(57)【要約】【課題】熱交換管の製造において、扁平管の中に複数のインナーフィンを自動挿入機で順次挿入する際、扁平管内でインナーフィンが横方向に傾いて、コーナー部が左右側壁のいずれかの曲面と強く接触し、インナーフィンががたついて詰まってしまい、後続のインナーフィンが挿入されず自動挿入機が停止することを防止し、作業工数と廃却する材料の損失を低減することにより、インナーフィンを備えた熱交換管の生産性を向上させる。【解決手段】熱交換管に用いる扁平管の内面に、インナーフィンの両側端部に当接してインナーフィン挿入時のガイドとなる突条を扁平管内部の上記左右側壁近傍の長手方向に沿って設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状の上下壁及び断面略半円状の左右側壁を有して長手方向に延びる扁平管を備え、この扁平管内に流入する流体を乱流化する波板状のインナーフィン又はオフセットフィンの複数枚を一方の開口部から順次挿入してなる熱交換管用チューブにおいて、上記インナーフィンの両側端部に当接してインナーフィン挿入時のガイドとなる突条を、扁平管内部の上記左右側壁近傍の長手方向に沿って設けたことを特徴とする熱交換管用チューブ。
【請求項２】
前記突条を板状とし、その幅を前記インナーフィンの板厚と同等またはそれより薄いものとし、かつ、その高さを前記インナーフィンの高さの半分以下としたことを特徴とする請求項１に記載の熱交換管用チューブ。
【請求項３】
前記突条を、上壁及び下壁の内面に左右各２本設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の熱交換管用チューブ。
【請求項４】
前記突条を、前記上壁または下壁のいずれか一方の内面に左右各１本設け、或いは上壁または下壁の両内面において、対角の位置に２本設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の熱交換管用チューブ。
【請求項５】
前記突条を、左右側壁の内面から水平方向に突出する板状としたことを特徴とする請求項１に記載の熱交換管用チューブ。
【請求項６】
請求項１ないし５に記載の突条を設けた扁平管内に複数枚の波板状のインナーフィン又はオフセットフィンを自動挿入機で前記扁平管内に挿入した後、その上下壁の全面を均一に加圧して扁平管内面とインナーフィンの上下の波頭部を密着させ、この密着部をろう付けすることを特徴とするインナーフィンを備えた熱交換管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば建設機械のオイルクーラなどに用いられる、熱交換管用チューブ及びインナーフィンを備えた熱交換管の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、オイルクーラ等に使用される熱交換管には、熱交換性能の向上を目的としてインナーフィンを備えたものが多用されている。特に、扁平管内に流入する流体の乱流化を向上させるため、形状の異なる複数のインナーフィンを挿入したものがある。
【０００３】
このような熱交換管の製造方法としては、平板状の上下壁および断面略半円形の左右側壁を有して長手方向にのびる扁平管の内部に、複数のインナーフィンが長手方向に直列するよう、自動挿入機で複数枚のインナーフィンを順次挿入した後、ローラーまたはプレスによってその上下壁の全面を所定の位置まで均一に加圧して変形させ、扁平管内面とインナーフィンとを密着させ、この密着部をろう付けしていた。
【０００４】
特許文献１には、上下壁と内面中程に長さ方向にのびる溝を有する左右側壁とを備えた扁平管を用いることにより、インナーフィン入りの扁平管を上下両側から加圧変形したあとの左右側壁のスプリングバックが小さくなり、インナーフィンと上下壁との密着度を向上させるものが記載されている。
また、上下壁と断面略円弧形の左右側壁とを備えた扁平管に、左右両縁に扁平管の左右側壁内面に沿う折曲げ縁部を形成したインナーフィンを挿入し上下両側から加圧することにより、インナーフィンと上下壁とを密着させるだけでなく、扁平管の左右側壁とインナーフィンの左右両折曲げ縁部とを密着させ、インナーフィンと扁平管の密着度を向上させるものが記載されている。
【０００５】
