JP2008116101A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】チューブのチューブ巾方向両端部への応力集中を防止しつつ、コアプレートの成形性を向上させることができる熱交換器を提供する。
【解決手段】多数積層配置された扁平形状のチューブ１０を有するコア部１と、チューブ１０におけるチューブ長手方向Ｘの両端部に設けられ、チューブ１０が接合されたコアプレート２０と、コアプレート２０とともにタンク内空間を構成するタンク本体部２１とを有しているタンク２、３とを備える熱交換器であって、チューブ１０におけるチューブ長手方向Ｘの端部を、コアプレート２０におけるチューブ接合面２２のチューブ挿入穴２２１に挿入して接合し、チューブ挿入穴２２１の内周縁部に、一側に突出する筒状のバーリング部２２１ａが形成し、チューブ挿入穴２２１の内周縁部のうちの少なくとも一箇所に、バーリング部２２１ａを切断する切断部２２１ｂを設ける。
【選択図】図５

Description

本発明は、熱交換器に関するもので、水冷式内燃機関の冷却水と空気とを熱交換して冷却水を冷却するラジエータに適用して有効である。

従来の熱交換器は、多数のチューブと多数のコルゲートフィンとを交互に積層してコア部を構成している。そして、チューブにおけるチューブ長手方向端部にタンクが配置されている。このタンクは、チューブが挿入されるコアプレートと、コアプレートにかしめ固定されてコアプレートとともにタンク内の空間を形成するタンク本体部とで構成されている。コアプレートは、チューブが挿入されるチューブ挿入穴がチューブ接合面に形成され、チューブ接合面の外周部にはチューブ接合面に対して略垂直に折り曲げられた壁部が形成されている。また、コア部の端部には、コア部を補強するインサートが配置されている。

このような熱交換器において、隣接するチューブ間に温度差が発生した場合は、コアプレートのチューブ接合面がチューブ長手方向に弓なりに変形し、屈曲点部位であるチューブ付根部（すなわち、チューブのチューブ巾方向の両端部）に応力が集中するという問題がある。

これに対し、コアプレートのチューブ接合面にチューブ挿入穴と平行にリブを形成するとともに、このリブの両端を壁部に接続させた熱交換器が提案されている（例えば、特許文献１参照）。これにより、コアプレートの剛性を高め、チューブにおけるチューブ巾方向端部への応力集中を抑制している。

また、図１０に示すように、上記特許文献１に記載の熱交換器において、コアプレートＪ２０におけるチューブ挿入穴Ｊ２２１、およびインサートが挿入されるインサート挿入穴Ｊ２２２の内周縁部に、タンクの内方側に突出する筒状のバーリング部Ｊ２２１ａをそれぞれ形成することで、コアプレートＪ２０の剛性をより高めている。
特開２００４−２１９０４４号公報

ところで、上記のような構成の熱交換器において、リブやバーリング部のチューブ接合面からの高さが高い程、コアプレートの剛性が高くなることが知られている。しかしながら、リブやバーリング部の高さを高くし、限られた範囲内にリブやバーリング部を設定することは、コアプレートを例えばプレス加工によって形成する場合、成形性が悪化するという問題がある。

本発明は、上記点に鑑み、チューブのチューブ巾方向両端部への応力集中を防止しつつ、コアプレートの成形性を向上させることができる熱交換器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、多数積層配置された扁平形状のチューブ（１０）を有するコア部（１）と、チューブ（１０）におけるチューブ長手方向（Ｘ）の両端部に設けられ、チューブ（１０）が接合されたコアプレート（２０）と、コアプレート（２０）とともにタンク内空間を構成するタンク本体部（２１）とを有しているタンク（２、３）とを備える熱交換器であって、チューブ（１０）におけるチューブ長手方向（Ｘ）の端部は、コアプレート（２０）におけるチューブ接合面（２２）のチューブ挿入穴（２２１）に挿入して接合されており、チューブ挿入穴（２２１）の内周縁部には、一側に突出する筒状のバーリング部（２２１ａ）が形成されており、チューブ挿入穴（２２１）の内周縁部のうちの少なくとも一箇所には、バーリング部（２２１ａ）を切断する切断部（２２１ｂ）が設けられていることを第１の特徴としている。

