(57)【要約】【課題】扁平パイプ同士を高い精度で仮固定することができ、ろう付け性を向上させることができる構造を備えた熱交換器を提供すること。【解決手段】短辺３１ａおよび長辺３１ｂからなる方形断面の中央部３１と、短辺３１ａよりも大きな短辺３２ａと長辺３１ｂからなる方形断面の一端開口部３２および他端開口部３３とを有し、短辺３１ａ、３２ａ、３３ａで接合される扁平パイプ１２と、７個の扁平パイプ１２を短辺方向で積層した状態で収容するケースとを備え、扁平パイプ１２の一端開口部３２の長辺３１ｂの縁部で、側壁３２ｂと扁平パイプ１２と隣接する扁平パイプ１２の隣接側壁３２ｃとをかしめ固定するよう側壁３２ｂから扁平パイプ１２の軸線方向に突出する突出片３５が形成されたことを特徴とする。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
短辺および長辺からなる方形断面の中央部と、前記短辺よりも大きな短辺と前記長辺からなる方形断面の一端開口部および他端開口部とを有する扁平パイプと、複数個の前記扁平パイプを短辺方向で積層した状態で収容するケースと、を備えた熱交換器において、
前記扁平パイプの前記一端開口部および前記他端開口部のうちいずれか一方、または両方の前記長辺の縁部で、側壁と前記扁平パイプと隣接する前記扁平パイプの隣接側壁とをかしめ固定するよう前記側壁から前記扁平パイプの軸線方向に突出する突出片が形成されたことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記扁平パイプが、前記短辺で接合されることにより形成され、前記突出片が、接合される前記短辺の近傍に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記突出片が、一方の縁部および他方の縁部のうちいずれか一方、または両方に形成されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記突出片が、互いに離隔して複数箇所に形成されたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１の請求項に記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器に関し、特に、複数のパイプにより形成される一方の流体通路と他方の流体通路とを流れる流体の間で熱交換させる熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の熱交換器として、複数の扁平パイプを積層した扁平パイプ組立体と、この扁平パイプ組立体を収容するケースと、扁平パイプ組立体を支持する一対のエンドプレートとを有する熱交換器が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この熱交換器においては、この熱交換器のケースの内壁面と、扁平パイプ組立体の積層最外側に位置する両扁平パイプの各外側平面との間に、粗巻きコイルばね状に成形した金属製の細長いコイルがパイプ支持部材として介装されている。
このパイプ支持部材の長手方向が冷却水の流れに対して交差方向になるよう設けられ、熱交換器内の冷却水がパイプ支持部材の粗巻きされた線材の間を通過して、冷却水の滞留が防止されるようになっている。
この熱交換器においては、扁平パイプ内を流通する排気ガスと、この扁平パイプの外側でケース内を流通する冷却水との間で熱交換が行われるよう構成されている。
【０００３】
この熱交換器によれば、パイプ支持部材を扁平パイプ組立体の最外部に位置する扁平パイプの外側の平面に設けることによって、ケース内を流れる冷却水の流れに対して、パイプ支持部材の投影断面積が小さくなる。その結果、各扁平パイプの外側を流れる冷却水が円滑に流通するようになり、冷却水の淀みが防止され、局所的に沸騰することが避けられる。また、パイプ支持部材のたわみにより、パイプ支持部材の緩衝作用が高まり、エンジンの振動や排気ガスの熱が扁平パイプへ加えられても、扁平パイプの変形や亀裂の発生が防止されることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１９６３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような従来の熱交換器は、複数の扁平パイプを支持する一対のエンドプレートを有しているので、比較的複雑な構造となっていた。
【０００６】
このような熱交換器の構造を簡単にするため、扁平パイプをエンドプレートで支持するのに代えて、複数の扁平パイプを積層してケースに収容し、ろう付けする構造で構成することが考えられる。この構成の場合、一対のエンドプレートが不要となるので、構造を簡単にすることができる。
【０００７】
