(57)【要約】【課題】車両用インタークーラに用いられる熱交換用多穴チューブにおいて、従来の押出し成形による製造が可能であって、熱歪みによる多穴チューブ左右側壁の破損を防止することができる構造を提供する。【解決手段】平板状の上下壁及び断面略半円状の左右側壁を有する扁平管と、この扁平管の上下壁の間に介在する複数の垂直な仕切壁とからなり複数の通路を有する熱交換用多穴チューブにおいて、上記左右側壁の各内面高さ中央から内方へそれぞれ突出し、上面と下面との交角が１０〜３０度の先細り形状で先端が丸く、基部の厚さが扁平管の最厚部以下である断面形状を有する一対のリブを通路に沿って延設する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状の上下壁及び断面略半円状の左右側壁を有する扁平管と、
この扁平管の上下壁の間に介在する複数の垂直な仕切壁とからなり複数の通路を有する熱交換用多穴チューブにおいて、
上記左右側壁の各内面高さ中央から内方へそれぞれ突出し、上面と下面との交角が１０〜３０度の先細り形状で先端が丸く、基部の厚さが扁平管の最厚部以下である断面形状を有する一対のリブを通路に沿って延設したことを特徴とする熱交換用多穴チューブ。
【請求項２】
平板状の上下壁及び断面略半円状の左右側壁を有する扁平管と、
この扁平管の上下壁の間に介在する複数の垂直な仕切壁とからなり複数の通路を有する熱交換用多穴チューブにおいて、
上記仕切壁と略同等の板厚を有する水平な補強板を、上記左右側壁の各内面高さ中央と両端に配置した仕切壁との間にそれぞれ介設したことを特徴とする熱交換用多穴チューブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両等に搭載されるインタークーラに用いられ、内部に排気ガスを流通させて冷却する熱交換用多穴チューブに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両等のインタークーラに用いられる熱交換用チューブには、押出し成形されたアルミ製の多穴チューブが多く用いられている。
【０００３】
そして、インタークーラ用のアルミ製の多穴チューブ１０は、一般的に０．４ｍｍ〜０．６ｍｍの板厚の中空の扁平管の中に、０．３ｍｍ〜０．６ｍｍの仕切壁３を幅方向に等間隔で複数設置している。それぞれの仕切壁３は扁平管の上下壁１、１間に垂直に立てられ、管内を複数の通路に仕切っている（図５、図６）。
【０００４】
図７に示すように、複数の多穴チューブ１０とフィン２０（図７では図示せず。図８に図示）とを交互に積層し、多穴チューブ１０を入口側および出口側の端部で、複数の孔を有するエンドプレート３０、３０にそれぞれ貫装して束ねる。その後、図８に示すように、エンドプレート３０、３０を入口方向および出口方向からヘッダー４０、４０で挟持して接合し、インタークーラを形成する。
排気ガスは、入口側のヘッダー４０から分岐してそれぞれの多穴チューブ１０の仕切られた通路を流通し、出口側のヘッダー４０で再び合流する。一方、空気等の冷却流体はフィン２０に沿って多穴チューブ１０同士の間を排気ガスと交差方向に流れ、排気ガスを冷却する。
【０００５】
近年、エンジンの高性能化に伴い排気ガスが高温なものとなっているため、これを冷却するインタークーラの熱交換性能を向上する必要がある。このため、インタークーラの大型化や、インタークーラに使用される熱交換用チューブに様々な工夫がなされている。
例えば、図５、６に示すように、多穴チューブ１０の上下壁１の内面及び仕切壁３に数箇所の突条４を突出させるなど、表面積を大きく取って、空気等の冷却流体と高温の排気ガスとの熱交換効率を上げる工夫がなされている。特許文献１には、通路の断面の直径や上下壁の突条の本数を最適化したものが記載されている。
【０００６】
特許文献２には、上下壁のそれぞれに複数の突条を設ける場合に、上下壁の突条のピッチを半分ずつずらすことで、突条を設けた箇所でも上下壁の必要な距離を確保し、管内で詰まりが発生するのを防止するものが記載されている。
【０００７】
このように従来のインタークーラ用の多穴チューブでは、高温の排気ガスが効率良くインタークーラ内に流れるように、入口側ヘッダーの内部形状、多穴チューブ内の突条や仕切壁の形状および設置方法を工夫し、熱交換性能を向上させていた。
しかし、排気ガスの高温化に伴い、この排気ガスが流れ込む多穴チューブの入口・出口の付近が熱歪みにより破損する問題が発生していた。
【０００８】
高温の排気ガスが流入すると、熱によって多穴チューブ１０が膨張して、入口方向および出口方向に伸びる（図９（ｂ））。一方、エンドプレート３０はヘッダー４０によって両側から位置を固定されているため、伸長する多穴チューブ１０との接合部７が伸びの方向に引っ張られて長さＥのたわみが発生する。
