(57)【要約】【課題】部品の接合部分において、部品間の隙間の寸法精度の管理負荷を軽減し、低コストで気密性の高い接合を可能とする熱交換器を提供する。【解決手段】  筐体（１１）とコアプレート（１３１、１３２）と流入部または流出部（１４１、１４２）とから構成されるベース部品をろう付けで接合するために、前記ベース部品を構成する各部品のいずれかを他の部品に対して入れ子状に挿入することにより、各ベース部品の外周端部を相互に重畳して形成したベース部品接合部（１１１Ｂ、１３１Ａ、１４１Ａ；１１２Ｂ、１３２Ａ、１４２Ａ）を備え、前記ベース部品を構成する各部品の外周端部は、前記挿入方向に対して、所定角度で交差する方向に傾斜している熱交換器を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却流体と被冷却流体との熱交換を行う熱交換器であって、
前記冷却流体の流路となる内部空間を有する筐体（１１）と、
前記筐体の内部空間に収納し、前記被冷却流体の流路を形成し、前記冷却流体と熱交換するように配列した複数のチューブ（１２）と、
前記筐体に設けられた前記被冷却流体の流入部（１４１）および流出部（１４２）と、
前記冷却流体を供給する供給口（１６）と、
前記冷却流体を排出する排出口（１７）と、
前記複数のチューブを貫通固定し、前記流入部および前記流出部と前記筐体の内部空間とを仕切る１対のコアプレート（１３１、１３２）と、を有し、
前記筐体と前記コアプレートと前記流入部を構成部品とするベース部品および前記筐体と前記コアプレートと前記流出部を構成部品とするベース部品のうち、少なくとも、いずれか一方のベース部品を前記各構成部品の外周端部でろう付けによって接合するために、ベース部品接合部（１１１Ｂ、１３１Ａ、１４１Ａ；１１２Ｂ、１３２Ａ、１４２Ａ）を形成し、
前記ベース部品接合部は、前記いずれかの構成部品の外周端部の内側に他の構成部品の外周端部を入れ子状に挿入して組み込むことにより、前記構成部品の外周端部で相互に重畳して形成し、
前記各外周端部は、前記挿入の方向に対して、所定角度で交差する方向に傾斜していることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
冷却流体と被冷却流体との熱交換を行う熱交換器であって、
前記冷却流体の流路となる内部空間を有する筐体（１１）と、
前記筐体の内部空間に収納し、前記被冷却流体の流路を形成し、前記冷却流体と熱交換するように配列した複数のチューブ（１２）と、
前記筐体に設けられた前記被冷却流体の流入部（１４１）および流出部（１４２）と、
前記冷却流体を供給する供給口（１６）と、
前記冷却流体を排出する排出口（１７）と、
前記複数のチューブを貫通固定し、前記流入部および前記流出部と前記筐体の内部空間とを仕切る１対のコアプレート（１３１、１３２）と、
前記筐体の内部空間において、前記１対のコアプレートの間で、前記複数のチューブを前記流路の方向の中間部で貫通固定し、前記冷却流体を流通する流通孔を備えた中間支持板（１８）を有し、
前記筐体を前記流路の方向の中間部で二分割した第１筐体部材（１１１）と第２筐体部材（１１２）とから構成し、少なくとも、前記第１筐体部材と前記第２筐体部材と前記中間支持板とを構成部品とする中間部品をろう付けで接合するために、前記第１筐体部材の外周端部と前記第２筐体部材の外周端部とで前記中間支持板の外周端部を挟持することにより、中間部品接合部（１１１Ａ、１１２Ａ、１８Ａ）を形成し、
前記中間部品接合部は、前記いずれかの構成部品の外周端部の内側に他の構成部品の外周端部を入れ子状に挿入して組み込むことにより、前記構成部品の外周端部で相互に重畳して形成し、
前記外周端部は、前記挟持する方向に対して、所定角度で交差する方向に傾斜していることを特徴とする熱交換器。
【請求項３】
前記中間支持板は、前記中間部品接合部を構成する外周端部の直下に前記第１筐体部材または前記第２筐体部材のいずれか一方から他方に前記冷却流体が流入する通水孔（１８Ｂ）を備え、
前記中間部品の外周端部は、前記第１筐体部材または前記第２筐体部材のうち、前記一方の流入する側に前記所定角度で傾斜している請求項２記載の熱交換器。
【請求項４】
前記外周端部のうち、先端が前記筐体の外部方向に露出する外周端部を、隣接する外周端部より前記先端の方向に延出し、前記ろう付けに使用するろう材を配置するろう材載置部（Ｐ２１、Ｐ３１、Ｐ３４）を設けた請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項５】
少なくとも、前記ベース部品接合部または前記中間部品接合部のいずれか一方を構成する外周端部のうち、先端が前記筐体の外部方向に露出する外周端部を、隣接する外周端部より前記先端の方向に延出し、前記ろう付けに使用するろう材を配置するろう材載置部（Ｐ２１、Ｐ３１、Ｐ３４）を設けた請求項２または請求項３記載の熱交換器。
【請求項６】
前記筐体の外部方向に露出する前記外周端部のうち、最外部に配した外周端部の先端を延出して前記筐体の内部方向に屈曲し、他の外周端部を前記筐体の外部から覆うとともに、前記筐体の内部方向に傾斜している外周端部を有する前記ベース部品の胴部に重畳した補強部（Ｐ３２）を有する請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項７】
前記筐体の外部方向に露出する前記外周端部のうち、最外部に配した外周端部の先端を延出して前記筐体の内部方向に屈曲し、他の外周端部を前記筐体の外部から覆うとともに、前記筐体の内部方向に傾斜している外周端部を有する前記中間部品の胴部に重畳した補強部を有する請求項２または請求項３記載の熱交換器。
