JPS5966930A - コルゲ−トギヤおよびその製作方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、コルゲートギヤおよびその製作方法に係り、
特に、コルゲート型熱交換器に使用される傾斜形コルゲ
ートフィンの成形に用いられるコルゲートギヤおよびそ
の製作方法に関するものである。

〔従来技術〕

まず、コルゲート型熱交換器の一例を説明する。

第１図は、コルゲート型熱交換器の一例を示す斜視図、
第２図は、第１図におけるコルゲートフィンを、■矢視
方向から見た部分坪犬図（ただし９０°転位させた状態
）、第３図は、第２図における■矢視図、第４図は、第
３図におけるＩＶ−■矢視断面図である。

第１図において、２は、その両端に接続パイプ３を取付
けた、蛇行状に形成した偏平チューブであり、この偏平
チューブ２の平行部に、薄板を連続した波形に屈曲した
コルゲートフィン１（詳細後述）が挿入され、前記偏平
チューブ２に、ろうイ；］けによって一体に筬合されて
いる。なお、ｌはコルケートフィンの幅、ＩＩ　ｉｊコ
ルケ−ｔ−フィンの１皮形の高さである。

このように構成したコルグーｌ−型熱交換器において、
冷媒を偏平チューブ２内へＡ、　−＋　Ａ　、方向へ流
すことにより、その熱交換器の外側ｉＢ−＋ＢＩ力向へ
流れる空気を・冷却することができる。

前記コルゲートフィン】の平坦部には、第２図〜第４図
に示すように、正の迎角のルーバ１ａと、負の迎角のル
ー・バ１１〕が設けられている。なお、１１はルーバの
切凶高さである。

この種のルー・バにおいては、ルーバの間に空気（矢印
Ｂは空気の流れ方向）が流れるようにするために、迎角
の大きさを２０〜４００と大きな値にする必要があるが
、そのようにするとルーバの背面は空気が剥離（Ｃは剥
離領域）し、通気抵抗の増加や伝熱性能の低下ケ生じる
という欠点があった１、 この欠点を改良するために、コルゲートフィンの面勿、
流入する空気に対して傾斜を持たせた傾斜形コルグー１
−フィンが知られている。

第５図は、傾斜形コルゲートフィンの一例ケ示す断面図
、第６図〜第８図は、第５図に係る匣斜形コルゲートフ
ィンを成形する、従来の成形方法ケ説明するだめの図で
あり、第６図は、フィン素材にルーバのみを加工した状
態を示す斜視図、第７図は、連続波形成形機のポンチと
チャックにより、前記フィン素月に波形を成形する直前
の状態を示す斜視図、第８図は１前記ポンチとチャック
によって、前記フィン累月に波形を成形している状態を
示す余１視図である。

第５図において、第１図と同一番号’、Ｌ？　（”Ｊ’
　したものは同一部分である。この傾余１形コイルゲー
トフィン４ば、流入する空気の方向（Ｂ方向）に工」シ
て、そのフィンｍｌらだけ傾斜して偏平チューブ２に取
材けられており、傾斜形コルゲートフィン４にルーバ４
ａが成形されている。そして、とのルーバ４ａの長さは
ｔ。で、迎角は２′である。

この傾斜形コルゲートフィン４の、従来の成形方法は、
寸ず第１工程において、第６図に示すように、フィン素
；ＩＪ’　１０にルーバ４ａのみを加工しておく。

つぎの第２　二ｃ程において、第７，８図に示す連続波
形成形機によって波形ケ成形する。

この連続波形成形機の構成ｒ説明すると、５ａ。

５１）Ｑ腰、：、、（、間して配設されたベース、６ｒ
＋、６１〕は、ベース５　ａ　！　５１）上に、往復（
第７，８図にお・いて左右方向）動自在に載置されたス
ライダ、７ａ、７ｂシ゛よ、それぞれ逃げ８ａ、８１］
定設けたチャックであり、チャック７ａとスライダ６ａ
。

チャック７１）とスライダ６ｂで、それぞれ杷持ｒ：＋
＋ｓを構成している。９ば、ベース５ａ、５ｂ間に」−
下動自在に配設された、逃げ９ａ’、（有するポンチで
ある。

