專利名稱：熱交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱交換器，例如，所述熱交換器可以用于散熱器。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)上，熱交換器包括多個管子和多個波形散熱片，波形散熱片交替 堆疊而形成芯體部件。熱交換器還包括設(shè)置在管子的縱向端部處的容器。 每個容器都包括具有插入管子的管孔的芯板以及容器本體，所述容器本體 固定到芯板以與芯板提供容器中的空間。芯板具有帶管孔的第一壁部件 (管子插入板部件)。在第一壁部件的外周邊部分處形成第二壁部件，所 述第二壁部件接近垂直第一壁部件設(shè)置。此外，兩個插入件(側(cè)板)在堆 疊管子和波形散熱片的堆疊方向上設(shè)置在芯體部件的兩端。
在此熱交換器中，當(dāng)管子310的溫度與相鄰管子的溫度不同時，如圖 19所示，芯板320的管子插入板部件322可以在管子310的縱向(方向X) 彎曲。從而使應(yīng)力可以集中在管子310的基部，即，在寬度方向(即，方 向Z)上為彎曲點的管子310的端部。
例如，JP-A-2000-213889公開了一種熱交換器，所述熱交換器具有設(shè) 置在芯板的第一壁部件上的多個肋狀部，其中所述芯板接近平行于多個管 子插入的多個管孔。此外，每個肋狀部的兩端連接到芯板的第二壁部件， 用于增加芯板的剛性，并限制在管子的寬度方向(管子的主方向)上的管 子的端部處的應(yīng)力集中。
然而，當(dāng)芯板具有肋狀部時，芯板在管子寬度方向很難變形，從而在 管子寬度方向上可以在管子上產(chǎn)生高應(yīng)力。此外，當(dāng)肋狀部的端部連接到 芯板的第二壁部件時，肋狀部在管子寬度方向的長度很長。從而當(dāng)芯板通 過壓制加工形成時，肋狀部的可成形性下降。
此外，圖20顯示了具有多個毛口部件(burring part) J221a的熱交換 器。如圖20所示，毛口部件J221a設(shè)置在插入管子的管孔J221以及插入插
入件的插入孔J222的內(nèi)周邊邊緣處。毛口部件J221 a具有凸出到容器內(nèi)部的 管狀。因此，增加了芯板J20的剛性。
通常，當(dāng)肋狀部和來自芯板的第一壁部件的毛口部件的凸出尺寸大 時，芯板的剛性變大。然而，當(dāng)肋狀部和毛口部件的凸出尺寸大時，肋狀 部和毛口部件的可成形性降低。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上問題，本發(fā)明的一個目的是提供一種熱交換器，所述熱交換 器可以限制在管子寬度方向(管子主方向)的管子端部處的應(yīng)力集中，同 時改進(jìn)芯板的可成形性。
根據(jù)本發(fā)明第一方面的熱交換器包括多個管子和容器。所述每個管子 都具有平坦形狀、在第一方向延伸、并在第二方向上堆疊。容器具有管子 插入板部件，并在第一方向設(shè)置在多個管子的端部處，以與多個管子連通。 所述管子插入板部件具有插入多個管子的多個管孔以及多個肋狀部，所述 多個肋狀部的每個都在接近于垂直第一方向和第二方向的第三方向延伸。 所述多個肋狀部的每個在第三方向的長度都比多個管孔的每個在第三方 向的長度短。所述管孔在第三方向具有第一和第二孔端部。所述肋狀部設(shè) 置在管子插入板部件中，以在第二方向上與第一和第二孔端部的至少一個 孔端部重疊，并提供在第一方向可變形的可變形部件。所述可變形部件在 第三方向上在管子插入板部件中位于肋狀部的外部。
當(dāng)一個管子的溫度不同于相鄰管子的溫度時，肋狀部限制管孔部分的 變形，從而限制了第三方向上的管子的端部處的應(yīng)力集中。此外，管子的 熱應(yīng)變通過可變形部件的變形被吸收。此外，肋狀部在第三方向的長度短， 從而改進(jìn)肋狀部的可成形性。
根據(jù)本發(fā)明第二方面的熱交換器包括多個管子和容器。所述每個管子 都具有平坦形狀、在第一方向延伸、并在第二方向堆疊。所述容器具有管 子插入板部件，并在第一方向設(shè)置在多個管子的端部處，以與多個管子連 通。所述管子插入板部件具有插入多個管子的多個管孔以及多個肋狀部， 所述多個肋狀部的每個都在接近于垂直第一方向和第二方向的第三方向 延伸。所述管孔在第三方向具有第一和第二孔端部。與第一和第二孔端部 的至少一個孔端部相比，所述肋狀部設(shè)置在管子插入板部件中，以在第三 方向凸出到外部預(yù)定的長度，并提供在第一方向可變形的可變形部件。所 述可變形部件在第三方向上在所述管子插入板部件中位于所述肋狀部的
外部。此外，所述預(yù)定的長度設(shè)定為大約在4到8mm的范圍內(nèi)。
當(dāng)與管孔的第一和第二孔端部的至少一個孔端部相比，肋狀部在第三 方向凸出到外部預(yù)定長度時，其中所述預(yù)定長度大約在4到8 mm的范圍 內(nèi)，肋狀部限制了第三方向上的管孔的端部處的應(yīng)力集中。此外，管子的 熱應(yīng)變通過位于肋狀部外部的可變形部件的變形被吸收。
根據(jù)本發(fā)明第三方面的熱交換器包括多個管子和容器。所述每個管子 都具有平坦形狀、在第一方向延伸、并在第二方向堆疊。所述容器具有管 子插入板部件，并在第一方向設(shè)置在所述多個管子的端部處，以與所述多 個管子連通。所述管子插入板部件具有插入所述多個管子的多個管孔以及 多個肋狀部，所述肋狀部設(shè)置在接近垂直第一方向和第二方向的第三方向 上的所述管孔的端部外。
