(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１熱交換器の長手方向両端部にそれぞれ設けられた接続パイプ周辺を第２熱交換器のタンクの壁部に仮固定した状態として、該第１熱交換器を第２熱交換器のタンク内に収容した後、これら両者を熱処理してろう付け固定するようにした複合型熱交換器の製造方法において、
前記熱処理前に、タンクの壁部における両接続パイプ間に、該両接続パイプ間の長手方向中央に向かって該タンクの内側へ連続的に傾斜する傾斜部を形成する工程と、
前記熱処理時に、熱応力により傾斜部をタンクの壁部の一般面と同じ高さに塑性変形させる工程を備えることを特徴とする複合型熱交換器の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の複合型熱交換器の製造方法において、
前記複合型熱交換器をオイルクーラ内蔵ラジエータとしたことを特徴とする複合型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、複合型熱交換器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、オイルクーラの長手方向両端部にそれぞれ設けられた接続パイプをラジエータのタンクの壁部に仮固定した状態として、該オイルクーラをラジエータのタンク内に収容した後、これら両者を熱処理してろう付け固定するようにした複合型熱交換器の製造方法の技術が公知になっている。
このような複合型熱交換器では、熱処理時におけるオイルクーラとタンクとの温度状況に伴う熱膨張・収縮のプロフィルが異なることに起因して、タンクの壁部における両接続パイプ間が外側に大きく膨出した状態で塑性変形してしまう。
そこで、タンクの壁部における両接続パイプ間にタンクの内側へ向かって突出する突出部を形成することで変形を防止している（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００７−２７８６１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の発明にあっては、突出部でタンクの壁部の強度を高めることで変形を防止しているため、突出部の各部の形状や寸法等を設定するには多くのテスト品を用意して試験を行う必要があり、複合型熱交換器の設計・製造にコストと時間が掛かるという問題点があった。
【０００４】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、簡便な方法でもってタンクの変形に伴うろう付け不良を防止でき、これにより複合型熱交換器の設計・製造に掛かるコストと時間を削減できる複合型熱交換器の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の発明では、第１熱交換器の長手方向両端部にそれぞれ設けられた接続パイプ周辺を第２熱交換器のタンクの壁部に仮固定した状態として、該第１熱交換器を第２熱交換器のタンク内に収容した後、これら両者を熱処理してろう付け固定するようにした複合型熱交換器の製造方法において、上記熱処理前に、タンクの壁部における両接続パイプ間に、該両接続パイプ間の長手方向中央に向かって該タンクの内側へ連続的に傾斜する傾斜部を形成する工程と、上記熱処理時に、熱応力により傾斜部をタンクの壁部の一般面と同じ高さに塑性変形させる工程を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１記載の発明では、熱処理前に、タンクの壁部における両接続パイプ間に、該両接続パイプ間の長手方向中央に向かって該タンクの内側へ連続的に傾斜する傾斜部を形成する工程と、上記熱処理時に、熱応力により傾斜部をタンクの壁部の一般面と同じ高さに塑性変形させる工程を備える。
これにより、最も変形が大きい両接続パイプ間の長手方向中央、即ち、傾斜部の中央の高さを設定するだけで、簡便な方法でもってタンクの変形に伴うろう付け不良を防止でき、設計・製造コストを削減できる。
また、傾斜部は両接続パイプ間の長手方向中央に向かって該タンクの内側へ連続的に傾斜する形状であるため、簡単な加工で形成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
以下、実施例１を説明する。
なお、実施例１では複合型熱交換器をオイルクーラ内蔵ラジエータに適用した例について説明する。
図１は実施例１のオイルクーラ内蔵ラジエータを示す正面図、図２は図１のＳ２−Ｓ２線における断面図、図３は図１のＳ３−Ｓ３線における断面図である。
【０００９】
