JP2023085671A

JP2023085671A - ろう付構造体のかしめ構造およびその構造を用いた熱交換器

Info

Publication number: JP2023085671A
Application number: JP2021199835A
Authority: JP
Inventors: 利明三宅; Toshiaki Miyake; 隆志洲脇; Takashi Suwaki
Original assignee: T Rad Co Ltd
Current assignee: T Rad Co Ltd
Priority date: 2021-12-09
Filing date: 2021-12-09
Publication date: 2023-06-21

Abstract

【課題】熱交換器をはじめとする、複数部品を１回のかしめ、により仮固定するためのろう付構造体のかしめ構造を提供すること。
【解決手段】かしめ部３が、第１部品２ａの板状部１に形成された貫通孔４または半抜き構造５と、第２部品２ｂの板状部１に形成された半抜き凸部５ａおよび、その裏面側に半抜き凸部５ａと一体の半抜き凹部５ｂと、第３部品２ｃの板状部１に形成された半抜き凸部５ａおよび、その裏面側に半抜き凸部５ａと一体の半抜き凹部５ｂと、を具備し、前記第２部品２ｂおよび第３部品２ｃの半抜き凸部５ａが、かしめにより、それらの半抜き凸部５ａが挿入された貫通孔４または半抜き凹部５ｂと係合しており、それらの部品２ａ、２ｂ、２ｃが板状部１でそれらの厚み方向に積層された状態で接合されている。
【選択図】図４

Description

熱交換器をはじめとする、ろう付構造体のかしめ構造に関する。

熱交換器等の板材が互いにろう付固定される製品において、そのろう付前に、部品を重ねて、かしめることにより、仮固定する場合がある。
図５（Ａ）は従来のかしめを用いたろう付構造体の一例（この例では、熱交換器）を示す底面図であり、（Ｂ）はそのＢ－Ｂ断面図であり、（Ｃ）はそのＣ－Ｃ断面図である。
この従来例では、第１部品２２ａ（熱交換器の下端の出口側マニホールド部２８）と、その下面に接する第２部品２２ｂ（第１ブラケット２９）、および第３部品２２ｃ（第２ブラケット３０）が積層されている。
このかしめ工程は、先ず、Ｂ－Ｂ断面のかしめ部の位置で、第１部品２２ａの貫通孔２４に第２部品２２ｂの半抜き凸部２５ａが挿入され、第２部品２２ｂの半抜き凸部２５ａが、かしめられて固定される。次に、第２部品２２ｂと第３部品２２ｃとの間は、Ｃ－Ｃ断面のかしめ部の位置（Ｂ－Ｂ断面と異なる位置）で、同様に、第３部品２２ｃの半抜き凸部２５ａと第２部品２２ｂの貫通孔２４とで、かしめられて固定されている。

ろう付構造体のかしめ構造においては、２つの部品の接合面同士の傾きや、接合面の隙間発生はろう付不良につながるため、かしめ構造が複数配置される。
この場合、３つ以上の部品を重ねるとさらに、かしめ構造を増加させる必要がある。また、かしめ治具の径により、かしめ構造間の距離が制限され、設計の自由度が低下する。
さらに、第１部品２２ａと第２部品２２ｂのかしめ部をかしめる前に第３部品２２ｃを重ねると、図５（Ｂ）に示す如く、それらを支える図示しない受け治具の配置が難しい場合がある。
半抜き凸部２５ａより、それの挿入される半抜き凹部２５ｂまたは貫通孔２４がわずかに大きく、この寸法の差により、かしめ前は半抜き凸部を半抜き凹部または貫通孔２４に挿入しても、部品が動く範囲が存在する。
第１部品２２ａを基準に第２部品２２ｂをかしめ、第３部品２２ｃを基準に第１部品２２ａ、第２部品２２ｂの組み合わせ部品とをかしめるように、３部品２２ａ、２２ｂ、２２ｃを２回のかしめで固定する場合、固定基準が統一できず、それぞれの部品２２ａ、２２ｂ、２２ｃの半抜き凸部２５ａと半抜き凹部２５ｂまたは貫通孔２４の軸がずれる。

