(57)【要約】【課題】チューブの開口端において流路抵抗を小さくした熱交換器を提供する。【解決手段】扁平状のチューブ２は、中央に仕切り壁としての左右の組合せ部１１とその先端を折り曲げて形成されたチューブ接合部１２とを備えている。チューブの開口端２ｄを、組合せ部１１の変形を抑制しつつ厚み方向に口拡することにより、チューブ接合部の開き角がチューブ内面１４との接触状態における１８０°から徐々に減少するよう、チューブ接合部を変形させ、チューブ開口端では開き角を０°にして直線壁１５を形成する。これにより、チューブ接合部をチューブ内面と接触しつつ沿うように変形させることができ、流体の流れに乱れを発生させないようにして流路抵抗の増加を抑制することができる。【選択図】図５
2007298201.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板の幅方向の両端部がそれぞれ前記幅方向と交差する長手方向にわたって連続して前記板の裏面側に折り曲げられた左右の組合せ部（１１）と、前記左右の組合せ部（１１）のそれぞれの端部が前記裏面側に前記長手方向にわたって連続して折り曲げられた左右のチューブ接合部（１２）とを備え、前記板が両端側より前記裏面側へ曲げられることにより、前記幅方向の中間部で、前記左右の組合せ部（１１）の表面側の少なくとも一部が前記長手方向にわたって互いに接するとともに、前記左右のチューブ接合部（１２）の前記表面側の各面が前記板の裏面側のチューブ内面（１４）に面するよう形成され、前記長手方向に流体通路（２ｃ）が形成されているチューブ（２）と、
チューブ挿入穴（５ｅ）が設けられ、前記チューブ挿入穴（５ｅ）に前記チューブ（２）の前記長手方向の端部（２ｂ）が挿入されて、前記チューブ端部（２ｂ）の外周が前記チューブ挿入穴（５ｅ）と接合されることにより、前記チューブ（２）により形成されるコア部（４）の固定枠を形成しているコアプレート（５ａ）と、を備える熱交換器（１）であって、
前記チューブ端部（２ｂ）の先端までの部位において、前記左右のチューブ接合部（１２）の前記表面側の各面のなす開き角（θ）が小さくなっていることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記チューブ端部（２ｂ）近傍において、前記組合せ部（１１）の前記長手方向の端部と前記チューブ接合部（１２）の前記長手方向の端部とは、前記幅方向と交差する方向の同一直線をなす直線壁（１５）を形成し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】
前記チューブ端部（２ｂ）近傍において、前記直線壁（１５）は前記チューブ内面（１４）に垂直となっていることを特徴とする請求項２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記チューブ（２）の長手方向端部(２ｂ）において、前記左右のチューブ接合部（１２）の前記開き角（θ）が１８０度未満の大きさを形成し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５】
前記チューブ（２）の長手方向端部（２ｂ）において、前記左右の組合せ部（１１）の前記表面の一部が互いに離間し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６】
前記チューブ接合部（１２）の前記変形は、前記接合位置より前記チューブ（２）の開口端（２ｄ）に向かって徐変していることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の熱交換器。
【請求項７】
前記チューブ接合部（１２）の少なくとも一部が、前記接合位置より前記接合位置と前記チューブ（２）の開口端（２ｄ）との間の中間位置まで前記チューブ内面（１４）と接触していることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の熱交換器。
【請求項８】
前記中間位置より前記チューブ開口端（２ｄ）の方向に向かって、前記チューブ接合部（１２）の前記変形に応じて前記チューブ接合部（１２）は前記チューブ内面（１４）に接触していることを特徴とする請求項７に記載の熱交換器。
【請求項９】
前記チューブ（２）は前記幅方向において中心に対して対称形状を備えていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載の熱交換器。
【請求項１０】
チューブ（２）と、
前記チューブ（２）が挿入されたチューブ挿入穴（５ｅ）を有するコアプレート（５ａ）とを備え、
前記チューブ（２）は、
扁平な断面を規定する２つの側壁（２ａ）と、
一方の側壁から他方の側壁に向かって、平行に延び出す２つの隔壁（１１）と、
前記２つの隔壁（１１）から前記他方の側壁（２ａ）に沿って延び出し、前記他方の側壁（２ａ）の内面（１４）に接合された２つの接合部（１２）とを有し、
前記２つの側壁（２ａ）は、
前記チューブ（２）の長手方向の大部分の範囲において平行に延在して平行部を形成するとともに、前記コアプレート（５ａ）に挿入された端部（２ｂ）において、互いに離れるように傾斜して口拡部（２ｅ）を形成しており、
前記２つの接合部（１２）は、
前記平行部において所定の第１幅をもって前記他方の側壁（２ａ）に沿って延びるとともに、前記口拡部（２ｅ）において、前記第１幅より小さい第２幅をもって前記他方の側壁（２ａ）に沿って延びていることを特徴とする熱交換器。
【請求項１１】
幅方向の中央において、前記幅方向と交差する厚み方向に延び、かつ前記幅方向の対向する面が接するように形成された左右の組合せ部（１１）と、前記左右の組合せ部（１１）よりそれぞれ反対方向に折り曲げられてそれぞれチューブ内面（１４）に面するように形成されたチューブ接合部（１２）とを備えるチューブ（２）の端部（２ｂ）を口拡するための加工装置（３０）であって、
