JP3697794B2

JP3697794B2 - 熱交換器

Info

Publication number: JP3697794B2
Application number: JP28417796A
Authority: JP
Inventors: 竜雄杉本; 高明阪根; 保利山中
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1996-10-25
Filing date: 1996-10-25
Publication date: 2005-09-21
Anticipated expiration: 2016-10-25
Also published as: JPH10132485A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱交換器に関するもので、エンジンの冷却水を冷却するラジエータに用いて有効である。
【０００２】
【従来の技術】
図９の（ａ）は、従来から実施されているラジエータのコア部４とタンク６との連結部分の拡大図を示しており、図９の（ａ）からも明らかなように、空気流れ方向（以下、厚み方向と呼ぶ。）のラジエータ寸法うち、タンクの厚み方向の寸法が最も大きい。因みに、図９は、図１のＡ−Ａ断面に相当するラジエータのタンクの断面図である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、車両全体を拡大することなく車室内の拡充を図ることと、エンジンルームの内に配設される機器が増加してきたこととが相まって、ラジエータ等の各機器の小型化の要望が強まってきている。
そこで、発明者等は、タンク６の厚み方向の寸法の小型化を図るべく、図９の（ｂ）に示すラジエータを試作検討したところ、以下に述べる問題点が発生した。
【０００４】
すなわち、タンク６は、コアプレート６１とタンク本体６２とをろう付け等により接合して形成されている。このため、ろう付けが完了する前の仮組付け工程の際に、図９の（ｂ）に示すように、厚み方向から外力Ｆが作用すると、タンク本体６２が破線のように変形してコアプレート６１とタンク本体６２との間に隙間ｃが発生し、ろう付け不良等の接合不良を招いてしまうという問題が発生してしまう。
【０００５】
本発明は、上記点に鑑み、タンク本体の変形を防止するとともに、タンクの厚み方向の寸法の小型化を図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、以下の技術的手段を用いる。請求項１に記載の発明では、コアプレート（６１）の底壁部（６１ａ）のうち貫通孔（６１ｃ）の間には、タンク空間（６ａ）の内方に向けて突出する複数個のプレート突起部（６１ｄ）が形成されている。そして、タンク本体（６２）のうち側壁部（６１ｂ）に結合する結合部位（６２ｃ）は、プレート突起部（６１ｄ）と側壁部（６１ｂ）の内側との間に形成される隙間（６１ｆ）内に位置していることを特徴とする。
【０００７】
これにより、前述のごとく、タンク（６）の厚み方向（チューブ（２）の長手方向と直交する方向）から外力Ｆが作用しても、プレート突起部（６１ｄ）によって、タンク本体（６２）のうち側壁部（６１ｂ）に結合する結合部位（６２ｃ）の変位が規制される。したがって、タンク本体（６２）の変形を防止することができるので、コアプレート（６１）とタンク本体（６２）との間に隙間が発生することが防止される。したがって、ろう付け不良等の接合不良を防止することができるので、タンク（６）の厚み方向の寸法の小型化を図ることができ、延いては、熱交換器の厚み方向寸法の小型化を図ることができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、タンク突起部（６２ｅ）の根元部（６２ｆ）は、チューブ（２）の端部よりタンク空間（６ａ）の内方側に位置していることを特徴とする。また、請求項３に記載の発明では、結合部位（６２ｃ）には、凹部（６２ｄ）が形成され、側壁部（６１ｂ）のうち凹部（６２ｄ）に対応する部位には、凹部（６２ｄ）に嵌合する凸部（６１ｅ）が形成されていることを特徴とする。なお、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。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施の形態について説明する。
（第１実施形態）
図１は、本実施形態に係る熱交換器を車両用のラジエータ１に適用した例を示している。
【００１０】
２は冷却水（流体）が流通する複数本の偏平チューブ（以下、チューブと略す。）であり、３は、チューブ２間に配設された波形状の冷却フィン（以下、フィンと略す。）であり、このフィン３およびチューブ２から空気と冷却水との間で熱交換を行うコア部４が形成されている。なお、５はコア部４の補強部材をなすサイドプレートであり、このサイドプレート５はチューブ２とともに後述するタンク６に結合している。
【００１１】
６は、複数本のチューブ２に流通する冷却水を分配集合させるタンクであり、このタンク６は、チューブ２の長手方向両端に配設されて、チューブ２内の空間と連通している。なお、７は、エンジン（図示せず）とラジエータとを接続する外部配管（図示せず）が接続される開口部であり、７ａは接続用パイプである。
因みに、本実施形態では、紙面左側の開口部６が流入側であり、紙面右側が流出側である。そして、ラジエータ１は、開口部６をエンジン側に向けてエンジンルーム前方に配設されている。
【００１２】
次に、タンク６の構造について述べる。
タンク６は、図２（図１のＡ−Ａ断面）に示すように、チューブ２に結合するコアプレート６１と、このコアプレート６１と結合してタンク６内のタンク空間６ａを形成するタンク本体６２とから構成されている。
そして、コアプレート６１は、底壁部６１ａおよび２つの側壁部６１ｂからなる略凹形状断面を有しており、チューブ２の端部は、図３の（ａ）に示すように、底壁部６１ａに形成された貫通穴６１ｃに結合している。
【００１３】
一方、タンク本体６２もコアプレート６１と同様（図２参照）に、底壁部６２ａおよび２つの側壁部６２ｂからなる略凹形状断面を有しており、タンク本体６２の側壁部６２ｂ（以下、タンク側壁部６２ｂと呼ぶ。）の外側の面がコアプレート６１の側壁部６１ｂ（以下、プレート側壁部６１ｂと呼ぶ。）の内側に結合している。
【００１４】
なお、コアプレート６１、タンク本体６２、チューブ２、フィン３およびサイドプレート５は、全てアルミニウム製であり、これらに部品は、コアプレート６１、タンク本体６２およびフィン３の表面に被覆されたろう材にてろう付け結合されている。
また、コアプレート６１の底部６１ａ（以下、プレート底部６１ａと呼ぶ。）のうち貫通穴６１ｃが形成されていない部位、すなわち貫通穴６１ｃの間には、図２、３に示すように、タンク空間６ａの内方に向かって突出するプレート突起部６１ｄが複数個形成されている。
