JP3843851B2 - ロールボンドパネル - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放熱部または吸熱部と冷媒または熱媒等の流路とが一体構造となり、放熱器、凝縮器、ヒートパイプ等の各種熱交換器の部材に使用されるロールボンドパネルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
冷蔵庫等の熱交換用部材として従来からロールボンドパネルが用いられている。このロールボンドパネルは、多くの場合、次のようにして製造される。すなわち、二枚の金属板をその間の所定位置に圧着防止剤を介在させて重ね合わせて圧延・圧着した後、非圧着部、すなわち圧着防止剤を介在させた部分に圧縮空気等の流体圧を加えて非圧着部の少なくとも片側の金属板を膨張させる。これによって圧着防止剤の形成パターンに沿って中空管路が形成される。したがって、このロールボンドパネルの中空管路に冷媒や熱媒を流通させることにより熱交換用部材として使用することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、エアコンなどの熱交換器では伝熱特性を高めるために、管路となる伝熱管の内面に複数の溝やリブを設けたものが使用されているが、前記したロールボンドパネルもその中空管路の内面に溝やリブを設けることで伝熱特性の向上を図ることができることは明らかである。しかし、従来技術によるロールボンドパネルでは、金属板を圧着する圧延加工を高い圧延率で行う必要があるため、金属板の厚さが圧着の前後で大きく変化し、圧着防止剤の形成パターン部に微細な溝やリブを設けておいても、圧延・圧着時にそれが潰れてしまい、中空管路の内面に微細な溝やリブを有するロールボンドパネルを得ることは困難である。
【０００４】
本発明の目的は、中空管路の内面に溝やリブを有するロールボンドパネルを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明は、接合すべき二枚の金属板の夫々接合すべき表面をマグネトロンスパッタリングによりドライエッチングし、そのエッチング面が内側になるように二枚の金属板を積層して真空中で圧着し、非接合部を膨らませることで中空管路を形成したロールボンドパネルであって、二枚の金属板の接合前の非接合部がフィンやリブ等で荒らされており、かつ、少なくとも一方の金属板における接合前の非接合部の厚さが、接合前の接合部の厚さより薄くされていることを特徴としている。
【０００６】
金属板の接合すべき面をドライエッチング、例えばマグネトロンスパッタリングで活性化処理した場合、引続き真空中で冷間圧接することで、例えば３〜７％程度の低圧延率で強固な接合を得ることができる。したがって、その低い圧延率に見合った分だけ非接合部の厚さを小さくしておくことにより、圧着に先立って圧着防止剤を使用せずとも容易に非接合部を確保することができるだけでなく、当該非接合部にフィン、リブ、溝等を設けて当該非接合部の表面を荒して中空管路部における伝熱特性を向上させることができる。
【０００７】
したがって、本発明は、前記非接合部の表面がリブや溝によって荒らされていることを特徴とし、本発明は、積層される金属板の少なくとも一方の中空管路を構成する非接合部の厚さを接合部の厚さに比べて薄くしたことを特徴としている。
【０００８】
本発明は、金属板の圧着にあたり、その非接合部に圧着防止剤を配置することを除外するものではない。すなわち、マグネトロンスパッタリングによりドライエッチングすることにより、非接合部の厚さを接合部に比べて必要以上に小さくしなくとも圧着防止剤が存在することで中空管路部を確保することができるだけでなく、多少、圧延率が高くなっても中空管路部をある程度確保することができ、非接合部の少なくとも一方の面がリブや溝等で荒らされていたにしても、そのリブや溝の変形を少なくすることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１０】
図１は本発明に係るロールボンドパネルの断面を示し、ドライエッチングされた面同士を重ね合わせて圧着接合された二枚の金属板１、２の間に、内面に微細なフィン５を有する中空管路３が形成されている。このロールボンドパネルの製造にあたっては、図２に示すように、片面の中央部にフィン群４が形成された金属板、例えば厚さ０．３mm程度の銅板が２枚用意される。金属板１、２としては材質を特に限定するものではないが、ロールボンドパネルを熱交換用部材として使用することを考慮すると、接触流体に対する耐食性が必要とされるため、銅、アルミニウム、チタン、ニッケル又はそれらの金属を主体とする合金、ステンレス鋼等が好ましい。また、これらの金属板は、通常の圧延法用いて加工したものを焼鈍するかせずして用いられる。
