(57)【要約】  熱交換器（１）のヘッダタンク（２０、３０）のコアプレート（２１）は、複数のチューブ挿入穴（２１１ａ）が形成されたチューブ接合部（２１１）と、チューブ接合部（２１１）を囲むと共に、タンク本体部（２２）におけるコアプレート（２１）に近接する先端部（２２２）を収容する収容受部（２１２）と、収容受部（２１２）とチューブ接合部（２１１）とを接続すると共に、チューブ（２１）の長手方向に対して傾斜する傾斜部（２１５）と、を有する。傾斜部（２１５）は、収容受部（２１２）からチューブ接合部（２１１）に向けて傾斜部（２１５）に沿って直線状に延びる第１仮想線（ＶＬ１）と、チューブ（１１）の断面長径方向においてチューブ接合部（２１１）に沿って直線状に延びる第２仮想線（ＶＬ２）とが、チューブ（１１）の幅方向においてチューブ（１１）の外側で交差するように、コアプレート（２１）に設けられている。
2017013918.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換器であって、
複数積層配置された扁平形状のチューブ（１１）を有するコア部（１０）と、
前記チューブの長手方向（ＸＤ）の端部に配置され、複数の前記チューブに連通するヘッダタンク（２０、３０）と、を備え、
前記ヘッダタンクは、
前記チューブにおける長手方向の端部が複数のチューブ挿入穴（２１１ａ）に挿入された状態で、前記複数のチューブがろう付け接合されたコアプレート（２１）と、
前記コアプレートに固定され、前記コアプレートと共に前記複数のチューブに連通する空間を形成するタンク本体部（２２）と、を含んで構成されており、
前記コアプレートは、
前記複数のチューブ挿入穴が形成されたチューブ接合部（２１１）と、
前記チューブ接合部を囲むと共に、前記タンク本体部における前記コアプレートに近接する先端部（２２２）を収容する収容受部（２１２）と、
前記収容受部と前記チューブ接合部とを接続すると共に、前記チューブの長手方向に対して傾斜する傾斜部（２１５）と、を有しており、
前記傾斜部は、前記収容受部から前記チューブ接合部に向けて前記傾斜部に沿って直線状に延びる第１仮想線（ＶＬ１）と、前記チューブの断面長径方向において前記チューブ接合部に沿って直線状に延びる第２仮想線（ＶＬ２）とが、前記チューブの幅方向において前記チューブの外側で交差するように、前記コアプレートに設けられている熱交換器。
【請求項２】
前記チューブ接合部には、前記複数のチューブ挿入穴が前記チューブの積層方向に所定の間隔をあけて並ぶように形成されると共に、隣り合う前記チューブ挿入穴の間であって、前記チューブの幅方向の端部側に位置する部位に、前記チューブの長手方向の端部から離れるように窪んだリブ（２１４）が形成されている請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記チューブの積層方向において、前記第１仮想線と前記第２仮想線との交点（Ａ）と、前記チューブの幅方向の端部との距離をチューブ交点間距離（Ｌｔａ）としたときに、
前記傾斜部は、前記チューブ交点間距離が、０．０〜２．４ｍｍの範囲となるように、前記コアプレートに設けられている請求項１または２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記チューブの積層方向において、前記第１仮想線と前記第２仮想線との交点（Ａ）と、前記チューブの幅方向の端部との距離をチューブ交点間距離（Ｌｔａ）としたときに、
前記傾斜部は、前記チューブ交点間距離が、０．０ｍｍより大きく、２．４ｍｍ以下の範囲となるように、前記コアプレートに設けられている請求項１または２に記載の熱交換器。
【請求項５】
前記タンク本体部の前記先端部は、前記収容受部に収容された状態で前記コアプレートにカシメ固定されている請求項１ないし４のいずれか１つに記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【関連出願への相互参照】
【０００１】
本出願は、２０１５年７月１７日に出願された日本出願番号２０１５−１４２８３５号に基づくものであって、ここにその記載内容を援用する。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、熱交換器に関するもので、水冷式の内燃機関の冷却水を冷却するラジエータに好適である。
【背景技術】
【０００３】
従来、熱交換器は、複数のチューブと複数のコルゲートフィンとを交互に積層して構成されるコア部、チューブにおける長手方向の端部に接合されてチューブに連通するヘッダタンク等を備えている。ヘッダタンクは、チューブが挿入接合されるコアプレート、およびコアプレートに対して先端部が固定され、コアプレートと共にヘッダタンクの内部空間を形成するタンク本体部を備えている。コアプレートは、ヘッダタンク内側に平坦面を有すると共に、複数のチューブが挿入されるチューブ挿入穴が設けられたチューブ接合部、チューブ接合部の外側に設けられてタンク本体部の端部を受け入れる溝部が設けられている。【０００４】
