本发明涉及能够在对逆变器等电子设备进行冷却的冷却器等中利用的板层叠型热交换器。
背景技术：
一直以来作为能够在逆变器等电子设备的冷却器中利用的板层叠型热交换器(实心冷却器(英文：solidcooler))，已知有将具有流通路的内板层叠并由平板形状的顶板及杯形状的底板包围内板的杯板型结构、由平板形状的顶板及底板夹持内板的完全层叠型结构。
在这些板层叠型热交换器中，通常将热交换器整体一体地钎焊而制造，但在钎焊时，需要将内板、杯板等进行定位状态下层叠并暂时固定。作为暂时固定的方法，已知有对层叠体的外周部进行焊接、使用专用的固定夹具的方法，但在对外周部进行焊接的情况下，存在制造工序非常复杂化，在成品中也残留有焊接痕迹这样的问题，另外在使用专用的固定夹具的情况下，与之相应地存在费用增加这一问题。
在专利文献1中公开了板层叠型热交换器的制造方法。在专利文献1的方法中，将另外形成有制冷剂流路以外的孔的板层叠多个，通过向该孔插入暂时固定用的管、例如带槽的弹簧销等管，由此将各板相互暂时固定，在该状态下进行钎焊等。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特许第3026315号公报
技术实现要素：
发明要解决的课题
在专利文献1的方法中，需要带槽的弹簧销等高价的部件，这样的部件和板为分体部件，因此部件数量增多。因此，与之相应地存在制造成本变高、制造操作性也下降这一问题。
用于解决课题的方案
本发明提供一种解决这样的问题的新的板层叠型热交换器，以如下方式构成。
本发明的第一发明涉及一种层叠型热交换器，具备顶板、底板及多个内板，其特征在于，在所述顶板、底板以及内板中的至少一个板形成有弯起的爪部，在形成有该爪部的板以外的板形成有，各板在所述爪部与缺口部嵌合的状态下相互层叠固定(技术方案1)。
本发明的第二发明以上述第一发明为基础，其特征在于，所述爪部形成为具有一对侧面和端部的方形状，所述缺口部形成为具有一对侧面和底面的方形状，爪部的两侧面分别与缺口部的两侧面抵接，爪部的弯曲方向的面与缺口部的底面分离(技术方案2)。
本发明的第三发明以上述第二发明为基础，其特征在于，所述缺口部形成于板的周缘部(技术方案3)。
本发明的第四发明以上述第三发明为基础，其特征在于，形成有爪部的板配置于多个内板中的除了最上层及最下层以外的中间层(技术方案4)。
本发明的第五发明以所述第三发明为基础，其特征在于，在顶板和底板中的至少一方形成有爪部(技术方案5)。
发明效果
第一发明的特征在于，在至少一个板形成有弯起的爪部，在形成有该爪部的板以外的板形成有缺口部，在各板所述爪部与缺口部嵌合的状态下相互层叠固定。
这样构成的板层叠型的热交换器具有抑制结构的复杂化、成本上升的简单的结构。在该板层叠型的热交换器的制造过程中，无需使用高价的部件，因此还能够抑制部件数量的增加，且能够利用简便、廉价的方法将层叠的板暂时固定。
第二发明的特征在于，所述爪部形成为具有一对侧面和端部的方形状，所述缺口部形成为具有一对侧面和底面的方形状，爪部的两侧面分别与缺口部的两侧面抵接，爪部的弯曲方向的面与缺口部的底面分离。
若这样构成，则即使在制造时爪部的弯起的部分、即爪部的弯折的角部略微弯曲这样的情况下、或者因制造误差等而使弯起的角度产生微小的偏差的情况下，也能够防止在嵌合时板向该角部部分的叠放。并且，爪部不与缺口部的底面干涉，因此能够更可靠、更高精度地进行暂时固定。其结果是，所得到的热交换器成为更高精度的热交换器。
第三发明的特征在于，所述缺口部形成于板的周缘部。若这样构成，则在制造过程中，既能够在使爪部弯起后将板层叠并进行暂时固定，也能够在将板层叠之后使爪部弯起并进行暂时固定。其结果是，暂时固定作业中的自由度增加，能够根据板结构制造工序而进行最佳的暂时固定作业。
第四发明的特征在于，将形成有爪部的板配置于多个内板中的除了最上层及最下层的中间层。若这样构成，则能够在制造时，将相互缺口位置不同的板配置于其中间层的上下。由此，不会将流路规格不同的两种内板错误地配置的而将其组合于所述中间层的上下，并进行暂时固定。
第五发明的特征在于，在顶板和底板中的至少一方形成有爪部。若这样构成，则在制造时不仅能够将内板暂时固定，还能够将热交换器的芯整体一体地暂时固定。
