JP2019002588A - 熱交換器及びコルゲートフィン - Google Patents

Abstract

【課題】コルゲートフィンの排水性を向上し、且つ、コルゲートフィンの成形性を向上することの可能な熱交換器を提供する。【解決手段】熱交換器１は、チューブ２０とコルゲートフィン１０を備える。コルゲートフィン１０は、板状部材１００が所定間隔で折り曲げられた複数の折曲部１２と、その折曲部１２と折曲部１２との間に配置されるフィン本体部１３を有する。複数の溝部１１は、溝部１１同士が所定の間隔をあけて並び、コルゲートフィン１０の表面の親水性を高めるようにコルゲートフィン１０の表面に設けられる。コルゲートフィン１０は、折曲部１２が延びる方向に平行な断面視において、溝部１１が設けられている第１の板厚部分Ｔ１と、第１の板厚部分Ｔ１よりも板厚の厚い第２の板厚部分Ｔ２とを含んで構成されている。【選択図】図３

Description

本発明は、熱交換器及びコルゲートフィンに関するものである。

従来、流体同士の熱交換を行う熱交換器が知られている。熱交換器が蒸発器として使用される場合、冷媒が流れるチューブの外側に設けられたフィンの表面に凝縮水が滞留すると、フィン同士の隙間への凝縮水目詰まりにより通気抵抗が大きくなり、熱交換器による熱交換性能が低下するといった問題がある。

特許文献１に記載の熱交換器は、プレートフィンとチューブを溶接するときの熱によりフィンを酸化させることでフィンの表面に凹凸を形成し、その表面の親水性を高め、排水性を向上させている。これにより、この熱交換器は、プレートフィンの表面に凝縮水が滞留することを防ぎ、フィン同士の隙間の通気抵抗の増大を防いでいる。

特許第５６６１２０２号公報

特許文献１に記載の熱交換器は、プレートフィンを使用したものである。しかし、熱交換器に高い熱交換性能が要求される場合、プレートフィンよりも熱交換性能が高いコルゲートフィンを使用することが望ましい。

しかしながら、上述した特許文献１に記載の熱交換器は、フィンの表面を酸化させて凹凸を形成しているので、その凹凸が局所的に集中して形成されると、フィンの剛性が低下することが考えられる。そのような凹凸が形成された板状部材を所定間隔で折り曲げてコルゲートフィンを形成すると、その折り曲げ工程時や、フィンの山高さを揃える工程などに、コルゲートフィンが座屈し、成形性が悪化するおそれがある。

本発明は上記点に鑑みて、コルゲートフィンの排水性を向上し、且つ、コルゲートフィンの成形性を向上することの可能な熱交換器、および、コルゲートフィンを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、流体同士の熱交換を行う熱交換器であって、
第１の流体が流れるチューブ（２０）と、
板状部材（１００）が所定間隔で折り曲げられた複数の折曲部（１２）と、その折曲部と折曲部との間に配置されるフィン本体部（１３）を有し、チューブの内側を流れる第１の流体とチューブの外側を流れる第２の流体との熱交換効率を高めるコルゲートフィン（１０）と、
コルゲートフィンの表面の親水性を高めるようにコルゲートフィンの表面に設けられる複数の溝部（１１）であって、溝部同士が所定の間隔をあけて並ぶ複数の溝部と、を備え、
コルゲートフィンは、折曲部が延びる方向に平行な断面視において、溝部が設けられている第１の板厚部分（Ｔ１、Ｔ３、Ｔ４）と、第１の板厚部分よりも板厚の厚い第２の板厚部分（Ｔ２）とを含んで構成されている。

これによれば、コルゲートフィンの表面に複数の溝部同士が所定の間隔をあけて並ぶように配置されることで、コルゲートフィンの表面の親水性が高くなり、排水性が向上する。そのため、コルゲートフィンの表面に凝縮水が滞留することが防がれる。したがって、この熱交換器は、コルゲートフィン同士の隙間の通風抵抗の増大を防ぎ、熱交換性能を高めることができる。

さらに、コルゲートフィンは、折曲部が延びる方向に、第１の板厚部分よりも板厚の厚い第２の板厚部分が断続的に配置されることで、折曲部が延びる方向の剛性が高くなる。そのため、例えばコルゲートフィンの成形時に、板状部材を折り曲げて折曲部を形成する際、コルゲートフィンが折曲部で座屈することが防がれる。また、例えばコルゲートフィンの成形時または熱交換器の製造時に、折曲部に対して垂直方向から圧縮力を加える際、コルゲートフィンがフィン本体部で座屈することが防がれる。

なお、第１の板厚部分よりも板厚の厚い第２の板厚部分とは、板状部材に溝部が設けられていない部分に加え、フィン表面の親水性の向上に貢献しない程度に浅い溝または凹部（例えば深さ数μｍ）が設けられた部分も含むものである。

請求項９に係る発明は、流体同士の熱交換を行う熱交換器であって、
第１の流体が流れるチューブ（２０）と、
板状部材が所定間隔で折り曲げられた複数の折曲部（１２）と、その折曲部と折曲部との間に配置されるフィン本体部（１３）を有し、チューブの内側を流れる第１の流体とチューブの外側を流れる第２の流体との熱交換効率を高めるコルゲートフィン（１０）と、
コルゲートフィンの表面の親水性を高めるようにコルゲートフィンの表面に設けられる複数の溝部（１１）であって、溝部同士が所定の間隔をあけて並ぶと共に、折曲部が延びる方向に対して斜めに延びている複数の溝部と、を備える。

これによれば、請求項９に係る発明は、請求項１に係る発明と同様の作用効果を奏することが可能である。

さらに、請求項９に係る発明では、例えば板状部材を折り曲げて折曲部を形成する際、または、その形成した折曲部に対して垂直方向から圧縮力を加える際、コルゲートフィンに発生する応力は、折曲部が延びる方向に対して直交する方向にほぼ均一なものとなる。そのため、コルゲートフィンの成形時に、コルゲートフィンが折曲部およびフィン本体部で座屈することをより確実に防ぐことができる。

請求項１９に係る発明は、板状部材が所定間隔で折り曲げられて形成されるコルゲートフィンであって、
板状部材が折り曲げられた部位である折曲部（１２）と、
折曲部と折曲部との間に配置される部位であるフィン本体部（１３）と、
コルゲートフィンの表面の親水性を高めるようにコルゲートフィンの表面に設けられる複数の溝部（１１）であって、溝部同士が所定の間隔をあけて並ぶ複数の溝部と、を備え、
折曲部とフィン本体部は、折曲部が延びる方向に平行な断面視において、溝部が設けられている第１の板厚部分（Ｔ１）と第１の板厚部分よりも板厚の厚い第２の板厚部分（Ｔ２）とを含んで構成されている。

これによれば、複数の溝部により、コルゲートフィンの表面の親水性が高くなり、排水性が向上する。したがって、このコルゲートフィンは、その表面に凝縮水が滞留することを防ぐことができる。

さらに、コルゲートフィンは、折曲部が延びる方向に、第１の板厚部分よりも板厚の厚い第２の板厚部分が断続的に配置されることで、折曲部が延びる方向の剛性が高くなる。そのため、例えばコルゲートフィンの成形時に板状部材を折り曲げて折曲部を形成する際、コルゲートフィンが折曲部で座屈することを防ぐことができる。また、例えばコルゲートフィンの成形時または熱交換器の製造時に、折曲部に対して垂直方向から圧縮力を加える際、コルゲートフィンがフィン本体部で座屈することを防ぐことができる。

なお、上記各構成に付した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載する具体的構成との対応関係の一例を示したものである。

