JP2008121974A

JP2008121974A - 熱交換器

Info

Publication number: JP2008121974A
Application number: JP2006306128A
Authority: JP
Inventors: Hidetaka Shinnaga; 秀孝新長; Maki Saito; 真樹斎藤; Ryutaro Beppu; 竜太郎別府
Original assignee: T Rad Co Ltd
Current assignee: T Rad Co Ltd
Priority date: 2006-11-13
Filing date: 2006-11-13
Publication date: 2008-05-29

Abstract

【課題】ケースの接合部からの漏れを防止し、熱交換性能の向上及び製品の信頼性の向上を図る。
【解決手段】本発明は、チューブ３２と、チューブ３２の外周を囲繞するように筒状に形成されたケース２と、ケース２の端部に設けられ、チューブ３２の端部が貫設されるヘッダプレート３，３４と、開口端を有する箱状を成し、該開口端が閉塞される向きにヘッダプレート３，３４に嵌着されるタンク３３とを備えた熱交換器１，２５，３１，４１であって、ケース２には、縁部同士が軸方向に重合して接合部１１，１２が形成されていると共に、接合部１１，１２に沿ってロー付け空間１３，１４が形成されており、ロー付け空間１３，１４の端部を閉塞する閉塞手段１８，１９，２２，３５，４２が設けられていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、熱交換器に関し、特に、コアを囲繞するケースと、該ケースの端部に設けられるヘッダプレートと、該ヘッダプレートに嵌着されるタンクとを一体にロー付け可能な熱交換器に関する。

従来、車輌等のエンジンから排出される排気ガスを冷却するＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）クーラ等において、コアの外周を囲繞するケースを備えた熱交換器が用いられている。

この種の熱交換器に設けられるケースには、図１６又は図１７に示されているように、縁部１，２同士が軸方向に重合して接合部３が形成されていると共に、該接合部３に沿ってロー付け空間４が形成されている。そして、このロー付け空間４にロー材が充填され、接合部３において縁部１，２同士がロー付け接合されることにより、ケースが筒状に形成されるようになっている。また、このケースの両端部にはヘッダプレートと、該ヘッダプレートに嵌着されるタンクとが設けられており、ケースとヘッダプレート、及びヘッダプレートとタンクとはそれぞれロー付け接合されるようになっている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−１０６７９０号公報

しかしながら、上記した従来の熱交換器では、図１６及び図１７に示されているように、ケースの端部においてロー付け空間４が露出するため、ロー付け空間４の端部からロー材が流れ出し、接合部３に隙間が生じ、その隙間からケース内の流体が漏出するといった問題があった。

そのため、ケースは、縁部１，２同士を溶接接合することにより成形されるのが主流となっており、このことが製造コストの増大要因になり、製造コストの低減化が図り難いといった問題があった。

本発明は、上記した課題を解決すべくなされたものであり、ケースの接合部からの漏れを防止し、熱交換性能の向上及び製品の信頼性の向上を図ると共に、製造コストの低減化を図ることのできる熱交換器を提供することを目的とするものである。

上記した目的を達成するため、本発明は、チューブと、該チューブの外周を囲繞するように筒状に形成されたケースと、該ケースの端部に設けられ、前記チューブの端部が貫設されるヘッダプレートと、開口端を有する箱状を成し、該開口端が閉塞される向きに前記ヘッダプレートに嵌着されるタンクとを備えた熱交換器であって、前記ケースには、縁部同士が軸方向に重合して接合部が形成されていると共に、該接合部に沿ってロー付け空間が形成されており、該ロー付け空間の端部を閉塞する閉塞手段が設けられていることを特徴とする。

そして、前記ヘッダプレートの周縁部には、前記ケースの端部の開口部に嵌入可能なように壁部が形成されており、前記閉塞手段は、前記壁部において外側に突出するように形成された爪部により構成されていてもよい。

また、前記閉塞手段は、前記ケースの接合部の端部をかしめることを含んでいてもよい。

さらに、前記ヘッダプレートは、前記ケースの端部の開口部及び前記タンクの開口端にそれぞれ嵌入可能なように形成されており、前記閉塞手段は、前記ケースの端部に突合せ接合可能なように前記タンクの端部に形成されていてもよい。

さらにまた、前記閉塞手段は、前記タンクの端部から前記ケースの軸方向に突出する当接部により構成されていてもよい。

さらに、前記閉塞手段は、前記ケースの端部に突合せ接合可能なように形成された環状部材により構成されていてもよい。

本発明によれば、ロー付け空間の端部を閉塞する閉塞手段が設けられているため、ロー付け空間の端部からロー材が流れ出すことによりケースの接合部に隙間が生じることがなく、ケースからの漏れを防止することができる。したがって、熱交換性能の向上及び製品の信頼性の向上を図ることができる。

