JP2018017415A - Heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱交換器を構成するタンクの構造に関する。 The present invention relates to the structure of a tank constituting a heat exchanger.
特許文献1には、複数のチューブに流体を導くタンクを備える熱交換器が開示されている。
上記熱交換器のタンクは、チューブが接合されたコアプレートと、コアプレートがカシメ固定されるタンク本体と、を備える。 The tank of the heat exchanger includes a core plate to which tubes are joined, and a tank body to which the core plate is fixed by caulking.
上記タンク本体は、その外面から突出するリブを有し、リブによってその剛性が高められる。 The tank body has a rib projecting from the outer surface, and the rigidity is enhanced by the rib.
しかしながら、上記熱交換器では、限られた設置スペースにおいてリブの突出高さが制限される場合に、タンクの内圧を受けることでタンクが変形し、タンク本体の剛性が十分に得られないおそれある。 However, in the above heat exchanger, when the protruding height of the rib is limited in a limited installation space, the tank may be deformed by receiving the internal pressure of the tank, and the tank body may not have sufficient rigidity. .
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、限られた設置スペースにおいて特にタンクの内圧に十分に耐え得る熱交換器を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a heat exchanger that can sufficiently withstand the internal pressure of a tank in a limited installation space.
本発明のある態様によれば、プレートとタンク本体との間に流体を導く流路を形成するタンクを備える熱交換器であって、前記タンク本体は、前記プレートに結合されるフランジ部と、前記フランジ部から延在して流路を形成する側壁部と、前記側壁部から湾曲して前記プレートに対向する湾曲壁部と、前記側壁部から前記タンクの外側に突出する外リブと、前記側壁部から前記タンクの内側に突出する内リブと、を有することを特徴とする熱交換器が提供される。 According to an aspect of the present invention, there is provided a heat exchanger including a tank that forms a flow path for guiding a fluid between a plate and a tank body, the tank body having a flange portion coupled to the plate; A side wall portion extending from the flange portion to form a flow path, a curved wall portion curved from the side wall portion and facing the plate, an outer rib projecting from the side wall portion to the outside of the tank, There is provided a heat exchanger having an inner rib protruding from the side wall to the inside of the tank.
上記態様によれば、タンク本体は、外リブの突出高さまたは突出幅が小さい部位の剛性を内リブによって高められることで、その強度が確保される。よって、熱交換器は、限られた設置スペースにおいてタンクの内圧に十分に耐え得る。 According to the said aspect, the intensity | strength is ensured because the tank main body can raise the rigidity of the site | part with a small protrusion height or protrusion width of an outer rib with an inner rib. Therefore, the heat exchanger can sufficiently withstand the internal pressure of the tank in a limited installation space.
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1に示す熱交換器1は、車両用ラジエータとして用いられ、エンジン(図示省略)の冷却液(流体)と外気(流体)との間で熱交換をする。
A
熱交換器1は、中央部に設けられるコア6と、コア6の両端に設けられる2つのタンク5と、を備える。
The
コア6は、冷却液が流れる複数のチューブ2と、チューブ2と交互に並ぶように積層される複数のフィン3と、フィン3より積層方向外側に設けられる2つのレインフォース4と、各チューブ2及び各レインフォース4の両端部がそれぞれ結合される2つのプレート10と、を備える。コア6を構成するこれらの部材は、アルミニウムなどの金属によって形成される。コア6は、これらの各部材が互いに接合されて一体化したものである。
The
