(57)【要約】【課題】冷媒漏れを発見することの容易な熱交換器のタンクを提供する。【解決手段】チューブ（１１０）の端部に接続され、チューブを流れる熱媒体を一時的に貯留する熱交換器（１）のタンク１２は、筒状のメインプレート３０と、メインプレート３０の内部空間を複数の内部室に仕切る板状の仕切プレート３３と、メインプレート３０の開口部を閉塞する板状のエンドプレート３１とを備える。エンドプレート３１は、その板厚方向に貫通する貫通孔３１０を有する。仕切プレート３３の先端部３３０がエンドプレート３１の貫通孔３１０に挿通されることにより、仕切プレート３３の先端部３３０がメインプレート３０の外部に露出している。エンドプレート３１の貫通孔３１０の内壁面と、当該内壁面に対向する仕切プレート３３の外面とがろう付けにより接合されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チューブ（１１０）の端部に接続され、前記チューブを流れる熱媒体を一時的に貯留する熱交換器（１）のタンク（１２）であって、
所定方向に延びるように形成され、前記熱媒体を貯留する内部空間（Ｓ）を有するとともに、前記所定方向の端部に開口部を有する筒状のメインプレート（３０）と、
前記メインプレートの内部に配置され、前記メインプレートの内部空間を複数の内部室（Ｓ１，Ｓ２）に仕切る板状の仕切プレート（３３）と、
前記メインプレートの前記開口部を閉塞する板状のエンドプレート（３１）と、を備え、
前記エンドプレートは、その板厚方向に貫通する貫通孔（３１０）を有し、
前記所定方向における前記仕切プレートの先端部（３３０）が前記エンドプレートの前記貫通孔に挿通されることにより、前記仕切プレートの前記先端部が前記メインプレートの外部に露出し、
前記エンドプレートの貫通孔の内壁面と、当該内壁面に対向する前記仕切プレートの外面（３３１ａ，３３１ｂ，３３２ａ，３３２ｂ）とがろう付けにより接合されている
熱交換器のタンク。
【請求項２】
前記仕切プレートは、その幅方向の長さが徐々に短くなるように形成されることで前記所定方向に尖った尖鋭部（３３４）を前記先端部に有している
請求項１に記載の熱交換器のタンク。
【請求項３】
前記仕切プレートは、その板厚方向の厚さが徐々に薄くなるように形成されることにより前記所定方向に尖った尖鋭部（３３５）を前記先端部に有している
請求項１に記載の熱交換器のタンク。
【請求項４】
前記仕切プレートは、その幅方向の少なくとも一方の端部に折り曲げ部（３３３ａ，３３３ｂ）を有している
請求項１〜３のいずれか一項に記載の熱交換器のタンク。
【請求項５】
前記エンドプレートにおける前記貫通孔の内壁部（３１１ａ，３１１ｂ）は、前記メインプレートの内部から外部に向かう方向に折り曲げられている
請求項１〜４のいずれか一項に記載の熱交換器のタンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、熱交換器のタンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に記載の熱交換器がある。特許文献１に記載の熱交換器は、一方向に積層されて配置される複数のチューブと、複数のチューブの一端部に接続されるタンクとを備えている。タンクは、熱交換器の内部を循環する冷媒を一時的に貯留する。タンクは、メインプレート、仕切プレート、及びエンドプレートを備えている。メインプレートは、チューブ積層方向に延びるように形成された筒状の部材からなる。仕切プレートは、メインプレートの内部に配置されている。仕切プレートは、チューブ積層方向に延びるように形成された板状の部材からなり、メインプレートの内部空間を、冷媒が循環する冷媒タンク室と、蓄冷材を収容する蓄冷材タンク室とに仕切っている。エンドプレートは、チューブ積層方向においてメインプレートの端部に形成された開口部を閉塞している。チューブ積層方向における仕切プレートの端面は、エンドプレートに対向している。仕切プレートの端面には、エンドプレートに向かって部分的に突出した突出部が形成されている。エンドプレートには、仕切プレートの突出部が挿通される挿通孔が形成されている。仕切プレートの突出部がエンドプレートの挿通孔に挿通されて折り曲げられることにより、エンドプレートの位置決めがなされている。