JP4005526B2 - コルゲートフィンの成形方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車の熱交換器のチューブ間に介装されるコルゲートフィンの成形方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、熱交換器のチューブ間にはコルゲートフィンが介装され、該コルゲートフィンには通常、一対のコルゲートギアによって形成された山部及び谷部と、該山部と谷部の間に切り起こされたルーバが形成されている。
【0003】
また、コルゲートフィンの熱交換率向上を目的として前記山部と谷部をコルゲートフィンの幅方向に対して傾斜させたものが公知となっている(特許文献1〜3参照)。
【0004】
そして、このようなコルゲートフィンは前述したコルゲートギアによる加工時に残留応力によってルーバの切り起こし(捩じり)方向へ捩れるため、全体が曲がった状態に形成されてしまう。
【0005】
そこで、前記曲がりを強制する様々な発明が成されたが、現在主流となっているルーバは、中央のリターンルーバを介してその向きが空気流通方向における風上側と風下側で逆になるように形成され、前記残留応力を相殺して曲がりを矯正している。
【0006】
【特許文献1】
実開昭58−015174号公報 (第1−3頁、第1図)
【特許文献2】
実開昭63−109875号公報 (第1−3頁、第1図)
【特許文献3】
特開昭63−179469号公報 (第1−3頁、第1図)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の発明においては、山部と谷部がコルゲートフィンの幅方向に対して傾斜したコルゲートフィンの成形方法について何の示唆・開示も成されておらず、このようなコルゲートフィンを成形するにはコルゲートギアに複雑な改良を施さなければならず実際上困難であった。
【0008】
さらに、リターンルーバが形成されたコルゲートフィンは、空気流の圧力損失が増加するため、熱交換率の面で不利であり、近年の自動車の車室の大型化やエンジンルームの冷却性能の要求仕様に対応するには限度があった。
【0009】
本発明は上記問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、山部と谷部をコルゲートフィンの幅方向に対して傾斜した状態に容易に形成でき、さらに、ルーバの熱交換率を飛躍的に向上させたコルゲートフィンの成形方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明では、熱交換器のチューブ間に介装されるコルゲートフィンの成形方法であって、前記コルゲートフィンの山部及び谷部の幅方向両端部が長手方向にオフセットするように力を付与して該山部と谷部をコルゲートフィンの幅方向に対して傾斜した状態に形成すると共に、該山部と谷部の間に形成されたルーバの向きを空気流通方向に近づけ、コルゲートフィンを所定の間隔で対向配置された複数の回転ローラ間に通過させ、前記各回転ローラにおける一方側の回転ローラの周速度を他方側よりも速くすると共に、複数の回転ローラ間の間隔を入り口側よりも出口側を狭くして該コルゲートフィンの山部及び谷部の幅方向両端部が長手方向にオフセットするように力を付与したことを特徴とする。
【0011】
請求項2記載の発明では、請求項1記載のコルゲートフィンの成形方法において、コルゲートフィンを所定の間隔で対向配置された複数の回転ローラ間に通過させ、前記各回転ローラにおける一方側の回転ローラの周速度を他方側よりも速くすると共に、複数の回転ローラ間の間隔を入り口側よりも出口側を狭くして該コルゲートフィンの山部及び谷部の幅方向両端部が長手方向にオフセットするように力を付与したことを特徴とする。
【0012】
請求項2記載の発明では、請求項1記載のコルゲートフィンの成形方法において、全体が曲がったコルゲートフィンを前記複数の回転ローラ間に通過させると共に、該コルゲートフィンの曲がり内側の回転ローラの周速度を対向側よりも速くして山部及び谷部のピッチを広げて曲がりを矯正したことを特徴とする。
【0013】
【発明の作用及び効果】
請求項1記載の発明にあっては、コルゲートフィンの山部及び谷部の幅方向両端部が長手方向にオフセットするように力を付与して該山部と谷部をコルゲートフィンの幅方向に対して傾斜した状態に形成したため、コルゲートギア等を改良することなく容易な方法でもって所望のコルゲートフィンを得ることができる。
【0014】
また、単位長さ当たりに対するコルゲートフィンの山部と谷部をより多く配置でき、結果、コルゲートフィンの放熱面積を増加させて熱交換器の飛躍的な冷却能力の向上を実現できる。
【0015】
