(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流入口から第１流体を導入すると共に流出口から前記第１流体を排出するように構成されたダクト（１００）と、
第１板部（２１１）と第２板部（２１２）とが重ねられていると共に前記各板部（２１１、２１２）の間に第２流体の流路が設けられた複数のクーリングプレート（２１０）と、前記複数のクーリングプレートのうちの隣同士の一方と他方とに挟まれた板状の複数のスペーサプレート（２３０）と、を有すると共に、前記ダクトに収容されており、前記ダクトに流れる前記第１流体と前記複数のクーリングプレートに流れる前記第２流体との熱交換を行うコア部（２００）と、
前記流入口及び前記流出口の開口形状に対応した枠状に形成されており、前記流入口及び前記流出口に固定されていると共に、前記ダクト側とは反対側にタンク（４００）をかしめ固定するかしめプレート（３００）と、
を備え、
前記複数のクーリングプレートは、前記第１板部の一部が前記第２板部とは反対側に突出すると共に開口した第１カップ部（２１３）と、前記第２板部のうち前記第１カップ部に対応した部分が前記第１カップ部とは反対側に突出すると共に開口した第２カップ部（２１４）と、を有すると共に、積層されており、
前記複数のスペーサプレートは、前記複数のクーリングプレートの積層方向において前記一方のクーリングプレートの第２カップ部と前記他方のクーリングプレートの第１カップ部とに挟まれることにより前記複数のクーリングプレートの最上層から最下層までが前記第１カップ部及び前記第２カップ部を介して繋がった柱構造部（２０２）を構成する貫通孔部（２３１）を有し、
前記コア部は、前記スペーサプレートの一部と、当該スペーサプレートに対向する前記クーリングプレートの一部と、を一体化させる一体化部（２１５）を有し、
前記スペーサプレートは、少なくとも前記流入口側の端部（２３３）が前記クーリングプレート側に折り曲げられて構成された壁部（２３２）を有し、
前記一体化部は、前記クーリングプレートの端部の先端が前記壁部側に折り曲げられていると共に前記壁部に一体化された爪部（２１５）である熱交換器。
【請求項２】
流入口から第１流体を導入すると共に流出口から前記第１流体を排出するように構成されたダクト（１００）と、
第１板部（２１１）と第２板部（２１２）とが重ねられていると共に前記各板部（２１１、２１２）の間に第２流体の流路が設けられた複数のクーリングプレート（２１０）と、前記複数のクーリングプレートのうちの隣同士の一方と他方とに挟まれた板状の複数のスペーサプレート（２３０）と、を有すると共に、前記ダクトに収容されており、前記ダクトに流れる前記第１流体と前記複数のクーリングプレートに流れる前記第２流体との熱交換を行うコア部（２００）と、
前記流入口及び前記流出口の開口形状に対応した枠状に形成されており、前記流入口及
び前記流出口に固定されていると共に、前記ダクト側とは反対側にタンク（４００）をかしめ固定するかしめプレート（３００）と、
を備え、
前記複数のクーリングプレートは、前記第１板部の一部が前記第２板部とは反対側に突出すると共に開口した第１カップ部（２１３）と、前記第２板部のうち前記第１カップ部に対応した部分が前記第１カップ部とは反対側に突出すると共に開口した第２カップ部（２１４）と、を有すると共に、積層されており、
前記複数のスペーサプレートは、前記複数のクーリングプレートの積層方向において前記一方のクーリングプレートの第２カップ部と前記他方のクーリングプレートの第１カップ部とに挟まれることにより前記複数のクーリングプレートの最上層から最下層までが前記第１カップ部及び前記第２カップ部を介して繋がった柱構造部（２０２）を構成する貫通孔部（２３１）を有し、
前記コア部は、前記スペーサプレートの一部と、当該スペーサプレートに対向する前記クーリングプレートの一部と、を一体化させる一体化部（２３２）を有し、
前記スペーサプレートは、少なくとも前記流入口側の端部（２３３）が前記クーリングプレート側に折り曲げられて構成された壁部（２３２）を有し、
前記一体化部は、前記クーリングプレートに一体化された前記壁部である熱交換器。
【請求項３】
流入口から第１流体を導入すると共に流出口から前記第１流体を排出するように構成されたダクト（１００）と、
第１板部（２１１）と第２板部（２１２）とが重ねられていると共に前記各板部（２１１、２１２）の間に第２流体の流路が設けられた複数のクーリングプレート（２１０）と、前記複数のクーリングプレートのうちの隣同士の一方と他方とに挟まれた板状の複数のスペーサプレート（２３０）と、を有すると共に、前記ダクトに収容されており、前記ダクトに流れる前記第１流体と前記複数のクーリングプレートに流れる前記第２流体との熱交換を行うコア部（２００）と、
前記流入口及び前記流出口の開口形状に対応した枠状に形成されており、前記流入口及び前記流出口に固定されていると共に、前記ダクト側とは反対側にタンク（４００）をかしめ固定するかしめプレート（３００）と、
を備え、
前記複数のクーリングプレートは、前記第１板部の一部が前記第２板部とは反対側に突出すると共に開口した第１カップ部（２１３）と、前記第２板部のうち前記第１カップ部に対応した部分が前記第１カップ部とは反対側に突出すると共に開口した第２カップ部（２１４）と、を有すると共に、積層されており、
前記複数のスペーサプレートは、前記複数のクーリングプレートの積層方向において前記一方のクーリングプレートの第２カップ部と前記他方のクーリングプレートの第１カップ部とに挟まれることにより前記複数のクーリングプレートの最上層から最下層までが前記第１カップ部及び前記第２カップ部を介して繋がった柱構造部（２０２）を構成する貫通孔部（２３１）を有し、
前記コア部は、前記スペーサプレートの一部と、当該スペーサプレートに対向する前記クーリングプレートの一部と、を一体化させる一体化部（２３１）を有し、
前記第１カップ部は、前記第１板部の一部が前記第２板部とは反対側に突出したことに伴って曲げられた第１変形部と、前記第１変形部の隣に位置すると共に前記第１カップ部の底部を構成するように曲げられた第２変形部と、前記第１カップ部の底部のうち前記第２変形部に囲まれた部分に設けられた第１開口部と、を有し、
