熱交換器のチューブ接続構造
【課題】 偏平チューブ３の端部とヘッダープレート２のチューブ挿通孔１とのろう付け部の補強材であって、部品点数が少なく組立て容易で、ろう付け中の振動等によって外れ難い信頼性の高い接続構造の提供。
【解決手段】 補強プレート６の両端部の外側に複数のＵ字状の弾性爪部４を、偏平チューブ３の並列ピッチで並列し、その両端部間を１以上の架橋部５で一体に連結する。そして、補強プレート６の各弾性爪部４を偏平チューブ３の開口に圧入して、弾性爪部４の外側面と偏平チューブ３の開口の長軸側の端部内面とを一体にろう付け固定する。
【解決手段】 補強プレート６の両端部の外側に複数のＵ字状の弾性爪部４を、偏平チューブ３の並列ピッチで並列し、その両端部間を１以上の架橋部５で一体に連結する。そして、補強プレート６の各弾性爪部４を偏平チューブ３の開口に圧入して、弾性爪部４の外側面と偏平チューブ３の開口の長軸側の端部内面とを一体にろう付け固定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インタークーラのチューブとヘッダプレートとのろう付け部のごとく、繰り返し熱応力が生じる部分に亀裂が発生するのを防止する補強構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
インタークーラ等の自動車用熱交換器として、ヘッダプレートのチューブ挿通孔に偏平チューブを挿通し、その挿通部を一体にろう付け固定すると共に、ヘッダプレートをヘッダ本体の開口に嵌着固定し、チューブの外面間にコルゲート型のフィンを配置したものが量産されている。
このような熱交換器において、チューブとヘッダプレートとのろう付け部に生じる繰り返し熱応力のため、ろう付け部に亀裂が生じ、漏れが発生することがある。
【０００３】
このような亀裂を防止するチューブ接続部の補強構造として下記特許文献１のものが提案されている。
この構造は、一例としてＵ字状の棒材または板材からなる補強部材をチューブの開口に嵌着し、その補強部材と共にチューブ端とヘッダプレートのチューブ挿通孔との間を一体にろう付け固定したものである。
【０００４】
【特許文献１】特開昭５８−１９４３８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のチューブ接続構造の補強材は、各偏平チューブの開口ごとに補強材を挿入するため、部品点数が多く且つ、組立てが面倒である欠点があった。それと共に、ろう付け中に補強部材がチューブの開口から外れてしまう欠点があった。すなわち、ろう付けのため炉内搬送等に伴う振動により、補強材がチューブの開口から外れやすい欠点があった。
そこで本発明は、部品点数が少なく組立て容易で且つ、ろう付け時の振動等によって外れ難いチューブの接続構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の本発明は、多数の偏平なチューブ挿通孔(1)が定間隔に並列して穿設されたヘッダプレート(2)と、各チューブ挿通孔(1)に端部が挿通されてろう付け固定された多数の偏平チューブ(3)と、を具備する熱交換器のチューブ接続構造において、
両端部の外側に複数のＵ字状の弾性爪部(4)が、前記偏平チューブ(3)の並列ピッチで並列され、その両端部間が一以上の架橋部(5)で一体に連結された補強プレート(6)を有し、
その補強プレート(6)の各弾性爪部(4)が、そのＵ字の底側から各偏平チューブ(3)の開口に圧入されて、その弾性爪部(4)の外側面が偏平チューブ(3)の開口の長軸側の両端内面に接して一体にろう付け固定されたことを特徴とする熱交換器のチューブ接続構造である。
【０００７】
請求項２に記載の本発明は、請求項１において、
前記架橋部(5)が前記チューブ(3)の並列方向に隣り合う前記弾性爪部(4)の間に配置された熱交換器のチューブ接続構造である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のチューブ接続構造は、補強プレート６の弾性爪部４が偏平チューブ３の開口に圧入されて、弾性爪部４の外側面が偏平チューブ３の開口の長軸側の端部内面に接触して一体にろう付け固定されたものであるから、部品点数が少なく組立て容易なチューブ接続部の補強構造を提供できる。すなわち、各偏平チューブ３の開口に同時に補強プレート６の各弾性爪部４を嵌着して、その嵌着部におけるチューブ接続部の板厚を増大させ、偏平チューブ３とヘッダプレート２のチューブ挿通孔１との間に生じる繰り返し熱応力に対し、最も亀裂が生じ易い偏平チューブ３の長軸側両端を補強し、亀裂を防止して熱交換器の信頼性を向上できる。
