(57)【要約】【課題】熱交換特性、設置作業性に優れたコルゲートフィンを作製する。【解決手段】成形部５０は、板材１０を成形するための複数の成形歯２４，３４を有し、回転により複数の成形歯２４，３４が互いにかみ合うように軸支された成形ロール２２，３２を備える。成形ロール２２，３２には、各成形ロールの回転軸２８，３８方向に並設された複数の成形歯部材が、隣り合う成形歯部材間の成形歯２４，３４の位相が互いにずれるようにそれぞれ形成されている。【選択図】図１
2010120040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚み方向に貫通するスリットを有する板材であって、前記スリットの長手方向に搬送される板材を断面波形状に成形する成形手段を備え、
前記成形手段は、前記板材を成形するための複数の成形歯を有し、回転可能に軸支された成形ロールの組が、各成形ロールの回転により前記複数の成形歯が互いにかみ合うように設けられてなる成形ロール対を備え、
前記成形ロールには、各成形ロールの回転軸方向に並設された複数の成形歯部材が、隣り合う成形歯部材間の成形歯の位相が互いにずれるようにそれぞれ形成されてなることを特徴とするコルゲートフィンの製造装置。
【請求項２】
請求項１に記載の製造装置において、
前記板材が、平行に設けられた複数のスリットを有し、
前記成形歯部材の、前記回転軸方向の幅と、前記板材に形成された、隣り合うスリット間の幅とが対応することを特徴とするコルゲートフィンの製造装置。
【請求項３】
請求項２に記載の製造装置において、
前記板材に形成された複数のスリットが、前記スリットの長手方向に所定の幅を有する連続部分を挟んで断続的に設けられてなり、
前記連続部分で板材を前記スリットの長手方向に垂直に切断する切断手段をさらに備えることを特徴とするコルゲートフィンの製造装置。
【請求項４】
請求項３に記載の製造装置において、
前記成形ロールが、前記スリットの長手方向に所定の長さにわたり前記連続部分の少なくとも一部を断面平坦形状に成形するための平坦歯を備えることを特徴とするコルゲートフィンの製造装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の製造装置により作製されたコルゲートフィン。
【請求項６】
厚み方向に貫通するスリットを設けた板材に、隣り合う断面形状が互いに異なるように複数のコルゲート部分を形成するコルゲート部分形成工程を有することを特徴とするコルゲートフィンの製造方法。
【請求項７】
前記板材が、平行に設けられた複数のスリットを有し、
前記複数のコルゲート部分が、前記板材の各スリット間にそれぞれ形成されることを特徴とする請求項６に記載のコルゲートフィンの製造方法。
【請求項８】
前記板材に形成されたスリットが、前記スリットの長手方向に所定の幅を有する連続部分を挟んで断続的に設けられてなり、
前記連続部分で板材を切断する切断工程をさらに有することを特徴とする請求項６または７に記載のコルゲートフィンの製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載の製造方法において、
前記スリットの長手方向に所定の長さにわたり前記連続部分の少なくとも一部を断面平坦形状に成形する工程をさらに含むことを特徴とするコルゲートフィンの製造方法。
【請求項１０】
請求項６から９のいずれか１項に記載の製造方法により作製されたコルゲートフィン。
【請求項１１】
請求項５または１０に記載のコルゲートフィンを備える熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコルゲートフィンの製造装置および製造方法、コルゲートフィン、該コルゲートフィンを備える熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
温度の異なる流体間の熱交換を行う熱交換器において、放熱性の向上を目的として一般に高い熱伝導性を有するフィンが用いられる。この熱交換器に用いられるフィンとして、コルゲートフィンが知られている。コルゲートフィンは一般に、例えばアルミニウムなどの板材を所望の波板形状に成形したものであり、例えばこれを複数枚積層させることにより、この間を流通する流体と別の流体との間の熱交換を行う熱交換器の一部材として、またはパワーモジュールの放熱性能を向上させるためのヒートシンクとして、さまざまな分野で用いられている（例えば特許文献１〜５）。