多穴チューブ１０にもエンドプレート３０から伸長を抑制する力が加わるため、エンドプレート３０との接合部７付近には強い熱歪みが発生し、多穴チューブ１０を圧縮する方向の歪みを生じる。インタークーラにガスが流れていないときにはこの力は発生しないため（図９（ａ））、繰り返しの使用により、エンドプレート３０との接合部７付近の多穴チューブ１０の側壁２に亀裂８が生じ、破損することがあった（図９（ｃ））。
【０００９】
特許文献３には、熱歪みによる破損を防止するために、一枚の板状素材を屈曲させて成形する熱交換用チューブにおいて、屈曲によって一方の側壁を形成する際に、内側に突出するように折り込まれた折込部を設けたものが記載されている。
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−３１８０８６号公報
【特許文献２】特開２００６−１６２０８５号公報
【特許文献３】特開２００７−１５５３００号公報
【００１１】
一方で押出し成形式の多穴チューブでは、左右側壁の曲面部を肉厚にして補強する方法が一般的であり、１．５ｍｍ程度の厚さまでは押出し成形で製造することが可能であった。しかし、１．５ｍｍ以上の板厚に形成することは押出し成形以外の方法によらねばならず、材料費が増加することもあり、コスト高となっていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
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、車両用インタークーラに用いられる熱交換用多穴チューブにおいて、熱歪みによる多穴チューブ左右側壁の破損を防止することができ、かつ、従来の押出し成形による製造が可能な構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明において、上記課題が解決される手段は以下の通りである。
第１の発明は、平板状の上下壁及び断面略半円状の左右側壁を有する扁平管と、この扁平管の上下壁の間に介在する複数の垂直な仕切壁とからなり複数の通路を有する熱交換用多穴チューブにおいて、上記左右側壁の各内面高さ中央から内方へそれぞれ突出し、上面と下面との交角が１０〜３０度の先細り形状で先端が丸く、基部の厚さが扁平管の最厚部以下である断面形状を有する一対のリブを通路に沿って延設したことを特徴とする。
【００１４】
第２の発明は、平板状の上下壁及び断面略半円状の左右側壁を有する扁平管と、この扁平管の上下壁の間に介在する複数の垂直な仕切壁とからなり複数の通路を有する熱交換用多穴チューブにおいて、上記仕切壁と略同等の板厚を有する水平な補強板を、上記左右側壁の各内面高さ中央と両端に配置した仕切壁との間にそれぞれ介設したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
第１の発明によれば、上記左右側壁の各内面高さ中央から内方へそれぞれ突出し、上面と下面との交角が１０〜３０度の先細り形状で先端が丸く、基部の厚さが扁平管の最厚部以下である断面形状を有する一対のリブを通路に沿って延設したことにより、多穴チューブの左右側壁が補強されるため、高温の排気ガスの流通によって熱歪みが生じて多穴チューブが破損するのを防止することができる。また、側壁全体の板厚を上げる対策に比べて管内断面積の減少が少なく済むため、多穴チューブ内を流れるガスの抵抗の増加と、材料費の増加を抑えることができる。さらに、従来の押出し成形によって容易に製造することができる。
【００１６】
第２の発明によれば、上記仕切壁と略同等の板厚を有する水平な補強板を、上記左右側壁の各内面高さ中央と両端に配置した仕切壁との間にそれぞれ介設したことにより、多穴チューブの左右側壁を補強するとともに、左右側壁から両端の仕切壁までの範囲全体の剛性をも上げることが可能となり、熱歪みによる多穴チューブの破損を防止することができる。また、側壁全体の板厚を上げる対策に比べて管内断面積の減少が少なく済むため、多穴チューブ内を流れるガスの抵抗の増加と、材料費の増加を抑えることができる。さらに、従来の押出し成形によって容易に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態に係る熱交換用多穴チューブについて、図面に基づいて説明する。
図１は第１実施形態に係るアルミ製の多穴チューブの断面図であり、図２は図１において破線で囲まれたＡ部の拡大図である。
【００１８】
図１に示すように、多穴チューブは、平板状の上下壁１、１と、断面略半円状の左右の側壁２、２とからなる扁平管であり、内部を上下壁１、１の間に垂直に立てられた複数の仕切壁３で仕切られている。このため多穴チューブは、互いに仕切られて並行する複数の排気ガスの通路を有している。
【００１９】
高温の排気ガスの流通に伴う熱歪みに対する剛性を上げるため、側壁２は上下壁１および仕切壁３に比して肉厚に形成されている。ただし、側壁２の板厚は押出し成形の可能な厚さに止めるのが望ましい。
