JPH10160376A - 熱交換器用フィンおよびその製造金型 - Google Patents
熱交換器用フィンおよびその製造金型Info
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- JPH10160376A JPH10160376A JP8317443A JP31744396A JPH10160376A JP H10160376 A JPH10160376 A JP H10160376A JP 8317443 A JP8317443 A JP 8317443A JP 31744396 A JP31744396 A JP 31744396A JP H10160376 A JPH10160376 A JP H10160376A
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- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
れを生じることなくフランジを形成することができ、且
つ熱交換チューブを拡管してもフィン同士の密着等が生
じにくい熱交換器用フィンおよびその製造金型を提供す
る。 【解決手段】 熱交換用チューブが挿入される板状体3
2の挿入孔40の各々の周辺を囲むように、先端部にフ
ランジ36が形成された所定高さのカラー34が立設さ
れている熱交換器用フィン30において、カラー34の
内壁面が板状体32に対して垂直に形成されると共に、
板状体32との境界部近傍のカラー後端部が、カラー中
途部よりも肉厚に形成されていることを特徴とする。
Description
よびその製造金型に関し、さらに詳細には熱交換用チュ
ーブが挿入される板状体の挿入孔の各々の周縁を囲むよ
うに、先端部にフランジが形成された所定高さのカラー
が立設されている熱交換器用フィンおよびその製造金型
に関する。
器に用いるフィン10は、アルミニウム等の金属製の薄
板である板状体11に複数個穿設された挿入孔12と、
挿入孔12の周縁を囲むように、板状体11の一方側に
突出しているカラー14とが形成されたものである。こ
のカラー14の先端部には周方向に突出するフランジ1
5が形成されている。かかるフィン10が用いられた熱
交換器は、図10に示すように、フィン10が複数枚重
ねられて、連通した挿入孔12に、銅等の熱伝導度の高
い金属から成る熱交換チューブ16が挿入されて形成さ
れる。このとき、所定高さのカラー14の先端部に形成
したフランジ15が、上下方向に隣接するフィン10の
底面に当接しているので、カラー14の高さがフィン1
0と上下方向に隣接するフィン10とのフィン間隔とな
る。また、挿入された熱交換チューブ16とカラー14
の内壁との間には間隙が存在しているため、熱交換チュ
ーブ16内に拡管ビレット17を挿入して熱交換チュー
ブ16を拡管し、熱交換チューブ16とカラー14とを
一体化して熱交換率を向上させる。
種類によって、カラーの高さを高くすることにより、フ
ィンの間隔を広げることが必要となる場合がある。この
場合、カラー14は、挿入孔12の周縁に立設された突
出片にしごき加工を施して所定高さとする。このため、
カラー14の高さを高くするほどカラー14の肉厚は薄
くなる。このように、カラー14の肉厚が薄くなると、
図11に示すようにカラー14の先端部に形成したフラ
ンジ15に割れ19が生じやすくなる。さらに、熱交換
チューブ16内に拡管ビレット17を挿入し、熱交換チ
ューブ16を拡管して熱交換チューブ16とカラー14
を一体化させた際に、カラー14の板状体11との連結
部近傍の後端部の肉厚が薄いと、カラー14に変形が起
こる場合がある。カラー14が変形すると、図12に示
すように熱交換チューブ16に沿って上下方向に隣接す
るフィン同士が密着したり、フィン同士の間隔が不均一
となり、熱交換器の性能が損なわれる。かかるフランジ
15の割れ19やフィン同士の密着等は、カラー14を
形成する板状体が薄くなるほど発生し易いが、最近、熱
交換器の軽量化等のために、板状体11が薄くなりつつ
ある。
っても、カラーの先端部に割れを生じることなくフラン
