JP2002267387A

JP2002267387A - 熱交換器及びプレス加工品の製造方法

Info

Publication number: JP2002267387A
Application number: JP2001070868A
Authority: JP
Inventors: Masakazu Hyodo; 正和兵藤; Kiyonobu Yukiyama; 清信柚木山; Mikio Minamitani; 幹男南谷; Mikio Fuda; 幹雄布田; Yoshihiro Iwata; ▲祥▼裕岩田; Hiroshi Kokubunji; 宏史國分寺
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-03-13
Filing date: 2001-03-13
Publication date: 2002-09-18
Anticipated expiration: 2021-03-13
Also published as: JP4543568B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ヘッダタンクの液密性（密閉性）を安定的に
確保する。【解決手段】突起部１２５、１２７をプレス加工にて
タンクプレート１２３、１２４に一体成形する。なお、
プレス加工（パンチにてタンクプレート１２３、１２４
を押圧する際）は、突起部１２５、１２７の根元側に対
応する部位において、タンクプレート１２３、１２４の
一部が突起部１２５、１２７の根元から遠ざかるように
広がって塑性流動してしまうことを規制した状態で行
う。これにより、突起部１２５、１２７の根元部に穴の
ないタンクプレート１２３、１２４を得ることができる
ので、ヘッダタンク１２０（タンク本体１２０ａ）の液
密性（密閉性）を安定的に確保することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱交換器及びその
ヘッダタンクに設けられた突起部（プレス加工品）の製
造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】熱交換器（ラジエータ）のヘッダタンク
の構造として、例えば特開２０００−２２０９８８号公
報に記載の発明（図１０参照）では、筒状のタンク本体
を構成する第１、２タンク部材Ｐ１、Ｐ２のうち一方側
にツメ部１を設け、他方側に穴部２を設けるとともに、
ツメ部１を穴部２に嵌合させた状態で両タンク部材Ｐ
１、Ｐ２をろう付けしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記公報に記
載の発明では、タンク部材Ｐ１の一部を切り起こすこと
によりツメ部１を形成しているので、ツメ部１の根元側
に必然的に切り起こし穴３が形成されてしまう。

【０００４】このとき、切り起こし穴３は、図１１に示
すように、ツメ部の周囲と穴部の周囲とを接合するフィ
レット（ろう材の固まり）により閉塞される構造である
ので、フィレット部分でのろう付け不良（ろう切れ）が
僅かでも発生すると、ヘッダタンクの液密性（密閉性）
を確保することが難しい。

【０００５】本発明は、上記点に鑑み、ヘッダタンクの
液密性（密閉性）を安定的に確保することを目的とす
る。

【０００６】

【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
する複数本のチューブ（１１１）と、チューブ（１１
１）の長手方向両端側に配設され、チューブ（１１１）
の長手方向と直交する方向に延びて複数本のチューブ
（１１１）と連通するタンク本体（１２０ａ）を有して
構成されたヘッダタンク（１２０）とを備え、タンク本
体（１２０ａ）は、所定形状に成形された少なくとも２
枚のプレート（１２３、１２４）をろう付け接合するこ
とにより構成されており、さらに、２枚のプレート（１
２３、１２４）のうち一方側のプレート（１２３、１２
４）には、その表面から突出する突起部（１２５、１２
７）が一体形成され、他方側のプレート（１２３、１２
４）には、突起部（１２５、１２７）が挿入された穴部
（１２６、１２８）が形成されており、突起部（１２
５、１２７）の根元部全周は、プレート（１２３、１２
４）の表面から連続して繋がっていることを特徴とす
る。

【０００７】これにより、突起部（１２５、１２７）の
根元部に穴のないプレート（１２３、１２４）を得るこ
とができるので、「発明が解決しようとする課題」の欄
で述べたような、フィレット部分でのろう付け不良（ろ
う切れ）を考慮する必要がない。したがって、ヘッダタ
ンク（１２０）（タンク本体（１２０ａ））の液密性
（密閉性）を安定的に確保することができる。

【０００８】なお、突起部（１２５、１２７）は、請求
項２に記載の発明のごとく、プレート（１２３、１２
４）の一部を塑性流動させることにより成形することが
望ましい。

【０００９】また、請求項３に記載の発明のごとく、突
起部（１２５、１２７）の先端側には、突起部（１２
５、１２７）の突出方向と交差する方向に突出したフラ
ンジ突起（１２５ａ、１２７ａ）を一体成形し、さら
に、穴部（１２６、１２８）をダルマ穴状とすることが
望ましい。

