に延び、前記第1方向と直交する第2方向に複数の流路(43)が形成され、前記開口(51)に挿入された多穴管(40)と、を備え、
前記フィン(50)は、
前記第1方向及び前記第2方向とそれぞれ直交する第3方向における前記開口(51)の位置で、前記第1方向に向けて折り曲げられた屈曲部(52)と、
前記屈曲部(52)の近傍において前記第1方向の一方側に突出して設けられ、前記屈曲部(52)の折れ曲がり角度(θ)を所定角度で規制する突起(58)と、を有する、熱交換器。 - 前記突起(58)は、前記フィン(50)における前記屈曲部(52)の前記第3方向の両側に設けられるとともに、互いに当接することで前記屈曲部(52)の折れ曲がり角度(θ)を前記所定角度で規制する第1突起(58A)及び第2突起(58B)を有する、請求項1に記載の熱交換器。
- 前記開口(51)は、前記フィン(50)に形成された孔であり、
前記突起(58)は、前記開口(51)の前記第2方向の両側にそれぞれ設けられている、請求項1又は請求項2に記載の熱交換器。 - 前記フィン(50)は、
前記第3方向に間隔をあけて形成された複数の前記開口(51)と、
前記第3方向における複数の前記開口(51)の位置でそれぞれ折り曲げられ、かつ交互に反対方向に折り曲げられた複数の前記屈曲部(52)と、を有し、
複数の前記屈曲部(52)は、前記第1方向の一方側に向けて折り曲げられた所定数の第1屈曲部(52A)と、前記第1方向の他方側に向けて折り曲げられた所定数の第2屈曲部(52B)と、を有し、
前記突起(58)は、所定数の前記第1屈曲部(52A)の近傍に設けられ、所定数の前記第2屈曲部(52B)の近傍に設けられていない、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の熱交換器。 - 前記第1突起(58A)及び前記第2突起(58B)は、互いに面で当接する当接面(64,74)をそれぞれ有する、請求項2に記載の熱交換器。
- 前記第1突起(58A)の当接面(64)、及び前記第2突起(58B)の当接面(74)は、前記屈曲部(52)の折れ曲がり角度(θ)を二等分する中心線(C1)を挟んで線対称に形成されている、請求項5に記載の熱交換器。
- 前記第1突起(58A)及び前記第2突起(58B)は、同一形状である、請求項2、請求項5及び請求項6のいずれか1項に記載の熱交換器。
- 開口(51)を有するフィン(50)と、
第1方向に延び、前記第1方向と直交する第2方向に複数の流路(43)が形成され、前記開口(51)に挿入された多穴管(40)と、を備え、
前記フィン(50)は、
前記第1方向及び前記第2方向とそれぞれ直交する第3方向における前記開口(51)の位置で、前記第1方向に向けて折り曲げられた屈曲部(52)と、
前記屈曲部(52)の近傍において前記第1方向の一方側に突出して設けられた突起(58)と、を有し、
前記突起(58)は、前記フィン(50)における前記屈曲部(52)の前記第3方向の両側に設けられ、互いに当接する第1突起(58A)及び第2突起(58B)を有する、熱交換器。 - 請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の熱交換器を備える空気調和装置。
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