附图说明
图1是本发明的板层叠型热交换器的第一实施方式中的暂时固定时的各构件的分解立体图。
图2是示出将图1的板层叠型热交换器暂时固定后的状态的立体图。
图3是本发明的板层叠型热交换器的第二实施方式中的暂时固定时的各构件的分解立体图。
图4是示出将图3的板层叠型热交换器暂时固定后的状态的立体图。
图5是示出在图3所示的板层叠型热交换器中的内板的周缘部形成的爪部和缺口部的立体图。
图6是示出图5的vi部所示的爪部和缺口部的嵌合工序的立体图。
图7是本发明的板层叠型热交换器的第三实施方式中的暂时固定时的各内板的分解立体图(a)、及暂时固定后的内板的立体图(b)。
图8是本发明的板层叠型热交换器的第四实施方式中的暂时固定时的各内板的分解立体图(a)、及示出(a)的b部分的放大立体图(b)。
图9是本发明的板层叠型热交换器的第五实施方式中的暂时固定时的各内板的分解立体图(a)、示出(a)的b部分的放大立体图(b)、及(b)的c-c向视观察的局部放大剖视图(c)。
具体实施方式
图1为板层叠型热交换器的第一实施方式，暂时固定时的各构件形成为分解立体图而示出。热交换器1具有完全层叠型结构，并具备顶板2、底板3以及成为热交换部的多个内板4。
各板的材质为铝(包括合金)、不锈钢等金属，可以是无垢材料，也可以是在母材的表面覆盖了焊料的覆层材料。需要说明的是，在无垢材料的情况下，在接合部位涂敷焊料而使用。
各板的俯视形状形成为方形状(具体而言，长方形)。顶板2具有冷却水等的流体入口管5和流体出口管6，并在该顶板2的四角设置有用于将热交换器1固定于例如固定对象物等的螺栓孔7。在各内板4及底板3的四角也以与该螺栓孔7一致的方式设置有螺栓孔8、9。
在底板3的四个周缘部中的中央部分别形成有爪部10。在底板3的成形时，在各爪部10的形成位置分别一体地形成有向面方向突出的长方形的爪部10，通过使该突出部弯起90度从而形成图示那样的角度的爪部10。本实施方式中的爪部10的高度与底板3、多个内板4以及顶板2的合计厚度一致。
在顶板2及各内板4中的四个周缘部，形成有俯视形状为方形的缺口部11。各缺口部11的位置如箭头所示那样分别与在底板3形成的各爪部10的位置匹配。
图2是示出将图1的板层叠型热交换器暂时固定后的状态的立体图。顶板2、底板3以及多个内板4相互紧贴地层叠，在底板形成的各爪部10嵌合于在顶板2和各内板4形成的缺口部11。
在从图1的分解状态起进行层叠并暂时固定为图2的状态时，使各内板4的各缺口部11与底板3的各爪部10一致，并在该状态下一边使各爪部10和与各爪部10对应的各缺口部11分别嵌合一边进行层叠。接下来，在层叠后的内板4的上表面层叠顶板2。此时，与内板4同样地一边使各爪部10与各缺口部11分别嵌合一边进行层叠。
作为其他方法，也可以是，预先将多个内板4层叠，向该层叠体配置顶板2后将底板配置于层叠体的底面，使各爪部10弯起而一次性地嵌合。并且，通过使形成于底板3的爪部10的长度增加至到达顶板2，从而也能够将顶板2、内板4以及底板一并暂时固定。
像这样层叠的各板通过由爪部10与缺口部11的嵌合实现的对位效果从而能够高精度且容易地进行层叠。并且，如图2所示那样暂时固定后的层叠体接下来通过钎焊等而相互固定。
图3为板层叠型热交换器的第二实施方式，暂时固定时的各构件作为分解立体图而示出。热交换器1具有杯板型结构。本实施方式的热交换器1与图1的完全层叠型的热交换器1不同的部分在于，顶板与杯形状的底板的组合的形态，其他同样地构成。因此，对于与图1的热交换器1同样的部分标注相同的附图标记，并省略重复的说明。
在图3中，构成热交换器1的底板3形成为在周缘部具有短侧壁的杯型而不是图1那样的平板状。顶板2形成为平板状，并构成为顶板2的周缘部能够装配于在底板3的短侧壁的上部形成的凸缘。
在本实施方式中，在层叠时在作为最下段的内板4的周缘部形成有三个爪部10。对于内板4，如图示那样，一方的端部形成为梯形形状且另一方的端部大致形成为方形状，爪部10形成于梯形形状的端部的两个斜面及方形状的端部的中央部。
在未形成爪部10的其他内板的周缘部分别形成有三个缺口部11。各缺口部11的位置如箭头所示那样与所述爪部10的位置匹配。而且，通过使最下段的内板4的各爪部10与其他内板4的各缺口部11嵌合，从而多个内板4相互暂时固定。
