(57)【要約】【課題】  放熱性能を低下させることなく、熱交換時にチューブに発生する熱応力を確実に緩和させる。【解決手段】  本発明は、チューブ１７及びフィン１８から成るコア１２と、コア１２の両端部に設けられたアッパタンク１３及びロアタンク１４と、コア１２の両側に設けられたコアサポート１５とを備えた熱交換器１１において、コア１２の前面側と後面側の少なくとも一方側に熱応力緩和部材１６，１６’が設けられており、熱応力緩和部材１６，１６’の両端部はそれぞれアッパタンク１３とロアタンク１４に固定され、熱応力緩和部材１６，１６’の中間部にはチューブ１７に発生する熱応力を許容値以下に保持可能な剛性調整部２８が形成されていることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チューブ及びフィンから成るコアと、該コアの両端部に設けられたアッパタンク及びロアタンクと、前記コアの両側に設けられたコアサポートとを備えた熱交換器において、
前記コアの前面側と後面側の少なくとも一方側に熱応力緩和部材が設けられており、該熱応力緩和部材の両端部はそれぞれ前記アッパタンクと前記ロアタンクに固定され、前記熱応力緩和部材の中間部にはチューブに発生する熱応力を許容値以下に保持可能な剛性調整部が形成されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記熱応力緩和部材の両端部はそれぞれ前記アッパタンクと前記ロアタンクにボルトで締結可能に構成されている請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記熱応力緩和部材の両端部はそれぞれ前記アッパタンクと前記ロアタンクに一体ロウ付け可能に構成されている請求項１に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記熱応力緩和部材は平板により構成され、該平板には通風孔が形成されており、前記剛性調整部は前記平板を湾曲することにより形成されている請求項１〜３のいずれか１の請求項に記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器に関し、特に、熱交換時にチューブに発生する熱応力を緩和させる機構を備えた熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車、建設機械等のエンジンを冷却するために熱交換器が使用されており、この熱交換器には、熱交換時にチューブに発生する熱応力を緩和させる機構を備えたものがある。
【０００３】
この種の熱交換器は、図３に示されているように、チューブ１及びフィン２から成るコア３と、コア３の両端部に設けられたアッパタンク４及びロアタンク５と、コア３の両側に設けられたコアサポート６とから概略構成されており、チューブ１及びコアサポート６の両端部はそれぞれアッパタンク４及びロアタンク５にロウ付け接合されている。そして、チューブ１のロウ付け接合部に発生する熱応力を緩和させるため、コアサポート６の中間部には湾曲部７が形成されている。
【０００４】
このような構成において、冷却水入口８からアッパタンク４に流入した冷却水は各チューブ１内を流通し、ロアタンク５を通って冷却水出口９に導かれる一方、冷却空気は前面側から後面側に向かってコア３を通過し、この冷却空気と各チューブ１内を流通する冷却水との間で熱交換が行われる。そして、この熱交換時、チューブ１は、熱膨張により伸長するが、このチューブ１の伸長に応じてコアサポート６の湾曲部７が変形するため、チューブ１のアッパタンク４及びロアタンク５とのロウ付け接合部に発生する熱応力は緩和される（例えば、特許文献１，２，３参照）。
【特許文献１】実開昭６１−１２８５９２号公報
【特許文献２】特開平６−３４７１９１号公報
【特許文献２】実開平７−２２２７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記した従来の熱交換器では、コア３の左右両側のコアサポート６に形成された湾曲部７によりチューブ１の熱応力を緩和させるようになっているため、図４に示すように、中央のチューブ１ａの伸長長さが両側のチューブ１ｂの伸長長さより長くなる場合、コアサポート６は、両側のチューブ１ｂの伸長長さに応じて変形し、中央のチューブ１ａの伸長長さには追随しない。そのため、両側のチューブ１ｂより長く伸長した中央のチューブ１ａにより両側のチューブ１ｂの両端部のロウ付け接合部に引張り応力が発生し、このチューブ１ｂが破損するおそれがあった。
【０００６】
また、一部のチューブ１を閉塞させ、この閉塞させたチューブ１により他のチューブ１の熱応力を緩和することも行なわれているが、この場合には、コア面積が減少し、放熱性能が低下するといった問題があった。
【０００７】
本発明は、上記した課題を解決すべくなされたものであり、放熱性能を低下させることなく、熱交換時にチューブに発生する熱応力を確実に緩和することのできる熱交換器を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、チューブ１７及びフィン１８から成るコア１２と、コア１２の両端部に設けられたアッパタンク１３及びロアタンク１４と、コア１２の両側に設けられたコアサポート１５とを備えた熱交換器１１において、コア１２の前面側と後面側の少なくとも一方側に熱応力緩和部材１６，１６’が設けられており、熱応力緩和部材１６，１６’の両端部はそれぞれアッパタンク１３とロアタンク１４に固定され、熱応力緩和部材１６，１６’の中間部にはチューブ１７に発生する熱応力を許容値以下に保持可能な剛性調整部２８が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
そして、好ましくは、熱応力緩和部材１６の両端部はそれぞれアッパタンク１３とロアタンク１４にボルト２７で締結可能に構成されているのがよい。
【００１０】
また、熱応力緩和部材１６’の両端部はそれぞれアッパタンク１３とロアタンク１４に一体ロウ付け可能に構成されていてもよい。
【００１１】