第１実施形態に係る熱交換器の斜視図である。 熱交換器の部分拡大図である。 図２の一部拡大図である。 図３のＩＶ−ＩＶ部分の断面の拡大図である。 第１実施形態に係るコルゲートフィンを構成する板状部材の平面図である。 図５の一部拡大図である。 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線の断面図である。 図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線の断面図である。 図６のＩＸ−ＩＸ線の断面図である。 凝縮水の流れを説明するための説明図である。 凝縮水の流れを説明するための説明図である。 溝部が設けられていないコルゲートフィンの斜視図である。 折曲部が延びる方向に沿って溝部が設けられたコルゲートフィンの斜視図である。 図１３のＸＩＶＡ−ＸＩＶＡ線、ＸＩＶＢ−ＸＩＶＢ線、ＸＩＶＣ−ＸＩＶＣ線の断面図である。 折曲部が延びる方向に対して斜めに溝部が設けられたコルゲートフィンの斜視図である。 図１５のＸＶＩＡ−ＸＶＩＡ線、ＸＶＩＢ−ＸＶＩＢ線、ＸＶＩＣ−ＸＶＩＣ線の断面図である。 図１２、図１３、図１４に示したコルゲートフィンに荷重を印加したときに、長手方向の位置に応じて発生する応力を示す解析図である。 コルゲートフィンの成形工程の一例を示した模式図である。 コルゲートフィンの成形工程の一例を示した模式図である。 コルゲートフィンの断面図である。 熱交換器の製造工程の一例を示した模式図である。 第２実施形態に係るコルゲートフィンを構成する板状部材の表面を示す平面図である。 第２実施形態に係るコルゲートフィンを構成する板状部材の裏面を示す平面図である。 第２実施形態に係るコルゲートフィンを構成する板状部材の表面と裏面の両方を示す平面図である。 図２４のＸＸＶ−ＸＸＶ線の断面の拡大図である。 第３実施形態に係るコルゲートフィンを構成する板状部材の平面図である。 第４実施形態に係るコルゲートフィンを構成する板状部材の表面を示す平面図である。 第４実施形態に係るコルゲートフィンを構成する板状部材の裏面を示す平面図である。 第４実施形態に係るコルゲートフィンを構成する板状部材の表面と裏面の両方を示す平面図である。 図２８のＸＸＸ−ＸＸＸ線の断面の拡大図である。 第５実施形態に係るコルゲートフィンを構成する板状部材の平面図である。 第６実施形態に係るコルゲートフィンを構成する板状部材の平面図である。 参考例のコルゲートフィンの部分拡大図である。 参考例のコルゲートフィンの成形工程の一例を示した模式図である。 参考例のコルゲートフィンの断面図である。 参考例のコルゲートフィンの成形工程の一例を示した模式図である。 参考例のコルゲートフィンの断面図である。 参考例のコルゲートフィンの断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。また、図面では、コルゲートフィンに設けられる溝部を示す線と、コルゲートフィンの断面を示すハッチングとの混同を避けるため、コルゲートフィンの断面を示すハッチングを省略している。

（第１実施形態）
第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態の熱交換器１は、例えば、車室内の空気調和を行う冷凍サイクルの一部を構成する蒸発器として使用されるものである。蒸発器は、冷凍サイクルを循環する第１の流体としての冷媒と、熱交換器１を通過する第２の流体としての空気との熱交換を行い、冷媒の蒸発潜熱により空気を冷却する。図１では、熱交換器１を通過する空気の流れ方向を矢印ＡＦで示している。

図１および図２に示すように、熱交換器１は、コルゲートフィン１０、チューブ２０、第１〜第４ヘッダタンク２１〜２４、外枠部材２５、および配管接続部材２６などを備えている。これらの部材は、例えばアルミニウムから形成され、各部材同士がろう付けにより接合されている。

複数のチューブ２０は、空気の流れ方向に対し交差する方向に所定の間隔をあけて配列されている。また、複数のチューブ２０は、空気流れ方向の上流側と下流側の２列に配列されている。複数のチューブ２０はいずれも、一端から他端に亘り直線状に延びている。複数のチューブ２０は、一方の端部が第１ヘッダタンク２１または第２ヘッダタンク２２に挿入され、他方の端部が第３ヘッダタンク２３または第４ヘッダタンク２４に挿入されている。第１〜第４ヘッダタンク２１〜２４は、複数のチューブ２０に冷媒を分配し、また、複数のチューブ２０から流入する冷媒を集合させるものである。

複数のチューブ２０同士の間に形成される複数の隙間には、空気が流れる空気通路が形成される。コルゲートフィン１０は、その空気通路に設けられている。すなわち、本実施形態のコルゲートフィン１０は、チューブ２０の外側に設けられるアウターフィンである。コルゲートフィン１０は、チューブ２０の内側を流れる冷媒と、チューブ２０の外側を流れる空気との伝熱面積を増大させることにより、冷媒と空気との熱交換効率を高めるものである。

複数のチューブ２０と複数のコルゲートフィン１０とが交互に並ぶ方向の外側には、外枠部材２５が設けられている。外枠部材２５には、配管接続部材２６が固定されている。配管接続部材２６には、冷媒が供給される冷媒入口２７と、冷媒を排出するための冷媒出口２８が設けられている。冷媒入口２７から第１ヘッダタンク２１に流入した冷媒は、第１〜第４ヘッダタンク２１〜２４と複数のチューブ２０を所定の経路で流れ、冷媒出口２８から流出する。その際、第１〜第４ヘッダタンク２１〜２４と複数のチューブ２０を流れる冷媒の蒸発潜熱により、コルゲートフィン１０が設けられた空気通路を流れる空気が冷却される。

図２および図３に、コルゲートフィン１０の拡大図を示す。コルゲートフィン１０は、板状部材１００が所定間隔で折り曲げられた構成である。コルゲートフィン１０は、複数の折曲部１２、および、フィン本体部１３を有している。複数の折曲部１２は、コルゲートフィン１０を構成する板状部材１００が所定間隔で折り曲げられた部位である。フィン本体部１３は、その折曲部１２と折曲部１２との間に配置される部位である。フィン本体部１３には、板状部材１００の一部が切り起こされた複数のルーバー１４が設けられている。コルゲートフィン１０のチューブ２０側の外壁と、チューブ２０の外壁とは、ろう付けにより接合されている。

コルゲートフィン１０の表面には、複数の微細な溝部１１が設けられている。複数の溝部１１は、溝部１１同士が所定の間隔をあけて並ぶように設けられている。なお、本実施形態で参照する各図面では、説明のため、コルゲートフィン１０の表面に設けられる複数の溝部１１を模式的に大きく示している。このことは、後述する参考例および第２〜第６実施形態で参照する図面においても同様である。

複数の溝部１１は、コルゲートフィン１０の折曲部１２およびフィン本体部１３に設けられている。また、複数の溝部１１は、ルーバー１４にも設けられている。本実施形態では、複数の溝部１１は、折曲部１２が延びる方向に対して斜めに延びている。

図４は、図３のＩＶ−ＩＶ部分の断面の拡大図である。図４に示すように、コルゲートフィン１０は、折曲部１２が延びる方向に平行な断面視において、溝部１１が設けられている第１の板厚部分Ｔ１と第１の板厚部分Ｔ１よりも板厚の厚い第２の板厚部分Ｔ２とを含んで構成されている。なお、第１の板厚部分Ｔ１よりも板厚の厚い第２の板厚部分Ｔ２とは、板状部材１００に溝部１１が設けられていない部分に加え、フィン表面の親水性の向上に貢献しない程度に浅い溝または凹部（例えば深さ数μｍ）が設けられた部分も含むものである。これにより、コルゲートフィン１０は、折曲部１２が延びる方向に、第２の板厚部分Ｔ２が断続的に配置されることで、折曲部１２が延びる方向のフィンの剛性が高いものとなっている。なお、コルゲートフィン１０は、第１の板厚部分Ｔ１と第２の板厚部分Ｔ２に加え、図に示したもの以外の板厚部分を含んで構成されていてもよい。また、溝部１１の形状は、図に示したものに限定されることなく、任意に設定することが可能である。なお、コルゲートフィン１０のうち板厚方向の一方の面または他方の面に溝部１１が設けられている板厚部分Ｔ３、Ｔ４も、コルゲートフィン１０に対して溝部１１が設けられている第１の板厚部分ということができる。

図４では、溝部１１の幅、深さ、ピッチの一例を示している。溝部１１の幅ｗは、１０〜５０μｍが好ましい。溝部１１の深さｈは、１０μｍ以上が好ましい。溝部１１のピッチｐは、５０〜２００μｍが好ましい。これにより、コルゲートフィン１０の表面の親水性を高くすることが可能である。コルゲートフィン１０の表面の親水性が高くなると、コルゲートフィン１０の排水性が向上し、コルゲートフィン１０の表面に凝縮水が滞留することが防がれる。したがって、凝縮水の滞留により空気通路の通風抵抗が大きくなることが防がれるので、熱交換器１は熱交換性能を高めることができる。

図５は、コルゲートフィン１０を構成する板状部材１００の平面図である。コルゲートフィン１０は、図５の二点鎖線１２ａで示す位置で折り曲げられることで、波板状に形成される。なお、図５では、板状部材１００にルーバー１４が設けられる位置を破線１４ａで示している。また、図５では、折曲部１２の中央（すなわち、板状部材１００の幅方向の中央）を含み、且つ、折曲部１２が延びる方向に垂直な仮想面ＶＳを、一点鎖線ＶＳで示している。複数の溝部１１は、その仮想面ＶＳに対して左右対称に設けられている。なお、これらのことは、後述する第２〜第６実施形態の説明で参照する図２２〜図２４、図２６〜図２９、図３１および図３２でも同様である。

また、図５では、複数の溝部１１が延びる方向と、仮想面ＶＳとのなす角をθ１にて示している。上述したように、複数の溝部１１は、折曲部１２が延びる方向に対して斜めに延びている。その際、本実施形態では、複数の溝部１１が延びる方向と仮想面ＶＳとのなす角θ１が、２０°≦θ１≦７０°の範囲となるように設けることが好ましい。

さらに、本実施形態のコルゲートフィン１０には、複数の溝部１１により構成される第１溝部群１１０と、第１溝部群１１０に対して交差する方向に延びる複数の溝部１１により構成される第２溝部群１２０が設けられている。第１溝部群１１０とは、上述したように、複数の溝部１１が延びる方向と仮想面ＶＳとのなす角がθ１となるように設けられた複数の溝部１１により構成されるものをいう。一方、第２溝部群１２０とは、複数の溝部１１が延びる方向と仮想面ＶＳとのなす角がθ２となるように設けられた複数の溝部１１により構成されるものをいう。なお、本実施形態では、θ１が＋４５°であり、θ２が−４５°である。すなわち、θ１とθ２とは異なる角度である。

