JP2019143857A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】タンク本体部に対するコアプレートのカシメ固定に際して、コアプレートの爪部との接触によるタンク本体部の局所変形の発生を抑制した熱交換器を提供する。【解決手段】ラジエータ１は、複数のチューブ６が積層配置されたコア部５と、ヘッダタンク１０とを有しており、ヘッダタンク１０は、コアプレート２０と、タンク本体部３０を有している。コアプレート２０の外縁には、複数の爪部２５が配置されており、当該爪部２５は、タンク本体部３０におけるフランジ部３５の外形形状に沿って変形している。従って、当該ラジエータ１では、タンク本体部３０に対してコアプレート２０がカシメ固定されている。当該ラジエータ１において、各爪部２５の先端には抑制部２６が形成されており、爪部２５により容器部３１に対して作用する荷重を抑制すると共に、容器部３１の塑性変形を抑制している。【選択図】図２

Description

本発明は、熱交換器に関し、車両に搭載される車両用熱交換器に適用して有効である。

従来、ラジエータ等の熱交換器は、複数のチューブと複数のコルゲートフィンとが交互に積層されたコア部、チューブの長手方向端部に接合されてチューブに連通するヘッダタンク等を備えている。このような熱交換器に関する技術として、特許文献１に記載された発明が知られている。

特許文献１において、熱交換器のヘッダタンクは、チューブが挿入接合されるコアプレートと、コアプレートと共にヘッダタンクの内部空間を形成するタンク本体部を備えている。コアプレートは、チューブ挿入穴が設けられたチューブ接合面と、チューブ接合面の外周縁部に設けられた複数の爪部とを有している。

特許文献１におけるヘッダタンクは、タンク本体部の開口外縁部に形成されたフランジ部に沿って、コアプレートの爪部を変形させ、コアプレートをタンク本体部にカシメ固定することで構成されている。

米国特許第８１８１６９４号明細書

ここで、近年では、これらの熱交換器に係る搭載性の向上や軽量化を目的として、熱交換器の小型化が望まれており、その外部流体の通風方向に沿った巾寸法を小さくする構成が採用されている。

このような熱交換器の小型化に伴い、部材の間の空間は、できるだけ小さくするように設定される。この為、タンク本体部における容器部と、カシメ固定に際して変形した爪部の先端との間が狭くなる傾向にある。

この為、カシメ固定に際して、コアプレートの爪部がタンク本体部に接触してタンク本体部の局所変形を発生させてしまう可能性があり、熱交換器における不具合の要因となることが想定される。

本発明は、これらの点に鑑みてなされており、タンク本体部に対するコアプレートのカシメ固定に際して、コアプレートの爪部との接触によるタンク本体部の局所変形の発生を抑制した熱交換器を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、請求項１に記載の熱交換器は、
積層配置されると共に、内部を流体が流通する複数のチューブ（６）と、
チューブの長手方向端部に配置されると共に、複数のチューブの積層方向に延びて複数のチューブに連通するヘッダタンク（１０）とを有し、
ヘッダタンクは、複数のチューブが接合されるコアプレート（２０）と、コアプレートに固定されるタンク本体部（３０）とを有しており、
タンク本体部は、コアプレートが配置される開口を備え、ヘッダタンクの内部空間を形成する容器部（３１）と、容器部の開口における外縁部に配置されたフランジ部（３５）とを有し、
コアプレートの外縁には、タンク本体部におけるフランジ部の外形形状に沿って変形した複数の爪部（２５）が配置され、
複数の爪部の先端には、当該爪部により容器部に対して作用する荷重を抑制する抑制部（２６、２６Ａ、２６Ｂ）が形成されている。

当該熱交換器は、複数のチューブと、ヘッダタンクとを有しており、当該ヘッダタンクは、コアプレートと、タンク本体部を有している。コアプレートの外縁には、複数の爪部が配置されており、当該爪部は、タンク本体部におけるフランジ部の外形形状に沿って変形している。従って、当該熱交換器では、タンク本体部に対してコアプレートがカシメ固定されている。そして、当該熱交換器において、各爪部の先端には抑制部が形成されている為、当該爪部により容器部に対して作用する荷重を抑制することができる。

これにより、当該熱交換器によれば、タンク本体部に対するコアプレートのカシメ固定に際して、コアプレートの爪部との接触によるタンク本体部の局所変形の発生を抑制することができ、局所変形に起因する熱交換器における不具合を防止することができる。

又、当該熱交換器によれば、各爪部の先端に抑制部を形成することで、薄型の熱交換器においても、爪部と容器部との接触を抑制しながら、爪部の長さをできるだけ長くすることができ、タンク本体部に対するコアプレートのカシメ固定を確実に行うことができる。

又、請求項２に記載の熱交換器は、
積層配置されると共に、内部を流体が流通する複数のチューブ（６）と、
チューブの長手方向端部に配置されると共に、複数のチューブの積層方向に延びて前記複数のチューブに連通するヘッダタンク（１０）とを有し、
ヘッダタンクは、複数のチューブが接合されるコアプレート（２０）と、コアプレートに固定されるタンク本体部（３０）とを有しており、
タンク本体部は、コアプレートが配置される開口を備え、ヘッダタンクの内部空間を形成する容器部（３１）と、容器部の開口における外縁部に配置されたフランジ部（３５）とを有し、
コアプレートの外縁には、タンク本体部におけるフランジ部の外形形状に沿って変形した複数の爪部（２５）が配置され、
複数の爪部の先端には、当該爪部が容器部に接触することによって容器部に塑性変形が生じることを抑制する抑制部（２６、２６Ａ、２６Ｂ）が形成されている。