また、特許文献２には、水平方向へ開口する型空間を有する水平プレスを使用してインナーフィン入り熱交換管を製造する場合において、扁平管を長手方向の２点で支える金型を用いることにより、下側面となる面のプレス時の伸張変形が妨げられることなく、設備面積を小スペースに抑えながらも精度の良いインナーフィン入り熱交換管を製造することができるものが記載されている。
【０００６】
また、特許文献３には、互いに対向する２つの板部の２つの端部のうち、第１端部が第２端部で包まれるように巻きかしめされた扁平管と、この扁平管内に配置され、一方の端部が扁平管の第１端部および第２端部の間に挟みこまれて固定されたインナーフィンとを備える熱交換管において、インナーフィンの当該一方の端部に、Ｌ字状に折り曲げられて、第１端部に位置決めされる曲げ部を形成することで、インナーフィンの位置ずれを防止して、扁平管による良好なかしめを可能とするものが記載されている。
【０００７】
また、特許文献４には、扁平管内部にこの扁平管長手方向に対し傾斜して延びる複数のインナーフィンを形成したことにより、扁平管内を流通する熱媒の温度分布の均一化を図るとともに、熱交換器の伝熱効率を向上するものが記載されている。
【０００８】
【特許文献１】特許第３３７６５０１号公報
【特許文献２】特開平７−９６４３１号公報
【特許文献３】特開２００７−１２０８８８号公報
【特許文献４】特開平７−１８０９８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、従来の熱交換管の製造方法では、図７に示すように、扁平管５０内に複数のインナーフィン５１を自動挿入機で順次挿入する際、扁平管５０内でインナーフィン５１が横方向に傾いて、コーナー部が左右側壁のいずれかの曲面と強く接触し、同図中のＢ部でインナーフィン５１ががたついて詰まってしまい、後続のインナーフィン５１が挿入されず自動挿入機が停止することがあった。
【００１０】
このように詰まりが生じ自動挿入機が停止すると、作業を再開するために自動挿入機から扁平管５０とインナーフィン５１を取り除く必要があった。また、自動挿入機内で詰まりを生じた扁平管５０とインナーフィン５１は、品質保持のために再利用せず廃却することとなり、この作業工数と廃却する材料の損失が多くなると、生産性の悪化を招くこととなっていた。
【００１１】
本発明の課題は、自動挿入機による扁平管内へのインナーフィン挿入性を向上させ、作業工数と材料廃却の損失を低減することにより、インナーフィンを備えた熱交換管の生産性を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明において、前記課題が解決される手段は以下の通りである。
第１の発明は、平板状の上下壁及び断面略半円状の左右側壁を有して長手方向に延びる扁平管を備え、この扁平管内に流入する流体を乱流化する波板状のインナーフィン又はオフセットフィンの複数枚を一方の開口部から順次挿入してなる熱交換管用チューブにおいて、上記インナーフィンの両側端部に当接してインナーフィン挿入時のガイドとなる突条を、扁平管内部の上記左右側壁近傍の長手方向に沿って設けたことを特徴とする熱交換管用チューブである。
【００１３】
第２の発明は、第１の発明において、前記突条を板状とし、その幅を前記インナーフィンの板厚と同等またはそれより薄いものとし、かつ、その高さを前記インナーフィンの高さの半分以下としたことを特徴とする。
【００１４】
第３の発明は、第１の発明又は第２の発明において、前記突条を、上壁及び下壁の内面に左右各２本設けたことを特徴とする。
【００１５】
第４の発明は、第１の発明又は第２の発明において、前記突条を、前記上壁または下壁のいずれか一方の内面に左右各１本設け、或いは上壁または下壁の両内面において、対角の位置に２本設けたことを特徴とする。
【００１６】
第５の発明は、第１の発明において、前記突条を、左右側壁の内面から水平方向に突出する板状としたことを特徴とする。
【００１７】
第６の発明にかかるインナーフィンを備えた熱交換管の製造方法は、第１ないし第５の発明に記載の突条を設けた扁平管内に複数枚の波板状のインナーフィン又はオフセットフィンを自動挿入機で前記扁平管内に挿入した後、その上下壁の全面を均一に加圧して扁平管内面とインナーフィンの上下の波頭部を密着させ、この密着部をろう付けすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