第１溝部群１１０を構成する複数の溝部１１は、溝部１１同士が所定の間隔をあけて並ぶように設けられている。第２溝部群１２０を構成する複数の溝部１１も、溝部１１同士が所定の間隔をあけて並ぶように設けられている。また、第１溝部群１１０を構成する溝部１１と第２溝部群１２０を構成する溝部１１とは、フィン本体部１３から折曲部１２に亘り繋がるように設けられている。

また、図４で示したように、複数の溝部１１は、コルゲートフィン１０の板厚方向の一方の面１０ａと、コルゲートフィン１０の板厚方向の他方の面１０ｂに設けられている。以下の説明では、コルゲートフィン１０の板厚方向の一方の面１０ａを第１表面１０ａといい、コルゲートフィン１０の板厚方向の他方の面１０ｂを第２表面１０ｂという。本実施形態では、第１表面１０ａに第１溝部群１１０と第２溝部群１２０が設けられ、第２表面１０ｂにも第１溝部群１１０と第２溝部群１２０が設けられている。

図１０および図１１は、熱交換器１の凝縮水の流れを説明するための説明図である。熱交換器１が蒸発器として使用される場合、空気と冷媒との熱交換は、コルゲートフィン１０のルーバー１４で最も効率的に行われる。そのため、ルーバー１４の表面には、空気に含まれる水分が凝縮した凝縮水が多く発生する。その凝縮水は、図１０の矢印ＷＦ１に示すように、第１溝部群１１０を構成する溝部１１と第２溝部群１２０を構成する溝部１１とを伝って折曲部１２に流れる。そして、図１１の矢印ＷＦ２に示すように、フィン本体部１３に形成されたルーバー１４の穴やチューブ２０の壁などを伝って流下する。したがって、この熱交換器１は、コルゲートフィン１０のルーバー１４などに凝縮水が滞留することを防ぐことが可能である。

図６では、コルゲートフィン１０の第１表面１０ａに設けられた第１溝部群１１０と第２溝部群１２０を実線で示し、第２表面１０ｂに設けられた第１溝部群１１０と第２溝部群１２０を破線で示している。第１表面１０ａに設けられた第１溝部群１１０および第２溝部群１２０と、第２表面１０ｂに設けられた第１溝部群１１０および第２溝部群１２０とは、互いにずれた位置に設けられている。

図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線の断面を図７に示し、図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線の断面を図８に示し、図６のＩＸ−ＩＸ線の断面を図９に示す。図７および図９では、第１表面１０ａに設けられた溝部１１と、第２表面１０ｂに設けられた溝部１１とがずれた位置にある。図８では、第１表面１０ａに設けられた溝部１１と、第２表面１０ｂに設けられた溝部１１とが同じ位置にある。しかし、図８は、第１表面１０ａに設けられた溝部１１と、第２表面１０ｂに設けられた溝部１１とが点で重なっているにすぎず、その重なっている部位は、折曲部１２が延びる方向に連続して延びてはいない。したがって、本実施形態のコルゲートフィン１０は、折曲部１２が延びる方向に対し、剛性が高いものとなっている。

ここで、コルゲートフィン１０に関し、溝部１１を設けていないものと、折曲部１２が延びる方向に沿って溝部１１を設けたものと、折曲部１２が延びる方向に対して斜めに溝部１１を設けたものについて、それぞれの強度を比較した解析結果について説明する。

なお、以下の説明において、折曲部１２が延びる方向に対して垂直な方向を、長手方向という。

図１２は、溝部１１を設けていないコルゲートフィン１０の斜視図である。

図１３は、後述する参考例のように、折曲部１２が延びる方向に沿って溝部１１を設けたコルゲートフィン１０の斜視図である。図１４の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、図１３のＸＩＶＡ−ＸＩＶＡ線、ＸＩＶＢ−ＸＩＶＢ線、ＸＩＶＣ−ＸＩＶＣ線の断面図である。図１４の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の二点鎖線で示すように、折曲部１２が延びる方向に沿って溝部１１を設けた場合、溝部１１は折曲部１２が延びる方向に揃った位置となる。図１４では、コルゲートフィン１０に対し、折り曲げ力、引っ張り力、圧縮力などを加えたときに、応力が集中する箇所に破線でハッチングを付している。この場合、応力が集中する箇所は、各溝部１１が設けられた位置に対応して、折曲部１２が延びる方向に揃った位置となっている。

なお、折り曲げ力とは、コルゲートフィン１０を構成する板状部材１００に折曲部１２を形成するときにその板状部材１００に作用する力である。引っ張り力とは、板状部材１００が長手方向に引っ張られるときにその板状部材１００に作用する力である。圧縮力とは、コルゲートフィン１０を折曲部１２に対して垂直方向に圧縮するときに板状部材１００に作用する力である。

図１５は、本実施形態のように、折曲部１２が延びる方向に対して斜めに溝部１１を設けたコルゲートフィン１０の斜視図である。図１６の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、図１５のＸＶＩＡ−ＸＶＩＡ線、ＸＶＩＢ−ＸＶＩＢ線、ＸＶＩＣ−ＸＶＩＣ線の断面図である。図１６の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、折曲部１２が延びる方向に対して斜めに溝部１１を設けた場合、溝部１１は、折曲部１２が延びる方向に向かい、長手方向に徐々にずれるように形成される。図１６でも、コルゲートフィン１０に対し、折り曲げ力、引っ張り力、圧縮力などを加えたときに、応力が集中する箇所に破線でハッチングを付している。この場合、応力が集中する箇所は、各溝部１１に対応して、折曲部１２が延びる方向に向かい、長手方向に徐々にずれた位置となっている。

図１７は、図１２〜図１６を参照して説明したそれぞれのコルゲートフィン１０に対し、折り曲げ力、引っ張り力、圧縮力などを加えたときの解析結果を示している。

図１７の菱形のプロットおよび実線σ１に示すように、溝部１１を設けていないコルゲートフィン１０は、長手方向の各位置で、コルゲートフィン１０に発生する応力が略均一である。

図１７の四角形のプロットおよび実線σ２に示すように、折曲部１２が延びる方向に沿って溝部１１を設けたコルゲートフィン１０は、長手方向の所定の位置で発生する応力が大きくなっている。その位置は、コルゲートフィン１０に溝部１１が設けられた位置に対応している。

それに対し、図１７の三角形のプロットおよび実線σ３に示すように、折曲部１２が延びる方向に対して斜めに溝部１１を設けたコルゲートフィン１０は、長手方向の各位置で、コルゲートフィン１０に発生する応力が略均一になっている。図１６の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示したように、このコルゲートフィン１０は、溝部１１が、折曲部１２が延びる方向に向かって、長手方向に徐々にずれてゆく構成となっている。すなわち、このコルゲートフィン１０に対し、折り曲げ力、引っ張り力、圧縮力などを加えた場合、長手方向に応力が分散するので、長手方向の各位置でコルゲートフィン１０に発生する応力が略均一になる。したがって、このコルゲートフィン１０は、折り曲げ力、引っ張り力、圧縮力などに対する剛性が高いものであると言える。

続いて、本実施形態のコルゲートフィン１０の成形方法の一例について説明する。

図１８は、本実施形態のコルゲートフィン１０を成形するための成形装置３０の一例である。この成形装置３０は、第１のテンション装置３１、溝成形ローラ装置３２、第２のテンション装置３３、成形ローラ装置３４、切断装置３５、送り装置３６、矯正装置３７およびブレーキ装置３８などを備えている。

なお、以下の説明では、コルゲートフィン１０が成形される前の状態の板状部材１００を、ワークＷということとする。

コルゲートフィン１０の成形工程では、材料ロール３９からワークＷが取り出される。第１のテンション装置３１は、そのワークＷに対し、所定の張力を与える。これにより、ワークＷは、平坦な状態に延ばされる。

次に、ワークＷは、溝成形ローラ装置３２が有する溝成形ローラ３２１に通される。溝成形ローラ３２１は、ワークＷの板厚方向の一方の面１０ａ（すなわち、第１表面１０ａ）とワークＷの板厚方向の他方の面１０ｂ（すなわち、第２表面１０ｂ）の両面に対し、複数の溝部１１を形成する。続いて、第２のテンション装置３３が、ワークＷに対して所定の張力を与えることで、ワークＷを平坦な状態に延ばす。

次に、ワークＷは、成形ローラ装置３４が有する歯車状の成形ローラ３４１に通される。成形ローラ３４１は、ワークＷを波板状に折り曲げる。これにより、図１９に示すように、ワークＷは、波板状に成形され、コルゲートフィン１０に近い形状となる。なお、成形ローラ３４１の歯面には、ルーバー１４を成形するための図示していない切刃が設けられている。そのため、成形ローラ装置３４をワークＷが通過すると、ワークＷにルーバー１４が形成される。

