(57)【要約】【課題】  熱交換器チューブの溝成形装置において、ワークの反りを抑えるとともに、接合部を精度良く成形できるようにする。【解決手段】  複数のロール突部１１１とロール溝部１１２とが設けられた第１溝付きロール１１０と、複数のロール突部１２１とロール溝部１２２とが設けられた第２溝付きロール１２０とを所定間隔をおいて配置した熱交換器チューブの溝成形装置であって、第２溝付きロール１２０のロール突部１２１が、第１溝付きロール１１０の隣り合うロール突部１１１間に位置するように配置され、２つのロール間に供給されたワーク２００を第１溝付きロール１１０と第２溝付きロール１２０のそれぞれのロール突部１１１、１２１により互いに他方のロールのロール溝部１２２、１１２側に押圧するようにした。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロール軸方向に複数のロール突部（１１１）とロール溝部（１１２）とがロール全周に亘って交互に設けられた第１溝付きロール（１１０）と、ロール軸方向に複数のロール突部（１２１）とロール溝部（１２２）とがロール全周に亘って交互に設けられた第２溝付きロール（１２０）とを備え、前記２つのロールを所定間隔をおいて配置してなる熱交換器チューブの溝成形装置であって、
前記第２溝付きロール（１２０）のロール突部（１２１）が、前記第１溝付きロール（１１０）の隣り合うロール突部（１１１）間に位置するように配置され、前記２つのロール間に供給されたワーク（２００）を、前記第１溝付きロール（１１０）と前記第２溝付きロール（１２０）のそれぞれのロール突部（１１１、１２１）により互いに他方のロールのロール溝部（１２２、１１２）側に押圧することを特徴とする熱交換器チューブの溝成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンデンサ、エバポレータなどの熱交換器に用いられる熱交換器用チューブの成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、コンデンサ、エバポレータなどの熱交換器には多穴管チューブが用いられている。この多穴管チューブのチューブ構造としては、押出しチューブ、インナーフィンチューブ、ロール成形によるチューブなどがある。このうち、ロール成形によるチューブは冷媒流路を非常に微細に形成できることから小型化に有利であり、また各冷媒流路の間に仕切り壁が配置されることになるため、冷媒の耐圧性に優れている。
【０００３】
このような転造形の熱交換器用チューブに関する従来技術として、中心ワークロールの周方向に複数の衛星ワークロールを配置して、チューブとなるシートを中心ワークロールと衛星ワークロールとの間に連続的に通過させることにより、製造設備全体の小型化を図るようにしたものが知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
また、ロール端の溝部と下側ワークロールとの間が密閉される構造とし、ロール端に位置する突部に両側から力がかかるようにすることで、立上り壁の高さや厚みにばらつきが生じないようにしたものが知られている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平９−１８２９２８号公報
【特許文献２】特開平１０−１９３０２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来例による製造方法では、ワークを圧下したときに溝（流路）をとなる突部を設けた溝付きロールと、溝のない平ロールとの間にワークとなる板材を挟み込み、平ロールに対して溝付きロールを板厚方向に圧下しながらロール成形（圧延）することにより溝を形成するようにしている。これによると、溝成形の際にワークは上下のどちらか一方向のみから圧下されるので、溝成形された側とされていない側では材料の成形方向の延び量に差が生じることなり、なお且つ、溝となる部位と接合部となる部位とで材料の圧下量が異なるために成形方向の延び量に差が生じることになる。このように、材料の成形方向に延び量の差がついたまま成形されると、延び量の全体的なバランスがとれなくなるため、成形後のワークに反りが生じてしまうことになる。
【０００６】
このようにワークに反りがあると折り曲げによるチューブ成形が難しくなるため、成形後に反りの矯正工程を追加する必要となる。しかしながら、矯正工程を追加すると設備投資が増えてチューブのコストアップにつながるという問題点がある。
【０００７】
また、上記のような製造方法により略半円形の溝を成形すると（略角形と比較して）、エッジ部にだれが生じ、また平坦部は盛り上がった形状になることが知られている。この平坦部は、ワークを折り曲げてロウ付けしたときの接合部となるため、形状が正しく成形されていないとロウ付け面積が少なくなって強度が低下することになる。しかも、平坦部が盛り上がっていると接合したときにエッジ部同士の繋ぎ目に隙間が生じるため、流路内で冷媒の圧力が高まったときに切り欠き効果により応力が集中して、その部分からチューブが破損するおそれがある。
【０００８】
