JPH0431773B2 - - Google Patents

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JPH0431773B2
JPH0431773B2 JP59182378A JP18237884A JPH0431773B2 JP H0431773 B2 JPH0431773 B2 JP H0431773B2 JP 59182378 A JP59182378 A JP 59182378A JP 18237884 A JP18237884 A JP 18237884A JP H0431773 B2 JPH0431773 B2 JP H0431773B2
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tube
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02Header boxes; End plates
    • F28F9/04Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates
    • F28F9/16Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D53/00Making other particular articles
    • B21D53/02Making other particular articles heat exchangers or parts thereof, e.g. radiators, condensers fins, headers

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、熱交換器のフインプレートの成形
方法に関し、特にフインプレート素材の金属薄板
に、チユーブ挿着用の孔として、内周縁に立上が
つた壁(カラー)を有する立上り壁孔を形成する
方法に関するものである。
従来の技術 一般にフインプレートタイプの熱交換器におい
ては、第4図に示すように、アルミニウム合金等
からなるフインプレート1の板面に、フレオン等
の冷却媒体もしくは熱媒体が流通する銅もしくは
アルミニウム合金製のチユーブ2を挿着するため
の立上り壁孔3を形成する必要がある。この立上
り壁孔3における立上り壁(カラー部)4は、チ
ユーブ2と充分に密着させてチユーブ2からフイ
ンプレート1への熱伝導を良好にする役割を果た
すと同時に、そのカラー部4の高さによつて平行
に隣接する他のフインプレート1Aとの間隔を規
制する役割も果たす。そしてカラー部4の先端部
分は、他のフインプレート1Aの喰い込みを防止
するために、断面湾曲状に拡がつたフレア部5と
なるように加工されるのが通常である。
上述のようなフインプレート1の立上り壁孔3
を形成するための加工方法としては、従来から(イ)
ドロー方式、(ロ)バーリング方式、(ハ)アイアニング
方式などが知られている。
前記(イ)のドロー方式は、例えば第5図A〜Fに
示すように、先ず張出し成形Aを行ない、続いて
数段の再絞り加工B,Cを行なつた後、ピアス加
工Dによつて穿孔し、さらにバーリング加工Eに
よつてカラー部を形成し、最後にフレアリング加
工Fによりフレア部を形成するものである。また
前記(ロ)のバーリング方式は、例えば第6図A〜C
に示すように、最初にピアス加工Aによつて穿孔
し、続いてバーリング加工Bおよびフレアリング
加工Cを施すものである。さらに前記(ハ)のアイア
ニング方式は、例えば第7図A〜Dに示すよう
に、前記バーリング方式と同様にピアス加工Aお
よびバーリング加工Bを施し、しかる後にアイア
ニング加工Cによつてカラー部の先端を薄肉と
し、最後にフレアリング加工Dを施すものであ
る。
これらの加工方式は、いずれもピアス加工、バ
ーリング加工、フレアリング加工が共通し、これ
らの工程における孔開け−孔拡げ加工がカラー部
の高さ、ひいては隣接するフインプレートの間隔
を決める重要な要因となつている。
発明が解決すべき問題点 ところで上述のようにして立上り壁孔が形成さ
