JP2022129773A - 熱交換器及び熱交換器におけるコルゲートフィンの加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】扁平チューブとコルゲートフィンとの接触面積を増大させて扁平チューブ表面の腐食進行を抑制し、熱交換器の耐食性の向上を図れるようにすること。【解決手段】両面に平坦状の扁平面３ｂを有する扁平チューブ３と、コルゲートフィン４と、対峙する一対のヘッダーパイプ２ａ，２ｂをろう付けにより接合してなるアルミニウム製の熱交換器において、上記コルゲートフィンは、隣接する上記扁平チューブの上記扁平面に接触する山部４１及び谷部４２が平坦面状に形成されると共に、上記山部と上記谷部を繋ぐ直線部４３により形成される上記山部の平坦面側の内角α及び上記谷部の平坦面側の内角βが鋭角に形成され、かつ、上記コルゲートフィンと上記扁平チューブの接触長さ（Ｌ）、上記扁平チューブの長手方向の長さ（ＴＬ）とした場合、隣接する上記扁平チューブの対向面を含む上記扁平チューブの両面において、１／２×ＴＬ＜Ｌ≦ＴＬの関係にする。【選択図】 図３

Description

この発明は、扁平状の熱交換チューブとコルゲートフィンとをろう付け接合してなるアルミニウム製の熱交換器及び熱交換器におけるコルゲートフィンの加工方法に関するものである。

一般に、アルミニウム製熱交換器としては、対峙する一対のヘッダーパイプ間に、互いに平行な複数の扁平状押出形材からなる熱交換チューブ（以下に扁平チューブという）を水平方向に配置し、更にこれら扁平チューブ間にコルゲートフィンを配置し、これらをろう付けにより接合してなるパラレルフロー型の熱交換器が広く使用されている。

この種の熱交換器においては、耐食性を高めるための一般的な方法として、扁平チューブとコルゲートフィンの電気化学的な自然電位を調整し、コルゲートフィンの自然電位を卑となし、扁平チューブの自然電位を貴となすことによって、犠牲材であるコルゲートフィンを優先的に腐食させ、扁平チューブの腐食を遅らせて扁平チューブ表面の腐食進行を抑制している。また、扁平チューブ表面の腐食進行を抑制する手段として、扁平チューブとコルゲートフィンとの接触面積を多くし、扁平チューブ表面の露出面積を少なくすることで、扁平チューブ表面の腐食進行を抑制することができる。

従来のこの種の熱交換器として、両側に平坦面を有する扁平チューブにろう付けされるコルゲートフィンは、湾曲部と直線部とが交互に形成され、湾曲部は直線部側の２つの部位を小径とすると共に、小径間をそれより大きい径（大径）に形成し、ろう付け時に加圧により湾曲部の小径と大径との連続的な形状が直線に近い形状として、扁平チューブの平坦面との接触面積の拡大を図る熱交換器が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、コルゲートフィンは、空気の流通方向と略平行な面を有する平面部と、隣り合う平面部間を繋ぐ湾曲部を有し、扁平チューブの長手方向において隣り合う湾曲部が近接するように、隣り合う平面部同士が空気の流通方向から見て略ハの字状に形成され、伝熱効率の向上を図るために、湾曲部の一部が切り起こされて形成される突起部を大きくして放熱面積を増大させる熱交換器が知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００１－２５５０９１号公報 特開２００５－５５０９６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の熱交換器においては、扁平チューブの平坦面に接触するコルゲートフィンの湾曲部が直線に近い状態となり、湾曲部と直線部が略直交状となるため、扁平チューブの両面（隣接する扁平チューブの対向面を含む）において、コルゲートフィンが接触しない部分の扁平チューブ表面が露出し、この露出部分が外気に晒されて腐食する懸念がある。一般にコルゲートフィンの山部と谷部のピッチは等ピッチであるので、上記露出部分は扁平チューブの長手方向の長さの少なくとも１／２を占めることになり、この部分が腐食する懸念がある。

一方、特許文献２に記載の熱交換器においては、扁平チューブに接触する湾曲部と、該湾曲部の両側に連なる２枚の平面部が略２等辺三角形となるので、扁平チューブとコルゲートフィンとの接触面積を増大させることができる。しかし、特許文献２に記載の熱交換器においては、上記湾曲部の一部が切り起こされて形成される突起部を大きくしてあるため、突起部を切り起こした穴部分は扁平チューブは外部に露出し、この露出部分が外気に晒されて腐食する懸念がある。

