(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換対象物（１）の外表面に接合されるとともに、前記熱交換対象物（１）と、前記熱交換対象物（１）周りを流通する流体との熱交換を促進する熱交換器用フィンであって、
前記流体の流れ方向に垂直な断面形状が、前記流体の流れ方向と略平行な複数の平面部（２１）と、隣り合う前記平面部（２１）間を繋ぐ頂部（２２）とを有する波形状であり、
前記平面部（２１）には、前記平面部（２１）に対して予め定めた切り起こし角度で切り起こされたルーバ（２３）が、前記流体の流れ方向（Ｘ１）に沿って複数設けられており、
前記平面部（２１）の板厚をｔ、前記ルーバ（２３）のルーバピッチをＰＬとしたとき、前記平面部（２１）の板厚および前記ルーバピッチが、０．０３５≦ｔ／ＰＬ≦０．２９の関係を満たしており、
前記複数のルーバ（２３）のうち少なくとも１つのルーバ（２３）は、前記平面部（２１）に垂直かつ前記流体の流れ方向と平行な断面における４つの角部のうち対角線上にある２つの角部が円弧状に形成されていることを特徴とする熱交換器用フィン。
【請求項２】
前記平面部（２１）の板厚および前記ルーバピッチが、０．０３５≦ｔ／ＰＬ≦０．１７の関係を満たしていることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器用フィン。
【請求項３】
前記ルーバ（２３）のルーバピッチ（ＰＬ）は、０．０９ｍｍより大きく、かつ、０．６２ｍｍより小さい範囲であり、
前記平面部（２１）の板厚（ｔ）は、０．００６ｍｍより大きく、かつ、０．０５ｍｍより小さい範囲であり、
フィン高さ（Ｈｆ）は、１．４ｍｍより大きく、かつ、６．５ｍｍより小さい範囲であり、
前記予め定めた切り起こし角度（θ）は、２２．５°より大きく、かつ、４３．５°より小さい範囲であることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器用フィン。
【請求項４】
前記ルーバ（２３）のルーバピッチ（ＰＬ）は、０．３ｍｍより大きく、かつ、０．６２ｍｍより小さい範囲であり、
前記平面部（２１）の板厚（ｔ）は、０．００６ｍｍより大きく、かつ、０．０５ｍｍより小さい範囲であり、
フィン高さ（Ｈｆ）は、１．４ｍｍより大きく、かつ、６．５ｍｍより小さい範囲であり、
前記予め定めた切り起こし角度（θ）は、２２．５°より大きく、かつ、４３．５°より小さい範囲であることを特徴とする請求項２に記載の熱交換器用フィン。
【請求項５】
前記少なくとも１つのルーバ（２３）は、前記４つの角部のうち残りの２つの角部が直角に形成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の熱交換器用フィン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器用フィンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、熱交換器用フィンとしてコルゲートフィンを採用するとともに、コルゲートフィンの表面には、空気の流れ方向に沿って複数のルーバが切り起こし形成されている。そして、コルゲートフィンの幅やフィンピッチ、ルーバの長さ等の諸元を変更することで熱交換性能等を向上させる技術が、種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公昭６１−４６７５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、複数のルーバを有する熱交換器用フィンにおいて、ルーバピッチを微細化してルーバの枚数を増加させると、ルーバの先端効果によりフィンの熱伝達率が向上し、伝熱性能を向上させることができる。そして、近年、製造技術の進歩により、従来の製造限界とされていた寸法以上にルーバピッチを微細化することが可能となっている。
【０００５】
しかしながら、ルーバピッチを微細化すると熱伝達率は向上するものの、フィン効率が低下してフィンから放出される熱流量が低下するので、実際のフィンとしては、ルーバピッチの微細化による伝熱性能向上効果を充分に得ることができない。つまり、複数のルーバを有する熱交換器用フィンにおいて、単純にルーバピッチを微細化するだけでは、伝熱性能を向上させることはできない。
