(57)【要約】【課題】品質および信頼性を実用上十分に向上し得る積層型熱交換器およびその製造方法を提供する。【解決手段】複数のプレート４１〜４６と複数のスペーサ６ａ、６ｂとを交互に積層してなる熱交換部２と、その端部に設けられる一対のタンク１１とを有する積層型熱交換器１において、各タンク１１を熱交換部２の外寸より大きく形成し、かつその熱交換部２と対向する内側端部に、当該熱交換部２の積層方向における外側へ向けた傾斜部１１ａを設けるようにした。また、この積層型熱交換器１を、複数のプレート４１〜４６と複数のスペーサ６ａ、６ｂとを順次ろう材を介在しながら交互に積層して熱交換部２を仮組みし、この仮組みした熱交換部２の端部にろう材を介して各タンク１１を配置した後、各タンク１１を互いに引き寄せ合う方向に押圧しながらこれら仮組みした熱交換部２と各タンク１１とを一体にろう付して製造するようにした。【選択図】      図１
2004270972.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のプレート（４１、４２、４３、４４、４５、４６）と複数のスペーサ（６ａ、６ｂ）とを交互に積層してなる熱交換部（２）と、当該熱交換部（２）の端部に設けられる一対のタンク（１１、２１）とを有する積層型熱交換器において、
上記一対のタンク（１１、２１）を上記熱交換部（２）の外寸より大きく形成し、かつ当該一対のタンク（１１、２１）の上記熱交換部（２）と対向する内側端部に、当該熱交換部（２）の積層方向における外側へ向けた傾斜部（１１ａ）を設ける
ことを特徴とする積層型熱交換器（１０、２０）。
【請求項２】
上記熱交換部（２）の上記一対のタンク（１１、２１）と対向する最外層端部に、上記傾斜部（１１ａ）に対応した傾斜でなる当接部を設ける
ことを特徴とする請求項１に記載の積層型熱交換器（１０、２０）。
【請求項３】
複数のプレート（４１、４２、４３、４４、４５、４６）と複数のスペーサ（６ａ、６ｂ）とを順次ろう材（８）を介在しながら交互に積層して熱交換部（２）を仮組みする仮組工程と、
上記仮組みした熱交換部（２）の端部にろう材（８）を介して一対のタンク（１１、２１）を配置するタンク配置工程と、
これら仮組みした熱交換部（２）と一対のタンク（１１、２１）とを一体にろう付するろう付工程と
を具え、
上記一対のタンク（１１、２１）が、上記熱交換部（２）の外寸より大きく形成され、かつ当該熱交換部（２）と対向する内側端部に、当該熱交換部（２）の積層方向における外側へ向けた傾斜部（１１ａ）を設け、
上記ろう付工程時、上記一対のタンク（１１、２１）を互いに引き寄せ合う方向に押圧する
ことを特徴とする積層型熱交換器（１０、２０）の製造方法。
【請求項４】
上記熱交換部（２）の上記一対のタンク（１１、２１）と対向する最外層端部に、上記傾斜部（１１ａ）に対応した傾斜でなる当接部を設ける
ことを特徴とする請求項３に記載の積層型熱交換器（１０、２０）の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱交換部としてのコアが積層型でなる積層型熱交換器およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の積層型熱交換器としては、例えば図５および図６に示すような特許文献１に記載されているものが知られている。かかる積層型熱交換器１は、中央のコア２の左右方向（矢印ａ方向）両端部に一対のタンク３ａ、３ｂを溶接等の手法により取付けて構成されている。
【０００３】
このコア２は、複数（この場合、６枚）のプレート４１、４２、４３、４４、４５、４６と、これらプレート４１〜４６の端部（例えば、プレート４１、４２間においてはコア２の前後方向（矢印ｂ方向）両端部、プレート４２、４３間においてはコア２の前記左右方向両端部）に、それぞれ設けられる複数（この場合、各層毎に２本ずつ）のスペーサであるバー６ａ、６ｂとが交互に積層されてなる。
【０００４】
また、これらプレート４１〜４６間における各バー６ａ、６ａおよび６ｂ、６ｂ間には、それぞれ波状のフィン５ａ、５ｂが介装されている。因みに、図中符号７は、タンク３ａの下部およびタンク３ｂの上部に設けられる媒体出口用および媒体流入用の配管を示している。