この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、扁平チューブとコルゲートフィンとの接触面積を増大させて扁平チューブ表面の腐食進行を抑制し、熱交換器の耐食性の向上を図れるようにした熱交換器を提供すると共に、上記扁平チューブとの接触面積を増大させる熱交換器におけるコルゲートフィンの加工方法を提供することを課題とする。

上記課題を達成するために、この発明の熱交換器は、両面に平坦状の扁平面を有し、熱媒体流路を有する扁平チューブと、コルゲートフィンとが並列状に複数配置され、上記扁平チューブが、対峙する一対のヘッダーパイプに連通接続され、上記扁平チューブ、上記コルゲートフィン及び上記ヘッダーパイプをろう付けにより接合してなるアルミニウム製の熱交換器であって、上記コルゲートフィンは、隣接する上記扁平チューブの上記扁平面に接触する山部及び谷部が平坦面状に形成されると共に、上記山部と上記谷部を繋ぐ直線部により形成される上記山部の平坦面側の内角及び上記谷部の平坦面側の内角が鋭角に形成され、かつ、隣接する上記扁平チューブの対向面を含む上記扁平チューブの両面における上記コルゲートフィンと上記扁平チューブの接触長さ（Ｌ）、上記扁平チューブの長手方向の長さ（ＴＬ）とした場合、隣接する上記扁平チューブの対向面を含む上記扁平チューブの両面において、１／２×ＴＬ＜Ｌ≦ＴＬの関係にある、ことを特徴とする（請求項１）。

この場合、上記コルゲートフィンと上記扁平チューブの接触長さ（Ｌ）は、上記扁平チューブの両面に接触する上記山部及び上記谷部の上記平坦面の長さ（Ｌ0）の総和である。すなわち、上記コルゲートフィンの上記山部と上記谷部間のピッチ（Ｐ）のピッチ数（ｎ）とした場合、Ｌ＝Ｌ0×ｎである（請求項２）。

このように構成することにより、隣接する扁平チューブの対向面を含む扁平チューブの両面において、コルゲートフィンの山部の平坦面と谷部の平坦面が重なる部分が生じることで、扁平チューブ表面において、犠牲材であるコルゲートフィンに覆われる面積が増大し、扁平チューブ表面が露出する範囲を減少することができ、扁平チューブ表面が外気に晒されて腐食するのを抑制することができる。

この発明において、上記コルゲートフィンの上記山部の平坦面側の内角と上記谷部の平坦面側の内角が略同角度に形成されているのが好ましい（請求項３）。

このように構成することにより、扁平チューブの両面（隣接する扁平チューブの対向面を含む）において、扁平チューブとコルゲートフィンとの接触（接合）を均一にすることができる。また、ヘッダーパイプ、扁平チューブ及びコルゲートフィン等を仮組みしてろう付けする際に、扁平チューブ間に配置されるコルゲートフィンの山部と谷部の向きに制限無く配置することができる。

また、この発明の第１のコルゲートフィンの加工方法は、請求項１に記載の熱交換器におけるコルゲートフィンの加工方法であって、アルミニウム製シートを一対の歯形状成形ローラ間を通して湾曲状の山部及び谷部と上記山部と上記谷部を繋ぐ直線部を有する波形状のコルゲートフィン基材を成形する前処理工程と、上記コルゲートフィン基材を、該コルゲートフィン基材のフィン高さ寸法より狭い間隔で対をなす押圧成形ローラ間を通して上記山部及び上記谷部の湾曲面を平坦面状に成形すると共に、上記直線部により形成される上記山部の平坦面側の内角及び上記谷部の平坦面側の内角を鋭角に成形する後処理工程と、を備える、ことを特徴とする（請求項４）。

このように構成することにより、前処理工程において、アルミニウム製シート（心材にろう材がクラッドされたブレージングシートを含む）を湾曲状の山部及び谷部と上記山部と上記谷部を繋ぐ直線部を有する波形状のコルゲートフィン基材を成形した後、後処理工程において、コルゲートフィン基材を、該コルゲートフィン基材のフィン高さ寸法より狭い間隔で対をなす押圧成形ローラによる山部及び谷部の湾曲面を圧縮する圧縮力と直線部をコルゲートフィン基材の送り方向と反対方向に押圧する押圧力とが作用して、上記山部及び上記谷部の湾曲面を平坦面状に成形すると共に、上記直線部により形成される上記山部の平坦面側の内角及び上記谷部の平坦面側の内角を鋭角に成形して、上記山部及び谷部が平坦面状で、上記山部及び谷部の平坦面側の内角が鋭角のコルゲートフィンを成形することができる。

