JP2005016850A

JP2005016850A - 熱交換器用フィンの製造方法

Info

Publication number: JP2005016850A
Application number: JP2003183209A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Yoshida; 宏行吉田
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2003-06-26
Filing date: 2003-06-26
Publication date: 2005-01-20

Abstract

【課題】高精度のピアス型を使用することなく、しかも、流通抵抗が低い熱交換器用フィンの製造方法を提供する。
【解決手段】フィン材２のヘッダ穴４の予定位置に、波形成形後に所望形状となる形状の長穴３を形成し、次に、フィン材２に波形加工を施すことにより熱交換器用フィン１Ａを作成する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体流通室内に配置される熱交換器用フィンの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば熱交換器は、積層された複数のチューブシートを有し、隣接するチューブシート間に流体流通室がそれぞれ形成される。各流体流通室は出入口となる２箇所のヘッダ室とこれらヘッダ室間を連通する熱交換室とから構成され、隣接する各ヘッダ室間は連通孔を介して連通される。
【０００３】
上記構成において、入口パイプより一方のヘッダ室に流体が流入され、この流入された流体が各ヘッダ室より各熱交換室に分流し、分流後に他方のヘッダ室に集合し、その後に出口パイプより流出される。そして、各流体流通室には熱交換を促進させるために熱交換器用フィンが配置されるものがある。
【０００４】
この熱交換器用フィンは、熱交換作用の促進及び内圧からの耐久性向上のためには、流体流通室の熱交換室のみならずヘッダ室にもできるだけ配置する方が望ましい。一方、熱交換器用フィンが流体流通室の連通孔を塞ぐと流体の均等な分流ができない。以上のような観点より、熱交換器用フィンとしては、その全体形状を流体流通室とほぼ同寸法に設定し、且つ、ヘッダ室の連通孔を塞がないためのヘッダ穴を形成した形状が機能的に優れている。
【０００５】
次に、このような熱交換器用フィンの製造方法を説明する。図１１に示すように、所定寸法のフラットなフィン材５０を作成し、このフィン材５０に波形加工を施して図１２に示す波形フィン材５１を作成する。次に、図１３に示すように、波形フィン材５１にピアス型５２でプレス加工を行い、波形フィン材５１にヘッダ穴５３を形成する。以上により、図１４に示す熱交換器用フィン５４を作成する。
【０００６】
このようにヘッダ穴５３を有する熱交換器用フィン５４としては、特許文献１に記載がある。
【０００７】
【特許文献１】
特開平７−２８６７８７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
熱交換器用フィン５４をアルミ等の軟らかい材料で作成する場合には、ヘッダ穴５３の切断エッジが綺麗に形成される可能性が高いが、ステンレス等の硬い材料で作成する場合にはヘッダ穴５３の切断エッジが潰れる可能性が高い。ヘッダ穴５３の切断エッジが潰れていると、波形通路の流通抵抗が大きくなり、熱交換性能の低下を招く。特に、オイル等の高粘性流体を流す熱交換器では大きな問題となる。
【０００９】
ここで、図１５に示すように、ピアス型として波形フィンの形状に沿った高精度なピアス型５５を使用すれば、切断エッジを綺麗に形成できるが、型費用が増加すると共に、位置合わせの必要性が生じることによる生産性の低下が懸念される。又、図１２に示すような単純な波形形状であれば対応するピアス型を作成できるが、オフセット波形のような複雑な波形形状の場合には対応するピアス型を作成するのに非常な困難を伴うことになる。
【００１０】
そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、高精度のピアス型を使用することなく、しかも、流通抵抗が低い熱交換器用フィンの製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、フィン材のヘッダ穴の予定位置に、波形成形後に所望形状となる形状の穴を形成し、次に、前記フィン材に波形加工を施すことを特徴とする熱交換器用フィンの製造方法である。
【００１２】
請求項２の発明は、フィン材のヘッダ穴の予定位置を囲む両側位置で、且つ、波形成形方向に沿ってスリットをそれぞれ形成し、次に、前記フィン材に波形加工を施し、次に、前記フィン材の２本の前記スリットで囲まれた箇所を平坦に潰し、次に、前記フィン材の平坦に潰した箇所にヘッダ用穴を形成することを特徴とする熱交換器用フィンの製造方法である。
