(57)【要約】【課題】突起を有する熱交換チューブにおいて、突起に起因したフィンのロウ付け不良を防止すること。【解決手段】熱交換チューブ１０のチューブ内壁面１４には、突起１５の内側で窪む凹部１６がフィン４０に対向して設けられるとともに、フィン４０のロウ付け時に溶融したロウ材を導くように窪むロウ充填溝１７が凹部１６の側方に設けられる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換をする流体が流れる熱交換チューブであって、
流体を導くフィンがロウ付けによって接合されるチューブ内壁面と、
突起が突出するチューブ外壁面と、を有し、
前記チューブ内壁面には、前記突起の内側で窪む凹部が前記フィンに対向して設けられるとともに、前記フィンのロウ付け時に溶融したロウ材を導くように窪むロウ充填溝が前記凹部の側方に設けられることを特徴とする熱交換チューブ。
【請求項２】
請求項１に記載の熱交換チューブであって、
前記ロウ充填溝は、前記凹部に対向する前記フィンと交差して延びることを特徴とする熱交換チューブ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の熱交換チューブであって、
複数の前記ロウ充填溝が前記凹部が開口する部位を囲むように延びることを特徴とする熱交換チューブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換をする流体が流れる熱交換チューブに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、エンジンの排気ガス（流体）と冷却水（媒体）との間で熱交換が行われるＥＧＲクーラが開示されている。
【０００３】
上記ＥＧＲクーラは、角筒状のシェルを備え、シェルの内部に扁平筒状のチューブ（熱交換チューブ）が積層して収容される。チューブの内部には、排気ガスを導くインナーフィンが収容される。
【０００４】
インナーフィンは、ロウ付けによってチューブ内に接合される。チューブ内壁面には、細い溝状に窪むビードが形成される。チューブのロウ付け時には、溶融したロウ材がビードに沿って拡がり、ビード内のロウ材によってインナーフィンが接合される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１１３２４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記ＥＧＲクーラに用いられるチューブには、チューブ外壁面から突出する突起を有し、突起が隣り合うチューブまたはシェルに当接することで、チューブのまわりに冷却水が流れる間隙（流路）が形成されるものがある。突起を有するチューブ内壁面には、突起の内側に窪む凹部がチューブ内壁面に開口している。
【０００７】
しかしながら、上記突起を有するチューブにあっては、インナーフィンのロウ付け時に溶融したロウ材がビードに沿ってチューブ内壁面に拡がることが凹部によって遮られるため、凹部のまわりにインナーフィンのロウ付けが不良となる個所が生じるという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、突起を有する熱交換チューブにおいて、突起に起因したフィンのロウ付け不良を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のある態様によれば、熱交換をする流体が流れる熱交換チューブであって、流体を導くフィンがロウ付けによって接合されるチューブ内壁面と、突起が突出するチューブ外壁面と、を有し、チューブ内壁面には、突起の内側で窪む凹部がフィンに対向して設けられるとともに、フィンのロウ付け時に溶融したロウ材を導くように窪むロウ充填溝が凹部の側方に設けられることを特徴とする熱交換チューブが提供される。
【発明の効果】
【００１０】
上記態様によれば、フィンのロウ付け時に溶融したロウ材は、ロウ充填溝によって凹部の側方に導かれ、ロウ充填溝からチューブ内壁面とフィンとの間に充填される。これにより、チューブ内壁面とフィンとの間には、凹部のまわりにもロウ材が十分に充填され、フィンのロウ付けによる溶接が良好に行われる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係るＥＧＲクーラを示す断面図である。
【図２】図１のII−II線に沿う断面図である。
【図３】熱交換チューブの内部を示す斜視図である。
【図４】比較例に係る熱交換チューブの内部を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００１３】
図１に示すＥＧＲクーラ１は、自動車のＥＧＲ(Exhaust Gas Recirculation)システムに用いられる熱交換器である。ＥＧＲシステム（図示省略）では、内燃機関の排気通路から排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路に還流するＥＧＲ通路を備え、ＥＧＲ通路にＥＧＲクーラ１が介装される。内燃機関では、ＥＧＲガス（熱交換流体）がＥＧＲクーラ１によって冷却され、冷却されたＥＧＲガスが吸気通路に還流されるようになっている。