しかしながら、このような複数の扁平パイプをケースに収容してろう付けする構造の場合、ろう付けを良好に行うには、扁平パイプとケースとの間の隙間を小さくすることが必要となる。この扁平パイプは複数個が積層されるので、個々の扁平パイプの公差が積み重なって扁平パイプとケースとの間の隙間が大きくなってしまい良好なろう付けができなくなることが懸念される。この隙間を適正にして、ろう付け性を向上させるため、複数個が積層されて収容された状態の各扁平パイプ同士をアーク溶接などの接合手段により仮付け固定することが考えられる。
【０００８】
しかしながら、図１４（ａ）に示すように、複数の扁平パイプ１１２と、積層された扁平パイプ１１２を収容するケース１１１とをアーク溶接によって、仮付けする際に、仮付けされる位置ｋが安定しないという問題がある。アーク溶接の場合、飛び易いところでアーク放電が起きてしまうので、アーク放電の位置が安定せず、仮付けの位置ｋが不安定になってしまう。また、図１４（ｂ）に示すように、仮付け後、積層された扁平パイプ１１２とケース１１１とをろう付けする際に、仮付け位置ｋが支点となって熱変形し、短辺１１２ａが、扁平パイプ１１２の内側に倒れてしまうという問題がある。
【０００９】
仮付け位置ｋのばらつきによって熱変形部分の隙間ｓが大きくなる所があり、隙間ｓの大きい所では、ろう付けの強度が不足してしまうという懸念がある。
この点、熱変形の少ない扁平パイプ１１２の先端部分に仮付けすることも考えられるが、図１５に示すように、先端部分では、溶接トーチ１１０の先端がケース１１１に近くなり、ケース１１１側にアーク放電Ａが起きてしまい、扁平パイプ１１２同士の溶接のし難い部分ができてしまうという問題もある。
【００１０】
本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、扁平パイプ同士を高い精度で仮固定することができ、ろう付け性を向上させることができる構造を備えた熱交換器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る熱交換器は、上記課題を解決するため、（１）短辺および長辺からなる方形断面の中央部と、前記短辺よりも大きな短辺と前記長辺からなる方形断面の一端開口部および他端開口部とを有し、前記短辺で接合される扁平パイプと、複数個の前記扁平パイプを短辺方向で積層した状態で収容するケースと、を備えた熱交換器において、前記扁平パイプの前記一端開口部および前記他端開口部のうちいずれか一方、または両方の前記長辺の縁部で、側壁と前記扁平パイプと隣接する前記扁平パイプの隣接側壁とをかしめ固定するよう前記側壁から前記扁平パイプの軸線方向に突出する突出片が形成されたことを特徴とする。
【００１２】
この構成により、本発明に係る熱交換器においては、隣接する扁平パイプ同士がかしめ固定されるので、組み付け性が向上する。すなわち、突出片のない従来の扁平パイプを重ね合わせると、上下方向に、最も高い位置と最も低い位置との間の高さの差分でずれるとともに、奥行方向にも深さの差分でずれてしまうという課題があった。これらのずれの発生を防止するには、前後、上下の位置決めを必要としていた。
【００１３】
しかしながら、本発明に係る熱交換器においては、互いに多少の高さの差分でずれるものの、前後方向のずれの発生が防止される。高さの差分のずれは、かしめ固定された扁平パイプをケースに挿入する際に、高くなっている扁平パイプを押し込めば、互いに摺動して高さの差分が解消されることになる。したがって、前後、上下の位置決めが不要となり、組み付け性が向上するとともに、前後および上下のずれの問題が解消され、ばらつきの少ない高い精度で仮固定することができる。
【００１４】
また、隣接する扁平パイプ同士がかしめ固定されるので、従来の仮付けが不要となり、ろう付け時の熱変形の問題が解消される。すなわち、従来の熱交換器の構造の場合、ろう付け時にアーク溶接による仮付け位置が支点となって熱膨張により変形し、短辺が、扁平パイプの内側に倒れて隙間が発生し、隙間の大きい所では、ろう付けの強度が不足してしまうという問題があった。また、アーク溶接による仮付け位置が不安定になり、隙間の大きさがばらついてしまうという問題もあった。
【００１５】
本発明に係る熱交換器においては、扁平パイプがかしめ固定されており、固定部分の変位が許容されるので、熱膨張によって応力が生ずることが抑制され変形の発生の問題が解消される。また、突出片をかしめ固定するので固定位置のばらつきの問題も解消される。
【００１６】
また、この突出片は、側壁から扁平パイプの軸線方向に突出して形成されているので、かしめ作業の作業性が良好となり、均一にかしめ固定することができる。
また、扁平パイプを積層した扁平パイプ組立体からなるサブアッセンブリが形成され、突出片が同じ位置に並ぶので、複数の突出片を同時にかしめることが容易になり、組み付け性が向上する。
【００１７】
