KR101558006B1 - 차량용 라디에이터의 헤더 탱크 결합구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 라디에이터의 헤더 탱크 결합구조에 관한 것으로, 길이방향으로 다수의 튜브삽입공이 형성되는 헤더(10)와; 상기 헤더(10)의 상부에 결합되어 냉각수의 통로부를 형성하는 탱크(20)와; 상기 헤더(10)의 튜브삽입공에 삽입되어 냉각수가 순환하는 다수의 튜브(30)와; 상기 각각의 튜브(30) 외면 사이에 개재되는 다수의 방열핀(40)과; 상기 탱크(20)의 외측 둘레에 설치되는 가스켓(50) 및; 상기 헤더(10)의 외측단이 가스켓(50)을 누르도록 탱크(20)측으로 절곡된 절곡부(11)를 포함 것을 기술적 특징으로 한다.
이에 의해 라디에이터의 헤더와 탱크의 결합시의 가스켓의 설치 위치를 변경함으로서 헤더의 폭을 줄일 수 있으므로 라디에이터의 폭을 줄일 수 있고, 더욱이 헤더와 탱크 사이의 가스켓이 밀리지 않아 탱크 내의 냉각수가 누출되지 않는다.

Description

차량용 라디에이터의 헤더 탱크 결합구조{A Radiator header tank assembling structure for a vehicle}

본 발명은 차량용 라디에이터에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 라디에이터의 헤더와 탱크의 결합시의 가스켓의 설치 위치를 변경함으로서 헤더의 폭을 줄일 수 있고, 더욱이 헤더와 탱크 사이의 가스켓이 밀리면서 탱크 내의 냉각수가 누출되는 것을 방지할 수 있도록 개선된 차량용 라디에이터에 관한 것이다.

일반적으로 차량에는 차실내를 냉난방하기 위한 공조장치(HVAC)와 주행 중에 엔진이 과열되지 않도록 엔진을 냉각하는 엔진열 냉각장치가 구비된다.

이중에서 차량의 엔진열 냉각장치는 공랭식과 수냉식이 있으나, 공랭식은 엔진의 열을 주행풍에 의해 냉각하는 것이므로, 자동차와 같이 고열의 엔진을 냉각하기에는 적합하지 못하다.

따라서 차량에 구비되는 엔진열 냉각장치는 공랭식을 사용하고 있는데, 이를 위해 라디에이터의 냉매가 엔진의 워터 자켓으로 공급되어 엔진을 냉각하고 이를 다시 라디에이터에 공급하여 냉각함을 반복하는 것으로 이루어진다.

상기 라디에이터의 작용을 좀 더 상세히 설명하면 엔진으로부터 유입되는 고온의 냉각수를 라디에이터의 냉각팬과 주행에 따른 주행풍을 이용하여 냉각시키고, 이렇게 냉각된 냉각수는 다시 엔진으로 순환되면서 엔진을 냉각하게 된다.

이러한 라디에이터는 도 1과 도 2에서와 같이 헤더부(100)와, 상기 헤더부(100)의 상부에 결합되어 냉각수의 통로부를 형성하는 탱크부(110)와 상기 헤더부(100) 바닥면의 결합공에 결합되어 냉각수가 순환하는 다수의 튜브(120)와, 상기 각각의 튜브(120) 외면 사이에 개재되는 다수의 방열핀으로 구성된다.

이때 헤더부(100)와 탱크부(110)를 결합하는 과정에서 내부의 냉각수가 누출되지 않도록 가스켓(200)을 설치하게 되는데, 이러한 가스켓(200)이 설치될 수 있도록 헤더부(100)는 좌우로 폭이 확장되고, 이 헤더부(100)에 가장자리를 따라 가스켓(200)이 삽입된 후, 그 위로 탱크부(110)가 밀착 설치된다.

상기 헤더부(100)와 탱크부(110)는 설치된 후, 유동이 발생하지 않도록 헤더부(100)의 끝단을 말아 올려 탱크부(110)의 끝단을 덮어 고정하는데, 이와 같이 라디에이터를 조립하면 헤어부(100)와 가스켓(200) 및 탱크부(110)가 순차적으로 적층된 상태를 유지하게 된다.

