JP7511545B2 - 熱交換器用タンクのコアプレート - Google Patents

Description

本発明は、熱交換器用タンクのコアプレートに関するものである。

多くの熱交換器用タンクは、一端が開口したタンク本体とその開口を閉塞するコアプレートとの組み合わせによりなる。そのコアプレートは、従来、図４に示す如く、コアプレート２ａの周縁に形成された環状溝７ａの内側に、多数の偏平孔３ａが並列され、それに偏平チューブ４ａの端部が挿通され、その挿通部がろう付固定されたものである。そして各偏平孔３ａ間には主に、偏平チューブに生じる熱応力、特にコアプレートと偏平チューブとの接合部において偏平チューブの幅方向の両端部に集中する熱応力を低減するためのリブ９が形成されている。

図４に示すものは、コアプレート２ａのリブ９が同一深さに直線的に形成されたものであり、それにより、コアプレート２ａと偏平チューブ４ａとの接合部における偏平チューブ４ａの幅方向の両端部への熱応力の集中は緩和されるものの、偏平チューブ４ａの幅方向の全域に渡って偏平チューブ４ａの変形がより強く拘束されるので、その全域に渡って偏平チューブ４ａに高い応力が生じる欠点があった。
そこで、本発明は偏平チューブに生じる熱応力をより低減することができる熱交換器用タンクのコアプレートを提供することを課題とする。

請求項１に記載の本発明は、底面の対向側が開口する細長いタンク本体１と、その開口を閉塞するコアプレート２と、により熱交換器のタンクを形成し、
そのコアプレート２には、その幅方向に長軸３ａを位置する偏平孔３が、互いに平行に、定間隔に多数並列され、各偏平孔３の孔縁部にタンクの内面側に突出するバーリング加工６が施され、各偏平孔３に偏平チューブ４の端部が挿通され、その挿通部がろう付される熱交換器のコアプレート２において、
前記コアプレート２は、隣合う偏平孔３の中間位置で、偏平孔３に平行に且つ前記偏平孔３より長く、コアプレート２の外面側に突出する連続したリブ５を有し、
前記リブ５は、前記偏平孔３の長手方向の中間位置で、前記バーリング加工６の根元に対して浅く（ｔ１）形成された中間リブ５ａと、両端部の位置で深く（ｔ２）形成された端部リブ５ｂと、を有することを特徴とする熱交換器用タンクのコアプレートである。
請求項２に記載の本発明は、底面の対向側が開口する細長いタンク本体１と、その開口を閉塞するコアプレート２と、により熱交換器のタンクを形成し、
そのコアプレート２には、その幅方向に長軸３ａを位置する偏平孔３が、互いに平行に、定間隔に多数並列され、各偏平孔３の孔縁部にタンクの内面側に突出するバーリング加工６が施され、各偏平孔３に偏平チューブ４の端部が挿通され、その挿通部がろう付される熱交換器のコアプレート２において、
前記コアプレート２は、隣合う偏平孔３の中間位置で、偏平孔３に平行に且つ前記偏平孔３より長く、コアプレート２の外面側に突出する連続したリブ５を有し、
前記リブ５は、前記偏平孔３の長手方向の中間位置で、その両側の裾野の幅が狭く（ｄ１）形成された幅狭部５ｃと、両端部の位置で、その両側の裾野の幅が広く（ｄ２）形成された幅広部５ｄと、を有する熱交換器用タンクのコアプレートである。
請求項３に記載の本発明は、底面の対向側が開口する細長いタンク本体１と、その開口を閉塞するコアプレート２と、により熱交換器のタンクを形成し、
そのコアプレート２には、その幅方向に長軸３ａを位置する偏平孔３が、互いに平行に、定間隔に多数並列され、各偏平孔３の孔縁部にタンクの内面側に突出するバーリング加工６が施され、各偏平孔３に偏平チューブ４の端部が挿通され、その挿通部がろう付される熱交換器のコアプレート２において、
前記コアプレート２は、隣合う偏平孔３の中間位置で、偏平孔３に平行に且つ前記偏平孔３より長く、コアプレート２の外面側に突出する連続したリブ５を有し、
前記リブ５は、前記偏平孔３の長手方向の中間位置で、前記バーリング加工６の根元に対して浅く（ｔ１）形成された中間リブ５ａと、両端部の位置で深く（ｔ２）形成された端部リブ５ｂと、を有し且つ、
前記リブ５は、前記偏平孔３の長手方向の中間位置で、その両側の裾野の幅が狭く（ｄ１）形成された幅狭部５ｃと、両端部の位置で、その両側の裾野の幅が広く（ｄ２）形成された幅広部５ｄと、を有する熱交換器用タンクのコアプレートである。
請求項４に記載の本発明は、前記リブ５は、前記長軸３ａに平行な断面において、その稜線の中間部が、両端部に対して前記内面側に山形に突出する請求項１又は請求項３のいずれかに記載の熱交換器用タンクのコアプレートである。