また、ケースをタンクやヘッダプレート等と一体ロー付けすることができるようになるため、熱交換器の生産性の向上を図ることができ、製造コストの低減化を図ることができる等、種々の優れた効果を得ることができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。

先ず、図１〜図６を参照しつつ、本発明の第１の実施の形態に係る熱交換器について説明する。ここで、図１は本実施の形態に係る熱交換器を示す分解斜視図、図２は熱交換器を示す断面図、図３は熱交換器のケースを示す平面図、図４は熱交換器のケースの別の例を示す平面図、図５は熱交換器のケースのさらに別の例を示す平面図、図６は熱交換器のヘッダプレートの別の例を示す斜視図である。

本実施の形態に係る熱交換器１は、複数並設された扁平チューブ（図示省略）の外周を囲繞するように角筒状に形成されたケース２と、ケース２の両端部に設けられ、前記各扁平チューブの両端部が貫設されるヘッダプレート３と、開口端を有する箱状を成し、該開口端が閉塞される向きにヘッダプレート３に嵌着されるタンク４とを備えて構成されている。

図３に良く示されているように、ケース２は、コの字状に折曲された第１部材５と第２部材６の２つの部材から構成されており、第１部材５と第２部材６は、同一形状を成している。そして、第１部材５と第２部材６には、それぞれ、一方の縁部にのみ外側に屈曲した拡幅部７，８が形成されており、この拡幅部７，８の内側にそれぞれ第１部材５と第２部材６の他方の平板状の縁部９，１０を軸方向に沿って重合することにより、接合部１１，１２が形成されるようになっている。また、この各接合部１１，１２の内側には、それぞれ、接合部１１，１２に沿ってロー付け空間１３，１４が形成されており、このロー付け空間１３，１４にロー材を充填し、接合部１１，１２において第１部材５と第２部材６をロー付け接合することにより、ケース２が角筒状に形成されるようになっている。

なお、ケース２の縁部の形状は、上記した形状に限定されるものではなく、例えば、図４に示すように、第２部材６においてのみ、両方の縁部に拡幅部８を形成し、各拡幅部８の内側に第１部材５の平板状の縁部が重合するように構成したり、或いは、図５に示すように、第１部材５と第２部材６の両方の縁部をそれぞれ外側に直角に屈曲して突部１５，１６を形成し、各突部１５，１６同士が重合するように構成したりする等、各種変更が可能である。

ヘッダプレート３の周縁部には、ケース２の端部の開口部に嵌入可能なように壁部１７が形成されており、この壁部１７の、各ロー付け空間１３，１４の両端部に対応する位置には、壁部１７の端部を切り欠き、外側に屈曲することにより、外側に突出する爪部１８、１９がそれぞれ形成されている。また、ヘッダプレート３の平板部２０には、前記各扁平チューブが貫設可能なように貫設孔２１が穿設されている。

なお、爪部１８，１９は、上記した形状に限定されるものではなく、例えば、図６に示すように、壁部１７の端部から軸方向に突出する突起部２２を外側に屈曲することにより形成する等、各種変更が可能である。

このような構成を備えた熱交換器１を製造する場合、前記各扁平チューブの外周を囲繞するように、第１部材５と第２部材６の各拡幅部７，８の内側に第１部材５と第２部材６の他方の平板状の縁部９，１０を軸方向に沿って重合し、ケース２を角筒状に組み立て、ロー付け空間１３，１４にロー材を充填する。

次いで、ケース２の端部の開口部にヘッダプレート３を嵌入し、各貫設穴２１に前記各扁平チューブの端部を貫設すると共に、各爪部１８，１９を各接合部１１，１２の端部に重合し、ロー付け空間１３，１４の両端部を閉塞する。また、ヘッダプレート３の内側には、開口端が閉塞される向きでタンク４の周縁部を嵌合し、熱交換器１を組み付ける。

その後、このように組み付けた熱交換器１を、高温の炉内に入れ、第１部材５と第２部材６の各接合部１１，１２、ケース２とヘッダプレート３の接合箇所、ヘッダプレート３とタンク４の接合箇所、及びヘッダプレート３と前記各扁平チューブの接合箇所を一体ロー付けし、熱交換器１を製造する。