メインプレート、仕切プレート、及びエンドプレートは、ろう付けにより接合されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２３４９８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の熱交換器は、仕切プレートの端面における突出部を除く部分がエンドプレートに対して突き当たった状態で接触する、いわゆる突き当て構造を有している。このような突き当て構造においては、熱交換器の組み付けの際に、仕切プレートの端面をエンドプレートに確実に面接触させることが難しいため、仕切プレートの端面とエンドプレートとの間に隙間が生じやすい。仕切プレートの端面とエンドプレートとの間に隙間が生じると、その部分にろう材が流れ難くなるため、ろう付け不良が発生する。このようなろう付け不良が発生した場合、冷媒タンク室と蓄冷材タンク室とが連通することにより冷媒タンク室内の冷媒が蓄冷材タンク室に漏れる可能性がある。特許文献１に記載の熱交換器では、このような冷媒漏れがタンクの内部で発生する、いわゆる内部リークとなる。冷媒の内部リークが発生した場合、その異常をタンクの外部から目視で確認することができないため、異常を発見することが非常に困難となる。
【０００５】
本開示は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、冷媒漏れを発見することの容易な熱交換器のタンクを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、チューブ（１１０）の端部に接続され、チューブを流れる熱媒体を一時的に貯留する熱交換器（１）のタンク（１２）は、所定方向に延びるように形成され、熱媒体を貯留する内部空間（Ｓ）に有するとともに、所定方向の端部に開口部を有する筒状のメインプレート（３０）と、メインプレートの内部に配置され、メインプレートの内部空間を複数の内部室（Ｓ１，Ｓ２）に仕切る板状の仕切プレート（３３）と、メインプレートの開口部を閉塞する板状のエンドプレート（３１）と、を備える。エンドプレートは、その板厚方向に貫通する貫通孔（３１０）を有する。仕切プレートの先端部（３３０）がエンドプレートの貫通孔に挿通されることにより、所定方向における仕切プレートの先端部がメインプレートの外部に露出している。エンドプレートの貫通孔の内壁面と、当該内壁面に対向する仕切プレートの外面（３３１ａ，３３１ｂ，３３２ａ，３３２ｂ）とがろう付けにより接合されている。
【０００７】
この構成によれば、仮にエンドプレートの貫通孔の内壁面と、この内壁面に対向するエンドプレートの外面との間にろう付け不良が生じた場合には、メインプレートの内部から外部に向かって冷媒が漏れる、いわゆる外部リークが生じる。このように冷媒漏れが外部リークとして発生すれば、その異常を目視で発見することが容易となる。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、冷媒漏れを発見することの容易な熱交換器のタンクを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第１実施形態の熱交換器の斜視構造を示す斜視図である。
【図２】図２は、第１実施形態の熱交換器の正面構造を示す正面図である。
【図３】図３は、第１実施形態のタンクの端部周辺の分解斜視構造を示す斜視図である。
【図４】図４は、第１実施形態のタンクの端部周辺の斜視構造を示す斜視図である。
【図５】図５は、第１実施形態のタンクの断面構造を示す断面図である。
【図６】図６は、図５のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面構造を示す断面図である。
【図７】図７は、第２実施形態のタンクの端部周辺の分解斜視構造を示す斜視図である。
【図８】図８は、第２実施形態のタンクの端部周辺の斜視構造を示す斜視図である。
【図９】図９は、第３実施形態のタンクの端部周辺の分解斜視構造を示す斜視図である。
【図１０】図１０は、第３実施形態のタンクの端部周辺の斜視構造を示す斜視図である。
【図１１】図１１は、第３実施形態のタンクの断面構造を示す断面図である。
【図１２】図１２は、第４実施形態のタンクの端部周辺の斜視構造を示す斜視図である。
【図１３】図１３は、第４実施形態のタンクの断面構造を示す断面図である。