前記第２カップ部は、前記第２板部の一部が前記第１板部とは反対側に突出したことに伴って曲げられた第３変形部と、前記第３変形部の隣に位置すると共に前記第２カップ部の底部を構成するように曲げられた第４変形部と、前記第２カップ部の底部のうち前記第４変形部に囲まれた部分に設けられた第２開口部と、を有し、
前記貫通孔部は、前記クーリングプレートの前記第１カップ部のうちの前記第１変形部の全体及び前記第２変形部の全体または前記第２カップ部のうちの前記第３変形部の全体及び前記第４変形部の全体を覆う形状に構成されており、
前記一体化部は、前記第１カップ部のうちの前記第１変形部の全体及び前記第２変形部の全体または前記第２カップ部のうちの前記第３変形部の全体及び前記第４変形部の全体に一体化された前記貫通孔部である熱交換器。
【請求項４】
流入口から第１流体を導入すると共に流出口から前記第１流体を排出するように構成されたダクト（１００）と、
第１板部（２１１）と第２板部（２１２）とが重ねられていると共に前記各板部（２１１、２１２）の間に第２流体の流路が設けられた複数のクーリングプレート（２１０）と、前記複数のクーリングプレートのうちの隣同士の一方と他方とに挟まれた板状の複数のスペーサプレート（２３０）と、を有すると共に、前記ダクトに収容されており、前記ダクトに流れる前記第１流体と前記複数のクーリングプレートに流れる前記第２流体との熱交換を行うコア部（２００）と、
前記流入口及び前記流出口の開口形状に対応した枠状に形成されており、前記流入口及び前記流出口に固定されていると共に、前記ダクト側とは反対側にタンク（４００）をかしめ固定するかしめプレート（３００）と、
を備え、
前記複数のクーリングプレートは、前記第１板部の一部が前記第２板部とは反対側に突出すると共に開口した第１カップ部（２１３）と、前記第２板部のうち前記第１カップ部に対応した部分が前記第１カップ部とは反対側に突出すると共に開口した第２カップ部（２１４）と、を有すると共に、積層されており、
前記複数のスペーサプレートは、前記複数のクーリングプレートの積層方向において前記一方のクーリングプレートの第２カップ部と前記他方のクーリングプレートの第１カップ部とに挟まれることにより前記複数のクーリングプレートの最上層から最下層までが前記第１カップ部及び前記第２カップ部を介して繋がった柱構造部（２０２）を構成する貫通孔部（２３１）を有し、
前記コア部は、前記スペーサプレートの一部と、当該スペーサプレートに対向する前記クーリングプレートの一部と、を一体化させる一体化部（２３０）を有し、
前記第１カップ部は、前記第１板部の一部が前記第２板部とは反対側に突出したことに伴って曲げられた第１変形部と、前記第１変形部の隣に位置すると共に前記第１カップ部の底部を構成するように曲げられた第２変形部と、前記第１カップ部の底部のうち前記第２変形部に囲まれた部分に設けられた第１開口部と、を有し、
前記第２カップ部は、前記第２板部の一部が前記第１板部とは反対側に突出したことに伴って曲げられた第３変形部と、前記第３変形部の隣に位置すると共に前記第２カップ部の底部を構成するように曲げられた第４変形部と、前記第２カップ部の底部のうち前記第４変形部に囲まれた部分に設けられた第２開口部と、を有し、
前記一体化部は、前記複数のクーリングプレートのうちの隣同士の一方と他方との隙間において前記第１変形部の全体、前記第２変形部の全体、前記第３変形部の全体、及び前記第４変形部の全体を覆うように前記隙間を埋める形状に構成されていると共に前記複数のクーリングプレートのうちの隣同士の一方と他方との両方に一体化された前記スペーサプレートである熱交換器。
【請求項５】
流入口から第１流体を導入すると共に流出口から前記第１流体を排出するように構成されたダクト（１００）と、
第１板部（２１１）と第２板部（２１２）とが重ねられていると共に前記各板部（２１１、２１２）の間に第２流体の流路が設けられた複数のクーリングプレート（２１０）と、前記複数のクーリングプレートのうちの隣同士の一方と他方とに挟まれた板状の複数のスペーサプレート（２３０）と、を有すると共に、前記ダクトに収容されており、前記ダクトに流れる前記第１流体と前記複数のクーリングプレートに流れる前記第２流体との熱交換を行うコア部（２００）と、
前記流入口及び前記流出口の開口形状に対応した枠状に形成されており、前記流入口及び前記流出口に固定されていると共に、前記ダクト側とは反対側にタンク（４００）をかしめ固定するかしめプレート（３００）と、
を備え、
前記複数のクーリングプレートは、前記第１板部の一部が前記第２板部とは反対側に突出すると共に開口した第１カップ部（２１３）と、前記第２板部のうち前記第１カップ部に対応した部分が前記第１カップ部とは反対側に突出すると共に開口した第２カップ部（２１４）と、を有すると共に、積層されており、
前記複数のスペーサプレートは、前記複数のクーリングプレートの積層方向において前記一方のクーリングプレートの第２カップ部と前記他方のクーリングプレートの第１カップ部とに挟まれることにより前記複数のクーリングプレートの最上層から最下層までが前記第１カップ部及び前記第２カップ部を介して繋がった柱構造部（２０２）を構成する貫通孔部（２３１）を有し、
前記コア部は、前記スペーサプレートの一部と、当該スペーサプレートに対向する前記クーリングプレートの一部と、を一体化させる一体化部（２３３）を有し、
前記スペーサプレートは、少なくとも前記流入口側の端部（２３３）のうち前記クーリングプレートに対向する壁面（２３５）が前記クーリングプレートに接触するように折り曲げられた曲げ部（２３４）を有し、
前記一体化部は、前記曲げ部によって前記壁面が前記クーリングプレートに一体化された前記スペーサプレートの端部である熱交換器。
【請求項６】
前記スペーサプレートと、当該スペーサプレートに対向する前記クーリングプレートと、を一つの段と定義すると、
前記一体化部は、前記段の全てに設けられているか、もしくは、前記段の一部に設けられている請求項１ないし５のいずれか１つに記載の熱交換器。
