JP6744396B2 - プレート積層型熱交換器 - Google Patents

Description

本発明はインバータなどの電子機器を冷却する冷却器等に利用できるプレート積層型熱交換器に関する。

従来から、インバータ等の電子機器の冷却器に利用できるプレート積層型熱交換器として、積層したインナープレートをカップ形状の天板プレートまたは底板プレートを用いて包み込んだカッププレート型構造や、内部に流通路を有するプレートを積層し、その上下を平板状のプレートで封じた完全積層型構造などが知られている。
これらプレート積層型熱交換器では、通常、熱交換器全体を一体的にろう付けして製造するが、ろう付けに際してインナープレート等のプレート相互を位置決めした状態で積層し仮固定する必要がある。仮固定方法としては、積層体の外周部を溶接する方法や、専用の固定治具を用いる方法が知られている。この中で外周部を溶接する方法は、製造工程がかなり複雑化し完成品にも溶接跡が残るという問題がある。
一方、専用の固定器具を用いる一般的なものとして、積層する各プレートに流体の流通孔以外に仮固定用の貫通孔を設け、ろう付け前に各プレートを積層状態に揃えた後、貫通孔に固定用のピンなどを挿通し仮固定する方法がある。しかし、このように貫通孔に固定用のピンなどを単に挿通したものは、いわゆる「ゆるみ嵌め」状態であるので、ろう付け工程において振動や外部入力などにより各プレート間に位置ずれを生じることが多く、ろう付け後のプレート積層型熱交換器における構造的な精度確保が問題となる。さらに、ろう付け後に固定用のピン等の取外し工程が必要となる。
上記問題を解決する方法として、例えば特許文献１に開示されているようなプレートと固定用のピンを相互に嵌合する拘束方式が提案されている。特許文献１では、積層する各プレートに流体の流通孔以外に仮固定用の貫通孔を設け、その貫通孔に固定ピンの機能を有する管を嵌入して全体的に嵌合して拘束するか、または貫通孔の内径より大きい外径の溝付きスプリングピンを挿入し、それを縮径させて嵌合することにより各プレートを仮固定する方式である。このような拘束方式は前記「ゆるみ嵌め」状態で仮固定した場合の問題点であるろう付けに際しての位置ずれを回避できると共に、ろう付け後における固定用ピン等の取外し工程も不要となる。

特許第３０２６３１５号公報

しかし「ゆるみ嵌め」状態の仮固定方式を改良するため、特許文献１に開示されたような拘束方式を採用した場合には、新たな問題が発生する。すなわち、ろう付け工程においては、ろう材の溶融および溶出による積層方向の寸法減少、いわゆる「焼き縮み」現象が発生するが、その際、固定用のピン等を全体に拘束すると、この焼き縮みも拘束されるので、各プレート間の接合不良や平面度の悪化などが生じる原因となる。
なお特許文献１においては、固定用のピンとして溝付きスプリングピン（軸方向に溝の付いた管）を使用する例も開示されている。このタイプのピンを使用した場合、焼き縮みの拘束は緩和され得るが、ろう付けに際して溶融したろう材が溝付きスプリングピンの溝部からピン内部に侵入するので、その分「焼き縮み」現象が増加すること、及びピン自体が高価な部品であること等の別の課題が残る。そこで本発明はこれらの課題を解決するため、次のような新しい構造のプレート積層型熱交換器を提供するものである。