また、上記コルゲートフィンの加工方法において、上記後処理工程は、上記間隔すなわち上記コルゲートフィン基材のフィン高さ寸法より狭い間隔が漸次狭くなる複数対の押圧成形ローラ間を通して上記山部及び上記谷部の湾曲面を平坦面状に成形すると共に、上記山部の平坦面側の内角及び上記谷部の平坦面側の内角を鋭角に成形するのが好ましい（請求項５）。

このように構成することにより、コルゲートフィン基材の山部及び谷部の湾曲面を段階的に圧縮して平坦面状に成形することができ、山部と谷部を繋ぐ直線部をコルゲートフィン基材の送り方向と反対方向に段階的に押圧して山部及び谷部の平坦面側の内角を所定の鋭角に成形することができる。

また、上記コルゲートフィンの加工方法において、上記後処理工程において、対をなす上記押圧成形ローラによって上記コルゲートフィン基材の山部及び谷部の湾曲面に同圧の圧縮力を加圧すると共に、上記直線部に上記コルゲートフィン基材の送り方向と反対方向の同圧の押圧力を加圧するのがよい（請求項６）。

このように構成することにより、山部の平坦面側の内角と谷部の平坦面側の内角が同角度のコルゲートフィンを容易に加工（製造）することができる。

また、この発明の第２のコルゲートフィンの加工方法は、請求項１に記載の熱交換器におけるコルゲートフィンの加工方法であって、アルミニウム製シートを一対の歯形状成形ローラ間を通して湾曲状の山部及び谷部と上記山部と上記谷部を繋ぐ直線部を有する波形状のコルゲートフィン基材を成形後、所定の長さに切断する前処理工程と、上記コルゲートフィン基材を送り方向の先端及び後端を押さえながら少なくとも上記山部及び上記谷部に接触する面が平坦な押圧盤で垂直方向に上下から圧縮して、上記山部及び上記谷部の湾曲面を平坦面状に成形すると共に、上記直線部により形成される上記山部の平坦面側の内角及び上記谷部の平坦面側の内角を鋭角に成形する後処理工程と、を備える、ことを特徴とする（請求項７）

このように構成することによって、前処理工程において、アルミニウム製シート（心材にろう材がクラッドされたブレージングシートを含む）を湾曲状の山部及び谷部と上記山部と上記谷部を繋ぐ直線部を有する波形状のコルゲートフィン基材を成形した後、後処理工程において、コルゲートフィン基材を、該コルゲートフィン基材の送り方向の先端及び後端を押さえながら押圧盤で垂直方向に上下から圧縮して、上記山部及び上記谷部の湾曲面を平坦面状に成形すると共に、上記直線部により形成される上記山部の平坦面側の内角及び上記谷部の平坦面側の内角を鋭角に成形して、上記山部及び谷部が平坦面状で、上記山部及び谷部の平坦面側の内角が鋭角のコルゲートフィンを成形することができる。

この発明によれば、上記のように構成されているので、以下のような効果が得られる。

（１）請求項１，２に記載の発明によれば、扁平チューブ表面において、犠牲材であるコルゲートフィンに覆われる面積が増大し、扁平チューブ表面が露出する範囲を減少することができ、扁平チューブ表面が外気に晒されて腐食するのを抑制することができるので、熱交換器の耐食性及び耐久性の向上が図れる。

（２）請求項３に記載の発明によれば、上記（１）に加えて、更に扁平チューブの両面（隣接する扁平チューブの対向面を含む）において、扁平チューブとコルゲートフィンとの接触（接合）を均一にすることができる。また、ヘッダーパイプ、扁平チューブ及びコルゲートフィン等を仮組みしてろう付けする際に、扁平チューブ間に配置されるコルゲートフィンの山部と谷部の向きに制限無く配置することができるので、熱交換器の組み立てを容易にすることができる。

（３）請求項４～７に記載の発明によれば、山部及び谷部が平坦面状で、上記山部及び谷部の平坦面側の内角が鋭角のコルゲートフィンを容易に加工（製造）することができる。

この発明に係る熱交換器の一例を示す概略正面図である。 上記熱交換器の一部を断面で示す斜視図である。 この発明における扁平チューブとコルゲートフィンの接合状態を示す要部拡大正面図である。 上記扁平チューブとコルゲートフィンの別の接合状態を示す要部拡大正面図である。 上記扁平チューブとコルゲートフィンの更に別の接合状態を示す要部拡大正面図である。 この発明におけるコルゲートフィン基材を成形する前処理工程を示す概略側面図である。 この発明におけるコルゲートフィンの山部及び谷部を段階的に平坦面状に成形すると共に、山部及び谷部の平坦面側の内角を鋭角に成形する後処理工程を示す概略側面図である。 この発明におけるコルゲートフィンの山部の湾曲面を平坦面状に成形する状態を示す要部拡大図である。 この発明におけるコルゲートフィンの山部及び谷部を平坦面状に成形すると共に、山部及び谷部の平坦面側の内角を鋭角に成形する後処理工程の別の実施形態を示す概略側面図である。

