JPWO2011158371A1 - 冷却器製造方法および冷却器 - Google Patents

Abstract

本願は、冷却媒体に乱流を生じさせることのできる冷却器であり、また、製造コストを低減することができる冷却器を提供すること、を課題とする。そこで、向かい合うフィン部により形成されるフィン流路を備える２以上の波形状のコルゲートフィンを流体の流れ方向に直列に設置した冷却器において、コルゲートフィンのフィン部の波形方向にフィン流路内に突出する屈曲部が形成されていること、を特徴とする。

Description

本発明は、向かい合うフィン部により形成されるフィン流路を備える２以上の波形状のコルゲートフィンを流体の流れ方向に直列に設置した冷却器に関する。

従来、冷却器の技術として特許文献１に記載される冷却器がある。図２３に、冷却器内に備えられる複数のフィンの一部拡大断面図を示す。
発熱部に接合する冷却器は、冷却器内に冷却媒体を流入させることにより、冷却器に接合した発熱部の熱を放熱することを目的とする。
冷却器内には、図２３に示すように、コルゲートフィン１０１、１０２を有する。図２３ではコルゲートフィン１０１、１０２の２つを示したが実際には、多数のコルゲートフィンが設置されている。コルゲートフィンは、薄板を波形状に加工したものである。
図２３に示すように、前の列のコルゲートフィン１０１に対し、向かい合うフィン部１０１Ａの間隔Ｐの半分の長さだけずらすように、後ろの列のコルゲートフィン１０２がオフセットされ配置されている。
コルゲートフィン１０２が間隔Ｐの半分の長さだけオフセットされていることにより、向かい合うフィン部１０１Ａにより形成される流路１０１Ｂの間に流入した冷却媒体Ｘは、流路１０１Ｂの延長線上に形成されたフィン部１０２Ａに衝突する。冷却媒体Ｘがフィン部１０２Ａに衝突することにより、冷却媒体Ｘに乱流が生じる。冷却媒体Ｘに乱流が生じることにより、冷却媒体Ｘ間の熱伝達を向上させることができる。それにより、発熱部を効率よく冷却することができる。

特開２００４−０２０１０８号公報 特開２００７−１７５７５８号公報 特開平５−１１３２９７号公報

しかしながら、従来技術には、以下の問題があった。
すなわち、特許文献１に記載される冷却器のコルゲートフィンは、冷却器内で冷却媒体に乱流を生じさせるために、コルゲートフィンをオフセットさせなければならない。
コルゲートフィンをオフセットさせるためには、多数のコルゲートフィン１０１、１０２を、用意する必要があり、さらに多数のコルゲートフィンをオフセットさせなければならない。多数のコルゲートフィンをオフセットし位置決めするには、手間が掛かるため問題となる。すなわち、オフセットさせるためには、前の列のコルゲートフィンに対して、後ろの列のコルゲートフィンをフィン流路分の間隔Ｐの半分の長さだけずらすようにオフセットし位置決めを行わなければならない。間隔Ｐの半分の長さだけずらすようにオフセットし位置決めするには、高品質を維持するため精度が必要となる。精度を高めるためには治具などが必要とされるためコストが掛かる。また、位置決めをした後、フレームに対してコルゲートフィンを各々固定しなければならないためコストが掛かる。
したがって、コルゲートフィンを各々オフセットし位置決めするコスト、及びコルゲートフィンを各々固定するコストが掛かるためコストが多くなる問題がある。

そこで、本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は冷却媒体に乱流を生じさせることのできる冷却器であり、また、製造コストを低減することができる冷却器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一態様における冷却器は、以下の構成を有する。
（１）向かい合うフィン部により形成されるフィン流路を備える２以上の波形状のコルゲートフィンを流体の流れ方向に直列に設置した冷却器において、前記コルゲートフィンの前記フィン部の波形方向に前記フィン流路内に突出する屈曲部が形成されていること、を特徴とするものである。
（２）（１）に記載する冷却器において、前記屈曲部が、隣り合う２以上の前記フィン部同士で向き合うこと、を特徴とするものである。
（３）（１）に記載する冷却器において、前記屈曲部が、隣り合う前記フィン部同士で同じ方向を向くこと、を特徴とするものである。
（４）（１）乃至（３）に記載するいずれか１つの冷却器において、前記コルゲートフィン同士の間に隙間を形成したこと、２以上の前記コルゲートフィンが一枚の板からプレス成型により形成されていること、を特徴とするものである。
（５）（１）乃至（４）に記載するいずれか１つの冷却器において、前記屈曲部が前記フィン部にのみ形成されていること、を特徴とするものである。
（６）向かい合うフィン部により形成されるフィン流路を備える２以上の波形状のコルゲートフィンを流体の流れ方向に直列に設置した冷却器を製造する冷却器製造方法において、前記コルゲートフィンの前記フィン部の波形方向にプレス加工により曲げ加工及びせん断加工を加え前記フィン流路内に突出する屈曲部を形成する第１工程と、前記コルゲートフィンを波形状にする第２工程と、を有することを特徴とする。

