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JP2005201570A - Tube base structure of heat exchanger and its manufacturing method - Google Patents

Tube base structure of heat exchanger and its manufacturing method Download PDF

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JP2005201570A
JP2005201570A JP2004009665A JP2004009665A JP2005201570A JP 2005201570 A JP2005201570 A JP 2005201570A JP 2004009665 A JP2004009665 A JP 2004009665A JP 2004009665 A JP2004009665 A JP 2004009665A JP 2005201570 A JP2005201570 A JP 2005201570A
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heat exchanger
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header tank
rectangular cross
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JP2004009665A
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Nobuyuki Uozumi
信幸 魚住
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Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a tube base structure of a heat exchanger and its manufacturing method having superior durability near a base part while reducing circulation resistance of the fluid inside of a tube. <P>SOLUTION: In this tube base structure of the heat exchanger wherein a longitudinal end part 111a of the tube 111 having a flat square-shaped cross section, is fitted in a tube hole 121a formed on a header tank 120, and joined at a contact part 131 where the tube 111 and the header tank 120 are kept into contact with each other, the contact part 131 of the tube 111 and a minor side 111b of the flat square-shaped cross section near the contact part are formed into the circular arc shape projecting to an outer side. The circular arc shape is preferably formed in expanding an opening of the tube 111. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、熱交換器のチューブ根付け構造およびその製造方法に関するもので、内燃機関に吸入される燃焼用の空気(吸気)を冷却するインタークーラに適用して有効である。   The present invention relates to a tube rooting structure of a heat exchanger and a method for manufacturing the same, and is effective when applied to an intercooler that cools combustion air (intake air) sucked into an internal combustion engine.

従来の熱交換器として、特許文献1に示されるように、当出願人が先に提案したインタークーラがある。このインタークーラは、内燃機関に吸入される燃焼用の空気(吸気)を冷却するものであって、複数のチューブおよびアウターフィンが交互に積層され、チューブの長手方向端部がヘッダタンクに接続されることで形成されている。そして、ヘッダタンクに対するチューブの接続部、いわゆる根付け部は、ヘッダタンクの一部を成すコアプレートに穿設された孔部にチューブが嵌入され、当接部同士がろう付けされることで形成されている(特許文献1中の図4)。   As a conventional heat exchanger, as shown in Patent Document 1, there is an intercooler previously proposed by the present applicant. This intercooler cools combustion air (intake air) sucked into an internal combustion engine, and a plurality of tubes and outer fins are alternately stacked, and the longitudinal ends of the tubes are connected to a header tank. It is formed by. And the connection part of the tube with respect to a header tank, what is called a root part, is formed by a tube being inserted in the hole drilled in the core plate which comprises a part of header tank, and contact parts are brazed. (FIG. 4 in Patent Document 1).

尚、ここでは限られたスペース内において、できる限りチューブの断面面積を大きくして、チューブ内を流通する吸気の流通抵抗を低減して、吸気に対する冷却性能を向上させるために、チューブの断面形状を扁平四角状となるようにしている(特許文献1中の図2)。
特開2002−286395号公報
Here, in a limited space, in order to increase the cross-sectional area of the tube as much as possible, reduce the flow resistance of the intake air flowing through the tube, and improve the cooling performance against the intake air, the cross-sectional shape of the tube Is formed into a flat square shape (FIG. 2 in Patent Document 1).
JP 2002-286395 A

しかしながら、インタークーラの作動時における吸気の温度や圧力によってチューブに発生する応力が、特に根付け部近傍の扁平四角状断面の角部に集中しやすくなり、耐久性の面で難点を残していた。   However, the stress generated in the tube due to the temperature and pressure of the intake air during the operation of the intercooler tends to concentrate particularly on the corners of the flat quadrangular cross section near the root portion, leaving a difficulty in terms of durability.

本発明は、上記点に鑑み、チューブの内部流体の流通抵抗を低減しつつ、根付け部近傍の耐久性に優れる熱交換器のチューブ根付け構造およびその製造方法を提供することにある。   In view of the above points, the present invention is to provide a tube rooting structure for a heat exchanger that is excellent in durability near the root portion while reducing the flow resistance of the internal fluid of the tube, and a method for manufacturing the same.

