JP4161446B2

JP4161446B2 - 熱交換器

Info

Publication number: JP4161446B2
Application number: JP02051499A
Authority: JP
Inventors: 章内川; 高夫池田; ▲祥▼裕岩田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1999-01-28
Filing date: 1999-01-28
Publication date: 2008-10-08
Anticipated expiration: 2019-01-28
Also published as: DE10002340B4; JP2000220988A; FR2789164B1; FR2789164A1; US6173765B1; DE10002340A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱交換器に関するもので、水冷式内燃機関の冷却水を冷却するラジエータに適用して有効である。
【０００２】
【従来の技術】
ラジエータは、周知のごとく、複数本のチューブ及びこれらのチューブに接合されたヘッダタンクを有して構成されている。そして、ヘッダタンクの構造として、例えば特開平１０−１３２４８５号公報に記載の発明では、チューブが接合されたコアプレートと、このコアプレートにろう付け接合されてコアプレートと共にヘッダタンク内の空間を形成するタンク本体とを有して構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、生産性を考慮すると、コアプレート及びタンク本体はプレス加工にて製造することが望ましいが、製造時にコアプレート及びタンク本体に「返り」や「うねり」等のひずみが発生しやすい。
このため、コアプレートとタンク本体とを仮組み付けする際に、コアプレートとタンク本体との接触部（嵌合部）に比較的大きな隙間（クリアランス）が発生するおそれが高いので、コアプレートとタンク本体とのろう付けに不良が発生する可能性がある。
【０００４】
なお、このろう付け不良に関する問題は、前述のごとく、製造時にコアプレート及びタンク本体にひずみが発生することが原因であるので、プレス加工にてコアプレート及びタンク本体を製造した場合にのみ発生する問題ではなく、引き抜き加工等のその他の加工にて製造した場合にも発生し得る問題である。
本発明は、上記点に鑑み、コアプレートやタンク本体等の２つの部材を仮組み付けする際に、両者間に比較的大きな隙間（クリアランス）が発生することを防止することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、以下の技術的手段を用いる。請求項１〜３に記載の発明では、ヘッダタンク（１２０）は、ヘッダタンク（１２０）の長手方向に延びる第１、２タンク部材（１２３、１２４）を有して構成され、第１、２タンク部材（１２３、１２４）はともに、その断面形状が略Ｊ字状に形成され、第１タンク部材（１２３）には、その壁面から突出する第１突起部（１２５）が形成され、第２タンク部材（１２４）には、第１突起部（１２５）が挿入される第１穴部（１２６）が形成され、第１突起部（１２５）及び第１穴部（１２６）は、第１タンク部材（１２３）が第２タンク部材（１２４）に対してヘッダタンク（１２０）の長手方向に平行移動することにより、第１突起部（１２５）が第１穴部（１２６）に嵌合固定されるように構成されており、第１突起部（１２５）が第１穴部（１２６）に嵌合した状態においては、第２タンク部材（１２４）の一部は、第１タンク部材（１２３）の壁面と第１突起部（１２５）とによって挟み込まれており、第１突起部（１２５）は、第１タンク部材（１２３）の一部を切り起こすことにより形成されており、第１突起部（１２５）を切り起こすことによって第１タンク部材（１２３）に形成された第１孔部（１２５ａ）の全体が、第２タンク部材（１２４）の壁面に覆われており、第２タンク部材（１２４）には、その壁面から突出する第２突起部（１２７）が形成され、第１タンク部材（１２３）には、第２突起部（１２７）が挿入される第２穴部（１２８）が形成され、第２突起部（１２７）及び第２穴部（１２８）は、第２タンク部材（１２４）が第１タンク部材（１２３）に対してヘッダタンク（１２０）の長手方向に平行移動することにより、第２突起部（１２７）が第２穴部（１２８）に嵌合固定されるように構成されており、さらに、第２突起部（１２７）が第２穴部（１２８）に嵌合した状態においては、第１タンク部材（１２３）の一部は、第２タンク部材（１２４）の壁面と第２突起部（１２７）とによって挟み込まれており、第２突起部（１２７）は、第２タンク部材（１２４）の一部を切り起こすことにより形成されており、第２突起部（１２７）を切り起こすことによって第２タンク部材（１２４）に形成された第２孔部（１２７ａ）の全体が、第１タンク部材（１２３）の壁面に覆われていることを特徴とする。
【０００６】
これにより、第１タンク部材（１２３）と第１タンク部材（１２４）との接触面において、両者（１２３、１２４）を確実に接触させることができる。
したがって、第１タンク部材（１２３）と第１タンク部材（１２４）とを仮組み付けする際に、両者間（１２３、１２４）に比較的大きな隙間（クリアランス）が発生することを防止できるので、両者（１２３、１２４）を確実に接合することが可能となる。
【０００７】
因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本実施形態は、本発明に係る熱交換器を車両走行用のエンジンの冷却水を冷却するラジエータに適用したものであって、図１は本実施形態に係るラジエータ１００の斜視図である。
１１１は冷却水（流体）が流通するとともに、その断面形状が扁平状（長円状）に形成されたアルミニウム製のチューブであり、これら複数本のチューブ１１１間には波状（コルゲート状）に形成されたアルミニウム製のフィン１１２が配設されており、このフィン１１２及びチューブ１１１により冷却水と大気との間で熱交換を行うコア部１１０が構成されている。
【０００９】
また、チューブ１１１の長手方向一端側（図１の左側）には、チューブ１１１の長手方向と直交する方向に延びるとともに、複数本のチューブ１１１と連通して各チューブ１１１に冷却水を分配供給する第１ヘッダタンク１２１が設けられ、他端側には、第１ヘッダタンク１２１と同様に、複数本のチューブ１１１と連通して各チューブ１１１から流出する冷却水を集合回収する第２ヘッダタンク１２２が設けられている。なお、両ヘッダタンク１２１、１２２は、同一構造であり、以下、特に断りがない限り、両ヘッダタンク１２１、１２２を総称してヘッダタンク１２０と呼ぶ。
【００１０】
因みに、１２１ａは、エンジンの冷却水流出側に接続される流入側ジョイント部であり、１２２ａはエンジンの冷却水流入側に接続される流出側ジョイント部である。
ところで、ヘッダタンク１２０は、図２に示すように、チューブ１１１がろう付け接合されているとともに、その断面形状が略Ｊ字状に形成された第１タンク部材１２３と、その断面形状が略Ｊ字状に形成され、かつ、第１タンク部材１２３と共にヘッダタンク１２０内のタンク空間を形成する第２タンク部材１２４とを有して構成されている。
【００１１】
因みに、ヘッダタンク１２０の長手方向両端側は、図１に示すように、キャップ１２５ａにより閉塞されている。そして、第１タンク部材１２３のうち第２タンク部材１２４に接合される部位には、図３（ａ）に示すように、その一部を切り起こして第２タンク部材１２４側に向けて突出した第１ツメ部（第１突起部）１２５が形成され、一方、第２タンク部材１２４のうち第１ツメ部１２５に対応する部位には、第１ツメ部１２５が挿入される第１穴部１２６が形成されている。
【００１２】
全く同様に、第２タンク部材１２４のうち第１タンク部材１２３に接合される部位には、図４に示すように、その一部を切り起こして第１タンク部材１２３側に向けて突出した第２ツメ部（第２突起部）１２７が形成され、一方、第１タンク部材１２４のうち第２ツメ部１２７に対応する部位には、図３（ａ）に示すように、第２ツメ部１２７が挿入される第２穴部１２８が形成されている。
【００１３】
また、第１穴部１２６は、ヘッダタンク１２０の長手方向一端側（図３（ａ）の左側）における幅寸法Ｌ１が、ヘッダタンク１２０の長手方向他端側（図３（ａ）の右側）における幅寸法Ｌ２に比べて小さくなるように、ヘッダタンク１２０の長手方向一端側に向かうほど幅寸法Ｌが縮小するような略台形状に形成されている。
【００１４】
