(57)【要約】      （修正有）【課題】アスペクト比が１以上であって、かつ複雑な形状の深さが均一な深い溝を短時間で加工することを可能ならしめるウォータージェットによる溝加工方法を提供する。【解決手段】被加工部材の被加工面に、ウォータージェットを噴射する噴射ノズルを有するウォータージェット装置により溝を加工するウォータージェットによる溝加工方法において、前記噴射ノズルの移動方向における加工溝の端部を、前記被加工面の外形線よりも内側に形成させるべく、前記被加工部材よりもウォータージェットの噴射力に耐性のある保護部材を、前記被加工面の表面の一部であって、かつ溝を形成させない部分を覆うように配置し、前記噴射ノズルから所定の噴射力のウォータージェットを噴射しながら、この噴射ノズルを前記保護部材上と前記被加工面上とに亘って移動させる。【選択図】図３
2007276039.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工部材の被加工面に、ウォータージェットを噴射する噴射ノズルを有するウォータージェット装置により溝を加工するウォータージェットによる溝加工方法において、前記噴射ノズルの移動方向における加工溝の端部を、前記被加工面の外形線よりも内側に形成させるべく、前記被加工部材よりもウォータージェットの噴射力に耐性のある保護部材を、前記被加工面の表面の一部であって、かつ溝を形成させない部分を覆うように配置すると共に、前記噴射ノズルから所定の噴射力のウォータージェットを噴射しながら、この噴射ノズルを前記保護部材上と前記被加工面上とに亘って移動させることを特徴とするウォータージェットによる溝加工方法。
【請求項２】
噴射ノズルの移動方向に沿う複数の溝を同時にまたは一度に形成するために、複数配設した噴射ノズルからウォータージェットを噴射することを特徴とする請求項１に記載のウォータージェットによる溝加工方法。
【請求項３】
噴射ノズルの移動方向に沿う複数の溝を小ピッチで形成するために、複数配設した噴射ノズルにおける隣り合う噴射ノズル同士を、噴射ノズルの移動方向に対して前後にずらして配置し、これら複数の噴射ノズルからウォータージェットを噴射することを特徴とする請求項１に記載のウォータージェットによる溝加工方法。
【請求項４】
前記複数の溝の終端が噴射ノズルの移動方向に対して斜め方向に徐々にずれて形成されるように、保護部材を被加工面上に配置してから溝の終端を形成し、この溝の終端を始端とするべく、先に加工した複数の溝を覆うように被加工面上に保護部材を配置してから、前記噴射ノズルを先に形成された溝と交差する方向に移動させてこれら溝の始端を形成することを特徴とする請求項２または３のうちの何れか一つの項に記載のウォータージェットによる溝加工方法。
【請求項５】
前記被加工部材が金属であり、前記ウォータージェットに研磨剤を混入したことを特徴とする請求項１乃至４のうちの何れか一つの項に記載のウォータージェットによる溝加工方法。
【請求項６】
前記請求項５に記載のウォータージェットによる溝加工方法により形成された溝のアスペクト比は１以上であることを特徴とする熱交換器部材。
【請求項７】
前記被加工部材が板状部材であり、表裏何れか一方の面を被加工面として溝が加工されてなることを特徴とする請求項６に記載の熱交換器部材。
【請求項８】
前記被加工部材が板状部材であり、表裏両面を被加工面として溝が加工されてなることを特徴とする請求項６に記載の熱交換器部材。
【請求項９】
前記請求項７に記載の熱交換器部材が板状部材の板厚方向に複数積層されてなることを特徴とする熱交換器。
【請求項１０】
前記請求項８に記載の熱交換器部材と平板部材とが交互に板厚方向に複数積層されてなることを特徴とする熱交換器。
【請求項１１】
前記被加工面の外周縁に残存する溝の未加工部分において積層される部材間の一部または全部が、ロー付け、拡散接合、または溶接されてなることを特徴とする請求項９または１０のうちの何れか一つの項に記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウォータージェット装置の噴射ノズルからウォータージェットを噴射することにより金属板等の被加工部材の被加工面に細い溝を形成するウォータージェットによる溝加工方法、熱交換器部材および熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
