| 【発明の名称】 |
熱交換器及びその製造方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】加藤 宗一
【氏名】阿部 達彦
【氏名】佐藤 雄治
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| 【要約】 |
【課題】
【解決手段】 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 フィンを介して積層した複数のチューブと、前記チューブの端部に配設したヘッダパイプと、前記ヘッダパイプ間に配設されるサイドプレートとを備えた熱交換器において、前記ヘッダパイプは、前記サイドプレートを保持するサイドプレート孔を備え、前記サイドプレートは、前記サイドプレートの長手方向に連続的に、又は断続的に所定の長さに亘って、補強リブを設け、前記サイドプレートの端部に、ヘッダパイプの前記サイドプレート孔に挿入して接合される挿入部と、前記ヘッダパイプの外面と当接して接合される当接部とを、前記補強リブを変形させないで設け、前記サイドプレートと前記ヘッダパイプの接合部をろう付けしたことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】 前記サイドプレートの端部の補強リブの部分が前記ヘッダパイプの外面と当接するように設けたことを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項３】 フィンを介して積層した複数のチューブと、前記チューブの端部に配設したヘッダパイプと、前記ヘッダパイプ間に配設されるサイドプレートとを備えた熱交換器の製造方法において、板材に、断面形状が上又は下に開いた略コ字形の補強リブを、長手方向に連続的に、又は断続的に所定の長さに亘って形成し、その後に、前記板材を、前記補強リブをつぶさないようにして所定長さに切断するとともに、当該切断端部に前記ヘッダパイプに挿入される挿入部を形成してサイドプレートを形成し、前記サイドプレートを前記フィン、チューブ、ヘッダパイプとともに組み合わせて、炉内で一体ろう付けすることを特徴とする熱交換器の製造方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フィンを介して積層した複数のチューブと、前記チューブの両端に配設したヘッダパイプと、前記ヘッダパイプ間に配設されるサイドプレートとを備えた熱交換器及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、フィンを介して複数のチューブを積層するとともに、これらのチューブの各端部をチューブ層の両脇に配設したヘッダパイプに連通接続して構成される熱交換器が知られている。この構成によると、熱交換用の媒体は、ヘッダパイプに設けられた出入口継手間で複数回蛇行して通流し、この通流過程で大気と熱交換を行う。
【０００３】この種の熱交換器は、ヘッダパイプ間にサイドプレートを設けることによって、構造的強度が向上されている。すなわち、サイドプレートは、チューブ層の最外に位置するフィンと接合されるとともに、その端部を各ヘッダパイプにそれぞれ支持して設けられている。
【０００４】通常、チューブ、ヘッダパイプ、フィン、及びサイドプレート等の各部材は、それぞれ、ろう材をクラッドした金属性の素材を所定の形状に成形してなるものであって、治具等を用いて組み付けられ、この組み付け体を炉内に送って加熱処理することにより、ろう付けされて一体に形成されている。とりわけ、サイドプレートは、双方の端部をそれぞれヘッダパイプの要所に設けたサイドプレート孔に挿入及びろう付けして設けられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、軽量化のためにサイドプレートを薄くすると強度が低下するため、補強リブを形成することが考えられる。ところが、そうすると最外方のフィンとサイドプレートとの間を流れる空気がこの補強リブの凹部に流入しそのまま補強リブの軸線に沿ってサイドプレートの長手方向に流れ、サイドプレートの端部より空気が漏洩するという問題がある。
【０００６】この問題を回避するため、例えば特開平１０−４７８８６号公報に記載の発明は、まず長手方向にロール成形で補強リブを成形してから所定の長さに切断した後に端部を押しつぶし平坦に成形している。しかし、この方法では切断後に両端部を押しつぶすため切断工程と押しつぶし工程とが必要となり、工数が増加することや、押しつぶされた部分の近傍が変形するなどの問題があった。
【０００７】そこで本発明は、以上の問題点に鑑みて、押しつぶし以外の方法で空気漏れを防止することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本願第１請求項に記載した発明は、フィンを介して積層した複数のチューブと、前記チューブの端部に配設したヘッダパイプと、前記ヘッダパイプ間に配設されるサイドプレートとを備えた熱交換器において、前記ヘッダパイプは、前記サイドプレートを保持するサイドプレート孔を備え、前記サイドプレートは、前記サイドプレートの長手方向に連続的に、又は断続的に所定の長さに亘って、補強リブを設け、前記サイドプレートの端部に、ヘッダパイプの前記サイドプレート孔に挿入して接合される挿入部と、前記ヘッダパイプの外面と当接して接合される当接部とを、前記補強リブを変形させないで設け、前記サイドプレートと前記ヘッダパイプの接合部をろう付けした熱交換器である。