在此情況下，在管子的寬度方向(與接近垂直第一和第二方向的第三 方向相對應(yīng))上在管孔的端部附近所產(chǎn)生的應(yīng)力分散到肋狀部，從而使肋 狀部限制由于管子的溫度差造成的管孔的端部的變形。因此，限制了在管 子的寬度方向上的管子的端部處的應(yīng)力集中。此外，所述肋狀部在管子的 寬度方向上的長度變短，從而改進(jìn)了肋狀部的可成形性。
根據(jù)本發(fā)明第四方面的熱交換器包括芯體部件和容器。所述芯體部件 包括多個管子，所述每個管子都具有平坦形狀、在第一方向延伸、并在第 二方向堆疊。所述容器在第一方向設(shè)置在所述多個管子的端部處，并具有 連接到所述多個管子的芯板、以及設(shè)置為與芯板形成容器空間的容器本 體。所述芯板具有管子插入板部件，所述管子插入板部件具有多個管孔、 以及位于所述管孔的至少一部分的內(nèi)周邊邊緣的多個毛口部件。所述管子 分別插在所述管孔中，以與所述容器空間連通。所述毛口部件在第一方向 凸出。此外，所述內(nèi)周邊邊緣具有裁切并移除所述毛口部件的一部分的裁 切部分。
通過毛口部件增加了在管子插入板部件中的管孔的周圍區(qū)域的剛性。 因此，當(dāng)在管子中產(chǎn)生應(yīng)變時，毛口部件限制管子寬度方向上的管孔端部
的變形，從而限制了管子寬度方向上的管子的端部處的應(yīng)力集中。
根據(jù)本發(fā)明第五方面的熱交換器包括芯體部件、容器和插入件。所述 芯體部件包括多個管子，所述每個管子都具有平坦形狀、在第一方向延伸、 并在第二方向堆疊。所述容器在第一方向設(shè)置在所述多個管子的端部處， 并具有連接到所述多個管子的芯板、以及設(shè)置為與所述芯板形成容器空間 的容器本體。所述插入件設(shè)置在接近平行于第一方向的芯體部件的端部
處，而所述插入件的端部連接到所述芯板以加強(qiáng)所述芯體部件。所述芯板 具有管子插入板部件，所述管子插入板部件具有多個管孔、插入孔、以及 多個毛口部件。所述管子分別插在所述管孔中，以與所述容器空間連通。 所述插入件插入所述插入孔以連接到所述芯板。所述毛口部件在第一方向 凸出，并只設(shè)置在所述管孔的內(nèi)周邊邊緣處。
通常，插入件的厚度大于管子的厚度，從而使插入件很難由于應(yīng)力集 中而損壞。因此，當(dāng)毛口部件只設(shè)置在一部分管孔的內(nèi)周邊邊緣處時，限 制了管子在管子寬度方向的端部處的應(yīng)力集中，同時改進(jìn)了芯板的可成形 性。


參照附圖對優(yōu)選實施例進(jìn)行的以下詳細(xì)說明，將使本發(fā)明的其它目的 和優(yōu)點更容易清楚呈現(xiàn)。在圖中
圖l是顯示根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的熱交換器的前視圖； 圖2是顯示在根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的熱交換器中的容器、芯板和
管子的透視橫截面圖3A是根據(jù)第一實施例的芯板的前視圖3B是根據(jù)第一實施例的芯板的底視圖4是沿圖3B中的線IV-IV所截得的芯板的橫截面圖5是沿圖3B中的線V-V所截得的芯板的橫截面圖6是顯示根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的熱交換器中的芯板的一部分的 示意圖7是顯示根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的熱交換器中的芯板的一部分的 示意圖8是顯示根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的熱交換器中的芯板的一部分的 示意圖9A是根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的熱交換器中的芯板的前視圖； 圖9B是根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的熱交換器中的芯板的底視圖； 圖10是沿圖9B中的線X-X所截得的芯板的橫截面圖； 圖ll是顯示根據(jù)本發(fā)明的第六實施例的熱交換器中的芯板的一部分 的底視圖12是沿圖11中的線XII-XII所截得的芯板的橫截面圖； 圖13是沿根據(jù)本發(fā)明的第七實施例的熱交換器中的管子的寬度方向
的線所截得的芯板的橫截面圖14是顯示根據(jù)本發(fā)明的第八實施例的熱交換器中的芯板的一部分
的底視圖15是顯示根據(jù)本發(fā)明的第九實施例的熱交換器中的芯板的一部分 的底視圖16是顯示根據(jù)本發(fā)明的第十實施例的熱交換器中的芯板的一部分 的底視圖n是沿圖16中的線xvn-xvn所截得的芯板的橫截面圖18是顯示與沒有任何肋狀部的情況相比芯板中的肋狀部的凸出長 度L4和在管子的主方向上的管子端部處的應(yīng)力比之間關(guān)系的曲線圖19是顯示根據(jù)相關(guān)技術(shù)的熱交換器中的芯板和管子的示意圖；以及 圖20是根據(jù)相關(guān)技術(shù)的熱交換器中的芯板的橫截面圖。
具體實施例方式
(第一實施例)
