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公開番号2024151227
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-24
出願番号2023064458
出願日2023-04-11
発明の名称熱交換器及びその製造方法
出願人株式会社デンソー
代理人弁理士法人あいち国際特許事務所
主分類B23K 9/167 20060101AFI20241017BHJP(工作機械;他に分類されない金属加工)
要約【課題】溶接による変形を抑制することができる熱交換器及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】熱交換器1は、スペーサ3を介在させて積層された複数のプレート部材2と、流路4と、を備える。流路4は、一対のプレート部材2と、スペーサ3と、によって囲まれることにより形成されている。スペーサ3は、一対の被接合部31と、一対の被接合部31同士を接続する接続部32と、を有する。一対の被接合部31は、積層方向Zに互いに対向すると共に、積層方向Zにおいて互いに隣接する一対のプレート部材2にそれぞれ接合される。また、スペーサ3において、一対の被接合部31は、外部に連通する対向空間30を介して互いに対向している。プレート部材2の外周端部と被接合部31の外周端部との溶接部である外周溶接部51は、プレート部材2と被接合部31との間を封止している。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
スペーサ（３）を介在させて積層された複数のプレート部材（２）と、
該複数のプレート部材の積層方向（Ｚ）において互いに隣接する一対の上記プレート部材と、上記スペーサと、によって囲まれることにより形成されると共に、熱交換を行う流体が流れる流路（４）と、を備え、
上記スペーサは、上記積層方向において互いに隣接する一対の上記プレート部材の外周端部同士の間に配置されており、
上記スペーサは、上記積層方向に互いに対向すると共に、上記積層方向において互いに隣接する一対の上記プレート部材にそれぞれ接合される一対の被接合部（３１）と、該一対の被接合部同士を接続する接続部（３２）と、を有し、
上記スペーサにおいて、上記一対の被接合部は、外部に連通する対向空間（３０）を介して互いに対向しており、
上記プレート部材の外周端部と上記被接合部の外周端部とは、溶接によって互いに接合されており、
上記プレート部材の外周端部と上記被接合部の外周端部との溶接部である外周溶接部（５１）は、上記プレート部材と上記被接合部との間を封止している、熱交換器（１）。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
上記複数のプレート部材は、上記積層方向における外側に配置された一対の外側プレート（２１）と、該一対の外側プレート同士の間に配置された内側プレート（２２）と、を有し、上記外側プレートは、上記内側プレートよりも厚みが厚い、請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
上記被接合部の厚み（Ｔ１）は、上記プレート部材の厚み（Ｔ２）以下である、請求項１又は２に記載の熱交換器。
【請求項４】
上記プレート部材と上記被接合部とは、上記外周溶接部よりも上記接続部側に形成されていると共に、上記プレート部材と上記被接合部との溶接によって形成された内側溶接部（５２）によっても、互いに接合されている、請求項１又は２に記載の熱交換器。
【請求項５】
上記スペーサにおいて、上記対向空間には、上記一対の被接合部のそれぞれと当接する介在部材（３３）が介在している、請求項１又は２に記載の熱交換器。
【請求項６】
スペーサ（３）を介在させて積層された複数のプレート部材（２）と、
該複数のプレート部材の積層方向（Ｚ）において互いに隣接する一対の上記プレート部材と、上記スペーサと、によって囲まれることにより形成されると共に、熱交換を行う流体が流れる流路（４）と、を備えた熱交換器（１）を製造する方法であって、
上記スペーサは、上記積層方向において互いに隣接する一対の上記プレート部材の外周端部同士の間に配置されており、上記スペーサは、上記積層方向に互いに対向すると共に、上記積層方向において互いに隣接する一対の上記プレート部材にそれぞれ接合される一対の被接合部（３１）と、該一対の被接合部同士を接続する接続部（３２）と、を有し、上記スペーサにおいて、上記一対の被接合部は、外部に連通する対向空間（３０）を介して互いに対向しており、
上記プレート部材と上記被接合部とを上記積層方向に互いに当接させた状態にて、上記プレート部材の外周端部と上記被接合部の外周端部とを外周側から互いに溶接して、外周溶接部（５１）を形成することにより、上記プレート部材と上記被接合部との間を封止する、外周溶接工程を有する、熱交換器の製造方法。
【請求項７】
上記外周溶接工程は、ＴＩＧ溶接、またはレーザー溶接によって行う、請求項６に記載の熱交換器の製造方法。
【請求項８】
上記外周溶接工程よりも前に、上記プレート部材と上記被接合部とを上記積層方向に互いに当接させつつ、上記プレート部材及び上記被接合部における上記外周溶接部が形成される部位よりも上記接続部側の部位に対し抵抗溶接を行うことにより、上記プレート部材と上記被接合部とを互いに接合する内側溶接工程を行い、