【００１４】
図１は、本実施形態に係るＥＧＲクーラ１を示す断面図である。ＥＧＲクーラ１は、断面が略四角形の角筒状をしたシェル２と、シェル２の内部に積層して収容される複数の熱交換チューブ１０（以下、単に「チューブ１０」と称する。）と、を備える。
【００１５】
シェル２の内部には、チューブ１０との間に媒体流路３が形成される。シェル２には導入管（図示省略）及び排出管（図示省略）を介して冷却通路の配管が接続される。これにより、ＥＧＲクーラ１では、冷却通路の配管を介して導かれる内燃機関の冷却液（媒体）がシェル２内の媒体流路３を循環するようになっている。
【００１６】
チューブ１０は、扁平な筒状に形成され、その内部に熱交換流路１１が形成される。各チューブ１０の両開口端（図示省略）は、シェル２の両開口端（図示省略）の内側にそれぞれ並んで開口している。シェル２の両開口端にはヘッダ（図示省略）が結合され、各ヘッダにはＥＧＲ通路のダクト（図示省略）が接続される。これにより、ＥＧＲクーラ１では、ダクトを介して導かれるＥＧＲガスが各チューブ１０内の熱交換流路１１を流れるようになっている。
【００１７】
チューブ１０は、対のプレート１２が互いに結合されることによって扁平な筒状に形成される。プレート１２は、金属板をプレス加工することによって半筒状に形成される。
【００１８】
プレート１２には、そのチューブ外壁面１３から突出する複数の突起１５がプレス加工によって形成される。隣り合う各チューブ１０は、それぞれの突起１５同士が互い当接することにより、各チューブ外壁面１３との間に媒体流路３の間隙３０が形成される。
【００１９】
シェル２には、そのチューブ内壁面２４から突出する複数の突起２５がプレス加工によって形成される。シェル２の突起２５とチューブ１０の突起１５とが互い当接することにより、シェル２のチューブ内壁面２４とチューブ１０のチューブ外壁面１３との間に媒体流路３の間隙３１が形成される。
【００２０】
このように、チューブ１０の各突起１５は、相手部材としてチューブ１０またはシェル２に当接してチューブ１０の位置決めをする。
【００２１】
チューブ１０の内部には、ＥＧＲガスを導くフィン４０が介装される。ＥＧＲクーラ１では、フィン４０によって熱交換流路１１を流れるＥＧＲガスの伝熱面積が確保される。
【００２２】
フィン４０は、金属板をプレス加工することによって波板状に形成される。フィン４０は山状に折り曲げられたフィン頂部４１を有し、フィン頂部４１がシェル２のチューブ内壁面１４にロウ付けによって接合される。フィン頂部４１は、ＥＧＲガスの流れ方向に沿って直線状に延びている。
【００２３】
図２に示すように、プレート１２のチューブ内壁面１４には、凹状に窪む凹部１６が開口している。円形の凹部１６は、チューブ内壁面１４に対して凹状に窪み、フィン４０に対向するように配置される。
【００２４】
プレート１２のチューブ内壁面１４には、浅い溝状に窪む４つのロウ充填溝１７が開口している。ロウ充填溝１７は、プレート１２のチューブ内壁面１４に段差１８（側壁面）を持って凹状に窪み、フィン４０に対向するように配置される。ロウ充填溝１７は、三角形の断面形状を有する。なお、ロウ充填溝１７の断面形状は、三角形に限らず、台形などであってもよい。  
【００２５】
ロウ充填溝１７の深さＧ１７は、凹部１６の深さＧ１６より小さい所定値に設定される（図２参照）。これにより、ロウ付け時に、溶融したロウ材がロウ充填溝１７に沿って拡がり、凹部１６の側方にロウ材が導かれる構成とする。
【００２６】
図３は、チューブ１０の内部を示す斜視図である。４つのロウ充填溝１７は、凹部１６の側方に延び、凹部１６を避けて凹部１６に近接する位置でフィン頂部４１と交差する方向に延びるように形成される。
【００２７】
４つのロウ充填溝１７は、一方の凹部１６が開口する部位１４Ｄを囲むように配置される。凹部１６の側方に配置される１対のロウ充填溝１７は、凹部１６に近接する位置で互いに交差し、かつ凹部１６を中心に交差する２本の直線に沿って延びるように形成される。これにより、プレート１２のチューブ内壁面１４には、４つのロウ充填溝１７に囲まれる菱形の部位１４Ｄが形成される。凹部１６は、台状の部位１４Ｄに開口している。
【００２８】
ＥＧＲクーラ１の製造時には、各部材を組み立てる組み立て工程と、各部材をロウ付けによって接合するロウ付け工程と、が順に行われる。
【００２９】
組み立て工程では、各プレート１２の間にフィン４０を介装してチューブ１０を組み立て、組み立てられた各チューブ１０を積層したものをシェル２内に組み付ける。このときに、ロウ材をプレート１２のチューブ内壁面１４の所定箇所に塗布するとともに、ロウ材を相手側のプレート１２及びシェル２に対する接合部などに塗布する。
【００３０】