根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的熱交換器可以用于散熱器，例如，用于冷 卻水冷式內(nèi)燃機(jī)。如圖1所示，熱交換器包括具有接近矩形實體形狀的芯 體部件l。芯體部件1包括多個管子10和多個波形散熱片11，在圖l中波形 散熱片ll可供選擇地在上-下方向(管子的堆疊方向Y)上堆疊。
波形散熱片ll具有波紋形狀，并由鋁合金制成，舉例而言。波形散熱 片ll設(shè)置用于加速空氣和冷卻水(冷卻液)之間的熱交換。管子10內(nèi)限定
使用于水冷式內(nèi)燃機(jī)(未示出)的冷卻水流動通過的水通道。例如，管子
io由鋁合金板制成，例如，所述鋁合金板彎曲成預(yù)定的形狀，并焊接或硬焊。
在圖l的熱交換器中，管子io的縱向(即，管子的縱向x，第一方向)
近似對應(yīng)水平方向(右-左方向)。如圖2所示，管子10在橫截面具有平坦 形狀，使得管子的主方向Z接近對應(yīng)氣流的方向C。管子的主方向Z接近垂 直于管子的縱向X和管子的堆疊方向Y(第二方向)。
如圖2所示，每個管子10都包括一對相對的平直部分10a和一對相對的 弧形部分10b。該對平直部分10a在接近垂直于管子的縱向X的橫截面中具 有平直形狀，并伸長和設(shè)置為接近平行于管子的主方向Z。該對弧形部分 10b在接近垂直于管子的縱向X的橫截面中具有弧形形狀，并設(shè)置為在管子 的主方向Z連接該對平直部分10a的端部。
第一容器2和第二容器3在管子的縱向X設(shè)置在管子10的兩端。容器2 和容器3延伸到接近垂直于管子的縱向X的方向，并在其中具有空間。管子 10在管子縱向X上的兩端插入設(shè)置在容器2和容器3中的管孔221，使得管子 10的內(nèi)通道與容器2和容器3中的空間連通。
第一容器2設(shè)置用于將熱冷卻水從發(fā)動機(jī)分配到管子10。第一容器2 具有通過第一軟管(未示出)與內(nèi)燃機(jī)的冷卻水出口連接的入口管2a。
第二容器3設(shè)置用于收集通過與空氣的熱交換冷卻的冷卻水。流出第 二容器3的冷卻水循環(huán)到發(fā)動機(jī)。第二容器3具有通過第二軟管(未示出) 與內(nèi)燃機(jī)的冷卻水入口連接的出口管3a。
在管子的堆疊方向Y上的芯體部件1的兩端處，兩個插入件4 (側(cè)板) 設(shè)置用于加強(qiáng)芯體部件l。例如，插入件4由鋁合金制成。插入件4延伸到 接近平行于管子的縱向X的方向，且插入件4在管子縱向X上的端部與容器 2和3連接。插入件4可以具有大于管子10的厚度。
如圖2所示，容器2和3中的每個容器都包括其中插入管子10和插入件4 的芯板20、用于與芯板20形成容器空間2b的容器本體21以及密封件(未示 出)。
例如，芯板20由鋁合金制成，容器本體21由樹脂(例如，玻璃纖維加 強(qiáng)的尼龍66)制成，而密封件由橡膠制成。密封件被放于芯板20和容器本
體21之間，而芯板20的多個凸出件251壓在容器本體21上，從而使凸出件 251塑性變形，且容器本體21固定到芯板20。
如圖3A到圖5所示，芯板20具有連接管子10的管子插入板部件22。在 管子插入板部件22的整個圓周處，設(shè)置了具有接近矩形形狀的溝槽20a。 當(dāng)容器本體21和芯板20被固定時，容器本體21的端部和密封件插入溝槽 20a中。
溝槽20a形成有內(nèi)壁23、底壁24以及外壁25。內(nèi)壁23從管子插入板部 件22的外周邊部分接近垂直彎曲，并在管子的縱向X上從底壁24凸出。底 壁24從內(nèi)壁23接近垂直彎曲，并延伸到管子的堆疊方向Y或管子的主方向 Z。外壁25從底壁24接近垂直彎曲，并在管子的縱向X上從底壁24凸出。 凸出件251形成于外壁25的端部處。
芯板20的管子插入板部件22具有多個管孔221，其中管子20插入并硬 焊在所述管孔內(nèi)。此外，管子插入板部件22具有兩個插入孔222，其中插 入件4插入并硬焊在所述插入孔內(nèi)。插入孔222在管子的堆疊方向Y設(shè)置在 管子插入板部件22的兩個端部處。例如，管孔221和插入孔222通過沖壓過 程形成在管子的主方向Z上延伸的細(xì)長形狀。此外，管子插入板部件22可 以設(shè)置有設(shè)置在管孔221的內(nèi)周邊邊緣的多個毛口部件221a。例如，每個 毛口部件221a為具有類似于管子10的橫截面、并凸出到每個容器2和3的內(nèi) 部(即，在管子的縱向X凸出到管子10的外部)的管狀。
此外，管子插入板部件22具有設(shè)置在相鄰管孔221之間、以及在管子 的堆疊方向Y上在管孔221和插入孔222之間的多個肋狀部223。肋狀部223 具有在管子的主方向Z延伸、并從管子插入板部件22凸出到每個容器2和3 的外部的凸起形狀。例如，肋狀部223通過壓制加工形成。當(dāng)每個相鄰的 管孔221之間的部分設(shè)定為中間部分時，所有的中間部分都設(shè)置有設(shè)置在 管子的主方向Z的一對肋狀部223。
肋狀部223在管子的主方向Z的長度L1設(shè)定為比管孔221在管子的主 方向Z的長度L2短。此外，當(dāng)從管子的堆疊方向Y觀察管子插入板部件22 時，管孔221在管子的主方向Z的端部和肋狀部223重疊。SP，管孔221在管 子的主方向Z的端部與肋狀部223在管子的堆疊方向Y上重疊。
此外，肋狀部223的端部遠(yuǎn)離內(nèi)壁23。因此，管子插入板部件22在管