【０００３】
特許文献１には、歯車状のコルゲートフィン成形ロールに、ルーバを切り起こして形成するための刃を有する部分と、平坦部を形成するための刃を有しない部分とが形成されたものが開示されている。
【０００４】
特許文献２には、隣り合うコルゲート部分の位相を互いにずらしてコルゲートフィンを作製することについて開示されている。
【０００５】
特許文献３，４には、熱伝達率を向上させるためのスリットが形成されたコルゲートフィンが開示されている。
【０００６】
特許文献５には、複数のフィン部材を、切れ目を挟んで、かつ隣り合うもの同士でピッチを波長方向にずらすように並列に配置したコルゲートフィンを備える絶縁回路基板が開示されている。
【０００７】
【特許文献１】実開平２−４８２１４号公報
【特許文献２】特開平１−３２１０２５号公報
【特許文献３】特開２００６−６４３４５号公報
【特許文献４】特開平８−３１３１８３号公報
【特許文献５】特開２００６−３１０４８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、熱交換特性、設置作業性に優れたコルゲートフィンを作製することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の構成は以下のとおりである。
【００１０】
（１）厚み方向に貫通するスリットを有する板材であって、前記スリットの長手方向に搬送される板材を断面波形状に成形する成形手段を備え、前記成形手段は、前記板材を成形するための複数の成形歯を有し、回転可能に軸支された成形ロールの組が、各成形ロールの回転により前記複数の成形歯が互いにかみ合うように設けられてなる成形ロール対を備え、前記成形ロールには、各成形ロールの回転軸方向に並設された複数の成形歯部材が、隣り合う成形歯部材間の成形歯の位相が互いにずれるようにそれぞれ形成されてなる、コルゲートフィンの製造装置。
【００１１】
（２）上記（１）に記載の製造装置において、前記板材が、平行に設けられた複数のスリットを有し、前記成形歯部材の、前記回転軸方向の幅と、前記板材に形成された、隣り合うスリット間の幅とが対応する、コルゲートフィンの製造装置。
【００１２】
（３）上記（２）に記載の製造装置において、前記板材に形成された複数のスリットが、前記スリットの長手方向に所定の幅を有する連続部分を挟んで断続的に設けられてなり、前記連続部分で板材を前記スリットの長手方向に垂直に切断する切断手段をさらに備える、コルゲートフィンの製造装置。
【００１３】
（４）上記（３）に記載の製造装置において、前記成形ロールが、前記スリットの長手方向に所定の長さにわたり前記連続部分の少なくとも一部を断面平坦形状に成形するための平坦歯を備える、コルゲートフィンの製造装置。
【００１４】
（５）上記（１）から（４）のいずれか１つに記載の製造装置により作製されたコルゲートフィン。
【００１５】
（６）厚み方向に貫通するスリットを設けた板材に、隣り合う断面形状が互いに異なるように複数のコルゲート部分を形成するコルゲート部分形成工程を有する、コルゲートフィンの製造方法。
【００１６】
（７）前記板材が、平行に設けられた複数のスリットを有し、前記複数のコルゲート部分が、前記板材の各スリット間にそれぞれ形成される、上記（６）に記載のコルゲートフィンの製造方法。
【００１７】
（８）前記板材に形成されたスリットが、前記スリットの長手方向に所定の幅を有する連続部分を挟んで断続的に設けられてなり、前記連続部分で板材を切断する切断工程をさらに有する、上記（６）または（７）に記載のコルゲートフィンの製造方法。
【００１８】
（９）上記（８）に記載の製造方法において、前記スリットの長手方向に所定の長さにわたり前記連続部分の少なくとも一部を断面平坦形状に成形する工程をさらに含む、コルゲートフィンの製造方法。
【００１９】
（１０）上記（６）から（９）のいずれか１つに記載の製造方法により作製されたコルゲートフィン。
【００２０】
（１１）上記（５）または（１０）に記載のコルゲートフィンを備える熱交換器。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、熱交換特性、設置作業性に優れたコルゲートフィンを作製することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を用いて詳細に説明する。なお、図面中および各図面間における各部材の寸法比は必ずしも実際の寸法比に一致していない。