【０００５】
ところで、このような積層型熱交換器１は、元来、タンク３ａ、３ｂの溶接をコア２のろう付後に行っていたため、コア２のろう付部に溶接の影響を受けることに起因する再溶融、剥離もしくは材料劣化等を生ずる問題があった。
【０００６】
かかる問題を解決するべく、上述した特許文献１の積層型熱交換器の製造方法では、先ずコア２を構成する各構成部材（すなわちプレート４１〜４６、フィン５ａ、５ｂおよびバー６ａ、６ｂ）を、これら相互間にそれぞれ板状等のろう材を介在してコア２の形に仮組みし、この仮組みしたコア２の前記左右方向両端部にタンク３ａ、３ｂを溶接等の手法を用いて接合した後、これらタンク３ａ、３ｂを接合した仮組みのコア２をろう付して製造するようにしている。
【０００７】
従って、かかる特許文献１の技術では、タンク３ａ、３ｂの溶接がコア２のろう付前に行われるため、コア２のろう付部が溶接の影響を受けて再溶融、剥離もしくは材料劣化等を生ずることがないような製造方法により積層型熱交換器１を形成するようにしていた。
【０００８】
【特許文献１】
特開平６−３０７６号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる特許文献１の技術では、コア２とタンク３ａ、３ｂとを溶接によって接合した後、コア２をろう付形成するようにしていたため、当該コア２の各構成部品間に介在したろう材８がろう付によって溶解し、コア２全体として収縮する等の寸法変化を生じるおそれがあった。
【００１０】
この場合、コア２とタンク３ａ、３ｂとの接合部分において、この寸法変化を吸収することが困難であるため、当該接合部分に隙間や剥離などの未接合が生じる接合不良を招来する未だ不十分な問題があった。
【００１１】
そして、このようにコア２とタンク３ａ、３ｂとの接合部分に隙間や剥離などが生じた場合、積層型熱交換器１内を流通する熱交換媒体の漏れが発生し、ひいてはこの熱交換媒体の圧力によって積層型熱交換器１が破損するおそれがあり、品質および信頼性を著しく低下させる場合があった。
【００１２】
そこで、本発明は上述した問題点に鑑みてなされたもので、熱交換媒体の漏れを確実に防止することができ、この漏れに起因する破損を未然に回避することで、品質および信頼性を実用上十分に向上し得る積層型熱交換器およびその製造方法を提供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１にあっては、複数のプレートと複数のスペーサとを交互に積層してなる熱交換部と、当該熱交換部の端部に設けられる一対のタンクとを有する積層型熱交換器において、一対のタンクを熱交換部の外寸より大きく形成し、かつ当該一対のタンクの熱交換部と対向する内側端部に、当該熱交換部の積層方向における外側へ向けた傾斜部を設けるようにした。
【００１４】
請求項２にあっては、請求項１に記載の熱交換部の一対のタンクと対向する最外層端部に、前記傾斜部に対応した傾斜でなる当接部を設けるようにした。
【００１５】
請求項３にあっては、複数のプレートと複数のスペーサとを順次ろう材を介在しながら交互に積層して熱交換部を仮組みする仮組工程と、仮組みした熱交換部の端部にろう材を介して一対のタンクを配置するタンク配置工程と、これら仮組みした熱交換部と一対のタンクとを一体にろう付するろう付工程とを具え、一対のタンクが、熱交換部の外寸より大きく形成され、かつ当該熱交換部と対向する内側端部に、当該熱交換部の積層方向における外側へ向けた傾斜部を設け、ろう付工程時、一対のタンクを互いに引き寄せ合う方向に押圧するようにした。
【００１６】
請求項４にあっては、請求項３に記載の熱交換部の一対のタンクと対向する最外層端部に、傾斜部に対応した傾斜でなる当接部を設けるようにした。
【００１７】
【発明の効果】
請求項１によれば、一対のタンクを熱交換部の外寸より大きく形成し、かつ当該一対のタンクの熱交換部と対向する内側端部に、当該熱交換部の積層方向における外側へ向けた傾斜部を設けたことで、ろう付時に熱交換部に生じるおそれのある寸法変化に対しても、前記傾斜部で吸収することができる。
