KR20030072146A - 차량용 방열기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉각수의 냉각을 위해 사용되는 자동차용 방열기의 밀봉결합구조에 관한 것으로, 부품의 형상을 단순화하여 재료절감 및 제작성을 향상을 통한 원가절감 및 클린칭공정시의 조립성을 향상시키기 위하여;

양측단부가 개방된 튜브와, 이 튜브를 밀폐하기 위한 탱크와, 이 탱크를 결합하기 위해 튜브의 가장자리에 결합되는 헤더 및 탱크와 헤더의 결합부에 삽입되는 개스킷으로 구성되는 밀봉결합구조에 있어서, 상기 헤더는 개략적 "U"자형의 단면형상으로 형성하며, 상기 탱크는 끝단 가장자리부의 단면형상이 클린칭공정을 수행할 경우 압축률 상한을 한정하는 종지지부와, 이 종지지부의 끝단에서 소정거리 위치에서 직각으로 연장되어 상기 개스킷의 점유공간 폭을 한정하는 횡지지부를 포함하여 계략적 "ㄱ"자형의 단면형상으로 형성하며, 상기 개스킷은 원형단면을 포함하는 성형이 용이한 형태로 구비되어;

부품의 형상 단순화와 폭 감소에 따른 재료절감 및 제작성 향상으로 인한 원감절감과, 클린칭공정시 상기 탱크의 종지지부를 통해 최대압축률을 제한할 수 있도록 하여 품질향상의 효과를 갖는 자동차용 방열기의 밀봉결합구조를 제공한다.

Description

차량용 방열기{RADIATOR FOR VEHICLE}

본 발명은 튜브와 헤더 및 탱크로 구성되는 차량용 방열기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 냉각수의 누출을 방지하고 외부공기의 유입을 방지하도록 상기 튜브에 결합되는 헤더와, 이 헤더에 클램핑으로 결합되는 탱크 및 상기 탱크와 헤더 사이에 삽입되는 신축성 재질의 개스킷으로 이루어지는 밀봉결합구조를 개선하여, 제작성이 향상되고 재료절감을 통해 제작단가가 절감되며 더불어 부피감소를 가능하도록 하는 차량용 방열기의 밀봉결합구조에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 방열기는 엔진의 실린더 블록과 실린더 헤드사이의 냉각수 통로를 순환하면서 욜을 흡수하여 온도가 상승한 냉각수를 공기와의 열교환기를 통해 냉각시켜주는 장치이다.

도 1 은 일반적인 차량용 방열기를 도시한 분해 사시도이다.

일반적인 차량용 방열기(1)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 탱크(10)와, 헤더(20)와, 개스킷(30)과, 튜브(40)와, 센터(50) 및 보강대(60) 등으로 구성된다.

엔진을 지나면서 뜨거워진 냉각수는 열이 방열기를 구성하는 냉각수의 이송통로인 튜브(40) 내부를 흐르는 동안 다층으로 적층된 형태의 튜브 사이에 고정되며 주름구조로 구비되어 넓은 표면적을 구비하는 센터(50)로 전달되면서 냉각되며, 센터(50)로 전달된 열은 센터의 표면에 접촉하는 대기에 흡수되는 방식으로 방출되는 것이다. 이와 같이 냉각된 냉각수는 다시 엔진으로 공급되어 엔진을 냉각하게된다.

상기 튜브(40)의 양측단에 상기 헤더(20)를 결합하고, 이 헤더(20)에 상기 탱크(10)을 결합하며, 헤더와 탱크의 결합시에 헤더와 탱크의 결합부에 냉각수의 누설을 방지하기 위한 수단으로 고무재질의 개스킷(30)을 삽입한 상태에서 헤더(20)의 끝단부를 절곡시켜 압축하는 클린칭(clinching)공정을 수행하여 상기 탱크를 견고하게 결합하며, 또한 개스킷을 압착하여 기밀, 수밀의 밀봉구조를 이루도록 한다.

