JP2017172863A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】熱交換器において、チューブの組み立て性が向上すること。【解決手段】吸気（第１流体）と冷却液（第２流体）とが熱交換する熱交換器１は、吸気が流通する筒状の筒体５と、筒体５の内部に収容され、冷却液が流通するチューブ９と、を備える。チューブ９は、吸気と冷却液との間で熱を伝達するチューブ伝熱部９Ｃと、チューブ伝熱部９Ｃから延設され、筒体５の内面５Ｂに沿って吸気の流路方向に延びるチューブ端部９Ａ、９Ｂと、チューブ端部９Ａ、９Ｂに開口するスリット２１、２２（凹部）と、を有する。筒体５は、内面５Ｂから突出してスリット２１、２２に差し込まれるリブ３１、３２（突出部）を有する。【選択図】図４

Description

本発明は、２つの流体がチューブの内外を流通して熱交換する熱交換器に関する。

特許文献１には、車両の空調装置に用いられる積層型熱交換器が開示されている。

上記熱交換器は、チューブとフィンが交互に並んで積層されたものであり、送風空気が流通するケース内に収容される。

上記熱交換器では、送風空気がチューブとフィンの間の流路を流通し、チューブ内を循環する冷媒に放熱する。熱交換器は、チューブの端部がパッキンに覆われ、送風された空気がチューブの端部のまわり流通させないようにしている。こうして、熱交換器では、送風空気がチューブの端部を避けるようにしてチューブとフィンの間の流路を流通することで、熱交換効率が向上する。

上記熱交換器の製造時には、チューブ及びフィンが積層された組立体が形成される。組立体は、加熱炉にて加熱されることで、各部材どうしがロウ付けされる。

特開平７−５２６３７号公報

しかしながら、特許文献１の熱交換器において、組立体は、積層されるチューブどうしを位置決めする機構を持たないため、チューブの組み立て性を向上させることが難しいという課題がある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、熱交換器において、熱交換効率を向上させるとともに、チューブの組み立て性を向上させることを目的とする。

本発明のある態様によれば、第１流体と第２流体とが熱交換する熱交換器であって、第１流体が流通する筒状の筒体と、前記筒体の内部に収容され、第２流体が流通するチューブと、を備え、前記チューブは、第１流体と第２流体との間で熱を伝達するチューブ伝熱部と、前記筒体の内面に沿って第１流体の流路方向に延びるチューブ端部と、前記チューブ端部に開口する凹部と、を有し、前記筒体は、前記内面から突出して前記凹部に差し込まれる突出部を有することを特徴とする熱交換器が提供される。

上記態様によれば、熱交換器では、筒体の内面に沿って流通する第１流体は、チューブ端部の凹部に差し込まれた突出部に当たることにより、チューブ端部からチューブ伝熱部に向かう方向に導かれる。これにより、第１流体と第２流体との熱交換が促され、熱交換器における熱交換効率が向上する。また、熱交換器の組み立て時には、筒体の突出部がチューブの凹部に差し込まれることにより、筒体に対するチューブの位置決めが行われる。よって、熱交換器における熱交換効率を向上する。したがって、熱交換器において、熱交換効率を向上させるとともに、チューブの組み立て性を向上させることができる。

図１は、本発明の実施形態に係る熱交換器を示す斜視図である。 図２は、熱交換器の組立体を分解した状態で示す斜視図である。 図３は、筒体及びコアを分解した状態で示す斜視図である。 図４は、筒体及びコアを示す断面図である。 図５は、筒体及びコアを示す斜視図である。 図６は、コアを示す斜視図である。 図７は、組立体を示す斜視図である。 図８は、枠体を示す正面図である。 図９は、変形例に係る筒体及びコアを示す断面図である。 図１０は、他の変形例に係る筒体及びコアを示す断面図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

図１に示す熱交換器１は、エンジン（図示省略）に過給される吸気を冷却液（媒体）によって冷却する水冷式チャージエアクーラとして用いられる。ここでは、吸気が第１流体であり、冷却液が第２流体である。