れたフインプレートを実際に熱交換器として組立
てるにあたつては、銅管あるいはアルミニウム合
金管からなるチユーブを立上り壁孔に挿通させた
後、そのチユーブの外周面を立上り壁孔のカラー
部に密着させるため、チユーブを内側から拡管さ
せるのが通常である。この拡管工程ではチユーブ
から立上り壁孔に相当な力が加わつて立上り壁孔
にその円周方向の引張応力が作用することになる
が、前述のような従来の方式で形成された立上り
壁孔では、チユーブを充分に密着させるべく大き
く拡管させた場合に引張応力により立上り壁孔が
拡大変形し、ついには破れて、逆にフインプレー
トとチユーブとの充分な密着が得られなくなるこ
とがある。すなわち家庭用ルームクーラー等にお
いてはフインプレートとして厚さが0.10〜0.12mm
程度と極めて薄くしかも充分な加工性を得るため
に軟質なアルミニウム板が使用されているため、
立上り壁孔の強度が低く、チユーブの拡管を大き
くした場合には円周方向の引張応力に耐えられず
に孔の内周縁が拡大変形し、ついにはその一部が
破断して、チユーブが立上り壁孔に充分に密着さ
れず、熱交換率が低下してしまうことがあつた。
この発明は以上の事情に鑑みてなされたもの
で、熱交換媒体が流通するチユーブを挿着するた
めの立上り壁孔の強度を大きくして、その立上り
壁孔に挿通されるチユーブの拡管率を大きくした
場合でも立上り壁孔が拡大変形したり破断してし
まつたりすることを有効に防止して、常に充分に
チユーブと密着されるようにした立上り壁孔をフ
インプレート素材の金属薄板に形成する方法を提
供することを目的とするものである。
問題点を解決するための手段 第1発明の方法は、熱交換媒体が流通するチユ
ーブを挿着するための孔として、孔部内周縁に板
面の一方側へ立上がつた壁を有する立上り壁孔を
フインプレート素材の金属薄板に形成するにあた
り、金属薄板に張り出し形成を施して金属薄板の
板面に所定の高さを有する凸部を形成し、しかる
後その凸部に対してその高さが前段階の高さの85
%以下となるように再絞り加工を行なつて、円筒
もしくは楕円筒状の凸部に加工するとともに凸部
基端の周囲の板面に半径方向の板シワを発生さ
せ、さらに凸部の頂面にピアス加工を施して孔部
を形成することを特徴とするものである。
また第2発明の方法は、前記第1発明と同様に
フインプレート素材の金属薄板に張り出し成形を
施して金属薄板の板面に凸部を形成した後、その
凸部に1回もしくは2回以上の再絞り加工を施し
て所定の高さを有する切頭円錐台状もしくは切頭
楕円錘台状の凸部とし、しかる後にその凸部に対
してその高さが前段階の高さの85%以下となるよ
うに再絞り加工を行なつて、円筒もしくは楕円筒
状の凸部に加工するとともに凸部基端周囲の板面
に半径方向の板シワを発生させ、さらに凸部の頂
面にピアス加工を施して孔部を形成することを特
徴とするものである。
発明の実施のための具体的説明 以下この発明の方法について第1図〜第3図を
参照して詳細に説明する。
第1図A〜D、第2図A〜Dはこの発明の方法
を段階的に示すものであり、この発明の方法にお
いては先ず第1図A、第2図Aに示すように熱交
換器のフインプレートとなるべきアルミニウム合
金薄板などの金属薄板10に、張り出し成形によ
つて凸部11Aを形成する。この張り出し成形は
例えば第3図Aに示すような球頭のポンチ12お
よびダイス13を用いて、球頭の凸部11Aを形
成するのが通常であるが、最終的に楕円筒状の立
上り壁孔を形成する場合には楕円頭を有するポン
チを用いて楕円頭の凸部11Aを形成しても良
い。
次いで、第1図B、第2図Bに示すように1回
または2回以上の再絞り加工を行なつて、切頭円
錐台状もしくは切頭楕円錐台状の所定の高さH1
を有する凸部11Bに加工する。この再絞り加工
は例えば第3図Bに示すような切頭円錐状もしく
は切頭楕円錐状のポンチ14およびダイス15を
用いて行なえば良い。またこの再絞り加工は、最
終的に得るべき立上り壁孔のカラー部高さに応じ
て(すなわち熱交換器用フインプレートの場合隣
り合うフインプレートの間隔に応じて)所定の高
さH1を得るべく、1回または2回以上の適宜の
