JP3624486B2

JP3624486B2 - 熱交換器およびその製法

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Publication number: JP3624486B2
Application number: JP27301195A
Authority: JP
Inventors: 佳史安芸; 幹夫福岡
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1994-12-20
Filing date: 1995-10-20
Publication date: 2005-03-02
Anticipated expiration: 2015-10-20
Also published as: KR100268404B1; AU4057895A; DE69511835D1; KR960024212A; DE69511835T2; TW311985B; CN1131270A; EP0718580A1; US5678628A; CN1086804C; EP0718580B1; JPH08226786A; AU702047B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車用空調装置における暖房用ヒータコア等に用いて好適な熱交換器およびその製法に関するもので、特にタンクおよび座板の成形方法とその組付方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の熱交換器としては、実開昭６３−５２８８号公報に記載されたものがあり、この公報記載のものにおけるタンク３０と座板４０の組付構造は図１７に示すごとき構成であって、タンク３０と座板４０はアルミニュウム等の金属から成形されている。
【０００３】
より具体的に述べると、座板４０の縁部４１に仮止め用爪４２を数カ所設け、座板４０とタンク３０とを組み合わせた後、前記爪４２をタンク３０の端部３１の段部外壁面に当接するまでかしめて、この両者３０、４０を仮止めしている。その後、加熱炉内にてろう付け温度まで、タンク３０等の仮組付体を加熱して、タンク３０表面のろう材３２を溶融して、タンク３０と座板４０とをろう付けにより接合している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記タンク３０と座板４０は、一般にアルミニュウム等の金属平板から絞り加工にて成形される。ここで、絞り加工は短時間で部品加工することができ、生産性が高いという利点を有している反面、部品の最終仕上げ形状よりも、かなり大きな形状の材料を供給して、絞り加工後に余分な部分（スクラップ部分）を切り落として、廃却しなければならないという問題が生じる。
【０００５】
例えば、タンク３０であれば、図１８に示すａ部分がスクラップ部分となり、材料費が高くなるという問題がある。
また、座板４０の場合には、図１９に示すように、その縁部４１に数個の爪４２を形成するため、爪４２として残らない部分ｂがスクラップとなり、切除しなければならず、やはり材料費が高くなるという問題がある。
【０００６】
さらに、爪４２のかしめ工程を追加する必要があり、組付工数の増加を招くという問題がある。
本発明は上記点に鑑みてなされたもので、タンクと座板の成形に際して、スクラップ部分の発生を極力僅少にできる熱交換器およびその製法を提供することを目的とする。
【０００７】
また、本発明の他の目的は、タンクと座板とを爪のかしめ工程を必要とせずに組付できる熱交換器およびその製法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため、請求項１ないし７記載の技術的手段を採用する。請求項１記載の発明では、一端が開口した断面略コの字形状の箱状のタンク（１、２）、およびこのタンク（１、２）の開口側端部に、この開口側端部を閉塞するように接合される断面略コの字形状の箱状の座板（３、４）を構成するに当たって、
箱形状を展開した展開金属板（１３、１４）には、長方形に形成された本体部分（１３ａ、１４ａ）と、
この本体部分（１３ａ、１４ａ）の長辺部に沿って形成された第１の折り曲げ部（１３ｆ、１４ｂ）と、
前記本体部分（１３ａ、１４ａ）の短辺部に形成された第２の折り曲げ部（１３ｂ、１４ｃ）とを備え、
前記第１および第２の折り曲げ部（１３ｆ、１３ｂ、１４ｂ、１４ｃ）を折り曲げて接合することにより前記タンク（１、２）および前記座板（３、４）が構成され、