前記チューブ（２）が備える流体通路（２ｃ）の形成方向に一致する長手方向に、先端側より通路嵌合部（３４）とテーパ部（３６）とが順に形成されるとともに、前記長手方向と交差する幅方向の中央部には前記長手方向に前記通路嵌合部（３４）およびテーパ部（３６）に前記組合せ部（１１）を通すためのスリット（３７）を設け、前記スリット（３７）の両側に前記チューブ接合部（１２）を通すための凹状溝（３８）を前記長手方向に設けた挿入部（３１）を備え、
前記通路嵌合部（３４）は、先端部より前記流体通路（２ｃ）に挿入されるとき前記流体通路（２ｃ）の内周と摺動自在に嵌合する外形を備え、
前記テーパ部（３６）は、前記通路嵌合部（３４）との接続部（３５）において前記通路嵌合部（３４）と同一断面形状を備えるとともに、前記長手方向の先端からの距離に応じて前記幅方向と交差する厚み方向の距離が徐々に大きくなるよう形成されていることを特徴とする加工装置。
【請求項１２】
前記テーパ部（３６）の前記幅方向の長さは、前記先端からの距離に応じて徐々に長くなるよう形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の加工装置。
【請求項１３】
前記通路嵌合部（３４）の先端側には、前記先端方向の距離に応じて前記通路嵌合部（３４）の断面面積より徐々に小さくなる断面面積を備えた先端部（３３）が設けられ、
前記テーパ部（３６）の断面面積の増加量が０となる位置より前記長手方向に平行拡大部（４１）が形成され、
前記平行拡大部（４１）の少なくとも一部に前記スリット（３７）および凹状溝（３８）が形成されていることを特徴とする請求項１１または１２に記載の加工装置。
【請求項１４】
板材の端部それぞれにＬ字状と逆Ｌ字状の足部（１２）を形成して、それら足部（１２）の間の開き角（θ）をほぼ１８０°として内面に平行に配置してチューブ（２）を形成する工程と、
コアプレート（５ａ）に設けられた複数のチューブ挿入穴（５ｅ）に前記チューブ（２）の長手方向端部（２ｂ）を通すことにより、前記チューブ（２）に前記コアプレート（５ａ）を配置する工程と、
前記コアプレート（５ａ）より出た前記チューブ端部（２ｂ）に加工装置（３０）を挿入することにより、前記チューブ端部（２ｂ）に口拡部（２ｅ）を形成するとともに、前記足部（１２）の開き角（θ）を前記チューブ（２）の先端に近づくほど小さくなるよう前記足部（１２）を変形させる工程と、
前記コアプレート（５ａ）により固定された前記各チューブ（２）および前記チューブ間のフィン（３）からなるコア部（４）をろう付けする工程と、
を備えた熱交換器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器およびその熱交換器を製造するための加工装置、さらには、熱交換器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、長手方向に流体通路を備えたチューブの端部をコアプレートに差し込んでコア部を形成した熱交換器がある（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
このような熱交換器では、チューブ端部における流体の流路抵抗を小さくすることにより流体流量の減少を小さくして、これによりコア部における熱交換効率を高くしたいという要求がある。
【０００４】
そのため、チューブ内に流体通路を形成するための仕切り壁を設ける場合は、この仕切り壁の形状を工夫したり、さらには、コアプレートからはみ出したチューブの端部の開口部を口拡して流路面積を大きくすることが考えられる。
【特許文献１】実開昭５４−９０７５０号公報
【特許文献２】特開２０００−１５８０７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記従来技術においては、チューブの開口部において流路抵抗を小さくするための対策は採られておらず、改善の余地があった。
【０００６】
本発明は、上記点に鑑み、チューブの開口端において流路抵抗を小さくした熱交換器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は、板を一方向に折り曲げることにより、幅方向の中間部で左右の組合せ部（１１）を接触させ、その組合せ部（１１）の幅方向先端側のチューブ接合部（１２）の表面をチューブ内面（１４）に面するように形成されたチューブ（２）の長手方向の端部（２ｂ）を、コアプレート（５ａ）のチューブ挿入穴（５ｅ）に挿入してその挿入穴（５ｅ）においてチューブ（２）とコアプレート（５ａ）とを接合した熱交換器（１）において、チューブ端部（２ｂ）の外周とチューブ挿入穴（５ｅ）との接合位置よりチューブ端部（２ｂ）の先端までの部位において、接合位置からの距離に応じて左右のチューブ接合部（１２）の表面側の各面のなす開き角（θ）が小さくなるよう変形していることを特徴とする。
【０００８】
チューブ端部（２ｂ）におけるチューブ接合部（１２）の開き角（θ）は、チューブ（２）の長手方向のほとんどの範囲におけるチューブ接合部（１２）の開き角より小さくなっている構成をとることができる。さらに、これに加えて、あるいはこれに代えて、チューブ端部（２ｂ）におけるチューブ接合部（１２）の開き角（θ）は、チューブ（２）とコアプレート（５ａ）との接合位置からの距離に応じて徐々に小さくなっている構成をとることができる。
【０００９】
これにより、開口が形成されているチューブ端部（２ｂ）において、チューブ開口端（２ｄ）に近づくほどチューブ接合部（１２）の開き角（θ）が減少するようにチューブ接合部（１２）の形状変化を形成しているので、開口端（２ｄ）における流体のスムーズな流入出を実現することができ、流路抵抗の上昇を抑制することができる。
【００１０】
チューブ端部（２ｂ）近傍における組合せ部（１１）の長手方向の端部とチューブ接合部（１２）の長手方向の端部とは、開き角（θ）がほぼ０°になることにより、幅方向と交差する方向の同一直線をなす直線壁（１５）を形成するようにすることができる。これにより、チューブ（２）の長手方向端部（２ｂ）における流路抵抗を小さくすることができる。なお、この直線壁（１５）はチューブ内面（１４）に垂直とすることができる。