【００１０】ところで、プレス加工（塑性加工）は、母
材を塑性流動させることにより母材を所定形状に成形す
るものであるが、図８に示すように、パンチ（２１０）
にて母材を押圧した際に、母材の一部は、ダイス（２０
０）の穴部（２０１）内に塑性流動することなく、パン
チ（２１０）の押圧方向（Ｄ）と直交する方向（穴部
（２０１）の外周側）に塑性流動（逃げて）しまうの
で、一般的に、突出寸法が大きい突起部をプレス加工に
て一体成形することが難しい。

【００１１】これに対して、請求項４又は５に記載の発
明のごとく、突起部（１２５、１２７）の根元側に対応
する部位において、プレート（１２３、１２４）の一部
が突起部（１２５、１２７）の根元から遠ざかるように
広がって塑性流動してしまうことを規制した状態でプレ
ス工程を施工すれば、母材（プレート（１２３、１２
４））の一部が、パンチ（２１０）の押圧方向（Ｄ）と
直交する方向（穴部（２０１）の外周側）に塑性流動
（逃げて）しまうことを抑制できるので、突出寸法が大
きい突起部（１２５、１２７）であっても、容易にプレ
ス加工にて一体成形することができる。

【００１２】なお、請求項４又は５に記載の発明におい
ては、請求項６に記載の発明のごとく、ダイス（２０
０）のうち穴部（２０１）の外周側に、パンチ（２１
０）側に突出してプレート（１２３、１２４）の塑性流
動を規制する規制用突起部（２０２１）が設けられたダ
イス（２００）を用いてプレス工程を施工することが望
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
換器を車両走行用のエンジンの冷却水を冷却するラジエ
ータに適用したものであって、図１は本実施形態に係る
ラジエータ１００の斜視図である。

【００１５】１１１は冷却水（流体）が流通するととも
に、その断面形状が扁平状（長円状）に形成されたアル
ミニウム製のチューブであり、これら複数本のチューブ
１１１間には波状（コルゲート状）に形成されたアルミ
ニウム製のフィン１１２が配設されており、このフィン
１１２及びチューブ１１１により冷却水と大気との間で
熱交換を行うコア部１１０が構成されている。

【００１６】また、チューブ１１１の長手方向一端側
（図１の左側）には、チューブ１１１の長手方向と直交
する方向に延びるとともに、複数本のチューブ１１１と
連通して各チューブ１１１に冷却水を分配供給する第１
ヘッダタンク１２１が設けられ、他端側には、第１ヘッ
ダタンク１２１と同様に、複数本のチューブ１１１と連
通して各チューブ１１１から流出する冷却水を集合回収
する第２ヘッダタンク１２２が設けられている。なお、
両ヘッダタンク１２１、１２２は、同一構造であり、以
下、特に断りがない限り、両ヘッダタンク１２１、１２
２を総称してヘッダタンク１２０と呼ぶ。

【００１７】因みに、１２１ａは、エンジンの冷却水流
出側に接続される流入側ジョイント部であり、１２２ａ
はエンジンの冷却水流入側に接続される流出側ジョイン
ト部である。

【００１８】ところで、ヘッダタンク１２０は、図２に
示すように、チューブ１１１がろう付け接合されて、そ
の断面形状が略Ｊ字状にプレス形成された第１タンクプ
レート１２３と、断面形状が略Ｊ字状に形成され、か
つ、第１タンクプレート１２３と共に各筒状のタンク空
間（タンク本体１２０ａ）を形成する第２タンクプレー
ト１２４とを有して構成されている。因みに、ヘッダタ
ンク１２０の長手方向両端側は、図１に示すように、キ
ャップ１２５ａにより閉塞されている。

【００１９】そして、第１タンクプレート１２３のうち
第２タンクプレート１２４に接合される部位には、図３
（ａ）に示すように、プレス成形にて第１タンクプレー
ト一体成形された第１突起部１２５が形成され、一方、
第２タンクプレート１２４のうち第１突起部１２５に対
応する部位には、第１突起部１２５が挿入される第１穴
部１２６が形成されている。

【００２０】全く同様に、第２タンクプレート１２４の
うち第１タンクプレート１２３に接合される部位には、
第１タンクプレート１２３側に向けて突出した第２突起
部（突起部）１２７が形成され、一方、第１タンクプレ
ート１２４のうち第２突起部１２７に対応する部位に
は、第２突起部１２７が挿入される第２穴部１２８が形
成されている。