上記（１）に記載の熱交換器において、（２）前記扁平パイプが、前記短辺で接合されることにより形成され、前記突出片が、接合される前記短辺の近傍に形成されたことを特徴とする。
【００１８】
この構成により、本発明に係る熱交換器においては、固定されていない変形の生じ易い短辺の近傍に突出片が、形成されているので、より変形の発生が抑制され、ろう付け性が向上する。
【００１９】
上記（１）または（２）に記載の熱交換器において、（３）前記突出片が、一方の縁部および他方の縁部のうちいずれか一方、または両方に形成されたことを特徴とする。
【００２０】
この構成により、本発明に係る熱交換器においては、突出片が、一方の縁部および他方の縁部のうちいずれか一方、または両方に形成されることにより、扁平パイプの側壁と、隣接する扁平パイプの隣接側壁とが確実にかしめ固定される。また、同一形状の扁平パイプを積層して熱交換器を形成することができるため、扁平パイプの種類を低減することができる。
【００２１】
上記（１）ないし（３）に記載の熱交換器において、（４）前記突出片が、互いに離隔して複数箇所に形成されたことを特徴とする。
【００２２】
この構成により、本発明に係る熱交換器においては、突出片が、互いに離隔して複数箇所に形成されていると、扁平パイプ同士をより確実にかしめ固定することができ、組み付け性が向上する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、扁平パイプ同士を高い精度で仮固定することができ、ろう付け性を向上させることができる構造を備えた熱交換器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る熱交換器の実施形態を示す図であり、ＥＧＲクーラの平面図である。
【図２】本発明に係る熱交換器の実施形態を示す図であり、ＥＧＲクーラの側面図である。
【図３】本発明に係る熱交換器の実施形態を示す図であり、ＥＧＲクーラの正面図である。
【図４】本発明に係る熱交換器の実施形態を示す図であり、図１のＡ−Ａ断面を示す断面図である。
【図５】本発明に係る熱交換器の実施形態を示す図であり、図２のＢ−Ｂ断面を示す断面図である。
【図６】本発明に係る熱交換器の実施形態を示す図であり、図２のＣ−Ｃ断面を示す断面図である。
【図７】本発明に係る熱交換器の実施形態を示す図であり、ケースに組み付けられる７個の扁平パイプの斜視図である。
【図８】本発明に係る熱交換器の実施形態を示す図であり、扁平パイプの斜視図である。
【図９】本発明に係る熱交換器の実施形態を示す図であり、ケース内の積層された扁平パイプの寸法とケースの内壁面間の寸法を示す断面図である。
【図１０】本発明に係る熱交換器の実施形態を示す図であり、ＥＧＲクーラの製造工程を示す工程図である。
【図１１】本発明に係る熱交換器の実施形態を示す図であり、（ａ）は、隣接する扁平パイプの側壁同士をかしめる前の扁平パイプの斜視図であり、（ｂ）は、隣接する扁平パイプの側壁同士をかしめた後の扁平パイプの斜視図である。
【図１２】本発明に係る熱交換器の実施形態を示す図であり、（ａ）は、ケースに組み付けられる前の扁平パイプ組立体の断面図であり、（ｂ）は、ケースに組み付けられる途中の扁平パイプ組立体の断面図である。
【図１３】本発明に係る熱交換器の実施形態を示す図であり、（ａ）は、突出片が形成されていない扁平パイプの積層状態の斜視図であり、（ｂ）は、突出片でかしめ固定された扁平パイプ組立体の斜視図である。
【図１４】従来の熱交換器を示す図であり、（ａ）は、仮付けされた状態のＥＧＲクーラの断面図であり、（ｂ）は、ろう付けされた状態のＥＧＲクーラの断面図である。
【図１５】従来の熱交換器を示す図であり、仮付けの際の溶接トーチとケースとの位置関係を示す部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明に係る熱交換器を内燃機関の排気再循環（ＥＧＲ：Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）装置におけるＥＧＲクーラ１に適用した実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２６】
（実施形態）
図１ないし図６に示すように、ＥＧＲクーラ１は、ケース１１と、扁平パイプ１２と、ガス流入ガイド１３と、ガス排出ガイド１４と、冷却水流入ガイド１５と、冷却水排出ガイド１６と、ケース１１に設けられＥＧＲクーラ１を図示しないエンジン本体に装着する一対のブラケットとを含んで構成されている。このＥＧＲクーラ１は、エンジン本体から排気される排気ガスと冷却水との間で熱交換し、排気ガスの温度を低下させて吸入空気内に再循環させるよう構成されている。
【００２７】
ケース１１は、図７に示すように、ケース本体２１と、ケースカバー２２とを有しており、内部に扁平パイプ１２を収容するようになっている。
