JP2003139477A - 熱交換器 - Google Patents

熱交換器

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JP2003139477A JP2001339456A JP2001339456A JP2003139477A JP 2003139477 A JP2003139477 A JP 2003139477A JP 2001339456 A JP2001339456 A JP 2001339456A JP 2001339456 A JP2001339456 A JP 2001339456A JP 2003139477 A JP2003139477 A JP 2003139477A
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    • F28F9/0234Header boxes; End plates having a second heat exchanger disposed there within, e.g. oil cooler
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    • F28D1/0308Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits the conduits being formed by paired plates touching each other
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 オイルクーラの生産性を向上させる。 【解決手段】 第1、2チューブ110、120が、少
なくともバーリング部111a、121aが形成されて
いる部位において第1チューブの第1プレート111と
第2チューブ120の第1プレート121とが所定の隙
間を有して向かい合うように配置する。これにより、バ
ーリング部111a、121aをかしめる際に、オイル
クーラ100の外側、つまりオイルクーラ100の上下
側からパンチ300にてバーリング部111a、121
aを押圧することができるとともに、巻き締め用ローラ
の干渉といった問題が発生しないので、第1チューブ1
10の巻き締め加工と第1チューブ110の巻き締め加
工とを同時に行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、所定形状に成形さ
れた複数種類のプレートを組み合わせて構成されたチュ
ーブを有する熱交換器に関するもので、ラジエータタン
ク内に搭載される水冷式のオイルクーラに適用して有効
である。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】所定形
状に成形された第1、2プレートを組み合わせて構成さ
れたチューブを有する熱交換器として、出願人は、図1
2に示す発明(特願2000−328975号)を既に
出願しているが、この出願に記載の熱交換器100は、
図13に示すように、第1プレート111と第2プレー
ト112とを組み合わせて第1チューブ110を構成
し、第1プレート121と第2プレート122とを組み
合わせて第2チューブ120を構成している。そして、
この熱交換器100を組み立て工程は、以下の通りであ
る。
【0003】先ず、第1チューブ110の第2プレート
112にニップル150をかしめ固定した後、第1チュ
ーブ110の第1プレート111に形成された環状のバ
ーリング部111aを第1チューブ110の第2プレー
ト112に形成された貫通穴112aに貫通させた状態
で、バーリング部111aの先端側を拡げることにより
第1プレート111と第2プレート112とをかしめ固
定する。
【0004】次に、第1チューブ110と同様に、第2
チューブ120の第1プレート121に形成された環状
のバーリング部121aを第2チューブ120の第2プ
レート122に形成された貫通穴122aに貫通させた
状態で、バーリング部121aの先端側を拡げることに
より第1プレート121と第2プレート122とをかし
め固定する。
【0005】そして、第2チューブ120の第2プレー
ト122に形成された環状のバーリング部122bを第
1チューブ110の第1プレート111に形成された貫
通穴111bに貫通させた状態で、バーリング部122
bの先端側を拡げることにより第1チューブ110と第
2チューブ120とをかしめ固定する。
【0006】次に、第1プレート111、121の一部
を第2プレート112、122の外側から覆うように巻
き付けてして第1プレート111、121と第2プレー
ト112、122との外縁部を巻き締めかしめ固定す
る。
【0007】ところで、バーリング部の先端を拡げてバ
ーリング部をかしめるには、図14(a)に示すよう
に、バーリング部111a、121a、122bの根本
側にパンチ300のプレス力を受けるダイ310をあて
がう必要があるが、上記の発明では、図13に示すよう
に、バーリング部111a、121aが同一の向きに突
出しているため、仮に、バーリング部122bのかしめ
固定、すなわち第1チューブ110と第2チューブ12
0とをかしめ固定を、バーリング部111a、121a
のかしめ固定、すなわち第1プレートと第2プレートと
のかしめ固定より先に行うと、バーリング部121aの
かしめを行うことができない。
【0008】このため、上記の例では、バーリング部1
