JP2019090573A - 熱交換器およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コアプレートの成形性を向上させつつ、チューブ根付部への応力集中を確実に緩和できる熱交換器およびその製造方法を提供する。【解決手段】チューブ２における長手方向に直交する断面が、互いに平行な一対の直線状部２１と、一対の直線状部２１の端部同士を接続するとともに、長手方向における外側に向かって突出するように湾曲した湾曲部２２と、を有しており、チューブ２における長手方向の端部は、コアプレート５１におけるチューブ接合面５１１のチューブ挿入穴５１１ａに挿入された状態で接合されており、チューブ挿入穴５１１ａの内周縁部には、一側に突出する筒状のバーリング部５３が形成されており、チューブ挿入穴５１１ａの内周縁部のうち、一対の直線状部２１に対応する部位の各々には、バーリング部５３が切断されてバーリング部５３が形成されていない部位となっている切断部５４が、少なくとも１つずつ設けられている。【選択図】図２

Description

本発明は、熱交換器およびその製造方法に関するものである。

ラジエータ等の熱交換器は、複数のチューブと複数のコルゲートフィンとが交互に積層されたコア部、チューブの長手方向端部に接合されてチューブに連通するヘッダタンク等を備えている。ヘッダタンクは、チューブが挿入された状態でろう付け接合されるコアプレートを有している。

この種の熱交換器では、チューブ内部に高温の熱媒体が流れると、熱媒体の熱によりチューブが加熱されて伸びが発生する。このとき、複数のチューブ間において伸びの差が発生すると、複数のチューブ間の互いの自由な伸び縮みが阻害され、コアプレートとチューブとの接合部（以下、根付部という）に応力が発生する。

また、この種の熱交換器では、チューブとして、断面扁平形状の扁平チューブが採用されている。扁平チューブの長手方向に垂直な断面は、互いに平行な一対の直線状部と、一対の直線状部の端部同士を接続する湾曲部とを有して構成されている。このようなチューブにおいて、上述のように根付部に応力が発生したとき、チューブの幅方向（すなわち、外部流体の流れ方向）の端部である湾曲部付近に応力が集中する。

これに対し、特許文献１には、コアプレートにおけるチューブ挿入穴の内周縁部に、一側に突出する筒状のバーリング部を設けることで、根付部に発生する応力の分散を図った熱交換器が開示されている。この特許文献１の熱交換器では、コアプレートにおけるチューブ挿入穴の内周縁部の一部に、バーリング部が形成されていない部位である切断部が設けられている。このような切断部を設けることで、バーリング部の形成時に、バーリング部が割れてしまうことを防止することができる。これにより、コアプレートの成形性を向上させることができる。

特開２００８−１１６１０１号公報

しかしながら、上記特許文献１の熱交換器では、コアプレートにおけるチューブ挿入穴の内周縁部のうち湾曲部に対応する部位に、切断部を設けている。このため、チューブ根付部に応力が発生した際に応力が集中する湾曲部に、バーリング部が形成されていない部位が存在することとなる。これにより、バーリング部による応力集中の緩和効果が低下してしまう。

本発明は上記点に鑑みて、コアプレートの成形性を向上させつつ、チューブ根付部への応力集中を確実に緩和できる熱交換器およびその製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、複数積層配置されたチューブ（２）と、チューブにおける長手方向の両端部に設けられるとともに、チューブが接合されるコアプレート（５１）を有するヘッダタンク（５）と、を備え、チューブにおける長手方向に直交する断面が、互いに平行な一対の直線状部（２１）と、一対の直線状部の端部同士を接続するとともに、長手方向における外側に向かって突出するように湾曲した湾曲部（２２）と、を有しており、チューブにおける長手方向の端部は、コアプレートにおけるチューブ接合面（５１１）のチューブ挿入穴（５１１ａ）に挿入された状態で接合されており、チューブ挿入穴の内周縁部には、一側に突出する筒状のバーリング部（５３）が形成されており、チューブ挿入穴の内周縁部のうち、一対の直線状部に対応する部位の各々には、バーリング部が切断されてバーリング部が形成されていない部位となっている切断部（５４）が、少なくとも１つずつ設けられている。

これによれば、チューブ挿入穴（５１１ａ）の内周縁部に、バーリング部（５３）が切断された切断部（５４）が設けられているので、バーリング部（５３）の形成時にバーリング部（５３）が割れてしまうことを防止できる。このため、コアプレート（５１）の成形性を向上させることができる。

そして、切断部（５４）は、チューブ挿入穴（５１１ａ）の内周縁部のうち一対の直線状部（２１）に対応する部位に配置されているので、チューブ根付部に応力が発生した際に応力が集中する湾曲部（２２）に対応する部位には、切れ目なくバーリング部（５３）が設けられている。このため、チューブ根付部に応力が発生した際に、湾曲部（２２）においてはバーリング部（５３）に応力を分散することができる。したがって、湾曲部（２２）にかかる応力を緩和して、湾曲部（２２）に応力が集中することを抑制できる。これにより、チューブ根付部への応力集中を確実に緩和することが可能となる。

