(57)【要約】【課題】  熱交換器を提供する。【解決手段】  熱交換器は、互いに離間された一対のタンク2a、2bと、両タンク2a、2b間に配置されて、両タンク2a、2bを接続する複数のチューブ4と複数の波状フィン5とが交互に積層配置されたコア3部と、を備える。チューブ4の側面4b、4cには、凹部4dを形成する。【選択図】図２
2014088993.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに離間された一対のタンクと、
該両タンク間に配置されて、該両タンクを接続する複数のチューブと複数の波状フィンとが交互に積層配置されたコア部と、
を備えて熱交換器において、
前記チューブの側面に凹部を形成した、
ことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
請求項１に記載の熱交換器において、
前記凹部が形成された側面は、前記チューブの空気流れの上流側の側面である、
ことを特徴とする熱交換器。
【請求項３】
請求項１に記載の熱交換器において、
前記凹部が形成された側面は、前記チューブの空気流れの下流側の側面である、
ことを特徴とする熱交換器。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の熱交換器において、
前記凹部は、前記チューブの両側面間にわたって連続形成した、
ことを特徴とする熱交換器。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の熱交換器において、
前記凹部は、前記チューブの長手方向に沿って互いに離間した位置に複数個設けた、
ことを特徴とする熱交換器。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の熱交換器において、
前記波状フィンは、この山部及び谷部の頂部を除いた部位に少なくとも１個の切欠部を形成した、
ことを特徴とする熱交換器。
【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。
【背景技術】
【０００２】
従来の熱交換器としては、特許文献１に記載のものが知られている。
この従来の熱交換器では、互いに離間されたタンク間に、水平方向に伸びる複数のチューブと波状フィンとが交互に積層配置されて構成されたコア部が介在されている。チューブの上下平面には多数の凹部（ディンプル）が配置され、チューブの側面（熱交換器を車両に搭載した状態でその前後方向の端部側の面）はいわゆる面一、すなわち凸凹がないまっすぐな面とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】WO  ８３／０４０９０−A１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の熱交換器にあっては、車両搭載時の状態で、チューブはこの側面が車両前後方向に向けられた上下方向に細長い直方体とされ、その側面が面一とされているため、車両前後方向の面上でチューブの上下両端を前方あるいは後方へ移動させるように曲げるモーメントが作用しても、チューブ自体は曲げ応力が高く十分な強度を有している。また、一方では、熱伝達性能の向上のため、コア部にあっては、波状フィンのピッチやチューブのピッチの細密化が行われるようになってきており、このことからもコア部の剛性は高まって来ている。
【０００５】
他方、熱交換器を車両前方側に配置した場合など、飛び石等がコア部に当たってコア部、特にチューブが破損するのを防ぐため、チューブは前方側端部（側面）の板厚を厚くするようにして、強度を増加するようにしている。
【０００６】
しかしながら、上記従来の熱交換器には、飛び石等による衝撃に耐えるようにコア部の剛性アップを図っているが、この場合、コア部の剛性が高いため、衝撃をまともに受けてしまい、逆に場合によっては破損してしまうという問題があることが分かった。
【０００７】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、コア部の剛性を十分確保しながら、飛び石等の衝撃を受けた場合、その剛性の高さに起因してチューブの衝撃を受けた部分が応力集中により破損するのを防止することができるようにした熱交換器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的のため、本発明による熱交換器は、
互いに離間された一対のタンクと、
これらのタンク間に配置されて、両タンクを接続する複数のチューブと複数の波状フィンとが交互に積層配置されたコア部と、
を備えて熱交換器において、
チューブの側面に凹部を形成した、
ことを特徴とする。
【０００９】
また、好ましくは、凹部が形成された側面を、チューブの空気流れの上流側の側面とした、
ことを特徴とする。
【００１０】
また、好ましくは、凹部が形成された側面を、チューブの空気流れの下流側の側面とした、