図４は実施例１のオイルクーラの分解図（一部のみ図示）、図５は実施例１のタンクの第１分割部と第２分割部の分解図、図６は実施例１の第１分割部の平面図、図７は図６のＳ７−Ｓ７線における断面図、図８は図６のＳ８−Ｓ８線における断面拡大図、図９は実施例１の作用を説明する図である。
【００１０】
先ず、全体構成を説明する。
図１に示すように、実施例１のオイルクーラ内蔵ラジエータ１では、コア部２の左右両側にタンク3,4が配置される所謂クロスフロー型のラジエータが採用されている。
【００１１】
コア部２は、両端部がそれぞれ対応するタンク3,4に挿通し固定される複数の偏平管状のチューブ２ａと、隣接するチューブ２ａに波状の頂部が接合される波板状の波状のフィン２ｂで構成されている。
また、コア部２の両端部はそれぞれ対応するタンク3,4に挿通し固定された一対のレインフォース2c,2dによって連結補強されている。
【００１２】
タンク４には、円筒状の入力ポート４ａが該タンク４の内部と連通した状態で設けられる一方、タンク３には円筒状の出力ポート３ａが該タンク３の内部と連通した状態で設けられている。
また、タンク３内には後述するオイルクーラ５が収容されている。
【００１３】
以下、オイルクーラ５について詳述する。
図２〜４に示すように、オイルクーラ５は、長尺なコア部６と、このコア部６のそれぞれ長手方向両端部に設けられた加締め部材７、着座プレート８、係止プレート９、及び接続パイプP1,P2、パッチ１４等が備えられている。
なお、コア部６の長手方向両端部は同じ構造であるため、接続パイプP1,P2以外は同じ符号を付して説明する。
【００１４】
コア部６は、長尺な複数（実施例１では５つ）のエレメント部１１が環状のシート部材１２を介して複数積層された状態で構成されている。
コア部６の長手方向両端部には、エレメント部１１の積層方向に連通した連通路１３が形成される他、連通路１３の一端側にはそれぞれ対応する接続パイプP1,P2が連通した状態で設けられる一方、他端側にはパッチ１４が設けられて塞がれている。
【００１５】
さらに詳述すると、図４に示すように、各エレメント部１１は、略皿状に形成された第１シェル１５と第２シェル１６がインナーフィン１７（オフセットフィン）を介在させた状態で最中状に重ねられている。
また、両シェル15,16の長手方向両端部には、バーリング加工で開口された環状突起部15a,16aが形成される他、第１シェル１５の環状突起部１５ａの内径Ｄ１は第２シェル１６の環状突起部１６ａの外径Ｄ２よりも僅かに大きくなるように形成されている。
また、両シェル15,16の表面には図示しない複数のブレードが形成されている。
【００１６】
そして、隣り合うエレメント部１１同士の長手方向両端部において対向する環状突起部15a,16a同士を内外に嵌合して連通させた状態として、その外周に円筒状のシート部材１２を介して複数（本実施例では５層）積層することにより、コア部６が形成されると同時に、連通路１３が形成されている。
【００１７】
積層方向の最外端となるエレメント部１１ａの第１シェル１５の環状突起部１５ａには、加締め部材７の下部に形成された円筒状の円筒部７ａが嵌合されている。
また、加締め部材７の上部に形成された複数（本実施例では４箇所）の爪部７ｂは、円筒状の着座プレート８の外周側下段部８ａに加締め固定されている。
着座プレート８の外周側上段部８ｂは、タンク３の壁部３ｂの下面に当接した状態で配置される他、その内周に望んで環状突起状に形成された環状突起部８ｃがタンク３の壁部３ｂのそれぞれ対応する挿通孔3c,3dに望んで配置されている。
また、環状突起部８ｃの先端には鍔状の鍔部８ｄが形成されると共に、この鍔部８ｄはタンク３の壁部３ｂのそれぞれ対応する挿通孔3c,3dに望んで配置されたリング状の係止プレート９の内周部に加締め固定されている。
また、接続パイプＰ１（Ｐ２）は、その中途部分を拡径して形成された拡径部１０ａが着座プレート８の環状突起部８ｃに着座した状態で、その下端が着座プレート８の内周に嵌合した状態で挿入配置されている。
これにより、各連通路１３の一端側がそれぞれ対応する接続パイプP1,P2に連通されている。
【００１８】
一方、エレメント部１１ｂの第２シェル１６の両端部における環状突起部９ａはシート部材１２を介してパッチ１４が嵌合され、これによって、各連通路１３の他端側が塞がれている。
【００１９】
図５に示すように、タンク３は、それぞれコ字状断面を有する板状の第１分割部１８と第２分割部１９の開口端部18a,18b,19a,19b同士を嵌合可能に構成されている。
さらに、タンク３の両端部の開口端はそれぞれパッチ２０（図１参照）で塞がれるようになっている。
【００２０】
また、第１分割部１８には、前述した円形状の貫通穴3c,3dが形成されている。
また、第２分割部１９には、コア部２のチューブ２ａの端部を挿通し固定するための固定穴１９ｃが複数形成されると共に、レインフォース2c,2dの端部を挿通し固定するための固定穴１９ｄがそれぞれ形成されている。