ケース本体２１は、コの字形状の断面を有し、対向する内壁面２１ａ間の長さがＬ１で形成され、一方の内壁面２１ｂと開口端２１ｃとの間の長さがＬ１よりも長いＬ２で形成されている。このケース本体２１には、方形の貫通孔２１ｄが形成されており、この貫通孔２１ｄ内を冷却水が流通するようになっている。
【００２８】
このケース本体２１は、板金をプレス加工により作製してもよく、他の作製方法、例えば、金属をダイキャストなどの成形方法により作製するようにしてもよい。
ケースカバー２２は、長方形の板金で形成されており、ケース本体２１の開口端２１ｃにろう付けなどの接合手段により接合されるようになっている。このケースカバー２２には、方形の貫通孔２２ａが形成されており、この貫通孔２２ａ内を冷却水が流通するようになっている。
【００２９】
図８に示すように、扁平パイプ１２は、短辺３１ａおよび長辺３１ｂからなる方形断面の中央部３１と、短辺３１ａよりも大きな短辺３２ａと長辺３１ｂからなる方形断面の一端開口部３２とを有している。
また、扁平パイプ１２は、一端開口部３２の反対側で、短辺３１ａよりも大きな短辺３３ａと長辺３１ｂからなる方形断面の他端開口部３３を有している。
【００３０】
中央部３１、一端開口部３２および他端開口部３３は一体的に形成されている。
一方側の短辺３１ａおよび短辺３２ａは、長辺３１ｂから対向するように互いに屈曲し、所定の幅で重ね合わされており、いわゆるオーバーラップされた構成となっている。扁平パイプ１２は、短辺３１ａおよび短辺３２ａのオーバーラップ部分で接合され、扁平なパイプとして形成されるようになっている。
【００３１】
この一端開口部３２には、長辺３１ｂの縁部で、側壁３２ｂから高さｈおよび幅ｗで、扁平パイプ１２の軸線方向に突出する突出片３５が短辺３２ａの接合部分の近傍に形成されている。この突出片３５は、扁平パイプ１２と隣接する扁平パイプ１２の隣接側壁３２ｃとをかしめ固定するようになっている。
【００３２】
なお、この突出片３５は、１箇所だけでなく、互いに離隔した位置で２箇所に形成するようにしてもよく、互いに向かい合う一対の長辺３１ｂの各縁部にそれぞれ形成するようにしてもよい。突出片３５を長辺３１ｂの各縁部にそれぞれ形成する場合には、長辺３１ｂの鉛直方向で互いに離隔していることが好ましい。突出片３５をかしめ固定する際に、固定される側の長辺３１ｂに、突出したものがない方が、他の突出片３５と同様にかしめ固定することができ、かしめ作業を良好に行うことができる。
また、この突出片３５は、一端開口部３２だけでなく、他端開口部３３にも、一端開口部３２の突出片３５と同様の突出片が形成されていてもよい。
【００３３】
短辺３１ａは、長さＬ３で形成され、短辺３２ａ、３３ａは、Ｌ４で形成され、長辺３１ｂはＬ５で形成されている。短辺３２ａ、３３ａおよび長辺３１ｂの縦横比、突出片３５の高さｈ、幅ｗ、扁平パイプ１２の長さＬ３、Ｌ４、Ｌ５は、ケース本体２１の長さＬ１、Ｌ２、ＥＧＲクーラ１の構造、形状、熱交換容量などの設計諸元により適宜選択される。
【００３４】
各扁平パイプ１２の突出片３５がかしめ固定され、７個の扁平パイプ１２で構成される扁平パイプ組立体からなるサブアッセンブリＳＡが形成される。ケース１１内にサブアッセンブリＳＡが組み付けされ、各扁平パイプ１２とケース１１が、互いにろう付けされるようになっている。また、サブアッセンブリＳＡがケース１１内に組み付けされた状態で、サブアッセンブリＳＡの外壁面とケース１１の内壁面との間の隙間は、組み付けされる際の作業性やろう付けする際のろう付け性が最適になるよう設定されている。
【００３５】
なお、一般にろう付けする母材間の隙間は、０．１ｍｍないし０．５ｍｍ程度以内であることが要請され、０．２ｍｍ程度が好ましい寸法とされている。この隙間をｓとすると、隙間ｓは、図９に示すように、ケース本体２１の内壁面２１ａ間の寸法Ｌ１と、各扁平パイプ１２を積層した短辺方向の寸法、Ｌ４×７＋ｓが等しくなることから、隙間ｓは、Ｌ１−Ｌ４×７で表される。各扁平パイプ１２の突出片３５がかしめ固定され、７個の扁平パイプ１２で構成されるサブアッセンブリＳＡが形成されるので、組み付け性がよくなるとともに、各扁平パイプ１２が密着した状態でケース本体２１に組み付けすることができる。その結果、最適な隙間ｓが確保され組み付け精度が高められる。
【００３６】
ガス流入ガイド１３は図１ないし図３に示すように、エンジン本体から排気される排気ガスをケース１１の各扁平パイプ１２内に流入させるよう排気ガス流通管１０１と連結される連結部１３ａと、ケース１１と連結される連結部１３ｂとを有している。ガス流入ガイド１３は、連結部１３ａおよび連結部１３ｂとの間で排気ガスを流通させる流通部１３ｃを有しており、各構成要素は一体的に形成されている。
連結部１３ｂがケース１１に連結された状態で、連結部１３ｂの内壁面とケース１１の外壁面との間の隙間は、連結する際の作業性やろう付けする際のろう付け性が最適になるよう設定されている。
【００３７】
