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【発明の名称】 熱交換器
【発明者】 【氏名】広瀬 弘和

【氏名】長賀部 博之

【氏名】杉戸 肇

【氏名】宇野 孝博

【氏名】山本 道泰

【要約】 【課題】熱歪みを低減させるとともに、耐圧性能を確保することができる熱交換器を提供する。

【構成】複数のチューブ2を有するコア部4と、チューブ2と連通するヘッダタンク5と、コア部4の端部にてコア部4と接触するようにチューブ2の長手方向と略平行に配置され、コア部4から熱が伝わるとともに、両端部がヘッダタンク5に支持されたインサート7とを備える熱交換器において、インサート7に、インサート7の長手方向に生じる応力を吸収する応力吸収部74、76、77を形成し、応力吸収部74、76、77を、インサート7の空気流れ上流側から下流側に渡って設け、応力吸収部74、76、77における空気流れ最上流側の端部と空気流れ最下流側の端部とを、空気流れ方向において互いに重なり合わないように配置する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
熱媒体が流れる複数のチューブ(2)を有するコア部(4)と、
前記チューブ(2)の長手方向両端部にて前記チューブ(2)の長手方向と直交する方向に延びて前記チューブ(2)と連通するヘッダタンク(5)と、
前記コア部(4)の端部にて前記コア部(4)と接触するように前記チューブ(2)の長手方向と略平行に配置され、前記コア部(4)から熱が伝わるとともに、両端部が前記ヘッダタンク(5)に支持されたインサート(7)とを備える熱交換器であって、
前記インサート(7)には、前記インサート(7)の長手方向に生じる応力を吸収する応力吸収部(74、76、77)が形成されており、
前記応力吸収部(74、76、77)は、前記インサート(7)の空気流れ上流側から下流側に渡って設けられており、
前記応力吸収部(74、76、77)における空気流れ最上流側の端部と空気流れ最下流側の端部とが、空気流れ方向において互いに重なり合わないように配置されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項2】
前記チューブ(2)は、空気流れ方向に沿って扁平な断面形状を有しており、
前記インサート(7)は、前記チューブ(2)の扁平面と略平行な面を有してチューブ(2)の長手方向と略平行に延びるベース部(71)と、前記ベース部(71)の空気流れ方向両端部から前記ベース部(71)に対して略直交する方向に突出して前記チューブ(2)の長手方向と略平行に延びる一対の側面リブ(72)とを有しており、
前記側面リブ(72)における前記応力吸収部の前記最上流側端部と前記最下流側端部に対応する部位には、それぞれ切り込み部(73a、73b)が形成されており、
前記応力吸収部は、前記ベース部(71)の断面が略U字状に膨らんだベース側膨出部(74)であることを特徴とする請求項1に記載の熱交換器。
【請求項3】
前記ベース部側膨出部(74)は、空気流れ方向に対して傾斜していることを特徴とする請求項2に記載の熱交換器。
【請求項4】
前記ベース側膨出部(74)は、空気流れ方向に複数に分割されており、
前記複数のベース側膨出部(74)は、前記ベース部(71)に形成されたスリット(75)を介して連結されていることを特徴とする請求項2または3に記載の熱交換器。
【請求項5】
前記複数のベース側膨出部(74)は、互いに同一直線上に配置されていないことを特徴とする請求項4に記載の熱交換器。
【請求項6】
前記複数のベース側膨出部(74)は、空気流れ方向に対してそれぞれ異なる方向に傾斜していることを特徴とする請求項4または5に記載の熱交換器。
【請求項7】
前記複数のベース側膨出部(74)は、空気流れ方向に対してして略平行で、かつ、空気流れ方向において互いに重ならないように配設されていることを特徴とする請求項4または5に記載の熱交換器。
【請求項8】
前記チューブ(2)は、空気流れ方向に沿って扁平な断面形状を有しており、
前記インサート(7)は、前記チューブ(2)の扁平面と略平行な面を有してチューブ(2)の長手方向と略平行に延びるベース部(71)と、前記ベース部(71)に対して略直交する方向に突出して前記チューブ(2)の長手方向と略平行に延びる側面リブ(72)とを有しており、
前記応力吸収部は、前記ベース部(71)に空気流れ方向に対して傾斜するように切り欠かれた切り欠き部(76)であることを特徴とする請求項1に記載の熱交換器。
【請求項9】
前記切り欠き部(76)は、一端側のみが開放されていることを特徴とする請求項8に記載の熱交換器。
【請求項10】
前記切り欠き部(76)は、複数設けられていることを特徴とする請求項8または9に記載の熱交換器。
【請求項11】
前記切り欠き部(76)は、複数設けられているとともに、それぞれ一端側のみが開放されており、
前記複数の切り欠き部(76)における開放された端部は、前記ベース部(71)における空気流れ上流側と下流側に互い違いに配置されていることを特徴とする請求項8に記載の熱交換器。
【請求項12】
前記複数の切り欠き部(76)は、空気流れ方向に対してそれぞれ異なる方向に傾斜していることを特徴とする請求項10または11に記載の熱交換器。
【請求項13】
前記切り欠き部(76)は、前記ベース部(71)に形成されており、
前記一対の側面リブ(72)における前記切り欠き部(76)と隣接する部位には、前記側面リブ(72)の断面が略U字状に空気流れ方向に膨らんだ側面リブ側膨出部(77)が形成されており、
前記応力吸収部は、前記側面リブ側膨出部(77)を含んでいることを特徴とする請求項8に記載の熱交換器。
【請求項14】
前記インサート(7)には、チューブ積層方向外側に突出する突起部(78)が設けられており、
前記突起部(78)は、前記応力吸収部(74、76、77)に接続されていることを特徴とする請求項1ないし13のいずれか1つに記載の熱交換器。
【請求項15】
前記チューブ(2)は、空気流れ方向に沿って扁平な断面形状を有しており、
前記インサート(7)は、前記チューブ(2)の扁平面と略平行な面を有して前記チューブ(2)の長手方向と略平行に延びるベース部(71)を有しており、
前記ベース部(71)には、前記チューブ積層方向外側に突出して前記インサート(7)の長手方向と略平行に延びるベース部側リブ(78)が設けられており、
前記応力吸収部は、前記ベース部(71)の断面が略U字状に膨らんだベース側膨出部(74)であり、
前記ベース部側リブ(78)は、一端側が前記ベース部側膨出部(74)に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の熱交換器。
【請求項16】
前記インサート(7)は、前記ベース部(71)の空気流れ方向両端部から前記ベース部(71)に対して略直交する方向に突出して前記チューブ(2)の長手方向と略平行に延びる一対の側面リブ(72)を有しており、
前記側面リブ(72)における前記ベース側膨出部(74)の前記最上流側端部と前記最下流側端部に対応する部位には、それぞれ切り込み部(73a、73b)が形成されていることを特徴とする請求項15に記載の熱交換器。
【請求項17】
前記ベース部側リブ(78)は、前記ベース部側膨出部(74)を挟んで1つずつ設けられていることを特徴とする請求項15または16に記載の熱交換器。
【請求項18】
前記ベース部側リブ(78)は、前記ベース部(71)の空気流れ方向の中心を前記インサート(7)の長手方向に横切る中心線(L)の一側と他側とにそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項17に記載の熱交換器。
【請求項19】
前記ベース部側リブ(78)は、前記ベース部側膨出部(74)を挟んで1つずつ設けられているとともに、前記ベース部(71)の空気流れ方向の中心を前記インサート(7)の長手方向に横切る中心線(L)上にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項15および16に記載の熱交換器。
【請求項20】
前記ベース部(71)には、前記チューブ積層方向外側に突出して前記インサート(7)の長手方向と略平行に延びる第2のベース部側リブ(78a)が設けられていることを特徴とする請求項15ないし19のいずれか1つに記載の熱交換器。
【請求項21】
前記ベース部(71)には、前記チューブ積層方向外側に突出して前記インサート(7)の長手方向と略平行に延びる第2のベース部側リブ(78a)が設けられており、
前記第2のベース部側リブ(78a)は、前記ベース部側膨出部(74)を挟んで1つずつ設けられているとともに、前記ベース部(71)の空気流れ方向の中心を前記インサート(7)の長手方向に横切る中心線(L)の一側と他側とにそれぞれ配置されており、
