(57)【要約】【課題】さらなる軽量化のために仕切り板を薄肉化した場合にも、内部を流れる媒体が外部に流出することなく、仕切り板がその機能を発揮し得る熱交換器を提供する。【解決手段】熱交換器１は、両端が開口し並列に配置される複数の管材３を含んで構成されるコア部７と、コア部７に管材３の長手方向両側から挟むように接合され、管材３と連通する一対のタンク２Ａと、タンク２Ａの管材配列方向に交差する断面を閉塞する仕切り板１２とを備える。そして、タンク２Ａの内壁面に、仕切り板１２を管材配列方向両側から挟む一対の凸部１３を有する。凸部１３は、タンク２Ａの仕切り板１２と当接する部位の管材配列方向両側を、タンク２Ａの外側から内側に向けて塑性加工することによって形成したことものである。【選択図】図４Ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端が開口し並列に配置される複数の管材を含んで構成されるコア部と、
前記コア部に前記管材の長手方向両側から挟むように接合され、前記管材と連通する一対のタンクと、
前記タンクの管材配列方向に交差する断面を閉塞する仕切り板と、
を備える熱交換器において、
前記タンクの内壁面に、前記仕切り板を管材配列方向両側から挟む一対の凸部を有し、
前記凸部は、前記タンクの前記仕切り板と当接する部位の管材配列方向両側の部位を、前記タンクの外側から内側に向けて塑性加工することによって形成した熱交換器。
【請求項２】
請求項１に記載の熱交換器において、
前記タンクは、前記コア部の各管材が挿通される開口部の列を備える底部と、前記開口部の列を前記開口部の配列方向と直交する方向から挟み込むよう配置され、かつ前記底部から前記コア部とは反対方向に延びる一対の壁部とを有するコアプレートと、前記コアプレートと共にタンク空間を形成するように前記一対の壁部に接合されるタンクプレートと、を含んで構成され、
前記タンクプレートは、前記一対の壁部に接合される一対の縁部のそれぞれに切り欠き部を有し、
前記仕切り板は前記切り欠き部に係合し、
前記一対の凸部は、前記タンクプレート及び前記コアプレートを一体として塑性加工することによって形成したものである熱交換器。
【請求項３】
請求項２に記載の熱交換器において、
前記仕切り板は、前記切り欠き部に係合する部位が前記一対の壁部のそれぞれに向けて突出する一対の突出部となっており、
前記コアプレートは、前記突出部が着座する段付き部を有する熱交換器。
【請求項４】
請求項２または３に記載の熱交換器において、
前記タンクプレートは、前記一対の切り欠き部を結ぶ線上に貫通孔を有し、
前記仕切り板は、前記貫通孔に係合する係合部を有すること熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車に用いられる熱交換器として、空気調和装置に組み込まれるヒータコアが知られている。特許文献１には、並列に配置される複数のチューブからなるコア部と、チューブの長手方向両端にコア部を挟み込むように配置される一対のタンクとからなり、タンク内部が仕切り板により区画されているヒータコアが開示されている。上記文献に記載された熱交換器のタンクは、コア部に接続されるコアプレートと、コアプレートと組み合わされることによってタンク内空間を画成するタンクプレートとからなる、いわゆる合わせタンクである。そして、仕切り板は、仕切り板に設けた突片がコアプレート及びタンクプレートのそれぞれに設けた切り欠きに係合することによって位置決めされる。そして、コアプレート及びタンクプレートの切り欠きを貫通してタンク外部に露出している突片が、タンク成形時にプレス加工によって圧潰し、切り欠きと突片との隙間を塞ぐ。これにより、タンク内を流れる流体が外部に漏れることを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３０４４８８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、熱交換器を軽量化するために各部材の薄肉化を進めていくと、上記文献のように突片をプレス加工により圧潰する構成では、プレス加工により突片や仕切り板本体に亀裂が生じて、熱交換器内部を流れる媒体が外部へ流出したり、仕切り板がその機能を発揮できなくなるおそれがある。そこで本発明では、さらなる軽量化を図った場合にも、内部を流れる媒体が流出することなく、仕切り板がその機能を発揮し得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】