本発明の第１の発明は、複数のプレートを積層してろう付け固定することにより得られるプレート積層型熱交換器において、
隣接する各プレート（Ａ）の、少なくとも一方は、他方側の表面にろう材が被覆されたクラッド材であり、
積層された各プレートには積層方向に貫く丸孔が形成され、細長い固定ピンが各プレートの丸孔を連通するように挿通され、固定ピンはその長手方向の一端部における外径のみが拡径されており、その拡径された外周縁部が丸孔の内壁に嵌合されていることを特徴とする（請求項１）。
本発明の第２の発明は、複数のプレートを積層してろう付け固定することにより得られるプレート積層型熱交換器において、
隣接する各プレート（Ａ）の、少なくとも一方は、他方側の表面にろう材が被覆されたクラッド材であり、
積層された各プレート（Ａ）の外周部には切欠き部（１１）が形成され、細長い固定プレート（１２）が各プレート（Ａ）の切欠き部（１１）を連通するように挿通され、挿通された固定プレート（１２）はその長手方向の一端部においてのみその外幅が拡幅されており、その拡幅された外周縁部が切欠き部（１１）の内壁に固定されていることを特徴とする（請求項２）。
本発明の第３の発明は、複数のプレートを積層してろう付け固定することにより得られるプレート積層型熱交換器において、
隣接する各プレート（Ａ）の、少なくとも一方は、他方側の表面にろう材が被覆されたクラッド材であり、
積層された各プレート（Ａ）には積層方向に貫く丸孔（７）が形成され、細長い固定ピン（８）が各プレート（Ａ）の丸孔（７）を連通するように挿通され、積層されたプレート（Ａ）の最上層または最下層の一方においてのみ丸孔（７）が縮径され、その縮径された内周縁部が固定ピン（８）の外周部に嵌合されていることを特徴とする（請求項３）。
本発明の第４の発明は、上記いずれかの発明のろう付け前の積層状態において、積層された各プレート（Ａ）の合計厚さをＴ、積層されたプレートにおけるろう材部分の合計厚さをＴｓ、最上層および最下層の２つのプレート（Ａ）のそれぞれの厚さをｔとしたとき、固定ピン（８）または固定プレート（１２）の積層方向の長さＬが、Ｔ−ｔ＜Ｌ＜Ｔ−０．３Ｔｓの範囲であること特徴とする（請求項４）。
本発明の第５の発明は、前記いずれかの発明のろう付け後の積層状態において、固定ピンまたは固定プレートは、全てのプレートに挿通され、且つ、その両端部はプレートの最上層および最下層の外表面より内側に位置していることを特徴とする（請求項５）。

第１の発明は、積層された各プレートには積層方向に貫く丸孔が形成され、細長い固定ピンが各プレートの丸孔を連通するように挿通され、固定ピンはその長手方向の一端部における外径のみが拡径されており、その拡径された外周縁部が丸孔の内壁に嵌合されていることを特徴とする。
このように構成される熱交換器は、ろう付け工程において、積層された各プレートが固定ピンで仮固定されるので、各プレート間の位置ずれ等が発生しない。また固定ピンの長手方向の一端部のみが丸孔に固定されるので、ろう付けに際して焼き縮みが拘束されることが無い。それにより簡便かつ安価な方法で、積層されたプレートの仮固定および焼き縮みの非拘束の両立が可能となる。その結果、複雑な部品追加による構造の複雑化や、プレート間の接合不良や平面度悪化のない優れた熱交換器を提供することができる。
本発明の第２の発明は、積層された各プレートの外周部には切欠き部が形成され、細長い固定プレートが各プレートの切欠き部を連通するように挿通され、挿通された固定プレートはその長手方向の一端部においてのみその外幅が拡幅されており、その拡幅された外周縁部が切欠き部の内壁に固定されていることを特徴とする。
このように構成される熱交換器は、ろう付け工程において、積層された各プレートが固定プレートで仮固定されるので、各プレート間の位置ずれ等が発生しない。また固定プレートの長手方向の一端部のみが拡幅されているので、ろう付けに際して焼き縮みが拘束されることが無い。それにより簡便かつ安価な方法で、積層されたプレートの仮固定および焼き縮みの非拘束の両立が可能となる。その結果、複雑な部品追加による構造の複雑化や、プレート間の接合不良や平面度悪化のない優れた熱交換器を提供することができる。
本発明の第３の発明は、積層された各プレートには積層方向に貫く丸孔が形成され、細長い固定ピンが各プレートの丸孔を連通するように挿通され、積層されたプレートの最上層または最下層の一方においてのみ丸孔が縮径され、その縮径された内周縁部が固定ピンの外周部に嵌合されていることを特徴とする。
このように構成される熱交換器は、ろう付け工程において、積層された各プレートが固定ピンで仮固定されるので、各プレート間の位置ずれ等が発生しない。また固定ピンの長手方向の一端部のみが丸孔に固定されるので、ろう付けに際して焼き縮みが拘束されることが無い。それにより簡便かつ安価な方法で、積層されたプレートの仮固定および焼き縮みの非拘束の両立が可能となる。その結果、複雑な部品追加による構造の複雑化や、プレート間の接合不良や平面度悪化のない優れた熱交換器を提供することができる。
本発明の第４の発明は、上記第１の発明乃至第３の発明のいずれかの発明のろう付け前の積層状態において、積層された各プレート（Ａ）の合計厚さをＴ、積層されたプレートにおけるろう材部分の合計厚さをＴｓ、最上層および最下層の２つのプレート（Ａ）のそれぞれの厚さをｔとしたとき、固定ピン（８）または固定プレート（１２）の積層方向の長さＬが、Ｔ−ｔ＜Ｌ＜Ｔ−０．３Ｔｓの範囲であること特徴とする。
このように固定ピンまたは固定プレートの長さＬを「Ｔ−ｔ＜Ｌ」の範囲とすることにより、固定ピンまたは固定プレートが全てのプレートに挿入された状態を、確実に確保できる。そして実験によれば、積層された各プレートにおける積層方向の全焼き縮み量は０．３Ｔｓ程度であることが確認されているので、固定ピンまたは固定プレートの長さＬを「Ｌ＜Ｔ−０．３Ｔｓ」の範囲とすることにより、ろう付けによりプレートが焼き縮んだ後でも、固定ピンまたは固定プレートが積層されたプレートから外部に突出しないことが保障される。その結果、焼き縮みによるプレート間の接合不良や平面度悪化がなく、且つ、固定ピンや固定プレートがプレート外部に突出していない構造的に優れた熱交換器を提供することができる。
本発明の第５の発明は、前記第１の発明乃至第３の発明のいずれかの発明のろう付け後の積層状態において、固定ピンまたは固定プレートは、全てのプレートに挿通され、且つ、その両端部はプレートの最上層および最下層の外表面より内側に位置していることを特徴とする。このように構成すると、焼き縮みによるプレート間の接合不良や平面度悪化がなく、且つ、固定ピンや固定プレートがプレート外部に突出していない構造的に優れた熱交換器を提供することができる。

