(57)【要約】【課題】  パイプとヘッダタンクとの間に隙間が発生してしまう等のろう付け不良を防止する。【解決手段】  パイプ１２の円筒部１２ａ、ヘッダタンク２２の円筒部２２ｂ及びオイルクーラ１０の円筒部１０ａを、同軸状に配置した状態で互いにろう付けする。これにより、パイプ１２の軸方向を鉛直方向に一致させてオイルクーラ１０がヘッダタンク２２内においてヘッダタンクに吊り下げられたような状態でろう付け（加熱）された場合において、パイプ１２の円筒部１２ａ、ヘッダタンク２２の円筒部２２ｂ及びオイルクーラ１０の円筒部１０ａが互いに鉛直方向にずれても、各円筒部１０ａ、１２ａ、２２ｂ間の隙間は変化しない。したがって、ヘッダタンク２２内外を貫通するパイプ１２とヘッダタンク２２との間に隙間が発生してしまう等のろう付け不良が発生してしまうことを防止でき得る。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１流体が流れる複数本のチューブ（２１）、及び前記複数本のチューブ（２１）と連通するヘッダタンク（２２）を有する第１熱交換器（２０）と、
前記ヘッダタンク（２２）内に配置され、前記第１流体と第２流体とを熱交換する第２熱交換器（１０）と、
前記ヘッダタンク（２２）内外を貫通し、前記第２熱交換器（１０）内と連通するパイプ（１２）とを備え、
前記ヘッダタンク（２２）のうち前記パイプ（１２）が挿入される挿入口（２２ａ）の縁部には、前記パイプ（１２）の円筒部（１２ａ）と同軸状に形成された円筒部（２２ｂ）が設けられ、
前記第２熱交換器（１０）のうち前記第２熱交換器（１０）と前記パイプ（１２）との接続部には、前記パイプ（１２）の円筒部（１２ａ）と同軸状に形成された円筒部（１０ａ）が設けられており、
前記パイプ（１２）の円筒部（１２ａ）、前記ヘッダタンク（２２）の円筒部（２２ｂ）及び前記第２熱交換器（１０）の円筒部（１０ａ）は、同軸状に配置された状態で互いにろう接されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記第２熱交換器（１０）の円筒部（１０ａ）は、前記パイプ（１２）の円筒部（１２ａ）及び前記ヘッダタンク（２２）の円筒部（２２ｂ）に挟まれた状態で前記パイプ（１２）の円筒部（１２ａ）及び前記ヘッダタンク（２２）の円筒部（２２ｂ）にろう接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】
前記第２熱交換器（１０）の円筒部（１０ａ）と前記ヘッダタンク（２２）の円筒部（２２ｂ）とは、前記ヘッダタンク（２２）の円筒部（２２ｂ）に被覆された溶加材によりろう接されており、
前記第２熱交換器（１０）の円筒部（１０ａ）と前記パイプ（１２）の円筒部（１２ａ）とは、前記第２熱交換器（１０）の円筒部（１０ａ）に被覆された溶加材によりろう接されていることを特徴とする請求項２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記ヘッダタンク（２２）の円筒部（２２ｂ）は、塑性加工により前記ヘッダタンク（２２）に一体成形されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の熱交換器。
【請求項５】
前記ヘッダタンク（２２）の円筒部（２２ｂ）は、前記挿入口（２２ａ）の縁部から前記ヘッダタンク（２２）内に向かって突出していることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の熱交換器。
【請求項６】
前記第２熱交換器（１０）の円筒部（１０ａ）は、前記挿入口（２２ａ）の縁部に向かって突出していることを特徴とする請求項１ないし５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、ラジエータ等の第１熱交換器のヘッダタンク内にオイルクーラ等の第２熱交換器が内蔵された熱交換器に関するもので、車両用ラジエータに適用して有効である。