この種の熱交換器では、隣り合うチューブの間に温度差が生じた際に、コアプレートのチューブ接合部が変形して、チューブの幅方向の端部に応力が集中してしまうといった課題がある。【０００５】
そこで、例えば、特許文献１では、チューブ挿入穴の周縁におけるチューブ幅方向の端部側の部位を上方側に向かって突出した形状としている。このような形状を採用することで、特許文献１では、チューブの幅方向の端部側における強度向上を図ろうとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１４／１８０８６５号
【発明の概要】
【０００７】
ところで、車両に搭載されるラジエータ等の熱交換器では、搭載上の制約から空気の流れ方向であるチューブの幅方向の厚みをできる限り薄くすることが望まれている。このような要望を実現するためには、熱交換器におけるコアプレートのチューブの幅方向の厚みを薄くする必要がある。
【０００８】
ここで、図１２は、本発明者らが第１に検討したコアプレートの模式的な断面を示している。また、図１３、図１４は、本発明者らが第２に検討したコアプレートの模式的な断面を示している。以下、図１２に示す構成を検討例１とし、図１３、図１４に示す構成を検討例２とする。
【０００９】
図１２の検討例１に示すように、単にコアプレートＣＰ１のチューブＴＢの幅方向ＷＤの厚みを薄くすると（Ｌｗ１→Ｌｗ２）、チューブＴＢの幅方向において、コアプレートＣＰ１およびチューブＴＢそれぞれの対向壁面同士が接近する。
【００１０】
このため、チューブＴＢとコアプレートＣＰ１とをろう付け接合する際、チューブ挿入穴ＴＢｈの周縁だけでなく、コアプレートＣＰ１およびチューブＴＢそれぞれの対向壁面同士の間にもろう材が回り込み易くなってしまう。これにより、チューブＴＢとコアプレートＣＰ１とが意図しない位置で接合されてしまう可能性がある。
【００１１】
これに対して、本発明者らは、図１３の検討例２に示すように、チューブ挿入穴ＴＢｈの周縁以外においてコアプレートＣＰ２およびチューブＴＢそれぞれの対向壁面同士の間隔を広げる構成を検討している。すなわち、図１４に示すように、コアプレートＣＰ２におけるチューブＴＢの接合部Ｃｊとタンク本体部を受け入れる部位Ｃｔとの間に傾斜部Ｃｉを設ける構成を検討している。これによれば、熱交換器におけるコアプレートＣＰ２のチューブＴＢの幅方向ＷＤの厚みを薄くしても、チューブＴＢとコアプレートＣＰ２とが意図しない位置で接合されてしまうことを回避可能となる。
【００１２】
ところが、図１４に示す構成を実際に試作してみると、コアプレートＣＰ２におけるチューブ挿入穴ＴＢｈの周縁部に窪み（すなわち、ヒケ）Ｃｓが形成されてしまうことが判った。このような意図しない窪みＣｓは、チューブＴＢとコアプレートＣＰ２とをろう付け接合する際に、ろう材の回り込みが安定せず、チューブＴＢとコアプレートＣＰ２との接合状態が不安定となることから、好ましくない。
【００１３】
そこで、本発明者らは、コアプレートＣＰ２に窪みＣｓが形成される原因について調査した。この結果、検討例２に示す構成では、チューブ接合部Ｃｊよりも厚みが大きいコアプレートＣＰ２の傾斜部Ｃｉの一部に、チューブ挿入穴ＴＢｈを形成しており、チューブ挿入穴ＴＢｈを形成する際の成形収縮により窪みＣｓが形成されることが判った。
【００１４】
本開示は、コアプレートにおけるチューブの幅方向の厚み薄くしても、コアプレートに意図しない窪みが生ずることを抑制可能な熱交換器を提供することを目的とする。
【００１５】
本開示の１つの観点によれば、熱交換器は、複数積層配置された扁平形状のチューブを有するコア部と、チューブの長手方向の端部に配置され、複数のチューブに連通するヘッダタンクと、を備える。
【００１６】
熱交換器のヘッダタンクは、チューブにおける長手方向の端部が複数のチューブ挿入穴に挿入された状態で、複数のチューブがろう付け接合されたコアプレートと、コアプレートに固定され、コアプレートと共に複数のチューブに連通する空間を形成するタンク本体部と、を含んで構成されている。
【００１７】
コアプレートは、複数のチューブ挿入穴が形成されたチューブ接合部と、チューブ接合部を囲むと共に、タンク本体部におけるコアプレートに近接する先端部を収容する収容受部と、収容受部とチューブ接合部とを接続すると共に、チューブの長手方向に対して傾斜する傾斜部と、を有している。
【００１８】
そして、傾斜部は、収容受部からチューブ接合部に向けて傾斜部に沿って直線状に延びる第１仮想線と、チューブの断面長径方向においてチューブ接合部に沿って直線状に延びる第２仮想線とが、チューブの幅方向においてチューブの外側で交差するように、コアプレートに設けられている。
【００１９】
このように、コアプレートの傾斜部に沿って延びる第１仮想線と、チューブ接合部に沿って延びる第２仮想線とがチューブの幅方向の外側で交差する構成とすれば、チューブの幅方向において、傾斜部がチューブ挿入穴から離れた位置に形成されることになる。このため、チューブ挿入穴を形成する際の成形収縮によってコアプレートにおけるチューブ挿入穴の周縁部に窪みが形成されることを抑えることができる。
