JP2015206507A - heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱交換器に関するもので、車両に搭載される車両用の熱交換器に適用して有効である。 The present invention relates to a heat exchanger, and is effective when applied to a vehicle heat exchanger mounted on a vehicle.
従来、ラジエータ等の熱交換器のヘッダタンクは、各チューブが接合された金属製のコアプレートと、タンク内空間を形成する樹脂製のタンク本体部とを一体化することによって構成されている。コアプレートとタンク本体部との間には、ゴム等の弾性部材からなるパッキン(シール部材)が配置されており、このパッキンをコアプレートおよびタンク本体部にて圧縮することで、コアプレートとタンク本体部とをシールしている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a header tank of a heat exchanger such as a radiator is configured by integrating a metal core plate to which tubes are joined and a resin tank main body forming a tank internal space. A packing (seal member) made of an elastic member such as rubber is disposed between the core plate and the tank main body. The core plate and the tank are compressed by compressing the packing between the core plate and the tank main body. The main body is sealed.
具体的には、コアプレートは、チューブが接合されるチューブ接合面と、チューブ接合面の外周縁部に形成された溝部とを有している。そして、コアプレートの溝部には、タンク本体部のうちコアプレート側の先端部が挿入されており、コアプレートの溝部とタンク本体部の先端部との間にパッキンが挟まれた状態で、タンク本体部がコアプレートにカシメ固定されている。 Specifically, the core plate has a tube joint surface to which the tube is joined, and a groove formed at the outer peripheral edge of the tube joint surface. The core plate side tip portion of the tank main body portion is inserted into the core plate groove portion, and the tank is sandwiched between the core plate groove portion and the tank main body tip portion. The main body is caulked and fixed to the core plate.
このような構成の熱交換器では、コアプレートに溝部を形成しているので、この溝部の分だけ、コアプレートにおける外部流体(空気)の流れ方向の長さ(以下、幅方向寸法ともいう)が長くなる。これにより、熱交換器全体としての幅方向寸法が長くなるという問題があった。 In the heat exchanger having such a configuration, since the groove portion is formed in the core plate, the length in the flow direction of the external fluid (air) in the core plate by the amount of the groove portion (hereinafter also referred to as the width direction dimension). Becomes longer. Thereby, there existed a problem that the width direction dimension as the whole heat exchanger became long.
これに対し、コアプレートの溝部を廃止することで薄幅化を図った熱交換器が開示されている(例えば、特許文献1参照)。具体的には、特許文献1に記載の熱交換器では、コアプレートにおけるチューブが挿入接合されるチューブ接合面上に直接パッキンが配置されているとともに、このパッキン上にタンク本体部の端部が配置されている。 On the other hand, the heat exchanger which aimed at thickness reduction by eliminating the groove part of a core plate is disclosed (for example, refer patent document 1). Specifically, in the heat exchanger described in Patent Document 1, a packing is directly disposed on a tube joining surface to which a tube in a core plate is inserted and joined, and an end of a tank main body is disposed on the packing. Has been placed.
ところで、ヘッダタンクのコアプレートにチューブが接合されている従来の熱交換器において、チューブとコアプレートとの間に熱膨張差による熱歪みが生じた場合、チューブの熱膨張による変位に対してコアプレートが撓むことにより、コアプレートとチューブとの根付部(接合部)に発生する熱歪みを緩和している。 By the way, in the conventional heat exchanger in which the tube is joined to the core plate of the header tank, when thermal distortion occurs due to the difference in thermal expansion between the tube and the core plate, the core against the displacement due to the thermal expansion of the tube. Due to the bending of the plate, the thermal strain generated at the root portion (joint portion) between the core plate and the tube is reduced.
しかしながら、上記特許文献1に記載の熱交換器では、コアプレートにおけるチューブ挿入部から幅方向外側の端面までの距離が短くなるため、チューブとコアプレートとの間に熱膨張差による熱歪みが生じた場合に、コアプレート側の変形量が低下してしまう。これにより、熱歪みが吸収されず、コアプレートとチューブとの根付部(接合部)に大きな熱歪みが発生するという問題がある。 However, in the heat exchanger described in Patent Document 1, the distance from the tube insertion portion in the core plate to the outer end surface in the width direction is shortened, so that thermal distortion due to the difference in thermal expansion occurs between the tube and the core plate. In this case, the amount of deformation on the core plate side is reduced. Thereby, there is a problem that thermal strain is not absorbed and large thermal strain is generated at the root portion (joint portion) between the core plate and the tube.
