JP6016711B2 - フィンの製造方法およびフィン - Google Patents

Description

本発明は、熱交換器に用いられるフィンに関する。

特許文献１には、帯状材料に波形を連続して成形し、波形に噛み合わせた歯車を駆動して材料送りを行う装置が開示されている。

特開２００７−３０１６１６号公報

熱交換器に用いられる波形フィンは、特許文献１に記載の波形フィンのように波形を千鳥状にオフセットさせたり、波形のピッチを小さくしたりすることで、冷却効率を向上させることができる。

しかしながら、波形のオフセット量が大きい場合は、波形の谷部の幅がそれだけ狭くなるので、波形に噛み合わせる歯車の強度が確保できなくなったり、歯車を噛み合わせることができなくなったりして、歯車による材料送りができなくなるという問題があった。また、波形のピッチを小さくした場合も同様に、歯車による材料送りができなくなるという問題があった。

本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたもので、波形の谷部の幅に関係なく、歯車による材料送りを可能にすることを目的とする。

本発明のある態様によれば、フィンの製造方法であって、材料の送り方向に、前記材料の幅方向における中央部に特定の形状を成形する特定形状成形工程と、前記材料の幅方向における前記特定の形状の両側に、波形を成形する波形成形工程と、前記波形に歯車を噛み合わせ、前記歯車を駆動して前記材料の送りを行う工程と、を含み、前記特定形状成形工程は、前記材料の送り方向に、波形を成形する工程であって、前記波形成形工程は、前記材料の幅方向における前記特定形状成形工程で成形される波形の両側に、前記特定形状成形工程で成形される波形よりもピッチが大きい波形を成形する工程である、ことを特徴とするフィンの製造方法が提供される。

また、本発明の別の態様によれば、フィンであって、中央部に成形された特定の形状と、前記特定の形状と平行に、前記特定の形状の両側に成形された波形と、を有し、前記特定の形状は、前記フィンの厚み方向の凹凸を有する波形であって、前記両側に成形された波形は、前記中央部に成形された前記波形よりもピッチが大きい、ことを特徴とするフィンが提供される。

これらの態様によれば、両側に成形した波形に歯車を噛み合わせて、材料の送りを行うことができる。

本発明の実施形態に係る波形フィンの製造工程を示す模式図である。 波形に歯車を噛み合わせた状態を示す図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。 図２の矢視Ａである。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る波形フィンの製造工程を示す模式図である。図２は、波形に歯車を噛み合わせた状態を示す図である。

波形フィン１の製造工程は、波形成形装置２と、材料送り装置３と、フィン打ち抜き装置４と、を備えて構成される。波形フィン１は、オイルクーラのインナーフィンである。

波形成形装置２は、帯状材料５に波形をプレス成形する装置である。

波形成形装置２は、図２に示すように、帯状材料５の中央部に、第１波形５１を帯状材料５の送り方向に連続して成形し、帯状材料５の幅方向における第１波形５１の両側に、同様に第２波形５２を成形する。

第１波形５１は、帯状材料５の幅方向に千鳥状になるように、帯状材料５の送り方向にオフセットして成形された複数の波形５１ａにより構成される。第２波形５２は、断面形状が波形５１ａと同じ形状である。また、第２波形５２の幅は、図２に示すように、後述する歯車３１が噛み合うように、波形５１ａの幅よりも広く設定される。

波形成形装置２で第１波形５１及び第２波形５２がプレス成形された帯状材料５は、波形成形装置２の後に設けられた自由落下区間Ｆを通って、材料送り装置３によりフィン打ち抜き装置４に送られる。

自由落下区間Ｆは、波形成形装置２のプレス工程の成形速度や送り量と、材料送り装置３が帯状材料５を送る速度や送り量とに違いがあることから、材料送り装置３が波形成形装置２から帯状材料５を直接引っ張ることがないように、帯状材料５に弛みを持たせる区間である。

材料送り装置３は、上記のように、帯状材料５をフィン打ち抜き装置４に送る装置であり、２つの歯車３１と基台３２とを備える。

２つの歯車３１は、帯状材料５に成形された第２波形５２と噛合う歯を有する。材料送り装置３は、図２に示すように、第２波形５２に歯車３１が噛み合った状態で、図示しないモータにより歯車３１を回転駆動させて、帯状材料５の送りを行う。

基台３２は、歯車３１の下側に配置される。基台３２と歯車３１との間の隙間は、第２波形５２に歯車３１が噛合った状態で帯状材料５が通るように設定され、歯車３１を回転駆動させると、帯状材料５が基台３２の上面に沿って送られる。

第１波形５１は、上記のように、オフセットして成形された複数の波形５１ａにより構成されるので、図３に示すように、第１波形５１の谷部の幅Ｗ１は、波形５１ａの谷部の幅Ｗ２よりもオフセット量ｄだけ狭くなる。

したがって、オフセット量ｄが大きい場合は、歯車の歯を薄くしなければ第１波形５１に歯車を噛み合わせることができず、歯の掛かりも浅くなるので、歯車の強度を確保することができない。そして、波形５１ａのオフセット量ｄがさらに大きい場合は、第１波形５１の谷部が無くなり、歯車を噛み合わせることができなくなる。また、歯車の幅を薄くして１つの波形５１ａに噛み合わせることが考えられるが、この場合も、歯車の強度を確保することができない。

