JPH06347184A - 熱交換器用コルゲートフィンの成形装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】加工工数を減らし製造効率を高くし、装置を簡
素かつ小形化して設備費を低減する熱交換器用コルゲー
トフィンの成形装置を提供する。 【構成】それぞれ周方向に沿って山部５１、６１と谷部
５２、６２を交互に設けた一対の成形ローラ５０、６０
を、これら山部が谷部と噛み合うようにして対向させ、
これら一対の成形ローラ間にコルゲートフィン１の素材
となる薄板２０を挟んでこれら成形ローラにより上記薄
板を波形に成形する成形装置において、成形ローラの山
部５１、６１および谷部５２、６２に切込み用カッター
５４、５５、６４、６５を形成し、上記一対の成形ロー
ラ５０、６０により上記薄板を波形に成形するときに上
記切込み用カッターによってコルゲートフィンの山部１
２および谷部１４に切り込み１８を同時に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車などのラジエ−
タやヒータ等に用いられる熱交換器を構成するコルゲー
トフィンを成形する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車のラジエ−タやヒータとして用い
られる熱交換器は、複数のコルゲートフィンと、偏平な
断面形状を有する複数の伝熱チューブとを交互に積層し
てコア部を構成し、このコア部の上記伝熱チューブの両
端にタンク部を連結して構成しており、伝熱チューブに
冷媒を流し、この冷媒の熱を伝熱チューブからコルゲー
トフィンに伝え、このコルゲートフィンにおいて外気と
熱交換するようになっている。

【０００３】このような熱交換器のコア部Ａは、図７に
示すように、コルゲートフィン１…と伝熱チューブ２…
を交互に積層した後この積層状態を、伝熱チューブ２…
の端部に配置したタンク３、３により保持するようにな
っている。このため、このコア部Ａの組み付けに際して
は、これらタンク３、３により保持する前に、コア部Ａ
を予め所定の寸法に規制する必要があり、コルゲートフ
ィン１…と伝熱チューブ２…を積層した状態で加圧手段
４、４により所定寸法になるまで圧縮するようにしてい
る。

【０００４】しかしながら、コルゲートフィン１…およ
び伝熱チューブ２…はそれぞれに素材や加工誤差等によ
る高さ方向の寸法ばらつきがあり、このような場合は、
コア部の圧縮工程においてコルゲートフィン１…が過度
に圧縮されてしまい、コルゲ−トフィン１…が座屈する
ことがある。コルゲートフィン１…は、山部と谷部とを
交互に有する波形形状をなしているものであるから、上
記圧縮工程でコルゲ−トフィンの山部と谷部が過度に押
されると、波形が押し潰されたり、山部のピッチが広が
るなどの座屈変形が生じる。このようなコルゲートフィ
ンの変形は、コア部の組み付け不良や、接触不良による
熱交換性能の低下を招くことがある。

【０００５】そこで、上記圧縮工程時におけるコルゲー
トフィンの座屈を防止するため、図８に示すように、波
形のコルゲートフィン１…の山部１２および谷部１４の
少なくとも一方に切り込み（切断線）１８…を形成した
技術が、本出願人により提案されている（特願平３−２
６５０２０号）。コルゲートフィン１の山部１２および
谷部１４に切り込み１８…を形成すると、山部１２や谷
部１４の剛性が低くなり、いわゆる腰が柔らかくなって
変形量が大きくなるから、圧縮された場合の寸法ばらつ
きを吸収しやすくなり、コルゲートフィン１０の座屈を
防止することができる。

【０００６】ところで、上記のようなコルゲートフィン
１の山部１２や谷部１４に上記の切り込み１８…を設け
る場合、従来は、図９に示す成形装置Ｂを用いていた。
すなわち、図９に示すコルゲートフィン成形装置Ｂは、
フィン１の素材となるアルミニウム製薄板２０を巻回し
たアンコイラ２１と、テンション装置２２と、薄板のフ
ィン素材２０を山部と谷部が交互に繰り返し成形されて
全体として波形に成形する一対の成形ローラ２３、２４
と、フィン素材２０の山部１２に切り込み１８を入れる
山部切込み装置３０と、フィン素材２０の谷部１４に切
り込み１８を入れる谷部切込み装置４０と、フィン素材
２０を次工程に送る一対の送りローラ２５、２６と、フ
ィン素材２０の高さを修正する縮め装置２７と、フィン
素材の山部および谷部の間隔を所定のピッチに修正する
ピッチ出し装置２８、フィン素材２０を所定の長さに切
断してコルゲートフィン１を得る一対の切断カッター２
９ａ、２９ｂとを備えている。