11a、121aのかしめを行った後に、バーリング部
122bのかしめ固定をせざるを得ないが、この手順で
は、バーリング部122bのかしめ固定をする際に、バ
ーリング部122bの根本側にダイをあてがうことがで
きないので、図14(b)に示すように、パンチ300
のプレス力により第1チューブ110の第1プレート1
11及び第2チューブ120の第2プレート122が撓
んでしまい、バーリング部122bを十分にかしめるこ
とができないとい第1の問題が発生する。
【0009】また、第2チューブ120の第1プレート
121と第2プレート122とを巻きかしめすべく、第
2チューブ120の第1プレート121が第1チューブ
110側に突出しているので、第1チューブ110の第
1プレート111と第2プレート112とを巻きかしめ
する際に、巻きかしめ用のローラが第2チューブ120
の第1プレート121に干渉してしまい、第1プレート
111と第2プレート112とを十分に巻きかしめする
ことが難しいという第2の問題が発生する。
【0010】本発明は、上記点に鑑み、上記2つの問題
点のうち少なくとも一方の問題を解決することを目的と
する。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、請求項1に記載の発明では、所定形状に
成形された第1、2プレート(111、112、12
1、122)を1組として構成され、流体が流通する第
1、2チューブ(110、120)を有する熱交換器で
あって、2枚の第1プレート(111、121)それぞ
れには、組をなすそれぞれの第2プレート(112、1
22)側に突出する環状のバーリング部(111a、1
21a)が形成され、バーリング部(111a、121
a)は、第2プレート(112、122)に形成された
貫通穴(112a、122a)を貫通した状態でその先
端側が拡げられて第2プレート(112、122)にか
しめ固定されており、さらに、第1、2チューブ(11
0、120)は、少なくともバーリング部(111a、
121a)が形成されている部位において第1チューブ
(110)の第1プレート(111)と第2チューブ
(120)の第1プレート(121)とが所定の隙間を
有して向かい合うように配置されていることを特徴とす
る。
【0012】これにより、バーリング部(111a、1
21a)をかしめる際に、熱交換器の外側、つまり熱交
換器の上下側からパンチにてバーリング部(111a、
121a)を押圧することができる。
【0013】このため、第1チューブ(110)の第1
プレート(111)と第2チューブ(120)の第1プ
レート(121)とをかしめ固定した後、パンチにてバ
ーリング部(111a、121a)の先端側を押し潰し
て、組みをなす第1プレート(111)と第2プレート
(112)及び第1プレート(121)と第2プレート
(122)をかしめ固定することができる。したがっ
て、2つのバーリング部(111a、121a)を確実
にかしめることができる。
【0014】請求項2に記載の発明では、第1プレート
(111、121)それぞれの一部が、組をなす第2プ
レート(112、122)の一部を外側から覆うように
して第2プレート(112、122)に巻かれて、第1
プレート(111、121)が第2プレート(112、
122)にかしめ固定されていることを特徴とする。
【0015】これにより、例えば第1チューブ(11
0)の第1プレート(111)を巻き締めする際に、巻
き締め用ローラが第2チューブ(110)の第1プレー
ト(121)に干渉するといった問題は発生しない。し
たがって、組みをなす第1、2プレート(111、11
2、121、122)を同時、かつ、確実に巻き締め固
定することができる。
【0016】請求項3に記載の発明では、第1チューブ
(110)のバーリング部(111a)と第2チューブ
(120)のバーリング部(121a)とは、隙間を介
して互いに対向した位置に形成されていることを特徴と
する。
【0017】これにより、2つのバーリング部(111
a、121a)を同時にかしめることができる。
【0018】請求項4に記載の発明では、所定形状に成
形された第1、2プレート(111、112、121、
122)を1組として構成され、流体が流通する第1、
2チューブ(110、120)を有する熱交換器であっ
て、第1プレート(111、121)それぞれの一部
が、組をなす第2プレート(112、122)の一部を
外側から覆うようにして第2プレート(112、12
2)に巻かれて、第1プレート(111、121)が第
2プレート(112、122)にかしめ固定されてお
り、さらに、第1、2チューブ(110、120)は、
第1プレート(111、121)が所定の隙間を有して
向かい合うように配置されていることを特徴とする。
【0019】これにより、例えば第1チューブ(11
0)の第1プレート(111)を巻き締めする際に、巻
き締め用ローラが第2チューブ(110)の第1プレー
ト(121)に干渉するといった問題は発生しない。し
たがって、組みをなす第1、2プレート(111、11
2、121、122)を同時、かつ、確実に巻き締め固
定することができる。
【0020】請求項5に記載の発明では、第1チューブ
(110)と第2チューブ(120)とは、ジョイント
ブロック(140)を介して互いに連通しており、さら
に、第1チューブ(110)の第1プレート(111、
121)と第2プレート(112、122)の第1プレ
ート(111、121)とは、同一形状であることを特
