JP2009180468A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】チューブの端部をバーリング孔内面にロウ付けする際に、溶融ロウ付け材がフィン側に流れない熱交換器を提供すること。
【解決手段】タンク１のチューブ取付用の取付壁５に外方に突出させた孔形成用のバーリング部６が形成され、前記バーリング部６内に形成されたバーリング孔７に熱交換用のチューブ２の端部２ａが挿入され、前記チューブ２の端部２ａが前記バーリング孔７の内面にロウ付けされていると共に、前記チューブ２の外面にフィン（コルゲートフィン３）が取り付けられている。しかも、前記フィン（コルゲートフィン３）と前記バーリング部６とを離隔させる離隔手段（ビード８，小突起９，１０，小ビード１１，１２，フィン側突部１３）が設けられている。
【選択図】 図１

Description

この発明は、タンクのチューブ取付用の壁部にバーリング孔を設けると共に、このバーリング孔に熱交換用のチューブ端部を挿入してロウ付けするようにした熱交換器に関するものである。

この種の熱交換器としては、例えば自動車のラジエータ等がある。このような熱交換器では、並設された多数の熱交換用の扁平なチューブの両端部を一対のタンクにそれぞれ接続すると共に、この多数のチューブ間にフィンを設けた構成としているのが普通である。尚、このような熱交換器のタンクは、２つに分割されたタンク部材の開放端同士を合わせて、この２つタンク部材の合わせ部を接合することにより形成しているのが普通である。

このような熱交換器では、タンクのチューブ取付用の壁部にバーリング孔を形成し、このバーリング孔にチューブの端部を挿入すると共に、バーリング孔に熱交換用のチューブ端部をロウ付けすることにより、チューブをタンクの壁部に確実に固定するようにしている（例えば、特許文献１〜３参照）。

このような熱交換器においては、バーリング孔を形成するバーリング部をタンクの内側に突出させた構成と、バーリング孔を形成するバーリング部をタンクの外方に突出させた構成が知られている。

前者のようにバーリング部をタンクの内側に突出させた構成ではタンク内のクーラント（冷却水または冷却液）の流れの抵抗となるので、後者のようにバーリング部をタンクの外方に突出させた構成とするのが望ましい。
実開昭６２−５０８６９号公報 特開平７−３０５９９２号公報 特開２００３−８３６９７号公報

ところで、バーリング部をタンクの外方に突出させた構成では、一方のタンク部材の開放端とは反対側の壁部にタンク外に突出する孔形成用のバーリング部を形成しておいて、一方のタンク部材の合わせ部を接合する前に、バーリング部内のバーリング孔にチューブの端部を挿入し、このバーリング孔とチューブの端部との間にロウ付け材を溶融させて充填し、このロウ付け材を固化させることにより、チューブを一方のタンク部材の開放端とは反対側の壁部に取り付けるようにしている。

しかしながら、チューブの外面に設けられるフィンはバーリング部に近接させられていて、フィンとバーリング部との間に形成される狭い隙間が形成される場合がある。この場合には、ロウ付け時に溶融ロウ付け材がバーリング孔とチューブの端部との間からバーリング部の先端とフィンとの間に形成される狭い隙間から毛細管現象によりフィン側に流れて、チューブとバーリング孔内面との間に未接着部が発生することがあった。

そこで、この発明は、チューブの端部をバーリング孔内面にロウ付けする際に、溶融ロウ付け材がフィン側に流れない熱交換器を提供することを目的とするものである。

そこで、この発明は、タンクのチューブ取付用の取付壁に外方に突出させた孔形成用のバーリング部が形成され、前記バーリング部内に形成されたバーリング孔に熱交換用のチューブの端部が挿入され、前記チューブの端部が前記バーリング孔の内面にロウ付けされていると共に、前記チューブの外面にフィンが取り付けられた熱交換器において、前記フィンと前記バーリング部とを離隔させる離隔手段が設けられている熱交換器としたことを特徴とする。

この構成によれば、チューブの端部をバーリング孔内面にロウ付けする際に、溶融ロウ付け材がフィン側に流れるのを防止して、チューブとバーリング孔内面とを確実に接着できる。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１（ａ）は、ラジエータ等の熱交換器を部分的に示したものである。この熱交換器は、一対のタンク１，（他方図示せず）を有すると共に、複数の熱交換用の扁平なチューブ２と、コルゲートフィン３を有する。