【０００５】
本発明のある態様によれば、両端が開口し並列に配置される複数の管材を含んで構成されるコア部と、コア部に前記管材の長手方向両側から挟むように接合され、管材と連通する一対のタンクと、タンクの管材配列方向に交差する断面を閉塞する仕切り板とを備える熱交換器が提供される。タンクの内壁面には、仕切り板を管材配列方向両側から挟む一対の凸部が形成されている。この凸部は、タンクの仕切り板と当接する部位の管材配列方向両側の部位を、タンクの外側から内側に向けて塑性加工することによって形成したものである。
【発明の効果】
【０００６】
上記態様によれば、仕切り板は、一対の凸部に挟み込まれることによって位置決めされ、凸部を設けるための塑性加工時に変形しないので、軽量化のために仕切り板をさらに薄肉化した場合でも、仕切り板とタンクの内壁面との間に隙間が生じることはない。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本発明の実施形態にかかる熱交換器の全体構成図である。
【図２】図２は、図１のII部分を拡大した斜視図である。
【図３】図３は、図２に示した部分の分解図である。
【図４Ａ】図４Ａは、タンクを仮組みした状態の断面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、プレス加工後の断面図である。
【図５】図５は、図４ＢのV−V断面図である。
【図６】図６は、図４ＢのVI−VI断面図である。
【図７】図７は、図４ＡのVII−VII断面図である。
【図８】図８は、図４ＡのVIII−VIII断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
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。
【０００９】
図１は、本発明の実施形態にかかる熱交換器１の全体構成図である。この熱交換器１は、例えば車両に搭載する暖房用熱交換器、いわゆるヒータコアとして使用されるものであり、アルミニウム合金製の各部材をロウ付け接合して形成したものである。ロウ付け接合は、互いに当接する部材のうち少なくとも一方の部材の表面にロウ材を積層しておき、各部材を組み付けた状態で炉内に入れて加熱することによって行う。なお、各部材の詳細については後述する。
【００１０】
熱交換器１は、両端が開口し並列に配置される複数の管材３と、互いに隣り合う管材３の間に挟持したコルゲート型のフィン４とを含んで構成されるコア部７と、コア部７に管材３の長手方向両側から挟むように接合され、管材３と連通する一対のタンク２Ａ、２Ｂと、を備える。
【００１１】
一方のタンク２Ａには、熱交換器１に冷却液を供給する供給流路５と、熱交換器１から冷却液を排出する排出流路６と、が接続されている。また、タンク２Ａは、図１には表れていないが、タンク２Ａの管材配列方向に交差する断面を閉塞する仕切り板１２を備えている。仕切り板１２の形状や位置決めについては後述する。
【００１２】
仕切り板１２は、例えば、タンク２Ａの供給流路５が接続される部位と排出流路６が接続される部位との中間に配設する。ここでは、便宜上、タンク２Ａ内の仕切り板１２で区画された空間のうち、供給流路５が接続されている側を入側、排出流路６が接続されている側を出側、とする。
【００１３】
上記のように仕切り板１２を配設することで、供給流路５から供給された冷却液は、タンク２Ａの入側に接続された各管材３を介してタンク２Ｂへ流入し、タンク２Ｂ内を移動して、タンク２Ａの出側に接続された各管材３を介してタンク２Ａの出側へと戻り、排出流路６を介して排出される。そして、冷却液は、主に管材３を流れる間に管材３と熱交換することで冷却される。
【００１４】
図２は、図１のII部分、つまり、タンク２Ａの仕切り板１２を配設した部位の斜視図である。図３は、図２と同部位の分解図である。
【００１５】
タンク２Ａは、コア部７に接合されるコアプレート１０と、コアプレート１０に接合されるタンクプレート１１と、コアプレート１０とタンクプレート１１とで形成されるタンク空間を分割するための仕切り板１２と、を含んで構成される。
【００１６】