前記タンク（１、２）を構成する展開金属板（１３）の第２の折り曲げ部（１３ｂ）に接合面積を拡大する合わせ面（１３ｄ）が形成されており、
前記タンク（１、２）を構成する展開金属板（１３）の第１の折り曲げ部（１３ｆ）の折り曲げ位置に対して、前記第２の折り曲げ部（１３ｂ）の前記合わせ面（１３ｄ）の折り曲げ位置が板厚分だけオフセットして設定されており、
更に、前記タンク（１、２）を構成する展開金属板（１３）の第１および第２の折り曲げ部（１３ｆ、１３ｂ）が前記座板（３、４）を構成する展開金属板（１４）の第１および第２の折り曲げ部（１４ｂ、１４ｃ）の内側に位置した状態で前記両展開金属板（１３、１４）が接合されることを特徴としている。
【０００９】
従って、請求項１記載の発明によれば、タンク（１、２）および座板（３、４）を、展開金属板の折り曲げ加工と、その折り曲げ部の接合とにより構成することができ、タンク（１、２）と座板（３、４）の成形に際して、従来の絞り加工にて成形するものに比して、金属板の廃却部分を大幅に低減でき、材料費を著しく節約できるという効果が大である。
また、請求項１記載の発明では、タンク用の展開金属板（１３）の第２の折り曲げ部（１３ｂ）に接合面積を拡大する合わせ面（１３ｄ）を形成するとともに、この合わせ面（１３ｄ）の折り曲げ位置を第１の折り曲げ部（１３ｆ）の折り曲げ位置に対して板厚分だけオフセットして設定しているから、第２の折り曲げ部（１３ｂ）の合わせ面（１３ｄ）を第１の折り曲げ部（１３ｆ）の面に対して良好に当接させ、接合できる。これにより、折り曲げ部の接合を強固に行うことができる。
【００１２】
また、請求項２記載の発明では、前記合わせ面（１３ｄ）がタンク（１、２）を構成する展開金属板（１３）の第１の折り曲げ部（１３ｆ）に当接する当接部位において、この合わせ面（１３ｄ）と第１の折り曲げ部（１３ｆ）とのいずれか一方に突起（１３ｍ）を設け、他方にはこの突起（１３ｍ）が嵌合する凹部（１３ｎ）を設けることを特徴としている。
【００１３】
従って、合わせ面（１３ｄ）と第１の折り曲げ部（１３ｆ）との当接部位を突起（１３ｍ）と凹部（１３ｎ）との嵌合構造により確実に保持でき、ろう付け時等の高熱により展開金属板の強度が低下した状態でも、上記両者（１３ｄ、１３ｆ）の当接位置を正規位置に保持して、上記両者（１３ｄ、１３ｆ）の接合を確実に行うことができる。
【００１４】
また、請求項３記載の発明では、前記タンク（１、２）と前記座板（３、４）との接合面において、この両者の一方に突部（１３ｃ）を設け、他方にはこの突部（１３ｃ）が嵌合する凹部（１４ｄ）を設けることを特徴としている。
これにより、請求項３記載の発明では、タンクと座板との組付に際して、従来構造におけるかしめ用爪を必要とすることなく、タンクと座板を組付けることができ、そのため爪形成に伴う金属板廃却部分を低減でき、材料費をより一層節約できる。
【００１５】
これと同時に、かしめ用爪をかしめる工程も不要となり、組付工数の低減を図ることができる。
また、請求項４記載の発明では、タンク（１、２）を構成する展開金属板（１３）の第２の折り曲げ部（１３ｂ）に、流体の出入口パイプ（１０、１１）が接合されるようになっており、
座板（３、４）を構成する展開金属板（１４）の第２の折り曲げ部（１４ｃ）に隣接して突起（１４ｇ）を設け、
座板（３、４）を構成する展開金属板（１４）の第２の折り曲げ部（１４ｃ）と前記突起（１４ｇ）との間に、タンク（１、２）を構成する展開金属板（１３）の第２の折り曲げ部（１３ｂ）の先端部を保持することを特徴としている。
【００１６】
従って、請求項４記載の発明では、ろう付け時等の高熱により展開金属板の強度が低下した状態において出入口パイプ（１０、１１）の自重による曲げモーメントが第２の折り曲げ部（１３ｂ）に作用しても、第２の折り曲げ部（１３ｂ）の折れ曲げ状態を正規位置に確実に保持でき、この第２の折り曲げ部（１３ｂ）を座板（３、４）に確実に接合できる。
【００１８】
また、請求項５記載の発明では、座板（３、４）を構成する展開金属板（１４）の第１の折り曲げ部（１４ｂ）の折り曲げ位置に対して、第２の折り曲げ部（１４ｃ）の長手方向端部の位置を板厚分だけオフセットして設定したことを特徴としている。
従って、請求項５記載の発明では、第１の折り曲げ部（１４ｂ）と第２の折り曲げ部（１４ｃ）とをこれら折り曲げ部の端面を利用して良好に接合できる。
【００１９】
また、請求項６記載の発明では、タンク（１、２）を構成する展開金属板（１３）の第１および第２の折り曲げ部（１３ｆ、１３ｂ）の折り曲げ高さが、座板（３、４）を構成する展開金属板（１４）の第１および第２の折り曲げ部（１４ｂ、１４ｃ）の折り曲げ高さよりも高いことを特徴とする。