本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。   In order to achieve the above object, the present invention employs the following technical means.

請求項1に記載の発明では、扁平四角状断面を成すチューブ(111)の長手方向端部(111a)が、ヘッダタンク(120)に形成されたチューブ孔(121a)に嵌入されて、チューブ(111)およびヘッダタンク(120)が互いに当接する当接部(131)で接合される熱交換器のチューブ根付け構造において、チューブ(111)の当接部(131)およびその近傍における扁平四角状断面の短辺(111b)は、外側に突出する円弧形状と成るように形成されたことを特徴としている。   In the first aspect of the present invention, the longitudinal end (111a) of the tube (111) having a flat rectangular cross section is fitted into the tube hole (121a) formed in the header tank (120), and the tube ( 111) and the header tank (120) in the tube rooting structure of the heat exchanger joined at the abutting portion (131) that abuts each other, the abutting portion (131) of the tube (111) and a flat rectangular cross section in the vicinity thereof The short side (111b) is formed to have an arc shape protruding outward.

これにより、当接部(130)でチューブ(111)およびヘッダタンク(120)が接合されて形成される根付け部(130)近傍におけるチューブ(111)の扁平四角状断面の角部(111d)の角度を大きくすることができる。よって、熱交換器(100)の作動時における温度や圧力によってチューブ(111)の根付け部(130)近傍に発生する応力は、円弧形状の短辺(111b)部に均等に作用するようになり、角部(111d)に対してはその応力の集中が緩和されるので、チューブ(111)の根付け部(130)近傍の耐久性を向上させることができる。   Thereby, the corner (111d) of the flat rectangular cross section of the tube (111) in the vicinity of the root (130) formed by joining the tube (111) and the header tank (120) at the contact portion (130). The angle can be increased. Therefore, the stress generated in the vicinity of the root portion (130) of the tube (111) due to the temperature and pressure during the operation of the heat exchanger (100) acts evenly on the arc-shaped short side (111b) portion. Since the stress concentration on the corner portion (111d) is alleviated, the durability in the vicinity of the root portion (130) of the tube (111) can be improved.

尚、チューブ(111)の根付け部(130)以外の大半を占める一般部においては、扁平四角状断面が維持されるので、チューブ(111)内を流通する流体の流通抵抗低減の効果を維持できる。   In addition, in the general part which occupies most other than the root part (130) of the tube (111), since the flat square cross section is maintained, the effect of reducing the flow resistance of the fluid flowing through the tube (111) can be maintained. .

請求項2に記載の発明では、扁平四角状断面の短辺(111b)の円弧形状の半径(R1)は、長辺(111c)間の距離(W)の1/2よりも大きく設定されたことを特徴としている。   In the invention according to claim 2, the arc-shaped radius (R1) of the short side (111b) of the flat rectangular cross section is set to be larger than ½ of the distance (W) between the long sides (111c). It is characterized by that.

これにより、チューブ(111)の根付け部(130)近傍をできるだけ基本形状である扁平四角状断面に近い形に留めて、耐久性の向上を図ることができる。   As a result, the vicinity of the root portion (130) of the tube (111) can be kept as close as possible to the flat rectangular cross section that is the basic shape, and durability can be improved.

請求項3に記載の発明では、チューブ(111)およびヘッダタンク(120)は、内燃機関に吸入される燃焼用の空気(吸気)を冷却するインタークーラ(100)に用いられることを特徴としており、熱交換器(100)の作動において、特に吸気温度が高く熱応力の影響を大きく受けやすいインタークーラ(100)に本発明を用いて好適である。   The invention according to claim 3 is characterized in that the tube (111) and the header tank (120) are used for an intercooler (100) for cooling combustion air (intake air) sucked into the internal combustion engine. In the operation of the heat exchanger (100), the present invention is particularly suitable for an intercooler (100) that is highly susceptible to thermal stress due to high intake air temperature.