図１は本発明の第１実施形態における熱交換器のろう付け前の分解斜視図。
図２は図１の熱交換器のろう付け前の固定ピン挿入工程を示す部分斜視図および部分断面図。
図３は本発明の第２実施形態における熱交換器のろう付け前の分解斜視図。
図４は図３の熱交換器のろう付け前の固定プレート挿入工程を示す部分斜視図および部分断面図。
図５は図３の熱交換器の部分的な変形例を示す部分斜視図および部分拡大平面図。
図６は本発明の第３実施形態における熱交換器のろう付け前の分解斜視図。
図７は図６の熱交換器のろう付け後の斜視図および部分拡大斜視図。
図８は本発明の第４実施形態における熱交換器のろう付け前の分解斜視図。
図９は図８の熱交換器のろう付け後の斜視図および部分拡大斜視図。
図１０は本発明の第５実施形態における熱交換器のろう付け前の縮径ピン挿入工程を示す部分斜視図および部分拡大断面図。

図１は、本発明の第１実施形態におけるカッププレート型の熱交換器で、該熱交換器のろう付け前の状態を示す分解斜視図である。熱交換器１は上側の天板プレート２、下側の底板プレート３、およびそれらの間に積層される複数のインナープレート４を備え、天板プレート２には冷却水などの流体を供給する流体入口管５と、流体を排出する流体出口管６が設けられる。底板プレート３は周縁部に側壁部を有し、その側壁部の上部に形成されたフランジと天板プレート２の周縁部が接合できるようになっている。
本発明ではこれら天板プレート２、底板プレート３およびインナープレート４などの各プレートを一括して述べる場合は、それらの総称をプレートＡと称する。なおこれらプレートＡは金属製であり、一般的には金属材としてアルミニウム合金やステンレスなどの板材が用いられる。また、本発明では、隣接する各プレートＡの、少なくとも一方には、他方側の表面にろう材が被覆されたクラッド材を使用する。プレートＡの構成として、例えば、中間層のプレート４に、その両面にろう材が被覆されたクラッド材を用い、最上層のプレート２と最下層のプレート３には、ベア材を用いることができる。
また、最上層のプレート２および中間層のプレート４に、その下面にろう材を被覆されたクラッド材を用い、最下層のプレート３にはベア材を用いることができる。逆に、最上層プレート２をベア材とし、中間層のプレート４および最下層のプレート３に、その上面にろう材が被覆されたクラッド材を用いてもよい。なお、クラッド材におけるろう材被覆の構成は、適宜、選定することができる。
流体を流通させる多数の流通孔を有する各インナープレート４は細長い板状で、一方の端部４ａと他方の端部４ｂの各両端部に近い２箇所にそれぞれ丸孔７が積層方向（厚さ方向）に貫いている。なお各インナープレート４を互いに整合するように積層した際に、各丸孔７も互いに同軸的に整合するようになっている。そして各インナープレート４の丸孔７ごとに、長さＬの固定ピン８が挿通される。
図２は、図１の熱交換器のろう付け前の工程を示す図ある。図２（Ａ）は積層された複数のインナープレート４に形成した丸孔７に固定ピン８を挿入する状態を示す部分斜視図、図２（Ｂ）は挿入した固定ピン８の長手方向の一端部を断面円形の細長い拡径工具９で拡径している状態を示す部分斜視図、図２（Ｃ）はインナープレート４の丸孔７に挿入した固定ピン８の長手方向の一端部を拡径する前の状態を示す部分断面図、図２（Ｄ）はインナープレート４の丸孔７に挿入した固定ピン８の長手方向の一端部を拡径している状態を示す部分断面図、図２（Ｅ）はインナープレート４の丸孔７に挿入した固定ピン８の長手方向の一端部を拡径した後の状態を示す部分断面図、図２（Ｆ）は図２（Ｅ）に示す一点鎖線Ｆ部分を示す部分斜視図である。なお図２は図１に示すインナープレート４の一方の端部４ａの工程のみを示しているが、他方の端部４ｂも同様な工程で実施してもよい。