熱交換器１は、パイプ３、４が突出する筒状の筒体５と、筒体５の両開口端に接続される１対のダクト６、７と、筒体５の内部に収容されるコア２（図２参照）と、を備える。

パイプ３、４には、冷却液が循環する配管（図示省略）が接続される。エンジンの運転時に、ポンプ（図示省略）から配管を通じて送られる冷却液は、一方のパイプ３を通じてコア２の内部に流入する。コア２の内部を流通して熱交換した冷却液は、他方のパイプ４から流出する。こうして熱交換器１から流出した冷却液は、配管を通じて放熱器（図示省略）に導かれ、放熱器で外気に放熱した後に、ポンプに吸い込まれて循環するようになっている。

ダクト６、７には、エンジンの吸気が流通する吸気管（図示省略）が接続される。エンジンの運転時に、吸気は、吸気管を通じて一方のダクト６から筒体５を介してコア２に流入する。コア２を流通する吸気は、コア２の内部を流通する冷却液に放熱して冷却される。こうして熱交換器１で冷却された吸気は、他方のダクト７から吸気管を通じてエンジンに吸入される。

次に、コア２について説明する。

図２に示すように、コア２は、積層される複数のチューブ９と、各チューブ９の間に介装されるフィン８と、を備える。チューブ９とフィン８との間には、吸気が流通する流路１９（熱交換流路）が形成される。コア２は、フィン８を備えることで表面積が増大する。なお、コア２は、フィン８を備える構成に限らず、チューブ９のみが空間を介して積層される構成であってもよい。

以下、各図面において互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚの３軸を設定して説明する。なお、コア２において、チューブ９が延びるＸ軸方向を「流路幅方向」と呼び、吸気が流路１９を流れるＹ軸方向を「流路方向」と呼び、チューブ９が並ぶＺ軸方向を「積層方向」と呼ぶ。

図３、図４に示すように、チューブ９は、流路幅方向（Ｘ軸方向）及び流路方向（Ｙ軸方向）に延びる扁平な流路部材である。チューブ９は、第１流体と第２流体との間で熱を伝達するチューブ伝熱部９Ｃと、前記筒体５の内面５Ｂに沿って流路方向（Ｙ軸方向）に延びるチューブ端部９Ａ、９Ｂと、を備える。チューブ９は、２枚のトレイ状をしたチューブシート２０を接合して形成される。

チューブシート２０は、チューブ内流路１１を形成する流路壁２７と、流路壁２７から円環状に突出する２つのバーリング２９と、流路壁２７を囲むように接合されるフランジ２６と、を有する。

フランジ２６は、流路幅方向（Ｘ軸方向）に延びるチューブ９の中心線Ｏについて対称的に形成される。１つのチューブ９を構成する２枚のチューブシート２０は、互いに対向して接合される。チューブ端部９Ａ、９Ｂは、互いに接合する２つのフランジ２６によって構成される。

流路壁２７は、Ｕ字状に延びる複数（３本）のビード２８と、バーリング２９が開口する２つのタンク壁部２７Ｂと、冷却液を折り返すように流通させるターン壁部２７Ａと、を有する。ビード２８は、一方のタンク壁部２７Ｂの近傍から他方のタンク壁部２７Ｂの近傍へと延びる。チューブ伝熱部９Ｃは、互いに対向する２つの流路壁２７によって構成される。

隣り合うチューブ９に設けられるバーリング２９どうしは、互いに接続され、冷却液が流通する給排流路１２（タンク流路）を形成する。

図２に示すように、筒体５の上端には、パイププレート１８を介してパイプ３、４が接合される。パイプ３、４は、最上部に設けられる２つのバーリング２９にそれぞれ接続される。

パイプ３を通じてコア２の内部に流入する冷却液は、一方の給排流路１２から各チューブ内流路１１に分配される。冷却液は、チューブ内流路１１にて流路幅方向（Ｘ軸方向）について折り返すように流通して熱交換した後に、他方の給排流路１２に集合し、パイプ４を通じて流出する。

コルゲート状のフィン８は、チューブ９との間にＹ軸方向に延びる流路１９を形成する。矩形の外形を有するフィン８は、流路方向（Ｙ軸方向）に延びるフィン側端８Ａ、８Ｂを有する。

