(57)【要約】【課題】  全体形状が台形形状を成すものにおいて、各チューブの上側と下側との膨張差の生じない熱交換器を提供する。【解決手段】  チューブ１１２側と対向するチューブ対向面１２２、１３２にチューブ孔１２２ａが穿設されて、このチューブ孔１２２ａにチューブ１１２の長手方向両端部が接合される一対のタンク１２０、１３０を有し、チューブ１１２の積層方向の一方に向けてチューブ１１２の長手方向寸法が順次短くなるように形成されて、各タンク１２０、１３０が積層方向に対して傾斜して、全体形状が台形形状を成す熱交換器において、チューブ対向面１２２、１３２のチューブ１１２に対応する部位に、チューブ１１２の長手方向に直交する直交面１２２ｂを形成し、チューブ孔１２２ａを直交面１２２ｂに設ける。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部流体が流通し、複数積層されるチューブ（１１２）と、
前記チューブ（１１２）の長手方向両端部側に配設されると共に、前記チューブ（１１２）側と対向するチューブ対向面（１２２、１３２）にチューブ孔（１２２ａ）が穿設されて、前記チューブ孔（１２２ａ）に前記チューブ（１１２）の長手方向両端部が接合される一対のタンク（１２０、１３０）とを有し、
前記チューブ（１１２）の積層方向の一方に向けて前記チューブ（１１２）の長手方向寸法が順次短くなるように形成されて、前記タンク（１２０、１３０）が前記積層方向に対して傾斜して、全体形状が台形形状を成す熱交換器において、
前記チューブ対向面（１２２、１３２）の前記チューブ（１１２）に対応する部位には、前記チューブ（１１２）の長手方向に直交する直交面（１２２ｂ）が形成されて、
前記チューブ孔（１２２ａ）は、前記直交面（１２２ｂ）に穿設されたことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記チューブ対向面（１２２、１３２）は、前記タンク（１２０、１３０）を構成するタンクプレート部（１２２、１３２）であることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記チューブ孔（１２２ａ）の周縁には、縁立て高さが一様となるバーリング部（１２２ｃ）が形成されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱交換器。
【請求項４】
二輪車のカウル内に搭載されることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば二輪車のカウル内に搭載されるものに適用して有効な熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の熱交換器は、例えば特許文献１に示されるように、複数のチューブおよびフィンから成るコア部と一対のタンクとを有し、タンクのコア部側を成すチューブプレートに穿設されたチューブ挿通孔に、チューブの長手方向端部が挿通され、ろう付けにより根付け部が形成されて接合されている。
【０００３】
この熱交換器が、チューブの長手方向を水平方向にして、例えば二輪車のカウル（覆い）内に搭載される場合、カウルとの干渉を避けるために、チューブの長手方向寸法が下段側に向けて順次短く設定され、タンク長手方向の下側がコア部側に傾斜して、熱交換器全体が台形形状を成すように形成される（以下の実施形態で説明する図１に相当）。
【特許文献１】特開平５−７９７８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、図４に示すように、チューブ１１２とチューブプレート１２２Ａとの根付け部１４０においては、チューブプレート１２２Ａが傾斜しているので、各チューブ１１２の上側と下側とでは、チューブプレート間長さ（タンク間長さ）が異なってしまう。従って、熱交換器作動時の内圧変化や温度変化によってチューブ１１２が膨張する際に、上側と下側で膨張差が生じ、根付け部１４０には応力が発生する。そして、最悪は根付け部１４０の破損を伴い、内部流体の洩れに至るおそれが生ずる。
【０００５】
本発明の目的は、上記問題に鑑み、全体形状が台形形状を成すものにおいて、各チューブの上側と下側との膨張差の生じない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】
【０００６】
本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。
【０００７】
請求項１に記載の発明では、内部流体が流通し、複数積層されるチューブ（１１２）と、チューブ（１１２）の長手方向両端部側に配設されると共に、チューブ（１１２）側と対向するチューブ対向面（１２２、１３２）にチューブ孔（１２２ａ）が穿設されて、チューブ孔（１２２ａ）にチューブ（１１２）の長手方向両端部が接合される一対のタンク（１２０、１３０）とを有し、チューブ（１１２）の積層方向の一方に向けてチューブ（１１２）の長手方向寸法が順次短くなるように形成されて、タンク（１２０、１３０）が積層方向に対して傾斜して、全体形状が台形形状を成す熱交換器において、チューブ対向面（１２２、１３２）のチューブ（１１２）に対応する部位には、チューブ（１１２）の長手方向に直交する直交面（１２２ｂ）が形成されて、チューブ孔（１２２ａ）は、直交面（１２２ｂ）に穿設されたことを特徴としている。
【０００８】