金属板等の表面に細い溝を形成する場合、下記のような種々の加工方法、例えば「エッチングによる溝加工方法」、「ウォータージェットによる溝加工方法」、「マイクロブラスストによる溝加工方法」等によっていた。以下、金属板等の表面に細い溝を形成する溝加工方法に係る従来例の概要を紹介する。先ず、従来例１に係る溝加工方法は、写真印刷の技術を利用して、加工したくない部位を樹脂等によって保護した後に、エッチング液を用いて流路（溝）を形成する加工方法である。
【０００３】
従来例２に係るものは「ウォータージェットによる溝加工方法およびハニカム構造体成形用金型の製造方法」で、ウォータージェットを用いて被加工物の表面に有底の溝を加工する方法である。より詳しくは、被加工物に吹付ける位置を、溝形成位置に沿って相対的に２００ｍｍ／分以上の速度で移動させることにより、材料供給用の供給穴と、この供給穴に連通して格子状に設けられた材料をハニカム形状に成形するためのスリット溝とを有し、かつ各スリット溝がその幅の１０倍以上の深さを有するハニカム構造体成形用金型等を製造する方法である（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
従来例３に係るものは、「熱交換器付き化学反応器」に係る文献であるが、これに熱交換器の流路（溝）加工について記載されている。すなわち、「選択する交換器は、複数のプレートを重ね合わせて拡散接合し、プレートのスタックを形成することによって形成したものであり、各プレートは所望のチャンネルのパターンに従って、例えば化学式エッチング、または水圧ミリング、または例えば水ジェットよる切削によって所望の深さまで表面材料を除去する化学式および／または機械式の処理によって、選択的に構成する」と記載されている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００４−５８２０６号公報
【特許文献２】特表２００３−５２０６７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来例１に係る溝加工方法は、非常に複雑な形状の流路（溝）を加工することができるという点において優れていると考えられる。しかしながら、この従来例１に係る技術では、深い流路（溝）を形成することができず、例えばアスペクト比（溝の縦横比）で１〜０．５程度の浅い流路（溝）しか加工することができない。また、エッチング液（腐食液）を用いるため、アルミニウム等の腐食反応速度が速い金属では加工し難いという問題がある。さらに、廃液の処理も必要であり、設備に係る設備投資も嵩むため、高コストになるという経済上の問題もある。
【０００６】
上記従来例２に係る溝加工方法は、２４０ｍｍ／分、ウォータージェットの繰返し噴射回数２４０回で、溝幅０．１ｍｍ、深さ２．５ｍｍのハニカム構造体成形用金型等を製造している。つまり、この従来例３に係る溝加工方法は、加工所要時間が非常に長時間であって実用的でないのに加えて、２４０回も同一個所にウォータージェットを噴射しながら噴射ノズルの移動を繰返さなければならないために、加工精度の管理が難しいという問題がある。また、さらに複雑な形状の溝加工に関しては、何ら説明されていない。
【０００７】
上記従来例３に係る特許文献２には化学式エッチング、または水圧ミリング、または例えば水ジェットよる切削によって所望の深さまで表面材料を除去すると記載されている。
しかしながら、この従来例３に係る技術は、熱交換器の製造自体が目的であって、ただ単に、一般的に薄板に流路を形成させ得ると思われる方法を述べているだけであり、具体的な方法については何ら記載されていない。
【０００８】
