(57)【要約】【課題】複数のプレートの接合強度を保持することができる積層型熱交換器を提供する。【解決手段】板厚方向に複数が重ね合わされたプレート３と、プレート３の外形を複数のプレート３の積層方向の一側に向けて折り曲げて形成された周縁部５と、プレート３の周縁部５と離間した位置に設けられ隣り合うプレート３，３の間に流通される熱交換媒体の流路を形成する複数のビード７とを備えた積層型熱交換器１において、プレート３の外形を、矩形状に形成し、複数のビード７のうち周縁部５の４つの辺にそれぞれ対向する複数のビード７に、周縁部５側の端部が周縁部５の４つの辺にそれぞれ当接するまで延伸された延伸ビード部９をそれぞれ設けた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板厚方向に複数が重ね合わされたプレート（３）と、前記プレート（３）の外形を複数の前記プレート（３）の積層方向の一側に向けて折り曲げて形成された周縁部（５）と、前記プレート（３）の前記周縁部（５）と離間した位置に設けられ隣り合う前記プレート（３，３）の間に流通される熱交換媒体の流路を形成する複数のビード（７）とを備えた積層型熱交換器（１）であって、
前記プレート（３）は、外形が矩形状に形成され、
複数の前記ビード（７）のうち前記周縁部（５）の４つの辺にそれぞれ対向する複数の前記ビード（７）には、前記周縁部（５）側の端部が前記周縁部（５）の４つの辺にそれぞれ当接するまで延伸された延伸ビード部（９）がそれぞれ設けられていることを特徴とする積層型熱交換器（１）。
【請求項２】
請求項１記載の積層型熱交換器（１）であって、
前記延伸ビード部（９）は、頂部（１１）の前記周縁部（５）側の端部が前記周縁部（５））に当接するまで延伸されていることを特徴とする積層型熱交換器（１）。
【請求項３】
請求項１又は２記載の積層型熱交換器（１）であって、
前記延伸ビード部（９）は、複数のビード（７）のうち所定の間隔に配置されたビード（７）に設けられていることを特徴とする積層型熱交換器（１）。
【請求項４】
請求項１又は２記載の積層型熱交換器（１）であって、
前記延伸ビード部（９）は、複数のビード（７）の１本置きに配置されたビード（７）に設けられている部位を有することを特徴とする積層型熱交換器（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に適用される積層型熱交換器に関する。詳細には、複数のプレートが重ね合わされ隣り合うプレートの間に熱交換媒体が流通される積層型熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、積層型熱交換器としては、板厚方向に複数が重ね合わされたプレートと、プレートの外形を複数のプレートの積層方向の一側に向けて折り曲げて形成された周縁部と、プレートの周縁部と離間した位置に設けられ隣り合うプレートの間に流通される熱交換媒体の流路を形成する複数のビードとを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この積層型熱交換器では、プレートが長方形状に形成され、長手方向の２辺を連結する２辺が、２つのＲ形状と、２つのＲ形状の間を連結する逆向きの１つのＲ形状とで形成されている。
【０００４】
このようにプレートを形成することによって、プレートの周縁部の剛性が高まり、複数のプレートを重ね合わせたときに、周縁部が倒れることがなく、複数のプレートの間に隙間が形成されることを防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】韓国公開特許第１０−２０１３−００４７８２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１のような積層型熱交換器では、プレートの２つのＲ形状などによって剛性を高めることができるが、このようなプレートの形状は緻密なプレートの成形精度が必要である。
【０００７】
このようにプレートの緻密な成形精度が必要であると、隣り合うプレートの形状に違いが生じ易く、複数のプレートを重ね合わせたときに、複数のプレートの間に隙間が形成される恐れがあり、この隙間から熱交換媒体が漏れる可能性があった。
【０００８】
このため、プレートの形状を簡易化することが考えられるが、プレートの形状を簡易化すると、周縁部の剛性が低く、複数のプレートを重ね合わせたときに、周縁部が倒れるなどして、複数のプレートの間や隣り合うプレートの複数のビードの間に隙間が生じ、複数のプレートの接合強度が低下する恐れがあった。
【０００９】