【請求項８】
前記補強部の先端を前記筐体の外部方向に屈曲し、前記重畳して形成したベース部品との間に補強部側ろう材載置部（Ｐ３３、Ｐ３４）を設けた請求項６記載の熱交換器。
【請求項９】
前記補強部の先端を前記筐体の外部方向に屈曲し、前記重畳して形成した中間部品との間に補強部側ろう材載置部を設けた請求項７記載の熱交換器。
【請求項１０】
１対の斜辺の一方を前記筐体の内部方向に傾斜し、隣接する外周端部と重畳する斜辺とし、前記筐体の外部方向に突出した頂部を上辺とする膨出形状の外周端部（Ｐ１１）を有し、他の前記ベース部品の胴部と短手方向の長さを同一とする胴部から成るベース部品を有する請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項１１】
１対の斜辺の一方を前記筐体の内部方向に傾斜し、隣接する外周端部と重畳する斜辺とし、前記筐体の外部方向に突出した頂部を上辺とする膨出形状の外周端部（Ｐ１１）を有し、他の前記中間部品の胴部と短手方向の長さを同一とする胴部から成る中間部品を有する請求項２、請求項３、請求項５、請求項７または請求項９のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項１２】
前記筐体の外部方向に露出する前記外周端部のうち、最外部に配した外周端部の先端を延出して前記筐体の内部方向に屈曲し、他の外周端部を前記筐体の外部から覆うとともに、前記膨出形状の外周端部の前記上辺に重畳した補強部（Ｐ１２）を有する請求項１１記載の熱交換器。
【請求項１３】
前記中間支持板の外周端部を介して、前記第１筐体部材と前記第２筐体部材の各外周端部を相対向するように、同一角度で傾斜し、前記中間支持板の外周端部を前記各外周端部のいずれか一方に重畳して断面Ｖ字状の溝部を形成し、前記溝部の形状に嵌合する補助部材（Ｐ４）を前記溝部に嵌装した請求項２、請求項３、請求項５、請求項７または請求項９のいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項１４】
前記膨出形状上辺に開口部を設け、前記開口部に前記冷却流体の供給口または排出口（Ｄ）を設けたことを特徴とする請求項１１または請求項１２記載の熱交換器。
【請求項１５】
前記流入部または前記流出部の外周端部を前記流入部または前記流出部の胴部に接合して延設する延設部材（Ｐ５）とした請求項１から請求項１４までのいずれか１項に記載の熱交換器。
【請求項１６】
前記流入部または前記流出部は、他部品に取り付けるためのフランジ（Ｆ）の中央部を開口した形状を有し、前記フランジの外周端部は、前記筐体及び前記コアプレートの外周端部とともにベース部品接合部を構成することを特徴とする請求項１から請求項１５までのいずれか１項に記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この明細書における開示は、熱交換器、特に、シェルアンドチューブ式の熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、シェル（以下「筐体」という。）の内部空間に複数の伝熱管（以下「チューブ」という。）を収納して配列したシェルアンドチューブ式（多管式）の熱交換器が知られている。この種の熱交換器は、ラジエータ、インタークーラ、オイルクーラ、ウォータクーラ、ヒートコレクタ、ＥＧＲクーラなど、各種目的に応じた多様な種類がある。
【０００３】
たとえば、前記ＥＧＲクーラは、自動車等のエンジンの冷却、排気ガスの一部をエンジンに再循環して窒素酸化物の発生を低減するものである。図１４は、かかるＥＧＲクーラの部分切欠側面図であり、図１５は、図１４のＸＩＶ−ＸＩＶ矢視側断面図である。
【０００４】
以下、図１４、図１５を参照して、従来のＥＧＲクーラの構成を説明する。ＥＧＲクーラ１の本体部分は、筐体１１によって構成される。筐体１１は、第１筐体部材１１１と第２筐体部材１１２とから構成されており、筐体接合部１１３によって接合され、内部空間１１４を有する中空の円筒形を成す。
【０００５】
内部空間１１４には、複数のチューブ１２が配列されている。チューブ１２の長手方向は、内部空間１１４の長手方向に一致する方向に配列されている。後述するように、内部空間１１４の長手方向は、冷却流体Ｃの流路方向になり、チューブ１２の長手方向は、被冷却流体Ｇの流路方向になる。
【０００６】
筐体１１の長手方向両端は、図１５で示す通り、第１筐体部材１１１側でチューブ１２の一端を貫通固定させる第１コアプレート１３１及び第２筐体部材１１２側でチューブ１２の他端を貫通固定させる第２コアプレート１３２の１対のコアプレート１３から構成される。第１筐体部材１１１と第２筐体部材１１２の長手方向開口端面に対向して、次第に先細りのテーパー状に形成された被冷却流体Ｇのタンク１４（流入側タンク１４１、流出側タンク１４２）を備える。流入側タンク１４１は、被冷却流体Ｇの流入部を構成し、流出側タンク１４２は、被冷却流体Ｇの流出部を構成する。なお、１対のコアプレート１３は、筐体１１の内部空間１１４とタンク１４の内部空間との間に介在し、両者の内部空間を仕切る。
【０００７】
流入側タンク１４１、流出側タンク１４２の前記長手方向外側には、たとえば、エンジン側配管等、他の部品と接合するためのフランジ１５（第１フランジ１５１、第２フランジ１５２）が各々設けられている。
【０００８】