【００２１】なお、第１、２突起部１２５、１２７の先
端側には、図４（ａ）に示すように、第１、２突起部１
２５、１２７の突出方向と交差する方向に突出したフラ
ンジ突起１２５ａ、１２７ａが一体成形されており、本
実施形態では、第１、２突起部１２５、１２７の先端を
押し潰すようにして第１、２突起部１２５、１２７の一
部を塑性流動させることにより一体形成している。

【００２２】また、第１、２穴部１２６、１２８は、図
４（ｂ）に示すように、フランジ突起１２５ａ、１２７
ａより大きい穴径Ｄ１を有する大径部１２６ａ、１２８
ａ、及びフランジ突起１２５ａ、１２７ａより小さい穴
径Ｄ２を有する小径部１２６ｂ、１２８ｂからなるダル
マ穴状のものである。

【００２３】そして、両突起部１２５、１２７は、図３
（ａ）〜（ｃ）に示すように、第１タンクプレート１２
３を第２タンクプレート１２４に対してヘッダタンク１
２０の長手方向に相対的に平行移動（スライド）させる
ことにより、両突起部１２５、１２７を両穴部１２６、
１２８に嵌合固定されている。

【００２４】したがって、両突起部１２５、１２７が両
穴部１２６、１２８に嵌合固定され状態においては、両
突起部１２５、１２７は両穴部１２６、１２８の小径部
１２６ｂ、１２８ｂに位置するので、図５に示すよう
に、第１、２タンクプレート１２３、１２４が互いに係
合した状態となる。

【００２５】そこで、本実施形態では、両タンクプレー
ト１２３、１２４を表裏両面にろう材が被覆（クラッ
ド）されたアルミニウム製のクラッド材にプレス加工に
施して成形するとともに、前述のごとく、両タンクプレ
ート１２３、１２４を係合固定した状態で、キャップ１
２５及びチューブ１１１等と共に炉内で加熱されてろう
付け接合する。

【００２６】次に、突起部１２５、１２７の製造方法に
ついて述べる。

【００２７】図６は突起部１２５、１２７の製造方法の
特徴を示す説明図である。図６中、２００は突起部１２
５、１２７の外形状に沿った穴部２０１を有するダイス
であり、２１０はタンクプレート１２３、１２４プレー
ト（１２３、１２４）の一部をダイス２００側に押圧す
るパンチであり、このパンチ２１０及びダイス２００に
よりタンクプレート１２３、１２４の一部を塑性流動さ
せるプレス工程を施工する。

【００２８】また、ダイス２００のうち穴部２０１の外
周側全域には、パンチ２１０側に突出してタンクプレー
ト１２３、１２４の塑性流動を規制する規制用突起部
（拘束用突起部）２０２が設けられており、この規制用
突起部２０２により、プレス工程時（パンチ２１０にて
タンクプレート１２３、１２４を押圧する際）に、突起
部１２５、１２７の根元側に対応する部位において、タ
ンクプレート１２３、１２４の一部が突起部１２５、１
２７の根元から遠ざかるように広がって塑性流動してし
まうが規制される。

【００２９】なお、フランジ突起部１２５ａ、１２７ａ
は、突起部１２５、１２７を成形するプレス加工の終了
後、その先端を押し潰すようにプレス加工を施すことに
より成形される。

【００３０】因みに、図７はプレス工程終了後（仕上が
り後）の突起部１２５、１２７を示す断面図であり、タ
ンクプレート１２３、１２４のうちパンチ２１０側（突
起部１２５、１２７と反対側）は、パンチ２１０により
押圧されてタンクプレート１２３、１２４の一部が塑性
流動して凹部１２３ａ、１２４ａが形成され、この凹部
１２３ａ、１２４ａに相当する量が塑性流動して突起部
１２５、１２７が成形される。また、突起部１２５、１
２７の外周側全域には、規制用突起部２０２により形成
された環状の凹部１２３ｂ、１２４ｂが形成される。

【００３１】次に、本実施形態の特徴（作用効果）を述
べる。

【００３２】本実施形態によれば、第１、２タンクプレ
ート１２３、１２４を係合固定する突起部１２５、１２
７をプレス加工で成形して突起部１２５、１２７をタン
クプレート１２３、１２４と一体に形成しているので、
図７に示すように、突起部１２５、１２７の根元部全周
は、タンクプレート１２３、１２４の表面から連続して
繋がった形状となり、突起部１２５、１２７の根元部に
穴のないタンクプレート１２３、１２４を得ることがで
きる。