【０００６】
本発明は上記点に鑑みて、伝熱性能を向上させることができる熱交換器用フィンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、熱交換対象物（１）の外表面に接合されるとともに、熱交換対象物（１）と、熱交換対象物（１）周りを流通する流体との熱交換を促進する熱交換器用フィンにおいて、流体の流れ方向に垂直な断面形状が、流体の流れ方向と略平行な複数の平面部（２１）と、隣り合う平面部（２１）間を繋ぐ頂部（２２）とを有する波形状であり、平面部（２１）には、平面部（２１）に対して予め定めた切り起こし角度で切り起こされたルーバ（２３）が、流体の流れ方向（Ｘ１）に沿って複数設けられており、平面部（２１）の板厚をｔ、ルーバ（２３）のルーバピッチをＰＬとしたとき、平面部（２１）の板厚およびルーバピッチが、０．０３５≦ｔ／ＰＬ≦０．２９の関係を満たしており、複数のルーバ（２３）のうち少なくとも１つのルーバ（２３）は、平面部（２１）に垂直かつ流体の流れ方向と平行な断面における４つの角部のうち対角線上にある２つの角部が円弧状に形成されていることを特徴としている。
【０００８】
これによれば、平面部（２１）の板厚およびルーバピッチを０．０３５≦ｔ／ＰＬ≦０．２９の範囲内とすることで、ルーバピッチＰＬの微細化による熱交換器用フィンの伝熱性能向上効果を充分に得ることができる。このため、伝熱性能を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１参考例に係るラジエータを示す正面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図３】第１参考例におけるフィンを示す正面図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ断面図である。
【図５】図４のＶ部拡大図である。
【図６】ルーバピッチを変化させた際の、ルーバの熱伝達率およびフィンの熱伝達率の変化を示す特性図である。
【図７】フィンの板厚と、ルーバの熱伝達率に対するフィンの熱伝達率の低下割合との関係を示す特性図である。
【図８】フィンの板厚と通風抵抗との関係を示す特性図である。
【図９】フィンの諸元を変更した場合のフィンの伝熱性能の変化を示す特性図である。
【図１０】第１参考例のヒータコアにおいて、ルーバピッチを変化させた場合のｔ／ＰＬとフィンの伝熱性能との関係を示す特性図である。
【図１１】第１参考例のヒータコアにおけるルーバピッチとフィンの伝熱性能との関係を示す特性図である。
【図１２】第１参考例のヒータコアにおけるフィンの板厚とフィンの伝熱性能との関係を示す特性図である。
【図１３】第１参考例のヒータコアにおけるフィン高さとフィンの伝熱性能との関係を示す特性図である。
【図１４】第１参考例のヒータコアにおけるルーバの切り起こし角度とフィンの伝熱性能との関係を示す特性図である。
【図１５】第２参考例のラジエータにおけるルーバピッチとフィンの伝熱性能との関係を示す特性図である。
【図１６】第２参考例のラジエータにおけるフィンの板厚とフィンの伝熱性能との関係を示す特性図である。
【図１７】第２参考例のラジエータにおけるフィン高さとフィンの伝熱性能との関係を示す特性図である。
【図１８】第２参考例のラジエータにおけるルーバの切り起こし角度とフィンの伝熱性能との関係を示す特性図である。
【図１９】第１実施形態におけるフィンの平面部に垂直な断面を示す断面図である。
【図２０】第３参考例におけるフィンの平面部に垂直な断面を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態および参考例について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態および各参考例の相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００１１】
（第１参考例）
本発明の第１参考例について図１〜図１４に基づいて説明する。本参考例は、熱交換器用フィンを、水冷式内燃機関（以下、エンジンともいう）の冷却水を熱源として送風空気を加熱するヒータコアに搭載されるフィンに適用したものである。
【００１２】
