JPH10197180A - コルゲート板 - Google Patents

コルゲート板

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JPH10197180A
JPH10197180A JP9001454A JP145497A JPH10197180A JP H10197180 A JPH10197180 A JP H10197180A JP 9001454 A JP9001454 A JP 9001454A JP 145497 A JP145497 A JP 145497A JP H10197180 A JPH10197180 A JP H10197180A
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inner fin
bending angle
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亀 小林
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俊英 武内
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の折曲山部の尾根のうち、略中央の尾根
を中心としてインナーフィンが捩じれることを防止す
る。 【解決手段】 複数個の折曲山部２２１のうち、端部折
曲山部２２１ａの屈曲角度Θが、その他の折曲山部２２
１の屈曲角度θに比べて小さくする。これにより、折曲
山部２２１成形後のスプリングバックによって屈曲角度
Θが大きくなったとしても、端部折曲山部２２１ａにお
ける展開方向Ｄ2 に関する曲げ剛性が過度に低下するこ
とを防止することができる。したがって、折曲山部２２
１の尾根を中心としてインナーフィン２２が捩じれるこ
とを防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コルゲート状（波
形状）に形成されたコルゲート板に関するもので、コル
ゲート状に形成された熱交換器の冷却フィンに適用して
有効である。
【０００２】
【従来の技術】通常、熱交換器の熱交換能力を変更に当
たっては、熱交換器のコア寸法のうち幅寸法（空気流れ
方向の寸法）をあまり変更せず、主に、空気流れ方向と
直交する方向の寸法、すなわち、チューブの長手方向寸
法およびチューブの本数を変更することにより対処して
いる。
【０００３】したがって、チューブ間に位置するアウタ
ーフィンは、その折曲山部の尾根方向が空気流れ方向と
一致するように配設されるので、アウターフィンの寸法
のうち折曲山部の尾根方向寸法は、コアの幅寸法と略一
致し、一方、フィンの展開方向寸法は、チューブの長手
方向寸法に応じて変化することなる。このため、アウタ
ーフィンの製造は、通常、フィン材料であるアルミニウ
ムの薄板を、歯車状のローラ成形装置に向けて送ること
により、フィン材料の送り方向がフィンの展開方向とな
るようにコルゲート状に成形され、その後、所定の長さ
（折曲山部の数が所定数）となるように切断して製造し
ていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、熱交
換器の外形寸法を大きくすることなく、熱交換能力の向
上を図るべく、インタークーラ等のようにチューブ内
に、アルミニウム製のインナーフィン（厚み約０．１ｍ
ｍ）を配設した熱交換器が増加してきている。このイン
ナーフィンは、チューブ内において、チューブ内を流通
する流体の流れ方向（チューブの長手方向）とインナー
フィンの折曲山部の尾根方向とが一致するように配設さ
れているので、インナーフィンの折曲山部の尾根方向
が、チューブの長手方向と一致することとなる。したが
って、インナーフィンの外形寸法のうち、主に、インナ
ーフィンの折曲山部の尾根方向寸法が、チューブの長手
方向寸法の変更に応じて変化することとなる。
【０００５】このため、前述のごとく、フィン材料の送
り方向とフィンの展開方向とが一致するフィンの製造方
法では、インナーフィンのごとく、折曲山部の尾根方向
寸法が、チューブの長手方向寸法の変更に応じて変化す
るものに対しては、チューブの長手方向寸法の変化に対
して柔軟に対処することができない。そこで、発明者等
は、後述するように、フィンの折曲山部の尾根方向をフ
ィン材料の送り方向に一致させて折曲山部を成形し、そ
の後、フィンの折曲山部の尾根方向寸法が所定値となる
ように切断するといった製造方法を試みた。
