JPH072778U - タンクと管寄せ板との結合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】タンクと管寄せ板との結合装置の改良。 【構成】管寄せ板の周縁の溝内に装着された圧縮自在の
ガスケットと、タンクの周縁にタンクと一体に形成され
たフランジと、前記溝の直立側壁にその上縁より下に位
置するように形成された突片とから成り、該突片は、タ
ンクをガスケットに対し圧縮力を及ぼすように保持し、
それによってガスケットによりタンクと管寄せ板との間
にシールが設定されるようになされており、各突片は、
前記溝の側壁から切り起されて形成されたものであり、
フランジの他側面に接触する単一の湾曲した平坦な自由
縁を有し、該自由縁から該側壁の上縁の方に向ってテー
パし、上縁の手前のところ、又は上縁のところで側壁に
連接する形状とされたことを特徴とする結合装置。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、複数の管の開口端を支持する管寄せ板と、管寄せ板に固定されたタ ンクを有する型式の熱交換器に関し、特に、タンクと管寄せ板との結合装置の改 良に関する。

【０００２】

【考案の背景】

本考案に関する従来技術は、米国第４，３７８，１７４号及び４，３３１，２ ０１号に開示されている。

【０００３】 自動車産業においては、車の重量を減少させて燃費を向上させるために、自動 車のいろいろな部品に非金属材を使用することが多くなってきている。一般に「 ラジェータ」と称されている熱交換器も例外ではない。そのような熱交換器のコ ア部には、プラスチックより伝熱率が高いという理由で金属材料が使用されてい るが、良好な伝熱率を必要としない熱交換器の構成部品は、プラスチックで製造 されている。その一例は、熱交換器のコアの端部を画定する管寄せ板に固定され ることによって該コアに取付けられるタンクである。

【０００４】 管寄せ板とタンクとの接合部は、異る材料同志の接合であるから、その接合手 段としてはんだ付けや、ろう付けなどの従来の技法を用いることができない。従 って、両者の間に所要のシール（密封）を設定するためにガスケットが介設され ており、その熱交換器の設計作動圧においてシールを確保するためにガスケット が圧縮下におかれるようにして管寄せ板とタンクとを組立状態に保持するための 何らかの手段が用いられている。 もちろん、両者間の接合を行うための手段は、漏れを防止するのに十分に強固 で、かつ、寿命の長いものでなければならない。更に、保守サービスなどのため に必要に応じて両構成部品を分解することを可能とするような接合手段であるこ とが望ましい。又、接合手段は、製造コストを節減するために大量生産に適する ものであることが望ましい。

【０００５】 これらの目的を達成するための試みとして、管寄せ板にガスケットを圧縮して 装着するための周溝を形成し、タンクには、該周溝に嵌合してガスケットを圧縮 するための周フランジを設けることが、上記両米国特許に提案されている。この 場合、周溝の外側壁を一部変形させて、タンクの周フランジを覆い、該フランジ を、ガスケットを圧縮する状態に保持する。しかしながら、この方式は、金属壁 （管寄せ板の周溝の壁）を変形することを必要とし、従って、金属壁を容易に変 形しうるように薄くしなければならないので、金属壁が必ずしも所要の強度をも たないという欠点があり、作動中系内の圧力が変形された金属壁に作用してそれ を元の形に戻してしまうことがある。その結果、ガスケットにかかる圧縮力が低 下し、流体漏れが生じる。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は、このような問題を克服することを企図したものであり、その目的は 、熱交換器の管寄せ板とタンクとの間の改良された結合部を提供することであり 、特に、変形によって形成されるが、元の形に戻す方向への変形に抵抗する十分 な強度を有する結合部を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案は、上記課題を解決するために、複数の管の開口端を支持する金属製の 管寄せ板とプラスチック製のタンクとを有する型式の熱交換器において、該タン クを管寄せ板に固定するための結合装置であって、 前記管寄せ板の周縁に管寄せ板と一体に延設されており、底壁と、該底壁を取 巻く変形自在の直立側壁とを有する溝と、 該溝内に装着された圧縮自在のガスケットと、 前記タンクの周縁に該タンクと一体に形成され外方へ延長して内側に開口を画 定するフランジと、 前記溝の前記直立側壁にその上縁より下に位置するように形成された複数の突 片とから成り、 前記フランジは、その一側面が前記ガスケットに衝接し、該一側面とは反対側 の他側面が前記上縁から離隔するようにして前記溝内に嵌合するように賦形され 寸法づけされており、前記各突片は、前記フランジの他側面上に座置して前記タ ンクを前記ガスケットに対し圧縮力を及ぼすように保持し、それによって該ガス ケットにより該タンクと前記管寄せ板との間にシールが設定されるようになされ ており、該各突片は、前記側壁を突通して切開するとともに変形させることによ り形成されたものであり、前記フランジの他側面に接触する単一の湾曲した平坦 な自由縁を有し、該自由縁から前記側壁の上縁の方に向ってテーパし、該上縁の 手前のところ、又は該上縁のところで該側壁に連接する形状とされたことを特徴 とする結合装置を提供する。