【００１１】
あるいは、チューブ（２）の長手方向端部（２ｂ）において、左右のチューブ接合部（１２）の開き角（θ）が１８０度未満の大きさを形成することができる。また、チューブ（２）の長手方向端部（２ｂ）において、左右の組合せ部（１１）の表面の一部を互いに離間するように形成することができる。
【００１２】
これらは、チューブ（２）の開口端（２ｄ）からの距離に応じて、左右のチューブ接合部（１２）の表面の開き角（θ）が大きくなるよう変形しているので、チューブ（２）への流体の流出入における流路抵抗の上昇を抑制することができる。
【００１３】
なお、チューブ接合部（１２）の変形は、接合位置よりチューブ開口端（２ｄ）に向かって徐変するようにすれば、チューブ接合部（１２）に沿う流体流れをよりスムーズにして、乱れの発生を抑え、チューブ（２）への流体の流出入における流路抵抗の上昇を抑制することができる。
【００１４】
また、チューブ接合部（１２）の少なくとも一部が、接合位置より接合位置とチューブ開口端（２ｄ）との間の中間位置までチューブ内面（１４）と接触するよう変形させることができる。これにより、チューブ（２）とコアプレート（５ａ）との密着性向上をチューブ接合部（１２）とチューブ内面（１４）との接触により維持しつつ、チューブの開口端（２ｄ）における流路抵抗を小さくすることができる。
【００１５】
なお、中間位置よりチューブ開口端（２ｄ）方向に向かって、チューブ接合部（１２）の変形に応じてチューブ接合部（１２）はチューブ内面（１４）に接触しているようにすれば、チューブ（２）とコアプレート（５ａ）との密着性をより向上させることができる。
【００１６】
また、チューブ（２）は幅方向において中心に対して対称形状とする、すなわち、組合せ部（１１）およびチューブ接合部（１２）をチューブ（２）の幅方向中心に左右対称形状に配置することにより、チューブ（２）の流体通路（２ｃ）における流体の流れ性や熱交換器の組み立ての作業性を向上させることができる。
【００１７】
本発明は上記目的を達成するために、チューブ（２）と、チューブ（２）が挿入されたチューブ挿入穴（５ｅ）を有するコアプレート（５ａ）とを備え、チューブ（２）は、扁平な断面を規定する２つの側壁（２ａ）と、一方の側壁（２ａ）から他方の側壁（２ａ）に向かって、平行に延び出す２つの隔壁（１１）と、２つの隔壁（１１）から他方の側壁（２ａ）に沿って延び出し、他方の側壁（２ａ）の内面（１４）に接合された２つの接合部（１２）とを有し、２つの側壁（２ａ）は、チューブ（２）の長手方向の大部分の範囲において平行に延在して平行部を形成するとともに、コアプレート（５ａ）に挿入された端部（２ｂ）において、互いに離れるように傾斜して口拡部（２ｅ）を形成しており、２つの接合部（１２）は、平行部において所定の第１幅をもって他方の側壁（２ａ）に沿って延びるとともに、口拡部（２ｅ）において、第１幅より小さい第２幅をもって他方の側壁（２ａ）に沿って延びていることを特徴とする熱交換器という技術的手段を採用する。
【００１８】
この構成によると、口拡部（２ｅ）においては、２つの接合部（１２）が側壁（２ａ）に沿って延びる幅が少なくされるため、２つの接合部（１２）による熱交換媒体の流れの乱れが抑制される。
【００１９】
ここで、２つの接合部（１２）は、直接に、あるいは他の板材を介して間接的に他方の側壁（２ａ）に接合されることができる。また、２つの接合部（１２）は、Ｌ字状あるいはＪ字状と呼びうる左右対称の形状によって提供されうる。２つの接合部（１２）は、チューブ（２）の平行部においては、他方の側壁（２ａ）に平行に延びる形状とすることができる。２つの接合部（１２）は、口拡部（２ｅ）においては、２つの隔壁（１１）の延長上に沿った形状、あるいは２つの隔壁（１１）から斜めに延びる形状として提供されうる。これらの構成によると、他方の側壁（２ａ）に沿った形状よりも、２つの隔壁（１１）に近い角度をもって広がる面を提供するため、流れの乱れが抑えられる。２つの隔壁（１１）と２つの接合部（１２）とは、平行部においては、対称に配置されたＬ字状と逆Ｌ字状の形状をもって、あるいは重ねて配置されたＬ字状の形状をもって提供されうる。口拡部（２ｅ）において２つの接合部（１２）が２つの隔壁（１１）に対してなす角は、平行部におけるその角度よりも小さくなるように形成される。また、平行部における２つの接合部（１２）の延長上に位置する板材が、口拡部（２ｅ）においては２つの隔壁（１１）を形成しうる。チューブ（２）の扁平な断面は、２つの側壁（２ａ）に加えて、それらの端部を接続する湾曲した２つの端部壁によって規定されうる。
【００２０】
また、本発明は、幅方向の中央において、幅方向と交差する厚み方向に延び、かつ幅方向の対向する面が接するように形成された左右の組合せ部（１１）と、左右の組合せ部（１１）よりそれぞれ反対方向に折り曲げられてそれぞれチューブ内面（１４）に面するように形成されたチューブ接合部（１２）とを備えるチューブ（２）の開口端（２ｄ）を口拡するための加工装置（３０）であって、チューブ（２）が備える流体通路（２ｃ）の形成方向に一致する長手方向に、先端側より通路嵌合部（３４）とテーパ部（３６）とが順に形成されるとともに、長手方向と交差する幅方向の中央部には長手方向に通路嵌合部（３４）およびテーパ部（３６）にチューブ（２）の組合せ部（１１）を通すためのスリット（３７）を設け、スリット（３７）の両側にチューブ（２）のチューブ接合部（１２）を通すための凹状溝（３８）を長手方向に設けた挿入部（３１）を備え、通路嵌合部（３４）は、先端部より流体通路（２ｃ）に挿入されるときこの流体通路（２ｃ）の内周と摺動自在に嵌合する外形を備え、テーパ部（３６）は、通路嵌合部（３４）との接続部（３５）において通路嵌合部（３４）と同一断面形状を備えるとともに、長手方向の先端からの距離に応じて幅方向と交差する厚み方向の距離が徐々に大きくなるよう形成されていることを第２の特徴とする。