【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実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
（第１実施形態）
はじめに、第１実施形態に係る熱交換器について説明する。図１に示される熱交換器１は、内部を流れる熱媒体と、外部を流れる空気との間で熱交換を行う装置である。熱媒体は、空気との熱交換により冷却又は加熱される流体である。熱交換器１は、例えば自動車等の車両に搭載された蒸気圧縮式冷凍サイクルの凝縮器又は蒸発器として用いることができる。
【００１１】
図１に示されるように、熱交換器１は、第１熱交換部１０と、第２熱交換部２０とを備えている。第１熱交換部１０及び第２熱交換部２０には、独立した熱媒体がそれぞれ流れている。
第１熱交換部１０は、コア部１１と、タンク１２，１３とを備えている。同様に、第２熱交換部２０も、コア部２１と、タンク２２，２３とを備えている。第１熱交換部１０及び第２熱交換部２０は略同一の構造を有しているため、以下では、第１熱交換部１０の構造について代表して説明する。
【００１２】
コア部１１は、チューブ１１０とフィン１１１と交互に積層された構造からなる。
チューブ１１０は、図中に矢印Ｚで示される方向に延びるように形成された管状部材からなる。矢印Ｚで示される方向に直交するチューブ１１０の断面形状は扁平状である。チューブ１１０の内部空間は、熱媒体が流れる流路となっている。チューブ１１０は、図中に矢印Ｘで示される方向に所定の隙間を置いて複数配置されている。隣り合うチューブ１１０，１１０の間には、図中に矢印Ｙで示される方向に空気が流れる。
【００１３】
以下では、矢印Ｘで示される方向を「チューブ積層方向Ｘ」とも称する。また、矢印Ｙで示される方向を「空気流れ方向Ｙ」とも称する。さらに、矢印Ｚで示される方向を「チューブ長手方向」とも称する。
フィン１１１は、チューブ積層方向Ｘに隣接するチューブ１１０，１１０の間の隙間に配置されている。なお、図１を含め、以降の図では、フィン１１１の一部のみを図示している。フィン１１１は、薄い金属板を波状に屈曲させることにより形成される、いわゆるコルゲートフィンである。フィン１１１は、チューブ積層方向Ｘに隣接するチューブ１１０，１１０のそれぞれの側面にろう付けにより接合されている。フィン１１１は、チューブ１１０，１１０の間を流れる空気との接触面を増やすことにより、チューブ１１０の内部を流れる熱媒体と空気との間の熱交換を促進させる機能を有している。
【００１４】
タンク１２，１３は、チューブ長手方向Ｚにおけるコア部１１の両端にそれぞれ設けられている。タンク１２，１３は、矢印Ｘで示される方向に延びるように形成された筒状の部材からなる。以下では、矢印Ｘで示される方向を「タンク長手方向Ｘ」とも称する。タンク１２，１３の内部空間は、熱媒体が一時的に貯留される空間となっている。タンク１２には、チューブ長手方向Ｚにおける複数のチューブ１１０の一端部が接続されている。タンク１３には、チューブ長手方向Ｚにおける複数のチューブ１１０の他端部が接続されている。したがって、タンク１２，１３のそれぞれの内部空間は、複数のチューブ１１０のそれぞれの内部流路に連通されている。
【００１５】
図２に示されるように、タンク１２は、メインプレート３０と、エンドプレート３１，３２と、仕切プレート３３とを備えている。これらのタンク１２の構成要素の材質としては、アルミニウム等が採用され得る。
図３に示されるように、メインプレート３０は、タンク長手方向Ｘに延びるように形成された筒状の部材からなる。タンク長手方向Ｘにおけるメインプレート３０の両端部は開口している。
【００１６】
図４に示されるように、エンドプレート３１は、メインプレート３０の一端部にろう付けにより接合されることで、メインプレート３０の一端部の開口部分を閉塞している。また、エンドプレート３１は、第２熱交換部２０のタンク２２のメインプレート４０の一端部に接合されることにより、メインプレート４０の一端部の開口部分も閉塞している。同様に、図１に示されるように、エンドプレート３２は、第１熱交換部１０及び第２熱交換部２０のそれぞれのメインプレート３０，４０の他端部を閉塞している。メインプレート３０及びエンドプレート３１，３２により囲まれる空間により、タンク１２の内部空間が形成されている。
【００１７】
図３及び図４に示されるように、エンドプレート３１には、その板厚方向に貫通する貫通孔３１０が形成されている。