ロウ付け工程では、上記のようにして組み立てられたものを炉（図示省略）に搬送して加熱処理をする。これにより、プレート１２、フィン４０、及びシェル２の接合部がロウ材を介して接合される。
【００３１】
図３には、ロウ付け工程においてロウ材がロウ充填溝１７によって導かれる様子が示されている。ロウ付け工程では、プレート１２のチューブ内壁面１４において凹部１６から離れた領域１４Ｃに塗布されたロウ材が溶融すると、溶融したロウ材が矢印Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄで示すようにロウ充填溝１７の底壁面１８に沿って導かれ、凹部１６の側方領域１４Ａ、１４Ｂに拡がる。また、プレート１２のチューブ内壁面１４において凹部１６の側方領域１４Ａに拡がったロウ材が矢印Ｅ、Ｆで示すように２つのロウ充填溝１７に沿って凹部１６の反対側の側方領域１４Ｂに拡がる。こうして、領域１４Ｃに塗布されたロウ材がロウ充填溝１７によって側方領域１４Ｂに導かれ、プレート１２とフィン頂部４１との間に充填されるため、凹部１６を挟んだ側方領域１４Ａ、１４Ｂの両方でフィン４０のロウ付けが良好に行われる。そして、ロウ充填溝１７とフィン頂部４１との間にも、溶融したロウ材が表面張力によって充填されるため、ロウ充填溝１７が開口する部位においてもフィン４０のロウ付けが良好に行われる。
【００３２】
なお、本実施形態において、プレート１２は、ロウ材が所定の領域１４Ｃに塗布される構成としたが、これに限らず、予めロウ材が積層されたクラッド材を用いてもよい。
【００３３】
図４には、プレート１２のチューブ内壁面１４にロウ充填溝１７が形成されない比較例が示されている。この場合に、ロウ付け工程では、溶融したロウ材の流れが凹部１６によって遮られるため、凹部１６の側方領域１４Ａから凹部１６の反対側の側方領域１４Ｂにロウ材が導かれず、領域１４Ｂにフィン４０のロウ付けが不良となる部位が生じる。
【００３４】
次に、本実施形態の効果について説明する。
【００３５】
本実施形態によれば、熱交換チューブ１０は、フィン４０がロウ付けによって接合されるチューブ内壁面１４と、突起１５が突出するチューブ外壁面１３と、を有する。チューブ内壁面１４には、突起１５の内側で窪む凹部１６がフィン４０に対向して設けられるとともに、フィン４０のロウ付け時に溶融したロウ材を導くように窪むロウ充填溝１７が凹部１６の側方に設けられる。
【００３６】
上記構成に基づき、フィン４０のロウ付け時に溶融したロウ材がロウ充填溝１７に凹部１６の側方に沿って導かれ、ロウ充填溝１７からチューブ内壁面１４とフィン４０との間に充填される。これにより、チューブ内壁面１４とフィン４０との間には、凹部１６のまわりにもロウ材が十分に充填され、フィン４０のロウ付けによる溶接が良好に行われる。
【００３７】
更に本実施形態によれば、チューブ内壁面１４には、少量のロウ材を塗布することでチューブ内壁面１４とフィン４０とのロウ付けによる溶接が良好に行われる。これにより、熱交換チューブ１０におけるロウ材の使用量が低減され、ＥＧＲクーラ１のコストダウンがはかれる。
【００３８】
本実施形態によれば、ロウ充填溝１７が凹部１６に対向するフィン４０と交差して延びる構成とした。
【００３９】
上記構成に基づき、ロウ付け時に溶融したロウ材が、凹部１６及びフィン４０から離れた領域１４Ｂからロウ充填溝１７に沿って凹部１６のまわりに導かれ、フィン４０のロウ付けが良好に行われる。
【００４０】
本実施形態によれば、４つのロウ充填溝１７が凹部１６開口する部位１４Ｄを囲むように延びる構成とした。
【００４１】
上記構成に基づき、ロウ付け時に溶融したロウ材が、ロウ充填溝１７から凹部１６が開口する部位１４Ｄに拡がり、凹部１６の近傍でフィン４０のロウ付けが良好に行われる。
【００４２】
なお、上述した構成に限らず、本実施形態によれば、５つ以上のロウ充填溝１７が凹部１６の近傍を中心に放射状に延びる構成としてもよい。この場合に、ロウ付け時に溶融したロウ材がさらに広い範囲から凹部１６のまわりに導かれ、フィン４０のロウ付けによる溶接が良好に行われる。
【００４３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【００４４】
本発明は、車両に搭載されるＥＧＲクーラの熱交換チューブとして好適であるが、車両に搭載されるラジエータ、オイルクーラ、インタクーラ、コンデンサなどの熱交換器や、車両以外に使用される熱交換器にも適用できる。
【符号の説明】
【００４５】
１０    熱交換チューブ
１３    チューブ外壁面
１４    チューブ内壁面
１４Ｄ  凹部が開口する部位
１５    突起
１６    凹部
１７    ロウ充填溝
１８    底壁面
４０    フィン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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