このように、チューブ挿入穴（２２１）の内周縁部にバーリング部（２２１ａ）を形成することで、コアプレート（２０）におけるチューブ挿入穴（２２１）近傍の剛性を高めることができる。これにより、チューブ（１０）に歪みが発生した場合に、チューブ挿入穴（２２１）のチューブ巾方向（Ｚ）の両端部の変形を防止することができるため、チューブ（１０）のチューブ巾方向（Ｚ）両端部への応力集中を防止することができる。

また、例えばプレス加工にてバーリング部（２２１ａ）を形成する場合、バーリング部（２２１ａ）に割れが発生しやすい。このため、チューブ挿入穴（２２１）の内周縁部に、予めバーリング部（２２１ａ）の一部を切断した切断部（２２１ｂ）を設けることで、割れの発生を防止し、コアプレート（２０）の成形性を向上させることができる。

このように、チューブ（１０）のチューブ巾方向（Ｚ）両端部への応力集中を防止しつつ、コアプレート（２０）の成形性を向上させることが可能となる。

また、本発明では、チューブ（１０）は、チューブ長手方向（Ｘ）に直交する断面が、互いに平行な一対のストレート部（１０ａ）と、一対のストレート部（１０ａ）の端部同士を接続する円弧状部（１０ｂ）とからなり、切断部（２２１ｂ）は、チューブ挿入穴（２２１）における円弧状部（１０ｂ）に対応する部位に設けられていることを第２の特徴としている。

プレス加工にてバーリング部（２２１ａ）を形成する場合、バーリング部（２２１ａ）におけるチューブ（１０）の円弧状部（１０ｂ）に対応する部位に、最も割れが発生しやすい。このため、切断部（２２１ｂ）を、チューブ挿入穴（２２１）における円弧状部（１０ｂ）に対応する部位に設けることで、コアプレート（２０）の成形性をより向上させることができる。

この場合、切断部（２２１ｂ）を、コアプレート（２０）におけるチューブ長手方向（Ｘ）に直交する面（２２４）に対して傾斜させることができる。

このようにすれば、チューブ（１０）に歪みが発生した場合に、コアプレート（２０）におけるチューブ長手方向（Ｘ）に対して直交する面（２２４）と切断部（２２１ｂ）との接続点が変形し、その変形によりチューブ（１０）の歪みを吸収することができる。これにより、チューブ（１０）のチューブ巾方向（Ｚ）両端部への応力集中をより確実に防止することができる。

また、この場合、チューブ長手方向（Ｘ）およびチューブ積層方向（Ｙ）に対してともに直交する方向をチューブ巾方向（Ｚ）としたとき、チューブ挿入穴（２２１）のチューブ巾方向（Ｚ）の長さ（Ｌ１）に対する切断部（２２１ｂ）をチューブ長手方向（Ｘ）に対して直交する仮想面に投影したときの投影長さ（Ｌ２）の比（Ｌ２／Ｌ１）は、０．０５以上、０．３以下の範囲とすることができる。

このようにすれば、チューブ（１０）のチューブ巾方向（Ｚ）両端部への応力集中を防止する効果と、コアプレート（２０）の成形性を向上させる効果を、両立させることができる。

また、切断部（２２１ｂ）を、チューブ挿入穴（２２１）におけるストレート部（１０ａ）に対応する部位に設けてもよい。

また、本発明では、バーリング部（２２１ａ）および切断部（２２１ｂ）は、コアプレート（２０）におけるチューブ積層方向（Ｙ）の両端部近傍に配置されるチューブ挿入穴（２２１）にのみ設けられていることを第４の特徴としている。

一般的に、チューブ（１０）間の温度差により熱歪みが発生するチューブ（１０）は、チューブ積層方向（Ｙ）両端部側に偏る傾向がある。このため、より大きな熱歪みが発生しやすいチューブ積層方向（Ｙ）両端部近傍に配置されるチューブ挿入穴（２２１）にのみ、バーリング部（２２１ｂ）を形成することで、チューブ（１０）のチューブ巾方向（Ｚ）両端部への応力集中をより効果的に防止することができる。

また、チューブ積層方向（Ｙ）中間部に配置されるチューブ挿入穴（２２１）にバーリング部（２２１ｂ）を設ける必要がないため、コアプレート（２０）の成形性をより向上させることができる。