図１に示すように、ヒータコアは、内部流体としての冷却水が流れる管であるチューブ１を備えている。チューブ１は、外部流体としての空気の流れ方向（以下、空気流れ方向Ｘ１という）が長径方向と一致するように、長手方向垂直断面の形状が扁平な長円形状（扁平形状）に形成されている。チューブ１は、その長手方向が鉛直方向に一致するように水平方向に複数本平行に配置されている。
【００１３】
また、チューブ１は、チューブ１における冷却水が流通する流体通路を挟んで対向する二つの扁平面１０ａ、１０ｂを有している。チューブ１の両側の扁平面１０ａ、１０ｂには、波状に成形された伝熱部材としてのフィン２が接合されている。このフィン２により空気との伝熱面積を増大させて冷却水と空気との熱交換を促進している。このため、チューブ１は、本発明の熱交換対象物に相当している。なお、以下、チューブ１およびフィン２からなる略矩形状の熱交換部をコア部３と呼ぶ。
【００１４】
ヘッダタンク４は、チューブ１の長手方向（以下、チューブ長手方向Ｘ２という）の端部（本参考例では、上下端）にてチューブ長手方向Ｘ２と直交する方向（本参考例では、水平方向）に延びて複数のチューブ１と連通するものである。ヘッダタンク４は、チューブ１が挿入接合されたコアプレート４ａと、コアプレート４ａとともにタンク内空間を構成するタンク本体部４ｂとを有して構成されている。本参考例では、コアプレート４ａおよびタンク本体部４ｂは、金属（例えば、アルミニウム合金）製である。また、コア部３の両端部には、チューブ長手方向Ｘ２と略平行に延びてコア部３を補強するインサート５が設けられている。
【００１５】
二つのヘッダタンク４のうち、上方側に配置されるとともに、チューブ１に冷却水を分流する入口側タンク４１のタンク本体部４ｂには、エンジンを冷却した冷却水をタンク本体部４ｂ内に流入させる入口パイプ４ｃが設けられている。また、二つのヘッダタンク４のうち、下方側に配置されるとともに、チューブ１から流出する冷却水を集合する出口側タンク４２のタンク本体部４ｂには、空気との熱交換により冷却された冷却水をエンジンに向けて流出させる出口パイプ４ｄが設けられている。
【００１６】
図２に示すように、チューブ１の内部には、二つの扁平面１０ａ、１０ｂ同士を接続するように形成され、チューブ１の耐圧強度を高める内柱部１１が設けられている。内柱部１１は、チューブ１内部における空気流れ方向Ｘ１の中央部に配置されている。この内柱部１１により、チューブ１内部の流体通路が二つに仕切られている。
【００１７】
図３に示すように、フィン２は、板状の板部２１、および隣り合う板部２１を所定距離離して位置づける頂部２２を有するように波状に形成されたコルゲートフィンである。板部２１は、空気流れ方向Ｘ１（図２の紙面垂直方向）に沿って広がる面を提供している。板部２１は、平板によって提供されることができ、以下の説明では、平面部２１とも称される。
【００１８】
頂部２２は、狭い幅の平面を外側に面するように提供する平板状の頂板部を有する。頂板部と平面部２１との間には、ほぼ直角の曲げ部が設けられている。頂板部は、チューブ１に接合され、フィン２とチューブ１とが熱伝達可能に接合される。頂部２２は、その頂板部の幅が充分に狭く形成され、曲げ部が大きな半径をもって形成されると、全体として湾曲した湾曲部として見ることができる。よって、以下の説明では、頂部２２は湾曲部２２とも称される。
【００１９】
この波状のフィン２は本参考例では、薄板金属材料にローラ成形法を施すことにより成形されている。フィン２の湾曲部２２はチューブ１の扁平面１０ａ、１０ｂにろう付けにより接合されている。
【００２０】
図４および図５に示すように、フィン２の平面部２１には、平面部２１を切り起こすことにより鎧窓状のルーバ２３が一体形成されている。ルーバ２３は、チューブ１の積層方向Ｘ３（以下、チューブ積層方向Ｘ３という）から見たとき、平面部２１に対して予め定めた角度（以下、切り起こし角度θという）で切り起こされており、空気流れ方向Ｘ１に沿って平面部２１に複数設けられている。そして、隣り合うルーバ２３間には、空気が流通可能なルーバ間通路２３０が形成されている。
【００２１】