請求項4に記載の発明では、扁平四角状断面を成すチューブ(111)の長手方向端部(111a)を、ヘッダタンク(120)の一部を成すコアプレート(121)に形成されたチューブ孔(121a)に嵌入して、口拡冶具(200)の挿入によってチューブ(111)の長手方向端部(111a)をチューブ孔(121a)側に口拡して、チューブ(111)およびコアプレート(121)が互いに当接する当接部(131)を接合する熱交換器のチューブ根付け部の製造方法であって、口拡を行う際に、当接部(131)およびその近傍におけるチューブ(111)の扁平四角状断面の短辺(111b)を、外側に突出する円弧形状にすることを特徴としている。   In the invention according to claim 4, the tube end formed in the core plate (121) forming a part of the header tank (120) in the longitudinal direction end portion (111 a) of the tube (111) having a flat rectangular cross section. (121a), the longitudinal end (111a) of the tube (111) is expanded to the tube hole (121a) side by insertion of the magnifying jig (200), and the tube (111) and the core plate ( 121) is a method for manufacturing a tube root portion of a heat exchanger that joins abutting portions (131) that abut each other, and when expanding, the abutting portion (131) and the tube (111) in the vicinity thereof The short side (111b) of the flat rectangular cross section is formed into an arc shape protruding outward.

これにより、通常のチューブ(111)の口拡を行う際に、同時に短辺(111b)部を円弧形状に形成でき、容易に請求項1〜請求項3に記載の熱交換器のチューブ根付け構造とすることができる。   Thereby, when expanding a normal tube (111), a short side (111b) part can be simultaneously formed in circular arc shape, and the tube rooting structure of the heat exchanger of Claims 1-3 is easily made It can be.

尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows a corresponding relationship with the specific means of embodiment description mentioned later.

(第1実施形態)
本実施形態は、本発明に係る熱交換器のチューブ根付け構造を空冷式のインタークーラ100に適用したものであり、以下、図1〜図6に基づいて説明する。尚、図1は本実施形態に係るインタークーラ100を示す正面図、図2は図1中におけるA−A部を示す断面図、図3は図1中におけるB部を示す断面図、図4は図3中におけるC方向から見たチューブ111を示す矢視図、図5はチューブ111の単体状態を示す外観斜視図、図6はインタークーラ100製造時におけるチューブ口拡工程を示す外観斜視図である。
(First embodiment)
In the present embodiment, the tube rooting structure for a heat exchanger according to the present invention is applied to an air-cooled intercooler 100, which will be described below with reference to FIGS. 1 is a front view showing an intercooler 100 according to the present embodiment, FIG. 2 is a sectional view showing an AA portion in FIG. 1, FIG. 3 is a sectional view showing a B portion in FIG. 3 is an arrow view showing the tube 111 as viewed from the direction C in FIG. 3, FIG. 5 is an external perspective view showing a single state of the tube 111, and FIG. 6 is an external perspective view showing a tube opening process when the intercooler 100 is manufactured. It is.

インタークーラ100は、車両用エンジン(内燃機関)に吸入される燃焼用空気(以下、吸気)を外部からの冷却空気との熱交換により冷却する熱交換器である。このインタークーラ100は、主にコア部110と一対のヘッダタンク120とから成り、以下説明する各部材は、アルミニウムあるいはアルミニウム合金から成り、各部材の当接部がろう付けや溶接により接合されて形成されている。   The intercooler 100 is a heat exchanger that cools combustion air (hereinafter, intake air) sucked into a vehicle engine (internal combustion engine) by heat exchange with cooling air from the outside. The intercooler 100 mainly includes a core portion 110 and a pair of header tanks 120. Each member described below is made of aluminum or an aluminum alloy, and the contact portions of the members are joined by brazing or welding. Is formed.

コア部110は、図1、図2に示すように、内部にインナーフィン114が挿入されたチューブ111とアウターフィン112とが交互に積層され、積層方向の両最外方にはサイドプレート113が配設されて形成されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the core portion 110 is formed by alternately stacking tubes 111 having inner fins 114 inserted therein and outer fins 112, and side plates 113 are arranged at both outermost sides in the stacking direction. It is arranged and formed.

