JPH08621Y2 - 熱交換器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は、例えば自動車用のラジエータ等に用いら
れる熱交換器に関する。

なお、明細書において、アルミニウムの語はアルミニ
ウム合金を含む意味において用いる。

従来の技術 例えば、自動車用のラジエータとしての熱交換器は、
基本的には、平行状に配置された１対のタンクと、両タ
ンク間に並列状に配置されかつ両端が前記タンクに連通
状態に接続された複数本のアルミニウム製チューブと、
隣接するチューブ間及び最外側のチューブの外側に配置
されたアルミニウム製フィンとによって構成され、一方
のタンクに送られた熱交換媒体が、他方のタンクに向け
て各チューブ内を流通する間に、フィンの存在するチュ
ーブ間等の間隙を通過する空気と熱交換を行うものとな
されている。

そして、チューブとフィンによって構成される熱交換
部を補強すること、熱交換媒体流通時の内圧の上昇（通
常1kg/cm²前後）に起因してチューブに生じる膨らみを
規制しチューブの耐圧強度を高めること、等を主な目的
として、最外側のフィンの外側には、両端をタンクに固
定したサイドピースが配置されている。このサイドピー
スは、隣接するフィンと強固に接合されうるものである
こと、それ自体の剛性が高いものであること、等の要件
を満足するように、従来、アルミニウム板に曲げ加工を
施して断面コ字状に成形したものとなされていた。

ところで、最近の熱交換器には、性能向上、軽量化が
強く要請され、そのため、チューブ、フィンが超薄肉に
構成されるようになってきている。因みに、チューブに
ついてはこれまでの0.3mmからその半分の0.15mmに、ま
たフィンについてはこれまでの0.1mmから0.07〜0.06mm
に変更される傾向にある。

そのため、このようなチューブの超薄肉化は、それ自
体の強度低下をもたらし、上記のような従来構成のサイ
ドピースをもってしてはもはやチューブに充分な耐圧強
度を付与することができないものとなっている。

そこで、従来より、サイドピースの剛性アップが種々
検討されている。具体的には、第４図に示されるサイド
ピース（51）のように、従来よりも厚肉のアルミニウム
板に曲げ加工を施して断面コ字状に成形したものの使用
や、あるいは第５図に示されるサイドピース（54）のよ
うに、比較的複雑な断面形状に設計されたアルミニウム
製の厚肉中空押出型材の使用、等が考えられている。な
お（52）はチューブ、（53）はコルゲートフィンであ
る。

考案が解決しようとする課題 しかしながら、第４図に示されるようなサイドピース
（51）では、曲げ加工後の屈曲部外面が曲面化してしま
い、フィン（53）との接合面積が減少して、両者の接合
が強固なものにならなくなるという問題がある。

また、第５図に示されるサイドピース（54）では、平
面部（即ちフィンとの接合部）の平面度を現行の押出技
術をもってしても必要な程度にまで高めることができ
ず、フィン（53）との接合面積が少ないものとなって、
上記の場合と同じく両者の接合が強固なものとにならな
くなるという問題がある。

この考案は、上記のような従来の問題点に鑑み、剛性
が高いこと、及びフィンとの接合面積を充分に確保しう
ることの２つの要件を同時に満足しうるサイドピースを
提供し、このサイドピースの使用によってチューブの耐
圧強度の向上を図り、同時にサイドピースとフィンとの
強固な接合を実現しうる熱交換器を提供することを目的
とする。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するため、この考案は、平行状に配置
された１対のタンクと、両タンク間に並列状に配置され
かつ両端が前記タンクに連通状態に接続された複数本の
アルミニウム製チューブと、隣接するチューブ間及び最
外側のチューブの外側に配置されたアルミニウム製フィ
ンと、最外側のフィンの外側に配置されかつ両端が前記
タンクに固定されたサイドピースとを有する熱交換器に
おいて、 前記サイドピースが、アルミニウム製の板に曲げ加工
を施して断面コ字状に成形されたサイドピース本体と、
アルミニウム製の補強材とによって構成され、サイドピ
ース本体は、その開側を外向きにして最外側のフィンに
接触状態に配置されると共に、補強材は、前記断面コ字
状に曲げ加工済みのサイドピース本体の少なくとも両側
板部に接触状態に配置され、かつ、サイドピース本体と
フィン、及び補強材とサイドピース本体とが接合一体化
されてなることを特徴とする熱交換器を要旨とする。

