JPH10306337A - 機械かしめ式熱交換器用フィン材 - Google Patents

機械かしめ式熱交換器用フィン材

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JPH10306337A
JPH10306337A JP11199897A JP11199897A JPH10306337A JP H10306337 A JPH10306337 A JP H10306337A JP 11199897 A JP11199897 A JP 11199897A JP 11199897 A JP11199897 A JP 11199897A JP H10306337 A JPH10306337 A JP H10306337A
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JP
Japan
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fin
fin material
heat exchanger
tube
less
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JP11199897A
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Yoshiaki Ogiwara
吉章 荻原
Akio Niikura
昭男 新倉
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Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/24Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely
    • F28F1/32Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely the means having portions engaging further tubular elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02Header boxes; End plates
    • F28F9/0219Arrangements for sealing end plates into casing or header box; Header box sub-elements
    • F28F9/0224Header boxes formed by sealing end plates into covers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
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    • F28F2275/12Fastening; Joining by methods involving deformation of the elements
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速搬送を行っても変形しない剛性を有し、
バーリング加工や拡管時にクラックが生じない伸びを有
し、かつ生産性に優れる機械かしめ式熱交換器用フィン
材を提供する。 【解決手段】 チューブ2とフィンとが機械的にかしめ
て接合された機械かしめ式熱交換器の前記フィンに用い
られるフィン材11が、冷間圧延率90%以上、伸び率3
%以上のアルミニウム合金からなる。 【効果】 3%以上の伸びを有するためバーリング加工
や拡管時にクラックが発生し難い。また冷間圧延率が9
0%以上なので剛性に富み、熱交換器の自動組立てで高
速搬送しても変形したりせず、また冷間圧延での焼鈍回
数を少なくでき生産性に優れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用熱交換器
などに使用される機械かしめ式熱交換器用フィン材に関
する。
【0002】
【従来の技術】自動車用熱交換器は、図1に示すよう
に、フィン1とチューブ2とが機械的かしめにより接合
されたコア部3と、前記コア部3の上方に取付けられた
ヘッダープレート4と、前記ヘッダープレート4との間
で冷媒通路を形成するヘッダー5とを主要部材として構
成されており、これら部材には、通常、アルミニウム合
金が使用されている。また前記フィン1とチューブ2と
の機械的かしめは、図2(イ)〜(ホ)にその工程を示
すように、フィン材11(イ)に、打抜加工により穴6を
開け(ロ)、打抜加工穴6にバーリング加工を施してそ
の周辺に鍔7を立上げ(ハ)、このバーリング加工穴8
にチューブ2を挿通し(ニ)、このチューブ2を拡径し
てフィン1とチューブ2とを接合して(ホ)行われる。
【0003】ところで、コア部を構成するフィンの間隔
(ピッチp)は、図3に示すように、バーリング加工で
形成される鍔7の高さhで規定されており、従ってフィ
ンピッチpが狭い自動車用熱交換器の場合は、鍔7の高
さhは低くて良いためバーリング加工ではクラックは生
じ難い。しかし、チューブ拡径時にはフィン1のチュー
ブ2に接する部分に加工変形が集中してクラックが生じ
ることがある。このため自動車用熱交換器のフィン材に
はある程度の伸びが求められている。また、自動車用熱
交換器などは自動組立てにより製造されており、フィン
材には、自動組立て時に高速搬送されても変形しないだ