【００１８】
しかも、これら熱交換部と各タンクとを一体にろう付することができることから、熱交換部の各構成部品間および当該熱交換部と各タンク間に隙間や剥離などの未接合が生じる接合不良を来たすことなく、これらを確実にろう付できるため、熱交換媒体の漏れを確実に防止することができるとともに、この漏れに起因する破損を未然に回避することができる。かくして、品質および信頼性を実用上十分に向上し得る積層型熱交換器を提供することができる。
【００１９】
請求項２によれば、請求項１に記載の積層型熱交換器において、熱交換部の一対のタンクと対向する最外層端部に、前記傾斜部に対応した傾斜でなる当接部を設けるようにしたことにより、熱交換部と各タンクとの当接部分を密着させることができ、これら熱交換部と各タンクとの接合性をより一層綿密にすることができるため、ろう付の信頼性を格段と向上することができる。
【００２０】
請求項３によれば、一対のタンクを熱交換部の外寸より大きく形成し、かつ当該一対のタンクの熱交換部と対向する内側端部に、当該熱交換部の積層方向における外側へ向けた傾斜部を設けたことで、ろう付時に熱交換部に生じるおそれのある寸法変化に対しても、前記傾斜部で吸収することができる。
【００２１】
しかも、これら熱交換部と各タンクとを一体にろう付することができることから、熱交換部の各構成部品間および当該熱交換部と各タンク間に隙間や剥離などの未接合が生じる接合不良を来たすことなく、これらを確実にろう付できるため、熱交換媒体の漏れを確実に防止することができるとともに、この漏れに起因する破損を未然に回避することができる。かくして、品質および信頼性を実用上十分に向上し得る積層型熱交換器の製造方法を提供することができる。
【００２２】
また、このように熱交換部と各タンクとを一体にろう付することができることから、これら熱交換部と各タンクとを溶接等の手法によって接合する工程を省くことができるとともに、各タンクの傾斜部によって仮組みした熱交換部を、その積層方向で押さえつけることができることから、仮組みした熱交換部を押さえつけるための治具を設ける必要がなくなるため、製造コストを低減することができる。
【００２３】
請求項４によれば、請求項３に記載の積層型熱交換器の製造方法において、熱交換部の一対のタンクと対向する最外層端部に、前記傾斜部に対応した傾斜でなる当接部を設けるようにしたことにより、熱交換部と各タンクとの当接部分を密着させることができ、これら熱交換部と各タンクとの接合性をより一層綿密にすることができるため、ろう付の信頼性を格段と向上することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面に基づき詳述する。
【００２５】
図１〜図３は、本発明にかかる熱交換器の一実施形態を示し、図１は本実施形態による積層型熱交換器の概略構成を示す斜視図、図２は図１の熱交換器における要部を拡大して示す分解斜視図、図３は図１の熱交換器におけるＡ−Ａ断面を示す断面図である。
【００２６】
図５との対応部分に同一符号を付した図１において１０は、本実施形態による積層型熱交換器を示し、熱交換部としてのコア２の左右方向（矢印ａ方向）両端部に設けられる一対のタンク１１、１１の形状が異なる点と、これらコア２および各タンク１１、１１の接合方法が異なる点を除いて、上述の積層型熱交換器１とほぼ同様な構成でなる。
【００２７】
すなわち、かかる積層型熱交換器１０は、中央のコア２の左右方向（矢印ａ方向）両端部に一対のタンク１１、１１を取付けて構成されている。
【００２８】
このコア２は、例えば図２にも示すように、複数（この場合、６枚）のプレート４１、４２、４３、４４、４５、４６と、これらプレート４１〜４６の端部（例えば、プレート４１、４２間においてはコア２の前後方向（矢印ｂ方向）両端部、プレート４２、４３間においてはコア２の前記左右方向両端部）に、それぞれ設けられる複数（この場合、各層毎に２本ずつ）のスペーサであるバー６ａ、６ｂとが交互に積層されてなる。また、これらプレート４１〜４６間における各バー６ａ、６ａおよび６ｂ、６ｂ間には、それぞれ波状のフィン５ａ、５ｂが介装されている。