本発明は上記点に鑑みて、ヘッダタンクの幅方向寸法を小さくしても、ヘッダタンクとチューブとの根付部に発生する熱歪みを低減することができる熱交換器を提供することを目的とする。 In view of the above points, the present invention has an object to provide a heat exchanger that can reduce the thermal distortion generated at the root portion of the header tank and the tube even if the width dimension of the header tank is reduced. To do.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、互いに並設配置されるとともに、内部に流体が流通する複数のチューブ(2)と、チューブ(2)の長手方向端部に配置されるとともに、複数のチューブ(2)の並設方向に延びて複数のチューブ(2)に連通するヘッダタンク(5)とを備え、ヘッダタンク(5)は、複数のチューブ(2)が接合されるコアプレート(51)と、コアプレート(51)に固定されるタンク本体部(52)とを有している熱交換器において、コアプレート(51)は、チューブ(2)が挿入接合されるチューブ接合面(511)と、弾性変形可能なシール部材(53)が配置されるシール面(512)とを有しており、コアプレート(51)におけるシール面(512)よりもチューブ接合面(511)側には、当該コアプレート(51)に作用する応力が集中する応力集中部(55、57)が設けられていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a plurality of tubes (2) that are arranged in parallel with each other and in which a fluid circulates are disposed at the longitudinal ends of the tubes (2). And a header tank (5) that extends in the direction in which the plurality of tubes (2) are juxtaposed and communicates with the plurality of tubes (2). The header tank (5) is joined to the plurality of tubes (2). In the heat exchanger having a core plate (51) and a tank body (52) fixed to the core plate (51), the tube (2) is inserted and joined to the core plate (51). It has a tube joint surface (511) and a seal surface (512) on which an elastically deformable seal member (53) is arranged, and the tube joint surface (512) rather than the seal surface (512) in the core plate (51). 511 The side, characterized in that the stress concentration portion where the stress acting on the core plate (51) is concentrated (55, 57) is provided.
これによれば、コアプレート(51)におけるシール面(512)よりもチューブ接合面(511)側に応力集中部(55、57)を設けることで、チューブ(2)とコアプレート(51)との間に熱膨張差による熱歪みが生じた場合に、応力集中部(55、57)が曲げ起点となり、コアプレート(51)を積極的に撓ませることができる。このため、コアプレート(51)の撓み量が大きくなり、チューブ(2)とコアプレート(51)との間に生じた熱歪みを吸収することができる。したがって、ヘッダタンク(5)の幅方向寸法を小さくした場合であっても、ヘッダタンク(5)とチューブ(2)との根付部に発生する熱歪みを低減することが可能となる。 According to this, the tube (2) and the core plate (51) are provided by providing the stress concentration portion (55, 57) closer to the tube joint surface (511) than the seal surface (512) in the core plate (51). When a thermal strain due to a difference in thermal expansion occurs during this period, the stress concentration portions (55, 57) serve as bending starting points, and the core plate (51) can be positively bent. For this reason, the amount of bending of the core plate (51) is increased, and the thermal strain generated between the tube (2) and the core plate (51) can be absorbed. Therefore, even when the dimension in the width direction of the header tank (5) is reduced, it is possible to reduce thermal distortion generated at the root portion between the header tank (5) and the tube (2).
また、請求項6に記載の発明では、互いに並設配置されるとともに、内部に流体が流通する複数のチューブ(2)と、チューブ(2)の長手方向端部に配置されるとともに、複数のチューブ(2)の並設方向に延びて複数のチューブ(2)に連通するヘッダタンク(5)とを備え、ヘッダタンク(5)は、複数のチューブ(2)が挿入接合されるチューブ接合面(511)を有する箱状に形成されている熱交換器において、ヘッダタンク(5)は、チューブ接合面(511)からチューブ(2)の長手方向外側に向かって折り曲げられた外側壁部(516)を有しており、チューブ接合面(511)と外側壁部(516)との接続部には、コアプレート(51)に作用する応力が集中する応力集中部(57)が設けられていることを特徴とする。 Moreover, in invention of Claim 6, while being arrange | positioned in parallel mutually, it arrange | positions at the longitudinal direction edge part of the several tube (2) through which a fluid distribute | circulates inside, and a tube (2), and several A header tank (5) that extends in the juxtaposed direction of the tubes (2) and communicates with the plurality of tubes (2), and the header tank (5) is a tube joining surface into which the plurality of tubes (2) are inserted and joined. In the heat exchanger formed in a box shape having (511), the header tank (5) has an outer wall portion (516) bent from the tube joint surface (511) toward the outside in the longitudinal direction of the tube (2). ) And a stress concentration portion (57) where stress acting on the core plate (51) is concentrated is provided at the connection portion between the tube joint surface (511) and the outer wall portion (516). It is characterized by .