また、請求項５に記載の発明では、複数積層配置されたチューブ（２）と、チューブにおける長手方向の両端部に設けられるとともに、チューブが接合されるコアプレート（５１）を有するヘッダタンク（５）とを備え、チューブは、長手方向に直交する断面が、互いに平行な一対の直線状部（２１）と、一対の直線状部の端部同士を接続するとともに、長手方向における外側に向かって突出するように湾曲した湾曲部（２２）と、を有しており、チューブにおける長手方向の端部が、コアプレートにおけるチューブ接合面（５１１）のチューブ挿入穴（５１１ａ）に挿入された状態で接合されている熱交換器の製造方法において、チューブ接合面に、直線状部の延伸方向に延びる第１溝部（７１）と、第１溝部の少なくとも一方の端部に接続されるとともに第１溝部と交差するように延びる第２溝部（７２）とを形成する溝部形成工程と、コアプレートに対して、第１溝部および第２溝部の底面側から開口側に向かってバーリング加工を施すことにより、コアプレートにチューブ挿入穴を形成すると同時に、チューブ挿入穴の内周縁部に開口側に突出する筒状のバーリング部（５３）を形成するバーリング工程とを含んでおり、バーリング工程では、チューブ挿入穴の内周縁部のうち第２溝部に対応する部位に、バーリング部が切断されてバーリング部が形成されていない部位となっている切断部（５４）が形成されるとともに、切断部が、チューブ挿入穴の内周縁部のうち一対の直線状部に対応する部位の各々に、少なくとも１つずつ設けられる。

これによれば、チューブ挿入穴（５１１ａ）の内周縁部に、バーリング部（５３）が切断された切断部（５４）が設けられるので、バーリング工程においてバーリング部（５３）が割れてしまうことを防止できる。このため、コアプレート（５１）の成形性を向上させることができる。

そして、切断部（５４）は、チューブ挿入穴（５１１ａ）の内周縁部のうち一対の直線状部（２１）に対応する部位に配置されているので、チューブ根付部に応力が発生した際に応力が集中する湾曲部（２２）に対応する部位には、切れ目なくバーリング部（５３）が設けられている。このため、チューブ根付部に応力が発生した際に、湾曲部（２２）においてはバーリング部（５３）に応力を分散することができる。したがって、湾曲部（２２）にかかる応力を緩和して、湾曲部（２２）に応力が集中することを抑制できる。これにより、チューブ根付部への応力集中を確実に緩和することが可能となる。

また、請求項６に記載の発明では、複数積層配置されたチューブ（２）と、チューブにおける長手方向の両端部に設けられるとともに、チューブが接合されるコアプレート（５１）を有するヘッダタンク（５）とを備え、チューブは、長手方向に直交する断面が、互いに平行な一対の直線状部（２１）と、一対の直線状部の端部同士を接続するとともに、長手方向における外側に向かって突出するように湾曲した湾曲部（２２）と、を有しており、チューブにおける長手方向の端部が、コアプレートにおけるチューブ接合面（５１１）のチューブ挿入穴（５１１ａ）に挿入された状態で接合されている熱交換器の製造方法において、チューブ接合面に、直線状部の延伸方向に延びる溝部（７１）と、溝部の少なくとも一方の端部に接続されるとともに溝部と交差するように延びる貫通孔（７３）とを形成する溝部形成工程と、コアプレートに対して、溝部の底面側から開口側に向かってバーリング加工を施すことにより、コアプレートにチューブ挿入穴を形成すると同時に、チューブ挿入穴の内周縁部に開口側に突出する筒状のバーリング部（５３）を形成するバーリング工程とを含んでおり、バーリング工程では、チューブ挿入穴の内周縁部のうち貫通孔に対応する部位に、バーリング部が切断されてバーリング部が形成されていない部位となっている切断部（５４）が形成されるとともに、切断部が、チューブ挿入穴の内周縁部のうち一対の直線状部に対応する部位の各々に、少なくとも１つずつ設けられる。

これによれば、チューブ挿入穴（５１１ａ）の内周縁部に、バーリング部（５３）が切断された切断部（５４）が設けられるので、バーリング工程においてバーリング部（５３）が割れてしまうことを防止できる。このため、コアプレート（５１）の成形性を向上させることができる。

そして、切断部（５４）は、チューブ挿入穴（５１１ａ）の内周縁部のうち一対の直線状部（２１）に対応する部位に配置されているので、チューブ根付部に応力が発生した際に応力が集中する湾曲部（２２）に対応する部位には、切れ目なくバーリング部（５３）が設けられている。このため、チューブ根付部に応力が発生した際に、湾曲部（２２）においてはバーリング部（５３）に応力を分散することができる。したがって、湾曲部（２２）にかかる応力を緩和して、湾曲部（２２）に応力が集中することを抑制できる。これにより、チューブ根付部への応力集中を確実に緩和することが可能となる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

