JP2018146223A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】サイドプレートとチューブとの温度差に伴う熱歪を十分に抑制することのできる熱交換器を提供する。
【解決手段】熱交換器１０のヘッダプレート２２０には、サイドプレート５２０を保持するための保持部が形成されている。保持部は、サイドプレート５２０がコア部ＣＲの積層方向に沿って移動することを規制する一方で、サイドプレート５２０がその長手方向に沿って移動することを許容するように形成されている。
【選択図】図３

Description

本開示は、空気と流体との間で熱交換を行う熱交換器に関する。

車両には、空気と流体との間で熱交換を行う熱交換器が複数設けられている。このような熱交換器としては、例えば、内燃機関を通り高温となった冷却水を冷却するためのラジエータ等が挙げられる。例えば下記特許文献１に記載されているように、熱交換器は、流体の流れる流路が形成されたチューブを複数備えている。複数のチューブは間にフィンを挟んだ状態で積層されており、その全体が所謂「コア部」として構成されている。それぞれのチューブの端部は、タンクの一部を構成する部品であるヘッダプレートにろう接されている。

熱交換器には、コア部を間に挟むように一対のサイドプレートが設けられている。それぞれのサイドプレートは、コア部のうちフィンが積層されている方向における端部となる位置に配置されている。

サイドプレートの端部はヘッダプレートにろう接されている。つまり、熱交換器のヘッダプレートには、複数のチューブの端部がろう接されているとともに、サイドプレートの端部もろう接されている。

特開２０１５−７８８２２号公報

内燃機関が動作しているときには、熱交換器のチューブ内では高温の冷却水が流れている。このため、熱交換器は、サイドプレートも含めてその全体が高温となっている。ただし、内燃機関の動作が開始された直後においては、チューブの温度は迅速に上昇するのに対し、サイドプレートの温度は迅速には上昇しない。このため、チューブの熱膨張による伸びをサイドプレートが一時的に拘束することとなり、熱交換器の一部において熱歪が生じてしまう。

近年では、停止時等におけるアイドルストップを自動で行う車両が普及している。このようなアイドルストップ機能付きの車両においては、内燃機関の動作の停止及び再開が頻繁に繰り返される。その結果、熱交換器における上記のような熱歪が繰り返し生じてしまうため、熱交換器の一部が破損してしまうことが懸念される。このような問題は、例えば蒸発器のように、空気よりも低温の流体がチューブを通る熱交換器においても同様に生じる。

上記特許文献１に記載の熱交換器では、サイドプレート（サイドメンバー）の一部に、弾性変形しやすい形状の応力吸収部が形成してある。これにより、熱歪によって生じる応力の影響を軽減することが可能となっている。しかしながら、このような構成においても熱歪による応力を０とすることはできないため、熱歪に対する対策としては十分ではない。

本開示は、サイドプレートとチューブとの温度差に伴う熱歪を十分に抑制することのできる熱交換器、を提供することを目的とする。

本開示に係る熱交換器は、空気と流体との間で熱交換を行う熱交換器（１０）であって、積層方向に沿って複数本のチューブ（３００）が積層されているコア部（ＣＲ）と、それぞれのチューブの長手方向における一端側がろう接されたヘッダプレート（２２０）と、コア部のうち、積層方向における端部となる位置に配置されたサイドプレート（５２０，５２０Ａ）と、を備える。ヘッダプレートには、サイドプレートを保持するための保持部（２２４，２２５，２２７）が形成されている。保持部は、サイドプレートが積層方向に沿って移動することを規制する一方で、サイドプレートがその長手方向に沿って移動することを許容するように形成されている。

このような構成の熱交換器では、サイドプレートがその長手方向に沿って移動することができるような態様で、ヘッダプレートの保持部により保持されている。このため、チューブの熱膨張に伴ってヘッダプレートの位置が変化するにあたり、当該変化をサイドプレートが妨げてしまうことが無い。つまり、チューブの熱膨張に伴う変形を、サイドプレートが拘束してしまうことが無い。このため、サイドプレートとチューブとの温度差に伴う熱歪を十分に抑制することができる。

本開示によれば、サイドプレートとチューブとの温度差に伴う熱歪を十分に抑制することのできる熱交換器が提供される。

図１は、第１実施形態に係る熱交換器の全体構成を示す図である。 図２は、図１のＩＩ−ＩＩ断面を示す図である。 図３は、図１のＡ部における構造を示す断面図である。 図４は、サイドプレートの一部を拡大して示す断面図である。 図５は、第２実施形態に係る熱交換器の構造を示す断面図である。 図６は、第３実施形態に係る熱交換器の構造を示す断面図である。 図７は、第４実施形態に係る熱交換器の構造を示す断面図である。 図８は、図７に示されるサイドプレートの形成方法を説明するための図である。 図９は、第５実施形態に係る熱交換器の構造を示す断面図である。 図１０は、図９に示されるサイドプレートの形成方法を説明するための図である。 図１１は、第６実施形態に係る熱交換器の構造を示す断面図である。 図１２は、第７実施形態に係る熱交換器の構造を示す断面図である。 図１３は、第８実施形態に係る熱交換器の構造を示す断面図である。