ジを形成することができ、且つ熱交換チューブを拡管し
てもフィン同士の密着等が生じにくい熱交換器用フィン
およびその製造金型を提供することにある。
本発明によって解決することができる。すなわち、本発
明は、熱交換用チューブが挿入される板状体の挿入孔の
各々の周辺を囲むように、先端部にフランジが形成され
た所定高さのカラーが立設されている熱交換器用フィン
において、該カラーの内壁面が板状体に対して垂直に形
成されると共に、前記板状体との境界部近傍のカラー後
端部が、カラー中途部よりも肉厚に形成されていること
を特徴とする熱交換器用フィンである。かかる本発明に
よれば、カラーの高さを高くし、且つカラーが薄肉にな
る場合であっても、カラー後端部の強度を保持でき、熱
交換チューブの拡管の際に、カラーの変形を防止でき
る。更に、カラー後端部よりも薄肉のカラー中途部を、
フランジが形成されたカラー先端部の方向に徐々に肉厚
に形成することによって、カラーの先端部にフランジを
形成する際に、フランジの割れ発生を防ぐことができ
る。
される板状体の挿入孔の各々の周縁を囲む突出片に、ダ
イの内壁面とパンチの外壁面との間でしごき加工を施し
て所定高さのカラーを形成する熱交換器用フィンの製造
金型において、該パンチの先端部に形成されたしごき部
が挿入され、前記板状体に形成された突出片にしごき加
工が施されるダイには、前記パンチの先端部が挿入され
る入口側端部から所定距離の部位に、前記板状体に対し
て内壁面が垂直に形成された筒状部と、前記筒状部の出
口側端部からパンチ先端部の挿入方向に、前記筒状部の
内径よりも小径であって、前記パンチのしごき部が通過
する際に、前記板状体の突出片にしごき加工を施し得る
内径に形成されていると共に、前記板状体に対して内壁
面が垂直に形成された小径筒状部とが形成され、且つ前
記突出片のしごき加工が終了したとき、形成されたカラ
ーの先端が前記小径筒状部内に位置するように、前記筒
状部および小径筒状部が形成されていることを特徴とす
る熱交換器用フィンの製造金型にある。この本発明によ
れば、カラーの内壁面が板状体に対して垂直に形成され
ると共に、板状体との境界部近傍のカラー後端部が、カ
ラー中途部よりも肉厚に形成される熱交換器用フィンを
製造することができる。さらに、本発明は、ダイに、前
記パンチの先端部が挿入される入口側端部から所定距離
の部位に、前記板状体に対して内壁面が垂直に形成され
た筒状部と、前記筒状部の出口側端部に、前記筒状部の
内径よりも小径であって、前記パンチのしごき部が通過
する際に、前記板状体の突出片にしごき加工を施し得る
内径に形成された小径部と、前記小径部よりもパンチ先
端部の挿入方向に徐々に拡径される逆テーパ部とが形成
され、且つ突出片のしごき加工が終了したとき、形成さ
れたカラーの先端が前記逆テーパ部内に位置するよう
に、前記筒状部、小径部、及び逆テーパ部が形成された
ダイを用いる熱交換器用フィンの製造金型でもある。か
かる金型を用いることによって、カラーの内壁面が板状
体に対して垂直に形成されると共に、板状体との境界部
近傍のカラー後端部が、カラー中途部よりも肉厚に形成
され、且つ、前記カラー中途部が、フランジが形成され
たカラー先端部の方向に徐々に肉厚に形成されている熱
交換器用フィンを製造できる。このような、本発明の熱
交換器用フィンの製造金型において、パンチのしごき部
よりも後端部が、後端方向にパンチの外径が徐々に小径
となる逆テーパ部に形成されているパンチを用いること
により、前記逆テーパ部とカラー内壁面間に生じる隙間
に加工油が進入して、しごき加工中の発熱によるパンチ
とカラーとの焼付きを防ぐことができる。
図面に基づいて詳細に説明する。図1に本発明に係る熱
交換器用フィンを示す。熱交換器用フィン30は、アル
ミニウム等の金属製の薄板である板状体32に複数個穿
設された挿入孔40と、挿入孔40の各々の周縁を囲む
ようにして立設された所定高さのカラー34とが形成さ
れたものである。カラー34の先端部にはフランジ36
が形成されている。かかる熱交換器用フィン30は、図
2に示すように、カラー34の内壁面が板状体32に対