タンク5は、金属製のプレート10と、樹脂製のタンク本体20と、によって形成される。タンク5は、プレート10とタンク本体20との間に冷却液を導く流路9(図3参照)を形成する。
The
一方のタンク5は、各チューブ2に冷却液を分配する。各チューブ2では、その内部を流通する冷却液と、その外部を流通する外気と、の間で熱交換が行われる。他方のタンク5は、各チューブ2から流出した冷却液を集合させる。
One
図2、図3に示すように、タンク本体20は、チューブ2に接続される側が開口した箱状に形成される。タンク本体20は、プレート10に結合される枠状のフランジ部22と、流路9を介して互いに対向する2つの側壁部24と、側壁部24から湾曲してプレート10に対向する2つの湾曲壁部25と、2つの湾曲壁部25を結ぶように延在する天壁部26と、を有する。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
タンク本体20は、一方の側壁部24から突出する筒状のパイプ部21を有する。パイプ部21には、冷却液を導く配管が接続される。
The
プレート10は、チューブ2が挿入される孔11と、フランジ部22を収容する溝12と、溝12のまわりに間隔を持って突出する複数のかしめ爪部13と、を有する。タンク5の組み立て時に、かしめ爪部13が折り曲げられることで、かしめ爪部13がフランジ部22に押し付けられる。これにより、プレート10とタンク本体20とは、互いに結合される。
The
溝12の底部には、環状のシールパッキン8が介装される。シールパッキン8は、ゴム材などの弾性材によって形成される。シールパッキン8は、溝12とフランジ部22との間に挟持され、両者の間を密封する。
An
ところで、エンジンの運転時に、流路9の圧力(タンク5の内圧)が高まると、タンク本体20が外側に膨らんで、湾曲壁部25及びフランジ部22の付け根部22Aの曲率が大きくなる弾性変形をする。このため、流路9の圧力変化によるタンク本体20の弾性変形が繰り返されると、タンク本体20の強度が低下したり、シールパッキン8による密封性が低下するおそれがある。
By the way, when the pressure of the flow path 9 (internal pressure of the tank 5) increases during the operation of the engine, the tank
この対処方法として、タンク本体20は、タンク5の外側に突出する複数の外リブ27と、外リブ27に沿ってタンク5の内側に突出する複数の内リブ28と、を有する。後述するように、タンク本体20は、外リブ27及び内リブ28によってその剛性が高められる。これにより、熱交換器1では、タンク本体20の強度が確保されるとともに、シールパッキン8による密封性が確保される。
As a coping method, the
図3、図4に示すように、外リブ27は、隣り合うかしめ爪部13の間からリブ状(帯板状)に突出する。外リブ27は、フランジ部22の突出する基端部27Aと、側壁部24から突出する中程部27Bと、湾曲壁部25から突出する先端部27Cと、を有する。タンク本体20は、中心線Oについて対称的に形成される。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
外リブ27は、その突出高さ(肉厚)が基端部27Aから中程部27Bを経て先端部27Cへと次第に低くなっている。
The
天壁部26は、プレート10と平行に配置される平板状に形成される。外リブ27は、天壁部26から突出する部位を有さない。これにより、熱交換器1は、タンク5の高さが抑えられ、車両のエンジンルームの限られたスペースに設置することができる。また、タンク本体20は天壁部26から突出する部位を持たないため、タンク5の組み立て時に、治具(図示省略)を用いて天壁部26を押圧する際に、治具からの荷重を天壁部26に均等に与えることができる。これにより、かしめ爪部13を折り曲げてプレート10とタンク本体20とを結合することが精度良く行われる。
The
なお、上記した構成に限らず、タンク本体20は、これに要求される剛性に応じて、外リブ27が天壁部26から突出する部位を有する構成としてもよい。また、天壁部26は、平板状に限らず、湾曲壁部25から連続して曲がる湾曲板状に形成される構成としてもよい。
Note that the
内リブ28は、タンク本体20の内面からリブ状に突出する。内リブ28は、天壁部26から突出する基端部28Aと、湾曲壁部25から突出する中程部28Bと、側壁部24から突出する先端部28Cと、を有する。
The
内リブ28は、その突出高さ(肉厚)が基端部28Aから中程部28Bへと次第に高くなり、中程部28Bから先端部28Cへと次第に低くなっている。こうして、タンク本体20は、内リブ28の突出高さが側壁部24から湾曲壁部25にかけて大きくなっている。
The projecting height (thickness) of the
図2に示すように、外リブ27は、タンク5の長手方向について隣り合うかしめ爪部13に対応した間隔をもって突出する。
As shown in FIG. 2, the
なお、図2に矢印で示すように、「タンク5の長手方向」は、タンク本体20が延在する方向(チューブ2が積層される方向)である。「タンク5の幅方向」は、プレート10が延在して「タンク5の長手方向」に直交する方向である。また、「タンク5の高さ方向」は、「タンク5の長手方向」及び「タンク5の幅方向」に直交する方向である。
2, the “longitudinal direction of the
図4に示すように、外リブ27及び内リブ28は、タンク5の長手方向について互いに同じ位置に形成される。外リブ27及び内リブ28は、互いに側壁部24及び湾曲壁部25を挟むように、タンク5の幅方向に並んでいる。
As shown in FIG. 4, the
外リブ27及び内リブ28は、タンク5の幅方向について両者の寸法(幅)を合計した値が略一定になっている。こうして、タンク本体20では、外リブ27の突出高さが小さくなる部位において、内リブ28の突出高さが大きくなっている。
The
次に、本実施形態の効果について説明する。 Next, the effect of this embodiment will be described.