これによれば、ヘッダタンク(5)におけるチューブ接合面(511)と外側壁部(516)との接続部に応力集中部(57)を設けることで、チューブ(2)とヘッダタンク(5)との間に熱膨張差による熱歪みが生じた場合に、応力集中部(57)が曲げ起点となり、ヘッダタンク(5)を積極的に撓ませることができる。このため、ヘッダタンク(5)の撓み量が大きくなり、チューブ(2)とヘッダタンク(5)との間に生じた熱歪みを吸収することができる。したがって、ヘッダタンク(5)の幅方向寸法を小さくした場合であっても、ヘッダタンク(5)とチューブ(2)との根付部に発生する熱歪みを低減することが可能となる。 According to this, the tube (2) and the header tank (5) are provided by providing the stress concentration portion (57) at the connection portion between the tube joint surface (511) and the outer wall portion (516) in the header tank (5). When a thermal strain due to a difference in thermal expansion occurs between the stress concentration portion (57) and the bending start point, the header tank (5) can be flexed positively. For this reason, the amount of bending of the header tank (5) is increased, and the thermal strain generated between the tube (2) and the header tank (5) can be absorbed. Therefore, even when the dimension in the width direction of the header tank (5) is reduced, it is possible to reduce thermal distortion generated at the root portion between the header tank (5) and the tube (2).
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した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ものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals in the drawings.
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態について図1〜図3に基づいて説明する。本実施形態では、本発明に係る熱交換器を、エンジン冷却水と空気との間で熱交換を行うことによりエンジン冷却水を冷却する自動車用ラジエータに適用した場合を例として説明する。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, a case where the heat exchanger according to the present invention is applied to an automobile radiator that cools engine cooling water by exchanging heat between engine cooling water and air will be described as an example.
図1に示すように、本実施形態のラジエータ1は、複数のチューブ2およびフィン3からなるコア部4と、コア部4の両端部に組み付け配置される一対のヘッダタンク5とを有している。
As shown in FIG. 1, the radiator 1 of the present embodiment includes a core portion 4 composed of a plurality of
チューブ2は、流体(本実施形態ではエンジン冷却水)が流れる管である。チューブ2は、空気流れ方向が長径方向と一致するように扁平状に形成されている。チューブ2は、その長手方向が水平方向に一致するように垂直方向に複数本平行に配置されている。
The
フィン3は、波状に成形されるとともに、チューブ2の両側の扁平面に接合されている。このフィン3により、空気との伝熱面積を増大させてチューブ2内を流通するエンジン冷却水と空気との熱交換を促進している。
The
ヘッダタンク5は、チューブ2の長手方向(以下、チューブ長手方向という)の両端部にてチューブ長手方向と直交する方向に延びて複数のチューブ2と連通するものである。本実施形態では、ヘッダタンク5は、チューブ2の左右端に配置されており、鉛直方向に延びて複数のチューブ2と連通している。このヘッダタンク5は、チューブ2が挿入接合されるコアプレート51と、コアプレート51とともにタンク空間を構成するタンク本体部52とを有して構成されている。
The
また、コア部4おけるチューブ2の積層方向(以下、チューブ積層方向という)の両端部には、コア部4を補強するサイドプレート6が設けられている。サイドプレート6は、チューブ長手方向と平行に延びてその両端部がヘッダタンク5に接続されている。
Further, side plates 6 that reinforce the core portion 4 are provided at both ends of the core portion 4 in the stacking direction of the tubes 2 (hereinafter referred to as tube stacking direction). The side plate 6 extends in parallel with the tube longitudinal direction, and both end portions thereof are connected to the