また、本発明では、多数積層配置された扁平形状のチューブ（１０）を有するコア部（１）と、チューブ（１０）におけるチューブ長手方向（Ｘ）の両端部に設けられ、チューブ（１０）が接合されたコアプレート（２０）と、コアプレート（２０）とともにタンク内空間を構成するタンク本体部（２１）とを有しているタンク（２、３）と、コア部（１）の端部にてチューブ長手方向（Ｘ）と略平行に配置され、両端部がコアプレート（２０）に支持されたインサート（４）とを備える熱交換器であって、チューブ（１０）におけるチューブ長手方向（Ｘ）の端部は、コアプレート（２０）におけるチューブ接合面（２２）のチューブ挿入穴（２２１）に挿入して接合されており、インサート（４）におけるチューブ長手方向（Ｘ）の端部は、コアプレート（２０）におけるチューブ接合面（２２）のインサート挿入穴（２２２）に挿入して接合されており、チューブ挿入穴（２２１）およびインサート挿入穴（２２２）のうち、チューブ挿入穴（２２１）の内周縁部のみに、一側に突出する筒状のバーリング部（２２１ａ）が形成されていることを第５の特徴としている。

一般的に、インサート（４）は、チューブ（１０）より板厚が厚く、応力集中による破損の恐れはほとんどない。このため、チューブ挿入穴（２２１）およびインサート挿入穴（２２２）のうち、チューブ挿入穴（２２１）のみにバーリング部（２２１ａ）を形成することで、チューブ（１０）のチューブ巾方向（Ｚ）両端部への応力集中を防止する効果を確保しつつ、コアプレート（２０）の成形性を向上させることが可能となる。

この場合、バーリング部（２２１ａ）を、コアプレート（２０）におけるチューブ積層方向（Ｙ）の両端部近傍に配置されるチューブ挿入穴（２２１）にのみ設けることができる。

このように、より大きな熱歪みが発生しやすいチューブ積層方向（Ｙ）両端部近傍に配置されるチューブ挿入穴（２２１）にのみ、バーリング部（２２１ｂ）を形成することで、チューブ（１０）のチューブ巾方向（Ｚ）両端部への応力集中をより効果的に防止することができる。また、チューブ積層方向（Ｙ）中間部に配置されるチューブ挿入穴（２２１）にバーリング部（２２１ｂ）を設ける必要がないため、コアプレート（２０）の成形性をより向上させることができる。

また、上記第１〜第５の特徴を有する熱交換器において、チューブ長手方向（Ｘ）およびチューブ積層方向（Ｙ）に対してともに直交する方向をチューブ巾方向（Ｚ）としたとき、チューブ接合面（２２）に、チューブ巾方向（Ｚ）に延びる複数のリブ（２２３）を形成することができる。

このようにすれば、コアプレート（４）の剛性をより高めることができるため、チューブ（１０）のチューブ巾方向（Ｚ）両端部への応力集中を防止することができる。

この場合、複数のリブ（２２３）を、コアプレート（２０）におけるチューブ積層方向（Ｙ）の両端部近傍に配置することができる。

このように、より大きな熱歪みが発生しやすいチューブ積層方向（Ｙ）両端部近傍にのみリブ（２２３）を配置することで、チューブ（１０）のチューブ巾方向（Ｚ）両端部への応力集中をより効果的に防止することができる。また、チューブ積層方向（Ｙ）中間部にはリブ（２２３）を設ける必要がないため、コアプレート（２０）の成形性をより向上させることができる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図１〜図４に基づいて説明する。本実施形態は、本発明に係る熱交換器を、水冷式内燃機関を冷却するラジエータに適用したものである。図１は本発明の第１実施形態に係る熱交換器の正面図、図２は図１の熱交換器におけるタンク２、３およびチューブ１０の斜視断面図である。

図１および図２に示すように、熱交換器は直方体形状のコア部１を備えており、コア部１は、多数のチューブ１０と多数のコルゲートフィン１１が上下方向に沿って交互に積層されて構成されている。なお、チューブ１０およびコルゲートフィン１１の積層方向を、以下、チューブ積層方向Ｙという。

