JP2007105753A - 熱交換器用コルゲートフィン製造装置及び熱交換器用コルゲートフィン製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ルーバの表面積全体を冷却機能面として有効利用すると共に、空気の流れをスムーズにすることで冷却効率を高めることができる熱交換器用コルゲートフィン製造方法及び熱交換器用コルゲートフィン製造装置の提供
【解決手段】 両コルゲート成形ロール１、２のうちの一方のコルゲート成形ロール２の歯車板２１における斜めに形成された剪断切り起こし用刃面２２の先端縁部側に、コルゲート成形ロール２の軸方向に対し略平行な幅広のランド面２２ａが形成され、この幅広のランド面２２ａをコルゲート成形ロール２の軸方向に対し剪断切り起こし用刃面２２の斜面とは逆方向の斜面に形成する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、翼形のルーバを形成するための熱交換器用コルゲートフィン製造装置及び熱交換器用コルゲートフィン製造方法に関する。

従来、波状板材の立ち上げ面及び立ち下げ面に複数のルーバを形成する熱交換器用コルゲートフィン製造装置として、互いに歯合する状態で対向配置された一対のコルゲート成形ロールが用いられ、この両コルゲート成形ロールは、複数のルーバを形成するためにそれぞれ複数の薄い歯車板が軸方向に積層されると共に、該歯車板における各歯部の両面に各ルーバを剪断して切り起こすためにコルゲート成形ロールの軸方向に対し斜面に形成された剪断切り起こし用刃面がそれぞれ形成されていて、この一対のコルゲート成形ロール間を通過させることにより、波状板材の立ち上げ面及び立ち下げ面に複数のルーバを形成する熱交換器用コルゲートフィン製造装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００１−２０７８３７号公報

しかしながら、従来例の熱交換器用コルゲートフィン製造装置にあっては、図１０に示すように、歯車板における各歯部１０１の両面に形成された剪断切り起こし用刃面１０２の斜面が直線状に形成されていて、切り起こされた各ルーバ１０３が平板状に形成されるため、以下に述べるような問題点があった。

即ち、各ルーバ１０３が平板状であると、図１１の端面図に示すように、ルーバ１０３の前面側ではルーバ１０３に沿って空気が流れるが、ルーバの１０３の後面側では空気の流れが沿わない剥離部分１０４が生じるため、ルーバ１０３の表面積全体を冷却機能面として有効に利用することができないと共に、剥離部分が生じることで通気抵抗が大きくなり、空気をスムーズに流すことができなくなるという問題がある。

本発明の解決しようとする課題は、ルーバの表面積全体を冷却機能面として有効利用すると共に、空気の流れをスムーズにすることで冷却効率を高めることができる熱交換器用コルゲートフィン製造装置及び熱交換器用コルゲートフィン製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、請求項１記載の熱交換器用コルゲートフィン製造装置は、互いに歯合する状態で対向配置された一対のコルゲート成形ロール間を通過させることにより波状板材の立ち上げ面及び立ち下げ面に翼形の複数のルーバを形成する熱交換器用コルゲートフィン製造装置であって、前記両コルゲート成形ロールは前記複数のルーバを形成するためにそれぞれ複数の歯部を設けた歯車板からなり、該歯部は前記各ルーバを剪断して切り起こすためにコルゲート成形ロールの軸方向に対し斜面に形成された剪断切り起こし用刃面がそれぞれ形成され、前記両コルゲート成形ロールのうちの少なくともいずれか一方のコルゲート成形ロールの歯車板における斜めに形成された剪断切り起こし用刃面の先端縁部側に前記各ルーバを翼形に形成するために前記コルゲート成形ロールの軸方向に対し略平行な幅広のランド面が形成されていることを特徴とする手段とした。

上記課題を解決するため、請求項２記載の熱交換器用コルゲートフィン製造方法は、請求項１に記載の熱交換器用コルゲートフィン製造装置を用い、前記略平行な幅広のランド面の端部を支点として前記各ルーバを翼形に形成するようにしたことを特徴とする手段とした。

