JP6384344B2 - Heat exchanger - Google Patents
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Description
本発明は、自動車用のラジエータ等に用いられる熱交換器に関する。 The present invention relates to a heat exchanger used for a radiator or the like for an automobile.
自動車用のラジエータ等に用いられる熱交換器は、積層配置された複数のチューブと、それぞれのチューブが接続された一対のヘッダタンクとを備えた構成となっている。チューブの内部には、その長手方向に沿って流路が形成されている。当該流路と、ヘッダタンクの内部空間とは互いに連通している。一方のヘッダタンクからチューブに流体が供給されると、流体はチューブ内の流路を通りながら空気との熱交換により冷却され、他方のヘッダタンクに流入する。 2. Description of the Related Art A heat exchanger used for an automobile radiator or the like has a configuration including a plurality of stacked tubes and a pair of header tanks to which the tubes are connected. A flow path is formed in the tube along the longitudinal direction thereof. The flow path and the internal space of the header tank communicate with each other. When fluid is supplied from one header tank to the tube, the fluid is cooled by heat exchange with air while passing through the flow path in the tube, and flows into the other header tank.
ヘッダタンクは、例えば樹脂により形成されたタンク本体と、金属により形成されたコアプレートとを有している。タンク本体は、流体が収容される空間を区画する容器である。タンク本体には開口が形成されている。また、当該開口の縁から外方に向かって突出するようにフランジが形成されている。 The header tank has, for example, a tank body formed of resin and a core plate formed of metal. The tank body is a container that divides a space in which a fluid is stored. An opening is formed in the tank body. Further, a flange is formed so as to protrude outward from the edge of the opening.
コアプレートは、タンク本体の上記開口を覆うように配置されており、タンク本体のフランジに対してカシメ固定されている。複数のチューブは、それぞれの一端がコアプレートに対して接続固定されている。 The core plate is disposed so as to cover the opening of the tank body, and is caulked and fixed to the flange of the tank body. One end of each of the plurality of tubes is connected and fixed to the core plate.
このような構成の熱交換器(例えば、下記特許文献1を参照)には、近年、小型化することが強く求められている。空気の流通方向に沿って外方に突出しているフランジ、及び、コアプレートのうちフランジにカシメ固定されている部分は、熱交換性能に直接的には関係しない部分であるから、当該部分の突出量を抑制することができれば、性能を犠牲にすることなく熱交換器を小型化することができる。 In recent years, downsizing of a heat exchanger having such a configuration (for example, see Patent Document 1 below) has been strongly demanded. The flange projecting outward along the air flow direction and the portion of the core plate that is caulked and fixed to the flange are not directly related to the heat exchange performance. If the amount can be suppressed, the heat exchanger can be downsized without sacrificing performance.
そこで、本発明者らは、フランジ等の突出量を抑制するために鋭意研究を行った結果、コアプレートに傾斜部を形成した上で、タンク本体の開口の縁を当該傾斜部に押し当てた構成とすることが望ましいという結論に至った。 Therefore, as a result of intensive studies to suppress the protrusion amount of the flange and the like, the present inventors formed an inclined portion on the core plate and pressed the edge of the opening of the tank body against the inclined portion. It came to the conclusion that it would be desirable to have a composition.
このようなコアプレートは、タンク本体の開口からタンク本体の内側に入り込むように配置された平坦部と、タンク本体のフランジと対向するように配置されたシール部とを有している。傾斜部は、上記平坦部とシール部とを繋ぐ部分であって、平坦部に対して傾斜するように形成されたものである。 Such a core plate has a flat portion disposed so as to enter the inside of the tank body from the opening of the tank body, and a seal portion disposed so as to face the flange of the tank body. The inclined portion is a portion connecting the flat portion and the seal portion, and is formed so as to be inclined with respect to the flat portion.
チューブは、コアプレートのうち平坦部及び傾斜部の一部を貫くように配置されている。また、コアプレートとタンク本体とがカシメ固定される際においては、タンク本体のフランジが傾斜部に押し当てられた状態となり、タンク本体からの力を傾斜部が受けることとなる。これにより、カシメ性を確保しながら、タンク本体のフランジの一部がチューブに接触してしまうことが防止される。 The tube is arrange | positioned so that a part of flat part and inclination part may be penetrated among core plates. Further, when the core plate and the tank main body are fixed by caulking, the flange of the tank main body is pressed against the inclined portion, and the inclined portion receives the force from the tank main body. Thereby, it is prevented that a part of flange of a tank main body contacts a tube, ensuring caulking property.
