JP2001062537A - プレートフィン形熱交換器における高温側流路形成部材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来品に比べて軽量化を図る。料歩留まりを
向上させる。サイドバーおよびインナーフィンをそれぞ
れ最適な材質にする。 【解決手段】 左右方向内側面にインナーフィン保持溝
が全長にわたって形成された左右両サイドバー６と、イ
ンナーフィン用板材12とをそれぞれコイル状に巻き取っ
ておく。板材12をコイルから連続的に繰り出しつつ、板
材12における左右両側縁部の所定幅部分を残した部分
に、１対の成形ロール13を用いたロールフォーミングを
施すことにより、連続的にインナーフィン７を成形す
る。板材12の繰り出しと同時に左右両サイドバー６をコ
イルから繰り出しつつ、インナーフィン７の左右の被挟
着部を両サイドバー６のインナーフィン保持溝内に嵌め
入れる。ついで、両サイドバー６を変形させることによ
り、インナーフィン７の被挟着部をサイドバー６におけ
るインナーフィン保持溝の両側部分で挟着し、その後所
定長さに切断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、たとえばオイル
クーラ、インタークーラ、アフタークーラ、ラジエータ
等に用いられるプレートフィン形熱交換器における高温
側流路形成部材の製造方法に関する。

【０００２】この明細書において、「アルミニウム」と
いう語には、純アルミニウムの他にアルミニウム合金を
含むものとする。また、この明細書において、前後は高
温側流体流路内における高温流体の流れる方向を基準と
し、高温流体の流れる方向（図４に矢印Ｘで示す方向）
を前といい、これと反対側を後というものとする。ま
た、左右は前方に向かって高温側流体流路と低温側流体
流路とを仕切る平板の幅方向、すなわち低温側流体流路
内における低温流体の流れる方向を基準とし、低温流体
の流れる方向（図４に矢印Ｙで示す方向）を左といい、
これと反対側を右というものとする。さらに、各図の上
下を上下というものとする。

【０００３】

【従来の技術】上述したようなプレートフィン形熱交換
器は、アルミニウム製平板により仕切られた高温側流体
流路と低温側流体流路とを交互に有するものである。高
温側流体流路は、上下１対のアルミニウム製平板と、両
平板間に配されるアルミニウム製高温側流路形成部材と
よりなり、高温側流路形成部材が、両平板間の左右両側
縁に配置されかつ両平板に接合されたアルミニウム製の
左右両サイドバーと、左右両サイドバーを相互に連結す
るインナーフィンとよりなる。低温側流体流路は、上位
の高温側流体流路における下側の平板と下位の高温側流
体流路における上側の平板との間の前後両縁部に配置さ
れかつ両平板に接合されたアルミニウム製スペーサバー
と、両平板間においてスペーサバーどうしの間に配置さ
れかつ両平板に接合されたアルミニウム製コルゲートフ
ィンとよりなる。

【０００４】従来、高温側流路形成部材としては、左右
両サイドバーおよびインナーフィンが一体に形成された
アルミニウム押出形材製のものが用いられており、この
高温側流路形成部材は次のようにして製造されていた。

【０００５】すなわち、左右１対のサイドバー部と、両
サイドバー部の高さの中間部どうしを一体に連結する薄
板状インナーフィン形成部とからなるアルミニウム押出
形材を押出成形した後、インナーフィン形成部にプレス
加工を施してインナーフィン部を成形することにより、
長尺の高温側流路形成部材をつくり、ついでこれを所定
の長さに切断することによって、所定長さを有する高温
側流路形成部材を製造していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の高温側流路形成部材には次のような問題があっ
た。すなわち、押出形材製であるので、インナーフィン
形成部の肉厚を１ｍｍ以下にすることができず、その結
果重量が大きくなるとともに材料費が高くなる。また、
押出形材製であるので、サイドバー部とインナーフィン
部との材質を異なったものにすることは不可能であり、
サイドバー部およびインナーフィン部をそれぞれ最適の
材質のアルミニウムで形成することができない。さら
に、製造の最後の工程において所定長さに切断するた
め、スクラップの発生は避けがたいが、全体が押出形材
製であるので、スクラップ量が多くなり、材料歩留まり
が悪い。