チューブ111は、内部を吸気が流通する管部材であり、限られたスペース内でできる限り断面面積を大きくして、吸気の流通抵抗を低減させるために、断面形状は扁平四角状を成すようにしている。そして、このチューブ111内に挿入されるインナーフィン114は、薄肉の平板から波状に成形されており、吸気の流れに乱流効果を与え、吸気側の熱伝達率を向上させる。尚、チューブ111の断面形状を扁平四角状にしていることから、インナーフィン114は、チューブ111内にデッドスペースを発生させること無く、効率的に収容されている。   The tube 111 is a pipe member through which the intake air circulates, and in order to increase the cross-sectional area as much as possible in a limited space and reduce the flow resistance of the intake air, the cross-sectional shape should be a flat square shape. ing. The inner fin 114 inserted into the tube 111 is formed into a wave shape from a thin flat plate, gives a turbulent flow effect to the flow of intake air, and improves the heat transfer coefficient on the intake side. In addition, since the cross-sectional shape of the tube 111 is a flat square shape, the inner fin 114 is efficiently accommodated without generating a dead space in the tube 111.

アウターフィン112は、上記インナーフィン114と同様に、薄肉の平板から波状に成形され、平面部には切り起こしによって形成される複数のルーバ112aが設けられており、冷却空気側への放熱面積を拡大すると共に、ルーバ112aによる乱流効果を得て、吸気との熱交換を促進する。   Like the inner fin 114, the outer fin 112 is formed into a wave shape from a thin flat plate, and a plurality of louvers 112a formed by cutting and raising are provided on the flat surface portion, and the heat radiation area to the cooling air side is increased. While expanding, the turbulent flow effect by the louver 112a is acquired, and the heat exchange with intake air is promoted.

サイドプレート113は、チューブ111の長手方向に延びる補強部材であり、断面形状が略コの字状に形成され、コの字の内側中央には長手方向に延びるリブが設けられている。   The side plate 113 is a reinforcing member that extends in the longitudinal direction of the tube 111, has a substantially U-shaped cross-section, and a rib that extends in the longitudinal direction is provided at the inner center of the U-shape.

因みに、チューブ111は、表裏両面に予めろう材がクラッド(被覆)された板材を折り曲げて端部同士を電気溶接したもの(電縫管)であり、アウターフィン112およびインナーフィン114は、上記ろう材によりチューブ111にろう付けされている。また、サイドプレート113のアウターフィン112側の面には、予めろう材がクラッドされており、最外方のアウターフィン112は、このろう材によりサイドプレート113にろう付けされている。   Incidentally, the tube 111 is obtained by bending a plate material in which a brazing material is clad (covered) in advance on both the front and back surfaces and electrically welding the end portions to each other. The tube 111 is brazed with a material. Further, a brazing material is clad in advance on the surface of the side plate 113 on the outer fin 112 side, and the outermost outer fin 112 is brazed to the side plate 113 by this brazing material.

チューブ111の両長手方向端部111a(以下、チューブ端部111a)側には、チューブ111の積層方向に延びて各チューブ111に連通する一対のヘッダタンク120が設けられている。このヘッダタンク120は、チューブ111が接合されるコアプレート121と、このコアプレート121に溶接されてタンク内空間を形成するタンク本体122とから成る。   A pair of header tanks 120 extending in the stacking direction of the tubes 111 and communicating with each tube 111 are provided on both longitudinal end portions 111 a (hereinafter referred to as tube end portions 111 a) of the tubes 111. The header tank 120 includes a core plate 121 to which the tube 111 is joined, and a tank body 122 that is welded to the core plate 121 to form a tank internal space.

コアプレート121は、図3、図6に示すように、表裏両面に予めろう材がクラッドされた細長平板の長辺側に縁立て部121bが設けられ、チューブ端部111aと対応する部位にチューブ孔121aが設けられている。そして、チューブ端部111aは、このチューブ孔121aに嵌入され、チューブ111とコアプレート121は互いに当接する当接部131でチューブ111およびコアプレート121にクラッドされたろう材により、ろう付けされている。この当接部131におけるろう付け部が、いわゆるチューブ111の根付け部130として形成されることになる。尚、サイドプレート113の長手方向両端部は、コアプレート121に被覆されたろう材により、コアプレート121にろう付けされている。   As shown in FIGS. 3 and 6, the core plate 121 is provided with an edged portion 121b on the long side of an elongated flat plate whose brazing material is clad in advance on both the front and back surfaces, and a tube at a portion corresponding to the tube end 111a. A hole 121a is provided. The tube end portion 111a is fitted into the tube hole 121a, and the tube 111 and the core plate 121 are brazed with a brazing material clad on the tube 111 and the core plate 121 at a contact portion 131 that contacts each other. The brazed portion in the contact portion 131 is formed as a so-called root portion 130 of the tube 111. Note that both end portions of the side plate 113 in the longitudinal direction are brazed to the core plate 121 with a brazing material coated on the core plate 121.