图4为在如上述那样将相互暂时固体了的内板4利用钎焊等而相互固定之后，在内板4的底面侧配置底板3，接下来将配置于上表面侧的顶板2的周缘部装配到底板3的侧壁上部的凸缘的状态。在组装为上述图4那样的状态后，能够将顶板2、内板4以及底板3的各构件间一并钎焊而固定。
图5仅示出了图3所示的内板部分，由图中的单点划线所示的记号vi的范围为爪部10和缺口部11的一部分。需要说明的是，在图5所示的例子中，示出了使爪部10弯起之前的状态、即与内板的面平行的状态的爪部10。在图6中示出像这样形成的爪部10与缺口部11的嵌合工序。
图6的(a)示出嵌合前的与图5相同的状态，图6的(b)示出嵌合后的状态，图6的(c)是(b)的c-c向视观察时的局部放大剖视图。
如图6的(a)所示，在层叠时在位于最下段的内板4的周缘部形成的爪部10形成为具有相互平行的一对侧面12、13以及形成侧面12、13的顶端的端部14的细长的方形状，并在侧面12、13的外侧设置有细长的方形状的间隙部15。
爪部10的长边方向上的长度为与未形成爪部10的其他内板4的合计厚度相匹配的值。需要说明的是，两个间隙部15设置用于容易地进行爪部10的弯起。并且，上述两个间隙部15的底面位置成为使爪部10弯起时的弯曲的起点部。
如图6的(b)所示，在未形成爪部10的其他内板4形成的各缺口部11形成为具有相互平行的一对侧面16、17及与这些侧面16、17正交的平坦的底面18的方形状，一对侧面16、17的间隔为与爪部10的侧面12和13的间隔相匹配的值、即能够确保并维持适当的嵌合强度的值。
在将形成有爪部10的内板4、与未形成有爪部10的多个内板4如图6的(a)中的箭头那样层叠时，使所有的内板4的周缘部相互一致。像这样通过在一致的状态下使爪部10如图6的(b)中的箭头那样弯起，从而爪部10与多个缺口部11一次性地进行嵌合。
如图6的(c)所示，在使爪部10弯起并嵌合于缺口部11的状态下，爪部10的弯曲方向的面19、即弯起的状态下的面向缺口部11的底面18的面与缺口部的底面18以规定的间隔分离。该分离的间隔能够通过选择爪部10的两个间隙部15处的平坦的底面位置、即成为使爪部10弯起时的弯曲的起点部的位置与缺口部11的底面18的位置的间隔而任意地设定。
像这样通过使爪部10的弯曲方向的面19与缺口部的底面18以规定的间隔分离，从而即使在如前述那样爪部的弯折的角部稍微弯曲的情况下、或者在角度产生了微小偏差的情况下，也能够在嵌合时可靠地防止板向该弯曲部分的叠放。并且，爪部不会与缺口部的底面发生干涉，因此能够更可靠、高精度地进行暂时固定。
图7为板层叠型热交换器的第三实施方式，其中，(a)是暂时固定时的各内板的分解立体图，(b)是暂时固定后的内板的立体图。本实施方式与图3所示的内板4不同的部分仅是爪部10的形状、与爪部10嵌合的缺口部11的形状，其他同样地构成。
如图7的(a)所示，内板4的长边方向的一方的端部形成为梯形形状，另一方的端部大致形成为方形状，爪部10分别形成于从梯形形状的端部的周缘部离开的内侧的两个部位、方形状的端部的周缘部的一个部位。形成于从梯形形状的端部的周缘部离开的内侧的两个部位的爪部10向细长地形成的内板4的宽度方向外侧弯起。
该爪部10与图6所示的爪部10同样地形成为具有相互平行的一对侧面及形成所述一对侧面的顶端的端部的细长的方形状。并且，其长度与图6的例子同样地，为与未形成爪部10的其他内板4的合计厚度相匹配的值。需要说明的是，形成于方形状的端部的周缘部的一个部位的爪部10也形成为同样的形状。
对于未形成爪部10的其他内板4的缺口部11，在这些内板4中的梯形形状的端部和方形状的端部中，缺口部11的形状相互不同。即，梯形形状的端部的缺口部11由细长的方形状的孔部形成。该方形状的孔部的长边方向的长度为与该孔部嵌合的所述爪部10的侧面的间隔相匹配的值、即能够确保并维持适当的嵌合强度的值。另一方面，方形状的端部的缺口部11形成为与图6所示的缺口部同样的形状。