【０００７】テンション装置２２は、一対のアイドルロ
ーラ２２ａ、２２ｂよび重り２２ｃを有し、フィン素材
２０に所定の張力を与えるものである。一対の成形ロー
ラ２３、２４は、それぞれ周方向に沿って山部と谷部を
交互に有し、一方のローラ２３の山部が他方のローラ２
４の谷部に噛み合い、これら一対のローラ２３、２４間
にフィン素材２０を挾んで相互に回転することにより、
プレート状のフィン素材２０を波形のフィン素材に成形
加工する。この場合、ここには図示しないが、各ローラ
２３、２４の山部と谷部との間に位置する側面に、ルー
バ１６を成形するための切刃を設けてあり、一対の成形
ローラ２３、２４により薄板状のフィン素材を波形に成
形する場合に、上記ルーバ成形用切刃によりコルゲート
フィン１の山部１２と谷部１４の間にルーバ１６（図８
を参照）を形成するようになっている。

【０００８】上記山部切込み装置３０および谷部切込み
装置４０は、それぞれ周囲に図示しない複数のカッター
を配した歯車３０１、４０１と、複数のロッドを配した
回転体３０２、４０２およびこれら回転体３０２、４０
２をそれぞれ歯車３０１、４０１に押し付けるスプリン
グ３０３、４０３を有しており、これら歯車３０１、４
０１と回転体３０２、４０２とでフィン素材２０の山部
１２および谷部１４を挾圧し、このとき上記歯車３０
１、４０１に形成したカッタ−にて切り込み１８…を形
成するようになっている。

【０００９】このような成形装置Ｂにおいては、アンコ
イラ２１に巻回されているフィン素材２０を引き出し、
この引き出されフィン素材２０にテンション装置２２の
重り２２ｃの荷重を与えて所定の張力を付与する。そし
てこのフィン素材２０を一対の成形ローラ２３、２４間
に導き、これら成形ローラ２３、２４間に挟みこんで曲
げ荷重を加える。これによりこれら成形ローラ２３、２
４を通過して取り出されたフィン素材２０は、山部１２
と谷部１４が交互に連続する波形形状に成形される。ま
た、このとき剪断荷重も加えられ、各ローラ２３、２４
の山部と谷部との間に形成したルーバ成形用切刃によ
り、フィン素材２０の山部１２と谷部１４の間にルーバ
１６（図８を参照）が形成される。このように波形に成
形されたフィン素材２０は次の山部切込み装置３０へ送
られる。

【００１０】山部切込み装置３０では、上記波形に成形
されたフィン素材２０が歯車３０１と回転体３０２との
間に導かれ、図示しないカッターにより山部１２に幅方
向に沿う一筋の切り込み１８が形成される。波形のフィ
ン素材２０はこの山部切込み装置３０を通過する間に全
ての山部１２…に切り込みが形成される。そして、この
フィン素材２０は次の谷部切込み装置４０へ送られる。

【００１１】谷部切込み装置４０でも、波形のフィン素
材２０が歯車４０１と回転体４０２との間に導かれ、図
示しないカッターにより谷部１４に幅方向に沿う一筋の
切り込み１８が形成される。フィン素材２０はこの谷部
切込み装置４０を通過する間に全ての谷部１４…に切り
込み１８…が形成される。

【００１２】このようにして、全ての山部１２…および
谷部１４…に切り込み１８…が形成されたフィン素材２
０は送りローラ２５、２６間に導かれ、これら送りロー
ラ２５、２６により次の工程の縮め装置２７へ送られ
る。この縮め装置２７においてはフィン素材２０の高さ
が修正され、次の工程のピッチ出し装置２８に送られ
る。このピッチ出し装置２７においてはフィン素材２０
のピッチが修正される。

【００１３】そして、フィン素材２０は次の工程の切断
工程へ送られ、一対の切断カッター２９ａ、２９ｂによ
り所定の寸法に切断される。

【００１４】したがって、上記の成形装置Ｂを用いれ
ば、図８に示したコルゲートフィン１を自動的に製造す
ることができる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のコルゲートフィン成形装置Ｂは、図９から理解でき
る通り、一対の成形ローラ２３、２４により平板形のフ
ィン素材２０を波形に成形し、その後山部切込み装置３
０において山部１２に切り込み１８を設け、かつ谷部切
込み装置４０により谷部１４に切り込み１８を形成する
ようになっていた。このため、加工工数が増し製造時間
が長くなるとともに、格別な山部切込み装置３０および
谷部切込み装置４０が必要であるため、装置全体が複雑
かつ大形になり、設備費が増大する不具合がある。