して垂直に形成されている。このように、カラーの内壁
面を板状体に対して垂直に形成することによって、熱交
換チューブを挿入する際に、熱交換チューブが引っ掛か
ることなく良好に挿入できると共に、拡管された熱交換
チューブの外壁面とカラー内壁面との密着性を良好とす
ることができる。また、板状体32の境界部近傍のカラ
ー後端部38は、カラー中途部42よりも肉厚に形成さ
れている。このように、カラー後端部38を肉厚に形成
することによって、カラー後端部38の強度を保持で
き、熱交換チューブの拡管の際に、カラーの変形を防止
できる。さらに、図1に示すカラー34の先端部は、図
3に示すカラー先端部の拡大図のように、カラー中途部
42からカラー先端部44にかけては、カラーの肉厚
が、カラー先端部44の方向に徐々に厚くなるように形
成されている。このように、カラー中途部からカラー先
端部にかけて、カラーの肉厚を徐々に厚く形成すること
によって、カラー先端部にフランジを形成する際に、割
れの発生を防ぐことができる。
造に好適な製造金型について説明する。図4に示すよう
に、熱交換器用フィンの製造金型は、上型56に設けら
れたダイ54と下型77に設けられたパンチ50との間
で、板状体32に形成された突出片52にしごき加工を
施し、カラーを形成する。上型56に設けられているダ
イ54内には、ノックアウト78がバネ等の付勢部材
(図示せず)によって下型77方向に付勢され、先端部
80が上型56の下端面から突出している。この先端部
80が、上型56が降下した際に、板状体32に形成さ
れた挿入孔40内に挿入される。また、かかる先端部8
0は、ノックアウト78の中途部よりも、小径となるよ
うに形成されており、先端部80と中途部との境界には
段差82が形成されている。下型77は、固定板76
と、付勢部材73によって上型方向に付勢されているリ
フタ74とから成る。固定板76にはパンチ50の下端
部が固定されており、リフタ74に形成されたパンチ挿
入孔75に、パンチ50の上端部が挿入されている。か
かるリフタ74の上面には、ピアスバーリング工程によ
って形成された挿入孔40の周縁を囲むように突出片5
2が立設された板状体32が載置される。
用いるパンチ50は、図5に示すように、その先端から
円筒状部58、外径がパンチ50の後端部方向に拡径す
るテーパ部60、および外径がパンチ50の後端部方向
に縮径する逆テーパ部62が連続して形成されている。
この円筒状部58は、パンチ50を板状体32の挿入孔
40に挿入した際に、突出片52の内壁にほとんど接触
しない程度の小径に形成されている。かかる円筒状部5
8とテーパ部60とは、パンチ50の先端部が板状体3
2の挿入孔40から突出片52内へ進入する際のガイド
となる。また、逆テーパ部62は、テーパ部60から後
端部方向へ向かって、徐々にパンチ50の外径が縮径さ
れている部位であり、テーパ部60と逆テーパ部62と
の境界の角部がしごき部64である。しごき部64はダ
イの内壁面と共に、突出片52にしごき加工を施し、突
出片52をカラーに形成する。このようなパンチ50の
先端部が挿入されるダイ54には、パンチ50の先端部
が挿入される入口側端部から筒状部66、小径部68お
よび逆テーパ部70が連続して形成されている。このダ
イ54の筒状部66は、ダイ54の入口側端部から所定
距離の位置まで、内壁面が板状体32に対して垂直に形
成されている部位である。この筒状部66の出口側端部
には、筒状部66よりも小径で、且つパンチ50のしご
き部64が通過する際に、板状体32の突出片52にし
ごき加工を施し得る内径の小径部68が形成されてい
る。かかる小径部68に連続して形成される逆テーパ部
70は、小径部68からパンチ50の挿入方向(突出片
の加工方向)に向かって徐々に内径が拡径されている部
位である。
を用いて、熱交換器用フィンを製造する際には、まず、
図示しない前工程(ピアスバーリング工程)によって、
挿入孔40の周縁を囲むように突出片52が立設された
板状体32を、リフタ74の上面に載置する。この際
に、板状体32を、その挿入孔40とリフタ74に穿設
されたパンチ挿入孔75とが連通するように載置する。