第１筐体部材１１１及び第２筐体部材１１２の長手方向両端近傍には、第１筐体部材１１１及び第２筐体部材１１２の周方向にそれぞれ冷却流体Ｃの供給チャンバ１０１及び排出チャンバ１０２からなる１対のチャンバ１０が外嵌装着されている。供給チャンバ１０１及び排出チャンバ１０２の任意の位置に、冷却流体Ｃの供給口１６と排出口１７が各々設けられている。なお、図１５では、供給口１６と排出口１７の位置が、図面視で上下異なる位置に配設されているが、配設位置は、前記上下の位置に限定されるものではなく、任意の位置に設けることができる。
ところで、チューブ１２は、熱交換効果の向上を図るために、長手方向に長くした場合、例えばエンジンなど、他部品（駆動装置）の駆動によって共振し、疲労破壊が発生し易くなる。そこで、中間に中間支持板１８を設けて、各チューブ１２を長手方向中間部で貫通固定する。チューブ１２が、中間支持板１８によって長手方向中間部で支持されることにより、耐振性が向上し、前記振動による損傷を軽減している。
【０００９】
以上、ＥＧＲクーラ１を例としてシェルアンドチューブ式の熱交換器の構造を説明したが、この種の熱交換器は、いずれも、上記の通り、複数の部品を接合して形成されているため、気密に対する信頼性を確保する必要がある。そこで、各部品の接合は、以下通りの方法でなされていた。
【００１０】
図１６は、図１４のＥＧＲクーラ１を構成する各部品の接合部の側断面図であり、図１６（Ａ）は、冷却流体の流出側の接合部の部分拡大側断面図である。なお、図１６（Ａ）は、第２筐体部材１１２における冷却流体Ｃの排出側の側断面図であるが、第１筐体部材１１１における冷却流体Ｃの供給側の側断面図も同一の構成である。第２コアプレート１３２の外周端部は、第２筐体部材１１２側に直角に屈曲しているが、第２筐体部材１１２と流出側タンク１４２の外周端部は、各々の胴部から直線状に延びている。第２筐体部材１１２、第２コアプレート１３２および流出側タンク１４２の各外周端部は、第２筐体部材１１２、第２コアプレート１３２、流出側タンク１４２の順で筐体１１の径方向外側に向かって３層に重畳している。すなわち、前記各外周端部は、第２筐体部材１１２の短手方向（径方向）、第２コアプレート１３２、流出側タンク１４２の径方向の長さを少しずつ変えることで、入れ子状に挿入され、前記重畳された接合部を形成する。
【００１１】
図１６（Ｂ）は、中間支持板１８側の接合部の部分拡大側断面図である。筐体１１の中間部の接合部１１３は、第１筐体部材１１１と第２筐体部材１１２とが重畳する位置に、中間支持板１８の外周端部が直交して当接するように配されるため、第１筐体部材１１１は、中間支持板１８を回避するための段差が設けられている。かかる段差を設けることにより、図１６（Ａ）同様、第１筐体部材１１１と第２筐体部材１１２とを入れ子状に挿入して重畳させ、かつ、重畳箇所近傍に中間支持板１８の外周端部も配することができ、３つの部品の外周端部を１箇所に集中させることができる。
【００１２】
従来、上記各々重畳した部分における部品間の接合は、ろう付けまたは溶接によって行われていた。
【００１３】
（例えば、特許文献１参照。）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特許第６０６７４３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
前記部品間の接合をろう付けで行う場合、良好な接合強度を達成するためには、ろう材を毛細管現象で部品間の隙間に浸透させる必要があるため、前記隙間の幅は非常に狭く、たとえば、２つの部品間だけで考えた場合、前記隙間を０．３ｍｍ以下にするためには、１つの部品公差を最低でも±０．１５ｍｍにする必要がある。さらに、図１６のように、３つの部品を重畳させる場合、間に挟まれる部品の肉厚に対する寸法公差も積み上げられるため、さらに高精度の寸法管理が必要になる。図１６で示す通り、各部品の接合面を平行に形成していることから、隙間が広すぎる場合、接合強度の不足が心配されるとともに挿入深さの位置決めが困難になり、隙間が狭すぎる場合、そもそも挿入が困難になり、歩留まりの低下をもたらすという不都合が生じていた。特に、中間支持板を介在させて接合する場合、接合面が板厚部分（たとえば、１．５ｍｍ程度）となるため、接合強度に問題があった。かかる接合強度の問題を解消するために、中間支持板の板厚を厚くすると、前記冷却流体の流れを妨げる要因となり、熱交換器としての本来の機能を損なう結果を招くことになる。また、板厚が厚くなることで、成形性が悪化し、コストアップを招くことになる。さらに、図１６（Ｂ）で示す様に中間支持板１８の外周端部は、第１筐体部材１１１の斜めの段差部で支持されることになるため、中間支持板１８が傾くことがあり、チューブ１２を、中間支持板１８の貫通穴に通しにくくなるという問題があった。
【００１６】
また、前記先行技術によれば、溶接（アーク溶接）による接合が提案されているが、ろう付けと比較して高コストであり、作業に一定レベルの技術を要するという問題点も生じていた。
【００１７】
したがって、熱交換器に要求される耐気密性の観点からは、ろう付けによる部品間接合が望まれる。
【００１８】
この明細書における開示の一つ目の目的としては、上記課題を解消させるためのものであり、部品間の隙間の寸法精度の管理負荷を軽減し、低コストで気密性の高い接合を可能とする熱交換器を提供することである。また、この明細書における開示の二つ目の目的としては、チューブの長手方向に対して、中間支持板１８の傾きを抑制し、チューブを差し込み易くすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成させるために、この明細書で開示される熱交換器は、接合部を構成する各部品の外周端部を各部品の接合時に挿入する挿入方向に対して所定角度で交差する方向に傾斜したことを最も主要な特徴とする。
【００２０】
