(57)【要約】【課題】  チューブの付け根に掛かる熱応力を緩和することにより、チューブの亀裂・破損を防止できる自動車用熱交換器の提供。【解決手段】  互いに平行に対向する一対の平坦部4a,4bと該平坦部4a,4bの両端部同士が一対の湾曲部4c,4dにより接続される断面を有して偏平な筒状に形成されたチューブ４と、波状のフィン５とが一対のタンク1,2の間に交互に複数配置され、各チューブ４の両端部がそれぞれ対応するタンク１（２）に挿通し固定される自動車用熱交換器Ａにおいて、チューブにおけるタンク１（２）との付け根６のタンク１（２）外側付近で該チューブ４の両平坦部4a,4bとタンク１（２）の壁部８にそれぞれ固定された熱応力緩和部材１０を備えることとした。【選択図】      図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに平行に対向する一対の平坦部と該平坦部の両端部同士が一対の湾曲部により接続される断面を有して偏平な筒状に形成されたチューブと、波状のフィンとが一対のタンクの間に交互に複数配置され、
前記各チューブの両端部がそれぞれ対応するタンクに挿通し固定される自動車用熱交換器において、
前記チューブおけるタンクとの付け根のタンク外側付近で該チューブの両平坦部とタンクにそれぞれ固定された熱応力緩和部材を備えることを特徴とする自動車用熱交換器。
【請求項２】
請求項１記載の自動車用熱交換器において、
前記熱応力緩和部材を、チューブの両平坦部を挟持して固定可能な嵌合溝を備える櫛歯状の板材としたことを特徴とする自動車用熱交換器。
【請求項３】
請求項１または２記載の自動車用熱交換器において、
少なくとも前記タンク、チューブ、熱応力緩和部材をアルミニウム製とし、
前記熱応力緩和部材をタンクとチューブの両平坦部にそれぞれろう付け固定したことを特徴とする自動車用熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車用熱交換器は、チューブとフィンが一対のタンクの間に交互に複数配置されると共に、各チューブの両端部はそれぞれ対応するタンクに挿通し固定されている（特許文献１、２参照）。
【特許文献１】特開２００５−３２２６号公報
【特許文献２】特開２００５−３７０６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の発明にあっては、車両のバンパアーマチュアやフロントグリルの開口部等の位置により、車両走行風またはファンによる強制風が全てのチューブに対して均一に当たることはないため、風が良く当たるチューブとあまり当たらないチューブ同士の間で温度差が生じてその熱応力がチューブにおけるタンクとの付け根（以下、チューブの付け根と略す）に集中して亀裂・破損が発生するという問題点があった。
【０００４】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、チューブの付け根に掛かる熱応力を緩和することにより、チューブの亀裂・破損を防止できる自動車用熱交換器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１記載の発明では、互いに平行に対向する一対の平坦部と該平坦部の両端部同士が一対の湾曲部により接続される断面を有して偏平な筒状に形成されたチューブと、波状のフィンとが一対のタンクの間に交互に複数配置され、前記各チューブの両端部がそれぞれ対応するタンクに挿通し固定される自動車用熱交換器において、前記チューブおけるタンクとの付け根のタンク外側付近で該チューブの両平坦部とタンクにそれぞれ固定された熱応力緩和部材を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の請求項１記載の発明にあっては、互いに平行に対向する一対の平坦部と該平坦部の両端部同士が一対の湾曲部により接続される断面を有して偏平な筒状に形成されたチューブと、波状のフィンとが一対のタンクの間に交互に複数配置され、前記各チューブの両端部がそれぞれ対応するタンクに挿通し固定される自動車用熱交換器において、前記チューブおけるタンクとの付け根のタンク外側付近で該チューブの両平坦部とタンクにそれぞれ固定された熱応力緩和部材を備えるため、チューブの付け根に掛かる熱応力を熱応力緩和部材に分散させることができ、チューブの亀裂・破損を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