この発明の目的は、ワークの反りを抑えるとともに、接合部を精度良く成形することができる熱交換器チューブの溝成形装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係わる熱交換器チューブの溝成形装置は、ロール軸方向に複数のロール突部とロール溝部とがロール全周に亘って交互に設けられた第１溝付きロールと、ロール軸方向に複数のロール突部とロール溝部とがロール全周に亘って交互に設けられた第２溝付きロールとを備え、前記２つのロールを所定間隔をおいて配置してなる熱交換器チューブの溝成形装置であって、前記第２溝付きロールのロール突部が、前記第１溝付きロールの隣り合うロール突部間に位置するように配置され、前記２つのロール間に供給されたワークを前記第１溝付きロールと前記第２溝付きロールのそれぞれのロール突部により互いに他方のロールのロール溝部側に押圧することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、第１溝付きロールによりワークを押圧するのと同時に、反対側の第２溝付きロールからもワークを押圧して同様の成形を加えるようにしたため、溝成形された側とされていない側とにおいて、材料の成形方向の延び量の差がほぼ同じとなり、また溝部となる部位と仕切り壁となる部位における材料の圧下量もほぼ同じとなる。このように、材料の成形方向における延び量の差が少なくなって、延び量の全体的なバランスをとることができるため、成形後のワークにおける反りの発生を抑えることができる。
【００１１】
また、接合部となる仕切り壁を精度よく成形することができるため、仕切り壁同士を突き合わせて接合したときに、十分なロウ付け面積を確保して強度の低下を抑えることができる。加えて、エッジ部同士の繋ぎ目に隙間を生じることがないので、流路内で冷媒の圧力が高まったときに切り欠き効果により応力が集中することがなく、その部分からのチューブの破損を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係わる熱交換器チューブの溝成形装置の実施例を図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、実施例１に係わる溝成形装置の概略構成図である。ここでは、溝の成形に必要な構成のみを示し、その他の部分、例えばチューブ本体となるワーク（板材）の供給機構やロールの駆動機構については図示を省略する。
【００１４】
本実施例の溝成形装置１００は、溝成形用のロールとして、第１溝付きロール１１０と、第２溝付きロール１２０とを備えている。これら２つのロールは所定間隔をおいて配置され、両ロール間に供給されるワーク２００の進行方向に合わせて回転駆動するように構成されている。
【００１５】
第１溝付きロール１１０は、成形時にワーク２００の上面を押圧して仕切り壁２０１と溝部２０２とを形成するためのロールであり、ロール軸方向の中央部を除く領域にロール突部１１１とロール溝部１１２とが全周に亘って交互に形成されている。また、ロール軸方向の中央部には折り曲げ用突部１１３が全周に亘って形成されている。
【００１６】
第２溝付きロール１２０は、溝成形時に第１溝付きロール１１０の押圧に対してワーク２００の下面を支えるためのロールであり、ロール軸方向の中央部を除く領域にロール突部１２１とロール溝部１２２とが全周に亘って交互に形成されている。このうちロール突部１２１は、第１溝付きロール１１０の隣り合うロール突部１１１間に位置するように配置されている。これによって、２つのロール間に供給されたワーク２００は、第１溝付きロール１１０のロール突部１１１と第２溝付きロール１２０のロール突部１２１とにより、互いに他方のロールのロール溝部側に押圧されることになる。
【００１７】
また、ロール軸方向の中央部には折り曲げ用突部１２３、１２４が全周に亘って形成されている。
【００１８】
次に、上記のように構成された溝成形装置１００によりワーク２００を溝成形した場合の作用について説明する。
【００１９】
図１に示すように、第１溝付きロール１１０と第２溝付きロール１２０とを一方向に回転駆動しながら両ロール間にワーク２００を供給すると、図１のＡ部分拡大図である図２に示すように、第１溝付きロール１１０に形成されたロール突部１１１によりワーク２００の表面が押圧されて断面略半円形の溝部２０２が成形され、同時に接合部となる仕切り壁２０１が成形される。このとき、仕切り壁２０１は反対側の第２溝付きロール１２０のロール突部１２１によって、第１溝付きロール１１０のロール溝部１１２側に押圧されるため、平坦部２０１ａは盛り上がることなくほぼ平坦面に成形され、またエッジ部２０１ｂにもだれが生じることなくほぼ直角形状に成形されることになる。
【００２０】
このように、本実施例では第１溝付きロール１１０によりワーク２００に溝部２０２を成形するのと同時に、反対側からも押圧して同様な成形を加えるようにしたため、溝成形された側とされていない側とにおいて、材料の成形方向の延び量の差がほぼ同じとなり、また溝部となる部位と仕切り壁となる部位における材料の圧下量をほぼ同じにすることができる。これによれば、材料の成形方向における延び量の差が少なくなって、延び量の全体的なバランスをとることができるため、成形後のワークにおける反りの発生を抑えることができる。
【００２１】