本発明の熱交換器用コルゲートフィン製造方法及び熱交換器用コルゲートフィン製造装置では、上述のように、両コルゲート成形ロールのうちの少なくともいずれか一方のコルゲート成形ロールの歯車板における斜めに形成された剪断切り起こし用刃面の先端縁部側に、コルゲート成形ロールの軸方向に対し略平行な幅広のランド面が形成されることにより、両剪断切り起こし用刃面間でルーバが剪断切り起こしされる際に、剪断切り起こし用刃面の斜面とランド面との間に形成される突条部が支点となってルーバが翼形に湾曲形成される。

このように、各ルーバが翼形に湾曲形成されることにより、ルーバの後面側では曲面に沿ってスムーズに空気が流れるようになるため、ルーバの表面全体を冷却機能面として有効に利用することができるようになると共に、空気の流れがスムーズになって通気抵抗が減少し、さらに揚力を発生させる原因である翼の効果としてルーバの後面側の流速が速くなるため、空気の流れをよりスムーズにすることができるようになる。
従って、冷却効率を高めることができるようになるという効果が得られる。

以下にこの発明の実施例を図面に基づいて説明する。

まず、この実施例１の熱交換器用コルゲートフィン製造装置を図面に基づいて説明する。

図１はこの実施例１の熱交換器用コルゲートフィン製造装置を示す側面図、図２は同平面図、図３は一対のコルゲート成形ロールの歯合状態を示す剪断切り起こし用刃面部分の断面説明図、図４は実施例１の熱交換器用コルゲートフィン製造装置によるコルゲートフィンの製造工程を示す図、図５は製造されたコルゲートフィンを示す斜視図、図６は図５のVI−VI線における横断端面図である。
この熱交換器用コルゲートフィン製造装置は、図１、２に示すように、互いに歯合する状態で配置された一対のコルゲート成形ロール１、２を備えている。

さらに詳述すると、上記一対のコルゲート成形ロール１、２は、板材料Ａを該一対のコルゲート成形ロール１、２間を通過させることにより波状板材３の立ち上げ面３ａ及び立ち下げ面３ｂに翼形の複数のルーバ３１を形成する役目をなすもので、それぞれ複数の薄い歯車板１１、２１が軸方向に積層されることにより構成されている。

そして、この歯車板１１、２１における各歯部１１ａ、２１ａの両面には、図３に示すように、各ルーバ３１を剪断して切り起こすためにコルゲート成形ロール１、２の軸方向に対しルーバ角αに沿った斜面に形成された剪断切り起こし用刃面１２、２２がそれぞれ形成されている。
なお、ルーバ３１の剪断切り起こしの方向は、この実施例１では図５に示すように、波状板材３の幅方向の一方側と、他方側とで逆向きに形成されている。

図３に戻り、両コルゲート成形ロール１、２のうちの一方のコルゲート成形ロール２の歯車板２１における斜めに形成された剪断切り起こし用刃面２２の先端縁部側に、各ルーバ３１を翼形に形成するためにコルゲート成形ロール２の軸方向に対し略平行な幅広のランド面２２ａが形成されると共に、もう一方のコルゲート成形ロール１の歯車板１１における斜めに形成された剪断切り起こし用刃面１２の先端縁部側には、コルゲート成形ロール１の軸方向に対し略平行な、幅広のランド面２２ａよりは幅狭のランド面１２ａが形成されている。

なお、この実施例１では、上記幅広のランド面２２ａがコルゲート成形ロール２の軸方向に対し剪断切り起こし用刃面２２の斜面とは逆方向の斜面（ランド角度β）に形成されている。

次に、この実施例１の作用を、図４の工程説明図に基づいて説明する。
この実施例１の熱交換器用コルゲートフィン製造装置では上述のように構成されるため、図１に示すように、互いに歯合する状態で配置されたコルゲート成形ロール１、２間に材料板材Ａを通過させることにより、材料板材Ａが波状に加工されると同時に、波状板材３の立ち上げ面３ａ及び立ち下げ面３ｂに翼形の複数のルーバ３１が形成される。

