(57)【要約】【課題】  熱交換器用タンクの如く、耐圧性及び機械的強度を要する構成部品を軽量化すると共に、材料費を必要最小限にすること。【解決手段】  一対の薄肉の平坦金属板１間に波型材２を介挿して基部３を構成し、基部３の周縁部を圧潰して圧潰縁部3aを連続的に形成する。そして、一対の平坦金属板１と波型材２との間を互いにろう付け固定すると共に、全体を曲折して熱交換器の構成部品とする。【選択図】        図１
2006308254.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに平行に対向する一対の薄肉の平坦金属板(1) と、
両平坦金属板(1) 間に介装され、薄肉金属板が波形に曲折されてなる波型材(2) と、により基部(3) を構成し、
その基部(3) の周縁部を圧潰して、前記波型材(2) の波部が存在しないようにした圧潰縁部(3a)が連続的に形成され、一対の平坦金属板(1) と波型材(2) とが互いにろう付けされ且つ、全体が曲折されてなる熱交換器の構成部品。
【請求項２】
請求項１において、
前記波型材(2) は、矩形波または台形波に曲折されると共に、その波の稜線(4) 方向に交互に、稜線の中心部から一定長さ波の進行方向の前進側と後退側とに位置ずれして、その脚部(5) が切り起こし形成されたオフセットフィン状となり、
その稜線(4) の方向に全体が曲折されてなる熱交換器の構成部品。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記構成部品は、全体が溝形に曲折されて熱交換器のタンクとなるもの。
【請求項４】
請求項３において、
構成部品がチューブプレート(6) を構成し、そのチューブ挿通孔(7) の孔縁部に前記圧潰縁部(3a)が形成されたもの。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器のタンクやサイドメンバー等として用いられる構成部品の材料節約及び強度向上を図ったものに関する。
【背景技術】
【０００２】
熱交換器の金属製タンクは、その内部圧力に耐えうるようタンクの板厚を厚くしたり、剛性を増加させるため、表面に補強リブを追加したりしていた。一例としてアルミニウム製のチューブはその板厚が0.3mm程度であるのに対して、そのタンク本体およびチューブプレートの厚みは1.4mm〜2.0mm程度と、４〜７倍厚かった。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２１４８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
タンク、チューブプレートなどの部品は、内部に負荷される圧力や物理的外力に耐えうる必要があり、フィンやチューブに比べて、板厚が厚くならざるをえない。これはチューブおよびフィンが互いに補強しあう構造であるのに対して、タンクは単独で強度を有し、外部環境からの腐食に対しても十分耐えうる板厚である必要がある。しかしながら、板厚を厚くすれば熱交換器全体の材料コストが上昇し、熱交換器の重量も重くなり軽量化および省エネに逆行する。
そこで本発明は、係る問題点を取り除いた熱交換器の構成部品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】
【０００５】
請求項１に記載の本発明は、互いに平行に対向する一対の薄肉の平坦金属板(1) と、
両平坦金属板(1) 間に介装され、薄肉金属板が波形に曲折されてなる波型材(2) と、により基部(3) を構成し、
その基部(3) の周縁部を圧潰して、前記波型材(2) の波部が存在しないようにした圧潰縁部(3a)が連続的に形成され、一対の平坦金属板(1) と波型材(2) とが互いにろう付けされ且つ、全体が曲折されてなる熱交換器の構成部品である。
【０００６】
請求項２に記載の本発明は、請求項１において、
前記波型材(2) は、矩形波または台形波に曲折されると共に、その波の稜線(4) 方向に交互に、稜線の中心部から一定長さ波の進行方向の前進側と後退側とに位置ずれして、その脚部(5) が切り起こし形成されたオフセットフィン状となり、
その稜線(4) の方向に全体が曲折されてなる熱交換器の構成部品である。
【０００７】
請求項３に記載の本発明は、請求項１または請求項２において、
前記構成部品は、全体が溝形に曲折されて熱交換器のタンクとなるものである。
【０００８】
請求項４に記載の本発明は、請求項３において、
構成部品がチューブプレート(6) を構成し、そのチューブ挿通孔(7) の孔縁部に前記圧潰縁部(3a)が形成されたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の熱交換器の構成部品は、互いに対向する一対の平坦金属板１間に波型材２が介挿されて基部３を構成し、その基部３の周縁部に圧潰縁部3aが連続的に形成されたものであるから、耐食性が強く且つ、強度の高い軽量なものを提供しうる。即ち、波型材２の波部が露出しないように圧潰縁部3aが設けられているから、構成部品の縁部から腐食成分が内部に浸入することがない。また、平面側では仮に外側の平坦金属板１が腐食して腐食孔が生じても、内部の層までの間には気体層が存在し、内側の平坦金属板１を貫通するまで長期間要する。それと共に、ろう付けにより一対の平坦金属板１間に波型材２が介挿されて基部３を構成したものであるから、強度が強い。またその全体の曲折により剛性も高まる。
【００１０】