図２に示されるように、仕切プレート３３は、タンク１２の内部に配置された板状の部材からなる。図３及び図４に示されるように、仕切プレート３３の先端部３３０は、エンドプレート３１の貫通孔３１０に挿通されている。これにより、タンク長手方向Ｘにおける仕切プレート３３の先端部３３０がメインプレート３０の外部に露出している。より詳しくは、タンク長手方向Ｘにおける仕切プレート３３の先端部３３０の端面の全てがメインプレート３０の外部に露出している。
【００１８】
図５に示されるように、仕切プレート３３の板厚方向の外面３３１ａ，３３１ｂは、エンドプレート３１の貫通孔３１０の内壁面に対向している。図６に示されるように、仕切プレート３３の幅方向の外面３３２ａ，３３２ｂは、エンドプレート３１の貫通孔３１０の内壁面に対向している。エンドプレート３１の貫通孔３１０の内壁面と仕切プレート３３の外面３３１ａ，３３１ｂ，３３２ａ，３３２ｂとがろう付けされることにより、エンドプレート３１及び仕切プレート３３が接合されている。また、図６に示されるように、仕切プレート３３の幅方向の外面３３２ａ，３３２ｂは、メインプレート３０の内壁面にもろう付けにより接合されている。
【００１９】
図２に示されるように、仕切プレート３３は、エンドプレート３１からエンドプレート３２まで矢印Ｘで示される方向に延びるように配置されている。以下、矢印Ｘで示される方向を「仕切プレートの長手方向Ｘ」とも称する。仕切プレート３３は、タンク１２の内部空間Ｓの半分の領域をチューブ長手方向Ｚにおいて第１内部室Ｓ１と第２内部室Ｓ２とに仕切っている。第１内部室Ｓ１及び第２内部室Ｓ２は独立した空間となっている。複数のチューブ１１０のうち、タンク１２の中央部よりもエンドプレート３１側に配置されたチューブ１１０ａは第１内部室Ｓ１に連通されている。タンク１２の中央部よりもエンドプレート３２側に配置されたチューブ１１０ｂは第２内部室Ｓ２に連通されている。
【００２０】
なお、タンク１２における第１内部室Ｓ１に対応する部分には、図示しない流入口が設けられている。また、タンク１２における第２内部室Ｓ２に対応する部分には、図示しない流出口が設けられている。
第１熱交換部１０では、流入口からタンク１２の第１内部室Ｓ１に熱媒体が流入することにより、第１内部室Ｓ１に熱媒体が一時的に貯留される。第１内部室Ｓ１に貯留された熱媒体は、第１内部室Ｓ１に連通された第１チューブ１１０ａの一端部から第１チューブ１１０ａの内部流路に流入する。第１チューブ１１０ａの内部流路に流入した熱媒体は、第１チューブ１１０ａの外部を流れる空気と熱交換することにより冷却又は加熱される。冷却又は加熱された熱媒体は、第１チューブ１１０ａの他端部からタンク１３の内部空間に流入することにより、タンク１３に貯留される。タンク１３に貯留された熱媒体は、第２チューブ１１０ｂの一端部から第２チューブ１１０ｂの内部流路に流入する。第２チューブ１１０ｂの内部流路に流入した熱媒体は、第２チューブ１１０ｂの外部を流れる空気と熱交換することにより更に冷却又は加熱される。第２チューブ１１０ｂを通過した熱媒体は、タンク１２の第２内部室Ｓ２に流入することにより、第２内部室Ｓ２に一時的に貯留される。第２内部室Ｓ２に貯留された熱媒体はタンク１２の流出口から排出される。
【００２１】
なお、第２熱交換部２０は、仕切プレート３３を有していない点で第１熱交換部１０と略同一の構造を有しているため、その詳細な説明を割愛する。
本実施形態のタンク１２では、仮にエンドプレート３１の貫通孔３１０の内壁面と仕切プレート３３の外面３３１ａ，３３１ｂ，３３２ａ，３３２ｂとの間にろう付け不良が生じた場合、メインプレート３０の内部空間の冷媒がそれらの隙間から漏れる。すなわち、メインプレート３０の内部から外部に向けて冷媒が漏れる、いわゆる外部リークが生じる。このように冷媒漏れが外部リークとして発生すれば、その異常を目視で発見することが容易となる。
【００２２】
（第２実施形態）
次に、熱交換器１のタンク１２の第２実施形態について説明する。以下、第１実施形態のタンク１２との相違点を中心に説明する。
図７に示されるように、本実施形態の仕切プレート３３は、その幅方向の両端部に折り曲げ部３３３ａ，３３３ｂを有している。図７及び図８に示されるように、エンドプレート３１の貫通孔３１０は、折り曲げ部３３３ａ，３３３ｂを含めて仕切プレート３３の先端部３３０を挿通可能な形状に形成されている。