図５に示すように、矩形の外形を有するチューブ９は、フィン８の両フィン側端８Ａ、８Ｂに対して流路幅方向（Ｘ軸方向）に突出して流路方向（Ｙ軸方向）に延びるチューブ端部９Ａ、９Ｂ（図５参照）を有する。

熱交換器１は、チューブ９を筒体５に組み付ける際に、チューブ９を筒体５に対して位置決めする位置決め機構を備える。

図４に示すように、位置決め機構は、チューブ端部９Ａ、９Ｂに開口するスリット２１、２２（凹部）と、筒体５から突出してスリット２１、２２にそれぞれ差し込まれるリブ３１、３２（突出部）と、によって構成される。

スリット２１は、チューブ端部９Ａに開口し、流路幅方向（Ｘ軸方向）に延びるスリット状に形成される。スリット２１は、２つのタンク壁部２７Ｂの間に配置され、チューブ９の中心線Ｏ上に延びるように形成される。

２つのスリット２２は、チューブ端部９Ｂに開口し、流路幅方向（Ｘ軸方向）に延びるスリット状に形成される。２つのスリット２２は、ターン壁部２７Ａを挟むようにチューブ端部９Ｂの両隅部に配置される。

こうして、スリット２１、２２は、チューブ内流路１１を避けるようにして、チューブ端部９Ａ、９Ｂに形成される。

なお、チューブ９は、スリット２１、２２を有する構成に限らず、チューブ端部９Ａ、９Ｂに開口する凹部として、切り欠きや窪みを有する構成としてもよい。

次に、筒体５について説明する。

図３に示すように、筒状の筒体５は、互いに組み付けられる第１ケース３０及び第２ケース４０を備える。第１ケース３０及び第２ケース４０は、互いに対向するコの字形（Ｕの字形）にプレス成形される。

第１ケース３０は、流路幅方向（Ｘ軸方向）及び流路方向（Ｙ軸方向）に延びる底板部３５と、底板部３５の両端から曲折して積層方向（Ｚ軸方向）及び流路方向（Ｙ軸方向）に延びる側板部３３及び側板部３４と、を有する。底板部３５は、フィン８の下部が収まる矩形状の収容凹部３５Ａを有する。側板部３３及び側板部３４は、チューブ端部９Ａ、９Ｂのそれぞれに対峙する。

第１ケース３０には、筒体５の内面５Ｂから突出する突出部として、側板部３３の中央部を打ち抜いた部位を折り曲げてリブ３１が形成される。側板部３３は、リブ３１が折り曲げられたあとに開口する開口部３３Ａを有する。

リブ３１は、流路幅方向（Ｘ軸方向）及び積層方向（Ｚ軸方向）に延びる矩形の板状に形成され、チューブ端部９Ａに向けて突出する。図５に示すように、組み立て時に、リブ３１は、チューブ９のスリット２１に差し込まれる。これにより、リブ３１は、その先端が積層されるフィン８のフィン側端８Ａに対して近接して対向する。なお、これに限らず、リブ３１は、その先端が積層されるフィン８のフィン側端８Ａに当接して接合される構成としてもよい。

第１ケース３０には、筒体５の内面５Ｂから突出する突出部として、側板部３４の２箇所を打ち抜いた部位を折り曲げて２つのリブ３２が形成される。側板部３４は、２つのリブ３１が折り曲げられたあとに開口する２つの開口部３４Ａを有する。

第２ケース４０は、流路幅方向（Ｘ軸方向）及び流路方向（Ｙ軸方向）に延びる底板部４５と、底板部３５の両端から曲折して積層方向（Ｚ軸方向）及び流路方向（Ｙ軸方向）に延びる側板部４３及び側板部４４と、を有する。底板部４５は、フィン８の上部が収まる矩形状の収容凹部４５Ａを有する。

第２ケース４０の側板部４３及び側板部４４は、第１ケース３０の側板部３３及び側板部３４にそれぞれ重合する。第１ケース３０の側板部３３の開口部３３Ａは、第２ケース４０の側板部４３によって塞がれる。第１ケース３０の側板部３４の開口部３４Ａは、第２ケース４０の側板部４４によって塞がれる。