ところで、板に溝加工をすると単位体積当りの表面積が広くなるから、熱交換器や反応器に使用すると、伝熱面積が広くなったり、反応に寄与する面積が増加したりするため、熱交換器や反応器の性能が向上する。従って、板に深い溝を加工することにより、単位体積当りの表面積を増大させることは、熱交換器や反応器の性能向上にとって極めて有効である。また、板に深い溝を加工することにより、同じ表面積を加工するのに、板の枚数を少なくすることができるから、板の取替え時間の短縮、加工時間の短縮および加工コストの削減につながる。
【０００９】
ウォータージェットにより溝の端部被加工部材の被加工面の外形線よりも内側に形成しようとする場合、従来は噴射ノズルの移動（開始、停止、速度）と噴射（開始、停止、噴射力）を制御していた。そのため、溝の加工開始、加工途中、および加工終わりの溝加工条件を均一にすることが困難であって、溝の始端や終端の深さや幅を一定に保持するのが極めて難しいという問題があった。例えば、噴射ノズルの移動の停止と同時に噴射を停止しようとしても、噴射ノズル内の残圧によって噴射が直ちに停止せず、ウォータージェットが被加工部材を貫通するという不具合が生じることがあった。また、噴射ノズルの停止時点でウォータージェットの噴射を停止（残圧０）させるように徐々に弱めたり、噴射ノズルの移動の開始と同時に噴射を開始したりすると、溝の深さや幅が漸減または漸増し一定しないという不具合があった。
【００１０】
上記のような種々の問題があるために、噴射ノズルの移動と噴射の開始、停止を頻繁に制御する必要がある複雑な形状の溝を、ウォータージェットにより加工するのは困難であった。また、例えば溝（流路）に流体を流す場合には、溝の深さや幅が一定でないと閉塞したり、溝の断面変化により異常な圧力損失が生じたりする。従って、被加工面の外形線よりも内側に溝の端部が形成され、しかも溝の深さや幅が一定でなければならない熱交換器部材（熱交換器コア）の溝加工にウォータージェット装置を適用することは困難であるため、熱交換器部材（熱交換器コア）の溝加工は、主として切削加工、エッチング加工により行わざるを得なかった。
【００１１】
しかしながら、エッチングによる溝加工方法には、上記のような種々の問題があるため、アスペクト比（溝の縦横比）が１以上であって、かつ複雑な形状の深さが均一な深い溝を短時間で加工することができないから、このような溝の加工を可能ならしめる溝加工方法の確立に対する強い要望があった。そして、設備（エッチング液の処理設備不要）コストや深い溝を加工し得る機能等という観点から、上記のような溝をウォータージェットにより加工する方法を確立することが好ましい。
【００１２】
従って、本発明の目的は、アスペクト比（溝の縦横比）が１以上であって、かつ複雑な形状の深さが均一な深い溝を短時間で加工することを可能ならしめるウォータージェットによる溝加工方法を提供することであり、また他の目的は単位体積当りの表面積が広い熱交換器部材を提供することであり、さらのもう一つの他の目的は熱交換性能が優れた熱交換器の提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、従って、上記課題を解決するために本発明の請求項１に係るウォータージェットによる溝加工方法が採用した手段の要旨は、被加工部材の被加工面に、ウォータージェットを噴射する噴射ノズルを有するウォータージェット装置により溝を加工するウォータージェットによる溝加工方法において、前記噴射ノズルの移動方向における加工溝の端部を、前記被加工面の外形線よりも内側に形成させるべく、前記被加工部材よりもウォータージェットの噴射力に耐性のある保護部材を、前記被加工面の表面の一部であって、かつ溝を形成させない部分を覆うように配置すると共に、前記噴射ノズルから所定の噴射力のウォータージェットを噴射しながら、この噴射ノズルを前記保護部材上と前記被加工面上とに亘って移動させることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の請求項２に係るウォータージェットによる溝加工方法が採用した手段の要旨は、請求項１に記載のウォータージェットによる溝加工方法において、噴射ノズルの移動方向に沿う複数の溝を同時にまたは一度に形成するために、複数配設した噴射ノズルからウォータージェットを噴射することを特徴とするものである。