【００２０】
従って、本開示の熱交換器によれば、コアプレートにおけるチューブの幅方向の厚み薄くしても、コアプレートに意図しない窪みが生ずることを抑制可能となる。この結果、チューブとコアプレートとをろう付け接合する際、ろう材の回り込みが安定するので、チューブとコアプレートとの接合状態を安定させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施形態に係るラジエータの模式的な正面図である。
【図２】第１実施形態に係るラジエータのヘッダタンクを含む要部の斜視図である。
【図３】第１実施形態に係るラジエータのコアプレート単体の正面図である。
【図４】第１実施形態に係るラジエータのコアプレート単体の下面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ断面図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ断面図である。
【図７】第１実施形態に係るラジエータのコアプレートの要部を示す断面図である。
【図８】第１実施形態に係るラジエータのコアプレートの変形状態を示す説明図である。
【図９】比較例に係るラジエータのコアプレートの変形状態を示す説明図である。
【図１０】チューブ交点間距離とチューブ根付部に発生する応力との関係を示す図である。
【図１１】第２実施形態に係るラジエータのコアプレートの要部を示す断面図である。
【図１２】検討例１のコアプレートにおけるチューブを接合した状態を示す断面図である。
【図１３】検討例２のコアプレートにおけるチューブを接合した状態を示す断面図である。
【図１４】検討例２のコアプレート単体の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、先行する実施形態で説明した事項と同一もしくは均等である部分には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する場合がある。
【００２３】
また、各実施形態において、構成要素の一部だけを説明している場合、構成要素の他の部分に関しては、先行する実施形態において説明した構成要素を適用することができる。
【００２４】
以下の実施形態は、特に組み合わせに支障が生じない範囲であれば、特に明示していない場合であっても、各実施形態同士を部分的に組み合わせることができる。
【００２５】
（第１実施形態）
本実施形態について図１〜図１０を参照して説明する。本実施形態では、本開示に係る熱交換器を、車両に搭載された図示しない水冷式の内燃機関を冷却するラジエータ１に適用した例について説明する。
【００２６】
まず、本実施形態のラジエータ１の基本構成について図１を参照して説明する。図１に示すように、ラジエータ１は、図示しない内燃機関の冷却水を外気と熱交換させる熱交換部であるコア部１０を有する。コア部１０は、チューブ１１とフィン１２とが上下方向に交互に複数積層配置された積層体で構成されている。以下、本実施形態では、各チューブ１１および各フィン１２の積層方向をチューブ積層方向ＹＤと呼ぶ。
【００２７】
各チューブ１１は、その内部に図示しない内燃機関の冷却水が流通する流路が形成されている。本実施形態の各チューブ１１は、その長手方向が水平方向に沿って延びると共に、その断面における長径となる方向（すなわち、断面長径方向）が外気の流通方向に沿って延びるように扁平形状に構成されている。
【００２８】
ここで、偏平形状とは、曲率半径の大きい円弧部と曲率半径の小さい円弧部とを結合した曲線形状からなる楕円形状や、円弧部と平坦部とを結合した形状からなる長円形状等を包含するものである。なお、本実施形態では、説明の便宜上、チューブ１１の長手方向をチューブ長手方向ＸＤと呼び、チューブ長手方向ＸＤおよびチューブ積層方向ＹＤに直交する方向をチューブ幅方向ＺＤと呼ぶ。なお、本実施形態のチューブ幅方向ＺＤは、チューブ１１の長径となる方向（すなわち、断面長径方向）と一致する方向となっている。
【００２９】
フィン１２は、外気との伝熱面積を増大させて、外気と冷却水との熱交換を促進する部材である。本実施形態のフィン１２は、コルゲート状に成形されており、チューブ１１の両側の平坦面に対して接合されている。なお、本実施形態にて使用される平坦面とは、実質的に平らな状態であることを意味する。すなわち、本実施形態にて使用される平坦面には、製造上形成される程度の微小な段差、凹凸等を含んだ状態も含まれる。このことは、後述するチューブ接合部２１１の平坦面、および傾斜部２１５の平坦面においても同様である。
【００３０】
本実施形態の各チューブ１１、およびフィン１２それぞれは、熱伝導率、耐食性等に優れた金属（例えば、アルミニウム合金）で構成されている。本実施形態のラジエータ１は、各チューブ１１、フィン１２、後述するコアプレート２１、後述するサイドプレート４０が、各部材の所定箇所に被覆されたろう材により一体にろう付け接合されている。