コルゲートフィン１１は、アルミニウム合金製であり、コルゲート状に形成されて空気と冷却水との熱交換を促進するものである。

チューブ１０は、車両に搭載された水冷式内燃機関（図示せず）の冷却水が流通する通路を内部に有し、アルミニウム合金製板材を所定の形状に折り曲げ後、溶接またはろう付けして形成される。

本実施形態では、チューブ１０は、その長手方向（以下、チューブ長手方向Ｘという）が水平方向と一致し、かつ、その断面形状は長径方向が空気の流通方向Ａと一致するような扁平形状に形成されている。なお、チューブ積層方向Ｙおよびチューブ長手方向Ｘに対してともに直交する方向を、以下、チューブ巾方向Ｚという。因みに、チューブ巾方向Ｚは、チューブ１０の長径方向および空気の流通方向Ａと一致する。より詳細には、チューブ１０は、チューブ長手方向Ｘに直交する断面が、互いに平行な一対のストレート部１０ａと、一対のストレート部１０ａの端部同士を接続する円弧状部１０ｂとから構成されており、ストレート部１０ａはチューブ巾方向Ｚと平行になっている。

チューブ１０におけるチューブ長手方向Ｘの両端部には、チューブ長手方向Ｘと略直交する方向に延びるとともに内部に空間が形成されたタンク２、３が配置されている。タンク２、３には、チューブ１０におけるチューブ長手方向Ｘの端部がチューブ挿入穴２２１（詳細後述）に挿入して接合されており、多数のチューブ１０の各流路とタンク２、３内の空間とが連通している。

一方のタンク２は、エンジンから流出した高温の冷却水を多数のチューブ１０に分配供給するものである。この一方のタンク２には、ホース（図示せず）を介して内燃機関の冷却水出口側に接続される流入口パイプ２０が配置されている。

他方のタンク３は、空気との熱交換により冷却された冷却水を集合回収して内燃機関に向けて排水するものである。この他方のタンク３には、ホースを介して内燃機関の冷却水入口側に接続される流出口パイプ３０が配置されている。

コア部１におけるチューブ積層方向Ｙの両端部には、コア部１を補強するインサート４が配置されている。インサート４は、アルミニウム合金製であり、チューブ長手方向Ｘと平行な方向に延びてその両端がタンク２、３に接続されている。また、インサート４は、チューブ１０より板厚が厚くなっている。

タンク２、３は、チューブ１０およびインサート４が挿入固定されたコアプレート２０、コアプレート２０と共にタンク２、３内の空間２ａを構成するタンク本体部２１、およびパッキン（図示せず）を有して構成されている。

そして、本実施形態では、コアプレート２０をアルミニウム合金製とし、タンク本体部２１をガラス繊維強化ナイロン６６等の樹脂製として、密閉性を保つためのゴム製のパッキンをコアプレート２０とタンク本体部２１との間に挟んだ状態で、後述するコアプレート２０の突起片２５１をタンク本体部２１に押し付けるように塑性変形させてタンク本体部２１をコアプレート２０にカシメ固定している。

図３（ａ）は図２のコアプレート２０単体の正面図、図３（ｂ）は図３（ａ）の下面図、図４は図３（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。

図３（ａ）、（ｂ）および図４に示すように、コアプレート２０は、チューブが接合されるチューブ接合面２２を有し、チューブ接合面２２の周囲に、タンク本体部２１の端部およびパッキンが挿入される断面略矩形状の溝２０ａが全周に亘って形成されている。

溝２０ａは、３つの面で形成されている。すなわち、チューブ接合面２２の外周部から略垂直に折り曲げられてチューブ長手方向Ｘに延びる内側壁部２３と、内側壁部２３から略垂直に折り曲げられてチューブ積層方向Ｙに延びる底壁部２４と、底壁部２４から略垂直に折り曲げられてチューブ長手方向Ｘに延びる外側壁部２５とによって、溝２０ａが形成されている。また、外側壁部２５の端部には、突起片２５１が多数形成されている。

コアプレート２０のチューブ接合面２２には、チューブ１０が挿入してろう付けされるチューブ挿入穴２２１がチューブ積層方向Ｙに沿って多数形成されている。また、インサート４が挿入してろう付けされるインサート挿入穴２２２が、チューブ接合面２２におけるチューブ積層方向Ｙの両端側に１つずつ形成されている。

