JP2002228386A

JP2002228386A - 熱交換器

Info

Publication number: JP2002228386A
Application number: JP2001018932A
Authority: JP
Inventors: Tatsushi Miura; 達志三浦; Seiichi Kato; 精一加藤
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-01-26
Filing date: 2001-01-26
Publication date: 2002-08-14

Abstract

(57)【要約】【課題】タンク本体の重量及び製造原価の上昇を抑制
しつつ、ボス部の根元にクラック（亀裂）が発生するこ
とを未然に防止する【解決手段】ボス部１２３の根元側からタンク本体１
２２の頂部１２２ａ近傍まで延びて、タンク本体１２２
及びボス部１２３の根元側の肉厚を部分的に厚くする補
強リブ１２２ｂが一体成形する。これにより、ボス部１
２３の根元側における機械的強度が向上するので、タン
ク本体（１２２）の重量及び製造原価の上昇を抑制しつ
つ、加水分解や酸化による分解作用等の経年的な化学変
化や熱応力（熱歪み）により、タンク本体１２２の弾性
限界（伸び限界）が低下しても、ボス部１２３の根元に
クラック（亀裂）が発生することを未然に防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ナイロン系樹脂か
らなるヘッダタンクを有する熱交換器に関するもので、
車両用ラジエータに適用して有効である。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】車両用
ラジエータは、一般的に、冷却水が流通する複数本の金
属製チューブと、チューブが接合された金属製のコアプ
レート、及びコアプレートにパッキン介して機械的に
（カシメ）固定されて、コアプレート及びパッキンと共
にタンク内空間を構成するナイロン系樹脂からなるタン
ク本体から構成されたヘッダタンクとから構成されてい
るとともに、タンク本体には、シュラウドをネジ固定す
るためのボス部が一体成形されている。

【０００３】なお、シュラウドとは、送風機とラジエー
タとの隙間を覆うことにより送風機によって誘起された
空気流がラジエータを迂回して流れることを抑制すると
ともに、送風機を支持固定するためのブラケットを兼ね
るものである。

【０００４】ところで、ヘッダタンクには、内圧（水
圧）が作用するので、ボス部が設けられた部位のごと
く、肉厚が大きく変化する部位に内圧による応力が集中
し易い。

【０００５】そこで、従来は、ボス部の根元側における
丸取り（Ｒ部）の曲率半径を大きくすることにより応力
集中を緩和していたが、加水分解や酸化による分解作用
等の経年的な化学変化や熱応力（熱歪み）により、タン
ク本体の弾性限界（伸び限界）が低下し、ボス部の根元
にクラック（亀裂）が発生するおそれがあることが分か
った。

【０００６】この問題に対しては、タンク本体全体の肉
厚を厚くする手段が考えられるが、この手段では、タン
ク本体を成形する際に巣が発生し易くなるばかりか、タ
ンク本体（ラジエータ）の重量及び製造原価の上昇を招
いてしまう。

【０００７】本発明は、上記点に鑑み、タンク本体の重
量及び製造原価の上昇を抑制しつつ、ボス部の根元にク
ラック（亀裂）が発生することを未然に防止することを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、請求項１に記載の発明では、流体が流通
する複数本の金属製チューブ（１１１）と、チューブ
（１１１）の長手方向両端側に配設され、複数本のチュ
ーブ（１１１）と連通するヘッダタンク（１２０）とを
有し、ヘッダタンク（１２０）は、チューブ（１１１）
が接合された金属製のコアプレート（１２１）、及びコ
アプレート（１２１）に機械的に固定されてコアプレー
ト（１２１）と共にタンク内空間を構成するとともに、
ナイロン系樹脂からなる断面が略Ｕ字状に形成されたタ
ンク本体（１２２）から構成され、タンク本体（１２
２）には、タンク本体（１２２）の外壁から突出して、
他の部品（２００）を組み付けるためのボス部（１２
３）が一体成形され、ボス部（１２３）の根元側からタ
ンク本体（１２２）の頂部（１２２ａ）近傍まで延び
て、タンク本体（１２２）及びボス部（１２３）の根元
側の肉厚を部分的に厚くする補強リブ（１２２ｂ）が一
体成形されていることを特徴とする。

【０００９】これにより、ボス部（１２３）の根元側に
おける機械的強度が向上するので、タンク本体（１２
２）の重量及び製造原価の上昇を抑制しつつ、加水分解
や酸化による分解作用等の経年的な化学変化や熱応力
（熱歪み）により、タンク本体（１２２）の弾性限界
（伸び限界）が低下しても、ボス部１２３の根元にクラ
ック（亀裂）が発生することを未然に防止できる。

