JP2002102974A - 流体輸送チューブとその製造方法および装置 - Google Patents
流体輸送チューブとその製造方法および装置Info
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Abstract
送チューブ、および自動車用冷却器を提供する。 【解決手段】ブランク23の2つの対向するエッヂ2
1,22に沿ってエッヂ部分を形成した後に、ブランク
23表面に構造体8を形成する。その後ブランクを両端
から折り曲げ、チューブが形成される。
Description
冷却器に関し、より詳細には、かかる冷却器における流
体輸送チューブの構造に関する。
ているように、ろう付けにより接合されるタイプの自動
車用冷却器は、熱交換アセンブリを含み、この熱交換ア
センブリは、一方では、第1流体、例えばエンジンブロ
ックを循環する液体が通過するように並置された、一列
の平らな流体輸送チューブと、他方では、これらのチュ
ーブの間に配置され、第2流体、例えば冷却用空気が通
過するようになっている表面拡大手段とを備えている。
の表面に、表面拡大手段が当接しており、この広い面
は、チューブの主な熱交換面を形成している。強度上の
理由から、チューブの広い面の幅を自由に定めることは
できないので、熱交換アセンブリは、チューブの平行な
数個の列から構成されており、これらの列は、熱交換ア
センブリを通過する第2流体の流れ方向に連続して配置
されている。従って、列の各対の間に、流体間の熱交換
が行われないデッドゾーンが存在する。このデッドゾー
ンは、熱交換アセンブリの全幅の10〜15%にもな
る。
は、各チューブに、いくつかの内側の平行なチャンネル
またはダクトを設けることが知られており、各ダクト
は、薄い仕切り壁によって相互に分離されている。従っ
て、強度を保ちながら、これらチューブの幅を増すこと
ができ、前記デッドゾーンを生じることのない自動車用
冷却器を形成できる。かかるマルチチャンネルチューブ
は、例えば欧州特許第0646231号により公知である。
求が高まっているのと同時に、今日の自動車における自
動車用冷却器のスペースが限られているため、自動車用
冷却器における熱交換能力を改善したいという要求があ
る。熱交換の容量を改善できれば、一定の大きさの冷却
器の冷却効率を高めことができ、または一定の冷却効率
を有する冷却器の寸法を小さくすることができる。
構造よりも熱交換の容量が良好な流体輸送チューブ、お
よび自動車用冷却器を提供することにある。
不合格率の低い、かかる流体輸送チューブを製造する簡
単な技術を開示することにある。
れ以外の目的は、請求項1に記載の製造方法、および請
求項5に記載の製造装置だけでなく、請求項10に記載
の流体輸送チューブ、および請求項14に記載の自動車
用冷却器によって達成される。これらの請求項の従属項
には、好ましい実施態様が記載されている。
構造体は、境界部の層流を解消するように働く。この層
流は、絶縁効果を有するとともに、チューブを通過する
よう流れる流体内に、チューブの基本表面に隣接して形
成される傾向がある。従って、この表面構造体はチュー
ブを通過して流れる流体の圧力低下を実質的に大きくす
ることなく、特にチューブを通過する流体の流量が少な
い時のチューブの熱交換容量を改善する。
ランクから製造を開始して、チューブを、一体部品とし
て簡単かつ安価に効率的に形成できる。
よれば、ブランクの2つの対向するエッジに沿って2つ
の直立するエッジ部分を形成した後に、ブランクに表面
構造体を設ける。これにより、ブランクの表面に表面構
造体を形成する間に、ブランクの外側エッジに凹凸が生
じる恐れが最小となる。その理由は、表面構造体を形成
する際に、ブランク材料が歪む性質があるからである。
を構成するためにウェブ部分に当接させるので、かかる
凹凸があった場合、ダクト間の漏れに起因して、チュー
ブが不合格品となる可能性がある。