【背景技術】
【０００２】
従来は、図５に示すように、ラジエータのヘッダタンク２２内に収納されたオイルクーラ１０と外部とを繋ぐパイプ１２をヘッダタンク２２にねじにて仮固定した状態で、オイルクーラ１０及びパイプ１２をヘッダタンク２２にろう付けしている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−２２１０４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１に記載の発明において、パイプ１２を鉛直方向に一致させてオイルクーラ１０がヘッダタンク２２内においてヘッダタンク１０に吊り下げられたような状態でろう付けを行うと、加熱時に、雄ねじ部材３０とヘッダタンク２２の内壁面との間に配置されたろう材３１が溶けて流れ出すため、ねじの締結力、雄ねじ部材３０をヘッダタンク２２の内壁面に向けて押し付ける力が低下するとともに、雄ねじ部材３０とヘッダタンク２２の内壁面との間に隙間が発生してしまう。
【０００４】
したがって、オイルクーラ１０をヘッダタンク２２に液密にろう付けすることができず、ヘッダタンク２２内外を貫通するパイプ１２とヘッダタンク２２との間に隙間が発生してしまう等のろう付け不良が発生してしまう。
【０００５】
なお、ラジエータやコンデンサ等をろう付けする際には、完成したラジエータやコンデンサ等において冷却風の流通方向、つまりヘッダタンクの長手方向及びチューブの長手方向の両者に直交する方向が鉛直方向に一致するようにして、ラジエータ等をろう付け溶炉内に配置した方が、炉内に多くのラジエータ等を収納できるので、通常、パイプの軸方向を鉛直方向に一致させてオイルクーラがヘッダタンク内においてヘッダタンクに吊り下げられたような状態でろう付け（加熱）される。
【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、パイプとヘッダタンクとの間に隙間が発生してしまう等のろう接不良が発生してしまう。を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、第１流体が流れる複数本のチューブ（２１）、及び複数本のチューブ（２１）と連通するヘッダタンク（２２）を有する第１熱交換器（２０）と、ヘッダタンク（２２）内に配置され、第１流体と第２流体とを熱交換する第２熱交換器（１０）と、ヘッダタンク（２２）内外を貫通し、第２熱交換器（１０）内と連通するパイプ（１２）とを備え、ヘッダタンク（２２）のうちパイプ（１２）が挿入される挿入口（２２ａ）の縁部には、パイプ（１２）の円筒部（１２ａ）と同軸状に形成された円筒部（２２ｂ）が設けられ、第２熱交換器（１０）のうち第２熱交換器（１０）とパイプ（１２）との接続部には、パイプ（１２）の円筒部（１２ａ）と同軸状に形成された円筒部（１０ａ）が設けられており、パイプ（１２）の円筒部（１２ａ）、ヘッダタンク（２２）の円筒部（２２ｂ）及び第２熱交換器（１０）の円筒部（１０ａ）は、同軸状に配置された状態で互いにろう接されていることを特徴とする。
【０００８】
そして、本発明では、パイプ（１２）の円筒部（１２ａ）、ヘッダタンク（２２）の円筒部（２２ｂ）及び第２熱交換器（１０）の円筒部（１０ａ）は、同軸状に配置された状態で互いにろう接されているので、パイプ（１２）の軸方向を鉛直方向に一致させて第２熱交換器（１０）がヘッダタンク（２２）内においてヘッダタンク（２２）に吊り下げられたような状態でろう接（加熱）された場合において、パイプ（１２）の円筒部（１２ａ）、ヘッダタンク（２２）の円筒部（２２ｂ）及び第２熱交換器（１０）の円筒部（１０ａ）が互いに鉛直方向にずれても、各円筒部（１０ａ、１２ａ、２２ｂ）間の隙間は変化しない。
【０００９】
つまり、本発明では、各円筒部（１０ａ、１２ａ、２２ｂ）が同軸状に配置されているので、溶加材の厚み変化は鉛直方向の寸法変化に影響を及ぼすことがない。したがって、ヘッダタンク（２２）内外を貫通するパイプ（１２）とヘッダタンク（２２）との間に隙間が発生してしまう等の接合不良が発生してしまうことを防止でき得る。