前記中心線(L)の一側および他側のそれぞれにおいて、前記第2のベース部側リブ(78a)は、前記ベース部側膨出部(74)に対して前記ベース部側リブ(78)と反対側に配置されていることを特徴とする請求項18に記載の熱交換器。
【請求項22】
前記第2のベース部側リブ(78a)は、一端側が前記ベース部側膨出部(74)に接続されていることを特徴とする請求項21に記載の熱交換器。
【請求項23】
前記ベース部側リブ(78)は、前記ベース部側膨出部(74)を挟んで1つずつ設けられているとともに、同一直線上に配置されており、
前記ベース部(71)には、前記チューブ積層方向外側に突出して前記インサート(7)の長手方向と略平行に延びる第2のベース部側リブ(78a)が設けられており、
前記第2のベース部側リブ(78a)は、前記ベース部側膨出部(74)を挟んで1つずつ設けられているとともに、前記ベース部側リブ(78)にそれぞれ接続されていることを特徴とする請求項15または16に記載の熱交換器。
【請求項24】
前記切り欠き部(76)は、前記側面リブ(72)まで延長されており、
前記切り欠き部(76)の両端部は、前記一対の側面リブ(72)の面内にそれぞれ配置されており、
前記インサート(7)には、前記側面リブ(72)の前記チューブ積層方向外側の端部から前記切り欠き部(76)と略平行に切り欠かれた第2の切り欠き部(79)が設定されており、
前記第2の切り欠き部(79)は、一端側のみが開放されていることを特徴とする請求項8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、熱交換器に関するもので、車両用エンジン等の内燃機関の冷却水を冷却するいわゆるマルチフロー型のラジエータに適用して有効である。
【背景技術】
【0002】
従来より、マルチフロー型のラジエータは、複数のチューブを有するコア部と、複数のチューブと連通するヘッダタンクと、コア部の端部に配置されてコア部を補強するインサートとを備えている。また、ヘッダタンクは、チューブが接合されたコアプレートおよびタンク内空間を構成するタンク本体から構成されている。そして、チューブおよびインサートは、ヘッダタンクに挿入された状態でコアプレートに接合されている。このとき、チューブは、インサートによりフィンを介して均等な力で押さえ込まれている。
【0003】
このようなラジエータにおいて、チューブに流れる冷却水の温度が変化したときに、冷却水の影響を直接受けるチューブと、間接的にしか影響を受けないインサートでは熱膨張量が異なる。したがって、温度差によるチューブとインサートとの熱膨張量の違いにより、インサートに隣接するチューブとコアプレートとの根付部(接合部)に熱歪みに伴う熱応力が発生しやすい。このため、温度が繰り返し変化して熱応力が繰り返して変化すると、根付部近傍のチューブが破断するという問題があった。
【0004】
これに対し、インサートの長手方向中央部分を切断して熱歪みを吸収する熱歪み防止構造が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0005】
また、インサートに、断面略半円状に膨出した膨出部を形成し、この膨出部の変形により熱歪みを吸収する熱歪み防止構造が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
【特許文献1】特開平11−325783号公報
【特許文献2】特開平11−237197号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、上記特許文献1の熱歪み防止構造では、インサートの切り欠き部においてチューブを押さえ込む力が弱くなる。このため、冷却水の加圧時にチューブの内圧が高くなってチューブが膨らんだ場合、インサートはチューブに押されて切り欠き部で局所的に変形する。この結果、チューブの切り欠き部に隣接する部位が膨らんで変形し、チューブが破損してしまうという問題が生じる。
【0007】
上記特許文献2の熱歪み防止構造においても、インサートの膨出部においてチューブを押さえ込む力が弱くなるため、上記特許文献1の熱歪み防止構造と同様の問題が生じる。
【0008】
本発明は、上記点に鑑み、熱歪みを低減させるとともに、耐圧性能を確保することができる熱交換器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】
【0009】
上記目的を達成するため、本発明では、熱媒体が流れる複数のチューブ(2)を有するコア部(4)と、チューブ(2)の長手方向両端部にてチューブ(2)の長手方向と直交する方向に延びてチューブ(2)と連通するヘッダタンク(5)と、コア部(4)の端部にてコア部(4)と接触するようにチューブ(2)の長手方向と略平行に配置され、コア部(4)から熱が伝わるとともに、両端部がヘッダタンク(5)に支持されたインサート(7)とを備える熱交換器であって、インサート(7)には、インサート(7)の長手方向に生じる応力を吸収する応力吸収部(74、76、77)が形成されており、応力吸収部(74、76、77)は、インサート(7)の空気流れ上流側から下流側に渡って設けられており、応力吸収部(74、76、77)における空気流れ最上流側の端部と空気流れ最下流側の端部とが、空気流れ方向において互いに重なり合わないように配置されていることを第1の特徴としている。
【0010】
このように、インサート(7)に応力吸収部(74、76、77)を形成することで、インサート長手方向に生じる応力を吸収することができる。また、応力吸収部(74、76、77)における空気流れ最上流側の端部と空気流れ最下流側の端部とを、空気流れ方向において互いに重なり合わないように配置することで、インサート(7)における応力吸収部(74、76、77)、すなわちチューブ(2)を押さえ込む力が弱い部位をチューブ(2)の長手方向において分散させることができる。これにより、チューブ(2)の内圧が高くなった際に、インサート(7)が応力吸収部において局所的に変形することを防止できる。このため、チューブ(2)が膨らんで変形することを防止できるので、チューブ(2)の破損を防止できる。したがって、熱歪みを低減させるとともに、耐圧性能を確保することが可能となる。
【0011】
また、チューブ(2)に、空気流れ方向に沿って扁平な断面形状を設け、インサート(7)に、チューブ(2)の扁平面と略平行な面を有してチューブ(2)の長手方向と略平行に延びるベース部(71)と、ベース部(71)の空気流れ方向両端部からベース部(71)に対して略直交する方向に突出してチューブ(2)の長手方向と略平行に延びる側面リブ(72)とを設け、側面リブ(72)における応力吸収部の最上流側端部と最下流側端部に対応する部位に、それぞれ切り込み部(73a、73b)を形成し、応力吸収部を、ベース部(71)の断面が略U字状に膨らんだベース側膨出部(74)とすることができる。
【0012】
なお、「略U字形状」とは、略平行に対向する2面とそれを繋ぐ円弧状に近い底面とで構成された形状を指すが、底面は水平部分があってよい。すなわち、断面がコの字状に近いものも含んでいる。
【0013】
この場合、ベース部側膨出部(74)を、空気流れ方向に対して傾斜させてもよい。
【0014】
また、本発明では、ベース側膨出部(74)は、空気流れ方向に複数に分割されており、複数のベース側膨出部(74)は、ベース部(71)の断面に形成されたスリット(75)を介して連結されていることを第2の特徴としている。
【0015】
これにより、ベース部側膨出部(74)の空気流れ方向の長さを、スリット(75)の空気流れ方向の長さ分短くすることができる。これにより、成形性を向上させることが可能となる。
【0016】
また、本発明では、複数のベース側膨出部(74)は、互いに同一直線上に配置されていないことを第3の特徴としている。
【0017】
これにより、ベース部側膨出部(74)の空気流れ方向に対する角度を大きくしないで、空気流れ上流側の切り込み部(73a)と空気流れ下流側の切り込み部(73b)との距離を大きくすることができる。このため、ベース部側膨出部(74)の成形性を低下させずに、耐圧性能を確実に確保することが可能となる。
【0018】
また、本発明では、複数のベース側膨出部(74)は、空気流れ方向に対してそれぞれ異なる方向に傾斜していることを第4の特徴としている。
【0019】
これにより、複数のベース部側膨出部(74)を成形する際のスプリングバックを低減させることができるため、成形性を向上させることが可能となる。
【0020】
また、本発明では、複数のベース側膨出部(74)は、空気流れ方向に対して略平行で、かつ、空気流れ方向において互いに重ならないように配設されていることを第5の特徴としている。
【0021】
これにより、ベース側膨出部(74)を空気流れ方向に対して傾斜させる必要がないため、成形性を向上させることが可能となる。
【0022】