そこで、この発明は、プレートの形状を簡易化でき、複数のプレートの接合強度を保持することができる積層型熱交換器の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１記載の発明は、板厚方向に複数が重ね合わされたプレートと、前記プレートの外形を複数の前記プレートの積層方向の一側に向けて折り曲げて形成された周縁部と、前記プレートの前記周縁部と離間した位置に設けられ隣り合う前記プレートの間に流通される熱交換媒体の流路を形成する複数のビードとを備えた積層型熱交換器であって、前記プレートは、外形が矩形状に形成され、複数の前記ビードのうち前記周縁部の４つの辺にそれぞれ対向する複数の前記ビードには、前記周縁部側の端部が前記周縁部の４つの辺にそれぞれ当接するまで延伸された延伸ビード部がそれぞれ設けられていることを特徴とする。
【００１１】
この積層型熱交換器では、複数のビードのうち周縁部の４つの辺にそれぞれ対向する複数のビードに、周縁部側の端部が周縁部の４つの辺にそれぞれ当接するまで延伸された延伸ビード部がそれぞれ設けられているので、プレートの外形を矩形状に形成したとしても、延伸ビード部によって周縁部の剛性を高めることができる。
【００１２】
このため、複数のプレートを重ね合わせたときに、周縁部に倒れなどが生じることを防止でき、複数のプレートの間や隣り合うプレートの複数のビードの間に隙間が生じることがなく、複数のプレートの接合強度を保持することができる。
【００１３】
従って、このような積層型熱交換器では、プレートの形状を簡易化でき、複数のプレートの接合強度を保持することができる。
【００１４】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の積層型熱交換器であって、前記延伸ビード部は、頂部の前記周縁部側の端部が前記周縁部に当接するまで延伸されていることを特徴とする。
【００１５】
この積層型熱交換器では、延伸ビード部が、頂部の周縁部側の端部が周縁部に当接するまで延伸されているので、延伸ビード部の周縁部側の端部が全体的に周縁部と当接され、延伸ビード部の全体で周縁部の剛性を高めることができる。
【００１６】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の積層型熱交換器であって、前記延伸ビード部は、複数のビードのうち所定の間隔に配置されたビードに設けられていることを特徴とする。
【００１７】
この積層型熱交換器では、延伸ビード部が、複数のビードのうち所定の間隔に配置されたビードに設けられているので、プレートの周縁部側を流通する熱交換媒体の流通性を保持しつつ、周縁部の剛性を高めることができる。
【００１８】
請求項４記載の発明は、請求項１又は２記載の積層型熱交換器であって、前記延伸ビード部は、複数のビードの１本置きに配置されたビードに設けられている部位を有することを特徴とする。
【００１９】
この積層型熱交換器では、延伸ビード部が、複数のビードの１本置きに配置されたビードに設けられている部位を有するので、周縁部の剛性を高めつつ、延伸ビード部の加工性を保持することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、プレートの形状を簡易化でき、複数のプレートの接合強度を保持することができる積層型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】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態に係る積層型熱交換器の斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る積層型熱交換器の分解斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る積層型熱交換器のプレートの正面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る積層型熱交換器のプレートの要部拡大正面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る積層型熱交換器のプレートの要部拡大断面図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る積層型熱交換器のプレートを重ね合わせて圧力を加えるときの断面図である。
【図７】隣り合うプレートの接線に隙間が生じたときの断面図である。
【図８】隣り合うプレートの接線が一致したときの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１〜図８を用いて本発明の実施の形態に係る積層型熱交換器について説明する。
【００２３】