また、各弾性爪部４は偏平チューブ３の開口に圧入されて弾性的に接触するため、ろう付け中に補強プレート６が偏平チューブ３の開口から外れることを防止し、ろう付けの信頼性を向上し得る。
【０００９】
上記構成において、架橋部５を偏平チューブ３の並列方向に隣り合う弾性爪部４間に配置した場合には、結果として偏平チューブ３の開口側に補強プレート６のスリット11が対向し、スリット11から偏平チューブ３の開口に熱交換媒体が円滑に流通し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、図面に基づいて本発明の実施の形態につき説明する。
図１は本発明の熱交換器のチューブ接続構造の要部縦断面図であって、偏平チューブ３の開口の長軸上の断面である。また、図２はその要部分解斜視図であり、図３は補強プレート６の自由状態（Ａ）と、それを偏平チューブ３の開口に嵌着した状態（Ｂ）を示す。
この例の熱交換器は、図１，図２に示す如く、多数の偏平チューブ３が並列されたコルゲートフィン型のものであって、ヘッダプレート２の長手方向に定間隔でチューブ挿通孔１が多数並列されると共に、そのチューブ挿通孔１の孔縁部が僅かにバーリング加工されてなる。
【００１１】
このようなヘッダプレート２を上下に一対（下側を省略）有し、各チューブ挿通孔１に偏平チューブ３の両端部が挿通され、各偏平チューブ３間にフィン12が配置される。そして、このチューブ挿通孔１と偏平チューブ３の端部との補強を行う補強プレート６は、ヘッダプレート２，偏平チューブ３と同一の金属材のプレス成形体からなり、幅方向の両端部の外側に複数のＵ字状の弾性爪部４が、偏平チューブの並列ピッチで並列され、その両端部間が多数の架橋部５で一体に連結されている。
この架橋部５は、補強プレート６の長手方向に隣り合う弾性爪部４間に夫々位置し、隣り合う一対の架橋部５間に相対的にスリット11が形成される。そしてこのスリット11の両端に各弾性爪部４が位置される。
【００１２】
弾性爪部４は、図３（Ａ）に示す如く、その開口側の幅が底部の幅よりも広く、その角度がθとなるように形成されている。そして、スリット11の両側に位置する一対の弾性爪部４間の間隔は、偏平チューブ３の長軸の幅よりも僅かに大に形成されている。なお、弾性爪部４の外側面の断面は偏平チューブ３の開口の長軸側端部断面に整合する。
このような補強プレート６は、ヘッダプレート２に挿通された偏平チューブ３の端部に弾性爪部４のＵ字状の底部側から嵌着される。このとき弾性爪部４は弾性変形し、図３の（Ａ）から（Ｂ）の状態になる。そして、弾性爪部４の外側面が偏平チューブ３の長軸側の両端部内面に接触する。
【００１３】
そして、互いに接触する各部品の表面には予めろう材が被覆または付着され、高温の炉内で一体的にろう付け固定される。このとき、図１に示すごとく、弾性爪部４の外側面と偏平チューブ３の長軸側内面とが一体的にろう付けされ、そこにろう材のフィレット13が形成される。それと共に、偏平チューブ３の外面とヘッダプレート２のチューブ挿通孔１との間にもろう材のフィレット13が形成される。そして、弾性爪部４と偏平チューブ３の内面とのろう付けにより、最も亀裂の生じ易い偏平チューブ３の部分を補強する。
次いで、ヘッダプレート２の環状溝部９にＯリング８を介して樹脂製のヘッダ本体７の裾部が嵌着し、環状溝部９の側壁端部をカシメることによりカシメ部10を形成して熱交換器を完成する。
【００１４】
そして、ヘッダ本体７内に導かれる熱交換媒体は、偏平チューブ３の開口から出入する。このとき、補強プレート６のスリット11の存在により、熱交換媒体は偏平チューブ３に円滑に出入することができる。
なお、本発明の補強プレート６は、全ての偏平チューブ３に嵌着する弾性爪部４を設ける場合と、ヘッダープレート２の両端部に位置する偏平チューブ３のごとく、特に亀裂が生じ易い複数の偏平チューブ３のみに嵌着する複数の弾性爪部４を設ける場合とのいずれにも適用できる。