【０００６】しかし、この製造方法では、図７に示すよ
うに、複数の折曲山部２２１の尾根のうち、略中央の尾
根を中心としてインナーフィンが捩じれるという不良が
発生した。本発明は、上記点に鑑み、複数個の折曲山部
を有して波形状に形成されたものが、折曲山部の尾根を
中心として捩じれることを防止することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、以下の技術的手段を用いる。請求項１ま
たは２に記載の発明では、複数個の折曲山部（２２１）
のうち、折曲山部（２２１）の展開方向端部の折曲山部
（２２１ａ）の屈曲角度（Θ）は、その他の折曲山部
（２２１）の屈曲角度（θ）に比べて小さいことを特徴
とする。
【０００８】ところで、コルゲート板を前述のごとく、
折曲山部（２２１）の尾根方向を材料の送り方向に一致
させて折曲山部（２２１）を形成した場合には、後述の
ごとく、送り方向（Ｄ1 ）、すなわち折曲山部（２２
１、２２１ａ）の尾根方向（Ｄ 1 ）に伸びが発生するた
め、折曲山部（２２１、２２１ａ）の成形後に、この伸
びによる残留応力を影響を受ける。
【０００９】このため、残留応力は、尾根方向（Ｄ1 ）
の伸びに呼応して、尾根方向（Ｄ1）に縮むような力を
コルゲート板に及ぼすが、折曲山部（２２１、２２１
ａ）の尾根が伸び方向に沿って形成されているため、こ
の折曲山部（２２１、２２１ａ）が形成されている限
り、尾根方向（Ｄ1 ）に直交する展開方向Ｄ2 に関する
曲げ剛性が高いので、容易にコルゲート板は、展開方向
Ｄ2 を中心に反り返るように曲がらない。
【００１０】ところで、展開方向端部側の折曲山部（２
２１）より外方側には折曲山部（２２１）が形成されて
いないので、展開方向端部側の折曲山部（２２１）ほ
ど、成形後のスプリングバックの影響を強く受けて、折
曲山部（２２１）の屈曲角度（θ）が大きくなってしま
う。このため、成形後においては、端部の折曲山部（２
２１ａ）の屈曲角度（Θ）が、その他の折曲山部（２２
１）の屈曲角度（θ）に比べて大きくなってしまい、曲
げ剛性が低下するので、残留応力を影響を受けて展開方
向（Ｄ2 ）を中心に曲げられ、コルゲート板全体とし
て、「発明が解決しようとする課題」の欄で述べたよう
に、展開方向（Ｄ2 ）の略中央の尾根を中心として捩じ
れてしまう。
【００１１】これに対して、本発明では、複数個の折曲
山部（２２１）のうち、端部の折曲山部（２２１ａ）の
屈曲角度（Θ）が、その他の折曲山部（２２１）の屈曲
角度（θ）に比べて小さくなっているので、スプリング
バックによって屈曲角度（Θ）が大きくなったとして
も、端部の折曲山部（２２１ａ）における展開方向（Ｄ
2 ）に関する曲げ剛性が過度に低下することを防止する
ことができる。したがって、折曲山部（２２１）の尾根
を中心としてコルゲート板が捩じれることを防止するこ
とができる。
【００１２】また、本発明によれば、屈曲角度（Θ）を
その他の屈曲角度（θ）より小さくするといった簡便な
手段で、コルゲート板の捩じれを防止することができる
ので、捩じれを防止するために多額の設備投資を行うこ
となく、コルゲート板の捩じれを防止することができ
る。なお、請求項２に記載の発明のごとく、端部の折曲
山部（２２１ａ）の曲率半径（Ｒ）を、その他の折曲山
部（２２１）の曲率半径（ｒ）に比べて小さくることが
望ましい。
【００１３】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すもの
である。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施の形
態について説明する。 （第１実施形態）本実施形態は、本発明に係るコルゲー
ト板をインタークーラのインナーフィンに適用したもの
で、図１はインタークーラ１の斜視図を示している。２
は、コンプレッサ（図示せず）によって加圧させた空気
（以下、過給気と呼ぶ。）が流通するアルミニウム合金
製の偏平チューブ（以下、チューブと略す。）であり、
このチューブ２は、図２に示すように、所定形状にプレ
ス成形されたプレート（板）２１をろう付けすることに
より形成されている。そして、各チューブ２間には、図
１、２に示すように、チューブ２の長手方向と略直交す
る方向から流れてくる空気（第２流体）と過給気（第１
流体）との熱交換を促進するコルゲート状（波形状）に
成形されたアルミニウム製のアウターフィン３が配設さ
れており、このアウターフィン３は、チューブ２を構成
