JP2003294383A - 熱交換器用フィンおよび熱交換器用フィン製造装置 - Google Patents
熱交換器用フィンおよび熱交換器用フィン製造装置Info
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Abstract
ィン全体が湾曲するのを矯正する熱交換器用フィンとそ
の製造装置を提供する。 【解決手段】 帯状薄板11を屈曲部12と平坦部13
とを交互に形成して連続する略波形形状とし、各平坦部
13に帯状薄板11の長さ方向Yに沿って所定間隔Pご
とに切り起こした複数のルーバー14、15を帯状薄板
11の幅方向Xに並設した熱交換器用フィン10に、屈
曲部12を介して設けられるルーバー14とルーバー1
5は幅方向Xについて異なる位置に設けられている。
Description
フィンに関し、とりわけ、帯状薄板によって屈曲部とル
ーバーが形成される平坦部とが交互に連続して波形形状
に形成される熱交換器用フィンおよびこの熱交換器用フ
ィンを形成する熱交換器用フィン製造装置に関する。
および空調装置に用いられるヒータコア、コンデンサ、
エバポレータ等の熱交換器は、それらに設けられたフィ
ンを介して冷媒、冷却水、空気などとの間で効率良く熱
交換するようになっている。
トカッター(不図示)を用いて帯状薄板2を屈曲部1a
と平坦部1bとが交互に連続される波形形状に形成し、
各平坦部1bに帯状薄板2の長さ方向Yに沿って切り起
こした複数のルーバー3を、帯状薄板2の幅方向Xに並
設した熱交換器用フィンとして構成するようになってい
る。
3を切り起こした場合、図13に示すように屈曲部1a
には切り込み内側端部3aより切り込み外側端部3bの
歪み量が大きくなり、この歪み量が熱交換器用フィン1
の長さ方向に蓄積されることにより、図14に示すよう
に熱交換器用フィン1は屈曲部1aに頂部捻れが発生し
て、全体的に湾曲して丸まってしまう。
熱交換器への組付けが不可能となってしまうため、従来
では図12に示したように各平坦部1bに形成される複
数のルーバー3が、帯状薄板2の幅方向Xでその切り起
こし方向が対称となるようにグループA、B分けし、グ
ループAのルーバー3を手前側に開口し、グループBの
ルーバー3を向こう側に開口することにより、切り起こ
しによる歪み量を幅方向Xで均等化して熱交換器用フィ
ン1の直状性を保つようになっている。
平坦部1bでルーバー3の切り起こし方向、つまり開口
方向が異なると、熱交換器用フィン1を通過する空気の
流れは蛇行することになって抵抗が大きくなり、ひいて
は空気の通過量が低減して熱交換率が低下してしまう。
て、ルーバーの切り起こし方向にかかわりなくフィン全
体が湾曲するのを防止するようにした熱交換器用フィン
および熱交換器用フィン製造装置を提供することを目的
とする。
は、帯状薄板を屈曲部と平坦部とを交互に形成して連続
する略波形形状とし、各平坦部に帯状薄板の長さ方向に
沿って所定間隔ごとに切り起こした複数のルーバーを帯
状薄板の幅方向に並設した熱交換器用フィンにおいて、
屈曲部を介して設けられるルーバーとルーバーは、幅方
向について異なる位置に設けられていることを特徴とす
る。
載の熱交換器用フィンにおいて、前記ルーバーは幅方向
について略1/2異なることを特徴とする。
載の熱交換器用フィンにおいて、前記屈曲部を外周側か
ら内周側に向かって湾曲させて、幅方向に沿って延びる
略U字形状に成形したことを特徴とする。
載の熱交換器用フィンにおいて、帯状薄板の長さ方向に
沿った屈曲部の距離(L0)と屈曲部の撓み量(H0)
との間に式(1)の関係が成立することを特徴とする。
は、請求項2に記載の熱交換器用フィンにおいて、前記
ルーバーを切り起こす際に、前記屈曲部に発生する歪み
応力が強く作用する部位に、波形形状の内周面から外周
面に向かって突出するエンボスを設けたことを特徴とす
る。
は、請求項2に記載の熱交換器用フィン(10)におい
て、前記ルーバーを切り起こす際に、前記屈曲部に発生
する歪み応力が強く作用する部位に、波形形状の外周面