【００１０】
なお、「ろう接」とは、例えば「接続・接合技術」（東京電機大学出版局）に記載されているように、ろう材やはんだを用いて母材を溶融させないように接合する技術を言う。
【００１１】
因みに、融点が４５０℃以上の溶加材を用いて接合するときをろう付けと言い、その際の溶加材をろう材と呼び、融点が４５０℃以下の溶加材を用いて接合するときをはんだ付けと言い、その際の溶加材をはんだと呼ぶ。
【００１２】
請求項２に記載の発明では、第２熱交換器（１０）の円筒部（１０ａ）は、パイプ（１２）の円筒部（１２ａ）及びヘッダタンク（２２）の円筒部（２２ｂ）に挟まれた状態でパイプ（１２）の円筒部（１２ａ）及びヘッダタンク（２２）の円筒部（２２ｂ）にろう接されていることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項３に記載の発明では、第２熱交換器（１０）の円筒部（１０ａ）とヘッダタンク（２２）の円筒部（２２ｂ）とは、ヘッダタンク（２２）の円筒部（２２ｂ）に被覆された溶加材によりろう接されており、第２熱交換器（１０）の円筒部（１０ａ）とパイプ（１２）の円筒部（１２ａ）とは、第２熱交換器（１０）の円筒部（１０ａ）に被覆された溶加材によりろう接されていることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項４に記載の発明では、ヘッダタンク（２２）の円筒部（２２ｂ）は、塑性加工によりヘッダタンク（２２）に一体成形されていることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項５に記載の発明では、ヘッダタンク（２２）の円筒部（２２ｂ）は、挿入口（２２ａ）の縁部からヘッダタンク（２２）内に向かって突出していることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項６に記載の発明では、第２熱交換器（１０）の円筒部（１０ａ）は、挿入口（２２ａ）の縁部に向かって突出していることを特徴とするものである。
【００１７】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
（第１実施形態）
本実施形態は、エンジン（図示せず。）内の摺動部を潤滑するエンジンオイルやオートマチックトランスミッション用フルード（ＡＴＦ）等のオイルを冷却するオイルクーラを内蔵したラジエータに本発明に係る熱交換器を適用したものであり、図１は、オイルクーラ１０をラジエータ２０内に収納した状態を示す図であり、図２は図１のＡ−Ａ断面図であり、図３は図２のＡ部拡大図である。
【００１９】
ラジエータ２０は、エンジン冷却水が流通するアルミニウム合金等からなる複数本のラジエータチューブ２１、及びラジエータチューブ２１の長手方向両端側に配設されて各ラジエータチューブ２１と連通するアルミニウム合金製のヘッダタンク２２等を有して構成されたものである。
【００２０】
また、ラジエータチューブ２１は、内部にエンジン冷却水の通路が形成された扁平状の管であり、このラジエータチューブ２１は、その断面長径方向が冷却風の流通方向（図１の紙面垂直方向）と一致するようにヘッダタンク２２に接合されている。
【００２１】
そして、ラジエータチューブ２１の外表面のうち扁平部には、冷却空気との伝熱面積を増大させて冷却空気とエンジン冷却水との熱交換を促進するフィン２３がろう付け接合されており、本実施形態では、このフィン２３をアルミニウム合金製とするとともに、冷却空気の流通方向から見て波状となるようにしている。
【００２２】
因みに、本実施形態では、Ａ４０４５等の融点が４５０℃以上の溶加材を用いて接合しているので、「接続・接合技術」（東京電機大学出版局）に記載の定義に従えば、本実施形態では、ろう付けにて各部材が接合されていることとなる。
【００２３】