その他、前述したオイルクーラ内蔵ラジエータ１の各構成部材は全てアルミ製であり、これらの接合部同士のうちの少なくとも一方側にはろう材（クラッド層）が設けられている。
【００２１】
次に、作用を説明する。
このように構成されたオイルクーラ内蔵ラジエータを製造するには、先ず、オイルクーラ５と第１分割部１８を仮組みする。
【００２２】
ここで、図６〜８に示すように、第１分割部１８にはその製造時において、タンク３の壁部３ｂに相当する部分（以下、タンク３の壁部３ｂと略す）における貫通穴3c,3dの間、即ち、オイルクーラ５の両接続パイプP1,P2間に、該貫通穴3c,3d間の長手方向中央２１に行くに連れて連続的に低く傾斜する傾斜部２２が形成されている。
なお、実施例１の第１分割部１８の板厚は１ｍｍ前後であり、長手方向中央２１と一般面２３との高低差Ｈ１は１ｍｍに設定されている。
【００２３】
次に、第１分割部１８と第２分割部１９を仮組みしてタンク３を形成し、さらに、タンク３の長手方向両端部にパッチ２０を装着して、オイルクーラ５を収容する。
【００２４】
次に、タンク３とその他の全ての構成部材を仮組みした後、図外の加熱炉に搬送して熱処理することにより、これらの各部の接合部同士をろう付け固定する。
【００２５】
<熱処理について>
加熱炉内の熱処理は、オイルクーラ内蔵ラジエータ１のろう付けに適した温度及び時間で行われる。
この際、タンク３が加熱炉の雰囲気中にあるのに対して、オイルクーラ５はタンク３内に収容されている。
また、オイルクーラ５の熱マスはタンク３の壁部３ｂ（第１分割部１８）よりも大きい。
さらに、オイルクーラ５内の湿度はタンク３内よりも高い。
これらに起因して、タンク３の壁部３ｂはオイルクーラ５よりも早期の段階で温度上昇して主に長手方向へ大きく熱膨張する。
この結果、加熱炉内の温度上昇に伴って、オイルクーラ５の接続パイプP1,P2で拘束されたタンク３の壁部３ｂにおける両接続パイプP1,P2間には、外側へ膨出変形するような熱応力が作用する。
【００２６】
ここで、実施例１では、前述したように、タンク３の壁部３ｂにおけるオイルクーラ５の両接続パイプP1,P2間には、該両接続パイプP1,P2間の長手方向中央２１に行くに連れて連続的に低く傾斜する傾斜部２２が形成されている。
これにより、タンク３の壁部３ｂは、図９で説明する変形のプロフィルとなる。
なお、以下に説明するタンク３の壁部３ｂの変形は両接続パイプP1,P2間で全体に亘って起こるが、変形を分かり易くするためにタンク３の壁部３ｂの長手方向中央２１付近の一部断面図を用いて説明する。
【００２７】
先ず、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、加熱炉内（タンク３）の温度ｔが徐々に上昇して３００℃になると、タンク３とオイルクーラ５の温度差により傾斜部２２が外側へ膨出し始める。
【００２８】
次に、図９（ｃ）に示すように、温度ｔが４３０℃になると、タンク３とオイルクーラ５の温度差が最大となって、傾斜部２２の長手方向中央２１が最大で一般面２３よりも１ｍｍ高くなる。即ち、長手方向中央２１が初期位置よりも２ｍｍ膨出変形する。
【００２９】
次に、図９（ｄ）に示すように、温度ｔが５５０℃になると、タンク３とオイルクーラ５の温度差が次第に小さくなり、これによって、オイルクーラ５がタンク３の熱変形に追従し始めて、傾斜部２２が低くなり始める。
【００３０】
最後に、図９（ｅ）に示すように、温度ｔが６００℃になると、タンク３とオイルクーラ５が同じ温度になって、傾斜部２２が一般面２３と同じ高さまで低くなって面一状態でろう付けされ、その後、この形状を維持した状態で塑性変形する。
即ち、実施例１では、最も変形が大きい両接続パイプP1,P2間の長手方向中央２１、換言すると傾斜部２２の長手方向中央２１の高さ（高低差Ｈ１）を、熱処理時の熱応力によって一般面２３と面一となる値に設定している。
【００３１】
従って、タンク３の壁部３ｂが外側へ膨出した状態で塑性変形するのを防止でき、良好なろう付け固定を実現できる。
また、傾斜部２２はタンク３の内側へ連続的に傾斜する形状に形成されているため、両接続パイプP1,P2間の長手方向中央２１の変形量に合致し、特定部位に熱応力が集中する虞がなく、好適となる。
【００３２】
<ラジエータの作動について>
このように構成されたオイルクーラ内蔵ラジエータ１は、両ポート3a,4aによって図示しないエンジンと環状に接続され、入力ポート４ａからタンク４に流入した高温の流通媒体が、各チューブ２ａを流通してタンク３に流入する間にコア部２を通過する車両走行風または図外のファンによる強制風と熱交換して冷却された後、出力ポート３ａから排出されることにより、ラジエータとして機能する。
【００３３】
<オイルクーラの作動について>
