JP4787511B2

JP4787511B2 - 熱交換器の接合構造及びその接合方法

Info

Publication number: JP4787511B2
Application number: JP2005034115A
Authority: JP
Inventors: 俊行堀内; 努和田; 秀孝新長
Original assignee: T Rad Co Ltd
Current assignee: T Rad Co Ltd
Priority date: 2005-02-10
Filing date: 2005-02-10
Publication date: 2011-10-05
Anticipated expiration: 2025-02-10
Also published as: JP2006218508A

Description

本発明は、熱交換器の接合構造及びその接合方法に関し、特に、板状の部材とその板状の部材を両側から挟持するように配置された部材とを溶接するための熱交換器の接合構造及びその接合方法に関する。

一般に、熱交換器を製造するに当り、板状の部材とその板状の部材を両側から挟持するように配置された部材とを接合する場合に、溶接が使用されることがある。

このような場合の従来の熱交換器の接合構造及びその接合方法は、図５や図６に示すように、板状の部材１とその板状の部材１を両側から挟持するように配置された２つの部材２，３とをそれぞれ別々に連続隅肉溶接していた。（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−１３７０５４号公報

しかしながら、上記した従来の熱交換器の接合構造及びその接合方法では、板状の部材１とその板状の部材１を両側から挟持するように配置された部材２，３とを溶接する場合には、連続隅肉溶接を２回行う必要があるため、工数が増え、溶接作業に手間が掛かるといった問題があった。また、隅肉の余盛りが必要となるため、溶加材が必要になるといった問題もあった。

本発明は、上記した課題を解決すべくなされたものであり、工数を削減することができ、溶接作業の簡略化を図ることができる熱交換器の接合構造及びその接合方法を提供しようとするものである。

本発明は、板状の第１部材をその両側から挟持するように配置された第２部材及び第３部材に溶接するための熱交換器の接合構造であって、前記第１部材の端部は、溶加材として機能可能なように前記第２部材及び第３部材の接合部から所定長突出して設けられていることを特徴とする。

そして、好ましくは、前記第２部材及び第３部材の接合部からの前記第１部材の端部の突出長が前記第１部材の厚みの０．６〜１．４倍になるように設けられているのがよい。

また、前記第１部材の厚みは、前記第２部材及び第３部材の接合部より薄くなっているのがよい。

また、本発明は、板状の第１部材をその両側から挟持するように配置された第２部材及び第３部材に溶接するための熱交換器の接合構造であって、前記第１部材は、その厚みが、溶加材として機能可能なように前記第２部材及び第３部材の接合部の厚みの１／３〜１／２になるように形成されていることを特徴とする。

さらに、本発明は、板状の第１部材をその両側から挟持するように配置された第２部材及び第３部材に溶接するための熱交換器の接合方法であって、前記第１部材の端部を前記第２部材及び第３部材の接合部から所定長突出するように配置する工程と、前記第１部材の突出端部を溶融させると共に前記第２部材及び第３部材を溶融させ、前記第１部材を前記第２部材及び第３部材に一度に溶接する工程とを含んでいることを特徴とする。

そして、好ましくは、前記第２部材及び第３部材の接合部からの前記第１部材の端部の突出長が前記第１部材の厚みの０．６〜１．４倍になるように前記第１部材を配置する工程を含んでいるのがよい。

本発明によれば、第１部材の端部が溶加材として機能し、１回の溶接により、第１部材を第２部材及び第３部材に確実に溶接することができるため、工数の削減が可能となり、溶接作業の簡略化を図ることができる等、種々の優れた効果を得ることができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の説明では、本発明を、多流体熱交換器に適用した場合について例示して説明する。

先ず、図１及び図２を参照しつつ、本発明の実施の形態に係る熱交換器の接合構造について説明する。ここで、図１はその多流体熱交換器を示す断面図、図２は本実施の形態に係る熱交換器の接合構造及びその接合方法を示す断面図であり、（ａ）は接合前の状態を示し、（ｂ）は接合後の状態を示している。

本発明が適用される多流体熱交換器１１は、被冷却流体が流通可能な複数（図１では３個）のコア１２と、各コア１２の両端にそれぞれ設けられたアッパタンク１３及びロアタンク１４と、複数のコア１２を一体に収容するケース部材１５とから概略構成されており、各コア１２とケース部材１５の間に冷却水が流通可能となっている。

コア１２は、複数（図１では２本）の扁平チューブ１６と、扁平チューブ１６の周りに設けられたフィン（図示せず）とから成り、扁平チューブ１６の両端部はアッパタンク１３及びロアタンク１４に連通している。また、アッパタンク１３及びロアタンク１４の側面には被冷却流体入口又は出口１７が接続されている。

ケース部材１５には、側壁部の上部及び下部にそれぞれ冷却水入口１８及び冷却水出口１９が接続されている。また、ケース部材１５には、各コア１２の間にそれぞれスリット孔２０が形成され、該各スリット孔２０に仕切り板２１が挿入され、仕切り板２１はケース部材１５に溶接されるようになっている。さらに、各仕切り板２１の上端部又は下端部には、互い違いとなるようにそれぞれ通過孔２２が形成されており、図１において矢印で示すように、冷却水はケース部材１５と各コア１２との間を全体として蛇行しながら流通するようになっている。