【００１３】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、フィン材に波形成形前に穴を形成するため、高精度のピアス型でなくても切断エッジの綺麗な穴が形成できる。そして、穴を形成したフィン材に波形形状の加工を施すが、この波形加工の際には穴の切断エッジにのみ特別な剪断応力が作用することがないため、切断エッジが潰されることがない。以上より、高精度のピアス型を使用することなく、しかも、流通抵抗が低い熱交換器用フィンを作成できる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、波形形状の加工を施したフィン材に対しスリットで囲まれた箇所を平坦に潰すと、スリットより外側には潰し力が伝達されないためにスリットで囲まれた箇所のみが潰れて平坦になる。そして、平坦になった箇所にヘッダ穴を形成するため、高精度のピアス型でなくても切断エッジの綺麗なヘッダ穴を形成できる。以上より、高精度のピアス型を使用することなく、しかも、流通抵抗が低い熱交換器用フィンを作成できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１は本発明の第１実施形態を示し、図１（ａ）は長穴３を形成したフィン材２の斜視図、図１（ｂ）は熱交換器用フィン１Ａの斜視図である。
【００１７】
熱交換器用フィン１Ａの製造方法を順に説明する。図１（ａ）に示すように、所定寸法のフラットなフィン材２に対し、ヘッダ穴４（図１（ｂ）に示す）の予定位置に波形成形後に所望形状となる形状の長穴３を形成する。この第１実施形態では、所望形状が真円であるため、波形成形方向Ａに長い長円３を形成する。
【００１８】
次に、図１（ｂ）に示すように、フィン材２に単純波形成形の加工を施せば完了する。この波形加工によって長穴３がほぼ真円のヘッダ穴４に加工される。
【００１９】
上記熱交換器用フィン１Ａでは、フィン材２に波形成形前に長穴３を形成するため、高精度のピアス型でなくても切断エッジの綺麗な長穴３が形成できる。そして、長穴３を形成したフィン材２に波形形状の加工を施すが、この波形加工の際には長穴３の切断エッジにのみ特別な剪断応力が作用することがないため、切断エッジが潰されることがない。以上より、高精度のピアス型を使用することなく、しかも、流通抵抗が低い熱交換器用フィン１Ａを作成できる。
【００２０】
尚、第１実施形態では、波形形状の山と谷が交互に繰り返され、波形成形方向Ａの直交方向に沿ってオフセットしない単純波形の場合を示したが、波形形状の形態（例えば下記する第２実施形態のオフセット波形、つまり、波形形状の山と谷が交互に繰り返され、波形成形方向Ａの直交方向に沿ってオフセットしている波形）を問わず製造できる。
【００２１】
図２〜図６は本発明の第２実施形態を示し、図２はスリット６を形成したフィン材５の斜視図、図３はオフセット波形成形をしたフィン材５の斜視図、図４はスリット６の内側箇所を潰して平坦にしたフィン材５の一部斜視図、図５はフィン材５にピアス型８で穴開けする状態を示す側面図、図６はヘッダ穴９を形成したフィン材５の一部斜視図である。
【００２２】
熱交換器用フィン１Ｂの製造方法を順に説明する。図２に示すように、所定寸法のフラットなフィン材５に対し、ヘッダ穴９の予定位置を囲む両側位置で、且つ、波形成形方向Ａに沿って平行にスリット６をそれぞれ形成する。
【００２３】
次に、図３に示すように、フィン材５にオフセット波形の波形加工を施す。オフセット波形はスリット６の内外位置にかかわらず全域に形成される。
【００２４】
次に、図４に示すように、フィン材５の２本のスリット６で囲まれた箇所を平坦に潰して平坦部７を作成する。
【００２５】
次に、図５に示すように、フィン材５の平坦部７にピアス型８でヘッダ用穴９を形成する。すると、図６に示すようなオフセット波形の熱交換器用フィン１Ｂを作成できる。
【００２６】
以上、上記熱交換器用フィン１Ｂでは、波形形状の加工を施したフィン材５に対しスリット６で囲まれた箇所を平坦に潰すと、スリット６より外側には潰し力が伝達されないために２本のスリット６で囲まれた箇所のみが潰れて平坦になる。そして、平坦部７にヘッダ穴９を形成するため、高精度のピアス型８でなくても切断エッジの綺麗なヘッダ穴９を形成できる。以上より、高精度のピアス型を使用することなく、しかも、流通抵抗が低い熱交換器用フィン１Ｂを作成できる。
【００２７】
図７は第２実施形態の第１変形例を示し、熱交換器用フィン１Ｂａの一部斜視図である。
【００２８】
この第１変形例は、図７に示すように、フィン材に単純波形成形を施したものであり、波形成形以外の他の製造手順は全て第２実施形態と同じである。図７の同一構成箇所には同一符号を付してその説明を省略する。
【００２９】
この第１変形例によれば、図７に示すように単純波形の熱交換器用フィン１Ｂａを作成できる。
【００３０】
