JP2008267623A - Manufacturing method of heat exchanger, formation member and heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱部品を加熱または冷却するための熱媒体を循環させる熱媒体管を板状のベース部材の内部に収容した熱交換器の製造方法、形材および熱交換器に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a heat exchanger, a profile, and a heat exchanger in which a heat medium pipe for circulating a heat medium for heating or cooling a heat component is accommodated in a plate-like base member.
例えば、コンピュータの中央演算装置等の熱部品を冷却するための熱交換器は、冷却水などの冷却用熱媒体を循環させる熱媒体管を板状のベース部材の内部に収容して構成されている。熱交換器の軽量化と熱伝導の安定性の観点より、ベース部材をアルミニウムなどの軽量の金属で構成し、熱媒体管を銅などの熱伝導性の高い金属で構成するものが多く利用されている。このような構成の場合、異種金属同士を接合するために、熱媒体管とベース部材をはんだ等で接合する方法や、ベース部材を溶かして熱媒体管を鋳込んで埋め込む等の方法が採用されていた。 For example, a heat exchanger for cooling thermal components such as a central processing unit of a computer is configured by housing a heat medium pipe for circulating a heat medium for cooling such as cooling water inside a plate-like base member. Yes. From the viewpoint of weight reduction of heat exchangers and stability of heat conduction, it is often used that the base member is made of a light metal such as aluminum and the heat medium pipe is made of a metal having high heat conductivity such as copper. ing. In the case of such a configuration, in order to join dissimilar metals, a method of joining the heat medium tube and the base member with solder or the like, a method of melting the base member and casting and embedding the heat medium tube are adopted. It was.
しかしながら、前記のような接合方法では、熱伝導の安定性が十分ではなかった。さらに、量産性が乏しく、熱交換器の小型化が困難であった。 However, the joining method as described above has not been sufficient in heat conduction stability. Furthermore, the mass productivity is poor and it is difficult to reduce the size of the heat exchanger.
そこで、熱伝導の安定性を高めるために、以前より種々のものが提案されており、例えば、特許文献１や特許文献２に示すようなものがあった。 In order to increase the stability of heat conduction, various types have been proposed in the past. For example, there are those shown in Patent Document 1 and Patent Document 2.
特許文献１のコールドプレート（熱交換器）は、ベース部の貫通穴に配管部を挿入した後に、配管部を拡管棒で拡管させて、ベース部に接合させるように構成されており、ベース部と配管部との接触面積が大きくなり、熱伝導性が高められている。 The cold plate (heat exchanger) of Patent Document 1 is configured such that after the piping portion is inserted into the through hole of the base portion, the piping portion is expanded with a tube expansion rod and joined to the base portion. The contact area between the pipe and the pipe is increased, and the thermal conductivity is enhanced.
特許文献２の液冷ヒートシンク（熱交換器）は、接合される２つの独立した押し出し材に、内部に複数の小突起を備えた溝を設け、押し出し材同士の接合時の圧力で、溝に挟まれた液冷流体輸送管の外周表面に前記小突起を押し付けて塑性変形させて接合面積を多くしている。 In the liquid-cooled heat sink (heat exchanger) of Patent Document 2, a groove having a plurality of small protrusions is provided in two independent extruded materials to be joined, and pressure is applied to the grooves by the pressure at the time of joining the extruded materials. The small protrusion is pressed against the outer peripheral surface of the sandwiched liquid-cooled fluid transport pipe to cause plastic deformation, thereby increasing the joining area.
しかしながら、特許文献１の熱交換器では、ベース部に配管部を挿入する工程の事後工程として拡管工程を行わなければならないので、必要な加工工程が多くなってしまい、製造効率が悪く、製造コストの増加を招いてしまうといった問題があった。 However, in the heat exchanger of Patent Document 1, since the tube expansion process must be performed as a post process of the process of inserting the pipe section into the base section, the necessary processing steps are increased, the manufacturing efficiency is poor, and the manufacturing cost is reduced. There was a problem of inviting an increase.
また、特許文献２の液冷ヒートシンク（熱交換器）では、液冷流体輸送管と押し出し材との接合面積を多くでき熱伝導性が高まるものの、溝内部の小突起を塑性変形させるために大きな押圧力を必要とし、製造が困難であった。 Further, in the liquid-cooled heat sink (heat exchanger) of Patent Document 2, although the bonding area between the liquid-cooled fluid transport pipe and the extruded material can be increased and the thermal conductivity is increased, it is large in order to plastically deform small protrusions in the groove. A pressing force was required, and manufacturing was difficult.
そこで、本発明は前記の問題を解決するために案出されたものであって、熱伝導性が高い熱交換器の製造を容易に行うことができる熱交換器の製造方法、形材および熱交換器を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention has been devised to solve the above-described problem, and a heat exchanger manufacturing method, a profile and a heat which can easily manufacture a heat exchanger having high thermal conductivity. It is an object to provide an exchanger.
前記課題を解決するための請求項１に係る発明は、熱部品を加熱または冷却するための熱媒体を循環させる熱媒体管を板状のベース部材の内部に収容した熱交換器の製造方法において、前記熱媒体管を収容するための溝を備えるとともに互いに接合されることで前記ベース部材を構成する複数の形材で、前記熱媒体管を前記ベース部材の厚さ方向両側から挟み込んで固定する際に、前記形材を部分的に押圧することで前記形材を塑性変形させて、前記溝の内表面を前記熱媒体管の表面に押圧させることを特徴とする熱交換器の製造方法である。 The invention according to claim 1 for solving the above-mentioned problem is a method of manufacturing a heat exchanger in which a heat medium pipe for circulating a heat medium for heating or cooling a heat component is accommodated in a plate-like base member. The heat medium pipe is sandwiched and fixed from both sides in the thickness direction of the base member with a plurality of members constituting the base member by being provided with a groove for accommodating the heat medium pipe and being joined to each other. In this case, in the method of manufacturing a heat exchanger, the shape is plastically deformed by partially pressing the shape, and the inner surface of the groove is pressed against the surface of the heat medium pipe. is there.
このような方法によれば、形材を部分的に押圧することで、小さい押圧力で形材が塑性変形して溝の内表面を熱媒体管の表面に押圧させることができ、形材と熱媒体管の接合面積が大きくなり熱伝導性を高めることが可能となる。また、形材を押圧するだけで、溝と熱媒体管の接合面積を大きくすることができ、従来のように熱媒体管を拡管するといった他の工程を行う必要はない。したがって、熱交換器の製造が容易になる。 According to such a method, by partially pressing the shape material, the shape material can be plastically deformed with a small pressing force, and the inner surface of the groove can be pressed against the surface of the heat medium tube. The joining area of the heat medium pipe is increased, and the thermal conductivity can be increased. Further, the bonding area between the groove and the heat medium pipe can be increased only by pressing the shape member, and there is no need to perform other steps such as expanding the heat medium pipe as in the prior art. Therefore, manufacture of a heat exchanger becomes easy.
請求項２に係る発明は、前記形材の、前記ベース部材の厚さ方向から見て前記溝が内側に位置する溝投影部分の外表面を部分的に押圧することで、前記熱媒体管を前記ベース部材の厚さ方向から押圧することを特徴とする請求項１に記載の熱交換器の製造方法である。 According to a second aspect of the present invention, the heat medium tube is formed by partially pressing an outer surface of a groove projection portion where the groove is located on the inner side when viewed from the thickness direction of the base member. 2. The heat exchanger manufacturing method according to claim 1, wherein pressing is performed from the thickness direction of the base member.
このような方法によれば、形材の溝投影部分が塑性変形して、熱媒体管のベース部材の厚さ方向両側で、熱媒体管と形材との接触面積を大きくすることができ、熱伝導性を高めることが可能となる。 According to such a method, the groove projection portion of the profile is plastically deformed, and the contact area between the heat medium tube and the profile can be increased on both sides in the thickness direction of the base member of the heat medium tube. It becomes possible to improve thermal conductivity.