ことを特徴とする。
【００１１】
また、好ましくは、凹部を、チューブの両側面間にわたって連続形成した、
ことを特徴とする。
【００１２】
また、好ましくは、凹部を、チューブの長手方向に沿って互いに離間した位置に複数個設けた、
ことを特徴とする。
【００１３】
また、好ましくは、波状フィンに、この山部及び谷部の頂部を除いた部位に波状フィンの幅方向の切欠部を形成した、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の熱交換器にあっては、チューブの側方に凹部を形成したので、チューブの変形がより容易になる。この結果、チューブの剛性を十分高く設定しても、飛び石などの衝撃がコア部に作用した場合、その衝撃をチューブがこの凹部によりここを起点として変形することで衝撃を一部吸収してチューブへの応力集中を緩和し、チューブの損傷を防ぐことができる。
【００１５】
また、凹部が形成された側面を、チューブの空気流れの上流側の側面としたので、チューブが衝撃を受けた際、簡単な形状でチューブをより変形し易くして衝撃をより緩和することができる。
【００１６】
また、凹部が形成された側面を、チューブの空気流れの下流側の側面としたので、チューブが衝撃を受けた際、簡単な形状でチューブをより変形し易くして衝撃をより緩和することができる。
【００１７】
また、凹部をチューブの両側面間にわたって連続形成したので、チューブが衝撃を受けた際、チューブをより変形し易くして衝撃をより緩和することができる。
【００１８】
また、凹部を、チューブの長手方向に沿って互いに離間した位置に複数個設けたので、チューブが衝撃を受けた際、その衝撃の作用位置にかかわらずチューブをより変形し易くして衝撃をより緩和することができる。
【００１９】
また、波状フィンに、この山部及び谷部の頂部を除いた部位に波状フィンの幅方向の切欠部を形成したので、チューブとともにコア部を形成する波状フィンが、チューブに衝撃を受けた際、容易に変形しコア部をも容易に変形することができるようになる。この結果、チューブも容易に変形して衝撃を緩和することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施例１に係る熱交換器の斜視図である。
【図２】実施例１の熱交換器を構成するコア部の拡大斜視図である。
【図３】実施例１の熱交換器を構成するコア部の一部を拡大した断面の斜視図である。
【図４】実施例１の熱交換器を構成するコア部の一部を拡大した断面の平面図である。
【図５】本発明の実施例１に係る熱交換器を構成するコア部の一部を拡大した断面の平面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。
なお、実質的に同じ構成については、同じ番号を付し、それらの重複する箇所の説明を省略する。
【実施例１】
【００２２】
まず、実施例１の熱交換器の全体構成を説明する。
この実施例１の熱交換器は、たとえば電気自動車用やハイブリッド電気自動車等のサブラジエータ1である。
このサブラジエータ1は、他の熱交換器よりも車両の前方側に配置される。この結果、飛び石等による衝撃を受けることがある。
【００２３】
サブラジエータ1は、上下方向に離間した一対のタンク2a、2b間に、コア部3が配置されて構成される。
タンク2a、2bには、これらの車両後方面には媒体（本実施例では冷却水）の流入管、流出管がそれぞれ設けられている。なお、流入管、流出管は、一方のタンクのみに設けて媒体が他方のタンクでＵターンするようにしてもよく、あるいは車両後方面ではなく、側面や上下面に設けるようにしてもよい。
【００２４】
コア部3は、複数の扁平チューブ4と、複数の波状フィン5とを備えており、チューブ4と波状フィン5とが交互に積層配置されるようにしてある。
また、扁平チューブ4は、上下方向に伸びる直方体状の筒形状とされて、内部の流路4a（図２、図３を参照）が形成され、その上端側が上方のタンク2aに接続され、その下方端が下方のタンク2bに接続される。
【００２５】
図１〜図３に示すように、扁平チューブ4の一方の側面（サブラジエータ1を車両に搭載した状態で車両前方端となる部分の面）4bおよび他方の側面（サブラジエータ1を車両に搭載した状態で車両後方端となる部分の面）4cには、これらの上下方向に沿って互いに離間した位置に凹部4dが複数個設けられる。
この場合、扁平チューブ4の付け根の部分には、最低１個の凹部4dを設けておくことが望しい。このようにすることで、衝撃時に扁平チューブ4の付け根部分がたわむことで全体的に衝撃を吸収できるようになる。
【００２６】
また、扁平チューブ4の凹部4dは、図２、図３に示すように、丸みを付けて角がつかない形状とする。この凹部4dの前後方向の深さは深くすることが望ましい。これにより変形しやすくなるとともに、媒体の流れを乱すディンプル効果をも発揮させることが可能となる。
【００２７】