２つのリブ３２は、流路幅方向（Ｘ軸方向）及び積層方向（Ｚ軸方向）に延びる矩形の板状に形成される。図５に示すように、組み立て時に、２つのリブ３２は、チューブ９のスリット２２に差し込まれる。これにより、２つのリブ３２は、それぞれの先端が積層されるフィン８のフィン側端８Ｂに対して近接して対向する。なお、これに限らず、２つのリブ３２は、それぞれの先端が積層されるフィン８のフィン側端８Ｂに当接して接合される構成としてもよい。

図３〜図６に示すように、第１ケース３０には、前後１対（４つ）の膨出部３６Ａが形成される。膨出部３６Ａは、側板部３３と側板部３４とが曲折する部位の前後端にそれぞれ形成される。

第２ケース４０には、側板部４３及び側板部４４の先端隅部に開口する前後１対（４つ）の切欠部４６Ａが形成される。切欠部４６Ａは、第１ケース３０と第２ケース４０とが組み立てられた状態で、第１ケース３０の膨出部３６Ａを避けるように形成される。

第２ケース４０は、切欠部４６Ａが第１ケース３０の膨出部３６Ａに嵌ることにより、側板部４３、側板部４４が筒体５の角部５Ｃを避けるようにして第１ケース３０の側板部３３、側板部３４に重合する。

図８に示すように、筒体５は、前の開口端部に４つの角部５Ｃを有する。図８において上方の２つの角部５Ｃは、第２ケース４０によって形成される。図８において下方の２つの角部５Ｃは、第１ケース３０の膨出部３６Ａによって形成される。なお、筒体５は、後の開口端部にも同様の角部５Ｃを有する。

図２に示すように、第１ケース３０及び第２ケース４０によって形成される筒体５の前後開口端部には、１対の枠体６０が嵌合される。

図８に示すように、枠体６０は、略矩形の環状をした枠部６１を有する。枠部６１は、その内周に環状の嵌合面６１Ａを有する。嵌合面６１Ａは、筒体５の外面５Ａに嵌合される。

図７に示すように、枠部６１は、Ｕ字形の断面形状を有し、その内側にダクト６、７が組み付けられる環状の収容凹部６６が形成される。

枠体６０は、枠部６１の内周端からフック状に突出する複数（１４個）の内側係合部６５を有する。内側係合部６５は、枠部６１からＵ字形の断面形状をもって延設される。内側係合部６５は、間隙をもって嵌合面６１Ａに対峙する係合面６５Ａを有する。係合面６５Ａは、筒体５の内面５Ｂに係合する。

図８に示すように、積層方向（Ｚ軸方向）に並ぶ２対の内側係合部６５は、枠部６１との間に第１ケース３０及び第２ケース４０を挟持する。

積層方向（Ｚ軸方向）に並ぶ２対の内側係合部６５のうち下方の内側係合部６５は、係合面６５Ａの一部が第１ケース３０の膨出部３６Ａに対峙し、膨出部３６Ａによって形成される筒体５の角部５Ｃを枠体６０の角部６０Ｃに押し付けるようになっている。

図８の上方にて流路幅方向（Ｘ軸方向）に並ぶ５つの内側係合部６５は、枠部６１との間に第２ケース４０のみを挟持する。

図８の下方にて流路幅方向（Ｘ軸方向）に並ぶ５つの内側係合部６５は、枠部６１との間に第１ケース３０のみを挟持する。

流路幅方向（Ｘ軸方向）について両端の内側係合部６５は、枠体６０の角部６０Ｃに近接する部位に係合する。具体的には、流路方向（Ｙ軸方向）から見た図８において、枠体６０は、筒体５の角部５Ｃに対峙して湾曲する角部６０Ｃと、角部６０Ｃに連設して内面５Ｂが直線状に延びる角連設部６０Ｄと、を有する。内側係合部６５は、角連設部６０Ｄから突出して、内側係合部６５は筒体５の角部５Ｃの近傍に係合することにより、筒体５の角部５Ｃを枠体６０の角部６０Ｃに押し付けるようになっている。

枠体６０は、枠部６１の外周端から爪状に突出する複数の外側係合部６７を有する。図１に示すように、外側係合部６７は、枠部６１の収容凹部６６に収まるダクト６、７の外面に対峙するように突出し、所定の間隔をもって並ぶ。外側係合部６７は、後述するように、枠部６１に組み付けられたダクト６、７をカシメ結合するように折り曲げられる。