徴とする。
【0021】これにより、熱交換器の生産性を向上させ
ることができる。
【0022】因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後
述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す
一例である。
【0023】
【発明の実施の形態】本実施形態は、エンジン(図示せ
ず。)内の摺動部を潤滑するエンジンオイルやオートマ
チックトランスミッション用フルード等のオイルを冷却
するオイルクーラに本発明に係る熱交換器を適用した例
であり、図1は、本実施形態に係るオイルクーラ100
をラジエータ200内に収納した状態を示す斜視図であ
るなお、ラジエータ200は、エンジン冷却水が流通す
るアルミニウム製のラジエータチューブ210と、ラジ
エータチューブ210の長手方向両端側に配設されて複
数本の各ラジエータチューブ210と連通するアルミニ
ウム製のラジエータタンク220とを有して構成された
ものであり、オイルクーラ100は、その長手方向をエ
ンジン冷却水をラジエータタンク220の長手方向と一
致させた状態でラジエータタンク220内に収納されて
いる。
【0024】図2はラジエータタンク220に組み付け
る前のオイルクーラ100を示す図面であり、図3は図
2に示すオイルクーラ100の断面図である。そして、
オイルクーラ100は、図3に示すように、オイルが流
通する扁平状の第1、2チューブ110、120をラジ
エータタンク220内に配設することにより、オイルと
エンジン冷却水とを熱交換してオイルを冷却するもので
ある。
【0025】ここで、第1、2チューブ110、120
は、所定形状にプレス加工されたアルミニウム製の第
1、2プレート111、112、121、122を1組
として、その組をなすプレート111、112、12
1、122間にインナーフィン130を配設した状態
で、第1、2プレート111、112、121、122
をかしめ固定した後、ろう付け接合することにより構成
されたものである。
【0026】なお、インナーフィン130は、オイルと
チューブ110、120との伝熱面積を増大させるとと
もに、オイルとチューブ110、120との間の熱伝達
率を増大させるものであり、本実施形態では、チューブ
110、120の短径方向と略平行な板状のセグメント
がチューブ110、120の長手方向に千鳥状に設けら
れたオフセット型のフィンを採用している。
【0027】因みに、プレート111、112、12
1、122の内壁側であるインナーフィン130側には
ろう材が被覆されており、このろう材によりプレート1
11、112、121、122及びインナーフィン13
0がろう付けされる。
【0028】そして、両チューブ110、120の第1
プレート111、121には、両チューブ110、12
0の第2プレート112、122側に突出するバーリン
グ加工(JIS B 0122参照)にて形成された環
状のバーリング部111a、121aが形成され、バー
リング部111a、121aは、図4に示すように、第
2プレート112、122に形成された貫通穴112
a、122aを貫通した状態でその先端側が拡げられて
第2プレート112、122にかしめ固定されている。
【0029】このとき、第1、2チューブ110、12
0は、図3(b)に示すように、少なくともバーリング
部111a、121aが形成されている部位において、
第1チューブの第1プレート111と第2チューブ12
0の第1プレート121とが所定の隙間を有して向かい
合うように配置されているとともに、第1チューブ11
0のバーリング部111aと第2チューブ120のバー
リング部121aとは、図2(b)に示すように、隙間
を介して互いに対向した位置に形成されている。
【0030】また、第1プレート111、121それぞ
れの一部は、図3に示すように、組をなす第2プレート
112、122の一部を外側から覆うようにして第2プ
レート112、122に巻かれて、第1プレート11
1、121が第2プレート112、122にかしめ固定
されている。
【0031】そして、第1チューブ110と第2チュー
ブ120とは、図3(a)に示すように、リング状のジ
ョイント140の軸方向両側に形成された円筒状のバー
リング部141の先端側を、バーリング部111a、1
21aと同様に拡げることによりプレート111、12
1にかしめ固定されている。
【0032】なお、本実施形態では、ジョイント140
と第1プレート111、121とのろう付けを確実なも
のとするため、表裏両面にろう材は被覆されたリング状
のカラー142を、ジョイント140と第1プレート1
11、121との間に挟んだ状態でジョイント140を
かしめ固定している。
【0033】因みに、第1プレート111、121それ
ぞれには、図3(c)に示すように、第1、2チューブ
110、120間の隙間を確保するための突起部111
b、121bが第1プレート111、121に一体形成
されている。
【0034】また、図3(a)中、ニップル150はオ
イルクーラ100をラジエータタンク220に組み付け
るためのものであり、カラー151は表裏両面にろう材
は被覆されたリング状のものであり、第2プレート12
2のうちニップル150に対応する部位には補強板16
0が設けられている。
【0035】次に、本実施形態に係るオイルクーラ10
0の製造方法をその工程順に述べる。
【0036】本実施形態に係るオイルクーラ100は、
