(57)【要約】【課題】素材の板厚を増やすことなく、熱交換チューブの耐圧性を向上させる。【解決手段】熱交換チューブ４は、平板状のベース部４ａと、ベース部４ａの両端部４ｂ、４ｃからベース部４ａの中央部側に向けてそれぞれ折り曲げられ、ベース部４ａと所定の間隔を持って対向する第１折曲部４ｄ及び第２折曲部４ｅと、第１折曲部４ｄ及び第２折曲部４ｅの中央部側の端部からベース部４ａに向けてそれぞれ折り曲げられる第１仕切部４ｆ及び第２仕切部４ｇと、第１仕切部４ｆ及び第２仕切部４ｇのベース部４ａ側の端部からベース部４ａの両端部４ｂ、４ｃに向けてそれぞれ折り曲げられ、ベース部４ａと重なる第１重合部４ｈ及び第２重合部４ｉと、を有する。【選択図】図３
2018204919.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換器に用いられる熱交換チューブであって、
平板状のベース部と、
前記ベース部の両端部から前記ベース部の中央部側に向けてそれぞれ折り曲げられ、前記ベース部と所定の間隔を持って対向する第１折曲部及び第２折曲部と、
前記第１折曲部及び前記第２折曲部の前記中央部側の端部から前記ベース部に向けてそれぞれ折り曲げられる第１仕切部及び第２仕切部と、
前記第１仕切部及び前記第２仕切部の前記ベース部側の端部から前記ベース部の前記両端部に向けてそれぞれ折り曲げられ、前記ベース部と重なる第１重合部及び第２重合部と、
を有することを特徴とする熱交換チューブ。
【請求項２】
請求項１に記載の熱交換チューブであって、
前記第１仕切部と前記第２仕切部とが互いに接合されており、
前記第１重合部及び第２重合部と前記ベース部とがそれぞれ接合されている、
ことを特徴とする熱交換チューブ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の熱交換チューブであって、
前記第１重合部における前記第１仕切部と反対側の端部から前記第１折曲部に向けて折り曲げられ、前記第１折曲部と当接する第１支持部と、前記第２重合部における前記第２仕切部と反対側の端部から前記第２折曲部に向けて折り曲げられ、前記第２折曲部と当接する第２支持部と、の少なくともいずれか一方を有する、
ことを特徴とする熱交換チューブ。
【請求項４】
請求項３に記載の熱交換チューブであって、
前記第１支持部と前記第１折曲部とが接合されており、
前記第２支持部と前記第２折曲部とが接合されている、
ことを特徴とする熱交換チューブ。
【請求項５】
請求項４に記載の熱交換チューブであって、
前記第１支持部の先端及び前記第２支持部の先端に、前記中央部側に折り返された折返部が設けられる、
ことを特徴とする熱交換チューブ。
【請求項６】
請求項５に記載の熱交換チューブであって、
前記熱交換チューブの外面を形成する一方の面にロウ材が設けられた素材で形成される、
ことを特徴とする熱交換チューブ。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１つに記載の熱交換チューブであって、
前記第１重合部と前記第２重合部との少なくともいずれか一方に、前記熱交換チューブの内側に突出する凸部が設けられる、
ことを特徴とする熱交換チューブ。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１つに記載の熱交換チューブであって、
前記ベース部に、前記熱交換チューブの内側に突出する凸部が設けられる、
ことを特徴とする熱交換チューブ。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１つに記載の熱交換チューブを備える熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換チューブ及び熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、素材の端部を折り曲げて形成された仕切部を有する熱交換チューブが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１７４４９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の熱交換チューブでは、仕切部と熱交換チューブの端部との距離が長くなるほど、耐圧性を確保することが難しくなる。