도 2는 종래기술에 따른 차량용 방열기 밀봉구조의 일예를 도시한 것으로, 도 2a 는 클린칭공정을 수행하기 전의 상태를 도시한 단면도이고, 도 2b 는 클린칭공정을 수행한 후의 상태를 도시한 단면도이다.

도 2a 에 도시된 바와 같이, 종래기술에서 사용된 개스킷(30)은 개략 단면이 원형인 중심부(31)의 일측에 꼬리부(32)를 가지는 형태로 형성된다.

상기 개스킷(30)을 삽입하기 위한 헤더(20)는 개략 "ㄷ" 자 형태로 절곡형성되는 개스킷 안착부(21)와, 상기 개스킷 안착부(21)의 내측에 다시 개략 "ㄴ"자 형태로 절곡형성되어 튜브와 결합되는 부위가 되는 결합부(22)로 형성된다.

상기 탱크(10)의 가장자리 끝단부는 상기 헤더(20)의 개스킷 안착부(21)에 삽입되는 개스킷(30)을 압축하여 밀봉하기 위하여 수직으로 압착하는 개략 단면이 사각형 형태의 압착부(11) 및 상기 압착부(11)로부터 직각으로 절곡되는 이음부(12)로 형성된다.

상기와 같은 종래 기술에 적용되는 차량용 방열기의 밀봉 구조에서, 상기 헤더(20)는 개스킷 안착부(21)와 더불어 절곡형성되는 결합부(22)를 구비하는 구조임에 따라, 튜브의 접촉면에서부터의 수평방향의 폭(w)가 상당히 넓은 문제점이 있었다.

헤더(20)의 수평방향의 폭(w)이 넓고, 따라서 탱크(10)의 폭도 넓어져, 헤더(20) 및 탱크(10)를 형성하기 위해 사용되는 재료의 소모량도 증가하게 되며, 장치의 부피까지 증가하고, 각각 절곡된 형태인 헤더(20)의 개스킷 안착부(21) 및 결합부(22)를 절곡형성하는 작업에 많은 수고가 요구되었던 실정이다.

또한 일측에 꼬리부(32)를 구비하는 개스킷(30)의 성형에 있어서도, 단순히 단면 원형 등의 형상을 갖도록 성형하는 것에 비해 제작이 어려웠다.

또한 클린칭시에 클린칭 장비의 클린칭 압력만으로만 개스킷의 압축률을 조절하기 때문에, 압축률을 조절하는 것이 용이하지 않은 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서,

본 발명의 목적은 튜브에 결합되는 헤더의 단면형상을 단순화하여 수평방향의 폭을 줄이고, 이 헤더에 기밀,수밀을 위한 개스킷을 삽입한 상태에서 결합되는 탱크의 가장자리부분을 클램핑공정시 압축률의 조절이 가능하고 삽입되는 개스킷의 수평방향의 점유공간 폭을 한정할 수 있도록 형성하여, 단순한 형태의 개스킷을 사용하는 것이 가능하며, 부품의 제작성 향상과 재료절감을 통한 제작단가의 절감 및 조립성의 향상이 가능하도록 하는 차량용 방열기의 밀봉결합구조를 제공하는데 있다.

도 1 은 일반적인 차량용 방열기를 도시한 분해 사시도.

도 2는 종래기술에 따른 차량용 방열기 밀봉구조의 일예를 도시한 것으로,

도 2a는 클린칭공정을 수행하기 전의 상태를 도시한 단면도.

도 2b는 클린칭공정을 수행한 후의 상태를 도시한 단면도.

도 3은 본 발명의 따른 차량용 방열기의 밀봉결합구조를 도시한 것으로,

도 3a는 클린칭공정을 수행하기 이전의 상태를 도시한 단면도.

도 3b는 클린칭공정을 수행한 이후의 상태를 도시한 단면도.