以下、添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

第１実施形態について説明する。第１実施形態に係る熱交換器１０は、車両の内燃機関を通り高温となった冷却水を、空気との熱交換によって冷却するためのラジエータとして構成されている。図１に示されるように、熱交換器１０は、一対のタンク１００、２００と、チューブ３００と、コルゲートフィン４００と、一対のサイドプレート５１０、５２０とを備えている。

タンク１００は、外部から熱交換器１０に供給された冷却水を貯留し、当該冷却水を後述のチューブ３００に供給するための容器である。タンク１００は、細長い棒状の容器として形成されている。タンク１００は、その長手方向を上下方向に沿わせた状態で配置されている。

タンク１００は、供給ポート１０１を有している。供給ポート１０１は、熱交換器１０の外部から供給される冷却水の入口となる部分であって、タンク１００のうち下方側部分に形成されている。

タンク２００は、タンク１００と略同一形状の容器である。タンク２００は、タンク１００から後述のチューブ３００を通って来た冷却水を受け入れて、当該冷却水を外部に向けて排出するためのものである。タンク２００は、タンク１００と同様に、その長手方向を上下方向に沿わせた状態で配置されている。

タンク２００は、排出ポート２０１を有している。排出ポート２０１は、熱交換器１０から外部に排出される冷却水の出口となる部分であって、タンク２００のうち上方側部分に形成されている。

図１においては、水平方向であり且つタンク１００からタンク２００に向かう方向をｘ方向としてｘ軸を設定している。また、水平方向であり且つｘ方向に対して垂直な方向（紙面奥側から手前側に向かう方向）をｙ方向としてｙ軸を設定している。更に、ｘ方向とｙ方向のいずれに対しても垂直な方向であって、鉛直上方に向かう方向をｚ方向としてｚ軸を設定している。以降の図面においても、同様にしてｘ軸、ｙ軸、ｚ軸を設定している。

チューブ３００は、扁平形状の断面を有する細長い配管であって、熱交換器１０に複数備えられている。チューブ３００はアルミニウムによって形成されている。チューブ３００の内部には、その長手方向に沿った流路ＦＰ（図３を参照）が形成されている。それぞれのチューブ３００は、その長手方向をｘ軸に沿わせた状態で配置されている。それぞれのチューブ３００は互いに平行となっており、ｚ方向に沿って並ぶように積層されている。以下では、チューブ３００が積層されている方向（つまりｚ方向）のことを「積層方向」とも称する。

それぞれのチューブ３００は、その一端がタンク１００に接続されており、その他端がタンク２００に接続されている。このような構成により、タンク１００の内部に形成された空間と、タンク２００の内部に形成された空間とは、それぞれのチューブ３００の流路ＦＰによって連通されている。

コルゲートフィン４００は、金属板を波状に折り曲げることによって形成されたフィンである。コルゲートフィン４００はアルミニウムによって形成されている。コルゲートフィン４００は複数設けられており、それぞれのチューブ３００の間に配置されている。それぞれのコルゲートフィン４００は、その上下両側に配置された一対のチューブ３００のそれぞれに対して当接しており、且つろう接されている。

熱交換器１０のうち、複数のチューブ３００及びコルゲートフィン４００が積層されている部分は、空気と冷却水との間で熱交換が行われる部分である。以下では、当該部分のことを「コア部ＣＲ」とも称する。

サイドプレート５１０、５２０は、いずれも、金属板を曲げ加工することによって形成された板状部材である。サイドプレート５１０、５２０は、コア部ＣＲの剛性を高めるために、コア部ＣＲを上下に挟み込むように設けられている。本実施形態では、サイドプレート５１０、５２０は鉄によって形成されている。

サイドプレート５１０は、その長手方向をｘ軸に沿わせた状態で、コア部ＣＲのうち積層方向における一端部（具体的にはｚ方向側の端部）となる位置に配置されている。同様に、サイドプレート５２０は、その長手方向をｘ軸に沿わせた状態で、コア部ＣＲのうち積層方向における他端部（具体的には−ｚ方向側の端部）となる位置に配置されている。