これに対して、第２波形５２は、第１波形５１のようにオフセットしていないので、図４に示すように、第１波形５１よりも谷部の幅Ｗ３が広くなる。また、上記のように、第２波形５２の幅は、波形５１ａの幅よりも広く設定される。したがって、歯を薄くしたりすることなく、歯車３１を噛み合わせることができ、これにより、第１波形５１の谷部の幅Ｗ１に関係なく、材料送りを行うことができる。なお、上記のように、第２波形５２は、断面形状が波形５１ａと同じ形状であり、谷部の幅Ｗ３＝谷部の幅Ｗ２となる。

また、第２波形５２により帯状材料５の送りを行うことができるので、第１波形５１の波形５１ａのオフセット量ｄを自由に設定でき、波形フィン１を備えたオイルクーラの冷却効率を向上させることができる。

フィン打ち抜き装置４は、第１波形５１から波形フィン１を打ち抜くプレス装置であり、材料送り装置３の２つの歯車３１の内側に設けられる。

フィン打ち抜き装置４により打ち抜かれた波形フィン１は、シュータ４１から排出され、切断された第２波形５２を含む残りの帯状材料５は、廃材として処理される。

これにより、波形フィン１の全面を、オフセット成形された第１波形５１のみで構成することができ、波形フィン１を備えたオイルクーラの冷却効率を向上させることができる。

なお、第２波形５２を、帯状材料５の幅方向における両端に成形することで、波形フィン１を打ち抜いた後の廃材の量を最小限にでき、材料の歩留まりを向上させることができる。

また、第２波形５２に歯車３１を噛み合わせて帯状材料５の送りを行うので、帯状材料５の送り方向において、歯車３１に近い位置ほど帯状材料５の送り量が正確になる。したがって、フィン打ち抜き装置４を２つの歯車３１の内側に設けることで、波形フィン１のプレス精度を高めることができ、ばりやかえりの発生を抑制することができる。

以上、述べたように、上記態様によれば、第１波形５１の両側に、オフセットしていない第２波形５２を成形するので、第１波形５１の谷部の幅Ｗ１に関係なく、第２波形５２に歯車３１を噛み合わせて、材料送りを行うことができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したものに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体例に限定する趣旨ではない。

例えば、オフセットして成形した波形に歯車を噛み合わせることが可能でも、材料が薄板であり、歯車を噛み合わせることで変形してしまうような場合には、本発明を適用することで、オフセットして成形した波形を変形させることなく、材料送りを行うことができる。

また、上記実施形態では、第１波形５１がオフセット成形されているが、第１波形がオフセットしていなくても、波形のピッチを小さくした場合には、波形に噛み合わせる歯車の強度が確保できなくなったり、歯車を噛み合わせることができなくなったりするので、第１波形に歯車を噛み合わせて材料を送ることができない。このような場合には、第１波形の両側に、第１波形よりもピッチが大きい第２波形を成形することで、上記実施形態と同様に、第１波形の谷部の幅に関係なく、第２波形に歯車を噛み合わせて材料送りを行うことができる。

また、上記実施形態では、帯状材料５の中央部に第１波形５１が成形されているが、波形以外の形状が成形されている場合でも、中央部に成形された形状の両側に波形を成形することで、上記実施形態と同様に、波形に歯車を噛み合わせて材料送りを行うことができる。

また、波形フィン１を、オイルクーラのインナーフィンとしているが、アウターフィンであってもよい。また、例えば、ラジエータ、チャージエアクーラ、ヒータコア、ＥＧＲクーラ、燃料クーラ等の放熱器、コンデンサ、エバポレータ等の凝縮器、排熱回収機等のインナーフィンやアウターフィンであってもよい。

また、第１波形５１から波形フィン１を打ち抜いているが、上記のような様々な製品に合わせて、第２波形５２を残した形状としてもよく、例えば、帯状材料５を所定の間隔で切断しただけの矩形のフィンとしてもよい。

また、本発明におけるフィンには、波形フィン１のように製品に用いられる状態のものだけでなく、帯状材料５に第１波形５１及び第２波形５２を成形しただけの中間状態のものも含まれる。

１ 波形フィン（フィン）
３１ 歯車
５ 帯状材料（材料）
５１ 第１波形（特定の形状、複数の波形、波形）
５２ 第２波形（波形、異なる波形、ピッチが大きい波形）

Claims (3)

1. フィンの製造方法であって、
   材料の送り方向に、前記材料の幅方向における中央部に特定の形状を成形する特定形状成形工程と、
   前記材料の幅方向における前記特定の形状の両側に、波形を成形する波形成形工程と、
   前記波形に歯車を噛み合わせ、前記歯車を駆動して前記材料の送りを行う工程と、
   を含み、
   前記特定形状成形工程は、前記材料の送り方向に、波形を成形する工程であって、
   前記波形成形工程は、前記材料の幅方向における前記特定形状成形工程で成形される波形の両側に、前記特定形状成形工程で成形される波形よりもピッチが大きい波形を成形する工程である、
   ことを特徴とするフィンの製造方法。
2. 請求項１に記載のフィンの製造方法であって、
   前記材料から、前記歯車を噛み合わせる波形を切断する工程を含む、
   ことを特徴とするフィンの製造方法。
3. フィンであって、
   中央部に成形された特定の形状と、
   前記特定の形状と平行に、前記特定の形状の両側に成形された波形と、
   を有し、
   前記特定の形状は、前記フィンの厚み方向の凹凸を有する波形であって、
   前記両側に成形された波形は、前記中央部に成形された前記波形よりもピッチが大きい、
   ことを特徴とするフィン。

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