JP3376501B2 - インナーフィンを備えた熱交換管の製造方法 - Google Patents

インナーフィンを備えた熱交換管の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、インナーフィンを備
えた熱交換管の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、インナーフィン入り熱交換管の製
造方法として、平らな上下壁および断面略円弧形の左右
側壁を備えた偏平管の内部にインナーフィンを挿入し、
このインナーフィン入り偏平管を上下両側から加圧し
て、インナーフィンと上下壁とを密着させるものが知ら
れている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記の製造方法では、
偏平管とインナーフィンとの密着不良が生じやすいとい
う問題があった。
【０００４】この発明の目的は、偏平管とインナーフィ
ンとの密着不良が生じにくい、インナーフィンを備えた
熱交換管の製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】第１の発明によるインナ
ーフィンを備えた熱交換管の製造方法は、上下壁と内面
中程に長さ方向にのびる溝を有する左右側壁とを備えた
偏平管を用意し、この偏平管内にインナーフィンを挿入
し、インナーフィン入り偏平管を上下両側から加圧し
て、左右側壁の溝をなくすとともに、インナーフィンと
上下壁とを密着させることを特徴とするものである。
【０００６】第２の発明によるインナーフィンを備えた
熱交換管の製造方法は、上下壁と断面略円弧形の左右側
壁とを備えた偏平管を用意し、インナーフィンの左右両
縁に偏平管の左右側壁内面に沿う折曲げ縁部を形成し、
このインナーフィンを偏平管の内部に挿入し、インナー
フィン入り偏平管を上下両側から加圧して、偏平管の左
右側壁とインナーフィンの左右両折曲げ縁部とを密着さ
せるとともに、インナーフィンと上下壁とを密着させる
ことを特徴とするものである。
【０００７】
【作用】第１の発明のインナーフィンを備えた熱交換管
の製造方法によると、上下壁と内面中程に長さ方向にの
びる溝を有する左右側壁とを備えた偏平管を用意し、こ
の偏平管内にインナーフィンを挿入し、インナーフィン
入り偏平管を上下両側から加圧して、左右側壁の溝をな
くすとともに、インナーフィンと上下壁とを密着させる
ものであるから、左右側壁は塑性変形してそのスプリン
グバックは小さくなり、インナーフィンと上下壁との密
着度が良くなる。
【０００８】第２の発明のインナーフィンを備えた熱交
換管の製造方法によると、上下壁と断面略円弧形の左右
側壁とを備えた偏平管を用意し、インナーフィンの左右
両縁に偏平管の左右側壁内面に沿う折曲げ縁部を形成
し、このインナーフィンを偏平管の内部に挿入し、イン
ナーフィン入り偏平管を上下両側から加圧して、偏平管
の左右側壁とインナーフィンの左右両折曲げ縁部とを密
着させるとともに、インナーフィンと上下壁とを密着さ
せるものであるから、インナーフィンと上下壁とが密着
するだけでなく、偏平管の左右側壁とインナーフィンの
両折曲げ縁部とも密着する。
【０００９】
【実施例】この発明の実施例を、以下図面を参照して説
明する。この明細書において、「アルミニウム」にはア
ルミニウム合金も含むものとする。
【００１０】第１の発明による方法を図１から図３まで
を参照して説明する。
【００１１】まず、平らな上下壁(3) と、内面中程に長
手方向にのびる溝(5) を有する左右側壁(4) とを備えた
アルミニウム押出形材製偏平管(1) を用意する。左右側
壁(4) は、上下壁(3) よりも肉厚が厚く、その中央部
分、すなわち溝(5) の底壁(5a)に対応する部分は、薄肉
部(4a)となっている。また、左右側壁(4) の外面形状は
断面半円形であり、溝(5) の断面は略Ｕ字状であり、底
壁(5a)の断面形状は外向き凸の半円形となされている。
【００１２】次いで、上記偏平管(1) の内部にアルミニ
ウム製インナーフィン(2) を挿入する。インナーフィン
(2) としては、マルチエントリーフィンが使用されてい
る。インナーフィン(2) を挿入しやすくするため、図２
に示すように、上下壁(3) 間の間隔は、インナーフィン
(4) の高さよりも大きく、インナーフィン(2) が挿入さ