チューブ３００のうち最もｚ方向側に配置されたものと、サイドプレート５１０との間にも、コルゲートフィン４００が配置されている。同様に、チューブ３００のうち最も−ｚ方向側に配置されたものと、サイドプレート５２０との間にも、コルゲートフィン４００が配置されている。

サイドプレート５１０、５２０は、その長手方向における一端がタンク１００によって保持されており、他端がタンク２００によって保持されている。サイドプレート５２０等が保持されている部分の具体的な構造については後に説明する。

尚、サイドプレート５１０、５２０は、コア部ＣＲの剛性を高める機能の他、風漏れ防止用パッキンを当接させるための添付面としても機能する。風漏れ防止用パッキンとは、熱交換器１０が配置される空気流路の内壁面と、熱交換器１０の外周面との間に配置されるパッキンである。両者の間における空気の漏れが、風漏れ防止用パッキンによって防止されることにより、空気流路を流れる空気が効率的にコア部ＣＲに導かれる。

冷却水の流れる経路について説明する。内燃機関を通り高温となった冷却水は、供給ポート１０１からタンク１００の内部に流入し貯留される。その後、冷却水はそれぞれのチューブ３００の流路ＦＰをｘ方向に向かって流れてタンク２００の内部に到達し、排出ポート２０１から外部に排出される。

熱交換器１０の近傍には不図示の送風ファンが備えており、当該送風ファンによって車外から導入された空気が熱交換器１０に向けて送り込まれる。空気は、各チューブ３００の間をｙ方向に向かって通過する。このとき、チューブ３００の流路ＦＰを通る冷却水の熱が空気に伝達されて（空気と冷却水との熱交換が行われて）、冷却水の温度が低下する。

また、冷却水の熱はコルゲートフィン４００を介しても空気に伝達される。つまり、通過する空気との接触面積がコルゲートフィン４００によって大きくなっており、冷却水と空気との熱交換が効率よく行われる構成となっている。

タンク２００の具体的な構造について、図２を参照しながら説明する。同図に示されるように、タンク２００は、タンクプレート２１０と、ヘッダプレート２２０とを有している。

タンクプレート２１０は、その長手方向（ｚ方向）に垂直な断面が略Ｕ字形状となるように形成された樹脂製の容器である。タンクプレート２１０の内側には、冷却水を貯留するための空間ＳＰが形成されている。タンクプレート２１０は、図２の断面における開口部分を−ｘ方向側に向けた状態で配置されている。

タンクプレート２１０の−ｘ方向側端部にはフランジ２１１が形成されている。フランジ２１１は、後述のヘッダプレート２２０をカシメ固定するために形成されたものであり、タンクプレート２１０から外側（空間ＳＰとは反対側）に向かって突出するように形成されている。

ヘッダプレート２２０は、その全体が概ね平坦な板状となっており、タンクプレート２１０の−ｘ方向側に形成された開口を覆うように配置されている。空間ＳＰは、タンクプレート２１０とヘッダプレート２２０との間に形成された空間となっている。ヘッダプレート２２０はアルミニウムによって形成されている。

ヘッダプレート２２０のうちｙ軸に沿った両端部は、それぞれフランジ２１１に沿うようにｘ方向側に折り曲げられている。これにより、タンクプレート２１０に対してヘッダプレート２２０がカシメ固定されている。タンクプレート２１０のフランジ２１１と、ヘッダプレート２２０との間には、パッキン２３０が収容されている。パッキン２３０により、冷却水が空間ＳＰの外に漏出してしまうことが防止されている。

ヘッダプレート２２０には、これをｘ方向に向けて貫く貫通穴２２６（図３を参照）が複数形成されている。貫通穴２２６の形状は、チューブ３００をｘ軸に対して垂直な面で切断した場合における断面の形状と同じである。それぞれのチューブ３００は、その長手方向における一端側（ｘ方向側）の部分が貫通穴２２６に挿通されている。このため、図２に示されるように、チューブ３００の端部は空間ＳＰに配置されている。チューブ３００の外周面と、貫通穴２２６の内周面との間は、全周に亘って不図示のろう材によってろう接されている。このように、ヘッダプレート２２０には、それぞれのチューブ３００の長手方向における一端側がろう接されている。

タンク１００は、タンクプレート１１０とヘッダプレート１２０とを有している。タンクプレート１１０の構成は、上記のタンクプレート２１０の構成と同じである。また、ヘッダプレート１２０の構成は、上記のヘッダプレート２２０の構成と同じである。このため、タンク１００の構成については、その図示及び具体的な説明を省略する。

ヘッダプレート２２０のうち、サイドプレート５２０が保持されている部分の具体的な構造について、図３を参照しながら説明する。図３は、図１のＡ部を、ｙ軸に対して垂直な面で切断した場合における断面図である。