【００２１】
この加工装置の挿入部（３１）を、通路嵌合部（３４）を先端側にして、組合せ部（１１）とチューブ接合部（１２）とを備えたチューブ（２）の開口端（２ｄ）より流体通路（２ｃ）へ挿入し、さらに、通路嵌合部（３４）に接続して形成されたテーパ部（３６）をチューブ開口端（２ｄ）へ挿入することにより、チューブ開口端（２ｄ）はテーパ部（３６）により少なくとも幅方向と交差する厚み方向の距離が、流体通路（２ｃ）の流れ方向位置に応じて徐々に増加するよう変形される。
【００２２】
このとき、チューブ接合部（１２）は、加工装置（３０）のスリット両側の凹状溝（３８）により厚み方向の位置が拘束されているので、チューブ端部（２ｂ）の厚み方向の口拡に伴い、左右のチューブ接合部（１２）の開き角（θ）は徐々に小さくなるよう変形する。これにより、チューブ接合部（１２）が、チューブ端部（２ｂ）近傍において加工装置（３０）のテーパ部（３６）により口拡される範囲で徐々に変形し、チューブ開口端（２ｄ）から流体通路（２ｃ）内への流体の流出入をスムーズにするチューブ（２）を形成することができる。
【００２３】
また、チューブ端部（２ｂ）を口拡するので、チューブ（２）の開口端（２ｄ）の面積を大きくすることができ、これによってもチューブ開口端（２ｄ）における流路抵抗を抑制することができる。
【００２４】
さらに、チューブ端部（２ｂ）の口拡により、チューブ（２）とこのチューブ（２）が挿入されるコアプレート（５ａ）との密着性を向上させることができる。
【００２５】
さらに、テーパ部（３６）の幅方向の長さは、先端からの距離に応じて徐々に長くなるよう形成すれば、チューブ端部（２ｂ）の全周にわたって口拡することができる。
【００２６】
なお、加工装置（３０）のより具体的な構成として、通路嵌合部（３４）の先端側には、先端方向の距離に応じて通路嵌合部（３４）の断面面積より徐々に小さくなる断面面積を備えた先端部（３３）を形成し、先端側とは反対側のテーパ部（３６）の断面面積の増加量が０となる位置より長手方向に平行拡大部（４１）を形成することができる。なお、この平行拡大部（４１）の少なくとも一部にはスリット（３７）および凹状溝（３８）が形成しておくことができる。
【００２７】
また、本発明は、板材の端部それぞれにＬ字状と逆Ｌ字状の足部（１２）を形成して、それら足部（１２）の間の開き角（θ）をほぼ１８０°として内面に平行に配置してチューブ（２）を形成する工程と、コアプレート（５ａ）に設けられた複数のチューブ挿入穴（５ｅ）にチューブ（２）の長手方向端部（２ｂ）を通すことにより、チューブ（２）にコアプレート（５ａ）を配置する工程と、コアプレート（５ａ）より出たチューブ端部（２ｂ）に加工装置（３０）を挿入することにより、チューブ端部（２ｂ）に口拡部（２ｅ）を形成するとともに、足部（１２）の開き角（θ）をチューブ（２）の先端に近づくほど小さくなるよう足部（１２）を変形させる工程と、コアプレート（５ａ）により固定された各チューブ（２）およびチューブ間のフィン（３）からなるコア部（４）をろう付けする工程と、により熱交換器（１）を製造することを特徴とする。
【００２８】
これにより、ろう付け工程の前に、チューブ端部（２ｂ）の口拡工程を行うことにより、チューブ（２）のコアプレート（５ａ）への固定と、流路抵抗の抑制のためのチューブ端部（２ｂ）における足部（１２）の変形とを同時に行うことができる。
【００２９】
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した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ものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図面を参照して説明する。本第１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（熱媒体）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る。図１は本第１実施形態に係るラジエータ１の正面図で、図２は本第１実施形態の要部を示す拡大断面図である。また、図３は、図２のＣ−Ｃ断面を示す図である。
【００３１】
チューブ２は、仕切り壁あるいは隔壁としての組合せ部１１によりエンジン冷却水を流すための２つの流体通路２ｃを形成した管である。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（紙面上下方向）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。
【００３２】
また、チューブ２の厚み方向両側の扁平面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。
【００３３】
チューブ２の長手方向の両側の端部２ｂ（本実施形態では、上下端）は、コアプレート５ａに設けられたチューブ挿入穴５ｅに挿入され、開口端２ｄよりチューブ挿入穴５ｅ付近の接合位置まで、後述するように口拡された状態でコアプレート５ａと接合されている。これにより各チューブ２はコアプレート５ａに固定されている。ここで、チューブ２およびフィン３からなる略矩形状の熱交換部をコア部４と呼ぶと、コアプレート５ａはコア部４の固定枠となっている。
【００３４】
コア部４の上下端側にはそれぞれヘッダタンク５が設けられている。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と、コアプレート５ａとともにタンク内空間を構成するタンク本体５ｂとを有して構成され、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）に延びて複数のチューブ２と連通している。
【００３５】
なお、本第１実施形態では、コアプレート５ａは金属（例えば、アルミニウム合金）製であり、タンク本体５ｂは樹脂製である。