請求項１に記載の発明のコアプレート２は、そのリブ５の両端部が偏平孔３より長く、コアプレート２の外面側に連続して突出する。そのリブ５は長手方向の中間位置で、浅くなる中間リブ５ａと、両端部の位置で深く形成された端部リブ５ｂと、を有するものである。
このように、浅く形成された中間リブ５ａと深く形成された端部リブ５ｂとを有することにより、両端部のリブ５ｂにおいては十分な剛性が確保されるとともに、中間部分のリブ５ａの剛性が過剰となることは抑制されるので、コアプレート２と偏平チューブ４との接合部における、偏平チューブ４の幅方向の両端部の応力集中の緩和と、偏平チューブ４の幅方向の全域に渡る応力上昇の抑制とを両立させることができる。
請求項２に記載の発明のコアプレート２は、そのリブ５は、偏平孔３の長手方向の中間位置で、その両側の裾野の幅が狭く（ｄ１）形成された幅狭部５ｃと、両端部の位置で、その両側の裾野の幅が広く（ｄ２）形成された幅広部５ｄと、を有するものである。
このように、中間位置に幅狭部５ｃを有し、両端部の位置に幅広部５ｄを有することにより、両端部の位置の幅広部５ｄにおいては十分な剛性が確保されるとともに、中間位置の幅狭部５ｃの剛性が過剰となることは抑制されるので、コアプレート２と偏平チューブ４との接合部における、偏平チューブ４の幅方向の両端部の応力集中の緩和と、偏平チューブ４の幅方向の全域に渡る応力上昇の抑制とを両立させることができる。
請求項３に記載の発明のコアプレート２は、請求項１に記載の発明の特徴と請求項２に記載の発明の特徴とを併せ持つものである。
これにより、上述の請求項１の発明の効果と請求項２の発明の効果とが合わさり、よりいっそう、コアプレート２と偏平チューブ４との接合部における、偏平チューブ４の幅方向の両端部の応力集中の緩和と、偏平チューブ４の幅方向の全域に渡る応力上昇の抑制とを両立させることができる。
請求項４に記載の発明のコアプレート２は、リブ５の縦断面において、リブ５の稜線の中間部が、両端部に対して前記内面側に山形に突出するように形成されたものである。
これにより、その中間部におけるコアプレート２のタンク内圧に対する耐圧性が向上するので、両端部のリブについては十分な剛性が確保された上で、中間部のリブについては、その剛性が過剰となることが抑制されるとともに、その中間部のリブが浅くとも高い耐圧性が確保される。

図１は本発明のコアプレートを有する熱交換器用タンクの要部正面図。
図２（Ａ）は図１のＩＩ－ＩＩ矢視要部断面図、（Ｂ）はそのコアプレート２の図２（Ｃ）のＢ－Ｂ矢視断面図、（Ｃ）は同コアプレート２の要部平面図。
図３（Ａ）はコアプレートの図３（Ｃ）のＡ－Ａ矢視断面図、（Ｂ）は図３（Ｃ）のＢ－Ｂ矢視断面図、（Ｃ）は同平面図。
図４は従来型コアプレートの（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ－Ｂ線断面図。