次に、ヘッダタンク5の詳細な構成を、図2および図3に基づいて説明する。なお、図2では、後述するパッキン53の図示を省略している。また、図3では、チューブ2および後述するタンク本体部52の図示を省略している。
Next, the detailed structure of the
図2および図3に示すように、ヘッダタンク5は、コアプレート51、タンク本体部52およびパッキン53を有して構成されている。コアプレート51には、チューブ2およびサイドプレート6が挿入接合される。タンク本体部52は、コアプレート51と共にヘッダタンク5内の空間であるタンク内空間を構成する。パッキン52は、コアプレート51とタンク本体部52との間をシールするシール部材である。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
本実施形態では、コアプレート51を、アルミニウム合金製としている。また、タンク本体部52を、ガラス繊維で強化されたガラス強化ポリアミド等の樹脂製としている。
In the present embodiment, the
そして、パッキン53をコアプレート51とタンク本体部52との間に挟んだ状態で、コアプレート51の後述するカシメ用爪部517をタンク本体部52に押し付けるように塑性変形させてタンク本体部52をコアプレート51にカシメ固定している。本実施形態では、パッキン53は、チューブ積層方向から見た断面形状が矩形状になっている。なお、本実施形態のパッキン53は、弾性変形可能なゴム(本例では、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM))により構成されている。
Then, in a state where the packing 53 is sandwiched between the
コアプレート51は、チューブ2が挿入接合されるチューブ接合面511と、パッキン53が配置されるシール面512とを有している。シール面512には、タンク本体部52をカシメ固定する際に、パッキン53の面圧がかかるようになっている。
The
本実施形態では、チューブ接合面511およびシール面512は、互いに平行になっている。具体的には、チューブ接合面511およびシール面512は、チューブ長手方向に対して垂直になっている。
In the present embodiment, the tube
チューブ接合面511とシール面512とは、チューブ2のチューブ長手方向の端面(以下、チューブ端面20という)からのチューブ長手方向の距離が、互いに異なっている。本実施形態では、チューブ接合面511からチューブ端面20までのチューブ長手歩行の距離が、シール面512からチューブ端面20までのチューブ長手方向の距離よりも短くなっている。すなわち、シール面512は、チューブ接合面511よりも、チューブ2の長手方向の内側(コア部4に近い側)に配置されている。
The
チューブ接合面511とシール面512とは、チューブ長手方向に対して傾斜した傾斜面513を介して接続されている。本実施形態では、傾斜面513は、チューブ接合面511およびシール面512のそれぞれに対して傾斜している。具体的には、シール面512と傾斜面513との成す角、および、チューブ接合面511と傾斜面513との成す角は、それぞれ鈍角になっている。
The tube
チューブ接合面511および傾斜面513には、チューブ2が挿入されてろう付けされるチューブ挿入穴511aがチューブ積層方向に沿って多数形成されている。そして、チューブ2は、チューブ接合面511および傾斜面513に挿入接合されている。
A number of
また、チューブ接合面511および傾斜面513には、サイドプレート6が挿入されてろう付けされるサイドプレート挿入穴(図示せず)が、チューブ接合面511および傾斜面513のそれぞれにおけるチューブ積層方向の両端側に1つずつ形成されている。そして、サイドプレート6は、チューブ接合面511および傾斜面513に挿入接合されている。
In addition, side plate insertion holes (not shown) into which the side plate 6 is inserted and brazed are formed in the
チューブ挿入穴511aの縁部には、チューブ2の外壁に接触する略筒状のバーリング部514が設けている。バーリング部514は、チューブ挿入穴511aにバーリング加工を施してチューブ挿入穴511aの寸法をチューブ2の外形寸法と略同一となるように拡げることにより形成されている。なお、同様に、サイドプレート挿入穴の縁部にも、サイドプレート6の外壁に接触する略筒状のバーリング部(図示せず)が設けられている。
A substantially
コアプレート51の傾斜面513における隣り合うチューブ2同士の間には、リブ515が設けられている。リブ515は、傾斜面513からヘッダタンク5の外方側(チューブ2の長手方向の内側)に向けて突出するように形成されている。本実施形態では、リブ515は、傾斜面513におけるヘッダタンク5の内方側端部から外方側端部に亘って形成されている。このように、コアプレート51にリブ515を設けることで、チューブ2とコアプレート51との間に発生する熱歪みを緩和することができる。
A
コアプレート51は、シール面512からコア部4と反対側に向かって略直角に折り曲げられてチューブ積層方向または空気流れ方向に延びる外側壁部516を有している。
The
タンク本体部52におけるチューブ2と対向する部位には、ヘッダタンク5の外方側に向けて膨らんだ膨出部521が形成されている。これにより、タンク本体部52の内面とチューブ2の外面とが接触しないように構成されている。
A bulging
タンク本体部52のコアプレート51側の端部には、他の部位よりも板厚が厚くなっているフランジ部522が設けられている。フランジ部522は、コアプレート51のシール面512にパッキン53を介して配置されている。
At the end of the
ところで、コアプレート51には、外側壁部516からタンク本体部52側に突出するように形成されたカシメ用爪部517が複数設けられている。カシメ用爪部517は、タンク本体部52のフランジ部522に対応する部位に配置されている。そして、カシメ用爪部517をタンク本体部52のフランジ部522にカシメ固定することによって、タンク本体部52はコアプレート51に組み付けられている。
By the way, the