このかしめ構造を、図５（Ａ）のような熱交換器に適用する場合でも、かしめ構造の配置は制限され、設計の自由度が低下する。
例えば、積層する各ブラケット２９、３０の曲げ部がかしめ構造の位置に近いと、各ブラケット２９、３０の曲げ部にかしめ治具が干渉する。また、別の例として、ラジエータのコアサポートへかしめ構造により付くブラケットの場合、ブラケットだけでなく、コアサポートのフランジ形状にもかしめ治具が干渉する可能性がある。
なお、３部品をまとめてかしめると、かしめ時の部品固定の基準を一度に統一でき、（第１部品を基準に第２、３部品をかしめる）寸法精度が向上する。
しかしながら、３つ以上の部品をまとめてかしめる具体的な構造は、現在、提案されていない。

本発明は、３つ以上の部品をまとめてかしめる具体的な構造を提供することを課題とする。また、かしめ工数の低減することにより、設計の自由度を向上させることが可能なかしめ構造の提供を課題とする。

請求項１に記載の本発明は、それぞれ板状部１を有する第１部品２ａと第２部品２ｂと第３部品２ｃを有し、
前記板状部１でそれらの厚み方向に積層された各部品２ａ、２ｂ、２ｃ間が、かしめ部３で互いに固定されるろう付構造体のかしめ構造において、
前記かしめ部３は、
前記第１部品２ａの板状部１に形成された貫通孔４または半抜き構造５と、
前記第２部品２ｂの板状部１に形成された半抜き凸部５ａおよび、その裏面側に半抜き凸部５ａと一体の半抜き凹部５ｂと、
前記第３部品２ｃの板状部１に形成された半抜き凸部５ａおよび、その裏面側に半抜き凸部５ａと一体の半抜き凹部５ｂと、を具備し、
前記第２部品２ｂおよび第３部品２ｃの半抜き凸部５ａが、かしめにより、それらの半抜き凸部５ａが挿入された貫通孔４または半抜き凹部５ｂと係合しており、
前記第１部品２ａと第２部品２ｂと第３部品２ｃが接合されていることを特徴とするろう付構造体のかしめ構造である。

請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載のろう付構造体のかしめ構造を有する熱交換器である。

請求項１に記載の本発明は、かしめ部３が、前記第１部品２ａの板状部１に形成された貫通孔４または半抜き構造５と、前記第２部品２ｂの板状部１に形成された半抜き凸部５ａおよび、その裏面側に半抜き凸部５ａと一体の半抜き凹部５ｂと、前記第３部品２ｃの板状部１に形成された半抜き凸部５ａおよび、その裏面側に半抜き凸部５ａと一体の半抜き凹部５ｂと、を具備し、前記第２部品２ｂおよび第３部品２ｃの半抜き凸部５ａが、かしめにより、それらの半抜き凸部５ａが挿入された貫通孔４または半抜き凹部５ｂと係合しており、前記第１部品２ａと第２部品２ｂと第３部品２ｃが接合されていることを特徴とするろう付構造体のかしめ構造である。
そのため、各部品２ａ、２ｂ、２ｃのかしめ部３が厚み方向に重なり、かしめ部位が厚み方向に一つになるため、設計の単純化を図ることができる。また、かしめ部３が重なり、１度にまとめて３部品間をかしめられて、かしめ工数を減らすことができる。そして各部品２ａ、２ｂ、２ｃの寸法精度を向上できる。

請求項２に記載の本発明のように、請求項１に記載のろう付構造体のかしめ構造を有する熱交換器である場合は、熱交換器を組み立てる工数を削減し、熱交換器において寸法精度を向上することができる。また、半抜き構造５の数が削減できることにより、設計の自由度が向上する。