すなわち、冷却流体と被冷却流体との熱交換を行う熱交換器であって、
前記冷却流体の流路となる内部空間を有する筐体（１１）と、
前記筐体の内部空間に収納し、前記被冷却流体の流路を形成し、前記冷却流体と熱交換するように配列した複数のチューブ（１２）と、
前記筐体に設けられた前記被冷却流体の流入部（１４１）および流出部（１４２）と、
前記冷却流体を供給する供給口（１６）と、
前記冷却流体を排出する排出口（１７）と、
前記複数のチューブを貫通固定し、前記流入部および前記流出部と前記筐体の内部空間とを仕切る１対のコアプレート（１３１、１３２）と、を有し、
前記筐体と前記コアプレートと前記流入部を構成部品とするベース部品および前記筐体と前記コアプレートと前記流出部を構成部品とするベース部品のうち、少なくとも、いずれか一方のベース部品を前記各構成部品の外周端部でろう付けによって接合するために、ベース部品接合部（１１１Ｂ、１３１Ａ、１４１Ａ；１１２Ｂ、１３２Ａ、１４２Ａ）を形成し、
前記ベース部品接合部は、前記いずれかの構成部品の外周端部の内側に他の構成部品の外周端部を入れ子状に挿入して組み込むことにより、前記構成部品の外周端部で相互に重畳して形成し、
前記外周端部が、前記挿入方向に対して、所定角度で交差する方向に傾斜していることを特徴とする。
【００２１】
この構成によれば、前記筐体と前記コアプレートと前記流入部または前記流出部が所定角度で傾斜していることにより、前記各ベース部品を前記挿入の方向に押し付けるだけで、部品公差の影響を受けずに、ろう付けで要求される隙間を得ることができる。
【００２２】
中間指示板を備えた熱交換器については、前記筐体の内部空間において、前記１対のコアプレートの間で、前記複数のチューブを流路の方向の中間部で貫通固定し、前記冷却流体を流通する流通孔を備えた中間支持板（１８）を有し、
前記筐体を前記流路の方向の中間部で二分割した第１筐体部材（１１１）と第２筐体部材（１１２）とから構成し、
前記第１筐体部材と前記第２筐体部材と前記中間支持板とから構成する３つの中間部品をろう付けで接合するために、前記第１筐体部材の外周端部と前記第２筐体部材の外周端部とで前記中間支持板の外周端部を挟持することにより、重畳して形成した中間部品接合部（１１１Ａ、１１２Ａ、１８Ａ）を有し、
前記中間部品接合部は、前記いずれかの構成部品の外周端部の内側に他の構成部品の外周端部を入れ子状に挿入して組み込むことにより、前記構成部品の外周端部で相互に重畳して形成し、
前記中間部品の外周端部は、前記挟持方向に対して、少なくとも、中間部品接合部が所定角度で交差する方向に傾斜するように構成すればよい。
【００２３】
この構成によれば、中間部品接合部においても、各構成部品を挿入方向に押し付けるだけで、ろう付けで要求される隙間を得ることができる。また、中間支持板の傾きを抑制することができる。
【００２４】
なお、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の対応構成要素を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定するものではない。
【発明の効果】
【００２５】
本明細書で開示される熱交換器によると、各部品の接合面を傾斜して、入れ子状に挿入することにより、接合強度を確保するための隙間である０．３ｍｍ以下を容易に達成することができるため、部品間の隙間の寸法精度の管理負荷を軽減し、低コストで気密性の高い接合を可能とするという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１（Ａ）は、第１実施形態におけるＥＧＲクーラの側断面図であり、（Ｂ）は、ベース部品接合部における各構成部品の外周端部の傾斜方向が（Ａ）とは異なる構成を示した側断面図である。
【図２】図２は、通水孔を備えた中間部品接合部の部分拡大側断面図であり、（Ａ）は、中間部品接合部が、冷却流体の流入側に傾斜した図であり、（Ｂ）は、中間部品接合部が、冷却流体の流出側に傾斜した図である。
【図３】図３は、第２実施形態におけるＥＧＲクーラ、ウォータクーラまたはオイルクーラの側断面図である。
【図４】図４は、ベース部品接合部および中間部品接合部の部分拡大側断面図である。
【図５】図５は、図４の第１変形例として、ろう材載置部を設けた図であり、（Ａ）は、ろう材載置部を一箇所設けた図、（Ｂ）は、ろう材載置部を二箇所設けた図である。
【図６】図６は、図４の第２変形例として、補強部を設けた図である。
【図７】図７は、図４の第３変形例として、ろう材載置部と補強部を設けた図である。
【図８】図８は、図４の第４変形例として、ベース部品の一つの外周端部に断面台形状の凸部を設けた図である。
【図９】図９は、図４の第５変形例として、中間部品接合部にろう材載置部と補強部を設けた図である。
【図１０】図１０は、図４の第６変形例として、中間部品接合部を構成する各部品の外周端部によって形成される溝部に補助部材を嵌装した図である。
【図１１】図１１は、図４の第７変形例として、ベース部品接合部で、一つの外周端部に断面台形状の凸部を設け、上辺に挿通管を設けた図である。
【図１２】図１２は、図４の第８変形例として、ベース部品接合部で、一つの外周端部を延設部材として溶接した形態を示す図である。
【図１３】図１３は、図４の第９変形例として、ベース部品接合部を構成する部品の一つをフランジとした形態を示す図である。
【図１４】図１４は、従来のＥＧＲクーラの部分切欠側面図である。
【図１５】図１５は、図１４のＸＩＶ−ＸＩＶ矢視側断面図である。