れた偏平管(1) の上壁(3) とインナーフィン(2) との間
には、つぶし代(6) となる間隙が生じている。左右側壁
(4) の溝(5) の対向壁(5b)同士の間隔は、つぶし代(6)
と等しくしておく。
【００１３】そして最後に、インナーフィン(2) 入り偏
平管(1) をロール成形装置により上下両側から加圧す
る。すると、左右側壁(4) の薄肉壁部(4a)が塑性変形
し、溝(5) の対向壁(5b)同士が密着して溝(5) がなくな
るとともに、偏平管(1) の上下壁(3) とインナーフィン
(2) とが密着し、図３に示すインナーフィン(2) を備え
た熱交換管が製造される。
【００１４】従来の製造方法では、加圧時には、断面略
半円形の左右側壁が一様に変形するため、変形歪み量が
小さく、したがってスプリングバックが大きくなって偏
平管とインナーフィンとの密着度が悪いという問題があ
ったが、この発明による製造方法では、変形が左右側壁
(4) の薄肉壁部(4a)に集中し塑性変形となるため、スプ
リングバックが小さく、したがって、インナーフィン
(2) と上下壁(3) との密着度が良い熱交換管が得られ
る。
【００１５】インナーフィン入り偏平管を加圧成形する
には、ロール成形だけでなく、プレス成形による方法を
用いることもできる。左右側壁(4) の薄肉壁部(4a)の塑
性変形に伴って、熱交換管の幅は加圧前の偏平管(1) の
幅より若干広くなる。また、左右側壁(4) の外面形状
は、断面半円形のままでその半径が若干小さくなる。
【００１６】なお、上記実施例では、溝(5) の断面は略
Ｕ字状で、底壁(5a)の断面形状は外向き凸の半円形とな
されているが、溝の形状は、加圧時に左右側壁が塑性変
形できるようにするものであれば適宜変更可能であり、
例えば、対向壁をテーパ状にして溝(5) の断面を略Ｖ字
状とし、かつ底壁の断面形状を外向き凸の半円形として
もよい。また、底壁の形状も半円以外の円弧形であって
もよいし、円弧でなく鋭角状にしてもよい。また、左右
側壁(4) の溝(5) の対向壁(5b)同士の間隔は、つぶし代
(6) とちょうど等しくなくてもよい。また、左右側壁
(4) も上記実施例のものに限られるものではなく、左右
側壁(4) の外面形状を鋭角として、偏平管をつぶしやす
いようにしてもよい。
【００１７】偏平管(1) の内部に挿入するインナーフィ
ン(2) としては、上記のマルチエントリーフィンのほか
に、図４に示すようなウェーブフィン(10)が使用され
る。ウェーブフィン(10)は、流体流路方向に沿って山部
(12)と谷部(13)とが繰り返される波状フィンエレメント
(11)が、隣り合うもの同士で位相が１８０度ずれるよう
に並列状に結合された形状をしており、流体は隣り合う
波状フィンエレメント(11)の山部(12)と谷部(13)との間
隙部分を通って幅方向に流れることができる。
【００１８】上記において、偏平管(1) 内に挿入される
インナーフィン(2)(10) は、いずれも幅方向への流路を
有しているので、熱交換管内で流体が混合されることに
なり、これらのインナーフィン(2)(10) を備えた熱交換
管の熱交換性能が向上する。
【００１９】このようにして製造された熱交換管は、ア
ルミニウム製のマルチフロー型コンデンサーの冷媒凝縮
用チューブに適しており、そのほか、オイルクーラー、
ラジエータ、カークーラーの蒸発管等としても使用され
る。
【００２０】図５から図９までには、多数の突起(23)(3
3)(43)(53)(63)が設けられた平板部(22)(32)(42)(52)(6
2)と、平板部(22)(32)(42)(52)(62)左右両縁に設けられ
た折曲げ縁部(24)(25)(34)(35)(44)(45)(54)(55)(64)(6
5)とよりなるインナーフィン(21)(31)(41)(51)(61)が示
されている。
【００２１】これらのインナーフィン(21)(31)(41)(51)
(61)を備えた熱交換管を製造するには、従来と同じよう
に、平らな上下壁および断面略半円形の左右側壁を備え
た偏平管の内部にインナーフィン(21)(31)(41)(51)(61)
を挿入し、このインナーフィン(21)(31)(41)(51)(61)入
り偏平管を上下両側から加圧して、インナーフィン(21)
(31)(41)(51)(61)と上下壁とを密着させることにより製
造する。
【００２２】多数の突起が設けられた平板部だけからな