実施例 以下、この考案を自動車用のラジエータに適用した実
施例について、図面を参照して説明する。

第１図に示される熱交換器において、（１）（２）は
平行状に配置された上下１対のタンク、（３）…は両タ
ンク間に並列状に配置されかつ両端が前記タンクに連通
状態に接続された複数本のアルミニウム製チューブ、
（４）…は隣接するチューブ間及び最外側のチューブの
外側に配置されたアルミニウム製コルゲートフィンであ
る。この熱交換器では、上部タンク（１）に送られた熱
交換媒体が、他方のタンク（２）に向けて各チューブ
（３）…内を流通する間に、コルゲートフィン（４）…
の存在するチューブ間等の間隙を通過する空気と熱交換
を行うものとなる。そして、（５）（５）は最外側のコ
ルゲートフィンの外側に配置され、両端を上下のタンク
（１）（２）に固定したサイドピースである。このサイ
ドピース（５）（５）は、前述したように、チューブ
（３）…とコルゲートフィン（４）…とによって構成さ
れる熱交換部を補強すること、熱交換媒体の流通時の内
圧の高まりに起因してチューブ（３）…に生じる膨らみ
を規制しチューブ（３）…の耐圧強度を高めること、を
主な目的として設けられるものである。

上記熱交換器は、タンク（１）（２）を、金型成形に
よって断面Ｕ字状に製作された樹脂製タンク本体（８）
と、アルミニウム製ヘッダープレート（９）とに分割し
て構成し、ヘッダープレート（９）（９）に設けられた
チューブ挿入孔（11）…、サイドピース挿入孔（12）
に、チューブ（３）…、サイドピース（５）（５）の端
部を挿入し、かつコルゲートフィン（４）…をチューブ
（３）…間及びチューブ（３）とサイドピース（５）と
の間に配置した状態に仮組した後、これらをろう付けに
より一体化し、その後ヘッダープレート（９）にシール
用のＯリング（15）を介してタンク本体（８）を装着す
ることにより製作されたものである。

そして、上記サイドピース（５）（５）は、第２図に
示されるように、サイドピース本体（20）と補強材（2
1）で構成されている。サイドピース本体（20）は、ア
ルミニウム板に曲げ加工を施すことにより、断面コ字状
に成形され、また、補強材（21）もアルミニウム板に曲
げ加工を施すことにより、断面コ字状に成形されてい
る。そして、補強材（21）は、その開側を内方に向ける
ようにしてサイドピース本体（20）内に装入され、補強
材（21）の両側板部（24）（24）の外面がサイドピース
本体（20）の両側板部（25）（25）の内面に接触するよ
うに配置される。なお、本実施例ではサイドピース本体
（20）の外面、及び補強材（21）の外面には、ろう材層
が設けられている。そして、前述のように、ヘッダープ
レート（９）（９）、チューブ（３）…、コルゲートフ
ィン（４）…、サイドピース（５）（５）を相互仮組状
態で一括ろう付けする際に、同時にサイドピース本体
（20）と補強材（21）とをろう付け一体化するのであ
る。このサイドピース（５）によれば、補強材（21）の
存在により、その剛性が高いものとなる。同時にこのよ
うな補強材（21）の使用によってサイドピース本体（2
0）のための曲げ加工に供されるアルミニウム板の肉厚
を薄いものに形成することができて屈曲部の外面に大き
な曲面を生じることがなく、また曲げ加工によるから押
出の場合のように平面部の平面度が低くなることもな
く、結果的にコルゲートフィン（４）との接合面積が充
分広く確保されるものとなる。従って、上記のようなサ
イドピース（５）（５）の使用によって、熱交換媒体の
流通時の内圧上昇に起因してチューブ（３）…に生じる
膨らみは強力に規制され、チューブ（３）…の耐圧強度
を高いものとすることができると同時に、サイドピース
（５）、即ちサイドピース本体（20）とコルゲートフィ
ン（４）との接合面積が上記のようにして充分に広いも
のとなるから、両者の接合を強固なものにすることがで
きる。

