(57)【要約】【課題】  ヘッダタンクの疲労強度を高める。【解決手段】  ヘッダタンク５のタンク本体５ｂに、互いに向かい合う内壁間を連結するブリッジ部５ｅを設ける。これにより、ヘッダタンク５内の圧力が上昇に伴うタンク本体５ｂの膨張変形を抑制することができるので、コアプレート５ａのうちタンク本体５ｂとの接続部用の折曲部５ｄの根元部に集中する応力を小さくすることができ、折曲部５ｄの根元部が疲労破壊（疲労亀裂）してしまうことを抑制できる。【選択図】        図２
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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（２）と、
前記チューブ（２）の長手方向両端側に配置され、複数本の前記チューブ（２）に連通するヘッダタンク（５）とを備える熱交換器において、
前記ヘッダタンク（５）は、前記チューブ（２）が接合されたコアプレート（５ａ）、および前記コアプレート（５ａ）と共にタンク内空間（５ｃ）を構成するタンク本体（５ｂ）を有して構成されており、
さらに、前記タンク本体（５ｂ）内には、互いに向かい合う内壁間を連結するブリッジ部（５ｅ）が設けられていることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記ブリッジ部（５ｅ）は、前記タンク本体（５ｂ）の成形とともに一体成形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】
前記タンク本体（５ｂ）は、断面形状が略凹の字状に形成されており、
さらに、前記ブリッジ部（５ｅ）は、前記コアプレート（５ａ）から所定寸法離れた位置に設けられてい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。
【請求項４】
前記タンク本体（５ｂ）は、断面形状が略凹の字状に形成されているとともに、その高さ寸法（Ｈ）が長手方向一端側と他端側とで相違しており、
さらに、前記ブリッジ部（５ｅ）は、前記タンク本体（５ｂ）のうち高さ寸法（Ｈ）が高い部位に設けられてい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。
【請求項５】
前記コアプレート（５ａ）および前記タンク本体（５ｂ）は金属製であ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】
前記コアプレート（５ａ）および前記タンク本体（５ｂ）は、アルミニウム合金製であることを特徴とする請求項４または５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、熱交換器に関するもので、内燃機関（エンジン）の燃焼用空気を冷却する空冷式のインタークーラに用いて有効である。
【背景技術】
【０００２】
図３は、試作検討に係る空冷式のインタークーラ１の正面図である。
【０００３】
このインタークーラ１は、燃焼用の空気が流れる複数本のチューブ２、チューブ２の外表面に接合されて冷却用の空気（外気）との伝熱面積を増大させるフィン３、およびチューブ２の長手方向両端側に配置されて複数本のチューブ２と連通するヘッダタンク５等から構成されている。
【０００４】
また、ヘッダタンク５は、図４に示すように、チューブ２が接合されたコアプレート５ａ、およびこのコアプレート５ａと共にタンク内空間５ｃを構成するタンク本体５ｂ等から構成されている。
【０００５】
そして、この試作検討品に係るインタークーラ１のヘッダタンク５は、コアプレート５ａおよびタンク本体５ｂを共にアルミニウム合金製とするとともに、両者５ａ、５ｂを溶接にて接合している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、加給圧が高まり、ヘッダタンク５内の圧力が上昇すると、上記試作検討品に係るヘッダタンク５では、図４の破線で示すように、タンク本体５ｂが外側に膨らんでしまい、図５に示すように、コアプレート５ａのうちタンク本体５ｂとの接続部用の折曲部５ｄの根元部に応力が集中し易くなるので、ヘッダタンク５内の圧力が繰り返して増減すると、折曲部５ｄの根元部が疲労破壊（疲労亀裂）に至る場合があり得る。
【０００７】
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、ヘッダタンクの疲労強度を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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（２）と、チューブ（２）の長手方向両端側に配置され、複数本のチューブ（２）に連通するヘッダタンク（５）とを備える熱交換器において、ヘッダタンク（５）は、チューブ（２）が接合されたコアプレート（５ａ）、およびコアプレート（５ａ）と共にタンク内空間（５ｃ）を構成するタンク本体（５ｂ）を有して構成されており、さらに、タンク本体（５ｂ）内には、互いに向かい合う内壁間を連結するブリッジ部（５ｅ）が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
これにより、ヘッダタンク（５）内の圧力が上昇に伴うタンク本体（５ｂ）の膨張変形を抑制することができるので、コアプレート（５ａ）のうちタンク本体（５ｂ）との接続部用の根元部に集中する応力を小さくすることができ、根元部が疲労破壊（疲労亀裂）してしまうことを抑制できる。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、ブリッジ部（５ｅ）は、タンク本体（５ｂ）の成形とともに一体成形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、タンク本体（５ｂ）は、断面形状が略凹の字状に形成されており、さらに、ブリッジ部（５ｅ）は、コアプレート（５ａ）から所定寸法離れた位置に設けられていることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項４に記載の発明では、タンク本体（５ｂ）は、断面形状が略凹の字状に形成されているとともに、その高さ寸法（Ｈ）が長手方向一端側と他端側とで相違しており、さらに、ブリッジ部（５ｅ）は、タンク本体（５ｂ）のうち高さ寸法（Ｈ）が高い部位に設けられていることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項５に記載の発明では、コアプレート（５ａ）およびタンク本体（５ｂ）は金属製であることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項６に記載の発明では、コアプレート（５ａ）およびタンク本体（５ｂ）は、アルミニウム合金製であることを特徴とするものである。
【００１５】
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】