即ち、両コルゲート成形ロール１、２が回転し、図４（ａ）に示すように、両剪断切り起こし用刃面１２、２２が材料板材Ａに当接していない状態（加工前）から、まず、図４（ｂ）に示すように、両剪断切り起こし用刃面１２、２２が材料板材Ａに当接する状態（材料剪断前）となる。この状態では、各幅狭のランド面１２ａ及び各幅広のランド面２２ａが材料板材Ａの両面に当接した状態となる。

次に、この状態から両コルゲート成形ロール１、２がさらに回転すると、図４（ｃ）に示すように、近接状に対向する幅狭のランド面１２ａと幅広のランド面２２ａとの間でルーバ３１の両側縁部が剪断される（材料剪断後）。

そして、この状態から両コルゲート成形ロール１、２がさらに回転すると、各ルーバ３１が斜めに切り起こされていくが、両剪断切り起こし用刃面１２、２２間でルーバ３１が剪断切り起こしされる際に、剪断切り起こし用刃面２２の斜面と幅広のランド面２２ａとの間に形成される突条部２２ｂが支点となり、これにより、図４（ｄ）に示すように、ルーバ３１が翼形に湾曲形成される（加工後）。
なお、幅狭のランド面１２ａ側にも突条部１２ｂが形成されるが、ランド面１２ａが幅狭であるため、大きな曲げ効果は得られない。即ち、幅狭のランド面１２ａは、鋭角すぎない剪断歯部を形成させることを主目的として形成されるものである。

次に、この実施例１の効果を説明する。

この実施例１の熱交換器用コルゲートフィン製造装置では、上述のように、両コルゲート成形ロール１、２のうちの一方のコルゲート成形ロール２の歯車板２１における斜めに形成された剪断切り起こし用刃面２２の先端縁部側に、コルゲート成形ロール２の軸方向に対し略平行な幅広のランド面２２ａが形成されることにより、ルーバ３１を翼形に湾曲形成させることができるようになる。

このように、各ルーバ３１が翼形に湾曲形成されることにより、ルーバ３１の後面側では曲面に沿ってスムーズに空気が流れるようになるため、ルーバの表面全体を冷却機能面として有効に利用することができるようになると共に、空気の流れがスムーズになって通気抵抗が減少し、さらに揚力を発生させる原因である翼の効果としてルーバ３１の後面側の流速が速くなるため、空気の流れをよりスムーズにすることができるようになる。
従って、冷却効率を高めることができるようになるという効果が得られる。

また、上記幅広のランド面２２ａをコルゲート成形ロール２の軸方向に対し剪断切り起こし用刃面２２の斜面とは逆方向の斜面に形成することにより、各ルーバ３１が翼形に湾曲形成される際の残留応力によるスプリングバックによって、元に戻る量を補正し、さらに大きく曲げることができるようになる。
従って、最適な翼形状を作ることができるようになる。

次に、他の実施例について説明する。この他の実施例の説明にあたっては、前記実施例１と同様の構成部分については図示を省略し、もしくは同一の符号を付けてその説明を省略し、相違点についてのみ説明する。

この実施例２は、実施例１における熱交換器用コルゲートフィン製造装置の変形例を示すものであり、図７の製造工程図に示すように、上記幅広のランド面２２ａがコルゲート成形ロール２の軸方向に対し剪断切り起こし用刃面２２の斜面とは逆方向の斜面に形成されることなしに、コルゲート成形ロール２の軸方向に対し平行に形成されている点で、上記実施例１とは相違したものである。

従って、この実施例２においても、各ルーバ３１を翼形に形成し、冷却効率を高めることができるようになる。

この実施例３は、実施例１における熱交換器用コルゲートフィン製造装置の変形例を示すものであり、図８の製造工程図に示すように、幅広のランド面２２ａを有する剪断切り起こし用刃面２２と対向する他方の剪断切り起こし用刃面１２における幅広のランド面２２ａとの対面部分に該幅広のランド面２２ａと略平行な押圧面１２ｃが形成されている点で、上記実施例１とは相違したものである。