また、本実施形態では、紙面右側のヘッダタンク２２は、エンジン（図示せず。）から流出した高温のエンジン冷却水が流入するもので、この紙面右側のヘッダタンク２２にて各ラジエータチューブ２１にエンジン冷却水を分配供給する。
【００２４】
また、紙面左側のヘッダタンク２２は、ラジエータチューブ２１及びフィン２３からコア部にて熱交換を終えたエンジン冷却水を各ラジエータチューブ２１から集合回収してエンジンに戻すものである。
【００２５】
因みに、ヘッダタンク２２は、図２に示すように、略Ｌ字状の断面形状を有する板材を組み合わせることにより角筒状としたもので、その長手方向両端側は、アルミニウム合金等の金属製のキャップ（図示せず。）により閉塞されている。
【００２６】
また、オイルクーラ１０は、その長手方向をヘッダタンク２２の長手方向と一致させた状態で時１の紙面左側のヘッダタンク２２内に収納されており、このオイルクーラ１０は、図２に示すように、オイルが流通する扁平状の２本のオイルクーラチューブ１１をヘッダタンク２２内に配設することにより、オイルとエンジン冷却水とを熱交換してオイルを冷却するものである。
【００２７】
なお、オイルクーラ１０の概略構造は、特開２００３−１３０５８３号公報に記載の熱交換器と略同様なものである。
【００２８】
すなわち、オイルクーラチューブ１１は、所定形状にプレス加工されたアルミニウム製の２枚のプレート１１ａを１組として、その組をなすプレート１１ａ間にインナーフィン１１ｂを配設した状態で、プレート１１ａをかしめ固定した後、ろう付け接合することにより構成されたものである。
【００２９】
インナーフィン１１ｂは、オイルとオイルクーラチューブ１１との伝熱面積を増大させるとともに、オイルとオイルクーラチューブ１１との間の熱伝達率を増大させるものであり、本実施形態では、オイルクーラチューブ１１の短径方向と略平行な板状のセグメントがオイルクーラチューブ１１の長手方向に千鳥状に設けられた、いわゆるオフセット型のフィンを採用している。
【００３０】
因みに、プレート１１ａの内壁側であるインナーフィン１１ｂ側にはろう材が被覆されており、このろう材によりプレート１１ａ及びインナーフィン１１ｂがろう付けされる。
【００３１】
また、繋ぎ部材１１ｃは、２本のオイルクーラチューブ１１を連通させた状態で２本のオイルクーラチューブ１１を繋ぐもので、繋ぎ部材１１ｃのオイルクーラチューブ１１内側の内径を拡大させるように拡管することで、２本のオイルクーラチューブ１１に仮固定される。
【００３２】
そして、繋ぎ部材１１ｃとオイルクーラチューブ１１との隙間は、繋ぎ部材１１ｃとオイルクーラチューブ１１との間に配置されたリング状のカラー１１ｄの表裏両面に被覆されたろう材により閉塞される。なお、符号１１ｅは、紙面下方側のオイルクーラチューブ１１を補強する補強板である。
【００３３】
また、パイプ１２は、ヘッダタンク２２内外を貫通してエンジン又はオートマチックトランスミッション側とオイルクーラ１０とを連通させる金属製の管であり、本実施形態では、アルミニウム合金製としている。
【００３４】
そして、ヘッダタンク２２のうちパイプ１２が挿入される挿入口２２ａの縁部には、図３に示すように、パイプ１２の円筒部１２ａと同軸状に形成された円筒部２２ｂが設けられ、一方、オイルクーラ１０のうちオイルクーラ１０とパイプ１２との接続部には、パイプ１２の円筒部１２ａと同軸状に形成された円筒部１０ａが設けられている
そして、パイプ１２の円筒部１２ａ、ヘッダタンク２２の円筒部２２ｂ及びオイルクーラ１０の円筒部１０ａは、同軸状に配置された状態で互いにろう付けされている。
【００３５】
このとき、本実施形態では、オイルクーラ１０の円筒部１０ａが、パイプ１２の円筒部１２ａ及びヘッダタンク２２の円筒部２２ｂに挟まれた状態でパイプ１２の円筒部１２ａ及びヘッダタンク２２の円筒部２２ｂにろう付けされている。
【００３６】
なお、本実施形態に係るヘッダタンク２２の円筒部２２ｂは、バーリング加工（ＪＩＳ Ｂ  ０１２２等参照）等の塑性加工によりヘッダタンク２２に一体成形されたもので、この円筒部２２ｂは、挿入口２２ａの縁部からヘッダタンク２２内、つまりオイルクーラ１０側に向かって突出してしている。
