專利名稱：用于熱交換器的管及制造管的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于熱交換器的管及制造管的方法，用于熱交換的流 體流過其中。例如，熱交換器可以適用于車輛的散熱器。
背景技術：
在具有內燃機的車輛中，通常設有用于冷卻內燃機的發(fā)動機的冷卻液 的諸如散熱器的熱交換器。在熱交換器中，設置冷卻液在其中流動的多個 管，使得在穿過熱交換器的空氣和在管中流動的冷卻液之間進行熱交換， 從而冷卻冷卻液。例如，JP-A-10-47875提出了一種用于熱交換器的管，如圖5所示，其 中通過沿金屬板的寬度方向在金屬板的中心部分彎曲形成凸出部分J20。 在圖5所示的管中，銅焊凸出部分J20的相對的兩個內表面，并且金屬板的 兩個端部沿凸出部分J20的厚度方向被銅焊到凸出部分J20的外表面，以便 形成內柱部分J200。在圖5所示的管中，內柱部分J200設置為將管的內空間分隔成兩個流 體通道，從而改善管中的耐壓性。然而，當管連接到水箱的芯板時，加熱 過程在管插入到芯板的管插入孔的狀態(tài)下進行。在加熱過程中，芯板的熔 化的銅焊材料從圖5所示的X部分通過毛細作用流入到內柱部分J200中。流 入內柱部分J200中的銅焊材料流向熱交換器的核心部分的中心部分，并用 于連接管和核心部分的散熱片。在此情況下，用于連接管和水箱的芯板的 銅焊材料會不夠充足，由此產生銅焊不充分的問題。如圖6所示，在用于JP-A-2003-202196中說明的熱交換器的管中，金 屬板的一個端部J11彎曲接近U形以形成內柱部分J200。形成第一銅焊部分 J2a使得內柱部分J200銅焊到第一銅焊部分J2a處的管的內表面。此外，金 屬板的另一端部J12彎曲為連接到第二銅焊部分J2b處的內柱部分J200。在該情況下，因為金屬板的銅焊部分J2a、 J2b中的一個位置露到管的外部， 所以，可以減少進入到管中的內柱部分的銅焊材料。因此，可以限制用于 銅焊管和芯板的銅焊材料的不充分。在圖6所示的管中，第二銅焊部分J2b的長度Ln)比內柱部分J200的長度 L2"、。因此，內柱部分J200的一部分具有單金屬板的剖面面積，從而減少 管的耐壓性。在此情況下，管的中心部分會在加熱過程中變形。發(fā)明內容鑒于上述問題，本發(fā)明的一個目的是提供一種用于熱交換器的管及其 制造方法，該管可以改進耐壓性，并可被精確地銅焊到熱交換器的水箱上。根據本發(fā)明的一個方面， 一種用于進行流體的熱交換的熱交換器的管 所述管沿縱向方向延伸并包括單板，所述單板沿垂直于縱向的寬度方向 具有一個端部和另一端部，其中所述單板具有用于限定管內部空間的第 一壁表面和與所述第一壁表面相對的第二壁表面；所述單板被彎曲以具有 在寬度方向上與所述一個端部相鄰的位置處成山形凸出的凸出部分和在 寬度方向上與所述凸出部分相鄰的接觸部分。此外，所述凸出部分構成為 沿縱向方向連續(xù)延伸，并具有在所述第一壁表面的側部上的凸出末端，所 述凸出末端沿縱向方向接觸壁部分的第一壁表面；在寬度方向上接近所述 另一端部的位置處，所述一個端部的第二壁表面沿縱向方向接觸第一壁表 面；以及所述另一端部的第一壁表面沿縱向方向接觸所述接觸部分的第二 壁表面。在管通過利用覆蓋在水箱上的銅焊材料連接到熱交換器的水箱的情 況下，來自水箱的熔化的銅焊材料通過毛細作用進入到管中。然而，在上 述管中，烙化的銅焊材料只從單板的另一端部接觸接觸部分的接觸位置進 入。