CN110730896B - 罐安装构造和罐安装方法 - Google Patents

Abstract

一种在板(40)安装罐(10)的罐安装构造，其中，所述罐(10)具有：开口端部(11)，其固定于所述板(40)；和突起(15)，其从所述开口端部(11)突出，所述板(40)具有：延伸部(42)，其沿着所述开口端部(11)延伸；以及孔(50)，其在所述延伸部(42)开口而与所述突起(15)卡合，所述孔(50)的内周具有：固定边(51)，其与所述突起(15)抵接而将所述罐(10)固定于所述板(40)；以及侧边(53)，其从所述固定边(51)弯曲而相对于所述固定边(51)呈锐角地倾斜。

Description

罐安装构造和罐安装方法

技术领域

本发明涉及一种在板安装有罐的罐安装构造和罐安装方法。

背景技术

在日本JP58-165489U中公开有罐安装构造，该罐安装构造具备：罐，其形成换热器的流路；和集管板，其固定罐的开口端。

在上述罐以排列成一列的方式突出有多个端部爪部。集管板具有：周缘部，其以沿着罐的开口端的方式延伸；和卡定窗，其在周缘部开口而与端部爪部卡合。

在制造上述换热器时，在罐组装到集管板的状态下，使周缘部弯曲而使卡定窗与端部爪部卡合。由此，通过端部爪部与卡定窗抵接并被卡紧(日文：加締められる)，从而将罐固定于集管板。

发明内容

然而，在日本JP58-165489U所记载的罐安装构造中，若要充分地确保集管板的强度，则需要将集管板形成得较大，因此，导致换热器的大型化。

本发明的目的在于谋求罐安装构造的小型化。

根据本发明的一形态，提供一种罐安装构造，其是在板安装罐的开口端部的罐安装构造，其中，所述罐具有从所述开口端部突出的突起，所述板具有：延伸部，其沿着所述开口端部延伸；以及孔，其在所述延伸部开口而与所述突起卡合，所述孔的内周具有：固定边，其与所述突起抵接而将所述罐固定于所述板；以及侧边，其从所述固定边弯曲而相对于所述固定边呈锐角地倾斜。

根据上述形态，在延伸部中，由于固定边从突起受到的反作用力而产生的应力向侧边的周围分散。这样一来，罐安装构造抑制应力集中于延伸部，通过减小板的板厚而可谋求罐安装构造的小型化。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的换热器的立体图。

图2是表示罐安装构造的主视图。

图3是表示罐安装构造中的孔和突起的主视图。

图4是表示罐安装构造的卡紧工序的主视图。

图5A是表示比较例中的应力的分布的图。

图5B是表示本发明的实施方式的延伸部中的应力的分布的图。

图6A是表示比较例中的孔的配置的图。

图6B是表示本发明的实施方式的孔的配置的图。

图7A是表示突起的变形例的主视图。

图7B是表示突起的变形例的主视图。

图7C是表示突起的变形例的主视图。

图8A是表示突起和孔的变形例的主视图。

图8B是表示突起和孔的变形例的主视图。

图8C是表示突起和孔的变形例的主视图。

图9是沿着图1的IX-IX线的剖视图。

图10A是表示将罐向板安装的工序的主视图。

图10B是表示将罐向板安装的工序的主视图。

图10C是表示将罐向板安装的工序的主视图。

图11是沿着图10A的XI-XI线的治具的剖视图。

图12是沿着图10C的XII-XII线的治具的剖视图。

图13是表示治具的立体图。

具体实施方式

以下，一边参照附图，一边对本发明的实施方式进行说明。

图1表示具有本实施方式的罐安装构造的换热器1。此外，为了使说明简化，省略换热器1的一部分而图示。

换热器1用作利用冷却液(介质)对被发动机(省略图示)增压的进气(流体)进行冷却的水冷式中冷器。

换热器1具备：一对罐10(流路构件)，其引导进气；和作为换热部的芯30，其供冷却液循环。芯30被夹装在一对罐10之间。经由罐10而在芯2流通的进气向在芯2的内部流通的冷却液散热而被冷却。