이처럼 라디에이터의 헤더와 탱크 사이에 설치되는 가스켓은 그 사용 중에 헤더와 탱크의 압력에 의해 탱크 내로 밀려 올라오면서 냉각수가 누출되는 현상이 발생하는데, 이러한 현상은 제품의 제조시에 발생하는 것이 아닌, 사용 중에 발생하는 문제이므로 이러한 문제를 적시에 발견하여 교체하기 어렵고, 또한 가스켓을 설치하기 위해 헤더부의 폭을 확장하기 때문에 라디에이터의 폭이 커지는 단점이 있다.

한편, 상기와 같이 가스켓이 탱크 내부로 밀려들어가는 문제를 해결하기 위한 방안으로서, 한국공개특허 10-2003-0072146호(차량용 방열기)가 개시된 바 있다.

상기 기술은 도 3에서와 같이 헤더는 튜브의 양측단부 가장자리의 측면과 접촉하도록 결합되는 단지지부와, 이 단지지부의일단부에서 튜브의 폭 방향으로 연장되는 중간지지부 및 이 중간지지부의 끝단에서 연장되어 상기 단지지부와 마주보며 킬린칭 작업을 위하여 상기 단지지부 보다 소정의 길이만큼 더 연장되는 장지지부를 포함하는 단면형상으로 형성되고, 상기 탱크는 상기 헤더의 중간지지부와 접촉하여 클린칭시 압축률 상한을 한정하는 종지지부와, 이 종지지부의 끝단에서 소정거리 위치에서 폭 방향으로 연장되어 상기 가스켓의 점유공간 폭을 한정하는 횡지지부를 포함하는 단면 형상으로 가장자리부가 형성되며, 클린칭 결합시 상기 헤더의 장지지부의 끝단부가 상기 탱크의 횡지지부를 외부에서 압착하도록 절곡되며, 상기 가스켓은 상기 탱크의 종지지부 및 횡지지부, 상기 헤더의 장지지부 및 중간지지부로 둘러싸이는 공간에 압축된 상태로 위치하도록 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 방법으로는 가스켓이 탱크 내부로 밀려들어가는 것을 어느 정도는 방지할 수 있으나, 헤더의 폭이 좌우로 확장되는 결과가 있고, 이에 의해 라디에이터의 설치 폭이 커지는 문제가 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 개선하기 위한 것으로, 본 발명은 라디에이터의 헤더에 설치되는 가스켓의 위치를 탱크의 외측벽으로 변경하고, 헤더는 탱크의 외측단을 감싸도록 구성함으로서 헤더의 폭을 줄일 수 있으며, 더욱이 가스켓이 탱크 내부로 밀려들어가지 않으므로 냉각수의 누출을 방지할 수 있는 구조 개선된 차량용 라디에이터를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적에 따른 본 발명은 길이방향으로 다수의 튜브삽입공이 형성되는 헤더와; 상기 헤더의 상부에 결합되어 냉각수의 통로부를 형성하는 탱크와; 상기 헤더의 튜브삽입공에 삽입되어 냉각수가 순환하는 다수의 튜브와; 상기 각각의 튜브 외면 사이에 개재되는 다수의 방열핀과; 상기 탱크의 외측 둘레에 설치되는 가스켓 및; 상기 헤더의 외측단이 가스켓을 누르도록 탱크측으로 절곡된 절곡부를 포함하여 실시된 것에 의해 달성된다.

본 발명의 사용으로 차량에 설치되는 라디에이터의 폭을 줄일 수 있어 차량 내의 설치공간을 확보하기 용이하고, 더욱이 사용 중에 라디에이터의 탱크와 헤드 사이의 가스켓에 변형이 발생하여 냉각수가 누출되는 문제를 해소할 수 있다.

이처럼 라디에이터의 냉각수가 누출되지 않으면 차량의 엔진을 항상 적절한 온도로 냉각할 수 있기 때문에 차량을 유지관리하기 용이하다.

도 1, 2는 종래의 라디에이터의 예를 보인 평면도,
도 3은 종래의 라디에이터의 예를 보인 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 차량용 라디에이터의 헤더 탱크 결합구조의 실시예를 보인 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 헤더와 탱크의 결합 구조를 보인 분리된 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 헤더와 탱크의 결합된 예를 보인 단면도,
도 7은 본 발명에 따른 가스켓이 탱크에 인서트 사출되어 일체성형된 예를 보인 단면도이다.