この複数のチューブ２は、互いに平行に間隔をおいて且つタンク１，（他方図示せず）に対して垂直にタンク１，（他方図示せず）間に配設されている。しかも、コルゲートフィン３は、隣接するチューブ２，２間に介装されている。また、コルゲートフィン３は、チューブ２の長手方向（図１では上下方向）に波形状に形成されていて、波形状の頂部３ａがチューブ２の外面に固定されている。

更に、タンク１は、２つに分割されたタンク部材１ａ，１ｂを有する。しかも、タンク部材１ａ，１ｂは、開放端同士が合わせ部４で合わせられていると共に、合わせ部４が溶接固定されている。このタンク部材１ａは、開放端（合わせ部４）側と反対側にチューブ取付用の取付壁５が設けられている。

この取付壁５にはタンク外方に突出する孔形成用のバーリング部６がタンク１の長手方向（図１（ａ）では左右方向）に間隔をおいて複数形成され、この各バーリング部６内にはバーリング孔７が形成されている。そして、各バーリング孔７内には、チューブ２の端部２ａが挿入されている。しかも、チューブ２の端部２ａはバーリング孔７内に図示を省略したロー付け材でロウ付け固定されている。

また、このチューブ２の端部２ａはバーリング孔７からタンク１内（タンク部材１ａ内）に突出しない状態になっていて、内部を流れるクーラントの流体抵抗とならないようになっている。

また、コルゲートフィン３は、チューブ２，２間に介装されていると共に、チューブ２の長手方向に波形状に形成されていて、湾曲する頂部３ａがチューブ２，２の外面に固着されている。尚、コルゲートフィン３の端部３ｂもチューブ２の外面に固着されている。

更に、このチューブ２の両扁平面には、チューブ２の端部２ａの近傍に位置させてビード（チューブ側突部）８がそれぞれ形成されている（図１（ｂ）参照）。このビード８は、バーリング部６の先端に近接させられていて、バーリング部６とコルゲートフィン３の端部とを離隔させる離隔手段として形成されている。尚、このビード８は、扁平なチューブ２の幅方向両側縁まで延設されていると共に、蒲鉾状（半円柱状）に形成されている。

このような構成においては、タンク部材１ａの内側からチューブ２の端部２ａをバーリング孔７内に図示を省略したロー付け材でロウ付け固定する際、溶融ロウ付け材がコルゲートフィン３の端部側に流れるのを防止する。尚、コルゲートフィン３の端部３ｂはビード８に近接させられている。
（変形例１）
図１（ａ）では、コルゲートフィン３の端部３ｂをチューブ２の外面に固着させた構成としているが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、図２に示したようにコルゲートフィン３の端部３ｂをチューブ２の外面から離反させた構成としても良い。
（変形例２）
また、上述した実施例では、バーリング部６とコルゲートフィン３の端部とを離隔させる離隔手段として、チューブ２の幅方向の両側縁まで延びるビード８をチューブ２の端部２ａ近傍に設けた例を示したが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、図３（ａ）〜（ｆ）に示したような離隔手段をチューブ２の端部２ａ近傍に設けた構成としても良い。

図３（ａ）は、傾斜する複数の小ビード（チューブ側突部）９を離隔手段としてチューブ２の端部２ａ近傍に設けた例を示したものである。この複数の小ビード９は千鳥状に配列してある。

また、図３（ｂ）は、一対の円形状の小突起（チューブ側突部）１０，１０を離隔手段としてチューブ２の端部２ａ近傍に設けた例を示したものである。この一対の小突起１０，１０はチューブ２の幅方向に並設されている。

更に、図３（ｃ）は、チューブ２の端部２ａ近傍に一対の小ビード（チューブ側突部）１１，１１を離隔手段として設けた例を示したものである。この一対の小ビード１１，１１は、チューブ２の長手方向に細長く延びていると共に、チューブ２の幅方向に間隔をおいて並設されている。

また、図３（ｄ）は、一つの小円形状の突起（チューブ側突部）１０を離隔手段としてチューブ２の端部２ａ近傍に設けた例を示したものである。この突起１０はチューブ２の幅方向の略中央部に設けられている。

更に、図３（ｅ）は、チューブ２の幅方向に延びる一対の小ビード（チューブ側突部）１２，１２を離隔手段としてチューブ２の端部２ａ近傍に設けた例を示したものである。この一対の小ビード１２，１２はチューブ２の幅方向に直列に配列されている。