続いて、ワークＷは、切断装置３５により、所定の長さに切断された後、送り装置３６により、矯正装置３７に向けて送られる。矯正装置３７は、ワークＷに形成された折曲部１２を垂直方向から押圧し、ワークＷの折曲部１２と折曲部１２との距離、すなわちコルゲートフィン１０の山高さを均一に矯正する。

次に、ワークＷは、ブレーキ装置３８に送られる。ブレーキ装置３８は、ワークＷの複数の折曲部１２に接して、ワークＷの進行を妨げる摩擦力を発生する。これにより、ワークＷは、送り装置３６が発生する送り力と、ブレーキ装置３８が発生する摩擦力により、進行方向に隣り合う折曲部１２同士が互いに接するように押し縮められる。その押し縮められたワークＷは、ブレーキ装置３８を通過した後、自身の弾性力により伸びて所定のフィンピッチとなる。これにより、コルゲートフィン１０が成形される。

図２０は、成形装置３０により成形されたコルゲートフィン１０の断面の一部を示している。この状態で、コルゲートフィン１０の折曲部１２は、ほぼ狙い通りの曲面状に成形されている。これにより、コルゲートフィン１０の山高さＭやフィンピッチを、一定の高さに管理することが可能である。

続いて、図２１に示すように、複数のコルゲートフィン１０はそれぞれ、チューブ２０同士の隙間に配置される。そして、外枠部材２５により、コルゲートフィン１０は折曲部１２に対して垂直方向から押圧される。これにより、すべてのコルゲートフィン１０とチューブ２０とが接する。続いて、第１〜第４ヘッダタンク２１〜２４などの部材が組み付けられた後、各部材がろう付けにより接合される。

ここで、上述した第１実施形態のコルゲートフィンと比較するため、参考例のコルゲートフィンについて説明する。なお、この参考例は、発明者らが考案したものであり、従来技術ではない。

図３３に参考例としてのコルゲートフィン１０の部分拡大図を示す。参考例のコルゲートフィン１０も、板状部材１００が所定間隔で折り曲げられた複数の折曲部１２と、その折曲部１２と折曲部１２との間に配置されるフィン本体部１３を有している。なお、フィン本体部１３には、板状部材１００の一部が切り起こされたルーバー１４が設けられている。

コルゲートフィン１０の表面には、複数の溝部１１が設けられている。その複数の溝部１１は、その溝部１１同士が所定の間隔をあけて並ぶように設けられている。これにより、コルゲートフィン１０の表面の親水性が高くなり、排水性が向上する。そのため、コルゲートフィン１０の表面に凝縮水が滞留することが防がれる。

図３３では、折曲部１２が延びる方向を、二点鎖線１２ａで示している。参考例に示した複数の溝部１１は、その折曲部１２が延びる方向に沿って設けられているものと、折曲部１２が延びる方向に対して直交する方向に設けられているものを含んでいる。参考例のコルゲートフィン１０は、複数の溝部１１のうちの一部が、折曲部１２が延びる方向に沿って設けられていることで、その溝部１１によって板状部材１００の板厚が薄くなった部分が、折曲部１２が延びる方向に連続する構成となっている。

図３４（Ａ）は、コルゲートフィン１０に折曲部１２を形成する前の状態の板状部材１００の平面図である。図３４（Ｂ）は、図３４（Ａ）の二点鎖線１２ａの部位で板状部材１００を折り曲げて、コルゲートフィン１０に折曲部１２を形成するときの途中の状態を示す断面図である。図３４（Ａ）、（Ｂ）に示したように、コルゲートフィン１０の成形時には、板状部材１００を折り曲げて折曲部１２を形成した後、その折曲部１２の角度を変えてフィン本体部１３同士の間隔を調整する工程がある。その際、コルゲートフィン１０の折曲部１２が延びる方向に沿って溝部１１が連続して設けられていると、図３５の破線Ｘに示した箇所のように、コルゲートフィン１０が折曲部１２で座屈し、その折曲部１２の曲面が断続的な形状となるといった問題がある。

また、図３６の矢印Ｐ１、Ｐ２に示すように、コルゲートフィン１０の成形時および熱交換器の製造時には、コルゲートフィン１０の山高さを揃えるために折曲部１２に対して垂直方向に圧縮する工程や、フィンとチューブを積層し積み段方向に圧縮する工程がある。その際、コルゲートフィン１０の折曲部１２が延びる方向に沿って溝部１１が連続して設けられていると、図３７の破線Ｙに示した箇所のように、コルゲートフィン１０がフィン本体部１３で座屈するといった問題がある。その場合、コルゲートフィン１０の山高さやフィンピッチを管理できず、複数のコルゲートフィン１０をチューブ２０同士の隙間に配置して熱交換器１を製造することが困難になる。

これに対し、上述した第１実施形態のコルゲートフィン１０は、折曲部１２が延びる方向に平行な断面視において、第１の板厚部分Ｔ１よりも板厚の厚い第２の板厚部分Ｔ２が断続的に配置されることで、折曲部１２が延びる方向のフィンの剛性が高い構成となっている。そのため、第１実施形態では、コルゲートフィン１０の成形時に折り曲げ力、引っ張り力、圧縮力などが作用しても、折曲部１２またはフィン本体部１３で座屈することが防がれ、コルゲートフィン１０は、図２０に示したように、ほぼ狙い通りの形状に成形される。したがって、第１実施形態では、コルゲートフィン１０の山高さやフィンピッチを、一定の高さに管理することができる。

一方、参考例では、図３８に示すように、第１表面１０ａの第１溝部群１１０を構成する複数の溝部１１と、第２表面１０ｂの第１溝部群１１０を構成する複数の溝部１１とが、板厚方向に重なる位置に設けられているか、または、板厚方向に見たときの位置ずれが成り行きで形成されている。そのため、参考例では、折曲部１２が延びる方向に、板厚の薄い第１の板厚部分Ｔ１が連続する構成となる。したがって、参考例では、図３８の矢印Ｐ３、Ｐ４に示すように、コルゲートフィン１０の成形時にワークＷに対して折曲部１２の垂直方向に引っ張り力が作用すると、図３８の一点鎖線Ｃ１で示すように、ワークＷに亀裂が生じるといった問題がある。その場合、コルゲートフィン１０および熱交換器１を製造することが困難になる。

これに対し、第１実施形態では、図６〜図９に示したように、コルゲートフィン１０の板厚方向の一方の面１０ａに設けられている第１溝部群１１０を構成する溝部１１と、他方の面１０ｂに設けられている第１溝部群１１０を構成する溝部１１とが、板厚方向に見てずれた位置に設けられている。これにより、折曲部１２が延びる方向に平行な断面視において、コルゲートフィン１０に板厚の薄い第１の板厚部分Ｔ１が連続することが防がれる。そのため、コルゲートフィン１０は、折曲部１２が延びる方向のフィンの剛性が高くなる。したがって、第１実施形態では、コルゲートフィン１０の成形時にワークＷに対して折曲部１２の垂直方向に引っ張り力が作用しても、ワークＷに亀裂が生じることを防ぐことができる。

さらに、第１実施形態では、次の作用効果を奏することも可能である。

第１実施形態では、コルゲートフィン１０に設けられる複数の溝部１１は、折曲部１２が延びる方向に対して斜めに延びている。これによれば、図１７の三角形のプロットおよび実線σ３に示したように、コルゲートフィン１０の成形時に折り曲げ力、引っ張り力、圧縮力などが作用した場合、長手方向に応力が分散し、長手方向の各位置でコルゲートフィン１０に発生する応力が略均一になる。したがって、第１実施形態のコルゲートフィン１０は、その成形時に、コルゲートフィン１０が折曲部１２およびフィン本体部１３で座屈することをより確実に防ぐことができる。

第１実施形態では、複数の溝部１１は、コルゲートフィン１０の第１表面１０ａと第２表面１０ｂの両面に設けられている。これによれば、コルゲートフィン１０の板厚方向の両面の排水性を向上させることができる。

図５で示したように、第１実施形態では、折曲部１２の中央を含み、且つ、折曲部１２が延びる方向に垂直な仮想面ＶＳに対し、複数の溝部１１が左右対称に設けられている。これによれば、コルゲートフィン１０の成形時に、溝成形ローラ３２１などによりワークＷに複数の溝部１１を形成する際、その溝成形ローラ３２１からワークＷに作用する力が左右均等になる。したがって、その際に溝成形ローラ３２１の送り方向に対してワークＷが撚れることを防ぐことができる。

第１実施形態では、複数の溝部１１が延びる方向と仮想面ＶＳとのなす角θ１が、２０°≦θ１≦７０°の範囲となるように設けることが好ましい。

これによれば、コルゲートフィン１０の成形時に折り曲げ力、引っ張り力、圧縮力などが作用した場合、コルゲートフィン１０に発生する応力を長手方向に分散させ、コルゲートフィン１０に長手方向の各位置で応力を略均一に発生させることが可能になる。したがって、コルゲートフィン１０の成形時に、コルゲートフィン１０が折曲部１２およびフィン本体部１３で座屈することをより確実に防ぐことができる。