【０００７】この発明の目的は、上記問題を解決し、従
来品に比べて軽量化を図ることができるとともに、材料
歩留まりが向上し、しかもサイドバーおよびインナーフ
ィンをそれぞれ最適な材質にすることができるプレート
フィン形熱交換器における高温側流路形成部材の製造方
法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段と発明の効果】この発明に
よるプレートフィン形熱交換器における高温側流路形成
部材の製造方法は、金属製平板により仕切られた高温側
流体流路と低温側流体流路とを交互に有するプレートフ
ィン形熱交換器において、左右サイドバーおよび左右両
側縁がそれぞれサイドバーに固定されたインナーフィン
よりなり、かつ高温側流体流路を構成する２枚の平板間
に配される高温側流路形成部材を製造する方法であっ
て、左右方向内側面にインナーフィン保持溝が全長にわ
たって形成された左右両サイドバーと、インナーフィン
用板材とをそれぞれコイル状に巻き取っておき、インナ
ーフィン用板材をコイルから繰り出しつつ、インナーフ
ィン用板材における左右両側縁部の所定幅部分を残した
部分に加工を施すことにより、左右両側縁部にそれぞれ
平坦な被挟着部を有するインナーフィンを成形し、これ
と同時に左右両サイドバーをコイルから繰り出しつつ、
インナーフィンの左右の被挟着部を両サイドバーのイン
ナーフィン保持溝内に嵌め入れ、ついで両サイドバーを
変形させることにより、インナーフィンの被挟着部をサ
イドバーにおけるインナーフィン保持溝の両側部分で挟
着し、その後所定長さに切断することを特徴とするもの
である。

【０００９】この発明の方法によれば、サイドバーとイ
ンナーフィンとが別体であるので、インナーフィンを圧
延板によりつくることができ、その肉厚を従来品のイン
ナーフィンの肉厚よりも薄くすることができる。したが
って、インナーフィン、ひいてはプレートフィン形熱交
換器全体の軽量化を図ることができる。また、サイドバ
ーとインナーフィンが別体であるので、それぞれを耐食
性、熱伝達性、強度等を考慮した最適の材質のものにす
ることができる。耐食性を考慮した材料としては、犠牲
防食効果を持たせた材料、たとえばJISＡ３００３のよ
うなJISＡ３０００系合金からなる心材と、JISＡ７０７
２からなる皮材とよりなるクラッド材が用いられる。熱
伝達性を考慮した材料としては、熱伝導性が良好な材
料、たとえばJISＡ１１００のような純アルミニウム系
材料が用いられる。強度を考慮した材料としては、高強
度材料、たとえばJISＡ５０５２のようなＡｌ−Ｍｇ系
合金が用いられる。また、両サイドバーおよびインナー
フィン用板材をそれぞれコイル状に巻き取っておき、こ
れらのコイルから繰り出しながら高温側流路形成部材を
製造するので、発生するスクラップ量が従来品の場合よ
りも少なくなり、その結果材料歩留まりが向上する。さ
らに、インナーフィン用板材の幅を変更するだけで、高
温側流路形成部材の幅を簡単に変更することが可能にな
る。

【００１０】この発明の方法において、インナーフィン
用板材のコイルからの繰り出しを連続的に行い、繰り出
されたインナーフィン用板材に１対の成形ロールを用い
たロールフォーミングを施すことにより、連続的にイン
ナーフィンを成形することがある。

【００１１】また、この発明の方法において、インナー
フィン用板材のコイルからの繰り出しを断続的に行い、
インナーフィン用板材の繰り出しの停止時に、繰り出さ
れたインナーフィン用板材に１対の型を用いたプレス加
工を施すことにより、インナーフィンを断続的に成形す
ることがある。

【００１２】

【発明の実施形態】以下、この発明の実施形態を、図面
を参照して説明する。なお、以下の説明において、全図
面を通じて同一物および同一部分には同一符号を付して
重複する説明を省略する。

【００１３】実施形態１ この実施形態は、図１〜図４に示すものである。

【００１４】図１〜図３は高温側流路形成部材の製造方
法を示し、図４は製造された高温側流路形成部材を備え
たプレートフィン形アフタークーラを示す。

【００１５】図４において、プレートフィン形アフター
クーラは、アルミニウム製平板(1)により仕切られた水
平な圧縮空気流路(2)（高温側流体流路）と水平な冷却
空気流路(3)（低温側流体流路）とを上下方向に交互に
備えている。圧縮空気流路(2)には高温の圧縮空気が矢
印Ｘで示す方向に流通するとともに、冷却空気流路(3)
には低温の空気が矢印Ｙで示す方向に流通するようにな
っており、圧縮空気と冷却空気とは直交するように流れ
る。圧縮空気流路(2)の前後両端は、アフタークーラの
前後両端部に配置されたヘッダタンク(4)に連通させら
れている。