第１実施形態に係るラジエータを示す正面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。 図２のＩＶ部拡大図である。 第１実施形態における溝部形成工程のコアプレートの状態を説明するための説明図である。 図５のＶＩ−ＶＩ断面図である。 第１実施形態におけるバーリング工程のコアプレートの状態を説明するための説明図である。 図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面図である。 比較例に係るコアプレートのチューブ挿入穴周辺を示す一部拡大図である。 図９のＸ−Ｘ断面図である。 図４のＸＩ−ＸＩ断面図である。 第２実施形態におけるコアプレートのチューブ挿入穴周辺を示す一部拡大図である。 第３実施形態におけるコアプレートのチューブ挿入穴周辺を示す一部拡大図である。 第４実施形態におけるコアプレートを示す断面図である。 第５実施形態における溝部形成工程のコアプレートの状態を説明するための説明図である。 第６実施形態における溝部形成工程のコアプレートの状態を説明するための説明図である。 他の実施形態（１）におけるコアプレートのチューブ挿入穴周辺を示す一部拡大図である。 他の実施形態（１）におけるコアプレートのチューブ挿入穴周辺を示す一部拡大図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図１〜図１１に基づいて説明する。本実施形態では、本発明に係る熱交換器を、車両に搭載された図示しない水冷式のエンジン（すなわち内燃機関）を冷却するラジエータ１に適用した例について説明する。

図１に示すように、本実施形態のラジエータ１は、エンジンの冷却水を外気と熱交換させる熱交換部であるコア部４を有している。コア部４は、チューブ２とフィン３とが上下方向に複数積層配置された積層体である。

チューブ２は、その内部にエンジンの冷却水が流通する流路が形成された管状部材である。チューブ２は、長手方向が水平方向に沿って延びている。チューブ２は、長手方向に直交する断面の長径方向がコア部４を通過する空気の流れ方向に沿って延びるように扁平形状に形成されている。

以下、チューブ２の長手方向をチューブ長手方向といい、チューブ２の積層方向をチューブ積層方向という。また、本明細書では、チューブ２の断面長径方向をチューブ幅方向としている。本実施形態では、チューブ幅方向は、チューブ長手方向およびチューブ積層方向の双方に直交する方向と一致している。

フィン３は、外気との伝熱面積を増大させて、外気と冷却水との熱交換を促進する伝熱部材である。本実施形態のフィン３は、コルゲート状（すなわち波状）に成形されており、チューブ２の両側の平坦部に接合されている。

チューブ２およびフィン３は、熱伝導率や耐食性等に優れた金属（例えば、アルミニウム合金）で構成されている。チューブ２、フィン３、後述するコアプレート５１、後述するサイドプレート６は、各部材の所定箇所に被覆されたろう材によって一体的にろう付けされている。

各チューブ２のチューブ長手方向の両端部には、チューブ積層方向に延びるとともに、内部に空間が形成された一対のヘッダタンク５が配置されている。ヘッダタンク５は、チューブ２が挿入接合されるコアプレート５１と、コアプレート５１とともにタンク空間を構成するタンク本体部５２とを有している。ヘッダタンク５は、各チューブ２のチューブ長手方向の端部が、コアプレート５１の後述するチューブ挿入穴５１１ａに挿入された状態でろう付け接合されている。各チューブ２の内部通路は、ヘッダタンク５の内部に形成される空間に連通している。

コア部４におけるチューブ積層方向の両端部には、コア部４を補強するサイドプレート６が設けられている。サイドプレート６は、チューブ長手方向と平行に延びてその両端部がコアプレート５１に接続されている。本実施形態のサイドプレート６は、アルミニウム合金等の金属で構成されている。

ここで、一対のヘッダタンク５のうち、一方のヘッダタンク５を第１ヘッダタンク５ａといい、他方のヘッダタンク５を第２ヘッダタンク５ｂという。

第１ヘッダタンク５ａの上端部には、第１ヘッダタンク５ａのタンク内空間に冷却水を流入させる流入口６１が設けられている。第２ヘッダタンク５ｂの下端部には、第２ヘッダタンク５ｂのタンク内空間から冷却水を流出させる流出口６２が設けられている。

図２および図３に示すように、ヘッダタンク５は、コアプレート５１およびタンク本体部５２を有している。コアプレート５１は、チューブ２およびサイドプレート６が挿入接合される板状の部材である。タンク本体部５２は、コアプレート５１と共にヘッダタンク５内の空間であるタンク内空間を構成する。