【００１６】したがって、本発明の目的は、加工工数を
減らし製造効率を高くするとともに、装置が簡素で小形
になり、設備費を低減することができる熱交換器用コル
ゲートフィンの成形装置を提供しようとするものであ
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、山部
および谷部の少なくとも一方に切り込みを形成した熱交
換器のコルゲートフィンを成形する装置であり、それぞ
れ周方向に沿って山部と谷部を交互に設けた一対の成形
ローラを、一方のローラの山部が他方のローラの谷部と
噛み合うようにして対向させ、これら一対の成形ローラ
間にコルゲートフィンの素材となる薄板を挟んでこれら
成形ローラを回転させることにより上記薄板を山部と谷
部が交互に形成された波形に成形する成形装置におい
て、成形ローラの山部および谷部の少なくとも一方に切
込み用カッターを形成し、上記一対の成形ローラにより
上記薄板を波形に成形する場合に上記切込み用カッター
によってコルゲートフィンの山部および谷部の少なくと
も一方に切り込みを形成することを特徴とする。

【００１８】また、請求項２の発明は、成形ローラの山
部と谷部との間に位置する側面にルーバ成形用の切刃を
設け、一対の成形ローラにより薄板を波形に成形する場
合に、上記カッターによってコルゲートフィンの山部お
よび谷部の少なくとも一方に切り込みを形成するととも
に、上記切刃によりコルゲートフィンの山部と谷部の間
にルーバを形成することを特徴とする。

【００１９】

【作用】本発明の成形装置によれば、一対の成形ローラ
によってフィン素材の薄板を波形に成形すると同時に、
これら成形ローラに形成した切込み用カッターによって
コルゲートフィンの山部および谷部の少なくとも一方に
切り込みを形成することができる。したがって、加工工
数が少なくてすみ、装置も簡略化されて設備費用も安価
になる。

【００２０】

【実施例】以下本発明について、図１ないし図５に示す
第１の実施例にもとづき説明する。本実施例は、図８に
示すコルゲートフィン１を製造する装置の例であり、装
置Ｃの全体図を図５に示す。図５の全体図において、図
９の従来例と同様な部材であってよいものは同一番号を
付して説明を省略する。すなわち、図５の成形装置Ｃに
おいて、２０はフィン１の素材となるアルミニウム製薄
板、２１はフィン素材２０を巻回したアンコイラ、２２
はテンション装置、５０、６０はフィン素材２０を全体
として波形に成形する一対の成形ローラ、２５、２６は
波形に成形したフィン素材２０を次工程に送る一対の送
りローラ、２７はフィン素材２０の高さを修正する縮め
装置、２８はフィン素材の山部および谷部の間隔を所定
のピッチに修正するピッチ出し装置、２９ａ、２９ｂは
フィン素材２０を所定の長さに切断してコルゲートフィ
ン１にする一対の切断カッターである。

【００２１】本発明は、従来の成形ローラ２３、２４を
改造して図５に示す一対の成形ローラ５０、６０に変更
したものであり、以下これらの成形ローラ５０、６０に
ついて図１ないし図４にもとづき説明する。

【００２２】図１は上部成形ローラ５０と、下部成形ロ
ーラ６０の噛み合い部分を分解して示す断面図である。
上部成形ローラ５０は、周方向に沿って山部５１…と谷
部５２…を交互に有するとともに、下部成形ローラ６０
も、周方向に沿って山部６１…と谷部６２…を交互に有
しており、これら成形ローラ５０および６０は、一方の
ローラの山部５１および６１が、他方のローラの谷部５
２および６２に入り込んで相互に噛み合うようになって
いる。プレート状のフィン素材２０は、これらローラ５
０、６０の噛み合い部に挾まれ、これにより曲げ荷重が
付与されてフィン１における山部１２および谷部１４を
成形し、全体として波形に加工されるようになってい
る。

【００２３】上記上部成形ローラ５０と下部成形ローラ
６０には、図４にも示す通り、それぞれ山部と谷部との
間に位置する側面に、ルーバ成形用の切刃５３、６３が
設けられている。これらルーバ成形用の切刃５３、６３
は、上部成形ローラ５０と下部成形ローラ６０の噛み合
い時に、これらの間に挾まれるプート状のフィン素材２
０に対し、幅方向に沿って複数の切り起こし片、つまり
ルーバ片１６…（図８参照）を形成するものである。し
たがってこれら成形ローラ５０、６０は、プレート状の
フィン素材２０を波形に成形するときに、同時にルーバ
片１６…も成形するようになっている。