る帯状インナーフィンは、従来より知られているが、こ
の帯状インナーフィンは、幅方向への流路を有している
という利点を有しているものの、長さ方向の強度が低
く、偏平管への挿入途中にインナーフィンが変形すると
いう問題があった。
【００２３】図５から図９までに示すインナーフィン(2
1)(31)(41)(51)(61)は、すべて平板部(22)(32)(42)(52)
(62)左右両縁に折曲げ縁部(24)(25)(34)(35)(44)(45)(5
4)(55)(64)(65)を有しており、したがって、長さ方向の
強度が大きく、偏平管への挿入作業がしやすいものとな
っている。
【００２４】図５のインナーフィン(21)は、上方または
下方に突出する多数の半球形突起(23)が設けられた平板
部(22)と、平板部(22)両縁に設けられた折曲げ縁部(24)
(25)とよりなる。左右折曲げ縁部(24)(25)は平板部(22)
に対して垂直となるように折り曲げられたもので、左右
折曲げ縁部(24)(25)は互いに逆方向に折り曲げられてい
る。
【００２５】図６のインナーフィン(31)は、上方または
下方に切り起こされた多数の半円形切り起こし突起(33)
が設けられた平板部(32)と、平板部(32)両縁に設けられ
た折曲げ縁部(34)(35)とよりなる。左右折曲げ縁部(34)
(35)は平板部(32)に対して垂直となるように折り曲げら
れたもので、左右折曲げ縁部(34)(35)は互いに逆方向に
折り曲げられている。
【００２６】図７のインナーフィン(41)は、上方または
下方に切り起こされた多数の三角形切り起こし突起(43)
が設けられた平板部(42)と、平板部(42)両縁に設けられ
た折曲げ縁部(44)(45)とよりなる。左右折曲げ縁部(44)
(45)は平板部(42)に対して垂直となるように折り曲げら
れたもので、左右折曲げ縁部(44)(45)は互いに逆方向に
折り曲げられている。
【００２７】図８のインナーフィン(51)は、上方または
下方に切り起こされた多数の三角形切り起こし突起(53)
が設けられた平板部(52)と、平板部(52)両縁に設けられ
た折曲げ縁部(54)(55)とよりなる。左右折曲げ縁部(54)
(55)はそれぞれ複数に分割されており、平板部(52)に対
して垂直にかつ上向きと下向きとが交互となるように折
り曲げられている。左折曲げ縁部(54)および右折曲げ縁
部(55)のそれぞれ対向する分割部分同士は互いに逆方向
に折り曲げられている。
【００２８】図９のインナーフィン(61)は、上方または
下方に切り起こされた多数の三角形切り起こし突起(63)
が設けられた平板部(62)と、平板部(62)両縁に設けられ
た折曲げ縁部(64)(65)とよりなる。左右折曲げ縁部(64)
(65)は平板部(62)に対して垂直となるように折り曲げら
れたもので、左右折曲げ縁部(64)(65)は互いに逆方向に
折り曲げられている。
【００２９】図１０には、左右折曲げ縁部の種々の変形
例を示している。同図（Ａ）に示すものは、図５と同じ
もので、（Ｂ）に示すものは、これに対して、左右折曲
げ縁部(70)(71)が互いに同方向に折り曲げられている。
（Ｃ）に示すものは、（Ａ）に示すものに対して、左右
折曲げ縁部(72)(73)が垂直曲げでなくカーリングされて
いる。（Ｄ）に示すものは、（Ｂ）に示すものに対し
て、左右折曲げ縁部(74)(75)が垂直曲げでなくカーリン
グされている。（Ｅ）に示すものは、図８に示すものと
同じである。（Ｆ）に示すものは、（Ｅ）に示すものに
対して、左右折曲げ縁部(76)(77)が垂直曲げでなく横断
面円弧形にカーリングされている。
【００３０】次に、図１０（Ｃ）（Ｄ）（Ｆ）に示した
ような左右折曲げ縁部(72)(73)(74)(75)(76)(77)がカー
リングされたインナーフィンを備えた熱交換管を製造す
るための、第２の発明による製造方法を図１１を参照し
て説明する。
【００３１】まず、インナーフィン(82)の幅を広げて、
折曲げ縁部(85)の形状を偏平管(81)の左右側壁(84)内面
に沿う形状とする。偏平管(81)としては、従来のもの、
すなわち、平らな上下壁(83)および断面略円弧形の左右
側壁(84)を備えたものを使用する。そして、インナーフ
ィン(82)を偏平管(81)の内部に挿入し、インナーフィン
(82)入り偏平管(81)を上下両側から加圧する。このよう
にすると、偏平管(81)の上下壁(83)とインナーフィン(8