金属制的芯30具有：层叠的多个管(省略图示)；多个芯板31(流路构件)，其形成为收纳管的箱状；和一对管道33，其与芯板31连接。在发动机的运转时，从泵(省略图示)经由配管被输送的冷却液如以黑箭头所示那样经由一个管道33而流入管的内部，在管的内部流通了之后从另一个管道33流出。

树脂制的罐10具有：屋顶状的开口端部11，其朝向芯30开口；和圆筒状的筒部13，其朝向与芯30相反的一侧开口。在筒部13连接有导管(省略图示)。进气如以空心箭头所示那样经由一个罐10而流入芯板31的内部，在管的周围流通了之后从另一个罐10流出。

图2是表示罐安装构造的主视图。在芯板31的开口端部接合有框状的板40。罐10的开口端部11借助板40安装于芯30。

开口端部11形成为具有大致矩形的截面形状的筒状。开口端部11具有一对短边部11A和跨各短边部11A地延伸的一对长边部11B。由此，开口端部11形成具有大致矩形的截面的流路。

在板40与芯30之间形成有作为收纳开口端部11的收纳槽的槽32。槽32形成为绕芯30延伸的大致矩形的环状。在槽32与罐10的开口端部11之间夹装有密封构件(省略图示)。密封构件由橡胶材料等弹性材料形成。

板40具有L字形的截面形状。此外，板40并不限于此，也可以具有S字形的截面形状。在该情况下，槽32未借助芯30而仅由板形成。

板40具有以沿着开口端部11的周围的方式延伸的延伸部42。在延伸部42形成有与各突起15卡合的多个孔50。延伸部42形成为沿着开口端部11延伸的板状，各孔50排列成一列并开口。此外，并不限于此，延伸部42也可以形成为多个爪状的部位排列，并在各爪状的部位单独地开设有孔50。

接着，参照图3而对突起15和孔50的形状进行说明。

突起15形成为具有大致矩形形状的截面的凸部。突起15具有前端16、后端17、一对侧端18、19、顶端20、以及4个角21～24。4个角21～24呈直角地弯曲。

前端16和后端17形成为相互平行地延伸的平面状。一对侧端18、19形成为相互平行地延伸的平面状。

另一方面，孔50的内周(内表面)形成为大致梯形形状。孔50的内周具有：固定边51(长边)，其与突起15抵接；相对边52(短边)，其与固定边51相对；一对侧边53、54，其在固定边51与相对边52之间延伸；以及4个角落55～58。

固定边51、相对边52、以及侧边53、54沿着以图中双点划线所示的梯形T呈直线状(平面状)延伸。此外，并不限于此，固定边51、相对边52、以及侧边53、54也可以呈曲线状延伸。侧边53、54相对于固定边51呈比直角小的锐角倾斜。

4个角落55～58呈圆弧状弯曲。此外，并不限于此，角落55～58也可以沿着以图中双点划线所示的梯形T呈直线状弯曲。

在侧边53与突起15的侧端18之间形成有锥状的空隙63。在固定边51延伸的方向(在图3中，是左右方向)上，空隙63的开口宽度L随着远离固定边51而逐渐变小。同样地，在侧边54与突起15的侧端19之间形成有锥状的空隙64。在相对边52与突起15的后端17之间形成有空隙62。

图4是表示在制造换热器1时将罐10向板40固定的卡紧工序的换热器1的主视图。在卡紧工序中，在将罐10组装到板40的状态下，如以图中箭头所示那样使各延伸部42的基端部从座部41(参照图2)弯折。由此，如图1所示，各延伸部42来到沿着罐10的开口端部11的位置，从而各孔50的固定边51与各突起15的前端16卡合并被卡紧。这样一来，罐10被固定于板40。如以上这样，制造换热器1。

接着，对换热器1的作用进行说明。

在换热器1的工作时，罐10在开口端部11的端面受到密封构件的弹性复原力，并且，在罐10的内表面受到进气的压力。罐10被与孔50卡合了的突起15支承成不会与板40分开。此时，突起15的与孔50的固定边51卡合了的前端16对延伸部42施加拉伸载荷。由于固定边51从突起15的前端16受到的反作用力而在延伸部42产生应力。在延伸部42中，侧边53、54以相对于固定边51倾斜的角度扩大的方式变形，从而应力向侧边53、54的周围分散。