【００１５】
そして、タンク側壁部６２ｂのうち、プレート側壁部６１ｂと結合する結合部位６２ｃ（図４の斜線部）には、図２に示すように、タンク空間６ａの内方に向かって陥没する凹部６２ｄが形成されており、一方、プレート側壁部６１ｂのうち凹部６２ｄに対応する部位には、凹部６２ｄに嵌合する凸部６１ｅが形成されている。
【００１６】
また、結合部位６２ｃのうちプレート突起部６１ｄに対応する部位には、プレート底部６１ａに向けて突出するタンク突起部６２ｅが形成されている。そして、このタンク突起部６２ｅの根元部（タンク側壁部６２ｂの端部）６２ｆは、図２に示すように、チューブ２の端部よりタンク空間６ａの内方側に位置し、タンク突起部６２ｅは、プレート突起部６１ｄとプレート側壁部６１ｂの内側との間に形成される隙間６１ｆ内に位置している。
【００１７】
因みに、コアプレート６１およびタンク本体６２は、少なくとも２回のプレス工程にて成型されており、具体的には、凸部６１ｅまたは凹部６２ｄを形成するプレス工程と、凹字状に形成するプレス工程とである。なお、各プレス工程は、いずれを先としてもよい。
次に、本実施形態の特徴を述べる。
【００１８】
本実施形態によれば、タンク突起部６２ｅは、プレート突起部６１ｄとプレート側壁部６１ｂの内側との間に形成される隙間６１ｆ内に位置しているので、「発明が解決しようとする課題」の欄で述べたように、タンク６の厚み方向（チューブ２の長手方向と直交する方向）から外力Ｆが作用しても、プレート突起部６１ｄによってタンク側壁部６２ｂの変位が規制される。
【００１９】
したがって、コアプレート６１とタンク本体６２との間に隙間が発生することが防止されるので、ろう付け不良等の接合不良を防止することができる。延いては、タンク６の厚み方向の寸法の小型化を図ることができるので、ラジエータ１の厚み方向寸法の小型化を図ることができる。
ところで、本実施形態では、プレート突起部６１ｄの突出寸法ｈ（プレート底部６１ａとプレート突起部６１ｄの先端部との距離）は、プレート突起部６１ｄをプレス加工の容易性を考慮して、チューブ２の突出寸法Ｈ（チューブ２の端部とプレート底部６１ａとの距離）より小さくなっている。
【００２０】
そして、本実施形態では、タンク突起部６２ｅを形成するとともに、タンク突起部６２ｅの根元部６２ｆをチューブ２の端部よりタンク空間６ａの内方側に位置させているので、根元部６２ｆがチューブ２の端部と干渉することが防止することができる。
これにより、本実施形態では、図２に示すように、結合部位６２ｃのうち互いに面する壁面間の距離Ａを、タンク６の厚み方向と平行な部位のチューブ２の幅寸法Ｂより小さくすることができるので、タンク６の厚み方向の寸法の小型化をより一層図ることができる。
【００２１】
なお、プレート突起部６１ｄに相当する部材６１ｄ’をプレート底部６１ａにろう付けする等の手段により、突出寸法ｈを突出寸法Ｈより大きくすることができる場合には、プレート突起部６１ｄを設けることなく、結合部位６２ｃのうち互いに面する壁面間の距離Ａをチューブ２の幅寸法Ｂより小さくすることができる（図５参照）。
【００２２】
また、タンク側壁部６２ｂの凹部６２ｄとプレート側壁部６１ｂの凸部６１ｅとが嵌合することにより、コアプレート６１とタンク本体６２とが互いに係止される係止構造が形成されているので、ろう付けの前工程であるコアプレート６１とタンク本体６２との仮組付け工程の際に、係止構造により両者６１、６２の位置決めを容易に行うことができる。したがって、両者６１、６２の位置決め不良に起因するラジエータ１の製造不良を防止することができるので、ラジエータ１の歩留りが向上し、ラジエータ１の製造原価低減を図ることができる。
【００２３】
ところで、仮に、プレート突起部６１ｄが形成されていないために、タンク本体６２とコアプレート６１との仮組付け時に、両者６１、６２の間に隙間が発生する程度にタンク本体６２が塑性変形したとすると、凹部６２ｄおよび凸部６１ｅからなる係止構造が有効に機能しない恐れがある。
これに対して、本実施形態によれば、前述のごとく、両者６１、６２の間に隙間が発生することを防止することができるので、係止構造を確実に機能させることができる。
【００２４】
（第２実施形態）
上述の実施形態では、凹部６２ｄおよび凸部６１ｅからなる係止構造を採用したが、本実施形態は、凸部６１ｅとして図６の（ａ）、（ｂ）に示すように、鍵状に形成された凸形状とし、凹部６２ｄとして図７に示すように、鍵状の凸部６１ｅに嵌合する溝状の凹部６２ｄとしたものである。
【００２５】
なお、発明者等の試作検討によれば、本実施形態に係る係止構造は、第１実施形態に係る係止構造に比べて、プレス加工が容易であるとの試作検討結果を得ている。
（第３実施形態）
上述の実施形態では、プレート突起部６１ｄの形態は、図２に示すように、略台形状の１つの突起部により形成されていたが、図８に示すように、２つの突起部６１ｄ₁、６１ｄ₂を設けてもよい。
【００２６】
なお、発明者等の試作検討によれば、本実施形態に係るプレート突起部６１ｄ₁、６１ｄ₂は、上述の実施形態の形態にて示された１つの略台形状のプレート突起部６１ｄに比べて、プレス加工が容易であるとの試作検討結果を得ている。
ところで、上述の実施形態では、係止構造が形成されている部位と、プレート突起部６１ｄが形成されている部位とを一致させたが、両者を不一致もしくは係止構造を廃止してもよい。
【００２７】
また、本発明に係る熱交換器は、冷凍サイクルの凝縮器（コンデンサ）に適用してもい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る熱交換器（ラジエータ）の正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】（ａ）はコアプレートの正面図であり、（ｂ）はコアプレートの側面図である。
【図４】（ａ）はタンク本体の側面図であり、（ｂ）はタンク本体の正面図である。
【図５】第１実施形態に係るラジエータの変形例を示す、図１のＡ−Ａ断面に相当する断面図である。
【図６】（ａ）は第２実施形態に係るコアプレートの側面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ矢視図である。
【図７】第２実施形態に係るタンク本体の側面図である。
【図８】第３実施形態に係るコアプレートの断面図である。
【図９】従来の技術に係るタンクの断面図である。
【符号の説明】
１…ラジエータ、２…偏平チューブ、３…冷却フィン、４…コア部、
５…サイドプレート、６…タンク、
６１…コアプレート、６１ａ…底壁部、６１ｂ…側壁部、６１ｃ…貫通穴、
６１ｄ…プレート突起部、６１ｅ…凸部、６２…タンク本体、
６２ａ…底壁部、６２ｂ…側壁部、６２ｃ…結合部位、６２ｄ…凹部、
６２ｅ…タンク突起部。