【００２３】
図１は、本発明の実施の形態におけるコルゲートフィンの製造装置の構成の概略を例示するための、側面視した要部断面図である。図１に示すコルゲートフィンの製造装置１００は、板材１０を成形してコルゲート部分１８を作製する成形部５０を備える。成形部５０は、搬送される板材１０を断面波形状のいわゆるコルゲート形状に成形する成形ロール２２，３２を備える。
【００２４】
図１において、成形ロール２２，３２はそれぞれ、複数の成形歯２４，３４を有しており、回転軸２８，３８を中心にして矢印３０，４０の方向にそれぞれ回転することにより、成形歯２４の山部分２４ａと成形歯３４の谷部分３４ｂ、成形歯２４の谷部分２４ｂと成形歯３４の山部分３４ａがそれぞれ互いにかみ合うように配置されている。成形ロール２２，３２の間に搬送された板材１０には、成形歯２４，３４からの押圧力がそれぞれ加わることにより、成形歯２４，３４の山−谷形状に対応した所定のコルゲート形状に成形される。なお、本実施の形態において、成形されたコルゲート部分１８は、断面がほぼ三角波形状を有しているが、これに限定されるものではなく、例えば半円弧形状、正弦波形状、矩形波形状またはこれらに類似する適切な波形状を適宜設定することができ、コルゲート部分１８の所望の完成形状に応じて成形歯２４，３４の形状を設定し、配置することができる。また、必要に応じて成形ロール２２，３２間の押圧力を可変とすることもできる。以下、成形ロール２２を「第１の成形ロール」、成形ロール３２を「第２の成形ロール」と称する場合がある。なお、図１に示すコルゲートフィンの製造装置１００の成形部５０には、一対の成形ロール２２，３２が示されているが、他の実施の形態として、複数の成形ロール対を用いて段階的に成形するものであってもよい。
【００２５】
図２は、図１に示すコルゲートフィンの製造装置１００において好適に成形することができる板材の構成の概略を上面視したものである。図２に示す板材１０には、板材１０の厚み方向に貫通する複数のスリット１２が所定の幅ｗを隔てて平行に設けられている。また、図１に示すコルゲートフィンの製造装置１００においてコルゲート形状に成形されるコルゲート成形部分１６が、スリット１２の長手方向に所定の間隔ｄを有する連続部分１４を挟みながら断続的に設けられている。図１に示すコルゲートフィンの製造装置１００に搬送される板材１０の向きは、矢印で示したスリット１２の長手方向である。なお、図２では、スリットを挟んで４列に並ぶコルゲート成形部分１６が断続的に設けられた板材１０を例示しているが、この形状に限定されるものでないことは言うまでもない。
【００２６】
本発明の実施の形態において、コルゲートフィンを作製するための、厚み方向に貫通するスリットが形成された板材は、例えばアルミニウム、銅、黄銅などの熱伝導性の高い薄膜または平板を切削または打ち抜き成形することにより作製することが可能である。例えばロール状に巻き取った薄膜または平板（例えば、厚み０．３ｍｍ程度）を図示しない巻出しローラに取付け、図示しない駆動機構を用いて図１，３に示すような製造装置に連続して搬送する構成とすることができるが、これに限定されるものではなく、いかなる態様とすることも可能である。
【００２７】
また、本発明の実施の形態において、板材に形成するスリットの幅は、隣り合うコルゲート部分の独立した成形に影響しない程度であればよく、例えば０．３〜３．０ｍｍ程度とすることが可能であるが、熱交換性能の向上、コルゲートフィンを固定する放熱板その他の基材との間の応力緩和、さらにコルゲート部分の目詰まり防止の観点から、０．９〜２．０ｍｍ程度とすることが好適であり、さらに完成品の小型化の要請から、１ｍｍ程度とすることがより好ましいが、これに限定されるものではない。
【００２８】
図３は、図１に示すコルゲートフィンの製造装置１００を上面視したものに相当する、図１に示す成形部５０をさらに説明するための図である。なお、図３においては、第１の成形ロール２２の表面に形成された成形歯２４（図１参照）のうち、山部分２４ａの頂点部分のみを示しており、図１に示す谷部分２４ｂは、隣り合う山部分２４ａの間に位置しているが、明示していない。