【００３１】
各チューブ１１におけるチューブ長手方向ＸＤの両端部には、チューブ積層方向ＹＤに延びると共に、内部に空間が形成された一対のヘッダタンク２０、３０が配置されている。各ヘッダタンク２０、３０は、各チューブ１１のチューブ長手方向ＸＤの端部が、後述するコアプレート２１のチューブ挿入穴２１１ａに挿入された状態で接合されている。そして、各チューブ１１における内部通路は、各ヘッダタンク２０、３０の内部に形成される空間に連通している。
【００３２】
一対のヘッダタンク２０、３０のうち、一方のヘッダタンクは、図示しない内燃機関から流出した高温の冷却水を各チューブ１１に分配供給する入口側タンク２０を構成している。入口側タンク２０には、図示しないホースを介して内燃機関の冷却水の出口側に接続される流入口パイプ２０ａが設けられている。
【００３３】
一対のヘッダタンク２０、３０のうち、他方のヘッダタンクは、コア部１０において外気との熱交換により冷却された冷却水を集合回収して排出する出口側タンク３０を構成している。出口側タンク３０には、図示しないホースを介して内燃機関の冷却水の入口側に接続される流出口パイプ３０ａが設けられている。
【００３４】
コア部１０におけるチューブ積層方向ＹＤの両端部には、コア部１０を補強するサイドプレート４０が配置されている。サイドプレート４０は、チューブ長手方向ＸＤに沿って延びており、その両端が各ヘッダタンク２０、３０に接続されている。本実施形態のサイドプレート４０は、アルミニウム合金等の金属で構成されている。
【００３５】
続いて、各ヘッダタンク２０、３０の詳細な構造について、図２〜図７を参照して説明する。図２に示すように、各ヘッダタンク２０、３０は、チューブ１１が挿入された状態で接合されたコアプレート２１、コアプレート２１と共に各ヘッダタンク２０、３０の内部空間２０ｂを形成するタンク本体部２２、およびパッキン２３を有している。
【００３６】
本実施形態のコアプレート２１は、熱伝導率、耐食性等に優れた金属（例えば、アルミニウム合金）で構成されている。また、本実施形態のタンク本体部２２は、ガラス繊維で強化されたガラス強化ポリアミド等の樹脂で形成されている。さらに、パッキン２３は、弾性変形可能なゴムで構成されている。なお、パッキン２３は、例えば、シリコンゴムや、ＥＰＤＭ（すなわち、エチレン・プロピレン・ジエンゴム）で形成すればよい。
【００３７】
本実施形態では、パッキン２３をコアプレート２１とタンク本体部２２との間に挟んだ状態で、後述するコアプレート２１の突出片２１３をタンク本体部２２に押しつけるように塑性変形させることで、タンク本体部２２をコアプレート２１にカシメ固定している。
【００３８】
コアプレート２１は、チューブ１１を接合するチューブ接合部２１１、チューブ接合部２１１の周囲に、後述するタンク本体部２２のフランジ部２２２およびパッキン２３を収容する収容受部２１２を有している。
【００３９】
収容受部２１２は、２つの壁面を有し、Ｌ字形状に構成されている。すなわち、収容受部２１２は、チューブ積層方向ＹＤから見たときに、チューブ幅方向ＺＤに延びる底壁部２１２ａ、底壁部２１２ａからＬ字状に折り曲げられてチューブ長手方向ＸＤに延びる外側壁部２１２ｂを有している。また、収容受部２１２の外側壁部２１２ｂの端部には、図３に示すように、カシメ用の複数の突出片２１３が形成されている。
【００４０】
チューブ接合部２１１には、図４に示すように、各チューブ１１におけるチューブ長手方向ＸＤの端部を挿入した状態でろう付け接合するための複数のチューブ挿入穴２１１ａがチューブ積層方向ＹＤに所定の間隔をあけて並ぶように形成されている。
【００４１】
ここで、図５は、チューブ接合部２１１におけるチューブ挿入穴２１１ａを含む部位をチューブ長手方向ＸＤに切断した際のコアプレート２１の断面形状を示す図である。また、図６は、チューブ接合部２１１における各チューブ挿入穴２１１ａの間に位置する部位をチューブ長手方向ＸＤに切断した際のコアプレート２１の断面形状を示す図である。
【００４２】
図５に示すように、チューブ挿入穴２１１ａの周縁部のうち、チューブ幅方向ＺＤに延びる部位には、各ヘッダタンク２０、３０の内部空間側に向かって突出するバーリング部２１１ｂが形成されている。バーリング部２１１ｂは、コアプレート２１におけるチューブ挿入穴２１１ａの周縁部の剛性を高めるために設けられている。
【００４３】
また、図６に示すように、チューブ接合部２１１には、隣り合うチューブ挿入穴２１１ａの間であって、各チューブ１１のチューブ幅方向ＺＤの端部側の部位に、各チューブ１１のチューブ長手方向ＸＤの端部から離れるように窪んだリブ２１４が形成されている。
【００４４】
リブ２１４は、チューブ積層方向ＹＤ（すなわち、図５、図６の紙面垂直方向）から見たときに、チューブ長手方向ＸＤにおいて、各チューブ１１のチューブ幅方向ＺＤの端部と重なり合うように形成されている。