第１の発明によれば、平板状の上下壁及び断面略半円状の左右側壁を有して長手方向に延びる扁平管を備え、この扁平管内に流入する流体を乱流化する波板状のインナーフィン又はオフセットフィンの複数枚を一方の開口部から順次挿入してなる熱交換管用チューブにおいて、上記インナーフィンの両側端部に当接してインナーフィン挿入時のガイドとなる突条を、扁平管内部の上記左右側壁近傍の長手方向に沿って設けたことにより、自動挿入機により複数のインナーフィンを扁平管内に挿入する際、突条がガイドとなり扁平管内でインナーフィンががたついて詰まることを防止し、インナーフィンをスムーズに挿入することができる。これにより、廃却する材料の損失を抑えることができる。
【００１９】
また、挿入される複数のインナーフィンが所定の位置に収まり、このような熱交換管用チューブの上下壁の全面を均一に加圧することで、扁平管内面とインナーフィンの上下の波頭部が確実にろう付けされるようになるため、熱交換管内の流体抵抗が良好となり、品質の良い熱交換管が得られる。
【００２０】
第２の発明によれば、前記突条を板状とし、その幅を前記インナーフィンの板厚と同等またはそれより薄いものとし、かつ、その高さを前記インナーフィンの高さの半分以下としたことにより、ガイドとして最低限の強度を保ちながらも、突条の設置により増加する流体の抵抗を抑えることができる。
また、突条設置による材料費の増加を抑えることができる。
【００２１】
第３の発明によれば、前記突条を、上壁及び下壁の内面に左右各２本設けたことにより、複数のインナーフィン同士で両側端部の高さ方向の位置にばらつきがある場合であっても、自動挿入機により複数のインナーフィンを扁平管内に挿入する際、突条がガイドとなり扁平管内でインナーフィンががたついて詰まることを防止し、インナーフィンをスムーズに挿入することができる。これにより、廃却する材料の損失を抑えることができる。
【００２２】
第４の発明によれば、前記突条を、前記上壁または下壁のいずれか一方の内面に左右各１本設け、或いは上壁または下壁の両内面において、対角の位置に２本設けたことにより、インナーフィンの両側端部の形状に合わせて、最小限の突条の本数でインナーフィンの挿入時の詰まりを防止することができ、突条の設置により増加する流体の抵抗を抑えることができる。
また、突条の設置による材料費の増加を抑えることができる。
【００２３】
第５の発明によれば、前記突条を、左右側壁の内面から水平方向に突出する板状としたことにより、インナーフィンの両側端部が扁平管の上下面に対し垂直方向で終了している場合にも、自動挿入機により複数のインナーフィンを扁平管内に挿入する際、突条がガイドとなり扁平管内でインナーフィンががたついて詰まることを防止し、インナーフィンをスムーズに挿入することができる。これにより、廃却する材料の損失を抑えることができる。
【００２４】
第６の発明によれば、第１ないし第５の発明に記載の突条を設けた扁平管内に複数枚の波板状のインナーフィン又はオフセットフィンを自動挿入機で前記扁平管内に挿入した後、その上下壁の全面を均一に加圧して扁平管内面とインナーフィンの上下の波頭部を密着させ、この密着部をろう付けすることにより、挿入される複数のインナーフィンが所定の位置に収まり、扁平管内面とインナーフィンの上下の波頭部が確実にろう付けされるようになるため、熱交換管内の流体抵抗が良好となり、品質の良い熱交換管が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の第１実施形態にかかる熱交換管用チューブ１４を図１から図３までを参照して説明する。
先ず、平板状の上下壁及び断面略半円状の左右側壁を有して長手方向に延び、かつ、下記の突条１１を有するアルミ製の扁平管１０を、押し出し成型により形成する。
【００２６】
扁平管１０内部には、左右側壁近傍の長手方向に沿って長手方向にのびる板状の突条１１が、上壁及び下壁の内面に左右各２本形成されている。突条１１の幅はインナーフィン１３の板厚と同等またはそれより薄いものとし、かつ、その高さはインナーフィン１３の高さの半分以下とする。同じ面に形成される左右の突条１１同士は、挿入する複数のインナーフィン１３の横幅と同等以上の間隔をもつように設定する。