ヘッダプレート２２０のうちサイドプレート５２０を保持している部分では、ヘッダプレート２２０の一部がｘ方向側に突出するように折り曲げられている。当該部分は、ｘ方向に向かって伸びる第１部分２２２と、第１部分２２２の端部から折り返して−ｘ方向に向かって伸びる第２部分２２３と、を有している。第１部分２２２と第２部分２２３との間は離間している。このため、ヘッダプレート２２０のうち−ｘ方向側の面２２１においては、その一部がｘ方向側に後退するような凹状の溝２２４が形成されている。

サイドプレート５２０のうちその長手方向における端部（ｘ方向側の端部）は、溝２２４に収められている。ただし、サイドプレート５２０とヘッダプレート２２０との間はろう接されていない。このため、サイドプレート５２０は、コア部ＣＲの積層方向に沿って（つまりｚ軸に沿って）移動することは規制される一方で、その長手方向に沿って（つまりｘ軸に沿って）移動することは許容されている。このような状態でサイドプレート５２０を保持している溝２２４は、本実施形態における「保持部」に該当する。図３においては、サイドプレート５２０の動きが溝２２４によって規制されている方向が矢印ＡＲ１で示されており、サイドプレート５２０の動きが溝２２４によって許容されている方向が矢印ＡＲ２で示されている。

図３に示されるように、サイドプレート５２０のうちヘッダプレート２２０の近傍となる部分では、コア部ＣＲとは反対側（−ｚ方向側）に向けて突出する突出部５２１が形成されている。突出部５２１のうちｘ方向側の端面５２２は、サイドプレート５２０の長手方向（ｘ方向）に対して垂直な面となっている。尚、サイドプレート５２０のうちタンク１００の近傍となる部分においても、上記と同様の突出部５２１が形成されている。

サイドプレート５２０が上記のように保持されていることの効果について説明する。例えば内燃機関が動作を開始した直後においては、熱交換器１０の全体の温度が低温となっている状態で、チューブ３００の流路ＦＰに高温の冷却水が流れ始める。このため、チューブ３００は、冷却水に直接触れることによってその温度を迅速に上昇させる。一方、サイドプレート５２０は冷却水に直接触れないので、その温度を比較的緩やかに上昇させる。このため、チューブ３００とサイドプレート５２０との間の温度差が一時的に大きくなる。

チューブ３００は、熱膨張によってその長手方向の寸法が大きくなる。これにより、図３に示されるヘッダプレート２２０はｘ方向側に移動しようとする。このとき、仮にサイドプレート５２０がヘッダプレート２２０に対してろう接されている場合には、サイドプレート５２０の熱膨張による伸びが小さいことにより、上記のようなヘッダプレート２２０の移動が妨げられてしまう。チューブ３００の熱膨張に伴う変形を、サイドプレート５２０が拘束してしまうことにより、熱歪が生じてしまうこととなる。

自動アイドルストップ機能付きの車両では、アイドルストップによる熱交換器の温度低下、及び内燃機関の再始動による熱交換器の温度上昇、が頻繁に繰り返されることとなる。このため、上記のような熱歪が繰り返し生じ、熱交換器１０の一部が破損してしまうことが懸念される。

これに対し、本実施形態に係る熱交換器１０では、サイドプレート５２０の矢印ＡＲ２に沿った動きが上記のように許容された状態となっている。このため、チューブ３００の熱膨張によってヘッダプレート２２０がｘ方向に移動しても、当該移動をサイドプレート５２０が妨げてしまうことが無い。その結果、上記のような熱歪がほぼ０となるように抑制される。

尚、チューブ３００の熱膨張によってヘッダプレート２２０がｘ方向側に移動すると、サイドプレート５２０のうち溝２２４に収まっている部分の長さが短くなる。その際、サイドプレート５２０が溝２２４から抜けてしまわないように、溝２２４の深さ等が予め設計されていることが好ましい。

ヘッダプレート２２０は、その−ｘ方向側の面２２１の全体に、ろう材からなる層（不図示）が予め形成されたクラッド材である。また、チューブ３００を構成する部材にも同様のクラッド材が用いられている。熱交換器１０の製造時においては、図３に示されるようにヘッダプレート２２０、チューブ３００、コルゲートフィン４００、及びサイドプレート５１０等が組み立てられた後、その全体が加熱炉において加熱される。クラッド材の表面を覆っていたろう材は溶融し、貫通穴２２６とチューブ３００との間等、各構成部品の隙間に流入する。その後、熱交換器１０が加熱炉から取り出されてその温度が低下すると、ろう材が凝固することにより、各部がろう接された状態となる。