【００１１】
フィン群４は、表面に前記フィン群４に対応した形状が加工されたロールを用いて圧延加工（エンボス加工）することによって得られるが、中空管路３のパターン、例えば中空管路３が蛇行したり、複雑に曲折したようなパターンの場合には別の手段、例えばプレス加工等を用いて中空管路となるべき部分にフィン群等が加工される。フィン群４は、溝とその溝を隔てるフィンが片方に傾斜した形状を示したが、これは傾斜する方向が逆になった群をへの字状またはＶ字状に配置したものであったり、溝を交差して形成することによりフィンやリブの先端部が分断されたようなものであっても良い。
【００１２】
フィン群４が形成された部分の厚さは、圧着接合に際して圧着防止剤を使用しない場合、圧着接合部となる部分に比べ圧延率に合わせて薄くしておくことが望ましい。そうすることにより圧着接合時の圧延率にもよるが、圧着防止剤を使用しなくても非接合部を容易に確保することができ、フィン群におけるフィン先端の変形も防止することができる。
【００１３】
上記のように表面加工された金属板１、２は、この後、図４に示すような方法により、積層して圧着接合される。金属板１、２は、そのフィン群４が形成された側の面部がエッチングチャンバー１４内に露出するように送り出しロール９から繰り出され、エッチングチャンバー１４内に突き出た電極ロール１１を通すことによってエッチングチャンバー１４内でスパッタリング処理されて当該表面部が活性化される。その後、真空槽７内に設けられた圧延ユニット８で圧接され、図３に示すようなクラッド材６として巻き取りロール１０に巻き取られる。
【００１４】
圧延ユニット８にはロール圧下のための圧下装置１３が設けられている。真空槽７は真空ポンプ１２により１０-3〜１０-6Ｔｏｒｒ台に保持される。スパッタリング処理にはマグネトロンスパッタ法が採用され、スパッタリング電源として１〜５０ＭＨｚの高周波電源が用いられ、エッチング開始に当たっては、予めエッチングチャンバー１４内を排気した後、アルゴンガスを導入してアルゴンガス雰囲気とし、真空槽７との間に高周波を通電すれば、チャンバー１４内にプラズマが発生し、金属板１、２の接合すべき表面がエッチングされる。この場合、金属板１、２の接合すべき表面は圧接前の圧延時の平坦度を保持したままなので、小さな加圧力でも接触面積が大きく、且つ接触部は確実に金属結合し、例えば０．１％という低い圧延率でも強い接合強度が得られ、フィン群４同士の接合が防止される。なお、圧接加工は圧延ユニット８の代わりに平坦なブロックを用いたプレスなどの加圧機構を用いても良い。接合防止剤を使用する場合、その接合防止剤は金属板１、２を真空槽７内に収容する前に施される。
【００１５】
このようにして得られたクラッド材６は、チャンバー１３から取り出した後、所定の長さに切り分け、各パネルの非接合部であるフィン群４が対向する部分の片端を閉じた状態で他端から流体圧を作用させて当該部分を膨出させることにより、図１に示すように中空管路３の内面にフィン５を有するパネルとなる。
【００１６】
因みに、厚さ０．２５mmの銅板の中央部の所定幅内に、高さ０．１mm、頂角１５度、ねじれ角１５度のフィンを２mmのピッチでエンボス加工し、中央部の厚さが両側縁部の厚さより０．０２５mm程度薄い銅板を用意し、圧着防止剤を配置することなく前記銅板のフィン群が形成された面を図４に示すような方法でドライエッチングした直後に冷間圧接したところ、６％の圧延率で接合強度の高いクラッド銅板が得られ、フィン群が形成された部分は非接合の状態であった。その後、その非接合部の一端を閉鎖し、他端から流体圧を作用させて非接合部を膨出させたが、両側縁の接合部が一部でも剥離するようなことはなかった。
【００１７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明のロールボンドパネルによれば、接合される面をドライエッチングして圧着接合してなるものであるから、低圧延率で強固な接合を得ることができ、中空管路の内面をフィンや溝で荒らすことが可能で、これを用いる各種熱交換器、ヒートパイプ等の機器の性能向上、小型化に寄与できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るロールボンドパネルの実施形態の端面を示す図である。
【図２】本発明に係るロールボンドパネルの実施形態に用いる金属板を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ部の断面図である。
【図３】本発明の実施形態におけるクラッド材の端面を示す図である。