さらに、山部と谷部の間に形成されたルーバの向きが空気流通方向に近くなるため、ルーバに流通する空気流がスムーズに流れて効率的な放熱を行うことができ、従来のルーバと比べて圧力損失を軽減した理想的な放熱効果が得られる。
【0016】
また、コルゲートフィンを所定の間隔で対向配置された複数の回転ローラ間に通過させ、前記各回転ローラにおける一方側の回転ローラの周速度を他方側よりも速くすると共に、複数の回転ローラ間の間隔を入り口側よりも出口側を狭くして該コルゲートフィンの山部及び谷部の幅方向両端部が長手方向にオフセットするように力を付与したため、コルゲートフィンに複雑な加工をすることなく簡便な方法によってコルゲートフィンの山部と谷部を該コルゲートフィンの幅方向に対して傾斜した状態に形成できる。
【0017】
請求項2記載の発明にあっては、全体が曲がったコルゲートフィンを前記複数の回転ローラ間に通過させると共に、該コルゲートフィンの曲がり内側の回転ローラの周速度を対向側よりも速くして山部及び谷部のピッチを広げて曲がりを矯正したため、山部と谷部をコルゲートフィンの幅方向に対して傾斜した状態に形成する工程と、コルゲートフィンの曲がりを矯正する工程を同時に行うことができ、コルゲートフィンの成形にかかる時間や手間を大幅に削減してコルゲートフィンの生産性の向上を実現できる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のコルゲートフィンの実施の形態を説明する。
【0019】
なお、本実施の形態ではコルゲートフィンを自動車のラジエータに適用した場合について説明する。
【0020】
図1は本発明の実施の形態のラジエータを示す全体図、図2はラジエータのコア部の要部断面図、図3は図2の矢視Dから見たルーバの断面図である。
【0021】
図4はルーバの拡大断面図、図5は本実施の形態のコルゲートフィンの成形方法を説明する図である。
【0022】
図6は本実施の形態のコルゲートフィンの曲がりの矯正を説明する図、図7はルーバーの向きを説明する図である。
【0023】
先ず、全体構成を説明する。
【0024】
図1に示すように、本実施の形態のラジエータRは、それぞれタンクT1,T2を備えた一対の座板2,3間に後述するコア部4が配置され、前記タンクT1の流入口1aから図外のエンジン内を循環するエンジン冷却水を取り入れて、コア部4で該エンジン冷却水の熱交換を行った後、タンクT2の排出口1bから排出するものである。
【0025】
なお、20,21は前記座板2,3の両端部同士を連結補強するためのレインフォースである。
【0026】
前記コア部4はチューブ5とコルゲートフィン6が交互に配置され、前記チューブ5の両端部は前記座板2,3にそれぞれ嵌挿固定されている。
【0027】
そして、前記コルゲートフィン6は、前記チューブ5内に流通するエンジン冷却水の熱をチューブから奪って放熱することによりエンジン冷却水の熱交換を行っている。
【0028】
以下、コルゲートフィン6について詳述する。
【0029】
図1のコア部4の要部断面図としての図2に示すように、本実施の形態のコルゲートフィン6は、山部7a及び谷部7bが該コルゲートフィン6の幅方向に対して傾斜した状態で長手方向に整列して形成されており、例えば、コルゲートフィンのフィン幅及びフィンピッチが同一の場合に山部(谷部)の傾斜角度を26°とすると、コルゲートフィン6は単位長さ当たりの山部7aと谷部7bの長さが通常のコルゲートフィンに比べて約10%増、つまり、放熱面積が10%増となっている。
【0030】
そして、図3、4に示すように、前記山部7aと谷部7bの間にはルーバ9が形成されると共に、該ルーバ9の向きが矢印Pで示す空気流通方向に近くなっている。
【0031】
以下、本実施の形態のコルゲートフィン6の成形方法について説明する。
【0032】
本実施の形態のコルゲートフィン6は、従来の技術で説明したように図外の一対のコルゲートギアによって山部7aと谷部7bと、該山部7aと谷部7bの間のルーバ9が形成されるが、この際、コルゲートフィン6は残留応力によってルーバ9の切り起こし(捩じり)方向に捩れて全体が曲がった状態に形成される。
【0033】
そこで、図5に示す矯正装置Kを用いて前記コルゲートフィン6の曲がりを矯正すると共に、該コルゲートフィン6の山部7aを該コルゲートフィン6の幅方向に対して傾斜した状態に形成する。
【0034】
前記矯正装置Kには、基台10上に所定の間隔で対向配置された回転ローラ11,12が複数配置されている。
【0035】
また、前記各回転ローラ11の周速度は回転ローラ12よりも速く回転するようになっており、さらに、入り口側の回転ローラ11,12間の距離W1よりも出口側W2の回転ローラ間11,12の方が狭く形成されている。
【0036】
