(57)【要約】      （修正有）【課題】熱交換フィンの位置ずれや外れを防止することができる熱交換器を提供する。【解決手段】熱交換フィン３を有する熱交換器１において、熱交換フィンでの空気流れ方向の端部に、熱交換器の他の部材（チューブ５）へ向けて突出している突起７が設けられていて、熱交換フィンがこの幅方向の両端部でチューブに係止され、仮組立後からろう付けされるまでの間における熱交換フィンの位置ずれを防止することができる。たとえば治具を用いて、一対のヘッダと複数のチューブと熱交換フィンを仮組立する。この仮組立状態では、突起がチューブに引っ掛かるので熱交換フィンがチューブから外れてしまうことはない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換フィンを有する熱交換器において、
前記熱交換フィンでの空気流れ方向の端部に、前記熱交換器の他の部材へ向けて突出している突起が設けられている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、
前記突起は、前記熱交換フィンでの空気流れ方向における前記熱交換フィンの両端部に設けられていることを特徴とする熱交換器。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の熱交換器において、
前記突起は、前記熱交換フィンでの空気流れ方向と直交する所定の一方向である長手方向における前記熱交換フィンの両端の間で、前記熱交換フィンに複数設けられていることを特徴とする熱交換器。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の熱交換器において、
前記突起は、前記熱交換フィンでの空気流れ方向と直交する所定の一方向である長手方向における前記熱交換フィンの両端部に設けられていることを特徴とする熱交換器。
【請求項５】
請求項１または請求項２に記載の熱交換器において、
前記突起は、前記熱交換フィンでの空気流れ方向と直交する所定の一方向である長手方向における前記熱交換フィンの一方の端部と、前記長手方向における前記熱交換フィンの一方の端部と前記長手方向における前記熱交換フィンの他方の端部との間と、に設けられていることを特徴とする熱交換器。
【請求項６】
請求項２〜請求項５のいずれか１項に記載の熱交換器において、
前記突起は、前記熱交換フィンでの空気流れ方向と前記長手方向とに対して直交する方向である幅方向における前記熱交換フィンの両端部に設けられていることを特徴とする熱交換器。
【請求項７】
請求項１に記載の熱交換器において、
前記突起は、前記熱交換フィンが曲がっている部位の総てに設けられていることを特徴とする熱交換器。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の熱交換器において、
前記突起の前記他の部材と接合する部位の形状は、前記接合する他の部材の形状に沿った形状であることを特徴とする熱交換器。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の熱交換器において、
前記突起は、前記熱交換フィンの部位を切り欠いて形成されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の熱交換器において、
前記突起は、前記熱交換フィンの部位を延ばして形成されている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、熱交換器に係り、特に、熱交換フィンを備えているものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図１９で示すように、内部を冷却液が流れ一定の間隔をあけてヘッダ３０１に差し込まれている複数本のチューブ３０３の間に、熱交換フィン３０５を配置した熱交換器３０７が知られている（たとえば、特許文献１参照）。この熱交換器３０７では、ろう付け前の仮組立の後、熱交換フィン３０５のずれや外れを防止するために、治具等を用いて圧力をかけている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−０１７０５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来の熱交換器３０７では、ろう付けをするときのチューブ３０３や熱交換フィン３０５の僅かな寸法変化によって、治具等によってかけられている圧力が減少するか無くなってしまい、熱交換フィン３０５の位置ずれや外れが発生してしまうおそれがある。
【０００５】
また、水冷チャージエアクーラ等、ガス流路を確保するために外側をアルミニウムのケース３０９で覆う構造になっている場合、アルミニウムのケース３０９があるので外側から圧力を加えることができない。