また、この例では樹脂性のヘッダ本体７を用いたが、それに代えて金属製のヘッダ本体７を用いることができる。その場合には、ヘッダ本体７の開口端とヘッダープレート２の周縁部とが一体にろう付け固定される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の熱交換器のチューブ接続構造の要部縦断面図であって、偏平チューブ３の開口の長軸上における縦断面図。
【図２】本発明の熱交換器のチューブ接続構造の要部分解斜視図。
【図３】補強プレート６の自由状態における縦断面図（Ａ）及び補強プレート６を偏平チューブ３の開口に嵌着した状態における縦断面図（Ｂ）。
【符号の説明】
【００１６】
１ チューブ挿通孔
２ ヘッダプレート
３ 偏平チューブ
４ 弾性爪部
５ 架橋部
６ 補強プレート
【００１７】
７ ヘッダ本体
８ Ｏリング
９ 環状溝部
10 カシメ部
11 スリット
12 フィン
13 フィレット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インタークーラのチューブとヘッダプレートとのろう付け部のごとく、繰り返し熱応力が生じる部分に亀裂が発生するのを防止する補強構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
インタークーラ等の自動車用熱交換器として、ヘッダプレートのチューブ挿通孔に偏平チューブを挿通し、その挿通部を一体にろう付け固定すると共に、ヘッダプレートをヘッダ本体の開口に嵌着固定し、チューブの外面間にコルゲート型のフィンを配置したものが量産されている。
このような熱交換器において、チューブとヘッダプレートとのろう付け部に生じる繰り返し熱応力のため、ろう付け部に亀裂が生じ、漏れが発生することがある。
【０００３】
このような亀裂を防止するチューブ接続部の補強構造として下記特許文献１のものが提案されている。
この構造は、一例としてＵ字状の棒材または板材からなる補強部材をチューブの開口に嵌着し、その補強部材と共にチューブ端とヘッダプレートのチューブ挿通孔との間を一体にろう付け固定したものである。
【０００４】
【特許文献１】特開昭５８−１９４３８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のチューブ接続構造の補強材は、各偏平チューブの開口ごとに補強材を挿入するため、部品点数が多く且つ、組立てが面倒である欠点があった。それと共に、ろう付け中に補強部材がチューブの開口から外れてしまう欠点があった。すなわち、ろう付けのため炉内搬送等に伴う振動により、補強材がチューブの開口から外れやすい欠点があった。
そこで本発明は、部品点数が少なく組立て容易で且つ、ろう付け時の振動等によって外れ難いチューブの接続構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の本発明は、多数の偏平なチューブ挿通孔(1)が定間隔に並列して穿設されたヘッダプレート(2)と、各チューブ挿通孔(1)に端部が挿通されてろう付け固定された多数の偏平チューブ(3)と、を具備する熱交換器のチューブ接続構造において、
両端部の外側に複数のＵ字状の弾性爪部(4)が、前記偏平チューブ(3)の並列ピッチで並列され、その両端部間が一以上の架橋部(5)で一体に連結された補強プレート(6)を有し、
その補強プレート(6)の各弾性爪部(4)が、そのＵ字の底側から各偏平チューブ(3)の開口に圧入されて、その弾性爪部(4)の外側面が偏平チューブ(3)の開口の長軸側の両端内面に接して一体にろう付け固定されたことを特徴とする熱交換器のチューブ接続構造である。
【０００７】
請求項２に記載の本発明は、請求項１において、