思われる実施例を示す添付図面を参照し、本発明および
その利点についてより詳細に説明する。
ーブの好ましい実施例を示す。このチューブは、金属材
料、通常はアルミ材料から製造される。図1に示すよう
に、このチューブは平らであり、2つの対向する広い面
1、2を有し、これらの面はほぼ平らとなっている。
短い側面3、4を介して接続されており、このチューブ
を自動車用冷却器に取り付けると、表面拡大手段(図示
せず)、例えば折りたたまれた薄板状部材が、これらの
広い面1、2に当接する。チューブを通過して流れる媒
体と、チューブの外側のまわりで表面拡大手段を通過し
て流れる媒体との間で、これら広い面1、2を介して、
主な熱交換が行われる。チューブは、内部に2つの平行
なダクト5、6を有しており、ダクトは、仕切り壁7に
よって分離され、両端部の間で、チューブの長手方向に
延びている。広い面1、2は、各ダクト5、6内に2つ
の対向する基本熱交換表面1’、2’を形成している。
1’、2’には、ディンプルと称される多数の突出する
乱流発生要素8の形態をした表面構造体が設けられてい
る。これらディンプルは、任意の構造とすることがで
き、基本表面1’、2’上に任意のパターンで設置でき
る。
2’の表面構造の異なる変形例を示し、上部基本表面
1’上のディンプル8は実線で、下部基本表面2’上の
ディンプル8は点線で示されている。いずれのケースに
おいても、上部基本表面1’上のディンプル8と、下部
基本表面2’上のディンプル8とは、チューブの横断面
で対向しないように、相対的にずれている。これによ
り、チューブが詰まる恐れが小さくなっている。
1’、2’に横方向に延長する列9を形成している。こ
れらの列9は、チューブの長手方向Lに見た場合に、上
部基本表面1’と下部基本表面2’とに交互に配置され
ている。
8は細長く、チューブの長手方向Lに対して斜めになっ
ている。それぞれの列9内では、ディンプル8は互いに
平行である。長手方向L、すなわちチューブを通過する
流体の主な流れ方向に見た場合、連続して配置されたデ
ィンプル8は、上部基本表面1’と下部基本表面2’と
に交互に配置されている。
れたディンプル8は、所定の相対的角度に傾斜してお
り、図3の変形例においては、ディンプルは互いに平行
となっている。
Lに見た連続するディンプル8が、上部基本表面1’ま
たは下部基本表面2’だけに配置されるよう、上部基本
表面1’上のディンプル8の列9と、下部基本表面2’
上のディンプル8の列9とは、横方向に相対的にずれて
いる。
表面1’、2’と平行な横断面は、それぞれ三角形およ
び円形となっている。図6では、各ディンプル8は細長
く、チューブの長手方向Lに平行に延びている。
示されたチューブを製造するための、本発明の装置につ
いて説明する。この装置は、金属材料、好ましくはアル
ミ材料製のほぼ平らなブランク(素材)、すなわちバン
ド20を連続する曲げ加工により、チューブ状の断面に
成形するようになっている。この装置では、多数の対の
被動シャフトの間をバンド20が通過しており、この被
動シャフトは、装置を通過するようにバンド20を送る
ようになっており、このシャフトには、プロファイリン
グ工具が設けられている。
の側面、すなわちエッジは、バンドの送り方向とほぼ平
行になる。この送り方向は、図7では矢印mで示してあ
る。この装置は、第1ステーション30を有し、このス
テーションでは、バンドの主要平面に直角となるよう
に、バンド20の側面を、プロファイリング工具が折り
たたむようになっている。
30の後において、バンド20は、2つの直立する細長
いエッジ部分21、22と、中間の平らなウェブ部分2
3とを有する。
て、バンド20のウェブ部分23に所定のパターンでデ
ィンプル8が設けられる。図2〜図6に、パターンの1
つを例示してある。次に、バンド20は、回転する当接
部材41と周面43に突起を有する回転シャフト42の
1つ以上の組み合わせの間を通過する。