チューブ2の内部には、二つの扁平面同士を接続するように形成され、チューブ2の耐圧強度を高める内柱部21が設けられている。本実施形態では、内柱部21は、チューブ2内部における空気流れ方向の中央部に配置されている。この内柱部21により、チューブ2内部の流体通路が二つに仕切られている。
Inside the
ここで、図2および図3に示すように、コアプレート51における、傾斜面513と外側壁部516との間に配置されるとともに、傾斜面513および外側壁部516の双方に接続されている部位を底部54という。本実施形態では、傾斜面513、外側壁部516および底部54により、パッキン53を配置するための溝部510が形成されている。
Here, as shown in FIGS. 2 and 3, the
コアプレート51の底部54には、パッキン53が配置されている。このため、底部54におけるヘッダタンク5の内方側の面の一部が、シール面512を構成している。したがって、本実施形態の底部54が、特許請求の範囲に記載された「コアプレート51におけるシール面512が設けられた部位」に対応している。
A packing 53 is disposed on the bottom 54 of the
コアプレート51におけるシール面512よりもチューブ接合面511側(すなわちヘッダタンク5の内方側)には、底部54と比較して板厚が薄い薄肉部55が設けられている。薄肉部55は、コアプレート51に凹部56を形成することにより構成されている。薄肉部55は、コアプレート51に作用する応力が集中するようになっている。したがって、本実施形態の薄肉部55が、特許請求の範囲に記載された「応力集中部」に対応している。
On the tube
薄肉部55は、コアプレート51におけるタンク本体部52と対向する側の面、すなわちヘッダタンク5の内方側の面に設けられている。具体的には、コアプレート51におけるタンク本体部52と対向する側の面に、凹部56が形成されている。また、薄肉部55は、コアプレート51における長手方向(本実施形態では、チューブ積層方向)に延びている。
The
本実施形態では、薄肉部55は、コアプレート51における底部54と傾斜面513との接続部に設けられている。すなわち、薄肉部55は、コアプレート51におけるリブ515よりもタンク外方側に配置されている。また、薄肉部55は、コアプレート51を成形する際に、底部54と傾斜面513との接続部をヘッダタンク5の内方側から押し潰すようにプレス加工を施すことにより形成されている。
In the present embodiment, the
以上説明したように、本実施形態では、コアプレート51におけるシール面512よりもチューブ接合面511側に薄肉部55を設けている。これによれば、チューブ2とコアプレート51との間に熱膨張差による熱歪みが生じた場合に、薄肉部55に応力が集中して曲げ起点となり、コアプレート51(具体的には、底部54および外側壁部516)を積極的に撓ませることができる。このため、コアプレート51の撓み量が大きくなり、チューブ2とコアプレート51との間に生じた熱歪みを吸収することができる。したがって、ヘッダタンク5の幅方向寸法(空気流れ方向寸法)を小さくした場合であっても、ヘッダタンク5とチューブ2との根付部に発生する熱歪みを低減することが可能となる。
As described above, in the present embodiment, the
また、本実施形態では、薄肉部55を、コアプレート51におけるリブ515よりもヘッダタンク5外方側に配置している。これによれば、コアプレート51に、リブ515と薄肉部55との双方を設けることができるので、リブ515を設けることによる熱歪み緩和効果と、薄肉部55を設けることによる熱歪み吸収効果との双方を得ることができる。
Further, in the present embodiment, the
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について図4に基づいて説明する。本実施形態では、上記第1実施形態と比較して、凹部56の配置位置が異なるものである。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the arrangement position of the
図4に示すように、本実施形態の凹部56は、コアプレート51におけるタンク本体部52と対向しない側の面、すなわちヘッダタンク5の外方側の面に形成されている。このため、薄肉部55は、コアプレート51におけるタンク本体部52と対向しない側の面に設けられている。その他の構成は、第1実施形態と同様である。したがって、本実施形態の排気熱交換器によれば、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
As shown in FIG. 4, the
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態について図5に基づいて説明する。本実施形態では、上記第1実施形態と比較して、凹部56の配置位置が異なるものである。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the arrangement position of the
図5に示すように、本実施形態の凹部56は、コアプレート51におけるタンク本体部52と対向する側の面およびタンク本体部52と対向しない側の面の双方に設けられている。このため、本実施形態の薄肉部55の板厚は、上記第1実施形態の薄肉部55の板厚よりも薄くなる。
As shown in FIG. 5, the
このため、本実施形態では、チューブ2とコアプレート51との間に熱膨張差による熱歪みが生じた場合に、コアプレート51をより積極的に撓ませることができる。このため、コアプレート51の撓み量がより大きくなり、チューブ2とコアプレート51との間に生じた熱歪みをより確実に吸収することができる。
For this reason, in this embodiment, when the thermal distortion by a thermal expansion difference arises between the