【００１５】
本発明の請求項３に係るウォータージェットによる溝加工方法が採用した手段の要旨は、請求項１に記載のウォータージェットによる溝加工方法において、噴射ノズルの移動方向に沿う複数の溝を小ピッチで形成するために、複数配設した噴射ノズルにおける隣り合う噴射ノズル同士を、噴射ノズルの移動方向に対して前後にずらして配置し、これら複数の噴射ノズルからウォータージェットを噴射することを特徴とするものである。
【００１６】
本発明の請求項４に係るウォータージェットによる溝加工方法が採用した手段の要旨は、請求項２または３のうちの何れか一つの項に記載のウォータージェットによる溝加工方法において、前記複数の溝の終端が噴射ノズルの移動方向に対して斜め方向に徐々にずれて形成されるように、保護部材を被加工面上に配置してから溝の終端を形成し、この溝の終端を始端とするべく、先に加工した複数の溝を覆うように被加工面上に保護部材を配置してから、前記噴射ノズルを先に形成された溝と交差する方向に移動させてこれら溝の始端を形成することを特徴とするものである。
【００１７】
本発明の請求項５に係るウォータージェットによる溝加工方法が採用した手段の要旨は、請求項１乃至４のうちの何れか一つの項に記載のウォータージェットによる溝加工方法において、前記被加工部材が金属であり、前記ウォータージェットに研磨剤を混入したことを特徴とするものである。
【００１８】
本発明の請求項６に係る熱交換器部材の要旨は、前記請求項５に記載のウォータージェットによる溝加工方法により形成された溝のアスペクト比は１以上であることを特徴とするものである。
【００１９】
本発明の請求７に係る熱交換器部材の要旨は、請求項６に記載の熱交換器部材において、前記被加工部材が板状部材であり、表裏何れか一方の面を被加工面として溝が加工されてなることを特徴とするものである。
【００２０】
本発明の請求８に係る熱交換器部材の要旨は、請求項６に記載の熱交換器部材において、前記被加工部材が板状部材であり、表裏両面を被加工面として溝が加工されてなることを特徴とするものである。
【００２１】
本発明の請求９に係る熱交換器の要旨は、前記請求項７に記載の熱交換器部材が板状部材の板厚方向に複数積層されてなることを特徴とするものである。
【００２２】
本発明の請求１０に係る熱交換器の要旨は、前記請求項８に記載の熱交換器部材と平板部材とが交互に板厚方向に複数積層されてなることを特徴とするものである。
【００２３】
本発明の請求１１に係る熱交換器の要旨は、請求項９または１０のうちの何れか一つの項に記載の熱交換器において、前記被加工面の外周縁に残存する溝の未加工部分において積層される部材間の一部または全部が、ロー付け、拡散接合、または溶接されてなることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の請求項１に係るウォータージェットによる溝加工方法によれば、噴射ノズルの移動方向における加工溝の端部を、被加工面の外形線よりも内側に形成させるべく、被加工部材よりもウォータージェットの噴射力に耐性のある保護部材を、被加工面の表面の一部であって、かつ溝を形成させない部分を覆うように配置し、噴射ノズルから所定の噴射力のウォータージェットを噴射しながら、この噴射ノズルを保護部材上と被加工面上とに亘って移動させることにより溝加工が行われる。従って、被加工面の外形線よりも内側に溝の端部を形成させる場合であっても、ウォータージェットで深さや幅が略一定の溝の端部を加工することができる。
【００２５】
本発明の請求項２に係るウォータージェットによる溝加工方法によれば、一回の噴射ノズルの移動で複数の溝を加工することができるから、被加工面の溝加工工数の低減に寄与することができる。また、複数のノズルが同時に同距離移動するが、保護部材の形状の変化付けることにより、長さが相違する複数の溝を加工することができる。
【００２６】
本発明の請求項３に係るウォータージェットによる溝加工方法によれば、複数配設した噴射ノズルの隣り合う噴射ノズル同士が、噴射ノズルの移動方向に対して前後にずらして配置されている。従って、複数の噴射ノズルを同列に配置する場合よりも噴射ノズルの間隔を狭めることができるから、溝間隔の狭い溝を加工することができる。