本参考例では、１つの平面部２１に形成された複数のルーバ２３は、空気流れ上流側に位置する複数のルーバ２３を含む上流ルーバ群と、空気流れ下流側に位置する複数のルーバ２３を含む下流ルーバ群に二分されている。そして、上流ルーバ群に属するルーバ２３の切り起こし方向と、下流ルーバ群に属するルーバ２３の切り起こし方向とが異なっている。つまり、上流ルーバ群と下流ルーバ群とは、それぞれに属するルーバ２３の切り起こし方向が逆に形成されている。
【００２２】
平面部２１の空気流れ上流側の端部は、ルーバ２３が形成されていない上流側平面部２４となっている。同様に、平面部２１の空気流れ下流側の端部は、ルーバ２３が形成されていない下流側平面部２５となっている。
【００２３】
平面部２１の空気流れ方向Ｘ１における略中央部、すなわち上流ルーバ群と下流ルーバ群との間は、ルーバ２３が形成されておらず、空気流れ方向が反転する転向部２６として構成されている。換言すると、上流ルーバ群と下流ルーバ群との間には、空気の流れ方向Ｘ１と略平行に形成された転向部２６が設けられている。この転向部２６を介して、上流ルーバ群と下流ルーバ群とは、それぞれに属するルーバ２３の切り起こし方向が反転している。
【００２４】
複数のルーバ２３のうち空気流れ最上流側に配置される上流端ルーバ２３ａは、上流側平面部２４に接続されている。また、複数のルーバ２３のうち空気流れ最下流側に配置される下流端ルーバ２３ｂは、下流側平面部２５に接続されている。
【００２５】
ルーバ２３は、転向部２６の空気流れ上流側と下流側とに同枚数ずつ配設されている。また、複数のルーバ２３は、平面部２１の空気流れ方向の中心線（仮想線）Ｃ１に対して対称に配置されている。なお、図５において、二点鎖線は、フィン２の板厚方向における中心線（仮想線）Ｃ２を示している。
【００２６】
ここで、ルーバ２３のルーバピッチＰＬを変化させた際の、ルーバ２３の熱伝達率およびフィン２の熱伝達率の変化を図６に示す。図６の縦軸は、現状のフィン２であるルーバピッチＰＬが０．７ｍｍのフィン２（以下、基準フィンという）の熱伝達率を１００％としたときの、ルーバ２３の熱伝達率およびフィン２の熱伝達率を示している。
【００２７】
また、基準フィンの板厚ｔは、０．０５ｍｍである。本参考例では、フィン２の板厚ｔは、フィン２の平面部２１の板厚を意味しており、ルーバ２３の板厚と等しくなっている。
【００２８】
図６に示すように、フィン２において、ルーバ２３のルーバピッチＰＬが細かい程、ルーバ２３の熱伝達率が向上する。しかしながら、ルーバピッチＰＬが細かい程フィン効率が低下するので、フィン２としては、ルーバピッチＬＰの微細化による熱伝達率上昇効果を充分に得ることができない。さらに、図６から明らかなように、ルーバピッチＰＬが細かい程、ルーバ２３の熱伝達率とフィン２の熱伝達率との差が大きくなる。
【００２９】
続いて、ルーバピッチＰＬの異なるフィン２における、フィン２の板厚ｔと、ルーバ２３の熱伝達率に対するフィン２の熱伝達率の低下割合との関係を図７に示す。基準フィンでは、ルーバ２３の熱伝達率に対するフィン２の熱伝達率の低下割合が３％になっている。
【００３０】
図７に示すように、フィン２の板厚ｔが薄い程、ルーバ２３の熱伝達率とフィン２の熱伝達率との差が大きくなる。このため、ルーバピッチＰＬを細かくした場合に、ルーバ２３の熱伝達率に対するフィン２の熱伝達率の低下割合を基準フィンと同等に維持するためには、フィン２の板厚ｔをルーバピッチＰＬに対して相対的に厚くする必要がある。
【００３１】
続いて、ルーバピッチＰＬの異なるフィン２における、フィン２の板厚ｔと通風抵抗との関係を図８に示す。なお、図８の縦軸は、基準フィンの通風抵抗を１００％としたときの通風抵抗の増加割合を示している。図８に示すように、フィン２の板厚ｔが厚い程、通風抵抗が増大する。
【００３２】
そこで、本発明者は、熱伝達率および通風抵抗を考慮して、ルーバピッチＰＬを微細化したときのフィン２の伝熱性能についての検討を行った。
【００３３】
ここで、ヌセルト数をＮｕ、フィン２の熱伝達率をα、フィン２のフィンピッチをＰｆ（図３参照）、空気の熱伝導率をλａ、抵抗係数をＣｆ、通風抵抗をΔＰａ、空気密度をρａ、空気の風速をＵａ、フィン２の幅、すなわちフィン２の空気流れ方向Ｘ１の長さをＤ（図２参照）としたとき、ヌセルト数および抵抗係数は、それぞれ以下の数式１、２で表される。
【００３４】
（数１）
Ｎｕ＝α・Ｐｆ／λａ
（数２）
Ｃｆ＝ΔＰａ／（０．５・ρａ・Ｕａ2Ｐｆ／Ｄ）
