(57)【要約】【課題】  ろう付け時にインサートが湾曲してしまうことを抑制する。【解決手段】  リブ６ｂの長手方向端部をコアプレート５ａに接触させた状態でコアプレート５ａにろう付けする。これにより、フィン３からコア部４と反対側に向けて凸となるような曲げモーメントがインサート６に作用しても、リブ６ｂの長手方向端部がコアプレート５ａに押し付けられることにより、ろう付け時にインサート６がコア部４と反対側に向けて凸となるよう湾曲してしまうことが規制される。【選択図】        図２
2005043010.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が流れる扁平状に形成された複数本のチューブ（２）、及びこれらチューブ（２）の外表面に接合されて流体の熱交換を促進するフィン（３）を有するコア部（４）と、
前記チューブ（２）の長手方向端部にて前記チューブ（２）の長手方向と直交する方向に延びて前記複数本のチューブ（２）と連通するヘッダタンク（５）と、
前記コア部（４）の端部にて前記チューブ（２）の長手方向と略平行に延びて前記コア部（４）を補強するインサート（６）とを備え、
前記ヘッダタンク（５）は、前記チューブ（２）が挿入接合されたコアプレート（５ａ）、及び前記コアプレート（５ａ）と共にタンク内空間を構成するタンク本体（５ｂ）を有して構成され、
前記インサート（６）は、前記チューブ（２）の扁平面（２ａ）と略平行な面を有して前記チューブ（２）の長手方向と略平行に延びるベース部（６ａ）、及び前記ベース部（６ａ）に対して交差する方向に突出して前記チューブ（２）の長手方向と略平行に延びるリブ（６ｂ）を有して構成され、
前記ベース部（６ａ）の長手方向端部は、前記コアプレート（５ａ）に挿入された状態で前記コアプレート（５ａ）に接合され、
さらに、前記リブ（６ｂ）の長手方向端部は、前記コアプレート（５ａ）に接触していることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記リブ（６ｂ）の長手方向端部は、前記コアプレート（５ａ）に接合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】
前記ベース部（６ａ）のうち前記ベース部（６ａ）の長手方向と直交する方向両端側にそれぞれに前記リブ（６ｂ）が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。
【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、車両用エンジン等の内燃機関の冷却水を冷却するいわゆるマルチフロー型のラジエータに適用して有効である。
【背景技術】
【０００２】
マルチフロー型のラジエータとは、エンジン冷却水が流れる扁平状に形成された複数本のチューブ、及びこれらチューブの外表面に接合されて流体の熱交換を促進するフィンを有するコア部と、チューブの長手方向端部にてチューブの長手方向と直交する方向に延びて複数本のチューブと連通するヘッダタンクと、コア部の端部にてチューブの長手方向と略平行に延びて前記コア部を補強するインサートとを備えるものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、ヘッダタンクは、チューブが挿入接合されたコアプレート、及びコアプレートと共にタンク内空間を構成するタンク本体を有して構成され、インサートは、チューブの扁平面と略平行な面を有してチューブの長手方向と略平行に延びるベース部、及びベース部に対して交差する方向に突出してチューブの長手方向と略平行に延びるリブを有して構成されている。
【０００４】
そして、ベース部の長手方向端部は、コアプレートに挿入された状態でろう付け等のろう接によりコアプレートに接合されている。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【特許文献１】特開平１１−２４１８９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、フィン、インサート、チューブ及びコアプレートは同時にろう付けされ、かつ、ろう付け時には、当然ながらフィン、インサート、チューブ及びコアプレートはろう材の融点以上の所定温度まで加熱される。
【０００８】
このとき、フィンとチューブとをろう付けするためにチューブの外表面に被覆されているろう材は溶けて流れるので、チューブの厚みがろう付け前に比べて小さくなる。
【０００９】
そこで、通常、フィンとチューブとを組み付ける際には、波状に形成されたフィンを押し潰すように弾性変形させて、ろう付けにチューブの厚みが小さくなってもフィンとチューブとの接触状態を維持することができるようにしている。したがって、チューブ及びインサートは、常に、反作用としてフィンから曲げモーメントを受けていることとなる。
【００１０】
ここで、「波状に形成されたフィンを押し潰すように弾性変形させて」とは、山部及び谷部等の折り曲げ部の内角が、自由状態に比べて大きくなるようにすることを意味しており、押し潰された状態では、フィン高さ、つまり隣り合う山部と谷部との高低差が自由状態に比べて小さい。