また、請求項７記載の発明では、金属板から、断面略コの字形状の箱状を展開した形状のタンク用展開金属板（１３）を切り出す工程であって、
前記タンク用展開金属板（１３）には、長方形に形成された本体部分（１３ａ）と、
この本体部分（１３ａ）の長辺部に沿って形成された第１の折り曲げ部（１３ｆ）と、
前記本体部分（１３ａ）の短辺部に形成された第２の折り曲げ部（１３ｂ）とを形成し、
前記タンク用展開金属板（１３）の第２の折り曲げ部（１３ｂ）に接合面積を拡大する合わせ面（１３ｄ）を形成し、
前記タンク用展開金属板（１３）の第１の折り曲げ部（１３ｆ）の折り曲げ位置に対して、前記第２の折り曲げ部（１３ｂ）の前記合わせ面（１３ｄ）の折り曲げ位置を板厚分だけオフセットして設定する工程と、
金属板から、断面略コの字形状の箱状を展開した形状の座板用展開金属板（１４）を切り出すとともに、チューブ挿入穴（５）を開ける工程であって、
前記座板用展開金属板（１４）には、長方形に形成された本体部分（１４ａ）と、
この本体部分（１４ａ）の長辺部に沿って形成された第１の折り曲げ部（１４ｂ）と、
前記本体部分（１４ａ）の短辺部に形成された第２の折り曲げ部（１４ｃ）とを形成する工程と、
前記タンク用展開金属板（１３）を所定位置にて折り曲げて、一端が開口した断面略コの字形状の箱状のタンク（１、２）を形成するとともに、前記第２の折り曲げ部（１３ｂ）の前記合わせ面（１３ｄ）を前記第１の折り曲げ部（１３ｆ）の面上に当接させる工程と、
前記座板用展開金属板（１４）を所定位置にて折り曲げて断面略コの字形状の箱状の座板（３、４）を形成する工程と、
前記座板（３、４）のチューブ挿入穴（５）にチューブ（６）の端部を挿入するとともに、前記タンク（１、２）の開口側端部を閉塞するように前記タンク（１、２）の前記第１および第２の折り曲げ部（１３ｆ、１３ｂ）を前記座板（３、４）の前記第１および第２の折り曲げ部（１４ｂ、１４ｃ）の内側に組付ける工程と、
前記タンク（１、２）、前記座板（３、４）および前記チューブ（６）からなる組付体を一体ろう付けする工程とを有する、熱交換器の製法を特徴とする。
請求項７記載の発明によれば、上述の熱交換器を良好に製造できる製法を提供できる。なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。
（第１実施形態）
図１〜図６は本発明を自動車用空調装置の暖房用ヒータコア（熱交換器）に適用した場合の第１実施形態を示しており、図１において、１、２は断面略コの字形状に成形されたタンク、３、４はこのタンク１、２の開口端部が接合される座板で、やはり断面略コの字形状に成形されている。この座板３、４には、偏平状のチューブ挿入穴５が多数開けられており、このチューブ挿入穴５の長手方向は座板３、４の短辺方向と平行になっている。
【００２１】
６は断面形状が偏平状に形成された偏平チューブで、その両端部は前記座板３、４のチューブ挿入穴５内に挿入され接合されている。７は波形状に成形されたコルゲートフィンで、偏平チューブ６の間に配設され、偏平チューブ６に接合される。
８、９はこの偏平チューブ６とコルゲートフィン７を有するコア部（熱交換部）の両側部に配設された端板で、座板３、４およびコルゲートフィン７に接合される。
【００２２】
１０は温水（エンジン冷却水）の入口パイプで、タンク１に設けられた穴（図示せず）に挿入され接合される。１１は温水（エンジン冷却水）の出口パイプで、タンク２に設けられた穴（図示せず）に挿入され接合される。ここで、図１の熱交換器構造は左右対称構造であるため、温水の入口、出口は左右逆の位置としてもよい。
【００２３】
本例では、図１に示すヒータコアはろう付けにより一体接合されるアルミニュウム熱交換器として構成されており、コルゲートフィン７およびパイプ１０、１１はろう材をクラッドしてないアルミニュウムベア材（Ａ３０００系）で構成されているが、他の部材（１、２、３、４、６、８、９）はアルミニュウム心材（Ａ３０００系）の両面にろう材（Ａ４０００系）をクラッドしたアルミニュウムクラッド材から構成されている。
【００２４】
図２はタンク１、２を形成する金属板の展開状態を示す図であって、展開金属板１３は、長方形状の本体部分１３ａを有し、この本体部分１３ａにはその長辺部に沿って第１の折り曲げ部１３ｆが形成されている。また、この本体部分１３ａの短辺部から耳状に突出する第２の折り曲げ部１３ｂが形成されている。
そして、本体部分１３ａの第１の折り曲げ部１３ｆの上下の端部近傍には半球面状の突起１３ｃが複数個づつ形成されている。
【００２５】