【請求項７】
流入口から第１流体を導入すると共に流出口から前記第１流体を排出するように構成されたダクト（１００）と、
第１板部（２１１）と第２板部（２１２）とが重ねられていると共に前記各板部（２１１、２１２）の間に第２流体の流路が設けられた複数のクーリングプレート（２１０）と、前記複数のクーリングプレートのうちの隣同士の一方と他方とに挟まれた板状の複数のスペーサプレート（２３０）と、を有すると共に、前記ダクトに収容されており、前記ダクトに流れる前記第１流体と前記複数のクーリングプレートに流れる前記第２流体との熱交換を行うコア部（２００）と、
前記流入口及び前記流出口の開口形状に対応した枠状に形成されており、前記流入口及び前記流出口に固定されていると共に、前記ダクト側とは反対側にタンク（４００）をかしめ固定するかしめプレート（３００）と、
を備え、
前記複数のクーリングプレートは、前記第１板部の一部が前記第２板部とは反対側に突出すると共に開口した第１カップ部（２１３）と、前記第２板部のうち前記第１カップ部に対応した部分が前記第１カップ部とは反対側に突出すると共に開口した第２カップ部（２１４）と、を有すると共に、積層されており、
前記複数のスペーサプレートは、前記複数のクーリングプレートの積層方向において前記一方のクーリングプレートの第２カップ部と前記他方のクーリングプレートの第１カップ部とに挟まれることにより前記複数のクーリングプレートの最上層から最下層までが前記第１カップ部及び前記第２カップ部を介して繋がった柱構造部（２０２）を構成する貫通孔部（２３１）を有し、
前記スペーサプレートは、少なくとも前記流入口側の端部（２３３）が前記クーリングプレート側に折り曲げられて構成された壁部（２３２）を有し、
前記コア部は、前記複数のスペーサプレートのうちの隣同士の一方の壁部（２３２）と他方の壁部（２３２）とを一体化させる一体化部（２３２、２４０）を有している熱交換器。
【請求項８】
前記複数のスペーサプレートのうちの隣同士の一方と他方とを一つの段と定義すると、
前記一体化部は、前記段の全てに設けられているか、もしくは、前記段の一部に設けられている請求項７に記載の熱交換器。
【請求項９】
前記一体化部は、前記クーリングプレート及び前記スペーサプレートとは異なる固定部（２４０）として構成されている請求項７または８に記載の熱交換器。
【請求項１０】
前記一体化部は、ろう付け、接着、及び溶接のいずれかの方法によって一体化されている請求項１ないし９のいずれか１つに記載の熱交換器。
【請求項１１】
前記一体化部は、かしめまたは圧入の方法によって一体化されている請求項１ないし９のいずれか１つに記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダクトにコアが収容された熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、複数のチューブが一対のコアプレートに固定された構成を有する熱交換器が、例えば特許文献１で提案されている。具体的には、各コアプレートは各チューブの両端に挿入接合されている。そして、コアプレートは、気体が流通する筒状のタンク部の開口部に固定されている。これにより、チューブを流れる冷却流体とタンク部を流れる気体との熱交換が行われるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２１４９５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の技術では、各チューブが各コアプレートに固定されているので、チューブが気体によって加熱されて当該チューブの長手方向に伸縮することにより、コアプレートに対するチューブの根付け部に熱歪が掛かってしまう。特に、タンク部を流れる気体が内燃機関に供給される燃焼用の過給気の場合、チューブは高温の過給気に晒されるため、チューブの伸縮による過大な熱歪が根付け部に掛かってしまう。
【０００５】
そこで、耐熱歪性を確保するため、発明者らは、冷却流体と過給気との熱交換を行うコア部と、コア部を収容すると共に過給気が流れるダクトと、内燃機関に接続されるタンクと、を備えた熱交換器を考案した。
【０００６】
コア部は冷却流体が流通する空間部を構成するクーリングプレートが複数積層されると共に、クーリングプレートの間に過給気が流通する空間部が構成されている。また、タンクは接続部品としての枠状のプレートを介してダクトに固定される。つまり、枠状のプレートはダクトに拘束されている。
【０００７】
さらに、各クーリングプレートの各空間部に冷却流体を分配するため、クーリングプレートは当該クーリングプレートの積層方向に突出すると共に開口したカップ部を有している。そして、当該積層方向にカップ部の開口部同士が接合されている。これにより、冷却流体はカップ部を介して当該積層方向に流れると共に、各階層のクーリングプレートに分配される。
【０００８】
この構成では、コアプレートが不要になるので、クーリングプレートはコアプレートに拘束されることはない。したがって、上記従来の技術に対して耐熱歪性が向上する。
【０００９】
しかし、枠状のプレートは高温の過給気によって加熱される一方、コア部は冷却流体によって冷やされる。このため、枠状のプレートとコア部との温度差により、ダクトに拘束された枠状のプレートがコア部を挟むように変形する。これにより、コア部に熱歪が掛かり、ひいてはカップ部が破損する可能性がある。
【００１０】
本発明は上記点に鑑み、カップ部に掛かる熱歪を低減することができ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】
【００１１】
上記目的を達成するため、請求項１〜５、７に記載の発明では、熱交換器は、流入口から第１流体を導入すると共に流出口から第１流体を排出するように構成された筒状のダクト（１００）を備えている。
【００１２】