ガス排出ガイド１４は、ケース１１の各扁平パイプ１２内を流通した排気ガスを排出させて排気ガス流通管１０２内に流入させるよう排気ガス流通管１０２と連結される連結部１４ａと、ケース１１と連結される連結部１４ｂとを有している。ガス排出ガイド１４は、ガス流入ガイド１３と同様、連結部１４ａおよび連結部１４ｂとの間で排気ガスを流通させる流通部１４ｃを有しており、各構成要素は一体的に形成されている。
連結部１４ｂがケース１１に連結された状態で、連結部１４ｂの内壁面とケース１１の外壁面との間の隙間は、連結する際の作業性やろう付けする際のろう付け性が最適になるよう設定されている。
【００３８】
冷却水流入ガイド１５は、冷却水と空気との間で熱交換する熱交換器、例えば、ラジエータから供給される冷却水をケース１１の内壁面と各扁平パイプ１２の中央部３１の外壁面との間に形成される間隙内に流入させるよう構成されている。
【００３９】
この冷却水流入ガイド１５は、冷却水流通管１０３と連結される連結部１５ａと、ケース１１のケースカバー２２と連結される連結部１５ｂとを有している。
この冷却水流入ガイド１５は、連結部１５ａおよび連結部１５ｂとの間で冷却水を流通させる流通部１５ｃを有しており、各構成要素は一体的に形成されている。
【００４０】
連結部１５ｂは、図６、図７に示すように、方形に形成された開口１５ｄを有しており、供給された冷却水をケース１１内の７個の扁平パイプ１２により画成される各間隙に均一に流入させるよう、開口を大きくしている。
連結部１５ｂは、ケースカバー２２にろう付けや溶接などの接合手段により連結されており、流通する冷却水が漏れないようになっている。
【００４１】
冷却水排出ガイド１６は、ケース１１の内壁面と各扁平パイプ１２の中央部３１の外壁面との間に形成される間隙内を流通した冷却水を冷却水流通管１０４内に流入させるよう構成されている。
この冷却水排出ガイド１６は、冷却水流通管１０４と連結される連結部１６ａと、ケース１１のケース本体２１と連結される連結部１６ｂとを有している。
【００４２】
また、この冷却水排出ガイド１６は、連結部１６ａおよび連結部１６ｂとの間で冷却水を流通させる流通部１６ｃを有しており、各構成要素は一体的に形成されている。
連結部１６ｂは、図７に示すように、方形に形成された開口１６ｄを有しており、流通した冷却水７個の扁平パイプ１２により画成される各間隙から均一に排出させるよう、開口を大きくしている。
連結部１６ｂは、ケース本体２１にろう付けや溶接などの接合手段により連結されており、流通する冷却水が漏れないようになっている。
【００４３】
次に、実施形態に係るＥＧＲクーラ１の製造方法を説明する。
ＥＧＲクーラ１の製造方法は、次の製造工程によって構成されている。すなわち、ＥＧＲクーラ１の製造工程は、図１０に示すように、準備工程、扁平パイプ作製工程および扁平パイプかしめ工程とで構成されるサブアッセンブリの工程と、準備工程と、ケース作製工程と、ろう材内部塗布工程と、扁平パイプ組付工程と、ろう材外部塗布工程と、ろう付け工程と、ブラケット類取付工程と、リーク検査工程とで構成されるメインアッセンブリの工程とを含んで構成されている。
【００４４】
各工程は、上記の記載順に行われるが、前述のサブアッセンブリの工程と、メインアッセンブリの準備工程、ケース作製工程およびろう材内部塗布工程は、並行して同時に行われてもよく、サブアッセンブリの工程の後、メインアッセンブリの工程を行ってもよい。
また、メインアッセンブリの準備工程、ケース作製工程およびろう材内部塗布工程の後に、サブアッセンブリの工程を行ってもよい。なお、準備工程およびリーク検査工程は、製造工程に含まれていなくてもよい。
【００４５】
それぞれの準備工程は、ＥＧＲクーラ１を製造する加工機などの製造装置、治具や工具などの製造に必要なものを準備し、装置の点検、調整を含む公知の準備工程からなる。
【００４６】
扁平パイプ作製工程は、プレス加工や成形加工などの公知の加工工程からなり、扁平パイプ１２が作製される。公知の加工工程としては、例えば、下金型および上金型を備え、曲げ加工、打ち抜き加工および成形加工などのプレス加工を行うプレス機械と、被加工材をプレス機械に供給するよう搬送する搬送機械により作製する加工工程が挙げられる。
【００４７】
扁平パイプかしめ工程は、扁平パイプ１２の突出片３５をかしめ固定する工程からなる。
まず、図１１（ａ）に示すように、扁平パイプ作製工程で作製された７個の扁平パイプ１２を、長辺３１ｂが鉛直方向に対して、各突出片３５が同じ位置になるよう重ね合わせる。
【００４８】
次いで、図１１（ｂ）に示すように、突出片３５が隣接する扁平パイプ１２の隣接側壁３２ｃに向かって屈曲させ、突出片３５が形成されている側壁３２ｂと隣接側壁３２ｃとが密着するよう、押圧して塑性変形させ、側壁３２ｂと隣接側壁３２ｃとを固定する。順次、６箇所の突出片３５を同様にして固定する。このかしめ固定により、７個の扁平パイプ１２で構成される扁平パイプ組立体からなるサブアッセンブリＳＡが形成される。