これにより、台形形状を成す熱交換器（１００）であっても、一対のタンク（１２０、１３０）のチューブ対向面（１２２、１３２）間において、各チューブ（１１２）の積層方向の上側と下側との長さを等しくすることができる。よって、熱交換器（１００）作動時の内圧変化や温度変化によってチューブ（１１２）が膨張する際の上側と下側との膨張差を無くすことができる。即ち、上記従来技術の項で説明した膨張差によってチューブ（１１２）とチューブ対向面（１２２、１３２）との接合部（根付け部）に発生する応力の影響を無くすことができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、チューブ対向面（１２２、１３２）は、タンク（１２０、１３０）を構成するタンクプレート部（１２２、１３２）であることを特徴としている。
【００１０】
これにより、タンクプレート部（１２２、１３２）を板状部材として取扱うことができるので、直交面（１２２ｂ）およびチューブ孔（１２２ａ）の加工が容易となる。
【００１１】
請求項３に記載の発明では、チューブ孔（１２２ａ）の周縁には、縁立て高さが一様となるバーリング部（１２２ｃ）が形成されたことを特徴としている。
【００１２】
これにより、チューブ（１１２）とチューブ孔（１２２ａ）との接合面積を拡大することができるので、安定した接合が可能となる。
【００１３】
また、本熱交換器（１００）は、請求項４に記載の発明のように、二輪車のカウル内に搭載されるものとして好適である。
【００１４】
尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（第１実施形態）
本発明における第１実施形態を図１、図２に示す。第１実施形態は、本発明の熱交換器をレース用の自動二輪車（以下、二輪車）におけるエンジン冷却用のラジエータ１００に適用したものとしている。尚、図１はラジエータ１００の全体構成を示す正面図、図２は図１のＡ部を示す断面図である。
【００１６】
ラジエータ１００は、図１に示すように、主にコア部１１０、右タンク１２０、左タンク１３０から成り、ラジエータ１００を構成する各部材（以下で詳細説明）は、アルミニウムあるいはアルミニウム系合金より成り、アルミろう材を用いるろう付け（ろう接）により、互いに当接、嵌合する部位が接合されるものとしている。
【００１７】
コア部１１０は、内部を流通する冷却水（内部流体）を冷却する熱交換部であり、フィン１１１、チューブ１１２およびサイドプレート１１３から成る。
【００１８】
フィン１１１は、冷却水の熱を効率的に放熱する放熱部材であって、薄肉の帯板材から波状に成形され、内側に鎧戸状のルーバが設けられている。チューブ１１２は、内部流路を冷却水が流通する管状部材であり、薄肉の帯板材から長手方向直交断面が扁平状に成るように折り曲げられ、端部同士が溶接されて形成されている。そして、フィン１１１とチューブ１１２は交互に積層されている。ここで、チューブ１１２は、チューブ１１２の積層方向（以下、上下方向）の下側に向けて、自身の長手方向寸法が順次短くなるように設定されている。
【００１９】
上記フィン１１１、チューブ１１２の積層方向の両最外方には、補強部材としてのサイドプレート１１３が配設され、その長手方向端部が後述する各タンクプレート部１２２、１３２の長手方向端部に当接している。そして、サイドプレート１１３には、二輪車のフレームへの取付け用のブラケット部１１３ａが設けられている（ここでは上側２ヶ所、下側１ヶ所）。尚、サイドプレート１１３の長手方向に沿う端部には、チューブ１１２側あるいは反チューブ側に折り曲げられるフランジ部を設けて（断面コの字状として）、断面剛性を大きくするようにしても良い。
【００２０】
右タンク１２０、左タンク１３０は、本体部１２１、１３１と、タンクプレート部（本発明におけるチューブ対向面に対応し、以下、プレート部と呼ぶ）１２２、１３２とによって細長の容器体として形成されており、チューブ１１２の長手方向両端部側に配設されている。尚、上記で説明したように、チューブ１１２の長手方向寸法が上下方向の下側に向けて順次短く設定されていることから、各タンク１２０、１３０は、上下方向に対して傾斜しており、ラジエータ１００の全体形状は台形形状となっている。
【００２１】
各本体部１２１、１３１は、チューブ１１２側に開口し、断面が略コの字状を成す箱状部材であり、平板材の絞り加工により形成されている。また、各プレート部１２２、１３２は、上記各本体部１２１、１３１の開口側が嵌合する縁立て部を有する浅い箱状部材としており、平板材の絞り加工により形成されている。そして、各本体部１２１、１３１の開口側が、各プレート部１２２、１３２に嵌合され、ろう付けされている。
【００２２】
尚、各タンク１２０、１３０の側壁面には、入口パイプ１２３、出口パイプ１３３がそれぞれ設けられ、各タンク１２０、１３０の内部と連通するようにしている。また、右タンク１２０の上端には、冷却水を注水するための注水口１２４が設けられており、注水口１２４には圧力キャップ１２５が装着されている。
【００２３】
ここで、本発明の特徴部として、図２に示すように、各プレート部１２２、１３２の各チューブ１１２に対応する部位には、各本体部１２１、１３２側に張出す張出し部が設けられ、その先端側がチューブ１１２の長手方向に直交する直交面１２２ｂとして形成されるようにしている。そして、この直交面１２２ｂの内側領域にチューブ孔１２２ａが穿設されるようにしている。尚、チューブ孔１２２ａの周縁には、各本体部１２１、１３１側に縁立てされて、その縁立て高さが一様となるバーリング部１２２ｃを設けるようにしている。尚、直交面１２２ｂ、チューブ孔１２２ａ、バーリング部１２２ｃは、各プレート部１２２、１３２を板状部材として、プレス加工によって形成されるようにしている。