また、上記のようにチューブ（３）、コルゲートフィ
ン（４）、サイドピース（５）、ヘッダープレート
（９）が、相互に仮組状態に組立てられ、それれが一括
ろう付けにより一体化されるものとして製作される場合
には、上記仮組状態においてサイドピース本体（20）と
補強材（21）とが未だ相互に拘束されてはおらず、サイ
ドピース（５）の剛性が高くはないので、チューブ
（３）及びコルゲートフィン（４）が寸法設計上サイド
ピース（５）側へ膨らもうとした場合に、その膨らみを
容易に吸収でき、コルゲートフィン（４）に座屈を生じ
るのを有効に防止することができ、またろう付け中にお
いてもサイドピース本体（20）と補強材（21）とは未だ
完全な拘束状態には至っていないので、ろう付けに伴う
熱膨脹によってチューブ（３）及びコルゲートフィン
（４）がサイドピース（５）側への膨らもうとした場合
にも、その膨らみを容易に吸収することになり、同じく
コルゲートフィン（４）に座屈を生じるのを有効に防止
しえ、従って、外観体裁ないし熱交換効率に優れた熱交
換器の製造が可能となる。また、補強部材（21）を断面
コ字状に形成し、その開側を内方にしてサイドピース本
体（20）内に配置したものとなしているので、両者一体
化後の剛性が高いものとなり、また補強材（21）をサイ
ドピース本体（20）に仮組した状態で補強材（21）が位
置ずれを起こすのも有効に防止できて適正な状態でろう
付けが達成されるものとなる。

また、第３図に記される実施例は、サイドピース本体
（20）の両側板部（25）（25）に内向きコ字状の切込
（27）を形成し、これを内方に屈曲して位置決め用突部
（28）を長さ方向に間隔的に形成し、その先端に補強材
（21）の両側板部（24）（24）の先端を当接せしめ、補
強材（21）の位置決めがなされるものとしたものであ
る。これによれば、補強材（21）のサイドピース本体
（20）への装入深さを長さ方向に一定に保つことができ
て適正な姿勢で両者の一体化を図りうる点、及び両者の
接合をより強固なものとなしうる点で極めて有利であ
る。

考案の効果 上述の次第で、この考案の熱交換器は、サイドピース
が、断面コ字状のサイドピース本体と、アルミニウム製
の補強材とによって構成され、サイドピース本体は、そ
の開側を外向きにして最外側のフィンに接触状態に配置
されると共に、補強材は、サイドピース本体の少なくと
も両側板部に接触状態に配置され、かつ、サイドピース
本体とフィン、及び補強材とサイドピース本体とが接合
一体化されてなるものであるから、サイドピースの剛性
が高められ、熱交換媒体の流通時の内圧上昇に起因して
チューブに生じる膨らみは強力に規制されチューブの耐
圧強度を充分に高めることができる。

しかも、サイドピース本体は、アルミニウム製の板に
曲げ加工を施して断面コ字状に成形されたものであるか
ら、両側板部間の板部のフィンと接合される接合面の平
面度を高いものにすることができ、そのため、サイドピ
ース本体とフィンとの接合面積が広く確保されて、これ
ら両者の接合を強固なものにすることができる。

加えて、補強材は、断面コ字状に曲げ加工済みのサイ
ドピース本体の少なくとも両側板部に接触状態に配置さ
れ、かつ、このように断面コ字状に曲げ加工済みのサイ
ドピース本体と接合一体化されて、サイドピース本体を
補強するものであるから、サイドピース本体に曲げ加工
されるアルミニウム板として、肉薄のアルミニウム板を
用いることができ、その結果、このような肉薄のアルミ
ニウム板に曲げ加工を施して断面コ字状のサイドピース
本体を製作することによって、サイドピース本体の屈曲
部外面の曲面化を抑制しえて、サイドピース本体とフィ
ンとの接合面積が広く確保され、より一層、これら両者
の接合を強固なものにすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の熱交換器の全体を示す分解斜視図、
第２図はサイドピースの一実施例を示す断面斜視図、第
３図はサイドピースの他の実施例を示す断面斜視図、第
４図及び第５図は従来の熱交換器におけるサイドピース
の断面斜視図である。 （１）（２）……タンク、（３）……チューブ、（４）
……コルゲートフィン、（５）……サイドピース、（2
0）……サイドピース本体、（21）……補強材、（25）
……側板部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】平行状に配置された１対のタンクと、両タ
   ンク間に並列状に配置されかつ両端が前記タンクに連通
   状態に接続された複数本のアルミニウム製チューブと、
   隣接するチューブ間及び最外側のチューブの外側に配置
   されたアルミニウム製フィンと、最外側のフィンの外側
   に配置されかつ両端が前記タンクに固定されたサイドピ
   ースとを有する熱交換器において、 前記サイドピースが、アルミニウム製の板に曲げ加工を
   施して断面コ字状に成形されたサイドピース本体と、ア
   ルミニウム製の補強材とによって構成され、サイドピー
   ス本体は、その開側を外向きにして最外側のフィンに接
   触状態に配置されると共に、補強材は、前記断面コ字状
   に曲げ加工済みのサイドピース本体の少なくとも両側板
   部に接触状態に配置され、かつ、サイドピース本体とフ
   ィン、及び補強材とサイドピース本体とが接合一体化さ
   れてなることを特徴とする熱交換器。