【００１６】圧縮空気流路(2)は、上下１対のアルミニ
ウムブレージングシート製平板(1)と、両平板(1)間に配
置された高温側流路形成部材(5)とよりなる。高温側流
路形成部材(5)は、両平板(1)にろう付された左右１対の
アルミニウム押出形材製サイドバー(6)と、左右両側縁
がそれぞれ左右のサイドバー(6)の高さの中央部に固定
されたアルミニウム圧延板製インナーフィン(7)とより
なる。

【００１７】冷却空気流路(3)は、上位の圧縮空気流路
(2)を構成する下側の平板(1)と下位の圧縮空気流路(2)
を構成する上側の平板(1)との間の前後両縁部に配置さ
れ、かつ前後両側壁を形成する前後１対のアルミニウム
押出形材製スペーサバー(8)と、両スペーサバー(8)の間
に配置されたアルミニウム製コルゲートフィン(9)とに
よって構成されている。コルゲートフィン(9)の屈曲部
は左右方向に伸びている。

【００１８】次に、図１〜図３を参照して、圧縮空気流
路(2)の高温側流路形成部材(5)の製造方法について説明
する。

【００１９】まず、左右両サイドバー(6)を押出成形
し、これらのサイドバー(6)をそれぞれコイル状に巻き
取っておく。サイドバー(6)は横断面略長方形状であ
り、その左右方向内面の高さの中央部に前後方向に伸び
るインナーフィン保持溝(11)が形成されている。なお、
左右のサイドバー(6)は左右対称形である。また、圧延
により所定厚さのインナーフィン用板材(12)を成形し、
この板材(12)をコイル状に巻き取っておく。

【００２０】ついで、インナーフィン用板材(12)をコイ
ルから連続的に繰り出しつつ、上下１対の成形ロール(1
3)間に通すことにより板材(12)にロールフォーミングを
施して、波板状インナーフィン(7)を連続的に成形す
る。インナーフィン(7)は、波頂部および波底部が前後
方向に伸びるとともに平坦となされた波板からなり、そ
の左右両側縁部の高さの中央部に、左右方向外方に張り
出しかつ所定幅を有する平坦な被挟着部(7a)を備えてい
る。また、板材(12)の繰り出しと同時に左右のサイドバ
ー(6)をコイルから繰り出しつつ、両サイドバー(6)のイ
ンナーフィン保持溝(11)内にインナーフィン(7)の左右
両側縁の被挟着部(7a)をそれぞれ嵌め入れる（図２(a)
参照）。ついで、両サイドバー(6)とインナーフィン(7)
との組み合わせ体を、上下１対の押圧ロール(14)間に通
すことにより、両サイドバー(6)をそれぞれ上下から押
圧して変形させ、溝(11)の上下両側部分によりインナー
フィン(7)の左右の被挟着部(7a)を挟着させた後（図２
(b)参照）、所定長さに切断する。こうして、高温側流
路形成部材(5)が製造される。

【００２１】なお、アフタークーラは次のようにして製
造される。

【００２２】すなわち、アルミニウムブレージングシー
トからなる平板(1)と、高温側流路形成部材(5)と、１対
のスペーサバー(8)およびコルゲートフィン(9)とを重合
状態に配置した後、これらを所定温度に加熱することに
より、高温側流路形成部材(5)のサイドバー(6)と平板
(1)、ならびに平板(1)とスペーサバー(8)およびコルゲ
ートフィン(9)とを同時にろう付する。そして、ヘッダ
タンク(4)とサイドバー(6)、スペーサバー(9)および平
板(1)とを溶接する。こうして、アフタークーラが製造
される。

【００２３】実施形態２ この実施形態は図５および図６に示すものである。

【００２４】この実施形態は、この発明の方法をオイル
クーラ用の高温側流路形成部材の製造に適用したもので
ある。

【００２５】この実施形態の場合、インナーフィン用板
材(12)のコイルからの繰り出しを断続的に行い、板材(1
2)の繰り出しの停止時に、上下１対の成形型(20)を用い
て板材(12)にプレス加工を施して、インナーフィン(22)
を断続的に成形する。インナーフィン(22)は、切り曲げ
により上下交互に突出するように形成された複数のＶ字
状突起(23)が左右方向に並んで所定間隔をおいて設けら
れてなる突起列(24)を、前後方向に間隔をおいて複数備
えている。各突起列(24)は、前後方向に所定長さを有す
るスリットが左右方向に間隔をおいて複数形成され、隣
り合うスリット間の部分が交互に上下にＶ字状に曲げら
れることにより形成されたものである。これらの突起(2
3)の働きにより、この実施形態で製造された高温側流路
形成部材を備えたオイルクーラにおいては、オイル流路
（高温側流体流路）を流れるオイルに乱流が発生し、熱
交換効率が向上する。また、インナーフィン(22)は、そ
の左右両側縁部に所定幅を有する平坦な被挟着部(22a)
を備えている。