コアプレート１０は、管材３が挿通される開口部１０Ａの列が設けられた底部１０Ｂと、開口部１０Ａの列を開口部１０Ａの配列方向（つまり管材３の配列方向）と直交する方向から挟み込むよう配置され、かつ底部１０Ｂからコア部７と反対方向に延びる一対の壁部１０Ｃと、を備える。つまり、コアプレート１０は、開口部１０Ａの配列方向に直交する断面の形状が略Ｕ字状の部材である。
【００１７】
タンクプレート１１は、コアプレート１０と共にタンク空間を形成するように、一対の壁部１０Ｃに接合される。
【００１８】
仕切り板１２は、コアプレート１０とタンクプレート１１とで形成するタンク空間を分割するために、タンク２Ａの、開口部１０Ａの配列方向と直交する断面を封鎖するよう配置されるものである。
【００１９】
仕切り板１２の、タンクプレート１１と当接する縁部には第１突出部１２Ａが設けられており、この第１突出部１２Ａは、タンクプレート１１に設けられた係合孔１１Ａに係合する。また、仕切り板１２の、一対の壁部１０Ｃと対向する縁部には一対の第２突出部１２Ｂが設けられており、この一対の第２突出部１２Ｂは、タンクプレート１１に設けられた一対の切り欠き部１１Ｂに係合する。
【００２０】
上記のタンクプレート１１及び仕切り板１２は、一対の壁部１０Ｃに設けた後述する凸部１３によって、コアプレート１０に対する位置決めがなされる。
【００２１】
なお、タンク２Ａ、２Ｂの両端部分は、仕切り板１２と同様の端板で閉塞してもよいし、コアプレート１０またはタンクプレート１１を、両端が閉塞された状態の桶状に成形してもよい。
【００２２】
次に、タンク部２Ａの形成手順について説明する。
【００２３】
図４Ａ、図４Ｂはいずれも、図２のIV−IV断面図（パンチ１４を打ち込む部分を含む断面図）であり、図４Ａは、コアプレート１０、タンクプレート１１及び仕切り板１２を仮組みした状態を示し、図４Ｂは、塑性変形により凸部１３が形成された状態を示している。
【００２４】
図４Ａに示すように、一対の壁部１０Ｃの互いに対向する面には、仕切り板１２の第２突出部１２Ｂが着座する段付き部２０が設けられている。
【００２５】
仮組み状態は、第１突出部１２Ａとタンクプレート１１の係合孔１１Ａとが係合し、かつ、一対の第２突出部１２Ｂとタンクプレート１１の切り欠き部１１Ｂとが係合した状態の仕切り板１２及びタンクプレート１１を、第２突出部１２Ｂが段付き部２０に着座するようにコアプレート１０に組み合わせた状態である。
【００２６】
尚、この実施形態では、仕切り板１２の第１突出部１２Ａとタンクプレート１１の係合孔１１Ａとを単に係合させているが、第１突出部１２Ａをタンクプレート１１の外側で塑性変形させて、仕切り板１２が係合孔１１Ａから抜けないように密着して仮固定させても構わない。
【００２７】
仮組み状態にしたら、壁部１０Ｃの、第２突出部１２Ｂの突出方向側の外縁部との当接部位を開口部１０Ａの配列方向の両側から挟み込む位置に、タンク２Ａの外側から内側に向かってパンチ１４を打ち込む。すなわち、各壁部１０Ｃには２箇所ずつパンチ１４が打ち込まれる。パンチ１４は、例えば先端が球状で、直径が仕切り板１２の板厚と同等またはそれ以下のものを用いる。
【００２８】
これにより、コアプレート１０のパンチ１４を打ち込んだ部位は塑性変形し、タンク２Ａの内側方向に凸な凸部１３が形成され、これに伴いタンクプレート１１には凸部１３と係合する凹部１５が形成される。また、凸部１３は、仕切り板１２を開口部１０Ａの配列方向の両側から挟み込むように形成される。
【００２９】
上記のように凸部１３及び凹部１５を形成したら、コアプレート１０、タンクプレート１１、及び仕切り板１２をロウ付け接合する。これにより、タンク２Ａが形成される。
【００３０】
図５は、図４ＢのV-V断面図であり、図６は、図４ＢのVI−VI断面図である。
【００３１】
図５、６に示すように、コアプレート１０に形成された凸部１３とタンクプレート１１に形成された凹部１５とが、係合した状態で仕切り板１２を開口部１０Ａの配列方向の両側から挟みこんでいる。
【００３２】
図７は図４ＡのVII−VII断面図であり、図８は図４ＢのVIII−VIII断面図である。
【００３３】
図７および図８の上下方向を、切り欠き部１１Ｂの幅方向、仕切り板１２の厚さ方向とし、パンチ１４を打ち込む前の切り欠き部１１Ｂの幅を幅Ｂ、同じく仕切り板１２の第２突出部１２Ｂの厚さを厚さＡとすると、図７および図８に示すように幅Ｂ＞厚さＡという関係が成立する。つまり、パンチ１４を打つ込む前の仮組み状態では、切り欠き部１１Ｂと仕切り板１２の第２突出部１２Ｂとの間に隙間がある。