チューブシート２０、フィン８、第１ケース３０、第２ケース４０、パイププレート１８、及び枠体６０の各部材は、例えばアルミニウムなどの金属板をプレス成形される。各部材は、接合面にロウ材及びフラックスが塗布されたクラッド材が用いられる。

熱交換器の製造時には、パイプ３、４、チューブシート２０、フィン８、第１ケース３０、第２ケース４０、パイププレート１８、及び枠体６０によって組立体１０（図７参照）を組み立てる組み立て工程と、組立体１０を加熱炉（図示省略）に搬送して各部材をロウ付けする接合工程と、が行われる。

組み立て工程では、以下の手順で組立体１０を組み立てる。
・先ず、第１ケース３０にチューブシート２０、フィン８を積層して収容する。
・続いて、第１ケース３０に第２ケース４０を重合させて組み付ける。
・続いて、第１ケース３０及び第２ケース４０にわたって前後の枠体６０を嵌合させて組み付ける。
・続いて、内側係合部６５を折り曲げて、第２ケース４０及び第１ケース３０を枠部６１との間に挟持する。
・パイプ３、４をパイププレート１８を介して筒体５に組み付ける。

こうして組み立てられた組立体１０は、積層されたチューブシート２０、フィン８、第１ケース３０、第２ケース４０が前後の枠体６０によって拘束される。これにより、コア２を構成するチューブシート２０、フィン８が隙間なく積層された状態に保持される。このため、組立体１０は、各部材を拘束するバンドまたは治具などの拘束具を用いないで各部材の組み付け状態が維持される。

なお、上述した構成に限らず、バンド（拘束具）または治具などを用いて、組立体１０の各部材を保持する構成としてもよい。

接合工程において、組立体１０は、加熱炉に搬入されて加熱処理が行われる。これにより、組立体１０は、各部材が溶融するロウ材を介して接合するロウ付けが行われる。

接合工程を経て接合された組立体１０には、ダクト６、７が接続される。ダクト６、７は、その開口端が枠体６０の枠部６１に嵌合され、各外側係合部６７が折り曲げられることによってカシメ結合される。

次に、本実施形態の効果について説明する。

本実施形態によれば、吸気（第１流体）と冷却液（第２流体）とが熱交換する熱交換器１は、吸気が流通する筒状の筒体５と、筒体５の内部に収容され、冷却液が流通するチューブ９と、を備える。チューブ９は、吸気と冷却液との間で熱を伝達するチューブ伝熱部９Ｃと、チューブ伝熱部９Ｃから延設され、筒体５の内面５Ｂに沿って吸気の流路方向に延びるチューブ端部９Ａ、９Ｂと、チューブ端部９Ａ、９Ｂに開口するスリット２１、２２（凹部）と、を有する。筒体５は、内面５Ｂから突出してスリット２１、２２に差し込まれるリブ３１、３２（突出部）を有する。

上記構成に基づき、熱交換器１の作動時に、筒体５の内部を流通する吸気は、チューブ伝熱部９Ｃに沿って流通することにより、チューブ９の内部を流通する冷却液とチューブ伝熱部９Ｃを介して熱交換する。筒体５の内面５Ｂに沿って流通する吸気は、チューブ端部９Ａ、９Ｂのスリット２１、２２に差し込まれたリブ３１、３２に当たることにより、チューブ端部９Ａ、９Ｂからチューブ伝熱部９Ｃに向かう方向に導かれる。こうして、熱交換器１では、吸気がブ３１、３２を介してチューブ伝熱部９Ｃに沿って流通するように導かれることにより、吸気と冷却液との熱交換が促され、熱交換器１における熱交換効率が向上する。

チューブ９の組み立て時には、リブ３１、３２がスリット２１、２２に差し込まれる構成により、筒体５に対するチューブ９の位置決めが行われる。よって、熱交換器１は、チューブ９の組み立て性が向上する。