次に、図７及び図８を参照しつつ、本発明の第２の実施の形態に係る熱交換器について説明する。ここで、図７は本実施の形態に係る熱交換器を示す分解斜視図、図８は本実施の形態に係る熱交換器の別の例を示す分解斜視図である。なお、説明の簡略化のため、以下の説明において、上記した第１の実施の形態と同様の構成については、図７及び図８中、図１〜図６と同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

本実施の形態に係る熱交換器２５では、上記した第１の実施の形態の場合の爪部１８，１９や突起部２２がヘッダプレート３に形成されておらず、その代わりに、接合部１１の両端部がポンチ等の治具により、かしめられ、ロー付け空間の両端部が閉塞されるようになっている。

なお、接合部１１の形状としては、図７に示すように、一方の部材（図７では第２部材６）の拡幅部８の内側に他方の部材（図７では第１部材５）の平板状の縁部９が重合するように構成する他、図８に示すように、第１部材５と第２部材６の両方の縁部をそれぞれ外側に直角に屈曲して突部１５，１６を形成し、各突部１５，１６同士が重合するように構成したりする等、各種変更が可能である。

このような構成を備えた熱交換器２５を製造する場合、接合部１１の両端部がかしめられ、ロー付け空間の両端部が閉塞された状態のケース２の端部の開口部にヘッダプレート３を嵌入し、各貫設穴２１に各扁平チューブの端部を貫設すると共に、ヘッダプレート３の内側に、開口端が閉塞される向きでタンク（図示省略）の周縁部を嵌合し、熱交換器２５を組み付ける。

そして、このように組み付けた熱交換器２５を、高温の炉内に入れ、第１部材５と第２部材６の接合部１１、ケース２とヘッダプレート３の接合箇所、及びヘッダプレート３と前記タンクの接合箇所、及びヘッダプレート３と前記各扁平チューブの接合箇所を一体ロー付けし、熱交換器２５を製造する。

次に、図９〜図１２を参照しつつ、本発明の第３の実施の形態に係る熱交換器について説明する。ここで、図９は本実施の形態に係る熱交換器を示す断面図、図１０は図９のＡ−Ａ矢視図、図１１は本実施の形態に係る熱交換器の側面図、図１２は本実施の形態に係る熱交換器のタンクの別の例を示す斜視図である。なお、説明の簡略化のため、以下の説明において、上記した第１の実施の形態と同様の構成については、図９〜図１２中、図１〜図６と同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

本実施の形態に係る熱交換器３１は、扁平チューブ３２の外周を囲繞するように角筒状に形成されたケース２と、ケース２の端部に突合せ接合可能なように形成されたタンク３３と、ケース２の端部の開口部及びタンク３３の開口端にそれぞれ嵌入可能なように形成されたヘッダプレート３４とを備えて構成されている。

このような構成を備えた熱交換器３１を製造する場合、ヘッダプレート３４をケース２の端部の開口部及びタンク３３の開口端にそれぞれ嵌入する。そして、タンク３３の端部をケース２の端部に突合せ、ロー付け空間１３，１４の両端部を閉塞し、熱交換器３１を組み付ける。

そして、このように組み付けた熱交換器３１を、高温の炉内に入れ、第１部材５と第２部材６の各接合部１１，１２、ケース２とヘッダプレート３４の接合箇所、及びヘッダプレート３４とタンク３３の接合箇所、及びヘッダプレート３と前記各扁平チューブの接合箇所を一体ロー付けし、熱交換器３１を製造する。

なお、図１２に示すように、上記した第３の実施の形態において、少なくともタンク３３の端部の、各ロー付け空間１３，１４の両端部に対応する位置に、ケース２の軸方向に突出する当接部３５を形成し、この当接部３５を介してタンク３３の端部がケース２の端部に突合せ接合されるように構成してもよい。そして、この場合、例え、ケース２とヘッダプレート３４の接合箇所やタンク３３とヘッダプレート３４の接合箇所から漏れが発生したとしても、外側から迅速且つ容易に目視で発見することができる。

次に、図１３〜図１５を参照しつつ、本発明の第４の実施の形態に係る熱交換器について説明する。ここで、図１３は本実施の形態に係る熱交換器を示す分解斜視図、図１４は熱交換器の別の例における環状部材を示す斜視図、図１５は図１４のＢ−Ｂ矢視図である。なお、説明の簡略化のため、以下の説明において、上記した第１の実施の形態と同様の構成については、図１３〜図１５中、図１〜図６と同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