【図４】本発明の実施形態におけるクラッド材の製造方を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 金属板
２ 金属板
３ 中空管路
４ フィン群
５ フィン
６ クラッド材
７ 真空槽
８ 圧延ユニット
９ 送り出しロール
１０ 巻き取りロール
１１ 支持電極ロール
１２ 真空ポンプ
１３ 圧下装置
１４ エッチングチャンバー
【発明の属する技術分野】
本発明は、放熱部または吸熱部と冷媒または熱媒等の流路とが一体構造となり、放熱器、凝縮器、ヒートパイプ等の各種熱交換器の部材に使用されるロールボンドパネルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
冷蔵庫等の熱交換用部材として従来からロールボンドパネルが用いられている。このロールボンドパネルは、多くの場合、次のようにして製造される。すなわち、二枚の金属板をその間の所定位置に圧着防止剤を介在させて重ね合わせて圧延・圧着した後、非圧着部、すなわち圧着防止剤を介在させた部分に圧縮空気等の流体圧を加えて非圧着部の少なくとも片側の金属板を膨張させる。これによって圧着防止剤の形成パターンに沿って中空管路が形成される。したがって、このロールボンドパネルの中空管路に冷媒や熱媒を流通させることにより熱交換用部材として使用することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、エアコンなどの熱交換器では伝熱特性を高めるために、管路となる伝熱管の内面に複数の溝やリブを設けたものが使用されているが、前記したロールボンドパネルもその中空管路の内面に溝やリブを設けることで伝熱特性の向上を図ることができることは明らかである。しかし、従来技術によるロールボンドパネルでは、金属板を圧着する圧延加工を高い圧延率で行う必要があるため、金属板の厚さが圧着の前後で大きく変化し、圧着防止剤の形成パターン部に微細な溝やリブを設けておいても、圧延・圧着時にそれが潰れてしまい、中空管路の内面に微細な溝やリブを有するロールボンドパネルを得ることは困難である。
【０００４】
本発明の目的は、中空管路の内面に溝やリブを有するロールボンドパネルを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明は、接合すべき二枚の金属板の夫々接合すべき表面をマグネトロンスパッタリングによりドライエッチングし、そのエッチング面が内側になるように二枚の金属板を積層して真空中で圧着し、非接合部を膨らませることで中空管路を形成したロールボンドパネルであって、二枚の金属板の接合前の非接合部がフィンやリブ等で荒らされており、かつ、少なくとも一方の金属板における接合前の非接合部の厚さが、接合前の接合部の厚さより薄くされていることを特徴としている。
【０００６】
金属板の接合すべき面をドライエッチング、例えばマグネトロンスパッタリングで活性化処理した場合、引続き真空中で冷間圧接することで、例えば３〜７％程度の低圧延率で強固な接合を得ることができる。したがって、その低い圧延率に見合った分だけ非接合部の厚さを小さくしておくことにより、圧着に先立って圧着防止剤を使用せずとも容易に非接合部を確保することができるだけでなく、当該非接合部にフィン、リブ、溝等を設けて当該非接合部の表面を荒して中空管路部における伝熱特性を向上させることができる。
【０００７】
したがって、本発明は、前記非接合部の表面がリブや溝によって荒らされていることを特徴とし、本発明は、積層される金属板の少なくとも一方の中空管路を構成する非接合部の厚さを接合部の厚さに比べて薄くしたことを特徴としている。
【０００８】
本発明は、金属板の圧着にあたり、その非接合部に圧着防止剤を配置することを除外するものではない。すなわち、マグネトロンスパッタリングによりドライエッチングすることにより、非接合部の厚さを接合部に比べて必要以上に小さくしなくとも圧着防止剤が存在することで中空管路部を確保することができるだけでなく、多少、圧延率が高くなっても中空管路部をある程度確保することができ、非接合部の少なくとも一方の面がリブや溝等で荒らされていたにしても、そのリブや溝の変形を少なくすることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１０】