本参考例では、フィン２の熱伝達率の指標としてヌセルト数Ｎｕと抵抗係数Ｃｆとの比（Ｎｕ／Ｃｆ）を用いる。Ｎｕ／Ｃｆの値が大きい程、フィン２の熱伝達率が高いことを表している。また、フィン２の平面部２１にルーバ２３が形成されていない比較例のフィン２におけるヌセルト数をＮｕ0、抵抗係数をＣｆ0とする。
【００３５】
そして、フィン２の諸元を変更した場合のフィン２の伝熱性能の変化を図９に示す。図９の横軸はルーバピッチＰＬを示している。図９の縦軸は、比較例のフィン２のＮｕ0／Ｃｆ0に対する、本実施形態のフィン２のＮｕ／Ｃｆを示しており、縦軸の値が大きい程、フィン２の伝熱性能が高いことを表している。
【００３６】
具体的には、ｔ／ＰＬを一定とし、フィン高さＨｆ（図３参照）を１．０、２．０、３．０、４．０、５．０（単位：ｍｍ）とした場合のそれぞれのルーバピッチＰＬに対するフィン２の伝熱性能、すなわち（Ｎｕ／Ｃｆ）／（Ｎｕ0／Ｃｆ0）を算出した。そして、前記５種類のフィン高さＨｆのうち、フィン２の伝熱性能（（Ｎｕ／Ｃｆ）／（Ｎｕ0／Ｃｆ0））が最も大きくなるときの値をプロットしグラフ曲線を作成した。
【００３７】
図９において、実線はｔ／ＰＬが０．０５のとき、破線はｔ／ＰＬが０．１のとき、一点鎖線はｔ／ＰＬが０．２のとき、二点鎖線はｔ／ＰＬが０．４のときをそれぞれ示している。
【００３８】
図９から明らかなように、ルーバピッチＰＬが０．１ｍｍ以下の場合は、通風抵抗の増大により、フィン２の板厚ｔに関わらずフィン２の伝熱性能は低下する。また、フィン２の板厚ｔが相対的に薄い（ｔ／ＰＬが１．０より小さい）と、フィン効率の低下によりフィン２の伝熱性能の最大値が低下する。一方、フィン２の板厚ｔが相対的に厚い（ｔ／ＰＬが１／０より大きい）と、通風抵抗の増大によりフィン２の伝熱性能の最大値が低下する。したがって、ｔ／ＰＬを０．１程度とすると、フィン２の伝熱性能の最大値が最も大きくなるため望ましい。
【００３９】
ここで、本参考例のヒータコアにおいて、ルーバピッチＰＬを変化させた場合のｔ／ＰＬとフィン２の伝熱性能との関係を図１０に示す。このとき、ヒータコアの大きさは横２００ｍｍ、縦１５０ｍｍ、幅１６ｍｍであり、ヒータコアを通過する空気の風量は３００ｍ3／ｈ、空気温度は２０℃、冷却水温度は８５℃である。また、フィン高さＨｆは３ｍｍ、ルーバ２３の切り起こし角度θは３２°である。
【００４０】
なお、図１０の縦軸は、ルーバピッチＰＬが０．３ｍｍのフィン２の伝熱性能の最大値を１００％としたときの、各フィン２の伝熱性能比を示している。また、図１０中の破線は、上記従来技術に記載のフィン２（ｔ／ＰＬが０．０３）における伝熱性能を示している。
【００４１】
図１０において、黒丸プロットは、ルーバピッチＰＬが異なる各フィン２の伝熱性能の最大値を示しており、一点鎖線は、黒丸プロットを通るグラフ曲線である。また、図１０において、黒三角プロットは、上記従来技術に記載のフィン２における伝熱性能の最大値を示している。
【００４２】
上述したように、ｔ／ＰＬを０．１程度とすることで、フィン２の伝熱性能の最大値（以下、フィン伝熱性能最大値ともいう）が最も大きくなるが、図１０に示すように、ｔ／ＰＬを０．０３５以上、０．２９以下とすることで、フィン伝熱性能最大値の９５％以上の伝熱性能を確保できる。つまり、ｔ／ＰＬを０．０３５以上、０．２９以下とすることで、ルーバピッチＰＬの微細化によるフィン２の伝熱性能向上効果を充分に得ることができる。
【００４３】
続いて、本参考例のヒータコアにおける、ルーバピッチＰＬとフィン２の伝熱性能との関係を図１１に示す。このとき、ヒータコアにおけるフィン２の板厚ｔが０．０３ｍｍである以外は、図１０の条件と同様である。なお、図１１の縦軸は、ルーバピッチＰＬが０．３ｍｍのフィン２の伝熱性能を１００％としたときの、フィン２の伝熱性能比を示している。
【００４４】
図１１に示すように、ルーバピッチＰＬを０．０９ｍｍより大きく、かつ、０．６２ｍｍより小さくすることで、フィン伝熱性能最大値の９５％以上の伝熱性能を確保できる。
【００４５】
続いて、本参考例のヒータコアにおいて、フィン２の板厚ｔとフィン２の伝熱性能との関係を図１２に示す。このとき、ヒータコアにおけるルーバピッチＰＬが０．３ｍｍである以外は、図１０の条件と同様である。なお、図１２の縦軸は、板厚ｔが０．０３ｍｍであるフィン２の伝熱性能を１００％としたときの、フィン２の伝熱性能比を示している。