から内周面に向かって凹設されたエンボスを設けたこと
を特徴とする。
設した各歯部の頂部および底部によって、帯状薄板に所
定間隔をもって屈曲部を連続して形成するとともに、前
記歯部の側面に形成した複数の切り起こし刃によって前
記帯状薄板の平坦部に帯状薄板の長さ方向に延び、か
つ、帯状薄板の幅方向に並設される複数のルーバーを切
り起こして波形形状の熱交換器用フィンを形成する熱交
換器用フィン製造装置において、前記歯部の頂部および
底部に、フィンの湾曲を矯正する歪み調整部を屈曲部に
形成するための屈曲部形成手段をコルゲートカッターに
設けたことを特徴とする。
板の幅方向の一端から1つめのルーバーまでの距離が異
なることで、ルーバーを切り起こす際に屈曲部に発生す
る捻転モーメントが分散されるので、屈曲部に発生する
歪み量を低減することができる。
の長さ方向に湾曲するのを矯正して直状性を確保するこ
とができる。
なく熱交換器に簡単かつ精度良い組付けを行って量産化
が可能となる。
の効果に加えて、帯状薄板の幅方向の一端から1つめの
ルーバーまでの距離がルーバーを配設する間隔の略1/
2分異なることで、ルーバーを切り起こす際に屈曲部に
発生する捻転モーメントが均等に分散されるので、屈曲
部に発生する歪み量を小さくすることができる。
と請求項2の発明の効果に加えて、屈曲部の外周側から
内周側に向かって突出された円弧状の歪み調整部によっ
て、屈曲部の機械的強度が向上するので、ルーバーを切
り起こす際に発生する捻転モーメントによって生じる屈
曲部の歪み量を軽減することができる。
方向に湾曲するのを矯正して直状性をさらに改善するこ
とができる。
なく熱交換器に簡単かつ精度良い組付けを行って量産化
が可能となる。
の発明の効果に加えて、屈曲部が十分な機械的強度を備
えるために必要となる屈曲部の長さが明確になるため、
歪み調整部を形成することによる製造コストの増大を防
止することができる。
と請求項2の発明の効果に加えて、各ルーバーを切り起
こす際に発生する歪み応力が強く作用する部位に凸状の
エンボスが配設されることにより、歪み応力に対する屈
曲部の機械的強度が改善され、歪み変形の発生を防止す
ることができる。
と請求項2の発明の効果に加えて、各ルーバーを切り起
こす際に発生する歪み応力が強く作用する部位に凹状の
エンボスが配設されることにより、歪み応力に対する屈
曲部の機械的強度が改善され、歪み変形の発生を防止す
ることができる。
トカッターを回転して熱交換器用フィンを形成する際
に、放射状に突設した歯部の頂部および底部に歪み調整
部形成部が形成されているため、頂部および底部によっ
て帯状薄板に屈曲部が形成されると同時に、その屈曲部
にフィンの湾曲を矯正する歪み調整部が形成されるの
で、フィンの湾曲を矯正する工程をコルゲート成形工程
と同一工程で達成することができ、熱交換器用フィンの
生産性を向上することができる。
で従来の製造装置に対応させることができるので、製造
コストの増大を防止することができる。
面を参照して詳細に説明する。
交換器用フィンおよび熱交換器用フィンを形成する製造
装置の第1実施形態を示し、図1は熱交換器用フィンの
一部を示す斜視図、図2は図1中A−A線に沿った拡大
断面図、図3は熱交換器用フィンの要部展開図、図4は
図3中B部の拡大図、図5は屈曲部長さと撓み量、およ
びずれ量の説明図、図6は屈曲部と撓み量との関係を示
した図、図7は熱交換器用フィンの成形工程を示す概略
図、図8はコルゲートカッターを示す斜視図である。
ー21、21aで成形され、ピッチ調整ロール22、2
2aを通過する前のフィン形状として示されている。
換器用フィン10は、アルミニウムを材質とする帯状薄
板11を屈曲部12と平坦部13とを交互に形成して連
続する波形形状に成形され、各平坦部13、13…に帯
状薄板11の長さ方向Yに沿って切り起こした複数のル
ーバー14、14…および15、15…を帯状薄板11
の幅方向Xに並設して形成される。
12aから内周側12bに向かって突出するように湾曲