도 4는 본 발명의 따른 차량용 방열기의 밀봉결합구조의 다른 일예를 도시한 단면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

110: 탱크

120: 헤더

130, 230: 개스킷

140: 튜브

이를 실현하기 위한 본 발명은,

냉각수가 이송되는 튜브의 개방된 양측단부 가장자리를 따라 고정되는 헤더와, 상기 튜브의 양측단부를 밀폐하도록 상기 헤더에 결합되는 탱크와, 상기 헤더와 탱크의 결합부에 기밀·수밀유지를 위해 삽입되는 개스킷으로 이루어지는 차량용 방열기의 밀봉결합구조에 있어서,

상기 헤더의 단면형상은 튜브의 양측단부 가장자리의 측면과 직접 접촉하도록 결합되는 단지지부와, 이 단지지부의 일단부에서 직각으로 연장되는 중간지지부, 및 이 중간지지부의 끝단에서 다시 직각으로 연장되어 상기 단지지부와 마주보며 상기 단지지부 보다 소정의 폭 만큼 더 연장되는 장지지부를 구비하도록 형성되고,

상기 탱크의 가장자리부 단면형상은 상기 헤더의 중간지지부와 수직으로 접촉하여 클린칭시 압축률 상한을 한정하는 종지지부와, 이 종지지부의 끝단에서 소정거리 위치에서 직각으로 연장되어 상기 개스킷의 점유공간 폭을 한정하는 횡지지부를 구비하도록 형성되며,

상기 개스킷은 클린칭 하기 전에 상기 탱크의 종지지부와 횡지지부 사이에 형성되는 공간에 위치하고 상기 헤더의 장지지부 및 중간지지부와 접촉되도록 한 상태에서, 상기 탱크의 종지지부가 헤더의 중간지지부 단지지부측에 수직으로 접촉하도록 헤더의 장지지부의 끝단부를 클린칭하여 절곡함으로써 탱크의 횡지지부를 압착하여 상기 개스킷이 한정된 공간내부에서 압착되어 밀봉결합되도록 하는 것을특징으로 하는 차량용 방열기의 밀봉결합구조를 제공한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부되는 도면과 관련하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 따른 차량용 방열기의 밀봉결합구조를 도시한 것으로, 도 3a 는 클린칭공정을 수행하기 이전의 상태를 도시한 단면도이고, 도 3b 는 클린칭공정을 수행한 이후의 상태를 도시한 단면도이다.

본 발명에 따른 차량용 방열기의 밀봉결합구조는 종래기술의 차량 방열기와 마찬가지로 냉각수가 이동하는 튜브(140)의 개방된 양측단부 가장자리를 따라 고정되는 헤더(120)와, 상기 튜브(140)의 개방된 양측단부를 밀폐하도록 둘러싸도록 상기 헤더(120)와 결합되는 탱크(110)와, 상기 헤더(120)와 탱크(110)의 결합부 사이에 위치되어 냉각수를 누출을 방지하도록 삽입되는 개스킷(130)을 포함하는 구성을 기본으로 한다.

본 발명에 따른 밀봉결합구조에서, 헤더(120)의 단면형상은 개략적 "U”자 형으로 형성되며, 상세하게는 튜브의 양측단부 가장자리의 측면과 직접 면접촉하도록 결합되는 단지지부(121)와, 이 단지지부(121)의 일단부에서 튜브의 폭방향으로 바람직하게는 수직으로 연장되는 중간지지부(122)와, 이 중간지지부(122)의 끝단에서 다시 연장되어 상기 단지지부(121)와 마주보며 상기 단지지부(121) 보다 소정의 길이 만큼 더 연장되는 장지지부(123)를 구비하도록 형성되어 개략적 "U"자형이 되는 것이다.