【０００５】
これに対して、素材の板厚を増やすことで耐圧性を確保することが考えられるが、この場合は、成形性の低下やコスト及び重量の増加が問題となる。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、素材の板厚を増やすことなく、熱交換チューブの耐圧性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある態様によれば、熱交換器に用いられる熱交換チューブであって、平板状のベース部と、前記ベース部の両端部から前記ベース部の中央部側に向けてそれぞれ折り曲げられ、前記ベース部と所定の間隔を持って対向する第１折曲部及び第２折曲部と、前記第１折曲部及び前記第２折曲部の前記中央部側の端部から前記ベース部に向けてそれぞれ折り曲げられる第１仕切部及び第２仕切部と、前記第１仕切部及び前記第２仕切部の前記ベース部側の端部から前記ベース部の前記両端部に向けてそれぞれ折り曲げられ、前記ベース部と重なる第１重合部及び第２重合部と、を有することを特徴とする熱交換チューブが提供される。
【発明の効果】
【０００８】
上記態様によれば、第１重合部及び第２重合部をそれぞれベース部と接合させることで、接合部の強度が高くなるとともに、熱交換チューブ全体の剛性も向上する。よって、素材の板厚を増やすことなく、熱交換チューブの耐圧性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る熱交換器の概略正面図である。
【図２】図２は、図１のＩＩ部の断面を示す図である。
【図３】図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
【図４】図４は、熱交換チューブの変形例について説明するための図である。
【図５】図５は、熱交換チューブの別の変形例について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００１１】
図１に示すように、熱交換器１は、中央に設けられるコア２と、コア２の両端に設けられる２つのタンク５と、を備える。熱交換器１は、車両に搭載されるラジエータ、ヒータコア、コンデンサ、オイルクーラ、インタクーラ等として使用される。また、車両以外に適用される熱交換器として使用することもできる。
【００１２】
コア２は、流体が流通する複数の熱交換チューブ（以下、チューブという。）４と、チューブ４と交互に並ぶように積層される複数のフィン３と、フィン３よりも積層方向外側に設けられる２つのレインフォース２０（補強材）と、各チューブ４及び各レインフォース２０がそれぞれ結合される２つのプレート１０と、を備える。コア２を構成するこれらの部材は、アルミニウムなどの金属によって形成される。コア２は、これらの各部材が互いに接合されて一体化したものである。
【００１３】
チューブ４は、扁平な筒状の流路部材である。チューブ４では、その内部を流通する流体と、その外部を流通する流体と、が熱交換する。チューブ４については後述する。
【００１４】
フィン３は、コルゲート状の伝熱部材である。コア２は、フィン３を備えることで伝熱面積が確保される。
【００１５】
図２に示すように、タンク５は、金属製のプレート１０と、樹脂製のタンク本体６と、を備える。タンク本体６とプレート１０との間には、各チューブ４に流体を導く流路９が形成される。タンク本体６には、流路９に流体を導く配管（図示せず）が接続される。
【００１６】
タンク本体６は、チューブ４に接続される側が開口した箱状に形成される。タンク本体６の開口端部には、枠状のフランジ部６ａが形成される。
【００１７】
プレート１０は、タンク５の底部を形成してチューブ４が接続される底板部１５と、タンク本体６が結合される膨出枠部１４と、を有する。
【００１８】
底板部１５には、複数の孔１１がチューブ４の積層方向に並んで開口する。チューブ４は、長手方向の先端が孔１１に挿入されることで、底板部１５に接続される。
【００１９】