図２において、先ず図２（Ａ）のように積層された複数のインナープレート４の丸孔７に固定ピン８を挿入する。次に図２（Ｂ）、図２（Ｃ）、図２（Ｄ）に示すように固定ピン８の長手方向の一端部に拡径工具９の先端部を矢印方向に押圧する。拡径工具９の先端部は図２（Ｃ）に示すように中心部に緩やかな傾斜角度の円錐形状の拡径部９ａが形成され、拡径部９ａの周縁部と拡径工具９の周縁部の間は平坦な円環部９ｂが形成されている。
固定ピン８の長手方向の一端部に拡径工具９の先端部を押圧すると、固定ピン８における該端部は拡径工具９の拡径部９ａによって軸方向に圧縮され、それによって固定ピン８の先端部の表面に近い領域が拡径工具９の円環部９ｂに沿って半径方向に円環状に拡径して突出する。そのように突出した外周縁部１０は丸孔７の内壁部を押圧しながら、その内部に食い込むように進入する。その結果、図２（Ｄ）〜図２（Ｆ）に示すよう、固定ピン８の長手方向の一端部のみが丸孔７の内壁に固定される。
なお、固定ピン８の長さＬは次のように設定されている。すなわち、図２に示すろう付け前の各インナープレート４を積層した状態において、積層された各プレート（Ａ）の合計厚さをＴとし、積層されたプレートにおけるろう材部分の合計厚さをＴｓとし、最上層および最下層の２つのインナープレート４のそれぞれの厚さをｔとしたとき、固定ピン８の長さ（積層方向の長さ）Ｌを「Ｔ−ｔ＜Ｌ＜Ｔ−０．３Ｔｓ」の範囲に設定する。ここで０．３Ｔｓは実験により確認された合計焼き縮み量（積層されたインナープレート４における積層方向の焼き縮みの全量）である。
このように固定ピン８の長さＬを設定すると、ろう付け後の固定ピン８の端部は積層されたインナープレート４の最上面および最下面から外部に突出させずに、積層された全てのインナープレート４を挿通することができる。
図３は、本発明の第２実施形態におけるカッププレート型の熱交換器で、該熱交換器のろう付け前の状態を示す分解斜視図である。図３の実施形態が図１の実施形態と異なる部分は、積層されたインナープレートの固定方式のみで、そのほかは同様に構成される。従って図１と同じ部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
図３の実施形態では、各インナープレート４の一方の端部４ａにおける周縁部の２箇所と、他方の端部４ｂにおける周縁部の１箇所に、それぞれ積層方向の断面が方形な切欠き部１１が形成される。なお各インナープレート４を互いに整合するように積層した際に、各切欠き部１１も互いに同軸的に整合するようになっている。そして各インナープレート４の切欠き部１１ごとに固定プレート１２が挿通される。
図４は、図３の熱交換器のろう付け前の工程を示す図である。図４（Ａ）は積層された複数のインナープレート４に形成した切欠き部１１に固定プレート１２を挿入する状態を示す部分斜視図、図４（Ｂ）は挿入した固定プレート１２の長手方向の一方の端部４ａを断面方形の細長い拡幅工具１３で拡幅する状態を示す部分斜視図、図４（Ｃ）はインナープレート４の切欠き部１１に挿入した固定プレート１２の長手方向の一端部を拡幅する前の状態を示す部分断面図、図４（Ｄ）はインナープレート４の切欠き部１１に挿入した固定プレート１２の長手方向の一端部を拡幅している状態を示す部分断面図、図４（Ｅ）はインナープレート４の切欠き部１１に挿入した固定プレート１２の長手方向の一端部を拡幅した後の状態を示す部分断面図、図４（Ｆ）は図４（Ｅ）に示す一点鎖線Ｆ部分を示す部分斜視図である。
図４において、先ず図４（Ａ）のように積層された複数のインナープレート４の切欠き部１１に固定プレート１２を挿入する。次に図４（Ｂ）、図４（Ｃ）、図４（Ｄ）に示すように固定プレート１２の長手方向の一端部に拡幅工具１３の先端部を矢印方向に押圧する。断面が方形の拡幅工具１３の先端部は図４（Ｃ）に示すように中心部に緩やかな傾斜角度の角錐形状の拡幅部１３ａが形成され、拡幅部１３ａの２つの周縁部と拡幅工具１３の周縁部の間にそれぞれ平坦な方形部１３ｂが形成されている。