【００３７】
一方、オイルクーラ１０の円筒部１０ａは、オイルクーラチューブ１１から挿入口２２ａの縁部に向かって突出しており、この円筒部１０ａは、プレート１１ａを成形する際のプレス加工（ＪＩＳ Ｂ  ０１２２等参照）等の塑性加工によりオイルクーラ１０、つまりオイルクーラチューブ１１に一体成形されている。
【００３８】
また、パイプ１２には、ヘッダタンク２２の外表面に接触するフランジ部１２ｂが、パイプ１２の外周側全域に渡って突出しており、このフランジ部１２ｂが、ヘッダタンク２２の外表面に当たることで、パイプ１２のヘッダタンク２２に対する位置が決定される。
【００３９】
次に、本実施形態に係るラジエータ２０の製造方法の概略を述べる。
【００４０】
少なくとも一面側にろう材が被覆（クラッド）された板材にプレス加工を施して断面を略Ｌ字状としてヘッダタンク２２を構成する部材を形成する。
【００４１】
次に、パイプ１２のフランジ部１２ｂをヘッダタンク２２の外表面に当てた状態でパイプ１２の円筒部１２ａの先端側の内径を拡大するように拡管して、オイルクーラ１０の円筒部１０ａをヘッダタンク２２の円筒部２２ｂに押し付けるようにして、パイプ１２及びオイルクーラ１０をヘッダタンク２２、つまりヘッダタンク２２を構成する断面Ｌ字状の部材にカシメ仮固定する。
【００４２】
なお、オイルクーラ１０は、ヘッダタンク２２内に装着する前に、オイルクーラチューブ１１等がろう付けにて一体化されており、本実施形態では、オイルクーラ１０をヘッダタンク２２に組み付ける前に、再度、オイルクーラチューブ１１（プレート１１ａ）の内壁から連なるオイルクーラ１０の円筒部１０ａの内壁側にろう材を塗布又は溶射している。
【００４３】
因みに、このろう材の塗布又は溶射は、オイルクーラ１０をろう付けする際に、オイルクーラ１０の円筒部１０ａの内壁に被覆されたろう材が減少して、パイプ１２の円筒部１２ａとオイルクーラ１０の円筒部１０ａとを十分にろう付けすることができなくなることを未然に防止するためである。
【００４４】
したがって、オイルクーラ１０のろう付けが終了した後において、オイルクーラ１０の円筒部１０ａの内壁に十分な量のろう材が残存するときは、オイルクーラ１０の円筒部１０ａの内壁側にろう材を塗布又は溶射する必要がない。
【００４５】
次に、ヘッダタンク２２を構成する断面Ｌ字状の２枚の部材を組み合わせて角筒状のヘッダタンク２２を構成するとともに、ラジエータチューブ２１をヘッダタンク２２に挿入してラジエータ２０を組み立てる。
【００４６】
そして、この組み立てたラジエータ２０をワイヤー等の治具にて固定した状態で炉内で加熱してヘッダタンク２２、オイルクーラ１０及びパイプ１２等をろう付け接合する。
【００４７】
したがって、本実施形態では、オイルクーラ１０の円筒部１０ａとヘッダタンク２２の円筒部２２ｂとは、ヘッダタンク２２の円筒部２２ｂに被覆されたろう材によりろう付けされ、オイルクーラ１０の円筒部１０ａとパイプ１２の円筒部１２ａとは、オイルクーラ１０の円筒部１０ａに被覆されたろう材によりろう付けされる。
【００４８】
次に、本実施形態の作用効果を述べる。
【００４９】
本実施形態では、パイプ１２の円筒部１２ａ、ヘッダタンク２２の円筒部２２ｂ及びオイルクーラ１０の円筒部１０ａは、同軸状に配置された状態で互いにろう付けされているので、パイプ１２の軸方向を鉛直方向に一致させてオイルクーラ１０がヘッダタンク２２内においてヘッダタンクに吊り下げられたような状態でろう付け（加熱）された場合において、パイプ１２の円筒部１２ａ、ヘッダタンク２２の円筒部２２ｂ及びオイルクーラ１０の円筒部１０ａが互いに鉛直方向にずれても、各円筒部１０ａ、１２ａ、２２ｂ間の隙間、つまりヘッダタンク２２の円筒部２２ｂとオイルクーラ１０の円筒部１０ａとの隙間寸法、及びオイルクーラ１０の円筒部１０ａとパイプ１２の円筒部１２ａとの隙間寸法は変化しない。
【００５０】