膨出枠部１４には、底板部１５の周囲に延在する溝１２と、溝１２の周囲に間隔を持って突出する複数のかしめ爪１３と、が形成される。
【００２０】
溝１２には、環状のシールパッキン８と、タンク本体６のフランジ部６ａとが収容される。シールパッキン８は、ゴム材などの弾性材によって形成される。シールパッキン８は、膨出枠部１４とフランジ部６ａとの間に挟持され、両者の間を密封する。
【００２１】
タンク５の組み立て時に、かしめ爪１３が折り曲げられることで、かしめ爪１３がフランジ部６ａに押し付けられる。これにより、プレート１０とタンク本体６とは、互いに結合される。
【００２２】
一方、コア２では、２つのレインフォース２０が２つのプレート１０の間に架けわたされる。２つのレインフォース２０は、互いに略平行に延在するように配置され、両者の間に積層されたチューブ４及びフィン３を挟持するようになっている。
【００２３】
続いて、図３を参照しながら、チューブ４の構成について説明する。
【００２４】
チューブ４は、板状の素材から形成される。図３に示すように、チューブ４は、平板状のベース部４ａと、コア２の厚さ方向（図２参照）におけるベース部４ａの両端部４ｂ、４ｃからベース部４ａの中央部側に向けてそれぞれ折り曲げられ、ベース部４ａと所定の間隔を持って対向する第１折曲部４ｄ及び第２折曲部４ｅと、第１折曲部４ｄ及び第２折曲部４ｅにおけるベース部４ａの中央部側の端部からベース部４ａに向けてそれぞれ折り曲げられる第１仕切部４ｆ及び第２仕切部４ｇと、を有する。第１仕切部４ｆと第２仕切部４ｇとは、互いに当接する位置に設けられる。
【００２５】
チューブ４の素材には、チューブ４の外面を形成する一方の面に、予めロウ材が設けられている。また、レインフォース２０の素材におけるフィン３側の面にも、予めロウ材が設けられている。
【００２６】
このため、コア２の組立体を加熱炉に搬入して加熱処理を行うことで、コア２は、チューブ４、フィン３、プレート１０、及びレインフォース２０が、溶融するロウ材を介して接合されるとともに、チューブ４の第１仕切部４ｆと第２仕切部４ｇとが互いに接合される。
【００２７】
このように、チューブ４は、第１仕切部４ｆと第２仕切部４ｇとが接合されることで、流体が流通する流路が内側に形成される。
【００２８】
また、チューブ４は、第１仕切部４ｆ及び第２仕切部４ｇのベース部４ａ側の端部からベース部４ａの両端部４ｂ、４ｃに向けてそれぞれ折り曲げられ、ベース部４ａと重なる第１重合部４ｈ及び第２重合部４ｉを有する。
【００２９】
コア２の厚さが増えるほど、すなわち、チューブ４におけるコア２の厚さ方向の長さが増えるほど、第１仕切部４ｆ及び第２仕切部４ｇと両端部４ｂ、４ｃとの距離が長くなる。
【００３０】
このため、チューブ４が第１重合部４ｈ及び第２重合部４ｉを有していない場合は、チューブ４におけるコア２の厚さ方向の長さが増えるほど、ベース部４ａ、第１折曲部４ｄ、及び第２折曲部４ｅの剛性が低下し、チューブ４の耐圧性も低下する。
【００３１】
これに対して、本実施形態のチューブ４は、ベース部４ａと重なる第１重合部４ｈ及び第２重合部４ｉを有し、第１重合部４ｈ及び第２重合部４ｉにおけるベース部４ａ側の面には、ロウ材が設けられている。よって、コア２の組立体を加熱処理すると、第１重合部４ｈ及び第２重合部４ｉがロウ材によりベース部４ａと接合される。
【００３２】
このように、第１重合部４ｈ及び第２重合部４ｉをそれぞれベース部４ａと接合させることで、接合部の強度が高くなるとともに、チューブ４全体の剛性も向上する。これによれば、素材の板厚を増やすことなく、チューブ４の耐圧性を向上させることができる。
【００３３】
また、第１重合部４ｈ及び第２重合部４ｉを設けることで、第１仕切部４ｆ及び第２仕切部４ｇをプレス成形する際の成形性が向上する。よって、第１仕切部４ｆ及び第２仕切部４ｇを精度よく成形でき、第１仕切部４ｆと第２仕切部４ｇとの間に大きな隙間が発生することを防止できる。
【００３４】
第１仕切部４ｆと第２仕切部４ｇとの間に大きな隙間があると、コア２の組立体を加熱処理した際に、隙間の周囲のロウ材が毛細管現象で隙間に吸収されるので、プレート１０、第１折曲部４ｄ、及び第２折曲部４ｅの間に形成される空間Ｄにロウ材が充填されないおそれがある。