固定プレート１２の長手方向の一端部に拡幅工具１３の先端部を押圧すると、固定プレート１２の該端部は拡幅工具１３の拡幅部１３ａによって軸方向に圧縮され、それによって固定プレート１２の該端部の表面に近い領域が拡幅工具１３の方形部１３ｂに沿って幅方向に方形状に拡幅して突出する。方形状に拡幅して突出した外周縁部１４は、切欠き部１１の内壁部を押圧しながらその内部に食い込むように進入する。その結果、図４（Ｄ）〜図４（Ｆ）に示すように、固定プレート１２の長手方向の一端部のみが切欠き部１１の内壁に固定される。
図５は、図３の熱交換器の部分的な変形例である。図５（Ａ）はインナープレート４の一方の端部４ａ部分を示す部分斜視図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）のＢ部分を示す部分拡大平面図である。図５の実施形態が図３の実施形態と異なる部分は、各インナープレート４の一方の端部４ａ（または他方の端部４ｂ）の周縁部に形成する切欠き部１１における積層方向の断面形状のみで、そのほかの部分は同様に構成される。
前記図３に示された切欠き部１１における積層方向の断面は方形状であるが、図５に示された切欠き部１１における積層方向の断面は、図５（Ｂ）に示すように、その開口側１１ａから底面１１ｂに向かって両側面が直線的に拡大する台形状（いわゆる蟻溝状の断面）となっている。切欠き部１１の積層方向の断面形状をこのような台形状とすることにより、固定プレート１２を切欠き部１１に挿通する際、または前記拡幅工具１３で拡幅する際に、固定プレート１２を切欠き部１１の開口側１１ａから外側へ部分的にはみ出すことを抑制する効果があり、固定プレート１２の挿通や拡幅作業をより容易に、且つ安定に行うことが可能になる。
図６は、本発明の第３実施形態における完全積層型の熱交換器のろう付け前の分解斜視図である。図１のカッププレート型の熱交換器と図６の完全積層型の熱交換器との相違点は、天板プレート２、底板プレート３及びそれらの間に積層される複数のインナープレート４相互間の構造的な結合形態と、その結合形態に適合する各プレートの周縁部形状等である。しかし、本発明の特徴部分である各プレートと固定ピン等の挿通形態や嵌合形態については、同様に構成される。したがって図１および図６の同様な部分には、図１と同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
図６において、天板プレート２、底板プレート３および複数のインナープレート４は、いずれも方形状に形成され、全てのプレートＡの４隅には熱交換器１を固定対象物に固定するためのボルト孔１５が形成されている。全てのプレートＡの４隅近くには、それぞれ丸孔７が積層方向（厚さ方向）に貫いている。なお各インナープレート４を互いに整合するように積層した際に、各丸孔７も互いに同軸的整合するようになっている。そして各インナープレート４の丸孔７ごとに細長い固定ピン８が挿通される。
図７は、図６の熱交換器のろう付け後の状態を示す図である。図７（Ａ）は熱交換器全体の斜視図、図７（Ｂ）は図７（Ａ）における一点鎖線Ｂの部分拡大斜視図である。図６の状態からろう付け工程を経ることにより図７の状態になる。ろう付け前の工程は前記図２で説明した内容と同様である。
図８は、本発明の第４実施形態における完全積層型の熱交換器のろう付け前の分解斜視図である。図８の実施形態が図６の実施形態と異なる部分は積層されたインナープレート４の固定方式のみで、そのほかは同様に構成される。すなわち、図６の固定方式は図１の固定方式と同様な丸孔７と固定ピン８によるものであるが、図８の固定方式は図３の固定方式と同様な切欠き部１１と固定プレート１２によるものである。
図９は、図８の熱交換器のろう付け後の状態を示す図である。図９（Ａ）は熱交換器全体の斜視図、図９（Ｂ）は図９（Ａ）における一点鎖線Ｂの部分拡大斜視図である。図８の状態からろう付け工程を経ることにより図９の状態になる。ろう付け前の工程は前記図４で説明した内容と同様である。
なお図９（Ｂ）に示すように、固定プレート１２の先端部形状は、図４に示した拡幅工具１３で押圧されて変形したもので、その変形形状は方形の拡幅工具１３の先端部形状、すなわちその中心部に緩やかな傾斜角度の角錐形状の拡幅部１３ａが形成され、拡幅部１３ａの２つの周縁部と拡幅工具１３の周縁部の間にそれぞれ平坦な方形部１３ｂが形成された先端部形状が転写された状態になっている。このような工具の先端部形状と固定プレート１２の先端部形状が略一致する状態は、図２（Ｆ）に示した固定ピン８の先端部についても同様である。
図１０は、本発明の第５実施形態における熱交換器のろう付け前の工程を示す図である。図１０の熱交換器の本体は、図１に示す熱交換器１の本体と同様であるが、図１と異なる部分は積層されたインナープレート４の固定方式のみである。従って図１と同じ部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
図１０（Ａ）は積層された複数のインナープレート４に形成した丸孔７に固定ピン８を挿入した状態を示す部分斜視図、図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）のＢ−Ｂ矢視の部分断面図、図１０（Ｃ）は固定ピン８を挿入した丸孔７の内径の一部を縮径している状態を示す部分断面図、図１０（Ｄ）は固定ピン８を挿入した丸孔７の内径の一部を縮径した後の状態を示す部分断面図、図１０（Ｅ）は図１０（Ｄ）に示す一点鎖線Ｅ部分を示す部分平面図である。なお図１０に示す工程は、図２と同様にインナープレート４の一方の端部４ａのみを示しているが、他方の端部４ｂも同様な工程で実施してもよい。
図１０（Ａ）に示すように、各インナープレート４に形成された複数の丸孔７の周縁部を取り囲むように、それらの周方向に等間隔で複数個（本実施形態では３個）の貫通孔７ａが形成されている。長手方向に同一径の各貫通孔７ａの内径は図示のように丸孔７の内径の数分の一程度に小さく形成されている。
図１０において、先ず図１０（Ａ）、（Ｂ）のように、積層された複数のインナープレート４の丸孔７に固定ピン８を挿入する。長さ方向に同一径の丸孔７の内径は、同じく長さ方向に同一径の固定ピン８がスライドしながらスムーズに挿入できるように設定されている。丸孔７に固定ピン８を挿入した後、図１０（Ｃ）のように、各貫通孔７ａの一方の端部から縮径工具１６の各縮径ピン１６ａを押圧しながら挿入する。長手方向に同一径の各縮径ピン１６ａは縮径工具１６の固定部（図示せず）に複数本（本実施形態では３本）固定されている。なお各縮径ピン１６ａの位置は各貫通孔７ａの位置に適合するように配置されると共に、その外径は貫通孔７ａの内径より若干大きめに設定されている。
３個の貫通孔７ａにそれぞれ縮径ピン１６ａを押圧しながら挿入すると、半径方向に押圧された貫通孔７ａの内径はそれぞれ拡径され、それによって丸孔７の内径の３か所が内側に部分膨出する。図１０（Ｅ）は丸孔７の内壁の３か所から内側に部分膨出した３つの膨出部７ｂを示す。各膨出部７ｂにより固定ピン８の長手方向の一端部のみが丸孔７に固定された状態となり、積層された各インナープレート４は互いに安定に仮固定される。
なお、膨出部７ｂを効率的に且つ精度よく形成するには、貫通孔７ａと丸孔７の間の壁部の厚さを縮径ピン１６ａの押圧作用により確実に且つ所望値だけ変形させる必要がある。最適な壁部の厚さは壁部の材質により変化するので、押圧実験のデータなどを基に設定することが望ましい。