請求項３に係る発明は、前記形材の、前記ベース部材の厚さ方向から見て前記溝が内側に位置する溝投影部分の両側に位置する中実部分の外表面を部分的に押圧することで、前記熱媒体管を前記ベース部材の厚さ方向に直交する幅方向から押圧することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱交換器の製造方法である。 The invention according to claim 3 partially presses the outer surface of the solid portion located on both sides of the groove projection portion where the groove is located on the inner side when viewed from the thickness direction of the base member. Thus, the heat exchanger tube according to claim 1 or 2, wherein the heat medium pipe is pressed from a width direction orthogonal to a thickness direction of the base member.
このような方法によれば、形材の中実部分が溝に向かって斜めおよび側方向から塑性変形して、熱媒体管のベース部材の幅方向両側で、熱媒体管と形材との接触面積を大きくすることができ、熱伝導性を高めることが可能となる。 According to such a method, the solid part of the profile is plastically deformed obliquely and laterally toward the groove, and the heat medium tube and the profile are contacted on both sides in the width direction of the base member of the heat medium tube. The area can be increased and the thermal conductivity can be increased.
請求項４に係る発明は、前記形材の外表面の所定位置に突条を形成しておき、この突条を押圧することで、前記形材の外表面を部分的に押圧することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の熱交換器の製造方法である。 The invention according to claim 4 is characterized in that a protrusion is formed at a predetermined position on the outer surface of the profile, and the outer surface of the profile is partially pressed by pressing the protrusion. It is a manufacturing method of the heat exchanger of any one of Claim 1 thru | or 3.
このような方法によれば、突条が形材の外表面から内側に押し込まれて、形材が塑性変形を起こし、熱媒体管と形材との接触面積を大きくすることができ、熱伝導性を高めることが可能となる。 According to such a method, the protrusion is pushed inward from the outer surface of the profile, the profile is plastically deformed, and the contact area between the heat medium pipe and the profile can be increased, and the heat conduction It becomes possible to improve the nature.
請求項５に係る発明は、前記形材の外表面の所定位置に棒状部材を配設しておき、この棒状部材を押圧することで、前記形材を部分的に押圧することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の熱交換器の製造方法である。 The invention according to claim 5 is characterized in that a rod-shaped member is disposed at a predetermined position on the outer surface of the profile and the profile is partially pressed by pressing the rod-shaped member. It is a manufacturing method of the heat exchanger of any one of Claim 1 thru | or 3.
このような方法によれば、形材に突条を設けなくてよいので、形材の形状を複雑にすることなく、形材の外表面を部分的に押圧することができ、熱伝導性の高い熱交換器を容易に製造することが可能となる。 According to such a method, since it is not necessary to provide protrusions on the shape, the outer surface of the shape can be partially pressed without complicating the shape of the shape. A high heat exchanger can be easily manufactured.
請求項６に係る発明は、前記形材を押圧するプレス機のプレス面に突条を形成しておき、この突条で前記形材の外表面の所定位置を押圧することで、前記形材の外表面を部分的に押圧することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の熱交換器の製造方法である。 According to a sixth aspect of the present invention, a protrusion is formed on a press surface of a press that presses the shape, and the predetermined shape on the outer surface of the shape is pressed with the protrusion, whereby the shape 4. The method of manufacturing a heat exchanger according to claim 1, wherein an outer surface of the heat exchanger is partially pressed. 5.
このような方法によれば、請求項５に係る発明と同様に、形材に突条を設けなくてよいので、形材の形状を複雑にすることなく、形材の外表面を部分的に押圧することができ、熱伝導の安定性を高めることが可能となる。 According to such a method, as in the invention according to claim 5, since it is not necessary to provide protrusions on the shape material, the outer surface of the shape material is partially applied without complicating the shape of the shape material. It is possible to increase the stability of heat conduction.
請求項７に係る発明は、前記形材を押圧する際に、前記形材を前記ベース部材の幅方向両側から拘束することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の熱交換器の製造方法である。 The invention according to claim 7 is characterized in that, when pressing the shape member, the shape member is restrained from both sides in the width direction of the base member. It is a manufacturing method of this heat exchanger.
このような方法によれば、形材を押圧する際に、形材がベース部材の幅方向に広がろうとする応力に対抗することができ、その応力を熱媒体管側への形材の塑性変形に利用できるので、熱媒体管と形材との接触面積を大きくすることができ、熱伝導性をさらに高めることが可能となる。 According to such a method, when the shape is pressed, it is possible to counter the stress that the shape tends to spread in the width direction of the base member, and the stress is applied to the heat medium tube side plasticity. Since it can utilize for a deformation | transformation, the contact area of a heat-medium pipe | tube and a shape member can be enlarged, and it becomes possible to further improve thermal conductivity.
請求項８に係る発明は、熱媒体を循環させる熱媒体管を挟み込んで複数接合されることで前記熱媒体管を内部に収容する板状のベース部材を構成する熱交換器用の形材において、前記ベース部材の内側となる内表面に、前記熱媒体管を収容するための溝が形成され、前記ベース部材の外側となる外表面に、突条が形成されていることを特徴とする形材である。 The invention according to claim 8 is a profile for a heat exchanger that constitutes a plate-like base member that accommodates the heat medium pipe therein by sandwiching a plurality of heat medium pipes that circulate the heat medium. A shape member in which a groove for accommodating the heat medium pipe is formed on an inner surface which is an inner side of the base member, and a protrusion is formed on an outer surface which is an outer side of the base member. It is.
このような構成によれば、複数の形材で熱媒体管を挟み込んで、形材を押圧するだけで、突条が形材の内部に押し込まれて塑性変形を起こす。これによって、溝の内面が熱媒体管に押圧することになり、形材と熱媒体管の接合面積が大きくなり熱伝導性を高めることが可能となる。 According to such a configuration, the ridge is pushed into the inside of the shape member and plastic deformation occurs only by sandwiching the heat medium tube between the plurality of shape members and pressing the shape member. As a result, the inner surface of the groove is pressed against the heat medium tube, and the bonding area between the shape member and the heat medium tube is increased, and the thermal conductivity can be increased.
請求項９に係る発明は、前記突条が、前記溝を前記外表面に投影したエリアである溝投影部分に位置するとともに前記溝の全長に亘って形成されていることを特徴とする請求項８に記載の形材である。 The invention according to claim 9 is characterized in that the protrusion is formed in a groove projection portion which is an area where the groove is projected onto the outer surface, and is formed over the entire length of the groove. 8. The shape material according to 8.
このような構成によれば、突条は、溝を外表面に投影したエリアである溝投影部分に位置するとともに前記溝の全長に亘って形成されているので、熱媒体管のベース部材の厚さ方向両側で、溝の全長に亘って熱媒体管が押圧されるので、形材と熱媒体管の接合面積を効率的に大きくすることができる。 According to such a configuration, since the protrusion is located in the groove projection portion which is an area where the groove is projected on the outer surface and is formed over the entire length of the groove, the thickness of the base member of the heat medium pipe is increased. Since the heat medium pipe is pressed over the entire length of the groove on both sides in the vertical direction, the joint area between the profile and the heat medium pipe can be efficiently increased.
請求項１０に係る発明は、前記外表面の前記溝投影部分両側に位置する中実部分の外表面にも、突条が形成されていることを特徴とする請求項９に記載の形材である。
The invention according to
このような構成によれば、突条は、外表面の溝投影部分両側に位置する中実部分の外表面にも形成されているので、複数の形材で熱媒体管を挟み込んで、形材を押圧するだけで、突条が形材の内部に押し込まれて塑性変形を起こし、ベース部材の幅方向両側から熱媒体管が押圧されるので、形材と熱媒体管の接合面積がさらに大きくなり熱伝導性を大幅に高めることができる。 According to such a configuration, since the protrusion is also formed on the outer surface of the solid portion located on both sides of the groove projection portion of the outer surface, the heat medium tube is sandwiched between the plurality of shapes, Is pressed into the inside of the shape member to cause plastic deformation, and the heat medium tube is pressed from both sides in the width direction of the base member, so that the joint area between the shape member and the heat medium tube is further increased. Therefore, the thermal conductivity can be greatly increased.
請求項１１に係る発明は、前記ベース部材の厚さ方向全体に亘る厚さ寸法を有する基部と、前記ベース部材の幅方向の少なくとも一方に延出して前記基部と一体的に形成され前記熱媒体管を把持する把持部とを備え、前記把持部は、前記基部の厚さ寸法の略半分の厚さ寸法を有し、前記基部の外表面から連続的に繋がる外表面と、前記熱媒体管を収容するための溝が形成された内表面と、を備えたことを特徴とする請求項８乃至請求項１０のいずれか１項に記載の形材である。 According to an eleventh aspect of the present invention, there is provided a base portion having a thickness dimension over the entire thickness direction of the base member, and at least one of the base members extending in the width direction and integrally formed with the base portion. A gripping portion for gripping a tube, the gripping portion having a thickness dimension substantially half of the thickness dimension of the base portion, and an outer surface continuously connected from the outer surface of the base portion; and the heat medium tube The shape member according to any one of claims 8 to 10, further comprising an inner surface on which a groove for accommodating a groove is formed.
このような構成によれば、複数の形材を組み合わせたときに、隣り合う把持部同士をベース部材の厚さ方向に組み合わせることで、ベース部材の厚さを確保でき、製造が容易となる。 According to such a configuration, when a plurality of shapes are combined, the thickness of the base member can be secured by combining adjacent gripping portions in the thickness direction of the base member, which facilitates manufacture.
請求項１２に係る発明は、前記把持部は、前記ベース部材の幅方向の両側の前記基部に形成されており、一方の把持部は、他方の把持部に対して前記ベース部材の厚さ方向の逆側に形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の形材である。
In the invention according to
このような構成によれば、複数組み合わされる形材を同一形状とすることができるので、製造効率の向上を図ることができる。 According to such a configuration, a plurality of combined shape members can have the same shape, so that the manufacturing efficiency can be improved.
請求項１３に係る発明は、前記把持部の前記内表面の先端部に、凸部が形成され、前記把持部の前記内表面の基端部に、前記凸部と同等の幅寸法を有するとともに、前記凸部の長さ寸法と同等の深さ寸法を有する凹部が形成されていることを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載の形材である。 According to a thirteenth aspect of the present invention, a convex portion is formed at a distal end portion of the inner surface of the gripping portion, and a base end portion of the inner surface of the gripping portion has a width dimension equivalent to the convex portion. The shape member according to claim 11 or 12, wherein a concave portion having a depth dimension equivalent to a length dimension of the convex portion is formed.
このような構成によれば、複数の形材を組み合わせてベース部材の厚さ方向に押圧するときに、凸部が隣接する形材の凹部に挿入されて固定されるので、形材がベース部材の幅方向外側に広がろうとする応力に対抗することができる。 According to such a configuration, when a plurality of shapes are combined and pressed in the thickness direction of the base member, the convex portion is inserted and fixed in the concave portion of the adjacent shape member. It is possible to counter the stress of spreading outward in the width direction.
請求項１４に係る発明は、前記凹部が、深さ方向の奥に向かうにつれて前記溝側に向かって湾曲するように形成されたことを特徴とする請求項１３に記載の形材である。 The invention according to claim 14 is the profile according to claim 13, wherein the concave portion is formed so as to bend toward the groove side toward the back in the depth direction.
このような構成によれば、複数の形材を組み合わせたときに、凹部に挿入された凸部が断面鉤状に湾曲するので、隣接する形材の把持部同士が、ベース部材の厚さ方向に係止されることとなり、形材同士の接合強度が高められる。 According to such a configuration, when a plurality of shapes are combined, the convex portions inserted into the concave portions are curved in a cross-sectional shape, so that the grip portions of the adjacent shapes are in the thickness direction of the base member. The joint strength between the shape members is increased.
請求項１５に係る発明は、前記外表面の、前記ベース部材の幅方向一端部に、断面鉤状の係止部が形成され、前記外表面の、前記ベース部材の幅方向他端部に、前記係止部と噛み合う形状の係止溝が形成されたことを特徴とする請求項８乃至請求項１４のいずれか１項に記載の形材である。 In the invention according to claim 15, an engagement portion having a hook shape in cross section is formed at one end of the outer surface in the width direction of the base member, and at the other end of the outer surface in the width direction of the base member, The shape member according to any one of claims 8 to 14, wherein a locking groove having a shape that meshes with the locking portion is formed.
このような構成によれば、複数の形材を組み合わせてベース部材の厚さ方向に押圧するときに、係止部が隣接する形材の係止溝に係止されるので、形材がベース部材の幅方向外側に広がろうとする応力に対抗することができる。 According to such a configuration, when a plurality of profiles are combined and pressed in the thickness direction of the base member, the locking portion is locked in the locking groove of the adjacent profile, so that the profile is the base. It is possible to resist stress that tends to spread outward in the width direction of the member.
請求項１６に係る発明は、熱部品を加熱または冷却するための熱媒体を循環させる熱媒体管を板状のベース部材の内部に収容した熱交換器において、前記熱媒体管を収容するための溝を備えるとともに互いに接合されることで前記ベース部材を構成する複数の形材で、前記熱媒体管が前記ベース部材の厚さ方向両側から挟み込まれており、前記熱媒体管は、前記形材を部分的に押圧することで形成された塑性変形部にて押圧されたことを特徴とする熱交換器である。 According to a sixteenth aspect of the present invention, in a heat exchanger in which a heat medium pipe for circulating a heat medium for heating or cooling a heat component is housed in a plate-like base member, the heat medium pipe is housed. The heat medium pipe is sandwiched from both sides in the thickness direction of the base member by a plurality of shapes constituting the base member by being provided with grooves and joined to each other, and the heat medium pipe is formed of the shape material It is the heat exchanger characterized by being pressed by the plastic deformation part formed by pressing partially.
このような構成によれば、塑性変形部が熱媒体管の表面を押圧するので、形材と熱媒体管の接合面積が大きくなり熱伝導の安定性を高めることが可能となる。また、形材を押圧するだけで、溝と熱媒体管の接合面積を大きくすることができ、従来のように熱媒体管を拡管するといった他の工程を行う必要はない。したがって、熱交換器を容易に製造することができる。 According to such a configuration, since the plastic deformation portion presses the surface of the heat medium pipe, the joint area between the shape member and the heat medium pipe is increased, and the stability of heat conduction can be improved. Further, the bonding area between the groove and the heat medium pipe can be increased only by pressing the shape member, and there is no need to perform other steps such as expanding the heat medium pipe as in the prior art. Therefore, a heat exchanger can be manufactured easily.
請求項１７に係る発明は、前記塑性変形部が、前記形材の、前記ベース部材の厚さ方向から見て前記溝が内側に位置する溝投影部分の外表面を部分的に押圧することで前記熱媒体管の前記ベース部材の厚さ方向両側に形成されたことを特徴とする請求項１６に記載の熱交換器である。 The invention according to claim 17 is that the plastic deformation portion partially presses the outer surface of the projected portion of the groove where the groove is located on the inner side when viewed from the thickness direction of the base member. The heat exchanger according to claim 16, wherein the heat exchanger tube is formed on both sides of the base member in the thickness direction of the heat medium pipe.
このような構成によれば、塑性変形部は、ベース部材の厚さ方向両側から熱媒体管を押圧することとなり、形材と熱媒体管の接合面積が大きくなり熱伝導性を高めることが可能となる。 According to such a configuration, the plastic deformation portion presses the heat medium tube from both sides in the thickness direction of the base member, so that the joining area between the shape member and the heat medium tube can be increased and the heat conductivity can be increased. It becomes.