熱交換器は、第１板部（２１１）と第２板部（２１２）とが重ねられていると共に各板部（２１１、２１２）の間に第２流体の流路が設けられた複数のクーリングプレート（２１０）と、複数のクーリングプレートのうちの隣同士の一方と他方とに挟まれた板状の複数のスペーサプレート（２３０）と、を有すると共に、ダクトに収容されており、ダクトに流れる第１流体と複数のクーリングプレートに流れる第２流体との熱交換を行うコア部（２００）を備えている。
【００１３】
熱交換器は、流入口及び流出口の開口形状に対応した枠状に形成されており、流入口及び流出口に固定されていると共に、ダクト側とは反対側にタンク（４００）をかしめ固定するかしめプレート（３００）を備えている。
【００１４】
複数のクーリングプレートは、第１板部の一部が第２板部とは反対側に突出すると共に開口した第１カップ部（２１３）と、第２板部のうち第１カップ部に対応した部分が第１カップ部とは反対側に突出すると共に開口した第２カップ部（２１４）と、を有すると共に、積層されている。
【００１５】
複数のスペーサプレートは、複数のクーリングプレートの積層方向において一方のクーリングプレートの第２カップ部と他方のクーリングプレートの第１カップ部とに挟まれることにより複数のクーリングプレートの最上層から最下層までが第１カップ部及び第２カップ部を介して繋がった柱構造部（２０２）を構成する貫通孔部（２３１）を有している。
また、請求項１〜５に記載の発明では、コア部は、スペーサプレートの一部と、当該スペーサプレートに対向するクーリングプレートの一部と、を一体化させる一体化部（２１５、２３０、２３１、２３２、２３３、２４０）を有する。
【００１６】
そして、請求項１に記載の発明では、スペーサプレートは、少なくとも流入口側の端部（２３３）がクーリングプレート側に折り曲げられて構成された壁部（２３２）を有し、一体化部は、クーリングプレートの端部の先端が壁部側に折り曲げられていると共に壁部に一体化された爪部（２１５）である。
請求項２に記載の発明では、スペーサプレートは、少なくとも流入口側の端部（２３３）がクーリングプレート側に折り曲げられて構成された壁部（２３２）を有し、一体化部は、クーリングプレートに一体化された壁部である。
請求項３、４に記載の発明では、第１カップ部は、第１板部の一部が第２板部とは反対側に突出したことに伴って曲げられた第１変形部と、第１変形部の隣に位置すると共に第１カップ部の底部を構成するように曲げられた第２変形部と、第１カップ部の底部のうち第２変形部に囲まれた部分に設けられた第１開口部と、を有する。第２カップ部は、第２板部の一部が第１板部とは反対側に突出したことに伴って曲げられた第３変形部と、第３変形部の隣に位置すると共に第２カップ部の底部を構成するように曲げられた第４変形部と、第２カップ部の底部のうち第４変形部に囲まれた部分に設けられた第２開口部と、を有する。
そして、請求項３に記載の発明では、貫通孔部は、クーリングプレートの第１カップ部のうちの第１変形部の全体及び第２変形部の全体または第２カップ部のうちの第３変形部の全体及び第４変形部の全体を覆う形状に構成されており、一体化部は、第１カップ部のうちの第１変形部の全体及び第２変形部の全体または第２カップ部のうちの第３変形部の全体及び第４変形部の全体に一体化された貫通孔部である。
請求項４に記載の発明では、一体化部は、複数のクーリングプレートのうちの隣同士の一方と他方との隙間において第１変形部の全体、第２変形部の全体、第３変形部の全体、及び第４変形部の全体を覆うように隙間を埋める形状に構成されていると共に複数のクーリングプレートのうちの隣同士の一方と他方との両方に一体化されたスペーサプレートである。
請求項５に記載の発明では、スペーサプレートは、少なくとも流入口側の端部（２３３）のうちクーリングプレートに対向する壁面（２３５）がクーリングプレートに接触するように折り曲げられた曲げ部（２３４）を有し、一体化部は、曲げ部によって壁面がクーリングプレートに一体化されたスペーサプレートの端部である。
【００１７】
請求項７に記載の発明では、スペーサプレートは、少なくとも流入口側の端部（２３３）がクーリングプレート側に折り曲げられて構成された壁部（２３２）を有する。コア部は、複数のスペーサプレートのうちの隣同士の一方の壁部（２３２）と他方の壁部（２３２）とを一体化させる一体化部（２３２、２４０）を有している。
【００１９】
これによると、一体化部によって、クーリングプレートとスペーサプレート同士、スペーサプレート同士、あるいはクーリングプレート同士が拘束されるので、クーリングプレートの剛性が向上する。このため、かしめプレートがクーリングプレートの積層方向にコア部を挟むように変形したとしても、クーリングプレートの変形を抑制することができる。したがって、各カップ部（２１３、２１４）に掛かる熱歪を低減することができる。
【００２０】
なお、この欄及び特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る熱交換器の平面図である。
【図２】図１のII矢視図である。
【図３】図１のIII矢視図である。
【図４】図１のII矢視図であり、タンクを省略した図である。
【図５】図１のV−V断面図である。
【図６】爪部が設けられていない構成におけるかしめプレートの変形を示した柱構造部の断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る柱構造部の一部断面図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る柱構造部の一部断面図である。
【図９】本発明の第４実施形態に係る柱構造部の一部断面図である。
【図１０】本発明の第５実施形態に係る柱構造部の一部断面図である。
【図１１】本発明の第６実施形態に係る柱構造部の一部断面図である。
【図１２】本発明の第７実施形態に係る柱構造部の一部断面図である。
【図１３】本発明の第８実施形態に係る柱構造部の一部断面図である。
【図１４】本発明の第９実施形態に係る柱構造部の一部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００２３】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図を参照して説明する。本実施形態に係る熱交換器は、過給機にて加圧されて高温になった過給気と冷却水とを熱交換させて吸気を冷却する水冷式インタークーラとして用いられる。
