(57)【要約】【課題】  チューブの付け根に集中する熱応力を緩和することにより、チューブの付け根の亀裂・破損を防止できる熱交換器のコア部構造の提供。【解決手段】  一対のタンクの間に、複数のチューブ７と複数のフィン８とから構成されるコア部２が配置され、各チューブ７の両端部がそれぞれ対応するタンク３（４）に挿通し固定される熱交換器のコア部構造において、チューブ７おけるタンク３（４）との付け根Ｘのタンク３（４）外側に、チューブ７の軸方向への熱膨張及び収縮を吸収可能な拡径部１３を設けた。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のタンクの間に、複数のチューブと複数のフィンとから構成されるコア部が配置され、
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熱交換器のコア部構造において、
前記チューブおけるタンクとの付け根のタンク外側に、チューブの軸方向への熱膨張及び収縮を吸収可能な拡径部を設けたことを特徴とする熱交換器のコア部構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の熱交換器のコア部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一対のタンクの間に、複数のチューブと複数のフィンとから構成されるコア部が配置され、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熱交換器のコア部構造の技術が公知になっている（特許文献１〜３参照）。
【特許文献１】特開２００５−３２２６号公報
【特許文献２】特開２００５−３７０６１号公報
【特許文献３】特開２００４−２７８８６７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、従来の熱交換器のコア部構造にあっては、チューブが長手方向に熱膨張・収縮した際における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・破損が生じる虞があった。
【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集中する熱応力を緩和することにより、チューブの付け根の亀裂・破損を防止できる熱交換器のコア部構造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、一対のタンクの間に、複数のチューブと複数のフィンとから構成されるコア部が配置され、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熱交換器のコア部構造において、前記チューブおけるタンクとの付け根のタンク外側に、チューブの軸方向への熱膨張及び収縮を吸収可能な拡径部を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の請求項１記載の発明にあっては、一対のタンクの間に、複数のチューブと複数のフィンとから構成されるコア部が配置され、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熱交換器のコア部構造において、前記チューブおけるタンクとの付け根のタンク外側に、チューブの軸方向への熱膨張及び収縮を吸収可能な拡径部を設けたため、チューブが長手方向に熱膨張・収縮した際における熱応力を拡径部によって緩和でき、これにより、チューブの付け根の亀裂・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の熱交換器の斜視図、図２は本実施例１のコア部の正面図、図３は本実施例１のコア部とタンクの分解斜視図（一部のみ）、図４は図１のＳ４−Ｓ４線における端面図、図５は本実施例１のチューブの端部を説明する端面図、図６は拡径部の拡径幅Ｗ１を変えた場合の応力値を示す図、図７は拡径部の幅Ｗ１をより大きくしたチューブを説明する図である。
【０００９】
先ず、全体構成を説明する。
図１に示すように、本実施例１の熱交換器のコア部構造が採用されたラジエータ１は、コア部２とタンク3,4が備えられている。
【００１０】
図２に示すように、コア部２は、後述するタンク3,4の構成部材である一対のチューブプレート5,6と、該チューブプレート5,6の間に交互に配置された複数のチューブ７及び波状のフィン８と、チューブプレート5,6の両端部同士を連結する一対のレインフォース9,10が備えられている。
【００１１】
図３に示すように、チューブプレート5,6は、後述するチューブ７の端部７ａが嵌挿固定される他、その皿状の周縁には、対応するタンク3,4の底部周縁を加締めて固定可能な複数の爪部１１が突設されている。
【００１２】
チューブ７は、その中央部に柱部１２を有する所謂Ｂ型の偏平チューブが採用され、その端部７ａはそれぞれ対応するチューブプレート5,6の貫通穴に挿通し固定された状態でろう付け固定されている。
なお、チューブプレート5,6の貫通穴をタンク３（４）内側に筒状に突出させても良い。また、柱部１２は必ずしも設ける必要はない。
【００１３】
そして、図４に示すように、チューブ７の両端部において、チューブの付け根Ｘのタンク３（４）外側には拡径した拡径部１３が設けられている。
また、図５に示すように、拡径部１３は略半円形状に外側へ拡径した断面形状に形成されるが、この断面形状に限定されるものではない。
【００１４】
フィン８は、流通媒体を車両走行風または図示を省略するファンの強制風と熱交換させるためのものであって、波状に形成された所謂コルゲートフィンが採用され、波の頂部が隣接するチューブ７に当接した状態で共にろう付け固定されている。
【００１５】
レインフォース9,10は、チューブプレート5,6の両端部を連結補強するためのものであって、その端部１４が対応するチューブプレート5,6の貫通穴に嵌挿固定された状態で共にろう付け固定されている。
【００１６】