本実施形態によれば、プレート10とタンク本体20との間に流体を導く流路9を形成するタンク5は、タンク本体20は、プレート10に結合される枠状のフランジ部22と、フランジ部22から延在して流路9を形成する2つの側壁部24と、2つの側壁部24から曲折してプレート10に対向する2つの湾曲壁部55と、2つの湾曲壁部55から延在して流路9を形成する天壁部26と、側壁部24からタンク5の外側に突出する外リブ27と、側壁部24からタンク5の内側に突出する内リブ28と、を有する構成とした。
According to the present embodiment, the
上記構成に基づき、タンク本体20は、外リブ27の突出高さまたは突出幅が小さい部位の剛性を内リブ28によって高められることで、その強度が確保される。さらに、外リブ27の突出幅が小さくなることによって、プレート10は、かしめ爪部13のかしめ幅を大きくすることが可能になる。これにより、プレート10の剛性を高められ、シールパッキン8による密封性が確保される。よって、熱交換器1は、限られた設置スペースにおいてタンク5の内圧に十分に耐え得る。
Based on the above configuration, the strength of the
また、プレート10は、タンク本体20のフランジ部22に係合する複数のかしめ爪部13を有し、外リブ27は、隣り合うかしめ爪部13の間からフランジ部22と側壁部24とにわたって突出する構成とした。
Further, the
上記構成に基づき、外リブ27によってフランジ部22の付け根部22Aの剛性が高められることにより、流路9の圧力上昇によってフランジ部22の付け根部22Aの曲率が変化する弾性変形が抑えられる。これにより、プレート10のかしめ爪部13による結合力が維持され、シールパッキン8によるタンク5の密封性が保たれる。そして、流路9の圧力変化が繰り返される場合にも、付け根部22Aに亀裂などが生じることが防止される。
Based on the above configuration, the rigidity of the
また、内リブ28は、側壁部24と湾曲壁部25にわたって突出する構成とした。
Further, the
上記構成に基づき、内リブ28によって湾曲壁部25の剛性が高められることにより、流路9の圧力上昇によって湾曲壁部25の曲率が変化する弾性変形が抑えられる。これにより、流路9の圧力変化が繰り返される場合にも、湾曲壁部25に亀裂などが生じることが防止される。よって、熱交換器1は、限られた設置スペースにおいてタンク5の内圧に十分に耐え得る。
Based on the above configuration, the rigidity of the
また、内リブ28は、その突出高さが側壁部24から湾曲壁部25にかけて大きくなるように形成される構成とした。
Further, the
上記構成に基づき、内リブ28によって湾曲壁部25の剛性が有効に高められ、湾曲壁部25に亀裂などが生じることが防止される。よって、熱交換器1は、タンク5の内圧に十分に耐え得る。
Based on the above configuration, the rigidity of the
また、外リブ27及び内リブ28は、タンク5の長手方向について互いに同じ位置に形成される構成とした。
Further, the
上記構成に基づき、外リブ27及び内リブ28は、互いにタンク5の幅方向に並ぶように配置される。これにより、タンク本体20は、外リブ27の突出高さまたは突出幅が小さい部位の剛性をその裏側から突出する内リブ28によって有効に高められる。よって、熱交換器1は、タンク5の内圧に十分に耐え得る。
Based on the above configuration, the
次に、図5に示す変形例について説明する。 Next, a modification shown in FIG. 5 will be described.