また、本発明では、チューブ(2)は、空気流れ方向に沿って扁平な断面形状を有しており、インサート(7)は、チューブ(2)の扁平面と略平行な面を有してチューブ(2)の長手方向と略平行に延びるベース部(71)と、ベース部(71)に対して略直交する方向に突出してチューブ(2)の長手方向と略平行に延びる側面リブ(72)とを有しており、応力吸収部は、ベース部(71)に空気流れ方向に対して傾斜するように切り欠かれた切り欠き部(76)であることを第6の特徴としている。
【0023】
これにより、インサート(7)に形成された切り欠き部(76)のみで応力吸収部を構成することができるため、簡易な構成で耐圧性能を確保することが可能となる。
【0024】
また、本発明では、切り欠き部(76)は、一端側のみが開放されていることを第7の特徴としている。
【0025】
これにより、一方の側面リブ(72)を残して、剛性を必要以上に下げることを避けることができる。このため、チューブ2を押さえ込む力をより大きくすることができるので、熱歪みを低減させるとともに、耐圧性能を確実に確保することが可能となる。
【0026】
また、切り欠き部(76)は両端側が開放されていてもよく、両端側が繋がっていてもよい。
【0027】
また、切り欠き部(76)を複数設けてもよい。
【0028】
また、切り欠き部(76)を複数設けるとともに、それぞれ一端側のみを開放し、複数の切り欠き部(76)における開放された端部を、ベース部(71)における空気流れ上流側と下流側に互い違いに配置してもよい。
【0029】
また、複数の切り欠き部(76)を、空気流れ方向に対してそれぞれ異なる方向に傾斜させることができる。
【0030】
また、本発明では、切り欠き部(76)は、ベース部(71)に形成されており、一対の側面リブ(72)における切り欠き部(76)と隣接する部位には、側面リブ(72)の断面が略U字状に空気流れ方向に膨らんだ側面リブ側膨出部(77)が形成されており、応力吸収部は、側面リブ側膨出部(77)を含んでいることを第8の特徴としている。
【0031】
このように、ベース部(71)に切り欠き部(76)を形成するとともに、一対の側面リブ(72)に側面リブ側膨出部(77)を形成することで、インサート(7)長手方向に生じる応力を確実に吸収することが可能となる。
【0032】
また、本発明では、インサート(7)には、チューブ積層方向外側に突出する突起部(78)が設けられており、突起部(78)は、応力吸収部(74、76、77)に接続されていることを第9の特徴としている。
【0033】
ところで、加圧時(チューブ(2)の内圧が高くなった時)には熱交換器(1)全体にチューブ積層方向に膨らむような変形が生じ、加振時には、熱交換器(1)全体にチューブ(2)の長手方向とチューブ積層方向の変形が生じる。これに対し、インサート(7)にチューブ積層方向外側に突出する突起部(78)を設けることで、インサート(7)のチューブ積層方向の剛性を高くすることができる。これにより、耐圧性能および耐震性能を向上させることが可能となる。
【0034】
また、本発明では チューブ(2)は、空気流れ方向に沿って扁平な断面形状を有しており、インサート(7)は、チューブ(2)の扁平面と略平行な面を有してチューブ(2)の長手方向と略平行に延びるベース部(71)を有しており、ベース部(71)には、チューブ積層方向外側に突出してインサート(7)の長手方向と略平行に延びるベース部側リブ(78)が設けられており、応力吸収部は、ベース部(71)の断面が略U字状に膨らんだベース側膨出部(74)であり、ベース部側リブ(78)は、一端側がベース部側膨出部(74)に接続されていることを第10の特徴としている。
【0035】
このように、インサート(7)のベース部(71)にチューブ積層方向外側に突出するベース部側リブ(78)を設けることで、インサート(7)のチューブ積層方向の剛性を高くすることができる。これにより、耐圧性能および耐震性能を向上させることが可能となる。
【0036】
ところで、インサート(7)の長手方向に応力が発生した際に、インサート(7)のベース部(71)とベース部側膨出部(74)との接続部に応力が集中し、接続部が破断する可能性がある。これに対し、ベース部側リブ(78)の一端側とベース部側膨出部(74)とを接続することで、ベース部(71)とベース部側膨出部(74)との接続部に応力が集中することを防止できる。
【0037】
また、本発明では、インサート(7)は、ベース部(71)の空気流れ方向両端部からベース部(71)に対して略直交する方向に突出してチューブ(2)の長手方向と略平行に延びる一対の側面リブ(72)を有しており、側面リブ(72)におけるベース側膨出部(74)の最上流側端部と最下流側端部に対応する部位には、それぞれ切り込み部(73a、73b)が形成されていることを第11の特徴としている。
【0038】
このように、インサート(7)のベース部(71)にチューブ積層方向外側に突出するベース部側リブ(78)を設けることで、インサート(7)のチューブ積層方向の剛性を高くすることができる。これにより、側面リブ(72)の高さ(チューブ積層方向の長さ)を低くしても、インサート(7)の剛性、すなわち熱交換器(1)の強度を確保することができる。したがって、熱交換器(1)の搭載スペースに制限がある場合でも、側面リブ(72)の高さを低くした分、コア部(4)の高さ(チューブ積層方向の長さ)を高くすることができるため、熱交換性能を向上させることが可能となる。
【0039】
また、本発明では、ベース部側リブ(78)は、ベース部側膨出部(74)を挟んで1つずつ設けられていることを第12の特徴としている。
【0040】
これにより、インサート(7)長手方向の広い範囲にベース部側リブ(78)を配置することができる。このため、インサート(7)のチューブ積層方向の剛性をより高くすることができ、耐圧性能および耐震性能をより向上させることが可能となる。
【0041】
また、上記第12の特徴において、ベース部側リブ(78)を、ベース部(71)の空気流れ方向の中心をインサート(7)の長手方向に横切る中心線(L)の一側と他側とにそれぞれ配置することができる。これにより、インサート(7)の空気流れ方向の広い範囲にベース部側リブ(78)を配置することができるので、インサート(7)のチューブ積層方向の剛性をさらに高くすることができる。したがって、耐圧性能および耐震性能をさらに向上させることが可能となる。
【0042】
また、本発明では、ベース部(71)には、チューブ積層方向外側に突出してインサート(7)の長手方向と略平行に延びる第2のベース部側リブ(78a)が設けられていることを第13の特徴としている。これにより、インサート(7)のチューブ積層方向の剛性をより高くすることができ、耐圧性能および耐震性能をより向上させることが可能となる。
【0043】
また、本発明では、ベース部側リブ(78)は、ベース部(71)の空気流れ方向の中心をインサート(7)の長手方向に横切る中心線(L)の一側と他側とにそれぞれ配置されており、ベース部(71)には、チューブ積層方向外側に突出してインサート(7)の長手方向と略平行に延びる第2のベース部側リブ(78a)が設けられており、第2のベース部側リブ(78a)は、ベース部側膨出部(74)を挟んで1つずつ設けられているとともに、ベース部(71)の空気流れ方向の中心をインサート(7)の長手方向に横切る中心線(L)の一側と他側とにそれぞれ配置されており、中心線(L)の一側および他側のそれぞれにおいて、第2のベース部側リブ(78a)は、ベース部側膨出部(74)に対してベース部側リブ(78)と反対側に配置されていることを第14の特徴としている。
【0044】
これにより、インサート(7)のチューブ積層方向の剛性をより高くすることができるため、耐圧性能および耐震性能をよりに向上させることが可能となる。
【0045】
また、上記第14の特徴において、第2のベース部側リブ(78a)の一端側をベース部側膨出部(74)に接続することができる。これにより、ベース部(71)とベース部側膨出部(74)との接続部に応力が集中することをより確実に防止できる。
【0046】
また、ベース部側リブ(78)を、ベース部側膨出部(74)を挟んで1つずつ設けるとともに、同一直線上に配置し、ベース部(71)に、チューブ積層方向外側に突出してインサート(7)の長手方向と略平行に延びる第2のベース部側リブ(78a)を設け、第2のベース部側リブ(78a)を、ベース部側膨出部(74)を挟んで1つずつ設けるとともに、ベース部側リブ(78)にそれぞれ接続することができる。
【0047】
また、本発明では、切り欠き部(76)は、側面リブ(72)まで延長されており、切り欠き部(76)の両端部は、一対の側面リブ(72)の面内にそれぞれ配置されており、インサート(7)には、側面リブ(72)のチューブ積層方向外側の端部から切り欠き部(76)と略平行に切り欠かれた第2の切り欠き部(79)が設定されており、第2の切り欠き部(79)は、一端側のみが開放されていることを第15の特徴としている。
