(57)【要約】【課題】熱交換器において、レインフォースがチューブの積層方向に占めるスペースを小さくすること。【解決手段】熱交換器１は、タンク１０に連通して媒体（流体）が流れる複数のチューブ２２と、タンク１０に差し込まれてチューブ２２の積層方向外側に配置されるレインフォース３０と、を備える。レインフォース３０は、長手方向に延びる梁部３２と、梁部３２から長手方向に延設されて各プレート１１に連結される一対の連結部３１と、を有する。連結部３１は、タンク１０に差し込まれてチューブ２２に対向する板状の対向板部３７と、対向板部３７の幅方向の両端からチューブ２２の積層方向内側に曲折する対の曲折板部３８と、を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部を流体が流れる熱交換器であって、
流体を導くタンクと、
前記タンクに連通して内部を流体が流れる複数のチューブと、
前記チューブの積層方向外側に配置されるレインフォースと、を備え、
前記タンクは、前記チューブ及び前記レインフォースがそれぞれ差し込まれるタンク孔を有し、
前記レインフォースは、
前記チューブに対向して長手方向に延びる梁部と、
前記梁部から長手方向に延設されて前記タンクに連結される連結部と、を有し、
前記連結部は、
前記タンク孔に差し込まれて前記チューブに対向する板状の対向板部と、
前記対向板部の幅方向の両端から前記チューブの積層方向内側に曲折する対の曲折板部と、を有することを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
請求項１に記載の熱交換器であって、
前記梁部は、前記チューブに対向する平板状に形成されることを特徴とする熱交換器。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の熱交換器であって、
前記曲折板部は、前記対向板部に対する突出高さが前記タンクから離れる方向に次第に小さくなる傾斜部を有することを特徴とする熱交換器。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一つに記載の熱交換器であって、
前記レインフォースは、前記対向板部の中程から突出して前記タンクに対峙することで長手方向の変位を係止する係止部を有することを特徴とする熱交換器。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一つに記載の熱交換器であって、
前記チューブと前記レインフォースとの間に介装されるフィンをさらに備え、
前記曲折板部は、前記フィンの先端に対峙して前記フィンの長手方向の変位を係止する立ち上がり部を有することを特徴とする熱交換器。
【請求項６】
請求項１から４のいずれか一つに記載の熱交換器であって、
前記チューブと前記レインフォースとの間に介装されるフィンをさらに備え、
前記曲折板部は、前記フィンの側端に対峙して前記フィンの幅方向の変位を係止する内側面を有することを特徴とする熱交換器。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一つに記載の熱交換器であって、
前記チューブと前記レインフォースとの間に介装されるフィンをさらに備え、
前記レインフォースは、前記フィンに当接する当接面から突出するビード部を有することを特徴とする熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部を流体が流れる熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、一対のタンクの間に、内部を流体が流れる複数のチューブと、複数のチューブの積層方向外側に配置されるレインフォースと、を備える熱交換器が開示されている。
【０００３】
上記熱交換器の組み立て時には、レインフォースの長手方向の両端部が一対のタンクに差し込まれる。レインフォースは、幅方向の両端部がチューブの積層方向外側に曲折したコの字状の断面形状を有し、組み立て時に必要な剛性を持っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−８５０２４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にあっては、レインフォースの断面形状がチューブの積層方向外側に突出する部位（幅方向の両端部）を有するため、レインフォースがチューブの積層方向に占めるスペースが大きいという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、熱交換器において、レインフォースがチューブの積層方向に占めるスペースを小さくすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある態様によれば、内部を流体が流れる熱交換器であって、流体を導くタンクと、タンクに連通して内部を流体が流れる複数のチューブと、チューブの積層方向外側に配置されるレインフォースと、を備え、タンクは、チューブ及びレインフォースがそれぞれ差し込まれるタンク孔を有し、レインフォースは、チューブに対向して長手方向に延びる梁部と、梁部から長手方向に延設されてタンクに連結される連結部と、を有し、連結部は、タンク孔に差し込まれてチューブに対向する板状の対向板部と、対向板部の幅方向の両端からチューブの積層方向内側に曲折する対の曲折板部と、を有することを特徴とする熱交換器が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
上記態様によれば、レインフォースは、タンクに差し込まれる曲折板部が対向板部の両端からチューブの積層方向内側に曲折する断面形状を有する。これにより、熱交換器は、レインフォースの幅方向の両端部がチューブの積層方向外側に突出する断面形状を有する場合と比べて、レインフォースがチューブの積層方向に占めるスペースを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る熱交換器を示す正面図である。
【図２】熱交換器の一部を示す断面図である。
【図３】レインフォースを示す斜視図である。
【図４】レインフォースを示す平面図である。
【図５】レインフォースを示す正面図である。
【図６】熱交換器の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
【００１１】
図１に示す熱交換器１は、車両に搭載される空調装置（図示省略）のコンデンサとして用いられる。
【００１２】
熱交換器１は、中央部に設けられるコア２０と、コア２０の両端に設けられる一対のタンク１０と、を備える。熱交換器１では、空調装置のポンプ（図示省略）から送られる媒体（流体）が、一対のタンク１０を介してコア２０を循環する。熱交換器１は、車両走行風またはファン（図示省略）によって送られる強制風がコア２０を通過するように配置される。熱交換器１では、コア２０を循環する媒体と、コア２０を通過する大気との間で熱交換が行われ、媒体の熱が大気に放出される。
【００１３】
図２は、コア２０の一部を示す断面図である。コア２０は、媒体が図２に矢印で示すように流れる複数のチューブ２２と、チューブ２２と交互に並ぶように積層される複数のフィン２５と、フィン２５より積層方向外側に設けられる上下のレインフォース３０と、各チューブ２２及び上下のレインフォース３０の両端部がそれぞれ結合される一対のプレート１１と、を備える。コア２０は、これらの各部材が互いに接合されて一体化したものである。
【００１４】
筒状のタンク１０は、コア２０の両端に設けられる半筒状の上記プレート１１と、プレート１１に結合される半筒状のタンク本体（図示省略）と、によって形成される。タンク本体は、プレート１１の内側に嵌合して組み付けられ、プレート１１に形成される複数の爪１２を折り曲げることによってカシメ固定される。
【００１５】
プレート１１は、各チューブ２２がそれぞれ差し込まれる複数のタンク孔１３と、上下のレインフォース３０がそれぞれ差し込まれる２つのタンク孔１４と、を有する。
【００１６】
各チューブ２２は、各プレート１１に直交するように配置される。チューブ２２は、長円形の断面形状を有する扁平な管である。チューブ２２の内部には、媒体が外気と熱交換をしつつ流れる熱交換流路が形成される。
【００１７】
上下のレインフォース３０は、チューブ２２と平行に並び、各プレート１１に対して直交するように配置される。
【００１８】
図３は、レインフォース３０を示す斜視図である。レインフォース３０は、長手方向に直線状に延びる梁部３２と、梁部３２から長手方向に延設されて各プレート１１に連結される一対の連結部３１と、を有する。
【００１９】
なお、レインフォース３０が一対のタンク１０の間に延びる方向をレインフォース３０の長手方向とする。また、レインフォース３０の長手方向に直交し、かつ各チューブ２２の積層方向（タンク１０の長手方向）に直交する方向をレインフォース３０の幅方向とする。
【００２０】
梁部３２は、チューブ２２に対向するように延び、フィン２５に当接する。梁部３２は、長手方向と幅方向とにおけるそれぞれの断面が直線状に延びる平板状に形成される。梁部３２は、略矩形の断面形状を有する。なお、梁部３２は、平板状に限らず、他の断面形状を有するものであってもよい。
【００２１】
連結部３１は、梁部３２から段差なく延設される平板状の対向板部３７と、幅方向における対向板部３７の両端からチューブの積層方向内側に曲折する対の曲折板部３８と、を有する。一対の連結部３１は、対称的に形成される。