【００１１】
そして、ろう材が溶けてチューブの厚みが小さくなると、フィンを押し潰す拘束力が低下するので、折り曲げ部の内角が小さくなるように弾性変形してフィン高さが高くなる。
【００１２】
ところで、ろう付け時には、前述のごとく、インサート及びチューブは、ろう材の融点以上の所定温度まで加熱されて曲げ剛性が低下した状態で、フィンから曲げモーメントを受けるので、インサート及びチューブのうち断面二次モーメントが小さい部分が湾曲してしまうおそれがある。
【００１３】
つまり、チューブは、図３に示すように、チューブ２を挟んで両側にフィン３が配置されるので、チューブ２に作用するフィン３からの曲げモーメントは相殺され、チューブ２は湾曲しない。
【００１４】
一方、インサート６はコア部４の端部に配置されており、インサート６を挟んで一方側にのみフィン３が存在しているので、インサート６に作用するフィン３からの曲げモーメントは相殺されず、インサート６には、常に、コア部４と反対側が凸となるように曲げモーメントが作用する。
【００１５】
このとき、特許文献１に記載の発明では、コアプレートのタンク保持部の内側の側面とインサートの端部とを接触させてインサート６の変形を抑制する手法が取られているが、要求されるコア部４の仕様によって、本部位の間隔を変動させる場合には有効に活用できない。
【００１６】
本発明は、上記点に鑑み、従来と異なる新規な手法でインサートが湾曲してしまうことを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
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、流体が流れる扁平状に形成された複数本のチューブ（２）、及びこれらチューブ（２）の外表面に接合されて流体の熱交換を促進するフィン（３）を有するコア部（４）と、チューブ（２）の長手方向端部にてチューブ（２）の長手方向と直交する方向に延びて複数本のチューブ（２）と連通するヘッダタンク（５）と、コア部（４）の端部にてチューブ（２）の長手方向と略平行に延びてコア部（４）を補強するインサート（６）とを備え、ヘッダタンク（５）は、チューブ（２）が挿入接合されたコアプレート（５ａ）、及びコアプレート（５ａ）と共にタンク内空間を構成するタンク本体（５ｂ）を有して構成され、インサート（６）は、チューブ（２）の扁平面（２ａ）と略平行な面を有してチューブ（２）の長手方向と略平行に延びるベース部（６ａ）、及びベース部（６ａ）に対して交差する方向に突出してチューブ（２）の長手方向と略平行に延びるリブ（６ｂ）を有して構成され、ベース部（６ａ）の長手方向端部は、コアプレート（５ａ）に挿入された状態でコアプレート（５ａ）に接合され、さらに、リブ（６ｂ）の長手方向端部は、コアプレート（５ａ）に接触していることを特徴とする。
【００１８】
これにより、フィン（３）からコア部（４）と反対側に向けて凸となるような曲げモーメントがインサート（６）に作用しても、リブ（６ｂ）の長手方向端部がコアプレート（５ａ）に押し付けられることによりインサート（６）がコア部（４）と反対側に向けて凸となるよう湾曲してししまうことが規制される。
【００１９】
したがって、インサート（６）が湾曲してしまうことを抑制することができる。
【００２０】
請求項２に記載の発明では、リブ（６ｂ）の長手方向端部は、コアプレート（５ａ）に接合されていることを特徴とするものである。
【００２１】
請求項３に記載の発明では、ベース部（６ａ）のうちベース部（６ａ）の長手方向と直交する方向両端側にそれぞれにリブ（６ｂ）が設けられていることを特徴とするものである。
【００２２】
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】
【００２３】
本実施形態は、本発明に係る熱交換器を車両用エンジンを冷却したエンジン冷却水と大気（空気）とを熱交換するラジエータ１に適用したものであり、図１はラジエータ１の正面図であり、図２は本実施形態の要部を示す図である。
【００２４】
図１中、チューブ２はエンジン冷却水が流れる管であり、このチューブ２は、空気の流通方向（紙面垂直方向）が長径方向と一致するように扁平状に形成されているとともに、その長手方向が鉛直方向に一致するように水平方向に複数本平行に配置されている。
【００２５】
また、チューブ２の両側の扁平面２ａ（図２参照）には波状に成形されたフィン３が接合されており、このフィン３により空気との伝熱面積を増大させてエンジン冷却水と空気との熱交換を促進している。なお、以下、チューブ２及びフィン３からなる略矩形状の熱交換部をコア部４と呼ぶ。
【００２６】
ヘッダタンク５は、チューブ２の長手方向端部（本実施形態では、上下端）にてチューブ２の長手方向と直交する方向（本実施形態では、水平方向）に延びて複数本のチューブ２と連通するもので、このヘッダタンク５は、チューブ２が挿入接合されたコアプレート５ａ、及びコアプレート５ａと共にタンク内空間を構成するタンク本体５ｂを有して構成されている。