また、耳状の第２の折り曲げ部１３ｂの上下の両外縁部には、ろう付けによる接合面積を増大して、ろう付けを確実にするための合わせ面１３ｄが形成されている。
タンク用展開金属板１３は、平板状の金属板を図２に示す展開形状にプレス加工にて切り出した後、図２の破線で示す稜線１３ｅの位置で、第１および第２の折り曲げ部１３ｆ、１３ｂ、さらに合わせ面１３ｄを折り曲げることにより、図３に示すタンク形状、すなわち一端側が開口し、他端側が閉塞した、断面コの字状のタンク形状（箱状形状）を形成する。
【００２６】
ここで、第２の折り曲げ部１３ｂの合わせ面１３ｄは第１の折り曲げ部１３ｆの内側面に当接して、ろう付け面積を増大する。このように、合わせ面１３ｄを第１の折り曲げ部１３ｆの内側面に当接させるために、合わせ面１３ｄの稜線１３ｅの位置より、第１の折り曲げ部１３ｆの稜線１３ｅの位置の方を、展開金属板１３の板厚分ｄ１だけ外方側へオフセットさせてある。
【００２７】
図４は座板３、４を形成する金属板の展開状態を示す図であって、座板用の展開金属板１４は、上記タンク用展開金属板１３と同様の形状であって、長方形状の本体部分１４ａを有し、この本体部分１４ａにはその長辺部に沿って第１の折り曲げ部１４ｂが形成されている。また、この本体部分１４ａの短辺部から突出する第２の折り曲げ部１４ｃが形成されている。
【００２８】
そして、本体部分１４ａの第１の折り曲げ部１４ｂには半球面状の凹部（窪み）１４ｄが前記半球面状の突起１３ｃと対応する位置に複数個づつ形成されている。破線１４ｅは第１および第２の折り曲げ部１４ｂ、１４ｃの折り曲げ位置となる稜線を示す。
ここで、第２の折り曲げ部１４ｃの長手方向端部は、第１の折り曲げ部１４ｂの折り曲げ位置１４ｅより外方側に、展開金属板１４の板厚分ｄ２だけオフセットして位置している。これにより、第１および第２の折り曲げ部１４ｂ、１４ｃの折り曲げ後に、第２の折り曲げ部１４ｃが第１の折り曲げ部１４ｂの端面上に折れ曲がる（図３参照）ようになり、この第２の折り曲げ部１４ｃを第１の折り曲げ部１４ｂの端面上に確実にろう付けできる。
【００２９】
座板用展開金属板１４は、金属板を図４に示す展開形状にプレス加工にて切り出した後、稜線１４ｅの位置にて第１および第２の折り曲げ部１４ｂ、１４ｃを折り曲げることにより、図３に示す形状、すなわち一端側が開口した、断面コの字状の箱状形状を形成する。ここで、第２の折り曲げ部１４ｃは第１の折り曲げ部１４ｂの端面上に折れ曲がることにより、この両者１４ｂ、１４ｃのろう付け面積を確保する。
【００３０】
図３は上記した展開金属板１３、１４から形成されたタンク１、２と座板３、４との組付構造を示す分解斜視図で、座板３、４の第１、第２の折り曲げ部１４ｂ、１４ｃの内周側にタンク１、２の第１、第２の折り曲げ部１３ｆ、１３ｂが挿入されるように、この両者（１、２）と（３、４）を組付ける。
このとき、タンク１、２の半球面状の突起１３ｃが座板３、４の半球面状の凹部１４ｃ内に嵌合することにより、タンク１、２と座板３、４との組付状態が維持されるので、組付後における両者（１、２）と（３、４）の脱離を防止できる。
【００３１】
次に、本発明熱交換器の製造方法を図５、６に基づいて説明する。図５は熱交換器構成部品の単品での加工と、コア部の組付を示しており、（ａ）はコルゲートフィン７のローラ成形工程を示し、（ｂ）は偏平チューブ６のローラ成形工程を示し、（ｃ）は上下の端板８、９のローラ成形工程を示している。
また、（ｄ）は前記した展開金属板１４から折り曲げ加工により座板３、４を形成する工程を示し、（ｅ）は前記した展開金属板１３から折り曲げ加工によりタンク１、２を形成する工程を示す。
【００３２】
（ｆ）は上記各部品のうち、タンク１、２を除く他の部品（３、４、６、７、８、９）を組付て、コア部Ａを組み立てる工程を示す。具体的には、偏平チューブ６とコルゲートフィン７とを交互に積層し、その積層体の上下両端部に端板８、９を組付け、その後これら組付体に座板３、４を組付ける。
図６は図５の▲１▼以降の工程を示すもので、（ａ）は図５（ｆ）のコア部Ａに対して、タンク１、２および出入口パイプ１０、１１を組付て、熱交換器全体の組付を完了する部品組付工程を示す。
【００３３】
（ｂ）はこの組付を完了した組付体Ｂに対して、ろう付け性を良好にするフラックスをノズルＣから噴出させて塗布する工程である。このフラックスはアルミニュウムのろう付けを阻害する酸化膜を組付体Ｂの各部品表面から除去するとともに、ろう付け用加熱炉内での再酸化を防止する役割を果たす。