【００３４】
しかし、パンチ１４が打ち込まれると、タンクプレート１１の切り欠き部１１Ｂが塑性変形して第２突出部１２Ｂとの隙間が埋められる。つまり、コアプレート１０、タンクプレート１１及び仕切り板１２が一体化する。
【００３５】
なお、ここではタンク２Ａに仕切り板１２が１枚だけ配置される場合について説明したが、２枚以上備える場合も同様にパンチ１４を打ち込むことで仕切り板１２を固定する。また、タンク２Ａに仕切り板１２を２枚以上配置する場合にはタンク２Ｂにも仕切り板１２を配置することになるが、この場合も仕切り板１２を固定する構成は同様である。
【００３６】
次に、タンク２Ａを上記のような構成にすることによって得られる効果について説明する。
【００３７】
（１）本実施形態の熱交換器１は、タンク２Ａの内壁面に、仕切り板１２を管材３の配列方向（開口部１０Ａの配列方向）の両側から挟む一対の凸部１３を有する。そして、凸部１３は、タンク２Ａの仕切り板１２と当接する部位の管材配列方向両側の部位を、タンク２Ａの外側から内側に向けてパンチ１４を打ち込んで塑性加工することによって形成したものである。すなわち、仕切り板１２は、管材３（開口部１０Ａ）の配列方向の両側から凸部１３に挟み込まれることによって、タンク２Ａ内での仕切り板１２の位置決めがなされる。したがって、パンチ１４を打ち込む際に仕切り板１２が変形することがなく、仕切り板１２を薄肉化しても、仕切り板１２の変形による外部への冷却液の漏れは生じない。
【００３８】
（２）タンク２Ａは、コアプレート１０とタンクプレート１１と、仕切り板１２とを含んで構成され、タンクプレート１１は一対の切り欠き部１１Ｂを有し、仕切り板１２は切り欠き部１１Ｂに係合する第２突出部１２Ｂを有する。タンクプレート１１は、一対の壁部１０Ｃに接合される一対の縁部のそれぞれに切り欠き部１１Ｂを有し、仕切り板１２は切り欠き部１０Ｃに係合する。そして、一対の凸部１３は、タンクプレート１０及びコアプレート１１を一体として塑性加工することによって形成したものである。
【００３９】
すなわち、パンチ１４を打ち込んで凸部１３を形成することにより、コアプレート１０に対する仕切り板１２の位置決めがなされ、これと同時にタンクプレート１１には凹部１５が形成されて、タンクプレート１１のコアプレート１０に対する位置決めもなされる。したがって、本実施形態によればタンク２Ａの組み立てに要する工程を簡略化し、コストダウンを図ることができる。
【００４０】
また、パンチ１４が打ち込まれるのはコアプレート１１の仕切り板１２と当接する部位に近接した部位なので、パンチ１４を打ち込むことによるタンク２Ａの変形が抑制されて、安定したロウ付けを行なうことができる。
【００４１】
（３）本実施形態では、仕切り板１２は切り欠き部１１に係合する部位が壁部１０Ｃの方向に突出する第２突出部１２Ｂとなっており、コアプレート１０には第２突出部１２Ｂが着座する段付き部２０が設けられている。これにより、パンチ１４を打ち込む前の仮組み状態のタンク２Ａにおいて、仕切り板１２及びタンクプレート１１がコアプレート１０に対して開口部１０Ａの配列方向を軸として回転してしまうことを防止し、精度よくタンク２Ａを組み立てることができる。
【００４２】
（４）本実施形態では、タンクプレート１１は、一対の切り欠き部１１Ｂを結ぶ線上に係合孔（貫通孔）１１Ａを有し、仕切り板１２は、係合孔１１Ａに係合する第１突出部（係合部）１２Ａを有する。これにより、仕切り板１２のタンクプレート１１に対する位置決めがより確実になされる。
【００４３】
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００４４】
１    熱交換器
２    タンク
３    管材
４    フィン
７    コア部
１０  コアプレート
１１  タンクプレート
１２  仕切り板
１３  凸部
１５  凹部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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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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