上記のように構成したサブラジエータ1には、タンク2aへ流入した冷却水がチューブ4の流路4bを通じてタンク2bへ流れる。このとき、波状フィン5を介してサブラジエータ1を通過する空気流との間で冷却水が熱交換により冷却され、図外のインバータ等へ供給され、これらを冷却する。
【００２８】
ここで、チューブ4は、この板厚を厚くしてその剛性を高めてある。したがって、それほど大きくない外力が作用しても十分強度を確保し、破損から防止している。
【００２９】
一方、たまたま飛び石などで大きな衝撃がコア部3に作用したとき、この衝撃はコア部3の局所的部位に作用し、ここに応力集中が発生するが、チューブ4には凹部4dが形成されているため、凹部4dから容易にチューブ4が変形する。この変形により衝撃はそのまままともに受けるのではなく、チューブ4が撓みながら受けることになる。したがって、応力集中は緩和され、その結果、チューブ4の破損が防止される。
【００３０】
また、このチューブ4の変形時にあっては、ボコ部4dのうち側面の一方側が伸び、他方側が縮むことになるが、ボコ部4dは伸びやさらなる縮みに対しても板厚変化をほとんど変化させることなく変化するので、チューブ4の破損は確実に防がれる。
【００３１】
以上、説明したように、実施例１のサブラジエータ１にあっては、以下の効果を得ることができる。
すなわち、チューブ4の側面（車両前後端部）4b、4cに凹部4dを設けたので、チューブ4の板厚を厚くして十分剛性を確保するようにしても、飛び石などの大きな衝撃がチューブ4に作用した場合、凹部4dを中心にチューブ4が容易に変形して撓むことで、衝撃による応力集中を緩和することができるようになり、この結果、チューブ4の損傷を防ぐことができる。
【００３２】
また、凹部4dをチューブ4の両側面（車両前後端部）4b、4cに設けたので、衝撃によりチューブ4が撓んでもその板厚が実質変化しないので、衝撃緩和を行いながら確実にチューブの損傷を防ぐことができるようになる。
【００３３】
また、凹部4dをチューブ4の長手方向に沿って互いに離間した位置に複数個配置するようにしたので、チューブ4の全体のいずれの位置での凹部4dで撓むことが可能となり、この結果、衝撃の作用位置にかかわらず、チューブ4を変形させることが容易になるだけでなく、変形も全体の凹部4で行うことで変形も容易となり衝撃のさらなる緩和が可能となる。
【実施例２】
【００３４】
次に、本発明の実施例２について以下に説明する。
実施例２の熱交換器は、実施例１と同様にサブラジエータである。
実施例２の熱交換器は、波状フィン5の形状の一部が実施例１と異なる。
【００３５】
すなわち、実施例２の熱交換器の波状フィン5は、図５に示すように、この熱交換器の前方側および後方側で、かつ熱交換器の幅方向の中央部位が一部切り欠かれて切欠部5a、５bが設けられていることである。
その他の構成は、実施例１と同様である。
【００３６】
したがって、実施例２の熱交換器では、実施例１と同様の作用・効果が得られる上、飛び石等による衝撃時にあっては、波状フィン4の切欠部5a、５bによりこれらから波状フィン4がさらに変形し易くなり、その結果、コア部3、したがってチューブ4もより変形し易くなって、衝撃を緩和して受けることができるようになる。したがって、チューブ4の破損もより確実に防ぐことができるようになる。
【００３７】
以上、本発明を上記実施例に基づき説明してきたが、本発明は上記実施例に限られず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で設計変更等があった場合でも、本発明に含まれる。
【００３８】
たとえば、凹部4dの数、位置、形状は仕様や要求に応じて適宜設定することができる。たとえば、凹部4dは、チューブ4の前方側側面4bまたは後方側側面4cのいずれか一方、あるいは前方側側面4bおよび後方側側面4cとこれらを連続して連結する面すべてにわたって設けるようにしてもよい。
【００３９】
また、波状フィン5の切欠部5aの位置は頂部（山部、谷部）以外の部位であれば適宜設定可能であり、かつ切欠の方向・形状、数も仕様や要求に応じて適宜設定することができる。
【００４０】
また、本発明の熱交換器は、サブラジエータに限られず他の熱交換器でもよい。また、電気自動車やハイブリッド電気自動車に限られず、他の装置やシステムに適用するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４１】
1        サブラジエータ（熱交換器）
2a、2b        タンク
3        コア部
4        チューブ
4a        流路
4b        前方側側面
4c        後方側側面
4d        凹部
5        波状フィン
5a        切欠部
【図１】
2014088993.tif 000003
【図２】
2014088993.tif 000004
【図３】
2014088993.tif 000005
【図４】
2014088993.tif 000006
【図５】
2014088993.tif 000007