【００２７】
ウォータージェットで、例えば複数の折れ曲がった形状の溝を形成しようとする場合、溝の折れ曲がり部分を連続加工で形成しようとすると、溝を湾曲するように形成するときには溝の内・外で噴射ノズルの移動速度に差が生じるため、溝の内・外の深さが一定しない。例えば、薄板（被加工部材）に溝加工するような場合には、溝の内側が貫通する恐れがある。また、溝を屈折するように形成するときには噴射ノズルの移動速度を遅くする必要がある等加工条件に変化が生じるため溝深さが一定しない。また、噴射ノズルの移動と噴射を一端停止させてから移動方向を変更するときも、加工条件を均一にすることが困難で溝の深さや幅を一定にすることが難しい。
【００２８】
しかしながら、本発明の請求項４に係るウォータージェットによる溝加工方法によれば、先に加工した複数の溝を覆うように被加工面上に保護部材を配置してから、噴射ノズルを先に形成された溝と交差する方向に移動させてこれら溝の始端を形成するのであるから、ウォータージェットで複数の折れ曲がった形状の溝を形成する場合であっても、溝の深さや幅を略均一にすることができる。
【００２９】
本発明の請求項５に係るウォータージェットによる溝加工方法によれば、噴射ノズルから研磨剤を混入したウォータージェットを噴射するため、金属からなる被加工部材を短時間のうちに加工することができる。
【００３０】
エッチング加工により形成された溝のアスペクト比は一般に１〜０．５であり、１以上のアスペクト比の溝は機械加工によっている。しかし、本発明の請求項６に係る熱交換器部材によれば、ウォータージェットによりアスペクト比が１以上の折れ曲がり等がある複雑な形状の溝が加工された熱交換器部材を得ることができる。
【００３１】
本発明の請求項７乃至１１に係る熱交換器部材、熱交換器によれば、これらを構成する被加工部材である板状部材の被加工面にアスペクト比が１以上の折れ曲がり等がある複雑な形状の溝が加工されていて熱交換器部材の伝熱面積が広いから、この熱交換器部材で熱交換器を製造することにより、熱交換性能が優れた熱交換器を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明のウォータージェットによる溝加工方法を、被加工部材である薄板の被加工面である表面に溝加工を施して、熱交換器の部品である熱交換コア（熱交換器部材）の溝付板を製造する場合を例として、添付図面を順次参照しながら説明する。図１は本発明の実施の形態に係る溝加工説明図で、図２は溝の断面構成説明図である。また、図３は薄板の被加工面に溝を加工して熱交換コアの溝付板を製作する第１溝加工工程の説明図、図４は薄板の被加工面に溝を加工して熱交換コアの溝付板を製作する第２溝加工工程の説明図、図５は薄板の被加工面に溝を加工して熱交換コアの溝付板を製作する第３溝加工工程の説明図、図６は薄板の被加工面に溝を加工して熱交換コアの溝付板を製作する第４溝加工工程の説明図、図７は薄板の被加工面に溝を加工して熱交換コアの溝付板を製作する第５溝加工工程の説明図である。
【００３３】
熱交換コアの溝付板は、１つの噴射ノズルを有するウォータージェット装置、また複数の噴射ノズルを有するウォータージェット装置の何れであっても、本発明に係る溝加工方法で矩形平面の被加工部材である薄板の表面に複数の溝を加工することによって製作することができる。以下、図１、図３乃至図７を順次参照しながら、ピッチ１．６ｍｍ、深さ２ｍｍ、幅１ｍｍのアスペクト比２の図２に示すような溝を加工して、図１に示す模型の熱交換コアの溝付板を製作する第１乃至第５溝加工工程を説明する。
【００３４】
薄板Ｐの被加工面に溝を加工して熱交換コア溝付板を製作する第１溝加工工程は、図３に示すように、１辺の寸法が２００ｍｍのアルミニウムからなる薄板Ｐの表面の溝を形成させない部分に、後述する形状の保護部材（以下、保護板という。）を配置して溝を形成させない部分を覆った後に、ウォータージェットを噴射しながら噴射ノズルを所定の方向に移動させるものである。
【００３５】