上記冷却器の作用及び効果について説明する。
上記（１）に記載するように、向かい合うフィン部により形成されるフィン流路を備える２以上の波形状のコルゲートフィンを流体の流れ方向に直列に設置した冷却器において、コルゲートフィンのフィン部の波形方向にフィン流路内に突出する屈曲部が形成されていることにより、流体が屈曲部に衝突することにより乱流が生じる。流体の流れが乱れることにより、流体間の熱伝達を向上させることができる。コルゲートフィンをオフセットしなくとも、オフセットした場合と同様に乱流を起こせるため、冷却器を効率よく冷却することができる。また、コルゲートフィンをオフセットし位置決めする必要がないため、コルゲートフィンを位置決めするコストを削減することができる。
また、例えば、一回のプレス加工により、曲げ加工、及び打ち抜き加工を行い屈曲部を形成することができる。コルゲートフィンを多数製造する際に一回のプレス加工により曲げ加工、及び打ち抜き加工を行えることで、同時に乱流を生じさせることができる所定角度を持った屈曲部を形成することができる。そのため、プレス加工を行うだけで所定角度を持った屈曲部を形成することができるため、製造工程を少なくすることができる。したがって、製造コストを低減することができる。
さらに、上記（４）に記載するように、コルゲートフィン同士の間に隙間を形成したこと、２以上のコルゲートフィンが一枚の板からプレス成型により形成されていることにより、コルゲートフィンをオフセットし位置決めする必要がない。すなわち、コルゲートフィンが一枚の板から形成されていることにより、オフセットする必要がないからである。そのため、オフセットし位置決めするコストを削減することができる。
また、コルゲートフィンを冷却器に固定する場合においては、複数のコルゲートフィンを固定する必要がなく、一枚の板からできたコルゲートフィンを固定すればいいので、固定するためのコストを低減することができる。

上記（２）に記載するように、コルゲートフィンは、流体の流れ方向と平行に形成されたフィン部を有すること、屈曲部が、隣り合う２以上のフィン部同士で向き合うことにより、隣り合うフィン流路同士の間を流れる流体が屈曲部に衝突する。流体が屈曲部に衝突することにより乱流が生じる。乱流が生じることにより、コルゲートフィンをオフセットした場合に生じる乱流の効果と同等の効果を得ることができる。また、屈曲部が隣り合う２以上のフィン流路同士で向き合うことにより、２つのうち１つの流路の出口が２つの屈曲部により狭くなる。流路の出口が狭くなることにより、流体が出口で屈曲部に衝突しやすくなる。屈曲部に衝突しやすくなることにより乱流が生じる確立が高くなる。
また、屈曲部が隣り合う２以上のフィン同士で向き合う形状は、プレス加工により成型する際に一方向からのプレスにより成型することができる。そのため、容易にコルゲートフィンを製造することができる。容易に製造することができるため、製造コストを低減することができる。
上記（３）に記載するように、コルゲートフィンは、流体の流れ方向と平行に形成されたフィン部を有すること、屈曲部が、隣り合うフィン部同士で同じ方向を向くことにより、隣り合うフィン流路同士の間を流れる流体が屈曲部に衝突する。流体が屈曲部に衝突することにより乱流が生じる。
また、流体が屈曲部に沿って斜め方向に流れ、次のフィンに衝突し乱流が生じる。
上記（５）に記載するように、屈曲部がフィン部にのみ形成されていることにより、コルゲートフィンを波形状に成型加工が容易になる。すなわち、コルゲートフィンを波形状に成型した際に曲げ部となるフィン頂部及びフィン底部に屈曲部が形成されないため、曲げ部を成型する成型加工が容易になる。成型加工が容易であることにより製造コストを低減することができる。また、成型加工が容易であることにより生産性が良くなる。
上記（６）に記載するように、向かい合うフィン部により形成されるフィン流路を備える２以上の波形状のコルゲートフィンを流体の流れ方向に直列に設置した冷却器を製造する冷却器製造方法において、コルゲートフィンのフィン部の波形方向にプレス加工により曲げ加工及びせん断加工を加えフィン流路内に突出する屈曲部を形成する第１工程と、コルゲートフィンを波形状にする第２工程と、を有することにより、所定の角度の屈曲部を有する冷却器を製造することができる。すなわち、第１工程において、曲げ加工及びせん断加工を加えることで、所定の角度を有する屈曲部を形成することができる。