本実施の形態に係る積層型熱交換器１は、板厚方向に複数が重ね合わされたプレート３と、プレート３の外形を複数のプレート３の積層方向の一側に向けて折り曲げて形成された周縁部５と、プレート３の周縁部５と離間した位置に設けられ隣り合うプレート３，３の間に流通される熱交換媒体の流路を形成する複数のビード７とを備えている。
【００２４】
そして、プレート３は、外形が矩形状に形成され、複数のビード７のうち周縁部５の４つの辺にそれぞれ対向する複数のビード７には、周縁部５側の端部が周縁部５の４つの辺にそれぞれ当接するまで延伸された延伸ビード部９がそれぞれ設けられている。
【００２５】
また、延伸ビード部９は、頂部１１の周縁部５側の端部が周縁部５に当接するまで延伸されている。
【００２６】
さらに、延伸ビード部９は、複数のビード７のうち所定の間隔に配置されたビード７に設けられている。
【００２７】
また、延伸ビード部９は、複数のビード７の１本置きに配置されたビード７に設けられている部位を有する。
【００２８】
ここで、本実施の形態に係る積層型熱交換器１は、例えば、車両用空調装置に適用され、複数のプレート３を重ね合わせて積層し、隣り合うプレート３，３の間に、第１熱交換媒体としての冷媒と、第２熱交換媒体としての冷却水とを交互に流通させる。
【００２９】
この積層型熱交換器１は、第１熱交換媒体（冷媒）と第２熱交換媒体（冷却水）との間で熱交換を行い、第１熱交換媒体を冷却する水冷コンデンサとして機能する。
【００３０】
以下、図１〜図８を用いて積層型熱交換器１の詳細について説明する。
【００３１】
図１〜図５に示すように、複数のプレート３は、それぞれ外形が矩形状に形成された板材からなり、外周側の端部が一面側に向けて折り曲げられて周方向に連続する周縁部５が形成されている。
【００３２】
ここで、「矩形状」とは、１つの辺が直線状に形成されたものに限らず、例えば、１つの辺が湾曲状に形成された１つのＲ形状を持つものは「矩形状に含む」ものとし、１つの辺が２つの湾曲を有するものや２つの湾曲の間に逆向きの湾曲を有するものなどのように、１つの辺が２つ以上のＲ形状を持つものは「矩形状に含まない」ものとする。
【００３３】
この複数のプレート３は、周縁部５の屈曲方向に向けて重ね合わされ、積層方向の両側から圧力を加えられた状態でろう付けされ、第１熱交換媒体と第２熱交換媒体との流路が交互に形成される。
【００３４】
このような複数のプレート３には、それぞれ一対の第１媒体用ポート１３，１３と、一対の第２媒体用ポート１５，１５と、複数のビード７とが設けられている。
【００３５】
一対の第１媒体用ポート１３，１３は、プレート３の対角線上に位置するそれぞれのコーナー部１７，１７近傍にプレート３を貫通して円形状に設けられている。
【００３６】
この一対の第１媒体用ポート１３，１３は、複数のプレート３を重ね合わせた状態で、それぞれのプレート３の第１媒体用ポート１３の中心位置が一致し、複数のプレート３の積層方向に連通される。
【００３７】
このような一対の第１媒体用ポート１３，１３の周縁部は、隣り合うプレート３，３のうち一方のプレート３に対してはろう付けされ、他方のプレート３に対してはろう付けされない。
【００３８】
このように一対の第１媒体用ポート１３，１３を設けることにより、複数のプレート３の間において、プレート３の一方の面では第１熱交換媒体が流通される第１流路１９が形成され、プレート３の他方の面では第１熱交換媒体が流通されることがない。
【００３９】
このため、第１熱交換媒体は、一対の第１媒体用ポート１３，１３の間を流出入することにより、複数のプレート３が重ね合わされた状態で、複数の隣り合うプレート３，３のうち第１流路１９が形成された隣り合うプレート３，３の間を１組置きに流通することになる。
【００４０】
このような一対の第１媒体用ポート１３，１３には、一方の第１媒体用ポート１３から第１熱交換媒体（冷媒）が第１流路１９に流出され、第１流路１９を流通した第１熱交換媒体が他方の第１媒体用ポート１３に流入される。
【００４１】
一対の第２媒体用ポート１５，１５は、一対の第１媒体用ポート１３，１３が位置する部分と異なるプレート３の対角線上に位置するそれぞれのコーナー部１７，１７近傍にプレート３を貫通して円形状に設けられている。
【００４２】
この一対の第２媒体用ポート１５，１５は、複数のプレート３を重ね合わせた状態で、それぞれのプレート３の第２媒体用ポート１５の中心位置が一致し、複数のプレート３の積層方向に連通される。
【００４３】
このような一対の第２媒体用ポート１５，１５の周縁部は、隣り合うプレート３，３のうち第１熱交換媒体が流通する面側に位置するプレート３に対してはろう付けされ、反対の面側に位置するプレート３に対してはろう付けされない。
【００４４】
このように一対の第２媒体用ポート１５，１５を設けることにより、複数のプレート３の間において、プレート３の一方の面では第１流路１９を第１熱交換媒体が流通され、プレート３の他方の面では第２熱交換媒体が流通される第２流路２１が形成される。