【００４５】
本実施形態のコアプレート２１は、チューブ接合部２１１と収容受部２１２とが、チューブ長手方向ＸＤに対して傾斜する傾斜部２１５を介して接続されている。これにより、コアプレート２１は、チューブ接合部２１１と収容受部２１２の底壁部２１２ａとの間の部位が段付き形状となっている。
【００４６】
本実施形態の傾斜部２１５は、チューブ幅方向ＺＤにおけるチューブ１１との間隔が、収容受部２１２の底壁部２１２ａ側からチューブ接合部２１１側に向かって狭くなるように傾斜している。
【００４７】
ここで、本発明者らの知見によれば、チューブ挿入穴２１１ａがチューブ長手方向ＸＤにおいて傾斜部２１５の一部に重なり合っていると、チューブ接合部２１１におけるチューブ挿入穴２１１ａの周縁部に、意図しない窪みが形成され易いことが判っている。
【００４８】
そこで、本実施形態では、傾斜部２１５の一部がチューブ長手方向ＸＤにおいてチューブ挿入穴２１１ａに重なり合わないように、傾斜部２１５の形状を設定している。
【００４９】
具体的には、傾斜部２１５は、図７に示すように、傾斜部２１５に沿って直線状に延びる第１仮想線ＶＬ１と、チューブ接合部２１１に沿って直線状に延びる第２仮想線ＶＬ２とが、チューブ１１のチューブ幅方向ＺＤの外側で交差するように形成されている。換言すれば、本実施形態の傾斜部２１５は、第１仮想線ＶＬ１と第２仮想線ＶＬ２との交点Ａが、チューブ１１のチューブ幅方向ＺＤの外側に位置するように、コアプレート２１に形成されている。
【００５０】
ここで、第１仮想線ＶＬ１は、傾斜部２１５の平坦面に沿って延びる直線であり、図７における一点鎖線で示す直線である。具体的には、第１仮想線ＶＬ１は、収容受部２１２からチューブ接合部２１１に向けて傾斜部２１５に沿って直線状に延びる直線である。なお、前述したように、傾斜部２１５の平坦面は、実質的に平らな状態であることを意味しており、製造上形成される程度の微小な段差、凹凸等を含んだ状態であってもよい。
【００５１】
また、第２仮想線ＶＬ２は、チューブ接合部２１１の平坦面に沿って延びる直線であり、図７における二点鎖線で示す直線である。具体的には、第２仮想線ＶＬ２は、チューブ１１の断面における長径となる方向（すなわち、断面長径方向）においてチューブ接合部２１１に沿って直線状に延びる直線である。なお、前述したように、チューブ接合部２１１の平坦面は、実質的に平らな状態であることを意味しており、製造上形成される程度の微小な段差、凹凸等を含んだ状態であってもよい。
【００５２】
図２に戻り、本実施形態のタンク本体部２２は、ラジエータ１のチューブ幅方向ＺＤにおける薄型化を図るために、チューブ幅方向ＺＤにおける長さが、チューブ１１のチューブ幅方向における長さよりも短くなる部位を有する。そして、タンク本体部２２におけるチューブ１１に対向する部位には、チューブ幅方向ＺＤにおいてチューブ１１から離れる方向に膨らんだ膨出部２２１が設けられている。これにより、タンク本体部２２の内側が、チューブ１１に対して接触しない構成となっている。
【００５３】
また、本実施形態のタンク本体部２２には、コアプレート２１に近接する先端部に他の部位よりも厚みが大きいフランジ部２２２が設けられている。このフランジ部２２２は、コアプレート２１の収容受部２１２にパッキン２３を介して配置されている。
【００５４】
次に、上記構成を備えるラジエータ１の製造方法の概略について説明する。本実施形態のラジエータ１の製造方法には、用意工程、仮組工程、ろう付け接合工程が含まれる。まず、用意工程では、ラジエータ１を構成する各部品を用意する。この用意工程には、チューブ接合部２１１、収容受部２１２、突出片２１３、リブ２１４を有するコアプレート２１を成形する工程が含まれる。なお、本実施形態では、板状の金属材を抜き打ち加工（例えば、パンチング加工）により、チューブ接合部２１１の平坦面にチューブ挿入穴２１１ａを形成している。
【００５５】
続いて、仮組工程では、用意工程で用意したチューブ１１、フィン１２、サイドプレート４０を作業台上で、チューブ積層方向ＹＤに組み付けることにより、コア部１０等を仮組みする。
【００５６】
そして、仮組工程では、チューブ挿入穴２１１ａが形成されたコアプレート２１をコア部１０に組付けた後、ワイヤ等の治具により組付けた状態を保持する。続いて、ろう付け接合工程では、コアプレート２１をコア部１０に組付けた状態の組付体を、加熱された炉内に置くことで、コアプレート２１、コア部１０の各要素をろう付けにより接合する。
【００５７】
ろう付け接合工程の終了後、コアプレート２１の収容受部２１２にパッキン２３を収容する。そして、パッキン２３が収容されたコアプレート２１の収容受部２１２にタンク本体部２２のフランジ部２２２を収容した状態で、コアプレート２１の各突出片２１３をプレス加工等により塑性変形させることで、コアプレート２１に対してタンク本体部２２をかしめ固定する。
【００５８】
続いて、漏れ検査、および寸法検査等を行う検査工程を経て、ラジエータ１の製造が完了する。なお、漏れ検査等では、ラジエータ１の各部品の接合箇所にろう付け不良やかしめ不良等が生じていないかを確認する。