前記ポンチ９およびチャック７ａ、７ｂの動きυ」：、
プレスのラムの動きケヵノ、（図示せず）など移動機１
’ｆ７７に連動させることにより行なわれる。

波形への曲げ方法としては、第７図に示すように、ルー
バ４ａを加工したフィン素材１ｏの長手方向に隔てられ
た２個所を、それぞれ則持部に係るチャック７ａ、７ｂ
とスライダ６ａ、６ｂに」二り杷持し、その中間に配設
されたポンチ９を上昇させると同時にチャック７　ａ、
　７　Ｉ）ｉ；互いに接近せしめ、第８図に示すように
、波形に成形する。

ここで、チャック７ａ、７１〕７．Ｈはずし、フィン素
材１０を１ピツチ右側へ移動させた後、前記第７゜８図
に係る動作を繰返すことにより連続した波板を成形する
ことができる。

この成形方法では、第１工程において成形したルーバ４
ａが、第２工程でつぶされない」二うに、チャック７ａ
とポンチ９に逃げ８ａ、９ａ’を作る必要があるため、
そのチャック７ａ、ポンチ９の剛性が低くなり、曲げ精
度に問題があった。寸だ、第２工程でのプレス型Ｑ」］
、フィン素材１０の長手方向と傾斜させておく必要があ
るが、曲げ加工中に、フィン素材１０は長手方向に移動
ヂると同時に幅方向にも移動するため、プレス型内のチ
ャック７ａ、７１）およびポンチ９の移動機構が複雑で
あった。さらに、前記第２工程において、ルーバ４ａを
つぶしたり、波形の屈曲部にルーバ４ａが来たりしない
ようにするため、フィン素材１０を１１′、確に１ピツ
チずつへる必要があるが、フィン累月１０にパイロット
穴孕穿設して、その穴により・凶り長さの制御を行なう
場合、その送り速度が速いと、７’、’ｆいフィン累月
１０が前記穴部で破断するので、加ニスビートを遅くせ
ざるをえないので、／−１°産性が悪いという欠点もあ
つプζ。

〔発明の目的〕

本発明ｉ＋；Ｊ：　、上記した従来技術の欠点ケ除去し
て、１頃余１形コルゲ、−・トフィンの成形に供せられ
る、構造がＩＩ（１単で、生産性に優れた、コルゲー　
トギヤ、訃よびこのコルゲートギヤを製作する製作方法
の提供を、その目的とするものである。

〔発明の漿要〕

本発明に係るコルゲートギヤのＪｌｆ或は、フィン累月
を所定形状の波形に屈曲することができる歯形−にに、
所定の刃先角を有するへりカルギヤの切刀を形成してな
るルーバプレード孕、その歯先を連ねる線が前記刃先用
のねじれ方向と反対方向へ所定の角度だけねじれるよう
に複数枚積層したものである。

！、た、本発明に係るコルゲー　トギヤの製作方法の構
成は、ドーナツ状の薄板全１痩数枚重ね合わせて円筒状
に一体化したものの外周に、所定形状の歯形上に所定の
刃先角奮有するへりカルギヤの切刃を歯切り加工してル
ーバブレード全製作したのち、その厚さ方向に対して、
前記ルーバブレードの歯先を連ねる線が前記刃先角のね
じれ方向と反対方向へ所定の角度だけねじれるようにＭ
層した犬態で一体に締結することにより、コルゲートギ
ヤケ製作するようにしたものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を実施例によって説明する。

まず、コルゲートギヤの一実施例ケ、第９図〜第１２図
を使用して説明する。

第９゛図は、本発明の一実施１・υに係るコルゲートギ
ヤ（上）の詳細？示す分解余ｌ視図、第１０図は、第９
図における１枚のルーバブレードの詳細を示す部分斜視
図、第１１図は、第９図に係るコルゲートギヤ（上）の
側面図、第１２図は、第９図に係るコルグー川・ギヤ（
」−）の歯先近傍を示す部分拡大劇睨図である。