また、接合部となる仕切り壁２０１を精度よく成形することができるため、仕切り壁２０１同士を突き合わせて接合したときに、十分なロウ付け面積を確保して強度の低下を抑えることができる。加えて、エッジ部２０１ｂ同士の繋ぎ目に隙間を生じることがないので、流路内で冷媒の圧力が高まったときに切り欠き効果により応力が集中することがなく、その部分からのチューブの破損を防止することができる。
【００２２】
次に、従来例の熱交換チューブと、上記実施例により溝成形された熱交換器チューブとの形状の違いついて説明する。
【００２３】
図３（ａ）は従来例によるワークの折り曲げ前の形状を示す側面図、（ｂ）は折り曲げて熱交換器チューブとしたときの形状を示す側面図である。また、図４（ａ）は本実施例によるワークの折り曲げ前の形状を示す側面図、（ｂ）は折り曲げて熱交換器チューブとしたときの形状を示す側面図である。
【００２４】
図３（ａ）に示すように、ワーク３００の上部からのみ押圧して溝成形する従来例では、溝成形された上面側とされていない下面側とでは材料の成形方向の延び量に差が生じ、また溝となる部位と接合部となる部位とで材料の圧下量が異なるために成形方向の延び量に差が生じることから、延び量の全体的なバランスをとることができず、成形後のワークに反りが生じてしまう。
【００２５】
また、略半円形の溝を成形すると、仕切り壁３０１のエッジ部３０１ｂにだれが生じ、また平坦部３０１ａは盛り上がった形状になってしまう。このため、ワーク３００を中央部で折り曲げて互いの仕切壁３０１を突き合わせて接合すると、図３（ｂ）に示すように、接合面におけるロウ付け面積が少なくなるために強度が低下してしまう。しかも、平坦部３０１ａが盛り上がっているため、接合されたエッジ部３０１ｂ同士の繋ぎ目に隙間３０３が生じてしまう。このような隙間３０３があると、流路３０４内で冷媒の圧力が高まったときに切り欠き効果により応力が集中しやすくなり、この隙間３０３の部分からチューブが破損するおそれがある。
【００２６】
これに対して、本実施例では、溝成形側からだけでなく、反対側からも押圧して同様な成形を加えるようにしたため、溝成形された側とされていない側とにおいて、材料の成形方向の延び量の差がほぼ同じとなり、また溝部となる部位と仕切り壁となる部位における材料の圧下量をほぼ同じにすることができる。これによれば、材料の成形方向における延び量の差が少なくなり、延び量の全体的なバランスをとることができるため、成形後のワークにおける反りの発生を抑えることができる。
【００２７】
また、図４（ａ）に示すように、略半円形の溝を成形した場合でも、仕切り壁２０１のエッジ部２０１ｂにだれが生じることがなく、また平坦部２０１ａの盛り上がりも抑えることができるため、ワーク２００を中央部で折り曲げて互いの仕切り壁２０１を突き合わせて接合したときに、図４（ｂ）に示すように、接合面において十分なロウ付け面積を確保して強度の低下を抑えることができる。さらに、平坦部２０１ａの盛り上がりが抑えられるため、接合されたエッジ部２０１ｂ同士の繋ぎ目２０３に隙間を生じることがなく、流路２０４内で冷媒の圧力が高まったときでもこの部分に応力が集中することがなく、チューブの破損を防止することができる。
【００２８】
なお、本実施例による溝成形では、第１溝付きロール１１０による溝成形と同時に、ワーク２００の外面に第２溝付きロール１２０のロール突部１２１による溝２０５が形成される。この溝２０５が形成されることにより、熱交換器チューブの表面積を大きくすることができるので熱交換効率を高めることが可能となり、また厚さ方向の強度を増すことができる。
【００２９】
以上説明したように、本発明に係わる溝成形装置によれば、溝成形したワークの反りの発生を抑えることができるので、成形後に反りの矯正工程を追加する必要がなく、チューブのコストアップを防止することができる。
【００３０】
また、接合部となる仕切り壁を精度よく成形することができるため、ワークを折り曲げて仕切り壁同士を突き合わせて接合したときに、十分なロウ付け面積を確保して強度の低下を抑えることができる。加えて、エッジ部同士の繋ぎ目に隙間を生じることがないので、流路内で冷媒の圧力が高まったときに切り欠き効果により応力が集中することがなく、その部分からのチューブの破損を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】実施例１に係わる溝成形装置の概略構成図。
【図２】図１のＡ部分拡大図。
【図３】（ａ）は従来例によるワークの折り曲げ前の形状を示す側面図。（ｂ）は折り曲げて熱交換器チューブとしたときの形状を示す側面図。
【図４】（ａ）は本実施例によるワークの折り曲げ前の形状を示す側面図。（ｂ）は折り曲げて熱交換器チューブとしたときの形状を示す側面図。
【符号の説明】
【００３２】
１００…溝成形装置
１１０…第１溝付きロール
１１１、１２１…ロール突部
１１２、１２２…ロール溝部
１１３、１２３、１２４…折り曲げ用突部
１２０…第２溝付きロール
２００、３００…ワーク
２０１…仕切り壁
２０１ａ…平坦部
２０１ｂ…エッジ部
２０２…溝部
２０３…継ぎ目
２０４…流路
２０５…溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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