第１実施形態のコルゲートフィン１０の表面には、第１溝部群１１０と第２溝部群１２０が設けられている。第１溝部群１１０を構成する複数の溝部１１と、第２溝部群１２０を構成する複数の溝部１１とは、互いに交差するように延びている。これによれば、第１溝部群１１０を構成する溝部１１と第２溝部群１２０を構成する溝部１１とは、フィン本体部１３から折曲部１２に亘って繋がるように設けられる。そのため、図１０の矢印ＷＦ１に示したように、コルゲートフィン１０のフィン本体部１３に生じる凝縮水は、第１溝部群１１０と第２溝部群１２０を伝って折曲部１２に流れやすくなる。そして、図１１の矢印ＷＦ２に示したように、折曲部１２に流れた凝縮水はルーバー１４の穴やチューブ２０の壁などを伝って流下する。したがって、この熱交換器１は、コルゲートフィン１０のフィン本体部１３に凝縮水が滞留することを防ぐことで、コルゲートフィン同士の隙間の通風抵抗の増大を防ぎ、熱交換性能を高めることができる。

第１実施形態では、複数の溝部１１は、少なくとも、ルーバー１４の表面に設けられている。これによれば、コルゲートフィン１０のうちで最も熱交換性能を発揮するルーバー１４に複数の溝部１１を設けることで、ルーバー１４の排水性が向上し、ルーバー１４の表面に凝縮水が滞留することが防がれる。したがって、この熱交換器１は、ルーバー１４での通風抵抗の増大を防ぎ、熱交換性能を高めることができる。

第１実施形態の熱交換器１は、蒸発器として使用される。蒸発器では、空気が冷却されるときにコルゲートフィン１０の表面に凝縮水が発生する。その場合、熱交換器１は、コルゲートフィン１０の表面に発生する凝縮水の排水性を向上させることで、蒸発器としての熱交換性能を高めることができる。

図４に示したように、第１実施形態では複数の溝部１１は、幅ｗを１０〜５０μｍ、深さｈを１０μｍ以上、ピッチｐを５０〜２００μｍとすることが好ましい。これによれば、この熱交換器１は、複数の溝部１１により、コルゲートフィン１０の表面の親水性を高め、コルゲートフィン１０の表面に発生する凝縮水の排水性を向上させることができる。

（第２実施形態）
第２実施形態について、図２２〜図２５を参照して説明する。第２実施形態は、第１実施形態に対して溝部１１の構成を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図２２は、第２実施形態のコルゲートフィン１０を構成する板状部材１００の第１表面１０ａの平面図である。コルゲートフィン１０の第１表面１０ａには、第１溝部群１１０と第２溝部群１２０が設けられている。図２２では、第１溝部群１１０を構成する複数の溝部１１が延びる方向と仮想面ＶＳとのなす角を、θ３およびθ４にて示している。第１表面１０ａの第１溝部群１１０を構成する複数の溝部１１は、２０°≦θ３≦７０°、−２０°≧θ４≧−７０°の範囲となるように設けることが好ましい。

第２溝部群１２０は、第１溝部群１１０に対して交差する方向に延びる複数の溝部１１により構成されている。第２実施形態では、第２溝部群１２０を構成する複数の溝部１１が、仮想面ＶＳと平行に延びている。すなわち、第２溝部群１２０を構成する複数の溝部１１と、仮想面ＶＳとのなす角は、ほぼ０°である。

図２３は、第２実施形態のコルゲートフィン１０を構成する板状部材１００の第２表面１０ｂの平面図である。コルゲートフィン１０の第２表面１０ｂにも、第１溝部群１１０と第２溝部群１２０が設けられている。図２３では、第１溝部群１１０を構成する複数の溝部１１が延びる方向と仮想面ＶＳとのなす角を、θ５およびθ６にて示している。第２表面１０ｂの第１溝部群１１０を構成する複数の溝部１１は、１１０°≦θ５≦１６０°、−１１０°≧θ６≧−１６０°の範囲となるように設けることが好ましい。すなわち、θ３とθ５とは異なる角度であり、θ４とθ６とは異なる角度である。

第２表面１０ｂに設けられた第２溝部群１２０を構成する複数の溝部１１も、仮想面ＶＳと平行に延びている。すなわち、第２溝部群１２０を構成する複数の溝部１１と、仮想面ＶＳとのなす角は、ほぼ０°である。

図２４では、コルゲートフィン１０の第１表面１０ａに設けられた第１溝部群１１０と第２溝部群１２０を実線で示し、第２表面１０ｂに設けられた第１溝部群１１０と第２溝部群１２０を破線で示している。上述したように、θ３とθ５とは異なる角度であり、θ４とθ６とは異なる角度である。したがって、コルゲートフィン１０の第１表面１０ａに設けられる第１溝部群１１０を構成する溝部１１と、第２表面１０ｂに設けられる第１溝部群１１０を構成する溝部１１とは、同一の板厚方向から見て、折曲部１２が延びる方向に対する角度が異なっている。そのため、第１表面１０ａの第１溝部群１１０を構成する溝部１１と、第２表面１０ｂの第１溝部群１１０を構成する溝部１１とは、互いにずれた位置に設けられている。

図２４のＸＸＶ−ＸＸＶ線の断面の拡大図を図２５に示す。図２５では、第１表面１０ａに設けられた第１溝部群１１０を構成する溝部１１と、第２表面１０ｂに設けられた第１溝部群１１０を構成する溝部１１とが点で重なっているにすぎず、その重なっている部位は、折曲部１２が延びる方向に連続して延びてはいない。なお、第１表面１０ａに設けられた第２溝部群１２０を構成する溝部１１と、第２表面１０ｂに設けられた第２溝部群１２０を構成する溝部１１とが重なっている部位は、折曲部１２が延びる方向に対して垂直に延びており、折曲部１２が延びる方向に連続して延びていない。

以上説明した第２実施形態では、コルゲートフィン１０の第１表面１０ａに設けられている第１溝部群１１０を構成する溝部１１と、第２表面１０ｂに設けられている第１溝部群１１０を構成する溝部１１とが、同一の板厚方向から見て、折曲部１２が延びる方向に対する角度が異なっている。これによれば、複数の溝部１１同士のピッチが極めて小さい場合でも、板厚方向の一方の溝と板厚方向の他方の溝とを互い違いに配置する必要がなくなる。そのため、第１表面１０ａに設けられる第１溝部群１１０を構成する溝部１１と、第２表面１０ｂに設けられる第１溝部群１１０を構成する溝部１１とを、同一の板厚方向に見てずれた位置に設けるという構成を容易に実現できる。そのため、折曲部１２が延びる方向に平行な断面視において、コルゲートフィン１０の板厚の薄い箇所が連続することが防がれるので、コルゲートフィン１０は、折曲部１２が延びる方向のフィンの剛性が高くなる。したがって、第２実施形態も、第１実施形態と同様に、コルゲートフィン１０の成形時または熱交換器１の製造時に、コルゲートフィン１０が折曲部１２およびフィン本体部１３で座屈することを防ぐことができる。また、コルゲートフィン１０の成形時にワークＷに対して折曲部１２の垂直方向に引っ張り力が作用する際、ワークＷに亀裂が生じることを防ぐことができる。さらに、第２実施形態も、第１実施形態で説明した作用効果と同様の作用効果を奏することができる。

（第３実施形態）
第３実施形態について、図２６を参照して説明する。第３実施形態は、第１および第２実施形態に対して溝部１１の構成を変更したものであり、その他については第１および第２実施形態と同様であるため、第１および第２実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図２６は、第３実施形態のコルゲートフィン１０を構成する板状部材１００の平面図である。第３実施形態のコルゲートフィン１０には、折曲部１２が延びる方向に沿って延びている複数の溝部１１により構成される折曲方向溝部群１３０が設けられている。また、コルゲートフィン１０には、その折曲方向溝部群１３０に対して交差する方向に延びている複数の溝部１１により構成される交差方向溝部群１４０が設けられている。

折曲方向溝部群１３０を構成する複数の溝部１１は、コルゲートフィン１０のうち、折曲部１２が延びる方向の一方の端部と、他方の端部には設けられていない。これにより、コルゲートフィン１０は、折曲部１２が延びる方向に平行な断面視において、溝部１１が設けられている第１の板厚部分Ｔ１と第１の板厚部分Ｔ１よりも板厚の厚い第２の板厚部分Ｔ２とを含んで構成される。なお、第２の板厚部分Ｔ２は、折曲部１２が延びる方向の一方の端部と、他方の端部に配置される。これにより、第３実施形態のコルゲートフィン１０も、折曲部１２が延びる方向のフィンの剛性が高いものとなる。したがって、第３実施形態も、第１および第２実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