前記架橋部(5)が前記チューブ(3)の並列方向に隣り合う前記弾性爪部(4)の間に配置された熱交換器のチューブ接続構造である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のチューブ接続構造は、補強プレート６の弾性爪部４が偏平チューブ３の開口に圧入されて、弾性爪部４の外側面が偏平チューブ３の開口の長軸側の端部内面に接触して一体にろう付け固定されたものであるから、部品点数が少なく組立て容易なチューブ接続部の補強構造を提供できる。すなわち、各偏平チューブ３の開口に同時に補強プレート６の各弾性爪部４を嵌着して、その嵌着部におけるチューブ接続部の板厚を増大させ、偏平チューブ３とヘッダプレート２のチューブ挿通孔１との間に生じる繰り返し熱応力に対し、最も亀裂が生じ易い偏平チューブ３の長軸側両端を補強し、亀裂を防止して熱交換器の信頼性を向上できる。
また、各弾性爪部４は偏平チューブ３の開口に圧入されて弾性的に接触するため、ろう付け中に補強プレート６が偏平チューブ３の開口から外れることを防止し、ろう付けの信頼性を向上し得る。
【０００９】
上記構成において、架橋部５を偏平チューブ３の並列方向に隣り合う弾性爪部４間に配置した場合には、結果として偏平チューブ３の開口側に補強プレート６のスリット11が対向し、スリット11から偏平チューブ３の開口に熱交換媒体が円滑に流通し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、図面に基づいて本発明の実施の形態につき説明する。
図１は本発明の熱交換器のチューブ接続構造の要部縦断面図であって、偏平チューブ３の開口の長軸上の断面である。また、図２はその要部分解斜視図であり、図３は補強プレート６の自由状態（Ａ）と、それを偏平チューブ３の開口に嵌着した状態（Ｂ）を示す。
この例の熱交換器は、図１，図２に示す如く、多数の偏平チューブ３が並列されたコルゲートフィン型のものであって、ヘッダプレート２の長手方向に定間隔でチューブ挿通孔１が多数並列されると共に、そのチューブ挿通孔１の孔縁部が僅かにバーリング加工されてなる。
【００１１】
このようなヘッダプレート２を上下に一対（下側を省略）有し、各チューブ挿通孔１に偏平チューブ３の両端部が挿通され、各偏平チューブ３間にフィン12が配置される。そして、このチューブ挿通孔１と偏平チューブ３の端部との補強を行う補強プレート６は、ヘッダプレート２，偏平チューブ３と同一の金属材のプレス成形体からなり、幅方向の両端部の外側に複数のＵ字状の弾性爪部４が、偏平チューブの並列ピッチで並列され、その両端部間が多数の架橋部５で一体に連結されている。
この架橋部５は、補強プレート６の長手方向に隣り合う弾性爪部４間に夫々位置し、隣り合う一対の架橋部５間に相対的にスリット11が形成される。そしてこのスリット11の両端に各弾性爪部４が位置される。
【００１２】
弾性爪部４は、図３（Ａ）に示す如く、その開口側の幅が底部の幅よりも広く、その角度がθとなるように形成されている。そして、スリット11の両側に位置する一対の弾性爪部４間の間隔は、偏平チューブ３の長軸の幅よりも僅かに大に形成されている。なお、弾性爪部４の外側面の断面は偏平チューブ３の開口の長軸側端部断面に整合する。
このような補強プレート６は、ヘッダプレート２に挿通された偏平チューブ３の端部に弾性爪部４のＵ字状の底部側から嵌着される。このとき弾性爪部４は弾性変形し、図３の（Ａ）から（Ｂ）の状態になる。そして、弾性爪部４の外側面が偏平チューブ３の長軸側の両端部内面に接触する。
【００１３】
そして、互いに接触する各部品の表面には予めろう材が被覆または付着され、高温の炉内で一体的にろう付け固定される。このとき、図１に示すごとく、弾性爪部４の外側面と偏平チューブ３の長軸側内面とが一体的にろう付けされ、そこにろう材のフィレット13が形成される。それと共に、偏平チューブ３の外面とヘッダプレート２のチューブ挿通孔１との間にもろう材のフィレット13が形成される。そして、弾性爪部４と偏平チューブ３の内面とのろう付けにより、最も亀裂の生じ易い偏平チューブ３の部分を補強する。
次いで、ヘッダプレート２の環状溝部９にＯリング８を介して樹脂製のヘッダ本体７の裾部が嵌着し、環状溝部９の側壁端部をカシメることによりカシメ部10を形成して熱交換器を完成する。
【００１４】
そして、ヘッダ本体７内に導かれる熱交換媒体は、偏平チューブ３の開口から出入する。このとき、補強プレート６のスリット11の存在により、熱交換媒体は偏平チューブ３に円滑に出入することができる。