【００５９】
以上説明した本実施形態のラジエータ１は、上述の構成を備えることで、以下の効果を奏する。すなわち、本実施形態のラジエータ１は、コアプレート２１のチューブ接合部２１１と収容受部２１２の底壁部２１２ａとを、傾斜部２１５を介して接続する構成としている。これによれば、ラジエータ１におけるコアプレート２１のチューブ幅方向ＺＤの厚みを薄くしても、チューブ１１とコアプレート２１とが意図しない位置で接合されてしまうことを回避可能となる。
【００６０】
特に、本実施形態では、図７に示すように、傾斜部２１５に沿って延びる第１仮想線ＶＬ１と、チューブ接合部２１１に沿って延びる第２仮想線ＶＬ２とが、チューブ１１のチューブ幅方向ＺＤの外側で交差するように傾斜部２１５を形成している。これによれば、チューブ幅方向ＺＤにおいて、傾斜部２１５がチューブ挿入穴２１１ａから離れた位置に形成されることになる。このため、チューブ挿入穴２１１ａを形成する際の成形収縮によってコアプレート２１におけるチューブ挿入穴２１１ａの周縁部に窪みが形成されることを抑えることができる。
【００６１】
従って、本実施形態のラジエータ１によれば、コアプレート２１におけるチューブ幅方向ＺＤの厚み薄くしても、コアプレート２１に意図しない窪みが生ずることを抑制可能となる。この結果、チューブ１１とコアプレート２１とをろう付け接合する際、ろう材の回り込みが安定するので、チューブ１１とコアプレート２１との接合状態を安定させることが可能となる。
【００６２】
ここで、隣り合うチューブ１１間に温度差が発生した場合、図８に示すように、高温側のチューブ１１がチューブ長手方向ＸＤに延びることで、コアプレート２１が弓なりに変形することがある。この場合、チューブ１１のチューブ幅方向ＺＤの端部に応力が集中してしまう。
【００６３】
そこで、本実施形態では、コアプレート２１における隣り合うチューブ挿入穴２１１ａの間であって、チューブ１１の幅方向の端部側に位置する部位に、チューブ１１におけるチューブ長手方向ＸＤの端部から離れるように窪んだリブ２１４を形成している。
【００６４】
このような構成とすれば、隣り合うチューブ１１間に温度差が発生した場合、チューブ挿入穴２１１ａにおけるチューブ幅方向ＺＤの端部の変形、すなわち熱歪みをリブ２１４によって抑えることができる。このため、チューブ１１におけるチューブ幅方向ＺＤの端部に応力集中が生ずることを防止することができる。
【００６５】
ところで、チューブ１１におけるチューブ幅方向ＺＤの端部に生ずる応力集中は、チューブ幅方向ＺＤの外側に位置する傾斜部２１５が交点Ａを中心として変形することでも緩和される。すなわち、隣り合うチューブ１１間に温度差が発生した際に、チューブ１１におけるチューブ幅方向ＺＤの端部に生ずる応力は傾斜部２１５の変形により吸収される。
【００６６】
しかしながら、図９の比較例に示すように、傾斜部２１５の一部がチューブ長手方向ＸＤにおいてチューブ挿入穴２１１ａに重なり合っている構成では、傾斜部２１５における応力を吸収する部位の体積が減少する。この結果、傾斜部２１５の変形によるチューブ１１におけるチューブ幅方向ＺＤの端部に生ずる応力の低減効果が充分に得られなくなってしまう。
【００６７】
そこで、本発明者らは、チューブ幅方向ＺＤにおけるチューブ１１と第１仮想線ＶＬ１と第２仮想線ＶＬ２との交点Ａとの位置について、チューブ１１におけるチューブ幅方向ＺＤの端部に作用する応力集中の低減に有効な範囲について検討した。
【００６８】
図１０は、チューブ１１のチューブ幅方向ＺＤの端部であるチューブ根付部Ｔｂと交点Ａとの距離Ｌｔａについて、チューブ根付部Ｔｂに作用する応力集中を低減に有効な範囲の検討結果を示す図である。
【００６９】
ここで、図１０の横軸は、チューブ根付部Ｔｂと交点Ａとの距離、すなわち、チューブ交点間距離Ｌｔａを示している。一方、図１０の縦軸は、チューブ交点間距離Ｌｔａをゼロとしたときにチューブ根付部Ｔｂに作用する応力を１００％とする発生応力比である。
【００７０】
そして、図１０では、図中の三角プロットが傾斜部２１５の傾斜角度θを１５°とした際のチューブ交点間距離Ｌｔａと発生応力比との関係を示している。また、図中の四角プロットが傾斜部２１５の傾斜角度θを２０°とした際のチューブ交点間距離Ｌｔａと発生応力比との関係を示している。さらに、図中の菱形プロットが傾斜部２１５の傾斜角度θを４０°とした際のチューブ交点間距離Ｌｔａと発生応力比との関係を示している。なお、傾斜角度θは、図７に示すように、傾斜部２１５とチューブ長手方向ＸＤとのなす角度である。
【００７１】
図１０に示すように、チューブ交点間距離Ｌｔａを０．０〜２．４［ｍｍ］の範囲内（すなわち、０．０≦Ｌｔａ≦２．４）にした場合に、チューブ根付部Ｔｂに作用する応力が低下することが判った。このような傾向は、傾斜部２１５の傾斜角度θを変更しても同様の傾向となることも判った。
【００７２】
