(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のプレート（１）がプレス成型により同一形状に形成され、
各プレート（１）は、底部（１ａ）と、その一側に設けた側壁部（１ｂ）とにより断面Ｌ字状に曲折されると共に、各プレート（１）の長手方向の両端部で、その底部（１ａ）および側壁部（１ｂ）が、厚み方向の外方へ拡開されて、拡開底部（２ａ）および拡開側壁部（２ｂ）を有する拡開部（２）が形成されており、
前記側壁部（１ｂ）の先端縁が、底部（１ａ）に平行に内方へ曲折されている当接面（３ａ）を形成し、
前記底部（１ａ）の幅方向の先端縁に、前記当接面（３ａ）に整合する被当接面（４）が形成されており、
被当接面（４）の長手方向の少なくとも一部は、その底部（１ａ）の外面より僅かに凹陥して幅方向のズレを防止する段部（４ｂ）が形成されると共に、その段部（４ｂ）に整合する凸部（３ｂ）が前記当接面（３ａ）に形成されており、
各プレート（１）の底部（１ａ）が対向するように互いに逆向きに配置されるとともに、各プレート（１）の前記当接面（３ａ）が、対向するプレート（１）の前記被当接面（４）に当接されており、
各プレート（１）の底部（１ａ）と前記段部（４ｂ）の付根に、段付き状の位置決め部（５）が形成されており、その位置決め部（５）に凸部（３ｂ）の先端縁が当接されてろう付け固定されていることを特徴とするヘッダプレートレス熱交換器用偏平チューブ。
【請求項２】
請求項１に記載のヘッダプレートレス熱交換器用偏平チューブにおいて、
前記当接面（３ａ）には、前記凸部（３ｂ）に対して凹陥した凹陥面（３ｄ）をその長手方向に有し、その凹陥面（３ｄ）に整合する凸面（４ｄ）が前記被当接面（４）に設けられ、その凹陥面（３ｄ）と凸面（４ｄ）とにより、長手方向のずれを防止するヘッダプレートレス熱交換器用偏平チューブ。
【請求項３】
請求項１に記載のヘッダプレートレス熱交換器用偏平チューブにおいて、
前記一対のプレート（１）の間にインナーフィン（７）が介装され、
各プレート（１）の前記当接面（３ａ）の先端縁および／または前記被当接面（４）の段部（４ａ）が前記インナーフィン（７）の幅方向の両端部に当接し、そのインナーフィン（７）の幅方向を位置決めすることを特徴とするヘッダプレートレス熱交換器用偏平チューブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘッダプレートレス熱交換器の偏平チューブに関する。
【背景技術】
【０００２】
ヘッダプレートレス熱交換器に用いる偏平チューブについて、下記特許文献の発明が開示されている。
この発明は、図７に示す如く、一対の第１プレート２１と第２プレート２２が溝形に曲折され、それらの溝底部２１ａ、２２ａが互いに対向するように嵌着されて偏平チューブ８が形成される。この第１プレート２１は、一対の側壁部２１ｂの先端部が内側に段付きに形成され、そこに段部２１ｃが形成されている。その段部２１ｃに、第２プレート２２の側壁部２２ｂの先端部が嵌着される。また、その偏平チューブ８の両開口端部を厚み方向に拡開して拡開部２３が形成されている。
【０００３】
そして、偏平チューブ８の内部には通常インナーフィン７が介装される。偏平チューブ８の長手方向の中間部には、その溝底部２１ａ、２２ａの外方に突出するディンプル６が形成されている。
このディンプル６の高さは拡開部２３の拡開高さに整合する。
この偏平チューブ８を拡開部２３の位置で厚み方向に多数積層し、熱交換器のコア１０を構成する。そして、そのコア１０の外周にケーシングやタンク等のコア被嵌部材１１を被嵌して熱交換器が製造される。
【０００４】
このようなコア１０は、その偏平チューブ８の両端の拡開部２３の外面どうしが互いに接触し、その長手方向の中間部には通路が形成され、その通路に冷却水が流通する。そして、偏平チューブ８の内部には排ガスが流通し、それを冷却水によって冷却する。
この熱交換器は、拡開部２３の位置で厚み方向へ積層しているため、ヘッダプレートが不要であり、部品点数が少なく、組み立て容易である特徴がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１６３６４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このヘッダプレートレス熱交換器用偏平チューブは、偏平チューブ８およびコア被嵌部材１１（特許文献１では、ケーシングがコア被嵌部材１１である）が厚み方向に上下に分割され、それらを重ね合せ、厚み方向に互いに圧着した状態で、高温の炉内で一体的にろう付け固定される。そのとき、偏平チューブ８の拡開部２３で、一対のプレート２１、２２の継目に異常な変形が起こるおそれがある。
