JP2004066283A

JP2004066283A - 熱交換器のかしめ方法およびその装置

Info

Publication number: JP2004066283A
Application number: JP2002227363A
Authority: JP
Inventors: Ryuji Tateishi; 立石　竜二
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-08-05
Filing date: 2002-08-05
Publication date: 2004-03-04

Abstract

【課題】所定のかしめ形状が確実に得られる熱交換器のかしめ方法およびその装置を提供する。
【解決手段】タンク２０とコアプレート３０との間にシール部材４０を介在させた後に、コアプレート３０の側面部３１を折り曲げてコアプレート３０をタンク２０にかしめる熱交換器のかしめ方法において、シール部材４０が必要圧縮代を保持するようにタンク２０をコアプレート３０側に押圧する押圧行程と、側面部３１の表面に対して垂直方向から加圧して、側面部３１を所定のかしめ形状の途中状態まで折り曲げる１次折り曲げ行程と、途中状態まで折り曲げられた側面部３１を所定のかしめ形状に折り曲げる２次折り曲げ行程とを設ける。
【選択図】　　　　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱交換器のタンクとコアプレートとをかしめによって機械的に接合する際に用いる熱交換器のかしめ方法およびその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の熱交換器のかしめ方法として、特開２０００−１０７８２２号公報に開示されるように、爪部を有するかしめ金具を回転させてコアプレートの側面部を折り曲げてタンクにかしめるものが知られている。ここでは、かしめ金具に転がり接触部を設け、コアプレートの側面部と転がり押圧接触させることで、コアプレートの側面部の傷付きを抑制して外観形状の向上を図るようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来技術では、タンクとコアプレート間に介在されるパッキンを圧縮しながらかしめを行うようにしており、且つ、上記したようにかしめ金具の回転によりコアプレートの側面を折り曲げるようにしているので、折り曲げポイントが定まりにくく、またパッキンからの反力を受けることで所定のかしめ形状が得られにくいと言う問題があった。
【０００４】
本発明の目的は、上記問題に鑑み、所定のかしめ形状が確実に得られる熱交換器のかしめ方法およびその装置を提供することにある。
【０００５】
【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、以下の技術的手段を採用する。
【０００６】
請求項１および請求項２に記載の発明は、熱交換器のかしめ方法に関するものである。請求項１に記載の発明では、タンク（２０）とコアプレート（３０）との間にシール部材（４０）を介在させた後に、コアプレート（３０）の側面部（３１）を折り曲げてコアプレート（３０）をタンク（２０）にかしめる熱交換器のかしめ方法において、シール部材（４０）が必要圧縮代を保持するようにタンク（２０）をコアプレート（３０）側に押圧する押圧行程と、側面部（３１）の表面に対して垂直方向から加圧して、側面部（３１）を所定のかしめ形状の途中状態まで折り曲げる１次折り曲げ行程と、途中状態まで折り曲げられた側面部（３１）を所定のかしめ形状に折り曲げる２次折り曲げ行程とを有することを特徴としている。
【０００７】
これにより、押圧行程でコアプレート（３０）に対するタンク（２０）の位置が保持されることになるので、１次折り曲げ行程時での側面部（３１）の折り曲げ開始位置を常に安定させることができる。そして、折り曲げ加工時においてはシール部材（４０）からの反力を受けることが無くなるので、本来の側面部（３１）の塑性変形に必要な荷重で済ますことができる。
【０００８】
更には、側面部（３１）の折り曲げを１次折り曲げ行程と２次折り曲げ行程の２回に分けて順次行うので、スムーズに曲げ加工を行うことができる。よって、所定のかしめ形状を確実に形成することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、１次折り曲げ行程および２次折り曲げ行程は、タンク（２０）の長手方向に沿って移動しながら複数回に分けて全体のかしめを行う行程としたことを特徴としている。
【００１０】
これにより、タンク（２０）の長手方向寸法が種々異なる場合でもその対応が可能となる。
【００１１】
また、請求項３〜請求項５に記載の発明は、熱交換器のかしめ装置に関するものである。請求項３に記載の発明では、タンク（２０）とコアプレート（３０）との間にシール部材（４０）を介在させた後に、コアプレート（３０）の側面部（３１）を折り曲げる折り曲げ機構（１２０）によってコアプレート（３０）をタンク（２０）にかしめる熱交換器のかしめ装置において、シール部材（４０）が必要圧縮代を保持するようにタンク（２０）をコアプレート（３０）側に押圧する押圧部（１１０）を設け、折り曲げ機構（１２０）は、側面部（３１）の表面に対して垂直方向から加圧して、側面部（３１）を所定のかしめ形状の途中状態まで折り曲げる１次折り曲げ部（１２１）と、途中状態まで折り曲げられた側面部（３１）を所定のかしめ形状に折り曲げる２次折り曲げ部（１２２）とから成るようにしたことを特徴としている。
