JP3226463B2

JP3226463B2 - 熱交換器用アルミニウムプレートフィン材及びそれを用いたクロスフィンチューブの製造方法

Info

Publication number: JP3226463B2
Application number: JP25566396A
Authority: JP
Inventors: 義雄竹島; 明弘清谷; 好生佐藤; 充宏玉置; 紀寿磯村; 孝聡城戸
Original assignee: Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Priority date: 1996-09-27
Filing date: 1996-09-27
Publication date: 2001-11-05
Anticipated expiration: 2016-09-27
Also published as: JPH10103885A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は、熱交換器用アルミニウムプレー
トフィン材及びクロスフィンチューブの製造方法に係
り、特にアルミニウムプレートフィンの所定の組付孔に
伝熱管を挿通せしめた後、伝熱管を拡管固着せしめてな
るクロスフィンチューブにおいて、フィンピッチ乱れの
発生が効果的に抑制され得るアルミニウムプレートフィ
ンを与える熱交換器用アルミニウムプレートフィン材及
びそれを用いたクロスフィンチューブの有利な製造方法
に関するものである。

【０００２】

【背景技術】従来から、家庭用エアコン、自動車用エア
コン、パッケージエアコン等の空調用機器や冷蔵庫等に
は、蒸発器又は凝縮器として作動する熱交換器が用いら
れている。そして、その中で、家庭用室内エアコンや業
務用パッケージエアコンに最も一般的に用いられている
のが、クロスフィンチューブ熱交換器（プレートフィン
チューブ熱交換器）である。このクロスフィンチューブ
熱交換器を構成するクロスフィンチューブは、空気側の
アルミニウム製プレートフィンと冷媒側の伝熱管（銅
管）から構成されている。このようなクロスフィンチュ
ーブは、先ず、アルミニウムプレートフィン材から、プ
レス加工により、所定の組付孔が複数形成せしめられた
アルミニウムプレートフィンを得て、次いでこの得られ
たアルミニウムプレートフィンを積層した後、前記組付
孔に、別途作製した伝熱管を挿通せしめ、その後、かか
る伝熱管をアルミニウムプレートフィンに拡管固着する
ことにより、得ることが出来る。

【０００３】ところで、近年、このクロスフィンチュー
ブ熱交換器の熱交換効率を向上せしめる目的で、積層す
るアルミニウムプレートフィンの間隔、即ちクロスフィ
ンチューブのフィンピッチが小さくされる傾向にあり、
そしてそのようにフィンピッチが小さくされることによ
って、前記伝熱管の拡管固着作業を行なうに際して、ア
ルミニウムプレートフィン同士がくっつく、所謂フィン
ピッチ乱れ（アベック現象）が発生し易くなっている。
そして、このフィンピッチ乱れが惹起せしめられると、
外観上好ましくないというばかりではなく、水滴がたま
り易くなるところから、フィンの間を通過する空気の通
風抵抗が著しく増加して、却って熱交換効率が低下する
という問題を惹起している。

【０００４】このフィンピッチ乱れは、一般に、フィン
ピッチが小さければ小さいほど、またアルミニウムプレ
ートフィンの硬さが硬ければ硬いほど、更には拡管率が
大きければ大きいほど、発生し易く、それ故に、アルミ
ニウムプレートフィンを軟らかい素材にしたり、フィン
ピッチを大きくしたり、拡管率を低く抑えたりする対策
により、フィンピッチ乱れの発生を抑えることが、考え
られている。しかしながら、フィンピッチを大きくする
と、フィンの表面積の総和が減少して、熱交換効率が低
下することから、そのような対策では、本質的な解決と
はならないのである。また、プレートフィンの成形方式
を大別すると、ドロー方式とドローレス方式（しごき方
式）があるのであるが、近年、コストダウンを図るため
に、薄肉で硬い素材を使用するドローレス方式が採用さ
れる傾向にあり、そのような硬い素材を使用することに
より、ハンドリング性の向上、伝熱管の緊迫力の増大に
よる熱交換効率の向上が期待されるところから、前記し
た軟らかい素材を採用する対策は、望ましくないのであ
る。更に、拡管率を小さくする場合にあっては、アルミ
ニウムプレートフィンと伝熱管の接触が不充分になり易
く、熱交換効率の低下を惹起するという問題が生じるの
である。