상기 탱크(110)는 탱크(110)의 측면을 구성하는 탱크날개(112)의 끝단 가장자리부(113)가 계략적 "ㄱ"자 형의 단면을 이루도록 형성된다. 상세하게는 상기 탱크의 가장자리부(113)는 결합시 상기 헤더의 중간지지부(122)의 단지지부(121)측에 그 끝단면이 접촉하여 클린칭공정을 수행할 경우 압축률 상한을 한정하는 종지지부(115)와, 이 종지지부(115)의 끝단에서 소정거리 위치에서 상기 헤더의 중간지지부의 경우에서와 같이 폭방향으로 연장되는 즉 상기 헤더의 장지지부(123) 내측면 중앙부에 그 끝단면이 접촉하도록 연장되어 상기 개스킷의 점유공간 폭을 한정하는 횡지지부(114)를 구비하도록 형성된다.

상기 개스킷(130)은, 도 3a에 도시한 바와 같이, 탱크(110)의 가장자리부(113), 즉 횡지지부(114)와 종지지부(115)사이에 위치하며, 또한, 상기 헤더의 장지지부(123)과 중간지지부(122)가 형성하는 모서리 내측에 접촉하는 상태로 위치하게 된다.

상기 탱크(110)의 가장자리부(113)상에 위치된 개스킷(130)이 헤더(120)의 장지지부(123) 및 중간지지부(122)와 접촉된 상태에서, 도 3b에 도시한 바와 같이, 상기 탱크(110)의 종지지부(115) 끝단이 헤더(120)의 중간지지부(122)에 접촉하도록 헤더(120)의 장지지부(123)를 탱크(110)의 횡지지부(114)상에 클린칭하여 상기 개스킷(120, 130)이 상기 탱크(110)의 횡지지부(114)에 의해 폭이 한정되고 종지지부에 의해 높이가 한정되는 공간 내부에서 압착되는 기밀·수밀한 밀봉결합구조가 이루어지는 것이다.

상기 헤더(120)의 장지지부(123) 끝단이 클린칭공정시 절곡되어 상기탱크(110)의 횡지지부(114)를 외부에서 누르는 형태로 압착하게 되어 냉각수의 누출을 방지하는 가운데 견고한 결합이 가능하게 되는 것이다.

클린칭 완료 후 탱크(110)의 종지지부(115)의 끝단은 헤더(120)의 중간지지부(122)에 접촉하게 되고, 탱크(110)의 횡지지부(114) 끝단부는 헤더(120)의 장지지부(123) 내측면에 접촉한 상태를 유지하게 된다.

이 때, 상기 탱크(110)의 횡지지부(114)는 클린칭하는 동안 개스킷(130)이 압축되어 수평방향으로 확장될 수 있는 공간을 한정하게 되며, 상기 탱크(110)의 종지지부(115)는 종래기술에서 클린칭공정시 클린칭 장치에서 제공하는 압력으로만 압축률을 조절해오던 것을, 클린칭하는 동안 헤더(120)와 접촉함으로써 압축률 상한을 한정하여 압축정도를 용이하게 조절할 수 있게 된다.

또한, 클린칭 이전의 단계에서 상기 개스킷(130)이 탱크(110)의 가장자리부(113)에 위치하므로, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같은 종래기술에 따른 차량용 방열기에서, 개스킷(30)의 삽입을 위해 적당한 폭과 깊이를 갖는 개스킷안착부(21)와 탱크의 결합위치를 조절하기 위한 결합부(22)를 포함하여 형성되던 헤더(20)와 비교하여 단순화된 단면형상으로 헤더(120)를 형성함으로써, 그 폭(w')이 감소되어 헤더(120)를 제조하기 위해 사용되는 재료 뿐만 아니라 탱크(110)의 제조에 필요한 재료의 양적인 절감이 가능해진다.

이상과 같은 본 발명에 따른 차량용 방열기의 밀봉결합구조에서는 원형단면 또는 직사각형단면과 같이 단순한 단면형상의 개스킷(130)을 냉각수 누출방지용으로 사용하는 것이 가능하여, 개스킷(130, 230)의 성형이 용이하여 제작단가가 절감된다.

