(57)【要約】【課題】チューブとヘッダタンクとの接合部に発生する熱応力を緩和する。【解決手段】コア部の端部に設けられてコア部を補強する補強部材６に、ヘッダタンクから供給されるエンジン冷却水が流れる流路６ｃを設ける。これにより、チューブ１の温度と補強部材６の温度とが大きく相違してしまうことを抑制することができる。したがって、チューブ１の熱膨張量と補強部材６の熱膨脹量とが大きく相違してしまうことを防止できるので、チューブ１とヘッダタンク４との接合部、及び補強部材６とヘッダタンク４との接合部に大きな熱応力が発生してしまうことを未然に防止できる。延いては、チューブ１とヘッダタンク４との接合部に亀裂が発生してしまうことを防止できるので、ラジエータの耐振性、耐久性及び信頼性を向上させることができる。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が流れる複数本のチューブ（１）及び前記チューブ（１）の外表面に設けられて熱交換を促進するフィン（２）からなるコア部（３）と、
前記チューブ（１）の長手方向両端側にて前記複数本のチューブ（１）に接合され、前記複数本のチューブ（１）と連通するヘッダタンク（４）と、
前記ヘッダタンク（４）に接合されて前記コア部（３）を補強するとともに、前記流体が流れる流路（６ｃ）を有する補強部材（６）とを備えることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記補強部材（６）は、前記コア部（３）の端部にて前記フィン（２）及び前記ヘッダタンク（４）に接合された帯板状のインサートプレート（６ａ）と、前記インサートプレート（６ａ）に接合されて前記インサートプレート（６ａ）と共に前記流路（６ｃ）を構成するチューブプレート（６ｂ）とから構成されていることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
流体が流れる複数本のチューブ（１）及び前記チューブ（１）の外表面に設けられて熱交換を促進するフィン（２）からなるコア部（３）と、
前記チューブ（１）の長手方向両端側にて前記複数本のチューブ（１）に接合され、前記複数本のチューブ（１）と連通するヘッダタンク（４）と、
前記ヘッダタンク（４）及び前記チューブ（１）に接合されて前記コア部（３）を補強する補強部材（６）とを備えることを特徴とする熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱交換器に関するもので、ブルドーザやショベルカー等の大型建機及びトラクタ等の農業用機械のラジエータに適用して有効である。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
ブルドーザやショベルカー等の大型建設機械及びトラクタ等の農業用機械（以下、これらの機械を総称して特殊車両と呼ぶ。）用のラジエータチューブ長さは、一般車両用のラジエータチューブに比べて長いことに加えて、特殊車両は、一般乗用車と異なり、不整地を頻繁に走行するので、ラジエータに作用する振動に伴う加振力が非常に大きい。因みに、大型建機では、ラジエータチューブ長さが１ｍ以上となるものもある。
【０００３】
そこで、通常、補強用のインサートプレートをコア部の端部に配置して、加振力によってコア部がチューブの長手方向と直交する方向に撓み変形してしまうことを防止している。
【０００４】
ところで、チューブもインサートプレートも、その長手方向端部はヘッダタンクにろう付け又は溶接されるが、チューブにはエンジン冷却水が流れるのに対して、インサートプレートは単にヘッダタンクに接合されているのみであるので、チューブの温度がインサートプレートの温度より高くなってしまう。
【０００５】
このため、チューブの熱膨張量がインサートプレートの熱膨脹量より大きくなってしまい、両者の熱膨張量の相違からチューブとヘッダタンクとの接合部、及びインサートプレートとヘッダタンクとの接合部に、加振力による応力に加えて大きな熱応力が発生するので、チューブとヘッダタンクとの接合部に亀裂が発生するおそれが高い。
【０００６】
本発明は、上記点に鑑み、第１には、従来と異なる新規な熱交換器を提供し、第２には、チューブとヘッダタンクとの接合部に発生する熱応力を緩和することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、流体が流れる複数本のチューブ（１）及びチューブ（１）の外表面に設けられて熱交換を促進するフィン（２）からなるコア部（３）と、チューブ（１）の長手方向両端側にて複数本のチューブ（１）に接合され、複数本のチューブ（１）と連通するヘッダタンク（４）と、ヘッダタンク（４）に接合されてコア部（３）を補強するとともに、流体が流れる流路（６ｃ）を有する補強部材（６）とを備えることを特徴とする。
【０００８】
これにより、チューブ（１）の温度と補強部材（６）の温度とが大きく相違してしまうことを抑制することができる。したがって、チューブ（１）の熱膨張量と補強部材（６）の熱膨脹量とが大きく相違してしまうことを防止できるので、チューブ（１）とヘッダタンク（４）との接合部、及び補強部材（６）とヘッダタンク（４）との接合部に大きな熱応力が発生してしまうことを未然に防止できる。
【０００９】
延いては、チューブ（１）とヘッダタンク（４）との接合部に亀裂が発生してしまうことを防止できるので、熱交換器の耐振性、耐久性及び信頼性を向上させることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、補強部材（６）は、コア部（３）の端部にてフィン（２）及びヘッダタンク（４）に接合された帯板状のインサートプレート（６ａ）と、インサートプレート（６ａ）に接合されてインサートプレート（６ａ）と共に流路（６ｃ）を構成するチューブプレート（６ｂ）とから構成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項３に記載の発明では、流体が流れる複数本のチューブ（１）及びチューブ（１）の外表面に設けられて熱交換を促進するフィン（２）からなるコア部（３）と、チューブ（１）の長手方向両端側にて複数本のチューブ（１）に接合され、複数本のチューブ（１）と連通するヘッダタンク（４）と、ヘッダタンク（４）及びチューブ（１）に接合されてコア部（３）を補強する補強部材（６）とを備えることを特徴とする。
【００１２】