以下に、この発明を実施するための形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。

＜熱交換器＞
この発明に係るアルミニウム製の熱交換器１は、図１に示すように、それぞれアルミニウム（アルミニウム合金を含む）製の左右に対峙する一対のヘッダーパイプ２ａ，２ｂと、これらヘッダーパイプ２ａ，２ｂ間に互いに平行に水平方向に配置されて連通接続される複数の扁平状熱交換チューブ３（以下に扁平チューブ３という）及び隣接する扁平チューブ３間に介在されるコルゲートフィン４をろう付けしてなる。

なお、扁平チューブ３は、両面に平坦状の扁平面３ｂを有し、複数に区画された熱媒体流路３ａが形成されている。また、上下端のコルゲートフィン４の上部外方側及び下部開放側には、それぞれアルミニウム製のサイドプレート５がろう付けされている。また、ヘッダーパイプ２ａ，２ｂの上下開口端にはアルミニウム製のエンドキャップ６がろう付けされている。

また、上記ヘッダーパイプ２ａ，２ｂのうちの一方のヘッダーパイプ２ａ(図１において左側)の上部には熱媒体（以下に冷媒という）の流入管７ａが接続され、該ヘッダーパイプ２ａには第１の仕切板８ａが配置されている。他方のヘッダーパイプ２ｂ（図１における右側）の下部には冷媒の流出管７ｂが接続され、該ヘッダーパイプ２ｂには第２の仕切板８ｂが配置されている。

上記のように構成される熱交換器１において、冷媒は流入管７ａを介して第１の仕切板８ａによって区画されたヘッダーパイプ２ａ内の上部側に流入した後、扁平チューブ３を介して第２の仕切板８ｂによって区画されたヘッダーパイプ２ｂ内の上部側に流れ、次いで、扁平チューブ３を介して第１の仕切板８ａによって区画されたヘッダーパイプ２ａ内の下部側に流入し、その後流出管７ｂを介して外部に流れる。

コルゲートフィン４は、図１～図３に示すように、アルミニウム製の板材（例えば、心材の両面にろう材がクラッドされたブレージングシート）を屈曲することにより連続波形状に形成されており、隣接する扁平チューブ３の扁平面３ｂに接触する山部４１及び谷部４２が平坦面状に形成されると共に、山部４１と谷部４２を繋ぐ直線部４３により形成される山部４１の平坦面側の内角α（以下に山部内角αという）及び谷部４２の平坦面側の内角β（以下に谷部内角βという）が鋭角に形成されている。この場合、山部内角αと谷部内角βは同角度に形成されている。

また、図３に示すように、扁平チューブ３の両面（隣接する扁平チューブ３の対向面を含む）におけるコルゲートフィン４と扁平チューブ３の接触長さ（Ｌ）、扁平チューブ３の長手方向の長さ｛具体的には、両ヘッダーパイプ２ａ，２ｂ間の長さ｝（ＴＬ）とした場合、扁平チューブ３の両面（隣接する扁平チューブ３の対向面を含む）において、
１／２×ＴＬ＜Ｌ≦ＴＬ
の関係に形成されている。

この場合、扁平チューブ３の両面（隣接する扁平チューブ３の対向面を含む）におけるコルゲートフィン４と扁平チューブ３の接触長さ（Ｌ）は、扁平チューブ３の両面に接触する山部４１及び谷部４２の平坦面４４の長さ（Ｌ0）の総和である。すなわち、コルゲートフィン４の山部４１と谷部４２間のピッチ（Ｐ）のピッチ数（ｎ）とした場合、Ｌ＝Ｌ0×ｎである。

なお、図３においては、隣接するコルゲートフィン４の山部４１と谷部４２のピッチＰが同ピッチＰとなるように配置されている場合について説明したが、隣接するコルゲートフィン４の配置は必ずしも同ピッチＰでなくてもよい。例えば、図３Ａに示すように、隣接するコルゲートフィン４の山部４１と谷部４２のピッチＰが１ピッチＰずれて配置される場合、図３Ｂに示すように、隣接するコルゲートフィン４の山部４１と谷部４２のピッチＰがずれる（例えば、１／２Ｐずれる）場合や１／２Ｐ以外等のずれのいずれにおいても、上記の１／２×ＴＬ＜Ｌ≦ＴＬの関係となる。