【００２４】さらに、上部成形ローラ５０の山部５１…
にはそれぞれ凹部５４…が形成されているとともに、谷
部５２…には切込み用カッターとなる凸部５５…が形成
されており、これら凹部５４…および凸部５５…はそれ
ぞれ成形ローラ５０の軸方向の幅に対して所定の長さの
範囲に形成されている。

【００２５】これに対し、下部成形ローラ６０の山部６
１…にはそれぞれ凹部６４…が形成されているととも
に、谷部６２…には切り込み用カッターとなる凸部６５
…が形成されており、これら凹部６４…および凸部６５
…もそれぞれ成形ローラ６０の軸方向の幅に対して所定
の長さの範囲に形成されている。

【００２６】そして、下部成形ローラ６０の谷部６２…
に形成した凸部６５…は、この谷部６２…が上部成形ロ
ーラ５０の山部５１…と対向する場合にこの山部５１…
に形成した凹部５４…に接触または接近するようになっ
ており、これら下部成形ローラ６０の谷部６２…と上部
成形ローラ５０の山部５１…との間で、図３に示すよう
に、フィン素材２０を挾持した場合に、凸部６５と凹部
５４との間でフィン素材２０に切り込み１８（図８参
照）を形成するようになっている。

【００２７】また、同じく上部成形ローラ５０の谷部５
２…に形成した凸部５５…は、この谷部５２…が下部成
形ローラ６０の山部６１…と対向する場合にこの山部６
１…に形成した凹部６４…に接触または接近するように
なっており、これら上部成形ローラ５０の谷部５２…と
下部成形ローラ６０の山部６１…との間で、フィン素材
２０を挾持した場合に、凸部５５と凹部６４との間でフ
ィン素材２０に切り込み１８（図８参照）を形成するよ
うになっている。

【００２８】したがって、これら成形ローラ５０、６０
は、プレート状のフィン素材２０を波形に成形するとき
に、上記した通りルーバ片１６…を同時に成形し、かつ
それぞれの山部に形成した凹部と谷部に形成した凸部と
がカッターとなって切り込み１８…を同時に成形するよ
うになっている。

【００２９】このため、本実施例の成形装置Ｃにおいて
は、一対の成形ローラ５０、６０間にプレート状のフィ
ン素材２０が導入されて挾圧されると、平坦なフィン素
材２０が各山部と谷部との形状に沿うので波形に成形さ
れ、かつこの波形成形と同時に、ルーバ成形用の切刃５
３、６３によってルーバ片１６…が成形され、さらにそ
れぞれの山部に形成した凹部と谷部に形成した凸部と
で、コルゲートフィン１の山部１２および谷部１４にそ
れぞれ切り込み１８…が形成される。

【００３０】この結果、図５と図９を比較して判るよう
に、従来のような山部切込み装置３０や谷部切込み装置
４０が不要となり、よって加工工数を削減できるので、
製造速度が早くなり、製造効率が向上する。

【００３１】また、従来のような山部切込み装置３０や
谷部切込み装置４０が不要になることから、装置全体が
簡素化し、小形になり、設備費や運転費用が大幅に低減
する。よって、設備費の削減や製造コストを引き下げる
ことができる。

【００３２】なお、上記第１の実施例では、切込み用カ
ッターとなる凹部５４、６４および凸部５５、６５をそ
れぞれローラ５０、６０の山部５１、６１および谷部５
２、６２の中心位置に形成したが、これら切込み用カッ
ターとなる凹部５４、６４および凸部５５、６５は、図
６に下部成形ローラ側のみを示した第２の実施例のよう
に、それぞれローラ６０の山部６１および谷部６２の中
心位置に対して素材２０の送り方向に沿って若干偏位し
て設けるようにしてもよい。すなわち、図８に示す通
り、切り込み１８は山部１２の頂部および谷部１４の底
部のそれぞれ中心位置に形成されることが望ましく、そ
うでない場合は図７に示した圧縮工程でコルゲートフィ
ン１が座屈を生じることがある。しかし、上記成形ロー
ラ５０および６０により波形成形とルーバ１６成形およ
び切り込み１８成形を同時に行う場合、必ずしもこれら
３者の加工が厳密に同タイミングで行われることはな
く、波形の前半の曲げ途中で一方の面のルーバ１６が形
成され、このルーバ１６が形成された後に頂部または底
部に切り込み１８が形成され、ついで後半の曲げが始ま
り、かつこの曲げ途中で他方の面のルーバ１６が形成さ
れることになる。したがって、例えば波形の山部１２や
谷部１４の曲率、ルーバ１６の切れ長さなどの要因で、
成形途中で切り込み１８の位置がずれることがあり、こ
のような場合は、予め図６に示す通り、凹部５４、６４
および凸部５５、６５を、山部５１、６１および谷部５
２、６２の中心から偏位させて形成しておけば、コルゲ
ートフィン１が完成した場合に山部１２の頂部および谷
部１４の底部のそれぞれ中心位置に切り込み１８が形成
されるようになる。