チューブ挿入穴２２１の縁部には、タンク２、３の内方側（チューブ長手方向Ｘ外側）に向けて突出するように筒状に形成されたバーリング部２２１ａが形成されている。バーリング部２２１ａを設けることにより、コアプレート２０におけるチューブ挿入穴２２１周囲の剛性を高くすることができる。一方、インサート挿入穴２２２には、バーリング部は形成されていない。

さらに、チューブ接合面２２には、隣接するチューブ挿入穴２２１間、およびチューブ挿入穴２２１とインサート挿入穴２２２との間に、チューブ接合面２２からタンク外側に凸となるリブ２２３が例えばプレス加工によって形成されている。

各挿入穴２２１、２２２およびリブ２２３は、チューブ巾方向Ｚに長く延びるとともに、リブ２２３は、各挿入穴２２１、２２２よりも長くなっている。また、リブ２２３におけるチューブ巾方向Ｚ両端は、各挿入穴２２１、２２２におけるチューブ巾方向Ｚ両端よりも、チューブ巾方向Ｚ外側まで延びている。

リブ２２３におけるチューブ巾方向Ｚ両端は、内側壁部２３まで到達していない。換言すると、リブ２２３におけるチューブ巾方向Ｚ両端は、内側壁部２３に接続されていない。したがって、チューブ接合面２２には、各挿入穴２２１、２２２やリブ２２３におけるチューブ巾方向Ｚ両端よりも外側で、且つ、チューブ積層方向Ｙの全域に亘って、平坦な面２２４が存在する。平坦な面２２４は、チューブ長手方向Ｘに容易に変形可能である。したがって、各チューブ１０間の温度差が大きい場合は、平坦な面２２４の変形によってコアプレート２０がチューブ長手方向Ｘに変形し、その変形によりチューブ１０の熱歪みが吸収され、チューブ１０におけるチューブ巾方向Ｚ全域で応力を小さくすることができる。

以上説明したように、チューブ挿入穴２２１の内周縁部にバーリング部２２１ａを形成することで、コアプレート２０におけるチューブ挿入穴２２１近傍の剛性を高めることができる。これにより、チューブ１０間に温度差が発生し、チューブ１０に熱歪みが発生した場合に、チューブ挿入穴２２１のチューブ巾方向Ｚの両端部の変形を防止することができるため、チューブ１０のチューブ巾方向Ｚ両端部への応力集中を防止することができる。

また、チューブ挿入穴２２１およびインサート挿入穴２２２のうち、チューブ挿入穴２２１のみにバーリング部２２１ａを形成することで、インサート挿入穴２２２にバーリング部を形成する必要がなくなるため、コアプレート２０の成形性を向上させることができる。なお、インサート４は、チューブ１０より板厚が厚く、応力集中による破損の恐れはほとんどないため、チューブ１０のチューブ巾方向Ｚ両端部への応力集中を防止する効果を確保することができる。

したがって、チューブ１０のチューブ巾方向Ｚ両端部への応力集中を防止しつつ、コアプレート２０の成形性を向上させることが可能となる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図５および図６に基づいて説明する。上記第１実施形態と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図５は本第２実施形態に係る熱交換器におけるコアプレート２０単体の下面図、図６は図５のＣ−Ｃ断面図である。

図５および図６に示すように、各チューブ挿入穴２２１において、チューブ挿入穴２２１の内周縁部には、バーリング部２２１ａを切断する切断部２２１ｂが設けられている。換言すれば、各チューブ挿入穴２２１において、チューブ挿入穴２２１の内周縁部には、バーリング部２２１ａが形成されていない部位がある。本実施形態では、切断部２２１ｂは、チューブ挿入穴２２１におけるチューブ１０の円弧状部１０ｂに対応する部位に１つずつ設けられている。

バーリング部２２１ａをプレス加工にて形成する場合、バーリング部２２１ａに割れが発生しやすい。このため、チューブ挿入穴２２１の内周縁部に、予めバーリング部２２１ａの一部を切断した切断部２２１ｂを設ける、すなわちバーリング部２２１ａを廃止しておくことで、割れの発生を防止し、コアプレート２０の成形性を向上させることができる。