【００４９】
かしめ固定は、突出片３５を屈曲させ塑性変形させて側壁３２ｂと隣接側壁３２ｃとを密着させる金型や工具などのかしめ治具により行われる。このかしめ治具は、特に制限はなく、各突出片３５を個別にかしめ固定するものであってもよく、６箇所の突出片３５を同時にかしめ固定するものであってもよい。
【００５０】
なお、ケース本体２１の内壁面２１ａと隣接する突出片３５は、かしめ相手の隣接側壁３２ｃがないので、そのままの形状で残存する。突出片３５が残存しても、ＥＧＲクーラ１の機能には全く影響することはなく、残存させることにより、積層する７個の扁平パイプ１２を同一のもので構成することができる。その結果、扁平パイプの種類を単一にすることができ、取り扱いや作業性が高められ、製造コストが低減される。
７個の扁平パイプ１２の重ね合わせは、長辺３１ｂを鉛直方向にする方向以外の方向で行ってもよい。例えば、長辺３１ｂが水平方向になるよう重ね合わせるようにしてもよい。
【００５１】
ケース類作製工程も、扁平パイプ作製工程と同様の加工工程からなり、ケース本体２１、ケースカバー２２、ガス流入ガイド１３、ガス排出ガイド１４、冷却水流入ガイド１５、冷却水排出ガイド１６およびＥＧＲクーラ１をエンジン本体に装着する一対のブラケットが作製される。
【００５２】
ろう材内部塗布工程は、ケース本体２１およびケースカバー２２の内部、扁平パイプ１２の短辺３１ａ、３２ａのオーバーラップ部分、すなわち、内壁面のろう付けに必要な領域にろう材を塗布する公知の塗布工程からなる。このろう材は、接合する母材よりも融点の低い合金、例えば、銀の合金で構成されている。このろう材塗布工程には、塗布前に被塗布部品を洗浄し、塗布後に被塗布部品を乾燥する公知の工程が含まれる。
【００５３】
公知の塗布工程としては、例えば、ペースト状態のろう材を塗布する方法、スクリーン印刷などの印刷による方法、粉末状のろう材を散布する方法、箔帯などのシート材を貼り付ける方法などが挙げられる。なお、この中でも粉末状のろう材を散布する方法などの粉末金属を塗布する方法は、自動化に対応することができ多量生産に適している。
【００５４】
扁平パイプ組付工程は、図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、扁平パイプかしめ工程でかしめ固定されたサブアッセンブリＳＡを、ケース本体２１に組み付ける工程からなる。
図１２（ｂ）に示すように、サブアッセンブリＳＡを扁平パイプ１２の長辺３１ｂが鉛直方向になるようにして、ケース本体２１に挿入するようにしてもよく、扁平パイプ１２の長辺３１ｂが水平方向になるようにして、ケース本体２１に挿入するようにしてもよい。
【００５５】
ろう材外部塗布工程は、ケース１１の外部、すなわち、ガス流入ガイド１３とケース１１の接合領域、ガス排出ガイド１４とケース１１の接合領域、冷却水流入ガイド１５とケース１１の接合領域、冷却水排出ガイド１６とケース１１の接合領域にろう材を塗布する公知の塗布工程からなる。この塗布工程は、ろう材内部塗布工程と同様の方法で行われる。
【００５６】
ろう付け工程は、ろう材外部塗布工程によりろう材が塗布されたケース１１、ガス流入ガイド１３、ガス排出ガイド１４、冷却水流入ガイド１５および冷却水排出ガイド１６が図１に示すように組立てられた状態で、炉内にセットされ、公知のろう付け方法により行われる。
【００５７】
公知のろう付け方法としては、例えば、ろう付けする部品の加熱を炉内で行う炉中ろう付け、炎の燃焼熱を利用したガスろう付け、加熱コイルに高周波誘導電流を流し、加熱コイル遅角の被ろう付け部品に誘導電流を生じさせ、その自己加熱によってろう付けする高周波ろう付け、一定時間、被ろう付け部品に適当な電流を流し、その抵抗熱を利用してろう付けする抵抗ろう付けなどが挙げられる。
このろう付け工程により、塗布されたろう材が溶融して、部品同士が均一に隙間なく接合される。
【００５８】
ブラケット類取付工程は、エンジン本体にＥＧＲクーラ１を装着するための一対のブラケットや、その他必要な部品をケース１１に取り付ける工程からなる。取付方法は、公知の方法で行われ、例えば、前述のＴＩＧ溶接やスポット溶接などの溶接により行われる。
【００５９】
リーク検査工程は、ろう付け工程によりろう付けがされ、ブラケット類取付工程によりブラケット類が取り付けられたＥＧＲクーラ１に対して公知の検査方法により行われる。
公知の検査方法としては、例えば、ガス流入ガイド１３、ガス排出ガイド１４、冷却水流入ガイド１５および冷却水排出ガイド１６の各開口部分をキャップなどの閉塞部材で閉塞して行われる。そして、閉塞されたＥＧＲクーラ１の内部に空気圧を加える圧力供給部材をＥＧＲクーラ１に接続して、所定の圧力を加えて検査する。ＥＧＲクーラ１から空気もれが有るか否かを、例えば、ＥＧＲクーラ１全体を水中に浸漬して確認するようにしてもよい。