尚、上記のような加熱が行われる際には、ヘッダプレート２２０とサイドプレート５２０との間にもろう材が介在している。ただし、図４に示されるように、サイドプレート５１０の表面のうちヘッダプレート２２０と当接する部分の全体は、カーボンコーティングによって形成されたカーボン層５２５で覆われている。カーボン層５２５により、サイドプレート５２０がろう材で濡れてしまうことが防止されるので、ヘッダプレート２２０にサイドプレート５２０が接合されてしまうことは無い。

このようなカーボン層５２５を形成する処理（カーボンコーティング）は、ヘッダプレート２２０にサイドプレート５２０が接合されてしまうことを防止するための処理であり、本実施形態における「接合防止処理」に該当する。接合防止処理は、本実施形態のようにサイドプレート５２０にのみ施されていてもよいが、ヘッダプレート２２０に施されていてもよい。また、サイドプレート５２０とヘッダプレート２２０の両方に接合防止処理が施されていてもよい。尚、ヘッダプレート２２０に対する接合防止処理としては、カーボン粉末をバインダに含有させてなるペーストを、ヘッダプレート２２０の表面（溝２２４の内面等）に予め塗布することが挙げられる。

ところで、上記のような加熱が行われる際において、ｚ方向におけるコア部ＣＲの寸法が大きくなってしまうと、例えばチューブ３００とコルゲートフィン４００との間が離間することにより、一部においてろう接不良が生じてしまうことがある。

本実施形態では、サイドプレート５２０に形成された突出部５２１が、上記のようなろう接不良の発生を防止するものとして機能する。当該機能について、引き続き図３を参照しながら説明する。

上記のような加熱が行われているときにおいて、ｚ方向におけるコア部ＣＲの寸法が大きくなろうとすると、サイドプレート５２０は−ｚ方向側に移動しようとする。このとき、サイドプレート５２０のｘ方向側端部は溝２２４に収められている。このため、サイドプレート５２０のうち長手方向の中央よりもｘ方向側の部分は、当該端部を支点として反時計回り方向に回転するような力を受けることとなる。

サイドプレート５２０が上記のように回転しようとすると、突出部５２１の端面５２２が、ヘッダプレート２２０の面２２１に当接し押し付けられた状態となる。このため、突出部５２１には、矢印ＡＲ３で示されるような反力が面２２１から加えられることとなり、当該反力によってサイドプレート５２０の回転が抑制される。その結果、ｚ方向におけるコア部ＣＲの寸法の拡大が抑制され、ろう接不良の発生が防止される。

このように、本実施形態に係る熱交換器１０では、チューブ３００をヘッダプレート２２０にろう接するための加熱が行われる際において、突出部５２１の一部がヘッダプレート２２０に当接した状態となるように形成されている。これにより、ヘッダプレート２２０が、ろう接不良の発生を防止するための拘束治具として機能する。

既に述べたように、サイドプレート５２０は鉄によって形成されている。鉄の線膨張率は、ヘッダプレート２２０やチューブ３００を構成するアルミニウムの線膨張率よりも小さい。このため、溝２２４の内面とサイドプレート５２０との間に形成された隙間が、加熱の過程において小さくなり過ぎてしまうことはなく、両者が誤ってろう接されてしまうようなことがない。

ただし、上記の隙間が存在することにより、サイドプレート５２０が溝２２４を支点として回転する自由度は大きくなってしまう。しかしながら、上記のように当該回転は突出部５２１によって抑制されるので、サイドプレート５２０の拘束治具としての機能が損なわれてしまうことが無い。

尚、サイドプレート５１０の形状は、図４等に示されるサイドプレート５２０の形状と同一である。また、ヘッダプレート２２０のうち、サイドプレート５１０が保持されている部分の構造は、サイドプレート５２０が保持されている部分の構造（図３）と同じである。当該構造としたことの効果は上記と同様であるから、その説明については省略する。

第２実施形態について、図５を参照しながら説明する。以下では、第１実施形態と共通する部分については説明を省略する。図５に示されるように、本実施形態に係る熱交換器１０では、第１実施形態のサイドプレート５２０に替えてサイドプレート５２０Ａが設けられている。熱交換器１０のうち不図示のｚ方向側部分においては、第１実施形態のサイドプレート５１０に替えてサイドプレート５１０Ａが設けられているのであるが、その形状や材料はサイドプレート５２０Ａと同一である。このため、以下ではサイドプレート５２０Ａについてのみ説明する。

本実施形態におけるサイドプレート５２０Ａは、鉄ではなく樹脂によって形成されている。また、サイドプレート５２０Ａには突出部５２１が形成されていない。

このような構成の熱交換器１０は、第１実施形態に係る熱交換器１０（図３）を一旦製造した後に、当該熱交換器からサイドプレート５１０、５２０を取り外し、それぞれをサイドプレート５１０Ａ、５２０Ａに置き換えることによって製造されている。