【０００９】このように、本発明の熱交換器は、サイドプレート端部からの空気漏れを防止するために、端部を押しつぶすのではなく形成し、そして端部をヘッダパイプに接合するので、押しつぶし工程が不要であり、従って工数を削減でき、また押しつぶしによる変形も防止できる。
【００１０】本願第２請求項に記載した発明は、請求項１の発明において、前記サイドプレートの端部の補強リブの部分が前記ヘッダパイプの外面と当接するように設けた熱交換器である。
【００１１】このように、サイドプレートの端部の補強リブの部分がヘッダパイプの外面と当接することにより、サイドプレートの端部による位置決めと、補強リブによる補強とがなされ、サイドプレートによる構造的強度向上がより一層なされ得る。
【００１２】本願第３請求項に記載した発明は、フィンを介して積層した複数のチューブと、前記チューブの端部に配設したヘッダパイプと、前記ヘッダパイプ間に配設されるサイドプレートとを備えた熱交換器の製造方法において、板材に、断面形状が上又は下に開いた略コ字形の補強リブを、長手方向に連続的に、又は断続的に所定の長さに亘って形成し、その後に、前記板材を、前記補強リブをつぶさないようにして所定長さに切断するとともに、当該切断端部に前記ヘッダパイプに挿入される挿入部を形成してサイドプレートを形成し、前記サイドプレートを前記フィン、チューブ、ヘッダパイプとともに組み合わせて、炉内で一体ろう付けする熱交換器の製造方法である。
【００１３】このように、本発明の熱交換器の製造方法は、サイドプレートを切断する際に、例えば補強リブの断面形状に合わせた型で挟んで切断する等、補強リブをつぶさないようにして所定長さに切断するので、補強リブがつぶれたり、変形したりせず、従ってヘッダパイプと接合する際に隙間が生じない。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の具体例を図面に基いて詳細に説明する。
【００１５】図１において、本発明の熱交換器１は、フィン５，５を介して積層した複数のチューブ２，２と、これらのチューブ２，２の両端に配設したヘッダパイプ３，４とを連通接続して構成されている。
【００１６】各ヘッダパイプ３，４は、上下の端部開口をキャップ６，６で閉鎖され、内部を所定部位に配設した仕切板７，７で仕切られ、更に、媒体を内部に取り入れる入口継手３ａ又は媒体を外部に排出する出口継手４ａが設けられたものである。各ヘッダパイプ３，４の長手方向に亘っては、所定の間隔でチューブ孔９，９が形成されている。各チューブ２，２は、それらの各端部を前記チューブ孔９，９に挿入及びろう付けして設けられている。
【００１７】また、チューブ２，２層の上下には、それぞれ、サイドプレート８，８を配置している。サイドプレート８は、チューブ層２，２の最外に位置するフィンにろう付けされるとともに、その端部を各ヘッダパイプ３，４に設けたサイドプレート孔１０に挿入及びろう付けして設けられており、チューブ２，２層を保持して熱交換器の構造的強度を向上している。
【００１８】この構成によると、入口継手３ａから取り入れられた媒体は、所定のチューブ２群単位で各ヘッダパイプ３，４を往復するように複数回蛇行して通流され、熱交換をしつつチューブ２を通過し、出口継手４ａから排出される。また、媒体の熱交換は、チューブ２，２及びサイドプレート８の間に介したフィン５による放熱効果で促進される。
【００１９】尚、本例において、チューブ２，２、ヘッダパイプ３，４、フィン５，５、キャップ６，６、仕切板７，７、及びサイドプレート８，８は、それぞれ、ろう材をクラッドした金属性の素材を所定の形状に成形するものであり、これらを組み付けてろう付けすることにより、一体に形成されている。
【００２０】図２は本発明の第１具体例に係るサイドプレートを示す。
【００２１】サイドプレート８は、図２（ａ）乃至図２（ｃ）に示すように、長手方向に形成した補強リブ８１，８１と、端部から舌状に突出した挿入部８２と、両側部を直角に折り曲げてなる壁部８４，８４とを備え、大略、長手方向に亘って断面凹凸形状を呈するものである。
【００２２】サイドプレート８の挿入部８２は、図３乃至図４に示すように、ヘッダパイプ３又は４のサイドプレート孔１０に挿入してろう付けされる。
【００２３】また、サイドプレート８の端部には、ヘッダパイプ３又は４の外面と当接する当接部８３，８３を設けている。すなわち、これらの当接部８３，８３は、挿入部８２の付け根近傍に位置し、挿入部８２をサイドプレート孔１０に挿入するとともにヘッダパイプ３又は４の外面と当接されて、ろう付けによってこのヘッダパイプ３又は４の外面と接合される。
【００２４】尚、本例の各ヘッダパイプ３，４は、図５（ａ）乃至図５（ｂ）に示すように、板材にチューブ孔９，９及びサイドプレート孔１０，１０を設け、更にこれを丸めて形成した円管状のものである。サイドプレート８の各当接部８３，８３は、この円管状のヘッダパイプ３又は４の外面に外嵌する曲率を有する。