【００６０】
次に、ＥＧＲクーラ１の作用について説明する。
図示しないエンジンが始動され、運転状態に応じて、ＥＧＲクーラ１と図示しない吸気装置との間に設けられたＥＧＲバルブが開状態となる。ＥＧＲバルブが開かれると、エンジンから排出された排気ガスは、排気ガス流通管１０１を通って、図１の矢印ａに示すように、ガス流入ガイド１３からケース１１内に流入する。そして、排気ガスは、扁平パイプ１２内を流通して、図１の矢印ｂに示すように、ガス排出ガイド１４から排気ガス流通管１０２を通って吸気装置に還流される。
【００６１】
排気ガスがケース１１内を流通するとき、図示しないラジエータから冷却水流通管１０３を経由して冷却水が、図１の矢印ｃに示すように、冷却水流入ガイド１５に流入する。この冷却水は、扁平パイプ１２とケース本体２１の内壁面２１ａとの間の間隙および各扁平パイプ１２の中央部３１間に形成された間隙を流通して、冷却水排出ガイド１６から、図１の矢印ｄに示すように、冷却水流通管１０４内に排出され、ラジエータに還流される。
【００６２】
扁平パイプ１２内を流通する高温の排気ガスは、ケース１１内を流通する冷却水との間で熱交換が行われ、温度を下げられて、ガス排出ガイド１４から排気ガス流通管１０２に排出される。排気ガスを冷却してから吸気装置を介してエンジンに送り込むことで、混合気が燃焼する際の最高温度を低くすることができ、窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生量を抑えることができる。
【００６３】
また、吸気中の酸素含有量を排気ガスの量で調整することにより、スロットルを絞っているのと同じ状況を作り出すことができるため、スロットルの開度を大きくすることができ、吸気時における損失、いわゆるポンピングロスを低減することができ、ひいては燃費の向上を図ることができる。すなわち、エンジンのピストン１ストローク当たりの吸入酸素量が減少することで、あたかも小排気量のエンジンのアクセルを踏み込んで走行するのと同等の燃費が得られる。
【００６４】
実施形態におけるＥＧＲクーラ１は、上記に説明したように構成されているので、以下の効果が得られる。
【００６５】
すなわち、実施形態におけるＥＧＲクーラ１は、短辺３１ａおよび長辺３１ｂからなる方形断面の中央部３１と、短辺３１ａよりも大きな短辺３２ａと長辺３１ｂからなる方形断面の一端開口部３２および他端開口部３３とを有し、短辺３１ａ、３２ａ、３３ａで接合される扁平パイプ１２と、７個の扁平パイプ１２を短辺方向で積層した状態で収容するケースとを備えている。そして、扁平パイプ１２には、一端開口部３２の長辺３１ｂの縁部で、側壁３２ｂと、この扁平パイプ１２と隣接する扁平パイプ１２の隣接側壁３２ｃとをかしめ固定するよう側壁３２ｂから扁平パイプ１２の軸線方向に突出する突出片３５が短辺３２ａの近傍に形成されている。
【００６６】
その結果、実施形態におけるＥＧＲクーラ１は、隣接する扁平パイプ１２同士が密着してかしめられるので、組み付け性が向上するという効果が得られる。
【００６７】
すなわち、図１３（ａ）に示すように、突出片３５のない従来の扁平パイプ１１２を重ね合わせると、上下方向に、最も高いものと最も低いものとの高さの差Ｈでずれるとともに、奥行方向に深さの差Ｄでずれてしまうという課題があった。これらのずれの発生を防止するには、前後、上下の位置決めを必要としていた。
【００６８】
しかしながら、実施形態に係るＥＧＲクーラ１においては、図１３（ｂ）に示すように、互いに高さの差ｈでずれるものの、前後方向のずれの発生が防止される。このずれは、かしめ固定された扁平パイプ１２のサブアッセンブリＳＡをケース本体２１に挿入する際に、高くなっている扁平パイプ１２を押し込めば、互いに摺動して高さの差ｈが解消されることになる。
【００６９】
したがって、前後、上下の位置決めが不要となり、組み付け性が向上するとともに、前後および上下のずれの問題が解消され、ばらつきの少ない高い精度で仮固定することができるという効果が得られる。
また、隣接する扁平パイプ１２同士がかしめ固定されるので、従来の仮付けが不要となり、ろう付け時の熱変形の問題が解消されるという効果が得られる。
【００７０】
すなわち、従来のＥＧＲクーラの構造の場合、前述のようにろう付け時にアーク溶接による仮付け位置が支点となって熱膨張により変形し、図１４（ｂ）のように短辺１１２ａが、扁平パイプ１１２の内側に倒れて隙間ｓが発生し、隙間ｓの大きい所では、ろう付けの強度が不足してしまうという問題があった。また、アーク溶接による仮付け位置が不安定になり、隙間ｓの大きさがばらついてしまうという問題もあった。
【００７１】
実施形態に係るＥＧＲクーラ１においては、かしめ固定されており、固定部分の変位が許容されるので、熱膨張によって応力が生ずることが抑制され変形の発生の問題が解消されるという効果が得られる。また、突出片３５をかしめ固定するので固定位置のばらつきの問題も解消されるという効果が得られる。