て通過する間、図8bから明らかとなるように、側面の
一方にピットが形成され、反対の側面に対応する突起が
形成されるよう塑性変形される。簡潔にするために、図
8a〜図8eでは、表面の構造を極めて誇張して示して
あることに留意されたい。
する。このステーションでは、プロファイリング工具
が、2つのダクト5、6を形成するように、連続してウ
ェブ部分23を折りたたむ(図8c〜図8e参照)。こ
の実施例では、ダクト5、6の間に仕切り壁7を形成す
るように、直立したエッジ部分21、22が、互いに配
置されている(図1と比較)。
1、22の外側端部、すなわちバンド20の長手方向外
側エッジは、ウェブ部分23に当接している。チューブ
全体に沿って、これら外側エッジとウェブ部分23とを
満足が行くように係合するには、高い精度が必要である
ことは理解されると思う。
ーション(図示せず)を設けることが好ましい。この第
3ステーションでは、成形されたチューブ部分を所望の
長さに切断する。
た上記ブランクの代わりに、このブランクを、適当な大
きさの、ほぼ平らなプレートから構成し、本装置によ
り、この平らなプレートをもって、所定の長さのチュー
ブ部分を形成することができる。従って、この場合、切
断ステーションを省略できる。
ーション40’は、当接部材41’とダイス42’との
1つ以上の組み合わせを有する。ダイス42’はバンド
20に係合するよう、バンド20と直角に移動できる。
図7における装置とは対照的に、このバンド20は、第
2ステーション40’へ割り出しされ、この第2ステー
ションで側面の一方にピットを形成し、反対の側面に対
応する突起を形成するよう、固定されたバンド20を塑
性変形させる。それ以外の点は、図9に示す装置は、図
7の装置と同一であるので、これ以上詳細には説明しな
い。
チューブ状部分は、その後、炉内でろう付けして、チュ
ーブに形成される。チューブ部分の少なくとも一部は、
接続鑞付けジョイントを形成するように、充填材料を有
する。チューブ部分を製造するブランクの両面に、これ
ら充填材料は適当にロール塗りされる。
アセンブリを形成するように、チューブ部分を取り付
け、その後、アセンブリをろう付け炉内に入れ、1回の
ろう付け作業で、自動車用冷却器を形成することが好ま
しい。このようにすることにより、自動車用冷却器の他
の部分と同時にチューブを形成することができる。
たはガスを冷却するよう、平行に配置されたチューブを
有するすべてのタイプの自動車用冷却器、例えば液体冷
却器、過給用空気冷却器、凝縮機、およびオイル冷却器
に適用可能である。
る。
の平面図である。
の平面図である。
の平面図である。
の平面図である。
の平面図である。
装置の側面図である。
ランクの端面図であり、そのうちの図8a〜図8eは、
それぞれ図7における位置a〜eにおける端面図であ
る。
Claims (15)
- 【請求項1】 金属材料製のブランクからスタートし、
自動車用冷却器内に取り付けられるようになっている少
なくとも2つの細長い内側ダクト(5、6)を含む細長
い流体輸送チューブを製造する方法であって、 ブランクの表面の一部(23)上に突出する表面構造体
(8)を形成する工程と、 前記ブランクの2つの対抗するエッジに沿って、少なく
とも一部がほぼ平らとなっているウェブ部分(23)を
間に有する2つの直立するエッジ部分(21、22)を
形成する工程と、 前記エッジ部分(21、22)を互いに当接させるとと
もに、ウェブ部分(23)にも当接させ、前記ダクト
(5、6)を形成するようにウェブ部分(23)を形成
する工程とを有する、細長い流体輸送チューブの製造方
法。 - 【請求項2】 エッジ部分(21、22)を形成する工
程の後に、表面構造体(8)を形成する工程を実施し、
前記ウェブ部分(23)に、前記表面構造体(8)を形
成する、請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 ブランクを塑性変形することにより、ブ