(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態について図6に基づいて説明する。本実施形態では、上記第1実施形態と比較して、パッキン53の形状および凹部56の配置位置が異なるものである。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, compared with the said 1st Embodiment, the shape of the packing 53 and the arrangement position of the recessed
図6に示すように、本実施形態のパッキン53は、チューブ積層方向から見た断面形状が円形状になっている。このため、パッキン53は、コアプレート51に対して点接触している。したがって、本実施形態のシール面512は、上記第1実施形態のシール面512と比較して面積が小さくなっている。また、凹部56は、底部54におけるタンク本体部52と対向しない側の面に設けられている。
As shown in FIG. 6, the packing 53 of this embodiment has a circular cross-sectional shape as viewed from the tube stacking direction. For this reason, the packing 53 is in point contact with the
その他の構成は、第1実施形態と同様である。したがって、本実施形態の排気熱交換器によれば、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。 Other configurations are the same as those of the first embodiment. Therefore, according to the exhaust heat exchanger of the present embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
(第5実施形態)
次に、本発明の第5実施形態について図7に基づいて説明する。本実施形態では、上記第1実施形態と比較して、応力集中部としてバネ構造部57を採用した点が異なるものである。
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment is different from the first embodiment in that a
図7に示すように、コアプレート51におけるシール面512よりもチューブ接合面511側には、弾性変形可能なバネ構造部57が設けられている。本実施形態では、コアプレート51における底部54と傾斜面513との接続部を円弧状に湾曲させることによりバネ構造部57を形成している。バネ構造部57は、コアプレート51に作用する応力が集中するようになっている。したがって、本実施形態のバネ構造部57が、特許請求の範囲に記載された「応力集中部」に対応している。
As shown in FIG. 7, an elastically
本実施形態では、コアプレート51におけるシール面512よりもチューブ接合面511側にバネ構造部57を設けている。これによれば、チューブ2とコアプレート51との間に熱膨張差による熱歪みが生じた場合に、バネ構造部57に応力が集中して曲げ起点となり、コアプレート51(具体的には、底部54および外側壁部516)を積極的に撓ませることができる。このため、上記第1実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。
In the present embodiment, the
(第6実施形態)
次に、本発明の第6実施形態について図8に基づいて説明する。本実施形態では、上記第1実施形態と比較して、コアプレート51の傾斜面513に代えて内側壁部518を設けた点が異なるものである。
(Sixth embodiment)
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment is different from the first embodiment in that an
図8に示すように、本実施形態のコアプレート51は、チューブ接合面511からコア部4側に向かって略直角に折り曲げられてチューブ積層方向または空気流れ方向に延びる内側壁部518を有している。コアプレート51のチューブ接合面511とシール面512(底部54)とは、内側壁部518によって接続されている。内側壁部518は、空気流れ方向またはチューブ積層方向に対して直交するように構成されている。また、本実施形態の薄肉部55は、コアプレート51における底部54と内側壁部518との接続部に設けられている。
As shown in FIG. 8, the
その他の構成は、第1実施形態と同様である。したがって、本実施形態の排気熱交換器によれば、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態では、内側壁部518を空気流れ方向に対して直交するように構成したので、ヘッダタンク5の空気流れ方向寸法、すなわち幅方向寸法をより小さくすることができる。
Other configurations are the same as those of the first embodiment. Therefore, according to the exhaust heat exchanger of the present embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. Furthermore, in this embodiment, since the
(第7実施形態)
次に、本発明の第7実施形態について図9に基づいて説明する。本実施形態では、上記第1実施形態と比較して、コアプレート51において、パッキン53を配置するための溝部510を廃止した点が異なるものである。
(Seventh embodiment)
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, compared with the said 1st Embodiment, the point which eliminated the
図9に示すように、本実施形態のコアプレート51は、チューブ接合面511とシール面512とが同一平面上に配置されている。薄肉部55は、チューブ接合面511とシール面512との間に配置されている。