【００２７】
扁平管１０に挿入されるインナーフィン１３を、横方向に山部と谷部が繰り返される波板状に形成する。インナーフィン１３により、熱交換管内に流入する流体は乱流化され、熱交換管の熱交換性能が良好になる。
【００２８】
次いで、自動挿入機を用いて複数のインナーフィン１３を扁平管１０の一方の開口部から順次挿入する。インナーフィン１３を容易に挿入できるよう、扁平管１０の内側高さはインナーフィン１３の高さより若干大きく設定されている。
この際、インナーフィン１３が横方向に傾きそうになっても、扁平管１０に設置された前記突条１１が両側端部に当接してインナーフィン１３と側壁との接触が防止されるため、インナーフィン１３は扁平管１０内で詰まりを生じることなく挿入され、また所定の位置に良好に収まる。
このとき、インナーフィン１３と扁平管１０の上下壁内面の間には、隙間１２が生じている。
【００２９】
図２及び図３に示すように、インナーフィン１３が挿入された扁平管１０（熱交換管用チューブ１４）をローラー又はプレスによって上下壁の全面を均一に加圧して所定の位置まで変形させ、隙間１２を潰して扁平管１０内面とインナーフィン１３の上下の波頭部を密着させ、この密着部をろう付けする。
【００３０】
このような実施の形態によれば、インナーフィン１３の両側端部に当接してインナーフィン１３挿入時のガイドとなる突条１１を、扁平管１０内部の上記左右側壁近傍の長手方向に沿って設けたことにより、自動挿入機によりインナーフィン１３を扁平管１０内に挿入する際、突条１１がガイドとなり扁平管１０内でインナーフィン１３ががたついて詰まることを防止し、複数のインナーフィン１３をスムーズに挿入することができる。これにより、廃却する材料の損失を抑えることができる。
【００３１】
このように形成した熱交換管では、複数のインナーフィン１３を備えるため、良好に流体を乱流化し、高い熱交換性能を提供することができる。また、複数のインナーフィン１３の形状は異なるものであってもよい。
また、挿入される複数のインナーフィン１３が所定の位置に収まり、扁平管１０内面とインナーフィン１３の上下の波頭部が確実にろう付けされるようになるため、熱交換管内の流体抵抗が良好となり、品質の良い熱交換管が得られる。
【００３２】
また、突条１１を板状とし、その幅を前記インナーフィン１３の板厚と同等またはそれより薄いものとし、かつ、その高さを前記インナーフィン１３の高さの半分以下としたことにより、ガイドとして最低限の強度を保ちながらも、突条１１の設置により増加する流体の抵抗を抑えることができる。
また、インナーフィン１３挿入後に扁平管１０を加圧変形させる際、上下の突条１１同士が接触して扁平管１０の変形を妨げたりインナーフィン１３と扁平管１０の密着度を低下させたりすることを防止することができる。
また、突条１１の設置による材料費の増加を抑えることができる。
【００３３】
別態様を以下に示す。
[第２実施形態]
前記第１実施形態では、扁平管１０の左右側壁近傍の長手方向に沿って上壁及び下壁の内面に左右各２本の突条１１を設けたが、以下に示すように、インナーフィンの両側端部の収まるべき位置に合計２本の突条を設けてもよい。
【００３４】
（ａ）図４に示すように、突条２１を扁平管２０下壁に左右各１本設けてもよい。突条２１同士は、挿入する複数のインナーフィン２２の横幅と同等以上の間隔をもつように設定する。このような実施形態は、複数のインナーフィン２２の両側端部がともに扁平管２０内下部で終わっている場合に好適である。
その際、突条２１を板状とし、その幅をインナーフィン２２の板厚と同等またはそれより薄いものとし、かつ、その高さをインナーフィン２２の高さの半分以下とする。
【００３５】
（ｂ）また、突条を扁平管上壁に左右各１本設けてもよい。突条同士は、挿入する複数のインナーフィンの横幅と同等以上の間隔をもつように設定する。このような実施形態は、複数のインナーフィンの両側端部がともに扁平管内上部で終わっている場合に好適である。
その際、突条を板状とし、その幅をインナーフィンの板厚と同等またはそれより薄いものとし、かつ、その高さをインナーフィンの高さの半分以下とする。
【００３６】