子的主方向Z上具有位于管孔221、插入？L222以及肋狀部223外部的兩個平 坦表面224。平坦表面224在管子的堆疊方向Y遍布管子插入板部件22延伸。 平坦表面224為在管子的縱向X容易變形的可變形部件。
如上所述，在管子的堆疊方向Y，在管子的主方向Z的管孔221的端部 和具有高剛性的肋狀部223在其間具有間隙而互相重疊。因此，當(dāng)一個管 子10的溫度不同于相鄰管子10的溫度時，肋狀部223防止管孔221在管子的 主方向Z的端部變形，從而限制管子10在管子的主方向Z的端部處的應(yīng)力集 中。
此外，位于管孔221、插入孔222以及肋狀部223外部的平坦表面224 在管子的縱向X很容易變形。因此，當(dāng)管子10之間的溫度差大時，芯板20 由于平坦表面224的變形而在管子的縱向X變形，而管子10的熱應(yīng)變通過芯 板20的變形被吸收。
此外，肋狀部223的長度L1設(shè)定為足夠的長度，使得肋狀部223在管 子的主方向Z上減少管孔221在管子主方向Z上的端部的變形。此外，設(shè)定 肋狀部223的長度L1，從而改進(jìn)肋狀部223的可成形性。
當(dāng)肋狀部223的長度L1與管孔221的長度L2的比設(shè)定為大約在0.08^ (Ll/L2) S0.2的范圍中時，肋狀部223可以充分地減少管孔221的端部的 變形，同時改進(jìn)肋狀部223的可成形性。
此外，該對肋狀部223在管子的堆疊方向Y位于相鄰的管孔221和插入 孔222之間。換言之，肋狀部223設(shè)置為與所有管孔221的端部相鄰，其中 所述端部在管子的堆疊方向Y相鄰，從而限制所有管孔221在管子的主方向 Z的每個端部發(fā)生變形。 (第二實施例)
在圖3B的芯板20中，在管子的堆疊方向Y的管孔221和插入孔222之間 的每個中間部分都設(shè)置有成對的肋狀部223。可供選擇地， 一部分中間部 分可以設(shè)置有成對的肋狀部223。例如，如圖6所示，每個都設(shè)置有成對的 肋狀部223的第一中間部分和沒有任何肋狀部223的第二中間部分可以交 替設(shè)置在管子的堆疊方向Y上。換言之，成對的肋狀部223可以在管子的堆 疊方向Y交替設(shè)置在中間部分中。
可供選擇地，設(shè)置有成對的肋狀部223的第一中間部分中的一個和沒
有任何肋狀部223的第二中間部分中的兩個可以交替設(shè)置在管子的堆疊方 向Y。換言之，成對的肋狀部223可以在管子的堆疊方向設(shè)置在每三個相鄰 的中間部分中的一個處。在此情況下，減少了肋狀部223的數(shù)量，從而與 成對的肋狀部223設(shè)置在每個中間部分處相比，改進(jìn)了肋狀部223的可成形性。
(第三實施例)
在圖3B的芯板20中，在管子的堆疊方向Y的管孑L221和插入孑L222之間 的每個中間部分都設(shè)置有成對的肋狀部223?？晒┻x擇地，每個中間部分 都可以在管孔221在管子的主方向Z的一端側(cè)設(shè)置有肋狀部223。例如，如 圖7所示，可以可供選擇地設(shè)置在管孔221的第一端側(cè)上具有一個肋狀部 223的第三中間部分中的一個、以及在管孔221的第二端側(cè)上具有一個肋狀 部223的第四中間部分中的一個。在此，管孔221的第一端側(cè)在管子的主方 向Z上與管孔221的第二端側(cè)相對。同樣在此情況下，減少了肋狀部223的 數(shù)量，從而與成對的肋狀部223設(shè)置在每個中間部分處相比，改進(jìn)了肋狀 部223的可成形性。 (第四實施例)
在圖3B的芯板20中，以在堆疊方向Y上使管孔221在管子的主方向Z 的端部與肋狀部223彼此重疊的方式設(shè)置肋狀部223。然而，管孔221在管 子的主方向Z上的端部與肋狀部223在管子的堆疊方向Y不需要彼此重疊。
例如，肋狀部223可以設(shè)置在管孔221在管子的主方向Z上的端部的外 部，以與管孔221在管子的主方向Z上排成一行。如圖8所示，每對肋狀部 223可以與每個管孔221對準(zhǔn)，而在管子的主方向Z上在所述肋狀部與所述 管孔之間具有距離。
同樣在此情況下，管孔221在管子的主方向Z上的端部附近所產(chǎn)生的應(yīng) 力分散到肋狀部223，從而使肋狀部223限制管孔221的端部的變形。結(jié)果， 限制了在管子10的兩端部處的應(yīng)力集中。
在此實施例中，肋狀部223在管子的主方向Z的長度L1短，從而改進(jìn) 肋狀部223的可成形性。此外，即使當(dāng)相鄰管孔221之間的距離小時，也會 很容易地設(shè)置肋狀部223。 (第五實施例)
將參照圖9A-10說明用于根據(jù)本發(fā)明第五實施例的熱交換器的芯板 20。芯板20的管子插入板部件22具有設(shè)置在管孔221的內(nèi)周邊邊緣的多個 毛口部件221a。每個毛口部件221a都為具有與管子10的橫截面相似的橫截 面、并凸出到每個容器2和3的內(nèi)部(即，在管子的縱向X凸出到管子10的 外部)的管狀。在管子插入板部件22中的管孔221的周圍區(qū)域的剛性通過 毛口部件221a增加。相反，毛口部件221a不設(shè)置在插入孔222中。
此外，管子插入板部件22具有設(shè)置在相鄰管孔221之間、以及在管孔 221和插入孔222之間的多個肋狀部223。肋狀部223具有在管子的主方向Z 延伸、并從管子插入板部件22凸出到每個容器2和3的外部的凸起形狀。例 如，肋狀部223通過壓制加工形成。