コルゲートギヤは、第９図に示すコルゲートギヤ（上）
１６ａと、このコルゲーＩ・ギヤ（上）、　　１６ａと
噛み合いになり、この噛み合いによりルーバの切り起こ
し加工を行なうことができるコルゲー　トギヤ（下）（
詳細後述）との一対からなるものである。

前記コルゲートギヤ（Ｊ−）ｉ６ａは、フィン素（１’
　Ｊ　Ｏ治：、所定形状の波形に係る。、　（ｏ′所゛
１形コルゲート〕・ｆ／４の連続した波形に屈曲するこ
とができる１“・１５形上に、所定のゾＪ先角を有する
ヘリカルギＡ・のシ＋）、ｌＪ　１７　ａ　ｋ形成した
複数枚（幅方向のルーベ数だシ））のルーバブレード１
７（詳細後述）を、第９．１１．１２図に示すように、
その厚さ方向に対１７て、前記ルーバブレード１７の歯
先ケ連ねる線が前記刃先角のねじれ方向と反対方向へ角
）廷β（この角度βは、流入する空気の方向に対するフ
ィン面の傾斜角をとる）だけねじれるように積層して配
列し、これらのルーバブレード１７ケ、その両側に配設
したホルダ１８に、ボルト（図示せず）を使用して一体
に締結してなるものである。

前記ルーバブレード１７は、第１０図に詳、ｊ′、Ｉ１
１孕示すように、その板厚ｔは、ルーバの長さＩＯ（第
５図参照）に（、Ｏ８α（ただし、α＝γ−βであり、
このγはルーバの迎角に等しくとる）を乗じたｌｏ　Ｘ
ｃｏｓαに等しく、フィン累月１０全所定の波形に屈曲
することができる歯形上に、刃先角αを有するヘリカル
ギヤの［ｊｌＪ刃ｌ　７２　ｆ形成してなるものである
。

一方、前記コルゲートギヤ（下）は、コルゲートギヤ（
」二）１６ａと同様に、複数枚のルーバブレードを、そ
の両側に配設したホルダで一体に締結してなるものであ
り、このルーバブレードの山形は、前記ルーバブレード
１７の歯形と対称形状のものであって、互いにジグザグ
に噛み合い、この・岐み合いによりルーバの切り起こし
加工ができる。

以上の実施例で説明したコルゲー　１−ギ＼・は、従来
の、傾斜形コルゲートフィンの加工に使用されていた、
第７〜８図のプレス型と比較して構造が簡弔であり、寸
た剛性が高く、さらに切刃１７ａが優れている。

仄に、前記コルゲートギヤ（、、に）１６ａの製作方法
の一実ｊ（ｊ４　ｆｌＪ　’＜説明する（コルゲートギ
ヤ（下）の製作方法は、コルゲートギヤ（上）１６ａと
同様であるので、その説明留省略する）。

第１３図は、ドーナツ状の薄板を複数枚重ね合わせたも
のに、ヘリカルギヤの切刃を歯切りした状態を示す銘水
正面図である。

まず、概要を述べると、ドーナツ状の薄板を複数枚（幅
方向のルーバ数だけ）重ね合わせて円筒状に一体化し７
ｔものの外周に、所定形状に係る、煩旧形コルゲートフ
ィン４の連続した波形を屈曲することができる歯形上に
、刃先角αに相当するねじれ縮αを有するヘリカルギヤ
の切刃１７　ａｆ歯切り加工してルーバブレード１７を
製作したのち、これらルーバブレード１７を、その厚さ
方向に対して、ルーバブレードＩ７の歯先を連ねる線が
ねじれ角αと反対方向へ角度βだけねじれるように配列
して、前記ルーバブレード１．７　（１ｍ一体に締結す
ることにより、コルケートギヤ（上）１６ａを製作する
ものである。

さらに詳しく、工程順に説明すると次の通りである。

■Ｒ板（たとえば板厚１　＝　２　ｒｕｉｎ　、　２０
０　ｍｍ角）を幅方向のルーバ数だけ重ね合わせて、旋
盤により、所定の内、外径を有するドーナツ状の薄板に
加工する。