【００４５】
このため、第２熱交換媒体は、一対の第２媒体用ポート１５，１５の間を流出入することにより、複数のプレート３が重ね合わされた状態で、複数の隣り合うプレート３，３のうち第１熱交換媒体が流通されない第２流路２１が形成された隣り合うプレート３，３の間を１組置きに流通することになる。
【００４６】
このような一対の第２媒体用ポート１５，１５には、一方の第２媒体用ポート１５から第２熱交換媒体（冷却水）が第２流路２１に流出され、第２流路２１を流通した第２熱交換媒体が他方の第２媒体用ポート１５に流入される。
【００４７】
このように第１熱交換媒体と第２熱交換媒体とを、複数のプレート３の間に形成された第１流路１９と第２流路２１とに交互に流通させることにより、第１熱交換媒体と第２熱交換媒体との間の熱交換を効率的に行うことができる。
【００４８】
複数のビード７は、プレート３の一対の第１媒体用ポート１３，１３及び一対の第２媒体用ポート１５，１５との間に設けられ、隣り合うプレート３，３でそれぞれ互いに向かい合う方向、或いは互いが離間する方向に向けて、隣り合うプレート３，３で打ち出す方向が異なるように打ち出し加工によって形成されて端部は周縁部５の手前まで延びている。
【００４９】
この複数のビード７は、隣り合うプレート３，３のうち一方のプレート３の複数のビード７がプレート３の幅方向の中心位置で傾斜方向が異なるようにＶ字状に形成され、他方のプレート３の複数のビード７が一方のプレート３と逆向きのＶ字状に形成されている。
【００５０】
なお、このようなプレート３に形成された複数のビード７は、ヘリンボーンパターンと称される。
【００５１】
このような複数のビード７は、隣り合うプレート３，３で傾斜方向が異なるので、複数のプレート３を重ね合わせた状態で、隣り合うプレート３，３の間に形成された第１流路１９と第２流路２１とで網目状の流路を形成する。
【００５２】
このようにプレート３に複数のビード７を設けることにより、第１流路１９及び第２流路２１における第１熱交換媒体及び第２熱交換媒体に乱流を生じさせ、高い熱交換効率を得ることができる。
【００５３】
ここで、複数のプレート３は、ろう付けされる前の状態で、図６に示すように、複数のプレート３を重ね合わせた状態で、治具２３によって、矢印で示すように、積層方向に圧力が加えられ、複数のプレート３が圧縮された状態でろう付けされる。
【００５４】
なお、図６の仮想線は、隣り合うプレート３，３における接線を示しており、互いの接線が一致することによって、隣り合うプレート３，３を隙間なく、ろう付けすることができる。
【００５５】
この複数のプレート３に圧力が加わっているときに、プレート３の周縁部５の剛性が低いと、周縁部５に倒れなどが生じ、図７に示すように、周縁部５側で隣り合うプレート３，３の間に隙間Ｃが生じる恐れがあり、この隙間から熱交換媒体が漏れる可能性があった。
【００５６】
そこで、複数のビード７のうち周縁部５の４つの辺にそれぞれ対向する複数のビード７には、それぞれ延伸ビード部９が設けられている。
【００５７】
延伸ビード部９は、ビード７の周縁部５側の端部から周縁部５に向けてビード７と連続する一部材で周縁部５と当接するまで延設されている。
【００５８】
この延伸ビード部９は、周縁部５の４つの辺に対してそれぞれ複数設けられ、周縁部５の４つの辺のそれぞれの剛性を高めている。
【００５９】
このように延伸ビード部９を設けることにより、複数のプレート３に圧力を加えたときに、周縁部５に倒れなどが生じることがなく、図８に示すように、周縁部５側で隣り合うプレート３，３の間に隙間が生じることがなく、複数のプレート３の接合強度を保持することができる。
【００６０】
このような延伸ビード部９の頂部１１は、周縁部５側の端部が周縁部５に当接するまで延伸されている。
【００６１】
詳細には、延伸ビード部９は、プレート３に対して打ち出し加工によって形成される際に、頂部１１が周縁部５に位置するように打ち出されて形成されており、延伸ビード部９の周縁部５側の端部全体が周縁部５と一体に設けられている。
【００６２】
このように延伸ビード部９を周縁部５と一体に設けることにより、延伸ビード部９の全体で周縁部５の剛性を高めることができ、複数のプレート３を重ね合わせたときの周縁部５の倒れなどを防止することができる。
【００６３】
このような延伸ビード部９は、複数のビード７のうち所定の間隔（ここでは１本置き）に配置されたビード７に設けられている。
【００６４】
延伸ビード部９は、その数を増やすほど周縁部５の強度は向上するが、プレート３の延伸ビード部９と周縁部５の当接部位の打ち出し加工性が悪化するため、加工性・剛性を考慮すると１本置きが望ましい。
【００６５】