（第４実施形態）
第４実施形態について、図２７〜図３０を参照して説明する。第４実施形態は、第１〜第３実施形態に対して溝部１１の構成を変更したものであり、その他については第１〜第３実施形態と同様であるため、第１〜第３実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図２７は、第４実施形態のコルゲートフィン１０を構成する板状部材１００の平面図である。第４実施形態のコルゲートフィン１０にも、折曲部１２が延びる方向に沿って延びている複数の溝部１１により構成される折曲方向溝部群１３０が設けられている。また、コルゲートフィン１０には、その折曲方向溝部群１３０に対して交差する方向に延びている複数の溝部１１により構成される交差方向溝部群１４０が設けられている。

第４実施形態の折曲方向溝部群１３０を構成する複数の溝部１１は、千鳥状に設けられている。すなわち、折曲方向溝部群１３０を構成する複数の溝部１１は、折曲部１２が延びる方向に沿って断続的に延びるように設けられている。これにより、コルゲートフィン１０は、折曲部１２が延びる方向に平行な断面視において、溝部１１が設けられている第１の板厚部分Ｔ１と第１の板厚部分Ｔ１よりも板厚の厚い第２の板厚部分Ｔ２を配置することが可能である。そのため、第４実施形態のコルゲートフィン１０も、折曲部１２が延びる方向のフィンの剛性が高いものとなる。

また、第４実施形態でも、複数の溝部１１は、コルゲートフィン１０の第１表面１０ａと第２表面１０ｂの両面に設けられている。図２７は、コルゲートフィン１０の第１表面１０ａに設けられる折曲方向溝部群１３０と交差方向溝部群１４０を示している。図２８は、コルゲートフィン１０の第２表面１０ｂに設けられる折曲方向溝部群１３０と交差方向溝部群１４０を示している。

図２９では、コルゲートフィン１０の第１表面１０ａに設けられた折曲方向溝部群１３０と交差方向溝部群１４０を実線で示し、第２表面１０ｂに設けられた折曲方向溝部群１３０と交差方向溝部群１４０を破線で示している。コルゲートフィン１０の第１表面１０ａに設けられる折曲方向溝部群１３０および交差方向溝部群１４０を構成する溝部１１と、第２表面１０ｂに設けられる折曲方向溝部群１３０および交差方向溝部群１４０を構成する溝部１１とは、板厚方向に見て、互いにずれた位置に設けられている。これにより、第１表面１０ａに設けられる複数の溝部１１と、第２表面１０ｂに設けられる複数の溝部１１とは、点で重なることとなり、その重なっている部位は、折曲部１２が延びる方向に連続して延びるものとならない。そのため、コルゲートフィン１０は、折曲部１２が延びる方向のフィンの剛性が高くなる。したがって、コルゲートフィン１０の成形時または熱交換器１の製造時に、コルゲートフィン１０が折曲部１２およびフィン本体部１３で座屈することが防がれる。また、コルゲートフィン１０の成形時にワークＷに対して折曲部１２の垂直方向に引っ張り力が作用する際、板状部材１００に亀裂が生じることを防ぐことができる。

図２９のＸＸＸ−ＸＸＸ線の断面の拡大図を図３０に示す。図３０を参照して、第１表面１０ａに設けられる溝部１１と、第２表面１０ｂに設けられる溝部１１とのずれ量について説明する。第１表面１０ａに設けられる溝部１１と、第２表面１０ｂに設けられる溝部１１とは、次の式１を満たすように配置されている。
ｈ（２ｔ−３ｈ）≦δ^２ ・・・（式１）
式１において、ｈは溝部１１の深さである。ｔはコルゲートフィン１０の板厚、すなわち、第１表面１０ａと第２表面１０ｂとの距離である。δはコルゲートフィン１０の面方向における第１表面１０ａの溝部１１と第２表面１０ｂの溝部１１との距離である。

なお、以下の説明では、第１表面１０ａの溝部１１の底と第２表面１０ｂの溝部１１の底との距離を、溝部同士距離Ｌｍｉｎという。第１表面１０ａの溝部１１の底と第２表面１０ｂとの距離を、溝部板厚距離Ｔｍｉｎという。

第４実施形態では、上記の式１を満たすことにより、溝部同士距離Ｌｍｉｎを溝部板厚距離Ｔｍｉｎと同一とするか、または、溝部同士距離Ｌｍｉｎを溝部板厚距離Ｔｍｉｎより大きくすることが可能である。すなわち、第１表面１０ａに設けられる溝部１１と、第２表面１０ｂに設けられる溝部１１とのずれ量を、溝部板厚距離Ｔｍｉｎより大きくすることが可能である。これにより、溝部板厚距離Ｔｍｉｎが強度律速となり、第１表面１０ａに設けられる溝部１１と第２表面１０ｂに設けられる溝部１１とが近づくことによる強度低下が生じることを防ぐことができる。したがって、第４実施形態も、第１〜第３実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

（第５実施形態）
第５実施形態について、図３１を参照して説明する。第５実施形態は、第４実施形態に対してコルゲートフィン１０の構成を変更したものであり、その他については第４実施形態と同様であるため、第４実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図３１は、第５実施形態のコルゲートフィン１０を構成する板状部材１００の平面図である。第５実施形態のコルゲートフィン１０には、スリット１５が設けられている。なお、スリット１５の形状および数などは、任意に設定することが可能であり、図に示したものに限定するものではない。第５実施形態のコルゲートフィン１０にも、折曲方向溝部群１３０と交差方向溝部群１４０が設けられている。第５実施形態の折曲方向溝部群１３０を構成する複数の溝部１１は、折曲部１２が延びる方向に沿って断続的に延びるように設けられている。したがって、第５実施形態も、第１〜第４実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

（第６実施形態）
第６実施形態について、図３２を参照して説明する。第６実施形態は、第３〜第５実施形態に対して溝部１１の構成を変更したものであり、その他については第３〜第５実施形態と同様であるため、第３〜第５実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図３２は、第６実施形態のコルゲートフィン１０を構成する板状部材１００の平面図である。第６実施形態のコルゲートフィン１０の表面には、折曲部１２が延びる方向に対して交差する方向に延びる複数の溝部１１により構成される交差方向溝部群１４０が設けられており、第３〜第５実施形態で説明した折曲方向溝部群１３０は設けられていない。これにより、コルゲートフィン１０は、折曲部１２が延びる方向に平行な断面視において、溝部１１が設けられている第１の板厚部分Ｔ１と、その第１の板厚部分Ｔ１よりも板厚の厚い第２の板厚部分Ｔ２を配置することが可能である。そのため、第６実施形態のコルゲートフィン１０も、折曲部１２が延びる方向のフィンの剛性が高いものとなる。したがって、第６実施形態も、第１〜第５実施形態と同様の作用効果を奏することができる。さらに、第６実施形態は、溝部１１の構成を簡素なものにすることができる。

（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。

（１）上記各実施形態では、熱交換器１は、蒸発器として使用されるものとして説明したが、これに限らない。熱交換器１は、例えば凝縮器または中間熱交換器１など、種々の用途に使用することが可能である。

（２）上記各実施形態では、コルゲートフィン１０は、チューブ２０の外側に設けられるアウターフィンとして説明したが、これに限らない。コルゲートフィン１０は、例えば、インナーフィンとして使用することも可能である。

（まとめ）
上述の実施形態の一部または全部で示された第１の観点によれば、流体同士の熱交換を行う熱交換器は、チューブ、コルゲートフィン、および複数の溝部を備える。チューブには、第１の流体が流れる。コルゲートフィンは、板状部材が所定間隔で折り曲げられた複数の折曲部と、その折曲部と折曲部との間に配置されるフィン本体部を有し、チューブの内側を流れる第１の流体とチューブの外側を流れる第２の流体との熱交換効率を高める。複数の溝部は、コルゲートフィンの表面の親水性を高めるようにコルゲートフィンの表面に設けられ、溝部同士が所定の間隔をあけて並ぶ。コルゲートフィンは、折曲部が延びる方向に平行な断面視において、溝部が設けられている第１の板厚部分と、第１の板厚部分よりも板厚の厚い第２の板厚部分とを含んで構成されている。

第２の観点によれば、複数の溝部は、折曲部が延びる方向に沿って断続的に延びている。

これによれば、コルゲートフィンの折曲部が延びる方向に、第１の板厚部分よりも板厚の厚い第２の板厚部分を配置することが可能である。

第３の観点によれば、複数の溝部は、コルゲートフィンの板厚方向の一方の面と、コルゲートフィンの板厚方向の他方の面に設けられている。

これによれば、コルゲートフィンの板厚方向の両面の排水性を向上させることができる。

第４の観点によれば、折曲部が延びる方向に沿って断続的に延びている複数の溝部を折曲方向溝部群とする。その折曲方向溝部群に加えて、コルゲートフィンの表面には、複数の溝部同士が所定の間隔をあけて並ぶと共に、折曲方向溝部群に対して交差する方向に延びている交差方向溝部群がさらに設けられている。

これによれば、折曲方向溝部群と交差方向溝部群により、フィン本体部から折曲部に亘り折曲方向溝部群と交差方向溝部群とが繋がるように設けられる。そのため、コルゲートフィンのフィン本体部に生じる凝縮水は、折曲方向溝部群と交差方向溝部群を伝って折曲部に流れやすくなる。折曲部に流れた凝縮水はチューブの壁などを伝って流下する。したがって、この熱交換器は、コルゲートフィンのフィン本体部に凝縮水が滞留することが防がれるので、凝縮水の滞留による通風抵抗の増大を防ぎ、熱交換性能を高めることができる。