【００３６】
また、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。コアプレート５ａの周縁部には爪部５ｄが立設されており、この爪部５ｄをタンク本体５ｂの外周縁に形成されたフランジにカシメ固定することによって、タンク本体５ｂはコアプレート５ａに組み付けられている。
【００３７】
コア部４の水平方向両端部には、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が設けられている。なお、図１中、冷却水流入口７ａはエンジンのエンジン冷却水出口側に接続され、冷却水流出口７ｂはエンジンのエンジン冷却水入口側に接続される。これにより、図１中の矢印で示すよう、上部のヘッダタンク５に流入したエンジン冷却水は、多数のチューブ２に分配され大きな流速となって、各チューブ２内の流体通路２ｃ内を下方へ流れて、下部のヘッダタンク５に集められる。そして、ヘッダタンク５に集められたエンジン冷却水は、冷却水流出口７ｂよりエンジン側へ流出する。
【００３８】
ピン８はラジエータ１を車両ボディ側、つまり、図示しないキャリア（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材であり、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。
【００３９】
次に、本第１実施形態の特徴点である、口拡されたチューブ２の端部２ｂの形状について説明する。図４（ａ）〜（ｃ）は、チューブ端部２ｂの図３におけるＡ−Ａ断面ないしＢ−Ｂ断面を示す図である。なお、各図において、左右の組合せ部１１の紙面垂直方向の平行部分に隙間が描かれているが、実際はこの部位はろう材でろう付けされている。また、チューブ接合部１２とチューブ内面１４との接触面もろう付けされている。
【００４０】
図４（ａ）のＡ−Ａ断面は、図３においてコアプレート５ａよりも下方の、流体通路２ｃが長手方向に同一断面形状をなして形成されている部位の断面である。また、図４（ｃ）のＢ−Ｂ断面は、チューブ端部２ｂのコアプレート５ａより端部側に飛び出ているチューブ開口端２ｄ近傍の部位の断面である。また、図５は、口拡されたチューブ２の開口端２ｄから見た斜視概要図である。
【００４１】
ここで、チューブ２の形状について説明する。例えば、特開２０００−１５８０７０号公報などにより良く知られているように、アルミニウム製の金属板の幅方向の両端部がそれぞれ幅方向と交差する長手方向にわたって連続して、金属板の裏面としてのチューブ内面１４側に、ほぼ垂直に折り曲げられて、左右の組合せ部１１が形成される。さらに、左右の組合せ部１１のそれぞれの端部が、さらにチューブ内面１４側に長手方向にわたって連続してほぼ直角に折り曲げられて左右のチューブ接合部１２が形成される。そして、この組合せ部１１およびチューブ接合部１２が形成された金属板の左右両端側を、チューブ内面１４側へ、すなわち、反対側の表面１３側を外側にして曲げて、幅方向の中間部で、左右の組合せ部１１の表面１３側の面がそれぞれ長手方向にわたって互いに接するとともに、左右のチューブ接合部１２の表面１３側の各面がチューブ内面１４に接するように形成される。
【００４２】
このようにして、図４（ａ）に示すＡ−Ａ断面が、チューブ２の両側の開口端２ｄの間の長手方向にわたって、ほぼ同一形状で形成される。なお、このＡ−Ａ断面では、左右のチューブ接合部１２のなす開き角θはほぼ１８０°となり、チューブ接合部１２の表面側の面１２ａはチューブ内面１４と接するようになっている。一方、図４（ｃ）に示すＢ−Ｂ断面は、チューブ２の端部２ｂに位置Ｘ１（図３参照）を口拡の開始位置とする口拡部２ｅが形成され、これに応じて左右のチューブ接合部１２のなす開き角θはほぼ０°となるように変形したものである。そして、チューブの開口端２ｄの近傍で、組合せ部１１とチューブ接合部１２とが幅方向に交差する方向の同一直線をなす直線壁１５を形成している。この直線壁１５の先端は、チューブ内面１４に接するようになっている。
【００４３】
そして、Ａ−Ａ断面からＢ−Ｂ断面へと変化する領域では、図４（ｂ）、図５に示すように、左右のチューブ接合部１２の開き角θは、１８０°から０°へと減少している。この開き角θの減少は、本第１実施形態では、コアプレート５ａのチューブ挿入穴５ｅの長手方向端部側より始まり、チューブ開口端２ｄの近傍まで、長手方向の位置に応じて、すなわちチューブ開口端２ｄからの距離が小さくなるほど、θが小さくなるように、徐々に変化している。そして、この開き角θが徐変する範囲で、チューブ接合部１２の先端はチューブ内面１４に接している。
【００４４】
チューブ２の形状は以下のようにも把握される。熱交換器は、チューブ２と、チューブ２が挿入されたチューブ挿入穴５ｅを有するコアプレート５ａとを備える。チューブ２は、扁平な断面を規定する２つの側壁と、一方の側壁から他方の側壁に向かって、平行に延び出す２つの隔壁と、２つの隔壁から他方の側壁に沿って延び出し、他方の側壁の内面に接合された２つの接合部１２とを有する。２つの側壁は、チューブ２の長手方向の大部分の範囲において平行に延在して平行部を形成する。この平行部は、熱交換の大部分を担う。チューブ２の２つの側壁は、コアプレート５ａに挿入された端部において、互いに離れるように傾斜して口拡部を形成している。２つの接合部は、平行部において所定の第１幅をもって他方の側壁に沿って延びるとともに、口拡部において、第１幅より小さい第２幅をもって他方の側壁に沿って延びている。２つの接合部が他方の側壁から離れて位置する範囲においては、第２幅は、他方の側壁に沿って延びる方向成分として把握される。
【００４５】
このように、本第１実施形態では、コアプレート５ａより外側に出ているチューブ２の端部２ｂを口拡して、チューブ接合部１２の開き角θを開口端２ｄに近づくほど小さくなるよう徐々に変化させているので、組合せ部１１およびチューブ接合部１２の形状はチューブ開口端２ｄから流体通路２ｃを長手方向に進むにしたがい、スムーズに変化することができる。したがって、開口端２ｄからの流体の流れは乱れの発生が抑制され、結果として流路抵抗を小さくすることができる。