一方、第２穴部１２８は、第１穴部１２６とは逆に、幅寸法Ｌ２幅寸法Ｌ１に比べて小さくなるように、ヘッダタンク１２０の長手方向他端側に向かうほど幅寸法Ｌが縮小するような略台形状に形成されている。
なお、第１穴部１２６の幅寸法Ｌ１及び第２穴部１２８の幅寸法Ｌ２は、両ツメ部１２５、１２７の幅寸法Ｌ３と略等しい寸法であり、第１穴部１２６の幅寸法Ｌ２及び第２穴部１２８の幅寸法Ｌ１は、両ツメ部１２５、１２７の幅寸法Ｌ３より大きい寸法である。
【００１５】
ここで、幅寸法Ｌ１〜Ｌ３とは、ヘッダタンク１２０の長手方向と直交する方向と平行な部位の寸法、又はチューブ１１１の長手方向と直交する方向と平行な部位の寸法を言う。
そして、両ツメ部１２５、１２７は、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、第１タンク部材１２３を第２タンク部材１２４に対してヘッダタンク１２０の長手方向に相対的に平行移動（スライド）させることにより、両穴部１２６、１２８に嵌合固定されている。
【００１６】
したがって、第１ツメ部１２５が第１穴部１２６に嵌合した状態においては、図４、５に示すように、第２タンク部材１２４の一部は第１タンク部材１２３の壁面と第１ツメ部１２５とによって挟み込まれた状態となり、一方、第１タンク部材１２３の一部は第２タンク部材１２４の壁面と第２ツメ部１２７とによって挟み込まれた状態となる。また、第１ツメ部１２５を切り起こすことによって第１タンク部材１２３に形成された第１孔部１２５ａの全体が、第２タンク部材１２４の壁面に覆われた状態となり、第２ツメ部１２７を切り起こすことによって第２タンク部材１２４に形成された第２孔部１２７ａの全体が、第１タンク部材１２３の壁面に覆われた状態となる。
【００１７】
なお、本実施形態では、両タンク部材１２３、１２４は、表裏両面にろう材が被覆（クラッド）されたクラッド材をプレス加工に成形したものであり、両タンク部材１２３、１２４は、前述のごとく、両ツメ部１２５、１２７により嵌合固定された後、キャップ１２５及びチューブ１１１等と共に炉内で加熱されてろう付け接合される。
【００１８】
次に、本実施形態の特徴を述べる。本実施形態によれば、第１ツメ部１２５が第１穴部１２６に嵌合した状態においては、第２タンク部材１２４の一部は第１タンク部材１２３の壁面と第１ツメ部１２５とによって挟み込まれた状態となり、一方、第１タンク部材１２３の一部は第２タンク部材１２４の壁面と第２ツメ部１２７とによって挟み込まれた状態となるので、第１タンク部材１２３と第１タンク部材１２４との接触面において、両者１２３、１２４を接触させることができる。
【００１９】
したがって、第１タンク部材１２３と第１タンク部材１２４とを仮組み付けする際に、両者間１２３、１２４に比較的大きな隙間（クリアランス）が発生することを防止できるので、両者１２３、１２４を確実にろう付け接合することができる。
また、両ツメ部１２５、１２７と両穴部１２６、１２８とが嵌合固定されているので、第１、２タンク部材１２３、１２４を仮組み付ける際に、両者１２３、１２４を仮固定するための治具工具が不要となる。したがって、仮組み付け性が向上するので、ラジエータ１００の製造工数（製造時間）を削減することができ、ラジエータ１００の製造原価低減を図ることができる。
【００２０】
また、第１タンク部材１２３を第２タンク部材１２４に対してヘッダタンク１２０の長手方向に相対的に平行移動（スライド）させることにより、両ツメ部１２５、１２７が両穴部１２６、１２８に嵌合固定されているので、嵌合固定時に、相互の「返り」や「うねり」等のひずみが打ち消すように矯正され、ラジエータ１００の仕上がり寸法精度を向上させることができる。
【００２１】
ところで、上述の実施形態では、両ツメ部１２３、１２５が、ヘッダタンク１２０の外方側に向かって突出していたが、本発明はこれに限定されるものではなく、両ツメ部１２３、１２５を内方側に向けて突出させてもよい。なお、この場合、ヘッダタンク１２０内を流通する冷却水の通水抵抗（圧力損失）となるおそれがあるので、両ツメ部１２３、１２５の位置及びその突出寸法は、通水抵抗を考慮して適宜選定する必要がある。
【００２２】
また、上述の実施形態では、本発明に係る熱交換器をラジエータに適用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、空調装置の室内熱交換器又は室外熱交換器等のその他の熱交換器にも適用することができる。