つまり、本実施形態では、鉄からなるサイドプレート５２０等（図４）を、ろう接のための拘束治具としてのみ利用し、最終的にはこれをサイドプレート５２０Ａ等に置き換えた構成となっている。

このような構成においても、サイドプレート５２０Ａのｘ軸に沿った動きが許容されるので、高温の冷却水が流路ＦＰを流れ始めた直後における熱歪が防止される。サイドプレートの機能のうち、コア部ＣＲの剛性を高める機能が不要であり、風漏れ防止用パッキンを当接させるための添付面としての機能のみが求められるような場合（例えば車両用のヒータコア等）においては、本実施形態の構成とすることが好ましい。

第３実施形態について、図６を参照しながら説明する。以下では、第１実施形態と共通する部分については説明を省略する。図６は、本実施形態に係る熱交換器１０の一部を、図３と同じ視点から描いたものである。ただし、図６においては、チューブ３００やコルゲートフィン４００の図示が省略されている。

本実施形態におけるヘッダプレート２２０のうち、サイドプレート５２０を保持している部分では、ヘッダプレート２２０の一部が−ｘ方向側に突出するように折り曲げられている。当該部分は、−ｘ方向に向かって伸びる第１部分２２７と、第１部分２２７の端部から折り返してｘ方向に向かって伸びる第２部分２２８と、を有している。第１部分２２７及び第２部分２２８は、いずれもサイドプレート５２０側（つまり−ｘ方向側）へと突出するように形成されている。第１部分２２７と第２部分２２８との間の部分、すなわち、ヘッダプレート２２０のうち−ｘ方向側に突出している部分の先端となる部分は、図６では先端部２２９として示されている。

サイドプレート５２０のうちその長手方向における端部近傍の部分は、第１部分２２７に対して、積層方向に沿ってｚ方向側から当接している。ただし、サイドプレート５２０とヘッダプレート２２０との間はろう接されていない。このため、サイドプレート５２０は、コア部ＣＲの積層方向に沿って移動することは規制される一方で、その長手方向に沿って移動することは許容されている。このような状態でサイドプレート５２０を保持している第１部分２２７は、本実施形態における「凸部」及び「保持部」に該当する。

本実施形態でも、サイドプレート５２０には突出部５２１が形成されている。チューブ３００をヘッダプレート２２０にろう接するための加熱が行われる際においては、突出部５２１のうちｘ方向側の端面５２２が、ヘッダプレート２２０のうち先端部２２９に対して、−ｘ方向側から当接した状態となる。以上のような構成においても、第１実施形態において説明したものと同様の効果を奏する。

第４実施形態について、図７を参照しながら説明する。以下では、第１実施形態と共通する部分については説明を省略する。図７は、本実施形態に係る熱交換器１０の一部を、図３と同じ視点から描いたものである。ただし、図７においては、チューブ３００やコルゲートフィン４００の図示が省略されている。尚、サイドプレート５２０についてはその断面ではなく外観が描かれている。

本実施形態におけるヘッダプレート２２０の形状は、第３実施形態（図６）におけるヘッダプレート２２０の形状と同じである。

本実施形態におけるサイドプレート５２０は、突出部５３１を有している。突出部５３１は、板状であるサイドプレート５２０の一部を−ｚ方向側に向けて切り起こすことによって形成されている。

突出部５３１を形成する方法について、図８を参照しながら説明する。突出部５３１を形成するには、先ず、板状のサイドプレート５２０のｘ方向側における端部の近傍を、図８の直線ＣＴ１及び直線ＣＴ２に沿って切断する。その後、直線ＣＴ１よりもｘ方向側の部分を、矢印ＡＲ４で示される方向に折り曲げれば、−ｚ方向側に突出する突出部５３１が形成される。図７に示される突出部５３１の先端面（符号５３２が付されている部分）は、図８の直線ＣＴ１に沿った切断面となっている。

図７に示されるように、サイドプレート５２０のうちその長手方向における端部近傍の部分は、第１部分２２７に対して、積層方向に沿ってｚ方向側から当接している。ただし、サイドプレート５２０とヘッダプレート２２０との間はろう接されていない。このため、サイドプレート５２０は、コア部ＣＲの積層方向に沿って移動することは規制される一方で、その長手方向に沿って移動することは許容されている。このような状態でサイドプレート５２０を保持している第１部分２２７は、本実施形態における「凸部」及び「保持部」に該当する。