本実施形態のコアプレート５１は、熱伝導率、耐食性等に優れた金属（例えば、アルミニウム合金）で形成されている。本実施形態のタンク本体部５２は、ガラス繊維で強化されたガラス強化ポリアミド等の樹脂で形成されている。

次に、チューブ２およびコアプレート５１の詳細な構成を図２、図３および図４に基づいて説明する。図２および図４では紙面垂直方向がチューブ長手方向となっており、図４では紙面垂直方向がチューブ積層方向となっている。なお、図示の明確化のため、図２および図４では後述するバーリング部５３を点ハッチングで示しており、図３ではチューブ２の図示を省略している。

図２に示すように、チューブ２は、断面扁平形状に形成されている。具体的には、チューブ２の長手方向に垂直な断面は、互いに平行な一対の直線状部２１と、一対の直線状部２１の端部同士を接続する一対の湾曲部２２とを有している。

直線状部２１は、空気流れ方向に平行に延びている。すなわち、直線状部２１の延伸方向は、チューブ幅方向と一致している。湾曲部２２は、チューブ長手方向に垂直な断面において、チューブ長手方向における外側に向かって突出するように湾曲している。本実施形態では、湾曲部２２は、チューブ長手方向における外側に向かって突出する円弧状に形成されている。

コアプレート５１は、チューブ２が挿入接合されるチューブ接合面５１１が形成されている。チューブ接合面５１１は、平坦状に形成されている。すなわち、チューブ接合面５１１は、平坦面により構成されている。チューブ接合面５１１は、チューブ長手方向と交差し、チューブ幅方向に延びるように形成されている。本実施形態のチューブ接合面５１１は、チューブ長手方向と直交し、チューブ幅方向に平行に形成されている。

チューブ接合面５１１には、複数のチューブ挿入穴５１１ａが形成されている。複数のチューブ挿入穴５１１ａは、チューブ積層方向に沿って所定間隔を空けて並ぶように形成されている。チューブ挿入穴５１１ａには、チューブ２の長手方向端部が挿入された状態でろう付け接合されている。

コアプレート５１におけるチューブ接合面５１１の周囲には、溝状の収容受部５１２が形成されている。収容受部５１２は、タンク本体部５２の先端部および図示しないパッキンを収容する。なお、パッキンは、コアプレート５１とタンク本体部５２との間をシールするシール部材である。パッキンは、例えばシリコンゴムやＥＰＤＭ（すなわちエチレン・プロピレン・ジエンゴム）で形成されている。

図３に示すように、収容受部５１２は、チューブ幅方向に延びる底壁部５１２ｂと、チューブ長手方向に延びる内側壁部５１２ａおよび外側壁部５１２ｃとからなる３つの壁面を有している。これらの壁面は、チューブ接合面５１１から、内側壁部５１２ａ、底壁部５１２ｂ、外側壁部５１２ｃの順に形成されている。

内側壁部５１２ａおよび外側壁部５１２ｃは、それぞれ底壁部５１２ｂからＬ字状に折り曲げられて形成されている。チューブ幅方向において、内側壁部５１２ａは底壁部５１２ｂよりチューブ２に近い側に位置し、外側壁部５１２ｃは底壁部５１２ｂよりチューブ２から遠い側に位置している。

内側壁部５１２ａは、チューブ幅方向において、チューブ２の外側に配置されている。つまり、コアプレート５１の収容受部５１２全体がチューブ幅方向におけるチューブ２の外側に配置されている。

コアプレート５１には、突出片５１５が複数設けられている。突出片５１５は、コアプレート５１の外側壁部５１２ｃからタンク本体部５２側に突出するように形成されている。

そして、パッキンをコアプレート５１とタンク本体部５２との間に挟んだ状態で、コアプレート５１の突出片５１５をタンク本体部５２に押し付けるように塑性変形させて、タンク本体部５２をコアプレート５１にカシメ固定している。突出片５１５をタンク本体部５２のフランジ部５２２にカシメ固定することによって、タンク本体部５２はコアプレート５１に組み付けられる。

タンク本体部５２の先端部は、コアプレート５１の底壁部５１２ｂにパッキンを介して配置されている。つまり、底壁部５１２ｂは、パッキンが配置されるシール面を構成している。

図２および図３に示すように、コアプレート５１におけるチューブ挿入穴５１１ａの内周縁部には、一側に突出する筒状のバーリング部５３が形成されている。バーリング部５３は、貫通孔であるチューブ挿入穴５１１ａの縁に穴フランジ加工（すなわちバーリング加工）を施すことにより形成されている。このバーリング部５３の製造方法についての詳細は後述する。

バーリング部５３は、チューブ挿入穴５１１ａの外周縁部を構成する。バーリング部５３の内周面には、チューブ２が接合されている。

バーリング部５３は、チューブ２の延設方向（すなわち長手方向）に延びている。これは、チューブ２が、チューブ長手方向に伸びたときに、チューブ２の応力を吸収しやすくするためである。