【００１６】
本実施形態は、本発明に係る熱交換器を空冷式のインタークーラに適用したものであって、図１は本実施形態に係るインタークーラ１を冷却用空気の流通方向から見た正面図であり、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。
【００１７】
なお、本実施形態に係るインタークーラ１は、車両前端側に搭載されて走行風を冷却用空気として燃焼用の空気を冷却する。
【００１８】
図１中、チューブ２は過給器にて加圧された燃焼用の空気が流れる扁平状の管であり、このチューブ２は、本実施形態では、アルミニウム合金等の熱伝導率の大きい軽金属にて構成されている。
【００１９】
フィン３は、チューブ２の外表面に接合されて冷却用の空気との伝熱面積を増大させて冷却用の空気と燃焼用の空気との熱交換を促進するもので、本実施形に係るフィン３は、冷却用の空気との流通方向から見て波状にローラ成形したコルゲートフィンを採用している。
【００２０】
なお、本実施形態に係るコルゲートフィン３は、波の山部と谷部とを繋ぐ部位に鎧窓状のルーバを設けて冷却用の空気を蛇行させて冷却用の空気との熱伝達率を向上させており、このフィン３およびチューブ２により燃焼用の空気を冷却するコア部４が構成されている。
【００２１】
ヘッダタンク５は、チューブ２の長手方向両端側に位置してチューブ２の長手方向と直交する方向に延びて各チューブ２と連通するもので、本実施形態では、紙面右側のヘッダタンク５は、過給器にて加圧された燃焼用の空気を各チューブ２に分配するもので、紙面左側のヘッダタンク５は、コア部４にて冷却された燃焼用の空気を各チューブ２から回収するものである。
【００２２】
また、ヘッダタンク５は、図２に示すように、チューブ２が接合されたコアプレート５ａ、および前記コアプレート５ａと共にタンク内空間５ｃを構成するタンク本体５ｂを有して構成されたものであり、本実施形態では、コアプレート５ａおよびタンク本体５ｂを共にアルミニウム合金製とするとともに、チューブ２とコアプレート５ａとをろう接し、コアプレート５ａとタンク本体５ｂとを溶接しているが、本実施形態は、これに限定されるものではないことは言うまでもない。
【００２３】
ここで、「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。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。
【００２４】
また、タンク本体５ｂは、断面形状が略凹の字状に形成されているとともに、本実施形態では、その高さ寸法Ｈが長手方向一端側と他端側とで相違している。具体的には、図１に示すように、ヘッダタンク５のうち燃焼用の空気の導入用接続パイプ６ａ、および燃焼用の空気の導出用接続パイプ６ｂが設けられた側端部の高さ寸法Ｈを他端側の高さ寸法Ｈに比べて大きくしている。
【００２５】
そして、本実施形態では、タンク本体５ｂ内のうちコアプレート５ａから所定寸法離れた位置、つまり本実施形態では、高さ寸法Ｈが高い方側に、図２に示すように、ヘッダタンク５の長手方向と直交する方向に延びて互いに向かい合う内壁間を連結するブリッジ部５ｅが設けている。
【００２６】
なお、本実施形態に係るブリッジ部５ｅは、高さ寸法Ｈが高い方側に１本のみ設けられているとともに、タンク本体５ｂ成形用の金型内に中子に配置することにより、タンク本体５ｂの成形と同時に一体成形されている。
【００２７】
次に、本実施形態の作用効果を述べる。
【００２８】
本実施形態に係るタンク本体５ｂでは、互いに向かい合う内壁間を連結するブリッジ部５ｅが設けられているので、ヘッダタンク５内の圧力が上昇に伴うタンク本体５ｂの膨張変形を抑制することができる。
【００２９】
したがって、コアプレート５ａのうちタンク本体５ｂとの接続部用の折曲部５ｄ（図２参照）の根元部に集中する応力を小さくすることができるので、折曲部５ｄの根元部が疲労破壊（疲労亀裂）してしまうことを抑制できる。
【００３０】
因みに、ブリッジ部５ｅの直径を１５ｍｍとして、ヘッダタンク５内の圧力を０ｋＰａと１９６ｋＰａとの間で周期的に６０万回以上変化させる耐久試験を行ったが、本実施形態に係るヘッダタンク５には亀裂が発生しなかった。
【００３１】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、断面形状が略凹の字状に形成されているとともに、本実施形態では、その高さ寸法Ｈが長手方向一端側と他端側とで相違していたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば試作検討品（図３参照）と同様に、高さ寸法Ｈを一定とした熱交換器にも適用できる。
【００３２】
なお、高さ寸法Ｈを一定とした熱交換器においては、コアプレート５ａから所定寸法離れた位置において、ヘッダタンク５の長手方向に複数本ブリッジ部５ｅを設けることが望ましい。
【００３３】
また、上述の実施形態では、ブリッジ部５ｅをタンク本体５ｂに一体成形したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３４】
また、上述の実施形態では、タンク本体５ｂを金属製としたが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３５】
また、上述の実施形態では、本発明に係る熱交換器をインタークーラに適用したが、本発明の適用はこれに限定されるものではない。
【００３６】
また、上述の実施形態では、タンク本体５ｂの断面形状が略凹の字状に形成されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３７】
また、本発明は、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨に合致するものであればよく、上述の実施形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施形態に係るインタークーラを冷却用空気の流通方向から見た正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】試作検討に係るインタークーラを冷却用空気の流通方向から見た正面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図５】図４のＢ部拡大図である。
【符号の説明】
【００３９】
２…チューブ、５…ヘッダタンク、５ａ…コアプレート、５ｂ…タンク本体、
５ｃ…タンク内空間、５ｄ…折曲部、５ｅ…ブリッジ部、
【図１】
2005127613.tif 000003
【図２】
2005127613.tif 000004
【図３】
2005127613.tif 000005
【図４】
2005127613.tif 000006
【図５】
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