JPH06281374A - ピンフイン型熱交換器ユニットおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 正確なピッチのピンフイン型熱交換器ユニッ
トを安価に製造することができる、ピンフイン型熱交換
器ユニットの製造方法を提供する。 【構成】 ピンフイン群１０、１０、…が形成されてい
る放熱部２、２、…と、放熱部２、２、…の上下端部か
ら互いに離間する方向に延在している第１、２の脚部
３、４を一体的に形成する。そして第１、２の脚部３、
４の先端部７、８を互いに当接させてピンフイン型熱交
換器ユニットＵを得る。そして該ユニットＵの第１、２
の脚部３、４に熱媒体が流れるチューブ、ピートパイプ
の凝縮部、被冷却体を取り付けるためのベース等を取り
付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ピンフイン群が形成さ
れている放熱部が、前記ピンフイン群が略平行になるよ
うに所定のピッチに配置され、該放熱部の上部あるいは
上下部に熱媒体が流れるチューブ、被冷却体を取り付け
るためのベース等が取り付けられるようになっているピ
ンフイン型熱交換器ユニットおよびその製造方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】放熱部に形成されているフインが針群す
なわちピン群から構成されている、いわゆるピンフイン
型熱交換器は、例えば実公昭６３ー２７８８号により提
案されている。ピンフイン型熱交換器は、上記公報に記
載されているように、ピンフインが形成されている放熱
部と、偏平管とから構成されている。偏平管はその面が
平行になるように蛇行状に曲げられている。そして蛇行
状に曲げられた偏平管の間に、同様に蛇行状に曲げられ
た放熱部が挿入され、そして放熱部の上下端部に一体的
に設けられているへり部と偏平管が接合されて、ピンフ
イン型熱交換器が形成されている。したがって、偏平管
に例えば冷媒を流し、ピンフイン間に空気を流し両者の
間で熱交換することができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ピンフイン型熱交換器
のピンの径は、上記の公報にも記載されているように、
例えば０.３ｍｍ程度と極めて小さく、ピン群として構
成されている。そしてピン群が形成されている放熱部
は、蛇行状に曲げられ放熱部と放熱部との間隔すなわち
放熱部のピッチも、例えば１ｍｍ程度と小さいものとな
っている。このように、ピンフイン型熱交換器は、フイ
ンが極細線で群として形成され、放熱部のピッチも小さ
いので、熱交換器としての性能は高い。しかしながら、
ピンフイン型熱交換器は製造工程効率が悪いという欠点
がある。また放熱部のピッチが正確な熱交換器は得られ
にくいという欠点もある。さらに詳しく説明すると、ピ
ンフイン型熱交換器の放熱部のピッチは小さいので、前
述の公報にはどのようにして放熱部のピッチを得るか明
示されていないが、一般に、ピンフインが形成されてい
る放熱部を蛇行状に曲げ、曲げられた放熱部と放熱部と
の間に所定厚さのスペーサを介在させ、そして例えば偏
平管にその上下端部を接合して所定ピッチのピンフイン
型熱交換器を得ている。