また、チューブ９は、互いに接合される２つのチューブシート２０を備える。チューブシート２０は、冷却液が流通するチューブ内流路１１を形成する流路壁２７と、流路壁２７を囲むようにして互いに接合されるフランジ２６と、を有する。そして、スリット２１、２２は、フランジ２６に開口される構成とした。

上記構成に基づき、スリット２１、２２は、チューブ内流路１１を避けるようにして形成される。これにより、熱交換器１は、チューブ内流路１１を流通する冷却液がスリット２１、２２を通じて外部に洩れることが防止される。

また、チューブシート２０は、冷却液が流通する給排流路１２を形成する２つのバーリング２９を有する。流路壁２７は、バーリング２９が開口する２つのタンク壁部２７Ｂを有する。そして、スリット２１が２つのタンク壁部２７Ｂの間に配置される構成とした。

上記構成に基づき、バーリング２９の外側を流れる吸気は、スリット２１に差し込まれるリブ３１に当たってチューブ伝熱部９Ｃの方に向けられ、冷却液との熱交換が促される。

また、流路壁２７は、冷却液を一方の給排流路１２から他方の給排流路１２へと折り返すように流通させるターン壁部２７Ａを有する。そして、２つのスリット２２がターン壁部２７Ａを挟むように配置される構成とした。

上記構成に基づき、吸気は、２つのスリット２２に差し込まれるリブ３２に当たってターン壁部２７Ａに沿って流通し、冷却液との熱交換が促される。

また、熱交換器１は、積層されるチューブ９どうしの間に介装されるフィン８を備える。そして、リブ３１、３２は、それぞれの先端が積層されるフィン８の流路方向（Ｙ軸方向）に延びるフィン側端８Ａ、８Ｂに対向する構成とした。

上記構成に基づき、吸気は、リブ３１、３２に当たることにより、リブ３１、３２の先端とフィン側端８Ａ、８Ｂとの間を通じてチューブ伝熱部９Ｃに沿って流通し、冷却液との熱交換が促される。

また、熱交換器１は、筒体５の内部に複数のチューブ９が積層される。筒体５は、チューブ９を積層方向（Ｚ軸方向）に挟持する第１ケース３０及び第２ケース４０を備え、第１ケース３０、第２ケース４０から突出するリブ３１、３２がチューブ９の積層方向（Ｚ軸方向）に延びる構成とした。

上記構成に基づき、積層された各チューブ９が第１ケース３０と第２ケース４０との間に挟持されるように組み立てられる際に、筒体５に対する各チューブ９の位置決めがリブ３１、３２を介して行われる。よって、熱交換器１は、組み付け精度を確保できる。

また、熱交換器１は、第１ケース３０及び第２ケース４０にわたって嵌合される環状の枠体６０を備える。そして、第１ケース３０、複数のチューブ９、第２ケース４０、及び枠体６０は、一体的に組み付けて接合される構成とした。

上記構成に基づき、熱交換器１には、積層される複数のチューブ９が第１ケース３０と第２ケース４０の間に挟持される組立体１０が設けられる。組立体１０は、第１ケース３０、複数のチューブ９、及び第２ケース４０が枠体６０によって拘束された状態で接合される。これにより、組立体１０は、バンドまたは治具などの拘束具を用いないで接合することが可能となる。

また、リブ３１、３２は、第１ケース３０と一体に形成される構成とした。なお、リブ３１、３２は、第２ケース４０と一体に形成される構成としてもよい。

上記構成に基づき、熱交換器１は、部品数が増えることが回避される。

また、リブ３１、３２は、第１ケース３０の一部を切り欠いた部位を折り曲げて形成される構成とした。

上記構成に基づき、リブ３１、３２の突出長さを十分に確保して、チューブ端部９Ａ、９Ｂを流通する吸気の流量を抑えられる。

また、第１ケース３０は、リブ３１、３２が折り曲げられた部位に開口する開口部３３Ａ、３４Ａを有し、第２ケース４０は、第１ケース３０に重合して開口部３３Ａ、３４Ａを塞ぐ構成とする。

上記構成に基づき、熱交換器１は、吸気が開口部３３Ａ、３４Ａを通じて外部に流出することが防止される。そして、熱交換器１は、開口部３３Ａ、３４Ａを塞ぐ部位が第２ケース４０に一体に形成されることにより、部品数が増えることが回避される。