回数行なう。
その後、第1図C、第2図Cに示すように凸部
高さがH1の85%以下となるように成形高さを減
少させる再絞り加工を行ない、高さH2の円筒状
もしくは楕円筒状の凸部11Cとする。すなわ
ち、例えば第3図Cに示すようなポンチ16およ
びダイス17を用いて、第1図B、第2図Bの段
階の成形高さH1に対し85%以下の高さH2の円筒
状もしくは楕円筒状の凸部11Cを形成する。こ
のように成形高さを減少させる再絞り加工を施す
ことによつて、円筒状もしくは楕円筒状の凸部1
1Cの基端周囲の板面には、半径方向に沿つた多
数の板シワ18が放射状に形成される。なおここ
で、再絞り加工の成形高さH2がその前段階の高
さH1の85%を越える場合には、半径方向の板シ
ワ18が殆んど発生せず、したがつて成形高さ
H2はH1の85%以下とする必要がある。
ここで、前述のように高さが85%以下となるよ
うに再絞り加工を行なうことによつて半径方向に
沿つた板シワが発生する理由について第8図を参
照してさらに詳細に説明する。
高さが低くなるように再絞り加工を行なえば、
再絞り加工が縮径加工であることと、凸部の高さ
が低くなることとが相俟つて、凸部の立上がり基
端周囲Aに余肉が生じる。この余肉は、板厚増加
もしくはシワのいずれかになるが、この発明で対
象としている熱交換器用フインプレートの如き薄
板では、余肉は通常はシワの発生によつて吸収さ
れる。そして絞り加工の一つである再絞り加工で
は、軸方向Bには引張力が作用するが、周方向C
には圧縮力が作用する。このような周方向Cの圧
縮力によつて凸部の立上がり基端周囲Aの余肉が
周方向に座屈し、半径方向(放射方向)に沿つた
シワが発生する。そしてこのような再絞り加工に
おいて、凸部の高さが前段階の85%以下とならな
ければ、前述のような余肉の発生量と周方向の圧
縮力が不充分となり、そのため周方向への座屈が
生じにくくなり、半径方向に沿つた板シワが充分
に得られない。
このようにして基端周囲の板面に半径方向の板
シワ18を有する円筒状もしくは楕円筒状の凸部
11Cを形成した後、その凸部11Cの頂面19
に対して公知のピアス加工を施し、第1図D、第
2図Dに示すように孔部20を形成する。この工
程によつて、周囲の板面に半径方向の板シワ18
を有しかつ内周縁にカラー部4を有する立上り壁
孔3が形成されたことになる。したがつてこの後
には、必要に応じてバーリング加工を施し、さら
に必要に応じフレアリング加工を施せば、熱交換
器用フインプレートに通常要求されるフレア部5
(第4図参照)を有する立上り壁孔が得られる。
もちろん用途によつてはピアス加工後のバーリン
グ加工やフレアリング加工は省くこともできる。
なお以上の説明では第1図A、第2図Aに示す
張り出し成形の後、第1図B、第2図Bに示す再
絞り加工を行なつて所定の高さH1の凸部11A
とし、その後成形高さを減少させるための第1図
C、第2図Cに示す再絞り加工を行なうものとし
たが、最終的に得るべき立上り壁孔3のカラー部
4の高さが小さくても良い場合には、第1図B、
第2図Bに示す再絞り加工を省き、第1図A、第
2図Aの張り出し成形で高さH1の凸部を得てそ
の直後に第1図C、第2図Cに示す成形高さ減少
(H1→H2)のための再絞り加工を行ない、半径
方向の板シワ18を発生させても良い。
作 用 上述のようにして形成された立上り壁孔3、す
なわち孔部の周囲の板面(平面部)に半径方向に
沿つた板シワ18が生じている立上り壁孔3は、
その孔部周辺の強度が、半径方向の板シワ18に
よつて構造的に上昇せしめられている。特にその
板シワ18は、半径方向放射状に形成されている
ため、半径方向放射状に沿つた補強リブの機能を
果たし、内側から半径方向放射状に与えられる力
に対して高い剛性を与えることになる。そのため
例えば第4図に示したように立上り壁孔3内に銅
管もしくはアルミニウム合金管からなるチユーブ
2を挿通させてそのチユーブ2を充分に拡管させ
た場合でも、立上り壁孔3の周囲が拡大変形した
り破断したりするようなことが有効に防止され、
したがつてチユーブ2を立上り壁孔3のカラー部
4に充分に密着させることができる。