本実施形態では、バーリング部５３は、チューブ接合面５１１からチューブ２の長手方向外側（すなわちヘッダタンク５の内方側）に向かって突出している。つまり、バーリング部５３は、チューブ接合面５１１に対してコア部４と反対側に配置されている。

チューブ挿入穴５１１ａの内周縁部には、バーリング部５３が切断されてバーリング部５３が形成されていない部位となっている切断部５４が設けられている。換言すると、各チューブ挿入穴５１１ａにおいて、チューブ挿入穴５１１ａの内周縁部には、バーリング部５３が形成されていない部位が設けられている。

次に、本実施形態におけるバーリング部５３および切断部５４の詳細な構成を、図２、図３および図４に基づいて説明する。なお、図示の明確化のため、図４ではバーリング部５３を点ハッチングで示している。

ここで、チューブ２の直線状部２１のうち、湾曲部２２と接続する部位を接続部２１ａいう。また、チューブ挿入穴５１１ａ（より詳細には、チューブ挿入穴５１１ａの内周縁部）における、チューブ２の直線状部２１に対応する部位を直線状縁部５５といい、湾曲部２２に対応する部位を円弧状縁部５６といい、接続部２１ａに対応する部位を接続縁部５５ａという。

図２および図４に示すように、本実施形態では、切断部５４は、チューブ挿入穴５１１ａの内周縁部のうちの四箇所に設けられている。具体的には、切断部５４は、各チューブ挿入穴５１１ａにおける一対の直線状部２１に対応する部位の各々に、２つずつ設けられている。すなわち、各チューブ挿入穴５１１ａにおいて、切断部５４は、一対の直線状縁部５５の各々に２つずつ設けられている。

より詳細には、切断部５４は、チューブ挿入穴５１１ａにおける接続部２１ａに対応する部位に設けられている。すなわち、各チューブ挿入穴５１１ａにおいて、切断部５４は、各接続縁部５５ａに１つずつ設けられている。

図３に示すように、本実施形態では、切断部５４は、チューブ幅方向の長さがチューブ長手方向で一定となっている。つまり、切断部５４のうち、チューブ長手方向におけるヘッダタンク５の外方側の端面の全域が、チューブ長手方向に垂直な仮想平面上に配置されている。なお、チューブ長手方向におけるヘッダタンク５の外方側とは、チューブ長手方向におけるコア部４と反対側であり、図３の紙面左側を示している。

ここで、バーリング部５３におけるチューブ接合面５１１から遠い側の端部と、チューブ接合面５１１との間の距離を、バーリング寸法Ｈとする。また、チューブ挿入穴５１１ａにおける直線状部２１に対応する部位（すなわち直線状縁部５５）に形成されているバーリング部５３のバーリング寸法Ｈを、直線状部バーリング寸法Ｈ_１とする。また、チューブ挿入穴５１１ａにおける湾曲部２２に対応する部位（すなわち円弧状縁部５６）に形成されているバーリング部５３のバーリング寸法Ｈを、湾曲部バーリング寸法Ｈ_２とする。このとき、湾曲部バーリング寸法Ｈ_２は、直線状部バーリング寸法Ｈ_１よりも高い。

ここで、図４に示すように、切断部５４におけるチューブ幅方向の両端部のうち、チューブ２におけるチューブ幅方向の中央部に近い側の端部を、中央側端部５４ａとする。また、バーリング部５３におけるチューブ幅方向の端部（以下、幅方向端部５３ａという）から中央側端部５４ａまでのチューブ幅方向の距離を、切断部距離Ｄ_ｃとする。このとき、コアプレート５１は、１．０≦Ｈ_２（Ｈ_１＋Ｄ_ｃ）≦１．５の関係を満たすように構成されている。

次に、本実施形態のバーリング部５３の製造方法を図５〜図８を用いて説明する。

〔溝部形成工程〕
図５および図６に示すように、コアプレート５１のチューブ接合面５１１に、第１溝部７１および第２溝部７２を形成する溝部形成工程と行う。なお、図５において一点鎖線で示す部分は、後述するバーリング工程後にチューブ挿入穴５１１ａの外周縁部となる部分である。このため、実際の溝部形成工程時においては、図５において一点鎖線で示す部分には何も形成されていない。

第１溝部７１は、直線状部２１の延伸方向（すなわちチューブ幅方向）に延びている。第２溝部７２は、第１溝部７１の両端部に接続されている。また、第２溝部７２は、第１溝部７１と交差するように延びている。本実施形態では、第２溝部７２は、第１溝部７１に対して直行している。すなわち、第２溝部７２は、チューブ積層方向に延びている。