이하에서 본 발명의 실시예를 도시한 첨부도면을 통해 더욱 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 차량에 설치되는 라디에이터의 헤더 폭을 줄여 라디에이터의 설치 공간을 줄일 수 있고, 더욱이 헤더와 탱크 간의 기밀을 유지하는 가스켓의 설치 구조를 변경하여, 가스켓의 유동을 방지한 차량용 라디에이터에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명은 도 3에서와 같이 길이방향으로 다수의 튜브삽입공이 형성되는 헤더(10)와; 상기 헤더(10)의 상부에 결합되어 냉각수의 통로부를 형성하는 탱크(20)와; 상기 헤더(10)의 튜브삽입공에 삽입되어 냉각수가 순환하는 다수의 튜브(30)와; 상기 각각의 튜브(30) 외면 사이에 개재되는 다수의 방열핀(40)과; 상기 탱크(20)의 외측 둘레에 설치되는 가스켓(50) 및; 상기 헤더(10)의 외측단이 가스켓(50)을 누르도록 탱크(20)측으로 절곡된 절곡부(11)를 포함하여 실시된다.

차량용 라디에이터(1)는 도 4에서와 같이 그 앞단에는 증발기(3)가 설치되고, 후방에는 팬과 쉬라우드(2)가 설치되어 하나의 세트를 형성하는데, 이 중에서 라디에이터(1)는 좌우로 길이를 가지며 상하로 병렬 설치되는 2개의 헤더(10)를 구비하고, 이 헤더(10)를 관통하여 연결하는 다수개의 튜브(30)와 상기 튜브(30)의 외주면에 설치되는 방열핀으로 이루어져 있다.

상기 헤더(10)에는 후술하는 탱크(20)가 각각 결합되어 고정되는데, 이처럼 종래에는 탱크(20)를 고정하기 위해 헤더(10)에 탱크(20)의 가장자리를 덮을 수 있도록 확장된 플랜지부를 형성하고 있으며, 탱크(20)를 결합한 후에는 헤더(10)의 플랜지부 끝단을 탱크(20) 측으로 절곡하여 양자를 고정하고 있다.

상기 방법은 탱크(20)를 고정하기 위해 플랜지부의 형성 폭이 더 필요하고, 이에 의해 튜브(30)의 폭과 무관하게 헤더(10)의 폭이 더 넓게 형성되고 있으며, 따라서 라디에이터의 전체적인 폭이 넓어지는 문제가 있는데, 본 발명은 이와 같이 라디에이터의 폭이 불필요하게 넓어져 차량 내부의 공간을 많이 차지하던 문제를 해결하기 위해 헤더(10)와 탱크(20)의 결합 시 플랜지부분의 과대 확장 없이 고정될 수 있도록 결합구조를 개선하였다.

이를 위해 본 발명은 탱크(20)의 가장자리에 플랜지부 형상을 형성하지 않고, 도 5에서와 같이 헤더(10)에는 상기 탱크(20)가 삽입 될 수 있는 정도의 수직 측벽을 형성하는데, 이러한 측벽과 탱크(20)의 외측 둘레 면이 맞닿아 밀착되면서 탱크(20)가 헤더(10)에 삽입 고정된다.

상기 헤더(10)의 폭은 튜브(30)의 폭 정도에 따라 적정하게 조절하여 실시할 수 있고, 이에 맞춰 탱크(20)의 폭을 형성하게 되면 라디에이터(1)를 보다 얇게 제작하는 것이 가능하다.

한편, 탱크(20)는 하부가 개방된 형태로 형성되되, 그 하단은 플랜지부 없이 수직으로 하향 길이를 갖고, 이러한 탱크(20) 끝단이 상기 헤더(10)에 끼워지면서 조립된다.

이와 같이 헤더(10)와 탱크(20)가 서로 조립되는 과정에서 끼움 결합된 후, 분리되지 않도록 헤더(10)에 탱크(20)를 장착한 후, 헤더(10)의 단부에 압착하여 절곡부(11)를 형성하는데, 이러한 절곡부(11)와 더불어서 탱크(10)의 외주면 단부에 단턱(21)을 형성함으로서, 이 단턱(21)에 절곡부(11)가 걸리면서 탱크(10)가 쉽게 분리되지 않고 고정된다.