【００２４】
図１〜図４に示されるように、熱交換器１は、ダクト１００、コア部２００、かしめプレート３００、及びタンク４００を備えて構成されている。
【００２５】
ダクト１００は、第１流体としての過給気が流通する筒状の部品である。図３に示されるように、ダクト１００は、アルミニウム等の金属薄板が所定の形状にプレス加工された第１ダクトプレート１１０及び第２ダクトプレート１２０が筒状に組み合わされることで構成されている。
【００２６】
ダクト１００は、流入口から過給気を導入すると共に流出口から過給気を排出するように構成されている。したがって、過給気はダクト１００の流入口からダクト１００の内部の吸気流路に流入するようになっている。また、過給気は吸気流路を流れてダクト１００の流出口から外部に流出するようになっている。すなわち、図１及び図３に示されるように、過給気は過給気流れ方向に沿ってダクト１００の内部を流れる。図４に示されるように、ダクト１００の流入口及び流出口は、略矩形に形成されている。なお、図１等では過給気流れ方向の具体的な方向が示されているが、過給気は逆方向に流れても良い。
【００２７】
また、第２ダクトプレート１２０は、第２流体としての冷却水が流通する図示しない配管が接続される冷却水側パイプ１２１を有している。熱交換器１は、冷却水を冷却する図示しない熱交換器と当該配管を介して接続される。
【００２８】
コア部２００は、冷却水とダクト１００に流れる過給気とを熱交換する熱交換部である。コア部２００は、ダクト１００に収容されている。また、コア部２００は、アルミニウム等の金属部材によって形成されている。図４に示されるように、コア部２００は、クーリングプレート２１０、アウターフィン２２０、及びスペーサプレート２３０を有している。
【００２９】
クーリングプレート２１０は、冷却水が流れる流路を構成している。図５に示されるように、クーリングプレート２１０は、第１板部２１１と第２板部２１２とが重ねられていると共に、各板部２１１、２１２の間に冷却水の図示しない流路が設けられている。この流路には、伝熱面積を増加させて熱交換を促進する図示しないインナーフィンが内包されている。
【００３０】
クーリングプレート２１０は、例えば、１枚の板部材が折り曲げられることで各板部２１１、２１２が重ねられた構成となる。そして、複数のクーリングプレート２１０が一定の間隔を持って積層されている。なお、最上層のクーリングプレート２１０は、第２板部２１２のみで構成されている。
【００３１】
また、クーリングプレート２１０は、第１カップ部２１３及び第２カップ部２１４を有している。第１カップ部２１３は、第１板部２１１の一部が第２板部２１２とは反対側に突出すると共に開口した部分である。第２カップ部２１４は、第２板部２１２のうち第１カップ部２１３に対応した部分が第１カップ部２１３とは反対側に突出すると共に開口した部分である。
【００３２】
アウターフィン２２０は、コア部２００のうち流出入部２０１を除いた範囲に設けられている。この範囲において、アウターフィン２２０は、クーリングプレート２１０とアウターフィン２２０とが交互に積層されている。なお、図４では、長手方向におけるアウターフィン２２０の一部を示しており、他のアウターフィン２２０の描画を省略している。
【００３３】
ここで、過給気流れ方向及び各クーリングプレート２１０の積層方向の両方向に交差する方向、すなわち図１に示されたコア部２００の長手方向において、コア部２００のうち冷却水側パイプ１２１側の一定範囲をコア部２００に対する冷却水の流出入部２０１と定義する。
【００３４】
この流出入部２０１では、各クーリングプレート２１０の積層方向において、各クーリングプレート２１０のうちの隣同士の一方のクーリングプレート２１０の第２カップ部２１４と他方のクーリングプレート２１０の第１カップ部２１３とが対向するように各クーリングプレート２１０が積層されている。
【００３５】
スペーサプレート２３０は、コア部２００のうち流出入部２０１に設けられた板状のものである。スペーサプレート２３０は、各クーリングプレート２１０のうちの隣同士の一方と他方とに挟まれている。
【００３６】
具体的には、図５に示されるように、スペーサプレート２３０は、貫通孔部２３１及び壁部２３２を有している。貫通孔部２３１は、積層方向において、一方のクーリングプレート２１０の第２カップ部２１４と他方のクーリングプレート２１０の第１カップ部２１３とを接続するための孔部である。貫通孔部２３１は、一方のクーリングプレート２１０の第２カップ部２１４と、他方のクーリングプレート２１０の第１カップ部２１３と、に挟まれている。これにより、全てのクーリングプレート２１０の最上層から最下層までが第１カップ部２１３及び第２カップ部２１４を介して繋がった柱構造部２０２が構成されている。柱構造部２０２は、長手方向においてコア部２００のうちの流出入部２０１に含まれている。貫通孔部２３１は、この柱構造部２０２の一部を構成している。
【００３７】
なお、本実施形態では、一方のクーリングプレート２１０の第２カップ部２１４の開口端部と、他方のクーリングプレート２１０の第１カップ部２１３の開口端部と、は離間している。各開口端部は接合されていても良い。一方、各開口端部は貫通孔部２３１の孔部分に位置していなくても良い。すなわち、各開口端部はスペーサプレート２３０の板面に接合されていても良い。
【００３８】
最下層のスペーサプレート２３０の貫通孔部２３１には当該スペーサプレート２３０の上層のクーリングプレート２１０の第２カップ部２１４と、ダクト１００の第１ダクトプレート１１０のうち当該貫通孔部２３１に対応する部分に設けられた突出部１１１と、が配置されている。
【００３９】