【００４６】
また、チューブ開口端２ｄ近傍では、組合せ部１１およびチューブ接合部１２は直線壁１５を形成しているので、このチューブ開口端２ｄでの流路抵抗を最小にすることができる。
【００４７】
なお、チューブ接合部１２の先端は、チューブ端部２ｂにおいてチューブ内面１４に接しているので、チューブ２のコアプレート５ａへの結合強度を高めて、チューブ２の変形を防止することができる。
【００４８】
ここで、比較例として、上述のようなチューブ接合部１２の開き角を変化させずに、チューブ端部を口拡した場合を図６に示す。図６（ａ）は、図３におけるＢ−Ｂ断面であり、図６（ｂ）は、図５と同様チューブ開口端２ｄから見た比較例におけるチューブ２の斜視図である。この比較例では、Ａ−Ａ断面は上記第１実施形態と同様であるが、口拡部２ｅにおいては、チューブ接合部１２の開き角は１８０°のまま減少せず、したがって、チューブ端部２ｂ全域で、チューブ接合部１２とチューブ内面１４との間は空隙が生じている。
【００４９】
したがって、比較例において、チューブ開口端２ｄから流入する流体に対して、チューブ接合部１２とチューブ内面１４との間の空隙は、長手方向に行き止まり状態が形成されるので、流れに乱れが発生し、流路抵抗の増加をもたらす。
【００５０】
次に、チューブ端部２ｂの口拡およびチューブ接合部１２の変形を行うための加工装置、およびその加工装置を用いた加工手順について説明する。図７は、加工装置３０を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は上面図、（ｄ）は（ｂ）の部分拡大図、（ｅ）は（ｃ）の部分拡大図である。なお、図７（ａ）には、加工装置３０の長手方向および幅方向が示され、（ｃ）には厚み方向が示されている。なお、これら加工装置の長手方向、幅方向および厚み方向は、チューブ２の長手方向、幅方向および厚み方向にそれぞれ対応している。
【００５１】
加工装置３０は、チューブ２の開口端２ｄより挿入される挿入部３１と製造装置（図示せず）に把持される基部３２とが長手方向に形成された金属製治具である。挿入部３１は、先端側より順に、先端部３３、通路嵌合部３４、テーパ部３６、平行拡大部４１が形成されている。また、挿入部３１の幅方向の中央には、長手方向にスリット３７が形成されている。
【００５２】
先端部３３は、チューブ２の流体通路２ｃの断面より小さい断面形状を備え、さらに、スリット３７の端部にはチューブ２の組合せ部１１およびチューブ接合部１２との干渉を防止するための切欠き部３９が設けられている。
【００５３】
通路嵌合部３４は、流体通路２ｃの内周と摺動自在に嵌合する外形を備えており、長手方向にわたって同一の断面形状となっている。
【００５４】
テーパ部３６は、通路嵌合部３４の端部を接続部３５として、この接続部３５において通路嵌合部３４と同一断面形状を備え、かつ、長手方向の先端からの距離に応じて幅方向と交差する厚み方向の距離が徐々に大きくなるよう形成されている。これにより、挿入部３１がチューブ端部２ｂにおいて流体通路２ｃに挿入されるとき、チューブ端部２ｂは厚み方向に口拡される。なお本第１実施形態においては、テーパ部３６の幅方向の距離も、先端からの距離に応じて徐々に大きくなるように形成されている。したがって、チューブ端部２ｂは幅方向にも口拡される。
【００５５】
平行拡大部４１は、基部３２とチューブ開口端２ｄとが干渉しないように設けたもので、テーパ部３６の断面面積の増加量が０となるテーパ部３６の終了位置より、長手方向に同一断面形状を備えるよう形成されている。
【００５６】
挿入部３１の厚み方向の一方の面には、凹状溝３８が、スリット３７の両側にスリット３７に沿うように、かつ、先端側より平行拡大部４１の溝端部４０まで連続して形成されている。本第１実施形態では、この凹状溝３８の深さは、厚み方向において、通路嵌合部３４における凹状溝３８の深さの底位置と同一位置となるよう形成されている。すなわち、凹状溝３８の底は同一面を形成している。
【００５７】
挿入部３１がチューブ端部２ｂに挿入されるとき、通路嵌合部３４においては、凹状溝３８の底は、チューブ接合部１２の面（図４においてチューブ内面１４側の面）と摺動自在に接する位置にあるので、通路嵌合部３４が流路通路２ｃ内を移動する際には、チューブ２の外形および組合せ部１１、チューブ接合部１２は変形することはない。
【００５８】
一方、テーパ部３６がチューブ端部２ｂより長手方向に移動する際には、その長手方向への移動量に応じて、凹状溝３８の深さの底位置を基準位置として、チューブ２の外周が厚み方向へ口拡される。これに伴い、チューブ接合部１２は凹状溝３８に押されて、その開き角θが小さくなるように変形する。この開き角θの減少割合は、テーパ部３６のテーパ角に応じて決まる。
【００５９】
チューブの製造工程は、以下のようにも説明される。チューブ２の壁面を提供する板材端部それぞれにＬ字状の足部１２と逆Ｌ字状の足部１２が形成される。ここで、Ｌ字状と呼びうる形状には、Ｊ字状などが含まれる。それら足部１２の先端部は、互いに反対方向に向けて延び出すように配置される。足部１２の開き角θは、ほぼ１８０°とされる。２つの足部１２の先端部は、チューブ２の内面に平行に配置され、典型的な一例では、チューブ２の内面に接合されて接合部を提供する。２つの足部１２とチューブ２の内面との間には、他の板材が介装されてもよい。チューブ２の端部２ｂは、コアプレート５ａに設けられたチューブ挿入穴５ｅに挿入される。チューブ２の端部２ｂの先端縁は、コアプレート５ａから突き出すか、コアプレート５ａの面と同一か、あるいはコアプレート５ａの面より凹んで配置される。チューブ２の端部２ｂには、加工装置３０が挿入され、端部２ｂに口拡部２ｅが形成される。この口拡部２ｅの外周面と、チューブ挿入穴５ｅとが接触させられて、チューブ２がコアプレート５ａに位置決めされる。足部１２は、チューブ２の端部２ｂにおける口拡部２ｅにおいて、チューブ２の先端縁に向かって、そのＬ字状あるいはＪ字状を規定する２つの辺の間の角度が徐々に減少するように変形させられる。２つの足部１２は、典型的な一例では、チューブ２の先端縁においてＩ字状に達する。典型的な一例では、２つの足部１２の開き角θは、チューブ２の先端に近づくほど小さくなるよう変形させられる。