本変形例に係るタンク本体30では、外リブ27及び内リブ38がタンク5の長手方向について互いに異なる位置に形成される。
In the
この場合に、タンク本体30は、外リブ27及び内リブ38が交互に突出することにより、側壁部24及び湾曲壁部25の剛性をタンク5の長手方向について均一化して高められる。
In this case, the
次に、図6〜図8に示す他の変形例について説明する。 Next, another modification shown in FIGS. 6 to 8 will be described.
本変形例に係るタンク45の内部には、オイルクーラを構成する内蔵コア46が収容される。内蔵コア46は、積層される複数のエレメント47を有する。エレメント47では、内部を流通するエンジンのオイル(流体)と、流路9を流通する冷却液(流体)と、の間で熱交換が行われる。
A built-in
タンク45のタンク本体50は、内蔵コア46が取り付けられる取り付け壁部51を有する。取り付け壁部51には、開口部53が形成される。開口部53には、オイルを導くパイプ(図示省略)が挿入される。
The
図7は、取り付け壁部51を含むタンク本体50の断面図である。取り付け壁部51に対向する側壁部54には、その外面から突出する外リブ59が形成される。
FIG. 7 is a cross-sectional view of the
取り付け壁部51は、これに結合される内蔵コア46によって剛性が確保される。取り付け壁部51の内面51Aには、内リブが形成されない。このため、取り付け壁部51の内側には、内蔵コア46を収容するスペースが確保される。
The mounting
図8は、取り付け壁部51を含まない部位におけるタンク本体50の断面図である。この部位において、タンク本体50は、中心線Oについて対称的に形成される。タンク本体50は、タンク45の外側に突出する複数の外リブ57と、タンク45の内側に突出する複数の内リブ58と、を有する。
FIG. 8 is a cross-sectional view of the
内リブ58は、湾曲壁部55と側壁部54との間にわたって略一定の突出高さを有するリブ状に突出する。内リブ58の突出高さが抑えられることにより、湾曲壁部55及び側壁部54の内側に内蔵コア46を収容するスペースが確保される。
The
外リブ57は、フランジ部52と湾曲壁部55との間にわたってリブ状に突出する。外リブ57の突出高さは、フランジ部52に連接する部位から湾曲壁部55に連接する部位へと次第に高くなる。
The
ここで、エンジンの運転時に、流路9の圧力変化によって湾曲壁部55の弾性変形が繰り返されると、タンク本体50の強度が低下するおそれがある。
Here, when the elastic deformation of the
これに対処して、本変形例では、内リブ58の突出高さと、外リブ57の突出高さと、を合わせた寸法(厚さ)が、フランジ部52に連接する部位から湾曲壁部55に連接する部位へと次第に大きくなっている。
In response to this, in this modified example, the combined dimension (thickness) of the protruding height of the
よって、タンク本体50は、内リブ58及び外リブ57によって湾曲壁部55の剛性が有効に高められる。これにより、流路9の圧力変化が繰り返される場合にも、湾曲壁部25に亀裂などが生じることが防止される。よって、熱交換器1は、タンク5の内圧に十分に耐え得る。
Therefore, the rigidity of the
外リブ57は、天壁部56から突出する部位を有さない。これにより、熱交換器1は、タンク5の高さが抑えられ、車両のエンジンルームの限られたスペースに設置することができる。
The
なお、上記した構成に限らず、タンク本体30に要求される剛性に応じて、外リブ57が天壁部56から突出する部位を有する構成としてもよい。
The configuration is not limited to the above-described configuration, and the
本実施形態によれば、外リブ57は、側壁部54から湾曲壁部55にわたって突出し、外リブ57の突出高さが側壁部54から湾曲壁部55にかけて高くなるように形成される構成とした。
According to the present embodiment, the
上記構成に基づき、熱交換器1は、外リブ57、59及び内リブ58によってタンク本体50の剛性を確保することと、湾曲壁部55に対する内リブ58の突出高さを外リブ57の突出高さより低くすることで内蔵コア46の収容スペースを確保することと、が両立される。
Based on the above configuration, the
本発明は、ラジエータに限らず、車両に搭載される他の熱交換器にも適用できる。また、車両以外に使用される熱交換器にも適用できる。 The present invention can be applied not only to a radiator but also to other heat exchangers mounted on a vehicle. Moreover, it is applicable also to the heat exchanger used other than a vehicle.