本発明においては、この根付け部130近傍におけるチューブ111の形状に特徴を持たせている。即ち、図4、図5に示すように、チューブ111の基本形状となる扁平四角状断面に対して、根付け部130の近傍においては、短辺111bが外側に突出する円弧形状と成るようにしている。更に、この円弧形状の半径R1は、長辺111c間の距離Wの1/2よりも大きく成るように設定している。   In the present invention, the shape of the tube 111 in the vicinity of the root portion 130 is characterized. That is, as shown in FIGS. 4 and 5, with respect to the flat rectangular cross section which is the basic shape of the tube 111, in the vicinity of the root portion 130, the short side 111b has an arc shape protruding outward. Yes. Further, the radius R1 of the arc shape is set to be larger than ½ of the distance W between the long sides 111c.

具体的にここでは、長辺方向寸法65mm、短辺方向寸法8.9mmのチューブ111に対して、短辺111bを半径(R1)8.6mmの円弧で形成している。尚、長辺111cと円弧との交差部(角部111d)は半径2mmのRで接続している。   Specifically, the short side 111b is formed by an arc having a radius (R1) of 8.6 mm with respect to the tube 111 having a long side direction dimension of 65 mm and a short side direction dimension of 8.9 mm. In addition, the intersection part (corner part 111d) of the long side 111c and the circular arc is connected by R having a radius of 2 mm.

上記のように、チューブ111が接続されたコアプレート121には、図1に示すように、このコアプレート121側に開口して、一方の長手方向端部側に開口部122aが形成された半容器体を成すタンク本体122が溶接されている。尚、図1中の右側のヘッダタンク120は各チューブ111に吸気を分配供給するものであり、図1の左側のヘッダタンク120は、チューブ111から流出する吸気を集合回収するものである。   As described above, the core plate 121 to which the tube 111 is connected is opened to the core plate 121 side as shown in FIG. 1, and the opening 122a is formed on one longitudinal end side. A tank body 122 forming a container body is welded. The right header tank 120 in FIG. 1 distributes and supplies intake air to each tube 111, and the left header tank 120 in FIG. 1 collects and collects intake air flowing out from the tube 111.

次に、インタークーラ100の概略製造方法について説明する。まず、板材の折り曲げ、電気溶接により成形したチューブ111と、プレス加工により成形したアウターフィン112、サイドプレート113、インナーフィン114、コアプレート121とを予め準備する。尚、チューブ111の断面形状は、この時点では、全長にわたって扁平四角状に成形されている。また、コアプレート121のチューブ孔121aは、図4、図5で説明したチューブ111の断面形状に対応する形状で成形されている。   Next, a schematic manufacturing method of the intercooler 100 will be described. First, a tube 111 formed by bending a plate material and electric welding, and an outer fin 112, a side plate 113, an inner fin 114, and a core plate 121 formed by pressing are prepared in advance. In addition, the cross-sectional shape of the tube 111 is shape | molded by flat square shape over the full length at this time. Moreover, the tube hole 121a of the core plate 121 is shape | molded by the shape corresponding to the cross-sectional shape of the tube 111 demonstrated in FIG. 4, FIG.

そして、チューブ111内に、インナーフィン114を挿入し、チューブ111の短辺111b方向にプレスして、チューブ111の長辺111cの内壁がインナーフィン114に確実に当接するようにしておく。   Then, the inner fin 114 is inserted into the tube 111 and pressed in the direction of the short side 111b of the tube 111, so that the inner wall of the long side 111c of the tube 111 is surely in contact with the inner fin 114.