仕切り板２１は、図２（ａ）に示されているように、仕切り板２１の端部２３を両側から挟持するように配置されたケース部材１５の接合部２４から所定長、外側に突出するように設けられており、仕切り板２１をケース部材１５に溶接する場合、図２（ｂ）に示されているように、仕切り板２１の端部２３が溶加材として機能するようになっている。好ましくは、ケース部材１５の接合部２４からの仕切り板２１の端部２３の突出長Ｌは、仕切り板２１の厚みｔ_１の０．６〜１．４倍になるように設けられるのがよく、また、仕切り板２１の厚みｔ_１はケース部材１５の接合部２４（厚みｔ_２及びｔ_３）より薄くなっているのがよい。より具体的には、ケース部材１５の接合部２４の厚みｔ_２及びｔ_３が１．５ｍｍで、仕切り板２１の厚みｔ_１が０．５ｍｍの場合、ケース部材１５の接合部２４からの仕切り板２１の端部２３の突出長Ｌは０．３〜０．７ｍｍ程度とするのが好ましい。

次に、主に図２（ａ）及び（ｂ）を参照しつつ、前記多流体熱交換器１１において、仕切り板２１をケース部材１５に接合する方法について説明する。

先ず、図２（ａ）に示されているように、ケース部材１５の接合部２４からの仕切り板２１の端部２３の突出長Ｌが仕切り板２１の厚みの０．６〜１．４倍になるように仕切り板２１をスリット孔２０に挿入する。

次いで、仕切り板２１の突出した端部２３を局部的に加熱して溶融させると共にケース部材１５の接合部２４を溶融させ、仕切り板２１の端部２３をケース部材１５の接合部２４に一度に溶接させる。

このように、仕切り板２１の端部２３が溶加材として機能するため、１回の溶接により良好な溶接余盛りを形成させることができる。また、仕切り板２１の端部２３をケース部材１５の接合部２４から所定長さ突出させることにより、仕切り板２１の端部２３とケース部材１５の接合部２４をいずれも完全に溶融させることができる。したがって、仕切り板２１をその両側のケース部材１５に確実に溶接することができ、溶接箇所からの水漏れを完全に防止することができると共に、溶接作業の簡略化を図ることができる。

なお、上記した実施の形態では、多流体熱交換器１１において仕切り板２１をケース部材１５に溶接する場合について説明したが、これは単なる例示に過ぎず、本発明は、排ガス再循環クーラ（ＥＧＲクーラ）においてヘッダプレートをケーシング及びタンク本体に溶接する場合など、板状の第１部材をその両側から挟持するように配置された第２部材及び第３部材に溶接する場合において広く適用することができる。例えば、図３に示すように、板状の第１部材２５を両側から挟持するように配置された第２部材２６及び第３部材２７が外側に折曲している場合や、その反対に、図４に示すように、第２部材２６及び第３部材２７が内側に折曲している場合にも、本発明を適用することができる。

また、上記した実施の形態では、仕切り板２１や板状の第１部材２５の端部は、ケース部材１５や第２部材２６及び第３部材２７の接合部２４から所定長突出して設けられているが、仕切り板２１や板状の第１部材２５の厚みｔ_１が、ケース部材１５や第２部材２６及び第３部材２７の接合部２４の厚みｔ_２及びｔ_３の１／３〜１／２になるように形成されていれば、それだけで仕切り板２１や板状の第１部材２５の端部は溶加材として機能するため、必ずしも、ケース部材１５や第２部材２６及び第３部材２７の接合部２４から突出していなくてもよい。より具体的には、仕切り板２１や板状の第１部材２５の厚みｔ_１が０．５ｍｍの場合、ケース部材１５や第２部材２６及び第３部材２７の接合部２４の厚みｔ_２及びｔ_３は１．０〜１．５ｍｍ程度とするのが好ましい。

本発明の実施の形態に係る熱交換器の接合構造及びその接合方法を適用した多流体熱交換器を示す断面図である。本発明の実施の形態に係る熱交換器の接合構造及びその接合方法を示す断面図であり、（ａ）は接合前の状態を示し、（ｂ）は接合後の状態を示している。本発明の実施の形態に係る熱交換器の接合構造及びその接合方法の別の例を示す断面図である。本発明の実施の形態に係る熱交換器の接合構造及びその接合方法のさらに別の例を示す断面図である。従来例を示す断面図である。別の従来例を示す断面図である。

符号の説明

１１多流体熱交換器
１５ケース部材
２１仕切り板
２３端部
２４接合部
２５板状の第１部材
２６第２部材
２７第３部材

Claims

板状の第１部材をその両側から挟持するように配置された第２部材及び第３部材に溶接するための熱交換器の接合構造であって、
前記第１部材の端部が前記第２部材及び第３部材の接合部から所定長突出して設けられると共に前記第１部材の厚みが前記第２部材及び第３部材の接合部より薄く形成されることにより、前記第１部材の端部が溶加材として機能するように構成されていることを特徴とする熱交換器の接合構造。