〔バーリング工程〕
次に、図７および図８に示すように、溝部７１、７２が形成されたコアプレート５１に対して、溝部７１、７２の底面側から開口側に向かってバーリング加工を施す。これにより、コアプレート５１にチューブ挿入穴５１１ａが形成されると同時に、チューブ挿入穴２２１の内周縁部に、溝部７１、７２の開口側に突出する筒状のバーリング部５３が形成される。

このとき、チューブ挿入穴５１１ａの内周縁部のうち第２溝部７２に対応する部位に、切断部５４が形成される。本実施形態では、切断部５４は、チューブ挿入穴５１１ａの内周縁部のうち一対の直線状部２１に対応する部位の各々に、２つずつ設けられる。これにより、本実施形態のバーリング部５３および切断部５４が形成されたコアプレート５１を得ることができる。

以上説明したように、本実施形態では、コアプレート５１におけるチューブ挿入穴５１１ａの内周縁部に、バーリング部５３が切断された切断部５４を設けられている。これによれば、バーリング部５３の形成時にバーリング部５３が割れてしまうことを防止できる。このため、コアプレート５１の成形性を向上させることができる。

さらに、本実施形態では、切断部５４を、チューブ挿入穴５１１ａの内周縁部のうち一対の直線状部２１に対応する部位の各々に配置されている。これによれば、チューブ根付部に応力が発生した際に応力が集中する湾曲部２２に対応する部位には、切れ目なくバーリング部５３が設けられている。このため、チューブ根付部に応力が発生した際に、湾曲部２２においてはバーリング部５３に応力を分散することができる。したがって、湾曲部２２にかかる応力を緩和して、湾曲部２２に応力が集中することを抑制できる。これにより、チューブ根付部への応力集中を確実に緩和することが可能となる。

ここで、比較例として、図９および図１０に示すように、切断部５４がチューブ挿入穴５１１ａにおける湾曲部２２に対応する部位に設けられた構成がある。この構成では、チューブ２に高温の冷却水が流通すると、チューブ２が図１０の矢印方向に熱膨張する。そして、チューブ２とコアプレート５１との熱膨張差により、チューブ２とコアプレート５１との接合部に熱歪みが発生する。

このとき、比較例では、チューブ挿入穴５１１ａにおける湾曲部２２と対応する部位にバーリング部５３が設けられておらず、湾曲部２２とコアプレート５１との接合面積が小さくなっている。このため、湾曲部２２とコアプレート５１との接合部に熱歪みが集中し、当該接合部に熱歪みによる割れが発生する可能性がある。

これに対し、本実施形態では、図１１に示すように、チューブ２に高温の冷却水が流通すると、チューブ２が図１１の矢印方向に熱膨張する。このとき、本実施形態では、チューブ挿入穴５１１ａにおける湾曲部２２と対応する部位にバーリング部５３が設けられているため、湾曲部２２とコアプレート５１との接合面積が比較例よりも大きい。このため、湾曲部２２とコアプレート５１との接合部に発生した熱歪みがバーリング部５３に分散されるため、当該接合部への熱歪みの集中が緩和される。

また、本実施形態では、湾曲部バーリング寸法Ｈ_２を、直線状部バーリング寸法Ｈ_１よりも高くしている。これによれば、チューブ根付部に応力が発生した際に応力が集中する湾曲部２２に対応する部位のバーリング部５３の高さを高くできるので、チューブ根付部に応力が発生した際に、バーリング部５３に応力を確実に分散することができる。したがって、湾曲部２２に応力が集中することをより確実に抑制できる。

また、本実施形態では、コアプレート５１を、１．０≦Ｈ_２（Ｈ_１＋Ｄ_ｃ）≦１．５の関係を満たすように構成している。これによれば、１．０≦Ｈ_２（Ｈ_１＋Ｄ_ｃ）とすることで、チューブ根付部への応力集中効果を向上させることができる。また、Ｈ_２（Ｈ_１＋Ｄ_ｃ）≦１．５とすることで、コアプレート５１の成形性を確保することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図１２に基づいて説明する。本実施形態は、上記第１実施形態と比較して、切断部５４の形状が異なるものである。

図１２に示すように、本実施形態では、切断部５４は、チューブ幅方向およびチューブ積層方向の双方に対して交差するように延びている。より詳細には、切断部５４は、チューブ挿入穴５１１ａに近づく程、幅方向端部５３ａに近づくように形成されている。

その他のラジエータ１の構成は第１実施形態と同様である。したがって、本実施形態のラジエータ１においても第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図１３に基づいて説明する。本実施形態は、上記第１実施形態と比較して、切断部５４の形状が異なるものである。

図１３に示すように、本実施形態では、切断部５４は、チューブ挿入穴５１１ａに近づく程、幅方向端部５３ａから遠ざかるように形成されている。その他のラジエータ１の構成は第１実施形態と同様である。したがって、本実施形態のラジエータ１においても第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について図１４に基づいて説明する。本実施形態は、上記第１実施形態と比較して、切断部５４の形状が異なるものである。