【０００５】このように、前記フィンピッチ乱れの発生
を防止乃至は抑制するために、幾つかの方策が考えられ
てはいるが、何れの方法にしても、フィンピッチ乱れの
発生を回避するために、熱交換効率の低下を避けること
が出来ないところから、有効な方法とは言えず、このた
め、熱交換効率を低下させることがなく、有利にフィン
ピッチ乱れの発生を防止し得るようなアルミニウムプレ
ートフィン材の開発が望まれているのである。

【０００６】そこで、本発明者等が、上記の如きフィン
ピッチ乱れの発生原因を探求すべく様々な検討を行なっ
たところ、前記フィンピッチ乱れは、以下の如きメカニ
ズムによって発生している、との知見が得られた。

【０００７】すなわち、先ず、図１には、積層せしめら
れた複数のアルミニウムプレートフィン２において、そ
の円筒形状のカラー部４が設けられてなる組付孔６に伝
熱管８が挿通せしめられて、その拡管が行われる前の状
態が示されている。そこでは、カラー部４は、前記アル
ミニウムプレートフィン２に対して所定高さで垂直に延
びるように設けられていると共に、その先端には、カラ
ー部４の内面が反り返るような状態とされているカール
（フレア）部１０が形成されている。そして、この状態
において、拡管子（プラグ）１２を挿入することによ
り、伝熱管８を拡管すると、伝熱管８の外径が、組付孔
６のカラー部４の内径よりも大きくなるところから、組
付孔６（カラー部４）の内径も、伝熱管８の外径と共に
拡げられることとなる。この時、前記アルミニウムプレ
ートフィン２は、その厚さが、通常、０．１０ｍｍ〜
０．１２ｍｍと、非常に薄いものであるところから、面
内の変形、即ち組付孔６の内径の変化だけでは、吸収出
来ないために、面外への変形が生じるのである。

【０００８】そして、この面外への変形は、通常、カラ
ー部４の根元角度：αが鈍角化する方が安定であるとこ
ろから、各アルミニウムプレートフィン２は、図２
（ａ）に示されるように、カラー部４の根元角度：αが
大きくなるように変形するはずであるが、実際には、し
ばしば、図２（ｂ）に示されるように、根元角度：αの
鈍角化と鋭角化とが混在して発生するのである。このよ
うに、本来であれば、全て鈍角化するはずの根元角度：
αの一部が鋭角化するために、フィンピッチが大きくな
ったり、或いは小さくなったりする部分が出来るのであ
り、それがフィンピッチ乱れとなるのである。

【０００９】ところで、上記の如き根元角度：αの鈍角
化と鋭角化とが混在する理由としては、アルミニウムプ
レートフィン２が積層されている状態で、伝熱管８の拡
管を行なうと、拡管が進行するに従って、アルミニウム
プレートフィン２に圧縮反力が発生して、通常とは異な
る状態下において、拡管が行なわれる、ということが考
えられる。より詳細には、伝熱管８は、拡管子１２を挿
入することにより、拡管されるが、一般に、拡管により
管径が増加せしめられると、管軸方向の長さが縮むこと
となる。そして、この伝熱管の管軸方向の収縮は、拡管
が未だ行なわれていない部分のプレートフィンに伝達さ
れて、この部分に位置するプレートフィンの組付孔６に
設けられているカラー部４は、管軸方向、即ち高さ方向
の圧縮変形を受けるのである。ところが、カール部１０
は、そのような圧縮変形を受けると、変形を元に戻そう
とする反発力（圧縮反力）が発生することとなる。従っ
て、最初に拡管されるアルミニウムプレートフィン以外
のフィンは、何等かの圧縮反力を生じている状態で拡管
される（カラー部４の内径が拡げられる）ようになるの
である。

【００１０】このように、伝熱管を拡管すると、アルミ
ニウムプレートフィンは、組付孔における径方向の力以
外に、圧縮反力の作用を受けることとなるが、初期に拡
管される部分に配置されたアルミニウムプレートフィン
のカラー部では、圧縮変形量が小さく、圧縮反力も小さ
いので、フィンは、圧縮力に逆らって、カラー部の根元
角度：αが鈍角化する方向に変形するが、拡管が進ん
で、圧縮変形量及び圧縮反力が増大すると、圧縮力に逆
らいきれなくなって、一部のフィンが逆方向、即ちカラ
ー根元角度：αが鋭角化する方向に変形してしまい、フ
ィンピッチ乱れとなるのである。