本発明のかしめ構造を有する熱交換器の正面図。同熱交換器の底面図であり、同図（Ａ）は熱交換器、第１ブラケット９、および第２ブラケット１０の締結状態を示す底面図、同図（Ｂ）は、図２（Ａ）のＢ部拡大図。図２（Ｂ）のＩＩＩ－ＩＩＩ矢視断面図。本発明のかしめ構造を成形する工程を示す説明図。従来のかしめ構造を有するろう付構造体を示し、同図（Ａ）は、そのろう付構造体の底面図であり、同図（Ｂ）は図５（Ａ）のＢ－Ｂ矢視断面図、同図（Ｃ）は図５（Ａ）のＣ－Ｃ矢視断面図。

次に、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明のかしめ構造を有する熱交換器であり、図２（Ａ）はその熱交換器および、その第１ブラケット９、第２ブラケット１０の締結状態を示す底面図であり、同図（Ｂ）は、図２（Ａ）のＢ部拡大図である。
図３は、図２（Ｂ）のＩＩＩ－ＩＩＩ矢視断面図である。
一例として、熱交換器とそれに接続される複数のブラケットのかしめ構造（仮固定の構造）について説明するが、ブラケットの代わりにパッチプレートをはじめとする、板状部を持つ部品であってもよい。また、他の構造物の仮固定の構造としても適用することもできる。

本発明のかしめ構造が適用される一例を示す熱交換器は、図１に示す如く、一対の対向するカッププレート６の積層体により、内部流体が流通する流路が形成されている。その熱交換器の最下段に位置するカッププレート６には、内部流体の出口側のマニホールド部８が形成されている。

この例では、図２に示すように、熱交換器の出口側のマニホールド部８（第１部品２ａに相当）に、第１ブラケット９（第２部品２ｂに相当）、第２ブラケット１０（第３部品２ｃに相当）が積層されている。
各部品８、９、１０の積層される部位は、板状部１で構成され、各部品８、９、１０の板状部２１に、かしめ部３が形成されている。
かしめ部３は、図３に示す如く、貫通孔４と半抜き構造５からなる。
半抜き構造５は、部品２の一方の面に半抜き凸部５ａが、その半抜き凸部５ａの位置の反対の面に半抜き凹部５ｂが形成されている。

本発明の特徴は、複数の部品を積層して取付ける際のかしめ部３に特徴がある。
図３に示す如く、出口側のマニホールド部８の板状部１には、貫通孔４（半抜き構造５でも可）が形成されている。第１ブラケット９および第２ブラケット１０の板状部１には、半抜き構造５が形成されている。
そして、出口側のマニホールド部８の貫通孔４に、第１ブラケット９の半抜き凸部５ａが挿入され、第１ブラケット９の半抜き凹部５ｂに、第２ブラケット１０の半抜き凸部５ａが挿入されて積層されている。

各部品２の半抜き凸部５ａは、そのかしめ後の状態で、図３に示す如く、出口側のマニホールド部８の貫通孔４の内周と第１ブラケット９の半抜き凸部５ａの外周とが接合され、第１ブラケット９の半抜き凹部５ｂの内周と第２ブラケット１０の半抜き凸部５ａの外周とが接合されている。
このように、各部品２ａ、２ｂ、２ｃの板状部１の厚み方向に複数のかしめ構造を形成することにより、各部品２ａ、２ｂ、２ｃのかしめ部３が重なり、かしめ部位の数を減らすことができる。また、かしめ部位が減るため、構造体の設計自由度が向上する。そして、かしめ部３が重なるので、１度にまとめてかしめ、かしめ工数を減らすことができる。それとともに、各部品２ａ、２ｂ、２ｃが単純化され、寸法精度を向上できる。
上記のようにかしめられた熱交換器の各部品は、板状部１でろう付により接合されている。