【図１６】図１６は、図１５のＥＧＲクーラを構成する各部品の接合部の側断面図であり、（Ａ）は、冷却流体の流出側の接合部の部分拡大側断面図、（Ｂ）は、中間支持板側の接合部の部分拡大側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照しながら本開示を実施するための形態を説明する。先に説明した実施形態に対応する構成要素を後続の実施形態が有する場合には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。また、各実施形態において構成の一部のみを説明している場合、当該構成の他の部分については先行して説明した実施形態の参照符号を使用する場合がある。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示していない場合でも、特に当該組み合わせに支障が生じなければ、実施形態同士を部分的に組み合わせることも可能である。
【００２８】
＜第１実施形態＞
図１は、開示する実施形態として例示的に示したＥＧＲクーラ１の側断面図である。前記した通り、ＥＧＲクーラ１の構成部品と図１４で説明した従来のＥＧＲクーラとで共通の構成部品については、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。なお、本実施形態では、筐体１１の外形は、円筒形を成すが、これに限定するものではなく、たとえば、短手方向の断面が多角形の角柱形であってもよい。
【００２９】
図１（Ａ）を参照して、筐体１１の長手方向一端側を構成する第１筐体部材１１１において、第１筐体部材外周端部１１１Ｂは、第１コアプレート外周端部１３１Ａに対して入れ子状に挿入するために、内部空間１１４側に傾斜している。ここで入れ子状とは、一方の部品の外周端部の内側に他方の部品の外周端部が重畳して組み込まれた状態をいう。すなわち、各部品の外周端部が、筐体１１の径方向に順次重なる状態である。第１コアプレート外周端部１３１Ａは、流入側タンク外周端部１４１Ａに対して入れ子状に挿入するために、第１筐体部材１１１側に傾斜している。したがって、第１筐体部材外周端部１１１Ｂ、第１コアプレート外周端部１３１Ａ及び流入側タンク外周端部１４１Ａは、微小な隙間で相互に面対向して３層に重畳し、ベース部品接合部を形成する。
【００３０】
一方、筐体１１の長手方向他端側を構成する第２筐体部材１１２においても、前記ベース部品接合部と同様の構成を有する。すなわち、第２筐体部材外周端部１１２Ｂは、第２コアプレート外周端部１３２Ａに対して入れ子状に挿入するために、内部空間１１４側に傾斜している。第２コアプレート外周端部１３２Ａは、流出側タンク外周端部１４２Ａに対して入れ子状に挿入するために、第２筐体部材１１２側に傾斜している。したがって、第２筐体部材外周端部１１２Ｂ、第２コアプレート外周端部１３２Ａ及び流出側タンク外周端部１４２Ａは、ろう付け可能な微小な隙間で相互に面対向して３層に重畳し、ベース部品接合部を形成する。
【００３１】
ＥＧＲクーラ１は、第１筐体部材１１１と第２筐体部材１１２との間に、中間支持板１８が介在する。中間支持板外周端部１８Ａは、本実施形態では、第１筐体部材１１１側に傾斜している。また、中間支持板側の第１筐体部材外周端部１１１Ａは、内部空間１１４側に傾斜し、中間支持板外周端部１８Ａに対して入れ子状に挿入される。
【００３２】
第２筐体部材外周端部１１２Ａは、内部空間１１４と反対側（筐体１１の外側）に向かって第１筐体部材側に傾斜している。中間支持板外周端部１８Ａは、第２筐体部材外周端部１１２Ａに対して入れ子状に挿入される。
【００３３】
したがって、第２筐体部材外周端部１１２Ａ、中間支持板外周端部１８Ａ及び第１筐体部材外周端部１１１Ａは、微小な隙間で相互に面対向して３層に重畳し、中間部品接合部を形成する。
【００３４】
なお、図１（Ａ）では、たとえば、第１筐体部材外周端部１１１Ｂ、第１コアプレート外周端部１３１Ａ及び流入側タンク外周端部１４１Ａの順序で筐体１１の径方向外側に向かって３層に重畳しているが、図１（Ｂ）で示す通り、３層に重畳する順序が、図１（Ａ）とは逆の形態、すなわち、筐体１１の径方向外側に向かって、流入側タンク外周端部１４１Ａ、第１コアプレート外周端部１３１Ａ、第１筐体部材外周端部１１１Ｂの順序で重畳する形態であってもよい。図１（Ｂ）の中間部品接合部、被冷却流体Ｇの流出側のベース部品接合部も前記同様、重畳する順序が逆転している。このように、中間部品接合部、ベース部品接合部は、３層に重畳していれば、重畳する順序は問わない。
【００３５】
前記中間部品接合部は、たとえば、図１（Ａ）の形態の場合、図２（Ｂ）に示すように、第２筐体部材外周端部１１２Ａを内部空間１１４側に傾斜し、中間支持板外周端部１８Ａを第２筐体部材１１２側に傾斜し、中間支持板側の第１筐体部材外周端部１１１Ａを内部空間１１４と反対側（筐体１１の外側）に向かって第２筐体部材側に傾斜するようにしてもよい。すなわち、前記中間部品接合部と中間支持板１８の径方向を軸として反転させた反転中間部品接合部としてもよい。
【００３６】
図２で示す通り、前記中間部品接合部（または前記反転中間部品接合部）の中間支持板外周端部１８Ａは、中間支持板１８の径方向直下に通水孔１８Ｂを設けている。前記中間部品接合部（または前記反転中間部品接合部）によって筐体１１の内部空間１１４側壁面には、段差が形成される。
【００３７】
図２（Ａ）は、前記中間部品接合部の構成による通水孔１８Ｂ近傍の部分拡大側断面図であり、（Ｂ）は、前記反転中間部品接合部の構成による通水孔１８Ｂ近傍の部分拡大側断面図である。
【００３８】