請求項１８に係る発明は、前記塑性変形部が、前記形材の、前記ベース部材の厚さ方向から見て前記溝が内側に位置する溝投影部分の両側に位置する中実部分の外表面を部分的に押圧することで前記熱媒体管の前記ベース部材の幅方向両側に形成されたことを特徴とする請求項１６または請求項１７に記載の熱交換器である。 According to an eighteenth aspect of the present invention, the plastic deformation portion is an outer surface of a solid portion located on both sides of a groove projection portion where the groove is located on the inner side when the shape member is viewed from the thickness direction of the base member. The heat exchanger according to claim 16 or 17, wherein the heat exchanger is formed on both sides in the width direction of the base member of the heat medium pipe by partially pressing the heat medium pipe.
このような構成によれば、塑性変形部は、ベース部材の厚さ方向両側から熱媒体管を押圧することとなり、形材と熱媒体管の接合面積が大きくなり熱伝導性を高めることが可能となる。 According to such a configuration, the plastic deformation portion presses the heat medium tube from both sides in the thickness direction of the base member, so that the joining area between the shape member and the heat medium tube can be increased and the heat conductivity can be increased. It becomes.
本発明によれば、熱伝導性が高い熱交換器の製造を容易に行うことができるといった優れた効果を発揮する。 According to the present invention, it is possible to easily produce a heat exchanger having high thermal conductivity.
次に、本発明を実施するための第一の最良の形態について、図面を適宜参照しながら詳細に説明する。なお、本実施形態では、コンピュータの中央演算装置等の熱部品を冷却するコールドプレート（熱交換器）を例に挙げて、熱交換器の製造方法および形材並びに熱交換器について説明する。 Next, a first best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. In the present embodiment, a heat exchanger manufacturing method, a shape material, and a heat exchanger will be described using a cold plate (heat exchanger) that cools a thermal component such as a central processing unit of a computer as an example.
図１は本発明に係る形材を複数並列させた状態を示した側面図である。図２は本発明に係る熱交換器の製造方法を実施するための第一の最良の形態を示した断面図である。図３は本発明に係る形材同士を組み付けた状態を示した側面図である。図４は本発明に係る熱交換器を示した平面図である。図５は本発明に係る熱交換器を示した側面図である。 FIG. 1 is a side view showing a state in which a plurality of profiles according to the present invention are juxtaposed. FIG. 2 is a sectional view showing a first best mode for carrying out the method for manufacturing a heat exchanger according to the present invention. FIG. 3 is a side view showing a state in which the profiles according to the present invention are assembled. FIG. 4 is a plan view showing a heat exchanger according to the present invention. FIG. 5 is a side view showing a heat exchanger according to the present invention.
図４および図５に示すように、熱交換器１は、熱部品（図示せず）を加熱または冷却（本実施形態では冷却）するための熱媒体（例えば冷却水）を循環させる熱媒体管１０を板状のベース部材２０の内部に収容して構成されている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the heat exchanger 1 includes a heat medium pipe that circulates a heat medium (for example, cooling water) for heating or cooling (in this embodiment, cooling) a heat component (not shown). 10 is accommodated in a plate-
熱媒体管１０は、銅などの熱伝導性の高い金属で構成されている。熱媒体管１０は、断面円形を呈しており、ベース部材２０内に収容される伝熱部１１と、平面視Ｕ字状に湾曲した折返し部１２とで構成されている。折返し部１２は複数個所に形成されており、熱媒体管１０は全体で平面視Ｓ字状を複数連結した形状に蛇行した流路（循環路）を構成するようになっている。折返し部１２は、ベース部材２０から外部に露出されている。なお、本実施形態では、熱媒体の流路は、一本の熱媒体管１０にて構成されているが、これに限定されるものではなく、流路の距離が長い場合等には、複数の熱媒体管で構成するようにしてもよい。
The
ベース部材２０は、アルミニウム（純アルミニウム）やアルミニウム合金（Ａｌ−Ｍｇ系合金やＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金等）などの軽量でかつ熱伝導性の高い金属で構成されている。ベース部材２０は、板状に形成された部材であって、複数の形材２１，２１・・・で熱媒体管１０をベース部材２０の厚さ方向から挟み込むことで構成されている。
The
図１に示すように、形材２１は、押出成形されたソリッド状の押出形材にて構成され、ベース部材２０の厚さ方向全体に亘る厚さ寸法を有する基部２２と、この基部２２からベース部材２０の幅方向（押出方向と直交する方向）の少なくとも一方に延出して基部２２と一体的に形成され熱媒体管１０を把持する把持部２３とを備えている。把持部２３は、基部２２の厚さ寸法の略半分の厚さ寸法を有し、基部２２の外表面２２ａから連続的に繋がる外表面２３ａと、熱媒体管１０を収容するための溝２４が形成された内表面２３ｂとを備えて構成されている。把持部２３の外表面２３ａと内表面２３ｂは、互いに平行になるように構成されている。把持部２３は、基部２２の、ベース部材２０の幅方向両側にそれぞれ形成されており、一方（図１中、右側）の把持部２３は、他方（図１中、左側）の把持部２３に対してベース部材２０の厚さ方向（図１中、下側）の逆側（図１中、上側）に形成されている。すなわち、一方の把持部２３は、基部２２の図１中、上側から右側に延出して、他方の把持部２３は、基部２２の図１中、下側から左側に延出しており、形材２１は、基部２２の重心点を中心に点対称の形状を呈するようになっている。
As shown in FIG. 1, the
溝２４は、把持部２３の延出長の略中間部の内表面２３ｂに形成されている。溝２４は、熱媒体管１０の外径と同等の内径を有する半円状の断面に形成されており、隣接する形材２１の溝２４と合わさって、熱媒体管１０の全周を覆うように構成されている。
The
把持部２３の内表面２３ｂの先端部には、ベース部材２０の厚さ方向に突出する凸部２５が形成され、内表面２３ｂの基端部には、凸部２５が挿入される凹部２６が形成されている。凸部２５および凹部２６は、ともに形材２１の押出方向に連続して形成されている。凹部２６は、凸部２５と同等の幅寸法を有するとともに、凸部２５の突出長さ寸法と同等の深さ寸法を有しており、深さ方向の奥に向かうに連れて溝２４側に向かって湾曲するように形成されている。形材２１同士を接合する際には、凸部２５は、隣り合う凹部２６に押し込まれて挿入され、その凹部２６に沿って湾曲するようになっている（図２および図３参照）。
A
ベース部材２０の外側となる外表面２２ａ，２３ａには、複数の突条２７，２７・・・が形成されている。突条２７は、ベース部材２０の厚さ方向外側に突出して、形材２１の押出方向に連続的に延びて形成されている。突条２７は、溝２４を外表面２３ａに投影したエリアである溝投影部分２８に形成された第一突条２７ａと、溝投影部分２８の両側に位置する中実部分２９の外表面２２ａ，２３ａに形成された第二突条２７ｂとで構成されている。
A plurality of