図5に示すように、3つサブアッセンブリA、B、Cを
組み立てた後、バーリング部111a、121aのかし
め加工及び第1プレート111、121の端部に巻き締
めかしめ加工を行ってオイルクーラ100を仮り組み
し、その後、炉内で加熱してろう付けするものである。
【0037】具体的には、図6に示すように、第1チュ
ーブ110の第2プレート112にニップル150を組
みけ、ダイ310にて第1チューブ112及びニップル
150を保持した状態で、パンチ300にてニップル1
50を押圧してニップル150を第2プレート112に
かしめ固定する(第1工程)。
【0038】次に、図7に示すように、ジョイント14
0を第1チューブ1110の第1プレート111と第2
チューブ120の第1プレート121との間に挟むよう
にして第1プレート111、121とジョイント140
とを組み付け、位置決めガイド220にて第1プレート
121が移動しないように固定した状態で、上下両側か
らパンチ300にて押圧して第1プレート111、12
1とジョイント140とをかしめ固定する(第2工
程)。
【0039】そして、図8に示すように、第2チューブ
120の第2プレート122に補強板160を組み付け
て、パンチ300にて補強板160の突起部161を押
し潰して、第2プレート122に補強板160をかしめ
固定する(第3工程)。
【0040】なお、第1〜3工程は、その工程順は上述
の工程順に限定されるものではない。
【0041】次に、3つサブアッセンブリA、B、Cを
図9に示すように組み付けた後、第1チューブ110の
第1プレート111と第2チューブ120の第2プレー
ト121との間の隙間にダイ310を配置した状態で、
上下両側からパンチ300にてバーリング部111a、
121aの先端側を押し潰して、組みをなす第1プレー
ト111と第2プレート112及び第1プレート121
と第2プレート122をかしめ固定する(第4工程)。
【0042】そしてさらに、図10に示すように、巻き
締め用ローラ320にて両第1プレート111、121
の端部を同時にかしめて(塑性変形させて)、第1プレ
ート111、121と第2プレート112、122との
外縁部を巻き締め固定する(第5工程)。
【0043】なお、巻き締め用ローラ320のうち、円
錐部321は第1プレート111、121の端部を第2
プレート112、122側に被せるようにしてかしめる
ものであり、円柱部322はその側面にて円錐部321
の押圧力を受ける巻き締め加工用のダイに相当するもの
である。
【0044】次に、本実施形態の作用効果を述べる。
【0045】本実施形態では、第1、2チューブ11
0、120が、少なくともバーリング部111a、12
1aが形成されている部位において第1チューブの第1
プレート111と第2チューブ120の第1プレート1
21とが所定の隙間を有して向かい合うように配置され
ているので、バーリング部111a、121aをかしめ
る際に、前述のごとく、オイルクーラ100の外側、つ
まりオイルクーラ100の上下側からパンチ300にて
バーリング部111a、121aを押圧することができ
る。
【0046】このため、第1チューブ110の第1プレ
ート111と第2チューブ120の第1プレート121
とをかしめ固定した後、上下両側からパンチ300にて
バーリング部111a、121aの先端側を押し潰し
て、組みをなす第1プレート111と第2プレート11
2及び第1プレート121と第2プレート122をかし
め固定することができる。したがって、バーリング部1
11a、121aを確実にかしめることができる。
【0047】また、第1チューブの第1プレート111
と第2チューブ120の第1プレート121とが所定の
隙間を有して向かい合うように配置された状態で、第1
プレート111、121それぞれの一部が、組をなす第
2プレート112、122の一部を外側から覆うように
して第2プレート112、122に巻かれて、第1プレ
ート111、121が第2プレート112、122にか
しめ固定されているので、例えば第1チューブ110の
第1プレート111を巻き締めする際に、巻き締め用ロ
ーラ320のうち、特に、円錐部321が第2チューブ
110の第1プレート121に干渉するといった問題は
発生しない。したがって、組みをなす第1、2プレート
111、112、121、122を確実に巻き締め固定
することができる。
【0048】また、巻き締め用ローラ320の干渉とい
った問題が発生しないので、第1チューブ110の巻き
締め加工と第2チューブ120の巻き締め加工とを同時
に行うことができる。
【0049】また、本実施形態では、ジョイント140
を介して第1チューブ110と第2チューブ120とを
接合されているので、両第1プレート111、121を
同一形状とすることができるので、オイルクーラ100
の生産性を向上させることができる。
【0050】また、第1チューブ110のバーリング部
111aと第2チューブ120のバーリング部121a
とは、隙間を介して互いに対向した位置に形成されてい
るので、2つのバーリング部111a、121aを同時
にかしめることができる。
【0051】(その他の実施形態)上述の実施形態で
は、ジョイント140を介して第1チューブ110と第
2チューブ120とを接合したが、本発明はこれに限定
されるものではなく、図11に示すように、ジョイント
140を廃止するとともに、第2チューブ120の第1
プレート121にバーリング部121cを設けて両チュ
ーブ110、120を接合してもよい。