【００２９】
このとき、最上段のプレート４１と次段（すなわち、上方から２段目）のプレート４２との間の層は、その前後方向（矢印ｂ方向）の両端部をバー６ａ、６ａにより閉塞され、当該バー６ａ、６ａ間に介装されたフィン５ａの各波形は前記左右方向に延びており、この層は、その左右両側においてそれぞれタンク１１、１１内に連通している。なお、プレート４３、４４間およびプレート４５、４６間の層も同様に構成され、以下これらの層を奇数層と称する。
【００３０】
これに対し、前記２段目のプレート４２と３段目のプレート４３との間の層は、その左右方向の両端部をバー６ｂ、６ｂにより閉塞され、当該バー６ｂ、６ｂ間に介装されたフィン５ｂの各波形は前後方向に延びており、この層は、その前後両側において外部に連通している。なお、プレート４４、４５間の層も同様に構成され、以下これらの層を偶数層と称する。
【００３１】
このように、かかる積層型熱交換器１０では、これらバー６ａ、フィン５ａの組合わせとバー６ｂ、フィン５ｂの組合わせが交互に配設されており、このコア２を構成する各構成部品、すなわちプレート４１〜４６、フィン５ａ、５ｂおよびバー６ａ、６ｂは、互いにろう材８を介して積層され、それぞれの接触部においてろう付されるようになされている。
【００３２】
また、タンク１１、１１の下部および上部には、媒体出口用および媒体流入用の配管７、７が設けられ、当該媒体流入用配管７からタンク１１に流入した熱交換媒体、例えば冷媒は前記フィン５ａを設けた前記奇数層を通って対向するタンク１１に達し、媒体出口用配管７から流出する。
【００３３】
一方、前記フィン５ｂを設けた前記偶数層には他の熱交換媒体、例えば空気が流通し、これら直交して流れる両熱交換媒体間にフィン５ａ、５ｂおよびプレート４１〜４６を介して順次熱交換が行われるようになされている。
【００３４】
ここで、本実施形態においては、前記一対のタンク１１、１１がコア２の外寸より大きな略台形状でなり、図３に示すように、それぞれコア２と対向する内側端部、つまりコア２と各タンク１１、１１とが当接する当接部分９に、当該コア２の積層方向における外側へ向けた傾斜部１１ａを有している。
【００３５】
さて、このような積層型熱交換器１０は、以下のような手順に基づき製造される。
【００３６】
すなわち、かかる積層型熱交換器１０は、まず図２に示すように、仮組工程において、複数のプレート４１〜４６と複数のスペーサ６ａ、６ｂとを順次ろう材８を介在しながら交互に積層してコア２を仮組みし、次に図３に示すように、タンク配置工程において、前記仮組みしたコア２の前記左右方向両端部にろう材８などを介して一対のタンク１１、１１を配置する。
【００３７】
この状態で、続くろう付工程において、各タンク１１、１１を互いに引き寄せ合う方向に押圧しながら、これら仮組みしたコア２と各タンク１１、１１とを一体にろう付することにより、図１に示すような積層型熱交換器１０を形成する。
【００３８】
このように、本実施形態では、一対のタンク１１、１１をコア２の外寸より大きく形成し、かつ当該各タンク１１、１１のコア２と対向する内側端部に、当該コア２の積層方向における外側へ向けた傾斜部１１ａを設けたことにより、ろう付時にコア２に生じるおそれのある寸法変化に対しても、前記傾斜部１１ａで吸収することができる。
【００３９】
しかも、これらコア２と各タンク１１、１１とを一体にろう付することができることから、コア２の各構成部品（プレート４１〜４６、フィン５ａ、５ｂおよびバー６ａ、６ｂ）間および当該コア２と各タンク１１、１１間に隙間や剥離などの未接合が生じる接合不良を来たすことなく、これらを確実にろう付できる。
【００４０】
従って、熱交換媒体の漏れを確実に防止することができるとともに、この漏れに起因する破損を未然に回避することができ、かくして、品質および信頼性を実用上十分に向上させることができる。
【００４１】
また、このようにコア２と各タンク１１、１１とを一体にろう付することができることから、これらコア２と各タンク１１、１１とを溶接等の手法によって接合する工程を省くことができるとともに、各タンク１１、１１の傾斜部１１ａによって仮組みしたコア２を、その積層方向で押さえつけることができることから、仮組みしたコア２を押さえつけるための治具を設ける必要がなくなるため、製造コストを低減することができる。