【００２７】
なお、本実施形態では、コアプレート５ａを金属（例えば、アルミニウム合金）製とし、タンク本体５ｂを樹脂製とするとともに、図２に示すように、コアプレート５ａの縁部全周に設けられた凹状の溝部５ｃにゴム等の弾性材からなるパッキン（図示せず。）を配置し、このパッキンにてタンク本体５ｂとコアプレート５ａとの隙間を液密に密閉している。
【００２８】
因みに、タンク本体５ｂは、コアプレート５ａの一部５ｄをタンク本体５ｂに押し付けるようにして塑性変形させることにより、コアプレート５ａにカシメ固定されている。
【００２９】
また、コア部４の端部には、チューブ２の長手方向と略平行に延びてコア部４を補強するインサート６が設けられており、このインサート６は、チューブ２の扁平面２ａと略平行な面を有してチューブ２の長手方向と略平行に延びるベース部６ａ、及びベース部６ａに対して略直交する方向（本実施形態では、水平方向）に突出してチューブ２の長手方向と略平行に延びるリブ６ｂを有して構成されている。
【００３０】
なお、本実施形態に係るインサート６では、リブ６ｂは、ベース部６ａのうちベース部６ａの長手方向と直交する方向両端側にそれぞれに設けられているため、インサート６の断面形状は、コア部４と反対側が開いた略コの状断面となる。
【００３１】
そして、ベース部６ａの長手方向端部は、コアプレート５ａに挿入された状態でコアプレート５ａに接合され、さらに、リブ６ｂの長手方向端部は、コアプレート５ａに接触した状態でコアプレート５ａに接合されている。
【００３２】
なお、本実施形態では、チューブ２、フィン３、コアプレート５ａ及びインサート６等の金属部品は、全てろう接に接合されており、本実施形態では、母材であるチューブ２、フィン３、コアプレート５ａは全てアルミニウム合金であり、ろう接時の溶加材としてＡ４０４５等のアルミニウムを用いているので、本実施形態では、チューブ２、フィン３、コアプレート５ａ及びインサート６等の金属部品は、全てろう付けにて接合されていることとなる。
【００３３】
因みに、本実施形態では、チューブ２は表面を溶加材（ろう材）に被覆（クラッド）されたクラッド材であり、コアプレート５ａは、少なくともコア部４側の面を溶加材（ろう材）に被覆（クラッド）されたクラッド材であり、フィン３はローラ成形法により製造され、コアプレート５ａ及びインサート６はプレス成形にて製造される。
【００３４】
なお、図１中、流入口７ａはエンジンのエンジン冷却水出口側に接続され、冷媒流出口７ｂはエンジンのエンジン冷却水入口側に接続される。
【００３５】
ピン８はラジエータ１を車両ボディ側、つまりキャリア（ラジエータサポート又はフロントエンドパネル）に組み付けるための突起部であり、キャップ９は、加圧式のラジエータキャップであり、プラグ１０はラジエータ１からエンジン冷却水を抜くためのドレン口を閉塞する栓である。
【００３６】
次に、本実施形態に係るラジエータ１の製造方法の概略を述べる。
【００３７】
フィン３、チューブ２及びインサート６を、図２に示すように組み付けた後、ワイヤー等の治具によりその組み付けた状態を維持したまま、炉内で加熱してフィン３、チューブ２及びインサート６をろう接する。
【００３８】
そして、フィン３、チューブ２及びインサート６を組み付ける際には、フィン３を押し潰すように弾性変形させて、ろう付けにフィン３の厚みが小さくなってもフィン３とチューブ２との接触状態を維持することができるようにする。
【００３９】
次に、本実施形態の作用効果を述べる。
【００４０】
本実施形態では、リブ６ｂの長手方向端部がコアプレート５ａに接触しているので、フィン３からコア部４と反対側に向けて凸となるような曲げモーメントがインサート６に作用しても、リブ６ｂの長手方向端部がコアプレート５ａに押し付けられることにより、ろう付け時にインサート６がコア部４と反対側に向けて凸となるよう湾曲してしまうことが規制される。
【００４１】
上述の実施形態において、リブ６ｂの長手方向端部とコアプレート５ａは接触させるのみでも接合させてもどちらでもよい。
【００４２】
また、上述の実施形態では、チューブ２、フィン３、コアプレート５ａ及びインサート６等の金属部品はをろう付けにて接合したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばはんだ付けしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施形態に係るラジエータの正面図である。
【図２】本実施形態に係るラジエータの要部を示す図である。
【図３】従来の技術に係るラジエータの要部を示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
２…チューブ、３…フィン、４…コア部、５ａ…コアプレート、
６…インサート、６ａ…ベース部、６ｂ…リブ。
【図１】
2005043010.tif 000003
【図２】
2005043010.tif 000004
【図３】
2005043010.tif 000005