【0048】
これにより、インサート(7)の側面リブ(72)が完全には切断されていないため、インサート(7)の剛性を必要以上に下げることを避けることができ、耐圧性能を確実に確保することが可能となる。
【0049】
さらに、インサート(7)をプレス成形する際に、予め切り欠き部(76)および第2の切り欠き部(79)を成形しておけばよいため、成形性を向上させることが可能となる。
【0050】
なお、本明細書中において、「略平行」とは、完全に平行であることを意味するものではなく、およそ平行になるものであってもよい。
【0051】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【0052】
(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態について図1および図2に基づいて説明する。本実施形態は、本発明に係る熱交換器を、車両用エンジンを冷却した冷却水(熱媒体)と空気とを熱交換するラジエータ1に適用したものである。図1は本第1実施形態に係るラジエータ1の正面図である。
【0053】
図1中、チューブ2は冷却水が流れる管であり、このチューブ2は、空気の流通方向(紙面垂直方向)が長径方向と一致するように扁平状に形成されているとともに、その長手方向が水平方向に一致するように鉛直方向に複数本平行に配置されている。
【0054】
また、チューブ2の両側の扁平面には波状に成形されたフィン3が接合されており、このフィン3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。なお、以下、チューブ2およびフィン3からなる略矩形状の熱交換部をコア部4と呼ぶ。
【0055】
ヘッダタンク5は、チューブ2の長手方向端部(本実施形態では、水平方向端部)にてチューブ2の長手方向と直交する方向(本実施形態では、鉛直方向)に延びて複数のチューブ2と連通するもので、このヘッダタンク5は、チューブ2が挿入接合されたコアプレート5aと、コアプレート5aとともにタンク内空間を構成するタンク本体5bとを有して構成されている。
【0056】
ヘッダタンク5には、エンジン(図示せず)の冷却水出口側に接続される冷却水流入口6aと、エンジンの冷却水入口側に接続される冷却水流出口6bとが設けられている。また、コア部4の両端部には、チューブ2の長手方向と略平行に延びてコア部4を補強するインサート7が設けられている。
【0057】
図2(a)は本第1実施形態におけるインサート7を示す平面図で、図2(b)は図2(a)の正面図である。図2(a)、(b)に示すように、インサート7は、チューブ2の扁平面と略平行な面を有してチューブ2の長手方向と略平行に延びるベース部71と、ベース部71の空気流れ方向両端部からベース部71に対して略直交する方向(チューブ積層方向)に突出してチューブ長手方向と略平行に延びる一対の側面リブ72とを有している。
【0058】
インサート7の一対の側面リブ72には、側面リブ72におけるチューブ積層方向外側の端部からチューブ積層方向内側に向かって切り込まれた切り込み部73a、73bがそれぞれ形成されている。また、空気流れ上流側の側面リブ72に形成された切り込み部(以下、上流側切り込み部73aという)と、空気流れ下流側の側面リブ72に形成された切り込み部(以下、下流側切り込み部73bという)は、空気流れ方向において互いに重ならないように配置されている。
【0059】
インサート7のベース部71には、ベース側膨出部74が形成されている。ベース側膨出部74は、ベース部71の断面を略U字状にチューブ積層方向外側に膨らませることにより形成されている。また、ベース側膨出部74は、インサート長手方向に生じる引っ張りまたは圧縮応力を、自身が変形することにより吸収するように構成されている。
【0060】
図2(a)に示すように、ベース側膨出部74は、上流側切り込み部73aと下流側切り込み部73bとを連結するように形成されており、空気流れ方向に対して傾斜して配置されている。
【0061】
以上説明したように、インサート7のベース部71に断面が略U字状に膨らんだベース側膨出部74を形成することで、インサート長手方向に生じる応力を吸収することができる。
【0062】
また、ベース側膨出部74を空気流れ方向に対して傾斜して配置することで、インサート7における応力吸収部、すなわちチューブ2を押さえ込む力が弱い部位をチューブ長手方向において分散させることができる。これにより、チューブ2の内圧が高くなった際に、インサート7がベース部側膨出部74において局所的に変形することを防止できる。このため、チューブ2が膨らんで変形することを防止できるので、チューブ2の破損を防止できる。
【0063】
したがって、熱歪みを低減させるとともに、耐圧性能を確保することが可能となる。
【0064】
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について図3に基づいて説明する。上記第1実施形態と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図3(a)は本第2実施形態におけるインサート7を示す平面図で、図3(b)は図3(a)の正面図である。
【0065】
図3(a)、(b)に示すように、本実施形態のインサート7のベース部71には、スリット75が形成されている。本実施形態では、スリット75は、その長手方向がチューブ長手方向と略平行になるように配置されている。
【0066】
また、ベース側膨出部74は、空気流れ方向に2つに分割されている。ここで、分割された2つのベース側膨出部74のうち、空気流れ上流側に配置されるものを第1のベース側膨出部74aといい、空気流れ下流側に配置されるものを第2のベース側膨出部74bという。
【0067】
2つのベース側膨出部74a、74bは、スリット75を介して連結されている。また、2つのベース側膨出部74a、74bは、同一直線状に配置されていない。本実施形態では、2つのベース側膨出部74a、74bは、スリット75の長手方向両端部に1つずつ接続されている。
【0068】
これにより、上記第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0069】
さらに、ベース側膨出部74を空気流れ方向に2つに分割し、2つのベース側膨出部74a、74bを、スリット75を介して連結することで、ベース部側膨出部74の長さをスリット75の空気流れ方向の長さ分短くすることができる。これにより、成形性を向上させることが可能となる。
【0070】
また、2つのベース側膨出部74a、74bを同一直線状に配置しないことで、ベース部側膨出部74の空気流れ方向に対する角度を変えずに、上流側切り込み部73aと空気流れ下流側の切り込み部73bとの距離を大きくすることができる。このため、ベース部側膨出部74の成形性を低下させずに、耐圧性能を確実に確保することが可能となる。
【0071】
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態について図3に基づいて説明する。上記第2実施形態と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図4(a)は本第3実施形態におけるインサート7を示す平面図で、図4(b)は図4(a)の正面図である。
【0072】
図4に示すように、本実施形態の2つのベース側膨出部74a、74bは、空気流れ方向に対してそれぞれ反対方向に傾斜している。
【0073】
より詳細には、スリット75の第1のベース側膨出部74aが接続される端部は、チューブ長手方向において上流側切り込み部73aより下流側切り込み部73b側に配置されている。一方、スリット75の第2のベース側膨出部74bが接続される端部は、チューブ長手方向において下流側切り込み部73bより上流側切り込み部73aと反対側に配置されている。
【0074】
これにより、上記第2実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0075】
さらに、2つのベース側膨出部74a、74bを、空気流れ方向に対してそれぞれ反対方向に傾斜させることで、ベース部側膨出部74a、74bを成形する際のスプリングバックを低減させることができるため、成形性を向上させることが可能となる。
【0076】
(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態について図3に基づいて説明する。上記第2実施形態と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図5(a)は本第4実施形態におけるインサート7を示す平面図で、図5(b)は図5(a)の正面図である。
【0077】