Claims

流体が流通する複数本のチューブ（２）からなるコア部（４）と、
前記チューブ（２）の長手方向両端部に配設され、前記流体を分配集合させるタンク（６）とを備える熱交換器であって、
前記タンク（６）は、
底壁部（６１ａ）および２つの側壁部（６１ｂ）からなる略凹形状断面を有し、前記底壁部（６１ａ）に形成された貫通孔（６１ｃ）に前記複数本のチューブ（２）が結合されたコアプレート（６１）と、
前記２つの側壁部（６１ｂ）の内側に結合され、前記タンク（６）内のタンク空間（６ａ）を形成するタンク本体（６２）と、
前記底壁部（６１ａ）のうち前記貫通孔（６１ｃ）の間に形成され、前記タンク空間（６ａ）の内方に向けて突出する複数個のプレート突起部（６１ｄ）とを有し、
前記タンク本体（６２）のうち前記側壁部（６１ｂ）に結合する結合部位（６２ｃ）は、前記プレート突起部（６１ｄ）と前記側壁部（６１ｂ）の内側との間に形成される隙間（６１ｆ）内に位置しており、
さらに、前記結合部位（６２ｃ）のうち互いに面する壁面間の距離（Ａ）は、前記チューブ（２）のうち前記チューブ（２）の長手方向と直交する方向の寸法（Ｂ）より小さいことを特徴とする熱交換器。
前記結合部位（６２ｃ）のうち前記プレート突起部（６１ｄ）に対応する部位には、前記底壁部（６１ａ）に向けて突出するタンク突起部（６２ｅ）が形成されており、
前記タンク突起部（６２ｅ）の根元部（６２ｆ）は、前記チューブ（２）の端部より前記タンク空間（６ａ）の内方側に位置していることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
前記結合部位（６２ｃ）には、凹部（６２ｄ）が形成され、前記側壁部（６１ｂ）のうち前記凹部（６２ｄ）に対応する部位には、前記凹部（６２ｄ）に嵌合する凸部（６１ｅ）が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の熱交換器。