けの剛性が要求される。このようなことから自動車用熱
交換器のフィン材には、伸びと剛性を兼備する冷間圧延
途中に焼鈍を入れるH1x材が使用されている。しか
し、その製造条件は狭い範囲に限られるため、高い生産
性が得られないという問題がある。なお、冷間圧延後に
焼鈍して結晶組織を整えたH2x材は、前記H1x材よ
り伸びが大きく、このものはフィンピッチpが広くバー
リング加工で鍔を大きくとる必要のある家庭用クーラー
などに用いられている。
【0004】このようなことを背景に、本発明者等は、
機械かしめ式熱交換器用フィン材の製造方法について種
々研究を行った。その結果フィン材に用いられるアルミ
ニウム材を0.1mm程度(フィンの厚さ)に薄く加工
して行くと伸びがH1x材程度に回復するという、通常
とは異なる特性が得られることを見出し、さらに研究を
進めて本発明を完成させるに至った。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、高速搬送を
行っても変形しない剛性を有し、バーリング加工や拡管
時にクラックが生じない伸びを有し、かつ生産性に優れ
る機械かしめ式熱交換器用フィン材の提供を目的とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
チューブとフィンとが機械的にかしめて接合された機械
かしめ式熱交換器の前記フィンに用いられるフィン材
が、冷間圧延率90%以上、伸び率3%以上のアルミニ
ウム合金からなることを特徴とする機械かしめ式熱交換
器用フィン材である。
【0007】請求項2記載の発明は、アルミニウム合金
がJIS−1000系合金であることを特徴とする請求
項1記載の機械かしめ式熱交換器用フィン材である。
【0008】請求項3記載の発明は、アルミニウム合金
がAl−0.5〜5wt%Zn合金であることを特徴とす
る請求項1記載の機械かしめ式熱交換器用フィン材であ
る。
【0009】請求項4記載の発明は、アルミニウム合金
に含まれる不可避不純物がSi0.3wt%未満、Fe
0.45wt%未満、Cu0.08wt%未満、Mn0.0
8wt%未満、Mg0.15wt%未満、その他の不可避不
純物が総量で0.05wt%以下であることを特徴とする
請求項1、2、3のいずれかに記載の機械かしめ式熱交
換器用フィン材である。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明において、冷間圧延率を9
0%以上に規定する理由は、前記冷間圧延率が90%未
満では目的とする3%以上の伸びが得られず、拡管加工
時などにクラックが生じたりするためである。また本発
明のフィン材は90%以上の圧延率で冷間圧延されたも
ので、自動組立時の高速搬送でも変形しない十分な剛性
を有する。また冷間圧延途中での焼鈍回数が少なく生産
性に優れる。
【0011】本発明において、フィン材の合金組成は特
に限定しないが、放熱性に優れる純アルミニウム系のJ
IS−1000系合金(JIS−1200合金など)、
またはチューブ(チューブの材料はJIS−3003合
金など)に対して犠牲防食能を有するAl−Zn系合金
が望ましい。前記Al−Zn系合金のZnの含有量は
0.5〜5wt%が望ましく、その理由は、0.5wt%未
満ではチューブに対する犠牲防食効果が十分に発現され
ず、5wt%を超えるとフィン材自身が腐食し易くなり、
長期にわたる犠牲防食効果が期待できなくなるためであ
る。本発明において冷間圧延率が90%以上になると、
伸びが3%以上に回復するメカニズムは明確ではない
が、加工によって転位が絡みあって、破断に至るくびれ
が進行し難くなるためではないかと推定される。なお、
本発明者等は90%以上の冷間圧延率で伸びが3%以上
に回復する現象をJIS−1000系合金やAl−Zn
系合金などのAl合金で確認している。
【0012】本発明において、フィン材となるアルミニ
ウム合金に含まれる不可避不純物は材料の伸びを低減さ
せるため、不可避不純物のSiは0.3wt%未満、Fe
は0.45wt%未満、Cuは0.08wt%未満、Mnは
0.08wt%未満、Mgは0.15wt%未満とするのが
望ましい。その他の鋳塊組織微細化のために添加される
TiやB、犠牲防食効果を高めるSnやInなどは、加
工性を確保するために総量で0.05wt%以下とするの
が望ましい。
【0013】
【実施例】表1に示す合金組成のアルミニウム合金を金
型鋳造して鋳塊とし、この鋳塊を面削して酸化皮膜を除
去し、次いで600℃で3時間加熱する均質化処理を施
したのち、2.00、1.25、0.71mmの3通り
の厚さに熱間圧延し、次いで前記種々厚さの熱間圧延板
を厚さ100μmに冷間圧延してフィン材とした。得ら
れた各々のフィン材に、図2に示したように、打抜加
工、バーリング加工、チューブ挿入、チューブ拡管加工
を施し、打抜、バーリング、チューブ拡管の各工程毎に
フィンに発生したクラック数を調べた。前記チューブに
はJIS−3003合金製の外形2.0×20mmの押
出製扁平管を用い、これを外形2.2×20.4mmに
拡管した。フィン材の試験枚数は各1000枚とした。
結果を表2に示す。
【0014】
【表1】 (注)単位wt%。
【0015】
【表2】 (注)クラックが入ったフィン材の枚数。
【0016】表1より明らかなように、本発明例のNo.1
〜15はいずれも3%以上の伸びを有し、打抜、バーリン
グ、拡管の各工程でフィン材にクラックが生じるような
ことがなかった。特にNo.1〜10は不純物量が少ないため
高い伸びを示し、クラックは全く発生しなかった。 No.