图5A是在作为比较例的、孔50的侧边53不相对于固定边51倾斜而是与固定边51正交的罐安装构造中表示在延伸部42产生的应力的分布的图。在延伸部42中，应力按照侧边53的周围的区域S1、S2、S3、S4、S5的顺序提高，应力集中在位于角落57的附近的区域S4、S5。

图5B是表示在本发明的延伸部42产生的应力的分布的图。在延伸部42中，应力按照侧边53的周围的区域S1、S2、S3的顺序提高，抑制应力集中在位于角落57的附近的区域S3的情况。

接着，对本实施方式的效果进行说明。

换热器1的罐安装构造具备罐10和供罐10安装的板40。罐10具有：开口端部11，其固定于板40；和突起15，其从开口端部11的周围突出。板40具有：延伸部42，其以沿着开口端部11的周围的方式延伸；和孔50，其在延伸部42开口而与突起15卡合。通过使孔50与突起15卡合，罐10安装于板40。孔50的内周具有：固定边51，其与突起15抵接而将罐10固定于板40；和侧边53、54，其从固定边51弯曲而相对于固定边51呈锐角地倾斜。

根据上述结构，在延伸部42中，由于固定边51从突起15的前端16受到的反作用力而应力向侧边53、54的周围分散。这样一来，换热器1的罐安装构造抑制应力集中于延伸部42，通过减小板40的板厚而可谋求小型化。

另外，孔50的内周具有在突起15的两侧延伸的一对侧边53、54。一对侧边53、54之间的固定边51所延伸的方向上的间隔W随着远离固定边51而变小。

根据上述结构，固定边51由于从突起15的前端16受到的反作用力而以使一对侧边53、54的间隔W扩大的方式变形，从而在延伸部42产生的应力在较宽的范围分散。

在此，图6A表示作为比较例的具有大致矩形形状的孔70的罐安装构造。在该情况下，在相邻的孔70彼此之间设置有被设置于角落77与角落78之间的间隔L2。若间隔L2变短，则应力易于集中于角落77和角落78的附近。

相对于此，本发明的罐安装构造的孔50的内周是具有以从一对侧边53、54弯曲而与固定边51相对的方式延伸的相对边52的大致梯形形状。

根据上述结构，如图6B所示，在大致梯形形状的孔50中，在相邻的孔50彼此之间充分地确保被设置于角落57与角落58之间的间隔L1，从而在延伸部42产生的应力在较宽的范围分散。

另外，固定边51以及侧边53、54与突起15之间形成有空隙63、64。空隙63、64是固定边51所延伸的方向上的开口宽度随着远离固定边51而变小的锥状。

根据上述结构，孔50的角落55、56远离突起15，因此，通过固定边51的面对空隙63、64的部分、角落55、56、以及侧边53、54的附近部位变形，从而应力在较宽的范围分散。

另外，板40具有从延伸部42弯曲而延伸的座部41。座部41与换热器1的芯30接合。延伸部42以及座部41与芯30之间形成有收纳开口端部11的槽32。

根据上述结构，板40的截面呈L字形。因此，抑制板40从芯30突出的尺寸，换热器1可谋求小型化。

此外，也可以设为在突起15的顶端部形成有呈前端16、后端17以及侧端18、19向顶端20弯曲的曲面状延伸的倒角部(省略图示)的结构。由此，在各延伸部42被弯折的卡紧工序中，孔50与突起15的倒角部滑动接触而顺利地卡合。

接着，对图7A、图7B、以及图7C所示的突起15的变形例进行说明。

图7A所示的突起15的与后端17连接的一对角23、24呈大致圆弧状弯曲。后端17形成为弯曲到顶端20的曲面状。在该情况下，在各延伸部42被弯折的卡紧工序中，孔50与突起15的大致圆弧状的角23、24和后端17的曲面状的部位滑动接触而顺利地卡合。