なお、本発明の補強プレート６は、全ての偏平チューブ３に嵌着する弾性爪部４を設ける場合と、ヘッダープレート２の両端部に位置する偏平チューブ３のごとく、特に亀裂が生じ易い複数の偏平チューブ３のみに嵌着する複数の弾性爪部４を設ける場合とのいずれにも適用できる。
また、この例では樹脂性のヘッダ本体７を用いたが、それに代えて金属製のヘッダ本体７を用いることができる。その場合には、ヘッダ本体７の開口端とヘッダープレート２の周縁部とが一体にろう付け固定される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の熱交換器のチューブ接続構造の要部縦断面図であって、偏平チューブ３の開口の長軸上における縦断面図。
【図２】本発明の熱交換器のチューブ接続構造の要部分解斜視図。
【図３】補強プレート６の自由状態における縦断面図（Ａ）及び補強プレート６を偏平チューブ３の開口に嵌着した状態における縦断面図（Ｂ）。
【符号の説明】
【００１６】
１ チューブ挿通孔
２ ヘッダプレート
３ 偏平チューブ
４ 弾性爪部
５ 架橋部
６ 補強プレート
【００１７】
７ ヘッダ本体
８ Ｏリング
９ 環状溝部
10 カシメ部
11 スリット
12 フィン
13 フィレット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の偏平なチューブ挿通孔(1)が定間隔に並列して穿設されたヘッダプレート(2)と、各チューブ挿通孔(1)に端部が挿通されてろう付け固定された多数の偏平チューブ(3)と、を具備する熱交換器のチューブ接続構造において、
両端部の外側に複数のＵ字状の弾性爪部(4)が、前記偏平チューブ(3)の並列ピッチで並列され、その両端部間が一以上の架橋部(5)で一体に連結された補強プレート(6)を有し、
その補強プレート(6)の各弾性爪部(4)が、そのＵ字の底側から各偏平チューブ(3)の開口に圧入されて、その弾性爪部(4)の外側面が偏平チューブ(3)の開口の長軸側の両端内面に接して一体にろう付け固定されたことを特徴とする熱交換器のチューブ接続構造。
【請求項２】
請求項１において、
前記架橋部(5)が前記チューブ(3)の並列方向に隣り合う前記弾性爪部(4)の間に配置された熱交換器のチューブ接続構造。
【請求項１】
多数の偏平なチューブ挿通孔(1)が定間隔に並列して穿設されたヘッダプレート(2)と、各チューブ挿通孔(1)に端部が挿通されてろう付け固定された多数の偏平チューブ(3)と、を具備する熱交換器のチューブ接続構造において、
両端部の外側に複数のＵ字状の弾性爪部(4)が、前記偏平チューブ(3)の並列ピッチで並列され、その両端部間が一以上の架橋部(5)で一体に連結された補強プレート(6)を有し、
その補強プレート(6)の各弾性爪部(4)が、そのＵ字の底側から各偏平チューブ(3)の開口に圧入されて、その弾性爪部(4)の外側面が偏平チューブ(3)の開口の長軸側の両端内面に接して一体にろう付け固定されたことを特徴とする熱交換器のチューブ接続構造。
【請求項２】
請求項１において、
前記架橋部(5)が前記チューブ(3)の並列方向に隣り合う前記弾性爪部(4)の間に配置された熱交換器のチューブ接続構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００９−２０４２１７（Ｐ２００９−２０４２１７Ａ）
【公開日】平成２１年９月１０日（２００９．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−４６４６７（Ｐ２００８−４６４６７）
【出願日】平成２０年２月２７日（２００８．２．２７）
【出願人】（０００２２２４８４）株式会社ティラド (289)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月１０日（２００９．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月２７日（２００８．２．２７）
【出願人】（０００２２２４８４）株式会社ティラド (289)
【Ｆターム（参考）】
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