第一突条２７ａは、溝投影部分２８の幅方向中央部、すなわち溝２４の底部の投影位置に形成されており、溝２４との距離が最も短くなる位置に配置されている。第一突条２７ａは、先端側が短辺となる台形の断面形状を呈しており、先端面が平面状に形成されている。第一突条２７ａは、溝２４の全長に亘って溝２４と平行に押出方向に沿って形成されている。形材２１，２１・・・の押圧時に、第一突条２７ａが押圧されて形材２１の内側に押し込まれて、形材２１がベース部材２０の厚さ方向に沿って溝２４側（内側）へと塑性変形を起こし、溝２４の内周面が熱媒体管１０をベース部材２０の厚さ方向内側に押圧するようになっている。
The
第二突条２７ｂは、形材２１，２１・・を組み合わせた状態で隣り合う熱媒体管１０，１０間の中実部分２９、すなわち溝２４が形成されていない部分に、二列形成されている。形材２１単体で見ると、把持部２３の基端部の外表面２３ａに、一方の第二突条２７ｂが形成されている。さらに、把持部２３の先端部の外表面２３ａに、他方の第二突条２７ｂの一部を構成する突条片２７ｂ’が形成されており、把持部２３の先端部とは逆側の基部２２の端部の外表面２２ａに、第二突条２７ｂの一部を構成する突条片２７ｂ”が形成されている。これら突条片２７ｂ’，２７ｂ”は、形材２１，２１・・・の接合時に隣り合う突条片２７ｂ”，２７ｂ’と噛み合って一体化することで第二突条２７ｂをそれぞれ構成することとなる。第二突条２７ｂは、断面が幅広の台形上に幅狭の台形が形成された二段の台形形状を呈しており、先端面が平面状に形成されている。各第二突条２７ｂ，２７ｂは、押出方向に沿って第一突条２７ａと平行に連続して形成されている。第二突条２７ｂは、第一突条２７ａよりも突出長さ（高さ）が大きくなっている。
The
形材２１，２１・・・の押圧時には、第二突条２７ｂが押圧されて形材２１の中実部分２９の内側に押し込まれる。そして、中実部分２９の内部がベース部材２０の幅方向に沿って押し出されて溝２４側へと塑性変形を起こす。これによって、溝２４の内周面が熱媒体管１０をベース部材２０の幅方向および斜め方向に押圧することとなる。
When the
形材２１の外表面２２ａ，２３ａの、ベース部材２０の幅方向一端部には、断面鉤状の係止部３１が形成され、一方、外表面２２ａ，２３ａの、ベース部材２０の幅方向他端部には、係止部３１と噛み合う形状の係止溝３２が形成されている。具体的には、係止部３１は、把持部２３先端の突条片２７ｂ’の先端に位置しており、内側（内表面２３ｂ側）に突出して形成されている。係止部３１は先端が尖った断面Ｖ字状に形成されている。係止溝３２は、形材２１の基部２２の端部の突条片２７ｂ”の先端に位置しており、外方に向かって開口して形成されている。係止溝３２は、係止部３１と噛み合うように断面Ｖ字状に形成されている。係止部３１が係止溝３２に噛み合うと、隣接する形材２１同士が、ベース部材２０の幅方向に係止されて離間するのを防止する。
The
ところで、ベース部材２０の端部に位置する形材２１ａは、基部２２のベース部材２０の幅方向片側（図１中、右側）のみに把持部２３が形成され、他端側（図１中、左側）は平面状に形成されている。なお、この形材２１ａに形成される把持部２３は、他の把持部２３と同様の構成である。
By the way, the
次に、かかる熱交換器１を製造する製造方法を説明する。 Next, the manufacturing method which manufactures this heat exchanger 1 is demonstrated.
本発明に係る熱交換器１の製造方法は、前記したような熱媒体管１０を収容するための溝２４を備えるとともに互いに接合されることでベース部材２０を構成する複数の形材２１，２１で、熱媒体管１０をベース部材２０の厚さ方向両側から挟み込んで固定する際に、形材２１を部分的に押圧することで形材２１の一部を塑性変形させて、溝２４の内表面を熱媒体管１０の表面に押圧させることを特徴とする。
The manufacturing method of the heat exchanger 1 according to the present invention includes a plurality of
本実施形態では、前記構成の形材２１を用いて熱交換器１を製造する製造方法であって、形材２１の外表面２２ａ，２３ａの所定位置に形成された突条２７，２７・・・をプレス機等で押圧することで、形材２１を部分的に押圧するようになっている。
In this embodiment, it is a manufacturing method which manufactures the heat exchanger 1 using the
形材２１を用いて熱交換器１を製造するに際しては、図１に示すように、まず、形材２１の上向きに開口している溝２４に熱媒体管１０を嵌め込んで、その上方から、他の形材２１の下向きに開口している溝２４を被せるように、他の形材２１を配置する。このとき、一の形材２１の凸部２５が、隣接する他の形材２１の凹部２６に位置するようになっている。
When the heat exchanger 1 is manufactured using the
その後、図２に示すように、前記状態の形材２１，２１・・・と熱媒体管１０，１０・・・をプレス機のダイ４１の上に載置して、パンチ４３を下降させることで、形材２１，２１・・・を挟み込んで、ベース部材２０の厚さ方向に押圧する。さらに、形材２１を押圧する際に、形材２１，２１・・・のベース部材２０の幅方向両側に枠材４４を固定して配置し、形材２１，２１・・・をベース部材２０の幅方向両側から拘束する。
After that, as shown in FIG. 2, the
このとき、プレス機による形材２１のベース部材２０の厚さ方向の押圧により、まず、凸部２５が隣接する形材２１の凹部２６に挿入される。これによって、隣接する形材２１，２１同士がベース部材２０の幅方向に係止されることとなり、形材２１，２１同士がベース部材の幅方向外側に広がろうとする応力に対抗することができる。
At this time, the
また、凹部２６は、深さ方向の奥に向かうにつれて溝２４側に向かって湾曲するように形成されているので、凸部２５は、凹部２６に沿って断面鉤状に湾曲する。したがって、隣接する形材２１，２１の把持部２３，２３同士がベース部材２０の厚さ方向に係止されることとなり、形材２１，２１同士の接合強度が高められる。
Moreover, since the recessed
さらに、このとき、係止部３１が隣接する形材２１の係止溝３２に噛み合って係止されるので、形材２１がベース部材２０の幅方向外側に広がろうとする応力に対抗することができるとともに、隣接する形材２１，２１同士の接合性を高めることもできる。
Further, at this time, the locking
凸部２５が凹部２６に挿入された状態（図３参照）の後も、さらにプレス機で形材２１を押圧する。これによって、突条２７が形材２１の内側に押し込まれて（図５参照）、形材２１の一部が塑性変形する。具体的には、第一突条２７ａは、押圧されて形材２１の内側に押し込まれて、形材２１がベース部材２０の厚さ方向に沿って溝２４側へと塑性変形を起こす。よって、溝２４の周囲に塑性変形部３３が形成され、溝２４の内周面が熱媒体管１０をベース部材２０の厚さ方向に押圧する。また、第二突条２７ｂは、押圧されて形材２１の内側に押し込まれて、形材２１の中実部分２９がベース部材２０の厚さ方向両側から押し込まれて、ベース部材２０の幅方向に沿って溝２４側へと塑性変形を起こす。よって、溝２４の周囲に塑性変形部３３が形成され、溝２４の内周面が熱媒体管１０をベース部材２０の幅方向および斜め方向に押圧する。
Even after the
以下に、「熱媒体管１０の全周に亘って接触圧がかかっているか」および「熱媒体管１０の全周に亘って、その外周面が溝２４の内周面と密に接触しているか（隙間がつまっているか）」についての検討を説明する。この検討は解析を利用して行った。具体的には、初期条件として熱媒体管１０と溝２４の内周面が全周にわたって隙間（クリアランス）０．１ｍｍがあるとした設定をした場合、突条２７が潰れることによる熱媒体管１０にかかる接触圧の分布と、熱媒体管１０の外周面と溝２４の接触状態を、解析により確認した。
In the following, “Is contact pressure applied over the entire circumference of the
図６は、熱媒体管１０の外周面と形材２１の溝２４からの接触圧を示した図である。図示するように、熱媒体管１０には、その全周にわたって比較的均一に接触圧がかかることが示されている（その全周に亘って略６７．５ＭＰａから略９０．０ＭＰａの接触圧）。
FIG. 6 is a diagram showing the contact pressure from the outer peripheral surface of the
図７は、熱媒体管１０の外周面と形材２１の溝２４の内周面との接触状態を示した図である。接触状態は、密に接触する状態（Ｓｌｉｄｉｎｇ）３４ａ、殆んど接触する状態（ＮｅａｒＣｏｎｔａｃｔ）３４ｂ、離間状態（ＦａｒＯｐｅｎ）３４ｃの三段階で示している。本実施形態では、以上のように形材２１が塑性変形することによって、熱媒体管１０の全周に亘って、その外周面が溝２４の内周面と密に接触する状態３４ａとなっていることがわかる。なお、図示しないが、突起部位、形状等が不適切な場合には、同様の初期条件（隙間（クリアランス）０．１ｍｍ）における解析では、隙間が残留し、全周にわたって均一には接触圧がかからず、接触圧が０ＭＰａの部位が存在し、離間状態（ＦａｒＯｐｅｎ）が存在する解析結果となる。
FIG. 7 is a view showing a contact state between the outer peripheral surface of the
以上説明したように、本実施形態では、形材２１を部分的に押圧することで、小さい押圧力で形材２１が塑性変形して溝２４の内表面を熱媒体管１０の表面に押圧させることができ、形材２１と熱媒体管１０とが密に接触する。したがって、形材２１と熱媒体管１０との接合面積が大きくなり熱伝導性を高めることが可能となる。また、形材２１を部分的に押圧するだけで、溝２４と熱媒体管１０の接合面積を大きくすることができ、特許文献１の技術のように熱媒体管を拡管するといった他の工程を行う必要はない。したがって、熱交換器１の製造が容易になり、製造コストの削減を達成できる。特に、本実施形態では、形材２１の外周面に突条２７を形成したことで、通常のプレス機で押圧するといった簡単な工程だけで、形材２１を部分的に押圧することができ、形材２１の一部を塑性変形させて、溝２４と熱媒体管１０の接合面積を大きくすることができるので、熱伝導性が高い熱交換器１の製造を容易に行うことができる。