【００２６】また、板材(12)の繰り出しと同時に左右の
サイドバー(6)をコイルから繰り出しつつ、両サイドバ
ー(6)のインナーフィン保持溝(11)内にインナーフィン
(22)の左右両側縁の被挟着部(22a)をそれぞれ嵌め入れ
る。ついで、両サイドバー(6)とインナーフィン(22)と
の組み合わせ体を、上下１対の押圧ロール(14)間に通す
ことにより、両サイドバー(6)をそれぞれ上下から押圧
して変形させ、溝(11)の上下両側部分によりインナーフ
ィン(22)の左右の被挟着部(22a)を挟着させた後、所定
長さに切断する。こうして、高温側流路形成部材(25)が
製造される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による方法の実施形態１を概略的に示
す斜視図である。

【図２】(a)はインナーフィンの被挟着部をサイドバー
のインナーフィン保持溝内に嵌め入れた状態を示す部分
拡大断面図である。(b)はサイドバーを上下から押圧し
て変形させ、保持溝の上下両側部分によりインナーフィ
ンの左右の被挟着部を挟着させた状態を示す部分拡大断
面図である。

【図３】サイドバーとインナーフィンとの組み合わせ方
を示す部分斜視図である。

【図４】実施形態１の方法で製造された高温側流路形成
部材を備えたアフタークーラを示す部分斜視図である。

【図５】この発明による方法の実施形態２を概略的に示
す斜視図である。

【図６】実施形態２におけるサイドバーとインナーフィ
ンとの組み合わせ方を示す部分斜視図である。

【符号の説明】

(1)：平板 (2)：圧縮空気流路（高温側流体流路） (3)：冷却空気流路（低温側流体流路） (5)(25)：高温側流路形成部材 (6)：サイドバー (7)(22)：インナーフィン (7a)(22a)：被挟着部 (11)：インナーフィン保持溝 (12)：インナーフィン用板材 (13)：成形ロール (20)：成形型

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 脇田 直志 堺市海山町６丁224番地 昭和アルミニウ ム株式会社内 (72)発明者 上田 真史 堺市海山町６丁224番地 昭和アルミニウ ム株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属製平板により仕切られた高温側流体
   流路と低温側流体流路とを交互に有するプレートフィン
   形熱交換器において、左右サイドバーおよび左右両側縁
   がそれぞれサイドバーに固定されたインナーフィンより
   なり、かつ高温側流体流路を構成する２枚の平板間に配
   される高温側流路形成部材を製造する方法であって、 左右方向内側面にインナーフィン保持溝が全長にわたっ
   て形成された左右両サイドバーと、インナーフィン用板
   材とをそれぞれコイル状に巻き取っておき、インナーフ
   ィン用板材をコイルから繰り出しつつ、インナーフィン
   用板材における左右両側縁部の所定幅部分を残した部分
   に加工を施すことにより、左右両側縁部にそれぞれ平坦
   な被挟着部を有するインナーフィンを成形し、これと同
   時に左右両サイドバーをコイルから繰り出しつつ、イン
   ナーフィンの左右の被挟着部を両サイドバーのインナー
   フィン保持溝内に嵌め入れ、ついで両サイドバーを変形
   させることにより、インナーフィンの被挟着部をサイド
   バーにおけるインナーフィン保持溝の両側部分で挟着
   し、その後所定長さに切断することを特徴とするプレー
   トフィン形熱交換器における高温側流路形成部材の製造
   方法。
2. 【請求項２】 インナーフィン用板材のコイルからの繰
   り出しを連続的に行い、繰り出されたインナーフィン用
   板材に１対の成形ロールを用いたロールフォーミングを
   施すことにより、連続的にインナーフィンを成形する請
   求項１記載のプレートフィン形熱交換器における高温側
   流路形成部材の製造方法。
3. 【請求項３】 インナーフィン用板材のコイルからの繰
   り出しを断続的に行い、インナーフィン用板材の繰り出
   しの停止時に、繰り出されたインナーフィン用板材に１
   対の型を用いたプレス加工を施すことにより、インナー
   フィンを断続的に成形する請求項１記載のプレートフィ
   ン形熱交換器における高温側流路形成部材の製造方法。