され、幅方向に沿って延びる略U字形状に成形された歪
み調整部12cとなっている。
を挟んで対向する平坦部13、13の一方に形成される
ルーバー14、14…の切り起こし方向と、他方に形成
されるルーバー15、15…の切り起こし方向とが相互
に逆方向に形成されている。
ン10の展開図が示されており、さらに屈曲部12周辺
を拡大したものが図4(a)に示されている。
では、ルーバー14とルーバー15は、ルーバー幅Lが
同一寸法で各切り起こし部14a、15aが1/2間隔
だけずれているとともに、等間隔に配設されている。
いる屈曲部12周辺の拡大図が示されており、ルーバー
14′とルーバー15′は、各切り起こし部14a′、
15a′が一致するように等間隔に配設されている。
方法でルーバー14′、15′を切り起こした場合、ル
ーバー14′の切り起こし部14a′の延長線上にルー
バー15′の切り起こし部15a′が形成されているの
で、同一直線状で逆向きに捻転モーメントが屈曲部12
にかかるため、歪み応力が集中し、屈曲部12の機械的
強度が足りずに歪み変形を起こしていた。
消するため、帯状薄板11の幅方向Xの一端11aから
1つめのルーバー14、15までの距離D1、D2が略
1/2間隔分だけ異なるように設けられており、図4
(a)に示されるように、ルーバー14とルーバー15
は1/2間隔ずつずれて配設されている。
に発生する捻転モーメントと、ルーバー15を切り起こ
す際に発生する捻転モーメントとが等間隔に屈曲部12
に発生するため、各捻転モーメントによる互いの影響が
小さくなる。このことから、切り起こし部14a、15
aに発生する歪み応力が分散されて、屈曲部12に歪み
変形が発生することを防止している。
12aから内周側12bに向かって突出するように湾曲
され、幅方向に沿って延びる略U字形状に成形された歪
み調整部12cとなっている。
部12が長さL0に対して撓み量H0が、式(1)の関
係を満足するように断面略U字形状に加工され、屈曲部
12の機械的強度が改善されているので、捻転モーメン
トによる歪み変形の発生をより一層防止している。
に、長さY方向に延びる屈曲部12の長さL0と、熱交
換器用フィン10を外周側12aから内周側12bに向
かって円弧状に突出させた際の屈曲部12の撓み量H0
の関係を示している。
され、撓み率は撓み量H0と屈曲部12の長さL0との
比で、ずれ量は図5(a)に示されるように、波形形状
に成形された熱交換器用フィン10の平坦部13、13
の一端側11aで計測したずれである。
越えたところから屈曲部12の機械的強度が改善され、
ずれ量が低減される。このことから式(1)の関係を導
き出すことができる。
成形後、コルゲートフィン10のフィンピッチを調整す
ると、加工の程度により異なるが、歪み調整部12cは
平坦な面や凹形状が逆向きになることもある。
20について説明する。熱交換器用フィン10は、図7
に示される製造工程を経て形成される。
は、この厚さ方向の両側に配置される1対のコルゲート
カッター21、21a間に通されて、屈曲部12、12
…の形成と平坦部13、13…へのルーバー14、14
…および15、15…の形成とが同時に行われ、波形形
状に成形される。
は、装置内を送られながらピッチ調整ロール22、22
aの抵抗によって長さ方向に縮められて、隣接する屈曲
部12、12…間のピッチを整えられる。
は、切断刃23で所定長さに切断されて、組み込もうと
する熱交換器の寸法に合わせた一定長さの熱交換器用フ
ィン10に加工されるようになっている。
は一方が雄型、他方が雌型として互いに噛み合う構造と
なっており、図8に一方のコルゲートカッター21aを
模した図例にとって示す。
1)は、複数の歯部30、30…が放射状に突設される
形を成し、放射状に突設した各歯部30、30…の頂部
31および底部31aによって、図1に示したように帯
状薄板11に所定間隔をもって屈曲部12と歪み調整部
12cを連続して形成するとともに、各歯部30、30
…の側面32に形成した複数の切り起こし刃33、33
…および33a、33a…によって各平坦部13、13