さらに、筒体５は、リブ３１、３２が突出する第１ケース３０に第２ケース４０が重合して接合されることにより、耐圧性が高められる。

また、第１ケース３０は、枠体６０の角部６０Ｃに対峙して膨出する膨出部３６Ａを有する。そして、第２ケース４０は、膨出部３６Ａを避けるように開口する切欠部４６Ａを有する構成とした。

上記構成に基づき、筒体５は、第２ケース４０の先端が枠体６０の角部６０Ｃから離れるため、第２ケース４０の板厚によって筒体５の角部５Ｃと枠体６０の角部６０Ｃとの間に隙間が形成されることが回避される。これにより、第２ケース４０は、第１ケース３０の開口部３３Ａ、３４Ａを塞ぐように広い範囲で第１ケース３０に重合することが可能になる。

また、エンジンに吸入される吸気（第１流体）が筒体５を介してチューブ９の外部を流通し、吸気を冷却する冷却液（第２流体）がチューブ９の内部を流通する構成とした。

上記構成に基づき、熱交換器１は、エンジンの吸気を冷却する水冷式チャージエアクーラとして用いられる。

次に、図９に示す筒体５の変形例について説明する。

本変形例では、筒体５の内面５Ｂから突出する突出部として、第１ケース３０の側板部３３の中央部を線状に膨出させて１つのビード３７が形成されるとともに、第１ケース３０の側板部３４の２箇所を線状に膨出させて２つのビード３８が形成される。

１つのビード３７は、チューブ端部９Ａに開口するスリット２１（凹部）に係合する。２つのビード３８は、チューブ端部９Ｂに開口するスリット２２（凹部）にそれぞれ係合する。これにより、筒体５に対するチューブ９の位置決めが行われる。

ビード状のビード３７、３８は、第１ケース３０の側板部３３、３４に開口部を開口させることなく形成される。このため、筒体５は、第１ケース３０の側板部３３、３４に対して開口部を塞ぐ部位を設ける必要がなく、使用する材料を減らすことができる。

次に、図１０に示す筒体５の他の変形例について説明する。

本変形例に係るリブ７１、８１（突出部）は、第１ケース３０とは別体として設けられるプレート７０、８０にそれぞれ形成される。

リブ７１は、プレート７０を打ち抜いた部位を折り曲げて形成される。プレート７０には、リブ７１が折り曲げられた部位に開口部７０Ａが形成される。開口部７０Ａは、第１ケース３０の側板部３３によって塞がれる。第１ケース３０の側板部３３には、ビード状に膨出する２つのビード３９が形成される。プレート７０は、２つのビード３９の間に挟まれるように側板部３３に重合して組み付けられる。

２つのリブ８１は、プレート８０を打ち抜いた部位を折り曲げて形成される。プレート８０には、リブ８１が折り曲げられた部位に開口部８０Ａが形成される。開口部８０Ａは、第１ケース３０の側板部３４によって塞がれる。第１ケース３０の側板部３４には、ビード状に膨出する２つのビード４９が形成される。プレート８０は、２つのビード４９の間に挟まれるように側板部３４に重合して組み付けられる。

１つのリブ７１は、チューブ端部９Ａに開口するスリット２１（凹部）に係合する。２つのリブ８１は、チューブ端部９Ｂに開口するスリット２２（凹部）にそれぞれ係合する。これにより、筒体５に対するチューブ９の位置決めが行われる。

そして、リブ７１、リブ８１の突出長さを十分に確保して、チューブ端部９Ａ、９Ｂを流通する吸気の流量を抑えられる。

さらに、筒体５は、リブ８１、８２が突出するプレート７０、８０に、ビード３９、４９が突出する第１ケース３０が重合して接合されることにより、耐圧性が高められる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

本発明は、車両に搭載されるチャージエアクーラとして好適であるが、これに限らず、車両に搭載されるＥＧＲクーラ、車両用空調装置に用いられる筒体のケース内面から突出する突出部を積層型熱交換器の凹部に差し込むものなどにも適用できる。また、車両以外に使用される熱交換器にも適用できる。

