(57)【要約】【課題】高耐圧でありながら、低コストで製作することができる熱交換器を提供する。【解決手段】冷媒流路成型部１８と複数のタンク成形部１５とを有するプレート部材１１Ａ、１１Ｂからなるチューブ１１を複数積層するとともに、積層方向に隣接するチューブ１１間にフィン１２を配置した熱交換器であって、チューブ１１は、両端部に一対のタンク成形部１５からなる第１タンク部１６Ａ、１６Ｂが形成され、中央部に一対の冷媒流路成型部１８からなる冷媒流路１９が形成されるとともに、隣接するチューブ１１との間に一対のタンク成形部１５からなる第２タンク部１６ａ、１６ｂが形成され、且つ第２タンク部１６ａ、１６ｂは隣接する第１タンク部１６Ａ、１６Ｂと連通するように構成した。【選択図】    図１
2005195273.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒流路成型部（１８）と複数のタンク成形部（１５）とを有する一対のプレート部材（１１Ａ、１１Ｂ）からなるチューブ（１１）を複数積層するとともに、積層方向に隣接する前記チューブ（１１）間にフィン（１２）を配置した熱交換器（１０）であって、
前記チューブ（１１）は、両端部に一対の前記タンク成形部（１５）からなる第１タンク部（１６Ａ、１６Ｂ）が形成され、中央部に一対の前記冷媒流路成型部（１８）からなる冷媒流路（１９）が形成されるとともに、隣接する前記チューブ（１１）との間に一対の前記タンク成形部（１５）からなる第２タンク部（１６ａ、１６ｂ）が形成され、且つ前記第２タンク部（１６ａ、１６ｂ）は隣接する前記第１タンク部（１６Ａ、１６Ｂ）と連通することを特徴とする熱交換器（１０）。
【請求項２】
前記複数のタンク成形部（１５）は、前記プレート部材（１１Ａ、１１Ｂ）の表裏面に形成され、前記プレート部材（１１Ａ、１１Ｂ）に形成された冷媒流路成型部（１８）同士が対向するように接合したチューブ（１１）を複数積層したときに、それぞれの表面側に位置する前記タンク成形部（１５）同士により第１タンク部（１６Ａ、１６Ｂ）が形成され、裏面側に位置する前記タンク成形部（１５）と、隣接するチューブ（１１）の同じく裏面側に位置する前記タンク成形部同士により前記第２タンク部（１６ａ、１６ｂ）が形成されることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器（１０）。
【請求項３】
前記プレート部材（１１Ａ、１１Ｂ）は、板材に前記複数のタンク成形部（１５）を同一形状、同一配置で形成し、この板材の所定箇所を折り曲げて、所定の前記タンク成形部（１５）同士を対向して接合したものであることを特徴とする請求項１または２に記載の熱交換器（１０）。
【請求項４】
前記複数のタンク成形部（１５）は、プレス加工により成形されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の熱交換器（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば車両等に用いられる熱交換器に関するもので、とくに積層型熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シートに冷媒流路を形成し、これを複数枚重ね合わせた積層型熱交換器のヘッダタンクとしては、断面凹形状に形成された２枚のコアプレートを重ね合わせて１つのタンク部とし、これを複数積層した構造のものが知られている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特許第２５６０３４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記構造による熱交換器はフロン系の冷却媒体には適しているが、二酸化炭素などのノンフロン系の冷却媒体は圧力が高いため、タンク部の強度が不足して破裂するおそれがある。タンク部を高耐圧なものとするには、断面積を小さくすればよいが、そうすると図４に示すように、タンク部の直径Ｄに対して成型深さＨが大きくなるため、板材をプレス加工により成形することができなくなる。そこで、押出し材を使用することが考えられるが、押出し材は板材に比べて材料コストが高く、また、タンク間の連通溝を形成するための機械加工等が必要となるため、加工コストも高くなってしまう。
【０００４】
この発明の目的は、高耐圧でありながら、低コストで製作することができる熱交換器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、冷媒流路成型部と複数のタンク成形部とを有する一対のプレート部材からなるチューブを複数積層するとともに、積層方向に隣接する前記チューブ間にフィンを配置した熱交換器であって、前記チューブは、両端部に一対の前記タンク成形部からなる第１タンク部が形成され、中央部に一対の前記冷媒流路成型部からなる冷媒流路が形成されるとともに、隣接する前記チューブとの間に一対の前記タンク成形部からなる第２タンク部が形成され、且つ前記第２タンク部は隣接する前記第１タンク部と連通することを特徴とする。