図２（Ａ）の構成では、通水孔１８Ｂによって冷却流体Ｃが、前記段差があってもよどみなく流通させることができる。すなわち、第１筐体部材外周端部１１１Ａの内部空間１１４側の傾斜が、冷却流体Ｃの流れ方向に対して、通水孔１８Ｂにガイドするように形成されているからである。
【００３９】
一方、図２（Ｂ）の構成では、中間支持板外周端部１８Ａと通水孔１８Ｂとの間に、冷却流体Ｃの流れ方向に対して、略直交するような壁が形成される。この壁と第１筐体部材１１１の内壁の間に形成された空間に、冷却流体ＣのよどみＢが形成され、冷却流体Ｃのスムーズな流通を阻害するおそれがあり、熱交換効果が損なわれるおそれがある。したがって、前記反転中間部品接合部の構成よりも、前記中間部品接合部の構成の方が好ましい。
【００４０】
なお、図１に示すように、流入側タンク１４１のタンク内部空間１４１Ｂは、流入する被冷却流体Ｇを一時的に貯留して複数のチューブ１２に分配する。チューブ１２を通過した被冷却流体Ｇは、流出側タンク１４２のタンク内部空間１４２Ｂで一時的に貯留され、たとえば、図示しないエンジンの吸気側に流出するようになっている。また、フランジ１５（流入側タンク側の第１フランジ１５１、流出側タンク側の第２フランジ１５２）は、エンジン側配管等、他の部品と接合するために設けられている。さらに、供給口１６は、冷却流体Ｃを筐体内部空間１１４に流入する。流入した冷却流体Ｃは、複数のチューブ１２との熱交換により、チューブ１２内を流通する被冷却流体Ｇを冷却し、排出口１７から排出される。
【００４１】
＜第２実施形態＞
図３は、開示する実施形態として例示的に示したウォータクーラまたはオイルクーラ２（以下、総称して「ウォータクーラ２」という。）の側断面図である。ウォータクーラ２は、ＥＧＲクーラ１の様に、筐体が２つの部材から構成されておらず、筐体２１一体で構成されている。筐体２１以外の構成部品については、ＥＧＲクーラ１の前記ベース部品接合部と同様の構成を有する。すなわち、筐体２１の長手方向両端に、内部空間２１１側に屈曲した筐体第１外周端部２１Ａと筐体第２外周端部２１Ｂとを備え、第１コアプレート２３１、第２コアプレート２３２は、第１コアプレート外周端部２３１Ａ、第２コアプレート外周端部２３２Ａを備え、流入側タンク２４１、流出側タンク２４２は、流入側タンク外周端部２４１Ａ、流出側タンク外周端部２４２Ａを備える。
【００４２】
筐体第１外周端部２１Ａは、第１コアプレート外周端部２３１Ａに入れ子状に挿入され、第１コアプレート外周端部２３１Ａは、流入側タンク外周端部２４１Ａに入れ子状に挿入され、筐体第２外周端部２１Ｂは、第２コアプレート外周端部２３２Ａに入れ子状に挿入され、第２コアプレート外周端部２３２Ａは、流出側タンク外周端部２４２Ａに入れ子状に挿入されている。
【００４３】
なお、流入側タンク２４１のタンク内部空間２４１Ｂは、流入する被冷却流体Ｇを一時的に貯留して複数のチューブ２２に分配する。チューブ２２を通過した被冷却流体Ｇは、流出側タンク２４２のタンク内部空間２４２Ｂで一時的に貯留される。また、フランジ２５（流入側タンク側の第１フランジ２５１、流出側タンク側の第２フランジ２５２）は、エンジン側配管等、他の部品と接合するために設けられている。さらに、供給口２６は、冷却流体Ｃを筐体内部空間２１４に流入する。流入した冷却流体Ｃは、複数のチューブ２２との熱交換により、チューブ２２内を流通する被冷却流体Ｇを冷却し、排出口２７から排出される。
【００４４】
以上、開示する実施形態として、第１実施形態のＥＧＲクーラ、第２実施形態のウォータクーラを例として説明したが、開示する実施形態の構成を有するものであれば、これらの熱交換器に限定する趣旨ではない。したがって、ＥＧＲクーラはもちろんのこと、たとえば、ラジエータ、インタークーラ、ヒートコレクタなどであってもよい。
【００４５】
以上の通り、熱交換器の各構成部品を前記入れ子状に挿入する挿入方向に対して、各構成部品の外周端部が所定角度で交差する方向に傾斜することにより、ろう付けのための部品間の隙間を前記各構成部品の径方向公差の影響を受けずに簡易に形成することができる。したがって、前記ろう付け用の部品間の隙間の高度な寸法精度の管理（たとえば、３部品全体でろう付けに好適な０．３ｍｍ以下の寸法精度の管理）の負担が大幅に軽減される。
【００４６】
ところで、前記ベース部品接合部及び中間部品接合部を構成する各外周端部の傾斜する角度は、本実施形態では、熱交換器を設置するスペースの制約を阻害しない限り、特に特定はしない。ここで、スペースの制約とは、たとえば、熱交換器を設置するための他部品（たとえば、エンジンブロック、ハーネス等）との干渉を回避するために許容される収納・設置領域の範囲をいう。一方、前記傾斜する角度を極端に小さく設定し、各部品の胴部と略平行に形成すると、従来技術と同様の課題、すなわち、挿入深さの位置決めが困難になるという課題が生じる。したがって、たとえば、前記傾斜角度は、３０度から４５度であれば、前記他部品との干渉を回避し、かつ、接合強度を確保するための隙間を容易に達成することができる。
【００４７】
熱交換器の各構成部品を筐体の長手方向に立て積みにしてろう付けする場合、従来技術によれば、立て積みの上位に位置する構成部品をろう付け位置で固定するために、スポット溶接または冶具などを利用して仮付けする必要があった。しかし、前記ベース部品接合部及び中間部品接合部を構成する各外周端部を傾斜させることにより、前記立て積みの上位に位置する構成部品の自重によって、自ずとろう付け可能な微小な隙間で相互に面対向して３層に重畳され、前記ベース部品接合部または前記中間部品接合部を形成することができるため、前記仮付けや、治具による固定作業が軽減され、作業効率を向上させることができるという効果を奏する。
【００４８】