そして、図示しない積層治具をガイドにして、一番下側にサイドプレート113をセットし、その上側にアウターフィン112、チューブ111、アウターフィン112の順に交互に所定枚数だけ積層していき、最上段のアウターフィン112の更に上側にもう一つのサイドプレート113をセットして、コア部110を組み立てる。   Then, using a lamination jig (not shown) as a guide, the side plate 113 is set on the lowermost side, and a predetermined number of layers are alternately laminated on the upper side in the order of the outer fin 112, the tube 111, and the outer fin 112. Another side plate 113 is set on the upper side of the upper outer fin 112 to assemble the core portion 110.

そして、コアプレート121のチューブ孔121aにチューブ端部111aを嵌入し、図示しないプレス機によってコアプレート121を打ち込む。   Then, the tube end portion 111a is fitted into the tube hole 121a of the core plate 121, and the core plate 121 is driven by a press machine (not shown).

そして、図6に示すように、コアプレート121から突出するチューブ端部111a側から口拡冶具200を挿入してチューブ111のチューブ孔121a(根付け部130)近傍を口拡する。この口拡冶具200は、本体部210と、2つの突出部を有する口拡部220とから成り、口拡部220の本体部210側近傍の外周は、図4、図5で説明したチューブ111の断面形状(短辺111bが円弧形状)に対応するように形成されている。よって、この口拡冶具200によって、チューブ111の短編111bは、チューブ孔121a(根付け部130)近傍において、円弧形状に形成されつつ、チューブ111の断面全周はチューブ孔121a側に確実に当接されるように口拡される(当接部131が形成さる)ことになる。   Then, as shown in FIG. 6, the magnifying jig 200 is inserted from the side of the tube end portion 111 a protruding from the core plate 121, and the vicinity of the tube hole 121 a (the root portion 130) of the tube 111 is expanded. The magnifying jig 200 includes a main body part 210 and a magnifying part 220 having two projecting parts. The outer periphery of the magnifying part 220 in the vicinity of the main body part 210 side is the tube 111 described in FIGS. 4 and 5. Are formed so as to correspond to the cross-sectional shape (the short side 111b is an arc shape). Therefore, with this magnifying jig 200, the short knitting 111b of the tube 111 is formed in an arc shape in the vicinity of the tube hole 121a (the root portion 130), and the entire circumference of the cross section of the tube 111 is reliably brought into contact with the tube hole 121a side. As a result, it is expanded (the contact portion 131 is formed).

そして、ワイヤー等の治具によりコア部110にコアプレート121が組み付けられた状態を保持し、脱脂、フラックス塗布を行った後に、ろう付け炉内に投入して一体的にろう付けする。   And the state where the core plate 121 was assembled | attached to the core part 110 with the jig | tool, such as a wire, is hold | maintained, after degreasing and flux application | coating, it throws in in a brazing furnace and brazes integrally.

更に、鋳造により成形されたタンク本体122をコアプレート121に溶接し、その後、洩れ検査(ろう付け不良、溶接不良のチェック)および寸法検査等の所定の検査を行い、インタークーラ100の製造を完了する。   Further, the tank body 122 formed by casting is welded to the core plate 121, and thereafter, predetermined inspections such as leakage inspection (check for brazing failure and welding failure) and dimensional inspection are performed to complete the manufacture of the intercooler 100. To do.

次に、上記構成に基づくインタークーラ100の作動および作用効果について説明する。このインタークーラ100においては、図1中の右側の開口部122aから吸気が流入し、右側のヘッダタンク120から各チューブ111を流れ、この間に外部からの冷却空気と熱交換されて冷却される。そして、図1中の左側のヘッダタンク120を経て、左側の開口部122aから車両エンジン側に流出する。因みに、吸気はインタークーラ100に対して200℃前後の温度で流入し、上記の熱交換によって50℃前後まで冷却される。   Next, the operation | movement and effect of the intercooler 100 based on the said structure are demonstrated. In the intercooler 100, intake air flows from the right opening 122a in FIG. 1, flows through the tubes 111 from the right header tank 120, and is cooled by heat exchange with external cooling air. Then, it flows out from the left side opening 122a to the vehicle engine side through the left side header tank 120 in FIG. Incidentally, the intake air flows into the intercooler 100 at a temperature of about 200 ° C., and is cooled to about 50 ° C. by the heat exchange.