【０００８】 好ましい実施例では、前記ガスケット受容部は溝の形に形成する。 前記各突片は、前記側壁の上縁から離れた部位で該側壁に連接させることが好 ましい。 好ましい実施例では、前記フランジに対する前記自由縁の接触を確実にするた めに前記側壁の該自由縁より上方の部分を該自由縁に対応する部位で前記タンク の方に向って折曲げ、該側壁の少くとも一部分が該フランジの上方に位置するよ うにする。

【０００９】 前記タンクは、通常、プラスチックで製造されており、好ましい実施例では、 前記各突片は、ほぼ卵形又は球形とする。 独特の形状とされた突片は、ガスケット受容部又は溝の側壁に十分に力を分配 するので、元の形状に戻る方向への変形に対し優れた抵抗力を示す。しかも、こ れらの突片は、大量生産法によって容易に形成することができ、例えば装置を分 解するのに必要な場合には、意図的に元の形に変形し戻すことができる。 これらの突片は、パンチ（打抜き）加工又は突通し加工によって側壁に形成す ることができる。その際、突片を形成する側壁部分には打抜き又は突通し工具に 対して対抗する裏当て支持を与えず、該側壁部分が工具の押圧力により僅かにタ ンクの方へ変形されるようにする。その後、突片の下方自由縁が上記フランジの 上側面に平行になるように側壁を垂直平面から上記タンクの方に向って折曲げる ことが好ましい。

【００１０】

【実施例】

添付図を参照すると、本考案による結合部によって接合されたプラスチック製 のラジェータタンク１０と、金属製の管寄せ板１２が示されている。管寄せ板１ ２は、慣用の態様で複数の伝熱管１６（第３図に１本だけが示されている）の開 口端１４を受容している。タンク１０は、外向きに突出したフランジ２０によっ て囲まれた開口１８を有している。フランジ２０は、上側面２２と下側面２４を 有している。タンク１０には１つ又はそれ以上の冷却水ポート２６が設けられて いる。第３図に示されるように、管寄せ板１２は、その周縁に周溝２８を有して いる。周溝２８は、直立外側側壁３０と、底壁３２と、内側側壁３４とによって 画定される。内側側壁３４は、外側側壁３０とほぼ平行であり、湾曲部３６を介 して管寄せ板１２の本体に連接している。図から分るように、溝２８とフランジ ２０とは、後者が前者に受容されるように賦形され、寸法づけされている。

【００１１】 タンク１０を管寄せ板１２に結合する場合、周溝２８内に圧縮自在のガスケッ ト４０を挿入して該溝の底壁３２に衝接するようにして配設し、タンク１０を、 そのフランジ２０が溝２８内に受容されるような向きに配向する。次いで、フラ ンジ２０を周溝２８に挿入し、フランジ２０の下側面２４をガスケット４０に当 接させ、タンク１０を管寄せ板１２に向って押しつづければ、ガスケット４０が 所望の度合にまで圧縮される。その際、通常、所望の圧縮力より多少大きい圧縮 力をかけてフランジ２０を十分に下方へ引込ませ、管寄せ板の直立外側側壁３０ から一連の突片４２を変形形成してそれらの突片をフランジ２０の上側面２２上 に係合させることができるようにする。突片４２を形成した後、タンク１０に加 えている圧縮力を解放すれば、突片４２がフランジ２０に係合し、第３図に示さ れるような状態が得られる。

【００１２】 タンク１０内の圧力に対して十分な保持力及び変形抵抗が得られるように、突 片４２は、四分球又は卵形形状を有している。突片４２は、単一の湾曲した下方 自由縁４４を有している。自由縁４４は、平坦で、フランジ２０の上側面２２に 衝接する。突片４２は、下方自由縁４４から側壁３０の上縁４８に向って徐々に テーパし、線４６において壁３０に連なっている。突片４２の上端と側壁３０の 上縁４８とは、両者の間に空間５０が存在するように離隔させる。 これらの突片４２は、側壁３０を突き通して自由縁４４を形成すると同時に側 壁３０の一部分を変形させて突片４２の本体を画定する適当な形状の工具を用い ることにより１回の工程で形成することができる。従って、この成形工程は、大 量生産に容易に適応することができる。

【００１３】 組立作業を簡略化し、所要の工具を最少限にするために、突片４２を形成する 側壁３０の上方部分５２には、突通し又は打抜き作業において押進められる突通 し又は打抜き（パンチ）工具に対抗する裏当て支持力を与えない方が有利である 。その結果、側壁３０の上方部分５２は、第３図にみられるように、タンク１０ の方に向って僅かに折曲げられ、突片４２の下方自由縁４４がフランジ２０の上 側面の上方に位置せしめられる。