【００２３】
本実施形態のタンク１２では、仕切プレート３３の折り曲げ部３３３ａ，３３３ｂの外面がエンドプレート３１の貫通孔３１０の内壁面に対向しているため、第１実施形態のタンク１２と比較すると、仕切プレート３３とエンドプレート３１とが対向している面積を増加させることができる。これにより、ろう付け長さを確保することができるため、より確実に仕切プレート３３とエンドプレート３１とを接合させることができる。結果的に、より的確に冷媒漏れを抑制することが可能となる。
【００２４】
なお、仕切プレート３３は、その幅方向の少なくとも一方の端部に折り曲げ部を有していてもよい。
（第３実施形態）
次に、熱交換器１のタンク１２の第３実施形態について説明する。以下、第２実施形態のタンク１２との相違点を中心に説明する。
【００２５】
図９及び図１０に示されるように、仕切プレート３３は、その幅方向の長さが徐々に短くなるように形成されることで仕切プレート３３の長手方向Ｘに尖った尖鋭部３３４を先端部３３０に有している。これにより、エンドプレート３３１においてメインプレート３０の内部空間に向き合う面を内面とするとき、仕切プレート３３の先端部３３０の端面には、エンドプレート３３１の内面に対して直交とは異なる角度で傾斜するテーパ面３３４ａ，３３４ｂが形成されている。
【００２６】
本実施形態のタンク１２では、エンドプレート３１の貫通孔３１０に仕切プレート３３の先端部３３０が挿通される際に、仕切プレート３３のテーパ面３３４ａ，３３４ｂがエンドプレート３１の貫通孔３１０の内壁面に接触する。これにより、エンドプレート３１の貫通孔３１０の内壁面にガイドされながらエンドプレート３１の貫通孔３１０に仕切プレート３３の先端部３３０が挿通されるため、矢印Ｙで示される方向におけるエンドプレート３１の位置決めが容易となる。よって、仕切プレート３３とエンドプレート３１との組み付け性を向上させることができる。
【００２７】
なお、図１１に示されるように、仕切プレート３３は、その板厚方向の厚さが徐々に短くなるように形成されることで仕切プレート３３の長手方向Ｘに尖った尖鋭部３３５を先端部３３０に有していてもよい。このような構造であれば、仕切プレート３３の先端部３３０にテーパ面３３５ａ，３３５ｂが形成されるため、エンドプレート３１の貫通孔３１０に仕切プレート３３の先端部３３０が挿通される際に、矢印Ｚで示される方向におけるエンドプレート３１の位置決めが容易となる。よって、仕切プレート３３とエンドプレート３１との組み付け性を向上させることができる。
【００２８】
（第４実施形態）
次に、熱交換器１のタンク１２の第４実施形態について説明する。以下、第３実施形態のタンク１２との相違点を中心に説明する。
図１２及び図１３に示されるように、本実施形態のエンドプレート３１における貫通孔３１０の内壁部３１１ａ，３１１ｂは、メインプレート３０の内部から外部に向かって折り曲げられている。これにより、エンドプレート３１の内面には、テーパ面３１２ａ，３１２ｂが形成されている。
【００２９】
本実施形態のタンク１２では、エンドプレート３１の貫通孔３１０に仕切プレート３３の先端部３３０が挿通される際に、エンドプレート３１のテーパ面３１２ａ，３１２ｂに仕切プレート３３の先端部３３０が接触する。これにより、エンドプレート３１のテーパ面３１２ａ，３１２ｂにガイドされながらエンドプレート３１の貫通孔３１０に仕切プレート３３の先端部３３０が挿通されるため、仕切プレート３３とエンドプレート３１との組み付け性を向上させることができる。
【００３０】
なお、本実施形態のエンドプレート３１の構造と、第３実施形態の仕切プレート３３の構造とを組み合わせてもよい。
以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。
【符号の説明】
【００３１】
Ｓ：内部空間
Ｓ１，Ｓ２：内部室
１：熱交換器
１２：タンク
３０：メインプレート
３１：エンドプレート
３３：仕切プレート
３１０：貫通孔
３１１ａ，３１１ｂ：内壁部
３３０：先端部
３３１ａ，３３１ｂ，３３２ａ，３３２ｂ：外面
３３３ａ，３３３ｂ：折り曲げ部
３３４，３３５：尖鋭部
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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