【０００６】
また、チューブ３０３や熱交換フィン３０５が多列構造になっている場合には、ろう付け後に熱交換フィン３０５の位置ずれ等が発生していないことの確認が困難である。
【０００７】
本発明は、熱交換フィンを有する熱交換器において、熱交換フィンの位置ずれや外れを防止することができる熱交換器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、熱交換フィンを有する熱交換器において、前記熱交換フィンでの空気流れ方向の端部に、前記熱交換器の他の部材へ向けて突出している突起が設けられている熱交換器である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、熱交換フィンを有する熱交換器において、熱交換フィンの位置ずれや外れを防止することができる熱交換器を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る熱交換器の一部の概略構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る熱交換器の熱交換フィンを示す斜視図である。
【図３】図１におけるＩＩＩ矢視図である。
【図４】図１におけるＩＶ矢視図である。
【図５】（ａ）は、本発明の実施形態に係る熱交換器の熱交換フィンの突起を形成する途中の状態を示す三面図であり、（ｂ）は、本発明の実施形態に係る熱交換器の熱交換フィンの突起を示す三面図である。
【図６】突起の設置位置を変えた変形例に係る熱交換フィンを示す斜視図である。
【図７】突起の設置位置を変えた変形例に係る熱交換フィンを示す斜視図である。
【図８】突起の形状を変えた変形例に係る熱交換器の一部の概略構成を示す斜視図である。
【図９】突起の形状を変えた変形例に係る熱交換器の熱交換フィンの概略構成を示す斜視図である。
【図１０】図８におけるＸ矢視図である。
【図１１】（ａ）は、図８〜図１０の変形例に係る熱交換器の熱交換フィンの突起を形成する途中の状態を示す三面図であり、（ｂ）は、図８〜図１０の変形例に係る熱交換器の熱交換フィンの突起を示す三面図である。
【図１２】突起の形状を変えた変形例に係る熱交換器の一部の概略構成を示す斜視図である。
【図１３】突起の形状を変えた変形例に係る熱交換器の熱交換フィンの概略構成を示す斜視図である。
【図１４】図１２におけるＸＩＶ矢視図である。
【図１５】（ａ）は、別の変形例に係る熱交換器の熱交換フィンの突起を形成する途中の状態を示す三面図であり、（ｂ）は、別の変形例に係る熱交換器の熱交換フィンの突起を示す三面図である。
【図１６】（ａ）は、別の変形例に係る熱交換器の熱交換フィンの突起を形成する途中の状態を示す三面図であり、（ｂ）は、別の変形例に係る熱交換器の熱交換フィンの突起を示す三面図である。
【図１７】（ａ）は、別の変形例に係る熱交換器の熱交換フィンの突起を形成する途中の状態を示す三面図であり、（ｂ）は、別の変形例に係る熱交換器の熱交換フィンの突起を示す三面図である。
【図１８】別の変形例に係る熱交換器の熱交換フィンの突起を示す三面図である。
【図１９】従来の熱交換器を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施形態に係る熱交換器（冷却装置）１は、たとえば、ラジエータ等の放熱器として使用されるものであり、図１〜図４で示すように、熱交換フィン３を備えており、熱交換フィン（放熱フィン）３での空気流れ方向の端部に、熱交換器１の他の部材（たとえば、チューブ５）へ向けて突出している（チューブ５側に突出している）突起７が設けられている。
【００１２】
ここで、説明の便宜のために、熱交換器１や熱交換フィン３やチューブ５における所定の一方向を厚さ方向とし、この厚さ方向に対して直交する所定の一方向を縦方向（長手方向）とし、厚さ方向と縦方向とに対して直交する方向を横方向（幅方向）とする。
【００１３】
熱交換器１では、熱交換器１や熱交換フィン３の厚さ方向で、空気が流れるようになっている。突起７は、熱交換フィン３の厚さ方向の端部で、熱交換フィン３の横方向の端部から横方向に突出している。突起７は、チューブ５の間に熱交換フィン３が設けられたときに、チューブ５の厚さ方向の端部に引っ掛かることで、厚さ方向でのチューブ５に対する熱交換フィン３の移動やチューブ５からの外れを阻止するために設けられている。
【００１４】
突起７は、つづら折れ形状の熱交換フィン３の曲がっている部位１１の総てに設けられている。
【００１５】
さらに説明すると、熱交換フィン３は、たとえば、コルゲートフィンで構成されている。熱交換フィン（コルゲートフィン）３とは、たとえば、薄い細長い矩形な平板状のアルミ板や銅板をつづら織りにして形成されたものである。
【００１６】