次に、図面に基づいて本発明の実施の形態につき説明する。
図１は、本発明のコアプレートを有する熱交換器用タンクの要部正面図であり、図２（Ａ）は、図１のＩＩ－ＩＩ矢視要部断面図である。
そして、図２（Ｂ）は、そのコアプレート２の図２（Ｃ）のＢ－Ｂ矢視断面図であり、図２（Ｃ）は、同コアプレート２の要部平面図である。
この熱交換器用タンクは、一例として、エンジン冷却水のラジエータとして用いることができるものである。そして、図１に示すように、上下に離間して一対のタンク（下側を省略）が配置され、それらの間に多数の偏平チューブ４及びコルゲートフィンが並列されたコアが配置されている。
各タンクは、タンクの底面の対向側が開口された細長いタンク本体１と、その開口を閉塞するコアプレート２との組立体からなる。この例では、タンク本体１の開口端の小フランジ部が、シール１０を介してコアプレート２の環状溝に嵌着され、コアプレート２の縁部に設けた爪部８がカシメられ、タンクが形成される。
コアプレート２の平面は、図２（Ｂ）及び図２（Ｃ）に示す如く、外周に環状溝７が形成されている。コアプレート２の幅方向に長軸３ａを位置する多数の偏平孔３が、コアプレート２の長手方向に向けて定間隔に並列して形成され、その縁部がタンクの内面側に突出するようにバーリング加工６が施されている。各タンクのそれぞれの偏平孔３には、偏平チューブ４の両端部が挿通され、その挿通部がろう付固定されている。
この実施例のコアプレート２では、各偏平孔３間には、リブ５が一直線上に配置されている。そのリブ５は、コアプレート２の隣合う偏平孔３の中間位置で、偏平孔３に平行に且つ、偏平孔３より長くコアプレート２の環状溝に達しており、また、コアプレート２の外面側に突出し、連続している。また、そのリブ５は、偏平孔３の長手方向の中間位置で、バーリング加工６の根元に対して浅いｔ１に形成された中間リブ５ａが形成され、両端部で中間リブ５ａよりも深いｔ２に形成された端部リブ５ｂが形成されている（図２（Ｂ）を参照）。
さらに、この例では、図３に示す如く、リブ５の両側に裾部がリブ５に沿って形成されている。その裾部は、偏平孔３の長手方向の中間位置では、図３（Ｂ）に示すように、幅が狭いｄ１に形成された幅狭部５ｃが形成され、偏平孔３の両端位置では、図３（Ａ）に示すように、幅が広いｄ２に形成された幅広部５ｄが形成されている。
ここに裾部の幅狭部５ｃと幅広部５ｄの関係は、幅狭部５ｃの幅＜幅広部５ｄの幅、となる。
このようなコアプレート２とタンク本体１とで構成するタンク内に、エンジンの冷却水が導かれるが、エンジンの起動停止に伴う温度変化により、偏平チューブ４が伸長し或いは収縮する。それに伴い、偏平チューブ４とコアプレート２との間に熱応力が生じる。本発明のコアプレート２は、そのリブ５の上記構成によって耐圧性を保持しつつ、偏平チューブ４の伸縮に対応して生じる応力を吸収する。
この実施例のコアプレート２の場合、浅く形成された中間リブ５ａと深く形成された端部リブ５ｂとを有することにより、両端部のリブ５ｂにおいては十分な剛性が確保されるとともに、中間部分のリブ５ａの剛性が過剰となることは抑制される。それと共に、偏平孔３の長手方向の中間位置に幅狭部５ｃを有し、両端部の位置に幅広部５ｄを有することにより、両端部の位置の幅広部５ｄにおいては十分な剛性が確保されるとともに、中間位置の幅狭部５ｃの剛性が過剰となることは抑制される。
つまり、リブ５の中間リブ５ａと端部リブ５ｂとの関係及び、幅狭部５ｃと幅広部５ｄとの関係の相乗効果により、コアプレート２と偏平チューブ４との接合部における、偏平チューブ４の幅方向の両端部の応力集中の緩和と、偏平チューブ４の幅方向の全域に渡る応力上昇の抑制とを両立させることができる。
他の実施例
上記実施例は、中間リブ５ａと端部リブ５ｂが形成されるとともに、幅狭部５ｃと幅広部５ｄが形成されたコアプレート２を例示した。
この中間リブ５ａと端部リブ５ｂの形態、幅狭部５ｃと幅広部５ｄの形態は、それぞれ独立してコアプレート２に採用することができる。つまり、図１に記載された中間リブ５ａと端部リブ５ｂのみが形成されたコアプレート２であっても良い。また、図２に記載された幅狭部５ｃと幅広部５ｄのみが形成されたコアプレート２であっても良い。
さらに、中間リブ５ａと端部リブ５ｂが形成されるコアプレート２の形態については、図２（Ｂ）に記載のように、そのリブ５が、偏平孔３の長軸３ａに平行な断面において、その稜線の中間部が、両端部に対してタンクの内面側に山形に突出するように形成することができる。
これにより、その中間部におけるコアプレート２のタンク内圧に対する耐圧性が向上するので、その中間部のリブが浅くとも高い耐圧性が確保される。