当該熱交換器は、複数のチューブと、ヘッダタンクとを有しており、当該ヘッダタンクは、コアプレートと、タンク本体部を有している。コアプレートの外縁には、複数の爪部が配置されており、当該爪部は、タンク本体部におけるフランジ部の外形形状に沿って変形している。従って、当該熱交換器では、タンク本体部に対してコアプレートがカシメ固定されている。そして、当該熱交換器において、各爪部の先端には抑制部が形成されている為、当該爪部が容器部に接触することに起因する容器部の塑性変形を抑制することができる。

これにより、当該熱交換器によれば、タンク本体部に対するコアプレートのカシメ固定に際して、コアプレートの爪部との接触によるタンク本体部の局所的な塑性変形の発生を抑制することができ、局所的な塑性変形に起因する熱交換器における不具合を防止することができる。

又、当該熱交換器によれば、各爪部の先端に抑制部を形成することで、薄型の熱交換器においても、容器部における塑性変形の発生を抑制しながら、爪部の長さをできるだけ長くすることができ、タンク本体部に対するコアプレートのカシメ固定を確実に行うことができる。

そして、請求項６に記載の熱交換器は、
積層配置されると共に、内部を流体が流通する複数のチューブ（６）と、
チューブの長手方向端部に配置されると共に、複数のチューブの積層方向に延びて複数のチューブに連通するヘッダタンク（１０）とを有し、
ヘッダタンクは、複数のチューブが接合されるコアプレート（２０）と、コアプレートに固定されるタンク本体部（３０）とを有し
タンク本体部は、コアプレートが配置される開口を備え、ヘッダタンクの内部空間を形成する容器部（３１）と、容器部の開口における外縁部に配置されたフランジ部（３５）とを有しており、
コアプレートの外縁には、タンク本体部におけるフランジ部の外形形状に沿って変形した複数の爪部（２５）が配置され、
容器部の外側表面には、複数の爪部における先端を収容する為に窪んだ複数の収容部（３２Ｏ）が配置されている。

当該熱交換器は、複数のチューブと、ヘッダタンクとを有しており、当該ヘッダタンクは、コアプレートと、タンク本体部を有している。コアプレートの外縁には、複数の爪部が配置されており、当該爪部は、タンク本体部におけるフランジ部の外形形状に沿って変形している。従って、当該熱交換器では、タンク本体部に対してコアプレートがカシメ固定されている。

そして、当該熱交換器において、容器部の外側表面には、複数の収容部が配置されており、各収容部は、爪部の先端を収容する為に窪んでいる。これにより、当該熱交換器によれば、収容部の内部に爪部の先端を収容することで、当該爪部により容器部に対して作用する荷重を抑制することができる。

この結果、当該熱交換器は、タンク本体部に対するコアプレートのカシメ固定に際し、コアプレートの爪部との接触によるタンク本体部の局所変形の発生を抑制し、局所変形に起因する熱交換器における不具合を防止することができる。

又、当該熱交換器によれば、容器部の外側表面に複数の収容部を形成することで、薄型の熱交換器においても、爪部と容器部との接触を抑制しながら、爪部の長さをできるだけ長くすることができ、タンク本体部に対するコアプレートのカシメ固定を確実に行うことができる。

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、後述する実施態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

第１実施形態に係るラジエータを示す模式的な正面図である。 第１実施形態に係るラジエータのヘッダタンク周辺の内部構成を示す斜視図である。 図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。 第１実施形態における爪部周辺の拡大図である。 第２実施形態に係るラジエータのヘッダタンク周辺の内部構成を示す斜視図である。 図５におけるＶＩ−ＶＩ断面図である。 図５におけるＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。 第３実施形態に係るラジエータにおける爪部周辺の拡大図である。

以下、実施形態について図に基づいて説明する。以下の実施形態において、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。

（第１実施形態）
先ず、本発明の第１実施形態について、図１〜図４を参照しつつ説明する。第１実施形態においては、本発明に係る熱交換器を、車両に搭載された図示しない水冷式の内燃機関を冷却するラジエータ１に適用した例について説明する。

図１に示すように、本実施形態のラジエータ１は、車両に搭載可能にする為、薄型に形成されており、内燃機関の冷却水を外気と熱交換させる熱交換部であるコア部５を有している。コア部５は、複数組のチューブ６とフィン７とが上下方向に積層配置された積層体となっている。

各チューブ６は、その内部に図示しない内燃機関の冷却水が流通する流路が形成された管状部材である。各チューブ６は、長手方向が水平方向に沿って延びている。各チューブ６は、長手方向に直交する断面の長径方向がコア部５を通過する空気の流れ方向に沿って延びるように扁平形状に構成されており、具体的には、長円形状を示している。

ここで、扁平形状とは、曲率半径の大きい円弧部と曲率半径の小さい円弧部とを結合した曲線形状からなる楕円形状や、円弧部と平坦部とを結合した形状からなる長円形状等を包含している。

第１実施形態においては、チューブ６の長手方向及びチューブ６の積層方向の双方に直交する方向をチューブ幅方向と定義する。チューブ幅方向は、チューブ６の長径方向及びコア部５を通過する空気の流れ方向と一致している。

フィン７は、外気との伝熱面積を増大させて、外気と冷却水との熱交換を促進する部材である。当該フィン７は、コルゲート状に成形されており、チューブ６の両側の平坦部に接合されている。