するプレート２１とともに一体ろう付けされている。
【００１５】一方、各チューブ２内には、図２に示すよ
うに、過給気の熱交換を促進するアルミニウム製のイン
ナーフィン２２が配設されており、このインナーフィン
２２は、図３に示すように、複数個の折曲山部２２１を
有して波形状に（コルゲート状）に形成されている。そ
して、複数個の折曲山部２２１のうち、折曲山部２２１
の展開方向端部の折曲山部２２１（以下、この折曲山部
を端部折曲山部２２１ａと呼ぶ。）の屈曲角度Θは、図
４に示すように、その他の折曲山部２２１の屈曲角度θ
に比べて小さくなっており、望ましくは、屈曲角度Θは
屈曲角度θの７５％以下ある。因みに、本実施形態で
は、屈曲角度Θは約２６°であり、屈曲角度θは約５１
°である。
【００１６】ここで、屈曲角度Θ、θとは、隣合う斜面
２２１ｂ（２２１ｂ’）の延長線がなす角を言う。とこ
ろで、折曲山部２２１および端部折曲山部２２１ａの頂
点に接する接線Ｌと、折曲山部２２１を形成する斜面２
２１ｂとのなす角を考えた場合、上記屈曲角度Θ、θの
関係は、以下のように表現することも可能である。
【００１７】すなわち、端部折曲山部２２１ａを形成す
る斜面２２１ｂのうち、インナーフィン２２全体として
の端部側の斜面２２１ｂ’と接線Ｌとのなす角βが、斜
面２２１ｂ’以外の斜面２２１ｂと接線Ｌとのなす角α
より大きくなっているとも言える。なお、本実施形態で
は、角αは約６４°であり、角βは約９０°である。因
みに、図１中、４は過給気が流入する流入口であり、５
はインタークーラ１によって冷却された過給気が流出す
る流出口である。また、６は流入口４から流入した過給
気を各チューブ２に分配する分配タンク部であり、７は
各チューブ２を流通してきた過給気を集合させる集合タ
ンク部である。
【００１８】次に、インナーフィン２２の製造方法につ
いて述べる。図５の（ａ）は、インナーフィン２２の折
曲山部２２１、２２１ａを成形するローラ成形装置１０
０の模式図であり、このローラ成形装置１００には、複
数のローラ１０１が配設されている。そして、インナー
フィン２２のフィン材料１０２（厚み約０．１ｍｍ）を
ローラ成形装置１００に送る（供給する）ことにより、
フィン材料１０２の送り方向Ｄ1 と折曲山部２２１、２
２１ａの尾根方向とが一致するように、折曲山部２２
１、２２１ａを成形する。
【００１９】なお、図５の（ｂ）〜（ｄ）は、フィン材
料の送りの進行とともに、折曲山部２２１が成形されて
いく様子を模式的に示しており、（ｂ）はローラ１０１
の（１）に対応し、（ｃ）はローラ１０１の（５）に対
応し、（ｄ）はローラ１０１の（１１）に対応してい
る。そして、図５の（ｂ）〜（ｄ）から明らかなよう
に、複数の折曲山部２２１の尾根のうち、送り方向Ｄ1
と直交する方向（以下、展開方向と呼ぶ。）Ｄ2 の中央
部に対応する部位の折曲山部２２１から順に展開方向端
部に向かって折曲山部２２１が成形されていく。
【００２０】次に、本実施形態の特徴を述べる。ところ
で、本実施形態に係るインナーフィン２２は、前述のご
とく、フィン材料１０２の送り方向Ｄ1 と折曲山部２２
１、２２１ａの尾根方向とが一致しているので、折曲山
部２２１の成形時にフィン材料１０２は、送り方向
Ｄ1 、すなわち折曲山部２２１、２２１ａの尾根方向Ｄ
1 に多くの伸びが発生するため、折曲山部２２１の成形
後に、この伸びによる残留応力を影響を受ける。
【００２１】このため、残留応力は、尾根方向Ｄ1 の伸
びに呼応して、尾根方向Ｄ1 に縮めるような力をインナ
ーフィン２２に及ぼすが、折曲山部２２１の尾根が伸び
方向に沿って形成されているため、この折曲山部２２１
が形成されている限り、展開方向Ｄ2 に関する曲げ剛性
が高いので、容易にインナーフィン２２は、展開方向Ｄ
2 を中心に反り返るように曲がらない。
【００２２】ところで、本実施形態に係るインナーフィ
ン２２は、前述のごとく、展開方向Ｄ2 の中央部に対応
する部位から順に展開方向端部に向かって折曲山部２２
１が成形されていくことに加えて、端部折曲山部２２１
ａの外方側に折曲山部２２１が形成されていないので、
展開方向端部側の折曲山部２２１ほど、成形後のスプリ
ングバック（塑性加工後、その復元力により元の形状に
戻ろうとする現象）の影響を強く受けて、折曲山部２２
１の屈曲角度θが大きくなってしまう。
【００２３】このため、成形後においては、端部折曲山
部２２１ａの屈曲角度Θが、その他の折曲山部２２１の
屈曲角度θより大きくなってしまい、曲げ剛性が低下す