以下、図５乃至図１３により、本発明にかかる熱交換器の前記ベース部品接合部または前記中間部品接合部の変形例を説明する。なお、以下の変形例では、図４で示す通り、前記３層に重畳した各構成部品の外周端部を部品Ｐ１、部品Ｐ２、部品Ｐ３とし、明示的に特定しない限り、部品Ｐ１、部品Ｐ２、部品Ｐ３は、前記ベース部品接合部または前記中間部品接合部の各構成部品の外周端部いずれにも該当するものとして説明する。また、各変形例の説明で部品Ｐ１、部品Ｐ２、部品Ｐ３以外の部品を特定する場合は、説明の便宜上、図１のＥＧＲクーラ１で説明した符号を使用する。
【００４９】
＜第１変形例＞
図５は、前記外周端部のうち、先端が筐体１１の外部方向に露出する外周端部を、隣接する外周端部より前記先端の方向に延出し、前記ろう付けに使用するろう材Ｍを配置するろう材載置部を設けたものである。前記ベース部品接合部で説明すると、たとえば、部品Ｐ１を第１筐体部材外周端部１１１Ｂ、部品Ｐ２を第１コアプレート外周端部１３１Ａ、部品Ｐ３を流入側タンク外周端部１４１Ａとした場合、第１筐体部材外周端部１１１Ｂと第１コアプレート外周端部１３１Ａとの微小な空隙および第１コアプレート外周端部１３１Ａと流入側タンク外周端部１４１Ａとの微小な空隙の端部からろう材Ｍを浸透拡散し、３部品を接合することができる。なお、第１変形例の構成は、前記中間部品接合部においても適用可能である。
【００５０】
一般的なろう付け工程は、前記空隙の端部にろう材Ｍを設置し、これを加熱して溶融し、隣接部材間の界面反応によってろう材Ｍを前記空隙の端部から浸透拡散させ、その後、ろう材を冷却、凝固させて接合する。このとき、良好なぬれ性を得るためには、前記空隙を極力微小にすることが必要になるため、部品Ｐ１、部品Ｐ２及び部品Ｐ３の３部品間の前記空隙の端部を含む面一の平面にろう材Ｍを設置すると、前記溶融時に、ろう材Ｍの垂れが生じるおそれがある。
【００５１】
図５（Ａ）では、流入側タンク外周端部１４１Ａの先端を第１コアプレート外周端部１３１Ａの先端よりも延出し、ろう材載置部Ｐ３１を設け、ろう材Ｍが溶融しても、部品Ｐ３の傾斜により、前記隙間側にろう材Ｍが流れるようにし、前記ろう材Ｍの外部への垂れを防止することができるようにしている。
【００５２】
図５（Ｂ）は、ろう材載置部Ｐ３１のほかに、部品Ｐ２の先端を部品Ｐ１の胴部上端面より延出させ、ろう材載置部Ｐ２１を設けている。なお、ろう材載置部Ｐ２１は、ろう材載置部Ｐ３１よりも、短く延出することにより、２つの空隙に対応する２つのろう材載置部を設定することができる。
【００５３】
＜第２変形例＞
図６は、部品Ｐ３の先端を延出し、部品Ｐ１側に屈曲し、部品Ｐ１及び部品Ｐ２を筐体１１の外部から覆う補強部Ｐ３２を設けたものである。
【００５４】
前記ベース部品接合部で説明すると、たとえば、部品Ｐ１を第１筐体部材外周端部１１１Ｂ、部品Ｐ２を第１コアプレート外周端部１３１Ａ、部品Ｐ３を流入側タンク外周端部１４１Ａとした場合、最外部に配された流入側タンク外周端部１４１Ａの先端を延出し、第１筐体部材１１１の内部方向に屈曲し、ベース部品接合部を構成する他の外周端部、すなわち、第１コアプレート外周端部１３１Ａおよび第１筐体部材外周端部１１１Ｂを第１筐体部材１１１の外部から覆う構成になる。なお、前記延出された流入側タンク外周端部１４１Ａの先端は、第１筐体部材１１１の胴部に重畳させる。
【００５５】
このような構成とすることで、ろう付け後のろう付け箇所を外部から覆うことができ、ろう付け部分を補強することができる。なお、第２変形例の構成は、前記中間部品接合部においても適用可能である。
【００５６】
＜第３変形例＞
図７は、前記第２変形例同様、部品Ｐ３の先端を延出し、補強部Ｐ３３を形成するとともに、第２変形例で部品Ｐ１（第２変形例の説明では、第１筐体部材１１１）の胴部に重畳させた先端をさらに、前記胴部の外部方向に屈曲し、前記重畳させた胴部との間に補強部側ろう材載置部Ｐ３４を設けたものである。
【００５７】
この構成によれば、ろう付け部分を補強するとともに、ろう材Ｍを載置してろう材Ｍの垂れを防止することができる。
【００５８】
＜第４変形例＞
図８は、部品Ｐ１を、１対の斜辺の一方を筐体１１の内部方向に傾斜し、隣接する部品Ｐ２と重畳する斜辺とし、筐体１１の外部方向に突出した頂部Ｐ１１を上辺とする断面台形状に形成したものである。なお、本実施の形態では、前記断面台形状に形成した例を示したが、この形態に限定する趣旨ではなく、半円形状など、膨出形状に形成されていればよい。以下の変形例においても同様である。
【００５９】
部品Ｐ１、部品Ｐ２および部品Ｐ３の長さを同一とする場合、部品Ｐ１の傾斜方向と部品Ｐ３の傾斜方向が逆になっているため、頂部Ｐ１１を設けない構成とすると、部品Ｐ１の胴部（素管部分）と部品Ｐ３の胴部（素管部分）との径が不一致となる。
【００６０】
そこで、頂部Ｐ１１を備えた構成とすることで、素管部分の径を同一化し、素管部分を共通化することで製造コストの低減を図ることを可能とした。たとえば、図１の前記中間部品接合部で説明すると、第１筐体部材外周端部１１１Ａに頂部Ｐ１１を設けることにより、第１筐体部材１１１と第２筐体部材１１２の胴部（素管部分）が径同一とすることができ、共通化を図ることができる。
【００６１】
＜第５変形例＞
図９は、第２変形例で説明した補強部と第４変形例で説明した頂部を組み合わせることにより、ろう材Ｍの載置部も形成できる形態である。すなわち、部品Ｐ１に、第４変形例同様の頂部Ｐ１２を形成するとともに、部品Ｐ３の先端を筐体１１の内部方向に屈曲して延出し、頂部Ｐ１２の上辺に重畳させた補強部Ｐ３５を設けたものである。
【００６２】