壁部２３２は、スペーサプレート２３０のうち少なくとも流入口側の端部２３３が一方のクーリングプレート２１０側に折り曲げられた部分である。壁部２３２は、スペーサプレート２３０のうち流出口側の端部にも設けられていても良い。上述のように、流出入部２０１は、コア部２００のうち冷却水が出入りする部分であり、熱交換に寄与しない部分である。したがって、壁部２３２は、タンク４００から流出入部２０１への過給気の流入を阻止する役割を果たす。
【００４０】
さらに、各クーリングプレート２１０は、爪部２１５を有している。爪部２１５は、クーリングプレート２１０の端部２１６のうちの第２板部２１２の先端が壁部２３２側に折り曲げられて構成されている。そして、爪部２１５は、ろう付けの方法によって壁部２３２に接合されている。これにより、爪部２１５と壁部２３２とが一体化されている。なお、爪部２１５と壁部２３２との一体化の方法として、接着や溶接の方法が採用されても良い。
【００４１】
本実施形態では、全てのクーリングプレート２１０と、各クーリングプレート２１０に対応するスペーサプレート２３０と、が爪部２１５及び壁部２３２によって一体化されている。具体的には、スペーサプレート２３０と、当該スペーサプレート２３０に対向するクーリングプレート２１０と、を一つの段と定義すると、爪部２１５は当該段の全てに設けられている。なお、爪部２１５は段の一部に設けられていても良い。
【００４２】
上記のコア部２００の構成により、冷却水は、冷却水側パイプ１２１を介して流出入部２０１に流入または流出する。また、冷却水は、柱構造部２０２を介して各階層のクーリングプレート２１０に分散または集結させる。過給気は、各クーリングプレート２１０の間を通過する。これにより、コア部２００は、過給気と冷却水との間で熱交換を行う。
【００４３】
かしめプレート３００は、ダクト１００を筒状に維持した状態で固定すると共に、タンク４００を固定するための中継部品である。かしめプレート３００は、アルミニウム等の金属薄板がプレス加工されて形成されている。かしめプレート３００は、ダクト１００の流入口及び流出口の開口形状に対応した略矩形の枠状に形成されている。そして、かしめプレート３００は、ダクト１００の流入口及び流出口にそれぞれ固定されている。
【００４４】
図４及び図５に示されるように、かしめプレート３００は、溝部３１０、梁部３２０、及び波かしめ部３３０を有している。
【００４５】
溝部３１０は、ダクト１００の流入口及び流出口に沿ってダクト１００側に凹んだ部分であり、タンク４００の開口端部が差し込まれる部分である。また、溝部３１０は、ダクト１００に固定される部分である。
【００４６】
梁部３２０は、かしめプレート３００のうちの異なる２カ所を繋ぐ部分である。梁部３２０は、かしめプレート３００の一方の長辺部と他方の長辺部とを繋ぐように設けられている。本実施形態では、４本の梁部３２０がかしめプレート３００に設けられている。梁部３２０は、かしめプレート３００がプレス加工によって形成された後の歪みや変形を防止する役割を果たす。
【００４７】
波かしめ部３３０は、タンク４００をかしめプレート３００にかしめ固定する部分である。波かしめ部３３０は、溝部３１０に接続されている。図４では波かしめ部３３０が変形させられる前の形状が示されている一方、図１〜図３では波かしめ部３３０が変形させられた後の形状が示されている。
【００４８】
タンク４００は、過給気が流通する配管である。タンク４００は、かしめプレート３００のうちダクト１００及びコア部２００側とは反対側に配置されている。タンク４００は、図１及び図２に示されるように、過給気側パイプ４１０、開口部４２０、及び外周部４３０を有している。
【００４９】
過給気側パイプ４１０は、タンク４００に対して過給気の出入口となる部分である。過給気側パイプ４１０は、図示しない配管を介して過給機に接続される。開口部４２０は、かしめプレート３００の溝部３１０に挿入された部分である。
【００５０】
外周部４３０は、開口部４２０のうちのかしめプレート３００の波かしめ部３３０に対応する部分である。外周部４３０は波かしめ部３３０によって全体がかしめ固定されている。図２に示されるように、外周部４３０は、開口部４２０の外周面に形成された山部４３１及び谷部４３２を有している。山部４３１及び谷部４３２は、開口部４２０の周方向に交互に配置されている。
【００５１】
そして、波かしめ部３３０は、タンク４００の外周部４３０を覆うと共に、谷部４３２に対応した部分が当該谷部４３２に対応した形状になっている。これにより、波かしめ部３３０が外周部４３０の全体を波状にかしめ固定する。
【００５２】
かしめ固定は、タンク４００がかしめプレート３００に差し込まれると共に、外周部４３０が波かしめ部３３０に覆われ、波かしめ部３３０のうち谷部４３２に対応した部分が図示しないパンチによって谷部４３２側に押し込まれることで行われる。これ伴い、波かしめ部３３０のうち谷部４３２に対応した部分が当該谷部４３２側に変形させられる。
【００５３】
そして、波かしめ部のうち全ての谷部４３２に対応した部分がパンチによって変形させられる。このようにして、タンク４００がかしめプレート３００にかしめ固定される。以上が、熱交換器１の全体構成である。
【００５４】
次に、クーリングプレート２１０の端部２１６に設けられた爪部２１５の作用効果について説明する。発明者らは、タンク４００に過給気が流通することで少なくともダクト１００の流入口側のかしめプレート３００が加熱されたときに、柱構造部２０２の各カップ部２１３、２１４に掛かる熱歪をシミュレーションで解析した。
【００５５】
まず、かしめプレート３００が過給気によって加熱されると、かしめプレート３００は長手方向に膨張する。一方、かしめプレート３００は長手方向でダクト１００に拘束されている。このため、図６に示されるように、かしめプレート３００は積層方向に変形しようとする。
【００５６】
そして、爪部２１５がクーリングプレート２１０に設けられていない構成では、かしめプレート３００の波かしめ部３３０が互いに離れるように積層方向に変形してしまった。言い換えると、かしめプレート３００の溝部３１０がダクト１００を挟むように変形してしまった。これにより、コア部２００の柱構造部２０２がダクト１００に挟まれると共に、各カップ部２１３、２１４に熱歪が掛かる。特に、最下層のスペーサプレート２３０に接触する第２カップ部２１４に過大な熱歪が掛かり、コア部２００が破損してしまった。なお、図６では、冷却水側パイプ１２１を省略している。