【００４６】
図１２に示すように、フィン２の板厚ｔを０．００６ｍｍより大きく、０．０５ｍｍより小さくすることで、フィン伝熱性能最大値の９５％以上の伝熱性能を確保できる。なお、フィン２の板厚ｔを０．００６ｍｍより大きく、０．０４ｍｍより小さくすることがより好ましい。
【００４７】
続いて、本参考例のヒータコアにおいて、フィン高さＨｆとフィン２の伝熱性能との関係を図１３に示す。このとき、ヒータコアにおけるルーバピッチＰＬが０．３ｍｍであるとともにフィン２の板厚ｔが０．０３ｍｍである以外は、図１０の条件と同様である。なお、図１３の縦軸は、フィン高さＨｆが３ｍｍのフィン２の伝熱性能を１００％としたときの、フィン２の伝熱性能比を示している。
【００４８】
図１３に示すように、フィン高さＨｆを１．４ｍｍより大きく、６．５ｍｍより小さくすることで、フィン伝熱性能最大値の９５％以上の伝熱性能を確保できる。
【００４９】
続いて、本参考例のヒータコアにおいて、ルーバ２３の切り起こし角度θとフィン２の伝熱性能との関係を図１４に示す。このとき、ヒータコアにおけるルーバピッチＰＬが０．３ｍｍであるとともにフィン２の板厚ｔが０．０３ｍｍである以外は、図１０の条件と同様である。なお、図１４の縦軸は、ルーバ２３の切り起こし角度θが３２°のフィン２の伝熱性能を１００％としたときの、フィン２の伝熱性能比を示している。
【００５０】
図１４に示すように、ルーバ２３の切り起こし角度θを２２．５°より大きく、４３．５°より小さくすることで、フィン伝熱性能最大値の９５％以上の伝熱性能を確保できる。
【００５１】
以上説明したように、フィン２の平面部２１の板厚ｔおよびルーバピッチＰＬを０．０３５≦ｔ／ＰＬ≦０．２９の範囲内とすることで、ルーバピッチＰＬの微細化によるフィン２の伝熱性能向上効果を充分に得ることができる。このため、フィン２の伝熱性能を向上させることが可能となる。
【００５２】
また、フィン２の平面部２１の板厚ｔおよびルーバピッチＰＬを０．０３５≦ｔ／ＰＬ≦０．１７の範囲内とすることがより望ましい。このとき、図１０に示すように、ルーバピッチＰＬを０．３ｍｍより大きく、かつ、０．６２ｍｍより小さくすることで、フィン２の伝熱性能をさらに向上させることが可能となる。
【００５３】
（第２参考例）
次に、本発明の第２参考例について図１５〜図１８に基づいて説明する。本第２参考例は、上記第１参考例と比較して、熱交換器用フィンを、水冷式内燃機関を冷却した冷却水と空気との間で熱交換を行うラジエータに搭載されるフィンに適用した点が異なるものである。
【００５４】
本参考例のラジエータにおいて、ルーバピッチＰＬとフィン２の伝熱性能との関係を図１５に示す。このとき、ラジエータの大きさは横３１３ｍｍ、縦４００ｍｍ、幅１６ｍｍであり、ラジエータを通過する空気の風速は４ｍ／ｓ、空気温度は２０℃、冷却水温度は８０℃である。また、フィン高さＨｆは３ｍｍ、フィン２の板厚ｔは０．０３ｍｍ、ルーバ２３の切り起こし角度θは３２°である。なお、図１５の縦軸は、ルーバピッチＰＬが０．３ｍｍのフィン２の伝熱性能を１００％としたときの、フィン２の伝熱性能比を示している。
【００５５】
図１５に示すように、ルーバピッチＰＬを０．０９ｍｍより大きく、０．６２ｍｍより小さくすることで、フィン伝熱性能最大値の９５％以上の伝熱性能を確保できる。
【００５６】
続いて、本参考例のラジエータにおいて、フィン２の板厚ｔとフィン２の伝熱性能との関係を図１６に示す。このとき、ラジエータにおけるルーバピッチＰＬが０．３ｍｍである以外は、図１５の条件と同様である。なお、図１６の縦軸は、板厚ｔが０．０３ｍｍであるフィン２の伝熱性能を１００％としたときの、フィン２の伝熱性能比を示している。
【００５７】
図１６に示すように、フィン２の板厚ｔを０．００６ｍｍより大きく、０．０５ｍｍより小さくすることで、フィン伝熱性能最大値の９５％以上の伝熱性能を確保できる。
【００５８】
続いて、本参考例のラジエータにおいて、フィン高さＨｆとフィン２の伝熱性能との関係を図１７に示す。このとき、ラジエータにおけるルーバピッチＰＬが０．３ｍｍであるとともにフィン２の板厚ｔが０．０３ｍｍである以外は、図１５の条件と同様である。なお、図１７の縦軸は、フィン高さＨｆが３ｍｍであるフィン２の伝熱性能を１００％としたときの、フィン２の伝熱性能比を示している。