【００１１】そして、本発明者等が更に検討を加えたと
ころ、伝熱管を拡管する際に、カラー部には、圧縮変形
に起因する圧縮反力が発生するのであるが、かかる圧縮
反力は、直下に位置するアルミニウムプレートフィンと
の接触部分において、滑りを生じることにより小さくな
ろうとすることが、判明した。即ち、上下に配置される
アルミニウムプレートフィン同士が相対的に滑ることに
より、前記圧縮反力が低減されることとなるのである。
しかし、前記接触部分における摩擦抵抗が大きい場合に
は、摺動することが出来ないところから、圧縮反力が、
そのまま残ることになる。

【００１２】要するに、フィンピッチ乱れは、未拡管部
分のアルミニウムプレートフィンのカラー部に圧縮変形
及び圧縮反力が生じている状態で、伝熱管を拡管するこ
とにより、発生するのである。従って、フィンピッチ乱
れの発生を抑制乃至は阻止するためには、前記圧縮反力
を低減すればよく、アルミニウムプレートフィン同士の
摩擦を小さくすることが効果的である、との結論に達し
たのである。

【００１３】

【解決課題】ここにおいて、本発明は、上述せる如き知
見に基づいて完成されたものであって、その解決課題と
するところは、アルミニウムプレートフィンの所定の組
付孔に伝熱管を挿入した後、この伝熱管をアルミニウム
プレートフィンに拡管固着せしめてなるクロスフィンチ
ューブにおいて、フィンピッチ乱れの発生が抑制され得
るアルミニウムプレートフィンを与える、表面の摩擦係
数が小さくされた熱交換器用アルミニウムプレートフィ
ン材を提供することにあり、また、そのような表面の摩
擦係数が小さくされた熱交換器用アルミニウムプレート
フィン材を用いて、フィンピッチ乱れのないクロスフィ
ンチューブを有利に製造する方法を提供することにもあ
る。

【００１４】

【解決手段】そして、そのような課題を解決するため
に、本発明は、プレス加工によって孔周囲に所定高さの
円筒状のカラー部が設けられてなる組付孔の複数を備え
たアルミニウムプレートフィンを用い、その組付孔に伝
熱管を挿通せしめて、拡管することにより、該伝熱管が
該アルミニウムプレートフィンに一体的に組み付けられ
てなる構造のクロスフィンチューブにおいて、かかるア
ルミニウムプレートフィンを与える熱交換器用アルミニ
ウムプレートフィン材にして、表面の全体に亘って、親
水性潤滑剤を含有する親水性塗料にて形成された親水性
皮膜を有すると共に、表面の無塗油での摩擦係数が０．
１５以下とされていることを特徴とする熱交換器用アル
ミニウムプレートフィン材を、その要旨とするものであ
る。

【００１５】すなわち、かかる本発明に従う熱交換器用
アルミニウムプレートフィン材にあっては、親水性潤滑
剤を含有する親水性塗料にて形成された親水性皮膜を有
すると共に、表面の無塗油での摩擦係数が０．１５以下
とされているところから、優れた潤滑性が発揮され得る
こととなるのである。従って、このアルミニウムプレー
トフィン材をプレス加工して得られるアルミニウムプレ
ートフィンを積層する際には、アルミニウムプレートフ
ィン同士の摩擦抵抗が小さくされることとなり、前記ア
ルミニウムプレートフィンに設けられた所定の組付孔
に、伝熱管を挿通せしめ、そしてこの伝熱管を拡管する
ことによって、伝熱管と前記アルミニウムプレートフィ
ンとを固着せしめる際に、アルミニウムプレートフィン
が圧縮変形を受けても、フィン同士が相互に滑ることと
なり、以て圧縮変形に伴う圧縮反力の発生が有利に抑制
され得るようになるのである。