【００２５】本例の熱交換器は、サイドプレートの補強リブの端部開口をヘッダパイプに当接してろう付けすることにより閉塞するので、空気漏れが防止されるだけでなく、その構造的強度を向上することができる。
【００２６】図６は本発明の第２具体例に係るサイドプレートを示す。
【００２７】本例のサイドプレートが第１具体例のものと異なる点は、図６（ａ）乃至図６（ｃ）に示すように、第１具体例のサイドプレートの補強リブが２つであるのに対し、本例では１つであることである。従って挿入部８２は第１具体例のように補強リブと補強リブの間ではなく、補強リブ８１に設けられている。
【００２８】この例では、挿入部８２は補強リブ８１に設けられているが、この挿入部８２を形成するにあたり、補強リブ８１を何等変形することなく、補強リブの平面部を利用して、挿入部８２を形成している。
【００２９】この挿入部８２の形成は、例えば、サイドプレートを切断する際に補強リブの断面形状に合わせた型では挟んで切断するものである。従って、補強リブがつぶれたり、変形したりしないので、ヘッダパイプと接合する際に隙間が生じない。
【００３０】上述した各具体例において、補強リブは、サイドプレートの長手方向に連続的に形成するようにしたが、断続的に所定の長さに亘ってこの補強リブを設けるようにしてもよい。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本願第１請求項に記載した発明は、フィンを介して積層した複数のチューブと、前記チューブの端部に配設したヘッダパイプと、前記ヘッダパイプ間に配設されるサイドプレートとを備えた熱交換器において、前記ヘッダパイプは、前記サイドプレートを保持するサイドプレート孔を備え、前記サイドプレートは、前記サイドプレートの長手方向に連続的に、又は断続的に所定の長さに亘って、補強リブを設け、前記サイドプレートの端部に、ヘッダパイプの前記サイドプレート孔に挿入して接合される挿入部と、前記ヘッダパイプの外面と当接して接合される当接部とを、前記補強リブを変形させないで設け、前記サイドプレートと前記ヘッダパイプの接合部をろう付けした熱交換器である。
【００３２】このように、本発明の熱交換器は、サイドプレート端部からの空気漏れを防止するために、端部を押しつぶすのではなく形成し、そして端部をヘッダパイプに接合するので、押しつぶし工程が不要であり、従って工数を削減でき、また押しつぶしによる変形も防止できる。
【００３３】本願第２請求項に記載した発明は、請求項１の発明において、前記サイドプレートの端部の補強リブの部分が前記ヘッダパイプの外面と当接するように設けた熱交換器である。
【００３４】このように、サイドプレートの端部の補強リブの部分がヘッダパイプの外面と当接することにより、サイドプレートの端部による位置決めと、補強リブによる補強とがなされ、サイドプレートによる構造的強度向上がより一層なされ得る。
【００３５】本願第３請求項に記載した発明は、フィンを介して積層した複数のチューブと、前記チューブの端部に配設したヘッダパイプと、前記ヘッダパイプ間に配設されるサイドプレートとを備えた熱交換器の製造方法において、板材に、断面形状が上又は下に開いた略コ字形の補強リブを、長手方向に連続的に、又は断続的に所定の長さに亘って形成し、その後に、前記板材を、前記補強リブをつぶさないようにして所定長さに切断するとともに、当該切断端部に前記ヘッダパイプに挿入される挿入部を形成してサイドプレートを形成し、前記サイドプレートを前記フィン、チューブ、ヘッダパイプとともに組み合わせて、炉内で一体ろう付けする熱交換器の製造方法である。
【００３６】このように、本発明の熱交換器の製造方法は、サイドプレートを切断する際に、例えば補強リブの断面形状に合わせた型で挟んで切断する等、補強リブをつぶさないようにして所定長さに切断するので、補強リブがつぶれたり、変形したりせず、従ってヘッダパイプと接合する際に隙間が生じない。
【００３７】
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３３３３
【氏名又は名称】株式会社ボッシュオートモーティブシステム
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| 【出願日】 |
平成１１年６月１８日（１９９９．６．１８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８２７８４
【弁理士】
【氏名又は名称】森 正澄
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| 【公開番号】 |
特開２００１−４２９３（Ｐ２００１−４２９３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年１月１２日（２００１．１．１２） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−１７２９５５ |
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