図４は、本発明のかしめ構造を形成する、かしめ工程の説明図である。
先ず、出口側のマニホールド部８（第１部品２ａ）が形成されたカッププレート６の貫通孔４に、第１ブラケット９（第２部品２ｂ）の半抜き凸部５ａを挿入する。この半抜き凸部５ａの外直径は、貫通孔４の内直径より僅かに小に形成するとよい。
また、第１ブラケット９の半抜き凹部５ｂに、第２ブラケット１０（第３部品２ｃ）の半抜き凸部５ａを挿入する。第２ブラケット１０の半抜き凸部５ａの外直径も、第１ブラケット９の内直径より僅かに小に形成するとよい。
次に、図面の右側に配置した受け治具１４の凸部先端を、第２ブラケット１０の半抜き凹部５ｂに挿入し、左側のかしめ治具１３の凸部を貫通孔４側から、右方に押圧する。すると、半抜き凸部５ａが圧縮されて塑性変形し、各ブラケット９、１０の半抜き凸部５ａの外直径が拡大し、各部品が一体的にかしめられる。

なお、積層方向の中間層に位置する第２部品２ｂの他にも部品が積層される場合は、第２部品２ｂに隣接する部品の板状部１にも半抜き構造５が形成され、その各半抜き凸部が第２部品２ｂの半抜き凹部に挿入されて、各部品が一体的にかしめられる。

従来の図５の例では、第２ブラケット３０に受け治具設定用の半抜き凹部が形成されていないため、第１ブラケット２９の半抜き凸部２５ａは、主として押圧される方向（図５（Ｂ）において右方向）への変形が生じ、半抜き凸部２５ａの直径が拡大し難い。そのため、本発明のような、かしめの効果は期待できない。

本発明の図１～図３における実施例では、出口側のマニホールド部８の位置で、第１ブラケット９および第２ブラケット１０を積層してかしめ構造を形成している。本発明のかしめ構造を形成する位置は、この例に限られるものではない。

熱交換器などのろう付構造体の仮固定の構造として利用できる。

１板状部
２部品
２ａ第１部品
２ｂ第２部品
２ｃ第３部品
３かしめ部
４貫通孔
５半抜き構造
５ａ半抜き凸部
５ｂ半抜き凹部

６カッププレート
８マニホールド部
９第１ブラケット
１０第２ブラケット
１３かしめ治具
１４受け治具

２１板状部
２２ａ第１部品
２２ｂ第２部品
２２ｃ第３部品
２４貫通孔
２５半抜き構造
２５ａ半抜き凸部
２５ｂ半抜き凹部
２８マニホールド部
２９第１ブラケット
３０第２ブラケット

Claims

それぞれ板状部（１）を有する第１部品（２ａ）と第２部品（２ｂ）と第３部品（２ｃ）を有し、
前記板状部（１）でそれらの厚み方向に積層された各部品（２ａ、２ｂ、２ｃ）間が、かしめ部（３）で互いに固定されるろう付構造体のかしめ構造において、
前記かしめ部（３）は、
前記第１部品（２ａ）の板状部（１）に形成された貫通孔（４）または半抜き構造（５）と、
前記第２部品（２ｂ）の板状部（１）に形成された半抜き凸部（５ａ）および、その裏面側に半抜き凸部（５ａ）と一体の半抜き凹部（５ｂ）と、
前記第３部品（２ｃ）の板状部（１）に形成された半抜き凸部（５ａ）および、その裏面側に半抜き凸部（５ａ）と一体の半抜き凹部（５ｂ）と、を具備し、
前記第２部品（２ｂ）および第３部品（２ｃ）の半抜き凸部（５ａ）が、かしめにより、それらの半抜き凸部（５ａ）が挿入された貫通孔（４）または半抜き凹部（５ｂ）と係合しており、
前記第１部品（２ａ）と第２部品（２ｂ）と第３部品（２ｃ）が接合されていることを特徴とするろう付構造体のかしめ構造。
請求項１に記載のろう付構造体のかしめ構造を有する熱交換器。