従って、周縁部５の強度を確保したい箇所には、延伸ビード部９を複数のビード７のうち１本置きに配置されたビード７に設けると効果的である。
【００６６】
ここで、一方の第１媒体用ポート１３や一方の第２媒体用ポート１５から流出する熱交換媒体は、複数のビード７の間を流通した後、他方の第１媒体用ポート１３や他方の第２媒体用ポート１５に流入される。
【００６７】
このとき、周縁部５側を流通する熱交換媒体は、複数のビード７の間を流通することなく、周縁部５に沿って流通する恐れがあり、熱交換媒体の熱交換が低下する可能性がある。
【００６８】
そこで、プレート３の周縁部５のうち２つの長辺を構成する周縁部５に当接する複数の延伸ビード部９は、隣り合うプレート３，３でその配置位置が一致している。
【００６９】
このため、複数のプレート３を重ね合わせてろう付けすると、隣り合うプレート３，３において、２つの長辺を構成する周縁部５に当接する複数の延伸ビード部９同士が接合される。
【００７０】
このように２つの長辺を構成する周縁部５に当接する複数の延伸ビード部９同士を接合することにより、長辺を構成する周縁部５の近傍において、延伸ビード部９，９同士の接合部が所定の間隔（ここでは１本置き）で配置されることになる。
【００７１】
この延伸ビード部９，９同士の接合部は、周縁部５側を流通する熱交換媒体の堰き止め部として機能し、周縁部５側を流通する熱交換媒体を複数のビード７側に向けて流し、熱交換媒体の熱交換を安定して行うことができる。
【００７２】
一方、プレート３の周縁部５のうち２つの短辺を構成する周縁部５に当接する複数の延伸ビード部９は、隣り合うプレート３，３でその配置位置が一致していても、一致していなくともよい。
【００７３】
これは、短辺を構成する周縁部５側を流通する熱交換媒体の流通量は、長辺を構成する周縁部５側を流通する熱交換媒体の流通量に比較して非常に少なく、熱交換媒体の熱交換への影響が小さいためである。
【００７４】
このため、隣り合うプレート３，３において、短辺を構成する周縁部５に当接する複数の延伸ビード部９同士の配置位置が一致する場合には、熱交換媒体の堰き止め部として機能させ、一致しない場合には、熱交換媒体をそのまま周縁部５に沿って流すように機能させればよい。
【００７５】
このように短辺を構成する周縁部５に当接する延伸ビード部９は、熱交換媒体の堰き止め部として機能させなくともよく、周縁部５の倒れなどを防止するように、周縁部５の剛性を高めるために機能すればよい。
【００７６】
このような積層型熱交換器１では、複数のビード７のうち周縁部５の４つの辺にそれぞれ対向する複数のビード７に、周縁部５側の端部が周縁部５の４つの辺にそれぞれ当接するまで延伸された延伸ビード部９がそれぞれ設けられているので、プレート３の外形を矩形状に形成したとしても、延伸ビード部９によって周縁部５の剛性を高めることができる。
【００７７】
このため、複数のプレート３を重ね合わせたときに、周縁部５に倒れなどが生じることを防止でき、複数のプレート３の間や隣り合うプレート３，３の複数のビード７の間に隙間が生じることがなく、複数のプレート３の接合強度を保持することができる。
【００７８】
従って、このような積層型熱交換器１では、プレート３の形状を簡易化でき、複数のプレート３の接合強度を保持することができる。
【００７９】
また、延伸ビード部９は、頂部１１の周縁部５側の端部が周縁部５に当接するまで延伸されているので、延伸ビード部９の周縁部５側の端部が全体的に周縁部５と当接され、延伸ビード部９の全体で周縁部５の剛性を高めることができる。
【００８０】
さらに、延伸ビード部９は、複数のビード７のうち所定の間隔に配置されたビード７に設けられているので、プレート３の周縁部５側を流通する熱交換媒体の流通性を保持しつつ、周縁部５の剛性を高めることができる。
【００８１】
また、延伸ビード部９は、複数のビード７の１本置きに配置されたビード７に設けられている部位を有するので、周縁部５の剛性を高めつつ、延伸ビード部９の加工性を保持することができる。
【００８２】
なお、本発明の実施の形態に係る積層型熱交換器では、延伸ビード部が、１本置きに配置されたビードに設けられているが、これに限らず、延伸ビード部を２本置き、或いは３本置きに配置されたビードに設けるなど、延伸ビード部を設ける複数のビードの間隔は適宜選択可能である。
【符号の説明】
【００８３】
１…積層型熱交換器
３…プレート
５…周縁部
７…ビード
９…延伸ビード部
１１…頂部
【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】
2019211173.tif 000009
【図８】
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