また、図３（ｆ）は、チューブ２の幅方向に延びる一つ小ビード（チューブ側突部）１２を離隔手段としてチューブ２の端部２ａ近傍に設けた例を示したものである。この小ビード１２はチューブ２の幅方向の略中央部に配設されている。

この図３（ａ）〜図３（ｆ）のような構成とすることにより、小突起９，１０，小ビード１１，１２等をプレス成形により内側から外側に膨出するように形成しても、チューブ２内を流れるクーラントの流体抵抗は小さなものとなるので、クーラントの流れが大きく阻害されることはない。
（変形例３）
また、上述した実施例では、バーリング部６とコルゲートフィン３の端部とを離隔させる離隔手段をチューブ２の端部２ａ近傍に設けた例を示したが、必ずしもこれに限定されるものではない。

例えば、図４に示したように、タンク部材１ａの取付壁５側に向けて折曲により形成したフィン側突部１３をコルゲートフィン３の端部３ｂに設けた構成としても良い。この図４では、フィン側突部１３が隣接するチューブ２，２間の略中央に位置している。このようにすることで、フィン側突部１３とチューブ２の外面との間に間隙１４が形成されていると共に、隙間１４の間隔はロウ付け時に隙間１４に溶融ロウ付け材が毛細管現象により流れない寸法に設定されている。

このフィン側突部１３は、図５（ａ），図５（ｂ）に示したようにＬ字状に形成しても良い。この図５（ａ），図５（ｂ）で異なる点は、図５（ａ）がフィン側突部１３の先端部１３ａを垂直に折曲しているのに対して、図５（ｂ）がフィン側突部１３の先端部１３ａをＲ状の角部で折曲している点である。これらの構成によれば、先端部１３ａを上述した取付壁５に面で当接させることができるので、フィン側突部１３の取付壁５への取り付けを確実にできる。

また、フィン側突部１３は、図５（ｃ）に示したように波形状に形成することもできる。

この図４，図５場合には、チューブ２側にプレス等による離隔手段を設ける必要がないので、チューブ２内を流れるクーラントに流体抵抗を生じさせるような凹部が形成されない。しかも、離隔手段としてのフィン側突部１３は、コルゲートフィン３と一体に形成されているので、放熱面積を大きく取ることができる。
（変形例４）
また、図６は、図４のタンク１と組み合わせて用いるタンク１′の例を示したものである。尚、この図６のタンク１′に付した符号は、タンク１に付した符号と同一又は類似する符号に「′」を付したものである。

この図６のタンク１′は、図６，図７に示したように、バーリング部６′の外端部の内周面側に面取部６ａ′を設けることにより、バーリング部６′の外端部の内周面側とチューブ２の外面との間に外端に向かうに従って拡開する空間６ｂ′形成した例を示したものである。この場合、コルゲートフィン３がバーリング部６′の先端に近接していても、ロウ付け時の溶融ロウ付け材の毛細管現象による流れが空間６ｂ′の中間部で止まってコルゲートフィン３の端部３ｂ′側に流れるのを防止できる。
（変形例５）
また、図８，図９は、図４のタンク１と組み合わせて用いるタンク１の例を示したものである。尚、この図８のタンク１′に付した符号は、タンク１に付した符号と同一又は類似する符号に「′」を付したものである。

この図８は、バーリング部６′が外端に向かうに従って拡開するように断面形状を突出方向の中間の折曲部６ｄ′から折り曲げることにより、バーリング部６′の内周面側とチューブ２の外面との間に外端に向かうに従って拡開する大きな空間６ｃ′を形成した例を示したものである。

この場合には、コルゲートフィン３の端部３ｂがバーリング部６′の外端に当接していても、ロウ付け時の溶融ロウ付け材の毛細管現象による流れが空間６ｃ′の中間部で止まってコルゲートフィン３の端部３ｂ側に流れるのを防止できる。

以上説明したように、この発明の実施の形態の熱交換器は、タンク１のチューブ取付用の取付壁５に外方に突出させた孔形成用のバーリング部６が形成され、前記バーリング部６内に形成されたバーリング孔７に熱交換用のチューブ２の端部２ａが挿入され、前記チューブ２の端部２ａが前記バーリング孔７の内面にロウ付けされていると共に、前記チューブ２の外面にフィン（コルゲートフィン３）が取り付けられている。しかも、前記フィン（コルゲートフィン３）と前記バーリング部６とを離隔させる離隔手段（ビード８，小突起９，１０，小ビード１１，１２，フィン側突部１３）が設けられている。