【００７２】
特に、固定されていない最も変形の生じ易い短辺３２ａの近傍に突出片３５が、形成されているので、より変形の発生が抑制され、ろう付け性が向上するという効果が得られる。
また、この突出片３５は、側壁３２ｂから扁平パイプ１２の軸線方向に突出して形成されているので、かしめ作業の作業性が良好となり、均一にかしめ固定することができる。
また、扁平パイプ１２のサブアッセンブリＳＡにおいて、突出片３５が同じ位置に並ぶので、複数の突出片３５を同時にかしめることが容易になり、組み付け性が向上するという効果が得られる。
【００７３】
さらに、扁平パイプを収容するケース本体の側壁面に凹凸を形成し、扁平パイプとケース本体との位置決めを行う従来構造の場合、扁平パイプとケース本体の凹凸との間でこじりや引っ掛かりが発生する懸念がある。したがって、このような従来構造では、組み付け性が悪くなるおそれがあった。また、側壁面の凹凸などの組み付け時の案内構造を設けると、冷却水の流通が低下するおそれがあり、冷却性能の低下の懸念もあった。
【００７４】
実施形態に係るＥＧＲクーラ１においては、かしめ固定されているので、このかしめ固定部分でケース本体２１と扁平パイプ１２のサブアッセンブリＳＡとの位置決めが可能となる。その結果、ケース本体の側壁面に位置決めの凹凸を形成する必要がなくなり、シンプルなケース構造にすることができるという効果が得られる。
【００７５】
実施形態に係るＥＧＲクーラ１においては、扁平パイプ１２の突出片３５が、一端開口部３２の長辺３１ｂの縁部で、側壁３２ｂから高さｈおよび幅ｗで、扁平パイプ１２の軸線方向に突出して形成された構造で構成した場合について説明した。
しかしながら、本発明における熱交換器においては、突出片を他の形状で突出して形成する構造で構成するようにしてもよい。例えば、半円状に突出させたものでもよく、三角形状に突出させたものでもよい。
【００７６】
実施形態に係るＥＧＲクーラ１においては、ケース１１内に７個の扁平パイプ１２が組み込まれた構成で説明した。
しかしながら、本発明における熱交換器においては、７個以外の他の員数で構成するようにしてもよい。例えば、最小の３個であってもよく、８個ないし１５個の員数であってもよく、また、それ以上の員数の扁平パイプで構成するようにしてもよい。
【００７７】
また、実施形態に係るＥＧＲクーラ１においては、冷却水流入ガイド１５が、ガス流入ガイド１３の近傍に配置され、冷却水排出ガイド１６が、ガス排出ガイド１４の近傍でガス流入ガイド１３と対向する側面に配置した場合について説明した。
【００７８】
しかしながら、本発明における熱交換器においては、冷却水流入ガイドおよび冷却水排出ガイドは、任意の位置に配置するようにしてもよい。例えば、冷却水流入ガイドをガス排出の近傍に配置し、冷却水排出ガイドをガス流入ガイドの近傍で冷却水流入ガイドに対向する側面に配置してもよく、冷却水流入ガイドおよび冷却水排出ガイドをケースの同じ側面に配置するようにしてもよい。
【００７９】
また、実施形態に係るＥＧＲクーラ１においては、ガス流入ガイド１３が、流入する排気ガスをケース１１の軸線方向の中心に向かって流入させるよう構成し、ガス排出ガイド１４が、ガス流入ガイド１３と同様の方向に向かって排気ガスを排出させるよう構成した場合について説明した。
【００８０】
しかしながら、本発明における熱交換器においては、ガス流入ガイドおよびガス排出ガイドは、任意の方向に排気ガスを案内するようにしてもよい。例えば、ガス流入ガイドをケースの側面方向に向かって案内するようにしてもよく、ガス排出ガイドをケースの側面方向に向かって案内するようにしてもよい。
【００８１】
以上のように、本発明に係る熱交換器は、扁平パイプ同士を高い精度で仮固定することができ、ろう付け性を向上させることができる構造を備えた熱交換器を提供することができるという効果を有し、積層構造の扁平パイプを備えた熱交換器や廃熱回収機などの機器に有用である。
【符号の説明】
【００８２】
１  ＥＧＲクーラ（熱交換器）
１１、１１１  ケース
１２、１１２  扁平パイプ
１３  ガス流入ガイド
１４  ガス排出ガイド
１５  冷却水流入ガイド
１６  冷却水排出ガイド
２１  ケース本体（ケース）
２１ａ、２１ｂ  内壁面
２２  ケースカバー
３１  中央部
３１ａ、３２ａ、３３ａ、１１２ａ  短辺
３１ｂ  長辺
３２  一端開口部
３２ｂ  側壁
３２ｃ  隣接側壁
３３  他端開口部
３５  突出片
１０１  排気ガス流通管
１０２  排気ガス流通管
１０３  冷却水流通管
１０４  冷却水流通管
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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