るので、残留応力を影響を受けて展開方向Ｄ2 を中心に
曲げられ、インナーフィン２２全体として、「発明が解
決しようとする課題」の欄で述べたように、展開方向Ｄ
2 の略中央の尾根を中心としてインナーフィン２２が捩
じれてしまう。
【００２４】これに対して、本実施形態では、複数個の
折曲山部２２１のうち、端部折曲山部２２１ａの屈曲角
度Θが、その他の折曲山部２２１の屈曲角度θに比べて
小さくなっているので、スプリングバックによって屈曲
角度Θが大きくなったとしても、端部折曲山部２２１ａ
における展開方向Ｄ2 に関する曲げ剛性が過度に低下す
ることを防止することができる。したがって、折曲山部
２２１の尾根を中心としてインナーフィン２２が捩じれ
ることを防止することができる。
【００２５】また、本実施形態に係るインナーフィン２
２によれば、屈曲角度Θをその他の屈曲角度θより小さ
くするといった簡便でインナーフィン２２の捩じれを防
止することができるので、捩じれを防止のために多額の
設備投資を行うことなく、インナーフィン２２の捩じれ
を防止することができる。延いては、インナーフィン２
２の歩留りの向上と相まってインナーフィン２２の製造
原価低減を図ることができる。
【００２６】ところで、本実施形態は、前述のごとく、
屈曲角度Θをその他の屈曲角度θより小さくして、スプ
リングバックの影響を小さくしているので、図４に示す
ように、端部折曲山部２２１ａの曲率半径Ｒを、その他
の折曲山部２２１の曲率半径ｒ に比べて小さくする
と、スプリングバック量が減少し、、さらに捩じれを防
止することができる。因みに、本実施形態では、曲率半
径Ｒは０．１８〜０．２ｍｍであり、曲率半径ｒは約
０．３ｍｍである。
【００２７】また、屈曲角度Θは、図６の（ａ）に示す
ように、約０°（β＝１８０−α）、すなわち斜面２２
１ｂ、２２１ｂ’が略平行となる適度としてもよく、ま
た、図６の（ｂ）に示すように、端部折曲山部２２１ａ
の頂点と反対側で斜面２２１ｂ、２２１ｂ’の延長線が
交差するようにしてもよい。なお、斜面２２１ｂと斜面
２２１ｂ’の延長線が端部折曲山部２２１ａの頂点と反
対側で交差する場合（図６の（ｂ）の場合）は、屈曲角
度Θが０°を越えて小さくなったと考えられるので、斜
面２２１ｂ、２２１ｂ’の延長線が端部折曲山部２２１
ａの頂点と反対側で交差する場合は、負の（マイナス
の）屈曲角度Θと考えることができる。したがって、本
発明は、負の屈曲角度Θも含めて、屈曲角度Θをその他
の屈曲角度θより小さくするものである。
【００２８】また、上述の実施形態では、インタークー
ラに用いられたインナーフィンを例に本発明に係るコル
ゲート板を説明したが、本発明に係るコルゲート板は、
エバポレータ（蒸発器）等のその他の熱交換器のアルミ
ニウム製のインナーフィン（厚みが０．０８〜０．２ｍ
ｍ程度）に対しても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】インタークーラの斜視図である。
【図２】偏平チューブの断面図である。
【図３】インナーフィンの斜視図である。
【図４】図３のＡ矢視図である。
【図５】（ａ）は、ローラ成形装置の模式図であり、
（ｂ）〜（ｄ）はインナーフィンの成形工程を示す模式
図である。
【図６】本発明の変形例を示す図３のＡ矢視図である。
【図７】インナーフィンが捩じれた状態を示す斜視図で
ある。
【符号の説明】
２２…インナーフィン、２２１…折曲山部、２２１ａ…
端部折曲山部。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数個の折曲山部（２２１）を有して波
    形状に形成された金属板製のコルゲート板であって、 前記複数個の折曲山部（２２１）のうち、前記折曲山部
    （２２１）の展開方向端部の折曲山部（２２１ａ）の屈
    曲角度（Θ）は、その他の折曲山部（２２１）の屈曲角
    度（θ）に比べて小さいことを特徴とするコルゲート
    板。
  2. 【請求項２】 前記端部の折曲山部（２２１ａ）の曲率
    半径（Ｒ）は、その他の折曲山部（２２１）の曲率半径
    （ｒ）に比べて小さいことを特徴とする請求項１に記載
    のコルゲート板。
  3. 【請求項３】 流体が流通するチューブ（２）と、 前記チューブ（２）内に配設された請求項１または２に
    記載のコルゲート板（２２）とを有することを特徴とす
    る熱交換器。
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