【０００４】このように、従来の製法によると所定厚さ
のスペーサを用意し、そして蛇行状に曲げた放熱部と放
熱部との間に挿入保持してから接合しなければならない
ので、スペーサすなわち部品数が増えコスト高になる欠
点がある。またスペーサを挿入保持し、接合後取り出す
工程数が増え、さらにコスト高になる。スペーサを使用
すると、コスト高になるので、単なる治具などを使用し
て接合すると、放熱部のピッチは１ｍｍ程度と小さいの
で、正確なピッチのピンフイン型熱交換器は、得られな
くなる。ピンフインの径に比較して放熱部のピッチが大
きすぎると、熱交換媒体である例えば空気が素通りし、
これに対し狭いと、空気の流れ抵抗が大きくなり、所定
の熱交換量が得られなくなる。したがって本発明は、ピ
ンフインが形成されている放熱部のピッチが正確なピン
フイン型熱交換器ユニットを提供することを目的とし、
また正確なピッチのピンフイン型熱交換器ユニットを安
価に製造することができるピンフイン型熱交換器ユニッ
トの製造方法を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載のピンフイン型熱交換器ユニットに関
する発明は、ピンフイン群が形成されている放熱部が、
前記ピンフイン群が略平行になるように所定のピッチに
配置され、該放熱部の上部あるいは上下部に熱媒体が流
れるチューブ、ピートパイプの凝縮部、被冷却体を取り
付けるためのベース等が取り付けられるようになってい
る熱交換器ユニットであって、該熱交換器ユニットは、
前記放熱部の上下端部から直角に互いに離間する方向に
延在している所定幅の脚部を一体的に備え、該脚部の先
端部が互いに当接されて、前記放熱部が所定のピッチに
なるように構成される。請求項２記載の発明は、所定長
さの帯状の放熱部を、該放熱部の上下の両端部から直角
に互いに離間する方向に延在した脚部と一体的に押し出
し成形、シート材の曲げ加工等により成形する素材加工
工程と、前記素材加工工程で得られた放熱部に長さ方向
に対して横切る方向にピンフイン群を打ち抜き加工等に
より形成するピンフイン形成工程と、前記ピンフイン形
成工程でピンフイン群が形成された放熱部を脚部と共に
蛇行状に曲げて、前記脚部の先端部を互いに当接させる
曲げ加工工程とから構成される。そして請求項３記載の
発明は、所定長さの帯状のシート材の幅方向の略中央部
に、長さ方向に対して横切る方向にピンフイン群を打ち
抜き加工等により放熱部を形成する放熱部形成工程と、
前記放熱部形成工程で得られた放熱部の上下の両端部に
互いに離間する方向に直角に延在した脚部を曲げ加工等
により成形する脚部形成工程と、前記放熱部形成工程で
ピンフイン群が形成された放熱部を、前記脚部形成工程
で得られた脚部と共に蛇行状に曲げて、前記脚部の先端
部を互いに当接させる曲げ加工工程とから構成される。

【０００６】

【作用】請求項１記載のピンフイン型熱交換器ユニット
は、次のように作用する。ピンフイン群が形成されてい
る放熱部の上部あるいは上下部の脚部に例えば熱媒体が
流れるチューブを固定する。そうすると、ピンフイン型
熱交換器ユニットは、チューブにより一体化され、強度
の大きい熱交換器となる。そこでチューブに例えば冷媒
を流す。一方、放熱部は所定幅の脚部を一体的に備え、
該脚部の先端部が互いに当接されているので、脚部によ
って放熱部の間隔すなわち放熱部のピッチは、所定大き
さになっている。したがって、放熱部と放熱部との間に
例えば空気を流す。そうすると、冷媒と空気との間に熱
交換が行われる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。本実施例
に係わる熱交換器素材１は、図１に示されているよう
に、所定長さの帯状の放熱部２と、所定幅の第１、２の
脚部３、４とを有するように、アルミニウムあるいはそ
の合金から押し出し成形法により成形されている。第１
の脚部３は、放熱部２の上端部から図において右方向に
直角に延びている。また第２の脚部４は、放熱部２の下
端部から図において左方向に同様に直角に延びている。
そしてこれらの第１、２脚部３、４の幅Ｈは等しく、詳
しくは後述するように、放熱部２、２のピッチＰの１／
２になっている。熱交換器素材１は、所定ピッチになる
ように蛇行状に曲げられるので、曲げられる部分に相当
する位置の第１、２の脚部３、４には、所定深さの切込
６、６が入れられている。なお、図には切込６、６は、
１個だけ示されている。

【０００８】上記のように成形された熱交換器素材１の
放熱部２には、長手方向に直角に直径が零コンマ数ミリ
のピンフイン１０、１０、…が形成されている。これら
のピンフイン１０、１０、…は、例えばプレスにより所
定間隔に打ち抜き、ピンフイン１０、１０、…を残すこ
とにより形成する。ピンフイン１０、１０、…が形成さ
れた熱交換器素材１を、図２に示されているように、切
込６、６が入れられている部分を中心として蛇行状に折
り曲げる。すなわち第１、２の脚部３、４の面を水平に
した状態で、あるいはピンフイン１０、１０、…と平行
に、放熱部２が所定長さＬに成るように折り曲げる。折
り曲げると、第１の脚部３の先端部７は第１の脚部３の
先端部７に、そして第２の脚部４の先端部８は第２の脚
部４の先端部８に当接する。当接すると、第１、２脚部
３、４の幅Ｈは１／２ピッチＰになっているので、隣合
う放熱部２、２、…の間は所定のピッチＰになる。これ
により、図２に示されているように、放熱部２、２、…
が複数個並置されたピンフイン型熱交換器ユニットＵが
得られる。このように当接した状態で、治具等で固定し
ブレージングにより、第１の脚部３の先端部７は、第１
の脚部３の先端部７と、第２の脚部４の先端部８は第２
の脚部４の先端部８と接合すると、接合面が小さいので
接合強度は弱いが、仮り止めされた状態のピンフイン型
熱交換器ユニットＵが得られる。