ここで、図９の比較例の如く、チューブ交点間距離Ｌｔａがマイナスとなる構成は、傾斜部２１５の一部がチューブ長手方向ＸＤにおいてチューブ挿入穴２１１ａに重なり合うことになる。このため、傾斜部２１５の強度が増加することで、チューブ根付部Ｔｂに作用する応力の低減効果が充分に得られなくなってしまうと考えられる。
【００７３】
また、チューブ交点間距離Ｌｔａが２．４［ｍｍ］を超える構成は、チューブ幅方向ＺＤにおける傾斜部２１５とチューブ１１との間の厚みが大きくなってしまう。このため、傾斜部２１５の強度が増加することで、チューブ根付部Ｔｂに作用する応力の低減効果が充分に得られなくなってしまうと考えられる。
【００７４】
このように、傾斜部２１５は、チューブ積層方向ＹＤから見たときに、第１仮想線ＶＬ１と第２仮想線ＶＬ２との交点Ａと、チューブ根付部Ｔｂとの距離が、０．０〜２．４ｍｍの範囲となるように、コアプレート２１に設けることが望ましい。
【００７５】
チューブ交点間距離Ｌｔａを０．０〜２．４ｍｍの範囲となるように構成すれば、隣り合うチューブ１１間に温度差が発生したとしても、チューブ１１のチューブ幅方向ＺＤの端部の変形を効果的に抑えることができる。
【００７６】
ここで、チューブ交点間距離Ｌｔａが０．０となる場合の発生応力比は、１００％以下となるものの、１００％に近い値となる。このため、傾斜部２１５は、チューブ交点間距離Ｌｔａが０．０ｍｍより大きく、２．４ｍｍ以下となるように、コアプレート２１に設けることがより望ましい。
【００７７】
また、チューブ交点間距離Ｌｔａが、０．４〜１．９ｍｍの範囲とした場合、発生応力比が８０％を下回るので、チューブ１１のチューブ幅方向ＺＤの端部の変形を確実に抑えることができる。
【００７８】
さらに、チューブ交点間距離Ｌｔａが、０．６〜１．３ｍｍの範囲とした場合、発生応力比が６０％を下回るので、チューブ１１のチューブ幅方向ＺＤの端部の変形をより確実に抑えることができる。
【００７９】
ここで、本実施形態では、タンク本体部２２の先端部を構成するフランジ部２２２を、コアプレート２１の突出片２１３でカシメ固定する構成としている。このような構成では、カシメ固定する際に、チューブ挿入穴２１１ａにおけるチューブ幅方向ＺＤの端部側に応力が集中してしまうことが懸念される。
【００８０】
このため、タンク本体部２２の先端部を構成するフランジ部２２２を、コアプレート２１の突出片２１３でカシメ固定する構成では、前述した本実施形態のコアプレート２１を採用することが好適である。
【００８１】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について、図１１を参照して説明する。図１１は、コアプレート２１における要部を示す断面図である。
【００８２】
図１１に示すように、本実施形態では、傾斜部２１５とチューブ接合部２１１との間に段差が形成されるように、意図的に窪み２１６を設ける構成としている。この窪み２１６は、チューブ１１とコアプレート２１とをろう付け接合する際に、チューブ１１と傾斜部２１５との間にろう材を溜めるろう溜まりを形成するために設けている。
【００８３】
その他の構成は第１実施形態と同様である。本実施形態の構成によれば、第１実施形態で説明した効果に加えて次の効果を奏する。すなわち、本実施形態では、傾斜部２１５とチューブ接合部２１１との間に窪み２１６を形成しているので、チューブ１１のチューブ幅方向ＺＤの端部とコアプレート２１との接合強度を増加させることができる。従って、隣り合うチューブ１１間に温度差が発生した場合におけるチューブ１１のチューブ幅方向ＺＤの端部の変形をより確実に抑えることができる。
【００８４】
（他の実施形態）
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されるものではなく、適宜変更が可能である。例えば、以下のように種々変形可能である。
【００８５】
（１）上述の各実施形態の如く、チューブ接合部２１１に対してバーリング部２１１ｂやリブ２１４を設けることが望ましいが、これに限定されず、バーリング部２１１ｂやリブ２１４を設けない構成としてもよい。
【００８６】
（２）上述の各実施形態では、タンク本体部２２におけるチューブ１１に対向する部位に、膨出部２２１を設ける例について説明したが、これに限定されず、膨出部２２１を設けない構成としてもよい。
【００８７】
（３）上述の各実施形態では、ラジエータ１に本開示の熱交換器を適用する例について説明したが、これに限定されない。例えば、蒸気圧縮式の冷凍サイクルの冷媒蒸発器や冷媒放熱器、内燃機関の吸入空気を冷却するインタクーラ等に本開示の熱交換器を適用してもよい。
【００８８】
（４）上述の実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
【００８９】
（５）上述の実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されない。
【００９０】