本発明の本実施例１に係るコルゲートフィンの製造過程の材料部材の部分拡大図である。 本発明の本実施例１に係る図１の材料部材のＡＡ断面図である。 本発明の本実施例１に係るコルゲートフィンの部分拡大図である。 本発明の本実施例１に係る図３のコルゲートフィンの側面図である。 本発明の本実施例１に係る図４のコルゲートフィンのＢＢ断面図である。 本発明の本実施例１に係る図５のコルゲートフィンに流体を流した場合の流れ図である。 本発明の本実施例２に係るコルゲートフィンの製造過程の材料部材の部分拡大図である。 本発明の本実施例２に係る図７の材料部材のＣＣ断面図である。 本発明の本実施例２に係る図７の材料部材のＤＤ断面図である。 本発明の本実施例２に係るコルゲートフィンの部分拡大図である。 本発明の本実施例２に係る図１０のコルゲートフィンの側面図である。 本発明の本実施例２に係る図１１のコルゲートフィンのＥＥ断面図である。 本発明の本実施例２に係る図１２のコルゲートフィンに流体を流した場合の流れ図である。 本発明の本実施例に係る屈曲部の製造装置（１）の部分断面図である。 本発明の本実施例に係る屈曲部の製造装置（２）の部分断面図である。 本発明の本実施例に係る冷却器の外観斜視図である。 本発明の本実施例に係る図１６の正面部を省略した状態の外観斜視図である。 本発明の本実施例に係る図１７に示すＦＦ断面図である。 本発明の本実施例１に係るコルゲートフィン３の製造工程の材料部材３０の概念図である。 本発明の本実施例１に係る図１９の材料部材３０の側面図である。 本発明の本実施例２に係るコルゲートフィン４の製造工程の材料部材４０の概念図である。 本発明の本実施例２に係る図２１の材料部材４０の側面図である。 従来技術に係るコルゲートフィンの一部拡大断面図である。

次に、本発明に係る冷却器の一実施の形態について図面を参照して説明する。
（第１実施形態）
＜冷却器の全体構成＞
図１６に、冷却器１の外観斜視図を示す。図１７に、図１６の冷却器１から正面部１２Ｂを省略した状態の外観斜視図を示す。図１８に、図１７に示すＦＦ断面図を示す。
図１６に示すように、冷却器１は、フレーム１２、及び天板１４が配置された構造である。天板１４の上部には、ヒートスプレッダ１５を介して、発熱部１６が接合されている。図１７、及び図１８に示すように、フレーム１２の内部には、コルゲートフィン３が挿入されている。
フレーム１２は、箱形状であり天板１４を接合させることにより密閉される。フレーム１２は、図１７に示す、底面部１２Ａを有する。底面部１２Ａの４つの端面には、垂直に接続する４つの面を有する。４つの面は、図１６中の正面方向にある正面部１２Ｂ、正面部１２Ｂの反対に位置する背面部１２Ｃ、図１７に示す右側に位置する右側面部１２Ｄ、及び左側に位置する左側面部１２Ｅを備える。正面部１２Ｂ、背面部１２Ｃ、右側面部１２Ｄ、及び左側面部１２Ｅが、底面部１２Ａの端面に垂直に接続することにより、フレーム１２は箱形状となる。
図１６に示すように、天板１４に図示しない冷却媒体挿入路と連通する冷却媒体入口１４１Ａ、及び図示しない冷却媒体排出路と連通する冷却媒体出口１４１Ｂが形成されている。冷却媒体入口１４１Ａと冷却媒体出口１４１Ｂは、天板１４上の対角線上に形成されている。冷却媒体入口１４１Ａから流入した冷却媒体は、フレーム１２内のコルゲートフィン３のフィン流路３６を流通し、冷却媒体出口１４１Ｂから流出する。

＜コルゲートフィンの構成＞
図３に、コルゲートフィン３の部分拡大図を示す。図４に、図３のコルゲートフィン３の側面図を示す。図５に、図４のコルゲートフィン３のＢＢ断面図を示す。
図３、及び図４に示すように、コルゲートフィン３は、天板１４と接触するフィン頂部３１、底面部１２Ａと接触するフィン底部３２と、フィン頂部３１とフィン底部３２との間を連結するフィン部３３が形成されている。フィン部３３は、隣り合うフィン部３３との間に、フィン流路３６を形成する。

図３、及び図５に示すように、コルゲートフィン３には隙間３４が形成されている。隙間３４は、後述するプレス加工により成型される。隙間３４に対向するフィン部３３の端面に波形方向に傾斜する屈曲部３５が形成されている。屈曲部３５は、隣り合うフィン部３３同士で向き合う形で反り返っている。屈曲部３５がフィン部３３同士で向き合う形で反り返ることにより、隣り合うフィン部３３との間に形成されるフィン流路３６のうち半分のフィン流路３６において、屈曲部３５がフィン流路３６内に侵入する。その他の半分のフィン流路３６には、屈曲部３５がフィン流路３６内に侵入せず、通常のフィン流路３６と変わりない。半分のフィン流路３６に対して屈曲部３５が侵入することにより、フィン流路３６内の冷却媒体の流れを乱すことができる。その結果、冷却媒体に乱流が生じる。

図２に示すように、屈曲部３５の角度αは、略４５度である。屈曲部３５の角度αは、材料部材３０が湾曲し始めた厚み方向の中心部３５Ａと屈曲部３５の端面の中心部３５Ｂを結んだ線と材料部材３０の端面３０１との角度である。屈曲部３５の角度αが略４５度であることにより、図６に示すように、上流部から流れてきた冷却媒体が屈曲部３５に衝突し、乱流が生じやすくなる。
すなわち、屈曲部３５の角度αが小さいと、冷却媒体は屈曲部３５に衝突することなく流れる。屈曲部３５に衝突できないと乱流が生じないため問題となる。一方、屈曲部３５の角度αが大きく９０度以上となると、屈曲部３５に液溜まりが発生する。液溜まりが発生すると、冷却媒体の循環効率が悪くなり冷却性能を悪化させるため問題となる。
そこで、屈曲部３５の角度αは、３０度以上９０度未満の範囲が望ましい。屈曲部３５の角度αが、３０度以上９０度未満であれば、冷却媒体に乱流が生じ、さらに、冷却媒体が屈曲部３５により溜められることがなく冷却媒体の循環効率がよい。屈曲部３５の角度αは、材料部材３０の厚み及び幅等により決定する。