図5(a)、(b)に示すように、本実施形態のインサート7のベース部71には、2つのスリット75が形成されている。本実施形態では、2つのスリット75は、その長手方向がチューブ長手方向と略平行になるようにそれぞれ配置されている。ここで、2つのスリット75のうち、空気流れ上流側に配置されるものを第1のスリット75aといい、空気流れ下流側に配置されるものを第2のスリット75bという。
【0078】
また、ベース側膨出部74は、空気流れ方向に3つに分割されている。3つのベース側膨出部74a〜74cは、空気流れ方向に対して略平行に形成されるとともに、空気流れ方向においてそれぞれ重ならないように配設されている。ここで、分割された3つのベース側膨出部74のうち、空気流れ上流側に配置されるものを第1のベース側膨出部74aといい、空気流れ下流側に配置されるものを第2のベース側膨出部74bといい、第1のベース側膨出部74aと第2のベース側膨出部74cとの間に配置されるものを第3のベース側膨出部74cという。
【0079】
図5(a)に示すように、3つのベース側膨出部74a〜74cは、2つスリット75a、75bを介して連結されている。より詳細には、第1のスリット75aのチューブ長手方向における一方の端部に第1のベース側膨出部74aが接続され、他方の端部に第3のベース側膨出部74cが接続されている。第3のベース側膨出部74cの空気流れ下流側の端部には、第2のスリット75bのチューブ長手方向における一方の端部が接続され、他方の端部に第2のベース側膨出部74bが接続されている。
【0080】
これにより、上記第2実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0081】
さらに、3つのベース側膨出部74a〜74cを空気流れ方向に対して略平行に形成されるとともに、空気流れ方向においてそれぞれ重ならないように配設することで、ベース側膨出部74を空気流れ方向に対して傾斜させる必要がないため、成形性を向上させることが可能となる。
【0082】
(第5実施形態)
次に、本発明の第5実施形態について図6に基づいて説明する。上記第1実施形態と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図6(a)は本第5実施形態におけるインサート7を示す平面図で、図6(b)は図6(a)の正面図である。
【0083】
図6(a)、(b)に示すように、本実施形態のインサート7には、切り欠き部76が形成されている。切り欠き部76は、ベース部71を、空気流れ方向に対して傾斜するように空気流れ方向一端側から他端側に向かって切り欠くことによって形成されている。このため、切り欠き部76における空気流れ上流側の端部と空気流れ下流側の端部とが、空気流れ方向において互いに重なり合わないようになっている。
【0084】
本実施形態では、切り欠き部76は、ベース部71の空気流れ上流側の端部から空気流れ下流側の端部まで連続的に形成されている。また、切り欠き部76は、側面リブ72にも連続的に形成されている。より詳細には、側面リブ72における切り欠き部76の端部と隣接する部位は、チューブ積層方向と略平行に切り欠かれている。したがって、本実施形態では、インサート7は、切り欠き部76によって完全に分断されている。
【0085】
以上説明したように、インサート7のベース部71に切り欠き部76を形成することで、インサート長手方向に生じる応力を吸収することができる。
【0086】
また、切り欠き部76を空気流れ方向に対して傾斜して配置することで、インサート7における応力吸収部、すなわちチューブ2を押さえ込む力が弱い部位をチューブ長手方向において分散させることができる。これにより、チューブ2の内圧が高くなった際に、チューブ2が局所的に膨らむように変形することを防止できるため、チューブ2の破損を防止できる。
【0087】
したがって、熱歪みを低減させるとともに、耐圧性能を確保することが可能となる。
【0088】
さらに、インサート7に切り欠き部76を形成するだけでインサート長手方向に生じる応力を吸収することができるため、簡易な構成で耐圧性能を確保することが可能となる。
【0089】
(第6実施形態)
次に、本発明の第6実施形態について図7に基づいて説明する。上記第5実施形態と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図7(a)は本第6実施形態におけるインサート7を示す平面図で、図7(b)は図7(a)の正面図である。
【0090】
図7(a)、(b)に示すように、本実施形態の切り欠き部76は、空気流れ方向における一端側(本実施形態では、空気流れ上流側の端部)のみが開放されている。より詳細には、切り欠き部76は、空気流れ方向における一端側がベース部71の空気流れ方向の端部に接続され、他端側(本実施形態では、空気流れ下流側の端部)がベース部71内に配置されている。すなわち、本実施形態では、インサート7は、切り欠き部76によって完全に分断されていない。
【0091】
このように、切り込み部76の一端側のみを開放することで、一方の側面リブ72を残して、剛性を必要以上に下げることを避けることができる。これにより、チューブ2を押さえ込む力をより大きくすることができるため、熱歪みを低減させるとともに、耐圧性能を確実に確保することが可能となる。
【0092】
(第7実施形態)
次に、本発明の第7実施形態について図8に基づいて説明する。上記第6実施形態と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図8(a)は本第7実施形態におけるインサート7を示す平面図で、図8(b)は図8(a)の正面図である。
【0093】
図8(a)、(b)に示すように、本実施形態のインサート7のベース部71には、切り欠き部76が平行に3つ形成されている。3つの切り欠き部76は、全てベース部71を空気流れ上流側の端部から空気流れ下流側に向かって切り欠くことにより形成されている。
【0094】
このように、ベース部71に切り欠き部76を3つ形成することで、インサート長手方向に生じる応力を確実に吸収することができる。したがって、熱歪みをより低減させるとともに、耐圧性能を確保することが可能となる。
【0095】
(第8実施形態)
次に、本発明の第8実施形態について図9に基づいて説明する。上記第7実施形態と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図9(a)は本第8実施形態におけるインサート7を示す平面図で、図9(b)は図9(a)の正面図である。
【0096】
図9(a)、(b)に示すように、インサート7のベース部71には、切り欠き部76が平行に3つ形成されている。本実施形態では、3つの切り欠き部76のうちチューブ長手方向外側に配置される切り欠き部76aは、ベース部71を空気流れ上流側の端部から空気流れ下流側に向かって切り欠くことにより形成されている。一方、3つの切り欠き部76のうちチューブ積層方向内側に配置される切り欠き部76bは、ベース部71を空気流れ下流側の端部から空気流れ上流側に向かって切り欠くことにより形成されている。
【0097】
これにより、上記第7実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0098】
(第9実施形態)
次に、本発明の第9実施形態について図10に基づいて説明する。上記第7実施形態と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図10(a)は本第9実施形態におけるインサート7を示す平面図で、図10(b)は図10(a)の正面図である。
【0099】
図10(a)、(b)に示すように、本実施形態のインサート7のベース部71には、切り欠き部76が4つ形成されている。4つの切り欠き部76のうち2つの切り欠き部(以下、第1の切り欠き部76cという)は、ベース部71の空気流れ上流側から下流側に向かって切り欠かれている。一方、4つの切り欠き部76のうち第1の切り欠き部76cを除く2つの切り欠き部(以下、第2の切り欠き部76dという)は、ベース部71の空気流れ下流側から上流側に向かって切り欠かれている。
【0100】
2つの第1の切り欠き部76cは、互いに略平行に配置されている。第2の切り欠き部76dは、空気流れ方向に対して第1の切り欠き部76cと反対方向に傾斜している。また、2つの第2の切り欠き部76dは、互いに略平行に配置されている。
【0101】
これにより、上記第7実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0102】
(第10実施形態)
次に、本発明の第10実施形態について図11に基づいて説明する。上記第5実施形態と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図11(a)は本第10実施形態におけるインサート7を示す平面図で、図11(b)は図11(a)の正面図である。また、図12は、本第10実施形態におけるインサート7を示す斜視図である。