2)とだけでなく、偏平管(81)の左右側壁(84)とインナー
フィン(82)の左右両折曲げ縁部(85)とも密着する。した
がって、インナーフィン(82)と偏平管(81)との接合がよ
り強固なものとなり、結果的に得られた熱交換管の耐圧
力も向上させることができる。偏平管(81)内に挿入され
るインナーフィン(82)として、図５から図９までに示し
た突起(23)(33)(43)(53)(63)付き平板部(22)(32)(42)(5
2)(62)を有したものとすることにより、熱交換管内で流
体が混合されることになり、このインナーフィン(82)を
備えた熱交換管の熱交換性能が向上する。
【００３２】
【発明の効果】第１の発明のインナーフィンを備えた熱
交換管の製造方法によると、左右側壁が塑性変形するこ
とにより、加圧後のスプリングバック小さくなり、イン
ナーフィンと上下壁との密着度が良くなる。したがっ
て、偏平管とインナーフィンの密着不良が生じにくくな
る。
【００３３】第２の発明のインナーフィンを備えた熱交
換管の製造方法によると、インナーフィンと上下壁とが
密着するだけでなく、偏平管の左右側壁とインナーフィ
ンの両折曲げ縁部とも密着し、偏平管とインナーフィン
の密着不良が生じにくくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の発明によるインナーフィンを備えた熱交
換管の製造方法を説明する斜視図である。
【図２】偏平管にインナーフィンを挿入した横断面図で
ある。
【図３】偏平管を加圧した後、すなわち第１の発明の方
法により製造された熱交換管の横断面図である。
【図４】第１の発明による製造方法を他のインナーフィ
ンに適用するときの斜視図である。
【図５】折曲げ縁部を有するインナーフィンの一例を示
す斜視図である。
【図６】折曲げ縁部を有するインナーフィンの他の例を
示す斜視図である。
【図７】折曲げ縁部を有するインナーフィンの他の例を
示す斜視図である。
【図８】折曲げ縁部を有するインナーフィンの他の例を
示す斜視図である。
【図９】折曲げ縁部を有するインナーフィンの他の例を
示す斜視図である。
【図１０】折曲げ縁部の他の変形例を示す横断面図であ
る。
【図１１】第２の発明によるインナーフィンを備えた熱
交換管の製造方法を説明する要部の横断面図である。
【符号の説明】
(1) 偏平管 (2) インナーフィン (3) 上下壁 (4) 側壁 (5) 溝 (81) 偏平管 (82) インナーフィン (83) 上下壁 (84) 側壁 (85) 折曲げ縁部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−180984（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−115934（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−96431（ＪＰ，Ａ) 特公 平１−54136（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B21D 53/06 F28F 1/40

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 上下壁と内面中程に長さ方向にのびる溝
    を有する左右側壁とを備えた偏平管を用意し、この偏平
    管内にインナーフィンを挿入し、インナーフィン入り偏
    平管を上下両側から加圧して、左右側壁の溝をなくすと
    ともに、インナーフィンと上下壁とを密着させることを
    特徴とする、インナーフィンを備えた熱交換管の製造方
    法。
  2. 【請求項２】 上下壁と断面略円弧形の左右側壁とを備
    えた偏平管を用意し、インナーフィンの左右両縁に偏平
    管の左右側壁内面に沿う折曲げ縁部を形成し、このイン
    ナーフィンを偏平管の内部に挿入し、インナーフィン入
    り偏平管を上下両側から加圧して、偏平管の左右側壁と
    インナーフィンの左右両折曲げ縁部とを密着させるとと
    もに、インナーフィンと上下壁とを密着させることを特
    徴とする、インナーフィンを備えた熱交換管の製造方
    法。
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