即ち、ろう付けの際には、各偏平チューブ８の厚み方向に外力を加えて各プレート２１、２２の間を密着する必要がある。すると、図８に示す如く、拡開部２３において、第２プレート２２の側壁部２２ｂの端面が、段部２１ｃから滑落しやすい傾向にある。これは、その拡開部２３にはインナーフィン７が介在せず、内部が空洞だからである。なお、拡開部２３以外にはインナーフィン７が介装され、それが外力を支持している。
【０００７】
その結果、各偏平チューブ８の拡開部２３において、一対のプレート２１、２２間に隙間が生じる。その状態でろう付けされると、ろう付け不良が起こる。
また、このような偏平チューブ８を構成する一対のプレート２１、２２は互いに形状が異なるため、その品質管理が容易でない欠点があった。さらに、溝形プレートを嵌め合いにより嵌着させる場合、それらの組み付けが煩わしい欠点がある。
そこで、本発明は一対のプレートの品質管理および組み付けがしやすく、偏平チューブの厚み方向に外力が加わっても、偏平チューブの側壁端部にずれを生じ難いヘッダプレートレス熱交換器用偏平チューブを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の本発明は、一対のプレート１がプレス成型により同一形状に形成され、
各プレート１は、底部１ａと、その一側に設けた側壁部１ｂとにより断面Ｌ字状に曲折されると共に、各プレート１の長手方向の両端部で、その底部１ａおよび側壁部１ｂが、厚み方向の外方へ拡開されて、拡開底部２ａおよび拡開側壁部２ｂを有する拡開部２が形成されており、
前記側壁部１ｂの先端縁が、底部１ａに平行に内方へ曲折されている当接面３ａを形成し、
前記底部１ａの幅方向の先端縁に、前記当接面３ａに整合する被当接面４が形成されており、
被当接面４の長手方向の少なくとも一部は、その底部１ａの外面より僅かに凹陥して幅方向のズレを防止する段部４ｂが形成されると共に、その段部４ｂに整合する凸部３ｂが前記当接面３ａに形成されており、
各プレート１の底部１ａが対向するように互いに逆向きに配置されるとともに、各プレート１の前記当接面３ａが、対向するプレート１の前記被当接面４に当接されており、 各プレート１の底部１ａと前記段部４ｂの付根に、段付き状の位置決め部５が形成されており、その位置決め部５に凸部３ｂの先端縁が当接されてろう付け固定されていることを特徴とするヘッダプレートレス熱交換器用偏平チューブである。
【０００９】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載のヘッダプレートレス熱交換器用偏平チューブにおいて、
前記当接面(3a)には、前記凸部(3b)に対して凹陥した凹陥面(3d)をその長手方向に有し、その凹陥面(3d)に整合する凸面 (4d)が前記被当接面(4)に設けられ、その凹陥面(3d)と凸面 (4d)とにより、長手方向のずれを防止するヘッダプレートレス熱交換器用偏平チューブである。
【００１０】
請求項３に記載の本発明は、請求項１又は請求項２のいずれかに記載のヘッダプレートレス熱交換器用偏平チューブにおいて、
前記一対のプレート（1）の間にインナーフィン（7）が介装され、
各プレート（1）の当接面（3a）の先端縁および／または被当接面（4）の段部（4a）が前記インナーフィン（7）の幅方向の両端部に当接し、そのインナーフィン（7）の幅方向を位置決めすることを特徴とするヘッダプレートレス熱交換器用偏平チューブである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のヘッダプレートレス熱交換器用偏平チューブは、一対のプレート１がプレス成形により、断面Ｌ字状の同一形状に形成され、その当接面３ａに凸部３ｂが設けられ、それに整合する段部４ｂが、被当接面４に設けられ、また、各プレート１の底部１ａと段部４ｂの付根には、段付き状の位置決め部５が形成されており、その位置決め部５に凸部３ｂの先端縁が当接されて幅方向のズレを防止する。
【００１２】