さらに、熱応力緩和部材１６，１６’は平板により構成され、該平板には通風孔２９が形成されており、剛性調整部２８は前記平板を湾曲することにより形成されていてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、熱交換時に各チューブが伸長するが、各チューブの伸長に応じて熱応力緩和部材の剛性調整部が変形し、各チューブの伸長長さが同程度に保持されるため、各チューブのアッパタンク及びロアタンクとの接合部に発生する熱応力は許容値以下に保持される。したがって、チューブの接合部が熱応力により破損等するおそれがなくなり、製品の信頼性を向上させることができる。
【００１３】
また、熱応力緩和部材に通風孔が形成されている場合には、コア面積を減少させることがないため、熱交換器の放熱性能を低下させることがない等種々の優れた効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図１を参照しつつ、本発明の実施の形態に係る熱交換器について説明する。ここで、図１は本実施の形態に係る熱交換器を示す斜視図である。なお、本実施の形態では、本発明を自動車用熱交換器に適用した場合を例示して説明する。
【００１５】
本実施の形態に係る熱交換器１１は、コア１２と、コア１２の上下両端部に設けられたアッパタンク１３及びロアタンク１４と、コア１２の左右両側に設けられたコアサポート１５と、コア１２の前面側に２個設けられた熱応力緩和部材１６とを主体に構成されており、コア１２を介して熱交換が行われるようになっている。コア１２は、複数並設されたチューブ１７と、各チューブ１７間及びチューブ１７と左右コアサポート１５との間に介装されたコルゲートフィン１８とから構成されている。
【００１６】
アッパタンク１３及びロアタンク１４は、それぞれ下方又は上方が開口された樋状のアッパタンク本体１９、ロアタンク本体２０と、アッパタンク本体１９の下方開口又はロアタンク本体２０の上方開口を閉塞するアッパプレート２１、ロアプレート２２と、アッパタンク本体１９とロアタンク本体２０の両端開口を閉塞する蓋板２３，２４とから構成されており、アッパタンク１３の前面左側には冷却水導入管接続口２５が突設され、ロアタンク１４の前面右側には冷却水排出管接続口２６が突設されている。そして、アッパプレート２１及びロアプレート２２には、それぞれチューブ１７の上下両端部が貫通し、ロウ付け接合されていると共に、コアサポート１５の両端部がロウ付け接合されている。
【００１７】
熱応力緩和部材１６は、短冊状の平板から成り、その上下両端部はそれぞれアッパタンク本体１９とロアタンク本体２０の側面にボルト２７で締結されている。また、熱応力緩和部材１６の中間部には、外方にＵ字状に湾曲した剛性調整部２８が形成されており、熱交換時にチューブ１７のアッパプレート２１及びロアプレート２２とのロウ付け接合部に発生する熱応力を許容値以下に保持可能となっている。さらに、剛性調整部２８の平板部分には縦長の通風孔２９が形成されており、冷却空気が通風孔２９を通過可能となっている。
【００１８】
次に、本実施の形態に係る熱交換器１１の作用を説明する。
【００１９】
冷却水導入管接続口２５からアッパタンク１３に流入した冷却水は、各チューブ１７内を流通し、ロアタンク１４を通って冷却水排出管接続口２６から外部に排出される。一方、冷却空気は、コア１２の前面側からコルゲートフィン１８及び通風孔２９を通ってコア１２の後面側に通り抜け、各チューブ１７内を流通する冷却水との間で熱交換し、冷却水は冷却される。
【００２０】
この時、各チューブ１７は、熱膨張により伸長するが、各チューブ１７の伸長に応じて熱応力緩和部材１６の剛性調整部２８が変形するため、各チューブ１７の伸長長さは同程度に保持される。そして、各チューブ１７のアッパタンク１３及びロアタンク１４とのロウ付け接合部に発生する熱応力は許容値以下に保持される。したがって、チューブ１７のロウ付け接合部が熱応力により破損等するおそれがなくなり、製品の信頼性を高めることができる。また、熱応力緩和部材１６には、通風孔２９が形成されており、コア１２の面積を減少させることがないため、熱交換器１１の放熱性能を低下させることはない。
【００２１】
なお、上記した実施の形態においては、熱応力緩和部材１６の上下両端部は、アッパタンク１３及びロアタンク１４にボルト２７で締結されているが、これは単なる例示に過ぎず、例えば、図２に示すように、熱応力緩和部材１６’の上下両端部をアッパタンク１３及びロアタンク１４に一体ロウ付け可能なように構成してもよい。
【００２２】
また、熱応力緩和部材１６，１６’の材料は、上記した平板に限定されるものではなく、スプリングや棒材等、他の材料であってもよく、さらに、剛性調整部２８も、上記した構造、形状に限定されるものではなく、各種変更が可能である。
【００２３】
さらに、熱応力緩和部材１６，１６’は、上記したようにコア１２の前面側に限らず、コア１２の後面側、或いは、コア１２の前後両面側に設けてもよい。また、熱応力緩和部材１６，１６’の設置位置及び設置数についても各種変更が可能であるが、好ましくは、熱応力により亀裂を起こし易いチューブ１７の近傍に設置するのがよい。
【００２４】
さらにまた、上記した実施の形態では、本発明を自動車用熱交換器に適用した場合について説明したが、これは単なる例示に過ぎず、本発明は他の熱交換器にも適用可能であることは言う迄もない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る熱交換器を示す斜視図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る熱交換器を示す斜視図である。
【図３】従来例を示す正面図である。
【図４】従来例における熱応力発生時の状態を示す正面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１１          熱交換器
１２          コア
１３          アッパタンク
１４          ロアタンク
１５          コアサポート
１６，１６’  熱応力緩和部材
１７          チューブ
１８          コルゲートフィン
２７          ボルト
２８          剛性調整部
２９          通風孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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