以下、実施例１を説明する。
なお、本実施例１では、自動車用熱交換器をラジエータに適用した場合について説明する。
図１は本発明の実施例１の自動車用熱交換器を示す正面図、図２は同斜視図、図３は図２の範囲Ｘ付近の斜視断面図、図４は本実施例１のチューブの断面図、図５は本実施例１のタンク内部を説明する図、図６は本実施例１の熱応力緩和部材の斜視図である。
図７は図３の矢視Ｙによる斜視拡大断面図であり、作用を説明する図（フィンは省略）、図８は本実施例１の熱応力緩和部材の仮固定を説明する図、図９は本実施例１の自動車用熱交換器の車両への搭載を説明する図である。
【０００９】
先ず、全体構成を説明する。
図１、２に示すように、本実施例１の自動車用熱交換器Ａは、車幅方向に所定間隔で離間して配置される一対のタンク1,2と、これらタンク1,2の間に配置されたコア部３が備えられている。
【００１０】
各タンク1,2の車両上下方向端部には、図外のラジエータコアサポートへ搭載するための車両搭載ピンＰが突設される他、タンク１の上部には車両後方側に突出した入出力ポートＰ１がタンク１内部に連通した状態で設けられ、タンク２の下部には車両後方側に突出した入出力ポートＰ２がタンク２内部に連通した状態で設けられている。
【００１１】
コア部３は、両端部がそれぞれ対応するタンク1,2に挿通し固定される複数のチューブ４と、該チューブ４と交互に配置される複数のフィン５で構成されている。
また、コア部３は、両端部がそれぞれ対応するタンク1,2に挿通し固定された一対のレインフォースR1,R2で連結補強されている。
【００１２】
図３、４に示すように、コア部３の各チューブ４は、互いに平行に対向する一対の平坦部4a,4bと、該平坦部4a,4bの両端部同士が一対の湾曲部4c,4dにより接続される断面を有して偏平な筒状に形成された所謂偏平チューブが採用されている。
なお、チューブ４は内部中央に仕切り部を備える所謂Ｂ型偏平チューブを採用しても良い。
【００１３】
また、図５に示すように、各チューブの付け根６は、それぞれ対応するタンク１（２）の側壁９から内側へ筒状に突出した筒状部７にろう付け固定されている。
また、コア部３は、周辺部材の設置レイアウトの関係からタンク1,2の中央から車両前方側にオフセットした位置に配置され、これによって、筒状部７とタンク1,2の側壁８が近接した状態になっている。
なお、コア部３は、必ずしもタンク1,2の中央から車両前後側にオフセットした位置に配置される必要はない。
【００１４】
フィン５は、波状の頂部と谷部との間に複数のルーバ５ａを備える所謂コルゲートが採用される他、その両端部はタンク1,2の壁部９との間に所定の隙間が形成されている。
【００１５】
そして、自動車用熱交換器Ａの両側において、前述した所定の隙間に後述する熱応力緩和部材１０が装着されている。
図６、７に示すように、熱応力緩和部材１０は、車両前方側に開口した複数の嵌合溝１０ａをチューブ４の本数だけ備える櫛歯状の板材で構成され、それぞれ対応するタンク１（２）の側壁９にろう付け固定Ｘ１されている。
なお、本実施例１の嵌合溝１０ａの最深部１０ｂは、半円形状に形成されているが、矩形状でも良く、この限りではない。
【００１６】
また、各チューブ４の両湾曲部4c,4dは、嵌合溝１０ａと非接触状態となっており、両平坦部4a,4bは嵌合溝１０ａにろう付け固定Ｘ２されている。
なお、図３に示すように、本実施例１ではフィン５と熱応力緩和部材１０を非接触状態としているが、この限りではない。
【００１７】
また、自動車用熱交換器Ａは、熱応力緩和部材１０を含む全ての構成部材がアルミ製であり、各構成部材の接合部のうちの少なくとも一方にはろう材から成るクラッド層（ブレージングシート）が設けられており、これらは予め仮組みされた後、図外の加熱炉で熱処理されて各部がろう付けされることにより、一体的に形成される。
【００１８】
次に、作用を説明する。
このように構成された自動車用熱交換器Ａを製造する際には、熱応力緩和部材１０を除く全ての構成部材を予め仮組みした後、図８に示すように、自動車用熱交換器Ａの両タンク1,2側において、熱応力緩和部材１０を車両後方側からタンク１（２）とフィン５との間に挿入して仮固定する。
この際、熱応力緩和部材１０をタンク１（２）の側壁９に当接させ、且つ、各嵌合溝１０ａで各チューブ４の両平坦部4a,4bを挟持するように嵌合させことで両者を確実に仮固定でき、がたつきや脱落を防止できる。