As described above, in the present embodiment, by partially pressing the
また、本実施形態では、形材２１をベース部材２０の厚さ方向に押圧する際に、ベース部材２０の幅方向両側から拘束するようにしているので、形材２１がベース部材２０の幅方向に広がろうとする応力に対抗することができ、ベース部材２０の変形を防止できる。また、その応力を熱媒体管１０側への形材の塑性変形に利用できるので、熱媒体管１０と形材２１との接触面積をより大きくすることができ、熱伝導性をさらに高めることが可能となる。
In the present embodiment, when the
さらに、本実施形態の形材２１は、ベース部材２０の幅方向両端部を除いて同じ形状のものを連結してベース部材２０を構成することができるので、形材２１を形成するための型の共通化を図ることができる。また、ベース部材２０の幅方向両端部の形材２１ａ，２１ａ同士も同じ形状とすることができ、形材２１ａを形成するための型の共通化を図ることができる。
Furthermore, since the
最終的にプレス加工が終了すると、形材２１の各突条２７は、プレス機で押圧されることで、形材２１の外表面２２ａ，２３ａに面一に押し込まれ、熱媒体管１０の外表面は、平面状に形成される。したがって、熱交換器１と熱部材との接触性が高くなり、熱交換効率を高めることができる。なお、突条２７が、形材２１の外表面２２ａ，２３ａに残留して、形材２１が凸凹になったときは、その外表面２２ａ，２３ａを、切削あるいは研磨などの加工によって、平面状に形成するようにしてもよい。
When the press work is finally finished, the
本実施形態では、隣り合う熱媒体管１０，１０間の中実部分２９に、二列の第二突条２７ｂ，２７ｂが形成されているが、これに限られるものではない。例えば、隣り合う熱媒体管間の距離が短い場合には、第二突条は一列のみ設ければよい。また、隣り合う熱媒体管間の距離が長い場合は、各溝の位置から所定の距離の位置（塑性変形が溝に及ぶ距離）に、第二突条を一列ずつそれぞれ形成すればよい。
In the present embodiment, the two rows of the
図８は、本発明に係る熱交換器の製造方法を実施するための第二の最良の形態を示した断面図である。図示するように、かかる熱交換器の製造方法は、形材２１の外表面２２ａ，２３ａの所定位置に棒状部材３５を配設しておき、この棒状部材３５を押圧することで、形材２１を部分的に押圧することを特徴とする。棒状部材３５は、形材２１の溝２４に平行に配置されている。棒状部材３５は、突条２７（図１参照）と同様に、溝２４を外表面２３ａに投影したエリアである溝投影部分２８と、溝投影部分２８の両側に位置する中実部分２９の外表面２２ａ，２３ａに配置される。棒状部材３５は、円面円形状のソリッド材にて構成されている。なお、棒状部材３５の外形は断面円形状に限られるものではなく、断面角形状あるいは断面楕円形状であってもよく、また、ソリッド材でなはない中空状のホロー材であってもよい。なお、その他の構成については、図２に示す第一実施形態と同様であるので、同じ符号を付してその説明を省略する。
FIG. 8 is a sectional view showing a second best mode for carrying out the method for manufacturing a heat exchanger according to the present invention. As shown in the figure, in the method of manufacturing such a heat exchanger, a rod-shaped
このような方法によれば、形材２１に突条２７（図１参照）を設けなくてよいので、形材２１の形状を複雑にすることなく、形材２１の外表面２２ａ，２３ａを部分的に押圧することができる。これによって、本実施形態においても、前記実施形態と同様に熱伝導性の高い熱交換器１を容易に製造することが可能となる。
According to such a method, since it is not necessary to provide the protrusions 27 (see FIG. 1) on the
なお、中実部分２９に配置する棒状部材を、溝投影部分２８に配置する棒状部材より太くするようにしてもよい。このようにすれば、溝２４の近くでは棒状部材による形材２１の変位量が小さく、溝２４の遠くでは棒状部材による形材２１の変位量が大きいので、熱媒体管１０にかかる接触圧をその全周に亘って均一にすることができる。さらに、中実部分２９に配置された棒状部材が、溝投影部分２８に配置された棒状部材よりも先に形材２１を押圧することになる。これによって、溝投影部分２８に配置された棒状部材が形材２１を押圧するときには、熱媒体管１０は、中実部分２９に配置された棒状部材によってベース部材２０の幅方向両側から押圧された状態となっているので、その全周から同時に押圧されることとなり、溝２４との接触性が高まる。
Note that the rod-shaped member disposed in the
図９は、本発明に係る熱交換器の製造方法を実施するための第三の最良の形態を示した断面図である。図示するように、かかる熱交換器の製造方法は、形材２１を押圧するプレス機のパンチ４３とダイ４１のプレス面に突条３６を形成しておき、この突条３６で形材２１の外表面２２ａ，２３ａの所定位置を押圧することで、形材２１の外表面２２ａ，２３ａを部分的に押圧することを特徴とする。突条３６は、断面半円形状に形成されており、半円の頂部で形材２１の外表面２２ａ，２３ａを押圧することになる。突条３６は、断面半円形状に限られるものではなく、断面台形状や半楕円形状であってもよい。また、突条３６は、棒状部材３５（図８参照）や突条２７（図１参照）と同様に、溝２４を外表面２３ａに投影したエリアである溝投影部分２８と、溝投影部分２８の両側に位置する中実部分２９の外表面２２ａ，２３ａに配置される。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a third best mode for carrying out the method for manufacturing a heat exchanger according to the present invention. As shown in the drawing, in the method of manufacturing the heat exchanger, a
このような方法によれば、形材２１に突条を設けなくてよいので、形材２１の形状を複雑にする必要がなく、さらに形材２１に棒状部材を配置する工程も省略して、形材２１の外表面２２ａ，２３ａを部分的に押圧することができる。したがって、本実施形態においても、前記実施形態と同様に熱伝導性の高い熱交換器１を容易に製造することが可能となる。
According to such a method, since it is not necessary to provide a protrusion on the
また、本実施形態においても、中実部分２９に相当するプレス面の突条を、溝投影部分２８に相当するプレス面の突条より大きくするようにしてもよい。このようにすれば、溝２４の近くでは突条による形材２１の変位量が小さく、溝２４の遠くでは突条による形材２１の変位量が大きいので、熱媒体管１０にかかる接触圧をその全周に亘って均一にすることができる。さらに、中実部分２９に相当する突条が、溝投影部分２８に相当する突条よりも先に形材２１を押圧することになる。これによって、溝投影部分２８に相当する突条が形材２１を押圧するときには、熱媒体管１０は、中実部分２９に相当する突条によってベース部材２０の幅方向両側から押圧された状態となっているので、その全周から同時に押圧されることとなり、溝２４との接触性が高まる。
Also in this embodiment, the protrusion on the press surface corresponding to the
図１０は本発明に係る熱交換器の製造方法を実施するための第四の最良の形態を示した第一工程を示した側面図である。図１１は本発明に係る熱交換器の製造方法を実施するための第四の最良の形態を示した第二工程を示した平面図および側面図である。図１２は図１０および図１１に示した熱交換器の製造方法によって製造された熱交換器を示した（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は拡大側面図である。 FIG. 10 is a side view showing a first step showing a fourth best mode for carrying out the method of manufacturing a heat exchanger according to the present invention. FIG. 11: is the top view and side view which showed the 2nd process which showed the 4th best form for implementing the manufacturing method of the heat exchanger which concerns on this invention. 12A and 12B show a heat exchanger manufactured by the method of manufacturing a heat exchanger shown in FIGS. 10 and 11, wherein FIG. 12A is a plan view, FIG. 12B is a side view, and FIG. 12C is an enlarged side view. .