■前記ドーナツ状９薄板の一枚一枚を、板厚が１０　Ｘ
　（：Ｏ３αになるように研削する。

■前記ドーナツ状の薄板の板面に、後述する切刃形成時
の仮締め用穴、および組立用穴に’Ｊ設する。

■前記ドーナツ状の薄板ケ、前記仮締め用穴を利用して
、円筒状に重ね合わせて一体に仮締めする。

■円筒状に重ね合わせたドーナツ状の薄板の外周に、ホ
ブ盤により、フィン素材ｌｏを所定形状に係る、傾斜形
コルゲートフィン４の連続した波形に屈曲することがで
きる歯形上に、所定のねじれ角αケイｊするへりカルギ
ヤの切刃１７ａ？：歯切する（第１３図の状ｊ席）。

■真空熱処理を行ない、ルーバブレード１７を完成する
。

■各ルーバブレード１７を所定の順番にＩＱ１１方向に
積層し、前記組立用穴を利用して、ねじれ角αの方向と
反対方向へ、ルーバブレード１７の歯先を連ねる線が角
度βだけねじれるように配列し、両サイドのホルダ１８
に、ボルトヲ用いて締結する。

最後に、上記のように構成したコルゲートギヤを使１月
し／と、コルゲートフィン成形機のｔｆ’？成と、用し
てＩＬ１１斜ノ１ソコルゲートフィン全成形するコルゲ
ートフィン成形機ケ示す銘水図である。

この第１４図において、１１は、フィン累月１０（たと
えば、板厚０．１６１ａｍのアルミニウム材）が巻かれ
ているアンコイラ、１２は、フィン素材１０に所定の張
力を与えるテンションローシ、１６は、傾余１形コルゲ
ートフィン成形用の、コルゲートギヤ（」二）１６ａと
コルケートギヤ）″（下）１６１〕の一対からなる歯車
状のコルゲー　トギヤ、１３は、傾斜形コルグーｌフィ
ン成形されたもの耐圧縮して所定のピッチを烏えるピッ
チ決め装置、１４は、波形の折り曲げ数を計数するカラ
／り、１５は、カウンタ１４に連動し、所定の山数で切
断する切断機である。

このように構成したコルゲー・トフィン成形機の動作を
説明する。

まず、アンコイラ１１に巻き付けられたフィン累月１０
を、デンンヨンローラ１２０間で一定の張カケ与えつつ
、一対のコルゲートギヤ１６の間へ連続的に通し、波形
の折り曲げとルーバの切り起こし加工が同時に行なわれ
、所定のフィン形状寸法に成形される。そして、ピッチ
決め装ｊσ１３内で所定ピッチにバッキングされ、カウ
ンタ１４により計数し、切断機１５で所定の山数に切断
され、所望の傾斜形コルゲートフィン４（第１５図）に
成形される。

第１５図ｉ１：　、第１４図に係るコルゲートフィン成
形（幾で成形した傾斜形コルゲートフィンを示す斜１月
図、第１６１”’ｌ　ｉｄ、’、第１５図）、、Ｌｌ　
−Ｄ断面図（たたし、偏平チューブに数個けた状態）で
ある。

この傾斜形＝Ｉルゲー　トフィン４ヶ、その端面が偏平
チューブ２の端面と而−になるように偏平チューブ２に
数個ければ（第１６図参照）、フィン面が、流入する空
気の方向（Ｂ方向）に対（７てβだけ傾斜し、長さｔ。

のルーバ４ａの迎角が所望の２′：：α−１−βになる
。

以上説明した前記実施例のコルゲートギヤ１６を（吏用
したコルゲー用・フィン成形機を使用して頷斜形コルゲ
ー用・フィン成形機れば、連続して回転するコルゲー　
トギャ１６の間で、フィン累月１０の連続的な波形の折
り曲げとルーバ４ａのリノリ起こし加二ｌ二が同時に行
なわれるため、極めて生産性に優れており、１０００〜
２０００山／分程度の成形が可能である。