チューブ３００をヘッダプレート２２０にろう接するための加熱が行われる際においては、突出部５３１の先端面が、サイドプレート５２０のうち先端部２２９に対して、−ｘ方向側から当接した状態となる。以上のような構成においても、第１実施形態において説明したものと同様の効果を奏する。

第５実施形態について、図９を参照しながら説明する。以下では、第１実施形態と共通する部分については説明を省略する。図９は、本実施形態に係る熱交換器１０の一部を、図３と同じ視点から描いたものである。ただし、図９においては、チューブ３００やコルゲートフィン４００の図示が省略されている。尚、サイドプレート５２０についてはその断面ではなく外観が描かれている。

本実施形態におけるヘッダプレート２２０の形状は、第３実施形態（図６）におけるヘッダプレート２２０の形状と同じである。

本実施形態におけるサイドプレート５２０は、突出部５３３を有している。突出部５３３は、板状であるサイドプレート５２０の一部を−ｚ方向側に向けて切り起こすことによって形成されている。

突出部５３３を形成する方法について、図１０を参照しながら説明する。突出部５３３を形成するには、先ず、板状のサイドプレート５２０のｘ方向側における端部の近傍を、図１０の直線ＣＴ３及び直線ＣＴ４に沿って切断する。その後、直線ＣＴ３と直線ＣＴ４との間となる部分を、矢印ＡＲ５で示される方向に折り曲げれば、−ｚ方向側に突出する突出部５３３が形成される。

尚、サイドプレート５２０のうち直線ＣＴ３よりも−ｙ方向側の部分、及び直線ＣＴ４よりもｙ方向側の部分は、いずれも折り曲げられず、ｘ方向側に向かって伸びた状態のままとなる。当該部分が、図１０では直線部５３４として示されている。

図９に示されるように、上記の直線部５３４は、第１部分２２７に対して、積層方向に沿ってｚ方向側から当接している。ただし、サイドプレート５２０とヘッダプレート２２０との間はろう接されていない。このため、サイドプレート５２０は、コア部ＣＲの積層方向に沿って移動することは規制される一方で、その長手方向に沿って移動することは許容されている。このような状態でサイドプレート５２０を保持している第１部分２２７は、本実施形態における「凸部」及び「保持部」に該当する。

チューブ３００をヘッダプレート２２０にろう接するための加熱が行われる際においては、突出部５３３のうちｘ方向側の面が、サイドプレート５２０のうち先端部２２９に対して、−ｘ方向側から当接した状態となる。以上のような構成においても、第１実施形態において説明したものと同様の効果を奏する。

第６実施形態について、図１１を参照しながら説明する。以下では、第１実施形態と共通する部分については説明を省略する。図１１は、本実施形態に係る熱交換器１０の一部を、図３と同じ視点から描いたものである。ただし、図１１においては、チューブ３００やコルゲートフィン４００の図示が省略されている。尚、サイドプレート５２０についてはその断面ではなく外観が描かれている。

本実施形態におけるヘッダプレート２２０の形状は、第３実施形態（図６）におけるヘッダプレート２２０の形状と同じである。

本実施形態におけるサイドプレート５２０の形状は、第５実施形態（図９）におけるサイドプレート５２０の形状と概ね同一である。本実施形態では、直線部５３４のうち−ｘ方向側の端部近傍の部分（つまり直線部５３４の根元部分）が、ｚ軸方向側に向かって伸びるように形成されており、この点においてのみ第５実施形態と異なっている。図１１では、当該部分が根元部５３４Ａとして示されている。

本実施形態でも、直線部５３４（ただし根元部５３４Ａを除く）が、第１部分２２７に対して、積層方向に沿ってｚ方向側から当接している。ただし、サイドプレート５２０とヘッダプレート２２０との間はろう接されていない。

チューブ３００をヘッダプレート２２０にろう接するための加熱が行われる際においては、突出部５３３のうちｘ方向側の面と、根元部５３４Ａのうちｘ方向側の面とが、サイドプレート５２０のうち先端部２２９に対して、−ｘ方向側から当接した状態となる。以上のような構成においても、第１実施形態において説明したものと同様の効果を奏する。

第７実施形態について、図１２を参照しながら説明する。以下では、第１実施形態と共通する部分については説明を省略する。図１２は、本実施形態に係る熱交換器１０の一部を、図３と同じ視点から描いたものである。ただし、図１２においては、チューブ３００やコルゲートフィン４００の図示が省略されている。尚、サイドプレート５２０についてはその断面ではなく外観が描かれている。