肋狀部223的延伸長度L1設(shè)定為比管孑L221的長度L2以及插入孔222 在管子的主方向Z的長度長。此外，肋狀部223在管子的主方向Z上的端部 被定位于管孔221和插入孔222在管子的主方向Z上的端部的外部。
此外，肋狀部223的端部遠(yuǎn)離內(nèi)壁23。因此，管子插入板部件22在管 子的主方向Z具有位于管孔221、插入孔222以及肋狀部223外部的兩個平坦 表面224。平坦表面224在管子的堆疊方向Y上遍布管子插入板部件22延伸。 平坦表面224為在管子的縱向X容易變形的可變形部件。因此，當(dāng)在管子IO 之間的溫度差大時，由于平坦表面224的變形造成芯板20在管子的縱向X 變形，管子10的熱應(yīng)變通過芯板20的變形被吸收，從而降低了管子10在管 子的主方向Z的應(yīng)力。
如上所述，毛口部件221a設(shè)置在管孔221的內(nèi)周邊邊緣，從而增加了 管子插入板部件22中的管孔221的周圍區(qū)域的剛性。因此，當(dāng)一個管子IO 的溫度不同于相鄰管子10的溫度時，毛口部件221a限制管孔221的端部的 變形，從而限制管孔221在管子的主方向Z上的端部處的應(yīng)力集中。
此外，毛口部件221a只設(shè)置在管孔221處，而不需要設(shè)置在插入孔222 處，從而改進(jìn)了芯板20的可成形性。此外，插入件4的厚度比管子10的厚 度厚，從而使插入件4很難受到應(yīng)力集中破壞。因此，限制了管子10在管 子的主方向Z上的端部處的應(yīng)力集中。結(jié)果，限制了管孔221在管子的主方 向Z上的端部變形，同時改進(jìn)了芯板20的可成形性。 (第六實施例)圖9B和圖10中的毛口部件221a設(shè)置在管孔221的內(nèi)周邊邊緣的整個 圓周處?？晒┻x擇地，毛口部件221a可以部分設(shè)置在管孔221的內(nèi)周邊邊 緣上。例如，如圖11和圖12所示，裁切部分221b可以設(shè)置在與管子10的弧 形部分10b相對應(yīng)的內(nèi)周邊邊緣部分處。
當(dāng)毛口部件221a由壓制加工形成時，可能在毛口部件221a中產(chǎn)生裂 紋。然而，當(dāng)通過預(yù)先裁切一部分毛口部件221a設(shè)置裁切部分221b時，毛 口部件221a就很難產(chǎn)生裂紋，并改進(jìn)芯板20的可成形性。
此外，毛口部件221a在壓制加工中的裂紋特別在與管子10的弧形部分 10b相對應(yīng)的部分中產(chǎn)生。因此，當(dāng)裁切部分221b預(yù)先設(shè)置在與弧形部分 10b相對應(yīng)的毛口部件221a的部分處時，就限制了毛口部件221a的裂紋， 并且更加改進(jìn)了芯板20的可成形性。此外，即使當(dāng)裁切與弧形部分10b相 對應(yīng)的一部分毛口部件221a時，毛口部件221a也可以在管子的主方向Z限 制管子10的端部處的應(yīng)力集中。因此，在管子的主方向Z限制了管子10的 端部處的應(yīng)力集中，同時改進(jìn)芯板20的可成形性。 (第七實施例)
圖13是沿管子的主方向Z上的線所截得的用于根據(jù)本發(fā)明的第七實施 例的熱交換器的芯板20的橫截面圖。裁切部分221b向平坦表面224傾斜， 即，向接近垂直于管子的縱向X的芯板20的表面傾斜。具體地，裁切部分 221b以與裁切部分221b的外端相比將靠近管孔221的中心部分的裁切部分 221b的內(nèi)端設(shè)置在每個容器2和3的內(nèi)部的方式傾斜。
當(dāng)一個管子10的溫度與相鄰管子10的溫度不同且在管子10中產(chǎn)生熱 應(yīng)變時，在平坦表面224和裁切部分221b之間的連接點(彎曲點)D變形， 用于吸收熱應(yīng)變。因此，可以限制管子的主方向Z上的管子10的端部處的 應(yīng)力集中。
當(dāng)裁切部分221b凸出到接近垂直于管子縱向X的芯板20的表面時，凸 出的裁切部分221b的長度L3與管孔221的長度L2的比設(shè)定為大約在0.05S (L3/L2) S0.3的范圍內(nèi)。從而限制了管子的主方向上的管子10的端部處 的應(yīng)力集中，同時改進(jìn)了芯板20的可成形性。
當(dāng)比值(L3/L2)小于0.05時，平坦表面224和裁切部分221b之間的連 接點D很難形成。此外，當(dāng)在管子10中產(chǎn)生熱應(yīng)變時，連接點D很難變形，
且可能不吸收熱應(yīng)變。相反，當(dāng)比值(L3/L2)大于0.3時，管子的主方向 Z上的管子10的端部和連接點D之間的距離變長，從而使連接點D可能不吸 收管子10中的熱應(yīng)變。 (第八實施例)
圖ll-13中的裁切部分221b設(shè)置在與管子10的弧形部分10b相對應(yīng)的 毛口部件221a的部分處。可供選擇地，每個毛口部件221a都可以在與管子 10的平直部分10a相對應(yīng)的部分處設(shè)置有一個裁切部分221b。在此情況下， 每個裁切部分221b都設(shè)置在每個毛口部件221a的近似相同的部分處。從而 限制毛口部件221a在壓制加工中產(chǎn)生裂紋，同時改進(jìn)芯板20的可成形性。 (第九實施例)