従って、この実施例３では、図８（ｄ）に示すように、切り起こされた各ルーバ３１の先端縁部を押圧面１２ｃが幅広のランド面２２ａ方向へさらに押圧することで、各ルーバ３１を確実に翼形に形成することができるようになる。

この実施例は、実施例１における熱交換器用コルゲートフィン製造装置の変形例を示すものであり、図９の製造工程図に示すように、一方の剪断切り起こし用刃面２２の先端縁部側にはコルゲート成形ロール１の軸方向に対し略平行な幅狭のランド面２２ｃとかつ外向きアール部を有する翼形凸部２２ｄが形成され、もう一方の剪断切り起こし用刃面１２が該剪断切り起こし用刃面１２における幅狭のランド面２２ｃとの対面部分に該幅狭のランド面２２ｃと略平行でかつ内向きアール部を有する翼形凹部１２ｄが形成されている点が、上記実施例１とは相違したものである。

従って、この実施例４では、図９（ｄ）に示すように、切り起こされた各ルーバ３１の先端縁部が幅狭のランド面２２ｃ及び翼形凸部２２ｄと翼形凹部１２ｄとの間で挟持押圧されることで、各ルーバ３１を確実に翼形に形成することができるようになる。

以上本実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
例えば、実施例では、幅狭のランド面１２ａ側にも突条部１２ｂが形成されるが、前述のように、幅狭のランド面１２ａは、鋭角すぎない剪断歯部を形成させることを主目的として幅狭に形成されるもので、ルーバ３１に殆ど曲げを形成することはできないため、幅狭のランド面１２ａは翼形形成のためにはなくてもよい。

また、実施例１、２において、コルゲート成形ロール１の剪断切り起こし用刃面２２の斜面のうち、コルゲート成形ロール２の幅広のランド面２２ａに対する位置（以下、幅広なランド面２２ａへの対応位置とする）の形状を、幅広のランド面２２ａに略平行な形状としてもよく、さらには、幅広なランド面２２ａへの対応位置形状を翼形の形状に対応した内向きアール部を有する翼形形状としてもよい。このような形状にすることにより、ルーバ形状をより確実に翼形にできる。

また、実施例１、２では、歯車板１１、２１を歯部１１ａ、２１ａを有する薄い板を軸方向に複数枚積層するようにして構成したが、これらを一体とした歯車板を用いてもよい。

実施例１の熱交換器用コルゲートフィン製造装置を示す側面図である。 実施例１の熱交換器用コルゲートフィン製造装置を示す平面図である。 一対のコルゲート成形ロールの歯合状態を示す剪断切り起こし用刃面部分の断面説明図である。 実施例１の熱交換器用コルゲートフィン製造装置によるコルゲートフィンの製造工程を示す図である。 実施例１の熱交換器用コルゲートフィン製造装置で製造されたコルゲートフィンを示す斜視図である。 図５のVI−VI線における横断端面図である。 実施例２の熱交換器用コルゲートフィン製造装置によるコルゲートフィンの製造工程を示す図である。 実施例３の熱交換器用コルゲートフィン製造装置によるコルゲートフィンの製造工程を示す図である。 実施例４の熱交換器用コルゲートフィン製造装置によるコルゲートフィンの製造工程を示す図である。 従来例の熱交換器用コルゲートフィン製造装置を示す要部の断面説明図である。 従来例の熱交換器用コルゲートフィン製造装置で形成されたルーバ部分を示す端面図である。

符号の説明

Ａ 材料板材
１ コルゲート成形ロール
１１ 歯車板
１１ａ 歯部
１２ 剪断切り起こし用刃面
１２ａ 幅狭のランド面
１２ｂ 突条部
１２ｃ 押圧面
１２ｄ 翼形凹部
２ コルゲート成形ロール
２１ 歯車板
２１ａ 歯部
２２ 剪断切り起こし用刃面
２２ａ 幅広のランド面
２２ｂ 突条部
２２ｃ 幅狭のランド面
２２ｄ 翼形凸部
３ 波状板材
３ａ 立ち上げ面
３ｂ 立ち下げ面
３１ ルーバ