【００３５】
これに対して、本実施形態では、第１仕切部４ｆ及び第２仕切部４ｇを精度よく成形できるので、第１仕切部４ｆと第２仕切部４ｇとの間に大きな隙間ができることを防止できる。
【００３６】
これによれば、第１仕切部４ｆと第２仕切部４ｇとの間の隙間に吸収されるロウ材の量が低減される。よって、空間Ｄにロウ材を適切に充填できる。
【００３７】
また、チューブ４は、第１重合部４ｈにおける第１仕切部４ｆと反対側の端部から第１折曲部４ｄに向けて折り曲げられ、第１折曲部４ｄと当接する第１支持部４ｊと、第２重合部４ｉにおける第２仕切部４ｇと反対側の端部から第２折曲部４ｅに向けて折り曲げられ、第２折曲部４ｅと当接する第２支持部４ｋと、を有する。
【００３８】
上述したように、チューブ４は、底板部１５に設けられた孔１１に先端が挿入されることで、底板部１５に接続される。
【００３９】
ここで、チューブ４の孔１１への挿入は、チューブ４の外形を治具で規制した状態、すなわち、治具によってチューブ４が外側から押圧された状態で行われる。
【００４０】
これに対して、第１支持部４ｊ及び第２支持部４ｋは、第１折曲部４ｄ及び第２折曲部４ｅとベース部４ａの間で、チューブ４が潰れることを防止する補強部材として機能する。
【００４１】
また、第１支持部４ｊ及び第２支持部４ｋは、コア２の組立体を加熱処理すると、第１折曲部４ｄ及び第２折曲部４ｅと、ロウ材によりそれぞれ接合される。
【００４２】
これにより、第１支持部４ｊ及び第２支持部４ｋは、チューブ４の耐圧性を向上する補強部材としても機能する。
【００４３】
さらに、本実施形態では、第１支持部４ｊの先端及び第２支持部４ｋの先端には、ベース部４ａの中央部側、すなわち、素材におけるロウ材が設けられていない面側に折り返された折返部４ｍ、４ｎが設けられる。
【００４４】
よって、第１支持部４ｊ及び第２支持部４ｋは、第１折曲部４ｄ及び第２折曲部４ｅに対して、その両面がロウ材により均等に接合される。これによれば、接合部の応力集中を抑制できるので、チューブ４の耐圧性をより向上できる。
【００４５】
なお、第１支持部４ｊ及び第２支持部４ｋは、第１仕切部４ｆ及び第２仕切部４ｇと両端部４ｂ、４ｃとの距離に応じて適宜設ければよい。
【００４６】
例えば、図４に示す変形例では、第２仕切部４ｇと端部４ｃとの距離が短いので、補強部材としての第２支持部４ｋを設ける必要がない。よって、第１支持部４ｊのみが設けられている。
【００４７】
また、図５に別の変形例として示すように、チューブ４に、その内側に突出する凸部４ｐを設けてもよい。凸部４ｐの形状は、例えば、ディンプル状とされる。
【００４８】
凸部４ｐを設けることで、流路を流れる流体の流れが複雑になり、熱交換効率を向上させることができる。なお、凸部４ｐを設ける位置及び凸部４ｐの数は、適宜設定される。
【００４９】
ここで、凸部４ｐをベース部４ａに設けると、チューブ４の素材が板状であることから、チューブ４の外面側における凸部４ｐに対応する位置に凹部が形成される。この場合は、フィン３とチューブ４とが接合されない未接合部が発生する。第１折曲部４ｄ及び第２折曲部４ｅに凸部４ｐを設けた場合も同様である。
【００５０】
これに対して、第１重合部４ｈ及び第２重合部４ｉに凸部４ｐを設けた場合は、第１重合部４ｈ及び第２重合部４ｉがベース部４ａよりもチューブ４の内側に位置するので、チューブ４の外形には影響がない。よって、この場合は、フィン３とチューブ４との未接合部の発生を防止できる。
【００５１】
以上述べたように、熱交換器１に用いられるチューブ４は、平板状のベース部４ａと、ベース部４ａの両端部４ｂ、４ｃからベース部４ａの中央部側に向けてそれぞれ折り曲げられ、ベース部４ａと所定の間隔を持って対向する第１折曲部４ｄ及び第２折曲部４ｅと、第１折曲部４ｄ及び第２折曲部４ｅの中央部側の端部からベース部４ａに向けてそれぞれ折り曲げられる第１仕切部４ｆ及び第２仕切部４ｇと、第１仕切部４ｆ及び第２仕切部４ｇのベース部４ａ側の端部からベース部４ａの両端部４ｂ、４ｃに向けてそれぞれ折り曲げられ、ベース部４ａと重なる第１重合部４ｈ及び第２重合部４ｉと、を有する。