＜コルゲートフィンの製造方法＞
（第１工程）
図１９に、コルゲートフィン３の製造工程の材料部材３０の概念図を示す。図２０に、図１９の材料部材３０の側面図を示す。図１に、コルゲートフィン３の製造工程の材料部材３０の部分拡大図を示す。図２は、図１の材料部材３０のＡＡ断面図である。
コルゲートフィン３は、一枚の金属製の板状の材料部材３０を加工することにより成型する。２以上のコルゲートフィン３が一枚の材料部材３０からプレス成型により成型することができることにより、コルゲートフィン３を多数用意する必要がなくなり製造コストを低減することができる。
また、コルゲートフィン３を一枚の材料部材３０からプレス成型により成型することにより、コルゲートフィン３をオフセットする必要がない。そのため、オフセットさせる分のコストを低減させることができる。

材料部材３０は、図２０に示すように、ロール状にまかれた状態にある。第１工程において、ロール状の材料部材３０を加工しやすいように板状に伸ばして取出す。板状に伸ばして取出した材料部材３０に、図１に示す隙間３４を成型するため、プレス加工を行う。図２に示すように、隙間３４に対向する材料部材３０の端面３０１の反対側の端面３０２側には屈曲部３５が形成されている。屈曲部３５を形成すため、プレス加工では、図１４に示すプレス加工装置５０により行う。
図１４に示すプレス加工装置５０は、パンチ部５１と台座部５２を有する。パンチ部５１には、隙間３４を開けるための長方形状のパンチ刃５１１が形成されている。台座部５２には、長方形状のパンチ孔５２１が形成されている。図１４に示すように、パンチ刃５１１とパンチ孔５２１には、長さＬ分だけの隙間を設ける。長さＬ分の隙間を設けることにより、材料部材３０がパンチ刃５１１に引き延ばされ曲げ加工がされ屈曲部３５を形成することができる。すなわち、長さＬ分の隙間が設けられなければ、材料部材３０は引き延ばされずパンチによるせん断加工により隙間３４が形成されるのみである。屈曲部３５はバリとは異なり、角度αを設けるため、同じ形状の屈曲部３５を形成する必要がある。角度αを有する屈曲部３５を形成するため、長さＬ分の隙間を設け曲げ加工を行う必要がある。以上より、長さＬ分の隙間を形成することにより、隙間３４を成型する際に対向するフィン部３３の端面３０１が曲げ加工により引き延ばされ屈曲部３５を形成することができる。

またプレス加工装置は、図１５に示すプレス加工装置６０であっても屈曲部３５を成型することができる。
図１５に示すプレス加工装置６０は、パンチ部６１と台座部６２を有する。パンチ部６１には、隙間３４を開けるための長方形状のパンチ刃６１１が形成されている。パンチ刃６１１のパンチ刃側壁６１１Ａは、屈曲部３５の角度αに沿った形状をしている。台座部６２には、長方形状のパンチ孔６２１が形成されている。また、パンチ孔６２１の周辺であるパンチ孔周辺部６２１Ａは、屈曲部３５の角度αに沿った形状をしている。
パンチ刃側壁６１１Ａ及びパンチ孔周辺部６２１Ａが、屈曲部３５の角度αに沿った形状とすることにより、パンチ刃側壁６１１Ａ及びパンチ孔周辺部６２１Ａに挟まれた材料部材３０は、曲げ加工により屈曲部３５の角度αに沿った形状になる。パンチ刃側壁６１１Ａ及びパンチ孔周辺部６２１Ａにより、材料部材３０を挟み曲げ加工をすることにより材料部材３０の形状を屈曲部３５の角度αの形状とすることができる。

（第２工程）
第２工程において、隙間３４を形成した材料部材３０を、図３、及び図４に示す波形状に成型するためプレス加工を行う。図１９、及び図２０に示すように、第１工程を経た材料部材３０をプレス加工することにより、波形状のコルゲートフィン３が成型される。プレス加工後、材料部材３０をフレームに１２内に収まるコルゲートフィン３の大きさに切断することによりコルゲートフィン３が完成する。第１工程において、隙間３４を形成することにより、波形状にした際に波形方向に屈曲部３５が形成される。
また、第１工程において、隙間３４を形成する際に、フィン頂部３１及びフィン底部３２に隙間３４を形成しないようにすることができる。フィン頂部３１及びフィン底部３２に隙間３４を形成しないことにより、コルゲートフィン３を波形状に成型加工が行いやすくなる。すなわち、コルゲートフィン３を波形状に成型する際にフィン頂部３１及びフィン底部３２は曲げ部となる。曲げ部をプレス加工により湾曲させる際には、大きな荷重がかかるため、隙間３４が形成されていると、荷重により変形する恐れがある。変形させないために成型加工の際に荷重の調整が必要とされるが、隙間３４をフィン頂部３１及びフィン底部３２に形成しないことにより、荷重の調整が不要となるため成型加工が容易になる。したがって、コルゲートフィン３の生産性が良くなる。