【００３３】したがって、「発明が解決しようとする課
題」の欄で述べたような、フィレット部分でのろう付け
不良（ろう切れ）を考慮する必要がないので、ヘッダタ
ンク１２０（タンク本体１２０ａ）の液密性（密閉性）
を安定的に確保することができる。

【００３４】ところで、プレス加工（塑性加工）は、母
材（この場合は、タンクプレート１２３、１２４）を塑
性流動させることにより母材を所定形状に成形するもの
であるが、図８に示すように、パンチ２１０にて母材を
押圧した際に、母材の一部は、ダイス２００の穴部２０
１内に塑性流動することなく、パンチ２１０の押圧方向
Ｄと直交する方向（穴部２０１の外周側）に塑性流動
（逃げて）しまうので、一般的に、突出寸法が大きい突
起部をプレス加工にて一体成形することが難しい。

【００３５】このため、特に、本実施形態のごとく、突
起部１２５、１２７の突出寸法ｈ（図７参照）が、タン
クプレート１２３、１２４の肉厚寸法ｔ（図７参照）よ
り大きいプレス成形品においては、図８に示すような手
段では、プレス加工にて突起部１２５、１２７をタンク
プレート１２３、１２４から一体成形することは、極め
て困難である。

【００３６】これに対して、本実施形態では、規制用突
起部２０２により、突起部１２５、１２７の根元側に対
応する部位において、タンクプレート１２３、１２４の
一部が突起部１２５、１２７の根元から遠ざかるように
広がって塑性流動してしまうことを規制した状態でプレ
ス工程を施工するので、母材（タンクプレート１２３、
１２４）の一部が、パンチ２１０の押圧方向Ｄと直交す
る方向（穴部２０１の外周側）に塑性流動（逃げて）し
まうことを抑制できる。したがって、突出寸法ｈが大き
い突起部１２５、１２７であっても、容易にプレス加工
にて一体成形することができる。

【００３７】なお、このとき、規制用突起部２０２の位
置、パンチ２１０の押圧面積及びパンチ２１０の押圧量
は、図９に示すような関係になっていることが望まし
い。具体的には、ダイス２００の穴部２０１の相当直径
をＡとし、パンチ２１０の押圧面積の相当直径をＢと
し、規制用突起部２０２の位置を示す相当直径をＣとし
たときに、Ｂ＝（１．２〜３）×Ａを満たし、かつ、Ｃ
＝（１．２〜１．５）×Ｂを満たし、かつ、ｈ１＝
（０．３〜０．６）×ｔを満たすようにする。

【００３８】（その他の実施形態）上述の実施形態で
は、本発明に係るプレス品の製造方法をラジエータのヘ
ッダタンクタンク１２０に設けられた突起部１２５、１
２７の成形に用いたが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、その他のプレス成形品に適用することができ
る。

【００３９】また、上述の実施形態では、突起部１２
５、１２７の突出寸法ｈが、タンクプレート１２３、１
２４の肉厚寸法ｔより大きいプレス成形品であったが、
本発明はこれに限定されるものではない。

【００４０】また、上述の実施形態では、プレス加工に
て突起部１２５、１２７を成形したが、本発明はこれに
限定されるものではなく、切削加工やキャストにて突起
部１２５、１２７を成形してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る熱交換器（ラジエー
タ）の斜視図である。

【図２】本発明の実施形態に係るヘッダタンクの斜視図
である。

【図３】本発明の実施形態に係るヘッダタンクの仮組み
付けを示す説明図である。

【図４】（ａ）は本発明の実施形態に係るヘッダタンク
の突起部及び穴部の断面図であり、（ｂ）は本発明の実
施形態に係るヘッダタンクの突起部及び穴部の上面図で
ある。

【図５】本発明の実施形態に係るヘッダタンクの長手方
向と直交する方向におけるヘッダタンクの断面図であ
る。

【図６】本発明の実施形態に係るヘッダタンクの突起部
の製造方法を示す説明図である。

【図７】本発明の実施形態に係るヘッダタンクの突起部
の断面図である。

【図８】従来の技術に係るヘッダタンクの突起部の製造
方法を示す説明図である。

【図９】本発明の実施形態に係るヘッダタンクの突起部
の断面図である。

【図１０】（ａ）は従来の技術に係るヘッダタンクの突
起部の嵌合状態を示す断面図であり、（ｂ）は従来の技
術に係るヘッダタンクの突起部の嵌合状態を示す上面図
である。