より具体的には、直角を挟む辺の寸法が２０５ｍｍの直角正三角形状の第１保護板１１の直角部を薄板Ｐの下辺と右辺が直角に交わる右下頂角Ａｒｄに合わせて、薄板Ｐの溝を形成させない右辺、下辺側の半分の領域を覆う。また、噴射ノズルの移動方向における加工溝の端部を薄板Ｐの表面の外形線よりも内側に形成させるべく、幅１５ｍｍ、長さ１５０ｍｍの第３保護板１３を、薄板Ｐの溝を形成させない上辺の左側縁部の上面に配置する。
そして、これら保護板１１，１３の配設終了後に、薄板Ｐの右下頂角Ａｒｄから、図における左斜め上方、つまり薄板Ｐの上辺と左辺が直角に交わる左上頂角Ａｌｕをとおる対角線に沿って、ウォータージェットを噴射しながら噴射ノズルを移動させる。そして、薄板Ｐの対角線上であって、かつ第１，３保護板１１，１３で覆われていない部分に、溝の始端および終端となる１本の左上向き斜め溝１を加工する。
【００３６】
ところで、保護板の材料としては、被加工部材である薄板よりもウォータージェットによる加工速度が遅い（加工深さが浅い）材料、つまりウォータージェットの噴射力に耐性がある材料であればよい。この場合は、薄板Ｐがアルミニウム板であるので、保護板としてステンレス鋼板を採用している。
【００３７】
しかしながら、薄板Ｐの溝加工面に保護板を配置する目的は、溝加工を施す薄板Ｐの加工面の損傷を防止することにあるから、特に硬質の材料でなければならない訳ではない。
例えば、エッチングやブラスト加工に用いる高分子材料であるフォトレジスト等の衝撃を吸収する樹脂材料でもよいので、特に硬質の材料に限定されるものではない。また、溝加工条件、すなわち、ウォータージェット装置の圧力は、例えば１５００ｋｇｆ／ｃｍ２、噴射ノズルの移動速度は１０００ｍｍ／分である。なお、ウォータージェットには、例えば平均粒径が１８０μｍのガーネットからなる研磨剤が混入されている。
【００３８】
薄板Ｐの被加工面に溝を加工して溝付板を製作する第２溝加工工程は、図４に示すように、第１保護板１１の直角部を薄板Ｐの上辺と右辺が直角に交わる右上頂角Ａｒｕに合わせ、薄板Ｐの溝を形成させない右辺、上辺側の半分の領域を覆う。また、噴射ノズルの移動方向における加工溝の端部を薄板Ｐの表面の外形線よりも内側に形成させるべく、第３保護板１３を、薄板Ｐの溝を形成させない下辺の左側縁部の上面に配置する。これら保護板１１，１３の配置終了後、薄板Ｐの右下頂角Ａｒｕから、図における左斜め下方、つまり薄板Ｐの下辺と右辺が直角に交わる左下頂角Ａｌｄをとおる対角線に沿って、ウォータージェットを噴射しながら噴射ノズルを移動させる。そして、薄板Ｐの対角線上であって、かつ第１，３保護板１１，１３で覆われていない部分に、溝の始端および終端となる１本の左下向き斜め溝２を加工する。
【００３９】
薄板Ｐの被加工面に溝を加工して溝付板を製作する第３溝加工工程は、図５に示すように、第１保護板１１の直角部を薄板Ｐの右下頂角Ａｒｄに合わせ、薄板Ｐの右辺、下辺側の半分の領域を覆う。また、直角を挟む辺の寸法が１５０ｍｍの直角正三角形状の第２保護板１２の直角を挟む一辺を前記第１保護板１１の底辺に合わせて薄板Ｐの上辺を含む上側の１／４の領域を覆う。そして、保護板１１，１２で覆われていない薄板Ｐの左辺と、この左辺の両端と中心点とをとおる線とで形成される薄板Ｐの１／４の面積を占める左側正三角形の領域に複数本の平行な溝を加工する。
【００４０】
すなわち、ウォータージェットを噴射しながら噴射ノズルを図５における上側から下方に向って、薄板Ｐの左辺と平行に往復動させて、前記左上向き斜め溝１と左下向き斜め溝２に対して４５度で交差し、交差部において溝の始端および終端となる直状溝３を加工する。なお、この第３溝加工工程において加工した溝は直状溝３であるが、波状溝であってもよいものである。
【００４１】
薄板Ｐの被加工面に溝を加工して溝付板を製作する第４溝加工工程は、図６に示すように、薄板Ｐの左辺と中心点を含む左側の１／４の領域に第２保護板１２を配置して、前記直溝３の加工領域を覆う。また、噴射ノズルの移動方向における加工溝の端部を薄板Ｐの表面の外形線よりも内側に形成させるべく、第３保護板１３を、薄板Ｐの溝を形成させない右辺の上側縁部の上面に配置する。