ランクの一方の面に所定のパターンで設けられた複数の
突起を表面構造体(8)に形成する、請求項1または2
記載の方法。 - 【請求項4】 表面構造体(8)を形成する際に、前記
ブランクが、少なくとも1つのエンボス部材(41、4
2)を通過させ、このエンボス部材は、ブランクの方を
向き、かつ複数の突起を有する係合表面を含み、前記突
起を、前記表面構造体(8)を形成するために、前記ブ
ランクに設ける、請求項1〜3のいずれかに記載の方
法。 - 【請求項5】 金属材料のブランクからスタートして製
造される少なくとも2つの細長い内側ダクト(5、6)
を含み、自動車用冷却器内に取り付けられるようになっ
ている細長い流体輸送チューブを製造するための装置で
あって、 この装置を通過するように、ブランクを送るための供給
体と、 ブランク表面の一部(23)に突出する表面構造体
(8)を形成するための表面形成ステーション(34
4)と、 少なくとも一部がほぼ平らなウェブ部分(23)を、間
に形成する2つの直立したエッジ部分(21、22)と
なるように、ブランクの2つの対向するエッジを形成す
るためのエッジ形成ステーション(30)と、 前記ダクト(5、6)を構成するために、エッジ部分
(21、22)を互いに当接させるとともに、ウェブ部
分(23)にも当接させるためのダクト形成ステーショ
ン(50)とを備える、細長い流体輸送チューブを製造
するための装置。 - 【請求項6】 装置を通過するブランク送り方向に見
て、表面形成ステーション(40)をエッジ形成ステー
ション(30)の下流側に配置してあり、前記ウェブ部
分(23)に表面構造体(8)を形成するようになって
いる、請求項5記載の装置。 - 【請求項7】 表面形成ステーション(40)でブラン
クを塑性変形させることにより、ブランクの1つの側面
に、所定のパターンで、複数の突起(8)を形成させる
ようになっている、請求項5または6記載の装置。 - 【請求項8】 表面形成ステーション(40)が、ブラ
ンクの方を向き、かつ複数の突起を有する少なくとも1
つの係合表面を含む、請求項5〜7のいずれかに記載の
装置。 - 【請求項9】 ブランクに、直角に当接可能な回転ロー
ル(42)またはダイ(42’)の周面(43)に、前
記係合表面を形成してある、請求項8記載の装置。 - 【請求項10】 少なくとも2つの長手方向のダクト
(5、6)を有し、かつ各ダクトが、2つの対向する長
手方向の基本的熱交換表面(1’、2’)を含む、自動
車用冷却器のための流体輸送チューブであって、 各ダクト(5、6)内の少なくとも1つの基本表面
(1’、2’)が、突出する乱流発生表面構造体(8)
を有することを特徴とする、流体輸送チューブ。 - 【請求項11】 金属材料製のブランクの一体的部品と
して製造されている、請求項10記載の流体輸送チュー
ブ。 - 【請求項12】 表面構造体が、前記基本表面(1’、
2’)にわたって分散された複数の突起(8)の形態と
なっている、請求項10または11記載の流体輸送チュ
ーブ。 - 【請求項13】 各ダクト(5、6)が、横断面に、対
向する突起(8)を有しないよう、対向する基本表面
(1’、2’)に、各ダクト(5、6)の長手方向内の
突起(8)が交互に配置されている、請求項12記載の
流体輸送チューブ。 - 【請求項14】 熱交換アセンブリと、この熱交換アセ
ンブリに接続された少なくとも1つのタンクとを含む、
自動車用冷却器であって、 熱交換アセンブリが、請求項10〜13のいずれかに記
載の流体輸送チューブと、これらチューブの間に配置さ
れた表面拡大手段とを含むことを特徴とする自動車用冷
却器。 - 【請求項15】 冷却器内における部品が、ろう付けに
より接合されている、請求項14記載の自動車用冷却
器。
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