在圖9A-14所示的芯板20中，毛口部件221a設(shè)置在每個管孔221處。可 供選擇地，毛口部件221a可以只設(shè)置在管子的堆疊方向Y的芯板20的兩端 附近的管孔221的一部分中。例如，如圖15所示，毛口部件221a可以只設(shè) 置在管子的堆疊方向Y從芯板20的兩端計算的第一到第三管孔221。在此情 況下，肋狀部223可以設(shè)置在第一到第三管孔221之間、以及插入孔222和 第一管孔221之間的中間部分處。
通常，由于管子10的溫度差造成的熱應(yīng)變可能在設(shè)置在管子的堆疊方 向Y上的兩端側(cè)處的一部分管子10中產(chǎn)生。因此，當(dāng)毛口部件221a和肋狀 部223只部分地設(shè)置在管子的堆疊方向Y上的芯板20的兩端附近時，有效地 限制在管子10的端部處的應(yīng)力集中。
此外，毛口部件221a和肋狀部223可以不需要在管子的堆疊方向Y上 設(shè)置在芯板20的中間部分中，從而改進(jìn)芯板20的可成形性。
當(dāng)管子10的數(shù)量不低于三十時，"芯板20的兩端附近"設(shè)定為三到五個 管孔221在管子的堆疊方向Y上從芯板20的兩端進(jìn)行設(shè)置的范圍。設(shè)置毛口 部件221a的管孔221的數(shù)量可以根據(jù)芯板20的狀態(tài)(例如，芯板20的長度、 管孔221的總數(shù)量、管孔221的尺寸)適當(dāng)設(shè)定。 (第十實施例)
將參照圖16-18說明用于根據(jù)本發(fā)明第十實施例的熱交換器的芯板 20。管孔221在管子的主方向Z具有第一和第二端部。肋狀部223可以設(shè)置 在管子插入板部件22中，以與管孔221的第一和第二端部的至少一個相比， 在管子的主方向Z凸出到外部預(yù)定的長度(凸出長度)L4，并且提供平坦 表面224。平坦表面224在管子的主方向Z上在管子插入板部件22中位于肋 狀部223的外部。
圖18為顯示了與沒有任何肋狀部223的情況相比在肋狀部223的凸出 長度L4和管子的主方向Z上的管子10的端部處的應(yīng)力比之間的關(guān)系的曲線 圖。當(dāng)凸出長度L4設(shè)定為大約在4到8mm的范圍內(nèi)時，應(yīng)力比減小。此外， 管子10中的熱應(yīng)變可以通過在管子的主方向Z上位于肋狀部223外部的平 坦表面224的變形被吸收。
在圖16所示的芯板20中，在管子的堆疊方向Y上的管孔221和插入孔 222之間的每個中間部分都設(shè)置有一個肋狀部223，肋狀部223在管子的主 方向Z具有比管孔221的長度L2長的長度L1?？晒┻x擇地，與第一到第三 實施例的情況相似，每個中間部分可以具有一對肋狀部223，其中每個所 述肋狀部都具有比管孔221的長度L2短的長度L1。同樣在此情況下，當(dāng)肋 狀部223在管子的堆疊方向Y上的每個外端部和管孔221的相鄰端部之間的 凸出長度L4設(shè)定為大約在4到8mm的范圍內(nèi)時，限制了在管子的主方向上 的管子10的端部處的應(yīng)力集中。
凸出長度L4可以根據(jù)芯板20的狀態(tài)(例如，芯板20的長度以及管孔 221的尺寸)適當(dāng)設(shè)定。 (其它實施例)
雖然本發(fā)明已經(jīng)參照附圖結(jié)合優(yōu)選實施例充分說明了本發(fā)明，但要提 及的是各種變更和修改對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚。
例如，根據(jù)第二到第四實施例以及第十實施例，毛口部件221a可以設(shè) 置在芯板20中?？晒┻x擇地，根據(jù)第五到第九實施例，肋狀部223可以不 設(shè)置在芯板20中?？晒┻x擇地，毛口部件221a可以設(shè)置在插入孔221a的內(nèi) 周邊邊緣處。
在根據(jù)第七實施例的芯板20中，裁切部分221b以與裁切部分221b的外 端相比將靠近管孔221的中心部分的裁切部分221b的內(nèi)端設(shè)置在每個容器 2和3的內(nèi)部的方式傾斜。可供選擇地，裁切部分221b可以以與裁切部分 221b的外端相比將裁切部分221b的內(nèi)端設(shè)置在每個容器2和3的外部的方 式傾斜。在此情況下，毛口部件221a凸出到每個容器2和3的外部，而肋狀
部223具有從管子插入板部件22凸出到每個容器2和3的內(nèi)部的凸起形狀。
在根據(jù)第八實施例的芯板20中，每個毛口部件221a都具有一個裁切部 分221b。可供選擇地，每個毛口部件221a可以具有多個裁切部分221b。
在根據(jù)第九實施例的芯板20中，裁切部分221b不設(shè)置在毛口部件221a 處?？晒┻x擇地，毛口部件221a可以具有裁切部分221b。此外，毛口部件 221a可以設(shè)置在插入孔222的內(nèi)周邊邊緣。當(dāng)裁切部分221b設(shè)置在與管子 10的弧形部分10b相對應(yīng)的管孔221的部分處時，裁切部分221b可以向平坦 表面224傾斜。
肋狀部223和毛口部件221a可以不僅對熱應(yīng)變有效，而且對由于車輛 的內(nèi)壓力或振動的變化所產(chǎn)生的管子10的應(yīng)變也有效，并可以限制在管子 的主方向Z上的管子10的兩端部處的應(yīng)力集中。