【００４２】
そして、これら保護板１２，１３の配置終了後に、保護板１１，１２で覆われていない薄板Ｐの上辺と、中心点をとおる上辺と平行な水平線との間の台形状の領域に、複数本の波型状の溝を加工する。すなわち、ウォータージェットを噴射しながら噴射ノズルを図６における右側から左側に向って、蛇行させながら薄板Ｐの上辺と平行に往復動させることにより、前記左上向き斜め溝１に交差し、この交差部において溝の始端および終端となる波状溝４を加工する。なお、この第４溝加工工程において加工した溝は波状溝４であるが、直状溝であってもよい。
【００４３】
薄板Ｐの被加工面に溝を加工して溝付板を製作する第５溝加工工程は、図７に示すように、薄板Ｐの左辺と中心点を含む左側の１／４の領域に第２保護板１２を配置したまま、第３保護板１３を除去した後、保護板１２で覆われていない薄板Ｐの下辺と、中心点をとおる下辺と平行な水平線との間の台形状の領域に、複数本の波型状の溝を加工するために、ウォータージェットを噴射しながら噴射ノズルを図７における右側から左側に向って、蛇行させながら薄板Ｐの上辺と平行に往復動させることによって、一端側が薄板Ｐの外方に連通し、他端側が前記左下向き斜め溝２に交差し、この交差部において溝の終端となる波状溝５を加工する。なお、この第５溝加工工程で加工した溝は、第５溝加工工程で加工した溝と同様に波状溝であるが、直状溝であってもよい。
【００４４】
本発明のウォータージェットによる溝加工方法に係る以上の説明からよく理解されるように、本発明のウォータージェットによる溝加工方法は、形状が相違する種々の保護板を薄板Ｐの表面に適宜設置すると共に、噴射ノズルが被加工面の上方にないとき（例えば、一方の保護板の上方に位置しているとき）にウォータージェットの噴射を開始し、初期の噴射力になった時点で噴射ノズルを移動させる。そして、噴射ノズルが他方の保護板の上方に到達した後、被加工面の上方から外れると、噴射ノズルの移動を停止させると共に、ウォータージェットの噴射を停止させるものである。このように、上記第１乃至５溝加工工程に及ぶ溝加工工程を順次経ることによって、図１に示すような溝付板を製作することができる。
【００４５】
そのため、本発明のウォータージェットによる溝加工方法では、従来例に係るウォータージェットによる溝加工方法のように、噴射ノズルの移動の開始と同時に噴射を開始する必要も、噴射ノズルの移動の停止と同時に噴射を停止する必要もない。また、噴射ノズルの停止時点でウォータージェットの噴射を停止（残圧０）させるように徐々に弱めたりする必要もないから、溝の深さや幅が漸減または漸増するようなことがない。従って、本発明のウォータージェットによる溝加工方法によれば、初期の噴射力でウォータージェットを噴射させながら噴射ノズルを移動させるだけだから、難しい制御をするまでもなく、複雑な構造の略均一な深さの深い溝を短時間で加工をすることができるという優れた効果を得ることができる。
【００４６】
つまり、各保護板１１，１２，１３の働きにより、噴射ノズルから初期の噴射力でウォータージェットを噴射させながら、溝を形成させない部分を損傷させることなく、溝を形成させたい部分にのみ、始端から終端に到るまで溝を加工することができる。従って、エッチングによる溝加工方法によるまでもなく、本発明に係るウォータージェットによる溝加工方法により、図１に示すような溝（流路）を有する熱交換器の部品である熱交換コアの溝付板（熱交換器部材）を容易に製作することができる。しかも、上記のとおり、アスペクト比（溝の縦横比）が１以上であって、かつ複雑な形状の深さが略均一な深い溝を短時間で加工することができる。
【実施例】
【００４７】
本発明の溝加工方法によらずに製作した熱交換器の溝付板を図８（ａ）に、本発明の溝加工方法による溝加工により製作した熱交換器の溝付板を図８（ｂ）に示す。また、これら溝付板を用いて製作した熱交換コアを図（ｃ）に示す。図８（ａ）は、一端側から他端側に通じる直溝が加工された直溝付板２１で、また図８（ｂ）は、一端側から他端側に通じる屈曲溝が加工された屈曲溝付板２２である。熱交換コアの溝付板２２は、幅が２００ｍｍ，長さが４００ｍｍのアルミニウムからなる薄板の一方の表面に、ピッチ１．６ｍｍ、深さ２ｍｍ、幅１ｍｍのアスペクト比２の複数の溝からなる流路を、ウォータージェット装置の圧力；１５００ｋｇｆ／ｃｍ２、噴射ノズルの移動速度；１０００ｍｍ／分という溝加工条件で加工して製作したものである。なお、この実施例において、１パスで少なくとも深さが１ｍｍの溝を加工し得ることを確認している。
