(57)【要約】【課題】チューブの本数を増加させることなく性能向上が図れることのできる熱交換器を実現する。【解決手段】複数のチューブ１１１は、断面が略長円状の扁平状に形成された偏平チューブ１１１であって、複数の偏平チューブ１１１は、長径方向が空気流れ方向に対して傾くように平行配置され、かつ複数列を空気流れ上流側と空気流れ下流側とに２分割したときに、空気流れ上流側に配置される複数の偏平チューブ１１１と空気流れ下流側に配置される複数の偏平チューブ１１１とは、長径方向が互いに空気流れ方向に対して反転するように平行配置されている。これにより、性能向上が図れる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部を流体が流れ、複数積層されるとともに空気流れ方向に沿って複数列配される複数のチューブ（１１１）と、前記複数のチューブ（１１１）の両端に配され、流体を流出入させる一対のタンク（１２０、１３０）とを備える熱交換器において、
前記複数のチューブ（１１１）は、断面が略楕円状もしくは略長円状のいずれかの形状による扁平状に形成された偏平チューブ（１１１）であって、
前記複数の偏平チューブ（１１１）は、長径方向が空気流れ方向に対して傾くように平行配置されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記複数列を空気流れ上流側と空気流れ下流側とに２分割したときに、前記空気流れ上流側に配置される前記複数の偏平チューブ（１１１）と前記空気流れ下流側に配置される前記複数の偏平チューブ（１１１）とは、長径方向が互いに空気流れ方向に対して反転するように平行配置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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、エンジン冷却用のラジエータに用いられる熱交換器に関するものであり、特に、空気流れ方向に複数列配列されるチューブの形状に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の熱交換器として、例えば、特許文献１に示すように、内部に流体が流れ、略円状からなる複数のチューブと、このチューブの両端に配され、流体を流出入させる一対のタンクとを備える多管式の熱交換器が知られている。
【０００３】
これら複数のチューブ１１１は、図４（ａ）に示すように、タンクの長手方向に複数積層させるとともに空気流れ方向に沿って複数列配されており、図中に示す矢印のように空気流れを発生させて内部の流体を熱交換させている。
【特許文献１】特開昭６３−３１１０８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１のような多管式の熱交換器においては、図４（ｂ）に示すように、チューブ１１１の径を小さくしてチューブ本数を増やすほど熱交換器の性能向上が図れることが分っている。
【０００５】
しかしながら、チューブ１１１の本数が増加すると部品点数が増えるほど組付工数が増加する問題がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、上記点を鑑みたものであり、チューブの本数を増加させることなく性能向上が図れることのできる熱交換器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１および請求項２に記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、内部を流体が流れ、複数積層されるとともに空気流れ方向に沿って複数列配される複数のチューブ（１１１）と、この複数のチューブ（１１１）の両端に配され、流体を流出入させる一対のタンク（１２０，１３０）とを備える熱交換器において、
複数のチューブ（１１１）は、断面が略楕円状もしくは略長円状のいずれかの形状による扁平状に形成された偏平チューブ（１１１）であって、
複数の偏平チューブ（１１１）は、長径方向が空気流れ方向に対して傾くように平行配置されていることを特徴としている。
【０００８】
この発明によれば、偏平チューブ（１１１）の断面を略楕円状もしくは略長円状のいずれかの形状によることで外表面の熱交換面積を多く取れることができる。また、これらの形状を複数列配列することで通風系の空気流れが乱れにくいため通風抵抗を小さくすることができる。従って、従来の円状からなるチューブに比べて偏平チューブ（１１１）の本数を増加させることなく性能向上が図れる。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、複数列を空気流れ上流側と空気流れ下流側とに２分割したときに、空気流れ上流側に配置される複数の偏平チューブ（１１１）と空気流れ下流側に配置される複数の偏平チューブ（１１１）とは、長径方向が互いに空気流れ方向に対して反転するように平行配置されていることを特徴としている。