そして、前記全体が曲がったコルゲートフィン6の曲がり内側が回転ローラ11側に位置するように該コルゲートフィン6を入り口側から回転ローラ間11,12へ通過させると、回転ローラ11,12が矢印方向に回転しながら該コルゲートフィンの両端部に当接するが、前述したように回転ローラ11は回転ローラ12よりも周速度が速いため、図6に示すように、曲がり内側の山部7a間のピッチF2を曲がり外側のピッチF1まで広げて全体の曲がりを矯正する。
【0037】
さらに、回転ローラ11は回転ローラ12よりも周速度が速い上、前述したように回転ローラ11,12間の幅は出口側にいくに従って狭くなっているため、コルゲートフィン6は出口側にいくに従って山部7a及び谷部7bの両端部がオフセットするように力を付与され、結果、山部7a及び谷部7bを幅方向に対して傾斜した状態になると共に、図7に示すように、角度θ傾斜していたルーバ9の向きは空気流通方向Pに近くなる。
【0038】
なお、本実施の形態では前記ルーバ9の向きが空気流通方向Pに略一致している。
【0039】
なお、コルゲートフィン6の幅は入り口側と出口側で所定値(W2−W1)だけ幅が小さくなるため、曲がったコルゲートフィン6の幅は前記所定値を考慮した幅で予め形成してある。
【0040】
従って、本実施の形態のコルゲートフィン6の成形方法にあっては、コルゲートフィン6を回転ローラ11,12間に通過させ、前記コルゲートフィン6の曲がり内側の回転ローラ11の周速度を対向側よりも速くして山部7aのピッチを広げて曲がりを矯正すると共に、回転ローラ間11,12の間隔を入り口側よりも出口側を狭くして山部7aを該コルゲートフィン6の幅方向に対して傾斜した状態に形成したため、コルゲートギアを改良することなく所望のコルゲートフィンを容易に形成できる上、コルゲートフィン6の曲がりを矯正する工程とコルゲートフィン6の山部7aを該コルゲートフィン6の幅方向に対して傾斜させる工程を容易かつ同時に行うことができる。
【0041】
また、ルーバ9の向きが空気流通方向Pに対して近くなるように形成されることにより空気流が圧力損失を増加させることなくスムーズにルーバ9を通過して効率的な熱交換を行い、結果、コルゲートフィンの熱交換率を飛躍的に向上させることができ、ひいては熱交換器の冷却性能を向上させることができる。
【0042】
以上、本発明の実施の形態を説明してきたが、本発明の具体的構成は本実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更などがあっても本発明に含まれる。
【0043】
本実施の形態のコルゲートフィン6の成形方法では、コルゲートフィン6の曲がりを矯正する工程と山部7a及び谷部7bを該コルゲートフィン6の幅方向に対して傾斜させる工程を同時に行う矯正装置について説明したが、これらは別々の工程で行っても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態のラジエータを示す全体図である。
【図2】ラジエータのコア部の要部断面図である。
【図3】図2の矢視Dから見たルーバの断面図である。
【図4】ルーバの拡大断面図である。
【図5】本実施の形態のコルゲートフィンの成形方法を説明する図である。
【図6】本実施の形態のコルゲートフィンの曲がりの矯正を説明する図である。
【図7】ルーバーの向きを説明する図である。
【符号の説明】
T1、T2 タンク
1a 流入口
1b 排出口
2、3 座板
4 コア部
5 チューブ
6 コルゲートフィン
7a 山部
7b 谷部
8 切り起こし部
9 ルーバ
10 基台
11 回転ローラ
20,21 レインフォース
Claims (2)
- 熱交換器のチューブ間に介装されるコルゲートフィンの成形方法であって、
前記コルゲートフィンの山部及び谷部の幅方向両端部が長手方向にオフセットするように力を付与して該山部と谷部をコルゲートフィンの幅方向に対して傾斜した状態に形成すると共に、該山部と谷部の間に形成されたルーバの向きを空気流通方向に近づけ、
コルゲートフィンを所定の間隔で対向配置された複数の回転ローラ間に通過させ、
前記各回転ローラにおける一方側の回転ローラの周速度を他方側よりも速くすると共に、複数の回転ローラ間の間隔を入り口側よりも出口側を狭くして該コルゲートフィンの山部及び谷部の幅方向両端部が長手方向にオフセットするように力を付与したことを特徴とするコルゲートフィンの成形方法。 - 請求項1記載のコルゲートフィンの成形方法において、
全体が曲がったコルゲートフィンを前記複数の回転ローラ間に通過させると共に、該コルゲートフィンの曲がり内側の回転ローラの周速度を対向側よりも速くして山部及び谷部のピッチを広げて曲がりを矯正したことを特徴とするコルゲートフィンの成形方法。
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