【図１１】従来の技術に係るヘッダタンクのフィレット
部分の拡大図である。

【符号の説明】

１２３、１２４…タンクプレート、１２５、１２７…突
起部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者南谷幹男愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内 (72)発明者布田幹雄愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内 (72)発明者岩田 ▲祥▼裕愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内 (72)発明者國分寺宏史愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内Ｆターム(参考） 3L065 CA09 CA17 CA30

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】流体が流通する複数本のチューブ（１１
１）と、前記チューブ（１１１）の長手方向両端側に配
設され、前記チューブ（１１１）の長手方向と直交する
方向に延びて前記複数本のチューブ（１１１）と連通す
るタンク本体（１２０ａ）を有して構成されたヘッダタ
ンク（１２０）とを備え、前記タンク本体（１２０ａ）は、所定形状に成形された
少なくとも２枚のプレート（１２３、１２４）をろう付
け接合することにより構成されており、さらに、前記２枚のプレート（１２３、１２４）のうち
一方側のプレート（１２３、１２４）には、その表面か
ら突出する突起部（１２５、１２７）が一体形成され、
他方側のプレート（１２３、１２４）には、前記突起部
（１２５、１２７）が挿入された穴部（１２６、１２
８）が形成されており、前記突起部（１２５、１２７）の根元部全周は、前記プ
レート（１２３、１２４）の表面から連続して繋がって
いることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】前記突起部（１２５、１２７）は、前記
プレート（１２３、１２４）の一部を塑性流動させるこ
とにより成形されていることを特徴とする請求項１に記
載の熱交換器。
【請求項３】前記突起部（１２５、１２７）の先端側
には、前記突起部（１２５、１２７）の突出方向と交差
する方向に突出したフランジ突起（１２５ａ、１２７
ａ）が一体成形されており、さらに、前記穴部（１２６、１２８）は、前記フランジ
突起（１２５ａ、１２７ａ）より大きい穴径（Ｄ１）を
有する大径部（１２６ａ、１２８ａ）、及び前記フラン
ジ突起（１２５ａ、１２７ａ）より小さい穴径（Ｄ２）
を有する小径部（１２６ｂ、１２８ｂ）からなるダルマ
穴状のものであることを特徴とする請求項１又は２に記
載の熱交換器。
【請求項４】請求項１ないし３のいずれか１つに記載
された突起部（１２５、１２７）の製造方法であって、前記突起部（１２５、１２７）の外形状に沿った穴部
（２０１）を有するダイス（２００）に向けて前記プレ
ート（１２３、１２４）の一部をパンチ（２１０）にて
押圧し、前記プレート（１２３、１２４）の一部を塑性
流動させるプレス工程を有し、前記突起部（１２５、１２７）の根元側に対応する部位
において、前記プレート（１２３、１２４）の一部が前
記突起部（１２５、１２７）の根元から遠ざかるように
広がって塑性流動してしまうことを規制した状態で、前
記プレス工程を施工することを特徴とするプレス加工品
の製造方法。
【請求項５】金属製のプレート（１２３、１２４）か
ら突出した突起部（１２５、１２７）が、前記プレート
（１２３、１２４）にプレス加工にて一体形成されたプ
レス加工品の製造方法であって、前記突起部（１２５、１２７）の外形状に沿った穴部
（２０１）を有するダイス（２００）に向けて前記プレ
ート（１２３、１２４）の一部をパンチ（２１０）にて
押圧し、前記プレート（１２３、１２４）の一部を塑性
流動させるプレス工程を有し、前記突起部（１２５、１２７）の根元側に対応する部位
において、前記プレート（１２３、１２４）の一部が前
記突起部（１２５、１２７）の根元から遠ざかるように
広がって塑性流動してしまうことを規制した状態で、前
記プレス工程を施工することを特徴とするプレス加工品
の製造方法。
【請求項６】前記ダイス（２００）のうち前記穴部
（２０１）の外周側に、前記パンチ（２１０）側に突出
して前記プレート（１２３、１２４）の塑性流動を規制
する規制用突起部（２０２１）が設けられた前記ダイス
（２００）を用いて、前記プレス工程を施工することを
特徴とする請求項４又は５に記載のプレス加工品の製造
方法。