ところで、上記のようにインタークーラ100が作動される際に、チューブ111には吸気の温度や圧力(内圧)の繰り返し付加による応力が作用する。従来技術においては、特に根付け部130近傍で、扁平四角状断面を成すチューブ110の角部111dに応力が集中し、耐久性に難点を残していたが、本発明においては、根付け部130近傍のチューブ111の短辺111bを円弧形状に成るように形成しているので、角部111dの角度を大きくすることができる。よって、インタークーラ100の作動時における温度や圧力によってチューブ111の根付け部130近傍に発生する応力は、円弧形状の短辺111b部に均等に作用するようになり、角部111dに対してはその応力の集中が緩和されるので、チューブ111の根付け部130近傍の耐久性を向上させることができる。   By the way, when the intercooler 100 is operated as described above, stress due to repeated application of intake air temperature and pressure (internal pressure) acts on the tube 111. In the prior art, stress concentrates on the corner portion 111d of the tube 110 having a flat rectangular cross section, particularly in the vicinity of the root portion 130, leaving a difficulty in durability. Since the short side 111b of the tube 111 is formed to have an arc shape, the angle of the corner portion 111d can be increased. Therefore, the stress generated in the vicinity of the root portion 130 of the tube 111 due to the temperature and pressure at the time of operation of the intercooler 100 acts evenly on the short side 111b of the arc shape, Since the stress concentration is relaxed, the durability in the vicinity of the root portion 130 of the tube 111 can be improved.

また、短辺111bを形成する円弧形状の半径R1を長辺111c間の距離Wの1/2よりも大きく成るように設定しているので、チューブ111の根付け部130近傍をできるだけ基本形状である扁平四角状断面に近い形に留めて、耐久性の向上を図ることができる。   Further, since the radius R1 of the arc shape forming the short side 111b is set to be larger than ½ of the distance W between the long sides 111c, the vicinity of the root portion 130 of the tube 111 is as basic as possible. Durability can be improved by keeping the shape close to a flat rectangular cross section.

因みに、本発明者の机上計算による解析によれば、角部111dに発生する応力値は、吸気の温度が20℃〜200℃の繰り返し付加において8%低減され、吸気による内圧が0〜3.5barの繰り返し付加において7%低減されたことを確認している。   By the way, according to the analysis by the inventor's desktop calculation, the stress value generated in the corner portion 111d is reduced by 8% when the intake air temperature is repeatedly applied at 20 ° C. to 200 ° C., and the internal pressure due to the intake air is 0-3. It was confirmed that 7% was reduced by repeated addition of 5 bar.

尚、チューブ111の根付け部130以外の大半を占める一般部においては、扁平四角状断面が維持されるので、チューブ111内を流通する吸気の流通抵抗低減の効果を維持できる。   In addition, in the general part which occupies most other than the root part 130 of the tube 111, since the flat square cross section is maintained, the effect of reducing the flow resistance of the intake air flowing through the tube 111 can be maintained.

また、チューブ111の短辺111bの円弧形状を、通常のチューブ111の口拡を行う際に同時に形成するようにしているので、容易に本発明のチューブ根付け構造を有するインタークーラ100とすることができる。   Moreover, since the arc shape of the short side 111b of the tube 111 is formed simultaneously with the opening of the normal tube 111, the intercooler 100 having the tube rooting structure of the present invention can be easily obtained. it can.

(その他の実施形態)
上記の実施形態では、本発明をインタークーラ100に適用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その他の熱交換器(例えば、コンデンサやラジエータ等)にも適用することができる。
(Other embodiments)
In the above embodiment, the present invention is applied to the intercooler 100, but the present invention is not limited to this, and can be applied to other heat exchangers (for example, a condenser, a radiator, and the like).

また、チューブ111の短辺111bの円弧形状は、口拡工程において形成されるものに限らず、チューブ111成形後の単体状態において形成されるようにしても良い。   Further, the arc shape of the short side 111b of the tube 111 is not limited to the one formed in the magnifying process, and may be formed in a single state after the tube 111 is formed.