【００１６】しかも、本発明に従うアルミニウムプレー
トフィン材にあっては、優れた潤滑性を有する親水性皮
膜が、プレス加工前に形成されているところから、その
潤滑性により、プレス加工を行なってアルミニウムプレ
ートフィンを得る際に、良好な成形性が得られるだけで
はなく、得られたアルミニウムプレートフィンに伝熱管
を挿通せしめる際にも、伝熱管の挿通をスムーズに行な
うことが出来るという長所も有しているのである。

【００１７】また、本発明は、プレス加工によって孔周
囲に所定高さの円筒状のカラー部が設けられてなる組付
孔の複数を備えたアルミニウムプレートフィンを用い、
その組付孔に伝熱管を挿通せしめて、該伝熱管を該アル
ミニウムプレートフィンに拡管固着することにより、該
アルミニウムプレートフィンと該伝熱管とを一体的に組
み付けて、クロスフィンチューブを製造する方法におい
て、該アルミニウムプレートフィンを与える熱交換器用
アルミニウムプレートフィン材として、表面の全体に亘
って、親水性潤滑剤を含有する親水性塗料にて形成され
た親水性皮膜を有すると共に、表面の無塗油での摩擦係
数が０．１５以下とされたアルミニウムプレートフィン
材を用いたことを特徴とするクロスフィンチューブの製
造方法も、その要旨とするものである。

【００１８】そして、かかる本発明に従うクロスフィン
の製造方法にあっては、前記アルミニウムプレートフィ
ンを与えるアルミニウムプレートフィン材として、表面
の全体に亘って、親水性潤滑剤を含有する親水性塗料に
て形成された親水性皮膜を有すると共に、表面の無塗油
での摩擦係数が０．１５以下とされたアルミニウムプレ
ートフィン材を用いているところから、このアルミニウ
ムプレートフィン材をプレス加工して得られるアルミニ
ウムプレートフィンが優れた潤滑性を有することとなる
のである。従って、アルミニウムプレートフィンに形成
された所定の組付孔に伝熱管を挿通せしめて、該伝熱管
を該アルミニウムプレートフィンに拡管固着せしめて、
クロスフィンチューブを製造する際に、アルミニウムプ
レートフィンが圧縮変形を受けても、フィン同士が相互
に滑ることとなり、以て圧縮変形に伴う圧縮反力の発生
が有利に抑制され得て、フィンピッチ乱れの発生が効果
的に抑制されることとなるのである。

【００１９】

【発明の実施の形態】ところで、本発明に従う熱交換器
用アルミニウムプレートフィン材にあっては、その表面
の全体に亘って、親水性潤滑剤を含有する親水性塗料に
て親水性皮膜が形成されていると共に、その表面の無塗
油での摩擦係数が０．１５以下とされているのである
が、そのようなアルミニウムプレートフィン材に採用さ
れる素材としては、従来からフィン材として用いられて
いるアルミニウム素材の何れもが用いられ得るものであ
り、近年では、フィン材の薄肉化に伴って、強度の高い
ものが用いられているところから、本発明にあっても、
そのような強度の高い素材が有利に用いられることとな
る。

【００２０】また、本発明において、所定の親水性皮膜
を形成するために用いられる親水性塗料としては、従来
から公知の親水性塗料が用いられ得、一般に、水ガラス
系親水性塗料、樹脂系親水性塗料、或いは樹脂系親水性
塗料とシリカ系親水性塗料とを混合してなる親水性塗料
等が、採用され得るものである。より詳細には、水ガラ
ス系親水性塗料としては、例えば特公平６−７３９３４
号公報等に示されるようなアルカリケイ酸塩と親水性高
分子化合物とを主成分とする親水性塗料を例示すること
が出来、また、樹脂系親水性塗料としては、例えば特公
平５−７１３８２号公報、特開平２−２１５８７１号公
報、特公平６−５７８１０号公報、特開昭６４−２６６
７７号公報等に示されるような親水性樹脂を主成分とす
る塗料を例示することが出来る。更に、樹脂系親水性塗
料とシリカ系親水性塗料とを組合わせてなる親水性塗料
としては、例えば特開昭５９−１８５９９６号公報等に
示されるような親水性塗料用樹脂とコロイダルシリカと
を主成分とする塗料を例示することが出来るのである。