＜冷却器の作用効果＞
上記冷却器１の製造方法により製造された冷却器１の作用効果について説明する。
発熱部１６が発熱したとき、図１６に示すように、冷却媒体入口１４１Ａから冷却媒体を流入させる。冷却媒体入口１４１Ａから流入した冷却媒体は、隣り合うフィン部３３との間に形成されたフィン流路３６を流れ、冷却媒体出口１４１Ｂへ流出する。

フィン流路３６を流れる冷却媒体は図６に示す一部拡大図のように流れる。図６中、上方向から下方向に冷却媒体Ｇがフィン流路３６を流れる。
本実施形態においては、隙間３４に対向するフィン部３３の端面に波形方向に屈曲部３５が形成されている。また、屈曲部３５は、隣り合うフィン部３３同士で向き合う形で反り返っている。屈曲部３５がフィン部３３同士で向き合う形で反り返ることにより、隣り合うフィン部３３との間に形成されるフィン流路３６のうち半分のフィン流路３６において、屈曲部３５がフィン流路３６内に侵入する。屈曲部３５がフィン流路３６内に侵入することにより、図６に示すように、屈曲部３５が形成されたフィン流路３６を流れる冷却媒体Ｇが上方向から下方向に流れるのを乱す。フィン流路３６内の冷却媒体Ｇの流れを乱すことにより、冷却媒体Ｇは、屈曲部３５に衝突し、冷却媒体に乱流が生じる。また、隙間３４を通過した冷却媒体Ｇが再度屈曲部３５に衝突し乱流が生じる。
フィン流路３６内を冷却媒体Ｇが流れる際に、屈曲部３５の角度αが本実施例においては４５度であるため、フィン流路３６に屈曲部３５が侵入するため乱流が生じやすい。

以上詳細に説明したように、第１実施形態によれば、以下の作用効果を有する。
本実施形態によれば、コルゲートフィン３は、冷却媒体の流れ方向と平行に形成されたフィン流路３６を有すること、屈曲部３５が、隣り合う２以上のフィン部３３同士で向き合うことにより、隣り合うフィン部３３同士の間のフィン流路３６を流れる冷却媒体Ｇが屈曲部３５に衝突することにより乱流が生じる。屈曲部３５が隣り合う２以上のフィン部３３同士で向き合うことにより、２以上のフィン部３３同士で形成されたフィン流路３６の出口が屈曲部３５により狭く形成される。フィン流路３６の出口が屈曲部３５により狭く形成されていることにより、流れてきた冷却媒体が出口で屈曲部３５に衝突し易くなる。屈曲部３５に衝突しやすくなることにより、冷却媒体Ｇに乱流が発生する確率が高くなる。

また、２以上のコルゲートフィン３が一枚の材料部材３０からプレス成型により形成されていることにより、コルゲートフィン３を多数用意する必要がない。そのため、製造コストを低減することができる。
また、コルゲートフィン３を一枚の材料部材３０からプレス成型により形成することにより、コルゲートフィン３をオフセットする必要がない。そのため、オフセットさせる分のコストを低減させることができる。
さらに、一枚の材料部材３０からプレス成型により形成することができるため、冷却器１を生産するための生産性を向上させることができる。

（第２実施形態）
＜コルゲートフィンの全体構成＞
図１０に、コルゲートフィン４の部分拡大図を示す。図１１に、図１０のコルゲートフィン４の側面図を示す。図１２に、図１１のコルゲートフィン４のＥＥ断面図を示す。図１３に、図１２のコルゲートフィン４に冷却媒体を流した場合の流れ図を示す。
第２実施形態に係る冷却器１は、完成品であるコルゲートフィン４の形状、及び製造途中の材料部材４０の形状が異なるのみで、その他の部分は、第１実施形態と異なるところがないため、コルゲートフィン４、及び材料部材４０を説明することにより、他の部分の説明を割愛する。

図１０、及び図１１に示すように、コルゲートフィン４は、天板１４と接触するフィン頂部４１、底面部１２Ａと接触するフィン底部４２と、フィン頂部４１とフィン底部４２との間を連結するフィン部４３が形成されている。フィン部４３は、隣り合うフィン部４３との間に、フィン流路４７を形成する。
図１０、及び図１２に示すように、コルゲートフィン４には隙間４４が形成されている。隙間４４は、後述するプレス加工により成型される。図１２に示すように、隙間４４に対向するフィン部４３の端面に波形方向に第１屈曲部４５及び第２屈曲部４６が形成されている。第１屈曲部４５及び第２屈曲部４６は、フィン部４３に対して垂直方向に交互に形成されている。
第１屈曲部４５及び第２屈曲部４６が、フィン部４３同士で同じ方向を向く。それにより、隣り合うフィン部４３との間に形成されるフィン流路４７の全てにおいて、第１屈曲部４５及び第２屈曲部４６がフィン流路４７内に侵入する。図１３に示すように、第１屈曲部４５及び第２屈曲部４６がフィン流路４７の全てにおいて侵入することにより、フィン流路４７内の冷却媒体Ｈの流れの全てが、第１屈曲部４５及び第２屈曲部４６に沿って斜め方向Ｍへと流れる。斜め方向Ｍの先には、第１屈曲部４５又は第２屈曲部４６が形成されている。そのため、斜め方向Ｍに流れた冷却媒体Ｈは、第１屈曲部４５又は第２屈曲部４６に衝突し乱流が生じる。