この構成により、断面Ｌ字状の一種類のプレート１により偏平チューブ８を製造できる。さらに、幅方向のズレを防止する段部４ｂの位置決め部５と凸部３ｂの先端縁とが当接することにより、一対のプレートを正確に組み立てることができる。
また、水平な面においてろう付けが行われるため、ろう付けの信頼性が向上する。
【００１３】
上記構成において、当接面(3a)に凹陥面(3d)を設け、その凹陥面(3d)に整合する凸面 (4d)を被当接面(4)に設けて、その凹陥面(3d)と凸面 (4d)とにより、長手方向のずれを防止した場合には、さらに、容易に偏平チューブを組み立てることができる。
【００１４】
さらに、いずれかの上記構成において、一対のプレート１の間にインナーフィン７が介装され、各プレート１の当接面３ａの先端面および／または被当接面４の段部４ａがインナーフィン７の幅方向の両端部に当接するように構成した場合には、偏平チューブの組立て時に、簡単なプレート構造でインナーフィン７の幅方向を位置決めすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のヘッダプレートレス熱交換器用偏平チューブの実施例を示す分解斜視図。
【図２】同偏平チューブの開口端部を示す正面図。
【図３】図１のIII−III矢視断面図。
【図４】図１のIV−IV矢視断面図。
【図５】同偏平チューブ８を積層してコア１０を形成したときの状態を示す要部断面図。
【図６】図５のVI部拡大図。
【図７】従来型偏平チューブの断面図（Ａ）及び一部破断側面図（Ｂ）。
【図８】従来型偏平チューブを積層して、圧縮したときの側壁部のずれを示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、図面に基づいて本発明の実施の形態につき説明する。
図１〜図４は、本発明のヘッダプレートレス熱交換器用偏平チューブの実施例を示すものであり、図５、図６は、その偏平チューブを用いたコアの要部の説明図である。なお、説明の都合上、図１において、プレート１の横方向（左右方向）を幅方向とし、それに直交する奥行き方向を長手方向とする。
【００１７】
（各プレート１の構造）
本願の偏平チューブ８は、プレス成形により同一形状に形成される一対のプレート１の嵌着体からなる。
図１に示す如く、各プレート１は断面Ｌ字状に曲折され、底部１ａと側壁部１ｂとを有する。そして、各プレート１の長手方向の両端部には、底部１ａの外方向に拡開する拡開部２が形成される。この拡開部２は、拡開底部２ａと、拡開側壁部２ｂとからなる。
【００１８】
側壁部１ｂの先端縁は、底部１ａ側に平行に折り曲げられて、そこに当接面３ａを形成する。この当接面３ａは、その中央に凸部３ｂが長手方向に設けられ、その凸部３ｂの両側に凹陥面３ｄが形成されて、全体が低い台形状に形成されている。
また、底部１ａ及び拡開底部２ａの先端縁には、帯状の被当接面４が形成される。この被当接面４は、当接面３ａに整合する。そして、この被当接面４の長手方向の中間部は、底部１ａの外面より僅かに凹陥する段部４ｂが形成されている。そして、段部４ｂの長手方向の両側には凸面４ｄが形成されている。
【００１９】
また、各プレート１の底部１ａには、その外面側に突出する多数のディンプル６が形成されている。このディンプル６の高さは、各プレート１の拡開部２の拡開高さと同一である。
【００２０】
この例では、各プレート１の当接面３ａの長手方向の中間部の凸部３ｂが、被当接面４の凹陥した段部４ｂに嵌入して、幅方向のズレ止め機能を有する。
即ち、図４に示す如く、段部４ｂが底部１ａの外面より僅かに厚み方向に突出して、そこに凸部３ｂが嵌入して、幅方向の位置決め部５が形成される。
【００２１】
（偏平チューブ８の組立て）
このように形成された一対の同形状のプレート１は、図１に示す如く、それらの底部１ａを対向するように互いに逆向きに配置され、インナーフィン７を介装した状態で、偏平チューブ８を構成する。
図２〜図４は、各部（拡開部２は図２、段部４ａは図３、長手方向の中間位置の段部４ｂは図４）における当接面３ａ、３ｃと被当接面４、４ｃとの接触の状態を示している。
【００２２】
図２において左側では、下側のプレート１の拡開底部２ａの被当接面４ｃに、上側プレート１の拡開側壁部２ｂの当接面３ｃが接触し、右側では下側プレート１の当接面３ｃに上側プレート１の被当接面４ｃが接触する。