【００２１】さらに、本発明において用いられる親水性
潤滑剤は、アルミニウムプレートフィン材の表面に形成
される親水性皮膜の潤滑性を向上させるために用いられ
るものであるが、該親水性皮膜の親水性を阻害すること
がないように、親水性とされている。そして、そのよう
な親水性潤滑剤の具体例としては、ポリエチレングリコ
ール（ポリエチレンオキサイド）、ポリオキシエチレン
ポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシプロピレ
ンポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシプ
ロピレンポリオキシエチレングリセリルエーテル等のポ
リエーテル類；ポリエチレングリコールコハク酸エステ
ル等のポリエーテルのジカルボン酸エステル類；ポリエ
ーテルのジカルボン酸エステル類のアンモニウム塩、或
いはアルカリ金属塩；ポリエチレングリコールジグリシ
ジルエーテル等のポリエーテルのジグリシジルエーテル
類；ラウリン酸ナトリウム、ミリスチン酸カリウム、パ
ルミチン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム等のＣ₁₂
以上の高級脂肪酸のアルカリ金属塩等を挙げることが出
来る。なお、上記親水性潤滑剤として用いられるポリエ
ーテル類は、分子量１０００以上のものを用いることが
望ましい。けだし、ポリエーテルの分子量が小さい場合
には、潤滑作用が小さくなり、親水性潤滑剤の潤滑効果
が、充分に発揮され難くなるからである。

【００２２】そして、本発明に従うアルミニウムプレー
トフィン材は、前記アルミニウム素材に対して、前記親
水性潤滑剤を含有してなる親水性塗料を塗布することに
より、親水性皮膜を形成すると共に、その表面の無塗油
での摩擦係数を０．１５より小さくすることによって、
得ることが出来る。

【００２３】なお、親水性潤滑剤を含んでなる親水性塗
料にて親水性塗膜を形成する方法は、従来から公知の各
種手法が用いられ得るのであって、例えば特開昭５３−
１２５４３７号公報、特公昭５７−４６０００号公報、
特開昭６１−２２７８７７号公報、特公平６−７３９３
４号公報等に示される手法が採用され得るのである。よ
り具体的には、例えば、アルミニウム素材を脱脂した後
に、リン酸クロメートによる化成処理を行なってから、
前記親水性潤滑剤を含んでなる親水性塗料をロールコー
ター法に従って、アルミニウムプレートフィン素材に塗
布し、これを加熱乾燥することにより、親水性皮膜を形
成する方法を用いることが出来る。

【００２４】また、前記摩擦係数は、バウデンレーベン
式摩擦試験機を用いて、鋼球直径：３／１６インチ、荷
重：０．２ｋｇｆ、滑り速度：３．８７ｍｍ／秒、温
度：２０℃の条件において、測定した値にて表わされる
ものである。

【００２５】さらに、前記親水性塗料に対する親水性潤
滑剤の含有割合は、アルミニウムプレートフィン材の表
面の無塗油での摩擦係数が０．１５以下とされることと
なるのであれば、特に限定されるものではないが、一般
に、５重量％以上とされる。けだし、親水性潤滑剤の含
有割合が５重量％より少ない場合には、得られるアルミ
ニウムプレートフィン材の表面の潤滑性が不充分となり
易いからである。

【００２６】ところで、通常、アルミニウムプレートフ
ィン材の表面には、親水性と耐蝕性が要求されるのであ
るが、一般に、親水性に優れた皮膜である程、耐蝕性が
低いところから、本発明に従うアルミニウムプレートフ
ィン材にあっては、親水性皮膜を形成する前に、下地に
耐蝕性皮膜を形成するために、従来から公知の各種手
法、例えば化成処理や有機樹脂塗装による耐蝕性表面処
理を行なっても何等差支えない。

【００２７】また、本発明に従うクロスフィンチューブ
を有利に製造する方法にあっては、上記の如く、表面の
全体に亘って、親水性潤滑剤を含有してなる親水性皮膜
が形成されたアルミニウムプレートフィン材を用いるこ
とを、大きな特徴とするものであるが、それ以外は、従
来から知られているクロスフィンチューブの製造方法と
同様の方法が適用されることとなる。