11〜15は不純物量が多かったためバーリング、拡管の各
工程で、僅かながら、クラックが生じた。これに対し、
比較例のNo.16,17は冷間圧延率が低かったため、伸びが
3%未満となり、バーリング、拡管の各工程で多くのサ
ンプルにクラックが生じた。本発明例のフィン材を用い
て自動車用熱交換器を自動的に組立てたが、フィン材
は、高速搬送しても変形せず、生産性に優れることが実
証された。
【0017】以上、自動車用熱交換器のフィン材につい
て説明したが、本発明のフィン材は従来H1x材が使用
されていた用途に広く適用できる。
【0018】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明のフィン材
は、3%以上の伸びを有するためバーリング加工や拡管
時にクラックが発生し難い。また冷間圧延率が90%以
上なので剛性に富み、熱交換器の自動組立てで高速搬送
しても変形したりせず、また冷間圧延での焼鈍回数を少
なくでき生産性に優れる。依って、工業上顕著な効果を
奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】自動車用熱交換器の一部切欠き説明図である。
【図2】フィンとチューブとを機械的にかしめて接合す
る工程説明図である。
【図3】自動車用熱交換器のフィンの鍔部分の拡大図で
ある。
【符号の説明】
1 フィン 2 チューブ 3 コア部 4 ヘッダープレート 5 ヘッダー 6 打抜加工穴 7 鍔 8 ヘッダー加工穴 11 フィン材 p フィンピッチ h 鍔の高さ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 チューブとフィンとが機械的にかしめて
    接合された機械かしめ式熱交換器の前記フィンに用いら
    れるフィン材が、冷間圧延率90%以上、伸び率3%以
    上のアルミニウム合金からなることを特徴とする機械か
    しめ式熱交換器用フィン材。
  2. 【請求項2】 アルミニウム合金がJIS−1000系
    合金であることを特徴とする請求項1記載の機械かしめ
    式熱交換器用フィン材。
  3. 【請求項3】 アルミニウム合金がAl−0.5〜5wt
    %Zn合金であることを特徴とする請求項1記載の機械
    かしめ式熱交換器用フィン材。
  4. 【請求項4】 アルミニウム合金に含まれる不可避不純
    物がSi0.3wt%未満、Fe0.45wt%未満、Cu
    0.08wt%未満、Mn0.08wt%未満、Mg0.1
    5wt%未満、その他の不可避不純物が総量で0.05wt
    %以下であることを特徴とする請求項1、2、3のいず
    れかに記載の機械かしめ式熱交換器用フィン材。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011153823A (ja) * 2008-04-24 2011-08-11 Mitsubishi Electric Corp 熱交換器、及びこの熱交換器を用いた空気調和機
WO2011115133A1 (ja) * 2010-03-16 2011-09-22 古河スカイ株式会社 拡管接合型熱交換器ならびに熱交換器用管材及びフィン材
JP2014025112A (ja) * 2012-07-27 2014-02-06 Uacj Corp 熱交換器フィン用アルミニウム合金板

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JP5850827B2 (ja) * 2010-03-16 2016-02-03 株式会社Uacj 拡管接合型熱交換器ならびに熱交換器用管材及びフィン材
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