（ｃ）は上記熱交換器組付体Ｂを加熱炉Ｄ内にコンベヤーＥにより搬入して、加熱炉Ｄ内にて組付体Ｂをろう材の融点以上の所定温度に加熱することにより、組付体Ｂ全体を一体ろう付けする工程を示す。この一体ろう付けにより図１に示す熱交換器構造が完成する。
【００３４】
この場合、タンク１、２が展開形状からの折り曲げ構造であっても、タンク１、２に設けた合わせ面１３ｄにより折り曲げ部をろう付けにより確実に接合できる。
また、座板３、４においても、板厚分ｄ２のオフセット量の設定により、第１の折り曲げ部１４ｂの端面上に第２の折り曲げ部１４Ｃが折れ曲がって、この両者１４ｂ、１４ｃの当接部分にてろう付け接合が行われることにより両者１４ｂ、１４ｃを確実に接合できる。
（第２実施形態）
第１実施形態は図１に示すように、一方のタンク１に設けられた温水入口パイプ１０から流入した温水が偏平チューブ６を通って、他方のタンク２に設けられた温水出口パイプ１１から流出する一方向流れ（全パス）タイプとして構成された熱交換器について説明したが、図７〜図１１に示す第２実施形態は温水流れを熱交換部でＵターンさせるようにした熱交換器に本発明を適用した例である。
【００３５】
図７において、一方のタンク（図７では上方側のタンク）１００の幅方向の中間位置に仕切り部材１０１を配置し、この仕切り部材１０１によりタンク１００の内部を幅方向に２つの室１０２、１０３に分割し、その一方の室１０２に温水入口パイプ１０を設け、他方の室１０３に温水出口パイプ１１を設ける。
これにより、温水入口パイプ１０からタンク１００の一方の室１０２に流入した温水が図７左側半分のチューブ６を通って他方（下側）のタンク１０４に流入する。この他方のタンク１０４において温水はＵターンして図７右側半分のチューブ６を通って、タンク１００の他方の室１０３内に流入し、温水出口パイプ１１から外部回路へ流出する。
【００３６】
このように、図７に示すＵターン流れ方式の熱交換器においては、タンク１００に、２つの室１０２、１０３を仕切る仕切り部材１０１を配置する必要があるので、タンク１００の成形に当たっては仕切り部材１０１の配置を考慮する必要が生じる。
そこで、上記タンク１００への仕切り部材１０１の配置方法について以下説明する。
【００３７】
図８（ａ）は図２に対応するタンク用展開金属板１３を示すもので、その本体部分１３ａの中央部に穴１３ｇを開け、この穴１３ｇに、タンク１００とは別体のアルミニュウム等の金属から成形された仕切り部材１０１の突部１０１ａ（図８（ｂ）参照）を嵌入する。これにより、仕切り部材１０１の倒れを防止しながら、仕切り部材１０１をタンク１００と座板３との間にろう付け接合できる。
【００３８】
図９は第２実施形態の変形例であり、タンク用展開金属板１３の本体部分１３ａの中央部に、仕切り部材１０１の板厚ｔより若干広い間隔で形成された一対の突起１３ｈ、１３ｉを複数箇所設け、この突起１３ｈ、１３ｉの間に仕切り部材１０１の端部を挟持することにより、仕切り部材１０１の倒れを防止しながら、仕切り部材１０１をタンク１００と座板３との間にろう付け接合するようにしたものである。
【００３９】
図１０はさらに他の変形例を示すもので、タンク用展開金属板１３の本体部分１３ａの中央部に、仕切り部材１０１の板厚ｔより若干広い間隔で形成された一対の帯状に延びる突起１３ｊ、１３ｋを設け、この突起１３ｊ、１３ｋの間に仕切り部材１０１の端部を挟持することにより、仕切り部材１０１の倒れを防止しながら、仕切り部材１０１をタンク１００と座板３との間にろう付け接合するようにしたものである。
【００４０】
図１１は図４に対応する座板用展開金属板１４を示すもので、この金属板１４の第２の折り曲げ部１４ｃには、さらに外方側へ延びる爪片１４ｆを２箇所づつ形成し、この爪片１４ｆを図７に示すように端板３、４の両端部の外面上に折り曲げて、端板８、９の組付位置を保持するようにしている。
（第３実施形態）
図１２、図１３に示すように、端板８、９の組付位置を保持するために、座板３、４の底壁面において、チューブ挿入穴５より外側の部位に端板８、９の断面形状より若干大きい（図１３参照）窪み１５を設ける。ここで、この窪み１５は図１２に示すように座板３、４の底壁面の幅方向の略全長にわたって形成され、端板３、４の幅より若干大きくしてある。
【００４１】
そして、この窪み１５内に端板８、９の端部を挿入して、端板８、９の組付位置を保持するようにしたものである。
アルミニュウム熱交換器の製造過程において熱交換部（６、７）を積層し組み立てる際に、熱交換部がその積層方向（幅方向）に広がろうとする反力が発生し、その反力を端板８、９で受け止めるため、端板８、９をアルミニュウムより強度の高い鋼板で製作する場合がある。