【００２８】すなわち、より具体的には、先ず、表面の
全体に亘って、親水性潤滑剤を含有してなる親水性皮膜
が形成されたアルミニウムプレートフィン材を用意し、
このアルミニウムプレートフィン材に対して、ドローレ
ス金型等を用いて、プレス加工を施すことにより、所定
高さのカラー部が設けられてなる組付孔が形成されたア
ルミニウムプレートフィンを得る。次いで、この得られ
たアルミニウムプレートフィンの組付孔に所定の伝熱管
を挿通せしめた後、該伝熱管にプラグを挿入することに
より、該伝熱管を拡管し、アルミニウムプレートフィン
に対して伝熱管が一体的に固着せしめられてなるクロス
フィンチューブを製造することが出来るのである。

【００２９】

【実施例】以下に、本発明を更に具体的に明らかにする
ために、本発明の幾つかの実施例を示すこととするが、
本発明が、そのような実施例の記載によって、何等の制
約をも受けるものでないことは、言うまでもないところ
である。また、本発明には、以下の実施例の他にも、更
には上記の具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱し
ない限りにおいて、当業者の知識に基づいて種々なる変
更、修正、改良等を加え得るものであることが、理解さ
れるべきである。

【００３０】先ず、下記表１〜表４に示されるような組
合せにおいて、各種の親水性塗料に対して種々なる親水
性潤滑剤を含有せしめてなる、各種親水性処理剤を調製
した。なお、表中において、親水性塗料Ａ〜Ｆは、下記
の如き組成の親水性塗料を示している。

【００３１】Ａ：水ガラス系親水性塗料アルカリケイ酸塩（ＳｉＯ₂／Ｎａ₂Ｏ＝３．５）１０重量部ヒドロキシエチルアクリレート−アクリル酸共重合体２重量部炭酸アンモニウムジルコニウム塩０．５重量部Ｂ：樹脂系親水性塗料＋シリカ系親水性塗料アクリル樹脂７０重量部メラミン樹脂１５重量部ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル（界面活性剤）１０重量部コロイダルシリカ５重量部Ｃ：樹脂系親水性塗料ヒドロキシエチルセルロース（水溶性セルロース樹脂）１０重量部アクリル酸−アクリルアミド共重合体（水溶性アクリル樹脂）１０重量部Ｄ：樹脂系親水性塗料２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸２０重量部メタクリル酸６０重量部メタクリル酸メチル１５重量部ジメチルアミノエチルメタクリレート５重量部Ｅ：樹脂系親水性塗料カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩２５重量部カルボキシメチルセルロースのアンモニウム塩５０重量部Ｎ−メチロールアクリルアミド２５重量部アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム（界面活性剤）５重量部Ｆ：樹脂系親水性塗料ポリビニールアルコール５０重量部カルボキシメチルセルロース５０重量部ジルコニウムキレート化合物５重量部ジアルキルスルホコハク酸エステル塩（界面活性剤）５重量部

【００３２】

【表１】

【００３３】

【表２】

【００３４】

【表３】

【００３５】

【表４】

【００３６】次に、厚さが０．１０ｍｍのドローレス及
びＤＯＦ（Dry Oil Fin Die ）用アルミニウムプレート
フィン素材を用意して、それに対して、市販の弱アルカ
リ系脱脂剤を用いて、脱脂処理を行ない、次いでクロム
酸、リン酸、フッ化水素酸よりなる液でリン酸クロメー
トを主体とする化成皮膜を生成せしめた。

【００３７】更に、この化成処理を行なったアルミニウ
ムプレートフィン素材に対して、前記で調製した各親水
性処理剤を用いて、ロールコーターにて塗装を行ない、
その後、２００℃×２０秒間の加熱処理を行なうことに
より、所定の親水性皮膜を焼き付け、硬化せしめて、本
発明例１〜１９及び比較例１〜８のアルミニウムプレー
トフィン材を得た。

【００３８】なお、本発明例１〜５及び比較例１〜３の
アルミニウムプレートフィン材においては、皮膜中のＳ
ｉ量が１２０ｍｇ／ｍ²となるように、親水性皮膜を形
成した。また、本発明例６〜９、本発明例１３〜１４、
比較例４及び比較例６のアルミニウムプレートフィン材
においては、皮膜の厚さが１μｍとなるように、親水性
被膜を形成した。更に、本発明例１０〜１２及び比較例
５のアルミニウムプレートフィン材においては、皮膜の
厚さが０．４μｍとなるように、親水性被膜を形成し
た。更にまた、本発明例１５〜１９及び比較例７〜８の
アルミニウムプレートフィン材においては、皮膜の厚さ
が０．３μｍとなるように、親水性皮膜を形成した。