图7B所示的突起15形成为具有大致梯形形状的截面的凸部。一对侧端18、19形成为相互倾斜地延伸的平面状。在该情况下，在各延伸部42被弯折的卡紧工序中，大致梯形形状的孔50与突起15的侧端18、19滑动接触而顺利地卡合。

图7C所示的突起15形成为具有大致半圆形形状的截面的凸部。突起15具有形成为平面状的前端16和形成为大致半圆弧状的曲面的后端17。在该情况下，在各延伸部42被弯折的卡紧工序中，孔50与突起15的大致半圆弧状的后端17滑动接触而顺利地卡合。

接着，对图8A、图8B、以及图8C所示的突起15和孔50的变形例进行说明。

图8A所示的突起15形成为具有大致半圆形形状的截面的凸部。突起15具有形成为平面状的前端16和形成为大致半圆弧状的曲面的后端17。另一方面，孔50与突起15同样地具有大致半圆形形状的内周。孔50的内周具有与突起15抵接的固定边51和从固定边51的两端呈圆弧状延伸的一对侧边53、54。在该情况下，在各延伸部42被弯折的卡紧工序中，孔50的侧边53、54与突起15的大致圆弧状的外周滑动接触而顺利地卡合。

图8B所示的突起15形成为具有大致三角形形状的截面的凸部。突起15具有形成为平面状的前端16和呈大致三角形形状倾斜的一对侧端18、19。与图3所示的孔同样地，孔50具有大致梯形形状的内周。在该情况下，在各延伸部42被弯折的卡紧工序中，孔50的侧边53、54与突起15的设为大致三角形形状的侧端18、19滑动接触而顺利地卡合。

图8C所示的突起15形成为具有大致三角形形状的截面的凸部。突起15具有形成为平面状的前端16和呈大致三角形形状倾斜的一对侧端18、19。孔50与突起15同样地具有大致三角形形状的内周。孔50的内周具有与突起15抵接的固定边51和从固定边51的两端呈大致三角形形状倾斜的一对侧边53、54。在该情况下，在各延伸部42被弯折的卡紧工序中，孔50的设为大致三角形形状的侧边53、54与突起15的设为大致三角形形状的侧端18、19滑动接触而顺利地卡合。

接着，参照图9～图13而详细地说明罐10相对于板40的安装。

如图9所示，在罐10的开口端部11与板40之间夹装有密封构件36。密封构件36由橡胶材料等弹性材料形成。

板40具有供开口端部11嵌合的框状的框部45以及从框部45以沿着开口端部11的周围的方式延伸的延伸部42。

框部45具有L字形的截面形状，形成为绕芯30延伸的大致矩形的框状。框部45的内周端与芯板31接合。在框部45与芯板31(芯30)之间形成有作为收纳开口端部11的环状的收纳槽的槽32。

罐10的开口端部11具有与板40的框部45相对地延伸的开口端25和排列在与开口端25相反的一侧而延伸的凹部29和凸部28。

开口端25呈绕芯30延伸的大致矩形的环状地延伸，与板40的框部45抵接。在开口端25开设有收纳密封构件36的密封槽26。

凸部28从开口端25以恒定的距离(高度)突出，与开口端25大致平行地延伸。

凸部28以与流路壁部12隔开恒定的间隔的方式在流路壁部12的周围延伸。凹部29形成于凸部28与流路壁部12之间。凹部29在相对于开口端部11而言与开口端25相反的一侧凹陷，朝向远离开口端25的方向(在图9中，上方向)开口。凹部29在流路壁部12的周围呈槽状凹陷，与开口端25大致平行地延伸。

在罐10的开口端部11，多个突起15以排列成一列的方式突出。另一方面，在板40的延伸部42形成有与各突起15卡合的多个孔50。通过各孔50与各突起15卡合，罐10的开口端部11被固定于板40。

延伸部42形成为沿着开口端部11延伸的平板状。此外，并不限于此，延伸部42也可以形成为多个爪状的部位排列，在各爪状的部位单独地开设有孔50。另外，延伸部42也可以不具有孔50，而是爪状的部位沿着开口端部11被弯折。