チューブ６及びフィン７は、熱伝導率や耐食性等に優れた金属（例えば、アルミニウム合金）で構成されている。チューブ６、フィン７、後述するサイドプレート８及びコアプレート２０は、各部材の所定箇所に被覆されたろう材によって一体的にろう付けされている。

そして、コア部５におけるチューブ積層方向の両端部には、サイドプレート８が配置されている。当該サイドプレート８は、チューブ長手方向と平行に延びてその両端部がコアプレート２０に接続されている。又、当該サイドプレート８は、アルミニウム合金等の金属で構成されており、コア部５を補強している。

各チューブ６のチューブ長手方向の両端部には、ヘッダタンク１０が配置されている。当該ヘッダタンク１０は、チューブ積層方向に延びており、その内部に内部空間としてのタンク空間が形成されている。当該ヘッダタンク１０は、チューブ６が挿入接合されるコアプレート２０と、コアプレート２０と共にタンク空間を構成するタンク本体部３０とを有して構成されている。

当該ヘッダタンク１０において、コアプレート２０は、コアプレート２０の後述するチューブ挿入穴２１Ａに対してチューブ６のチューブ端部６Ａが挿入された状態で、各チューブ６と接合されている。従って、各チューブ６の内部通路は、ヘッダタンク１０の内部に形成されるタンク内空間に連通している。尚、チューブ端部６Ａとは、チューブ６の長手方向端部を意味する。

図２に示すように、ヘッダタンク１０は、コアプレート２０と、タンク本体部３０と、パッキン４０とを有している。当該コアプレート２０は、熱伝導率、耐食性等に優れた金属（例えば、アルミニウム合金）で構成されており、チューブ６及びサイドプレート８が挿入接合されている。

先ず、コアプレート２０の具体的構成について説明する。図２等に示すように、コアプレート２０は、チューブ接合部２１と、収容溝部２２と、複数の爪部２５を有している。チューブ接合部２１は、平坦状に形成されており、複数のチューブ６が挿入接合される部分である。

当該チューブ接合部２１は、チューブ長手方向と交差し、チューブ幅方向に延びるように形成されている。そして、当該チューブ接合部２１は、チューブ長手方向と直交し、チューブ幅方向に平行に形成されている。

そして、チューブ接合部２１には、複数のチューブ挿入穴２１Ａが形成されている。複数のチューブ挿入穴２１Ａは、チューブ積層方向に沿って所定間隔を空けて並ぶように形成されている。各チューブ挿入穴２１Ａには、各チューブ６のチューブ端部６Ａが挿入された状態でろう付け接合される。

そして、コアプレート２０におけるチューブ接合部２１の外周縁には、溝状の収容溝部２２が形成されている。収容溝部２２は、後述するタンク本体部３０のフランジ部３５及びパッキン４０を収容可能に形成されている。

収容溝部２２における外側壁部２２Ａは、コアプレート２０の外縁に沿って形成されており、外側壁部２２Ａの端部からＬ字状に折り曲げられた底壁部と、収容溝部２２を介して、外側壁部２２Ａと対向するように形成された内側壁部と共に、収容溝部２２を構成している。

チューブ幅方向において、内側壁部は底壁部よりチューブ６に近い側に位置し、外側壁部２２Ａは底壁部よりチューブ６から遠い側に位置している。内側壁部は、チューブ幅方向において、チューブ６の外側に配置されている。

図２〜図４に示すように、当該コアプレート２０には、複数の爪部２５が予め定められた間隔をあけて配置されている。爪部２５は、当該コアプレート２０の外縁を構成する外側壁部２２Ａの端部から突出するように形成されている。又、各爪部２５は、チューブ積層方向において、コアプレート２０における隣り合うチューブ６同士の間（即ち、隣り合うチューブ挿入穴２１Ａ同士の間）に対応する部位に配置されている。

当該コアプレート２０は、複数の爪部２５を塑性変形させることで、タンク本体部３０に対して組み付けられる。具体的には、コアプレート２０とタンク本体部３０との間に、パッキン４０を挟んだ状態で、コアプレート２０の各爪部２５をタンク本体部３０に押し付けるように、タンク本体部３０の外形形状に沿って塑性変形させる。これにより、コアプレート２０は、タンク本体部３０に対してカシメ固定される。

尚、各爪部２５の先端には、抑制部２６がそれぞれ形成されている。この抑制部２６の構成については、後に図面を参照しつつ説明する。

次に、タンク本体部３０の具体的構成について説明する。タンク本体部３０は、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で形成されており、コアプレート２０と共にヘッダタンク１０内の空間であるタンク内空間を構成する。

タンク本体部３０は、容器部３１と、フランジ部３５とを有している。容器部３１は、一面が開放された箱状に形成されており、チューブ積層方向に沿って延びる側壁部３２を有している。側壁部３２の内側表面はチューブ幅方向に関するチューブ端部６Ａの端部よりもタンク内側（即ち、チューブ幅方向におけるチューブ６中心部に近い側）に位置している。この容器部３１にて開放されている一面は、タンク本体部３０の開口に相当する。

図２に示すように、タンク本体部３０における側壁部３２の内側表面には、複数の凹部３２Ｉが配置されている。当該凹部３２Ｉは、タンク本体部３０におけるチューブ６と対向する部位にそれぞれ配置されている。当該凹部３２Ｉは、チューブ端部６Ａから離間するように、タンク外方側に向けて窪んで形成されている。これにより、タンク本体部３０の内側表面とチューブ６の外面とが接触しないように構成されている。