【００４２】
この場合には、この鋼板製の端板８、９とアルミニュウム製の座板３、４との結合部に応力が集中して、アルミニュウム製の座板３、４が変形し、その結果座板３、４とタンク１、２とのろう付け性が阻害され、ろう付け不良を生じることがある。
そこで、このようなろう付け不良を防止することを目的として、本例では上記のごとき端板組付位置の保持構造を採用しているのであって、座板３、４の底壁面の幅方向の略全長にわたって形成された窪み１５内に端板８、９の端部を挿入して、端板８、９の組付位置を保持しているので、鋼板製の端板８、９からアルミニュウム製の座板３、４に熱交換部の組付反力が加わっても、この反力を座板３、４の底壁面全体で受けることができ、局部的な応力集中が生じないので、アルミニュウム製座板３、４の変形によるろう付け不良を防止できる。
（第４実施形態）
図１４に示す第４実施形態は以下のごとき不具合を解消しようとするものであり、アルミニュウム熱交換器では、タンク１、２を構成するアルミニュウム母材と、この母材上にクラッドされているろう材（Ａｌ−Ｓｉ系合金）との融点の差が小さい（２０°Ｃ程度）ため、ろう付け時にろう材の融点まで、アルミニュウム母材が加熱されると、アルミニュウム母材も強度的に弱い状態となる。そのため、ろう付け時の熱交換器の姿勢によっては、タンク用展開金属板１３の第２の折り曲げ部１３ｂがその自重によって変形して、第２の折り曲げ部１３ｂの折り曲げ角度を９０°に維持できない場合が生じる。
【００４３】
例えば、第２の折り曲げ部１３ｂがタンク箱形状の内側へ倒れ込んだり、逆に外側へ倒れ込んだりする。この結果、第２の折り曲げ部１３ｂと第１の折り曲げ部１３ｆとを適切にろう付けできない場合が生ずる。
そこで、第４実施形態はこのような不具合を解消するために、図１４に示すように、第２の折り曲げ部１３ｂの合わせ面１３ｄと、第１の折り曲げ部１３ｆとが当接する部位において、この両者１３ｄと１３ｆのいずれか一方（図示の例では１３ｄ側）に半球面状の突起１３ｍを形成するとともに、他方（図示の例では１３ｆ側）にはこの突起１３ｍが嵌入される半球面状の凹部（窪み）１３ｎを形成し、この両者１３ｍ、１３ｎを図１４（ｂ）のごとく嵌入することにより、第２の折り曲げ部１３ｂの折り曲げ角度を確実に９０°のまま維持できる。
【００４４】
その結果、ろう付け時に熱交換器の姿勢がどのようになっても、第２の折り曲げ部１３ｂの折り曲げ位置を正規の位置に維持でき、第２の折り曲げ部１３ｂと第１の折り曲げ部１３ｆとを適切にろう付けできる。
また、上記突起１３ｍと凹部１３ｎとの嵌入構造を設けることにより、ろう付け前の仮組付工程においてアルミニュウムの弾性（スプリングバック）により第１、第２の折り曲げ部１３ｂ、１３ｆの折り曲げ部が元に戻ろうとするのも防止できる。
（第５実施形態）
図１５に示す第５実施形態は以下のごとき別の不具合を解消しようとするものであり、図１６に示すように、タンク用展開金属板１３の第２の折り曲げ部１３ｂに、入口、出口パイプ１０、１１の挿入穴１３ｐを開けて、この穴１３ｐに入口、出口パイプ１０、１１を挿入し、ろう付けする際に、入口、出口パイプ１０、１１の自重により第２の折り曲げ部１３ｂに曲げモーメントが作用する。
【００４５】
すると、ろう付け時の加熱により高温となった第２の折り曲げ部１３ｂがこの曲げモーメントの影響を受けて、タンク箱形状の内側へ倒れ込むという現象が起きることがある。
そこで、第５実施形態では、図１５に示すように、座板用の展開金属板１４において、第２の折り曲げ部１４ｃに隣接する部位に、タンク用展開金属板１３の第２の折り曲げ部１３ｂ側へ突出する突起１４ｇを形成し、この突起１４ｇと第２の折り曲げ部１４ｃとの間にタンク用展開金属板１３の第２の折り曲げ部１３ｂの先端が嵌入される凹部を形成するようにしたものである。
【００４６】
このような構造とすることにより、ろう付け時に入口、出口パイプ１０、１１の自重により第２の折り曲げ部１３ｂに対して矢印Ｉ方向の曲げモーメントが作用しても、第２の折り曲げ部１３ｂの矢印Ｊ方向への移動を上記突起１４ｇにより確実に阻止できる。従って、タンク用展開金属板１３の第２の折り曲げ部１３ｂと、座板用展開金属板１４の第２の折り曲げ部１４ｃとを確実にろう付けできる。
（他の実施形態）
なお、前述した第１、第２実施形態では、前記タンク１、２と前記座板３、４との接合面において、タンク１、２側に半球面状の突起１３ｃを設け、座板３、４側に半球面状の凹部１４ｄを設けて、突起１３ｃを凹部１４ｄ内に嵌合させているが、これとは逆に、座板３、４側に半球面状の突起を設け、タンク１、２側に半球面状の凹部を設けるようにしてもよい。要は、タンク１、２と座板３、４との接合面において、この両者の一方に突起を設けるとともに、他方にはこの突起が嵌合する凹部を設ければよい。