本発明は、インバータなどの電子機器を冷却する冷却器に利用できるプレート積層型熱交換器に適用される。

Ａ プレート
１ 熱交換器
２ 天板プレート
３ 底板プレート
４ インナープレート
４ａ 一方の端部
４ｂ 他方の端部
５ 流体入口管
６ 流体出口管
７ 丸孔
７ａ 貫通孔
７ｂ 膨出部
８ 固定ピン
９ 拡径工具
９ａ 拡径部
９ｂ 円環部
１０ 外周縁部
１１ 切欠き部
１１ａ 開口側
１１ｂ 底面
１２ 固定プレート
１３ 拡幅工具
１３ａ 拡幅部
１３ｂ 方形部
１４ 外周縁部
１５ ボルト孔
１６ 縮径工具
１６ａ 縮径ピン

Claims (5)

1. 複数のプレートを積層してろう付け固定することにより得られるプレート積層型熱交換器において、
   隣接する各プレート（Ａ）の、少なくとも一方は、他方側の表面にろう材が被覆されたクラッド材であり、
   積層された各プレート（Ａ）には積層方向に貫く丸孔（７）が形成され、細長い固定ピン（８）が各プレート（Ａ）の丸孔（７）を連通するように挿通され、固定ピン（８）はその長手方向の一端部における外径のみが拡径され、その拡径された外周縁部が丸孔（７）の内壁に嵌合されていることを特徴とするプレート積層型熱交換器。
2. 複数のプレートを積層してろう付け固定することにより得られるプレート積層型熱交換器において、
   隣接する各プレート（Ａ）の、少なくとも一方は、他方側の表面にろう材が被覆されたクラッド材であり、
   積層された各プレート（Ａ）の外周部には切欠き部（１１）が形成され、細長い固定プレート（１２）が各プレート（Ａ）の切欠き部（１１）を連通するように挿通され、挿通された固定プレート（１２）はその長手方向の一端部においてのみその外幅が拡幅されており、その拡幅された外周縁部が切欠き部（１１）の内壁に固定されていることを特徴とするプレート積層型熱交換器。
3. 複数のプレートを積層してろう付け固定することにより得られるプレート積層型熱交換器において、
   隣接する各プレート（Ａ）の、少なくとも一方は、他方側の表面にろう材が被覆されたクラッド材であり、
   積層された各プレート（Ａ）には積層方向に貫く丸孔（７）が形成され、細長い固定ピン（８）が各プレート（Ａ）の丸孔（７）を連通するように挿通され、積層されたプレート（Ａ）の最上層または最下層の一方においてのみ丸孔（７）が縮径され、その縮径された内周縁部が固定ピン（８）の外周部に嵌合されていることを特徴とするプレート積層型熱交換器。
4. ろう付け前の積層状態において、積層された各プレート（Ａ）の合計厚さをＴ、積層されたプレートにおけるろう材部分の合計厚さをＴｓ、最上層および最下層の２つのプレート（Ａ）のそれぞれの厚さをｔとしたとき、固定ピン（８）または固定プレート（１２）の積層方向の長さＬが、Ｔ−ｔ＜Ｌ＜Ｔ−０．３Ｔｓの範囲であること特徴とする、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のプレート積層型熱交換器。
5. ろう付け後の積層状態において、固定ピン（８）または固定プレート（１２）は、全てのプレート（Ａ）に挿通され、且つ、その両端部はプレート（Ａ）の最上層および最下層の外表面より内側に位置していることを特徴とする、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のプレート積層型熱交換器。

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