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１において、前記複数のタンク成形部は、前記プレート部材の表裏面に形成され、前記プレート部材に形成された冷媒流路成型部同士が対向するように接合してチューブとしたときに、それぞれの表面側に位置する前記タンク成形部により第１タンク部が形成され、裏面側に位置する前記タンク成形部と、隣接するチューブの同じく裏面側に位置する前記タンク成形部により前記第２タンク部が形成されることを特徴とする。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項１または２において、前記プレート部材は、板材に前記複数のタンク成形部を同一形状、同一配置で形成し、この板材の所定箇所を折り曲げて、所定の前記タンク成形部同士を対向して接合したものであることを特徴とする。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項において、前記複数のタンク成形部がプレス加工により成形されたものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明によれば、隣接する第１タンク部と第２タンク部とが連通して一つのタンク部となるため、高耐圧化のために前記第１タンク部と第２タンク部の径を小さくした場合でも、各タンク成形部の成型深さを浅くすることができる。すなわち、各タンク成形部は、タンク部の直径に対して成型深さが大きくならないので、プレート部材を板材のプレス加工等により成形することができる。したがって、チューブを押出し材のような高価な材料ではなく、安い板材で製作することができるようになり、材料コストを削減することができる。
【００１０】
請求項２の発明によれば、隣接する２つのチューブの外側に位置するタンク成形部により第２タンク部が形成されるため、第２タンク部を専用のプレート部材を組み合わせて形成する構造に比べて、プレート部材の部品数を少なくすることができる。
【００１１】
請求項３の発明によれば、プレート部材を１つの金型で製作することができるため、各プレート部材を別々の金型で製作する場合に比べて金型に要するコストを削減することができる。
【００１２】
請求項４の発明によれば、プレート部材をプレス加工で成型することにより、熱交換器全体の加工が容易なものとなり、加えて、タンク間の連通溝を形成するための機械加工等が不要となるため、加工コストを削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係わる熱交換器を実施するための最良の形態を図面を参照しながら説明する。なお、実施例の説明に用いる各図においては、構造を分かり易くするため、適宜にハッチング、輪郭線、境界線等を省略する。
【実施例１】
【００１４】
図１は本実施例に係わる熱交換器の要部断面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面に相当する部分断面図、図３はプレート部材の折り曲げ工程を示す説明図である。このうち、図１は隣接する各タンク部の断面を示すため、熱交換器の平面をクランク状に切断した断面図を示している。
【００１５】
本実施例における熱交換器１０は、図１に示すように、複数枚に重ね合わされたチューブ１１と、各チューブ１１間に配置されたフィン１２とを備えて構成されている（上下に配置されるプレートや冷却媒体の出入口パイプ等については図示を省略する）。
【００１６】
チューブ１１は、図３に示すように、同一形状に成形されたプレート部材１１Ａおよびプレート部材１１Ｂからなり、各プレート部材１１Ａ、１１Ｂには、断面凹形状の複数のタンク成形部１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ（以下、適宜にタンク成形部１５という）、および複数の冷媒流路成型部１８が形成されている。このプレート部材１１Ａ、１１Ｂは、折り曲げ箇所１０１、１０２で矢印方向に２段階に折り曲げられ、タンク成形部１５ａと１５ｄ、およびタンク成形部１５ｂと１５ｃがそれぞれ対向するように接合されている。さらに、プレート部材１１Ａ、１１Ｂの冷媒流路成型部１８同士が対向するように向かい合わせにして接合することにより１つのチューブ１１が出来上がる。図３では、プレート部材１１Ａおよびプレート部材１１Ｂの一方の端部形状を示しているが、他方の端部も所定の折り曲げ箇所で折り曲げられている。
【００１７】
さらに、上記のように構成されたチューブ１１を、図１に示すように複数枚重ね合わせることにより、中央部にラジエータコア１３、両端部にタンク１４がそれぞれ形成されることになる。
【００１８】
次に、プレート部材１１Ａおよびプレート部材１１Ｂの形状について説明する。ここでは、図１のＡ−Ａ線断面に位置するプレート部材１１Ｂを用いて説明するが、プレート部材１１Ａも同じ形状である。
【００１９】