As shown in FIG. 9, in the
その他の構成は、第1実施形態と同様である。したがって、本実施形態の排気熱交換器によれば、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態では、パッキン53を配置するための溝部510を廃止したので、ヘッダタンク5の空気流れ方向寸法、すなわち幅方向寸法をより小さくすることができる。
Other configurations are the same as those of the first embodiment. Therefore, according to the exhaust heat exchanger of the present embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. Furthermore, in this embodiment, since the
(第8実施形態)
次に、本発明の第8実施形態について図10に基づいて説明する。本実施形態では、上記第1実施形態と比較して、ヘッダタンク5の構成が異なるものである。
(Eighth embodiment)
Next, an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, compared with the said 1st Embodiment, the structure of the
図10に示すように、ヘッダタンク5は、複数のチューブ2が挿入接合されるチューブ接合面511を有する箱状に形成されている。本実施形態では、ヘッダタンク5は、アルミニウム合金等の金属により構成されている。
As shown in FIG. 10, the
具体的には、ヘッダタンク5は、チューブ接合面511、外側壁部516および上側壁部519を有する略直方体状に形成されている。外側壁部516は、チューブ接合面511からチューブ長手方向外側(コア部4と反対側)に向かって略直角に折り曲げられてチューブ積層方向または空気流れ方向に延びる周壁部材である。また、上側壁部519は、チューブ接合面511と平行に延びるとともに、外側壁部516に接続されている。
Specifically, the
チューブ接合面511と外側壁部516との接続部には、弾性変形可能なバネ構造部57が設けられている。本実施形態では、コアプレート51におけるチューブ接合面511と外側壁部516との接続部を円弧状に湾曲させることによりバネ構造部57を形成している。バネ構造部57は、コアプレート51に作用する応力が集中するようになっている。したがって、本実施形態のバネ構造部57が、特許請求の範囲に記載された「応力集中部」に対応している。
A
以上説明したように、本実施形態では、ヘッダタンク5におけるチューブ接合面511と外側壁部516との接続部にバネ構造部57を設けている。これによれば、チューブ2とヘッダタンク5との間に熱膨張差による熱歪みが生じた場合に、バネ構造部57に応力が集中して曲げ起点となり、ヘッダタンク5を積極的に撓ませることができる。このため、上記第1実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。
As described above, in this embodiment, the
ところで、上記第1実施形態では、ヘッダタンク5を金属製のコアプレート51と樹脂製のタンク本体部52を組み合わせることにより構成しているので、コアプレート51とタンク本体部52との間をパッキン53によりシールする必要がある。これに対し、本実施形態では、ヘッダタンク5を金属により箱状に一体的に形成しているので、パッキン53を設ける必要がなくなり、部品点数を低減することができる。
By the way, in the said 1st Embodiment, since the
(他の実施形態)
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。また、上記各実施形態に開示された手段は、実施可能な範囲で適宜組み合わせてもよい。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified as follows without departing from the spirit of the present invention. Further, the means disclosed in each of the above embodiments may be appropriately combined within a practicable range.
(1)上記実施形態では、コアプレート51の傾斜面513における隣り合うチューブ2同士の間にリブ515を設けた例について説明したが、これに限らず、リブ515を設けなくてもよい。同様に、上記実施形態では、チューブ挿入穴511aの縁部にバーリング部514を設けた例について説明したが、これに限らず、バーリング部514を設けなくてもよい。
(1) In the above embodiment, the example in which the
(2)上記第7実施形態では、応力集中部としてバネ構造部57を採用した例について説明したが、応力集中部はこれに限定されない。例えば、応力集中部として、ヘッダタンク5の他の部位より板厚の薄い薄肉部を採用してもよい。
(2) In the seventh embodiment, the example in which the
(3)上記実施形態では、ラジエータ1に本発明の熱交換器を適用した例について説明したが、蒸発器や冷媒放熱器(冷媒凝縮器)等の他の熱交換器においても本発明の適用が可能である。 (3) In the above embodiment, the example in which the heat exchanger of the present invention is applied to the radiator 1 has been described. However, the present invention is also applied to other heat exchangers such as an evaporator and a refrigerant radiator (refrigerant condenser). Is possible.