上記構成において、波型材２をオフセットフィン状に形成し、その波の稜線４の方向に全体を曲折したものについては、その曲がり部に異常な変形を生じ難いものとなる。即ち、剛性の強い方向への曲折のため、その曲げ部に皺等が生じることがない。また、平坦金属板１と波型材２の頂部とのろう付け面積が広く、厚み方向への強度の高いものとる。
【００１１】
上記構成において、構成部品によって熱交換器のタンクを形成した場合には、耐圧性の高いタンク構造を提供できる。
【００１２】
上記構成において、チューブプレート６に構成部品を用い、そのチューブ挿通孔７の孔縁部に圧潰縁部3aを形成した場合には、チューブ挿通孔７における腐食を防止し、耐腐食性の高いタンクを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、図面に基づいて本発明の各実施の形態につき説明する。図１は本発明の熱交換器の構成部品の一部破断要部斜視図である。そして、図２はその構成部品によって熱交換器用タンクを製造する場合の組立て斜視図である。図３は図２のIII‐III矢視断面図であり、図４は図２のIV‐IV矢視断面図である。
【００１４】
この熱交換器の構成部品は、一対の薄肉の平坦金属板１が小間隔をあけて互いに平行に対向し、その内面にオフセットフィン型の波型材２が介挿されて基部３を構成する。そして、基部３の周縁を図２の如く圧潰すると共に、全体をこの例では溝型に折り曲げたものである。そして、タンク本体８とチューブプレート６とを本発明の構成部品で形成する。チューブプレート６は、周縁部のみならず、チューブ挿通孔７の孔縁部をも圧潰してそこに圧潰縁部3aを形成する。
【００１５】
そして、タンク本体８とチューブプレート６とは開口部が互いに整合する溝型を有し、両者間が互いに嵌着されると共に、端蓋９がそれらの長手方向両端に嵌着される。それぞれのチューブ挿通孔７には、図示しないチューブが挿通され、各部品間が一体にろう付け固定されるものである。
【００１６】
本発明の構成部品を形成する一対の平坦金属板１は、一例として少なくとも内面側にろう材が被覆された厚さ0.3〜0.5mm程度のアルミニウムクラッド材を用いる。また、波型材２はろう材の被覆されていないアルミニウム板であって、その板厚が0.1mm程度のもので、図１に示す如くオフセットフィン型に曲折したものを使用できる。即ち、波型材２は矩形波または台形波状に曲折されると共に、その波の稜線４方向に交互に稜線の中心から一定長さ、波の進行方向の前進側と後進側とに位置ずれしてその脚部５が切り起こし形成されたものである。なお、波型材２の高さは一例として0.7mm程度とすることができる。そして、全体として基部３の全体の厚みを1.3〜1.5mm程度とすることができる。
【００１７】
なお、図２のようにタンク本体８及びチューブプレート６を溝型にプレス成形する場合には、絞り加工をほとんど必要とせず、曲げ加工に伴って波型材が潰れることはない。また、チューブ挿通孔７の孔縁部は立ち上がり部が形成されている。この部分については予め長円形の圧潰縁部3aを形成しておき、その長円形部分に孔をあけると共に、バーリング加工すればよい。或いは、バーリング加工と圧潰縁部3aの加工とを同時に行ってもよい。
【００１８】
このような基部３は、稜線４の方向には図１矢印の如く折り曲げられる。その曲折加工に伴い折曲げ部が潰れることはない。逆に、それと直行する方向に折り曲げようとすると、曲げ易いが剛性が弱く、折り曲げ部に皺が生じるおそれがある。
【００１９】
次に、その基部３の折り曲げ及び圧潰縁部3aの形成は、プレス機械等により同時に成形することが可能である。このとき、基部３の平坦金属板１と波型材２とを予めろう付け固定しておくことが好ましい。その基部３の折り曲げ及び圧潰縁部3aを別の工程で行ってもよい。
【００２０】
このようにしてなるタンク本体８の長手方向両端部及び溝型の開口側には連続した圧潰縁部3aが形成される。またチューブプレート６においても同様である。それと共にチューブプレート６においては、前述の如くチューブ挿通孔７の孔縁部全周に圧潰縁部3aが形成されている。
【００２１】
なお、熱交換器の組立ての手順の一例としては、多数の並列された偏平チューブと各偏平チューブ間に介挿されたフィンとを集合させ、それぞれの偏平チューブの両端を一対のチューブプレート６のチューブ挿通孔７に挿通してコアを組み立てる。
【００２２】
次いで、それぞれのチューブプレート６にタンク本体８を嵌着し、その長手方向両端に端蓋９を嵌着する。そしてコアの両側にサイド材を取り付ける。なお、このサイド材は通常溝状に形成され、本発明の構成部品を用いることができる。そして、全体を高温の炉内に挿入し、各部品間を一体的にろう付け固定すれば、熱交換器を完成する。
【００２３】
なお、図３と図４の例では、圧潰縁部3aは簡略化のため３枚の金属板のように表示されているが、実際には波型材２を押し潰した形状の中間部材が存在する。なお圧潰縁部3aの成形時期は、全体を曲折する前に平坦な状態でそれを行い、次いで全体を図２の如く形成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の構成部品の一部破断要部斜視図。
【図２】同構成部品を用いた熱交換器用タンクの分解斜視図。
【図３】図２のIII‐III矢視断面拡大図。
【図４】図２のIV‐IV矢視断面拡大図。
【符号の説明】
【００２５】
１  平坦金属板  
２  波型材
３  基部  
3a  圧潰縁部  
４  稜線  
【００２６】
５  脚部  
６  チューブプレート  
７  チューブ挿通孔  
８  タンク本体  
９  端蓋
【図１】
2006308254.tif 000003
【図２】
2006308254.tif 000004
【図３】
2006308254.tif 000005
【図４】
2006308254.tif 000006