図２に示すように、プレート部材１１Ｂに形成されたタンク成形部１５ａ、１５ｂは、並行する２つの直線上に１つおきに交互に配置されるように形成され、また図示していないタンク成形部１５ｃ、１５ｄもタンク成形部１５ａ、１５ｂと対向するように、並行する２つの直線上に１つおきに交互に配置されている。すなわち、タンク成形部１５ａ〜１５ｄは、プレート部材１１Ｂの所定箇所を折り曲げて対向させたときに、タンク成形部１５ａと１５ｄとが対向し、またタンク成形部１５ｂと１５ｃとが対向するように配置されている。このように、プレート部材１１Ｂの所定箇所を折り曲げて対向させると、タンク成形部１５ａ〜１５ｄは、プレート部材１１Ｂの表裏面に形成されることになり、そのうちタンク成形部１５ａ、１５ｂは表面側に、またタンク成形部１５ｃ、１５ｄは裏面側に形成される。
【００２０】
したがって、チューブ１１として構成したときに、それぞれの表面側に位置するタンク成形部１５ａ同士により第１タンク部１６Ａが形成され、同じく表面側に位置するタンク成形部１５ｂ同士により第１タンク部１６Ｂが形成される。また、チューブ１１を複数積層したときには、裏面側に位置するタンク成形部１５ｄと、隣接するチューブ１１の同じく裏面側に位置するタンク成形部１５ｄ同士により第２タンク部１６ａが形成され、裏面側に位置するタンク成形部１５ｃと、隣接するチューブ１１の同じく裏面側に位置するタンク成形部１５ｃ同士により第２タンク部１６ｂが形成される（以下、第１タンク部、第２タンク部を適宜にタンク部という）。
【００２１】
本実施例の熱交換器１０において、各タンク成形部１５は平面的に円形状に形成され、底部には同じく円形状の開口部１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ（以下、適宜に開口部１７という）が形成されている。これにより、第１タンク部１６Ａと第２タンク部１６ａ間、および第１タンク部１６Ｂと第２タンク部１６ｂ間は、図１に示すように、それぞれの開口部１７により内部が上下方向に連通している。
【００２２】
また、プレート部材１１Ａおよびプレート部材１１Ｂには、チューブ１１として重ね合わせたときに冷媒流路１９となる複数の冷媒流路成型部１８が形成されている。上下の冷媒流路成型部１８で形成される冷媒流路１９はラジエータコア１３内を貫通している。本実施例において、各タンク部はそれぞれ３本の冷媒流路１９と連通している。これにより、各タンク部に流入した冷却媒体は、この冷媒流路１９内を通ってラジエータコア１３に流通し、他方の側に設けられたタンク１４へ流入することになる。
【００２３】
本実施例による熱交換器１０では、図１に示すように、上下に配置された２つの第１タンク部１６Ａと第２タンク部１６ａ、および第１タンク部１６Ｂと第２タンク部１６ｂがそれぞれ連通して１つのタンク部となるため、タンク１４を高耐圧にするために各タンク部の径を小さくした場合でも、各タンク成形部１５の成型深さを浅くすることができる（例えば、同一断面積、同一タンク部径とした場合は１／２）。このように、本実施例の構成によれば、タンク部の直径に対して成型深さが大きくならないので、プレート部材を板材のプレス加工により形成することができる。すなわち、プレート部材を押出し材のような高価な材料ではなく、安い板材で製作することができるため、材料コストを削減することができる。
【００２４】
また、プレート部材をプレス加工により成型できるため、熱交換器全体の加工が容易なものとなり、また、タンク間の連通溝を形成するための機械加工等が不要となるため、加工コストを削減することができる。
【００２５】
さらには、プレート部材１１Ａと１１Ｂは同一形状であるため、１つの金型で製作することができる。このため上下のプレート部材を別々の金型で製作する場合に比べて金型に要するコストを削減することができる。
【００２６】
また、各層の第２タンク部１６ａ、１６ｂをそれぞれ専用のプレート部材を重ね合わせて形成した場合に比べて部品数を少なくすることができる。
【００２７】
以上のように、本発明によれば、タンクに高価な押出し材を使用したものに比べて、加工工数や原材料等のコストを削減することができるため、二酸化炭素を冷却媒体とするような高耐圧の熱交換器を低コストで製作することができる。
【００２８】
なお、図中に示した各タンク成形部１５の配置、形状等は本実施例の形態に限定されるものではなく、熱交換器の仕様に応じて適切な配置、形状に設計されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施例に係わる熱交換器の要部断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面に相当する部分断面図。
【図３】プレート部材の折り曲げ工程を示す説明図。
【図４】タンク部の直径Ｄと成型深さＨとの関係を示す説明図。
【符号の説明】
【００３０】
１０…熱交換器
１１…チューブ
１１Ａ、１１Ｂ…プレート部材
１２…フィン
１３…ラジエータコア
１４…タンク
１５（ａ〜ｄ）…タンク成形部
１６Ａ、１６Ｂ…第１タンク部
１６ａ、１６ｂ…第２タンク部
１７（ａ〜ｄ）…開口部
１８…冷媒流路成型部
１９…冷媒流路
【図１】
2005195273.tif 000003
【図２】
2005195273.tif 000004
【図３】
2005195273.tif 000005
【図４】
2005195273.tif 000006