＜コルゲートフィンの製造方法＞
（第１工程）
図２１に、第２実施形態に係るコルゲートフィン４の製造過程の材料部材４０の概念図を示す。図２２に、図２１の材料部材４０の側面図を示す。図７に、材料部材４０の部分拡大図を示す。図８に、図７の材料部材４０のＣＣ断面図を示す。図９に、図７の材料部材４０のＤＤ断面図を示す。
コルゲートフィン４は、一枚の金属製の板状の材料部材４０を加工することにより成型する。２以上のコルゲートフィン４が一枚の材料部材４０からプレス成型により成型することができることにより、コルゲートフィン４を多数用意する必要がなくなり製造コストを低減することができる。
また、コルゲートフィン４を一枚の材料部材４０からプレス成型により形成することにより、コルゲートフィン４をオフセットする必要がない。そのため、オフセットさせる分のコストを低減させることができる。

材料部材４０は、図２２に示すように、ロール状にまかれた状態にある。第１工程において、ロール状の材料部材４０を加工しやすいように板状に取出す。板状に取出した材料部材４０に、図７に示す隙間４４を成型するため、プレス加工を行う。図７のうち、ＣＣ断面で示す部分には、図８に示すように、隙間４４に対向する材料部材４０の端面４４１から加工され端面４４２側に第１屈曲部４５が形成されている。また、図７のうち、ＤＤ断面で示す部分には、図９に示すように、隙間４４に対向する材料部材４０の端面４４２から加工され端面４４１側に第２屈曲部４６が形成されている。
第１屈曲部４５、及び第２屈曲部４６は、図１１に示す波形状のコルゲートフィン４に形成した場合に、フィン部４３に交互に位置するようにプレス加工する。第１屈曲部４５、及び第２屈曲部４６を、交互に位置するため、両部分が隣り合う隣接部が形成されている。隣接部は、フィン成型した時には、頂上付近にあたる部分になる。隣接部の成型法は、隣接部でプレスの方向を変えたプレス型を用いる方法、及びプレス方向が切り替わる隣接部に隙間４４を設けない方法がある。
フィン部４３に交互に位置するようにプレス加工することにより、図１２に示すように、コルゲートフィン４の断面において、第１屈曲部４５、及び第２屈曲部４６がフィン流路４７同士で同じ方向を向くように形成することができる。
プレス加工では、第１実施形態における、図１４に示すプレス加工装置５０又は図１５に示すプレス加工装置６０と同様のものを用いて成型する。

（第２工程）
第２工程において、隙間４４を形成した材料部材４０を、図１０、及び図１１に示す波形状に成型するためプレス加工を行う。図２２に示すように、第１工程を経た材料部材４０をプレス加工することにより、波形状のコルゲートフィン４が成型される。
プレス加工後、材料部材４０をフレームに１２内に収まるコルゲートフィン４の大きさに切断することによりコルゲートフィン４が完成する。
また、第１工程において、隙間４４を形成する際に、フィン頂部４１及びフィン底部４２に隙間４４を形成しないようにすることができる。フィン頂部４１及びフィン底部４２に隙間４４を形成しないことにより、コルゲートフィン４を波形状に成型加工が行いやすくなる。すなわち、コルゲートフィン４を波形状に成型する際にフィン頂部４１及びフィン底部４２は曲げ部となる。曲げ部をプレス加工により湾曲させる際には、大きな荷重がかかるため、隙間４４が形成されていると、荷重により変形する恐れがある。変形させないために成型加工の際に荷重の調整が必要とされるが、隙間４４をフィン頂部４１及びフィン底部４２に形成しないことにより、荷重の調整が不要となるため成型加工が容易になる。したがって、コルゲートフィン４の生産性が良くなる。

＜冷却器の作用効果＞
上記冷却器１の製造方法により製造された冷却器１の作用効果について説明する。
発熱部１６が発熱したとき、図１６に示す冷却媒体入口１４１Ａから冷却媒体を流入させる。冷却媒体入口１４１Ａから流入した冷却媒体は、隣り合うフィン部４３との間に形成されたフィン流路４７を流れ、冷却媒体出口１４１Ｂへ流出する。