図１４に示すように、本実施形態では、切断部５４は、チューブ幅方向の長さが、チューブ長手方向におけるコア部４側（すなわち図１４の紙面右側）程、短くなるように形成されている。つまり、切断部５４のうち、チューブ長手方向におけるヘッダタンク５の外方側の端面は、チューブ幅方向の外側程、コア部５４側に位置するように形成されている。

その他のラジエータ１の構成は第１実施形態と同様である。したがって、本実施形態のラジエータ１においても第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について図１５に基づいて説明する。本実施形態は、上記第１実施形態と比較して、コアプレート５１の製造方法のうち、溝部形成工程が異なるものである。なお、図１５において一点鎖線で示す部分は、バーリング工程後にチューブ挿入穴５１１ａの外周縁部となる部分である。

本実施形態における溝部形成工程では、図１５に示すように、コアプレート５１のチューブ接合面５１１に、第１溝部７１と、扁平形状の貫通孔７３とを形成する。貫通孔７３は、第１溝部７１の両端部に接続されている。また、貫通孔７３の長手方向は、第１溝部７１と交差している。本実施形態では、貫通孔７３の長手方向は、第１溝部７１に対して直行している。すなわち、貫通孔７３の長手方向は、チューブ積層方向に平行である。

その他のラジエータ１の製造方法および構成は第１実施形態と同様である。したがって、本実施形態のラジエータ１においても第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態について図１６に基づいて説明する。本実施形態は、上記第１実施形態と比較して、コアプレート５１の製造方法のうち、溝部形成工程が異なるものである。なお、図１６において一点鎖線で示す部分は、バーリング工程後にチューブ挿入穴５１１ａの外周縁部となる部分である。

本実施形態における溝部形成工程では、図１６に示すように、第２溝部７２は、チューブ幅方向の内側に向かって突出するように湾曲している。第２溝部７２のうち、チューブ幅方向の最内側の部位に、第１溝部７１が接続されている。

その他のラジエータ１の製造方法および構成は第１実施形態と同様である。したがって、本実施形態のラジエータ１においても第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（他の実施形態）
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、例えば以下のように種々変形可能である。また、上記各実施形態に開示された手段は、実施可能な範囲で適宜組み合わせてもよい。

（１）上記実施形態では、チューブ挿入穴５１１ａの内周縁部のうち、一対の直線状部２１の両端部に対応する部位に、切断部５４をそれぞれ設けた例について説明した。すなわち、上記実施形態では、切断部５４を、チューブ挿入穴５１１ａの内周縁部のうち一対の直線状部２１の両端部に対応する部位に、１つずつ設けた例について説明した。しかしながら、切断部５４の配置はこれに限定されない。

例えば、図１７に示すように、チューブ挿入穴５１１ａの内周縁部のうち、一対の直線状部２１における両端部以外に対応する部位に、切断部５４を設けてもよい。

また、例えば、図１８に示すように、チューブ挿入穴５１１ａの内周縁部のうち、一対の直線状部２１の一端部に対応する部位に、切断部５４を１つずつ設けてもよい。この場合、溝部形成工程において、第１溝部７１の一端部に、第２溝部７２または貫通孔７３を設けることにより、切断部５４を形成してもよい。

（２）上記実施形態では、本発明に係る熱交換器を、ラジエータに適用した例について説明したが、これに限らず、蒸発器や凝縮器等の他の熱交換器に適用してもよい。

２ チューブ
５ ヘッダタンク
２１ 直線状部
２２ 湾曲部
５１ コアプレート
５３ バーリング部
５４ 切断部
５１１ チューブ接合面
５１１ａ チューブ挿入穴

Claims (6)