…にルーバー14、14…および15、15…を切り起
こすようになっている。
び33a、33a…の形成方向は、頂部31(または底
部31a)を境として両側に位置する側面32、32
で、コルゲートカッター21aの厚さT方向に対して互
いに逆方向に形成される。
と対を成すコルゲートカッター21とは対応する形状に
形成され、これら両コルゲートカッター21、21aの
うち一方の頂部31が他方の底部31aに噛合し、か
つ、一方の切り起こし刃33、33aが他方の切り起こ
し刃33、33aに咬み合ってルーバー14、15を切
り起こし成形できるようになっている。
の端面30aから1つめの各切り起こし刃33、33a
間での距離が、ルーバー14、15を配設する間隔の1
/2分異なっている。
ートカッター21、21aの厚さ方向Tに延びる円弧状
の凹溝35が形成されている。そして、この凹溝35と
咬合するように、歯部30の底部31aには、突部36
がコルゲートカッター21、21aの厚さ方向Tに延び
ている。
0に歪み調整部12cを設けることができる。
から1つめのルーバーまでの距離がルーバーを配設する
間隔の略1/2分異なり、その他のルーバーも1/2分
異なるので、ルーバーを切り起こす際に屈曲部に発生す
る捻転モーメントが均等に分散されるので、屈曲部に発
生する歪み量を小さくすることができる。
方向に湾曲するのを矯正して直状性を確保することがで
きる。したがって、組付け機に余分な工夫を施すことな
く熱交換器に簡単かつ精度良い組付けを行って量産化が
可能となる。
された円弧状の歪み調整部によって、屈曲部の機械的強
度が向上するので、ルーバーを切り起こす際に発生する
捻転モーメントによって生じる屈曲部の歪み量を軽減す
ることができる。
方向に湾曲するのを矯正して直状性をさらに改善するこ
とができる。したがって、組付け機に余分な工夫を施す
ことなく熱交換器に簡単かつ精度良い組付けを行って量
産化が可能となる。
必要となる屈曲部の長さが明確になるため、歪み調整部
を形成することによる製造コストの増大を防止すること
ができる。
フィンを形成する際に、放射状に突設した歯部の頂部お
よび底部に歪み調整部形成部が形成されているため、頂
部および底部によって帯状薄板に屈曲部が形成されると
同時に、その屈曲部にフィンの湾曲を矯正する歪み調整
部が形成されるので、フィンの湾曲を防止する工程をコ
ルゲート成形工程と同一工程で達成することができ、熱
交換器用フィンの生産性を向上することができる。
で従来の製造装置に対応させることができるので、製造
コストの増大を防止することができる。
側12aから内周側12bに向かって円弧状に突設さ
れ、断面が略U字形状を備えた歪み調整部が設けられて
いるが、断面が略M字形状、略台形形状など、屈曲部1
2の機械的強度を向上させる断面形状を設けることで同
様の効果を得ることができる。
熱交換器用フィンおよび熱交換器用フィンを形成するコ
ルゲートカッターの第2実施形態を示し、図9は熱交換
器用フィンの一部を示す斜視図、図10はコルゲートカ
ッターを示す斜視図である。
交換器用フィン10は、第1実施形態と同様に、アルミ
ニウムを材質とする帯状薄板11を屈曲部12と平坦部
13とを交互に形成して連続する波形形状として構成
し、対向する各平坦部13、13…に帯状薄板11の長
さ方向Yに沿って切り起こした複数のルーバー14、1
4…および15、15…を帯状薄板11の幅方向Xに並
設して形成される。
4とルーバー15は1/2ピッチずつずれて配設されて
いる。
第1実施形態では、屈曲部12に断面略U字形状の円弧
状の歪み調整部を具備していたが、本実施形態では、平
面状の屈曲部12に内面側12bから外面側12aに向
かって突設されたエンボス101が複数具備されている
点である。
を切り起こす際に発生する捻転モーメントが屈曲部12
に強く作用する部位に配設されている。これにより、歪
み応力に対する屈曲部12の機械的強度を向上し、歪み
変形の発生を防止している。
0について説明する。本実施形態の熱交換器用フィン1