コルゲートフィン３の形状についてさらに詳しく説明する。
【００１７】
コルゲートフィン３をこの厚さ方向で見ると、つづら折れの形状（たとえば、矩形な波状）に形成されている。さらに説明すると、コルゲートフィン３をこの厚さ方向で見ると、横方向に第１の長さ寸法で延びている複数本の長直線状部９と、縦方向に第２の長さ寸法（第１の長さ寸法よりも短い寸法）で延びる複数本の短直線状部１１とを、順につなげた形状になっている。また、長直線状部９と短直線状部１１との接続部は、円弧状に丸められている。
【００１８】
コルゲートフィン３をこの厚さ方向で見ると、つづら折れ形状のコルゲートフィン３は、短直線状部１１のところで曲がっていることになる。したがって、突起７は、短直線状部１１に設けられていることになる。
【００１９】
なお、コルゲートフィン３をこの厚さ方向で見たときに、短直線状部１１が半円弧状に形成されていてもよい（図１８参照）。さらに、コルゲートフィン３をこの厚さ方向で見たときに、コルゲートフィン３が、正弦波状に形成されていてもよいし、三角波状に形成されていてもよいし、鋸波状に形成されていてもよい。
【００２０】
チューブ５は、図４等で示すように、この断面が長円状（一対の半円弧と一対の線分とで囲まれた図形状）に形成されている。さらに説明すると、チューブ５は、この長手方向（縦方向）に対して直交する平面による外形断面の形状が長円状になっており、内形断面の形状が外形断面の形状よりも小さい長円状になっており、チューブ５の肉厚はほぼ一定になっている。そして、チューブ５の内部（内形の内側の空洞部）を冷媒（冷却水）が流れるようになっている。
【００２１】
チューブ５の厚さ方向は、長円の長径方向（図４の上下方向）と一致しており、チューブ５の横方向は、長円の短径方向（図４の左右方向）と一致している。
【００２２】
熱交換器１は、たとえば、従来の熱交換器３０７と同様にして、一対のヘッダ（図１等では図示せず）を備えて構成されている。複数本のチューブ５は、縦方向（長手方向）に延伸しており、また、横方向や厚さ方向で所定の間隔をあけてならんでいる。
【００２３】
複数本のチューブ５の長手方向の両端部のそれぞれが上記各ヘッダのそれぞれに挿入されて上記各ヘッダと一体化している。
【００２４】
各熱交換フィン３のそれぞれは、横方向でならんでお互いが隣接している２つのチューブ５の間に配置されており、チューブ５と一体化している。この状態を、縦方向でみると、図４で示すように、熱交換フィン３の厚さ方向で熱交換フィン３の両端部および横方向の両端部に突起７が設けられている。そして、熱交換フィン３の４つの角部のそれぞれから横方向に突起７が突出している。
【００２５】
また、上記状態を縦方向でみると、図４で示すように、熱交換フィン３の横方向の一方の端（図４の左側の端；図４の上下方向でならんでいる２つの突起７の間の直線状の端）が、チューブ（図４の左側のチューブ）５の長円の直線状部に接触しており、一方の端の２つの突起７のそれぞれが、チューブ５の長円の半円弧状の部位に当接している。これにより、２つの突起７が、厚さ方向でチューブ５をはさんでいる態様になっている。
【００２６】
また、上記状態を縦方向でみると、同様にして、２つの突起７が、厚さ方向で別のチューブ（図４の右側のチューブ）５をはさんでいる態様になっている。
【００２７】
次に、突起７の形成の態様について説明する。
【００２８】
突起７は、熱交換フィン３の曲がっている部位（たとえば、詳細を後述する短直線状部；図２等参照）１１の端部（厚さ方向における端部）を切り欠いて形成されている。
【００２９】
さらに説明すると、図５（ａ）で示すように、熱交換フィン３の短直線状部１１に、切り欠きの例であるスリット１３を形成する。スリット１３は、縦方向では短直線状部１１の中央に形成されており、厚さ方向では短直線状部１１の端から中央に向かう方向に所定の長さで延びている。
【００３０】
図５（ａ）に示すようにスリット１３を設けた後、一対の線分Ｌ１，Ｌ２のところで、熱交換フィン３の三角形状の部位１５を外側に折り曲げる（図５（ａ）の紙面の手前側に約９０°折り曲げる）とともに、部位１５を若干塑性変形させることで、図５（ｂ）で示すように、突起７が形成される。
【００３１】
突起７のチューブ５と接合する部位の形状は、チューブ５の形状に沿った形状になっている。たとえば、図４に示すように、突起７のチューブ５と接合する部位の形状は１／４円弧状になっており、チューブ５の突起７と接合する部位の形状と同形状になっている。
【００３２】
なお、図５（ａ）の線分Ｌ１，Ｌ２のところで直角に曲げるだけで、この曲げ以外の塑性変形等をさせることなく、突起７を形成してもよい。
【００３３】