接着，对将罐10向板40安装的方法进行说明。

如图10A～图12所示，在制造换热器1时，进行将罐10向板40安装的工序。在该工序中，使用以夹持板40和罐10的方式配置的一对治具150。

一对治具150被导轨(省略图示)支承成在直线上移动，被驱动机构(省略图示)驱动。由此，一对治具150如在图10A～图10C中以箭头所示那样相互同步地沿着板40的框部45和罐10的开口端部11移动。

图13是表示治具150的立体图。治具150形成为具有C字形的截面形状的轨道状。治具150具有：支承部151，其支承板40的框部45；卡合部152，其与罐10的凹部29卡合；斜坡状的按压部153，其使罐10靠近板40；以及弯曲部154，其使板40弯曲。卡合部152从与按压部153连接的部位朝向支承部151呈钩状突出。弯曲部154从与支承部151和按压部153连接的部位朝向板40呈锥状突出。

治具150具有：压缩部位155，其使支承部151与按压部153的间隔在尺寸D的范围逐渐变小；和卡紧部位156，其使弯曲部154的突出量在尺寸E的范围逐渐变大。

接着，参照图10A、图10B、以及图10C而对将罐10向板40安装的工序进行说明。

首先，如图10A所示，罐10被组装于板40，治具150的压缩部位155与板40和罐10嵌合。由此，密封构件36的一端侧被压缩到规定量。

此时，如图11所示，治具150的支承部151支承板40的框部45的背面(下表面)，且治具150的按压部153与罐10的凸部28抵接。由此，如在图11中以实线的箭头所示那样，罐10的凸部28靠近板40的框部45，密封构件36被压缩。

接下来，如图10B所示，治具150在与板40和罐10嵌合了的状态下向中间移动。由此，罐10的开口端部11与板40的框部45大致平行地延伸而密封构件36被压缩到规定量。

接下来，如图10C所示，治具150在与板40和罐10嵌合了的状态下移动。这样一来，治具150通过，从而密封构件36在整个区域被压缩到规定量，板40的延伸部42连续地弯曲。

此时，由于治具150的弯曲部154与板40的延伸部42的外表面滑动接触，如在图11中以虚线的箭头所示那样，延伸部42以沿着罐10的开口端部11的方式弯曲。由此，如图12所示，板40的孔50与罐10的突起15卡合，罐10的开口端部11被卡紧固定于板40。

如以上这样，罐10安装于板40。这样一来，制造换热器1。

接着，对本实施方式的效果进行说明。

罐安装构造具备供罐10安装的板40。板40具有：框部45，其供罐10的开口端部11嵌合；和延伸部42，在其与框部45之间卡紧固定开口端部11。罐10的开口端部11具有：开口端25，其与板40的框部45相对地延伸；和凹部29，其在与开口端25相反的一侧凹陷。凹部29具有和框部45一起与进行框部45与开口端部11之间的对位的治具150卡合的形状。

在罐安装方法中，使用与板40的框部45及罐10的凹部29卡合而进行框部45与开口端部11之间的对位的治具150来进行基于板40的延伸部42的卡紧固定。

根据上述结构，治具150与板40的框部45和罐10的凹部29这两个部位卡合，从而进行框部45与开口端部11之间的对位。由此，罐10的开口端部11被精度良好地组装于板40，提高罐10的安装位置精度。

此外，治具150并不限于换热器1的制造时，也可以用于换热器1的维修时。

另外，治具150沿着板40的框部45和罐10的开口端部11移动。

根据上述结构，通过治具150移动而罐10的开口端部11安装于板40，因此，缩短安装所花费的时间。

另外，治具150具备：支承部151，其与板40的框部45滑动接触；和卡合部152，其与罐10的凹部29滑动接触。

根据上述结构，在治具150移动时，弯曲延伸部42的力的反作用力被支承部151和卡合部152这两个部位支承。由此，在卡紧时板40相对于治具150的偏离被抑制，精度良好地进行延伸部42的弯曲加工。