【００２２】
対向板部３７は、チューブ２２に対向するように延びる。対向板部３７は、長手方向と幅方向とにおけるそれぞれの断面が直線状に延びる平板状に形成される。なお、梁部３２は、平板状に限らず、他の断面形状を有する板状のものであってもよい。
【００２３】
曲折板部３８は、対向板部３７からチューブ２２に向けて突出するように形成される。曲折板部３８は、長手方向とチューブ２２の積層方向（厚さ方向）とにおけるそれぞれの断面が直線状に延びる平板状に形成される。なお、曲折板部３８は、平板状に限らず、他の断面形状を有する板状のものであってもよい。
【００２４】
図４に示すように、曲折板部３８は、互いに平行に対向して延びる内側面３８Ｄと、内側面３８Ｄと反対側に延びる外側面３８Ｅと、を有する。
【００２５】
連結部３１の幅Ｌ３１は、梁部３２の幅Ｌ３２より小さく形成される。レインフォース３０は、プレス機（図示省略）によって矩形の金属板を成型して形成される。連結部３１では、曲折板部３８が幅方向における内側に折り曲げられることによって、幅Ｌ３１が小さくなる。
【００２６】
曲折板部３８は、先端から長手方向に直線状に延びる直線部３８Ａと、幅方向の外側に湾曲して梁部３２に連設される立ち上がり部３８Ｂと、を有する。一対の曲折板部３８は、各直線部３８Ａが互いに平行に延び、梁部３２の中心線Ｏについて対称的に形成される。
【００２７】
図５に示すように、連結部３１は、曲折板部３８の高さ（厚さ）Ｈ３８が対向板部３７の高さ（厚さ）Ｈ３７より大きくなるように形成される。
【００２８】
曲折板部３８は、梁部３２に対する突出高さＨ３８が次第に小さくなる傾斜部３８Ｃを有する。傾斜部３８Ｃは、その高さＨ３８がタンク１０側から梁部３２に向かって次第に小さくなるように形成される。
【００２９】
連結部３１は、プレート１１のタンク孔１４に差し込まれて結合される。連結部３１は、プレート１１に当接して長手方向の変位を係止する係止部３５を有する。
【００３０】
係止部３５は、対向板部３７の幅方向における中程の部位を折り曲げて形成される。係止部３５は、プレス機（図示省略）によって対向板部３７から切り起こした矩形の板片状の部位であり、対向板部３７の内側面３７Ｂから略直交して突出する。
【００３１】
対向板部３７には、係止部３５が抜けた部位に開口する抜け孔３６が形成される。抜け孔３６は、レインフォース３０の長手方向におけるプレート１１よりコア２０側（図２において右側）に配置される。なお、これに限らず、抜け孔３６は、レインフォース３０の長手方向におけるプレート１１よりタンク１０側（図２において左側）に配置される構成としてもよい。
【００３２】
係止部３５は、各チューブ２２の積層方向内側（タンク１０の長手方向におけるレインフォース３０よりコア２０側）に突出する。
【００３３】
対向板部３７には、その先端３７Ａに開口するカシメ開口部３４がスリット状に形成される。コア２０の組み立て時には、カシメ開口部３４に差し込まれるカシメ治具（図示省略）を用いてカシメ開口部３４の開口幅を拡げるように連結部３１を塑性変形させる。これにより、連結部３１がプレート１１のタンク孔１４に対して抜けないようにカシメ固定される。
【００３４】
上記カシメ固定が行われる際に、係止部３５がプレート１１に対峙（当接）する。これにより、レインフォース３０は、長手方向に変位することが係止され、プレート１１に対する位置決めが行われる。
【００３５】
熱交換器１の組み立て時において、コルゲート状のフィン２５は、その先端が曲折板部３８の立ち上がり部３８Ｂに対峙（当接）する。フィン２５は、係止部３５によってレインフォース３０の長手方向に係止され、レインフォース３０に対する位置決めが行われる。
【００３６】
梁部３２は、フィン２５に当接する当接面３２Ａと、当接面３２Ａから帯状に突出するビード部３９と、を有する。ビード部３９は、プレス機（図示省略）によって梁部３２の当接面３２Ａから帯状に突出するように形成される。ビード部３９は、レインフォース３０の幅方向における中程に配置され、レインフォース３０の長手方向に直線状に延びる。
【００３７】
フィン２５は、コルゲート状に湾曲して並ぶ各山部がビード部３９に押し付けられることにより、レインフォース３０に対する位置決めが行われる。
【００３８】
レインフォース３０のカシメ開口部３４、係止部３５、抜け孔３６、及びビード部３９は、梁部３２の中心線Ｏ上に一列に並んで形成される。
【００３９】
コア２０を構成するプレート１１、レインフォース３０、チューブ２２、及びフィン２５は、アルミ材又は銅材などの熱伝導率が高い金属によって形成される。
【００４０】