また、コルゲートフィン３を形成する前に（長直線状部９や短直線状部１１が形成される前の平板状の素材に）スリット１３を形成しておいて、素材を折り曲げて長直線状部９や短直線状部１１を形成するときに、部位１５のところでは上記折り曲げをしないことで、突起７を形成してもよい。
【００３４】
ここで、熱交換器１の製造過程を説明する。
【００３５】
まず、たとえば、図示しない治具を用いて、一対のヘッダと複数のチューブ５と複数の熱交換フィン３とを仮組立する。この仮組立状態では、突起７がチューブ５に引っ掛かるので熱交換フィン３がチューブ５から外れてしまうことはない。
【００３６】
この仮組立状態で、一対のヘッダと複数のチューブ５と複数の熱交換フィン３とを焼成し、お互いをろう付けし、この後、治具を取り外す。
【００３７】
熱交換器１によれば、熱交換フィン３での空気流れ方向の端部に、チューブ５へ向けて突出している突起７が設けられているので、ろう付け前の仮組立をしたときに、突起７がチューブ５に引っ掛かる。これにより、仮組立をしたときに治具等を用いて圧力をかけなくても、また、ろう付けをしたときにチューブ５や熱交換フィン３に僅かな寸法変化を生じても、熱交換フィン３の位置ずれや熱交換フィン３の外れが防止される。
【００３８】
また、熱交換器１によれば、突起７が熱交換フィン３の厚さ方向で熱交換フィン３の両端部に設けられているので、熱交換フィン３の厚さ方向の両端部がチューブ５に係止される。これにより、仮組立後からろう付けされるまでの間に、仮組立されたものの姿勢が変化しても（たとえば、図１で示しているものの上下が逆転しても）、熱交換フィン３の位置ずれや外れが発生しない。
【００３９】
また、熱交換器１によれば、突起７によって熱交換フィン３がチューブ５に確実に係止されるので、チューブ５や熱交換フィン３が図１９で示すように多列構造になっていても、ろう付け後に熱交換フィンの３のずれ等が発生していないことの確認をする必要が無くなる。
【００４０】
また、熱交換器１によれば、熱交換フィン３が折れ曲がっている部位１１の総てに突起７が設けられているので、熱交換フィン３の厚さ方向の両端部、幅方向の両端部および長手方向の総ての曲がっている部位１１がチューブ５に係止される。これにより、仮組立後からろう付けされるまでの間における熱交換フィン３の位置ずれ等を一層確実に防止することができる。
【００４１】
また、熱交換器１によれば、突起７のチューブ５と接合する部位の形状が、チューブ５の形状に沿った形状になっているので、突起７とチューブ５とがお互いに線接触もしくは面接触する。これにより、仮組立後からろう付けされるまでの間における熱交換フィン３のごく僅かながたつきの発生が防止されるともに、チューブ５が突起７で傷つくことが防止される。
【００４２】
また、熱交換器１によれば、突起７が熱交換フィン３の一部を切り欠いて形成されているので、突起７を容易に形成することができる。
【００４３】
また、熱交換フィン３の一部を切り欠いて突起７を形成する場合、図１１、図１５、１６、図１７または図１８で示すようにして形成してもよい。
【００４４】
図１１に示す態様では、図１１（ａ）で示すように、まず、スリット１３を１つの半円弧１３Ａと３本の線分１３Ｂで形成する。そして、曲げ線Ｌ３，Ｌ４のところで、部位１５が紙面の手前にくるように折り曲げをすることで、図１１（ｂ）で示すような突起７を形成する。
【００４５】
このようにして形成された突起７を備えた熱交換フィン３（図９参照）を用いた熱交換器１は、図８や図１０で示すようになる。そして、突起７を形成するときに熱交換フィン３の一部を延ばす塑性加工をしなくても、突起７のチューブ５と接合する部位の形状が、チューブ５の形状に沿った形状になる。
【００４６】
図１５で示す態様では、図１５（ａ）で示すように、まず、スリット１３を５本線分１３Ｃで形成する。そして、曲げ線Ｌ５，Ｌ６のところで、部位１５が紙面の手前にくるように折り曲げをすることで、図１５（ｂ）で示すような突起７を形成する。
【００４７】
図１６で示す態様では、図１６（ａ）で示すように、まず、スリット１３を１つの半円弧１３Ｄと２本の線分１３Ｅで形成する。そして、曲げ線Ｌ７、Ｌ８のところで、部位１５が紙面の手前にくるように折り曲げをすることで、図１６（ｂ）で示すような突起７を形成する。図１６（ｂ）で示す突起７も、図１１で示す突起７と同様に、突起７を形成するときに熱交換フィン３の一部を延ばす塑性加工をしなくても、突起７のチューブ５と接合する部位の形状が、チューブ５の形状に沿った形状になる。
【００４８】
図１７で示す態様では、図１７（ａ）で示すように、まず、スリット１３を４本の線分１３Ｆで形成する。そして、曲げ線Ｌ９，Ｌ１０のところで、部位１５が紙面の手前にくるように折り曲げをすることで、図１７（ｂ）で示すような突起７を形成する。
【００４９】