因此，可以防止管和水箱之間的不充分連接，從而使管可以被精確地 銅焊到水箱。凸出部分可以用作管中的內柱部分。因為凸出部分具有沿寬度方向的 比單板的壁厚大兩倍的截面尺寸，因此可以增加管的耐壓性。例如，凸出部分具有長度大致相等的兩個傾斜表面。此外，凸出部分 可以構成為將管的內空間分成每個都沿縱向方向延伸的至少三個空間部分。此外，凸出部分的兩個傾斜表面可以構成為在其間限定接近三角形的 空間。在管中，單板可以彎曲為具有沿寬度方向設置并沿縱向方向延伸的 多個凸出部分。在管中， 一個端部的第二壁表面可以基本定位于與接觸部分的第二壁 表面相同的表面上。此外，凸出部分的凸出末端可以接觸平行于一個端部 的第二壁表面的壁部分的第一壁表面和接觸部分。單板可以構成為具有在第二壁表面上的外表面部分，使得熱交換器的 散熱片連接到外表面部分。例如，熱交換器可以包括多個管和沿管的堆疊方向相垂直的方向延伸 水箱以與管連通。水箱可以包括芯板，該芯板具有管的一側端插入到其中 的管插入孔。在該情況下，管可以利用覆蓋在芯板上的銅焊材料連接到芯 板上。根據本發(fā)明的另一方面， 一種制作用于進行流體的熱交換的熱交換器 (1)的管(2)的方法，所述方法包括以下步驟彎曲單板以沿垂直于縱 向的寬度方向相鄰于一個端部的位置處形成凸出成山形的凸出部分(20); 以及進一步沿寬度方向彎曲所述單板的另一端側，用以連接到所述單板的 一端側的外表面，其中在進一步彎曲中，當凸出部分的凸出末端沿縱向 方向接觸單板的內表面時，所述單板的另一端側的內表面沿寬度方向接觸 所述一個端部的外表面和與所述凸出部分相鄰的接觸部分的外表面。在管通過利用覆層在水箱上的銅焊材料連接到熱交換器的水箱的情 況下，熔化的銅焊材料可以通過毛細作用進入到管中。然而，在通過上述 方法制造的管中，來自水箱的熔化的銅焊材料只從單板的另一端部接觸接 觸部分的接觸位置進入。因此，可以防止管和水箱之間的不充分連接，從 而使管可以精確地銅焊到水箱上。


將從以下的實施例的說明中，參照附圖使本發(fā)明的典型實施例的這些 和/或其它方面和優(yōu)點變得更顯而易見并更易于理解，其中圖l是根據本發(fā)明實施例的散熱器(即，熱交換器)的主視圖； 圖2是示出根據實施例的熱交換器的一部分的局部截面立體圖；圖3是示出根據實施例的管的橫截面圖；圖4A到圖4H是示出制造根據實施例的管的方法的橫截面圖； 圖5是示出現(xiàn)有技術的管的橫截面圖；以及圖6是示出另一現(xiàn)有技術的管的橫截面圖。
具體實施方式
下面將參照圖1到4H說明本發(fā)明的實施例。在該實施例中，管2典 型地用于諸如散熱器1的熱交換器，其中發(fā)動機的冷卻液(熱介質，流體) 與空氣熱交換。圖1示出散熱器1的實例，而圖2示出在散熱器1的一部 分中的管2、散熱片3和芯板5a。在圖l的散熱器l中，發(fā)動機的冷卻液在沿管堆疊方向(堆疊方向) 堆疊的管2中流動。管2是具有橢圓形橫截面的扁平管，并且設置每個管 2使得管2的橢圓形橫截面的較大直徑的方向與空氣穿過散熱器1的流動 方向相對應。在散熱器2中，多個扁平管2沿與圖1的頂部到底部的方向 相對應的堆疊方向堆疊。扁平管2彼此平行設置，而每個扁平管2都沿圖 1的水平方向延伸。波紋散熱片3連接到管2的外部的每個管2的扁平表面，以便增加與 空氣的熱傳遞面積。管2和波紋散熱片3沿堆疊方向交替堆疊，以形成具 有接近長方形形狀的中心部分4。