次いで、図6に示すように、上型56が下型77の方向
(図6の矢印方向)への降下を開始すると、上型56と
共にノックアウト78が降下する。この、ノックアウト
78の先端部80は、板状体32の突出片52内に入り
込んで、板状体32の位置決めを行う。また、ノックア
ウト78の先端面はパンチ50の先端面に当接する。さ
らに、上型56が降下すると、上型56の下端面が板状
体32と当接し、付勢部材73の付勢力に抗してリフタ
74を押し下げる。このため、パンチ50は、その先端
面がノックアウト78の先端面と当接した状態を保持し
つつダイ54内に挿入され、板状体32の突出片52に
しごき加工を施す。このような、板状体32の突出片5
2に対するしごき加工を施して所定高さのカラーを得た
後、上型56の上昇を開始すると、リフタ74は付勢部
材73によって上型方向に付勢されているため、上型5
6と共に上昇し、パンチ50の先端部がダイ54から抜
け出ることができる。さらに、上型56が上昇すると、
上型56とリフタ74との間が開き、ノックアウト78
の段差82によって、ダイ54内からカラーを押し出
し、板状体32をリフタ74上に載置する。その後、こ
の板状体32は次工程に送りだされる。
よび下型の動きに基づいて、突出片にしごき加工を施し
てカラーを形成する状況を図5と図7とによって説明す
る。まず、パンチ50の円筒状部58およびテーパ部6
0が、図5に示すように、突出片52内に進入する。こ
のときは、円筒状部58およびテーパ部60の外径は共
に突出片52の内径よりも小径であるので突出片52に
しごき加工は施されない。さらに、パンチ50のしごき
部64が突出片52内に進入すると、しごき部64とダ
イ54の筒状部66の内壁面との間で突出片52にしご
き加工が施される。このしごき部64と筒状部66の内
壁面との間によって、しごき加工が施される部位がカラ
ー後端部38になる。引き続き、パンチ50のしごき部
64がダイ54に進入すると、パンチ50のしごき部6
4とダイ54の小径部68との間で突出片52にしごき
加工が施される。このとき、しごき部64と小径部68
の内壁面との間隔は、しごき部64と筒状部66との間
隔よりも狭く、板状体32の突出片52に対するしごき
量は、筒状部66におけるしごき量よりも大きくなる。
このため、しごき部64と小径部68の内壁面との間で
しごき加工が施されて形成されたカラー中途部42は、
カラー後端部38よりも薄肉に形成されるのである。さ
らに、パンチ50のしごき部64がダイ54の逆テーパ
部70内に進入すると、しごき部64と逆テーパ部70
の内壁面との間隔はパンチ50の挿入方向(突出片の加
工方向)に徐々に広がるため、パンチ50のしごき部6
4による、突出片52に対するしごき量が徐々に減少す
る。このため、カラー先端部44の肉厚は先端方向に徐
々に厚くなる。このとき、パンチ50のしごき部64と
ダイ54の逆テーパ部70の内壁面との間でしごき加工
が施される突出片52とは、しごき部64と筒状部66
の内壁面との間でしごき加工が施されることによって逆
テーパ部70内に進入してきた、未しごき部である突出
片52の先端部も含む。このようにして形成されたカラ
ーの断面形状は、カラー後端部38がカラー中途部42
よりも肉厚に形成されており、カラー後端部38の強度
を保持できるため、熱交換チューブの拡管の際にカラー
の変形を防止できる。また、カラー中途部42からカラ
ー先端部44にかけて、カラーの肉厚をカラー先端部4
4の方向に徐々に厚くなるように形成することによっ
て、図3に示すようなフランジをカラー先端部44に形
成する際に、割れの発生を防ぐことができる。また、か
かるしごき加工を行うパンチ50は、しごき部64より
も後端側に逆テーパ部62が形成されている。このた
め、図7に示すように、パンチ50のしごき部64がダ
イ54の逆テーパ部70に進入したとき、パンチ50の
逆テーパ部62とカラー後端部66との間に隙間61が
生じる。このように、隙間61が形成されることによっ
て加工用の加工油が隙間61に入り込みやすく、しごき
加工中にパンチおよびカラーの温度上昇を抑え、焼付き
を防ぐことができる。