フランジ部３５は、容器部３１における開口の外縁部に沿って配置されており、タンク外方に向かって突出している。図２、図３に示すように、フランジ部３５は、コアプレート２０における収容溝部２２の内部にパッキン４０と共に配置される。

又、当該フランジ部３５は、接触面３５Ａを有している。当該接触面３５Ａは、タンク本体部３０の側壁部３２と接続されたフランジ部３５の一面により構成されており、カシメ固定に伴い塑性変形した爪部２５の基部が接触する面である。

そして、フランジ部３５における接触面３５Ａと逆側の面は、収容溝部２２の底壁部と協働して、パッキン４０が配置されるシール面を構成する。パッキン４０は、例えば、シリコンゴムやＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエンゴム）で形成されており、コアプレート２０とタンク本体部３０との間をシールするシール部材として機能している。

図２〜図４に示すように、当該ラジエータ１において、コアプレート２０における複数の爪部２５の先端には、抑制部２６が形成されている。第１実施形態における抑制部２６は、傾斜面２６Ａにより構成されている。

当該傾斜面２６Ａは、タンク本体部３０に対するコアプレート２０のカシメ固定（即ち、後述するカシメ固定工程）の実行前の状態において、爪部２５の先端に向かうほど、当該爪部２５におけるタンク本体部３０側の面から遠ざかるように傾斜している。傾斜面２６Ａの傾斜角度は、タンク本体部３０にて側壁部３２の外側表面と接触面３５Ａが為す角度に応じて定められる。

具体的には、タンク本体部３０に対するコアプレート２０のカシメ固定の前の状態で、爪部２５におけるタンク本体部３０側の面と傾斜面２６Ａにより構成される傾斜角度は、側壁部３２の外側表面と接触面３５Ａが為す角度よりも小さくなるように定められる。

ここで、当該ラジエータ１のように、チューブ幅方向に関して薄型に構成した場合、チューブ幅方向における部材間のクリアランスが小さくなる傾向にある。この為、当該爪部２５の先端と、容器部３１の側壁部３２の距離が短くなる。

上述したように、当該爪部２５の先端に傾斜面２６Ａを形成することによって、タンク本体部３０に対するコアプレート２０のカシメ固定に際して、各爪部２５の先端が、タンク本体部３０の容器部３１に接触することはない。即ち、図３、図４に示すように、各爪部２５の抑制部２６は、カシメ固定に際して、爪部２５との接触によるタンク本体部３０の局所的な塑性変形の発生を抑制することができる。

又、各爪部２５の先端に抑制部２６をそれぞれ形成することで、薄型のラジエータ１においても、爪部２５と容器部３１との接触及びそれに起因する容器部３１の局所的な塑性変形を抑制しながら、爪部２５の長さをできるだけ長くすることができる。

即ち、当該ラジエータ１によれば、フランジ部３５の接触面３５Ａに沿って延びる爪部２５の長さを充分に確保して、タンク本体部３０に対するコアプレート２０のカシメ固定を確実に成立させることができる。

次に、上記構成を備えるラジエータ１の製造方法の概略について説明する。先ず、ラジエータ１を構成する各部品を準備する準備工程を行う。この準備工程には、チューブ接合部２１、収容溝部２２、複数の爪部２５を有するコアプレート２０を成形する工程が含まれる。

従って、この準備工程にて、コアプレート２０の各爪部２５の先端には、傾斜面２６Ａを有する抑制部２６が形成される。尚、第１実施形態では、板状の金属材を抜き打ち加工（即ち、パンチング加工）することで、チューブ接合部２１の平坦面にチューブ挿入穴２１Ａを形成している。

次に、コア部５等を仮組みする仮組工程が行われる。仮組工程では、準備工程で準備した複数のチューブ６、フィン７、サイドプレート８を作業台上で、チューブ積層方向に組み付け、コア部５等が仮組みされる。

続いて、仮組工程の後、ろう付け接合工程が行われる。ろう付け接合工程では、仮組されたコア部５に対して、複数のチューブ挿入穴２１Ａが形成されたコアプレート２０を組付け、ワイヤ等の治具により組み付けた状態を保持する。そして、仮組のコア部５にコアプレート２０を組み付けた組立体を、加熱された炉内に置くことで、コアプレート２０、コア部５の各要素をろう付けにより接合する。

ろう付け接合工程の終了後、カシメ固定工程が行われる。カシメ固定工程では、先ず、コアプレート２０の収容溝部２２内にパッキン４０が収容される。そして、パッキン４０が収容されたコアプレート２０の収容溝部２２に対して、タンク本体部３０のフランジ部３５を配置する。これにより、パッキン４０は、フランジ部と収容溝部２２の間に挟み込まれた状態となる。

そして、図３、図４にて太線矢印で示すように、この状態において、プレス加工等によりコアプレート２０の各爪部２５を塑性変形させる。これにより、各爪部２５は、フランジ部３５の外形形状に沿って塑性変形し、タンク本体部３０に対してコアプレート２０がカシメ固定される。

上述したように、各爪部２５の先端には、傾斜面２６Ａで構成される抑制部２６が形成されている。図３、図４に示すように、各爪部２５の塑性変形に際して、爪部２５がタンク本体部３０の容器部３１に接触することはない。

この為、当該ラジエータ１によれば、爪部２５との接触に起因する局所的な塑性変形を起こすことはなく、局所変形に起因するタンク本体部３０の破損や内部流体の漏れ等を防止することができる。