該内側溶接工程は、上記対向空間にアース電極（１４２）を挿入すると共に、該アース電極と溶接電極（１４１）とによって、上記プレート部材及び上記被接合部を上記積層方向に挟持した状態にて行う、請求項６又は７に記載の熱交換器の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器及びその製造方法に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１に開示されているように、流体が流れる流路を画成する複数のチューブエレメントを備えた熱交換器が知られている。特許文献１に記載の熱交換器において、チューブエレメントは、アッパープレートとロアプレートとを組み合わせることにより形成されている。また、特許文献１に記載の熱交換器は、アッパープレートとロアプレートの間にスペーサを介装させることによって、アッパープレートとロアプレートの間隔にバラツキが生じることを抑えようとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平６－３３１２９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の熱交換器において、スペーサ、アッパープレート、及びロアプレートは、互いにロウ付けにより固定される。また、特許文献１に記載の熱交換器は、各チューブエレメントをロウ付けする際、互いに積層された各チューブエレメントを炉に入れて加熱することにより、製造される。そのため、特許文献１に記載の熱交換器を製造するにあたっては、熱交換器の大きさが大きくなるほど、各チューブエレメントをロウ付けするための炉を大きくする必要があり、製造設備の大型化を招くおそれがある。一方、熱交換器の構成要素であるプレートとスペーサを溶接によって互いに接合する場合、ロウ付けを行う場合のように、炉を用いる必要はないものの、溶接の仕方によっては、溶接時に発生する熱によって、プレートが変形するおそれがある。
【０００５】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、溶接による変形を抑制することができる熱交換器及びその製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、スペーサ（３）を介在させて積層された複数のプレート部材（２）と、
該複数のプレート部材の積層方向（Ｚ）において互いに隣接する一対の上記プレート部材と、上記スペーサと、によって囲まれることにより形成されると共に、熱交換を行う流体が流れる流路（４）と、を備え、
上記スペーサは、上記積層方向において互いに隣接する一対の上記プレート部材の外周端部同士の間に配置されており、
上記スペーサは、上記積層方向に互いに対向すると共に、上記積層方向において互いに隣接する一対の上記プレート部材にそれぞれ接合される一対の被接合部（３１）と、該一対の被接合部同士を接続する接続部（３２）と、を有し、
上記スペーサにおいて、上記一対の被接合部は、外部に連通する対向空間（３０）を介して互いに対向しており、
上記プレート部材の外周端部と上記被接合部の外周端部とは、溶接によって互いに接合されており、
上記プレート部材の外周端部と上記被接合部の外周端部との溶接部である外周溶接部（５１）は、上記プレート部材と上記被接合部との間を封止している、熱交換器（１）にある。
【０００７】
本発明の他の態様は、スペーサ（３）を介在させて積層された複数のプレート部材（２）と、
該複数のプレート部材の積層方向（Ｚ）において互いに隣接する一対の上記プレート部材と、上記スペーサと、によって囲まれることにより形成されると共に、熱交換を行う流体が流れる流路（４）と、を備えた熱交換器（１）を製造する方法であって、
上記スペーサは、上記積層方向において互いに隣接する一対の上記プレート部材の外周端部同士の間に配置されており、上記スペーサは、上記積層方向に互いに対向すると共に、上記積層方向において互いに隣接する一対の上記プレート部材にそれぞれ接合される一対の被接合部（３１）と、該一対の被接合部同士を接続する接続部（３２）と、を有し、上記スペーサにおいて、上記一対の被接合部は、外部に連通する対向空間（３０）を介して互いに対向しており、
上記プレート部材と上記被接合部とを上記積層方向に互いに当接させた状態にて、上記プレート部材の外周端部と上記被接合部の外周端部とを外周側から互いに溶接して、外周溶接部（５１）を形成することにより、上記プレート部材と上記被接合部との間を封止する、外周溶接工程を有する、熱交換器の製造方法にある。
【発明の効果】
【０００８】
上記熱交換器は、一対の被接合部を備えたスペーサを有する。それゆえ、溶接時における入熱量を抑えつつ、プレート部材とスペーサとを互いに接合することができる。その結果、溶接時の熱によって、プレート部材が変形することを抑制することができる。
【０００９】
上記熱交換器の製造方法は、外周溶接工程を有する。それゆえ、溶接時における入熱量を抑えつつ、プレート部材とスペーサとを互いに接合することができる。その結果、溶接時の熱によって、プレート部材が変形することを抑制することができる。
【００１０】
以上のごとく、上記態様によれば、溶接による変形を抑制することができる熱交換器及びその製造方法を提供することができる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、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り、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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