【００１４】 突片４２は側壁３０の金属素材を変形させることによって形成されるので、そ の成形工程中に生じる金属素材の流動により突片４２の自由縁４４が側壁３０か らタンク１０の方に向って離れるにつれてフランジ２０の上側面２２から漸進的 に離れる。従って、自由縁４４全体をフランジ２０の上側面に接触させるように するためには、突片４２を形成するのに続いて、側壁３０の上方部分５２をほぼ 自由縁４４の高さのところで線５４に沿ってタンク１０の方に向って更に折曲げ ることが好ましい。その結果、側壁３０の上方部分５２が真直ぐのままであるが 、半ばフランジ２０の上にかぶさる形となり、突片の自由縁４４がフランジ２０ の上側面２２に平行に衝接することとなる。この折曲げ操作は、例えば圧延など の適当な方法によって行うことができる。上方部分５２は、垂直平面からタンク １０の方に向って約３０°折曲げるのが好ましい。

【００１５】 必要なときは、例えばタンク１０を何らかの理由で管寄せ板１２から取外さね ばならないようなときは、突片４２を元の形に変形し戻すことができる。その場 合、タンク１０の側壁５６と突片４２の間に変形用工具を挿入することができる ようにしておくためには、最初に突片４２を形成する際突片４２又は側壁３０の 上方部分５２がタンク１０の側壁５６に接触するほど内方へ変形させておかない ことが好ましい。

【００１６】 突片４２の形状寸法は、タンク１０を管寄せ板１２から引離そうとする力を外 側側壁３０に均一に分配して該側壁の外方への変形に抵抗するようになされてい る。（側壁３０が外方へ変形されると、ガスケット４０に対する圧縮力が解放さ れて流体の漏れを生じる。）即ち、自由縁４４は、フランジの表面２２に対する 相当大きな接触面積を有しているので、自由縁４４に向けられた力がそれぞれの 突片４２の残りの部分に分配され、従って、突片４２が大きな曲げモーメントを 受けることなく圧縮下におかれることになる。その結果、タンク１０のフランジ ２０と管寄せ板１２の周溝２８との間に極めて信頼性の高い結合が得られる。

【００１７】

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本考案による結合装置によって結合さ
れたタンクと管寄せ板との組立体の透視図である。

【図２】図２は、図１の組立体の部分拡大側面図であ
る。

【図３】図３は、図２の線３−３に沿ってみた部分拡大
断面図である。

【図４】図４は、突片を形成した管寄せ板の部分拡大図
である。

【符号の説明】

１０：タンク １２：管寄せ板 １８：開口 ２０：フランジ ２８：ガスケット受容部（溝） ３０：外側側壁 ３２：底壁 ３４：内側側壁 ４０：ガスケット ４２：突片 ４４：自由縁 ４８：上縁

フロントページの続き (72)考案者 ジェイムズ・エル・ウエールマン アメリカ合衆国ウィスコンシン州プレザン ト・プレアリ、エイティナインス・ストリ ート5411

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の管の開口端を支持する金属製の管
   寄せ板とプラスチック製のタンクとを有する型式の熱交
   換器において、該タンクを管寄せ板に固定するための結
   合装置であって、 前記管寄せ板の周縁に管寄せ板と一体に延設されてお
   り、底壁と、該底壁を取巻く変形自在の直立側壁とを有
   する溝と、 該溝内に装着された圧縮自在のガスケットと、 前記タンクの周縁に該タンクと一体に形成され外方へ延
   長して内側に開口を画定するフランジと、 前記溝の前記直立側壁にその上縁より下に位置するよう
   に形成された複数の突片とから成り、 前記フランジは、その一側面が前記ガスケットに衝接
   し、該一側面とは反対側の他側面が前記上縁から離隔す
   るようにして前記溝内に嵌合するように賦形され寸法づ
   けされており、前記各突片は、前記フランジの他側面上
   に座置して前記タンクを前記ガスケットに対し圧縮力を
   及ぼすように保持し、それによって該ガスケットにより
   該タンクと前記管寄せ板との間にシールが設定されるよ
   うになされており、該各突片は、前記側壁を突通して切
   開するとともに変形させることにより形成されたもので
   あり、前記フランジの他側面に接触する単一の湾曲した
   平坦な自由縁を有し、該自由縁から前記側壁の上縁の方
   に向ってテーパし、該上縁の手前のところ、又は該上縁
   のところで該側壁に連接する形状とされたことを特徴と
   する結合装置。
2. 【請求項２】 前記各突片は、ほぼ卵形又は球形である
   請求項１に記載の結合装置。
3. 【請求項３】 前記フランジに対する前記自由縁の接触
   を確実にするために前記側壁の該自由縁より上方の部分
   を該自由縁に対応する部位で前記タンクの方に向って折
   曲げ該側壁の少くとも一部分が該フランジの上方に位置
   するようにした請求項１に記載の結合装置。
4. 【請求項４】 前記側壁の前記部分をタンクの方に向っ
   てほぼ３０°折曲げた請求項３に記載の結合装置。
5. 【請求項５】 前記各突片は、前記側壁の上縁から離れ
   た部位で該側壁に連接している請求項１に記載の結合装
   置。