【００１０】請求項２に記載の発明では、車両に搭載さ
れた水冷式内燃機関の冷却水が流通する複数本の金属製
チューブ（１１１）と、チューブ（１１１）の長手方向
両端側に配設され、複数本のチューブ（１１１）と連通
するヘッダタンク（１２０）とを有し、ヘッダタンク
（１２０）は、チューブ（１１１）が接合された金属製
のコアプレート（１２１）、及びコアプレート（１２
１）に機械的に固定されてコアプレート（１２１）と共
にタンク内空間を構成するとともに、ナイロン系樹脂か
らなる断面が略Ｕ字状に形成されたタンク本体（１２
２）から構成され、タンク本体（１２２）には、タンク
本体（１２２）の外壁から突出して、他の部品（２０
０）を組み付けるためのボス部（１２３）が一体成形さ
れ、ボス部（１２３）の根元側からタンク本体（１２
２）の頂部（１２２ａ）近傍まで延びて、タンク本体
（１２２）及びボス部（１２３）の根元側の肉厚を部分
的に厚くする補強リブ（１２２ｂ）が一体成形されてい
ることを特徴とする。

【００１１】これにより、ボス部（１２３）の根元側に
おける機械的強度が向上するので、タンク本体（１２
２）の重量及び製造原価の上昇を抑制しつつ、加水分解
や酸化による分解作用等の経年的な化学変化や熱応力
（熱歪み）により、タンク本体（１２２）の弾性限界
（伸び限界）が低下しても、ボス部１２３の根元にクラ
ック（亀裂）が発生することを未然に防止できる。

【００１２】なお、請求項３に記載の発明のごとく、補
強リブ（１２２ｂ）をボス部（１２３）の根元側の端部
（１２３ａ）に設けることが望ましい。

【００１３】因みに、上記各手段の括弧内の符号は、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
一例である。

【００１４】

【発明の実施の形態】本実施形態は、本発明に係る熱交
換器を車両用のラジエータ１００に適用したものであっ
て、図１はラジエータ１００及びシュラウド２００の斜
視図である。

【００１５】図１中、１１１は走行用の水冷エンジン
（水冷式内燃機関）の冷却水（流体）が流通する扁平状
に形成された金属（本実施形態では、アルミニウム合
金）製のチューブであり、これら複数本のチューブ１１
１間には、冷却水と空気との熱交換を促進する金属（本
実施形態では、アルミニウム合金）製の冷却フィン１１
２が配設されており、この冷却フィン１１２及びチュー
ブ１１１により冷却水と空気とを熱交換する熱交換コア
１１０が構成されている。

【００１６】また、チューブ１１１の長手方向両端（本
実施形態では、上下端）には、チューブ１１１の長手方
向と直交する方向（本実施形態では、水平方向）に延び
て各チューブ１１１と連通するヘッダタンク１２０は配
設されている。

【００１７】なお、紙面上方側のヘッダタンク１２０
は、各チューブ１１１に冷却水を分配供給するものであ
り、紙面下側のヘッダタンク１２０は、熱交換を終えた
冷却水を集合回収するものであり、両ヘッダタンク１２
０には、図２に示すように、エンジンとラジエータとを
繋ぐ配管（図示せず。）を接続するための接続パイプ１
３０が設けられている。因みに、紙面上方側のヘッダタ
ンク１２０には、ラジエータ１００に冷却水を補給する
ための注水口１３１が設けられている。

【００１８】因みに、接続パイプ１３０及び注水口１３
１はタンク本体１２２に一体成形されており、チューブ
１１１、冷却フィン１１２及びコアプレート１２１はろ
う付けにて一体化されている。

【００１９】また、ヘッダタンク１２０は、図３（ａ）
に示すように、チューブ１１１が接合された金属（本実
施形態では、アルミニウム合金）製のコアプレート１２
１と、コアプレート１２１にパッキン１２４を介して機
械的に（カシメ）固定されてコアプレート１２１と共に
タンク内空間を構成するナイロン系樹脂からなるタンク
本体１２２とから構成されており、タンク本体１２２
は、断面形状が略Ｕ字状になるように成形されている。

【００２０】ところで、タンク本体１２２には、タンク
本体１２２の外壁から突出して、他の部品（本実施形態
では、シュラウド２００）を組み付けるためのボス部１
２３が一体成形されているとともに、ボス部１２３の根
元側からタンク本体１２２の頂部１２２ａ近傍まで延び
て、タンク本体１２２及びボス部１２３の根元側の肉厚
を部分的に厚くする補強リブ１２２ｂが一体成形されて
いる。

【００２１】なお、タンク本体１２２の頂部１２２ａと
は、タンク本体１２２の外壁のうちＵ字状断面の底部
（コアプレート１２１と対向して面する部位）に対応す
る部位を言う。また、ボス部１２３内には、シュラウド
２００を組み付け固定するためのボルト２０１（図１参
照）をネジ結合するための雌ねじ部を構成するナット
（図示せず。）が埋め込まれている。

【００２２】また、補強リブ１２２ｂは、図３（ｂ）に
示すように、ボルト２０１組み付け方向（空気の流通方
向）から見て、ボス部１２３の根元側の両端部（角部）
１２３ａそれぞれに、１本づつ設けられている。

【００２３】ところで、図１中、２１０はラジエータ１
００に冷却空気を送風する送風機であり、送風機２１０
はシュラウド２００を介してラジエータ１００（ヘッダ
タンク１２０）に組み付けられる。また、本実施形態で
は、シュラウド２００も樹脂（本実施形態では、ポリプ
ロピレン）製である。