第５の観点によれば、コルゲートフィンの板厚方向の一方の面に設けられている折曲方向溝部群を構成する溝部と、コルゲートフィンの板厚方向の他方の面に設けられている折曲方向溝部群を構成する溝部とは、板厚方向に見てずれた位置に設けられている。

これによれば、折曲部が延びる方向に平行な断面視において、コルゲートフィンの板厚の薄い箇所が連続することが防がれる。そのため、コルゲートフィンは、折曲部が延びる方向の剛性が高くなる。したがって、例えばコルゲートフィンの成形時にワークに対して折曲部の垂直方向に引っ張り力が作用する際、ワークに亀裂が生じることを防ぐことができる。また、例えばコルゲートフィンの成形時または熱交換器の製造時に、コルゲートフィンが折曲部およびフィン本体部で座屈することも防がれる。

第６の観点によれば、コルゲートフィンの板厚方向の一方の面に設けられている折曲方向溝部群を構成する溝部の底と、コルゲートフィンの板厚方向の他方の面に設けられている折曲方向溝部群を構成する溝部の底との距離を溝部同士距離とする。コルゲートフィンの板厚方向の一方の面に設けられている折曲方向溝部群を構成する溝部の底と、コルゲートフィンの板厚方向の他方の面との距離を溝部板厚距離とする。このとき、溝部同士距離は、溝部板厚距離と同一であるか、または、溝部板厚距離より大きい。

これによれば、コルゲートフィンの板厚方向の一方の面に設けられている折曲方向溝部群を構成する溝部と、他方の面に設けられている折曲方向溝部群を構成する溝部とのずれ量を大きくすることが可能である。これにより、溝部板厚距離が強度律速となり、第１表面に設けられる溝部と第２表面に設けられる溝部とが近づくことで強度低下が生じることを防ぐことができる。

第７の観点によれば、折曲方向溝部群を構成する複数の溝部は、コルゲートフィンの表面に千鳥状に配置されている。

これによれば、折曲方向溝部群を構成する複数の溝部は、折曲部が延びる方向に沿って断続的に延びている構成となる。したがって、コルゲートフィンの折曲部が延びる方向に平行な断面視において、溝部が設けられている第１の板厚部分と第１の板厚部分よりも板厚の厚い第２の板厚部分とを配置することが可能である。

第８の観点によれば、複数の溝部は、折曲部が延びる方向に対して斜めに延びている。

これによれば、板状部材を折り曲げて折曲部を形成するとき、または、折曲部を形成したコルゲートフィンに折曲部の垂直方向から圧縮力を加えるときなど、コルゲートフィンには、折曲部が延びる方向に対して直交する方向にほぼ均一に応力が発生する。そのため、コルゲートフィンの成形時に、コルゲートフィンが折曲部およびフィン本体部で座屈することをより確実に防ぐことができる。

第９の観点によれば、流体同士の熱交換を行う熱交換器は、チューブ、コルゲートフィン、および複数の溝部を備える。チューブには、第１の流体が流れる。コルゲートフィンは、板状部材が所定間隔で折り曲げられた複数の折曲部と、その折曲部と折曲部との間に配置されるフィン本体部を有し、チューブの内側を流れる第１の流体とチューブの外側を流れる第２の流体との熱交換効率を高める。複数の溝部は、コルゲートフィンの表面の親水性を高めるようにコルゲートフィンの表面に設けられ、溝部同士が所定の間隔をあけて並ぶと共に、折曲部が延びる方向に対して斜めに延びている。

これによれば、第９の観点は、第１の観点と同様の作用効果を奏することが可能である。さらに、第９の観点では、板状部材を折り曲げて折曲部を形成するとき、または、折曲部を形成したコルゲートフィンに折曲部の垂直方向から圧縮力を加えるときなど、コルゲートフィンには、折曲部が延びる方向に対して直交する方向にほぼ均一に応力が発生する。そのため、コルゲートフィンは、折曲部が延びる方向の剛性が高くなる。したがって、コルゲートフィンの成形時に、そのコルゲートフィンが折曲部およびフィン本体部で座屈することをより確実に防ぐことができる。

第１０の観点によれば、複数の溝部は、コルゲートフィンの板厚方向の一方の面と、コルゲートフィンの板厚方向の他方の面に設けられている。

これによれば、コルゲートフィンの板厚方向の両面の排水性を向上させることができる。

第１１の観点によれば、折曲部の中央を含み、且つ、折曲部が延びる方向に垂直な仮想面に対し、複数の溝部は左右対称に設けられている。

これによれば、例えばコルゲートフィンの成形時に、ワークに対して溝成形ローラなどにより複数の溝部を形成する際、その溝成形ローラからワークに作用する力が左右均等になる。したがって、その際に溝成形ローラの送り方向に対してワークが撚れることを防ぐことができる。

第１２の観点によれば、複数の溝部が延びる方向と仮想面とのなす角をθ１とすると、２０°≦θ１≦７０°である。

これによれば、板状部材を折り曲げて折曲部を形成するとき、または、折曲部を形成したコルゲートフィンに折曲部の垂直方向から圧縮力を加えるときなど、折曲部が延びる方向に対して直交する方向にほぼ均一にコルゲートフィンに応力を発生させることが可能である。そのため、コルゲートフィンの成形時に、コルゲートフィンが折曲部およびフィン本体部で座屈することをより確実に防ぐことができる。

第１３の観点によれば、複数の溝部を第１溝部群とする。その第１溝部群に加えて、コルゲートフィンの表面には、複数の溝部同士が所定の間隔をあけて並ぶと共に、第１溝部群に対して交差する方向に延びている第２溝部群がさらに設けられている。

これによれば、第１溝部群と第２溝部群により、フィン本体部から折曲部に亘り第１溝部群と第２溝部群とが繋がるように設けられる。そのため、コルゲートフィンのフィン本体部に生じる凝縮水は、第１溝部群と第２溝部群を伝って折曲部に流れやすくなる。折曲部に流れた凝縮水はチューブの壁などを伝って流下する。したがって、この熱交換器は、コルゲートフィンのフィン本体部に凝縮水が滞留することが防がれるので、凝縮水の滞留による通風抵抗の増大を防ぎ、熱交換性能を高めることができる。

第１４の観点によれば、コルゲートフィンの板厚方向の一方の面に設けられている第１溝部群を構成する溝部と、コルゲートフィンの板厚方向の他方の面に設けられている第１溝部群を構成する溝部とは、板厚方向に見てずれた位置に設けられている。

これによれば、折曲部が延びる方向に平行な断面視において、コルゲートフィンの板厚の薄い箇所が連続することが防がれる。そのため、コルゲートフィンは、折曲部が延びる方向の剛性が高くなる。したがって、例えばコルゲートフィンの成形時にワークに対して折曲部の垂直方向に引っ張り力が作用する際、ワークに亀裂が生じることを防ぐことができる。また、例えばコルゲートフィンの成形時または熱交換器の製造時に、コルゲートフィンが折曲部およびフィン本体部で座屈することが防がれる。

第１５の観点によれば、コルゲートフィンの板厚方向の一方の面に設けられている第１溝部群を構成する溝部と、コルゲートフィンの板厚方向の他方の面に設けられている第１溝部群を構成する溝部とは、同一の板厚方向から見て、折曲部が延びる方向に対する角度が異なっている。

これによれば、コルゲートフィンの板厚方向の一方の面に設けられる第１溝部群を構成する溝部と、コルゲートフィンの板厚方向の他方の面に設けられる第１溝部群を構成する溝部とを、板厚方向に見てずれた位置に設けることを容易に実現できる。

第１６の観点によれば、コルゲートフィンは、フィン本体部の一部が切り起こされたルーバーを有している。複数の溝部は、少なくとも、ルーバーの表面に設けられている。

これによれば、コルゲートフィンのうちで最も熱交換性能を発揮するルーバーに複数の溝部を設けることで、ルーバーの排水性が向上し、ルーバーの表面に凝縮水が滞留することが防がれる。したがって、この熱交換器は、ルーバーでの通風抵抗の増大を防ぎ、熱交換性能を高めることができる。

第１７の観点によれば、熱交換器は、チューブの内側を流れる第１の流体としての冷媒が蒸発する潜熱により、チューブの外側に設けられたコルゲートフィンを通過する第２の流体としての空気を冷却する蒸発器として使用されるものである。

これによれば、熱交換器が蒸発器として使用される場合、空気が冷却されるときにコルゲートフィンの表面に凝縮水が発生する。その場合、熱交換器は、コルゲートフィンの表面に発生する凝縮水の排水性を向上させることで、蒸発器としての熱交換性能を高めることができる。