尚、第２実施形態及び第１変形例では、波形形状が単純波形及びオフセット波形の場合を示したが、波形形状の形態を問わず製造できる。
【００３１】
図８は第２実施形態の第２変形例を示し、スリット６，１０を形成したフィン材５の一部斜視図である。
【００３２】
第２変形例では、図８に示すように、ヘッダ穴の予定位置を囲む両側位置にスリット６がそれぞれ形成されていると共に、２本のスリット６の中間位置にも中間スリット１０が形成されている。しかも、同一直線上に配置されるスリット６，１０は分割して設けられている。スリット形成以外の他の製造手順は、上記第２実施形態と全て同じである。
【００３３】
この第２変形例によれば、押し潰す箇所を細かく分割できるため、弱い押し潰し力で容易に平坦にできるという利点がある。又、スリット６，１０が分割されているため、熱交換器用フィンの構造体としての強度低下を小さく抑えることができる。従って、熱交換器用フィンを使用したチューブシートにおいて、内圧に対する耐久性の低下を極力防止できる。
【００３４】
なお、図８に示す第２変形例では、２本のスリット６を形成した例を示したが、このスリット６は３本以上でも良い。
【００３５】
図９及び図１０は第２実施形態の第３変形例を示し、図９はスリット６を形成したフィン材５の一部斜視図、図１０は熱交換器用フィン１Ｂｃとチューブシート１２の一部斜視図である。
【００３６】
この第３変形例では、図９に示すように、ヘッダ穴９の予定位置を囲む両側位置にスリット６がそれぞれ形成され、且つ、この２本のスリット６が他端の近傍まで延設されている。従って、２本のスリット６内に形成される平坦部７は、図１０に示すように、ヘッダ穴９とは反端側の他端側の近傍にまで延設される。
【００３７】
なお、図９に示す第３変形例では、１本のスリットを形成した例を示したが、このスリット６は複数に分割されていても良く、分割された各スリット間の距離は、簡単に切断できる程度の距離であれば良い。
【００３８】
この熱交換器用フィン１Ｂｃにあっては、図１０に示すように、チューブシート１２の連通孔１３よりヘッダ室に流入した流体は、図１０にて矢印で示すように、熱交換器用フィン１Ｂｃの平坦部７を通って波形成形方向Ａに流通できるため、熱交換器用フィン１Ｂｃの各波形通路に偏りなく流入される。
【００３９】
つまり、第３変形例では、熱交換器用フィン１Ｂｃの波形成形方向Ａに平坦部７を延設することにより流体を熱交換器用フィン１Ｂｃの波形通路に均等に流すことができ、熱交換性能の向上に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示し、（ａ）は長穴を形成したフィン材の斜視図、（ｂ）は熱交換器用フィンの斜視図である。
【図２】本発明の第２実施形態を示し、スリットを形成したフィン材の斜視図である。
【図３】本発明の第２実施形態を示し、オフセット波形に成形加工したフィン材の斜視図である。
【図４】本発明の第２実施形態を示し、スリットの内側箇所を潰して平坦にしたフィン材の一部斜視図である。
【図５】本発明の第２実施形態を示し、フィン材にピアス型で穴開けする状態を示す側面図である。
【図６】本発明の第２実施形態を示し、ヘッダ穴を形成したフィン材の一部斜視図である。
【図７】本発明の第２実施形態の第１変形例を示し、熱交換器用フィンの一部斜視図である。
【図８】本発明の第２実施形態の第２変形例を示し、スリットを形成したフィン材の一部斜視図である。
【図９】本発明の第２実施形態の第３変形例を示し、スリットを形成したフィン材の一部斜視図である。
【図１０】本発明の第２実施形態の第３変形例を示し、熱交換器用フィンとチューブシートの一部斜視図である。
【図１１】従来例の製造方法をを示し、フィン材の斜視図である。
【図１２】従来例の製造方法を示し、フィン材に波形波形の加工を施した斜視図である。
【図１３】従来例の製造方法を示し、フィン材にピアス型で穴開けする状態を示す側面図である。
【図１４】従来例の製造方法で製作された熱交換器用フィンの斜視図である。
【図１５】高精度な穴開けに使用するピアス型の斜視図である。
【符号の説明】
１Ａ，１Ｂ，１Ｂａ，１Ｂｃ熱交換器用フィン
２フィン材
３長穴（穴）
４ヘッダ穴
５フィン材
６スリット
７平坦部
９ヘッダ穴
Ａ波形成形方向

Claims

フィン材（２）のヘッダ穴（４）の予定位置に、波形成形後に所望形状となる形状の穴（３）を形成し、次に、前記フィン材（２）に波形加工を施すことを特徴とする熱交換器用フィン（１Ａ）の製造方法。
フィン材（５）のヘッダ穴（９）の予定位置を囲む両側位置で、且つ、波形成形方向（Ａ）に沿ってスリット（６）をそれぞれ形成し、次に、前記フィン材（５）に波形加工を施し、次に、前記フィン材（５）の２本の前記スリット（６）で囲まれた箇所を平坦に潰し、次に、前記フィン材（５）の平坦に潰した箇所にヘッダ用穴（９）を形成することを特徴とする熱交換器用フィン（１Ｂ）の製造方法。