另外，治具150还具备与罐10的开口端部11(凸部28)滑动接触而使罐10的开口端25靠近板40的框部45的按压部153。

根据上述结构，通过治具150移动，被按压部153按压的开口端部11处于相对于框部45的预定位置。由此，在密封构件36被压缩到规定量的状态下，罐10的开口端部11安装于板40，因此，确保罐10的密封性。

另外，治具150还具备与板40的延伸部42滑动接触而使延伸部42弯曲的弯曲部154。

根据上述结构，通过治具150移动，进行被弯曲部154按压的延伸部42的弯曲加工。因此，可靠地进行基于延伸部42的开口端部11的卡紧固定。另外，在治具150移动时，弯曲部154使延伸部42连续地弯曲，从而缩短卡紧固定所花费的时间。

此外，并不限于上述的结构，使延伸部42弯曲的机构(省略图示)也可以相对于治具150独立地设置。

不过，在以往的换热器的安装工序中，将从芯突出来的板载置并支承于治具之上。因此，为了抑制板相对于治具的偏离，需要一定程度确保板的从芯突出的尺寸(突出宽度)。

相对于此，在本实施方式中，治具150夹持并支承板40和罐10，因此，即使板40的从芯30突出的尺寸(突出宽度)比以往的尺寸小，也可充分地抑制板40相对于治具150的偏离。因而，换热器1可谋求板40和罐10的开口端部11的小型化。

另外，板40的框部45与换热器1的芯30接合。

根据上述结构，换热器1的板40的框部45从芯30突出的尺寸抑制得较小，可谋求小型化。

另外，板40的框部45与芯30接合，与芯30之间形成有收纳开口端部11的槽32。

根据上述结构，将框部45设为具有L字形的截面形状，将框部45从芯30突出的尺寸抑制得较小。因而，换热器1可谋求板40和罐10的开口端部11的小型化。

此外，板40的框部45并不限于具有L字形的截面形状，也可以具有S字形的截面形状。在该情况下，槽32未借助芯30而仅由板40形成。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，上述实施方式只不过表示本发明的适用例的一部分，主旨并不在于将本发明的保护范围限定于上述实施方式的具体的结构。

在本实施方式中，罐10是形成流路的流路构件。此外，并不限于此，罐10也可以是被设置为积存气体或液体等的容器的容器。

在本实施方式中，板40是沿着开口端部11呈框状(环状)延伸的单一构件。此外，并不限于此，板40也可以是沿着开口端部11被分割成多个的构件。

在本实施方式中，延伸部42是以沿着开口端部11的周围的方式被弯曲的卡紧构件。此外，并不限于此，延伸部42也可以是以沿着开口端部11的周围的方式预先形成的构件。在该情况下，延伸部42弹性变形而使孔50与罐10的突起15卡合，从而进行卡紧固定。

本发明的罐安装构造适合于搭载于车辆的换热器，但并不限于此，也能够适用于除了换热器以外的设备。

本申请主张基于2017年6月13日向日本特许厅提出申请的特愿2017-116126和2017年7月6日向日本特许厅提出申请的特愿2017-132435的优先权，这些特愿的全部的内容通过参照编入本说明书中。

Claims (4)

1.一种罐安装构造，其是在板安装罐的罐安装构造，其中，

所述罐具有：

开口端部，其固定于所述板；以及

突起，其从所述开口端部突出，

所述板具有：

延伸部，其沿着所述开口端部延伸；以及

孔，其在所述延伸部开口而与所述突起卡合，

所述孔的内周具有：

固定边，其与所述突起抵接而将所述罐固定于所述板；以及

侧边，其从所述固定边弯曲而相对于所述固定边呈锐角地倾斜，

在所述侧边与所述突起的侧端之间形成有锥状的空隙，

所述空隙的开口宽度在所述固定边所延伸的方向上随着远离所述固定边而逐渐变小。

2.根据权利要求1所述的罐安装构造，其中，

所述突起为具有矩形形状的截面的凸部。

3.根据权利要求1或2所述的罐安装构造，其中，

所述孔的内周是具有从一对所述侧边弯曲而以与所述固定边相对的方式延伸的相对边的梯形形状。

4.根据权利要求3所述的罐安装构造，其中，

所述孔的4个角落呈圆弧状弯曲。

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