図１は本発明に係るロールボンドパネルの断面を示し、ドライエッチングされた面同士を重ね合わせて圧着接合された二枚の金属板１、２の間に、内面に微細なフィン５を有する中空管路３が形成されている。このロールボンドパネルの製造にあたっては、図２に示すように、片面の中央部にフィン群４が形成された金属板、例えば厚さ０．３mm程度の銅板が２枚用意される。金属板１、２としては材質を特に限定するものではないが、ロールボンドパネルを熱交換用部材として使用することを考慮すると、接触流体に対する耐食性が必要とされるため、銅、アルミニウム、チタン、ニッケル又はそれらの金属を主体とする合金、ステンレス鋼等が好ましい。また、これらの金属板は、通常の圧延法用いて加工したものを焼鈍するかせずして用いられる。
【００１１】
フィン群４は、表面に前記フィン群４に対応した形状が加工されたロールを用いて圧延加工（エンボス加工）することによって得られるが、中空管路３のパターン、例えば中空管路３が蛇行したり、複雑に曲折したようなパターンの場合には別の手段、例えばプレス加工等を用いて中空管路となるべき部分にフィン群等が加工される。フィン群４は、溝とその溝を隔てるフィンが片方に傾斜した形状を示したが、これは傾斜する方向が逆になった群をへの字状またはＶ字状に配置したものであったり、溝を交差して形成することによりフィンやリブの先端部が分断されたようなものであっても良い。
【００１２】
フィン群４が形成された部分の厚さは、圧着接合に際して圧着防止剤を使用しない場合、圧着接合部となる部分に比べ圧延率に合わせて薄くしておくことが望ましい。そうすることにより圧着接合時の圧延率にもよるが、圧着防止剤を使用しなくても非接合部を容易に確保することができ、フィン群におけるフィン先端の変形も防止することができる。
【００１３】
上記のように表面加工された金属板１、２は、この後、図４に示すような方法により、積層して圧着接合される。金属板１、２は、そのフィン群４が形成された側の面部がエッチングチャンバー１４内に露出するように送り出しロール９から繰り出され、エッチングチャンバー１４内に突き出た電極ロール１１を通すことによってエッチングチャンバー１４内でスパッタリング処理されて当該表面部が活性化される。その後、真空槽７内に設けられた圧延ユニット８で圧接され、図３に示すようなクラッド材６として巻き取りロール１０に巻き取られる。
【００１４】
圧延ユニット８にはロール圧下のための圧下装置１３が設けられている。真空槽７は真空ポンプ１２により１０-3〜１０-6Ｔｏｒｒ台に保持される。スパッタリング処理にはマグネトロンスパッタ法が採用され、スパッタリング電源として１〜５０ＭＨｚの高周波電源が用いられ、エッチング開始に当たっては、予めエッチングチャンバー１４内を排気した後、アルゴンガスを導入してアルゴンガス雰囲気とし、真空槽７との間に高周波を通電すれば、チャンバー１４内にプラズマが発生し、金属板１、２の接合すべき表面がエッチングされる。この場合、金属板１、２の接合すべき表面は圧接前の圧延時の平坦度を保持したままなので、小さな加圧力でも接触面積が大きく、且つ接触部は確実に金属結合し、例えば０．１％という低い圧延率でも強い接合強度が得られ、フィン群４同士の接合が防止される。なお、圧接加工は圧延ユニット８の代わりに平坦なブロックを用いたプレスなどの加圧機構を用いても良い。接合防止剤を使用する場合、その接合防止剤は金属板１、２を真空槽７内に収容する前に施される。
【００１５】
このようにして得られたクラッド材６は、チャンバー１３から取り出した後、所定の長さに切り分け、各パネルの非接合部であるフィン群４が対向する部分の片端を閉じた状態で他端から流体圧を作用させて当該部分を膨出させることにより、図１に示すように中空管路３の内面にフィン５を有するパネルとなる。
【００１６】
因みに、厚さ０．２５mmの銅板の中央部の所定幅内に、高さ０．１mm、頂角１５度、ねじれ角１５度のフィンを２mmのピッチでエンボス加工し、中央部の厚さが両側縁部の厚さより０．０２５mm程度薄い銅板を用意し、圧着防止剤を配置することなく前記銅板のフィン群が形成された面を図４に示すような方法でドライエッチングした直後に冷間圧接したところ、６％の圧延率で接合強度の高いクラッド銅板が得られ、フィン群が形成された部分は非接合の状態であった。その後、その非接合部の一端を閉鎖し、他端から流体圧を作用させて非接合部を膨出させたが、両側縁の接合部が一部でも剥離するようなことはなかった。
【００１７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明のロールボンドパネルによれば、接合される面をドライエッチングして圧着接合してなるものであるから、低圧延率で強固な接合を得ることができ、中空管路の内面をフィンや溝で荒らすことが可能で、これを用いる各種熱交換器、ヒートパイプ等の機器の性能向上、小型化に寄与できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るロールボンドパネルの実施形態の端面を示す図である。