【００３９】かくして得られた、本発明例、或いは比較
例のアルミニウムプレートフィン材のそれぞれについ
て、その表面における無塗油での摩擦係数を測定して、
その値を、前記表１〜表４に示した。但し、この摩擦係
数には、バウデンレーベン式摩擦試験機を用いて、剛球
直径：３／１６インチ、荷重：０．２ｋｇｆ、滑り速
度：３．８７ｍｍ／ｓ、温度：２０℃の条件下で測定し
た値を採用した。

【００４０】そして、この親水性皮膜が形成された各ア
ルミニウムプレートフィン材を、９．５２ｍｍφのドロ
ーレス金型（日高精機社製）を用いて、プレス加工する
ことにより、高さ：１．６ｍｍのカラー部が設けられて
なる組付孔が形成された、１列８段のリブ付アルミニウ
ムプレートフィンを作製した。

【００４１】その後、この得られたアルミニウムプレー
トフィンの組付孔に９．５２ｍｍφの伝熱管（内面溝付
銅管）を挿通せしめた後、かかる伝熱管に９．１４ｍｍ
φのプラグを挿入することにより、アルミニウムプレー
トフィンに対して前記伝熱管を拡管固着せしめて、クロ
スフィンチューブを作製した。かくして得られたクロス
フィンチューブについて、そのフィンピッチ乱れを、
［クロスフィンチューブのフィンピッチ乱れが発生した
台数／製造したクロスフィンチューブの全台数］の値に
より評価した。そして、その結果を、前記表１〜表４に
併せ示した。なお、伝熱管の拡管率（外径拡大率）は、
５％であり、拡管速度は、４０ｍｍ／ｓであった。

【００４２】その結果、前記表１〜表４に示されるよう
に、本発明例のアルミニウムプレートフィン材を用いて
クロスフィンチューブを製造した場合には、フィンピッ
チ乱れが全く生じていなかったのに対して、比較例のア
ルミニウムプレートフィン材を用いてクロスフィンチュ
ーブを製造した場合には、略全部のクロスフィンチュー
ブにおいて、フィンピッチ乱れが生じていたのである。

【００４３】より詳細には、本発明例のアルミニウムプ
レートフィン材にあっては、親水性塗料に対して親水性
潤滑剤が含有せしめられてなる親水性処理剤を用いて作
製されていると共に、その表面の無塗油での摩擦係数が
０．１５以下とされているところから、それを用いて製
造されたクロスフィンチューブには、フィンピッチ乱れ
が全く生じなかったのである。一方、親水性塗料のみを
用いて作製されている、或いは親水性塗料に対して親水
性潤滑剤が含有せしめてなる親水性処理剤を用いて作製
されているものの、その表面の無塗油での摩擦係数が
０．１５より大きくされた、比較例のアルミニウムプレ
ートフィン材にあっては、それを用いて製造されたクロ
スフィンチューブに、フィンピッチ乱れが生じたのであ
る。

【００４４】なお、比較例２及び比較例３のアルミニウ
ムプレートフィン材は、親水性塗料に対して親水性潤滑
剤が含有せしめられてなる親水性処理剤が塗布されて作
製されているのにも拘らず、無塗油での摩擦係数が０．
１５より大きくなっているが、これは、比較例２に係る
親水性潤滑剤にあっては、その分子量が１０００以下で
あるところから、また比較例３に係る親水性潤滑剤にあ
っては、その含有割合が５重量％よりも少ないところか
ら、親水性潤滑剤による潤滑性が充分に発揮され得なか
ったからであると考えられる。

【００４５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に従う熱交換器用アルミニウムプレートフィン材にあっ
ては、親水性潤滑剤が含有せしめられた親水性塗料にて
親水性皮膜が形成されているところから、優れた潤滑性
が発揮され得るのであり、それをプレス加工して得られ
るアルミニウムプレートフィンに対して伝熱管を挿入せ
しめて、拡管固着しても、フィンピッチ乱れが発生し難
いのである。