又、各爪部２５の先端に抑制部２６をそれぞれ形成することで、フランジ部３５の接触面３５Ａに沿って延びる爪部２５の長さを充分に確保することができ、タンク本体部３０に対するコアプレート２０のカシメ固定を確実に成立させることができる。

そして、カシメ固定工程の終了後、漏れ検査及び寸法検査等が行われ、ラジエータ１の各部品の接合箇所にろう付け不良やカシメ不良等が生じていないかが確認される。これらの検査を経てラジエータ１の製造が終了する。

以上説明したように、第１実施形態に係るラジエータ１によれば、当該ヘッダタンク１０を構成するコアプレート２０の外縁には、複数の爪部２５が配置されており、当該爪部２５は、タンク本体部３０におけるフランジ部３５の外形形状に沿って変形している。従って、当該ラジエータ１では、タンク本体部３０に対してコアプレート２０がカシメ固定されている。

そして、当該ラジエータ１において、各爪部２５の先端には抑制部２６が形成されている為、図３、図４に示すように、当該爪部２５との接触による荷重が容器部３１に対して作用しないように抑制することができる。これに伴い、当該ラジエータ１は、当該爪部２５との接触による容器部３１の塑性変形の発生を抑制することができる。

これにより、当該ラジエータ１によれば、タンク本体部３０に対するコアプレート２０のカシメ固定に際して、コアプレート２０の爪部２５との接触によるタンク本体部３０の局所的な塑性変形の発生を抑制することができ、局所変形に起因するラジエータ１の不具合を防止することができる。

又、当該ラジエータ１によれば、各爪部２５の先端に抑制部２６をそれぞれ形成することで、薄型のラジエータ１においても、爪部２５と容器部３１との接触及び、接触に起因する容器部３１の塑性変形を抑制しながら、爪部２５の長さをできるだけ長くすることができ、タンク本体部３０に対するコアプレート２０のカシメ固定を確実に行うことができる。

そして、当該ラジエータ１において、抑制部２６は、傾斜面２６Ａによって構成されている。当該傾斜面２６Ａは、上述したカシメ固定工程の実行前の状態において、爪部２５の先端に向かうほど、当該爪部２５におけるタンク本体部３０側の面から遠ざかるように傾斜している。

従って、当該ラジエータ１によれば、タンク本体部３０に対するコアプレート２０のカシメ固定に際して、各爪部２５の先端が、タンク本体部３０の容器部３１に接触することはなく、容器部３１に塑性変形を生じさせることもない。即ち、当該ラジエータ１は、傾斜面２６Ａにて抑制部２６を構成することにより、カシメ固定に際して、爪部２５との接触によるタンク本体部３０の局所的な塑性変形の発生を確実に抑制することができる。

（第２実施形態）
次に、上述した第１実施形態とは異なる第２実施形態について、図５〜図７を参照しつつ説明する。第２実施形態は、上述した第１実施形態に対して、タンク本体部３０の構成を変更したものである。従って、その他の構成については、上述した実施形態と同様である為、その説明を省略し、その相違点について説明する。

尚、図６は、第２実施形態に係るラジエータ１のヘッダタンク１０に関して、チューブ６を含む位置で、チューブ６の長手方向に沿って設定した断面を示している。図７は、第２実施形態に係るラジエータ１のヘッダタンク１０に関して、隣り合うチューブ６の間となる位置で、チューブ６の長手方向に沿って設定した断面を示している。図７における隣り合うチューブ６には、図６におけるチューブ６が含まれている。

第２実施形態に係るラジエータ１は、第１実施形態と同様に、コア部５と、ヘッダタンク１０を有しており、図５に示すように、ヘッダタンク１０は、コアプレート２０と、タンク本体部３０と、パッキン４０によって構成されている。

当該コアプレート２０は、第１実施形態と同様に、複数のチューブ挿入穴２１Ａが形成されたチューブ接合部２１と、当該チューブ接合部２１の外縁に配置された収容溝部２２と、外側壁部２２Ａの端部にて間隔をあけて配置された複数の爪部２５とを有している。

図５〜図７に示すように、各爪部２５は、第１実施形態と同様に、上述したカシメ固定工程にて、タンク本体部３０におけるフランジ部３５の外形形状に沿って塑性変形されている。従って、第２実施形態においても、各爪部２５は、タンク本体部３０に対してコアプレート２０をカシメ固定する役割を果たしている。

当該爪部２５の先端には、第１実施形態と同様に、傾斜面２６Ａからなる抑制部２６が形成されている。傾斜面２６Ａは、上述したカシメ固定工程の実行前の状態において、爪部２５の先端に向かうほど、当該爪部２５におけるタンク本体部３０側の面から遠ざかるように傾斜している。

第２実施形態に係るタンク本体部３０は、容器部３１とフランジ部３５を有しており、その基本的な構成は、第１実施形態と同様である。即ち、図５に示すように、容器部３１における側壁部３２の内側表面には、複数の凹部３２Ｉが配置されている。

当該凹部３２Ｉは、タンク本体部３０における側壁部３２の内側表面において、チューブ積層方向に併設されたチューブ６と同じ予め定められた間隔をあけて配置されている。従って、当該凹部３２Ｉは、タンク本体部３０内にてチューブ６と対向する部位に配置されている。

これにより、図６に示すように、タンク本体部３０の内側表面とチューブ６の外面とが接触しないように、両者の間を離して配置することができる。従って、ラジエータ１のタンク本体部３０内部における冷却水の流通抵抗を低減させることができ、ラジエータ１の熱交換性能を向上させることができる。