図４に示す断面の左側では、上側のプレート１の凸部３ｂの下面が、下側のプレート１の段部４ｂの上面に接触するとともに、凸部３ｂの先端面が位置決め部５に当接され、各プレート１の側壁部１ｂが幅方向に位置ずれしないように構成されている。
【００２３】
右側では、下側のプレート１の凸部３ｂの上面が、上側のプレート１の段部４ｂの下面に接触するとともに、凸部３ｂの先端面が位置決め部５に当接されている。このように、各プレート１どうしが、その幅方向の縁部の水平な面で接触し、その部分でろう付けされる。そのため、その水平面にろう材が保持される。
これに対して、従来のように、各プレートどうしが垂直な面で接触してろう付けされると、重力方向にろう材が漏れ出すおそれがある。
【００２４】
（インナーフィン７の位置決め構造）
図３において、偏平チューブ８の組立ての際、先ず、下面を構成するプレート１が配置され、それにインナーフィン７が載置される。この時、インナーフィン７の幅方向の一方の下縁（左側）が、そのプレート１の段部４ａに当接するとともに、他方の上端縁（右側）が、当接面３ａの先端面に当接する。そのため、インナーフィン７の幅方向両側縁の仮位置決めが可能となる。その後、上側のプレート１が被嵌される。その時、インナーフィン７の上端縁はその上面側のプレート１の段部４ａにより、さらに幅方向が位置決めされる。
【００２５】
この例では、インナーフィン７は矩形波状のストレートフィンで記載されているが、台形波状、サイン波状のストレートフィン、ウェーブフィン、オフセットフィン等の公知のものを使用できる。
【００２６】
（熱交換器の組立て）
このようにしてなる偏平チューブ８が、拡開部４とディンプル６の頂部により、多数厚み方向に積層され、図５、図６のごとく熱交換器のコア１０を構成する。そして、そのコア１０の外周にコア被嵌部材１１が被嵌される。
一例として、このコア被嵌部材１１がケーシングの場合、そのケーシングは、一対の溝状材で形成することができ、積層方向の中間部で互いに嵌着することができる。ケーシングの側壁部には、図示しない一対の冷却水出入口が穿設され、そこにパイプが接続される。また、コア１０の開口方向の両端には一対のタンクが配置される。
【００２７】
この様に組立てられた熱交換器は、コア１０の積層方向に外力を加えた状態で、炉内でろう付けされる。ろう付けの方法として、各部品の互いに接触する一方にろう材がクラッドされているか、或いはそれらの間にろう材が介装または塗布される。
コア被嵌部材１１はこの例ではケーシングとして説明したが、これに替えて、先ずコア１０の開口端をタンクで被嵌し、次にコアとタンクの外周をケーシングで被嵌することもできる。
【００２８】
（ろう付け時の作用）
図５および図６に示すごとく、側壁部１ｂおよび拡開側壁部２ｂの平面でコア被嵌部材１１の内面と接触するので、信頼性の高いろう付けが実現される。
さらに、図６に示す如く、拡開底部２ａも被当接面４ｃまで平坦に形成されており、その端面は角が切出され、対向するプレート１の拡開側壁部２ｂの外面に面一に整合している。そして、その端面がコア被嵌部材１１の内面に当接される。
そのため、コア被嵌部材１１と偏平チューブ８との隙間を、従来図の図８の隙間の半分にすることができる。即ち、ろう付けの際に、偏平チューブ８のコーナー部９により生じる隙間をろう材で容易に閉塞することができる。そして、ろう付けの際のろう切れに伴う、漏れが起こり難い、信頼性の高いヘッダプレートレス型熱交換器を提供できる。
【符号の説明】
【００２９】
１  プレート
１ａ  底部
１ｂ  側壁部
２  拡開部
２ａ  拡開底部
２ｂ  拡開側壁部
３ａ  当接面
３ｂ  凸部
３ｃ  当接面
３ｄ  凹陥面
【００３０】
４  被当接面
４ａ  段部
４ｂ  段部
４ｃ  被当接面
４ｄ  凸面
５  位置決め部
【００３１】
６  ディンプル
７  インナーフィン
８  偏平チューブ
９  コーナー部
１０  コア
１１  コア被嵌部材
【００３２】
２１  第１プレート
２１ａ  溝底部
２１ｂ  側壁部
２１ｃ  段部
２２  第２プレート
２２ａ  溝底部
２２ｂ  側壁部
２３  拡開部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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