さらに、バーリング部２２１ａ形成時の割れは、チューブ１０の円弧状部１０ｂに対応する部位において最も発生しやすい。したがって、本実施形態のように、チューブ挿入穴２２１における円弧状部１０ｂに対応する部位に、予め切断部２２１ｂを設けることで、割れの発生をより確実に防止し、コアプレート２０の成形性をより向上させることができる。なお、本発明者らの検討によると、チューブ挿入穴２２１における円弧状部１０ｂに対応する部位のバーリング部２２１ａを廃止しても、チューブ１０のチューブ巾方向Ｚ両端部への応力集中を防止する効果に与える影響は小さいことが確認できた。

したがって、チューブ１０のチューブ巾方向Ｚ両端部への応力集中を防止しつつ、コアプレート２０の成形性をより向上させることが可能となる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図７に基づいて説明する。上記第２実施形態と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図７は本第３実施形態に係る熱交換器におけるコアプレート２０をチューブ巾方向Ｚで切断した断面図であり、図６に対応している。

図７に示すように、チューブ挿入穴２２１の内周縁部における切断部２２１ｂ（バーリング部２２１ａが形成されていない部位）は、平坦な面２２４、すなわちコアプレート２０におけるチューブ長手方向Ｘに直交する面に対して傾斜している。具体的には、切断部２２１ｂは、チューブ挿入穴２２１の中心に接近するほどタンク２、３内方へ向かうように傾斜している。

このようにすれば、チューブ１０間に温度差が発生し、チューブ１０に熱歪みが発生した場合に、コアプレート２０における平坦な面２２４と切断部２２１ｂとの接続点（屈曲点部位）Ｄが変形し、その変形によりチューブ１０の熱歪みを吸収することができる。これにより、チューブ１０のチューブ巾方向Ｚ両端部への応力集中をより確実に防止することができる。

このとき、チューブ挿入穴２２１のチューブ巾方向Ｚの長さＬ１に対する切断部２２１ｂをチューブ長手方向Ｘに対して直交する仮想面に投影したときの投影長さＬ２の比Ｌ２／Ｌ１は、０．０５以上、０．３以下の範囲とすることにより、チューブ１０のチューブ巾方向Ｚ両端部への応力集中を防止する効果と、コアプレート２０の成形性を向上させる効果を、両立させることができる。

因みに、Ｌ２／Ｌ１が小さすぎると、コアプレート２０における平坦な面２２４と切断部２２１ｂとの接続点Ｄを成形し難くなるとともに、チューブ１０に熱歪みが発生した場合に、接続点Ｄが変形し難くなり、チューブ１０の熱歪みを吸収できなくなる。一方、Ｌ２／Ｌ１が大きすぎると、チューブ１０のチューブ巾方向Ｚ端部と接続点Ｄとの距離が長くなり、チューブ１０の熱歪みを吸収できなくなる。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について図８に基づいて説明する。上記第２実施形態と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図８は、本第４実施形態に係る熱交換器におけるコアプレート２０単体の下面図である。

図８に示すように、切断部２２１ｂは、チューブ挿入穴２２１におけるチューブ１０のストレート部１０ａに対応する部位に１つ設けられている。また、切断部２２１ｂは、各チューブ挿入穴２２１において同一の部位に設けられている。これにより、バーリング部２２１ａ形成時における割れの発生を防止し、コアプレート２０の成形性を向上させることができる。

（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について図９に基づいて説明する。上記第１実施形態と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図９は、本第５実施形態に係る熱交換器におけるコアプレート２０単体の下面図である。

図９に示すように、バーリング部２２１ａは、コアプレート２０におけるチューブ積層方向Ｙの両端部近傍に配置されるチューブ挿入穴２２１にのみ設けられている。また、リブ２２３も、コアプレート２０におけるチューブ積層方向Ｙの両端部近傍に配置されている。本実施形態では、バーリング部２２１ａは、コアプレート２０におけるチューブ積層方向Ｙの端部から３つめまでのチューブ挿入穴２２１に設けられている。リブ２２３は、コアプレート２０におけるチューブ積層方向Ｙの端部から３つめまでの隣接するチューブ挿入穴２２１間、およびチューブ挿入穴２２１とインサート挿入穴２２２間に配置されている。