【００１２】
これにより、請求項１に記載の発明と同様の効果を得ることができる。尚、シール部材（４０）からの反力の影響を無くし、折り曲げ加工時の必要荷重を低減できるので、各折り曲げ部（１２１、１２２）を小型にすることができ、タンク（２０）の突出部との干渉を減らして未かしめ部を減らすことができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明では、１次折り曲げ部（１２１）および２次折り曲げ部（１２２）は、タンク（２０）の長手方向に沿って移動し、複数回に分けて全体の側面部（３１）を折り曲げるようにしたことを特徴としている。
【００１４】
これにより、最大サイズのタンク（２０）に合わせて各折り曲げ部（１２１、１２２）を大型に設定する必要が無く、安価にすることができ、且つ、種々のサイズのタンク（２０）へのかしめを可能にすることができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明では、１次折り曲げ部（１２１）および２次折り曲げ部（１２２）は、タンク（２０）高さ方向の所定位置よりもコアプレート（３０）側に設けられたことを特徴としている。
【００１６】
これにより、タンク（２０）に突出部が設定される場合でも、この突出部と各折り曲げ部（１２１、１２２）との干渉を回避して、未かしめ部を減らすことができる。
【００１７】
尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図１〜図３を用いて説明する。かしめ装置１００は、熱交換器のタンク２０をコアプレート３０の爪部３１によってかしめるものであり、ここでは対象とする熱交換器は車両エンジン冷却用のラジエータ１０としている。
【００１９】
まず、図１を用いてラジエータ１０の構成について簡単に説明する。ラジエータ１０は、樹脂製のタンク２０を有し、かしめによってコア部１１に接合されている。
【００２０】
タンク２０は、ガラス繊維を含有するポリアミド６６（６６ナイロン）から成る容器体であり、コア部１１側に開口するＵ字状断面を有している。
【００２１】
コア部１１は、それぞれアルミニウムあるいはアルミニウム合金から成るフィン５０、チューブ６０、サイドプレート７０、コアプレート３０から構成されている。複数並べられたフィン５０の間にチューブ６０が介在され、最外方のフィン５０の更に外方にサイドプレート７０が配設されている。そして、チューブ６０の長手方向端部にコアプレート３０が嵌合され、上記各部材は互いにろう付けされコア部１１を形成している。
【００２２】
コアプレート３０の外周部には溝部が形成されており、溝部の外側の側壁３２には複数の爪部（側面部）３１が形成されている。
【００２３】
そして、コアプレート３０の溝部にシール部材としてのパッキン４０およびタンク２０の開口側端部が挿入され、爪部３１の先端を略直角に折り曲げる（所定のかしめ形状とする）ことによってタンク２０はコア部１１に接合され、ラジエータ１０として形成される。
【００２４】
次に、このラジエータ１０を形成するためのかしめ装置１００について、図２を用いて説明する。かしめ装置１００は、大きくは押圧部１１０および折り曲げ機構１２０から構成されている。
【００２５】
押圧部１１０は、パッキン４０およびタンク２０がコアプレート３０に挿入された後に、パッキン４０が必要圧縮代に圧縮保持されるようにタンク２０をコアプレート３０側に押圧する機構であり、タンク２０の長手方向に複数設けられている。押圧部１１０は、タンク押え部１１１およびスプリング１１２（図３）を有し、図２中において上下動するようにしている。タンク押え部１１１が下降してタンク２０の天井部に当接すると、スプリング１１２によってタンク２０を所定の荷重でコアプレート３０側に付勢する。
【００２６】
折り曲げ機構１２０は、コアプレート３０の爪部３１を折り曲げてコアプレート３０をタンク２０にかしめる機構であり、１次折り曲げ部１２１と２次折り曲げ部１２２とから成る。各折り曲げ部１２１、１２２は、タンク２０の幅方向にそれぞれ一対ずつ設けられており、タンク２０の長手方向の移動を可能としている。尚、タンク２０のインレットパイプ２１のような大きな突出部が設けられた領域においては、各折り曲げ部１２１、１２２は、クランク状に移動し、突出部との干渉を回避するようにしている。
【００２７】
１次折り曲げ部１２１は、コアプレート３０の爪部３１の表面に対して垂直方向（図２中の水平方向）から加圧して、爪部３１を所定のかしめ形状（図３（ｄ））の途中状態（図３（ｂ））まで折り曲げる機構であり、ベース１２１ｂにパンチ１２１ａが取り付けられて形成されている。パンチ１２１ａには、コアプレート３０側に突出する複数（図２では３つ）のくさび状の爪１２１ｃが設けられており、この爪１２１ｃはコアプレート３０の爪部３１に対応したピッチおよび幅寸法で形成されている。