又、第２実施形態においては、タンク本体部３０における側壁部３２の外側表面に、複数の収容部３２Ｏが配置されている。当該収容部３２Ｏは、側壁部３２の外側表面からチューブ幅方向中心側（即ち、ヘッダタンク１０の内部側）に向かって窪んだ溝状に形成されており、チューブ長手方向に沿って延びている。

図５、図６に示すように、各収容部３２Ｏの内部には、カシメ固定工程にてフランジ部３５の外形形状に沿って塑性変形した爪部２５の先端が配置される。ここで、当該収容部３２Ｏは、ヘッダタンク１０の内部側に向かって窪んでいる為、塑性変形した爪部２５の先端から側壁部３２の外側表面よりも離れる。

この為、図６に示すように、カシメ固定工程における各爪部２５の塑性変形に際して、爪部２５がタンク本体部３０の容器部３１に接触することはない。そして、上述したように、各爪部２５の先端には、傾斜面２６Ａで構成される抑制部２６が形成されている。従って、カシメ固定に際して、爪部２５とタンク本体部３０との接触を確実に防止することができる。

この為、当該ラジエータ１によれば、爪部２５との接触に起因する局所的な塑性変形を容器部３１が起こすことはなく、局所変形に起因するタンク本体部３０の破損や内部流体の漏れ等を確実に防止することができる。

又、容器部３１における側壁部３２の外側表面に形成した収容部３２Ｏ内に、各爪部２５の先端を配置することができる為、フランジ部３５の接触面３５Ａに沿って延びる爪部２５の長さを充分に確保することができる。これにより、当該ラジエータ１は、タンク本体部３０に対するコアプレート２０のカシメ固定を確実に成立させることができる。

第２実施形態に係るタンク本体部３０における側壁部３２の外側表面において、複数の収容部３２Ｏは、チューブ積層方向に関して、その内側表面にて並んで配置された凹部３２Ｉの間となるように配置されている。

つまり、図６に示すように、側壁部３２にて収容部３２Ｏの裏側（即ち、内側表面側）には、隣り合う凹部３２Ｉの間にあたる部分が配置されている。又、図７に示すように、側壁部３２にて凹部３２Ｉの裏側（即ち、外側表面側）には、隣り合う収容部３２Ｏの間にあたる部分が配置されている。

換言すると、第２実施形態に係るタンク本体部３０の側壁部３２において、内側表面の凹部３２Ｉと、外側表面の収容部３２Ｏは、チューブ積層方向に重複して配置されることはない。

従って、当該ラジエータ１によれば、タンク本体部３０の側壁部３２に、複数の凹部３２Ｉ及び複数の収容部３２Ｏが形成された構成であっても、側壁部３２の厚みが極端に薄くなる部分をなくすことができ、タンク本体部３０の剛性を確保することができる。これにより、当該ラジエータ１は、ヘッダタンク１０の破損やヘッダタンク１０からの冷却水の漏れを防止することができる。

以上説明したように、第２実施形態に係るラジエータ１によれば、第１実施形態と共通の構成及び作動から奏される作用効果を、第１実施形態と同様に得ることができる。

図５、図６に示すように、第２実施形態において、タンク本体部３０における容器部３１の側壁部３２には、その外側表面に、複数の収容部３２Ｏが形成されている。当該収容部３２Ｏは、側壁部３２の外側表面からヘッダタンク１０内部側に窪んで形成され、フランジ部３５の外形形状に沿って塑性変形した爪部２５の先端を収容している。

従って、当該ラジエータ１によれば、収容部３２Ｏの内部に爪部２５の先端を配置することで、タンク本体部３０の容器部３１に爪部２５の先端を接触させることはない。つまり、当該ラジエータ１は、当該爪部２５との接触による荷重が容器部３１に作用しないように抑制しつつ、タンク本体部３０に対してコアプレート２０をカシメ固定することができる。

これにより、当該ラジエータ１によれば、タンク本体部３０に対するコアプレート２０のカシメ固定に際して、コアプレート２０の爪部２５との接触に起因するタンク本体部３０における局所的な塑性変形の発生を抑制し、局所変形に起因するラジエータ１の不具合を防止することができる。

又、当該ラジエータ１によれば、容器部３１における側壁部３２の外側表面に、複数の収容部３２Ｏを形成することで、薄型のラジエータ１においても、爪部２５と容器部３１との接触及びこれに起因する容器部３１の塑性変形の発生を抑制しながら、爪部２５の長さをできるだけ長くすることができる。

そして、第２実施形態に係るラジエータ１によれば、第１実施形態と同様に、傾斜面２６Ａからなる抑制部２６を各爪部２５の先端部に有している為、より確実に、爪部２５とタンク本体部３０の接触及びこの接触に起因するタンク本体部３０の局所的な塑性変形の発生を抑制しつつ、タンク本体部３０に対するコアプレート２０のカシメ固定を成立させることができる。

図５〜図７に示すように、タンク本体部３０における側壁部３２の内側表面には、複数の凹部３２Ｉが形成されており、側壁部３２の外側表面には、複数の凹部３２Ｉが形成されている。当該収容部３２Ｏは、側壁部３２におけるチューブ積層方向に関して、隣り合う凹部３２Ｉの間となる位置にて、側壁部３２の外側表面に配置されている。