一般的に、チューブ１０間の温度差により熱歪みが発生するチューブ１０は、チューブ積層方向Ｙ両端部側に偏る傾向がある。このため、より大きな熱歪みが発生しやすいチューブ積層方向Ｙ両端部近傍に配置されるチューブ挿入穴２２１にのみバーリング部２２１ｂを形成するとともに、チューブ積層方向Ｙ両端部近傍にのみリブ２２３を形成することで、チューブ１０のチューブ巾方向Ｚ両端部への応力集中をより効果的に防止することができる。

また、チューブ積層方向Ｙ中間部に配置されるチューブ挿入穴２２１にバーリング部２２１ｂを設ける必要がなく、チューブ積層方向Ｙ中間部にリブ２２３を設ける必要もないため、コアプレート２０の成形性をより向上させることができる。

因みに、「コアプレート２０におけるチューブ積層方向Ｙの端部近傍」とは、一般的に用いられるチューブ１０の総本数が３０本以上のラジエータの場合、コアプレート２０におけるチューブ積層方向Ｙ端部からチューブ挿入穴２２１が３〜５個配置される範囲をいう。

（他の実施形態）
なお、上記各実施形態では、コアプレート２０のチューブ接合面２２にリブ２２３を設けたが、設けなくてもよい。

また、上記第２〜第４実施形態では、インサート挿入穴２２２の内周縁部にバーリング部を設けていないが、設けてもよい。

また、上記第３実施形態では、切断部２２１ｂを、チューブ挿入穴２２１の中心に接近するほどタンク２、３内方へ向かうように傾斜させたが、チューブ挿入穴２２１の中心に接近するほどタンク２、３外方へ向かうように傾斜させてもよい。この場合、バーリング部２２１ｂはタンク２、３の外方側に向けて突出させるとともに、リブ２２３はチューブ接合面２２からタンク内側に凸となるようにする。

また、上記第４実施形態では、切断部２２１ｂを、各チューブ挿入穴２２１に１つずつ設けたが、２つ以上設けてもよい。

また、上記第５実施形態では、チューブ挿入穴２２１のバーリング部２２１ａに切断部２２１ｂを設けていないが、切断部２２１ｂを設けてもよい。この場合、インサート挿入穴２２２の内周縁部にバーリング部を設けてもよい。また、切断部２２１ｂをチューブ挿入穴２２１におけるチューブ１０の円弧状部１０ｂに対応する部位に設けた場合、切断部２２１ｂを平坦な面２２４に対して傾斜させてもよい。

なお、上記各実施形態の構成は、熱歪みだけではなく、内圧の変化や車両の振動等に起因するチューブ１０の歪みに対しても、チューブ１０のチューブ巾方向Ｚ両端部への応力集中を防止する効果を発揮する。

第１実施形態に係る熱交換器の正面図である。 図１の熱交換器におけるタンク２、３およびチューブ１０の斜視断面図である。 （ａ）は図２のコアプレート２０単体の正面図、（ｂ）は（ａ）の下面図である。 図３（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。 第２実施形態に係る熱交換器におけるコアプレート２０単体の下面図である。 図５のＣ−Ｃ断面図である。 第３実施形態に係る熱交換器におけるコアプレート２０をチューブ巾方向Ｚで切断した断面図である。 第４実施形態に係る熱交換器におけるコアプレート２０単体の下面図である。 第５実施形態に係る熱交換器におけるコアプレート２０単体の下面図である。 従来の熱交換器におけるコアプレートＪ２０をチューブ積層方向で切断した断面図である。

符号の説明

１…コア部、２、３…タンク、４…インサート、１０…チューブ、２０…コアプレート、２１…タンク本体部、２２…チューブ接合面、２２１…チューブ挿入穴、２２１ａ…バーリング部、２２１ｂ…切断部、２２２…インサート挿入穴、２２３…リブ。

Claims (10)