またフインプレートの立上り壁孔3の周囲の半
径方向の板シワ18は隣り合うフインプレート間
を流通する流体に乱流を発生させてその流体とフ
インプレートとの間の熱伝達を促進させる役割も
果たす。
発明の効果 以上の説明で明らかなようにこの発明の方法に
よれば、熱交換器のフインプレートにおける熱交
換媒体流通用のチユーブが挿着される立上り壁孔
として、孔部周囲の強度が高い立上り壁孔を形成
することができ、したがつてこの発明の方法によ
り形成された立上り壁孔にチユーブを挿通させて
そのチユーブを拡管させた場合に立上り壁孔の周
囲が拡大変形したり破断することが有効に防止さ
れるから、チユーブと立上り壁孔のカラー部とを
充分に密着させることができる。したがつてこの
発明の方法に成形したフインプレートを用いた熱
交換器においては、チユーブと立上り壁孔のカラ
ー部とを充分に密着させてその間の熱伝達を良好
とし、熱交換器を向上させることができる。また
立上り壁孔周囲の半径方向の板シワはフインプレ
ート間を通過する流体に乱流を発生させて流体と
フインプレート間の熱伝達を向上させる作用も果
たし、したがつて熱交換器を一層改善することが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図A〜Dはこの発明の方法の各工程を段階
的に示すための金属薄板の斜視図、第2図A〜D
は同じくこの発明の方法の各工程を段階的に示す
ための金属薄板の断面図、第3図A〜Cはそれぞ
れ第1図A〜Cの工程で使用されるポンチおよび
ダイスを示す縦断面図である。第4図は熱交換器
のフインプレートにおける従来の通常の立上り壁
孔を示す縦断面図、第5図A〜Fは従来法として
のドロー方式を段階的に示す略解図、第6図A〜
Cは従来法としてのバーリング加工方式を段階的
に示す略解図、第7図A〜Dは従来法としてのア
イアニング方式を段階的に示す略解図、第8図は
この発明の方法における再絞り加工工程で半径方
向の板シワが発生する状況を説明するための説明
図である。 3……立上り壁孔、4……立上り壁(カラー
部)、10……金属薄板、11A,11B,11
C……凸部、18……板シワ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 熱交換媒体が流通するチユーブを挿着するた
    めの孔として、孔部内周縁に板面の一方側へ立上
    がつた壁を有する立上り壁孔をフインプレート素
    材の金属薄板に形成するにあたり、 金属薄板に張り出し成形を施して金属薄板の板
    面に所定の高さを有する凸部を形成し、しかる後
    その凸部に対してその高さが前段階の高さの85%
    以下となるように再絞り加工を行なつて、円筒も
    しくは楕円筒状の凸部に加工するとともに凸部基
    端の周囲の板面に半径方向の板シワを発生させ、
    さらに凸部の頂面にピアス加工を施して孔部を形
    成することを特徴とする熱交換器用フインプレー
    トの成形方法。 2 熱交換媒体が流通するチユーブを挿着するた
    めの孔として、孔部内周縁に板面の一方側へ立上
    がつた壁を有する立上り壁孔をフインプレート素
    材の金属薄板に形成するにあたり、 金属薄板に張り出し成形を施して金属薄板の板
    面に凸部を形成し、続いてその凸部に1回または
    2回以上の再絞り加工を施して所定の高さを有す
    る切頭円錐台もしくは切頭楕円錐台状の凸部と
    し、しかる後その凸部に対してその高さが前段階
    の高さの85%以下となるように再絞り加工を行な
    つて、円筒もしくは楕円筒状の凸部に加工すると
    ともに凸部基端の周囲の板面に半径方向の板シワ
    を発生させ、さらに凸部の頂面にピアス加工を施
    して孔部を形成することを特徴とする熱交換器用
    フインプレートの成形方法。
JP59182378A 1984-08-30 1984-08-30 金属薄板の成形方法 Granted JPS6160221A (ja)

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