【００２４】
そして、チューブ孔１２２ａ（バーリング部１２２ｃを含む）にチューブ１１２の長手方向端部が挿入され、チューブ１１２は各プレート部１２２、１３２にろう付けされている。即ち、チューブ１１２の内部は、各タンク１２０、１３０の内部と連通している。以下、チューブ１１２と、各プレート部１２２、１３２（チューブ孔１２２ａ、バーリング部１２２ｃ）とのろう付け部を根付け部１４０と呼ぶことにする。
【００２５】
上記のように形成されるラジエータ１００は、二輪車のカウル内に配設され、ブラケット部１１３ａがフレームに固定（搭載）される。そして、二輪車のエンジンから延びる入口ホースが、入口パイプ１２３に装着され、また、エンジンに向けて戻る出口ホースが、出口パイプ１３３に装着される。
【００２６】
次に、上記構成に基づく作動およびその作用効果について説明する。エンジンから入口ホースを介して、入口パイプ１２３→右タンク１２０内に流入する冷却水は、複数のチューブ１１２内を流通し、この間に冷却風との熱交換により冷却される。この時フィン１１１によってこの熱交換が促進される。そして、冷却水は左タンク１３０で回収され出口パイプ１３３から流出し、出口ホースを介してエンジンに戻る。
【００２７】
本発明においては、各プレート部１２２、１３２に直交面１２２ｂを設けると共に、この直交面１２２ｂにチューブ孔１２２ａを設けてチューブ１１２を接合するようにしているので、全体形状が台形形状を成すラジエータ１００であっても、左右の各プレート部１２２、１３２間において、積層される各チューブ１１２の上側と下側との長さを等しくすることができる。よって、ラジエータ１００作動時の内圧変化や温度変化によってチューブ１１２が膨張する際の上側と下側との膨張差を無くすことができる。即ち、上記従来技術の項で説明した膨張差によってチューブ１１２と各プレート部１２２、１３２との接合部（根付け部１４０）に発生する応力の影響を無くすことができる。
【００２８】
また、チューブ１１２が接合される各タンク１２０、１３０のチューブ対向面として、別部材から成る各プレート部１２２、１３２としているので、各プレート部１２２、１３２を板状部材として取扱うことができ、直交面１２２ｂ、チューブ孔１２２ａ、バーリング部１２２ｃの加工が容易となる。
【００２９】
また、チューブ孔１２２ａにバーリング部１２２ｃを設けるようにしているので、チューブ１１２とチューブ孔１２２ａとの接合面積を拡大することができ、安定したろう付けが可能となる。
【００３０】
（第２実施形態）
上記第１実施形態に対して、図３に示すように、各プレート部１２２、１３２の直交面１２２ｂを、チューブ孔１２２ａの面積にほぼ等しくなるように形成して、また、周りの張出し部（直交面１２２ｂ以外の部位）がチューブ１１２に非接触となるように（テーパー状に）しても良い。これにより、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３１】
（その他の実施形態）
上記各実施形態では、直交面１２２ｂを形成する際の各プレート部１２２、１３２の張出し部を各タンク１２０、１３０の各本体部１２１、１３１側へ張出すようにしたが、チューブ１１２側へ張出すようにして直交面１２２ｂを形成するようにしても良い。
【００３２】
また、各タンク１２０、１３０は、各本体部１２１、１３１と各プレート部１２２、１３２とから成るものとして説明したが、例えば、筒状の本体部（プレート部一体）の長手方向端部が閉塞部材で閉塞されて形成されるものとしても良い。
【００３３】
また、チューブ孔１２２ａのバーリング部１２２ｃは、各タンク１２０、１３０の各本体部１２１、１３１側に立てられるものとしたが、チューブ１１２側に立てられるものとしても良い。更に、バーリング部１２２ｃは、チューブ１１２とチューブ孔１２２ａとのろう付け性の面から、廃止するようにしても良い。
【００３４】
また、ラジエータ１００は、レース用の二輪車に搭載されるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、搭載性の面から台形形状が好ましければ四輪車に搭載されるものとしても良い。
【００３５】
また、熱交換器として、エンジン冷却用のラジエータ１００に適用するものとして説明したが、これに限らず、他のオイルクーラ、インタークーラ等に適用しても良い。
【００３６】
更に、熱交換器の材質もアルミニウムに限定されることなく、銅材等で形成するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】ラジエータの全体構成を示す正面図である。
【図２】図１のＡ部（第１実施形態における根付け部）を示す断面図である。
【図３】第２実施形態における根付け部を示す断面図である。
【図４】従来技術における根付け部を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１００  ラジエータ（熱交換器）
１１２  チューブ
１２０  右タンク
１２２  タンクプレート部（チューブ対向面）
１２２ａ  チューブ孔
１２２ｂ  直交面
１２２ｃ  バーリング部
１３０  左タンク
１３２  タンクプレート部（チューブ対向面）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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