이때의 단턱(21)에는 절곡부(11)를 고정하는 기능 이외에도 적정 두께의 가스켓(50)이 안착되는 용도로도 사용되는데, 이는 도 6에서와 같이 서로 조립된 헤더(10)와 탱크(20) 사이에 설치되되, 헤더(10)에 조립된 튜브(30)는 탱크(20) 내측단에 형성된 결합홈(22)에 맞닿도록 끼워져 조립되고, 헤더(10)는 탱크(20)의 외측 둘레를 감싸는 형태이며, 이렇게 감싸진 가스켓(50)의 외측면을 헤더(10)의 절곡부(11)가 누르면서 탱크(20)의 내부를 흐르는 냉매가 외부로 누출되지 않고 실링된다.

이상과 같은 본 발명은 라디에이터의 헤더(10)와 탱크(20) 및 가스켓(50)을 설치하는 구조에 있어서, 헤더(10)와 탱크(20)의 폭을 줄여 더욱 얇은 라디에이터를 구성할 수 있고, 또한 탱크(20)의 외주면 둘레에 가스켓(50)이 설치되어 가스켓(50)이 탱크(20) 내부로 밀려들어가지 않으므로 헤더(10)와 탱크(20)의 실링을 변함없이 유지할 수 있다.

상기와 같은 본 발명을 조립 순서를 통해 간략히 설명하면, 먼저 다수의 튜브(30)가 병렬로 설치된 헤더(10)의 가장자리를 외측으로 수직으로 절곡하여 수직벽을 형성하고, 이렇게 절곡된 헤더(10)의 수직벽 내측으로 탱크(20)의 개방된 끝단을 밀착 삽입한다.

상기 탱크(20)의 가장자리를 따라서 링 형태의 가스켓(50)을 설치하여 탱크(20)의 외주면에 돌출 형성된 단턱(21)에 가스켓(50)이 안착되도록 삽입하고, 가스켓(50)이 탱크(20)에 안착되면 헤더(10)의 끝단을 탱크(20) 측으로 압착하여 가스켓(50)을 헤더(10)가 눌러 밀착되도록 절곡부(11)를 형성함으로서 탱크(20)외 헤더(10)가 서로 밀착되면서 실링된다.

한편, 본 발명에 있어서 상기 가스켓(50)을 탱크(20) 외측단에 일부가 삽입되어 일체로 인서트 사출하여 실시될 수 있는데, 이는 도 7에서와 같이 가스켓(50)이 탱크(20)의 외주면에 일정부분이 삽입되도록 일체로 사출 성형되고, 이 경우에는 탱크(20)에 가스켓(50)을 설치하는 작업을 생략할 수 있게 하므로, 조립이 편리하고, 더욱이 설치된 가스켓(50)이 유동되지 않고 고정되면서 헤더(10)에 조립하는 과정에서 가스켓(50)이 밀려올라가지 않는다.

이처럼 가스켓(50)이 인서트 사출 성형되는 경우에는 상기 헤더(10)에도 절곡부(11)를 미리 형성할 수 있고, 이렇게 절곡부(11)가 형성된 헤더(10)에 탱크(20)를 억지 끼움하여 자연스럽게 절곡부(11)와 가스켓(50)이 밀착되어 고정되는 것으로 실시될 수 있다.

10: 헤더 11: 절곡부
20: 탱크 21: 단턱
22: 결함홈 30: 튜브
40: 방열핀 50: 가스켓

Claims (4)

1. 길이방향으로 다수의 튜브삽입공이 형성되는 헤더(10)와;
   상기 헤더(10)의 상부에 결합되어 냉각수의 통로부를 형성하는 탱크(20)와;
   상기 헤더(10)의 튜브삽입공에 삽입되어 냉각수가 순환하는 다수의 튜브(30)와;
   상기 각각의 튜브(30) 외면 사이에 개재되는 다수의 방열핀(40)과;
   상기 탱크(20)의 외측 둘레에 설치되는 가스켓(50) 및;
   상기 헤더(10)의 외측단이 가스켓(50)을 누르도록 탱크(20)측으로 절곡된 절곡부(11)를 포함 것을 특징으로 하는 차량용 라디에이터의 헤더 탱크 결합구조.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 탱크(20)는 외측 둘레로 돌출되는 단턱(21)을 더 구비하여 된 것을 특징으로 하는 차량용 라디에이터의 헤더 탱크 결합구조.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 가스켓(50)이 인서트 사출되어 탱크(20)의 외측에 일체 성형된 것을 특징으로 하는 차량용 라디에이터의 헤더 탱크 결합구조.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 튜브가 탱크(20)의 단턱 내측 단부에 접하도록 삽입된 것을 특징으로 하는 차량용 라디에이터의 헤더 탱크 결합구조.

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