本実施形態に係るインタークーラを示す正面図である。It is a front view which shows the intercooler which concerns on this embodiment. 図1中におけるA−A部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the AA part in FIG. 図1中におけるB部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the B section in FIG. 図3中におけるC方向から見たチューブを示す矢視図である。It is an arrow line view which shows the tube seen from the C direction in FIG. チューブの単体状態を示す外観斜視図である。It is an external appearance perspective view which shows the single-piece | unit state of a tube. インタークーラ製造時におけるチューブ口拡工程を示す外観斜視図である。It is an external appearance perspective view which shows the tube port expansion process at the time of intercooler manufacture.

符号の説明Explanation of symbols

100 インタークーラ
111 チューブ
111a 長手方向端部
111b 短辺
111c 長辺
120 ヘッダタンク
121 コアプレート
121a チューブ孔
131 当接部
200 口拡冶具
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Intercooler 111 Tube 111a Longitudinal direction end part 111b Short side 111c Long side 120 Header tank 121 Core plate 121a Tube hole 131 Contact part 200 Opening jig

Claims (4)

扁平四角状断面を成すチューブ(111)の長手方向端部(111a)が、ヘッダタンク(120)に形成されたチューブ孔(121a)に嵌入されて、前記チューブ(111)および前記ヘッダタンク(120)が互いに当接する当接部(131)で接合される熱交換器のチューブ根付け構造において、
前記チューブ(111)の前記当接部(131)およびその近傍における前記扁平四角状断面の短辺(111b)は、外側に突出する円弧形状と成るように形成されたことを特徴とする熱交換器の根付け構造。
A longitudinal end (111a) of the tube (111) having a flat rectangular cross section is fitted into a tube hole (121a) formed in the header tank (120), and the tube (111) and the header tank (120 In the tube rooting structure of the heat exchanger joined at the abutting portions (131) that abut each other,
The heat exchange, wherein the abutting portion (131) of the tube (111) and the short side (111b) of the flat rectangular cross section in the vicinity thereof are formed to have an arc shape protruding outward. The rooting structure of the vessel.
前記円弧形状の半径(R1)は、前記扁平四角状断面の長辺(111c)間の距離(W)の1/2よりも大きく設定されたことを特徴とする請求項1に記載の熱交換器のチューブ根付け構造。   The heat exchange according to claim 1, wherein the radius (R1) of the arc shape is set to be larger than ½ of a distance (W) between long sides (111c) of the flat rectangular cross section. Tube tube rooting structure. 前記チューブ(111)および前記ヘッダタンク(120)は、内燃機関に吸入される燃焼用の空気(吸気)を冷却するインタークーラ(100)に用いられることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の熱交換器のチューブ根付け構造。   The said tube (111) and the said header tank (120) are used for the intercooler (100) which cools the combustion air (intake | air_intake) inhaled by an internal combustion engine, The Claim 1 or Claim 2 characterized by the above-mentioned. The tube rooting structure of the heat exchanger as described in 1. 扁平四角状断面を成すチューブ(111)の長手方向端部(111a)を、ヘッダタンク(120)の一部を成すコアプレート(121)に形成されたチューブ孔(121a)に嵌入して、
口拡冶具(200)の挿入によって前記チューブ(111)の長手方向端部(111a)を前記チューブ孔(121a)側に口拡して、
前記チューブ(111)および前記コアプレート(121)が互いに当接する当接部(131)を接合する熱交換器のチューブ根付け部の製造方法であって、
前記口拡を行う際に、前記当接部(131)およびその近傍における前記チューブ(111)の前記扁平四角状断面の短辺(111b)を、外側に突出する円弧形状にすることを特徴とする熱交換器のチューブ根付け部の製造方法。
The longitudinal end (111a) of the tube (111) having a flat rectangular cross section is inserted into the tube hole (121a) formed in the core plate (121) forming a part of the header tank (120),
By inserting the magnifying jig (200), the longitudinal end portion (111a) of the tube (111) is expanded toward the tube hole (121a),
The tube (111) and the core plate (121) are a method for manufacturing a tube root portion of a heat exchanger that joins a contact portion (131) that contacts each other,
When performing the magnifying, the short side (111b) of the flat rectangular cross section of the tube (111) in the contact portion (131) and the vicinity thereof is formed into an arc shape protruding outward. A method for manufacturing a tube root portion of a heat exchanger.
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