また、管内の表面積を増やして熱交換効率を向上させるため、通路に沿って延びる多数の突条４が、上下壁１、１の内面から内方に向かって突出している。
【００２０】
図２に示すように、この多穴チューブの側壁２の内面高さ中央に位置する曲面部の頂点（多穴チューブの最側端）には、多穴チューブの幅方向内方に向けて突設したリブ５が、通路に沿って延びている。このリブ５は、上面と下面との交角Ｂを１０〜３０度とし、リブ５で最も厚い根元の厚さは、側壁２の厚さを超えないものとする。また、リブ５の先端を細く鋭く形成すると、多穴チューブ生産時の押出し成形の型の消耗が激しくなるため、先端は所定の太さで緩やかに丸みを帯びさせて形成する。
【００２１】
このように構成したことにより、第１実施形態の多穴チューブは押出し成形にて製造することができる。
また、左右側壁２、２の各内面高さ中央から内方へそれぞれ突出し、上面と下面との交角が１０〜３０度の先細り形状で先端が丸く、基部の厚さが扁平管の最厚部以下である断面形状を有する一対のリブ５、５を通路に沿って延設したことにより、多穴チューブの側壁２が補強されるため、高温の排気ガスの流通によって熱歪みが生じて多穴チューブが破損するのを防止することができる。また、側壁２全体の板厚を上げる対策に比べて管内断面積の減少が少なく済むため、多穴チューブ内を流れるガスの抵抗の増加と、材料費の増加を抑えることができる。
リブ５には、多穴チューブの内面の表面積を増やして熱交換を促進する効果もある。
【００２２】
押出し成形にて製造する場合には、リブ５は多穴チューブの通路の全長にわたり成形されることになるが、熱歪みによる破損を防止する観点からは、リブ５は最低限、歪みの発生する多穴チューブの出入口からエンドプレート３０との接合部付近まで成形されていればよい。
【００２３】
＜第２実施形態＞
第２実施形態として、側壁２からリブ５を突設する代わりに、左右側壁２、２とその内側に隣接する仕切壁３との間に、水平な補強板６を介設してもよい。
図３は第２実施形態に係るアルミ製の多穴チューブの断面図であり、図４は図３において破線で囲まれたＣ部の拡大図である。
【００２４】
第２実施形態の多穴チューブも、上下壁１、１と左右側壁２、２と仕切壁３とを有する点は第１実施形態と同様である。しかし、左右側壁２、２の内面高さ中央からは、リブ５を設ける代わりに、内側に隣接する両端の仕切壁３、３との間に水平な補強板６、６をそれぞれ張り渡している。
【００２５】
この補強板６の厚さは側壁２の厚さを超えないものとし、厚さが一定になるように設定する。仕切壁３と略同等の厚さに設定するのが好ましい。この補強板６により、多穴チューブ内の両側端の通路は上下に二分割される。
このように構成したことにより、第２実施形態の多穴チューブは押出し成形にて製造することができる。
【００２６】
また、仕切壁３と略同等の板厚を有する水平な補強板６を、上記左右側壁２、２の各内面高さ中央と両端に配置した仕切壁３、３との間にそれぞれ介設したことにより、多穴チューブの側壁２を補強するとともに、左右側壁２、２から両端の仕切壁３、３までの範囲全体の剛性をも上げることが可能となり、熱歪みによる多穴チューブの破損を防止することができる。また、側壁２全体の板厚を上げる対策に比べて管内断面積の減少が少なく済むため、多穴チューブ内を流れるガスの抵抗の増加と、材料費の増加を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る多穴チューブの断面図である。
【図２】図１のＡ部の拡大図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る多穴チューブの断面図である。
【図４】図３のＣ部の拡大図である。
【図５】従来の多穴チューブを示す断面図である。
【図６】図５のＤ部の拡大図である。
【図７】多穴チューブとエンドプレートとの取付構造を示す斜視図である。
【図８】多穴チューブを用いたインタークーラを示す斜視図である。
【図９】従来のインタークーラにおける多穴チューブの熱歪みを説明する図であり、（ａ）はインタークーラ不使用時の断面図、（ｂ）はインタークーラ使用時の断面図、（ｃ）は、（ｂ）の接合部付近の拡大図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  上下壁
２  側壁
３  仕切壁
４  突条
５  リブ
６  補強板
７  接合部
８  亀裂
１０  多穴チューブ
２０  フィン
３０  エンドプレート
４０  ヘッダー
【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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【図９】
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