この構成によれば、チューブ２の端部をバーリング孔７内面にロウ付けする際に、溶融ロウ付け材がフィン（コルゲートフィン３）側に流れるのを防止して、チューブ２とバーリング孔７内面とを確実に接着できる。

また、この発明の実施の形態の熱交換器において、前記離隔手段は前記チューブ２の端部近傍の外面に設けられたチューブ側突部（ビード８，小突起９，１０，小ビード１１，１２）であることを特徴とする熱交換器。

この構成によれば、簡単な構成でチューブ２の端部をバーリング孔７内面にロウ付けする際に、溶融ロウ付け材がフィン（コルゲートフィン３）側に流れるのを防止して、チューブ２とバーリング孔７内面とを確実に接着できる。

また、この発明の実施の形態の熱交換器において、前記離隔手段は前記取付壁５に向けて前記フィンに設けられ且つ先端が前記取付壁５に当接するフィン側突部１３としている。

この構成によれば、簡単な構成でチューブ２の端部をバーリング孔７内面にロウ付けする際に、溶融ロウ付け材がフィン（コルゲートフィン３）側に流れるのを防止して、チューブ２とバーリング孔７内面とを確実に接着できる。

更に、前記フィン側突部１３と前記チューブ２の外面との間に間隙が形成されていると共に、前記隙間の間隔は前記ロウ付け時に前記隙間に溶融ロウ付け材が毛細管現象により流れない寸法に設定されている。

この構成によれば、簡単な構成でチューブ２の端部をバーリング孔７内面にロウ付けする際に、溶融ロウ付け材がフィン（コルゲートフィン３）側に流れるのを防止して、チューブ２とバーリング孔７内面とを確実に接着できる。しかも、フィン側突部１３は放熱面積を広げて、より効果的な熱交換ができる。

（ａ）はこの発明に係る熱交換器の要部断面図、（ｂ）は（ａ）の熱交換用のチューブの部分斜視図である。 この発明に係る熱交換器の変形例を示す要部断面図である。 （ａ）〜（ｆ）は、図１に示した離隔手段の他の変形例を示す説明図である。 この発明に係る熱交換器の他の変形例を示す要部断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、図４に示した離隔手段の他の変形例を示す説明図である。 この発明に係る熱交換器の変形例を示す断面図である。 図６の部分拡大図である。 この発明に係る熱交換器の他の変形例を示す断面図である。 図８の部分拡大図である。

符号の説明

１・・・タンク
２・・・チューブ
２ａ・・・端部
３・・・フィン（コルゲートフィン）
５・・・取付壁
６・・・バーリング部
７・・・バーリング孔
８・・・ビード（離隔手段）
９・・・小突起（離隔手段）
１０・・・小突起（離隔手段）
１１・・・小ビード（離隔手段）
１２・・・小ビード（離隔手段）
１３・・・フィン側突部（離隔手段）

Claims (4)

1. タンクのチューブ取付用の取付壁に外方に突出させた孔形成用のバーリング部が形成され、前記バーリング部内に形成されたバーリング孔に熱交換用のチューブの端部が挿入され、前記チューブの端部が前記バーリング孔の内面にロウ付けされていると共に、前記チューブの外面にフィンが取り付けられた熱交換器において、
   前記フィンと前記バーリング部とを離隔させる離隔手段が設けられていることを特徴とする熱交換器。
2. 請求項１に記載の熱交換器において、前記離隔手段は前記チューブの端部近傍の外面に設けられたチューブ側突部であることを特徴とする熱交換器。
3. 請求項１に記載の熱交換器において、前記離隔手段は前記取付壁に向けて前記フィンに設けられ且つ先端が前記取付壁に当接するフィン側突部であることを特徴とする熱交換器。
4. 請求項３に記載の熱交換器において、前記フィン側突部と前記チューブの外面との間に間隙が形成されていると共に、前記隙間の間隔は前記ロウ付け時に前記隙間に溶融ロウ付け材が毛細管現象により流れない寸法に設定されていることを特徴とする熱交換器。

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