0は、第1実施形態と同様に、図7に示される製造工程
を経て形成される。
第1実施形態の製造装置では、図8に示されるようなコ
ルゲートカッター21′、21a′を使用して熱交換機
用フィンを成形していたが、本実施形態では、図10に
模した図として示されるようなコルゲートカッター2
1′、21a′を使用して熱交換機用フィン10を成形
している点である。
ー21′、21a′は一方が雄型、他方が雌型として互
いに噛み合う構造となっている。
複数の歯部30、30…が放射状に突設され、この放射
状に突設した各歯部30、30…の頂部31および底部
31aによって、図9に示されるように、帯状薄板11
に所定間隔をもって屈曲部12を連続して形成するとと
もに、各歯部30、30…の側面32に形成した複数の
切り起こし刃33、33…および33a、33a…によ
って各平坦部13、13…にルーバー14、14…およ
び15、15…を切り起こすようになっている。
び33a、33a…の形成方向は、頂部31(または底
部31a)を境として両側に位置する側面32、32
で、コルゲートカッター21aの厚さT方向に対して互
いに逆方向に形成される。
れと対を成すコルゲートカッター21′とは略同様の形
状に形成され、これら両コルゲートカッター21′、2
1a′のうち一方の頂部31が他方の底部31aに噛合
し、かつ、一方の切り起こし刃33、33aが他方の切
り起こし刃33、33aに咬み合ってルーバー14、1
5を切り起こし成形できるようになっている。
a′の端面30aから1つめの各切り起こし刃33、3
3a間での距離が、ルーバーを配設する間隔の1/2分
異なっている。
トカッター21′、21a′の頂部31に凸部101
と、底部31aに凹部102とが具備されている。
ー21′、21a′の一方の凸部101と他方の凹部1
02との間に帯状薄板11が挟圧されることにより、屈
曲部12の成形と同時にエンボス101が成形されるよ
うになっている。
ンの製造装置の別態様として、コルゲートカッター2
1′、21a′の代わりにプレス型40を使用しても良
い。
から1つめのルーバーまでの距離がルーバーを配設する
間隔の略1/2分異なることで、ルーバーを切り起こす
際に屈曲部に発生する捻転モーメントが均等に分散され
るので、屈曲部に発生する歪み量を小さくすることがで
きる。
方向に湾曲するのを矯正して直状性を確保することがで
きる。したがって、組付け機に余分な工夫を施すことな
く熱交換器に簡単かつ精度良い組付けを行って量産化が
可能となる。
応力が強く作用する部位に凸状のエンボスが配設される
ことにより、歪み応力に対する屈曲部の機械的強度が改
善され、歪み変形の発生を防止することができる。
方向に湾曲するのを矯正して直状性をさらに改善するこ
とができる。したがって、組付け機に余分な工夫を施す
ことなく熱交換器に簡単かつ精度良い組付けを行って量
産化が可能となる。
フィンを形成する際に、放射状に突設した歯部の頂部お
よび底部に歪み調整部が形成されているため、頂部およ
び底部によって帯状薄板に屈曲部が形成されると同時
に、その屈曲部にフィンの湾曲を矯正する歪み調整部が
形成されるので、フィンの湾曲を防止する工程をコルゲ
ート成形工程と同一工程で達成することができ、熱交換
器用フィンの生産性を向上することができる。
で従来の製造装置に対応させることができるので、製造
コストの増大を防止することができる。
側12bから外周側12aに向かって突出するようにエ
ンボス101が設けられているが、屈曲部12の外周側
12aから内周側12bに向かって突出するようにエン
ボスを設けても同様の効果を得ることができる。
する際に、放射状に突設した歯部の頂部および底部に歪
み調整部形成部が形成されているため、頂部および底部
によって帯状薄板に屈曲部が形成されると同時に、その
屈曲部にフィンの湾曲を矯正する歪み調整部が形成され
るので、フィンの湾曲を防止する工程をプレス成形工程
と同一工程で達成することができ、熱交換器用フィンの
生産性を向上することができる。