この為、当該タンク本体部３０の側壁部３２に関して、内側表面における凹部３２Ｉと外側表面における収容部３２Ｏが、チューブ積層方向に重複して配置されることはない。この結果、側壁部３２の厚みが凹部３２Ｉ及び収容部３２Ｏによって極端に薄くなることはなく、タンク本体部３０としての剛性を確保することができる。これにより、当該ラジエータ１は、ヘッダタンク１０の破損やヘッダタンク１０からの冷却水の漏れを防止することができる。

尚、第２実施形態に係る各爪部２５の先端には、図６に示すように、傾斜面２６Ａからなる抑制部２６が形成されていたが、この態様に限定されるものではない。タンク本体部３０における側壁部３２の外側表面に、複数の収容部３２Ｏを配置した構成においては、爪部２５の先端に抑制部２６を有していない構成を採用することができる。

爪部２５の先端に抑制部２６を有していない構成においても、側壁部３２の外側表面には、複数の収容部３２Ｏが形成されている為、爪部２５の先端が容器部３１に接触することはない。この為、この構成に係るラジエータ１も、上述した第２実施形態と同様の効果を発揮することができる。

（第３実施形態）
続いて、上述した各実施形態とは異なる第３実施形態について、図８を参照しつつ説明する。第３実施形態に係るラジエータ１は、上述した第１実施形態に対して、各爪部２５における抑制部２６の構成を変更したものである。従って、その他の構成は、上述した実施形態と同様である為、その説明を省略し、その相違点について説明する。

第３実施形態において、コアプレート２０は、上述した実施形態と同様に、複数のチューブ挿入穴２１Ａが形成されたチューブ接合部２１と、当該チューブ接合部２１の外縁に配置された収容溝部２２と、外側壁部２２Ａの端部にて間隔をあけて配置された複数の爪部２５とを有している。

当該爪部２５は、上述したカシメ固定工程において、タンク本体部３０におけるフランジ部３５の外形形状に沿って塑性変形されている。従って、各爪部２５は、タンク本体部３０に対してコアプレート２０をカシメ固定する役割を果たしている。

図８に示すように、第３実施形態における爪部２５の先端には、曲面２６Ｂからなる抑制部２６が形成されている。当該曲面２６Ｂは、上述したカシメ固定工程の実行前の状態において、爪部２５の先端に向かうほど、当該爪部２５におけるタンク本体部３０側の面から遠ざかるように曲がっている。

曲面２６Ｂの曲率半径は、タンク本体部３０にて側壁部３２の外側表面と接触面３５Ａを接続する部分の形状に応じて定められる。例えば、曲面２６Ｂの曲率半径は、側壁部３２の外側表面と接触面３５Ａとを接続する部分の曲率半径以下になるように定められる。

これにより、第３実施形態において、爪部２５の先端に曲面２６Ｂからなる抑制部２６を形成することで、タンク本体部３０に対するコアプレート２０のカシメ固定に際して、各爪部２５の先端がタンク本体部３０の容器部３１に接触したとしても、タンク本体部３０に作用する荷重を分散させ、当該荷重の集中及びこれに起因する容器部３１の局所的な塑性変形を抑制することができる。

即ち、第３実施形態においては、各爪部２５の抑制部２６を曲面２６Ｂにて構成することで、カシメ固定に際して、爪部２５との接触によるタンク本体部３０の局所的な塑性変形の発生を抑制することができる。

ここで、第３実施形態においても、コアプレート２０は、第１実施形態と同様に、準備工程にて、板状の金属材を抜き打ち加工（即ち、パンチング加工）することで形成されている。そして、抜き打ち加工に伴って、コアプレート２０の各爪部２５が形成され、同時に、各爪部２５の先端には、曲面２６Ｂからなる抑制部２６が形成される。

この金属材の抜き打ち加工にて、パンチは、爪部２５を形成する際に、外側壁部２２Ａの外側表面に向かって金属材を貫通する。これにより、爪部２５の先端におけるタンク本体部３０側の面に、曲面２６Ｂを有する抑制部２６を形成することができる。

又、このように抜き打ち加工を行うと、抜き打ち加工に伴うバリが生じたとしても、当該バリは、爪部２５におけるタンク本体部３０側の面と逆側に向かって突出するように発生する。

従って、カシメ固定工程にて、バリを有する爪部２５を、フランジ部３５の外形形状に沿って塑性変形させたとしても、バリは、タンク本体部３０から離れる方向へ突出することになり、タンク本体部３０を傷つけることはない。即ち、第３実施形態に係るラジエータ１によれば、バリを有する爪部２５の用いたカシメ固定に際して、バリとの接触によるタンク本体部３０の損傷を防止することができる。

以上説明したように、第３実施形態に係るラジエータ１によれば、上述した実施形態と共通の構成及び作動から奏される作用効果を、上述した実施形態と同様に得ることができる。

第３実施形態に係るラジエータ１において、抑制部２６は、曲面２６Ｂによって構成されている。当該曲面２６Ｂは、上述したカシメ固定工程の実行前の状態において、爪部２５の先端に向かうほど、当該爪部２５におけるタンク本体部３０側の面から遠ざかるように曲がっている。

従って、当該ラジエータ１によれば、タンク本体部３０に対するコアプレート２０のカシメ固定に際して、各爪部２５の先端が、タンク本体部３０の容器部３１に接触したとしても、タンク本体部３０に対して作用する荷重を分散させ、当該荷重が集中して作用することはない。

即ち、当該ラジエータ１は、曲面２６Ｂにて抑制部２６を構成することで、カシメ固定に際して、爪部２５との接触による荷重の集中に起因した容器部３１の局所的な塑性変形の発生を確実に抑制することができる。