원형단면의 개스킷(130)은 클린칭하는 동안 탱크(110)의 종지지부(115)가 헤더(120)의 중간지지부(122)가 접촉하기 이전에 개스킷(130)이 종지지부(115)와 중간지지부(122)의 틈새로 확장 변형되는 것을 방지하기 위해서, 상기 종지지부(115)의 길이를 개스킷(130)의 단면의 반지름 보다는 길게 형성하는 것이 바람직하다. 도 4는 본 발명의 따른 차량용 방열기의 밀봉결합구조의 다른 일예를 도시한 단면도로서, 단면형상이 직사각형인 개스킷(230)을 사용한 예를 도시하고 있다. 직사각형단면의 개스킷(230) 역시 종지지부(115)와 중간지지부(122)의 틈새로 확장 변형되는 것을 방지하기 위해 적절한 적절한 단면적을 구비하도록 형성해야함은 물론이다. 원형 또는 직사각형단면의 개스킷 뿐만 아니라, 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서, 다양한 형태의 개스킷이 사용될 수 있음은 물론이다.

이상과 같은 본 발명의 차량용 방열기의 밀봉결합구조는 간단한 형태로 절곡 형성되고 그 폭이 감소한 헤더를 사용함으로써, 헤더와 탱크의 제조에 사용되는 재료의 양적 절감이 가능한 것과 동시에 제작성이 향상되어 제작단가를 낮추며, 또한 기밀·수밀유지를 위해 사용되는 개스킷 역시 성형이 용이한 원형단면 또는 직사각형단면으로 형성된 개스킷을 사용하는 것이 가능하여 제작단가를 더욱 절감할 수 있게 된다. 더불어 클린칭공정시 클린칭 장치에서 제공하는 압력으로만 조절되던 압축률을 탱크의 종지지부를 통해 최대압축률을 제한할 수 있도록 하여 제품의 품질을 향상시키는 효과를 가지는 것이다.

이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

Claims (2)

1. 냉각수가 이송되는 튜브의 개방된 양측단부 가장자리를 따라 고정되는 헤더와, 상기 튜브의 양측단부를 밀폐하도록 상기 헤더에 결합되는 탱크와, 상기 헤더와 탱크의 결합부에 기밀·수밀유지를 위해 삽입되는 개스킷으로 이루어지는 차량용 방열기의 밀봉결합구조에 있어서,

   상기 헤더는 튜브의 양측단부 가장자리의 측면과 접촉하도록 결합되는 단지지부와, 이 단지지부의 일단부에서 튜브의 폭방향으로 연장되는 중간지지부, 및 이 중간지지부의 끝단에서 연장되어 상기 단지지부와 마주보며 클린칭 작업을 위하여 상기 단지지부 보다 소정의 길이 만큼 더 연장되는 장지지부를 포함하는 단면형상으로 형성되고,

   상기 탱크는 상기 헤더의 중간지지부와 접촉하여 클린칭시 압축률 상한을 한정하는 종지지부와, 이 종지지부의 끝단에서 소정거리 위치에서 폭방향으로 연장되어 상기 개스킷의 점유공간 폭을 한정하는 횡지지부를 포함하는 단면형상으로 가장자리부가 형성되며,

   클린칭 결합시 상기 헤더의 장지지부의 끝단부가 상기 탱크의 횡지지부를 외부에서 압착하도록 절곡되며, 상기 개스킷은 상기 탱크의 종지지부 및 횡지지부, 상기 헤더의 장지지부 및 중간지지부로 둘러싸이는 공간에 압축된 상태로 위치하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 방열기의 밀봉결합구조.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 개스킷은 원형 또는 사각형인 것을 특징으로 하는 차량용 방열기의 밀봉결합구조.