なお、本実施例１では、嵌合溝１０ａとチューブ４の両湾曲部4c,4dを非接触状態としているが、チューブ４の両湾曲部4c,4dのうち、車両後方側の湾曲部４ｄを嵌合溝１０ａの最深部１０ｂに当接させた場合には、熱応力緩和部材１０の挿入時の位置決めを容易にできる。
チューブ４の両湾曲部4c,4dを嵌合溝１０ａと非接触状態とした方が後述する熱応力に対してより効果を発揮するが、湾曲部4c,4dのうち少なくとも一方を嵌合溝１０ａと非接触としても熱応力に対する効果を得られる。
【００１９】
次に、熱応力緩和部材１０が仮固定された自動車用熱交換器Ａを図外の加熱炉に搬送して熱処理することにより各部をろう付け固定して自動車用熱交換器Ａの製造を終了する。
この際、熱応力緩和部材１０は、タンク１（２）の側壁９にろう付け固定Ｘ１されると同時に、嵌合溝１０ａが各チューブ４の両平坦部4a,4bにろう付け固定Ｘ２され、この結果、チューブの付け根６のタンク１（２）外側付近で該チューブ４の両平坦部4a,4bとタンク１（２）の側壁９にそれぞれ固定される。
【００２０】
このように構成された自動車用熱交換器Ａは、図９に示すように、車両後方側にファン１１を備えるファンシュラウド１２が装着され、且つ、車両搭載ピンＰを図外のラジエータコアサポートに固定された状態で車両のエンジンルームに搭載される。
また、自動車用熱交換器Ａの車両前方側には、バンパアーマチュア１３、バンパフェイシア１４、フロントグリル１５等が配置される。
【００２１】
そして、図外のエンジン側から入出力ポートＰ１を介してタンク１に流入した約１１０℃前後の流通媒体が、コア部３の各チューブ４を流通する間にコア部３を通過する車両走行風またはファン１１による強制風とフィン５を介して熱交換されることにより約６０℃前後まで冷却された後、タンク２に流入して入出力ポートＰ２から再びエンジン側へ排出され、ラジエータとして機能する。
【００２２】
この際、図９に示すように、自動車用熱交換器Ａは、バンパアーマチュア１３、バンパフェイシア１４、フロントグリル１５の開口部等の配置によって、コア部３に車両走行風（波線矢印で図示）が当たり易い部位と当たりにくい部位（例えば図中範囲Ｚで示す部位）が生じ、コア部３の温度差に起因する熱応力によってチューブの付け根６に亀裂・破損が発生する虞がある。
【００２３】
また、本実施例１のように筒状部７とタンク１（２）の側壁８が近接するような場合には、タンク１（２）の側壁９や筒状部７が撓みにくいため熱応力を十分に緩和できず、タンク１（２）の小型化やチューブ４の偏平化が困難となる。
【００２４】
しかしながら、本実施例１の自動車用熱交換器Ａにあっては、チューブ４におけるタンク１（２）との付け根６のタンク１（２）外側付近で該チューブ４の両平坦部4a,4bとタンク１（２）の側壁９にそれぞれ固定された熱応力緩和部材１０を備えるため、チューブ４が長手方向に熱膨張・収縮して、図７の矢印方向Ｃの熱応力が発生した際に、その熱応力を各チューブ４の両平坦部4a,4bから熱応力緩和部材１０に分散・吸収させることができ、チューブの付け根６に掛かる熱応力を軽減して亀裂・破損を防止できる。
【００２５】
これにより、筒状部７とタンク１（２）の側壁８が近接するような場合でも、タンク１（２）の小型化やチューブ４の偏平化を実現できる。
【００２６】
ところで、車両走行風はチューブ４の車両前方側から当たるため、微少な単位でチューブ４の熱歪み量を測定すると、車両前方側の湾曲部４ｃの熱歪み量が車両後方側の湾曲部４ｄに比べて大きい。
従って、車両前方側の湾曲部４ｃが車両後方側の湾曲部４ｄに比べて亀裂・破損が発生し易いため、湾曲部４ｄを嵌合溝１０ａの最深部１０ｂにろう付け固定することも可能である。この場合、熱応力緩和部材１０の挿入時の位置決めを実現しつつ、車両後方側の湾曲部4c,4dとの接触部位を極力少なくしたい場合には、最深部１０ｂを矩形状等に形成する。
また、熱応力緩和部材１０がチューブ４の両平坦部4a,4bを固定する位置はチューブの付け根６から２０ｍｍ以下に設定するのが適当であり、チューブの付け根６から離れると所望の効果を得られない。
【００２７】
次に、効果を説明する。