熱交換器１の製造時には、コア２０を構成する各部材が治具（図示省略）を介して組み立てられる工程と、組み立てられたコア２０を加熱炉（図示省略）に搬入してコア２０を構成する各部材をろう付けする工程と、各部材どうしが接合して形成されたコア２０の各プレート１１にタンク本体を組み付けてタンク１０を形成する工程と、が順に行われる。
【００４１】
次に、本実施形態の作用、効果について説明する。
【００４２】
レインフォース３０は、タンク１０に差し込まれる曲折板部３８が対向板部３７の両端からチューブ２２の積層方向内側に曲折する断面形状を有する。これにより、レインフォースの幅方向の両端部がチューブの積層方向外側に突出する断面形状を有する従来装置に比べて、熱交換器１はレインフォース３０がチューブ２２の積層方向に占めるスペースを小さくすることができる。これにより、コア２０の限られたスペースにおいて、チューブ２２及びフィン２５の介装スペースが拡大し、熱交換器１の性能向上が図れる。
【００４３】
レインフォース３０の連結部３１は、一対の曲折板部３８が対向板部３７の幅方向の両端から曲折して延びる断面形状を有する。これにより、レインフォース３０は、熱交換器１の組み立て時にタンク１０に差し込まれた状態で必要な剛性が確保される。
【００４４】
熱交換器１の作動時においてコア２０が熱膨張する際には、レインフォース３０が梁部３２を撓ませる変形をすることにより、レインフォース３０とコア２０の他の部材との熱膨張差が吸収される。梁部３２は平板状に形成されることにより、チューブ２２の積層方向（厚さ方向）に撓む変形をすることが促される。これにより、熱交換器１は、コア２０に生じる熱応力が低減され、耐久性が高められる。
【００４５】
そして、熱交換器１の作動時において、梁部３２が撓む変形をする際には、レインフォース３０が連結部３１の傾斜部３８Ｃを撓ませる変形をすることにより、連結部３１に応力が集中することが抑えられる。傾斜部３８Ｃは、対向板部３７に対する突出高さがタンク１０から離れる方向（梁部３２に向かう方向）に次第に小さくなることにより、梁部３２と共に撓む変形をすることが促される。
【００４６】
コア２０を組み立てる工程では、レインフォース３０は、係止部３５がプレート１１（タンク１０）に対峙（当接）することによって、タンク１０に対する位置決めが行われる。係止部３５が対向板部３７の中程から突出することにより、レインフォース３０の連結部３１にタンク１０に対峙する段部を形成する必要がなくなるので、連結部３１の形状を設定する自由度を高められる。
【００４７】
また、コア２０を組み立てる工程では、フィン２５が曲折板部３８の立ち上がり部３８Ｂに対峙（当接）することによって、レインフォース３０に対するフィン２５の位置決めが行われ、フィン２５がプレート１１に当接することが回避される。これにより、コア２０をろう付けする工程では、溶融したろう材がフィン２５に沿ってプレート１１側に流れることが抑えられ、ろう付け処理が良好に行われる。
【００４８】
また、コア２０を組み立てる工程では、ビード部３９がフィン２５に押し付けられることにより、レインフォース３０に対するフィン２５の位置決めが行われる。これにより、コア２０の組み付け精度が高められる。
【００４９】
次に、図６に示す熱交換器１の変形例について説明する。
【００５０】
フィン２５は、その端部が対の曲折板部３８の間に差し込まれ、その先端が係止部３５に対峙（当接）するように介装される。
【００５１】
コア２０を組み立てる工程では、フィン２５は、先端部が各曲折板部３８の内側面３８Ｄに対峙（当接）することにより、幅方向に係止される。
【００５２】
また、コア２０を組み立てる工程では、フィン２５の先端が係止部３５に対峙（当接）することにより、フィン２５がプレート１１に当接することが回避される。これにより、コア２０をろう付けする工程では、溶融したろう材がフィン２５に沿ってプレート１１側に流れることが抑えられ、ろう付け処理が良好に行われる。
【００５３】
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。
【００５４】
本発明は、車両に搭載されるコンデンサに限らず、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】
【００５５】
１    熱交換器
１０    タンク
１３、１４    タンク孔
２２    チューブ  
２５    フィン  
３０    レインフォース
３１    連結部
３２    梁部
３２Ａ    当接面
３５    係止部
３７    対向板部
３８    曲折板部
３８Ｂ    立ち上がり部
３８Ｃ    傾斜部
３８Ｄ    内側面
３９    ビード部
【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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