本実施の形態に係る熱交換器４１は、扁平チューブ（図示省略）の外周を囲繞するように角筒状に形成されたケース２と、ケース２の端部に突合せ接合可能なように形成された環状部材４２と、ケース２の両端部の開口に設けられ、前記各扁平チューブの両端部が貫設されるヘッダプレート３と、開口端を有する箱状を成し、該開口端が閉塞される向きにヘッダプレート３に嵌着されるタンク（図示省略）とを備えて構成されている。

このような構成を備えた熱交換器４１を製造する場合、ケース２の端部の開口部にヘッダプレート３を嵌入し、各貫設孔２１に前記各扁平チューブの端部を貫設する。次いで、環状部材４２をケース２の端部に突合せ、ロー付け空間の両端部を閉塞し、さらに、ヘッダプレート３の内側に、開口端が閉塞される向きで前記タンクの周縁部を嵌合し、熱交換器４１を組み付ける。

そして、このように組み付けた熱交換器４１を、高温の炉内に入れ、第１部材５と第２部材６の各接合部１１、ケース２とヘッダプレート３の接合箇所、及びヘッダプレート３と前記タンクの接合箇所、及びヘッダプレート３と前記各扁平チューブの接合箇所を一体ロー付けし、熱交換器４１を製造する。

なお、図１４及び図１５に示されているように、上記した第４の実施の形態において、環状部材４２の内周側縁部に沿ってバーリング部４３を形成してもよい。
また、上記した第１、第２及び第４の実施の形態においては、タンクはヘッダプレートの内側又は外側のいずれの側に嵌着されてもよい。

本発明の第１の実施の形態に係る熱交換器を示す分解斜視図である。本発明の第１の実施の形態に係る熱交換器を示す断面図である。本発明の第１の実施の形態に係る熱交換器のケースを示す平面図である。本発明の第１の実施の形態に係る熱交換器のケースの別の例を示す平面図である。本発明の第１の実施の形態に係る熱交換器のさらに別の例を示す平面図である。本発明の第１の実施の形態に係る熱交換器のヘッダプレートの別の例を示す斜視図である。本発明の第２の実施の形態に係る熱交換器を示す分解斜視図である。本発明の第２の実施の形態に係る熱交換器の別の例を示す分解斜視図である。本発明の第３の実施の形態に係る熱交換器を示す断面図である。図１０は図９のＡ−Ａ矢視図である。本発明の第３の実施の形態に係る熱交換器を示す側面図である。本発明の第３の実施の形態に係る熱交換器のタンクの別の例を示す斜視図である。本発明の第４の実施の形態に係る熱交換器を示す分解斜視図である。本発明の第４の実施の形態に係る熱交換器の別の例における環状部材を示す斜視図である。図１４のＢ−Ｂ矢視図である。従来例を示す平面図である。従来例を示す平面図である。

符号の説明

１熱交換器
２ケース
３ヘッダプレート
４タンク
１１接合部
１２接合部
１３ロー付け空間
１４ロー付け空間
１７壁部
１８爪部
１９爪部
２２突起部
２５熱交換器
３１熱交換器
３２扁平チューブ
３３タンク
３４ヘッダプレート
３５当接部
４１熱交換器
４２環状部材

Claims

チューブと、該チューブの外周を囲繞するように筒状に形成されたケースと、該ケースの端部に設けられ、前記チューブの端部が貫設されるヘッダプレートと、開口端を有する箱状を成し、該開口端が閉塞される向きに前記ヘッダプレートに嵌着されるタンクとを備えた熱交換器であって、
前記ケースには、縁部同士が軸方向に重合して接合部が形成されていると共に、該接合部に沿ってロー付け空間が形成されており、該ロー付け空間の端部を閉塞する閉塞手段が設けられていることを特徴とする熱交換器。
前記ヘッダプレートの周縁部には、前記ケースの端部の開口部に嵌入可能なように壁部が形成されており、前記閉塞手段は、前記壁部において外側に突出するように形成された爪部により構成されている請求項１に記載の熱交換器。
前記閉塞手段は、前記ケースの接合部の端部をかしめることを含んでいる請求項１に記載の熱交換器。
前記ヘッダプレートは、前記ケースの端部の開口部及び前記タンクの開口端にそれぞれ嵌入可能なように形成されており、前記閉塞手段は、前記ケースの端部に突合せ接合可能なように前記タンクの端部に形成されている請求項１に記載の熱交換器。
前記閉塞手段は、前記タンクの端部から前記ケースの軸方向に突出する当接部により構成されている請求項４に記載の熱交換器。
前記閉塞手段は、前記ケースの端部に突合せ接合可能なように形成された環状部材により構成されている請求項１に記載の熱交換器。