中心部分4用作散熱器1中的熱交換部 分。兩個上水箱5沿管2的縱向位于中心部分4的兩端側處，以與管2連 通。上水箱5沿垂直于管2的縱向的方向延伸。上水箱5包括管2的一側 端插入并銅焊到其中的芯板5a,而箱體5b與芯板5a相連接以形成箱空間。 例如，在此實施例中，芯板5a由諸如鋁材料或鋁合金的金屬制成，而箱 體5b由樹脂制成。如圖2所示，具有接近U形的凹進部分5c設置在芯板5a的整個外圍 部分中，而由諸如橡膠的彈性材料制成的密封圈(密封件)位于凹進部分 5c中。圖1中示出的箱體5b和芯板5a之間的間隙可以通過利用密封圈(未 示出)緊密密封。爪部分設置在芯板5a的外圍部分處以直立，并被緊固 到形成在箱體5b的外圍部分處的凸緣，由此將箱體5b組裝到芯板5a。與管2的縱向方向接近平行延伸的插入部(即，側板)6位于中心部 分4的兩端部分處以加強中心部分4。其次，將說明管2的結構(例如，形狀)。圖3是示出本實施例的管2 的橫截面視圖。如圖3所示，在寬度方向上具有一個端部ll和另一端部 12的金屬板彎曲以形成管2。在寬度方向上與一個端部11相鄰的部分彎 曲成山形以形成凸出到管2的內部中的凸出部分20，并接觸管2的第一壁 表面13 (內表面)。凸出部分20沿管2的縱向方向延伸，以將管2的內 部分成在寬度方向上相互分隔的三個流體通道。例如，金屬板由鋁合金制 成。金屬板具有與第一壁表面13相對的第二壁表面14(外表面)。彎曲金 屬板使得另一端部12的第一壁表面13沿管2的縱向方向接觸接觸部分15 的第二壁表面14。接觸部分15沿寬度方向定位在相對于凸出部分20的 一個端部11的另一側處。如圖3所示，沿寬度方向定位在凸出部分20的一側處的一個端部11 的第二壁表面14和沿寬度方向定位在凸出部分20的另一側的接觸部分15 的第二壁表面14分別接觸管2的第一壁表面13。在該實施例中，橫截面 中具有倒V形的凸出部分20用于加強管2并將管2的內部分成多個流體 通道(例如，三個流體通道)的內柱部分。凸出部分20由兩個傾斜表面201和202構成以形成山形。在此實施 例中，傾斜表面201和202的長度被構成為基本相等，而與一個端部ll 的第二壁表面14相對的傾斜表面201的傾斜角ei被構成為基本等于與接 觸部分15的第二壁表面14相對的的傾斜表面201傾斜角62。其次，將參照圖4A到4H說明制造根據本實施例的管2的方法。管2 通過具有多個成形滾子的管成形機形成。沿管的縱向方向延伸的帶狀金屬 板塑性變形以按照圖4A到4H所示的順序彎曲。循序地形成圖4A到4H 示出的預定形狀。首先，如圖4A所示，準備在其表面(即，與第二壁表面14相對應的 表面)上覆蓋有銅焊材料的平金屬板。背面(即，與第一壁表面13相對 應的表面)不用覆蓋銅焊材料。也就是說，在圖4A中，只有平金屬板的 一個表面覆蓋有銅焊材料。然后，如圖4B所示，具有倒V形(即，山形)的凸出部分20通過沿金屬板的寬度方向彎曲與金屬板的一個端部11相鄰的位置處的金屬板的一部分形成。在該實施例中，金屬板的寬度方向與管2的寬度方向相對應。凸出部分20凸出以具有在第一壁表面13的側面上 的凸出末端。其次，如圖4C到4E所示，金屬板的另一端側彎曲，使得第二壁表 面14定位于相對于第一壁表面13的外側。然后，如圖4F所示，金屬板 的另一端側進一步彎曲，使得凸出部分20的凸出末端在面對凸出部分20 的壁部分處接觸第一壁表面13。