フィン流路を流れる冷却媒体Ｈは図１３に示す一部拡大図のように流れる。図１３中、上方向から下方向に冷却媒体Ｈがフィン流路４７を流れる。
本実施形態においては、第１屈曲部４５及び第２屈曲部４６が、フィン部４３同士で同じ方向を向く。それにより、隣り合うフィン部４３との間に形成されるフィン流路４７の全てにおいて、第１屈曲部４５及び第２屈曲部４６がフィン流路４７内に侵入する。図１３に示すように、第１屈曲部４５及び第２屈曲部４６がフィン流路４７の全てにおいて侵入することにより、フィン流路４７内の冷却媒体Ｈの流れ全てが、第１屈曲部４５及び第２屈曲部４６に沿って斜め方向Ｍへと流れる。斜め方向Ｍの先には、第１屈曲部４５又は第２屈曲部４６が形成されている。そのため、斜め方向Ｍに流れた冷却媒体Ｈは、第１屈曲部４５又は第２屈曲部４６に衝突し乱流が生じる。
フィン流路４７内を冷却媒体Ｈが流れる際に、第１屈曲部４５、及び第２屈曲部４６の角度が第１実施形態と同様に４５度であるため、斜め方向Ｍの先の第１屈曲部４５及び第２屈曲部４６に衝突しやすい。そのため、乱流が生じやすい。

以上詳細に説明したように、第２実施形態によれば、以下の作用効果を有する。
本実施形態によれば、コルゲートフィン４は、冷却媒体Ｈの流れ方向と平行に形成されたフィン部４３を有すること、第１屈曲部４５及び第２屈曲部４６が、隣り合うフィン部４３同士で同じ方向を向くことにより、隣り合うフィン部４３同士の間を流れる冷却媒体Ｈが第１屈曲部４５及び第２屈曲部４６に衝突することにより乱流が生じる。

尚、本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で色々な応用が可能である。

１ 冷却器
３ コルゲートフィン
３３ フィン部
３４ 隙間
３５ 屈曲部

【０００１】
技術分野
［０００１］
本発明は、向かい合うフィン部により形成されるフィン流路を備える２以上の波形状のコルゲートフィンを流体の流れ方向に直列に設置した冷却器に関する。
背景技術
［０００２］
従来、冷却器の技術として特許文献１に記載される冷却器がある。図２３に、冷却器内に備えられる複数のフィンの一部拡大断面図を示す。
発熱部に接合する冷却器は、冷却器内に冷却媒体を流入させることにより、冷却器に接合した発熱部の熱を放熱することを目的とする。
冷却器内には、図２３に示すように、コルゲートフィン１０１、１０２を有する。図２３ではコルゲートフィン１０１、１０２の２つを示したが実際には、多数のコルゲートフィンが設置されている。コルゲートフィンは、薄板を波形状に加工したものである。
図２３に示すように、前の列のコルゲートフィン１０１に対し、向かい合うフィン部１０１Ａの間隔Ｐの半分の長さだけずらすように、後ろの列のコルゲートフィン１０２がオフセットされ配置されている。
コルゲートフィン１０２が間隔Ｐの半分の長さだけオフセットされていることにより、向かい合うフィン部１０１Ａにより形成される流路１０１Ｂの間に流入した冷却媒体Ｘは、流路１０１Ｂの延長線上に形成されたフィン部１０２Ａに衝突する。冷却媒体Ｘがフィン部１０２Ａに衝突することにより、冷却媒体Ｘに乱流が生じる。冷却媒体Ｘに乱流が生じることにより、冷却媒体Ｘ間の熱伝達を向上させることができる。それにより、発熱部を効率よく冷却することができる。
先行技術文献
特許文献

【０００３】
成を有する。
（１）向かい合うフィン部により形成されるフィン流路を備える２以上の波形状のコルゲートフィンを流体の流れ方向に直列に設置した冷却器を製造する冷却器製造方法において、前記コルゲートフィンの前記フィン部の波形方向にプレス加工により曲げ加工及びせん断打抜き加工を同時に行うことにより、前記フィン流路内に突出する屈曲部を形成する第１工程と、前記コルゲートフィンを波形状にする第２工程と、を有すること、を特徴とするものである。
（２）（１）に記載する冷却器製造方法により製造される冷却器であって、前記屈曲部が、隣り合う前記フィン部同士で向き合うこと、を特徴とするものである。
（３）（１）に記載する冷却器製造方法により製造される冷却器であって、前記屈曲部が、隣り合う前記フィン部同士で同じ方向を向くこと、を特徴とするものである。
（４）（２）または（３）に記載する冷却器において、前記コルゲートフィン同士の間に隙間を形成したこと、２以上の前記コルゲートフィンが一枚の板からプレス成型により形成されていること、が好ましい。
（５）（２）乃至（４）に記載するいずれか１つの冷却器において、前記屈曲部が前記フィン部にのみ形成されていること、が好ましい。
発明の効果
［０００７］
上記冷却器の作用及び効果について説明する。
上記（１）に記載するように、向かい合うフィン部により形成されるフィン流路を備える２以上の波形状のコルゲートフィンを流体の流れ方向に直列に設置した冷却器において、コルゲートフィンのフィン部の波形方向にフィン流路内に突出する屈曲部が形成されていることにより、流体が屈曲部に衝突することにより乱流が生じる。流体の流れが乱れることにより、流体間の