【０００９】本実施例によると、押し出し成形により正
確に成形された第１、２の脚部３、４により、放熱部２
のピッチＰが決められるので、放熱部２のピッチＰの正
確なピンフイン型熱交換器ユニットＵが得られる。また
放熱部２の上下端部には、第１、２の脚部３、４が一体
的に成形され、これらの脚部３、４が放熱部２から略直
角に延びているので、ピンフイン型熱交換器ユニットＵ
に大きな力が作用しても変形するようなことはない。し
たがって、薄い素材からピンフイン型熱交換器ユニット
Ｕを構成することもできる。また、後述するように、取
扱い中にも、また熱媒体が流れるチューブ等を固定する
ときも、ユニットＵが変形するようなことはない。

【００１０】また、本実施例によると、熱交換器素材１
は、押し出し成形により成形されるので、連続成形が可
能で安価である。また第１、２の脚部３、４を互いに当
接させて放熱部２、２、…のピッチを得るので、従来必
要としたスペーサ等が不要で、放熱部２、２、…のピッ
チＰが正確なピンフイン型熱交換器ユニットＵを低コス
トで製造できる。

【００１１】上記実施例では、熱交換器素材１は、放熱
部２と第１、２の脚部３、４とを有するように押し出し
成形により一体成形されてから、ピンフイン１０、１
０、…が形成されたが、熱交換器素材１は、アルミニウ
ムあるいはその合金製のシート材からも形成することが
できる。このときは、所定長さの帯状の放熱部２と、所
定幅の第１、２の脚部３、４とを有するようにプレス加
工してから、ピンフイン１０、１０、…を、プレスによ
り打ち抜き加工することもできるし、またシート材の幅
方向の略中央部に、長手方向に直角なピンフイン１０、
１０、…を、プレスにより打ち抜き加工してから、第
１、２の脚部３、４をプレスにより加工することもでき
る。

【００１２】上記のようにして製造あるいは製作された
ピンフイン型熱交換器ユニットＵは、色々な用途がある
が、図３には放熱器に、また図４には流体の熱交換器に
適用した例が示されている。図３には、ピンフイン型熱
交換器ユニットＵの一方の第２の脚部４、４、…にのみ
熱良導体のベース１５が固定された状態が示されてい
る。このように、脚部４、４、…にベース１５を固定す
ることにより、放熱部２、２、…が一体化され強度の大
きい放熱器が得られる。ベース１５に例えば半導体素子
を取り付け、放熱部２、２、…間に空気を流しあるいは
自然対流させて、半導体素子で発生する熱をピンフイン
型熱交換器ユニットＵから放出し、半導体素子を冷却す
ることができる。また図には示されていないが、目的に
応じて第１脚部３、３にも熱良導体のベースを固定し、
このベースにも半導体素子を取り付け、ベース１５とベ
ースとの間の放熱部２、２、に強制的に空気を送り半導
体素子を冷却することもできる。さらには一方の第１脚
部３、３には断熱性の板を固定し、この板を他の物体へ
の取り付けベースとすることもできる。

【００１３】図４には、複数個の冷媒通路２２、２２、
…が形成されている偏平な冷媒チューブ２０を所定間隔
になるように平行に折り曲げ、折り曲げた冷媒チューブ
２０間にピンフイン型熱交換器ユニットＵ、Ｕ、…を挿
入し、その第１、２の脚部３、４、…を冷媒チューブ２
０の面に例えばブレージングして熱交換器２１を形成し
た例が示されている。この熱交換器２１の冷媒チューブ
２０に熱媒体を流し、ピンフイン型熱交換器ユニット
Ｕ、Ｕ、…に例えば空気を流して熱交換できることは明
らかである。また、本実施例に係わるピンフイン型熱交
換器ユニットＵは、図には示されていないが、ヒートパ
イプの凝縮部にも適用できることも明らかである。