タンク３は、その底部がシール部材Ｓを介してチューブプレート５によって塞がれた状態となっており、その内部空間と連通した状態でポートＰ１が車両後方側へ突設されている。
一方、タンク４も同様に、シール部材Ｓを介してチューブプレート６によって塞がれた状態となっており、その内部空間と連通した状態でポートＰ２が車両後方側へ突設されている。
【００１７】
その他、ラジエータは、タンク3,4（チューブプレート5,6を除く）が樹脂製で、コア部２の各構成部材がアルミ製であり、コア部２の各構成部材の接合部のうちの少なくとも一方にはクラッド層（ブレージングシート）が設けられている。
【００１８】
次に、作用を説明する。
このように構成されたラジエータ１を製造する際は、先ず、コア部２の各構成部材を仮組した後、図示を省略する加熱炉で熱処理することにより、各構成部材を一体的にろう付け固定する。
【００１９】
この際、拡径部１３はチューブ７の製造時において、Ｂ型の偏平状に折り曲げる工程前の金属製板材に予め拡径部１３となる溝を形成しておくことで容易に形成できる。
また、チューブ７をチューブプレート5,6に挿通し固定する際に、チューブ７の両端部において、拡径部１３をそれぞれ対応するチューブプレート5,6に当接させるという簡単な作業でもってチューブ７の端部７ａの挿入代を容易に位置決めでき、コア部２を精度良く仮組みできる。
【００２０】
次に、チューブプレート5,6の爪部１１をそれぞれ対応するタンク3,4の底部周縁に図示を省略するシール部材Ｓ（図４参照）を介して加締め固定してタンク3,4内部を気密状態としてラジエータ１の製造を製造する。
【００２１】
このように構成されたラジエータ１では、ポートP1,P2がエンジン側の接続パイプに接続された後、エンジン側からポートＰ１を介してタンク３に流入した１１０℃前後の流通媒体が、各チューブ７を介してタンク４に流入する間にコア部２を通過する車両走行風または図示を省略するファンの強制風と熱交換して８０℃前後まで冷却された後、ポートＰ２を介してエンジン側へ再び排出され、ラジエータして機能する。
【００２２】
ここで、各チューブ７は、主に長手方向に熱膨張・収縮し、その際に発生する熱応力がチューブ７の付け根に集中して亀裂・破損が生じる虞があった
【００２３】
これに対し、本実施例１の熱交換器のコア部構造にあっては、チューブ７が長手方向に熱膨張・収縮した際に、拡径部１３がチューブ７の長手方向に熱膨張・収縮してダンパのように機能し、これにより、チューブ７の付け根に掛かる熱応力を吸収して緩和でき、亀裂・破損を防止できる。
【００２４】
ここで、図５に示す拡径部における拡径幅Ｗ１を様々な値に変えた場合のチューブの付け根Ｘに掛かる応力値を計算し、拡径部を設けない場合と比べた応力低減率効果を算定した結果を図６に示す。なお、チューブは一般的な幅及び厚みのチューブを想定しており、拡径部の長さＷ２は５ｍｍとした。
【００２５】
図６に示すように、拡径幅Ｗ１が０．２ｍｍ〜１．５ｍｍの場合に拡径部を設けない場合に比べて約２０％〜８０％の応力低減効果を得ることができ、好適であると分かった。
なお、拡径幅Ｗ１の増大に伴って流通媒体の抵抗が増えることを考慮して、拡径幅Ｗ１を０．２ｍｍ〜０．５ｍｍ（応力低減効果は約２０％〜５０％）としても十分な効果が得られる。
また、図７に示すように、拡径部の長さＷ２を大きくすると、直線部分が形成されることにより、この部位が熱膨張・収縮してチューブ７の付け根に熱応力が集中するため、拡径部の長さＷ２は５ｍｍ以下が好適である。
【００２６】
次に、効果を説明する。
以上、説明したように、本実施例１の熱交換器のコア部構造にあっては、一対のタンクの間に、複数のチューブ７と複数のフィン８とから構成されるコア部２が配置され、各チューブ７の両端部がそれぞれ対応するタンク３（４）に挿通し固定される熱交換器のコア部構造において、チューブ７おけるタンク３（４）との付け根Ｘのタンク３（４）外側に、チューブ７の軸方向への熱膨張及び収縮を吸収可能な拡径部１３を設けたため、チューブ７が長手方向に熱膨張・収縮した際における熱応力を拡径部１３によって緩和でき、これにより、チューブ７の付け根の亀裂・破損を防止できる。
【００２７】
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、本実施例１では熱交換器をラジエータ１に適用した場合について説明したがコンデンサに適用しても良い。また、タンク3,4を全てアルミ製としても良い。
また、本実施例１では全てのチューブ７の両端部に拡径部１３を形成したが、特定のチューブ７のみ、あるいはチューブ７の一方側端部にのみ設けても良い。
【００２８】
また、図８に示すように、拡径部１３を複数（図中では２つ）連結したような拡径部２０を形成しても良い。ただし、拡径部同士が離れると所望の効果は得られない。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施例１の熱交換器の斜視図である。
【図２】本実施例１のコア部の正面図である。
【図３】本実施例１のコア部とタンクの分解斜視図（一部のみ）である。
【図４】図１のＳ４−Ｓ４線における端面図である。
【図５】本実施例１のチューブの端部を説明する端面図である。
【図６】拡径部の拡径幅Ｗ１を変えた場合の応力値を示す図である。
【図７】拡径部の幅Ｗ１をより大きくしたチューブを説明する図である。
【図８】その他の実施例のチューブの端部を説明する端面図である。
【符号の説明】
【００３０】
Ｘ  チューブの付け根
Ｐ１、Ｐ２  ポート
Ｓ  シール部材
１  ラジエータ
２  コア部
３、４  タンク
５、６  チューブプレート
７  チューブ
７ａ  （チューブの）端部
８  フィン
９、１０  レインフォース
１１  爪部
１２  柱部
１３  拡径部
１４  端部
【図１】
2007093103.tif 000003
【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】
2007093103.tif 000009
【図８】
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