【００６０】
図８（ａ）〜（ｃ）は、加工装置３０による加工工程を示す図である。まず、図８（ａ）に示すように、組み付け治具（図示せず）にチューブ２、フィン３およびインサート６を配置する。
【００６１】
次に、図８（ｂ）に示すように、上方よりコアプレート５ａの各チューブ挿入穴５ｅに各チューブ２のチューブ端部２ｂを挿入して、コアプレート５ａによりコア部４を仮止めする。
【００６２】
この状態で、加工装置３０の挿入部３１を先端部３３より、チューブ２の開口端２ｄに挿入し、テーパ部３６がチューブ端部２ｂ内へ、紙面下方へ移動するとき、テーパ部３６によりチューブ端部２ｂが口拡されて口拡部２ｅが形成されるとともに、凹状溝３８によりチューブ接合部１２がその開き角θが徐々に小さくなるように変形される。そして、チューブ端部２ｂの外周がコアプレート５ａのチューブ挿入穴５ｅと接触したところで加工装置３０の長手方向の移動は終了され、加工装置３０は紙面上方へ移動されてチューブ２より離脱する。なお、図８（ｃ）では、加工装置３０のチューブ２への挿入方向と、チューブ端部２ｂの口拡後の形状を同一紙面上に示している。
【００６３】
このコアプレート５ａの外側でチューブ端部２ｂに口拡部２ｅを形成する工程を、チューブ２の両端部で行って、コア部４のチューブ長手方向両側をそれぞれコアプレート５ａにより固定した後、このコア部４とコアプレート５ａとの組み付け体をろう付け工程でろう付けする。
【００６４】
これにより、チューブ２内の左右の組合せ部１１間のろう付けとチューブ接合部１１とチューブ内面１４とのろう付け、チューブ２とフィン３およびインサート６とフィン３とのろう付け、およびチューブ端部２ｂとコアプレート５ａとのろう付けが、ひとつの工程で行われ、コア部４の一体的な固定が完了する。
【００６５】
次に、他の実施形態について説明する。上記第１実施形態では、チューブ開口端２ｄの近傍のＢ−Ｂ断面において、チューブ接合部１２の開き角θがほぼ０°となるよう、組合せ部１１とチューブ接合部１２とが同一直線上の直線壁１５を形成する例を示したが、これに限らず、以下のように種々の大きさとすることができる。なお、以下に示す各例では、図３におけるＡ−Ａ断面はすべて上記第１実施形態と同じ形状である。また、各実施形態において、第１実施形態と異なる構成について説明し、同じ構成部分は説明を省略する。
【００６６】
（第２実施形態）
図９（ａ）に示す第１実施形態と同じＡ−Ａ断面に対して、図９（ｂ）に示すように、チューブ開口端２ｄ近傍のＢ−Ｂ断面で、チューブ接合部１２の開き角θを０°より大きく１８０°より小さい大きさとし、左右の組合せ部１１およびチューブ接合部１２を逆Ｙ字形状とすることができる。換言すれば、この第２実施形態における逆Ｙ字形状は、上記第１実施形態のチューブ端部２ｂでの口拡を、長手方向先端側の途中で終了したものに相当する。
【００６７】
この第２実施形態における組合せ部１１およびチューブ接合部１２の逆Ｙ字形状により、特にチューブ接合部１２は長手方向においてチューブ内面１４に接触しながら沿うように変形させることができるので、チューブ開口端２ｄにおける流体のスムーズな流入出を実現することができる。
【００６８】
（第３実施形態）
図１０（ａ）に示す第１実施形態と同じＡ−Ａ断面に対して、図１０（ｂ）に示すように、チューブ開口端２ｄ近傍のＢ−Ｂ断面で、左右の組合せ部１１にも開き角φを形成するとともに、チューブ接合部１２の開き角θを０°より大きく１８０°より小さい大きさとする。このときφ＜θである。
【００６９】
これにより、左右の組合せ部１２は紙面上端の一部のみが接触し、ここでろう付けされる。また、チューブ接合部１２は、長手方向においてチューブ内面１４に接触しながら沿うように変形している。
【００７０】
したがって、第３実施形態においても、チューブ開口端２ｄにおける流体のスムーズな流入出を実現することができる。すなわち、左右の組合せ部１１は、必ずしも全面が接触していなくても、流体通路２ｃの内壁を徐々に変形させて、流れの乱れを発生させないようにすることができる。
【００７１】
（第４実施形態）
図１１（ａ）に示す第１実施形態と同じＡ−Ａ断面に対して、チューブ端部２ｂにおける口拡の開始とともに、チューブ接合部１２の開き角θは１８０°より減少し、チューブ開口端２ｄ近傍のＢ−Ｂ断面で、図１１（ｄ）に示すように、開き角θは０°となって組合せ部１１とチューブ接合部１２とが直線壁１５を形成するとともに、厚み方向の口拡距離を大きくして直線壁１５の先端をチューブ内面１４と離間させるようにする。
【００７２】
Ａ−Ａ断面とＢ−Ｂ断面との間においては、Ａ−Ａ断面に近い部位では、図１１（ｂ）に示すようにチューブ接合部１２の先端をチューブ内面１４に接触させているが、Ｂ−Ｂ断面に近い部位では、図１１（ｃ）に示すようにチューブ接合部１２の先端がチューブ内面１４より離間するようにしている。
【００７３】
すなわち、本第４実施形態では、長手方向の先端側に向かってＢ−Ｂ断面位置に至るチューブ接合部１２の変形途中で、チューブ接合部１２の先端がチューブ内面１４より離れるようにしている。
【００７４】
これにより、チューブ開口端２ｄにおいて、流路抵抗を最小限に抑えることができるとともに、流体通路２ｃへの流体の流入出をスムーズにすることができる。しかも、チューブ接合部１２の端部を変形区間、すなわち口拡部２ｅの途中までチューブ内面１４と接触させることができ、チューブ端部２ｂの口拡角度の適正値を維持しつつコアプレート５ａとの密着性を向上させることができ、ろう付け性および液密性・耐圧性の確保を可能にする。
【００７５】
（第５実施形態）