【0052】また、上述の実施形態では、本発明に係る
熱交換器をオイルクーラに適用したが、本発明はこれに
限定されるものではなく、その他の熱交換器にも適用す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係るオイルクーラの取り付
け構造を採用したラジエータの斜視図である。
【図2】本発明の実施形態に係るオイルクーラの二面図
である。
【図3】(a)は図2(a)のA−A断面図であり、
(b)は図2(a)のB−B断面図であり、(c)は図
2(a)のC−C断面図である。
【図4】図3(b)のD部バーリング部の拡大図であ
る。
【図5】本発明の実施形態に係るオイルクーラのサブア
ッセンブリを示す説明図である。
【図6】本発明の実施形態に係るオイルクーラの製造工
程を示す説明図である。
【図7】本発明の実施形態に係るオイルクーラの製造工
程を示す説明図である。
【図8】本発明の実施形態に係るオイルクーラの製造工
程を示す説明図である。
【図9】本発明の実施形態に係るオイルクーラの製造工
程を示す説明図である。
【図10】本発明の実施形態に係るオイルクーラの製造
工程を示す説明図である。
【図11】本発明の変形例に係るオイルクーラの製造工
程を示す説明図である。
【図12】従来の技術に係るオイルクーラの二面図であ
る。
【図13】従来の技術に係るオイルクーラの断面図であ
る。
【図14】従来の技術に係るオイルクーラにおけるかし
め工程を示す説明図である。
【符号の説明】
110…第1チューブ、111…第1プレート、111
a…バーリング部、112…第2プレート、112a…
貫通穴、120…第2チューブ、121…第1プレー
ト、121a…バーリング部、122…第2プレート、
122a…貫通穴
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F28F 3/08 311 F28F 3/08 311

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定形状に成形された第1、2プレート
    (111、112、121、122)を1組として構成
    され、流体が流通する第1、2チューブ(110、12
    0)を有する熱交換器であって、 2枚の前記第1プレート(111、121)それぞれに
    は、組をなすそれぞれの前記第2プレート(112、1
    22)側に突出する環状のバーリング部(111a、1
    21a)が形成され、 前記バーリング部(111a、121a)は、前記第2
    プレート(112、122)に形成された貫通穴(11
    2a、122a)を貫通した状態でその先端側が拡げら
    れて前記第2プレート(112、122)にかしめ固定
    されており、 さらに、前記第1、2チューブ(110、120)は、
    少なくとも前記バーリング部(111a、121a)が
    形成されている部位において前記第1チューブ(11
    0)の前記第1プレート(111)と前記第2チューブ
    (120)の前記第1プレート(121)とが所定の隙
    間を有して向かい合うように配置されていることを特徴
    とする熱交換器。
  2. 【請求項2】 前記第1プレート(111、121)そ
    れぞれの一部が、組をなす前記第2プレート(112、
    122)の一部を外側から覆うようにして前記第2プレ
    ート(112、122)に巻かれて、前記第1プレート
    (111、121)が前記第2プレート(112、12
    2)にかしめ固定されていることを特徴とする請求項1
    に記載の熱交換器。
  3. 【請求項3】 前記第1チューブ(110)の前記バー
    リング部(111a)と前記第2チューブ(120)の
    前記バーリング部(121a)とは、前記隙間を介して
    互いに対向した位置に形成されていることを特徴とする
    請求項1又は2に記載の熱交換器。
  4. 【請求項4】 所定形状に成形された第1、2プレート
    (111、112、121、122)を1組として構成
    され、流体が流通する第1、2チューブ(110、12
    0)を有する熱交換器であって、 前記第1プレート(111、121)それぞれの一部
    が、組をなす前記第2プレート(112、122)の一
    部を外側から覆うようにして前記第2プレート(11
    2、122)に巻かれて、前記第1プレート(111、
    121)が前記第2プレート(112、122)にかし
    め固定されており、 さらに、前記第1、2チューブ(110、120)は、
    前記第1プレート(111、121)が所定の隙間を有
    して向かい合うように配置されていることを特徴とする
    熱交換器。
  5. 【請求項5】 前記第1チューブ(110)と前記第2
    チューブ(120)とは、ジョイントブロック(14
    0)を介して互いに連通しており、 さらに、前記第1チューブ(110)の前記第1プレー
    ト(111、121)と前記第2プレート(112、1
    22)の前記第1プレート(111、121)とは、同
    一形状であ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。
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