（６）上述の実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されない。
【図１】
2017013918.tif 000003
【図２】
2017013918.tif 000004
【図３】
2017013918.tif 000005
【図４】
2017013918.tif 000006
【図５】
2017013918.tif 000007
【図６】
2017013918.tif 000008
【図７】
2017013918.tif 000009
【図８】
2017013918.tif 000010
【図９】
2017013918.tif 000011
【図１０】
2017013918.tif 000012
【図１１】
2017013918.tif 000013
【図１２】
2017013918.tif 000014
【図１３】
2017013918.tif 000015
【図１４】
2017013918.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成29年7月26日(2017.7.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換器であって、
複数積層配置された扁平形状のチューブ（１１）を有するコア部（１０）と、
前記チューブの長手方向（ＸＤ）の端部に配置され、複数の前記チューブに連通するヘッダタンク（２０、３０）と、を備え、
前記ヘッダタンクは、
前記チューブにおける長手方向の端部が複数のチューブ挿入穴（２１１ａ）に挿入された状態で、前記複数のチューブがろう付け接合されたコアプレート（２１）と、
前記コアプレートに固定され、前記コアプレートと共に前記複数のチューブに連通する空間を形成するタンク本体部（２２）と、を含んで構成されており、
前記コアプレートは、
前記複数のチューブ挿入穴が形成されたチューブ接合部（２１１）と、
前記チューブ接合部を囲むと共に、前記タンク本体部における前記コアプレートに近接する先端部（２２２）を収容する収容受部（２１２）と、
前記収容受部と前記チューブ接合部とを接続すると共に、前記チューブの長手方向に対して傾斜する傾斜部（２１５）と、を有しており、
前記傾斜部は、前記収容受部から前記チューブ接合部に向けて前記傾斜部に沿って直線状に延びる第１仮想線（ＶＬ１）と、前記チューブの断面長径方向において前記チューブ接合部に沿って直線状に延びる第２仮想線（ＶＬ２）とが、前記チューブの幅方向において前記チューブの外側で交差するように、前記コアプレートに設けられている熱交換器。
【請求項２】
前記複数のチューブ挿入穴は、前記チューブ接合部において前記チューブの積層方向に所定の間隔をあけて並ぶように形成されており、
前記傾斜部は、前記チューブの断面長径方向において前記複数のチューブ挿入穴それぞれに重なり合うように設けられている請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記チューブ接合部には、前記複数のチューブ挿入穴が前記チューブの積層方向に所定の間隔をあけて並ぶように形成されると共に、隣り合う前記チューブ挿入穴の間であって、前記チューブの幅方向の端部側に位置する部位に、前記チューブの長手方向の端部から離れるように窪んだリブ（２１４）が形成されている請求項１または２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記チューブの積層方向において、前記第１仮想線と前記第２仮想線との交点（Ａ）と、前記チューブの幅方向の端部との距離をチューブ交点間距離（Ｌｔａ）としたときに、
前記傾斜部は、前記チューブ交点間距離が、０．０〜２．４ｍｍの範囲となるように、前記コアプレートに設けられている請求項１ないし３のいずれか１つに記載の熱交換器。
【請求項５】
前記チューブの積層方向において、前記第１仮想線と前記第２仮想線との交点（Ａ）と、前記チューブの幅方向の端部との距離をチューブ交点間距離（Ｌｔａ）としたときに、
前記傾斜部は、前記チューブ交点間距離が、０．０ｍｍより大きく、２．４ｍｍ以下の範囲となるように、前記コアプレートに設けられている請求項１ないし３のいずれか１つに記載の熱交換器。
【請求項６】
前記チューブの積層方向において、前記第１仮想線と前記第２仮想線との交点（Ａ）と、前記チューブの幅方向の端部との距離をチューブ交点間距離（Ｌｔａ）としたときに、
前記傾斜部は、前記チューブ交点間距離が、０．４ｍｍ〜１．９ｍｍの範囲となるように、前記コアプレートに設けられている請求項１ないし３のいずれか１つに記載の熱交換器。
【請求項７】
前記タンク本体部の前記先端部は、前記収容受部に収容された状態で前記コアプレートにカシメ固定されている請求項１ないし６のいずれか１つに記載の熱交換器。
【国際調査報告】
2017013918.tif 000017
2017013918.tif 000018
2017013918.tif 000019
2017013918.tif 000020