【0103】
図11(a)、(b)および図12に示すように、本実施形態の切り欠き部76における空気流れ方向両端部は、切り欠き部76における他の部位より大きな略長方形形状(以下、長方形部760という)になっている。また、側面リブ72における長方形部760と隣接する部位には、側面リブ72の断面が略U字状に膨らんだ側面リブ側膨出部77が形成されている。本実施形態では、側面リブ側膨出部77は、インサート7の空気流れ方向内側に向かって膨出している。
【0104】
以上説明したように、ベース部71に切り欠き部76を形成するとともに、一対の側面リブ72に側面リブ側膨出部77をそれぞれ形成することで、インサート長手方向に生じる応力を確実に吸収することができる。
【0105】
また、切り欠き部76を空気流れ方向に対して傾斜して配置することで、インサート7における応力吸収部、すなわちチューブ2を押さえ込む力が弱い部位をチューブ長手方向において分散させることができる。これにより、チューブ2の内圧が高くなった際に、チューブ2が局所的に膨らむように変形することを防止できるため、チューブ2の破損を防止できる。
【0106】
したがって、熱歪みを確実に低減させるとともに、耐圧性能を確保することが可能となる。
【0107】
(第11実施形態)
次に、本発明の第11実施形態について図13および図14に基づいて説明する。上記第1実施形態と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【0108】
図13は本第11実施形態のインサート7を示す斜視図で、図14(a)は図13のA矢視図、図14(b)は図13のB−B断面図、図14(c)は図13のC−C断面図である。
【0109】
図13および図14(a)〜(c)に示すように、インサート7のベース部71には、チューブ積層方向外側に突出してインサート長手方向と略平行に延びるベース部側リブ(突起部)78が設けられている。ベース部側リブ78は、一端側がベース部側膨出部74に接続されている。本実施形態では、ベース部側リブ78の他端側は、ベース部71長手方向端部側に配置されている。
【0110】
ベース部側リブ78は、ベース部側膨出部74を挟んで1つずつ設けられている、すなわちベース部71におけるベース部側膨出部74の両側に1つずつ設けられている。2つのベース部側リブ78は、ベース部71の空気流れ方向の中心をインサート長手方向に横切る中心線(以下、単に中心線という)Lの一側と他側とにそれぞれ配置されている。本実施形態では、2つのベース部側リブ78は、ベース部側膨出部74の空気流れ方向の一端と他端に、それぞれ接続されている。
【0111】
また、図14(b)、(c)に示すように、ベース部側リブ78は、断面略半円状に形成されている。
【0112】
ところで、加圧時(チューブ2の内圧が高くなった時)には、ラジエータ1全体にチューブ積層方向に膨らむような変形が生じ、車両の振動等による加振時には、ラジエータ1全体にチューブ長手方向とチューブ積層方向の変形が生じる。これに対し、インサート7のベース部71に断面が略U字状に膨らんだベース側膨出部74を形成することで、インサート長手方向に生じる応力を吸収することができる。さらに、本実施形態のように、インサート7のベース部71にチューブ積層方向外側に突出するベース部側リブ78を設けることで、インサート7のチューブ積層方向の剛性を高くすることができる。これにより、耐圧性能および耐震性能を向上させることが可能となる。
【0113】
ところで、インサート7の長手方向に応力が発生した際に、インサート7のベース部71とベース部側膨出部74との接続部に応力が集中し、接続部が破断する可能性がある。これに対し、ベース部側リブ78の一端側とベース部側膨出部74とを接続することで、ベース部71とベース部側膨出部74との接続部に応力が集中することを防止できる。
【0114】
また、ベース部側リブ78によりインサート7のチューブ積層方向の剛性を確保することができるため、側面リブ72の高さ(チューブ積層方向の長さ)を低くすることができる。したがって、ラジエータ1の搭載スペースに制限がある場合でも、側面リブ72の高さを低くした分、コア部4を大きくすることができるため、熱交換性能を向上させることが可能となる。
【0115】
また、ベース部側リブ78を、ベース部側膨出部74を挟んで1つずつ設けることで、インサート7の長手方向の広い範囲にベース部側リブ78を配置することができるので、インサート7のチューブ積層方向の剛性をより高くすることができる。これにより、耐圧性能および耐震性能をより向上させることが可能となる。
【0116】
さらに、ベース部側リブ78を、ベース部71における中心線Lの一側と他側とにそれぞれ配置することで、インサート7の空気流れ方向の広い範囲にベース部側リブ78を設けることができるので、インサート7のチューブ積層方向の剛性をさらに高くすることができる。これにより、耐圧性能および耐震性能をさらに向上させることが可能となる。
【0117】
(第12実施形態)
次に、本発明の第12実施形態について図15および図16に基づいて説明する。本第12実施形態は、上記第11実施形態と比較して、側面リブ72を廃止した点が異なるものである。上記第11実施形態と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【0118】
図15は本第12実施形態のインサート7を示す斜視図で、図16(a)は図15のD矢視図、図16(b)は図15のE−E断面図、図16(c)は図15のF−F断面図である。図15および図16(a)〜(c)に示すように、インサート7は、ベース部71のみを有している。
【0119】
このように、インサート7のベース部71にチューブ積層方向外側に突出するベース部側リブ78を設けることで、インサート7のチューブ積層方向の剛性を高くすることができるため、側面リブを廃止することができる。したがって、ラジエータ1の搭載スペースに制限がある場合でも、側面リブを廃止した分、コア部4を大きくすることができるため、熱交換性能を向上させることが可能となる。
【0120】
(第13実施形態)
次に、本発明の第13実施形態について図17に基づいて説明する。本第13実施形態は、上記第12実施形態と比較して、ベース部側リブ78の配置が異なるものである。上記第12実施形態と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【0121】
図17は、本第13実施形態のインサート7を示す斜視図である。図17に示すように、ベース部71におけるベース部側膨出部74の両側に設けられた2つのベース部側リブ78は、ベース部側膨出部74における空気流れ方向の中央部近傍にそれぞれ接続されている。これにより、上記第12実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0122】
(第14実施形態)
次に、本発明の第14実施形態について図18に基づいて説明する。本第14実施形態は、上記第11実施形態と比較して、ベース部側リブ78の配置が異なるものである。上記第11実施形態と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【0123】
図18は、本第14実施形態のインサート7を示す斜視図である。図18に示すように、ベース部71におけるベース部側膨出部74の両側に設けられた2つのベース部側リブ78は、ベース部71における中心線L上にそれぞれ配置されている。また、2つのベース部側リブ78は、ベース部側膨出部74における空気流れ方向の中央部にそれぞれ接続されている。これにより、上記第11実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0124】
(第15実施形態)
次に、本発明の第15実施形態について図19に基づいて説明する。本第15実施形態は、上記第12実施形態と比較して、第2のベース部側リブ78aを設けた点が異なるものである。上記第12実施形態と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【0125】
図19は、本第15実施形態のインサート7を示す斜視図である。図19に示すように、ベース部71におけるベース部側リブ78が設けられていない部位には、チューブ積層方向外側に突出してインサート長手方向と略平行に延びる第2のベース部側リブ78aが設けられている。本実施形態では、第2のベース部側リブ78aは、断面略半円状に形成されている。
【0126】