【００４７】
また、図３に示すように、座板用展開金属板１４において、第１の折り曲げ部１４ｂの端面上に第２の折り曲げ部１４ｃを折り曲げているが、これとは逆に第２の折り曲げ部１４ｃの端面上に第１の折り曲げ部１４ｂを折り曲げて当接させるようにしてもよい。この場合は、第２の折り曲げ部１４ｃの長手方向端部を、第１の折り曲げ部１４ｂの折り曲げ位置１４ｅより内方側に、展開金属板１４の板厚分ｄ２だけオフセットして位置させる必要がある。
【００４８】
また、本発明は暖房用ヒータコアに限らず、自動車用ラジエータ等他の用途の熱交換器にも広く適用可能であることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す熱交換器の斜視図である。
【図２】図１のタンクを形成する展開金属板の展開平面図である。
【図３】図１のタンクと座板の組付を説明する要部の分解斜視図である。
【図４】図１の座板を形成する展開金属板の展開平面図である。
【図５】本発明の第１実施形態における製造方法の前半部分を示す概略工程図である。
【図６】本発明第１実施形態における製造方法の後半部分を示す概略工程図である。
【図７】本発明の第２実施形態を示す熱交換器の斜視図である。
【図８】（ａ）は本発明の第２実施形態におけるタンクを形成する展開金属板の展開平面図、（ｂ）はこのタンクと仕切り部材との組付を説明する要部の分解斜視図である。
【図９】（ａ）は本発明の第２実施形態におけるタンクを形成する展開金属板の変形例を示す展開平面図、（ｂ）はこのタンクと仕切り部材との組付を説明する要部の分解斜視図である。
【図１０】（ａ）は本発明の第２実施形態におけるタンクを形成する展開金属板の他の変形例を示す展開平面図、（ｂ）は（ａ）のＦ−Ｆ断面図、（ｃ）はこのタンクと仕切り部材との組付を説明する要部の分解斜視図である。
【図１１】本発明の第２実施形態における座板を形成する展開金属板の展開平面図である。
【図１２】本発明の第３実施形態を示す熱交換器の要部斜視図である。
【図１３】図１２のＧ−Ｇ断面図である。
【図１４】（ａ）は本発明の第４実施形態を示すタンク用展開金属板の組付途中の要部斜視図、（ｂ）は（ａ）のＨ−Ｈ断面図である。
【図１５】本発明の第５実施形態を示すタンク部の要部断面図である。
【図１６】本発明の第５実施形態の解決課題を説明するためのタンク部の要部斜視図である。
【図１７】従来の熱交換器におけるタンクと座板部分の組付構造を示す要部斜視図である。
【図１８】従来の熱交換器におけるタンクの成形方法を示す斜視図である。
【図１９】従来の熱交換器における座板の成形方法を示す斜視図である。
【符号の説明】
１、２……タンク、３、４……座板、５……チューブ挿入穴、
６……偏平チューブ、７……コルゲートフィン、１３……タンク用展開金属板、１３ａ…本体部、１３ｂ……第２の折り曲げ部、１３ｃ……突起、
１３ｄ……合わせ面、１３ｆ……第１の折り曲げ部、１４……座板用展開金属板１４ａ…本体部、１４ｂ……第１の折り曲げ部、１４ｃ……第２の折り曲げ部、１４ｄ……凹部。

Claims

一端が開口した断面略コの字形状の箱状のタンク（１、２）と、
このタンク（１、２）の開口側端部に、この開口側端部を閉塞するように接合されている断面略コの字形状の箱状の座板（３、４）と、
この座板（３、４）に設けられた穴（５）に挿通され、この座板（３、４）に支持固定されるとともに、前記タンク（１、２）内に連通するチューブ（６）とを備える熱交換器であって、
箱形状を展開した展開金属板（１３、１４）には、長方形に形成された本体部分（１３ａ、１４ａ）と、
この本体部分（１３ａ、１４ａ）の長辺部に沿って形成された第１の折り曲げ部（１３ｆ、１４ｂ）と、
前記本体部分（１３ａ、１４ａ）の短辺部に形成された第２の折り曲げ部（１３ｂ、１４ｃ）とを備え、
前記第１および第２の折り曲げ部（１３ｆ、１３ｂ、１４ｂ、１４ｃ）を折り曲げて接合することにより前記タンク（１、２）および前記座板（３、４）が構成され、
前記タンク（１、２）を構成する展開金属板（１３）の第２の折り曲げ部（１３ｂ）に接合面積を拡大する合わせ面（１３ｄ）が形成されており、
前記タンク（１、２）を構成する展開金属板（１３）の第１の折り曲げ部（１３ｆ）の折り曲げ位置に対して、前記第２の折り曲げ部（１３ｂ）の前記合わせ面（１３ｄ）の折り曲げ位置が板厚分だけオフセットして設定されており、