在将图7的(a)所示的各内板4层叠，并使爪部10与各缺口部11相互嵌合而进行暂时固定时，如图7的(b)所示。在图7的(b)中，在内板4中的梯形形状的端部中，最下段的内板4的一对爪部10呈直线地嵌入层叠于最下段的内板4上的上段侧的各内板4的缺口部11而相互嵌合。另一方面，在内板4中的方形状的端部中，使最下部的内板4的一对爪部10弯起，并从横向嵌合于在上侧层叠的各内板4的缺口部11。
图8为板层叠型热交换器的第四实施方式，图8的(a)是暂时固定时的各内板的分解立体图，图8的(b)是图8的(a)所示的b部分的放大立体图。本实施方式的各内板的形状与图7所示的内板4是同样的，长边方向的一方的端部形成为梯形形状，另一方的端部大致形成为方形状。但是，在本实施方式中，形成于内板4的流体的流通孔以层叠段数的大致中央部为界上下分为两种。
即，图8的(a)中的上段侧的内板4的流通孔在板的大致整个面整齐排列，但下段侧的内板4的流通孔在板面上隔有间隔地整齐排列。像这样层叠的内板4的热交换性能在上段侧比下段侧高。采用该内板结构的热交换器例如在其上段侧的外表面(顶面)配置要求高热交换性能的电气部件，并在下段侧的外表面(底面)配置热交换性能可以稍低的电气部件。由此，能够利用单一的热交换器实现两种冷却，整体的热交换效率也能够提高。
在图8的(a)中，在位于层叠的内板4的大致中央部的1张内板4形成有多处爪部10，在此之外的内板4形成有缺口部11。在形成爪部10的内板4，在其梯形形状的端部中的周缘部的三个部位分别形成有方形状的爪部10，如图8的(b)放大地示出那样，周缘部的中央的爪部10向下地形成，夹着该爪部10的周缘部的左右的爪部10向上地形成。另外，在方形状的端部中的周缘部的三个部位也分别形成有方形状的爪部10，周缘部的中央的爪部10向上地形成，夹着该爪部10的周缘部的左右的爪部10向下地形成。
未形成爪部10的上段侧的各内板4的缺口部11在与形成所述爪部10的内板4中的朝上的爪部10相对应的位置处形成为方形状。另一方面，未形成爪部10的下段侧的多个内板4的各缺口部11在与形成所述爪部10的内板4中的朝下的爪部10相对应的位置处形成为方形状。
如上述那样构成的多段的内板4通过使在位于大致中央部的一个内板4形成的爪部10、与在除此之外的内板4形成的缺口部11相互嵌合从而进行暂时固定。在嵌合时，可以通过与图6所示的嵌合工序同样的方法进行，但也可以根据情况而如图8的(a)所示那样在朝上或朝下地形成爪部10后的状态下与缺口部11嵌合。
如上所述，在本实施方式中，朝上的爪部10与朝下的爪部10的位置相互不同。其原因在于为了使与上段侧的各内板4的嵌合位置和与下段侧的各内板4的嵌合位置相互不重叠，从而防止误组装。
图9为第五实施方式，图9的(a)是暂时固定时的各内板的分解立体图，图9的(b)是示出图9的(a)的b部分的放大立体图，图9的(c)是图9的(b)的c-c向视观察时的局部放大剖视图。本实施方式的内板结构是图8所示的内板结构的变形例。与图8的实施方式不同的部分为如下两点：形成爪部10的内板4为与最下段的(内板的)上侧相接地层叠的内板4、以及爪部10的一部分与最下段的内板的缺口部11的嵌合结构不同。
在形成爪部10的内板4中，在其周边部的三个部位形成有与图8的实施方式同样地朝上的方形状的爪部10。而且，如图9的(b)放大地示出那样，在四个部位形成有短圆柱状(所谓的半冲压暗榫型)的爪部10a。
未形成爪部10的上段侧的各内板4的缺口部11形成于与所述朝上的爪部10相对应的位置，其形状为与图8的实施方式同样的方形状。另一方面，最下段的内板4的缺口部11a为与所述爪部10a的圆柱状的形状相对应的大小的剖面为圆形的贯通孔。
形成爪部10的内板4与形成方形状的缺口部11的上段侧的内板4的嵌合与图8的实施方式的情况相同。另一方面，形成短圆柱状的爪部10a的内板4与形成由圆形的贯通孔形成的缺口部11a的最下段的内板4的嵌合通过如图9的(c)所示那样使圆柱状的爪部10a嵌入由圆形的贯通孔形成的缺口部11a而进行。
产业上的可利用性
本发明的板层叠型热交换器能够在对逆变器等电子设备进行冷却的冷却器等中利用。
附图标记说明：
1热交换器
2顶板
3底板
4内板
5流体入口管
6流体出口管
7螺栓孔
8、9螺栓孔
10爪部
10a爪部
11缺口部
11a缺口部
12、13侧面
14端部
15间隙部
16、17侧面
18底面
19面。