第１８の観点によれば、複数の溝部は、幅が１０〜５０μｍ、深さが１０μｍ以上、ピッチが５０〜２００μｍである。

これによれば、複数の溝部により、コルゲートフィンの表面の親水性を高め、コルゲートフィンの表面に発生する凝縮水の排水性を向上することができる。

第１９の観点によれば、板状部材が所定間隔で折り曲げられて形成されるコルゲートフィンは、折曲部、フィン本体部および複数の溝部を備える。折曲部は、板状部材が所定間隔で折り曲げられた部位である。フィン本体部は、折曲部と折曲部との間に配置される部位である。複数の溝部は、コルゲートフィンの表面の親水性を高めるようにコルゲートフィンの表面に設けられ、溝部同士が所定の間隔をあけて並ぶ。折曲部とフィン本体部は、折曲部が延びる方向に平行な断面視において、溝部が設けられている第１の板厚部分と第１の板厚部分よりも板厚の厚い第２の板厚部分とを含んで構成されている。

これによれば、複数の溝部により、コルゲートフィンの表面の親水性が高くなる。そのため、コルゲートフィンの排水性を向上させ、コルゲートフィンの表面に凝縮水が滞留することを防ぐことができる。

さらに、コルゲートフィンは、折曲部が延びる方向に、第１の板厚部分よりも板厚の厚い第２の板厚部分が断続的に配置されることで、折曲部が延びる方向の剛性が高くなる。そのため、例えばコルゲートフィンの成形時に板状部材を折り曲げて折曲部を形成する際、コルゲートフィンが折曲部で座屈することを防ぐことができる。また、例えばコルゲートフィンの成形時または熱交換器の製造時に、折曲部に対して垂直方向から圧縮力を加える際、コルゲートフィンがフィン本体部で座屈することを防ぐことができる。

１ 熱交換器
１０ コルゲートフィン
１１ 溝部
１２ 折曲部
１３ フィン本体部
２０ チューブ
１００ 板状部材
Ｔ１ 第１の板厚部分
Ｔ２ 第２の板厚部分

Claims (19)

1. 流体同士の熱交換を行う熱交換器であって、
   第１の流体が流れるチューブ（２０）と、
   板状部材（１００）が所定間隔で折り曲げられた複数の折曲部（１２）と、前記折曲部と前記折曲部との間に配置されるフィン本体部（１３）を有し、前記チューブの内側を流れる第１の流体と前記チューブの外側を流れる第２の流体との熱交換効率を高めるコルゲートフィン（１０）と、
   前記コルゲートフィンの表面の親水性を高めるように前記コルゲートフィンの表面に設けられる複数の溝部（１１）であって、前記溝部同士が所定の間隔をあけて並ぶ複数の溝部と、を備え、
   前記コルゲートフィンは、前記折曲部が延びる方向に平行な断面視において、前記溝部が設けられている第１の板厚部分（Ｔ１、Ｔ３、Ｔ４）と、前記第１の板厚部分よりも板厚の厚い第２の板厚部分（Ｔ２）とを含んで構成されている、熱交換器。
2. 複数の前記溝部は、前記折曲部が延びる方向に沿って断続的に延びている、請求項１に記載の熱交換器。
3. 複数の前記溝部は、前記コルゲートフィンの板厚方向の一方の面（１０ａ）と、前記コルゲートフィンの他方の面（１０ｂ）に設けられている、請求項１または２に記載の熱交換器。
4. 前記折曲部が延びる方向に沿って断続的に延びている複数の前記溝部を折曲方向溝部群（１３０）とすると、
   前記コルゲートフィンの表面には、複数の前記溝部同士が所定の間隔をあけて並ぶと共に、前記折曲方向溝部群に対して交差する方向に延びている交差方向溝部群（１４０）がさらに設けられている、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の熱交換器。
5. 前記コルゲートフィンの板厚方向の一方の面に設けられている前記折曲方向溝部群を構成する前記溝部と、前記コルゲートフィンの板厚方向の他方の面に設けられている前記折曲方向溝部群を構成する前記溝部とは、板厚方向に見てずれた位置に設けられている、請求項４に記載の熱交換器。
6. 前記コルゲートフィンの板厚方向の一方の面に設けられている前記折曲方向溝部群を構成する前記溝部の底と、前記コルゲートフィンの板厚方向の他方の面に設けられている前記折曲方向溝部群を構成する前記溝部の底との距離を溝部同士距離（Ｌｍｉｎ）とし、
   前記コルゲートフィンの板厚方向の一方の面に設けられている前記折曲方向溝部群を構成する前記溝部の底と、前記コルゲートフィンの板厚方向の他方の面との距離を溝部板厚距離（Ｔｍｉｎ）とすると、
   前記溝部同士距離は、前記溝部板厚距離と同一であるか、または、前記溝部板厚距離より大きい、請求項４または５に記載の熱交換器。
7. 前記折曲方向溝部群を構成する複数の前記溝部は、前記コルゲートフィンの表面に千鳥状に配置されている、請求項４ないし６のいずれか１つに記載の熱交換器。
8. 複数の前記溝部は、前記折曲部が延びる方向に対して斜めに延びている、請求項１に記載の熱交換器。
9. 流体同士の熱交換を行う熱交換器であって、
   第１の流体が流れるチューブ（２０）と、
   板状部材が所定間隔で折り曲げられた複数の折曲部（１２）と、前記折曲部と前記折曲部との間に配置されるフィン本体部（１３）を有し、前記チューブの内側を流れる第１の流体と前記チューブの外側を流れる第２の流体との熱交換効率を高めるコルゲートフィン（１０）と、
   前記コルゲートフィンの表面の親水性を高めるように前記コルゲートフィンの表面に設けられる複数の溝部（１１）であって、前記溝部同士が所定の間隔をあけて並ぶと共に、前記折曲部が延びる方向に対して斜めに延びている複数の溝部と、を備える熱交換器。
10. 複数の前記溝部は、前記コルゲートフィンの板厚方向の一方の面（１０ａ）と、前記コルゲートフィンの板厚方向の他方の面（１０ｂ）に設けられている、請求項９に記載の熱交換器。
11. 前記折曲部の中央を含み、且つ、前記折曲部が延びる方向に垂直な仮想面（ＶＳ）に対し、複数の前記溝部は左右対称に設けられている、請求項９または１０に記載の熱交換器。
12. 前記折曲部の中央を含み且つ前記折曲部が延びる方向に垂直な仮想面（ＶＳ）と、複数の前記溝部が延びる方向とのなす角をθ１とすると、２０°≦θ１≦７０°である、請求項９ないし１１のいずれか１つに記載の熱交換器。
13. 複数の前記溝部を第１溝部群（１１０）とすると、
    前記コルゲートフィンの表面には、複数の前記溝部同士が所定の間隔をあけて並ぶと共に、前記第１溝部群に対して交差する方向に延びている第２溝部群（１２０）がさらに設けられている、請求項９ないし１２のいずれか１つに記載の熱交換器。
14. 前記コルゲートフィンの板厚方向の一方の面に設けられている前記第１溝部群を構成する前記溝部と、前記コルゲートフィンの板厚方向の他方の面に設けられている前記第１溝部群を構成する前記溝部とは、板厚方向に見てずれた位置に設けられている、請求項１３に記載の熱交換器。
15. 前記コルゲートフィンの板厚方向の一方の面に設けられている前記第１溝部群を構成する前記溝部と、前記コルゲートフィンの板厚方向の他方の面に設けられている前記第１溝部群を構成する前記溝部とは、同一の板厚方向から見て、前記折曲部が延びる方向に対する角度が異なっている、請求項１３または１４に記載の熱交換器。
16. 前記コルゲートフィンは、前記フィン本体部の一部が切り起こされたルーバー（１４）を有しており、
    複数の前記溝部は、前記ルーバーの表面に設けられている、請求項１ないし１５のいずれか１つに記載の熱交換器。
17. 前記熱交換器は、前記チューブの内側を流れる第１の流体としての冷媒が蒸発する潜熱により、前記チューブの外側に設けられた前記コルゲートフィンを通過する第２の流体としての空気を冷却する蒸発器として使用されるものである、請求項１ないし１６のいずれか１つに記載の熱交換器。
18. 複数の前記溝部は、幅（ｗ）が１０〜５０μｍ、深さ（ｈ）が１０μｍ以上、ピッチ（ｐ）が５０〜２００μｍである、請求項１ないし１７のいずれか１つに記載の熱交換器。
19. 板状部材が所定間隔で折り曲げられて形成されるコルゲートフィンであって、
    前記板状部材が折り曲げられた部位である折曲部（１２）と、
    前記折曲部と前記折曲部との間に配置される部位であるフィン本体部（１３）と、
    前記コルゲートフィンの表面の親水性を高めるように前記コルゲートフィンの表面に設けられる複数の溝部（１１）であって、前記溝部同士が所定の間隔をあけて並ぶ複数の溝部と、を備え、
    前記折曲部と前記フィン本体部は、前記折曲部が延びる方向に平行な断面視において、前記溝部が設けられている第１の板厚部分（Ｔ１）と前記第１の板厚部分よりも板厚の厚い第２の板厚部分（Ｔ２）とを含んで構成されている、コルゲートフィン。

Images