1. 多数積層配置された扁平形状のチューブ（１０）を有するコア部（１）と、
   前記チューブ（１０）におけるチューブ長手方向（Ｘ）の両端部に設けられ、前記チューブ（１０）が接合されたコアプレート（２０）と、前記コアプレート（２０）とともにタンク内空間を構成するタンク本体部（２１）とを有しているタンク（２、３）とを備える熱交換器であって、
   前記チューブ（１０）におけるチューブ長手方向（Ｘ）の端部は、前記コアプレート（２０）におけるチューブ接合面（２２）のチューブ挿入穴（２２１）に挿入して接合されており、
   前記チューブ挿入穴（２２１）の内周縁部には、一側に突出する筒状のバーリング部（２２１ａ）が形成されており、
   前記チューブ挿入穴（２２１）の内周縁部のうちの少なくとも一箇所には、前記バーリング部（２２１ａ）を切断する切断部（２２１ｂ）が設けられていることを特徴とする熱交換器。
2. 前記チューブ（１０）は、チューブ長手方向（Ｘ）に直交する断面が、互いに平行な一対のストレート部（１０ａ）と、前記一対のストレート部（１０ａ）の端部同士を接続する円弧状部（１０ｂ）とからなり、
   前記切断部（２２１ｂ）は、前記チューブ挿入穴（２２１）における前記円弧状部（１０ｂ）に対応する部位に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。
3. 前記切断部（２２１ｂ）は、前記コアプレート（２０）におけるチューブ長手方向（Ｘ）に直交する面（２２４）に対して傾斜していることを特徴とする請求項２に記載の熱交換器。
4. チューブ長手方向（Ｘ）およびチューブ積層方向（Ｙ）に対してともに直交する方向をチューブ巾方向（Ｚ）としたとき、
   前記チューブ挿入穴（２２１）のチューブ巾方向（Ｚ）の長さ（Ｌ１）に対する前記切断部（２２１ｂ）をチューブ長手方向（Ｘ）に対して直交する仮想面に投影したときの投影長さ（Ｌ２）の比（Ｌ２／Ｌ１）は、０．０５以上、０．３以下の範囲であることを特徴とする請求項３に記載の熱交換器。
5. 前記チューブ（１０）は、チューブ長手方向（Ｘ）に直交する断面が、互いに平行な一対のストレート部（１０ａ）と、前記一対のストレート部（１０ａ）の端部同士を接続する円弧状部（１０ｂ）とからなり、
   前記切断部（２２１ｂ）は、前記チューブ挿入穴（２２１）における前記ストレート部（１０ａ）に対応する部位に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。
6. 前記バーリング部（２２１ａ）および前記切断部（２２１ｂ）は、前記コアプレート（２０）におけるチューブ積層方向（Ｙ）の両端部近傍に配置される前記チューブ挿入穴（２２１）にのみ設けられている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。
7. 多数積層配置された扁平形状のチューブ（１０）を有するコア部（１）と、
   前記チューブ（１０）におけるチューブ長手方向（Ｘ）の両端部に設けられ、前記チューブ（１０）が接合されたコアプレート（２０）と、前記コアプレート（２０）とともにタンク内空間を構成するタンク本体部（２１）とを有しているタンク（２、３）と、
   前記コア部（１）の端部にてチューブ長手方向（Ｘ）と略平行に配置され、両端部が前記コアプレート（２０）に支持されたインサート（４）とを備える熱交換器であって、
   前記チューブ（１０）におけるチューブ長手方向（Ｘ）の端部は、前記コアプレート（２０）におけるチューブ接合面（２２）のチューブ挿入穴（２２１）に挿入して接合されており、
   前記インサート（４）におけるチューブ長手方向（Ｘ）の端部は、前記コアプレート（２０）におけるチューブ接合面（２２）のインサート挿入穴（２２２）に挿入して接合されており、
   前記チューブ挿入穴（２２１）および前記インサート挿入穴（２２２）のうち、前記チューブ挿入穴（２２１）の内周縁部のみに、一側に突出する筒状のバーリング部（２２１ａ）が形成されていることを特徴とする熱交換器。
8. 前記バーリング部（２２１ａ）は、前記コアプレート（２０）におけるチューブ積層方向（Ｙ）の両端部近傍に配置される前記チューブ挿入穴（２２１）にのみ設けられていることを特徴とする請求項７に記載の熱交換器。
9. チューブ長手方向（Ｘ）およびチューブ積層方向（Ｙ）に対してともに直交する方向をチューブ巾方向（Ｚ）としたとき、
   前記チューブ接合面（２２）にはチューブ巾方向（Ｚ）に延びる複数のリブ（２２３）が形成されていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載の熱交換器。
10. 前記複数のリブ（２２３）は、前記コアプレート（２０）におけるチューブ積層方向（Ｙ）の両端部近傍に配置されていることを特徴とする請求項９に記載の熱交換器。

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