これにより、チューブ（１）の温度と補強部材（６）の温度とが大きく相違してしまうことを抑制することができる。したがって、チューブ（１）の熱膨張量と補強部材（６）の熱膨脹量とが大きく相違してしまうことを防止できるので、チューブ（１）とヘッダタンク（４）との接合部、及び補強部材（６）とヘッダタンク（４）との接合部に大きな熱応力が発生してしまうことを未然に防止できる。
【００１３】
延いては、チューブ（１）とヘッダタンク（４）との接合部に亀裂が発生してしまうことを防止できるので、熱交換器の耐振性、耐久性及び信頼性を向上させることができる。
【００１４】
因みに、上記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一例である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本実施形態は、本発明に係る熱交換器を特殊車両用のラジエータに適用したものであって、図１は本実施形態に係るラジエータの外観斜視図であり、図２は各熱交換器ユニット５の拡大図であり、図３は図２のＡ−Ａ断面図である。
【００１６】
なお、ラジエータは、空気流れ上流側に搭載された送風機から送風される冷却風が当たるように特殊車両に搭載されており、この送風機はエンジンＥ／Ｇから動力を得て稼動する。
【００１７】
そして、本実施形態に係るラジエータは、図１に示すように、冷却水が流通する複数本のアルミニウム等の金属製のチューブ１、及びチューブ１の外表面にろう付け又溶接されて冷却水と冷却風との熱交換を促進する波状に形成されたアルミニウムの金属製のフィン２等からなるコア部３、並びにチューブ１の長手方向両端部に配設されて複数本のチューブ１と連通するアルミニウム製のヘッダタンク４等から構成された複数個の各熱交換器ユニット５を冷却風の流通方向に対して並列に並べることにより構成されている。
【００１８】
なお、ヘッダタンク４は、チューブ１がろう付け又は溶接されたアルミニウム等の金属製のコアプレート、及びコアプレートに接合されてタンク内空間を構成するタンク本体等からなるものである。
【００１９】
因みに、本実施形態では、各熱交換器ユニット５を５０〜１００本程度の扁平状に形成されたチューブ１の扁平面にフィン２を接合することにより、その放熱能力を約１００〜２００Ｗ程度とし、ラジエータの仕様（必要放熱能力）に応じて各熱交換器ユニット５の本数を変更することにより、多様な仕様に対応している。
【００２０】
また、コア部３のうち、チューブ１の長手方向と直交する方向の端部には、図２に示すように、ヘッダタンク４にろう付け又は溶接されてコア部３を補強するアルミニウム等の金属製の補強部材６が設けられている。
【００２１】
そして、この補強部材６は、図３に示すように、コア部３の端部にてフィン２及びヘッダタンク４に接合された帯板状のインサートプレート６ａと、このインサートプレート６ａに接合されてインサートプレート６ａと共にエンジン冷却水が流れる流路６ｃを構成するチューブプレート６ｂとから構成されたものである。
【００２２】
なお、両プレート６ａ、６ｂはアルミニウム等の金属板をプレス成形にて所定形状に成形したものあり、両者６ａ、６ｂは補強部材６をヘッダタンク４等に接合されると同時に接合される。
【００２３】
次に、本実施形態の作用効果を述べる。
【００２４】
本実施形態では、補強部材６にヘッダタンク４から供給されるエンジン冷却水が流れる流路６ｃを設けているので、チューブ１の温度と補強部材６の温度とが大きく相違してしまうことを抑制することができる。
【００２５】
したがって、チューブ１の熱膨張量と補強部材６の熱膨脹量とが大きく相違してしまうことを防止できるので、チューブ１とヘッダタンク４との接合部、及び補強部材６とヘッダタンク４との接合部に大きな熱応力が発生してしまうことを未然に防止できる。延いては、チューブ１とヘッダタンク４との接合部に亀裂が発生してしまうことを防止できるので、ラジエータの耐振性、耐久性及び信頼性を向上させることができる。
【００２６】
（第２実施形態）
第１形態では、補強部材６内に流路６ｃを設けてチューブ１の熱膨張量と補強部材６の熱膨脹量とが大きく相違してしまうことを防止したが、本実施形態は、図４、５に示すように、補強部材６をチューブ１に直接にろう付けすることにより、チューブ１から補強部材６に直接的に熱を与えてチューブ１の熱膨張量と補強部材６の熱膨脹量とが大きく相違してしまうことを防止するものである。
【００２７】
なお、本実施形態では、図５に示すように、補強部材６の断面を略矩形波状とすることにより、補強部材６の強度を高めている。
【００２８】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、フィン２として波状に形成されたコルゲートフィンを採用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばチューブ１の長手方向と直交する方向に延びる薄帯板材に設けられた穴にチューブ１を挿入した状態でチューブ１を拡管し、前記薄帯板材とチューブ１とを機械的に接合して形成したプレートフィンをフィン２として採用してもよい。
【００２９】
また、上述の実施形態では、本発明に係る熱交換器を特殊車両用のラジエータに適用したが、本発明の用途はこれに限定されるものではない。
【００３０】
上述の実施形態では、複数の熱交換ユニット５を組み合わせたモジュラータイプのラジエータであったが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３１】
また、上述の実施形態では、アルミニウムにてラジエータを構成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、銅等のその他種類の金属にてラジエータを構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るラジエータの斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る熱交換器ユニット５の拡大図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る熱交換器ユニット５の拡大図である。
【図５】図４のＡ−Ａ断面図である。
【符号の説明】
１…チューブ、２…フィン、６…補強部材、６ａ…インサートプレート、
６ｂ…チューブプレート、６ｃ…温水（エンジン冷却水）流路。
【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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