JP4417772B2 - 熱交換器のタンク構造 - Google Patents

Description

本発明は、自動車等の熱交換器に用いられる金属製タンクの構造に関する。

従来の熱交換器の金属製タンクは、一端が開口した細長い箱状のタンク本体と、その開口端を閉塞するチューブプレートとを有する。そのタンク本体は、プレス機械により複数の絞り工程を経て製造される。

また、絞り工程を経ずにタンク本体を折り曲げにより溝状に形成し、その底部に対向してチューブプレートを嵌着すると共に、タンク本体の長手方向両端を側蓋により閉塞したものが、下記特許文献に記載されている。
これは本出願人自身の提案によるものであり、成形金型を簡素化することができるタンク構造である。そのために、タンク本体を細長い溝形に曲折形成し、その長手方向中間部に中間部第１スリットを設け、両端部に一対の端部第１スリットを形成する。そして中間部の中間部第１スリットに補強部材を嵌着し、両端部の端部第１スリットに夫々補強兼側蓋を嵌着する。そして補強部材および補強兼側蓋には夫々第２スリットを形成し、それがタンク本体の側壁部を挟持する。そしてタンク本体の開口部がチューブプレートに嵌着され、それらの接合部がろう付け等の手段により一体に接合されるものである。

特開２００３−２１４８８号公報

タンク本体を複数のプレス絞り工程を経て製造する場合、複数の専用金型を要し金型製造のためのコストが高くなり、結果として熱交換器全体の価格が高価にならざるを得ない。
次に、上記特許文献に記載されたタンク構造は、その成形金型を簡素化することはできるが、本発明者の実験により次の問題点があることが判った。
細長い溝形に形成したタンク本体の長手方向中間部に設けた中間部第１スリットは、タンク本体の底部を完全に横断するように形成されている。そこに補強部材を嵌着してろう付けした場合、ろう付け後の強度は充分であるものの、ろう付け中においてタンク本体の剛性が弱く、変形し易い欠点がある。すると、タンク本体の変形により漏れを生じる場合があった。
そこで、本発明は係る問題点を解決することを課題とする。

請求項１に記載の本発明は、金属板が曲折されて底部(1) と両側壁部(2) を有する細長い溝形に形成されたタンク本体(3) と、そのタンク本体(3) の底部(1) に対向する開口側が嵌着固定されるチューブプレート(4) と、タンク本体(3) の長手方向両端開口を閉塞する一対の端蓋部(3a)と、を有する熱交換器のタンク構造において、
前記タンク本体(3) の長手方向の中央位置で、タンク本体の横断面上の両隅部に底部(1) の一部と側壁部(2) の一部に連続して形成された一対のＬ字状のＬ形スリット(5) と、 その底部(1) の両Ｌ形スリット(5) 間に残存する非スリット部(6) と、
外周がタンク本体(3) の横断面外周に沿う略門形に形成され、その両脚部端に一対の係止スリット(7) が形成され且つ、その略門形の頂部内周に前記非スリット部(6) の間隔に対向して突設した一対の頂部挟持部(8) を有し、その頂部挟持部(8) を含み前記両Ｌ形スリット(5) に嵌着される嵌着部(9) が略門形の両肩部に形成された補強部材(10)と、を具備し、
その補強部材(10)の頂部中央が前記非スリット部(6) に着座されると共に、前記嵌着部(9) が前記一対のＬ形スリット(5) に嵌着され且つ、前記係止スリット(7) が側壁部(2) の前記Ｌ形スリット(5) の先端縁を挟持するように嵌着された状態で、タンク本体(3) と補強部材(10)とが一体に接合されてなる熱交換器のタンク構造である。

請求項２に記載の本発明は、請求項１において、
前記補強部材(10)の頂部外周にカシメ片部(11)が突設され、そのカシメ片部(11)によりタンク外面に取り付けるブラケット(12)をカシメ固定できるように構成した熱交換器のタンク構造である。

本発明のタンク構造は、溝形に折り曲げ形成されたタンク本体３の長手方向中央位置で、その横断面上に非スリット部６を残して、その両側に一対のＬ形スリット５を形成し、そのＬ形スリット５に夫々整合する嵌着部９を有する略門形の補強部材10をそこに嵌着し、その補強部材10とタンク本体３とを一体に接合したものであるから、両者の接合中にタンク本体３の剛性を充分確保し、その接合中に変形することなく、強度の高い熱交換器のタンク構造となり得る。

上記構成において、補強部材10の上部外周にカシメ片部11を突設したものにおいては、それを利用しタンク外面にブラケット12等をカシメ固定することができる。

次に、図面に基づいて本発明の実施の形態につき説明する。
図１は本発明のタンク構造の分解斜視図であり、図２はその組立て状態を示す要部正面図である。
このタンク構造が前記特許文献１のそれと異なる点は、タンク本体３の長手方向中央に設けたスリットおよびそれに嵌着される補強部材10の形状である。
この熱交換器のタンク本体３は、前記特許文献１と同様に細長い金属板を溝状に曲折して、底部１と側壁部２とを形成する。そのタンク本体３の底部１に対向する開口側には、チューブプレート４が嵌着固定され、タンク本体３の長手方向両端開口は補強部材を兼ねた端蓋部３ａにより閉塞される。