【００１４】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によると、
ピンフイン型熱交換器ユニットは、放熱部の上下端部か
ら互いに離間する方向に延在している所定幅の脚部を一
体的に備え、該脚部の先端部が互いに当接されて、放熱
部が所定のピッチになっているので、放熱部のピッチは
正確である。したがって、本発明によるピンフイン型熱
交換器ユニットに、熱媒体が流れるチューブ、ピートパ
イプの凝縮部、被冷却体を取り付けるためのベース等を
取り付けると、ピンフイン型熱交換器が本来備えている
性能を充分に発揮する熱交換器、放熱器等が得られる。
また、放熱部の上下の両端部には互いに離間する方向に
直角に延在した脚部が一体的に形成されているので、脚
部が補強材の作用も奏し、ピンフイン型熱交換器ユニッ
トの強度は大きい。強度が大きいので、脚部を利用して
冷媒チューブ、放熱用のベース等を取り付けるとき、ピ
ンフイン型熱交換器ユニットが変形するようなこともな
い。請求項２、あるいは３記載の発明は、所定長さの帯
状の放熱部を、該放熱部の上下の両端部から直角に互い
に離間する方向に延在した脚部と一体的に押し出し成
形、シート材の曲げ加工等により成形し、前記放熱部を
脚部と共に蛇行状に曲げて、前記脚部の先端部を互いに
当接させるので、コスト高になるスペーサ等を使用する
ことなく、正確なピッチのピンフイン型熱交換器ユニッ
トを安価に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係わるピンフイン型熱交換器ユニッ
トの素材の実施例を示す斜視図である。

【図２】 本発明に係わるピンフイン型熱交換器ユニッ
トの実施例を示す斜視図である。

【図３】 本実施例に係わるピンフイン型熱交換器ユニ
ットを放熱器に適用した例を示す斜視図である。

【図４】 本実施例に係わるピンフイン型熱交換器ユニ
ットを熱交換器に適用した例を示す斜視図である。

【符号の説明】

２ 放熱部 ３ 第１
の脚部 ４ 第２の脚部 ７ 第１
の脚部の先端部 ８ 第２の脚部の先端部 １０ ピン
フイン

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピンフイン群が形成されている放熱部
   が、前記ピンフイン群が略平行になるように所定のピッ
   チに配置され、該放熱部の上部あるいは上下部に熱媒体
   が流れるチューブ、ピートパイプの凝縮部、被冷却体を
   取り付けるためのベース等が取り付けられるようになっ
   ている熱交換器ユニットであって、 該熱交換器ユニットは、前記放熱部の上下端部から直角
   に互いに離間する方向に延在している所定幅の脚部を一
   体的に備え、該脚部の先端部が互いに当接されて、前記
   放熱部が所定のピッチになっいることを特徴とするピン
   フイン型熱交換器ユニット。
2. 【請求項２】 所定長さの帯状の放熱部を、該放熱部の
   上下の両端部から直角に互いに離間する方向に延在した
   脚部と一体的に押し出し成形、シート材の曲げ加工等に
   より成形する素材加工工程と、 前記素材加工工程で得られた放熱部に長さ方向に対して
   横切る方向にピンフイン群を打ち抜き加工等により形成
   するピンフイン形成工程と、 前記ピンフイン形成工程でピンフイン群が形成された放
   熱部を、脚部と共に蛇行状に曲げて、前記脚部の先端部
   を互いに当接させる曲げ加工工程とからなる、ピンフイ
   ン型熱交換器ユニットの製造方法。
3. 【請求項３】 所定長さの帯状のシート材の幅方向の略
   中央部に、長さ方向に対して横切る方向にピンフイン群
   を打ち抜き加工等により形成して放熱部を形成する放熱
   部形成工程と、 前記放熱部形成工程で得られた放熱部の上下の両端部に
   互いに離間する方向に直角に延在した脚部を曲げ加工等
   により成形する脚部形成工程と、 前記放熱部形成工程でピンフイン群が形成された放熱部
   を、前記脚部形成工程で得られた脚部と共に蛇行状に曲
   げて、前記脚部の先端部を互いに当接させる曲げ加工工
   程とからなる、ピンフイン型熱交換器ユニットの製造方
   法。