換器用フィンの製造金型に代えて、図8に示す熱交換器
用フィンの製造金型を用いても、カラー後端部がカラー
中途部よりも肉厚に形成されている熱交換器用フィンを
製造することができる。図8の熱交換器用フィンの製造
金型においては、ダイ54の入口側端部から所定距離ま
では内壁面が板状体32に対して垂直に形成されている
筒状部66である。また、筒状部66の出口側端部から
パンチ50の進入方向には、パンチ50が通過する際
に、板状体32の突出片52にしごき加工を施し得る、
筒状部66よりも小径の小径筒状部86が形成されてい
る。この小径筒状部86の内壁面は板状体32に対して
垂直に形成されている。この、図8に示すダイ54を用
いて、突出片52にしごき加工を施してカラーを形成す
る際には、まず、上型を下型方向に降下させ、パンチ5
0の円筒状部58およびテーパ部60を、ダイ54に挿
入されている板状体32の突出片52内に進入させる。
このとき、円筒状部58およびテーパ部60の外径は共
に突出片52の内径よりも小径であるので、突出片52
にしごき加工は施されない。さらに、上型を降下させ、
パンチ50のしごき部64を突出片52に進入させる
と、しごき部64とダイ54の筒状部66の内壁面との
間で突出片52にしごき加工が施される。かかるしごき
部64と筒状部66の内壁面との間によって、突出片5
2にしごき加工を施す部位がカラー後端部となる。引き
続き、上型を降下させて、パンチ50のしごき部64を
ダイ54の小径筒状部86に進入させると、しごき部6
4と小径筒状部86の内壁面との間で突出片52にしご
き加工が施される。この、しごき部64と小径筒状部8
6の内壁面との間によってしごき加工が施された部位が
カラー先端部となる。なお、図8には図示していない
が、しごき部64と小径筒状部86の内壁面との間でし
ごき加工が施される突出片52とは、しごき部64と筒
状部66の内壁面との間でしごき加工が施されることに
よって小径筒状部86内に進入してきた、未しごき部で
ある突出片52の先端部も含む。このとき、しごき部6
4と筒状部66との間隔は、しごき部64と小径筒状部
86との間隔よりも広く、小径筒状部86における突出
片52に対するしごき量は、筒状部66における突出片
52に対するしごき量より大きくなる。このため、しご
き部64と筒状部66との間でしごき加工が施されて形
成されたカラー後端部は、カラー先端部よりも肉厚とな
る。このように、板状体32の連結部近傍のカラー後端
部を、カラー先端部よりも肉厚に形成することによっ
て、カラー後端部の強度を維持でき、熱交換チューブの
拡管の際にカラーの変形を防止できる。
おいては、図13に示す如く、カラーの内壁面がカラー
先端部に向かって徐々に肉厚になるように形成されたフ
ィンが提案されている。かかるフィンを形成するパンチ
18は、その先端部外径がパンチ後端部方向に向かって
徐々に大きくなるような第一テーパ面20と第二テーパ
面22とが形成されている。この、第一テーパ面20は
第二テーパ面22と比べて傾斜角が大きくなるように形
成されており、第一テーパ面20と第二テーパ面22と
の境界の角部がしごき部24である。また、ダイ25の
内壁面には、入口側端部から所定距離内部に進入した部
位までは内径が徐々に小さくなるようなテーパ部26が
形成されている。テーパ部26の出口側端部からは、内
壁面が板状体32と垂直に形成されている筒状部27が
形成されている。このため、かかるパンチ18とダイ2
5とにより突出片にしごき加工を施すと、パンチ18が
突出片29にしごき加工を施しつつダイ25内の18′
の位置にまで進入する。かかるパンチ18の進入による
しごき加工が施された突出片29の内壁面は、パンチ1
8の第二テーパ面22に倣って形成される。このため、
形成されたカラーの内壁面は「ハ」の字状に形成される
のである。しかし、このように、カラーの内壁面が
「ハ」の字状に形成されていると、熱交換チューブを挿
入する際に引っ掛かりが生じて挿入がスムーズに行えな
くなったり、または、拡管された熱交換チューブの外面
とカラー内壁面との密着性が低下するといったおそれが
ある。この点、本発明にかかる熱交換器用フィンでは、