更に、前記タンク（１、２）を構成する展開金属板（１３）の第１および第２の折り曲げ部（１３ｆ、１３ｂ）が前記座板（３、４）を構成する展開金属板（１４）の第１および第２の折り曲げ部（１４ｂ、１４ｃ）の内側に位置した状態で前記両展開金属板（１３、１４）が接合されることを特徴とする熱交換器。
前記合わせ面（１３ｄ）が前記タンク（１、２）を構成する展開金属板（１３）の第１の折り曲げ部（１３ｆ）に当接する部位において、前記合わせ面（１３ｄ）と前記第１の折り曲げ部（１３ｆ）とのいずれか一方に突起（１３ｍ）が設けられているとともに、他方にはこの突起（１３ｍ）が嵌合する凹部（１３ｎ）が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
前記タンク（１、２）と前記座板（３、４）との接合面において、この両者の一方に突起（１３ｃ）が設けられているとともに、他方にはこの突起（１３ｃ）が嵌合する凹部（１４ｄ）が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の熱交換器。
前記タンク（１、２）を構成する展開金属板（１３）の前記第２の折り曲げ部（１３ｂ）に、流体の出入口パイプ（１０、１１）が接合されるようになっており、
前記座板（３、４）を構成する展開金属板（１４）の前記第２の折り曲げ部（１４ｃ）に隣接して突起（１４ｇ）が設けられており、
前記座板（３、４）を構成する展開金属板（１４）の前記第２の折り曲げ部（１４ｃ）と前記突起（１４ｇ）との間に、前記タンク（１、２）を構成する展開金属板（１３）の前記第２の折り曲げ部（１３ｂ）の先端部が保持されるようにしたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の熱交換器。
前記座板（３、４）を構成する展開金属板（１４）の前記第１の折り曲げ部（１４ｂ）の折り曲げ位置に対して、前記第２の折り曲げ部（１４ｃ）の長手方向端部の位置が板厚分だけオフセットして設定されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の熱交換器。
前記タンク（１、２）を構成する展開金属板（１３）の前記第１および第２の折り曲げ部（１３ｆ、１３ｂ）の折り曲げ高さが、前記座板（３、４）を構成する展開金属板（１４）の前記第１および第２の折り曲げ部（１４ｂ、１４ｃ）の折り曲げ高さよりも高いことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の熱交換器。
金属板から、断面略コの字形状の箱状を展開した形状のタンク用展開金属板（１３）を切り出す工程であって、
前記タンク用展開金属板（１３）には、長方形に形成された本体部分（１３ａ）と、
この本体部分（１３ａ）の長辺部に沿って形成された第１の折り曲げ部（１３ｆ）と、
前記本体部分（１３ａ）の短辺部に形成された第２の折り曲げ部（１３ｂ）とを形成し、
前記タンク用展開金属板（１３）の第２の折り曲げ部（１３ｂ）に接合面積を拡大する合わせ面（１３ｄ）を形成し、
前記タンク用展開金属板（１３）の第１の折り曲げ部（１３ｆ）の折り曲げ位置に対して、前記第２の折り曲げ部（１３ｂ）の前記合わせ面（１３ｄ）の折り曲げ位置を板厚分だけオフセットして設定する工程と、
金属板から、断面略コの字形状の箱状を展開した形状の座板用展開金属板（１４）を切り出すとともに、チューブ挿入穴（５）を開ける工程であって、
前記座板用展開金属板（１４）には、長方形に形成された本体部分（１４ａ）と、
この本体部分（１４ａ）の長辺部に沿って形成された第１の折り曲げ部（１４ｂ）と、
前記本体部分（１４ａ）の短辺部に形成された第２の折り曲げ部（１４ｃ）とを形成する工程と、
前記タンク用展開金属板（１３）を所定位置にて折り曲げて、一端が開口した断面略コの字形状の箱状のタンク（１、２）を形成するとともに、前記第２の折り曲げ部（１３ｂ）の前記合わせ面（１３ｄ）を前記第１の折り曲げ部（１３ｆ）の面上に当接させる工程と、
前記座板用展開金属板（１４）を所定位置にて折り曲げて断面略コの字形状の箱状の座板（３、４）を形成する工程と、
前記座板（３、４）のチューブ挿入穴（５）にチューブ（６）の端部を挿入するとともに、前記タンク（１、２）の開口側端部を閉塞するように前記タンク（１、２）の前記第１および第２の折り曲げ部（１３ｆ、１３ｂ）を前記座板（３、４）の前記第１および第２の折り曲げ部（１４ｂ、１４ｃ）の内側に組付ける工程と、
前記タンク（１、２）、前記座板（３、４）および前記チューブ（６）からなる組付体を一体ろう付けする工程とを有することを特徴とする熱交換器の製法。