゛また、従来のように構造が複雑な連続波形成形機によ
って波形全成形するものと異なり、構造が簡単なコルゲ
ートギヤ１６で、波形の折り曲げとルーバの切り起こし
が連続的に行なえるので・傾斜形コルゲートフィンの加
工費が著しく低減する。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように本発明によれば、傾斜形コル
ゲートフィンの成形に供せられる、構造が１１ｎ単で、
生産性に優れた、コルゲートギヤ、およびこのコルゲー
トギヤ’ｘｄ作する製作方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、コルゲー　１・型部交換器の一例ケ示す斜視
図、第２図は、第１図におけるコルゲートフィンｋｓ　
ｎ矢視方向から見た部分拡大図（ただし９０°転位さぜ
た状態）、第３図は、第２図における■矢視図、第４図
は　第３図における］Ｖ　−Ｎ矢視断面図、第５図は、
傾斜形コルゲートフィンの一例を示す断面図、第６〜８
図は、第５図に係る傾斜形コルゲートフィンを成形する
、従来の成形方法ケ説明するための図であり、第６図は
、フィン素材にルーバのみ加工した状態ケ示す斜視図、
第７図ｄ２、連続波形成形機のポンチとチャックにより
、前記フィン累月に波形を成形する直前の状態を示す斜
視図、ε１３８図は、前記ボッチとデーへ′ツクによっ
て、前記フィン素材に波形を成形している状態を示１余
１視図、第９図は、本発明の−・実施例に係るコルゲー
トギヤ（上）の詳細を示す分解斜視図、第１Ｏ図は、第
９図における１枚のルーバブレードの詳π１１］を示す
部分拡大斜視図、第１１図は、第９図に係るコルゲート
ギヤ（上）の側面図、第１２図は、第６図に係るコルゲ
ートギヤ（」−）の歯先近１労ケ示す部分拡大斜視図、
第１３図は、ドーナツ状の薄板ケ複数枚市ね合わせたも
のに、ヘルカルギヤの切刃孕歯切りした状態を示す銘水
正面図、第１４図は、第９図に係るコルゲートギヤケ使
用して傾斜形コルゲートフィンを成形するコルゲートフ
ィン成形機を示す銘水図、第１５図は、第１４図に係る
コルゲートフィン成形機で成形した傾斜形コルゲートフ
ィンを示す斜視図、第１６図は、第１５図の］）−Ｄ断
面図（ただし、偏平チューブに取付けた状態）である。 ４・・・傾斜形コルゲートフィン、４ａ・・・ルーバ、
１０・・・フィン素＋４．１６・・・コルゲートギヤ、
１６ａ・・・コルゲ−）＝Ｆヤ（上）　１．ｉ　ａ　１
３・・・コルゲートギヤ（下）、１７・・・ルーバブレ
ード、１７計・・切刃、α・・・刀先ＪＪ］。 代理人　弁理士　福田幸作 （ほか１名） 芽！藺 第２図 Ｌ　茅１ 茅４、目 δ 茅５目 茅乙固 ０ ４次 輩７目 茅８０ 芽９目 業／θ目 」ｔ　　ノ１　　目 茅１２目 １６久 茅１３目 （ ＄／、４−　目 が 茅７５目 り 茅１６目

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■、　フィン素材を所定形状の波形に屈曲することがで
   きる歯形上に、所定の刃先角を有するへりカルギヤの切
   刃を形成してなるルーバブレードを、その歯先定速ねる
   線が前記刃先角のねじれ方向と反対方向へ所定の角度だ
   けねじれるように複数枚積層してなることを特徴とする
   コルゲートギヤ。 ２、　ドーナツ状の薄板を複数枚重ね合わせて円筒状に
   一体化したものの外周に、所定形状の歯形上に所定の刃
   先角を有するへりカルギヤの切刃ケ歯切り加工してルー
   バブレード孕製作したのち、その厚さ方向に対して、前
   記ルーバプレードの歯先を連ねる線が前記刃先角のねじ
   れ方向と反対方向へ所定の角度だけねじれるように積層
   した状態で一体に締結することにより、コルゲートギヤ
   ′ｆｆ：製作することを特徴とするコルゲートギヤの製
   作方法。