【００２８】
また、２次折り曲げ部１２２は、上記１次折り曲げ部１２１によって途中状態まで折り曲げられた爪部３１を所定のかしめ形状に折り曲げる機構であり、ベース１２２ｂにパンチ１２２ａが取り付けられて形成されている。パンチ１２２ａには、コアプレート３０側に突出する複数（図２では３つ）の爪１２２ｃが設けられており、この爪１２２ｃは、上記１次折り曲げ部１２１と同様にコアプレート３０の爪部３１に対応したピッチおよび幅寸法で形成されている。２次折り曲げ部１２２は、コアプレート３０の側壁３２側に向けて水平方向、および上下方向への移動を可能としている。
【００２９】
尚、各折り曲げ部１２１、１２２の各パンチ１２１ａ、１２２ａの上端は、タンク２０の高さ方向の所定位置Ａよりもコアプレート３０側の領域に入るようにしている（図３（ｂ）、（ｃ））。ここで所定位置Ａは、例えばタンク２０の側面に設けられて、取り付け部等を形成する突出部の下端側位置を意味している。
【００３０】
次に、上記かしめ装置１００による具体的なかしめ方法について、図３を用いて説明する。
【００３１】
まず、図３（ａ）に示すように、押圧部１１０がタンク２０側に下降し、タンク押え部１１１がタンク２０の天井部を押圧する。そして、パッキン４０を圧縮し所定の必要圧縮代を保持する（押圧行程）。
【００３２】
次に、図３（ｂ）に示すように、１次折り曲げ部１２１がコアプレート３０の爪部３１側に水平方向に移動し、爪部３１を加圧して所定のかしめ形状の途中状態（略４５度の角度）まで折り曲げる（１次折り曲げ行程）。
【００３３】
そして、１次折り曲げ部１２１および２次折り曲げ部１２２は共に、爪１２１ｃ、１２２ｃの数（ここでは３つ）の分だけタンク長手方向に移動する。即ち、上記１次折り曲げ行程で爪部３１が途中状態に折り曲げられた位置に２次折り曲げ部１２２が移動する。
【００３４】
更に、図３（ｃ）に示すように、２次折り曲げ部１２２がコアプレート３０の爪部３１側に対して水平方向および下方向に移動し、爪部３１を加圧して所定のかしめ形状（略９０度の角度）まで折り曲げる（２次折り曲げ行程）。
【００３５】
以下、１次折り曲げ部１２１および２次折り曲げ部１２２は、順次タンク２０の長手方向に移動しながら複数回に分けて図３（ｂ）、（ｃ）を繰り返し、すべての爪部３１をかしめる。
【００３６】
すべての爪部３１のかしめが終了すると、図３（ｄ）に示すように、押圧部１１０は上昇し、タンク２０の押圧を解除し、かしめ加工が終了する。
【００３７】
以上のかしめ装置１００の構成およびかしめ方法より、本発明の作用効果について説明する。まず、押圧行程でコアプレート３０に対するタンク２０の位置が保持されることになるので、１次折り曲げ行程時での爪部３１の折り曲げ開始位置を常に安定させることができる。そして、折り曲げ加工時においてはパッキン４０からの反力を受けることが無くなるので、本来の爪部３１の塑性変形に必要な荷重で済ますことができる。
【００３８】
更には、爪部３１の折り曲げを１次折り曲げ行程と２次折り曲げ行程の２回に分けて順次行うので、スムーズに曲げ加工を行うことができる。よって、所定のかしめ形状を確実に形成することができる。
【００３９】
尚、パッキン４０からの反力の影響を無くし、折り曲げ加工時の必要荷重を低減できるので、各折り曲げ部１２１、１２２のパンチ１２１ａ、１２２ａを小型にする（爪１２１ｃ、１２２ｃを薄くする）ことができ、タンク２０の高さ方向の所定位置Ａよりもコアプレート３０側に容易に設定可能となり、タンク２０の突出部との干渉を減らして未かしめ部を減らすことができる。
【００４０】
また、各折り曲げ部１２１、１２２は、タンク２０の長手方向に移動しながら複数回に分けて全体のかしめを行うようにしているので、タンク２０の長手方向寸法が種々異なる場合でもその対応が可能となる。合わせて各折り曲げ部１２１、１２２を最大サイズのタンク２０に合わせて大型に設定する必要が無く、安価にすることができる。
【００４１】
（その他の実施形態）
上記第１実施形態では、アルミ製樹脂タンクラジエータを対象製品として説明したが、タンク２０およびコア部１１の材質はこれに限定されることなく、例えばタンク２０は、銅やアルミ製の金属タンクでも良く、また、コア部１１は銅製のものとしても良い。
【００４２】
更に熱交換器としてラジエータに限らず、タンク２０をコアプレート３０の爪部３１によってかしめるものであれば、他のインタークーラ等に適用するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】ラジエータの構成を示す斜視図である。
【図２】かしめ装置を示す斜視図である。
【図３】かしめ方法における（ａ）は押圧行程、（ｂ）は１次折り曲げ行程、（ｃ）は２次折り曲げ行程、（ｄ）はかしめ完成状態を示す工程図である。
【符号の説明】
２０　タンク
３０　コアプレート
３１　爪部（側面部）
４０　パッキン（シール部材）
１００　かしめ装置
１１０　押圧部
１２０　折り曲げ機構
１２１　１次折り曲げ部
１２２　２次折り曲げ部