【００５７】
これに対し、爪部２１５が壁部２３２に一体化された構成では、クーリングプレート２１０の端部２１６が爪部２１５によってスペーサプレート２３０の壁部２３２に拘束されている。このため、クーリングプレート２１０の剛性が向上する。したがって、かしめプレート３００の変形に対し、クーリングプレート２１０の変形を抑制することができる。
【００５８】
具体的に、爪部２１５がクーリングプレート２１０に設けられていない構成における熱歪を１００とすると、爪部２１５が壁部２３２に一体化された構成における熱歪は７９という解析結果であった。すなわち、爪部２１５によって各カップ部２１３、２１４に掛かる熱歪が２１％低減した。したがって、爪部２１５によって各カップ部２１３、２１４に掛かる熱歪を低減することができ、ひいては熱交換器１の耐熱歪性を向上させることができる。
【００５９】
なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、爪部２１５が特許請求の範囲の「一体化部」に対応する。
【００６０】
（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態と異なる部分について説明する。図７に示されるように、コア部２００は、固定部２４０を有している。固定部２４０は、クーリングプレート２１０及びスペーサプレート２３０とは異なる別部品である。
【００６１】
固定部２４０は、例えば板状の部品として構成されている。また、固定部２４０は、クーリングプレート２１０とスペーサプレート２３０との対の全てに設けられている。このように、クーリングプレート２１０の端部２１６に爪部２１５を設けずに、固定部２４０を用いてクーリングプレート２１０の端部２１６とスペーサプレート２３０の壁部２３２とを一体化しても良い。
【００６２】
なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、固定部２４０が特許請求の範囲の「一体化部」に対応する。
【００６３】
（第３実施形態）
本実施形態では、第１、第２実施形態と異なる部分について説明する。図８に示されるように、固定部２４０は、クーリングプレート２１０とスペーサプレート２３０との対の全てではなく一部に設けられている。このため、各クーリングプレート２１０は部分的に拘束されている。したがって、クーリングプレート２１０の剛性を部分的に向上させることができる。
【００６４】
例えば、図８に示されるように、過大な熱歪が掛かる最下層のクーリングプレート２１０に固定部２４０を一体化させる一方、当該クーリングプレート２１０の上層については固定部２４０を設けない構成とすることができる。
【００６５】
（第４実施形態）
本実施形態では、第１〜第３実施形態と異なる部分について説明する。上記では、クーリングプレート２１０の端部２１６とスペーサプレート２３０の端部２３３とが爪部２１５または固定部２４０によって一体化されていたが、これは一体化の一例である。一体化される部分は端部２１６、２３３に限られず、スペーサプレート２３０の一部と、当該スペーサプレート２３０に対向するクーリングプレート２１０の一部と、が一体化されていれば良い。
【００６６】
例えば、図９に示されるように、スペーサプレート２３０の壁部２３２がクーリングプレート２１０のうちの端部２１６と各カップ部２１３、２１４との間に一体化されていても良い。なお、クーリングプレート２１０の端部２１６がスペーサプレート２３０の端部２３３と貫通孔部２３１との間に一体化されていても良い。
【００６７】
（第５実施形態）
本実施形態では、第１〜第４実施形態と異なる部分について説明する。図１０に示されるように、貫通孔部２３１は、一方のクーリングプレート２１０の第２カップ部２１４を覆う形状に構成されている。そして、当該形状の貫通孔部２３１が第２カップ部２１４に一体化されている。クーリングプレート２１０の端部２３３は他方のクーリングプレート２１０側に折り曲げられて壁部２３２が構成されている。このような構成によると、第２カップ部２１４が貫通孔部２３１によって拘束されているので、第２カップ部２１４の剛性を高めることができる。
【００６８】
なお、貫通孔部２３１は、他方のクーリングプレート２１０の第１カップ部２１３を覆う形状に構成されていても良い。この場合、当該形状の貫通孔部２３１が第１カップ部２１３に一体化される。また、スペーサプレート２３０に壁部２３２が設けられていなくても良い。本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、貫通孔部２３１が特許請求の範囲の「一体化部」に対応する。
【００６９】
（第６実施形態）
本実施形態では、第１〜第５実施形態と異なる部分について説明する。図１１に示されるように、スペーサプレート２３０は、当該スペーサプレート２３０を挟んだ隣同士のクーリングプレート２１０の隙間を埋める形状に構成されている。また、スペーサプレート２３０は、隣同士のクーリングプレート２１０の両方に一体化されている。
【００７０】
本実施形態では、貫通孔部２３１は一方のクーリングプレート２１０の第２カップ部２１４と、他方のクーリングプレート２１０の第１カップ部２１３と、の両方を覆う形状に構成されている。このように、クーリングプレート２１０の全体がクーリングプレート２１０の剛性を高める形状に構成されていても良い。
【００７１】
なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、スペーサプレート２３０が特許請求の範囲の「一体化部」に対応する。
【００７２】
（第７実施形態）
本実施形態では、第１〜第６実施形態と異なる部分について説明する。図１２に示されるように、スペーサプレート２３０は、貫通孔部２３１と端部２３３との間に曲げ部２３４を有している。曲げ部２３４は、スペーサプレート２３０の端部２３３のうちクーリングプレート２１０に対向する壁面２３５がクーリングプレート２１０に接触するように折り曲げられた部分である。