【００４２】
なお、本発明の熱交換器１０を上述した実施形態を例に取って説明したが、本発明はこれに限ることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種実施形態を採用することができる。
【００４３】
例えば、上述の実施形態では、コア２の外寸より大きな略台形状でなり、それぞれコア２と対向する内側端部に、当該コア２の積層方向における外側へ向けた傾斜部１１ａを有してなるタンク１１を設けた積層型熱交換器１０について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば図４に示すように、コア２の外寸より大きな略矩形状でなり、それぞれコア２と対向する内側端部に、当該コア２の積層方向における外側へ向けた傾斜部１１ａを有してなるタンク２１を設けた積層型熱交換器２０においても適用することができる。勿論、この積層型熱交換器２０においても、前記積層型熱交換器１０と同様な効果を得ることができるのは言うまでもない。因みに、これらタンク１１、２１は、それぞれ板材を折り曲げて形成する手法や、角材を切削して形成する手法など、様々な手法を用いて形成することができ、この手法もこれらに限定することはない。
【００４４】
また、上述した実施形態においては、各タンク１１、１１のコア２と対向する内側端部に、当該コア２の積層方向における外側へ向けた傾斜部１１ａを設けるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、このコア２におけるタンク１１、１１と対向する最外層端部、つまりコア２の前記傾斜部１１ａとの当接部分に、この傾斜部１１ａに対応した傾斜でなる当接部を設けるようにしてもよい。この場合、コア２と各タンク１１、１１との当接部分を密着させることができ、これらコア２と各タンク１１、１１との接合性をより一層綿密にすることができるため、ろう付の信頼性を格段と向上し得る利点を得ることができる。
【００４５】
さらに、上述した実施形態においては、プレート４１、４２間、プレート４３、４４間、プレート４５、４６間、すなわち奇数層のバー６ａ間にフィン５ａを設けるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、これら奇数層のバー６ａ間にフィン５ａを設けなくてもよい。この場合、部品点数を削減できるため、生産面におけるコストを低減できる利点を得ることができる。一方、上述した実施形態のように、前記奇数層のバー６ａ間にフィン５ａを設けた場合、当該奇数層における熱交換媒体の流通抵抗を増すことができるため、熱交換効率を向上し得る利点を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる積層型熱交換器の一実施形態における概略構成を示す斜視図である。
【図２】図１の積層型熱交換器における要部を分解して示す斜視図である。
【図３】図１の積層型熱交換器におけるＡ−Ａ断面を示す断面図である。
【図４】本発明にかかる積層型熱交換器の他の実施形態における概略構成を示す断面図である。
【図５】従来の積層型熱交換器の概略構成を示す斜視図である。
【図６】図５の積層型熱交換器におけるＡ−Ａ断面を示す断面図である。
【符号の説明】
２・・・コア（熱交換部）
４１、４２、４３、４４、４５、４６・・・プレート
５ａ、５ｂ・・・フィン
６ａ、６ｂ・・・バー（スペーサ）
８・・・ろう材
９・・・当接部分
１０、２０・・・積層型熱交換器
１１、２１・・・タンク
１１ａ・・・傾斜部
【図１】
2004270972.tif 000003
【図２】
2004270972.tif 000004
【図３】
2004270972.tif 000005
【図４】
2004270972.tif 000006
【図５】
2004270972.tif 000007
【図６】
2004270972.tif 000008