【００１０】
この発明によれば、空気流れが断面長径方向に沿って流れるため空気流れ下流側が反転していても通風系の空気流れが乱れにくいため通風抵抗が低い。従って、偏平チューブ（１１０）の本数を増加させることなく性能向上が図れる。
【００１１】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態における熱交換器を図１および図２に基づいて説明する。図１は本発明をエンジン冷却用のラジエータに適用したものであり、ラジエータ１００の概略構造を示す（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。図２は図１（ｂ）に示すＡ−Ａ断面図であって、チューブ部１１０の偏平チューブ１１１の配列状態を示す模式図である。
【００１３】
本実施形態のラジエータ１００はエンジンルーム内の前方に搭載される自動車用のラジエータである。このラジエータ１００は、図１に示すように、複数の偏平チューブ１１１内を流れるエンジン冷却水（以下、冷却水と称する）が図中上から下方向に向かう所謂ダウンフロータイプとしたものであり、基本構成としてチューブ部１１０、上部タンク１２０、下部タンク１３０からなる。
【００１４】
チューブ部１１０は、内部を流通する冷却水を冷却する熱交換部であり、偏平チューブ１１１、サイドプレート１１２、およびチューブプレート１４０から構成されている。偏平チューブ１１１は、薄肉の帯板材から断面が偏平状になるように折り曲げられ、その端部同士が溶接されたものである。
【００１５】
具体的には、その断面は長径方向両端部が緩やかな曲面形状を有し、これらの端部を繋ぐほぼ平坦な側壁面とを有する略長円状に形成している。そして、略長円状の偏平チューブ１１１は、図２に示すように、空気流れ方向に対して長径方向となる側壁面が傾くように配置され、かつタンク１２０、１３０長手方向に積層されるとともに空気流れ方向に沿って複数列配列している。
【００１６】
そして、その複数列を空気流れ上流側１１０ａと空気流れ下流側１１０ｂとに２分割したときに、空気流れ上流側１１０ａに配置される複数の偏平チューブ１１１と空気流れ下流側１１０ｂに配置される複数の偏平チューブ１１１とは、長径方向が互いに空気流れ方向に対して反転する方向に傾くように配置されている。
【００１７】
つまり、空気流れ上流側１１０ａに配置される複数の偏平チューブ１１１は、それぞれの側壁面が空気流れ方向に対して右斜め下方に傾けて平行配置され、空気流れ下流側１１０ｂに配置される複数の偏平チューブ１１１は、それぞれの側壁面が空気流れ方向に対して右斜め上方に傾けて縦横に平行配置されている。
【００１８】
なお、空気流れ上流側１１０ａに配置される複数の偏平チューブ１１１は、それぞれの側壁面を空気流れ方向に対して右斜め上方に傾けて平行配置し、空気流れ下流側１１０ｂに配置される複数の偏平チューブ１１１は、それぞれの側壁面を空気流れ方向に対して右斜め下方に傾けて平行配置しても良い。
【００１９】
また、サイドプレート１１２は、断面が略コの字状に成形されてチューブ部１１０の左右端に設けられた補強部材であり、その両端がコアプレート１４０に当接して接合されている。コアプレート１４０は、平板状の絞り加工などにより成形され、偏平チューブ１１１の積層方向に延びるように配設され、偏平チューブ１１１の長手方向の端部に対応する位置にチューブ挿入孔（図示せず）が複数設けられており、そのチューブ挿入孔（図示せず）に偏平チューブ１１１の端部が挿入されている。
【００２０】
ここで、チューブ部１１０を構成する各部材は、強度特性、耐腐食性などの特性に優れるアルミニウム合金からなり、これらが一体でろう付けされることでチューブ部１１０が形成されている。
【００２１】
また、図中上側のコアプレート１４０には上部タンク１２０が、図中下側のコアプレート１４０には下部タンク１３０が、かしめ加工などにより機械的に接続されている。上部タンク１２０、下部タンク１３０は、樹脂（例えば、ポリアミド樹脂）、もしくはチューブ部１１０を構成する各部材と同じとなるアルミニウム合金などによる成形によって形成されている。
【００２２】
タンク１２０、１３０は、断面形状が略Ｕ字状をなし、コアプレート１４０側に開口部を有する箱型の容器体をなしている。そして、タンク１２０、１３０の開口側端面部には、コアプレート１４０の外周部に形成され、コアプレート１４０のかしめ爪（図示せず）がタンク１２０、１３０の外側段付き面（図示せず）に係止してかしめ固定される。