１ 熱交換器
５ 筒体
５Ｂ 内面
９ チューブ
９Ａ、９Ｂ チューブ端部
９Ｃ チューブ伝熱部
１０ 組立体
１１ チューブ内流路
１２ 給排流路
２０ チューブシート
２１、２２ スリット（凹部）
２６ フランジ
２７ 流路壁
２７Ａ、２７Ｂ ターン壁部
２９ バーリング
３０ 第１ケース
３１、３２、７１、８１ リブ（突出部）
３３、３４ 側板部
３３Ａ、３４Ａ 開口部
３７、３８ ビード（突出部）
４０ 第２ケース
６０ 枠体

Claims (12)

1. 第１流体と第２流体とが熱交換する熱交換器であって、
   第１流体が流通する筒状の筒体と、
   前記筒体の内部に収容され、第２流体が流通するチューブと、を備え、
   前記チューブは、
   第１流体と第２流体との間で熱を伝達するチューブ伝熱部と、
   前記チューブ伝熱部から延設され、前記筒体の内面に沿って第１流体の流路方向に延びるチューブ端部と、
   前記チューブ端部に開口する凹部と、を有し、
   前記筒体は、前記内面から突出して前記凹部に差し込まれる突出部を有することを特徴とする熱交換器。
2. 請求項１に記載の熱交換器であって、
   前記チューブは、２つのチューブシートを備え、
   冷却液が流通するチューブ内流路を形成する流路壁と、
   前記チューブシートは、前記流路壁を囲むフランジを有し、
   前記凹部は、前記フランジに開口されることを特徴とする熱交換器。
3. 請求項２に記載の熱交換器であって、
   前記チューブシートは、第２流体が流通する２つの給排流路を形成する２つのバーリングを有し、
   前記流路壁は、前記２つのバーリングが開口する２つのタンク壁部を有し、
   前記凹部が前記２つのタンク壁部の間に配置されることを特徴とする熱交換器。
4. 請求項２又は３に記載の熱交換器であって、
   前記チューブシートは、第２流体が流通する２つの給排流路を形成する２つのバーリングを有し、
   前記流路壁は、第２流体を一方の前記給排流路から他方の前記給排流路へと折り返すように流通させるターン壁部を有し、
   ２つの前記凹部が前記ターン壁部を挟むように配置されることを特徴とする熱交換器。
5. 請求項１から４のいずれか一つに記載の熱交換器であって、
   複数の前記チューブが積層され、
   前記筒体は、前記チューブを積層方向に挟持する第１ケース及び第２ケースを備え、
   前記第１ケースと前記第２ケースの少なくとも一方から突出する前記突出部が前記チューブの積層方向に延びることを特徴とする熱交換器。
6. 請求項５に記載の熱交換器であって、
   前記第１ケース及び前記第２ケースにわたって嵌合される環状の枠体をさらに備え、
   複数の前記チューブ、前記第１ケース、前記第２ケース、及び前記枠体は、一体的に組み付けたことを特徴とする熱交換器。
7. 請求項５又は６に記載の熱交換器であって、
   前記突出部は、前記第１ケースと前記第２ケースの少なくとも一方と一体に形成されることを特徴とする熱交換器。
8. 請求項７に記載の熱交換器であって、
   前記突出部は、前記第１ケースと前記第２ケースの少なくとも一方の一部を切り欠いた部位を折り曲げて形成されることを特徴とする熱交換器。
9. 請求項８に記載の熱交換器であって、
   前記第１ケースは、前記突出部が折り曲げられた部位に開口する開口部を有し、
   前記第２ケースは、前記第１ケースに重合して前記開口部を塞ぐことを特徴とする熱交換器。
10. 請求項７に記載の熱交換器であって、
    前記突出部は、前記第１ケースと前記第２ケースの少なくとも一方をビード状に膨出させて形成されることを特徴とする熱交換器。
11. 請求項５または６に記載の熱交換器であって、
    前記突出部は、前記第１ケース及び前記第２ケースと別体に形成されることを特徴とする熱交換器。
12. 請求項１から１１のいずれか一つに記載の熱交換器であって、
    前記第１流体はエンジンに吸入される吸気であり、前記第２流体は冷却液であることを特徴とする熱交換器。

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