此外，芯板20除了用于散熱器外還可以用于其它裝置用的熱交換器。 這種變更和修改可以理解為在如附屬權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范 圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種熱交換器，包括多個管子(10)，所述管子中的每個都具有平坦形狀、在第一方向(X)延伸、并在第二方向(Y)堆疊；以及容器(2、3)，所述容器具有管子插入板部件(22)，并在第一方向(X)設(shè)置在多個管子(10)的端部處，以與多個管子(10)連通，其中管子插入板部件(22)具有插入多個管子(10)的多個管孔(221)以及多個肋狀部(223)，所述多個肋狀部中的每個都在接近于垂直第一方向(X)和第二方向(Y)的第三方向(Z)延伸；多個肋狀部(223)中的每個在第三方向(Z)的長度(L1)都比多個管孔(221)中的每個在第三方向(Z)的長度(L2)短；管孔(221)在第三方向(Z)具有第一和第二孔端部；肋狀部(223)設(shè)置在管子插入板部件(22)中，以在第二方向(Y)與第一和第二孔端部中的至少一個重疊，并提供在第一方向(X)可變形的可變形部件(224)；以及可變形部件(224)在第三方向(Z)上在管子插入板部件(22)中位于肋狀部(223)的外部。
2. —種熱交換器，包括多個管子(10)，所述管子中的每個都具有平坦形狀(224)、在第 一方向(X)延伸、并在第二方向(Y)堆疊；以及容器(2、 3)，所述容器具有管子插入板部件(22)，并在第一方向 (X)設(shè)置在多個管子(10)的端部處，以與多個管子(10)連通，其中管子插入板部件(22)具有插入多個管子(10)的多個管孔(221) 以及多個肋狀部(223)，所述多個肋狀部中的每個都在接近于垂直第一 方向(X)和第二方向(Y)的第三方向(Z)延伸；每個管孔(221)在第三方向(Z)都具有第一和第二孔端部；與所述第一和第二孔端部中的至少一個孔端部相比，肋狀部(223) 設(shè)置在管子插入板部件(22)中，以在第三方向(Z)凸出到外部預(yù)定的 長度(L4)，并提供在第一方向(X)可變形的可變形部件(224); 可變形部件(224)在第三方向(Z)上在管子插入板部件(22)中 位于肋狀部(223)的外部；以及預(yù)定的長度(L4)設(shè)定為大約在4到8mm的范圍內(nèi)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱交換器，其中肋狀部(223)設(shè)置在所有相鄰管孔(221)之間的中間部分中。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱交換器，其中肋狀部(223)設(shè)置在所有相鄰管孔(221)之間的一部分中間部分中。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的熱交換器，其中所述中間部分包括第一中間部分和第二中間部分，其中所述第一中間 部分設(shè)置了肋狀部(223)，而所述第二中間部分沒有肋狀部(223)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的熱交換器，其中所述第一中間部分和所述第二中間部分在第二方向(Y)上交替設(shè)置。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的熱交換器，其中-所述第一中間部分中的一個和所述第二中間部分中的兩個在第二方 向(Y)上交替設(shè)置。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱交換器，其中肋狀部(223)設(shè)置在相鄰管孔(221)之間的中間部分中； 所述中間部分包括第一中間部分和第二中間部分，其中所述第一中間 部分只在所述第一孔端部一側(cè)設(shè)置了肋狀部(223)，而所述第二中間部 分只在所述第二孔端部一側(cè)設(shè)置了肋狀部(223);以及所述第一中間部分和所述第二中間部分在第二方向(Y)上交替設(shè)置。
9. 一種熱交換器，包括多個管子(10)，所述管子中的每個都具有平坦形狀、在第一方向(X) 延伸、并在第二方向(Y)堆疊；以及容器(2、 3)，所述容器具有管子插入板部件(22)，并在第一方向 (X)設(shè)置在多個管子(10)的端部處，以與多個管子(10)連通，其中所述管子插入板部件(22)具有插入多個管子(10)的多個管孔(221) 以及多個肋狀部(223)，所述多個肋狀部在接近于垂直第一方向(X)和 第二方向(Y)的第三方向(Z)設(shè)置在管孔(221)的端部的外部。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的熱交換器，其中 肋狀部(223)和管孔(221)在第三方向(Z)對準(zhǔn)且其之間具有距離。