【００４６】また、本発明に従うクロスフィンチューブ
の製造方法によれば、アルミニウムプレートフィンを与
えるアルミニウムプレートフィン材として、上記の如き
優れた潤滑性を有する熱交換器用アルミニウムプレート
フィン材を用いるところから、フィンピッチ乱れの殆ど
ない、それ故に外観が優れていて、熱交換効率も非常に
良好であるクロスフィンチューブを有利に製造し得るの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】アルミニウムプレートフィンの組付孔に伝熱管
を挿入した、拡管前の状態を表す断面説明図である。

【図２】拡管後のクロスフィンチューブのフィンの並び
を示した要部拡大説明図であり、（ａ）はフィンピッチ
が正常であるものを表しており、（ｂ）はフィンピッチ
乱れが生じているものを表している。

【符号の説明】

２アルミニウムプレートフィン４カラー部６組付孔８伝熱管１０カール部１２拡管子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者玉置充宏東京都港区新橋五丁目11番３号住友軽金属工業株式会社内 (72)発明者磯村紀寿東京都港区新橋五丁目11番３号住友軽金属工業株式会社内 (72)発明者城戸孝聡東京都港区新橋五丁目11番３号住友軽金属工業株式会社内 (56)参考文献特開平１−208697（ＪＰ，Ａ) 特開平８−187818（ＪＰ，Ａ) 特開平３−281021（ＪＰ，Ａ) 特公平７−69115（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F28F 1/00 - 1/42 B21D 53/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】プレス加工によって孔周囲に所定高さの
円筒状のカラー部が設けられてなる組付孔の複数を備え
たアルミニウムプレートフィンを用い、その組付孔に伝
熱管を挿通せしめて、拡管することにより、該伝熱管が
該アルミニウムプレートフィンに一体的に組み付けられ
てなる構造のクロスフィンチューブにおいて、かかるア
ルミニウムプレートフィンを与える熱交換器用アルミニ
ウムプレートフィン材にして、表面の全体に亘って、親水性潤滑剤を含有する親水性塗
料にて形成された親水性皮膜を有すると共に、表面の無
塗油での摩擦係数が０．１５以下とされていることを特
徴とする熱交換器用アルミニウムプレートフィン材。
【請求項２】プレス加工によって孔周囲に所定高さの
円筒状のカラー部が設けられてなる組付孔の複数を備え
たアルミニウムプレートフィンを用い、その組付孔に伝
熱管を挿通せしめて、該伝熱管を該アルミニウムプレー
トフィンに拡管固着することにより、該アルミニウムプ
レートフィンと該伝熱管とを一体的に組み付けて、クロ
スフィンチューブを製造する方法において、該アルミニウムプレートフィンを与える熱交換器用アル
ミニウムプレートフィン材として、表面の全体に亘っ
て、親水性潤滑剤を含有する親水性塗料にて形成された
親水性皮膜を有すると共に、表面の無塗油での摩擦係数
が０．１５以下とされたアルミニウムプレートフィン材
を用いたことを特徴とするクロスフィンチューブの製造
方法。
【請求項３】前記親水性皮膜の形成に先立って、前記
アルミニウムプレートフィン材に対して、耐蝕性表面処
理が実施され、耐蝕性皮膜が下地として形成されている
請求項２に記載のクロスフィンチューブの製造方法。
【請求項４】前記耐蝕性表面処理が化成処理であり、
それによって化成皮膜が前記耐蝕性皮膜からなる下地と
して形成されている請求項３に記載のクロスフィンチュ
ーブの製造方法。
【請求項５】前記親水性潤滑剤が、前記親水性塗料中
に、５重量％以上の割合において含有せしめられている
請求項２乃至請求項４の何れかに記載のクロスフィンチ
ューブの製造方法。
【請求項６】前記親水性潤滑剤が、ポリエーテル類、
ポリエーテルのジカルボン酸エステル類、ポリエーテル
のジカルボン酸エステル類のアンモニウム塩或いはアル
カリ金属塩、ポリエーテルのジグリシジルエーテル類、
及びＣ ₁₂ 以上の高級脂肪酸のアルカリ金属塩からなる群
より選ばれる請求項２乃至請求項５の何れかに記載のク
ロスフィンチューブの製造方法。