（ｃ）また、図５に示すように、突条３１を内面の対角の位置に２本設けてもよい。突条３１同士は、水平方向に、挿入する複数のインナーフィン３２の横幅と同等以上の間隔をもつように設定する。このような実施形態は、複数のインナーフィン３２の両側端部が扁平管３０内の突条３１を設けた対角で終わっている場合に好適である。
その際、突条３１を板状とし、その幅をインナーフィン３２の板厚と同等またはそれより薄いものとし、かつ、その高さをインナーフィン３２の高さの半分以下とする。
【００３７】
これらの実施形態では、突条を、前記上壁または下壁のいずれか一方の内面に左右各１本設け、或いは上壁または下壁の両内面において、対角の位置に２本設けたことにより、インナーフィンの両側端部の形状に合わせて、最小限の突条の本数でインナーフィンの挿入時の詰まりを防止することができ、突条の設置により増加する流体の抵抗を抑えることができる。
また、突条の設置による材料費の増加を抑えることができる。
【００３８】
また、突条を板状とし、その幅を前記インナーフィンの板厚と同等またはそれより薄いものとし、かつ、その高さを前記インナーフィンの高さの半分以下としたことにより、ガイドとして最低限の強度を保ちながらも、突条の設置により増加する流体の抵抗を抑えることができる。
また、突条設置による材料費の増加を抑えることができる。
【００３９】
[第３実施形態]
また、図６に示すように、扁平管４０の左右側壁の内面から水平方向に突出して、長手方向にのびる突条４１を設けてもよい。このような実施形態は、インナーフィン４２の両側端部が扁平管４０の上下面に対して垂直方向で終了するよう形成した場合に好適である。
その際、突条４１を板状とし、その幅をインナーフィン４２の板厚と同等またはそれより薄いものとする。インナーフィン４２が左右側壁に接触しないよう、突条４１の頂部は、側壁の曲面終わりより扁平管４０内側になるように設定する。
【００４０】
この場合、扁平管４０の左右側壁の内面から水平方向に突出して、長手方向にのびる突条４１を設けたことにより、インナーフィン４２のように両側端部が扁平管４０の上下面に対し垂直方向で終了している場合にも、自動挿入機により複数のインナーフィン４２を扁平管４０内に挿入する際、突条４１がガイドとなり扁平管４０内でインナーフィン４２ががたついて詰まることを防止し、インナーフィン４２をスムーズに挿入することができる。これにより、廃却する材料の損失を抑えることができる。
【００４１】
また、突条４１を板状とし、その幅をインナーフィン４２の板厚と同等またはそれより薄いものとしたことにより、ガイドとして最低限の強度を保ちながらも、突条４１の設置により増加する流体の抵抗を抑えることができる。
また、突条４１設置による材料費の増加を抑えることができる。
【００４２】
[その他の実施例]
前記第１ないし第３実施形態では、インナーフィンとして波板状のインナーフィンを用いているが、金属板を矩形波状に曲折するとともに各波の稜線方向に定間隔で切り起こした、いわゆるオフセットフィンを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る熱交換管用チューブの平面図である。
【図２】図１に示した熱交換管用チューブをプレスした状態を示す斜視図である。
【図３】図２中Ａ部の拡大平面図である。
【図４】本発明の第２実施形態（ａ）に係る熱交換管用チューブの平面図である。
【図５】本発明の第２実施形態（ｃ）に係る熱交換管用チューブの平面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る熱交換管用チューブをプレスしたものの平面図である。
【図７】従来、扁平管にインナーフィンを挿入する際に生じていた、詰まりを示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０  扁平管
１１  突条
１２  隙間
１３  インナーフィン
１４  熱交換管用チューブ
２０  扁平管
２１  突条
２２  インナーフィン
３０  扁平管
３１  突条
３２  インナーフィン
４０  扁平管
４１  突条
４２  インナーフィン
５０  扁平管
５１  インナーフィン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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