【００３３】また、上記実施例の場合、成形ローラ５
０、６０の各山部５１、６１に凹部５４、６４を形成す
るとともに各谷部５２、６２に凸部５５、６５を形成し
て切り込み用カッターとしたが、凹部と凸部の形成位置
は、山部と谷部とで反対の位置であってもよい。

【００３４】さらに、切り込み用カッターとしては、山
部または谷部のいずれか一方のみに、切断歯となる突起
を設けるようにしてもよく、要するに切り込み用カッタ
ーの形状に制約を受けるものではない。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、一
対の成形ローラによって、プレート状のフィン素材を山
部と谷部とが連続する波形に成形するとともに、これら
山部および谷部の少なくとも一方に切り込みを形成する
ので、従来のような山部切込み装置や谷部切込み装置が
不要となり、よって加工工数が削減でき、製造効率が向
上する。また、上記山部切込み装置や谷部切込み装置が
不要になることから、装置全体が簡素化し、小形にな
り、設備費や運転費用が大幅に低減し、コストを引き下
げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示し、上部成形ローラ
と下部成形ローラを分解して示す部分断面図。

【図２】同実施例の上部成形ローラと下部成形ローラの
噛み合わせ状態を示す部分断面図。

【図３】同実施例の上部成形ローラと下部成形ローラの
噛み合わせ状態を示す主要部の拡大した断面図。

【図４】同実施例の下部成形ローラの要部を示す斜視
図。

【図５】同実施例の成形装置全体を示す概略構成図。

【図６】本発明の第２の実施例を示し、下部成形ローラ
の部分断面図。

【図７】本発明の背景を説明するものであり、熱交換器
を製造する場合の圧縮工程の説明図。

【図８】本発明の背景を説明するものであり、コルゲー
トフィンの斜視図。

【図９】従来の成形装置全体を示す概略構成図。

【符号の説明】

１…コルゲートフィン ２…伝熱チューブ １２…山部 １４…谷部 １
６…ルーバ部 １８…切り込み部 Ｃ…コルゲートフィン成形装置 ２０…フィン素材 ２１…アンコイラ ２
２…テンション装置 ２５、２６…送りローラ ２７…縮め装置 ２
８…ピッチ出し装置 ２９ａ、２９ｂ…切断カッター ５０…上部成形ローラ ５１…山部 ５
２…谷部 ５３…ルーバ成形用切刃 ５４…凹部 ５
５…凸部 ６０…下部成形ローラ ６１…山部 ６
２…谷部 ６３…ルーバ成形用切刃 ６４…凹部 ６
５…凸部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 山部および谷部の少なくとも一方に切り
   込みを形成してなる熱交換器用コルゲートフィンを成形
   する装置であり、 それぞれ周方向に沿って山部と谷部を交互に設けた一対
   の成形ローラを、一方のローラの山部が他方のローラの
   谷部と噛み合うように対向させ、これら一対の成形ロー
   ラ間にコルゲートフィンの素材となる薄板を挟んでこれ
   ら成形ローラを回転させることにより上記薄板を山部と
   谷部が交互に形成された波形に成形する成形装置におい
   て、 上記成形ローラの山部および谷部の少なくとも一方に切
   込み用カッターを形成し、上記一対の成形ローラにより
   上記薄板を波形に成形する場合に上記切込み用カッター
   によってコルゲートフィンの山部および谷部の少なくと
   も一方に切り込みを形成することを特徴とする熱交換器
   用コルゲートフィンの成形装置。
2. 【請求項２】 上記成形ローラには、山部と谷部との間
   に位置する側面にルーバ成形用の切刃を設け、一対の成
   形ローラにより薄板を波形に成形する場合に、上記切込
   み用カッターによってコルゲートフィンの山部および谷
   部の少なくとも一方に切り込みを形成するとともに、上
   記切刃によりコルゲートフィンの山部と谷部の間にルー
   バを形成することを特徴とする請求項１に記載の熱交換
   器用コルゲートフィンの成形装置。