オイルクーラ５は、接続パイプP1,P2によって図示しないエンジンのトランスミッションまたはパワーステアリング等と環状に接続され、接続パイプＰ１から対応する連通路１３に流入した高温なオイルが、各エレメント部１１内を流通して接続パイプＰ２側の連通路１３に流入する間にタンク３内の低温な流通媒体と熱交換して冷却された後、接続パイプＰ２から排出されることにより、オイルクーラとして機能する。
なお、接続パイプＰ２から接続パイプＰ１へオイルを流通させても良い。
【００３４】
次に、効果を説明する。
以上、説明したように、実施例１では、第１熱交換器（オイルクーラ）の長手方向両端部にそれぞれ設けられた接続パイプP1,P2周辺を第２熱交換器（オイルクーラ内蔵ラジエータ１）のタンク３の壁部３ｂに仮固定した状態として、該第１熱交換器を第２熱交換器のタンク３内に収容した後、これら両者を熱処理してろう付け固定するようにした複合型熱交換器（オイルクーラ内蔵ラジエータ１）の製造方法において、熱処理を行う前に、タンク３の壁部３ｂにおける両両接続パイプP1,P2間に、該両両接続パイプP1,P2間の長手方向中央２１に向かって該タンク３の内側へ連続的に傾斜する傾斜部２２を形成する工程と、熱処理時の熱応力により傾斜部２２をタンク３の壁部３ｂの一般面２３と同じ高さに塑性変形させる工程を備えるため、簡便な方法でもって良好なろう付け固定を実現できる。
【００３５】
また、複合型熱交換器をオイルクーラ内蔵ラジエータ１としたため、長尺で大きなタンクに長尺なオイルクーラが配置され、熱応力によるタンクの変形量が大きいオイルクーラ内蔵ラジエータに適用して好適となる。
【００３６】
以上、本実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
例えば、実施例１では第１分割部１８の製造時に予め傾斜部２２を形成することとしたが、第２分割部１９やコア部６等との組み付け時等に傾斜部２２を形成するようにしても良い。
この際、傾斜部２２の形成に伴って第２分割部１９を加工しても良い。
【００３７】
また、実施例１では、複合型熱交換器をオイルクーラ内蔵ラジエータに適用した場合ついて説明したが、この限りではなく、例えばラジエータのタンク内にサブラジエータを内蔵する場合にも適用でき、同様の作用・効果を得ることができる。
【００３８】
さらに、従来の発明のように、オイルクーラ５と第１分割部１８のみを予め熱処理してろう付け固定しておき、その後、その他の構成部材と仮組みして熱処理する場合にも適用でき、同様の作用・効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】実施例１のオイルクーラ内蔵ラジエータを示す正面図である。
【図２】図１のＳ２−Ｓ２線における断面図である。
【図３】図１のＳ３−Ｓ３線における断面図である。
【図４】実施例１のオイルクーラの分解図（一部のみ図示）である。
【図５】実施例１のタンクの第１分割部と第２分割部の分解図ある。
【図６】実施例１の第１分割部の平面図である。
【図７】図６のＳ７−Ｓ７線における断面図である。
【図８】図６のＳ８−Ｓ８線における断面拡大図である。
【図９】実施例１の作用を説明する図である。
【符号の説明】
【００４０】
Ｒ１、Ｒ２  連通路
Ｐ１、Ｐ２  接続パイプ
ＰＴ１、ＰＴ２  パッチ
１１  シート部材
１  ラジエータ
２  コア部
２ａ  チューブ
２ｂ  フィン
２ｃ、２ｄ  レインフォース
３、４  タンク
３ａ  入力ポート
３ｂ  壁部
３ｃ、３ｄ  貫通穴
４ａ  出力ポート
５  オイルクーラ
６  コア部
７  加締め部材
７ａ  円筒部
７ｂ  爪部
８  着座プレート
８ａ  外周側下段部
８ｂ  外周側上段部
８ｃ  環状突起部
８ｄ  鍔部
９  係止プレート
１０ａ  拡径部
１１、１１ａ、１１ｂ  エレメント部
１２  シート部材
１３  連通路
１４  パッチ
１５  第１シェル
１５ａ、１６ａ  環状突起部
１６  第２シェル
１７  インナーフィン（オフセットフィン）
１８  第１分割部
１８ａ、１８ｂ、１９ａ、１９ｂ  開口端部
１９  第２分割部
１９ｃ  固定穴
２０  パッチ
２１  中央
２２  傾斜部
２３  一般面
【図１】
0005010531.tif 000002
【図２】
0005010531.tif 000003
【図３】
0005010531.tif 000004
【図４】
0005010531.tif 000005
【図５】
0005010531.tif 000006
【図６】
0005010531.tif 000007
【図７】
0005010531.tif 000008
【図８】
0005010531.tif 000009
【図９】
0005010531.tif 000010