【図２】本発明に係るロールボンドパネルの実施形態に用いる金属板を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ部の断面図である。
【図３】本発明の実施形態におけるクラッド材の端面を示す図である。
【図４】本発明の実施形態におけるクラッド材の製造方を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 金属板
２ 金属板
３ 中空管路
４ フィン群
５ フィン
６ クラッド材
７ 真空槽
８ 圧延ユニット
９ 送り出しロール
１０ 巻き取りロール
１１ 支持電極ロール
１２ 真空ポンプ
１３ 圧下装置
１４ エッチングチャンバー
Claims (1)
- 接合すべき二枚の金属板の夫々接合すべき表面をマグネトロンスパッタリングによりドライエッチングし、そのエッチング面が内側になるように二枚の金属板を積層して真空中で圧着し、非接合部を膨らませることで中空管路を形成したロールボンドパネルであって、二枚の金属板の接合前の非接合部がフィンやリブ等で荒らされており、かつ、少なくとも一方の金属板における接合前の非接合部の厚さが、接合前の接合部の厚さより薄くされていることを特徴とするロールボンドパネル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002021094A JP3843851B2 (ja) | 2002-01-30 | 2002-01-30 | ロールボンドパネル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002021094A JP3843851B2 (ja) | 2002-01-30 | 2002-01-30 | ロールボンドパネル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003222491A JP2003222491A (ja) | 2003-08-08 |
| JP3843851B2 true JP3843851B2 (ja) | 2006-11-08 |
Family
ID=27744425
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002021094A Expired - Fee Related JP3843851B2 (ja) | 2002-01-30 | 2002-01-30 | ロールボンドパネル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60162185A (ja) * | 1984-02-03 | 1985-08-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 積層式熱交換器 |
| JPH0755384B2 (ja) * | 1988-03-02 | 1995-06-14 | 東洋鋼板株式会社 | クラッド金属板の製造法及びその装置 |
| JPH1062089A (ja) * | 1996-08-19 | 1998-03-06 | Showa Alum Corp | 伝熱板 |
| WO2000039861A1 (en) * | 1998-12-25 | 2000-07-06 | Toyo Kohan Co., Ltd. | Clad metal plate for battery case, battery case and battery using the battery case |
| JP3895498B2 (ja) * | 1999-04-28 | 2007-03-22 | 古河スカイ株式会社 | 金属部材を接合したヒートプレート及びその製造方法 |
-
2002
- 2002-01-30 JP JP2002021094A patent/JP3843851B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JP2003222491A (ja) | 2003-08-08 |
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Legal Events
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
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| A521 | Written amendment |
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