然后，如圖4G到4H所示，金屬板的另一端部12進一步彎曲，使得 另一端部12的第一壁表面13在一個端部11和接觸部分15處接觸第二壁 表面14。因此，在其中具有凸出部分20的管2通過彎曲單板形成?，F(xiàn)將說明制造散熱器l的方法。首先，分別準備多個管2，其中每個 都如圖4A到4H所示通過彎曲形成、芯板5a，芯板5a具有在與中心部分 4相對的側面上覆蓋有銅焊材料、散熱片3和插入部6。然后，散熱片3設置在相鄰的管2之間，以便形成臨時組裝的中心部 分4。在中心部分4中，設置管2以在堆疊方向上的相鄰兩個管2之間具 有預定的距離。然后，如圖2所示，將管2和插入部6插入到上水箱5的 芯板5a的通孔50中，使得芯板5a、管2、散熱片3和插入部6臨時組裝。將臨時組裝的熱交換器(散熱器)移進熔爐中并在熔爐中被加熱。在 加熱中，管2、插入部6和芯板5a通過利用覆蓋在芯板5a上的銅焊材料 一體銅焊，而散熱片3通過利用覆蓋在管2的第二壁表面14上的銅焊材 料銅焊到管2的外表面。然后，箱體5b的端部插入到芯板5a的凹進部分5c中，而芯板5a的 爪部分固定并緊固到形成于箱體5b的外圍的凸緣。因此，箱體5b固定到 芯板5a，從而形成散熱器l。當覆蓋在芯板5a上的銅焊材料通過加熱熔化時，熔化的銅焊材料從 銅焊進入部分A流向管2的內部，銅焊材料進入部分A與暴露到管2的 外部的接觸部分15中的外部分相對應。在上述實施例中，銅焊材料進入部分A形成在另一端部12接觸接觸 部分15的一個位置處。因此，其可以限制在加熱中熔化的銅焊材料從銅焊材料進入部分A流向管2的內部。因此，可以防止用于將管2連接到芯 板5a的銅焊材料的不充足。此外，具有倒V形的凸出部分20通過彎曲單金屬板形成，以在管2 內形成內柱部分。因此，可以防止加熱中管2的變形。結果，可以改進管 2的耐壓性性能，并可以精確地進行銅焊。在上述實施例中，因為凸出部分20的傾斜表面201、 202的兩個長度 構成為基本相等，所以，管2的內壓力不會聚集在傾斜表面201、 202中 的一個上。也就是說，通過管2中的傾斜表面201、 202形成等邊三角形， 從而增加管2的耐壓性。根據上述實施例的一個方面，用于進行流體的熱交換的熱交換器的管 2沿寬度方向包括具有一個端部11和另一端部12的單板，該寬度方向垂 直于管2的縱向方向。單板具有用于限定管內空間的第一壁表面13和與 第一壁表面13相對的第二壁表面14，單板彎曲以沿寬度方向具有與一個 端部11相鄰的位置處成山形凸出的凸出部分20、以及沿寬度方向與凸出 部分20相鄰的接觸部分15。此外，凸出部分20構成為沿縱向方向連續(xù) 延伸，并具有在第一壁表面13的側面上的凸出末端，而凸出末端沿縱向 方向接觸壁部分的第一壁表面13。此外，在沿寬度方向接近另一端部12 的位置處， 一個端部11的第二壁表面14沿縱向方向接觸第一壁表面13， 同時另一端部12的第一壁表面13沿縱向方向接觸接觸部分15的第二壁 表面14。在管2通過使用覆蓋在水箱5上的銅焊材料連接到水箱5的情況下， 水箱5的熔化的銅焊材料可以通過毛細作用從單板的接觸位置進入到管2 中。然而，在上述的管2中，熔化的銅焊材料只從單板的另一端部12接 觸接觸部分15的接觸位置進入。因此，其可以防止在管2和水箱5之間 的連接不充分，由此管2可以精確地被銅焊到水箱5。凸出部分20可以用作管20中的內柱部分。因為凸出部分20具有在 寬度方向上的截面尺寸，所以，該尺寸是單板的壁厚的兩倍。