（他の実施形態）
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではない。即ち、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。例えば、上述した各実施形態を適宜組み合わせても良いし、上述した実施形態を種々変形することも可能である。

（１）上述した実施形態においては、ラジエータ１に適用して説明したが、これに限定されるものではなく、熱交換器であれば、種々の態様に適用することができる。例えば、熱交換器として、蒸発器や冷媒放熱器（冷媒凝縮器）に対しても本発明を適用することができる。

（２）又、上述の各実施形態においては、図２、図３等に示すように、各爪部２５をフランジ部３５の接触面３５Ａに接触するように、フランジ部３５の外形形状に沿って塑性変形させていたが、この態様に限定されるものではない。爪部２５は、フランジ部３５の外形形状に沿って変形していればよく、フランジ部３５の接触面３５Ａと爪部２５との間に空間を有する状態（いわゆる、接触面３５Ａから爪部２５が浮いた状態）であっても良い。

（３）そして、上述した第２実施形態においては、爪部２５の先端に、傾斜面２６Ａからなる抑制部２６を形成していたが、この態様に限定されるものではない。第２実施形態に係る構成において、各爪部２５の先端における抑制部２６を、第３実施形態のような曲面２６Ｂで構成することも可能である。せ

１ ラジエータ
６ チューブ
１０ ヘッダタンク
２０ コアプレート
２５ 爪部
２６ 抑制部
２６Ａ 傾斜面
３０ タンク本体部
３１ 容器部
３５ フランジ部

Claims (7)

1. 積層配置されると共に、内部を流体が流通する複数のチューブ（６）と、
   前記チューブの長手方向端部に配置されると共に、前記複数のチューブの積層方向に延びて前記複数のチューブに連通するヘッダタンク（１０）とを有し、
   前記ヘッダタンクは、前記複数のチューブが接合されるコアプレート（２０）と、前記コアプレートに固定されるタンク本体部（３０）とを有しており、
   前記タンク本体部は、前記コアプレートが配置される開口を備え、前記ヘッダタンクの内部空間を形成する容器部（３１）と、前記容器部の開口における外縁部に配置されたフランジ部（３５）とを有し、
   前記コアプレートの外縁には、前記タンク本体部におけるフランジ部の外形形状に沿って変形した複数の爪部（２５）が配置され、
   前記複数の爪部の先端には、当該爪部により前記容器部に対して作用する荷重を抑制する抑制部（２６、２６Ａ、２６Ｂ）が形成されている熱交換器。
2. 積層配置されると共に、内部を流体が流通する複数のチューブ（６）と、
   前記チューブの長手方向端部に配置されると共に、前記複数のチューブの積層方向に延びて前記複数のチューブに連通するヘッダタンク（１０）とを有し、
   前記ヘッダタンクは、前記複数のチューブが接合されるコアプレート（２０）と、前記コアプレートに固定されるタンク本体部（３０）とを有しており、
   前記タンク本体部は、前記コアプレートが配置される開口を備え、前記ヘッダタンクの内部空間を形成する容器部（３１）と、前記容器部の開口における外縁部に配置されたフランジ部（３５）とを有し、
   前記コアプレートの外縁には、前記タンク本体部におけるフランジ部の外形形状に沿って変形した複数の爪部（２５）が配置され、
   前記複数の爪部の先端には、当該爪部が前記容器部に接触することによって前記容器部に塑性変形が生じることを抑制する抑制部（２６、２６Ａ、２６Ｂ）が形成されている熱交換器。
3. 前記抑制部は、前記爪部の先端に向かうほど、当該爪部における前記タンク本体部の側から遠ざかるように傾斜した傾斜面（２６Ａ）によって構成されている請求項１又は２に記載の熱交換器。
4. 前記抑制部は、前記爪部の先端に向かうほど、当該爪部における前記タンク本体部の側から遠ざかるように曲がった曲面（２６Ｂ）によって構成されている請求項１又は２に記載の熱交換器。
5. 前記容器部の外側表面には、前記複数の爪部における先端を収容する為に窪んだ複数の収容部（３２Ｏ）が配置されている請求項１ないし４の何れか１つに記載の熱交換器。
6. 積層配置されると共に、内部を流体が流通する複数のチューブ（６）と、
   前記チューブの長手方向端部に配置されると共に、前記複数のチューブの積層方向に延びて前記複数のチューブに連通するヘッダタンク（１０）とを有し、
   前記ヘッダタンクは、前記複数のチューブが接合されるコアプレート（２０）と、前記コアプレートに固定されるタンク本体部（３０）とを有し
   前記タンク本体部は、前記コアプレートが配置される開口を備え、前記ヘッダタンクの内部空間を形成する容器部（３１）と、前記容器部の開口における外縁部に配置されたフランジ部（３５）とを有しており、
   前記コアプレートの外縁には、前記タンク本体部におけるフランジ部の外形形状に沿って変形した複数の爪部（２５）が配置され、
   前記容器部の外側表面には、前記複数の爪部における先端を収容する為に窪んだ複数の収容部（３２Ｏ）が配置されている熱交換器。
7. 前記容器部の内側表面には、前記コアプレートに接合された複数のチューブの先端から離間するように窪んだ複数の凹部（３２Ｉ）が形成されており、
   前記収容部は、隣り合う凹部の間となる位置にて、前記容器部の外側表面に形成されている請求項５又は６に記載の熱交換器。

Images