本実施形態におけるヘッダプレート２２０の形状は、第３実施形態（図６）におけるヘッダプレート２２０の形状と同じである。

本実施形態におけるサイドプレート５２０の形状は、第６実施形態（図１１）におけるサイドプレート５２０の形状と概ね同一である。本実施形態では、突出部５３３の先端部近傍を、ｘ方向側に向けて折り曲げた形状となっており、この点においてのみ第６実施形態と異なっている。図１２では、このように折り曲げられた部分が、直線部５３３Ａとして示されている。直線部５３３Ａは、ヘッダプレート２２０の第２部分２２８に対して、−ｚ方向側から当接した状態となっている。以上のような構成においても、第１実施形態において説明したものと同様の効果を奏する。

第８実施形態について、図１３を参照しながら説明する。以下では、第１実施形態と共通する部分については説明を省略する。図１２は、本実施形態に係る熱交換器１０の一部を、図３と同じ視点から描いたものである。ただし、図１２においては、チューブ３００やコルゲートフィン４００の図示が省略されている。

本実施形態におけるサイドプレート５２０の形状は、第１実施形態（図４）におけるサイドプレート５２０の形状と同一である。

本実施形態におけるヘッダプレート２２０は、その−ｚ方向側の端部近傍の部分が−ｘ方向側に折り曲げられている。図１３では、このように折り曲げられた部分が、折り曲げ部２２５として示されている。折り曲げ部２２５は、サイドプレート５２０側（つまり−ｘ方向側）へと突出するように形成されている。

本実施形態では、サイドプレート５２０のｘ方向側における端部の近傍が、上記の折り曲げ部２２５に対して、積層方向に沿ってｚ方向側から当接している。ただし、サイドプレート５２０とヘッダプレート２２０との間はろう接されていない。このため、サイドプレート５２０は、コア部ＣＲの積層方向に沿って移動することは規制される一方で、その長手方向に沿って移動することは許容されている。このような状態でサイドプレート５２０を保持している折り曲げ部２２５は、本実施形態における「凸部」及び「保持部」に該当する。

チューブ３００をヘッダプレート２２０にろう接するための加熱が行われる際においては、突出部５２１のうちｘ方向側の端面５２２が、折り曲げ部２２５の先端部に対して、−ｘ方向側から当接した状態となる。以上のような構成においても、第１実施形態において説明したものと同様の効果を奏する。

以上の説明においては、熱交換器１０が、車両の内燃機関を冷却するためのラジエータとして構成されている場合の例について説明した。しかしながら、熱交換器１０は、ラジエータ以外の熱交換器であってもよい。例えば、車両用空調装置に用いられる凝縮器であってもよく、車両以外の装置（例えば家庭用給湯器）に用いられる熱交換器であってもよい。

以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。

１０：熱交換器
２２０：ヘッダプレート
２２４：溝
２２５：折り曲げ部
２２７：第１部分
３００：チューブ
５２０，５２０Ａ：サイドプレート
ＣＲ：コア部

Claims (9)

1. 空気と流体との間で熱交換を行う熱交換器（１０）であって、
   積層方向に沿って複数本のチューブ（３００）が積層されているコア部（ＣＲ）と、
   それぞれの前記チューブの長手方向における一端側がろう接されたヘッダプレート（２２０）と、
   前記コア部のうち、前記積層方向における端部となる位置に配置されたサイドプレート（５２０，５２０Ａ）と、を備え、
   前記ヘッダプレートには、前記サイドプレートを保持するための保持部（２２４，２２５，２２７）が形成されており、
   前記保持部は、
   前記サイドプレートが前記積層方向に沿って移動することを規制する一方で、前記サイドプレートがその長手方向に沿って移動することを許容するように形成されている熱交換器。
2. 前記保持部は、前記ヘッダプレートに形成された凹状の溝（２２４）であり、
   前記サイドプレートの長手方向における端部が前記溝に収められている、請求項１に記載の熱交換器。
3. 前記保持部は、前記サイドプレート側へと突出するように形成された凸部（２２５，２２７）であって、
   前記サイドプレートが、前記積層方向に沿って前記凸部に当接している、請求項１に記載の熱交換器。
4. 前記ヘッダプレート及び前記サイドプレートのうち少なくとも一方の表面には、両者が互いにろう接されてしまうことを防止するための接合防止処理が施されている、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の熱交換器。
5. 前記接合防止処理はカーボンコーティングである、請求項４に記載の熱交換器。
6. 前記サイドプレートには、前記コア部とは反対側に向けて突出する突出部（５２１，５３１，５３３）が形成されている、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の熱交換器。
7. 前記突出部は、
   前記チューブを前記ヘッダプレートにろう接するための加熱が行われる際において、その一部が前記ヘッダプレートに当接した状態となるように形成されている、請求項６に記載の熱交換器。
8. 前記サイドプレートが鉄によって形成されている、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の熱交換器。
9. 前記サイドプレートが樹脂によって形成されている、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の熱交換器。

Images