上述したように、コルゲートフィン４の山部４１及び谷部４２の平坦面４４は扁平チューブ３の扁平面３ｂに接触しているので、上記の１／２×ＴＬ＜Ｌ≦ＴＬの関係にあることは、換言すると、扁平チューブ３の両面（隣接する扁平チューブ３の対向面を含む）において、コルゲートフィン４が接触する面積は、少なくとも扁平チューブ３の長手方向の長さ｛具体的には、両ヘッダーパイプ２ａ，２ｂ間の長さ｝の１／２以上の範囲となる。

上記のように構成される実施形態の熱交換器１によれば、扁平チューブ３の両面（隣接する扁平チューブ３の対向面を含む）において、コルゲートフィン４の山部４１の平坦面４４と谷部４２の平坦面４４が重なる部分が生じることで、扁平チューブ３表面において、犠牲材であるコルゲートフィン４に覆われる面積が少なくとも扁平チューブ３の長手方向の長さ｛具体的には、両ヘッダーパイプ２ａ，２ｂ間の長さ｝の１／２以上にして、扁平チューブ３表面が露出する範囲を減少することができるので、扁平チューブ３表面が外気に晒されて腐食するのを抑制することができる。したがって、熱交換器１の耐食性及び耐久性の向上が図れる。

この場合、山部内角αと谷部内角βの角度を小さくすることによって、山部４１の平坦面４４と谷部４２の平坦面の重なる部分（面積）が大きくなり、その部分扁平チューブ３表面が露出する範囲を減少することができる。
この場合、山部内角αと谷部内角βは、α≒β＜９０度となる。

また、コルゲートフィン４の山部内角αと谷部内角βが略同角度に形成されているので、扁平チューブの両面（隣接する扁平チューブの対向面を含む）において、扁平チューブとコルゲートフィンとの接触（接合）を均一にすることができる。

また、山部内角αと谷部内角βを略同角度に形成することにより、熱交換器１の各構成部材である、ヘッダーパイプ２ａ，２ｂ、扁平チューブ３及びコルゲートフィン４等を仮組みしてろう付けする際に、扁平チューブ３間に配置されるコルゲートフィン４の山部４１と谷部４２の向きに制限無く配置することができる。したがって、熱交換器１の組立を容易にすることができる。

＜コルゲートフィンの加工＞
以下に、上記熱交換器１を構成するコルゲートフィン４の加工方法について説明する。
まず、図４に示すように、ロール１１から繰り出されたアルミニウム製シート１０（心材にろう材がクラッドされたブレージングシートを含む）を対峙する一対のガイドローラ１２を介して一対の歯形状成形ローラ２０間を通して湾曲状の山部４１ａ及び谷部４２ａと山部４１ａと谷部４２ａを繋ぐ直線部４３を有する波形状のコルゲートフィン基材４Ａを成形する（前処理工程）。

次に、図５に示すように、前処理工程で成形されたコルゲートフィン基材４Ａを、該コルゲートフィン基材４Ａの高さ寸法Ｈ0より狭い間隔で、間隔が漸次狭くなる複数対、すなわち、間隔Ｈ1（＜Ｈ0）の第１の押圧成形ローラ３０ａ，間隔Ｈ2（＜Ｈ1）の第２の押圧成形ローラ３０ｂ及び間隔Ｈ3（＜Ｈ2）の第３の押圧成形ローラ３０ｃをなす押圧成形ローラ３０間を通して山部４１ａ及び谷部４２ａの湾曲面を段階的に圧縮して平坦面状の山部４１及び谷部４２を成形すると共に、直線部４３により形成される山部４１の平坦面側の内角α（山部内角α）及び谷部４２の平坦面側の内角β（谷部内角β）を段階的に鋭角に成形する（後処理工程）。なお、第１～第３の押圧成形ローラ３０ａ～３０ｃは回転自在に形成されると共に、図示しない付勢手段によってコルゲートフィン基材４Ａの頂部に向かって押圧されている。

後処理工程において、コルゲートフィン基材４Ａは、コルゲートフィン基材４Ａのフィン高さＨ0より狭い間隔Ｈ1を有する第１の押圧成形ローラ対３０ａを通る際に第１の押圧成形ローラ対３０ａによって湾曲状の山部４１ａ及び谷部４２ａが圧縮されると共に、直線部４３がコルゲートフィン基材４Ａの送り方向と反対側に向かって屈曲される。これにより、第１の押圧成形ローラ対３０ａによってコルゲートフィン基材４Ａのフィン高さＨ0からＨ1に縮小される。