因此，可以 增加管2中的耐壓性。例如，凸出部分20具有基本相等長度L1、 L2的兩個傾斜表面201、 202。因此，凸出部分20可被構成為將管內部空間分隔成至少三個空間部分，其中每個都在縱向方向上延伸。此外，凸出部分20的兩個傾斜表面 201、 202可以構成為在其間限定基本三角形的空間。在管2中，單板可 以彎曲成具有沿圖3的寬度方向設置并沿縱向方向延伸的多個凸出部分 20 (未示出)。在管2中， 一個端部ll的第二壁表面14可以基本定位在與接觸部分 15的第二壁表面14的相同表面上。此外，凸出部分20的凸出末端可以 接觸壁部分的第一壁表面13和接觸部分15，壁部分的第一壁表面13平 行于一個端部11的第二壁表面14。根據本實施例的另一方面，制造用于熱交換器的管2的方法包括彎 曲單板以沿寬度方向在相鄰于一個端部ll的位置處形成山形凸出的凸出 部分20的步驟，以及進一步沿寬度方向彎曲單板的另一端側，以連接到單 板的一端側的外表面的步驟。在進一步的彎曲步驟中，當凸出部分20的凸 出末端沿縱向方向接觸單板的內表面時，單板的另一端側的內表面沿寬度 方向接觸一個端部的外表面和與凸出部分20相鄰的接觸部分15的外表面。在管2通過使用覆蓋在水箱5上的銅焊材料連接到熱交換器的水箱5 的情況下，熔化的銅焊材料可以通過毛細作用進入到管2中。然而，在通 過以上方法制造的管2中，熔化的銅焊材料只從單板的另一端部12接觸 接觸部分15的接觸位置進入。因此，可以防止管2和水箱5之間的不充 分連接，從而使管2可以被精確地銅焊到水箱5。(其它實施例)雖然已經參照附圖充分地說明了與優(yōu)選實施例相關的本發(fā)明，應當注 意的是，對于本領域的技術人員來說，各種改變和變體是顯而易見的。在上述實施例中，具有山形形狀的單個凸出部分20通過利用管2內 的金屬板形成。然而，可以在管2中形成多個凸出部分20以沿寬度方向 設置。在上述實施例中，凸出部分20的兩個傾斜表面201、 202的長度被制 成相等。然而，凸出部分20的兩個傾斜表面201、 202也可以被制成互不 相同。此外，凸出部分20可以具有除倒V形以外的形狀。在以上實施例中，管2是具有兩個相對的平表面的扁平管。然而，管2可以為具有接近圓形的外壁表面的管，或可以是具有其它截面形狀的管。在上述實施例中，管2典型地用于散熱器1。然而，管2可以用于其 他熱交換器，其中管2內部的熱交換介質(流體)與管2外部的流體熱交 換。這些改變和變體應被理解為在由附屬權利要求所限定的本發(fā)明的范 圍內。
權利要求
1.一種用于進行流體的熱交換的熱交換器(1)用的管(2)，所述管沿縱向方向延伸并包括單板，所述單板沿垂直于縱向方向的寬度方向具有一個端部(11)和另一端部(12)，其中所述單板具有用于限定管內部空間的第一壁表面(13)和與所述第一壁表面相對的第二壁表面(14)；所述單板被彎曲以具有在寬度方向上與所述一個端部相鄰的位置處成山形凸出的凸出部分(20)和在寬度方向上與所述凸出部分相鄰的接觸部分(15)；所述凸出部分構成為沿縱向方向連續(xù)延伸，并具有在所述第一壁表面?zhèn)鹊耐钩瞿┒耍鐾钩瞿┒搜乜v向方向接觸壁部分的第一壁表面；在寬度方向上接近所述另一端部的位置處，所述一個端部的第二壁表面沿縱向方向接觸第一壁表面；以及所述另一端部的第一壁表面沿縱向方向接觸所述接觸部分的第二壁表面。