2 チューブ
5 ヘッダタンク
51 コアプレート
52 タンク本体部
53 パッキン(シール部材)
55 薄肉部(応力集中部)
57 バネ構造部(応力集中部)
511 チューブ接合面
512 シール面
2
55 Thin-walled part (stress concentration part)
57 Spring structure (stress concentration part)
511 Tube
Claims (6)
前記チューブ(2)の長手方向端部に配置されるとともに、前記複数のチューブ(2)の並設方向に延びて前記複数のチューブ(2)に連通するヘッダタンク(5)とを備え、
前記ヘッダタンク(5)は、前記複数のチューブ(2)が接合されるコアプレート(51)と、前記コアプレート(51)に固定されるタンク本体部(52)とを有している熱交換器であって、
前記コアプレート(51)は、前記チューブ(2)が挿入接合されるチューブ接合面(511)と、弾性変形可能なシール部材(53)が配置されるシール面(512)とを有しており、
前記コアプレート(51)における前記シール面(512)よりも前記チューブ接合面(511)側には、当該コアプレート(51)に作用する応力が集中する応力集中部(55、57)が設けられていることを特徴とする熱交換器。 A plurality of tubes (2) arranged in parallel with each other and in which a fluid flows;
A header tank (5) disposed at a longitudinal end of the tube (2) and extending in a parallel arrangement direction of the plurality of tubes (2) and communicating with the plurality of tubes (2);
The header tank (5) includes a core plate (51) to which the plurality of tubes (2) are joined, and a tank body (52) fixed to the core plate (51). A vessel,
The core plate (51) has a tube joint surface (511) to which the tube (2) is inserted and joined, and a seal surface (512) on which an elastically deformable seal member (53) is disposed. ,
Stress concentration portions (55, 57) where stress acting on the core plate (51) is concentrated are provided closer to the tube joint surface (511) than the seal surface (512) of the core plate (51). A heat exchanger characterized by that.
前記応力集中部は、前記薄肉部(55)であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の熱交換器。 The core plate (51) has a thin portion (55) having a thin plate thickness as compared with a portion (54) provided with the seal surface (512) in the core plate (51),
The heat exchanger according to any one of claims 1 to 3, wherein the stress concentration portion is the thin portion (55).
前記応力集中部は、前記バネ構造部(57)であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の熱交換器。 The core plate (51) is provided with an elastically deformable spring structure (57),
The heat exchanger according to any one of claims 1 to 3, wherein the stress concentration portion is the spring structure portion (57).
前記チューブ(2)の長手方向端部に配置されるとともに、前記複数のチューブ(2)の並設方向に延びて前記複数のチューブ(2)に連通するヘッダタンク(5)とを備え、
前記ヘッダタンク(5)は、前記複数のチューブ(2)が挿入接合されるチューブ接合面(511)を有する箱状に形成されている熱交換器であって、
前記ヘッダタンク(5)は、前記チューブ接合面(511)から前記チューブ(2)の長手方向外側に向かって折り曲げられた外側壁部(516)を有しており、
前記チューブ接合面(511)と前記外側壁部(516)との接続部には、前記ヘッダタンク(5)に作用する応力が集中する応力集中部(57)が設けられていることを特徴とする熱交換器。 A plurality of tubes (2) arranged in parallel with each other and in which a fluid flows;
A header tank (5) disposed at a longitudinal end of the tube (2) and extending in a parallel arrangement direction of the plurality of tubes (2) and communicating with the plurality of tubes (2);
The header tank (5) is a heat exchanger formed in a box shape having a tube joint surface (511) into which the plurality of tubes (2) are inserted and joined,
The header tank (5) has an outer wall portion (516) bent from the tube joint surface (511) toward the outside in the longitudinal direction of the tube (2),
The connection portion between the tube joining surface (511) and the outer wall portion (516) is provided with a stress concentration portion (57) where stress acting on the header tank (5) is concentrated. Heat exchanger.
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