まず、本実施形態で用いられる形材５１の構成を説明する。図１０に示すように、かかる熱交換器２の形材５１は、上下方向（ベース部材５０（図１２参照）の厚さ方向）中間部で二分割されている。形材５１は、アルミニウムやアルミニウム合金などのソリッド状の押出形材に構成されている。ベース部材５０の外側となる形材５１の外表面５１ａは、平面状に形成されている。ベース部材５０の内側となる内表面５１ｂには、熱媒体管１０を収容するための溝２４と、くさび部材５２（図１１参照）が収容されるくさび係止溝５３とが形成されている。本実施形態では、溝２４は、二列形成されている。くさび係止溝５３は、熱媒体管１０収容する二列の溝２４の各側部に、溝２４と平行にそれぞれ形成されている。くさび係止溝５３は、溝２４の外側（ベース部材５０の幅方向両端側）にそれぞれ形成されている。くさび係止溝５３は、開口部分５３ａよりも奥側の底部分５３ｂが広がった断面台形状に形成されている。また、くさび係止溝５３は、二列の溝２４の間の中間部にも形成されている。形材５１は、ベース部材５０の幅方向中間部を中心として線対称の形状を呈しており、上下の形材５１，５１は、同じ形状となっている。
First, the configuration of the
図１０および図１１に示すように、熱媒体管１０は、二列の伝熱部１１と、これらを連結する一箇所の折返し部１２とで構成されており、平面視Ｕ字状に形成されている。熱媒体管１０は、その外径が、溝２４の内径と同等あるいは僅かに大きくなるように構成されている。
As shown in FIGS. 10 and 11, the
図１１の（ｂ）に示すように、くさび部材５２は、略長方形の側面にＶ字状溝５２ａを形成してなるくびれ部５２ｂを備えた断面形状を呈しており、上下の形材５１，５１のくさび係止溝５３，５３を合わせて構成されるくさび収容孔５４（図１０の（ｂ）参照）に挿入されるようになっている。くさび部材５２は、形材５１と同様にアルミニウムやアルミニウム合金などの軽量の材質の押出形材にて構成されている。ベース部材５０の幅方向に見て、くさび部材５２は、その幅寸法が、くさび係止溝５３の幅寸法よりも僅かに大きくなるように構成されており、くさび収容孔５４にその長さ方向（形材５１の押出方向）に沿って圧入されるようになっている。ベース部材５０の厚さ方向に見て、くさび部材５２は、その高さ寸法が、くさび収容孔５４の高さよりも小さくなるように構成されており、くさび係止溝５３の底部と、くさび部材５２の端部との間に隙間が形成されるようになっている。
As shown in FIG. 11 (b), the
次に、前記構成の形材５１を用いて熱交換器２（図１２参照）を製造する製造方法を説明する。
Next, the manufacturing method which manufactures the heat exchanger 2 (refer FIG. 12) using the
かかる製造方法は、くさび部材５２をくさび収容孔５４に圧入することで、形材５１のくさび係止溝５３と溝２４との間に位置する部位を部分的に押圧することで、形材５１の一部を塑性変形させて、溝２４の内表面を熱媒体管１０の表面に押圧させることを特徴とする。
In such a manufacturing method, the
形材５１を用いて熱交換器２を製造するに際しては、図１０の（ａ）および（ｂ）に示すように、まず、熱媒体管１０を、一対の形材５１，５１で上下から挟み込む。このとき、熱媒体管１０は、その外径が、溝２４の内径と同等あるいは僅かに大きく形成されているので、図１０の（ｂ）に示すように、熱媒体管１０は、その外周面の略全周に亘って溝２４の内周面と接触する。また、このとき、形材５１，５１同士が合わさって、くさび係止溝５３，５３同士が上下方向に組み合わさることで、形材５１の押出方向に延出するくさび収容孔５４が形成される。
When manufacturing the heat exchanger 2 using the
その後、図１１の（ａ）に示すように、圧入装置を用いて、くさび部材５２を、形材５１の押出方向からくさび収容孔５４に圧入する。
Thereafter, as shown in FIG. 11A, the
くさび部材５２は、その幅寸法が、くさび係止溝５３の幅寸法よりも僅かに大きくなるように構成されているので、くさび収容孔５４にくさび部材５２を圧入したときに、くさび部材５２が、くさび係止溝５３と溝２４との間に位置する形材５１を溝２４側へと部分的に押圧して塑性変形することになる。このようにして構成された塑性変形部５５によって、熱媒体管１０が、ベース部材５０の幅方向外側から押圧されることとなる。すなわち、本実施形態では、くさび部材５２をくさび収容孔５４に圧入することで、形材５１を部分的に押圧し、小さい押圧力で形材５１が塑性変形して溝２４の内表面を熱媒体管１０の表面に押圧させることができる。これによって、熱媒体管１０は、形材５１と密に接触し、形材５１と熱媒体管１０との接合面積が大きくなる。したがって、熱交換器２の熱伝導性を高めることが可能となる。
Since the
また、くさび部材５２は、その側面にＶ字状溝５２ａを形成してなるくびれ部５２ｂを備えた断面形状を呈しているので、くさび係止溝５３の開口部分５３ａが、Ｖ字状溝５２ａに挿入されて、くびれ部５２ｂに係止される。これによって、上下に隣接する形材５１，５１同士がベース部材５０の厚さ方向に係止されることとなり、形材５１，５１同士の接合強度が高められる。さらに、くさび部材５２は、ベース部材５０の厚さ方向に見て、その高さ寸法が、くさび収容孔５４の高さよりも小さくなるように構成されているので、くさび係止溝５３の底部と、くさび部材５２の端部との間に隙間が形成されるようになっている。これによって、くさび部材５２をくさび収容孔５４に圧入したときに、形材５１，５１は互いに内側に引き寄せられることとなり、熱媒体管１０の上下部分において、溝２４の底面による接触圧が高くなり、形材５１と熱媒体管１０との接合面積が大きくなる。したがって、形材５１と熱媒体管１０との熱伝導性がさらに高まることとなる。
Further, since the
また、本実施形態の形材５１は、ベース部材５０の上下の形材５１，５１が同じ形状であるので、形材５１を形成するための型は一種類でよく、生産効率が非常に高くなり、製造コストの低減が達成される。
Further, in the
なお、本実施形態では、くさび係止溝５３は、溝２４の一側面に形成されているが、溝２４の両側面に形成するようにしてもよい。このようにすれば、熱媒体管１０と溝２４との接触圧をさらに高めることができ、形材５１と熱媒体管１０との接合面積が大きくなり熱伝導性をより高めることが可能となる。
In this embodiment, the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜に設計変更が可能である。 The embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various design changes can be made without departing from the spirit of the present invention.