このようなタンク構造において、本発明の特徴とするところは、タンク本体３の長手方向中央位置で、タンク本体３の横断面上の中央に非スリット部６を残し、その非スリット部６の両側に一対のＬ字状のＬ形スリット５を底部１の一部と側壁部２の一部とに連続して形成する。
次に、その非スリット部６に着座すると共にＬ形スリット５に嵌着される補強部材10は、その全体がタンク本体３の横断面外周に沿う略門形に形成され、その両脚部端に一対の係止スリット７が形成されている。この係止スリット７の幅は、タンク本体３の厚みに等しい。また、補強部材10の厚みはＬ形スリット部５の幅に等しい。

さらに、補強部材10の略門形の頂部内周に一対の頂部挟持部８が対向突設されている。この一対の頂部挟持部８の対向面間の距離は、非スリット部６の間隔に等しい。そしてその頂部挟持部８を含み略門形の両肩部に嵌着部９が形成され、その嵌着部９がＬ形スリット５に嵌着される。なお、この例では補強部材10の頂部中央にカシメ片部11が突設されている。
そしてこの例では、タンク本体３の中間部に一対づつのＬ形スリット５が形成され、夫々に同一の補強部材10が嵌着される。
そして、その補強部材10の頂部中央が非スリット部６に着座され、嵌着部９が一対のＬ形スリット５に嵌着されたとき、係止スリット７が側壁部２のＬ形スリット５の先端縁を挟持するように嵌着される。このとき同時に、一対の対向する頂部挟持部８間に非スリット部６が挟持される。

また、タンク本体３の長手方向両端部には、底部１の全幅に渡って幅方向に平行に一対のスリット20が形成され、それが側壁部２に僅かに連続する。そのスリット20に嵌着される端蓋部３ａは、平面がタンク本体３に略整合しその両側に袖状の突出部を有すると共に、そこに係止スリット19が形成されている。また、チューブプレート４に対向する辺に爪部14が突設されている。
このような端蓋部３ａをスリット20に嵌着し、その爪部14をチューブプレート４の係止孔15に嵌着する。次に、タンク本体３の側壁部２には出入口パイプ13が接続される。さらには、チューブプレート４のチューブ挿通孔16に図２の如く、夫々チューブ17が嵌着され、各チューブ17間にフィン18が配置される。

そして、互いに接続される各部品の少なくとも一方の外表面にはろう材が被覆されたものが用いられ、全体を組み立てた状態で、それが高温の炉内に挿入され、部品表面のろう材を溶融させ、次いでそれを冷却固化することにより熱交換器を完成する。
なお、図１および図２において記載されたブラケット12は、熱交換器をエンジンルーム等に取付るための支持部である。そのブラケット12を金属材で形成する場合には、予め一対の補強部材10間にそれを配置し、補強部材10のカシメ片部11を図２の如く折り曲げておく。また、熱交換器をろう付け後に、ブラケット12を取り付けることもできる。その場合には、一対の補強部材10間にブラケット12を配置し、カシメ片部11を折り曲げればよい。 なお、前記説明では熱交換器の上部側のタンク本体３のみを説明したが、下部側に配置されるタンク本体も上部側と同様に形成される。

上記実施の形態では、端蓋部３ａによってタンク本体３の両側を閉塞したが、それに代えてタンク本体３の開口部に整合する縁付きの側蓋を嵌着しても良い。或いは、タンク本体３の溝底部のみを延長し、それを内側に直角に折り曲げて側蓋とすることも可能である。

本発明の熱交換器のタンク構造の分解斜視図。 同タンク構造の組立て状態を示す要部正面略図。

符号の説明

１ 底部
２ 側壁部
３ タンク本体
３ａ 端蓋部
４ チューブプレート
５ Ｌ形スリット
６ 非スリット部
７ 係止スリット
８ 頂部挟持部
９ 嵌着部
10 補強部材

11 カシメ片部
12 ブラケット
13 出入口パイプ
14 爪部
15 係止孔
16 チューブ挿通孔
17 チューブ
18 フィン
19 係止スリット
20 スリット

Claims (2)

1. 金属板が曲折されて底部(1) と両側壁部(2) を有する細長い溝形に形成されたタンク本体(3) と、そのタンク本体(3) の底部(1) に対向する開口側が嵌着固定されるチューブプレート(4) と、タンク本体(3) の長手方向両端開口を閉塞する一対の端蓋部(3a)と、を有する熱交換器のタンク構造において、
   前記タンク本体(3) の長手方向の中央位置で、タンク本体の横断面上の両隅部に底部(1) の一部と側壁部(2) の一部に連続して形成された一対のＬ字状のＬ形スリット(5) と、 その底部(1) の両Ｌ形スリット(5) 間に残存する非スリット部(6) と、
   外周がタンク本体(3) の横断面外周に沿う略門形に形成され、その両脚部端に一対の係止スリット(7) が形成され且つ、その略門形の頂部内周に前記非スリット部(6) の間隔で対向して突設された一対の頂部挟持部(8) を有し、その頂部挟持部(8) を含み前記両Ｌ形スリット(5) に嵌着される嵌着部(9) が略門形の両肩部に形成された補強部材(10)と、を具備し、
   その補強部材(10)の頂部中央が前記非スリット部(6) に着座されると共に、前記嵌着部(9) が前記一対のＬ形スリット(5) に嵌着され且つ、前記係止スリット(7) が側壁部(2) の前記Ｌ形スリット(5) の先端縁を挟持するように嵌着された状態で、タンク本体(3) と補強部材(10)とが一体に接合されてなる熱交換器のタンク構造。
2. 請求項１において、
   前記補強部材(10)の頂部外周にカシメ片部(11)が突設され、そのカシメ片部(11)によりタンク外面に取り付けるブラケット(12)をカシメ固定できるように構成した熱交換器のタンク構造。
   

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