また、第2のベース部側リブ78aは、ベース部側膨出部74を挟んで1つずつ設けられている。2つの第2のベース部側リブ78aは、ベース部71の中心線Lの一側と他側とにそれぞれ配置されている。また、ベース部71の中心線Lの一側および他側のそれぞれにおいて、第2のベース部側リブ78aは、ベース部側膨出部74に対してベース部側リブ78と反対側に配置されている。
【0127】
以上説明したように、ベース部71におけるベース部側リブ78が設けられていない部位に第2のベース部側リブ78aを設けることで、インサート7のチューブ積層方向の剛性をより高くすることができる。これにより、耐圧性能および耐震性能をより向上させることが可能となる。
【0128】
また、第2のベース部側リブ78aを、ベース部側膨出部74の両側に1つずつ設けることで、インサート7の長手方向における広い範囲に第2のベース部側リブ78aを配置することができる。さらに、2つの第2のベース部側リブ78aを、ベース部71の中心線Lの一側と他側とにそれぞれ配置することで、インサート7の空気流れ方向における広い範囲に第2のベース部側リブ78を設けることができる。さらに、ベース部71の中心線Lの一側および他側のそれぞれにおいて、第2のベース部側リブ78aを、ベース部側膨出部74に対してベース部側リブ78と反対側に配置することで、ベース部71のほぼ全域にベース部側リブ78もしくは第2のベース部側リブ78aを設けることができる。これらにより、インサート7のチューブ積層方向の剛性をさらに高くすることができ、耐圧性能および耐震性能をさらに向上させることが可能となる。
【0129】
(第16実施形態)
次に、本発明の第16実施形態について図20に基づいて説明する。本第16実施形態は、上記第15実施形態と比較して、第2のベース部側リブ78aの一端側をベース部側膨出部74に接続した点が異なるものである。上記第15実施形態と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【0130】
図20は、本第16実施形態のインサート7を示す斜視図である。図20に示すように、第2のベース部側リブ78aは、一端側がベース部側膨出部74に接続されている。本実施形態では、中心線Lの一側および他側のそれぞれにおいて、ベース部側リブ78と第2のベース部側リブ78aは、同一直線上に配置されている。また、2つの第2のベース部側リブ78aは、ベース部側膨出部74の空気流れ方向の一端と他端に、それぞれ接続されている。
【0131】
以上説明したように、第2のベース部側リブ78aの一端側をベース部側膨出部74に接続することで、ベース部71とベース部側膨出部74との接続部に応力が集中することをより確実に防止できる。
【0132】
(第17実施形態)
次に、本発明の第17実施形態について図21に基づいて説明する。上記第16実施形態と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【0133】
図21は、本第17実施形態のインサート7を示す斜視図である。図21に示すように、ベース部側リブ78および第2のベース部側リブ78aは、ベース部側膨出部74の空気流れ方向の両端部以外の部位に、それぞれ接続されている。
【0134】
より詳細には、ベース部71における中心線Lより空気流れ上流側に配置されたベース部側リブ78および第2のベース部側リブ78aは、ベース部側膨出部74における中心線Lより空気流れ上流側の部位に接続されている。また、ベース部71における中心線Lより空気流れ下流側に配置されたベース部側リブ78および第2のベース部側リブ78aは、ベース部側膨出部74における中心線Lより空気流れ下流側の部位に接続されている。これにより、上記第16実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0135】
(第18実施形態)
次に、本発明の第18実施形態について図22に基づいて説明する。本第18実施形態は、上記第14実施形態と比較して、第2のベース部側リブ78aを設けた点が異なるものである。上記第14実施形態と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【0136】
図22は、本第18実施形態におけるインサート7を示す平面図である。図22に示すように、ベース部71におけるベース部側リブ78が設けられていない部位には、チューブ積層方向外側に突出してインサート長手方向と略平行に延びる第2のベース部側リブ78aが設けられている。第2のベース部側リブ78aは、ベース部側膨出部74を挟んで1つずつ設けられている。2つの第2のベース部側リブ78aは、ベース部71の中心線Lの一側と他側とにそれぞれ配置されている。
【0137】
本実施形態では、2つの第2のベース部側リブ78aは、2つのベース部側リブ78の他端側(ベース部膨出部74に接続されていない側)にそれぞれ接続されている。より詳細には、ベース部71における中心線Lより空気流れ上流側に配置された第2のベース部側リブ78aは、ベース部側リブ78の空気流れ上流側の面に接続されている。また、ベース部71における中心線Lより空気流れ下流側に配置された第2のベース部側リブ78aは、ベース部側リブ78の空気流れ下流側の面に接続されている。
【0138】
以上説明したように、ベース部71におけるベース部側リブ78が設けられていない部位に第2のベース部側リブ78aを設けることで、インサート7のチューブ積層方向の剛性をより高くすることが可能となる。これにより、耐圧性能および耐震性能をより向上させることが可能となる。
【0139】
(第19実施形態)
次に、本発明の第19実施形態について図23および図24に基づいて説明する。上記第5実施形態と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【0140】
図23は、本第19実施形態におけるインサート7を示す斜視図である。図23に示すように、インサート7のベース部71には、第1の切り欠き部76が、空気流れ方向に対して傾斜するように空気流れ方向一端側から他端側に向かって切り欠くことによって形成されている。第1の切り欠き部76は、側面リブ72にも連続的に形成されている。すなわち、第1の切り欠き部76のうちベース部71に形成された部分の空気流れ方向に対する傾斜角度θが、第1の切り欠き部76のうち側面リブ72に形成された部分のチューブ積層方向に対する傾斜角度θと等しくなっている。また、第1の切り欠き部76の両端部は、一対の側面リブ72の面内にそれぞれ配置されており、このため側面リブ72は完全には分断されていない。
【0141】
一対の側面リブ72には、チューブ積層方向外側の端部から内側に向かって切り欠かれた第2の切り欠き部79がそれぞれ形成されている。第2の切り欠き部79は、一端側のみが開放されており、本実施形態では、第2の切り欠き部79の他端(開放されていない側の端部)は、側面リブ72の面内に配置されている。また、第2の切り欠き部79は、第1の切り欠き部76と略平行に形成されている。
【0142】
本実施形態では、インサート長手方向において、空気流れ下流側の側面リブ72に形成された第2の切り欠き部79(以下、下流側第2の切り欠き部79bという)は、第1の切り欠き部76から見て、空気流れ上流側の側面リブ72に形成された第2の切り欠き部79(以下、上流側第2の切り欠き部79aという)と同じ側に設けられている。すなわち、インサート長手方向において、下流側第2の切り欠き部79bは、第1の切り欠き部76に対して、上流側第2の切り欠き部79aが配置された方と同じ側に配置されている。
【0143】
図24は、本第19実施形態における側面リブ72を折り曲げる前のインサート7を示す概略平面図である。図24に示すように、本実施形態では、インサート5のプレス成形と同時に第1、第2の切り欠き部76、79を成形している。そして、第1、第2の切り欠き部76、79が成形されたインサート7の短手方向両端部を同じ向きに折り曲げることにより側面リブ72を成形し、これにより図23に示されるインサート7が完成する。
【0144】
以上説明したように、第1の切り欠き部76を側面リブ72まで延長するとともに、第1の切り欠き部76の両端部を、一対の側面リブ72の面内にそれぞれ配置することで、側面リブ72が完全には切断されていないため、インサート7の剛性を必要以上に下げることを避けることができる。これにより、耐圧性能および耐震性能を確実に確保することが可能となる。
【0145】
ところで、第1の切り欠き部76の両端部が一対の側面リブ72の面内にそれぞれ配置されているため、インサート長手方向に生じる応力を吸収し難くなる。そこで、インサート7に、側面リブ72のチューブ積層方向外側の端部から第1の切り欠き部76と略平行に切り欠かれた第2の切り欠き部79を設定することで、インサート長手方向に生じる応力を吸収しやすくすることができる。これにより、熱歪みをより低減させることが可能となる。
【0146】