1 熱交換器
5、45 タンク
9 流路
10 プレート
13 かしめ爪部
20、50 タンク本体
22、52 フランジ部
24、54 側壁部
25、55 湾曲壁部
27、57 外リブ
28、38、58 内リブ
46 内蔵コア
1
9
Claims (8)
前記タンク本体は、
前記プレートに結合されるフランジ部と、
前記フランジ部から延在して前記流路を形成する側壁部と、
前記側壁部から湾曲して前記プレートに対向する湾曲壁部と、
前記側壁部から前記タンクの外側に突出する外リブと、
前記側壁部から前記タンクの内側に突出する内リブと、を有することを特徴とする熱交換器。 A heat exchanger comprising a tank that forms a flow path for guiding fluid between the plate and the tank body,
The tank body is
A flange portion coupled to the plate;
A side wall portion extending from the flange portion to form the flow path;
A curved wall that curves from the side wall and faces the plate;
An outer rib protruding from the side wall to the outside of the tank;
And an inner rib projecting from the side wall to the inside of the tank.
前記プレートは、前記フランジ部に係合する複数のかしめ爪部を有し、
前記外リブは、隣り合う前記かしめ爪部の間から前記フランジ部と前記側壁部とにわたって突出することを特徴とする熱交換器。 The heat exchanger according to claim 1,
The plate has a plurality of caulking claw portions that engage with the flange portion,
The heat exchanger according to claim 1, wherein the outer rib protrudes between the caulking claw portions adjacent to each other over the flange portion and the side wall portion.
前記内リブは、前記側壁部から前記湾曲壁部にわたって突出することを特徴とする熱交換器。 The heat exchanger according to claim 1 or 2,
The inner rib projects from the side wall portion over the curved wall portion.
前記内リブの突出高さが前記側壁部から前記湾曲壁部にかけて大きくなることを特徴とする熱交換器。 The heat exchanger according to claim 3,
The protruding height of the inner rib increases from the side wall portion to the curved wall portion.
前記外リブ及び前記内リブは、前記タンクの長手方向について同じ位置に形成されることを特徴とする熱交換器。 The heat exchanger according to any one of claims 1 to 4,
The heat exchanger according to claim 1, wherein the outer rib and the inner rib are formed at the same position in a longitudinal direction of the tank.
前記外リブ及び前記内リブは、前記タンクの長手方向について異なる位置に形成されることを特徴とする熱交換器。 The heat exchanger according to any one of claims 1 to 4,
The heat exchanger according to claim 1, wherein the outer rib and the inner rib are formed at different positions in the longitudinal direction of the tank.
前記タンクの内部に収容される内蔵コアをさらに備え、
前記内蔵コアでは、その内部を流通する流体と前記流路を流通する流体との間で熱交換が行われることを特徴とする熱交換器。 The heat exchanger according to any one of claims 1 to 6,
Further comprising a built-in core housed in the tank;
In the built-in core, heat exchange is performed between a fluid flowing through the internal core and a fluid flowing through the flow path.
前記外リブは、前記側壁部から前記湾曲壁部にわたって突出し、
前記外リブの突出高さが前記側壁部から前記湾曲壁部にかけて大きくなることを特徴とする熱交換器。 The heat exchanger according to claim 7,
The outer rib projects from the side wall portion over the curved wall portion,
The protruding height of the outer rib increases from the side wall portion to the curved wall portion.
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