なお、図１１、図１５、図１６、図１７で示す態様でも、図５で示す場合と同様にして、コルゲートフィン３を形成する前の素材にスリット１３を形成しておいて、素材を折り曲げて長直線状部９と短直線状部１１とを形成するときに、突起７を形成してもよい。
【００５０】
また、図１１、図１５、図１６、図１７で示すものでは、曲げだけで、突起７を形成している。なお、図１１、図１５、図１６、図１７で示すものにおいて、図５で示したものと同様にして、曲げと塑性加工とで、突起７を形成してもよい。
【００５１】
また、図１８で示すように、半円弧状の部位１１に、２本のスリット１３を設けて、２本のスリットの間の部位を曲げることで、突起７を形成してもよい。
【００５２】
ところで、上記説明では、切り欠きとして、線状のスリット１３を例に掲げて説明しているが、切り欠きとして、熱交換フィン３の肉部の一部を除去したものを採用してもよい。
【００５３】
また、上記説明では、スリット１３を設けてから突起７を形成しているが、図１２〜図１４で示すように、熱交換フィン３の曲がっている部位（短直線状部１１）の、厚さ方向における端部を、塑性変形させて延ばすことで、突起７を形成してもよい。このようにして突起７を形成することで、突起７の剛性を高めることができる。
【００５４】
次に、突起７を設ける箇所についての変形例を説明する。
【００５５】
上記説明では、つづら折れ形状の熱交換フィン３の曲がっている部位１１の総てに突起７が設けられているが、曲がっている部位１１の一部にだけ突起７が設けられている構成であってもよい。
【００５６】
たとえば、図６や図７で示すように、突起７が、長手方向（縦方向）で熱交換フィン３の両端部のみに設けられていてもよい。このように構成することで、熱交換フィン３の構成を簡素化することができる。なお、図６で示す態様では、厚さ方向の両端部に突起７が設けられており、図７で示す態様では、厚さ方向の一方の端部に突起７が設けられている。図７で示すように構成すれば、ヘッダに各チューブ５を設置しておいて、熱交換フィン３を設置できるので、ヘッダとチューブ５と熱交換フィン３との仮組立がしやすくなる。
【００５７】
なお、図６や図７で示す態様とは逆に、突起７が、熱交換フィン３の長手方向（縦方向）における熱交換フィン３の両端の間で、熱交換フィン３に複数設けられていてもよい。
【００５８】
このように構成することで、熱交換フィン３の長手方向の中間部がチューブ５に係止され、熱交換フィン３の長さ寸法が大きくても、仮組立後からろう付けされるまでの間に、熱交換フィン３がこの長手方向で中だるみすること（チューブ５からずれてしまうこと）が防止される。
【００５９】
また、突起７が、長手方向で熱交換フィン３の一方の端部のみと、長手方向で熱交換フィン３の他方の端部との間とに設けられていてもよい。
【００６０】
さらに、突起７が他の態様で設けられていてもよい。たとえば、熱交換フィン３の長手方向にならんでいる各短直線状部１１で、１つおきに突起７が設けられていてもよい。
【００６１】
また、突起７が長手方向では、間引きされて設けられており、幅方向（横方向）で、熱交換フィン３の両端部に設けられていてもよい。
【００６２】
このように構成することで、熱交換フィン３がこの幅方向の両端部でチューブ５に係止され、仮組立後からろう付けされるまでの間における熱交換フィン３の位置ずれ等を確実に防止することができる。
【００６３】
また、上記説明では、熱交換フィン３の一部に加工を施すことで突起７が形成されているが、別の部材を熱交換フィン３に一体的に設けることで、突起７を形成してもよい。
【００６４】
また、熱交換器１を、ターボチャージャもしくはスーパーチャージャで圧縮された空気を冷却する冷却装置や、ＥＧＲ（排気再循環）によって原動機に供給される給気を冷却する冷却装置や、その他の気体を冷却する冷却装置として使用してもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１  熱交換器
３  熱交換フィン
５  他の部材（チューブ）
７  突起
１１  熱交換フィンが曲がっている部位（短直線状部）
【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】
2018136054.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2018136054.tif 000013
【図１２】
2018136054.tif 000014
【図１３】
2018136054.tif 000015
【図１４】
2018136054.tif 000016
【図１５】
2018136054.tif 000017
【図１６】
2018136054.tif 000018
【図１７】
2018136054.tif 000019
【図１８】
2018136054.tif 000020
【図１９】
2018136054.tif 000021