【００５２】
また、本実施形態では、第１仕切部４ｆと第２仕切部４ｇとが互いに接合され、第１重合部４ｈ及び第２重合部４ｉとベース部４ａとがそれぞれ接合される。
【００５３】
これによれば、第１重合部４ｈ及び第２重合部４ｉをそれぞれベース部４ａと接合させることで、接合部の強度が高くなるとともに、チューブ４全体の剛性も向上する。よって、素材の板厚を増やすことなく、チューブ４の耐圧性を向上させることができる。
【００５４】
また、第１重合部４ｈ及び第２重合部４ｉを設けることで、第１仕切部４ｆ及び第２仕切部４ｇをプレス成形する際の成形性が向上する。よって、第１仕切部４ｆと第２仕切部４ｇとの間に大きな隙間ができることを防止できる。これにより、第１仕切部４ｆと第２仕切部４ｇとの間の隙間に吸収されるロウ材の量が低減されるので、プレート１０、第１折曲部４ｄ、及び第２折曲部４ｅの間に形成される空間Ｄにロウ材を適切に充填できる。
【００５５】
また、チューブ４は、第１重合部４ｈにおける第１仕切部４ｆと反対側の端部から第１折曲部４ｄに向けて折り曲げられ、第１折曲部４ｄと当接する第１支持部４ｊと、第２重合部４ｉにおける第２仕切部４ｇと反対側の端部から第２折曲部４ｅに向けて折り曲げられ、第２折曲部４ｅと当接する第２支持部４ｋと、の少なくともいずれか一方を有する。
【００５６】
これによれば、第１折曲部４ｄ及び第２折曲部４ｅとベース部４ａの間で、第１支持部４ｊ及び第２支持部４ｋが補強部材として機能する。よって、底板部１５に設けられた孔１１にチューブ４を挿入する際に、チューブ４が潰れることを防止できる。
【００５７】
また、本実施形態では、第１支持部４ｊと第１折曲部４ｄとが接合され、第２支持部４ｋと第２折曲部４ｅとが接合される。
【００５８】
これにより、第１支持部４ｊ及び第２支持部４ｋは、チューブ４の耐圧性を向上する補強部材として機能する。
【００５９】
また、チューブ４は、第１支持部４ｊの先端及び第２支持部４ｋの先端に、ベース部４ａの中央部側に折り返された折返部４ｍ、４ｎが設けられる。
【００６０】
また、チューブ４は、チューブ４の外面を形成する一方の面にロウ材が設けられた素材で形成される。
【００６１】
これによれば、第１支持部４ｊ及び第２支持部４ｋは、第１折曲部４ｄ及び第２折曲部４ｅに対して、その両面がロウ材により均等に接合される。よって、接合部の応力集中を抑制できるので、チューブ４の耐圧性をより向上できる。
【００６２】
また、ベース部４ａに、チューブ４の内側に突出する凸部４ｐが設けられる。
【００６３】
これによれば、流路を流れる流体の流れが複雑になり、熱交換効率を向上させることができる。
【００６４】
また、第１重合部４ｈと第２重合部４ｉとの少なくともいずれか一方に、チューブ４の内側に突出する凸部４ｐが設けられる。
【００６５】
これによれば、流路を流れる流体の流れが複雑になり、熱交換効率を向上させることができる。また、第１重合部４ｈ及び第２重合部４ｉがベース部４ａよりもチューブ４の内側に位置するので、凸部４ｐを設けても、チューブ４の外形には影響がない。よって、フィン３とチューブ４との未接合部の発生を防止できる。
【００６６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したものに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【００６７】
また、上記の各態様は、適宜組み合わせることができる。
【符号の説明】
【００６８】
１    熱交換器
４    熱交換チューブ
４ａ  ベース部
４ｂ  端部
４ｃ  端部
４ｄ  第１折曲部
４ｅ  第２折曲部
４ｆ  第１仕切部
４ｇ  第２仕切部
４ｈ  第１重合部
４ｉ  第２重合部
４ｊ  第１支持部
４ｋ  第２支持部
４ｍ  折返部
４ｎ  折返部
４ｐ  凸部
【図１】
2018204919.tif 000003
【図２】
2018204919.tif 000004
【図３】
2018204919.tif 000005
【図４】
2018204919.tif 000006
【図５】
2018204919.tif 000007