【０００４】
熱伝達を向上させることができる。コルゲートフィンをオフセットしなくとも、オフセットした場合と同様に乱流を起こせるため、冷却器を効率よく冷却することができる。また、コルゲートフィンをオフセットし位置決めする必要がないため、コルゲートフィンを位置決めするコストを削減することができる。
また、例えば、一回のプレス加工により、曲げ加工、及び打ち抜き加工を行い屈曲部を形成することができる。コルゲートフィンを多数製造する際に一回のプレス加工により曲げ加工、及び打ち抜き加工を行えることで、同時に乱流を生じさせることができる所定角度を持った屈曲部を形成することができる。そのため、プレス加工を行うだけで所定角度を持った屈曲部を形成することができるため、製造工程を少なくすることができる。したがって、製造コストを低減することができる。
また、向かい合うフィン部により形成されるフィン流路を備える２以上の波形状のコルゲートフィンを流体の流れ方向に直列に設置した冷却器を製造する冷却器製造方法において、コルゲートフィンのフィン部の波形方向にプレス加工により曲げ加工及びせん断加工を加えフィン流路内に突出する屈曲部を形成する第１工程と、コルゲートフィンを波形状にする第２工程と、を有することにより、所定の角度の屈曲部を有する冷却器を製造することができる。すなわち、第１工程において、曲げ加工及びせん断加工を加えることで、所定の角度を有する屈曲部を形成することができる。
さらに、上記（４）に記載するように、コルゲートフィン同士の間に隙間を形成したこと、２以上のコルゲートフィンが一枚の板からプレス成型により形成されていることにより、コルゲートフィンをオフセットし位置決めする必要がない。すなわち、コルゲートフィンが一枚の板から形成されていることにより、オフセットする必要がないからである。そのため、オフセットし位置決めするコストを削減することができる。
また、コルゲートフィンを冷却器に固定する場合においては、複数のコルゲートフィンを固定する必要がなく、一枚の板からできたコルゲートフィンを固定すればいいので、固定するためのコストを低減することができる。
［０００８］
上記（２）に記載するように、コルゲートフィンは、流体の流れ方向と平行に形成されたフィン部を有すること、屈曲部が、隣り合う２以上のフィン部同士で向き合うことにより、隣り合うフィン流路同士の間を流れる流体が屈曲部に衝突する。流体が屈曲部に衝突することにより乱流が生じる。乱流が生じることにより、コルゲートフィンをオフセットした場合に生じる乱流の効果と同等の効果を得ることができる。また、屈曲部が隣り合う２以上のフィン流路同士で向き合うことにより、２つのうち１つの流路の出口が２つ

【０００５】
の屈曲部により狭くなる。流路の出口が狭くなることにより、流体が出口で屈曲部に衝突しやすくなる。屈曲部に衝突しやすくなることにより乱流が生じる確立が高くなる。
また、屈曲部が隣り合う２以上のフィン同士で向き合う形状は、プレス加工により成型する際に一方向からのプレスにより成型することができる。そのため、容易にコルゲートフィンを製造することができる。容易に製造することができるため、製造コストを低減することができる。
上記（３）に記載するように、コルゲートフィンは、流体の流れ方向と平行に形成されたフィン部を有すること、屈曲部が、隣り合うフィン部同士で同じ方向を向くことにより、隣り合うフィン流路同士の間を流れる流体が屈曲部に衝突する。流体が屈曲部に衝突することにより乱流が生じる。
また、流体が屈曲部に沿って斜め方向に流れ、次のフィンに衝突し乱流が生じる。
上記（５）に記載するように、屈曲部がフィン部にのみ形成されていることにより、コルゲートフィンを波形状に成型加工が容易になる。すなわち、コルゲートフィンを波形状に成型した際に曲げ部となるフィン頂部及びフィン底部に屈曲部が形成されないため、曲げ部を成型する成型加工が容易になる。成型加工が容易であることにより製造コストを低減することができる。また、成型加工が容易であることにより生産性が良くなる。

Claims (6)

1. 向かい合うフィン部により形成されるフィン流路を備える２以上の波形状のコルゲートフィンを流体の流れ方向に直列に設置した冷却器において、
   前記コルゲートフィンの前記フィン部の波形方向に前記フィン流路内に突出する屈曲部が形成されていること、
   を特徴とする冷却器。
2. 請求項１に記載する冷却器において、
   前記屈曲部が、隣り合う２以上の前記フィン部同士で向き合うこと、
   を特徴とする冷却器。
3. 請求項１に記載する冷却器において、
   前記屈曲部が、隣り合う前記フィン部同士で同じ方向を向くこと、
   を特徴とする冷却器。
4. 請求項１乃至請求項３に記載するいずれか１つの冷却器において、
   前記コルゲートフィン同士の間に隙間を形成したこと、
   ２以上の前記コルゲートフィンが一枚の板からプレス成型により形成されていること、
   を特徴とする冷却器。
5. 請求項１乃至請求項４に記載するいずれか１つの冷却器において、
   前記屈曲部が前記フィン部にのみ形成されていること、
   を特徴とする冷却器。
6. 向かい合うフィン部により形成されるフィン流路を備える２以上の波形状のコルゲートフィンを流体の流れ方向に直列に設置した冷却器を製造する冷却器製造方法において、
   前記コルゲートフィンの前記フィン部の波形方向にプレス加工により曲げ加工及びせん断加工を加え前記フィン流路内に突出する屈曲部を形成する第１工程と、
   前記コルゲートフィンを波形状にする第２工程と、
   を有することを特徴とする冷却器製造方法。

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