【００２９】
図３に示す第１の成形ロール２２は、複数の成形歯部材２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄを含み、これらが板材１０の搬送方向に垂直、つまり成形ロール２２の回転軸２８の方向に並ぶように設けられている。本実施の形態において、複数の成形歯部材２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄはそれぞれ、隣り合う成形歯部材（２２ａと２２ｂ、２２ｂと２２ｃ、２２ｃと２２ｄ）の間の成形歯（図１参照）の位相が互いにずれるようにそれぞれ形成されている。ここでいう成形歯の位相とは、例えば第１の成形ロール２２の回転方向または板材１０の搬送方向ｔに沿った山部分２４ａの頂点部分のずれとして視認することができ、例えば一つの成形歯部材において、隣り合う山部分２４ａの頂点部分の間隔を繰り返し単位として「１ピッチ」のように称する場合がある。図３に示す第１の成形ロール２２では、成形歯部材２２ａと２２ｃ，２２ｂと２２ｄとがそれぞれ同じ位相となるように配置されている一方、隣り合う成形歯部材間の成形歯同士は、それぞれ半ピッチ（１ピッチの半分）ずつずらした状態で配置されているが、これに限定されるものではない。
【００３０】
図３に示す成形部５０に板材１０が搬送されると、成形ロール２２を構成する複数の成形歯部材２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄと、これに対応する図示しない成形ロール３２（図１参照）を構成する複数の成形歯部材の形状に応じたコルゲート部分１８が成形される。本実施の形態において、成形歯部材２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄの回転軸２８方向の幅はそれぞれ、板材１０の、隣り合うスリット１２間で区画されたコルゲート成形部分１６の幅ｗ（図２参照）と対応するように配置されている。ここで「コルゲート成形部分１６の幅と対応する」とは、図２に示すコルゲート成形部分１６の幅ｗと図３に示す成形歯部材２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄの幅とを一致させることができ、より好適であるが、板材１０のスリット１２部分で緩衝することができるので、完全一致させる必要はないことを示している。
【００３１】
図３に示す成形部５０を通過した板材１０には、コルゲート部分１８および平坦部分２０が所定の間隔で交互に形成されている。ここで再び図１を参照すると、第１の成形ロール２２に形成された平坦谷部２６と第２の成形ロール３２に形成された平坦山部３６とが互いに対応してかみ合うように形成されている。図１に示す平坦谷部２６と平坦山部３６の形状は、図３に示した複数の成形歯部材２２ａ〜２２ｄの形状にかかわらず連続しており、成形歯部材間の位相のずれはない。
【００３２】
図１に示す平坦谷部２６と平坦山部３６を有する成形部５０を板材１０が通過すると、搬送方向ｔに所定の長さにわたり平坦部分２０が形成される。図３に示すように、このような平坦部分２０は、板材１０に形成された連続部分１４に対応するようにコルゲート部分１８の間に形成される。ここで、「連続部分１４に対応する」とは、スリット１２の長手方向に所定の長さにわたり板材１０の連続部分１４の少なくとも一部に断面平坦形状の平坦部分２０が形成されるものであれば良く、連続部分１４と平坦部分２０とを完全一致させる必要はないことを示している。本発明の実施の形態において、図１に示す平坦谷部２６と平坦山部３６の組からなる平坦歯のかみ合わせ形状は、断面平坦形状の平坦部分を形成することが可能であれば図１に示す形状に限定されるものではない。また、他の実施の形態として、複数の平坦歯を成形ロール２２，３２の回転方向に対し等間隔に設けることも好適である。
【００３３】
図３に示すコルゲート部分１８の間に形成された平坦部分２０は、板材１０の切断箇所とすることができる。例えば図１に示すように、成形部５０と同期および／または連動し、成形部５０を通過した板材１０を平坦部分２０で搬送方向ｔに垂直に切断する切断部６０をさらに設けることができる。また、必要に応じて、図示しない端部処理部を設けて、切断部６０により切断された切断面を含む端部を研磨などにより適切な形状に加工することも好適である。本実施の形態によれば、スリットを挟んで並設するコルゲート部分の両端部分が連続する一連のコルゲートフィンを、連続して作製することが可能となる。