以上、説明したように、本実施例１の自動車用熱交換器Ａにあっては、互いに平行に対向する一対の平坦部4a,4bと該平坦部4a,4bの両端部同士が一対の湾曲部4c,4dにより接続される断面を有して偏平な筒状に形成されたチューブ４と、波状のフィン５とが一対のタンク1,2の間に交互に複数配置され、各チューブ４の両端部がそれぞれ対応するタンク１（２）に挿通し固定される自動車用熱交換器Ａにおいて、チューブにおけるタンク１（２）との付け根６のタンク１（２）外側付近で該チューブ４の両平坦部4a,4bとタンク１（２）の壁部８にそれぞれ固定された熱応力緩和部材１０を備えるため、チューブの付け根６に掛かる熱応力を熱応力緩和部材１０に分散させることができ、チューブ４の亀裂・破損を防止できる。
【００２８】
また、熱応力緩和部材１０を、チューブ４の両平坦部4a,4bを挟持して固定可能な嵌合溝１０ａを備える櫛歯状の板材としたため、熱応力緩和部材１０を車両前後方向からチューブの付け根６付近に挿入して容易に装着できると同時に、嵌合溝１０ａとチューブ４の両平坦部4a,4bを固定できる。
【００２９】
また、少なくともタンク1.2、チューブ４、熱応力緩和部材１０をアルミニウム製とし、熱応力緩和部材１０をタンクとチューブ４の両平坦部4a,4bにそれぞれろう付け固定したため、別体のブラケット等の固定手段を用いることなく、これら三者を固定できる。
【００３０】
以上、本実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
例えば、自動車用熱交換器はラジエータに限らず、コンデンサ、コンデンサとラジエータが一体的に形成された一体型熱交換器のように、チューブの両端部がそれぞれ対応するタンクに挿通し固定される一般的な全ての自動車用熱交換器に適用できる。
【００３１】
また、熱応力緩和部材１０、嵌合溝１０ａの厚み、形状、形成数等は適宜設定でき、例えば、特定の１本のチューブの付け根における熱応力を緩和させるような場合には、図１０に示すように、嵌合溝１０ａを１つ備える熱応力緩和部材２０を採用しても良い。
図１０に示す形状の変形例としては、熱応力緩和部材２０の棒材をＵ字形状に折り曲げたもので構成しても良い。
【００３２】
また、チューブの付け根６と、熱応力緩和部材１０がチューブ４の両平坦部4a,4bの固定する部位との距離を離す場合には、図１１に示すように、中途部からタンク１（２）外側へＬ字型に屈折した熱応力緩和部材３０を採用しても良い。
【００３３】
また、本実施例１では熱応力緩和部材１０を車両後方側からタンク１（２）とフィン５との間に挿入して固定する場合について説明したが、車両前方側からタンク１（２）とフィン５との間に挿入して固定しても良い。この場合、最深部１０ｂと湾曲部１０ｃを非接触状態としておくことが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施例１の自動車用熱交換器を示す正面図である。
【図２】本発明の実施例１の自動車用熱交換器を示す斜視図である。
【図３】図２の範囲Ｘ付近の斜視断面図である。
【図４】本実施例１のチューブの断面図である。
【図５】本実施例１のタンク内部を説明する図である。
【図６】本実施例１の熱応力緩和部材の斜視図である。
【図７】図３の矢視Ｙによる斜視拡大断面図であり、作用を説明する図（フィンは省略）である。
【図８】本実施例１の熱応力緩和部材の仮固定を説明する図である。
【図９】本実施例１の自動車用熱交換器の車両への搭載を説明する図である。
【図１０】その他の実施例の熱応力緩和部材を説明する図である。
【図１１】その他の実施例の熱応力緩和部材を説明する図である。
【符号の説明】
【００３５】
Ｐ  車両搭載ピン
Ｐ１、Ｐ２  入出力ポート
Ｒ１、Ｒ２  レインフォース
１、２  タンク
３  コア部
４  チューブ
４ａ、４ｂ  平坦部
４ｃ、４ｄ  湾曲部
５  フィン
６  チューブの付け根
７  筒状部
８、９  側壁
１０、２０、３０  熱応力緩和部材
１０ａ  嵌合溝
１０ｂ  最深部
１１  ファン
１２  ファンシュラウド
１３  バンパアーマチュア
１４  バンパフェイシア
１５  フロントグリル
【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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【図９】
2007078214.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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