【００２４】次に、本実施形態の特徴（作用効果）を述
べる。

【００２５】本実施形態によれば、ボス部１２３の根元
側からタンク本体１２２の頂部１２２ａ近傍まで延び
て、タンク本体１２２及びボス部１２３の根元側の肉厚
を部分的に厚くする補強リブ１２２ｂが一体成形されて
いるので、ボス部１２３の根元側における機械的強度が
向上する。

【００２６】したがって、タンク本体（１２２）の重量
及び製造原価の上昇を抑制しつつ、加水分解や酸化によ
る分解作用等の経年的な化学変化や熱応力（熱歪み）に
より、タンク本体１２２の弾性限界（伸び限界）が低下
しても、ボス部１２３の根元にクラック（亀裂）が発生
することを未然に防止できる。

【００２７】（その他の実施形態）上述の実施形態で
は、車両用ラジエータに本発明を適用したが、本発明は
これに限定されるものではなく、その他の熱交換器にも
適用することができる。

【００２８】また、上述の実施形態では、ボス部１２３
にシュラウド２００が組み付けられたが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、その他のものが組み付けら
れてもよい。

【００２９】また、補強リブ１２２ｂの形状及びその本
数は、図３に示されたものに限定されるものではない。

【００３０】また、上述の実施形態では、ボス部１２３
にナットが埋め込まれていたが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、例えばボス部１２３に直接に雌ねじ
を形成してもよい。

【００３１】また、上述の実施形態では、ボルト２０１
組み付け方向（空気の流通方向）から見て、ボス部１２
３は矩形状であったが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、多角形や丸等のその他の形状であってもよ
い。

【００３２】また、上述の実施形態では、チューブ１１
１が上下方向に延びるように配置されていたが、本発明
はこれに限定されるものではなく、水平方向に延びるよ
うにチューブ１１１を配置してよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るラジエータ及びシュラ
ウドの斜視図である。

【図２】本発明の実施形態に係るラジエータにおけるヘ
ッダタンクの部分拡大図である。

【図３】（ａ）本発明の実施形態に係るラジエータにお
けるタンク本体の断面図であり、（ｂ）は本発明の実施
形態に係るラジエータにおけるボス部の拡大正面図であ
る。

【符号の説明】

１２０…ヘッダタンク、１２１…コアプレート、１２２
…タンク本体、１２３…ボス部、１２２ｂ…補強リブ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】流体が流通する複数本の金属製チューブ
（１１１）と、前記チューブ（１１１）の長手方向両端側に配設され、
前記複数本のチューブ（１１１）と連通するヘッダタン
ク（１２０）とを有し、前記ヘッダタンク（１２０）は、前記チューブ（１１
１）が接合された金属製のコアプレート（１２１）、及
び前記コアプレート（１２１）に機械的に固定されて前
記コアプレート（１２１）と共にタンク内空間を構成す
るとともに、ナイロン系樹脂からなる断面が略Ｕ字状に
形成されたタンク本体（１２２）から構成され、前記タンク本体（１２２）には、前記タンク本体（１２
２）の外壁から突出して、他の部品（２００）を組み付
けるためのボス部（１２３）が一体成形され、さらに、前記タンク本体（１２２）には、前記ボス部
（１２３）の根元側から前記タンク本体（１２２）の頂
部（１２２ａ）近傍まで延びて、前記タンク本体（１２
２）及び前記ボス部（１２３）の根元側の肉厚を部分的
に厚くする補強リブ（１２２ｂ）が一体成形されている
ことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】車両に搭載された水冷式内燃機関の冷却
水が流通する複数本の金属製チューブ（１１１）と、前記チューブ（１１１）の長手方向両端側に配設され、
前記複数本のチューブ（１１１）と連通するヘッダタン
ク（１２０）とを有し、前記ヘッダタンク（１２０）は、前記チューブ（１１
１）が接合された金属製のコアプレート（１２１）、及
び前記コアプレート（１２１）に機械的に固定されて前
記コアプレート（１２１）と共にタンク内空間を構成す
るとともに、ナイロン系樹脂からなる断面が略Ｕ字状に
形成されたタンク本体（１２２）から構成され、前記タンク本体（１２２）には、前記タンク本体（１２
２）の外壁から突出して、他の部品（２００）を組み付
けるためのボス部（１２３）が一体成形され、さらに、前記タンク本体（１２２）には、前記ボス部
（１２３）の根元側から前記タンク本体（１２２）の頂
部（１２２ａ）近傍まで延びて、前記タンク本体（１２
２）及び前記ボス部（１２３）の根元側の肉厚を部分的
に厚くする補強リブ（１２２ｂ）が一体成形されている
ことを特徴とする熱交換器。
【請求項３】前記補強リブ（１２２ｂ）は、前記ボス
部（１２３）の根元側の端部（１２３ａ）に設けられて
いることを特徴とする請求項１又は２に記載の熱交換
器。