【００４８】
熱交換コア２０は、図８（ｃ）に示すように、直溝付板２１と屈曲溝付板２２とを交互に積層すると共に、溝の開口側を塞ぐために上下に薄板２３を重ねて一体構成にしたものである。なお、この実施例の場合には、図８（ａ）と図（ｂ）に示すように、薄板の一方の表面にのみ溝加工が施されているが、板厚が厚い板の場合には、表裏面に溝加工を施すことができる。
【００４９】
この熱交換コアは、溝付板にアスペクト比の大きな溝が存在していることにより単位体積当りの表面積が広いので、板の一方の面にのみ溝加工が施されている場合には、熱交換コアの溝側に、他の熱交換コアの溝加工が施されていない側の面を合わせてロー付けした積層体により、熱交換性能が優れた熱交換器を製造することができる。また、板の両面に溝加工が施されている場合には、熱交換コア同士の間に薄板を介装してロー付けした積層体により、熱交換性能が優れた熱交換器を製造することができる。
【００５０】
実施の形態においては、薄板と保護板との具体的な形状、外形寸法を記載したが、これらはあくまでも具体例に過ぎない。つまり、薄板と保護板との具体的な形状、外形寸法は、何れも必要に応じて適宜に設定し得る事項であるから、上記発明の実施の形態に記載した事項によって、本願発明の適用範囲が限定されるものではない。また、被加工部材である薄板がアルミニウム板である場合を例として説明したが、例えばステンレス、銅、チタン等にも本発明の溝加工方法で溝加工をすることができるから、薄板の材質はアルミニウムに限定されるものではなく、セラミック等のような非金属であってもよい。さらに、積層体はロー付け以外の方法で接合するものであってもよく、例えば拡散接合や溶接等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施の形態に係る溝加工説明図である。
【図２】本発明の実施の形態に係り、溝の断面構成説明図である。
【図３】本発明の実施の形態に係り、薄板の被加工面に溝を加工して熱交換コアの溝付板を製作する第１溝加工工程の説明図である。
【図４】本発明の実施の形態に係り、薄板の被加工面に溝を加工して熱交換コアの溝付板を製作する第２溝加工工程の説明図である。
【図５】本発明の実施の形態に係り、薄板の被加工面に溝を加工して熱交換コアの溝付板を製作する第３溝加工工程の説明図である。
【図６】本発明の実施の形態に係り、薄板の被加工面に溝を加工して熱交換コアの溝付板を製作する第４溝加工工程の説明図である。
【図７】本発明の実施の形態に係り、薄板の被加工面に溝を加工して熱交換コアの溝付板を製作する第５溝加工工程の説明図である。
【図８】本発明の実施例に係り、図８（ａ）は本発明の溝加工方法によらずに製作した熱交換器の溝付板の構成説明図、図８（ｂ）は本発明の溝加工方法による溝加工により製作した熱交換器の溝付板の構成説明図、図８（ｃ）は溝付板を用いて製作した熱交換コアの構成説明図である。
【符号の説明】
【００５２】
１…左上向き斜め溝，２…左下向き斜め溝，３…直状溝，４…波状溝（両端共薄板の外形線の内側），５…波状溝（一方が薄板の外形線の外方に連通）
１１…第１保護板，１２…第２保護板，１３…第３保護板
２０…熱交換コア，２１…直溝付板，２２…屈曲溝付板，２３…薄板
Ａｌｕ…薄板の左上頂角
Ａｌｄ…薄板の左下頂角
Ａｒｕ…薄板の右上頂角
Ａｒｄ…薄板の右下頂角
Ｐ…薄板（アルミニウム板）
【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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【図８】
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