【００２３】
すなわち、タンク１２０、１３０とコアプレート１４０とにより、実質的なタンク空間を形成している。この実質的なタンク空間のコアプレート１４０にチューブ１１１の端部が接合されて、チューブ１１１内とタンク空間とが連通している。
【００２４】
また、上部タンク１２０には、一側面に流入口である入口パイプ１２１が一体で成形されており、さらに、下部タンク１３０には、一側面に出口パイプ１３１が一体で成形されている。なお、入口パイプ１１１、出口パイプ１１２は、図示しないゴムホースを介してエンジン冷却水回路に接続される。
【００２５】
以上の構成によるラジエータ１００において、本発明の特徴部分であるチューブ部１１０の作用について説明する。空気と冷却水とが熱交換するチューブ部１１０を、図２に示すように、略長円状の偏平チューブ１１１を空気流れに対して傾くように複数列配列することにより、チューブ部１１０を通過する風の流れは図中に示す矢印のように偏平チューブ１１１の傾きに沿って流れる。
【００２６】
なお、このときに、空気流れ下流側１１０ｂでは側壁部の傾きが空気流れ上流側１１０ａに対して反転しているが図中に示す矢印のように連続した風の流れを形成することができる。従って、従来の略円状のチューブを複数列配設（図４（ｂ）参照）した状態よりも乱れることなく下流側にスムーズに流すことができる。つまり、ラジエータ１００全体の通風抵抗を小さくすることができる。
【００２７】
以上の第１実施形態によるラジエータによれば、偏平チューブ１１１の断面形状を略長円状に形成することにより外表面の熱交換面積を多く取れることができる。また、略長円状の偏平チューブ１１１の長手方向を空気流れに対して傾くように複数列配列することにより、風の流れは乱れることなく下流側にスムーズに流れることでラジエータ１００全体の通風抵抗を小さくすることができる。従って、従来の円状からなるチューブに比べて偏平チューブ１１１の本数を増加させることなく性能向上が図れる。
【００２８】
（第２実施形態）
以上の第１実施形態では、空気流れ上流側１１０ａに配置される複数の偏平チューブ１１１と空気流れ下流側１１０ｂに配置される複数の偏平チューブ１１１とは、長径方向を互いに空気流れ方向に対して反転する方向に傾くように配置させるように構成したが、これに限らず、図３に示すように、空気流れ方向に沿って同一の傾きを有するように複数の偏平チューブ１１１を配置するように構成しても良い。
【００２９】
以上のような構成においても、第１実施形態と同じように、風の流れは乱れることなく下流側にスムーズに流れることでラジエータ１００全体の通風抵抗を小さくすることができる。従って、従来の円状からなるチューブに比べて偏平チューブ１１１の本数を増加させることなく性能向上が図れる。
【００３０】
（他の実施形態）
以上の実施形態では、複数の偏平チューブ１１１の断面形状を略長円状に形成したが、これに限らず、略楕円状に形成しても良い。
【００３１】
また、以上の実施形態では、チューブ部１１０を構成する各部材は、強度特性、耐腐食性などの特性に優れるアルミニウム合金で形成したが、これに限らず、銅、真鍮、ステンレスなどの金属を用いても良い。
【００３２】
また、以上の実施形態では、本発明をラジエータ１００に適用させたが、本発明はラジエータ１００以外の熱交換器、例えば、インタークーラ、オイルクーラ、ＥＧＲガスクーなどにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１実施形態におけるラジエータ１００の概略構造を示す（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図２】図１（ｂ）に示すＡ−Ａ断面図であって、チューブ部１１０の偏平チューブ１１１の配列状態を示す模式図である。
【図３】本発明の第２実施形態におけるチューブ部１１０の偏平チューブ１１１の配列状態を示す模式図である。
【図４】（ａ）は従来技術におけるチューブ部１１０のチューブ１１１の配列状態を示す模式図、（ｂ）は（ａ）よりチューブ径を小さくして複数のチューブ１１１の配列状態を示す模式図である。
【符号の説明】
【００３４】
１１１…チューブ、偏平チューブ
１２０…上部タンク（タンク）
１３０…下部タンク（タンク）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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