【００３４】
図４は、本発明の実施の形態におけるコルゲートフィンの製造装置により作製されたコルゲートフィンの一例を説明するための上面図である。また、図５は、図４に示すコルゲートフィン７０をＡ−Ａ断面から側面視した図であり、図６は、図４に示すコルゲートフィン７０の端部７２をＢ−Ｂ方向から側面視した図である。図４〜６に示すコルゲートフィン７０のコルゲート部分１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄは、断面略矩形状を有している。
【００３５】
図４，５に示すように、本実施の形態のコルゲートフィン７０は、スリット１２を挟んで隣り合うコルゲート部分１８ａと１８ｂ、１８ｂと１８ｃ、１８ｃと１８ｄの位相がそれぞれ互いにずれた、いわゆるオフセットフィンと称される形状を有している。本実施の形態においては、スリット１２を挟んで隣り合うコルゲート部分はそれぞれ、端部７２，７４の近傍を除きほぼ半ピッチずつずれているため、図４に示すＡ−Ａ断面方向に側面視すると、コルゲート部分１８ｃ，１８ｄはそれぞれ、コルゲート部分１８ａ，１８ｂの位相と重なり合っている。
【００３６】
一方、図４〜６に示すように、コルゲート部分１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄはいずれも、コルゲートフィン７０の端部７２の一部で繋がっており、図４に示す端部７４でも同様に、コルゲート部分１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄは繋がっている。このため、個別に作製したコルゲートフィンを並べて図４に示すように配置されたオフセットフィンを作製する場合と比較すると、位置決めの手間が削減されるため作業性が向上し、また、熱交換器その他の完成品の成形精度の向上にも寄与しうる。本実施の形態において、図６に示す連続部分１４の幅Ｌは、連続部分１４が容易に破断しない程度であれば特に制限はなく、板材の材質や厚みにより適宜設定しうるものであるが、例えば１ｍｍ程度とすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、ヒートシンクや、熱交換器の一部材としてのコルゲートフィンの作製に好適に利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の形態におけるコルゲートフィンの製造装置の構成の概略を例示するための要部断面図である。
【図２】図１に示すコルゲートフィンの製造装置において好適に成形することができる板材の構成の概略を上面視した図である。
【図３】図１に示すコルゲートフィンの製造装置を上面視したものに相当する図である。
【図４】本発明の実施の形態におけるコルゲートフィンの製造装置により作製されたコルゲートフィンの一例を説明するための上面図である。
【図５】図４に示すコルゲートフィン７０をＡ−Ａ断面から側面視した図である。
【図６】図４に示すコルゲートフィン７０の端部７２をＢ−Ｂ方向から側面視した図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０  板材、１２  スリット、１４  連続部分、１６  コルゲート成形部分、１８，１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ  コルゲート部分、２０  平坦部分、２２，３２  成形ロール、２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ  成形歯部材、２４，３４  成形歯、２４ａ，３４ａ  山部分、２４ｂ，３４ｂ  谷部分、２６  平坦谷部、２８，３８  回転軸、３６  平坦山部、５０  成形部、６０  切断部、７０  コルゲートフィン、７２，７４  端部、１００  製造装置。
【図１】
2010120040.tif 000003
【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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