１ タンク本体
２ コアプレート
２ａ コアプレート
３ 偏平孔
３ａ 長軸
４ 偏平チューブ
４ａ 偏平チューブ
５ リブ
５ａ 中間リブ
５ｂ 端部リブ
５ｃ 幅狭部
５ｄ 幅広部
６ バーリング加工
７ 環状溝
７ａ 環状溝
８ 爪部
９ リブ
１０ シール
ｔ１ 浅く
ｔ２ 深く
ｄ１ 狭く
ｄ２ 広く

Claims (4)

1. 底面の対向側が開口する細長いタンク本体（１）と、その開口を閉塞するコアプレート（２）と、により熱交換器のタンクを形成し、
   そのコアプレート（２）には、その幅方向に長軸（３ａ）を位置する偏平孔（３）が、互いに平行に、定間隔に多数並列され、各偏平孔（３）の孔縁部にタンクの内面側に突出するバーリング加工（６）が施され、各偏平孔（３）に偏平チューブ（４）の端部が挿通され、その挿通部がろう付される熱交換器のコアプレート（２）において、
   前記コアプレート（２）は、隣合う偏平孔（３）の中間位置で、偏平孔（３）に平行に且つ前記偏平孔（３）より長く、コアプレート（２）の外面側に突出する連続したリブ（５）を有し、
   長軸（３ａ）に平行なリブ（５）の縦断面を、偏平チューブ（４）の幅方向と直交する方向から見た場合、偏平チューブ（４）の幅方向の両端の内側において、前記縦断面の稜線の延在方向の中間部が両端部に対して前記タンクの内面側に山形に突出している、
   ことを特徴とする熱交換器用タンクのコアプレート。
2. 前記リブ（５）は、前記偏平孔（３）の長手方向の中間位置で、前記バーリング加工（６）の根元に対して浅く（ｔ１）形成された中間リブ（５ａ）と、両端部の位置で深く（ｔ２）形成された端部リブ（５ｂ）と、を有する請求項１記載の熱交換器用タンクのコアプレート。
3. 前記リブ（５）は、前記偏平孔（３）の長手方向の中間位置で、その両側の裾野の幅が狭く（ｄ１）形成された幅狭部（５ｃ）と、両端部の位置で、その両側の裾野の幅が広く（ｄ２）形成された幅広部（５ｄ）と、を有する請求項１記載の熱交換器用タンクのコアプレート。
4. 前記リブ（５）は、前記偏平孔（３）の長手方向の中間位置で、前記バーリング加工（６）の根元に対して浅く（ｔ１）形成された中間リブ（５ａ）と、両端部の位置で深く（ｔ２）形成された端部リブ（５ｂ）と、を有し且つ、
   前記リブ（５）は、前記偏平孔（３）の長手方向の中間位置で、その両側の裾野の幅が狭く（ｄ１）形成された幅狭部（５ｃ）と、両端部の位置で、その両側の裾野の幅が広く（ｄ２）形成された幅広部（５ｄ）と、を有する請求項１記載の熱交換器用タンクのコアプレート。

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