さらに、インサート7をプレス成形する際に、予め第1、第2の切り欠き部76、79を成形しておけばよいので、インサート7をチューブ2およびフィン3とともにろう付けしてコア部4を成形した後にインサート7を切断して切り欠き部を成形する工程が不要となる。このため、成形性を向上させることが可能となる。
【0147】
(第20実施形態)
次に、本発明の第20実施形態について図25に基づいて説明する。本第20実施形態は、上記第19実施形態と比較して、インサート7における第2の切り欠き部79の他端が配置されている部位が異なるものである。上記第19実施形態と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【0148】
図25は、本第20実施形態におけるインサート7を示す斜視図である。図25に示すように、第2の切り欠き部79の他端(開放されていない側の端部)は、インサート7のベース部71の面内に配置されている。これにより、上記第19実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0149】
(第21実施形態)
次に、本発明の第21実施形態について図26に基づいて説明する。本第21実施形態は、上記第20実施形態と比較して、第2の切り欠き部79の配置が異なるものである。上記第20実施形態と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【0150】
図26は、本第21実施形態におけるインサート7を示す斜視図である。図26に示すように、インサート長手方向において、下流側第2の切り欠き部79bは、第1の切り欠き部76から見て、上流側第2の切り欠き部79aと反対側に設けられている。すなわち、インサート長手方向において、下流側第2の切り欠き部79bは、第1の切り欠き部76に対して、上流側第2の切り欠き部79aが配置された方と反対側に配置されている。これにより、上記第20実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0151】
(第22実施形態)
次に、本発明の第22実施形態について図27に基づいて説明する。本第22実施形態は、上記第21実施形態と比較して、第3の切り欠き部80を設けた点が異なるものである。上記第21実施形態と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【0152】
図27は、本第22実施形態におけるインサート7を示す斜視図である。図27に示すように、一対の側面リブ72には、チューブ積層方向外側の端部から内側に向かって切り欠かれた第3の切り欠き部80がそれぞれ形成されている。第3の切り欠き部80は、一端側のみが開放されており、本実施形態では、第3の切り欠き部80の他端(開放されていない側の端部)は、側面リブ72の面内に配置されている。また、第3の切り欠き部80は、第1、第2の切り欠き部76、79と略平行に形成されている。
【0153】
本実施形態では、空気流れ上流側の側面リブ72に形成された第3の切り欠き部80(以下、上流側第3の切り欠き部80aという)は、上流側第2の切り欠き部79aに対して第1の切り欠き部76と反対側に配置されている。また、空気流れ下流側の側面リブ72に形成された第3の切り欠き部80(以下、下流側第3の切り欠き部80bという)は、第1の切り欠き部76に対して下流側第2の切り欠き部79bと反対側に配置されている。なお、第3の切り欠き部80も、インサート5のプレス成形と同時に成形される。
【0154】
以上説明したように、インサート7に、側面リブ72のチューブ積層方向外側の端部から第1の切り欠き部76と略平行に切り欠かれた第2、第3の切り欠き部79、80を設定することで、インサート長手方向に生じる応力をさらに吸収しやすくすることができる。これにより、熱歪みをさらに低減させることが可能となる。
【0155】
(他の実施形態)
なお、上記各実施形態では、冷却水が水平方向に流れるクロスフロー型のラジエータ1に本発明を適用した実施形態について述べたが、冷却水が上下方向に流れるダウンフロー型のラジエータに本発明を適用することもできる。
【0156】
また、上記各実施形態では、インサート7における応力吸収部がコア部4と非接触の状態となっている例について説明したが、これに限らず、インサート7における応力吸収部がコア部4と接触していてもよい。
【0157】
また、上記第7および第8実施形態では、ベース部71に切り込み部76を3つ形成したが、これに限らず、2つ、もしくは4つ以上形成してもよい。
【0158】
同様に、上記第9実施形態では、ベース部71に切り込み部76を4つ形成したが、これに限らず、2つまたは3つ、もしくは5つ以上形成してもよい。
【0159】
また、上記第11〜18実施形態では、ベース部側リブ78を断面略半円状に形成したが、これに限らず、断面三角形状、断面矩形状等、他の形状に形成してもよい。
【0160】
同様に、上記第15〜18実施形態では、第2のベース部側リブ78aを断面略半円状に形成したが、これに限らず、断面三角形状、断面矩形状等、他の形状に形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【0161】
【図1】第1実施形態に係るラジエータ1の正面図である。
【図2】(a)は第1実施形態におけるインサート7を示す平面図で、(b)は図2(a)の正面図である。
【図3】(a)は第2実施形態におけるインサート7を示す平面図で、(b)は図3(a)の正面図である。
【図4】(a)は第3実施形態におけるインサート7を示す平面図で、(b)は図4(a)の正面図である。
【図5】(a)は第4実施形態におけるインサート7を示す平面図で、(b)は図5(a)の正面図である。
【図6】(a)は第5実施形態におけるインサート7を示す平面図で、(b)は図6(a)の正面図である。
【図7】(a)は第6実施形態におけるインサート7を示す平面図で、(b)は図7(a)の正面図である。
【図8】(a)は第7実施形態におけるインサート7を示す平面図で、(b)は図8(a)の正面図である。
【図9】(a)は第8実施形態におけるインサート7を示す平面図で、(b)は図9(a)の正面図である。
【図10】(a)は第9実施形態におけるインサート7を示す平面図で、(b)は図10(a)の正面図である。
【図11】(a)は第10実施形態におけるインサート7を示す平面図で、(b)は図11(a)の正面図である。
【図12】第10実施形態におけるインサート7を示す斜視図である。
【図13】第11実施形態におけるインサート7を示す斜視図である。
【図14】(a)は図13のA矢視図、(b)は図13のB−B断面図、(c)は図13のC−C断面図である。
【図15】第12実施形態におけるインサート7を示す斜視図である。
【図16】(a)は図15のD矢視図、(b)は図15のE−E断面図、(c)は図15のF−F断面図である。
【図17】第13実施形態におけるインサート7を示す斜視図である。
【図18】第14実施形態におけるインサート7を示す斜視図である。
【図19】第15実施形態におけるインサート7を示す斜視図である。
【図20】第16実施形態におけるインサート7を示す斜視図である。
【図21】第17実施形態におけるインサート7を示す斜視図である。
【図22】第18実施形態におけるインサート7を示す平面図である。
【図23】第19実施形態におけるインサート7を示す斜視図である。
【図24】第19実施形態における側面リブ72を折り曲げる前のインサート7を示す概略平面図である。
【図25】第20実施形態におけるインサート7を示す斜視図である。
【図26】第21実施形態におけるインサート7を示す斜視図である。
【図27】第22実施形態におけるインサート7を示す斜視図である。
【符号の説明】
【0162】
2…チューブ、4…コア部、5…ヘッダタンク、7…インサート、71…ベース部、72…側面リブ、73a、73b…切り込み部、74…ベース部側膨出部(応力吸収部)、75…スリット、76…切り欠き部(応力吸収部)、77…側面リブ側膨出部(応力吸収部)、78…ベース部側リブ(突起部)、78a…第2のベース部側リブ、79…第2の切り欠き部。

特許の図
【出願人】 【識別番号】000004260
【氏名又は名称】株式会社デンソー
【出願日】 平成18年10月16日(2006.10.16)
【代理人】 【識別番号】100100022
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 洋二

【識別番号】100108198
【弁理士】
【氏名又は名称】三浦 高広

【識別番号】100111578
【弁理士】
【氏名又は名称】水野 史博


【公開番号】 特開2008−14622(P2008−14622A)
【公開日】 平成20年1月24日(2008.1.24)
【出願番号】 特願2006−281454(P2006−281454)