【００５９】
図１７に示すように、フィン高さＨｆを１．４ｍｍより大きく、６．５ｍｍより小さくすることで、フィン伝熱性能最大値の９５％以上の伝熱性能を確保できる。
【００６０】
続いて、本参考例のラジエータにおいて、ルーバ２３の切り起こし角度θとフィン２の伝熱性能との関係を図１８に示す。このとき、ラジエータにおけるルーバピッチＰＬが０．３ｍｍであるとともにフィン２の板厚ｔが０．０３ｍｍである以外は、図１５の条件と同様である。なお、図１４の縦軸は、ルーバ２３の切り起こし角度θが３２°であるフィン２の伝熱性能を１００％としたときの、フィン２の伝熱性能比を示している。
【００６１】
図１８に示すように、ルーバ２３の切り起こし角度θを２２．５°より大きく、４３．５°より小さくすることで、フィン伝熱性能最大値の９５％以上の伝熱性能を確保できる。
【００６２】
以上説明したように、熱交換器用フィンとして、ラジエータに搭載されるフィンを採用した場合であっても、上記第１参考例と同様の効果を得ることが可能となる。
【００６３】
（第１実施形態）
次に、本発明の第１実施形態について図１９に基づいて説明する。本第１実施形態は、上記第１参考例と比較して、ルーバ２３の形状が異なるものである。
【００６４】
図１９に示すように、フィン２の平面部２１に形成される全てのルーバ２３は、当該平面部２１に垂直な断面の形状が、長方形における２つの角部に相当する部位が円弧状に形成された形状になっている。本実施形態では、ルーバ２３の平面部２１に垂直な断面形状が、長方形における４つの角部のうち対角線上にある２つの角部に相当する部位が円弧状に形成されるとともに、残りの２つの角部が直角に形成された形状となっている。
【００６５】
より詳細には、上流ルーバ群に属するルーバ２３では、平面部２１に垂直な断面において、長方形における空気流れ上流側の２つの角部２３１、２３２（紙面上側の２つの角部）のうち、転向部２６に近い側の角部２３２が円弧状に形成されている。また、上流ルーバ群に属するルーバ２３では、平面部２１に垂直な断面において、長方形における空気流れ下流側の２つの角部２３３、２３４（紙面下側の２つの角部）のうち、転向部２６から遠い側の角部２３３が円弧状に形成されている。
【００６６】
一方、下流ルーバ群に属するルーバ２３では、平面部２１に垂直な断面において、長方形における空気流れ上流側の２つの角部２３５、２３６（紙面下側の２つの角部）のうち、転向部２６から遠い側の角部２３６が円弧状に形成されている。また、下流ルーバ群に属するルーバ２３では、平面部２１に垂直な断面において、長方形における空気流れ下流側の２つの角部２３７、２３８（紙面上側の２つの角部）のうち、転向部２６に近い側の角部２３７が円弧状に形成されている。
【００６７】
ところで、ルーバ２３の板厚ｔをルーバピッチＰＬに対して相対的に厚くすると、ルーバ間通路２３０が狭くなる。このため、ルーバ間通路２３０に空気が流入し難くなり、結果的にフィン２の伝熱性能が低下する。
【００６８】
これに対し、本実施形態のように、ルーバ２３の平面部２１に垂直な断面の形状を、長方形における２つの角部に相当する部位が円弧状に形成された形状とすることで、ルーバ間通路２３０に空気が流入しやすくなる。これにより、ルーバ２３の板厚ｔをルーバピッチＰＬに対して相対的に厚くした場合に、フィン２の伝熱性能が低下することを抑制できる。
【００６９】
（第３参考例）
次に、本発明の第３参考例について図２０に基づいて説明する。本第３参考例は、上記第１実施形態と比較して、ルーバ２３の形状が異なるものである。
【００７０】
図２０に示すように、本参考例では、フィン２の１つの平面部２１に形成される全てのルーバ２３は、当該平面部２１に垂直な断面の形状が、長方形における１つの角部に相当する部位が円弧状に形成された形状になっている。
【００７１】
具体的には、上流ルーバ群に属するルーバ２３では、平面部２１に垂直な断面において、長方形における空気流れ上流側の２つの角部２３１、２３２（紙面上側の２つの角部）のうち、転向部２６に近い側の角部２３２が円弧状に形成されている。一方、下流ルーバ群に属するルーバ２３では、平面部２１に垂直な断面形状が、長方形における空気流れ上流側の２つの角部２３５、２３６（紙面下側の２つの角部）のうち、転向部２６から遠い側の角部２３６が円弧状に形成されている。