また、上述の実施形態では、両穴部１２６、１２８は、プレス加工による打ち抜いた閉じた穴であったが、図６に示すように、両タンク部材１２３、１２４の一部を切り欠くことことにより両穴部１２６、１２８を開いた穴としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る熱交換器（ラジエータ）の斜視図である。
【図２】ヘッダタンクの斜視図である。
【図３】ヘッダタンクの仮組み付けを示す説明図である。
【図４】ヘッダタンクの長手方向断面図である。
【図５】長手方向と直交する方向におけるヘッダタンクの断面図である。
【図６】穴部の変形例を示す説明図である。
【符号の説明】
１２０…ヘッダタンク、１２３…第１タンク部材、１２４…第２タンク部材、
１２５…第１ツメ部（第１突起部）、１２６…第１穴部、
１２７…第２ツメ部（第２突起部）、１２８…第２穴部。

Claims

流体が流通する複数本のチューブ（１１１）と、
前記チューブ（１１１）の長手方向両端に配設されて前記チューブ（１１１）の長手方向と直交する方向に延びるとともに、前記複数本のチューブ（１１１）と連通するヘッダタンク（１２０）とを備え、
前記ヘッダタンク（１２０）は、前記ヘッダタンク（１２０）の長手方向に延びる第１、２タンク部材（１２３、１２４）を有して構成され、
前記第１、２タンク部材（１２３、１２４）はともに、その断面形状が略Ｊ字状に形成され、
前記第１タンク部材（１２３）には、その壁面から突出する第１突起部（１２５）が形成され、
前記第２タンク部材（１２４）には、前記第１突起部（１２５）が挿入される第１穴部（１２６）が形成され、
前記第１突起部（１２５）及び前記第１穴部（１２６）は、前記第１タンク部材（１２３）が前記第２タンク部材（１２４）に対して前記ヘッダタンク（１２０）の長手方向に平行移動することにより、前記第１突起部（１２５）が前記第１穴部（１２６）に嵌合固定されるように構成されており、
前記第１突起部（１２５）が前記第１穴部（１２６）に嵌合した状態においては、前記第２タンク部材（１２４）の一部は、前記第１タンク部材（１２３）の壁面と前記第１突起部（１２５）とによって挟み込まれており、
前記第１突起部（１２５）は、前記第１タンク部材（１２３）の一部を切り起こすことにより形成されており、
前記第１突起部（１２５）を切り起こすことによって前記第１タンク部材（１２３）に形成された第１孔部（１２５ａ）の全体が、前記第２タンク部材（１２４）の壁面に覆われており、
前記第２タンク部材（１２４）には、その壁面から突出する第２突起部（１２７）が形成され、
前記第１タンク部材（１２３）には、前記第２突起部（１２７）が挿入される第２穴部（１２８）が形成され、
前記第２突起部（１２７）及び前記第２穴部（１２８）は、前記第２タンク部材（１２４）が前記第１タンク部材（１２３）に対して前記ヘッダタンク（１２０）の長手方向に平行移動することにより、前記第２突起部（１２７）が前記第２穴部（１２８）に嵌合固定されるように構成されており、
前記第２突起部（１２７）が前記第２穴部（１２８）に嵌合した状態においては、前記第１タンク部材（１２３）の一部は、前記第２タンク部材（１２４）の壁面と前記第２突起部（１２７）とによって挟み込まれており、
前記第２突起部（１２７）は、前記第２タンク部材（１２４）の一部を切り起こすことにより形成されており、
前記第２突起部（１２７）を切り起こすことによって前記第２タンク部材（１２４）に形成された第２孔部（１２７ａ）の全体が、前記第１タンク部材（１２３）の壁面に覆われていることを特徴とする熱交換器。
前記第１穴部（１２６）のうち前記ヘッダタンク（１２０）の長手方向一端側の部位における幅寸法（Ｌ１）は、前記ヘッダタンク（１２０）の長手方向他端側の部位における前記第１穴部（１２６）の幅寸法（Ｌ２）に比べて小さいことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
前記第１穴部（１２６）は、前記ヘッダタンク（１２０）の長手方向一端側に向かうほど、前記第１穴部（１２６）の幅寸法（Ｌ）が縮小するように、略台形状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の熱交換器。