補強部Ｐ３５の先端を頂部Ｐ１２の上辺よりも長く延出させることにより、頂部Ｐ１２の断面台形状の斜辺のうち、部品Ｐ２に重畳する斜辺と反対側の斜辺と補強部Ｐ３５の先端との間にろう材Ｍの載置部が形成される。なお、第５変形例は、中間部品接合部に適用される形態である。
【００６３】
＜第６変形例＞
図１０は、部品Ｐ２を介して、部品Ｐ１と部品Ｐ２を相対向するように、同一角度で傾斜し、部品Ｐ２を部品Ｐ１に重畳することにより、部品Ｐ２と部品Ｐ３とで断面Ｖ字状の溝部を形成し、この溝部に嵌合する補助部材Ｐ４を前記溝部に嵌装したものである。
【００６４】
この構成によれば、部品Ｐ１と部品Ｐ３は、同一形状となるため、部品を共通化することができ、製造コストの低減を図ることができる。具体的には、部品１を第１筐体部材１１１とし、部品２を中間支持板１８とし、部品３を第２筐体部材１１２となる。したがって、第５変形例は、中間部品接合部に適用される形態である。
【００６５】
＜第７変形例＞
図１１は、第４変形例で説明した頂部Ｐ１１同様の頂部Ｐ１３の上辺に開口部を設け、当該開口部に、供給口（または排出口）Ｄを設けたものである。供給口（または排出口）Ｄは、部品１で、Ｐ１３によって形成された断面台形状にすることにより、部品Ｐ１をチャンバ化することができ、上辺部に供給口（または排出口）Ｄを設けることにより、供給口として設けられた場合は、供給口付近の水の分配性が改善する。さらに、プレートＰ１４を設けることによって、前記の水の分配性はさらに改善される。一方、排出口として設けられた場合は、排出口付近の淀みが改善される。部品Ｐ１は、具体的には、第１筐体部材外周端部１１１Ｂまたは第２筐体部材外周端部１１２Ｂであり、部品２は、第１コアプレート外周端部１３１Ａまたは第２コアプレート外周端部１３２Ａであり、部品３は、流入側タンク外周端部１４１Ａまたは流出側タンク外周端部１４２Ａである。したがって、第６変形例は、ベース部品接合部に適用される形態である。
【００６６】
＜第８変形例＞
図１２は、部品Ｐ３には外周端部を設けず、部品Ｐ３の胴部先端に、別部品となる延設部材Ｐ１５を溶接等の接合手段によって接合し、延設部材Ｐ１５によって部品Ｐ３の外周端部を代用する形態である。
【００６７】
第８変形例は、具体的には、タンク１４を第１筐体部材１１１または第２筐体部材１１２に接合する場合に利用される。すなわち、雰囲気ろう付けを行うときに、タンク１４の形状が大きく、炉内に収まらないような場合、接合部分の形状が複雑な場合、またはろう付けに不向きな素材から成る場合など、前記３部品を一時にろう付けすることに不向きな場合に利用される。したがって、第８変形例は、ベース部品接合部に適用される形態である。
【００６８】
＜第９変形例＞
図１３は、部品Ｐ２に重畳する部品を部品Ｐ３に代えてフランジＦとする構成である。
【００６９】
第９変形例は、具体的には、フランジ１５（１５１、１５２）に直接コアプレート１３（１３１、１３２）を接合する形態である。よって、この形態の場合、タンク１４（１４１、１４２）は、構成部品に含まれないため、部品点数の減少に貢献する。したがって、第９変形例は、ベース部品接合部に適用される形態である。
【００７０】
この明細書で開示された技術は、前記実施形態に制限されない。すなわち、例示的に示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。また、一つの実施形態と他の実施形態との間における部品、要素の置き換え、または組み合わせを包含する。さらに、開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示される技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内での全ての変更を含むものである。
【符号の説明】
【００７１】
１        ＥＧＲクーラ
２        ウォータクーラ（オイルクーラ）
１１      筐体
１２      チューブ
１３      コアプレート
１４      タンク
１５      フランジ
１６      供給口
１７      排出口
１８      中間支持板
１８Ａ    中間支持板外周端部
１１１    第１筐体部材
１１２    第２筐体部材
１３１    第１コアプレート
１３２    第２コアプレート
１４１    流入側タンク
１４２    流出側タンク
１１１Ａ、１１１Ａ  第１筐体部材外周端部
１１２Ａ、１１２Ｂ  第２筐体部材外周端部
１３１Ａ  第１コアプレート外周端部
１３２Ａ  第２コアプレート外周端部
１４１Ａ  流入側タンク外周端部
１４２Ａ  流出側タンク外周端部
【図１】
2020165583.tif 000003
【図２】
2020165583.tif 000004
【図３】
2020165583.tif 000005
【図４】
2020165583.tif 000006
【図５】
2020165583.tif 000007
【図６】
2020165583.tif 000008
【図７】
2020165583.tif 000009
【図８】
2020165583.tif 000010
【図９】
2020165583.tif 000011
【図１０】
2020165583.tif 000012
【図１１】
2020165583.tif 000013
【図１２】
2020165583.tif 000014
【図１３】
2020165583.tif 000015
【図１４】
2020165583.tif 000016
【図１５】
2020165583.tif 000017
【図１６】
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