１ 熱交換器
２ 熱交換器
１０ 熱媒体管
２０ ベース部材
２１ 形材
２２ 基部
２２ａ 外表面
２３ 把持部
２３ａ 外表面
２３ｂ 内表面
２４ 溝
２５ 凸部
２６ 凹部
２７ 突条
２８ 溝投影部分
２９ 中実部分
３１ 係止部
３２ 係止溝
３３ 塑性変形部
３５ 棒状部材
３６ 突条
５０ ベース部材
５１ 形材
５５ 塑性変形部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat exchanger 2
Claims (18)
前記熱媒体管を収容するための溝を備えるとともに互いに接合されることで前記ベース部材を構成する複数の形材で、前記熱媒体管を前記ベース部材の厚さ方向両側から挟み込んで固定する際に、前記形材を部分的に押圧することで前記形材を塑性変形させて、前記溝の内表面を前記熱媒体管の表面に押圧させる
ことを特徴とする熱交換器の製造方法。 In the method of manufacturing a heat exchanger in which a heat medium pipe for circulating a heat medium for heating or cooling a heat component is accommodated inside a plate-like base member,
When fixing the heat medium pipe by sandwiching the heat medium pipe from both sides in the thickness direction of the base member with a plurality of shapes constituting the base member by being provided with a groove for accommodating the heat medium pipe and being joined to each other Further, the shape material is plastically deformed by partially pressing the shape material, and the inner surface of the groove is pressed against the surface of the heat medium tube.
ことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器の製造方法。 By partially pressing the outer surface of the projected portion of the groove where the groove is located on the inner side when viewed from the thickness direction of the base member, the heat medium pipe is removed from the thickness direction of the base member. The method for manufacturing a heat exchanger according to claim 1, wherein pressing is performed.
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱交換器の製造方法。 By partially pressing the outer surface of the solid portion located on both sides of the groove projection portion where the groove is located on the inner side when viewed from the thickness direction of the base member, the heat medium tube is formed. It presses from the width direction orthogonal to the thickness direction of the said base member. The manufacturing method of the heat exchanger of Claim 1 or Claim 2 characterized by the above-mentioned.
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の熱交換器の製造方法。 The protrusion is formed in a predetermined position on the outer surface of the shape member, and the outer surface of the shape member is partially pressed by pressing the protrusion. 4. The method for producing a heat exchanger according to any one of 3 above.
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の熱交換器の製造方法。 The rod-shaped member is arrange | positioned in the predetermined position of the outer surface of the said profile, and the said profile is partially pressed by pressing this rod-shaped member. The Claim 1 thru | or 3 characterized by the above-mentioned. The manufacturing method of the heat exchanger of any one of Claims 1.
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の熱交換器の製造方法。 A protrusion is formed on the press surface of the press that presses the shape, and the outer surface of the shape is partially pressed by pressing a predetermined position on the outer surface of the shape with the protrusion. The method for manufacturing a heat exchanger according to any one of claims 1 to 3, wherein:
ことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の熱交換器の製造方法。 The method for manufacturing a heat exchanger according to any one of claims 1 to 6, wherein the shape member is restrained from both sides in the width direction of the base member when the shape member is pressed.
前記ベース部材の内側となる内表面に、前記熱媒体管を収容するための溝が形成され、
前記ベース部材の外側となる外表面に、突条が形成されている
ことを特徴とする形材。 In the shape of the heat exchanger constituting the plate-like base member that accommodates the heat medium pipe inside by sandwiching a plurality of heat medium pipes that circulate the heat medium,
A groove for accommodating the heat medium pipe is formed on the inner surface of the base member,
A profile is characterized in that a protrusion is formed on the outer surface of the base member.
ことを特徴とする請求項８に記載の形材。 The profile according to claim 8, wherein the protrusion is located in a groove projection portion which is an area where the groove is projected onto the outer surface and is formed over the entire length of the groove.
ことを特徴とする請求項９に記載の形材。 The profile according to claim 9, wherein ridges are also formed on the outer surface of the solid portion located on both sides of the groove projection portion of the outer surface.
前記ベース部材の幅方向の少なくとも一方に延出して前記基部と一体的に形成され前記熱媒体管を把持する把持部とを備え、
前記把持部は、前記基部の厚さ寸法の略半分の厚さ寸法を有し、前記基部の外表面から連続的に繋がる外表面と、前記熱媒体管を収容するための溝が形成された内表面と、を備えた
ことを特徴とする請求項８乃至請求項１０のいずれか１項に記載の形材。 A base having a thickness dimension over the entire thickness direction of the base member;
A grip portion that extends in at least one of the width directions of the base member and is integrally formed with the base portion and grips the heat medium pipe;
The grip portion has a thickness dimension that is substantially half the thickness dimension of the base portion, and has an outer surface continuously connected from the outer surface of the base portion and a groove for accommodating the heat medium pipe. The shape member according to any one of claims 8 to 10, comprising an inner surface.
一方の把持部は、他方の把持部に対して前記ベース部材の厚さ方向の逆側に形成されている
ことを特徴とする請求項１１に記載の形材。 The grip portion is formed on the base portion on both sides in the width direction of the base member,
The shape member according to claim 11, wherein one grip portion is formed on a side opposite to a thickness direction of the base member with respect to the other grip portion.
前記把持部の前記内表面の基端部に、前記凸部と同等の幅寸法を有するとともに、前記凸部の長さ寸法と同等の深さ寸法を有する凹部が形成されている
ことを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載の形材。 A convex portion is formed at the tip of the inner surface of the grip portion,
The base end portion of the inner surface of the grip portion is formed with a concave portion having a width dimension equivalent to the convex portion and a depth dimension equivalent to the length dimension of the convex portion. The shape member according to claim 11 or 12.
ことを特徴とする請求項１３に記載の形材。 The profile according to claim 13, wherein the concave portion is formed so as to bend toward the groove side toward the back in the depth direction.
前記外表面の、前記ベース部材の幅方向他端部に、前記係止部と噛み合う形状の係止溝が形成された
ことを特徴とする請求項８乃至請求項１４のいずれか１項に記載の形材。 A locking portion having a bowl-shaped cross section is formed at one end of the outer surface in the width direction of the base member,
The locking groove of the shape which meshes with the said latching | locking part was formed in the width direction other end part of the said base member of the said outer surface. Any one of Claims 8 thru | or 14 characterized by the above-mentioned. Shape material.
前記熱媒体管を収容するための溝を備えるとともに互いに接合されることで前記ベース部材を構成する複数の形材で、前記熱媒体管が前記ベース部材の厚さ方向両側から挟み込まれており、
前記熱媒体管は、前記形材を部分的に押圧することで形成された塑性変形部にて押圧された
ことを特徴とする熱交換器。 In a heat exchanger in which a heat medium pipe for circulating a heat medium for heating or cooling a heat component is accommodated in a plate-like base member,
With a plurality of shapes constituting the base member by being joined to each other with a groove for accommodating the heat medium tube, the heat medium tube is sandwiched from both sides in the thickness direction of the base member,
The heat exchanger tube, wherein the heat medium tube is pressed by a plastic deformation portion formed by partially pressing the shape member.
ことを特徴とする請求項１６に記載の熱交換器。 The base member of the heat transfer medium tube is formed by partially pressing an outer surface of a groove projection portion where the groove is located on the inner side when viewed from the thickness direction of the base member. The heat exchanger according to claim 16, wherein the heat exchanger is formed on both sides in the thickness direction.
ことを特徴とする請求項１６または請求項１７に記載の熱交換器。 The plastic deformation portion is formed by partially pressing the outer surface of the solid portion located on both sides of the groove projection portion where the groove is located on the inner side when viewed from the thickness direction of the base member. The heat exchanger according to claim 16 or 17, wherein the heat exchanger tube is formed on both sides of the base member in the width direction of the heat medium pipe.
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| JP2007107811A JP2008267623A (en) | 2007-04-17 | 2007-04-17 | Manufacturing method of heat exchanger, formation member and heat exchanger |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20210337650A1 (en) * | 2018-08-24 | 2021-10-28 | Radialis Medical, Inc. | Liquid cooling system for precise temperature control of radiation detector for positron emission mammography |
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2007
- 2007-04-17 JP JP2007107811A patent/JP2008267623A/en active Pending
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