造装置に対応させることができるので、製造コストの増
大を防止することができる。
とって説明したが、これら各実施形態に限ることなく、
本発明の要旨を逸脱しない範囲内で各種実施形態を採る
ことができる。
ンの一部を示す斜視図。
ンの要部展開図。
は、屈曲部長さと撓み量の定義を示す要部断面図。
ンの成形工程を示す概略図。
ターを示す斜視図。
ンの一部を示す斜視図。
ッターを示す斜視図。
図。
視図。
Claims (7)
- 【請求項1】 帯状薄板(11)を屈曲部(12)と平
坦部(13)とを交互に形成して連続する略波形形状と
し、各平坦部(13)に帯状薄板(11)の長さ方向
(Y)に沿って所定間隔(P)ごとに切り起こした複数
のルーバー(14、15)を帯状薄板(11)の幅方向
(X)に並設した熱交換器用フィン(10)において、 屈曲部(12)を介して設けられるルーバー(14)と
ルーバー(15)は、幅方向(X)について異なる位置
に設けられていることを特徴とする熱交換器用フィン。 - 【請求項2】 請求項1に記載の熱交換器用フィン(1
0)において、前記ルーバー(14、15)は幅方向
(X)について略1/2異なることを特徴とする熱交換
器用フィン。 - 【請求項3】 請求項2に記載の熱交換器用フィン(1
0)において、 前記屈曲部(12)を外周側から内周側に向かって湾曲
させて、幅方向に沿って延びる略U字形状に成形したこ
とを特徴とする熱交換器用フィン。 - 【請求項4】 請求項3に記載の熱交換器用フィン(1
0)において、 略U字形状の形成部は、帯状薄板(11)の長さ方向
(Y)に沿った屈曲部(12)の距離(L0)と屈曲部
(12)の撓み量(H0)との間に式(1)の関係が成
立することを特徴とする熱交換器用フィン。 H0>L0/10 ・・・ (1) - 【請求項5】 請求項1または、請求項2に記載の熱交
換器用フィン(10)において、 前記ルーバー(14、15)を切り起こす際に、前記屈
曲部(12)に発生する歪み応力が強く作用する部位
に、波形形状の屈曲部内周面から外周面に向かって突出
するエンボスを設けたことを特徴とする熱交換器用フィ
ン。 - 【請求項6】 請求項1または、請求項2に記載の熱交
換器用フィン(10)において、 前記ルーバー(14、15)を切り起こす際に、前記屈
曲部(12)に発生する歪み応力が強く作用する部位
に、波形形状の屈曲部外周面から内周面に向かって突設
するエンボスを設けたことを特徴とする熱交換器用フィ
ン。 - 【請求項7】 放射状に突設した各歯部(30)の頂部
(31)および底部(31a)によって、帯状薄板(1
1)に所定間隔をもって屈曲部(12)を連続して形成
するとともに、前記歯部(30)の側面に形成した複数
の切り起こし刃(33、33a)によって前記帯状薄板
(11)の平坦部(13)に帯状薄板(11)の長さ方
向(Y)に延び、かつ、帯状薄板(11)の幅方向
(X)に並設される複数のルーバー(14、15)を切
り起こして波形形状の熱交換器用フィン(10)を形成
する熱交換器用フィン製造装置(20)において、 前記歯部(30)の頂部(31)および底部(31a)
に、フィンの湾曲を矯正する歪み調整部(101、10
2)を屈曲部(12)に形成するための屈曲部形成手段
をコルゲートカッター(21、21a)に設けたことを
特徴とする熱交換器用フィン製造装置。
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JP2002097736A JP4098547B2 (ja) | 2002-03-29 | 2002-03-29 | 熱交換器用フィンおよび熱交換器用フィン製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2002097736A JP4098547B2 (ja) | 2002-03-29 | 2002-03-29 | 熱交換器用フィンおよび熱交換器用フィン製造装置 |
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