11. 一種熱交換器，包括芯體部件(1)，所述芯體部件包括多個管子(10)，所述管子中的 每個都具有平坦形狀、在第一方向(X)延伸、并在第二方向堆疊(Y); 以及容器(2、 3)，所述容器在第一方向(X)設(shè)置在多個管子(10)的 端部處，并具有連接到多個管子(10)上的芯板(20)、以及設(shè)置為與芯 板(20)形成容器空間(2a)的容器本體(21)，其中芯板(20)具有管子插入板部件(22)，所述管子插入板部件具有多 個管孔(221)以及多個毛口部件(221a)，所述多個毛口部件位于管孔 (221)的至少一部分的內(nèi)周邊邊緣處；管子(10)分別插在管孔(221)中，以與容器空間(2a)連通；毛口部件(221a)在第一方向(X)凸出；以及所述內(nèi)周邊邊緣具有裁切并移除毛口部件(221a)的一部分的裁切部 分(221b)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的熱交換器，其中每個管子(10)都在接近垂直于第一方向(X)的橫截面中包括一對 相對的平直部分(10a)和一對相對的弧形部分(10b);所述對相對的平直部分(10a)設(shè)置為接近平行；所述對相對的弧形部分(10b)設(shè)置為連接所述對相對的平直部分 (10a)的端部；以及裁切部分(221b)位于與管子(10)的弧形部分(10b)相對應(yīng)的管 孔(221)的至少一部分處。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的熱交換器，其中裁切部分(221b)向接近垂直于第一方向(X)的芯板(20)的表面 傾斜。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的熱交換器，其中管孔(221)在接近垂直于第一方向(X)和第二方向(Y)的第三方 向(Z)具有長度L2; 裁切部分(221b)當(dāng)在芯板(20)的表面上凸出時具有凸出長度L3;以及裁切部分(221b)的凸出長度L3與管孔(221)的長度L2的比率被設(shè) 定為大約在0,05S (L3/L2) S0.3的范圍內(nèi)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的熱交換器，其中每個管子(10)都在接近垂直于第一方向(X)的橫截面中包括一對 相對的平直部分(10a)和一對相對的弧形部分(10b);所述對相對的平直部分(10a)設(shè)置為接近平行；所述對相對的弧形部分(10b)設(shè)置為連接所述對相對的平直部分 (10a)的端部；以及裁切部分(221b)位于與管子(10)的平直部分(10a)相對應(yīng)的管 孔(221)的至少一部分處。
16. 根據(jù)權(quán)利要求11到15中任一項所述的熱交換器，其中 毛口部件(221a)和裁切部分(221b)只設(shè)置在管孔(221)的一部分處，所述部分在第二方向(Y)設(shè)置在芯板(20)的兩端附近。
17. —種熱交換器，包括芯體部件(1)，所述芯體部件包括多個管子(10)，所述管子中的 每個都具有平坦形狀、在第一方向(X)延伸、并在第二方向(Y)堆疊；容器(2、 3)，所述容器在第一方向(X)設(shè)置在多個管子(10)的 端部處，并具有連接到多個管子(10)的芯板(20)、以及設(shè)置為與芯板 (20)形成容器空間(2a)的容器本體(21);以及插入件(4)，所述插入件設(shè)置在接近平行于第一方向(X)的芯體 部件(1)的端部處，其中插入件(4)的端部連接到芯板(20)以加強(qiáng)芯 體部件(1)，其中芯板(20)具有管子插入板部件(22)，所述管子插入板部件具有多 個管孔(221)、插入孔(222)、以及多個毛口部件(221a);管子(10)分別插在管孔(221)中，以與容器空間(2a)連通；插入件(4)插入插入孔(222)以連接到芯板(20);以及毛口部件(221a)在第一方向(X)凸出，并只設(shè)置在管孔(221) 的內(nèi)周邊邊緣處。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的熱交換器，其中毛口部件(221a)只設(shè)置在管孔(221)的一部分處，所述部分只設(shè) 置在第二方向(Y)上的芯板(20)的兩端附近。
19. 根據(jù)權(quán)利要求11或17所述的熱交換器，其中 管子插入板部件(22)具有多個肋狀部(223)，所述多個肋狀部在接近垂直于第一方向(X)和第二方向(Y)的第三方向(Z)延伸。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的熱交換器，其中所述肋狀部(223)在第二方向(Y)設(shè)置在芯板(20)的兩端附近。
全文摘要
一種包括管子(10)和容器(2、3)的熱交換器。管子(10)在第一方向(X)延伸，并在第二方向(Y)堆疊。容器(2、3)具有管子插入板部件(22)，并設(shè)置在管子(10)的端部處。管子插入板部件(22)具有插入管子(10)的管孔(221)以及肋狀部(223)，肋狀部(223)在接近于垂直第一方向(X)和第二方向(Y)的第三方向(Z)延伸。管孔(221)在第三方向(Z)具有端部。肋狀部(223)設(shè)置為在第二方向(Y)與管孔(221)的端部重疊，并提供在第一方向(X)可變形的可變形部件(224)。可變形部件(224)在第三方向(Z)上在管子插入板部件(22)中位于肋狀部(223)的外部。
文檔編號F28F9/02GK101097122SQ20071012630
公開日2008年1月2日 申請日期2007年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月29日
發(fā)明者宇野孝博, 廣瀨弘和, 杉戶肇, 長賀部博之 申請人:株式會社電裝