Claims

タンク（２０）とコアプレート（３０）との間にシール部材（４０）を介在させた後に、前記コアプレート（３０）の側面部（３１）を折り曲げて前記コアプレート（３０）を前記タンク（２０）にかしめる熱交換器のかしめ方法において、
前記シール部材（４０）が必要圧縮代を保持するように前記タンク（２０）を前記コアプレート（３０）側に押圧する押圧行程と、
前記側面部（３１）の表面に対して垂直方向から加圧して、前記側面部（３１）を所定のかしめ形状の途中状態まで折り曲げる１次折り曲げ行程と、
前記途中状態まで折り曲げられた前記側面部（３１）を前記所定のかしめ形状に折り曲げる２次折り曲げ行程とを有することを特徴とする熱交換器のかしめ方法。
前記１次折り曲げ行程および前記２次折り曲げ行程は、前記タンク（２０）の長手方向に沿って移動しながら複数回に分けて全体のかしめを行う行程としたことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器のかしめ方法。
タンク（２０）とコアプレート（３０）との間にシール部材（４０）を介在させた後に、前記コアプレート（３０）の側面部（３１）を折り曲げる折り曲げ機構（１２０）によって前記コアプレート（３０）を前記タンク（２０）にかしめる熱交換器のかしめ装置において、
前記シール部材（４０）が必要圧縮代を保持するように前記タンク（２０）を前記コアプレート（３０）側に押圧する押圧部（１１０）を設け、
前記折り曲げ機構（１２０）は、前記側面部（３１）の表面に対して垂直方向から加圧して、前記側面部（３１）を所定のかしめ形状の途中状態まで折り曲げる１次折り曲げ部（１２１）と、
前記途中状態まで折り曲げられた前記側面部（３１）を前記所定のかしめ形状に折り曲げる２次折り曲げ部（１２２）とから成るようにしたことを特徴とする熱交換器のかしめ装置。
前記１次折り曲げ部（１２１）および前記２次折り曲げ部（１２２）は、前記タンク（２０）の長手方向に沿って移動し、複数回に分けて全体の前記側面部（３１）を折り曲げるようにしたことを特徴とする請求項３に記載の熱交換器のかしめ装置。
前記１次折り曲げ部（１２１）および前記２次折り曲げ部（１２２）は、前記タンク（２０）高さ方向の所定位置よりも前記コアプレート（３０）側に設けられたことを特徴とする請求項３または請求項４のいずれかに記載の熱交換器のかしめ装置。