つまり、各円筒部１０ａ、１２ａ、２２ｂが同軸状に配置されているので、ろう材の厚み変化は鉛直方向の寸法変化に影響を及ぼすことがない。したがって、ヘッダタンク２２内外を貫通するパイプ１２とヘッダタンク２２との間に隙間が発生してしまう等のろう付け不良が発生してしまうことを防止でき得る。
【００５１】
なお、ろう材の厚み変化が鉛直方向に影響を与えないので、オイルクーラ１０をヘッダタンク２０に押し付ける力は、原理的にろう材の厚み寸法の影響を受けない。したがって、パイプ１２のヘッダタンク２２内側を拡管することによる仮固定力は、ろう付け時に殆ど変化しないので、実際には、パイプ１２の円筒部１２ａ、ヘッダタンク２２の円筒部２２ｂ及びオイルクーラ１０の円筒部１０ａが互いに鉛直方向にずれることはない。
【００５２】
（第２実施形態）
第１実施形態では、パイプ１２のヘッダタンク２２内側を拡管することで、ヘッダタンク２２の円筒部２２ｂ及びオイルクーラ１０の円筒部１０ａが互いに仮固定したが、本実施形態は、図４に示すように、ヘッダタンク２２のうち挿入口２２ａと反対側をヘッダタンク２２内側に凹ませて凹部２２ｃを設け、この凹部２２ｃをオイルクーラ１０に押し当てることにより、ろう付き時にオイルクーラ１０が下がることを防止するものである。
【００５３】
なお、本実施形態においても、事前にろう付けしたオイルクーラ１０をヘッダタンク２２内に組み付けた後、ろう付けするが、本実施形態は、これに限定されるものではなく、オイルクーラ１０を仮組立した状態でヘッダタンク２２内に組み付けた後、ラジエータ２０のろう付け時にオイルクーラ１０もろう付け接合してもよい。
【００５４】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、車両用ラジエータに本発明を適用したが、本発明の適用はこれに限定されるものではない。
【００５５】
また、上述の実施形態では、パイプ１２のフランジ部１２ｂをバルジ加工にてパイプ１２に一体形成したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００５６】
また、オイルクーラ１０の構造は、上述の実施形態に示された構造に限定されるものではなく、例えば特許文献１に記載の発明と同様に二重管構造としてもよい。
【００５７】
また、上述の実施形態では、ヘッダタンク２２の円筒部２２ｂを及びオイルクーラ１０の円筒部１０ａを塑性加工にて一体形成したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００５８】
また、上述の実施形態では、ヘッダタンク２２の円筒部２２ｂをヘッダタンク２２内側に突出させたが、本発明はこれに限定されるものではなく、これとは逆に、ヘッダタンク２２外側に突出させてもよい。
【００５９】
また、上述の実施形態では、オイルクーラ１０の円筒部１０ａを挿入口２２ａに突出させたが、本発明はこれに限定されるものではなく、これとは逆に、オイルクーラ１０内側に向けて突出させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の第１実施形態に係るラジエータの正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図２のＡ部拡大図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係るラジエータの特徴を示す断面図である。
【図５】従来の技術に係るラジエータの特徴を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１０…オイルクーラ、１０ａ…円筒部、１２…パイプ、
１２ａ…円筒部、２２…ヘッダタンク、２２ｂ…円筒部。
【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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