2. 根據權利要求l所述的用于熱交換器的管，其中所述凸出部分具有 長度大致相等的兩個傾斜表面(201、 202)。
3. 根據權利要求l所述的用于熱交換器的管，其中所述凸出部分被構 成為將管內空間分成至少三個空間部分，其中至少三個空間部分中的每個 都在縱向方向上延伸。
4. 根據權利要求l所述的用于熱交換器的管，其中所述凸出部分具有 構成為在其間限定大致三角形空間的兩個傾斜表面(201、 202)。
5. 根據權利要求1到4中任一項所述的用于熱交換器的管，其中所述 單板彎曲，以具有沿寬度方向設置并在縱向方向上延伸的多個凸出部分(20)。
6. 根據權利要求1到4中任一項所述的用于熱交換器的管，其中所述單 板只在所述第二壁表面上覆蓋有銅焊材料。
7. 根據權利要求1到4中任一項所述的用于熱交換器的管，其中所述 單板構成為在所述第二壁表面上具有外表面部分，使得熱交換器的散熱片 連接到所述外表面部分。
8. 根據權利要求1到4中任一項所述的用于熱交換器的管，其中所述凸出部分沿寬度方向在所述一個端部和接觸部分之間定位。
9. 根據權利要求1到4中任一項所述的用于熱交換器的管，其中所述一 個端部的第二壁表面基本上定位在與所述接觸部分的第二壁表面相同的 表面上。
10. 根據權利要求9所述的用于熱交換器的管，其中所述凸出部分的 凸出末端接觸所述壁部分的第一壁表面和接觸部分，所述壁部分的第一壁 表面平行于所述一個端部的第二壁表面。
11. 一種熱交換器，包括根據權利要求1到4中任一項的多個管(2);以及水箱(5)，所述水箱沿與管的堆疊方向相垂直的方向延伸以與管連通，其中所述水箱包括芯板(5a)，所述芯板具有其中插入管的一側端的管插 入孔；以及管(2)，所述管利用覆蓋在所述芯板上的銅焊材料連接到所述芯板。
12. 根據權利要求ll所述的熱交換器，進一步包括 多個散熱片，其中所述多個散熱片中的每一個都位于相鄰的管之間以連接到管。
13. —種制作用于進行流體的熱交換用的熱交換器(1)的管(2)的 方法，所述方法包括以下步驟彎曲單板以沿垂直于縱向的寬度方向相鄰于一個端部的位置處形成凸出成山形的凸出部分(20);以及進一步沿寬度方向彎曲所述單板的另一端側，以連接到所述單板的一端側的外表面，其中在所述進一步彎曲中，當凸出部分的凸出末端沿縱向方向接觸單板的 內表面時，所述單板的另一端側的內表面接觸所述一個端部的外表面和在 寬度方向上與所述凸出部分相鄰的接觸部分的外表面。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于熱交換器(1)的管(2)，其由單板構成，該單板具有一個端部(11)和在與管的縱向方向相垂直的寬度方向上的另一端部(12)。具有相對的第一和第二壁表面(13、14)的單板被彎曲，以具有在寬度方向上與一個端部相鄰的位置處凸出部分(20)和在寬度方向上與凸出部分相鄰的接觸部分(15)。凸出部分構成為在縱向方向上連續(xù)延伸，并在第一壁表面(13)的側部上具有凸出末端，并且該凸出末端沿縱向方向接觸一部分的第一壁表面。在一個端部處的第二壁表面(14)和接觸部分分別在另一端部和接近另一端部的位置處接觸第一壁表面。
文檔編號F28F1/02GK101281004SQ200810081810
公開日2008年10月8日 申請日期2008年4月2日 優(yōu)先權日2007年4月3日
發(fā)明者伊藤智弘, 永井考征 申請人:株式會社電裝