1. 複数積層配置されたチューブ（２）と、
   前記チューブにおける長手方向の両端部に設けられるとともに、前記チューブが接合されるコアプレート（５１）を有するヘッダタンク（５）と、を備え、
   前記チューブにおける長手方向に直交する断面が、互いに平行な一対の直線状部（２１）と、前記一対の直線状部の端部同士を接続するとともに、前記長手方向における外側に向かって突出するように湾曲した湾曲部（２２）と、を有しており、
   前記チューブにおける長手方向の端部は、前記コアプレートにおけるチューブ接合面（５１１）のチューブ挿入穴（５１１ａ）に挿入された状態で接合されており、
   前記チューブ挿入穴の内周縁部には、一側に突出する筒状のバーリング部（５３）が形成されており、
   前記チューブ挿入穴の内周縁部のうち、前記一対の直線状部に対応する部位の各々には、前記バーリング部が切断されて前記バーリング部が形成されていない部位となっている切断部（５４）が、少なくとも１つずつ設けられている熱交換器。
2. 前記直線状部における前記湾曲部と接続する部位を接続部（２１ａ）としたとき、
   前記切断部は、前記チューブ挿入穴における前記接続部に対応する部位に設けられている請求項１に記載の熱交換器。
3. 前記バーリング部における前記チューブ接合面から遠い側の端部と、前記チューブ接合面との間の距離を、バーリング寸法（Ｈ）とし、
   前記チューブ挿入穴における前記直線状部に対応する部位に形成されている前記バーリング部の前記バーリング寸法を、直線状部バーリング寸法（Ｈ_１）とし、
   前記チューブ挿入穴における前記湾曲部に対応する部位に形成されている前記バーリング部の前記バーリング寸法を、湾曲部バーリング寸法（Ｈ_２）としたとき、
   前記湾曲部バーリング寸法は、前記直線状部バーリング寸法よりも高い請求項１または２に記載の熱交換器。
4. 前記直線状部の延伸方向を、チューブ幅方向とし、
   前記切断部における前記チューブ幅方向の両端部のうち、前記チューブにおける前記チューブ幅方向の中央部に近い側の端部を、中央側端部（５４ａ）とし、
   前記バーリング部における前記チューブ幅方向の端部（５３ａ）から前記中央側端部までの前記チューブ幅方向の距離を、切断部距離Ｄ_ｃとしたとき、
   前記コアプレートは、１．０≦Ｈ_２（Ｈ_１＋Ｄ_ｃ）≦１．５の関係を満たすように構成されている請求項３に記載の熱交換器。
5. 複数積層配置されたチューブ（２）と、
   前記チューブにおける長手方向の両端部に設けられるとともに、前記チューブが接合されるコアプレート（５１）を有するヘッダタンク（５）と、を備え、
   前記チューブは、長手方向に直交する断面が、互いに平行な一対の直線状部（２１）と、前記一対の直線状部の端部同士を接続するとともに、前記長手方向における外側に向かって突出するように湾曲した湾曲部（２２）と、を有しており、
   前記チューブにおける長手方向の端部が、前記コアプレートにおけるチューブ接合面（５１１）のチューブ挿入穴（５１１ａ）に挿入された状態で接合されている熱交換器の製造方法であって、
   前記チューブ接合面に、前記直線状部の延伸方向に延びる第１溝部（７１）と、前記第１溝部の少なくとも一方の端部に接続されるとともに前記第１溝部と交差するように延びる第２溝部（７２）とを形成する溝部形成工程と、
   前記コアプレートに対して、前記第１溝部および前記第２溝部の底面側から開口側に向かってバーリング加工を施すことにより、前記コアプレートに前記チューブ挿入穴を形成すると同時に、前記チューブ挿入穴の内周縁部に前記開口側に突出する筒状のバーリング部（５３）を形成するバーリング工程とを含んでおり、
   前記バーリング工程では、前記チューブ挿入穴の内周縁部のうち前記第２溝部に対応する部位に、前記バーリング部が切断されて前記バーリング部が形成されていない部位となっている切断部（５４）が形成されるとともに、前記切断部が、前記チューブ挿入穴の内周縁部のうち前記一対の直線状部に対応する部位の各々に、少なくとも１つずつ設けられる熱交換器の製造方法。
6. 複数積層配置されたチューブ（２）と、
   前記チューブにおける長手方向の両端部に設けられるとともに、前記チューブが接合されるコアプレート（５１）を有するヘッダタンク（５）とを備え、
   前記チューブは、長手方向に直交する断面が、互いに平行な一対の直線状部（２１）と、前記一対の直線状部の端部同士を接続するとともに、前記長手方向における外側に向かって突出するように湾曲した湾曲部（２２）と、を有しており、
   前記チューブにおける長手方向の端部が、前記コアプレートにおけるチューブ接合面（５１１）のチューブ挿入穴（５１１ａ）に挿入された状態で接合されている熱交換器の製造方法であって、
   前記チューブ接合面に、前記直線状部の延伸方向に延びる溝部（７１）と、前記溝部の少なくとも一方の端部に接続されるとともに前記溝部と交差するように延びる貫通孔（７３）とを形成する溝部形成工程と、
   前記コアプレートに対して、前記溝部の底面側から開口側に向かってバーリング加工を施すことにより、前記コアプレートに前記チューブ挿入穴を形成すると同時に、前記チューブ挿入穴の内周縁部に前記開口側に突出する筒状のバーリング部（５３）を形成するバーリング工程とを含んでおり、
   前記バーリング工程では、前記チューブ挿入穴の内周縁部のうち前記貫通孔に対応する部位に、前記バーリング部が切断されて前記バーリング部が形成されていない部位となっている切断部（５４）が形成されるとともに、前記切断部が、前記チューブ挿入穴の内周縁部のうち前記一対の直線状部に対応する部位の各々に、少なくとも１つずつ設けられる熱交換器の製造方法。

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