すなわち、図６に示すように、コルゲートフィン基材４Ａの山部４１ａは第１の押圧成形ローラ対３０ａに接触して垂直方向の圧縮力Ｆ1を受けると共に、直線部４３はコルゲートフィン基材４Ａの送り方向と反対側に作用する水平方向の押圧力Ｆ2を受けて、山部４１ａは平坦面状に成形され、直線部４３はコルゲートフィン基材４Ａの送り方向と反対側に向かって屈曲される。コルゲートフィン基材４Ａの谷部４２ａについても同様に垂直方向の圧縮力Ｆ1と水平方向の押圧力Ｆ2を受けて、谷部４２ａは平坦面状に成形され、直線部４３はコルゲートフィン基材４Ａの送り方向と反対側に向かって屈曲される。

第１の押圧成形ローラ対３０ａによって成形されたコルゲートフィン基材４Ａは、第１の押圧成形ローラ対３０ａの間隔Ｈ1より狭い間隔Ｈ2を有する第２の押圧成形ローラ対３０ｂを通る際に第２の押圧成形ローラ対３０ｂに接触して、上記と同様に垂直方向の圧縮力Ｆ1を受けると共に、送り方向と反対側に作用する水平方向の押圧力Ｆ2を受けて、コルゲートフィン基材４Ａのフィン高さＨ1からＨ2に縮小される。

第２の押圧成形ローラ対３０ｂによって成形されたコルゲートフィン基材４Ａは、第２押圧成形ローラ対３０ａの間隔Ｈ2より狭い間隔Ｈ3を有する第３の押圧成形ローラ対３０ｃを通る際に第３の押圧成形ローラ対３０ｃに接触して、上記と同様に垂直方向の圧縮力Ｆ1を受けると共に、送り方向と反対側に作用する水平方向の押圧力Ｆ2を受けて、コルゲートフィン基材４Ａの高さＨ2からＨ3に縮小されて、コルゲートフィン４が成形される。なお、コルゲートフィン４のフィン高さＨ3は、熱交換器１を構成する隣接する扁平チューブ３間の寸法Ｓより若干高い寸法に設定されており、熱交換器の組み付け時には弾性変形して扁平チューブ３間に配置される。

上記のようにして、コルゲートフィン基材４Ａを、第１，第２及び第３の押圧成形ローラ対３０ａ，３０ｂ，３０ｃをなす押圧成形ローラ３０間を通して山部４１ａ及び谷部４２ａの湾曲面を段階的に圧縮して平坦面状の山部４１及び谷部４２を成形すると共に、直線部４３により形成される山部４１の平坦面側の内角α（山部内角α）及び谷部４２の平坦面側の内角β（谷部内角β）を鋭角に成形することができる。また、この後処理工程において、第１，第２及び第３の押圧成形ローラ対３０ａ，３０ｂ，３０ｃによってコルゲートフィン基材４Ａの山部４１ａ及び谷部４２ａの湾曲面に同圧の圧縮力が加圧されると共に、直線部４３に同圧の押圧力が加圧されるので、コルゲートフィン４の山部内角αと谷部内角βは略同角度に形成される。

上記のようにして成形されたコルゲートフィン４は、熱交換器１の両ヘッダーパイプ２ａ，２ｂ間の距離、すなわち両ヘッダーパイプ２ａ，２ｂに連通接続される扁平チューブ３の長さに合わせて切断される。このように所定の長さに切断されたコルゲートフィン４は、両ヘッダーパイプ２ａ，２ｂに連通接続される扁平チューブ３間に配置されて仮固定された状態で、炉中ろう付け法によって一体ろう付けされる。

なお、扁平チューブ３の長さに合わせて切断するのは、前処理で成形されたコルゲートフィン基材４Ａを、熱交換器１の両ヘッダーパイプ２ａ，２ｂ間の距離、すなわち両ヘッダーパイプ２ａ，２ｂに連通接続される扁平チューブ３の長さに合わせて切断するであってもよい。

なお、上記説明では、押圧成形ローラ３０が３対の押圧成形ローラ対３０ａ，３０ｂ，３０ｃによって構成される場合について説明したが、押圧成形ローラ３０は必ずしも３対である必要はなく、３対以外の複数対、例えば２対，４対であってもよい。また、押圧成形ローラ３０は１対であってもよい。