Claims (6)

1. 互いに歯合する状態で対向配置された一対のコルゲート成形ロール間を通過させることにより波状板材の立ち上げ面及び立ち下げ面に翼形の複数のルーバを形成する熱交換器用コルゲートフィン製造装置であって、
   前記両コルゲート成形ロールは前記複数のルーバを形成するためにそれぞれ複数の歯部を設けた歯車板からなり、
   該歯部は前記各ルーバを剪断して切り起こすためにコルゲート成形ロールの軸方向に対し斜面に形成された剪断切り起こし用刃面がそれぞれ形成され、
   前記両コルゲート成形ロールのうちの少なくともいずれか一方のコルゲート成形ロールの歯車板における斜めに形成された剪断切り起こし用刃面の先端縁部側に前記各ルーバを翼形に形成するために前記コルゲート成形ロールの軸方向に対し略平行な幅広のランド面が形成されていることを特徴とする熱交換器用コルゲートフィン製造装置。
2. 請求項１に記載の熱交換器用コルゲートフィン製造装置を用い、前記略平行な幅広のランド面の端部を支点として前記各ルーバを翼形に形成するようにしたことを特徴とする熱交換器用コルゲートフィン製造方法。
3. 請求項１に記載の熱交換器用コルゲートフィン製造装置又は請求項２に記載の熱交換器用コルゲートフィン製造方法において、前記歯車板のランド面が前記コルゲート成形ロールの軸方向に対し前記剪断切り起こし用刃面の斜面とは逆方向の斜面に形成されていることを特徴とする熱交換器用コルゲートフィン製造装置又は熱交換器用コルゲートフィン製造方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱交換器用コルゲートフィン製造装置又は熱交換器用コルゲートフィン製造方法において、前記両コルゲート成形ロールのうちのいずれか一方のコルゲート成形ロールの歯車板における斜めに形成された剪断切り起こし用刃面の先端縁部側に前記各ルーバを翼形に形成するために前記コルゲート成形ロールの軸方向に対し略平行な幅広のランド面が形成されると共に、もう一方のコルゲート成形ロールの歯車板における斜めに形成された剪断切り起こし用刃面の先端縁部側には前記コルゲート成形ロールの軸方向に対し略平行な前記幅広のランド面よりは幅狭のランド面が形成されていることを特徴とする熱交換器用コルゲートフィン製造装置又は熱交換器用コルゲートフィン製造方法。
5. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱交換器用コルゲートフィン製造装置又は熱交換器用コルゲートフィン製造方法において、前記幅広のランド面を有する剪断切り起こし用刃面と対向する他方の剪断切り起こし用刃面における前記幅広のランド面との対面部分に該幅広のランド面と略平行な押圧面が形成されていることを特徴とする熱交換器用コルゲートフィン製造装置又は熱交換器用コルゲートフィン製造方法。
6. 互いに歯合する状態で対向配置された一対のコルゲート成形ロール間を通過させることにより波状板材の立ち上げ面及び立ち下げ面に翼形の複数のルーバを形成する熱交換器用コルゲートフィン製造装置であって、
   前記両コルゲート成形ロールは前記複数のルーバを形成するためにそれぞれ複数の歯部を設けた歯車板からなり、
   該歯部は前記各ルーバを剪断して切り起こすためにコルゲート成形ロールの軸方向に対し斜面に形成された剪断切り起こし用刃面がそれぞれ形成され、
   該両剪断切り起こし用刃面のいずれか一方の先端縁部側には前記コルゲート成形ロールの軸方向に対し略平行な幅狭のランド面が形成され、もう一方の剪断切り起こし用刃面が該剪断切り起こし用刃面における前記幅狭のランド面との対面部分に該幅狭のランド面と略平行でかつ内向きアール部を有する翼形凹部が形成されていることを特徴とする熱交換器用コルゲートフィン製造装置。

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