カラーの内壁面が板状体に対して垂直に形成されている
ので、熱交換チューブを挿入する際にもスムーズに挿入
することができ、拡管された熱交換チューブの外面とカ
ラー内壁面との密着性も良好である。
ば、カラーの強度を保持でき、カラーが薄くなっても、
熱交換チューブの拡管等の際にカラーの変形を防ぐこと
ができると共に、カラーの先端部にフランジを形成させ
た際に、フランジの割れを防ぐことができる。このた
め、熱交換器用フィンを形成する板状体の薄肉化等に対
しても対応できる。また、本発明に係る熱交換器用フィ
ンの製造金型によれば、熱交換器用フィンを形成するカ
ラーの薄肉化に対して対応できる熱交換器用フィンを容
易に成形できる。
る。
る。
例を示す断面図である。
けるしごき加工を説明する説明図である。
けるしごき加工を説明する説明図である。
けるしごき加工を説明する説明図である。
の例を示す断面図である。
ブの拡管を説明するためのの説明図である。
ための説明図である。
ィンの状態を説明する説明図である。
れた熱交換器用フィンとその製造金型を説明する断面図
である。
Claims (5)
- 【請求項1】 熱交換用チューブが挿入される板状体の
挿入孔の各々の周辺を囲むように、先端部にフランジが
形成された所定高さのカラーが立設されている熱交換器
用フィンにおいて、 該カラーの内壁面が板状体に対して垂直に形成されると
共に、 前記板状体との境界部近傍のカラー後端部が、カラー中
途部よりも肉厚に形成されていることを特徴とする熱交
換器用フィン。 - 【請求項2】 カラー後端部よりも薄肉のカラー中途部
が、フランジが形成されたカラー先端部の方向に徐々に
肉厚に形成されていることを特徴とする請求項1記載の
熱交換器用のフィン。 - 【請求項3】 熱交換用チューブが挿入される板状体の
挿入孔の各々の周縁を囲む突出片に、ダイの内壁面とパ
ンチの外壁面との間でしごき加工を施して所定高さのカ
ラーを形成する熱交換器用フィンの製造金型において、 該パンチの先端部に形成されたしごき部が挿入され、前
記板状体に形成された突出片にしごき加工が施されるダ
イには、前記パンチの先端部が挿入される入口側端部か
ら所定距離の部位に、前記板状体に対して内壁面が垂直
に形成された筒状部と、 前記筒状部の出口側端部からパンチ先端部の挿入方向
に、前記筒状部の内径よりも小径であって、前記パンチ
のしごき部が通過する際に、前記板状体の突出片にしご
き加工を施し得る内径に形成されていると共に、前記板
状体に対して内壁面が垂直に形成された小径筒状部とが
形成され、 且つ前記突出片のしごき加工が終了したとき、形成され
たカラーの先端が前記小径筒状部内に位置するように、
前記筒状部及び小径筒状部が形成されていることを特徴
とする熱交換器用フィンの製造金型。 - 【請求項4】 熱交換用チューブが挿入される板状体の
挿入孔の各々の周縁を囲む突出片に、ダイの内壁面とパ
ンチの外壁面との間でしごき加工を施して所定高さのカ
ラーを形成する熱交換器用フィンの製造金型において、 該パンチの先端部に形成されたしごき部が挿入され、前
記板状体に形成された突出片にしごき加工が施されるダ
イには、前記パンチの先端部が挿入される入口側端部か
ら所定距離の部位に、前記板状体に対して内壁面が垂直
に形成された筒状部と、 前記筒状部の出口側端部に、前記筒状部の内径よりも小
径であって、前記パンチのしごき部が通過する際に、前
記板状体の突出片にしごき加工を施し得る内径に形成さ
れた小径部と、 前記小径部よりもパンチ先端部の挿入方向に徐々に拡径
される逆テーパ部とが形成され、 且つ突出片のしごき加工が終了したとき、形成されたカ
ラーの先端が前記逆テーパ部内に位置するように、前記
筒状部、小径部、及び逆テーパ部が形成されていること
を特徴とする熱交換器用フィンの製造金型。 - 【請求項5】 パンチのしごき部よりも後端部が、後端
方向にパンチの外径が徐々に小径となる逆テーパ部に形
成されていることを特徴とする請求項3または4記載の
熱交換器用フィンの製造金型。
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