なお、上記押圧成形ローラ３０の一部を歯形状に形成してもよい。例えば、第１の押圧成形ローラ３０ａの歯形の歯先厚さを、第２の押圧成形ローラ３０ｂの歯形の対応する高さの位置の厚さと同一の寸法に形成し、歯底厚さを、第２の押圧成形ローラ３０ｂの歯底厚さと同一寸法に形成する。また、第２の押圧成形ローラ３０ｂと第３の押圧成形ローラ３０ｃも上記と同様の関係にするか、あるいは、第３の押圧成形ローラ３０ｃを歯形状でないローラとしてもよい。

また、コルゲートフィン基材４Ａを先に切断する場合は、図７に示すように、押圧成形ローラを用いずにコルゲートフィン基材４Ａを送り方向の先端及び後端を押え板５２で押さえながらプレス装置５０の押圧盤例えば平盤５１で垂直方向に上下から圧縮（プレス）することで、コルゲートフィン４の山部内角αと谷部内角βを形成させるようにしてもよい。なお、ここでは、押圧盤を平盤５１にしたが、押圧盤は少なくともコルゲートフィン基材４Ａの山部４１ａ及び谷部４２ａに接触する面が平坦状に形成されていればよい。

上記実施形態のコルゲートフィンの加工方法によれば、前処理工程において、アルミニウム製シート１０（心材にろう材がクラッドされたブレージングシートを含む）を湾曲状の山部４１ａ及び谷部４２ａと山部４１ａと谷部４２ａを繋ぐ直線部４３を有する波形状のコルゲートフィン基材４Ａを成形した後、後処理工程において、コルゲートフィン基材４Ａを、該コルゲートフィン基材４Ａのフィン高さ寸法Ｈ0より狭い間隔で対をなす押圧成形ローラ３０による山部４１ａ及び谷部４２ａの湾曲面を圧縮する圧縮力と直線部４３をコルゲートフィン基材４Ａの送り方向と反対方向に押圧する押圧力とが作用して、山部４１ａ及び谷部４２ａの湾曲面を平坦面状に成形すると共に、直線部４３により形成される山部４１の平坦面側の内角α（山部内角α）及び谷部４２の平坦面側の内角β（谷部内角β）を鋭角に成形して、山部４１及び谷部４２が平坦面状で、山部４１及び谷部４２の平坦面側の内角α，βが鋭角のコルゲートフィン４を容易に加工（製造）することができる。

また、上記実施形態のコルゲートフィンの加工方法によれば、後処理工程において、コルゲートフィン基材４Ａの山部４１ａ及び谷部４２ａの湾曲面を段階的に圧縮して平坦面状に成形すると共に、山部４１ａと谷部４２ａを繋ぐ直線部４３を段階的にコルゲートフィン基材４Ａの送り方向と反対方向に押圧して山部４１の平坦面側の内角α（山部内角α）と谷部４２の平坦面側の内角β（谷部内角β）を略同角度のコルゲートフィン４を容易に加工（製造）することができる。

また、後処理工程にプレス装置５０を用いる場合は、切断されたコルゲートフィン基材４Ａの山部４１ａ及び谷部４２ａの湾曲面を垂直方向上下から圧縮して平坦面状に成形すると共に、山部４１の平坦面側の内角α（山部内角α）と谷部４２の平坦面側の内角β（谷部内角β）を略同角度のコルゲートフィン４を容易に加工（製造）することができる。

１ 熱交換器
２ａ，２ｂ ヘッダーパイプ
３ 扁平チューブ
３ａ 熱媒体流路
３ｂ 扁平面
４ コルゲートフィン
４Ａ コルゲートフィン基材
４１，４１ａ 山部
４２，４２ａ 谷部
４３ 直線部
４４ 平坦面
１０ アルミニウム製シート
２０ 歯形状成形ローラ
３０ 押圧成形ローラ
３０ａ 第１の押圧成形ローラ（第１の押圧成形ローラ対）
３０ｂ 第２の押圧成形ローラ（第２の押圧成形ローラ対）
３０ｃ 第３の押圧成形ローラ（第３の押圧成形ローラ対）
５０ プレス装置
５１ 平盤（押圧盤）
５２ 押え板
α 山部内角（山部の平坦面側の内角）
β 谷部内角（谷部の平坦面側の内角）
Ｌ0 平坦面の長さ
Ｌ コルゲートフィンと扁平チューブの接触長さ
ＴＬ 扁平チューブの長手方向の長さ
Ｐ コルゲートフィンのピッチ
ｎ ピッチ数
Ｈ0 コルゲートフィン基材のフィン高さ
Ｈ1 第１の押圧成形ローラ対の間隔
Ｈ2 第２の押圧成形ローラ対の間隔
Ｈ3 第３の押圧成形ローラ対の間隔（コルゲートフィンのフィン高さ）