【００７３】
そして、スペーサプレート２３０の端部２３３の壁面２３５が曲げ部２３４によって一方のクーリングプレート２１０のうちの各カップ部２１３、２１４と端部２１６との間に押し当てられていると共に一体化されている。このように、スペーサプレート２３０の端部２３３がクーリングプレート２１０に一体化されていても良い。
【００７４】
なお、スペーサプレート２３０の端部２３３は、一方のクーリングプレート２１０の端部２１６側に一体化されていても良い。また、スペーサプレート２３０の端部２３３は、他方のクーリングプレート２１０に一体化されていても良い。本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、スペーサプレート２３０の端部２３３が特許請求の範囲の「一体化部」に対応する。
【００７５】
（第８実施形態）
本実施形態では、第１〜第７実施形態と異なる部分について説明する。図１３に示されるように、複数のスペーサプレート２３０のうちの隣同士の一方の壁部２３２と他方の壁部２３２とが一体化されている。これにより、スペーサプレート２３０の剛性が向上するので、熱歪に対するクーリングプレート２１０の各カップ部２１３、２１４の耐久性を向上させることができる。
【００７６】
そして、複数のスペーサプレート２３０のうちの隣同士の一方と他方とを一つの段と定義すると、各壁部２３２の一体化は段の全てに設けられている。もちろん、第３実施形態と同様に、各壁部２３２の一体化は段の一部に設けられていても良い。
【００７７】
以上のように、スペーサプレート２３０の端部２３３同士を連結しても良い。なお、スペーサプレート２３０の連結は端部２３３同士に限られず、スペーサプレート２３０のうち貫通孔部２３１と端部２３３との間の部分が連結されても良い。一方、第２実施形態と同様に、固定部２４０によってスペーサプレート２３０同士が一体化されても良い。本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、スペーサプレート２３０及び壁部２３２が特許請求の範囲の「一体化部」に対応する。
【００７８】
（第９実施形態）
本実施形態では、第１〜第８実施形態と異なる部分について説明する。図１４に示されるように、複数のクーリングプレート２１０のうちの隣同士の一方と他方とが一体化されている。具体的には、一方のクーリングプレート２１０を構成する第２板部２１２に設けられた爪部２１５と、他方のクーリングプレート２１０を構成する第１板部２１１の先端部分が一方のクーリングプレート２１０側に折り曲げられた爪部２１７と、が一体化されている。
【００７９】
そして、複数のクーリングプレート２１０のうちの隣同士の一方と他方とを一つの段と定義すると、隣同士のクーリングプレート２１０の一体化は、段の全てに設けられている。もちろん、第３実施形態と同様に、隣同士のクーリングプレート２１０の一体化は、段の一部に設けられていても良い。
【００８０】
以上のように、クーリングプレート２１０の端部２１６同士を連結しても良い。なお、クーリングプレート２１０の連結は爪部２１５、２１７同士に限られず、クーリングプレート２１０のうち各カップ部２１３、２１４と端部２１６との間の部分が連結されても良い。一方、第２実施形態と同様に、固定部２４０によってクーリングプレート２１０同士が一体化されても良い。本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、クーリングプレート２１０及び爪部２１５、２１７が特許請求の範囲の「一体化部」に対応する。
【００８１】
（他の実施形態）
上記各実施形態で示された熱交換器１の構成は一例であり、上記で示した構成に限定されることなく、本発明を実現できる他の構成とすることもできる。例えば、熱交換器１を水冷式インタークーラとして用いる例を示したが、熱交換器１を他の用途に適用しても良い。
【００８２】
第１実施形態では、各クーリングプレート２１０の端部２１６の爪部２１５は第２板部２１２の先端に設けられていたが、爪部２１５は第１板部２１１の先端に設けられていても良いし、各板部２１１、２１２の両方に設けられていても良い。一方、スペーサプレート２３０の壁部２３２の先端がクーリングプレート２１０の端部２１６に一体化されていても良い。
【００８３】
上記各実施形態では、壁部２３２とクーリングプレート２１０の端部２１６とがろう付けまたは接着の方法によって一体化されていたが、他の方法が採用されても良い。例えば、かしめまたは圧入の方法によって壁部２３２とクーリングプレート２１０の端部２１６とが一体化されても良い。かしめの方法は、一方に孔をもうけ、他方の先端部分を孔に挿入すると共に先端部分を折り曲げることで他方によって一方をかしめる。圧入の方法は、一方に孔をもうけ、他方の先端部分を孔に圧入する。
【００８４】
もちろん、本発明は上記した各実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
【符号の説明】
【００８５】
１００  ダクト、２００  コア部、２０１  流出入部、２０２  柱構造部、２１０  クーリングプレート、２１１  第１板部、２１２  第２板部、２１３  第１カップ部、２１４  第２カップ部、２１５  爪部、２１６  クーリングプレートの端部、２３０  スペーサプレート、２３１  貫通孔部、２３２  壁部、２３３  スペーサプレートの端部、３００  かしめプレート、４００  タンク
【図１】
0006631409.tif 000002
【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】
0006631409.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0006631409.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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