【００７２】
本参考例では、ルーバ２３の平面部２１に垂直な断面の形状を、長方形における１つの角部に相当する部位が円弧状に形成された形状としているので、ルーバ間通路２３０に空気が流入しやすくなる。このため、上記第１実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。
【００７３】
（他の実施形態および他の参考例）
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。上述の実施形態および参考例は、以下のように種々変形可能である。
【００７４】
（１）上記各実施形態および上記各参考例では、熱交換対象物としてチューブ１を採用して、熱交換器としていわゆるフィンアンドチューブ型の熱交換器を採用した例について説明したが、これに限定されない。例えば、熱交換対象物としてパワーカードやインバータ素子等の発熱する電子部品や機械を採用し、熱交換器として、フィンを当該電子部品に直接接合する構成の熱交換器を採用してもよい。
【００７５】
（２）上記各実施形態および上記各参考例では、熱交換器としてヒータコアまたはラジエータを採用した例について説明したが、熱交換器はこれに限定されない。例えば、熱交換器として、車両用冷凍サイクル（空調装置）内を循環する冷媒と空気とを熱交換して冷媒を冷却する凝縮器や、内燃機関（エンジン）に供給される燃焼用の空気（吸気）を冷却するインタークーラ等を採用してもよい。
【００７６】
（３）上記各実施形態および上記各参考例では、チューブ１の外表面に接合されるフィン（アウターフィン）２にルーバ２３を形成した例について説明したが、これに限らず、チューブ１の内部に配置されるインナーフィンにルーバ２３を形成してもよい。
【００７７】
（４）上記第１実施形態および上記第３参考例では、ルーバ２３の平面部２１に垂直な断面の形状を、長方形における２つまたは１つの角部に相当する部位が円弧状に形成された形状とした例について説明したが、これに限らず、長方形における３つまたは４つの角部に相当する部位が円弧状に形成された形状としてもよい。
【００７８】
すなわち、ルーバ２３の平面部２１に垂直な断面の形状を、長方形における少なくとも１つの角部に相当する部位が円弧状に形成された形状としてもよい。このとき、長方形における任意の角部を円弧状に形成してもよい。
【００７９】
（５）上記第１実施形態および上記第３参考例では、フィン２の平面部２１に形成される全てのルーバ２３において、平面部２１に垂直な断面の形状を、長方形における少なくとも１つの角部に相当する部位が円弧状に形成された形状とした例について説明したが、これに限定されない。すなわち、フィン２の平面部２１に形成される複数のルーバ２３のうち、少なくとも１つのルーバにおいて、平面部２１に垂直な断面の形状を、長方形における少なくとも１つの角部に相当する部位が円弧状に形成された形状としてもよい。
【符号の説明】
【００８０】
１    チューブ（熱交換対象物）
２１  平面部
２２  頂部
２３  ルーバ
【図１】
0006011481.tif 000002
【図２】
0006011481.tif 000003
【図３】
0006011481.tif 000004
【図４】
0006011481.tif 000005
【図５】
0006011481.tif 000006
【図６】
0006011481.tif 000007
【図７】
0006011481.tif 000008
【図８】
0006011481.tif 000009
【図９】
0006011481.tif 000010
【図１０】
0006011481.tif 000011
【図１１】
0006011481.tif 000012
【図１２】
0006011481.tif 000013
【図１３】
0006011481.tif 000014
【図１４】
0006011481.tif 000015
【図１５】
0006011481.tif 000016
【図１６】
0006011481.tif 000017
【図１７】
0006011481.tif 000018
【図１８】
0006011481.tif 000019
【図１９】
0006011481.tif 000020
【図２０】
0006011481.tif 000021