図１２（ａ）に示す第１実施形態と同じＡ−Ａ断面に対して、チューブ端部２ｂにおける口拡の開始とともに、チューブ接合部１２の開き角θは１８０°より減少し、チューブ開口端２ｄ近傍のＢ−Ｂ断面で、図１２（ｃ）に示すように、開き角θは０°となって組合せ部１１とチューブ接合部１２とが直線壁１５を形成している。
【００７６】
ただし、本第５実施形態では、Ｂ−Ｂ断面位置の近傍までのチューブ接合部１２の変形区間では、図１２（ｂ）示すように、チューブ接合部１２の先端をチューブ内面１４に接触させるようにしている。そして、チューブ接合部１２の変形が終わったＢ−Ｂ断面位置で、図１２（ｃ）に示すようにチューブ接合部１２の先端がチューブ内面１４より離間するようにしている。
【００７７】
これにより、チューブ開口端２ｄにおいて、流路抵抗を最小限に抑えることができるとともに、流体通路２ｃへの流体の流入出をスムーズにすることができる。しかも、チューブ接合部１２の端部を、チューブ接合部の変形区間の全域に亘ってチューブ内面１４と接触させることができ、チューブ端部２ｂの口拡角度の適正値を維持しつつコアプレート５ａとの密着性を向上させることができ、ろう付け性および液密性・耐圧性の確保を可能にする。
【００７８】
（他の実施形態）
（１）上記各実施形態では、チューブ端部２ｂにおける口拡部２ｅの開始位置は、チューブ挿入穴５ｅの外側端部の位置Ｘ１（図３参照）とする例を示したが、これに限らず、位置Ｘ１よりも紙面下方の位置Ｘ２から口拡が開始してもよい。すなわち、チューブ２の外周とチューブ挿入穴５ｅとの嵌合時の隙間の大きさに応じて、チューブ２とコアプレート５ａとの密着性を向上させるに必要な口拡状態を形成することができればよい。
【００７９】
（２）上記各実施形態では、チューブ接合部（足部）１２は、組合せ部（隔壁）１１の先端側を板状に折り曲げてＬ字状および逆Ｌ字状に形成した例を示したが、これに限らず、例えば、チューブ接合部１２の先端部を円弧状、あるいはＪ字状（逆Ｊ字状）にして、チューブ内面１４と離間させるように成形してもよい。この場合でも、左右のチューブ接合部１２の開き角θは、組合せ部１１との折り曲げ部におけるチューブ接合部表面の接線方向のなす角とすることができ、上記各実施形態と同様にチューブ接合部を変形することができる。
【００８０】
（３）上記各実施形態では、チューブ接合部１２とチューブ内面１４との間は、ろう材のみを介在させる例を示したが、これに限らず、例えば、通路内フィンを構成するための薄板をチューブ接合部とチューブ内面との間に介在させて、これらをろう付けするようにしてもよい。
【００８１】
（４）上記各実施形態では、組合せ部１１の形成方向は、チューブ２の幅方向中央部において、幅方向と垂直となるよう、すなわち、チューブ２は幅方向において左右対称形状となる例を示したが、これに限らず、組合せ部１１を幅方向の中心よりずれた位置に配置してもよく、あるいは、組合せ部１１を幅方向に対して斜めに交差するように形成してもよい。
【００８２】
（５）上記各実施形態では、チューブ２の長手方向が垂直方向（紙面上下方向）と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例を示したが、これに限らず、チューブ２の長手方向が水平方向（紙面左右方向）と一致するように配置されていてもよい。
【００８３】
（６）上記各実施形態では、タンク本体５ｂは樹脂製であったが、これに限らず、金属（例えば、アルミニウム合金）製であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本実施形態の熱交換器としてのラジエータの正面図である。
【図２】図１の要部を示す拡大断面図である。
【図３】図２のＣ−Ｃ断面を示す図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、チューブ端部の図３におけるＡ−Ａ断面ないしＢ−Ｂ断面を示す図である。
【図５】口拡されたチューブの開口端から見た斜視図である。
【図６】（ａ）は比較例のチューブのＢ−Ｂ断面を示す図、（ｂ）は比較例の口拡されたチューブの開口端から見た斜視図である。
【図７】加工装置３０を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は上面図、（ｄ）は（ｂ）の部分拡大図、（ｅ）は（ｃ）の部分拡大図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、加工装置による加工工程を示す図である。
【図９】第２実施形態を示す図であり、（ａ）はＡ−Ａ断面を示す図、（ｂ）はＢ−Ｂ断面を示す図である。
【図１０】第３実施形態を示す図であり、（ａ）はＡ−Ａ断面を示す図、（ｂ）はＢ−Ｂ断面を示す図である。
【図１１】第４実施形態を示す図であり、（ａ）はＡ−Ａ断面を示す図、（ｂ）はＡ−Ａ断面位置に近い部位の断面を示す図、（ｃ）はＢ−Ｂ断面位置に近い部位の断面を示す図、（ｄ）はＢ−Ｂ断面を示す図である。
【図１２】第５実施形態を示す図であり、（ａ）はＡ−Ａ断面を示す図、（ｂ）はＡ−Ａ断面位置とＢ−Ｂ断面位置との間の部位の断面を示す図、（ｃ）はＢ−Ｂ断面を示す図である。
【符号の説明】
【００８５】
２…チューブ、２ａ…扁平面（側壁）、２ｂ…チューブ端部、２ｃ…流体通路、
２ｄ…チューブ開口端、２ｅ…口拡部、３…フィン、５ａ…コアプレート、
５ｅ…チューブ挿入穴、１１…組合せ部（隔壁）、１２…チューブ接合部（足部）、
１３…表面、１４…チューブ内面（裏面）、１５…直線壁、３０…加工装置、
３１…挿入部、３４…通路嵌合部、３６…テーパ部、３７…スリット、３８…凹状溝。
【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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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