Claims (7)

1. 両面に平坦状の扁平面を有し、熱媒体流路を有する扁平チューブと、コルゲートフィンとが並列状に複数配置され、上記扁平チューブが、対峙する一対のヘッダーパイプに連通接続され、上記扁平チューブ、上記コルゲートフィン及び上記ヘッダーパイプをろう付けにより接合してなるアルミニウム製の熱交換器であって、
   上記コルゲートフィンは、隣接する上記扁平チューブの上記扁平面に接触する山部及び谷部が平坦面状に形成されると共に、上記山部と上記谷部を繋ぐ直線部により形成される上記山部の平坦面側の内角及び上記谷部の平坦面側の内角が鋭角に形成され、
   かつ、隣接する上記扁平チューブの対向面を含む上記扁平チューブの両面における上記コルゲートフィンと上記扁平チューブの接触長さ（Ｌ）、上記扁平チューブの長手方向の長さ（ＴＬ）とした場合、隣接する上記扁平チューブの対向面を含む上記扁平チューブの両面において、
   １／２×ＴＬ＜Ｌ≦ＴＬ
   の関係にある、ことを特徴とする熱交換器。
2. 請求項１に記載の熱交換器において、
   上記コルゲートフィンと上記扁平チューブの接触長さ（Ｌ）は、上記扁平チューブの両面に接触する上記山部及び上記谷部の上記平坦面の長さ（Ｌ0）、上記コルゲートフィンの上記山部と上記谷部間のピッチ（Ｐ）のピッチ数（ｎ）とした場合、Ｌ＝Ｌ0×ｎである、ことを特徴とする熱交換器。
3. 請求項１又は２に記載の熱交換器において、
   上記コルゲートフィンの上記山部の平坦面側の内角と上記谷部の平坦面側の内角が略同角度に形成されている、ことを特徴とする熱交換器。
4. 請求項１に記載の熱交換器におけるコルゲートフィンの加工方法であって、
   アルミニウム製シートを一対の歯形状成形ローラ間を通して湾曲状の山部及び谷部と上記山部と上記谷部を繋ぐ直線部を有する波形状のコルゲートフィン基材を成形する前処理工程と、
   上記コルゲートフィン基材を、該コルゲートフィン基材のフィン高さ寸法より狭い間隔で対をなす押圧成形ローラ間を通して上記山部及び上記谷部の湾曲面を平坦面状に成形すると共に、上記直線部により形成される上記山部の平坦面側の内角及び上記谷部の平坦面側の内角を鋭角に成形する後処理工程と、
   を備える、ことを特徴とする熱交換器におけるコルゲートフィンの加工方法。
5. 請求項４に記載の熱交換器におけるコルゲートフィンの加工方法において、
   上記後処理工程は、上記間隔が漸次狭くなる複数対の押圧成形ローラ間を通して上記山部及び上記谷部の湾曲面を平坦面状に成形すると共に、上記山部の平坦面側の内角及び上記谷部の平坦面側の内角を鋭角に成形する、ことを特徴とする熱交換器におけるコルゲートフィンの加工方法。
6. 請求項４又は５に記載の熱交換器におけるコルゲートフィンの加工方法において、
   上記後処理工程において、対をなす上記押圧成形ローラによって上記コルゲートフィン基材の山部及び谷部の湾曲面に同圧の圧縮力を加圧すると共に、上記直線部に上記コルゲートフィン基材の送り方向と反対方向の同圧の押圧力を加圧する、ことを特徴とする熱交換器におけるコルゲートフィンの加工方法。
7. 請求項１に記載の熱交換器におけるコルゲートフィンの加工方法であって、
   アルミニウム製シートを一対の歯形状成形ローラ間を通して湾曲状の山部及び谷部と上記山部と上記谷部を繋ぐ直線部を有する波形状のコルゲートフィン基材を成形後、所定の長さに切断する前処理工程と、
   上記コルゲートフィン基材を送り方向の先端及び後端を押さえながら少なくとも上記山部及び上記谷部に接触する面が平坦な押圧盤で垂直方向に上下から圧縮して、上記山部及び上記谷部の湾曲面を平坦面状に成形すると共に、上記直線部により形成される上記山部の平坦面側の内角及び上記谷部の平坦面側の内角を鋭角に成形する後処理工程と、
   を備える、ことを特徴とする熱交換器におけるコルゲートフィンの加工方法。

Images