上記構成においては、コアプレートの一部である傾斜部が、チューブの一部を保持する機能と、カシメ固定される際においてタンク本体からの力を受ける機能(カシメ性を確保するための機能)と、の両方を備えているということができる。このため、コアプレートのうち互いに異なる部分が上記2つの機能を個別に備える場合に比べると、コアプレートの幅(空気の流通方向に沿った寸法)を小さくすることができる。これに伴い、フランジの突出量も抑制することができる。 In the above configuration, the inclined portion which is a part of the core plate has a function of holding a part of the tube and a function of receiving a force from the tank main body when the caulking is fixed (function for securing the caulking property). It can be said that both are provided. For this reason, the width | variety (dimension along the distribution direction of air) of a core plate can be made small compared with the case where a mutually different part is separately provided with said 2 function among core plates. In connection with this, the protrusion amount of a flange can also be suppressed.
熱交換器が使用されているときには、一部のチューブ内を高温の流体が通ると同時に、他のチューブ内を低温の流体が通ることがある。つまり、それぞれのチューブ内を通る流体の温度が均一となっておらず、一部のチューブ内にのみ比較的高温の流体が通ることがある。 When heat exchangers are in use, hot fluid may pass through some tubes while cold fluid may pass through other tubes. That is, the temperature of the fluid passing through each tube is not uniform, and a relatively high temperature fluid may pass only through some of the tubes.
このような現象が生じると、高温の流体が通るチューブは大きく熱膨張し、その長手方向に沿った寸法が大きく伸びてしまうのに対し、低温の流体が通るチューブはあまり熱膨張せず、その長手方向に沿った寸法も大きくは伸びない。その結果、コアプレートはチューブから局所的な力を受けて変形してしまうことになる。 When such a phenomenon occurs, the tube through which the high-temperature fluid passes greatly expands, and the dimension along the longitudinal direction of the tube greatly expands. On the other hand, the tube through which the low-temperature fluid passes does not expand so much. The dimension along the longitudinal direction does not extend greatly. As a result, the core plate is deformed by receiving a local force from the tube.
しかしながら、傾斜部の形成によって幅が比較的小さく形成されたコアプレートでは、全体の変形を許容する余地が少なくなっている。つまり、タンク本体の一部(開口の縁)と傾斜部との当接箇所が、ヘッダタンクの長手方向(チューブの積層方向)に沿って直線状に形成されているので、ヘッダタンクからの拘束によってコアプレート全体が変形する余地が小さくなっている。このため、チューブの熱膨張に起因して上記のような変形が生じると、コアプレートには大きな歪が生じてしまうこととなる。その結果、コアプレートや、コアプレートとチューブとの接続部分等に亀裂が生じやすくなってしまうことが懸念される。 However, the core plate formed with a relatively small width by forming the inclined portion has less room for allowing the entire deformation. In other words, the part of the tank body (the edge of the opening) and the inclined portion are formed in a straight line along the longitudinal direction of the header tank (tube stacking direction). This reduces the room for deformation of the entire core plate. For this reason, when the above deformation occurs due to the thermal expansion of the tube, a large distortion occurs in the core plate. As a result, there is a concern that cracks are likely to occur in the core plate, the connecting portion between the core plate and the tube, and the like.
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、コアプレートに傾斜部を形成することによって小型化した構成としながらも、チューブの熱膨張に起因した破損が生じてしまうことを抑制することのできる熱交換器を提供することにある。 The present invention has been made in view of such a problem, and the purpose thereof is to reduce the size by forming an inclined portion on the core plate, but damage due to thermal expansion of the tube occurs. It is in providing the heat exchanger which can suppress this.
上記課題を解決するために、本発明に係る熱交換器は、積層配置された複数のチューブと、それぞれのチューブの一端が接続されたヘッダタンクと、を備えた熱交換器であって、ヘッダタンクは、開口が形成されたタンク本体と、開口を覆うように配置されており、それぞれのチューブの一端が接続されたコアプレートと、を有し、タンク本体の開口の周縁部に形成されたフランジにコアプレートがカシメ固定された構成となっている。 In order to solve the above-described problem, a heat exchanger according to the present invention is a heat exchanger including a plurality of stacked tubes and a header tank to which one end of each tube is connected. The tank has a tank body in which an opening is formed, and a core plate that is arranged so as to cover the opening and to which one end of each tube is connected, and is formed on the peripheral edge of the opening of the tank body. The core plate is caulked and fixed to the flange.
また、コアプレートは、開口からタンク本体の内側に入り込むように配置された平坦部と、フランジと対向するように配置されたシール部と、平坦部とシール部とを繋ぐ部分であって、平坦部に対して傾斜している傾斜部と、を有している。タンク本体のうち、傾斜部と対向する部分には、少なくともチューブの積層方向において、複数の突起が並ぶように形成されている。タンク本体は、それぞれの突起の先端において傾斜部と当接している。チューブの積層方向に沿って互いに隣り合う突起の間隔は、同方向に沿った突起の寸法よりも大きい。 Further, the core plate is a flat portion disposed so as to enter the inside of the tank body from the opening, a seal portion disposed so as to face the flange, and a portion connecting the flat portion and the seal portion, and is flat. And an inclined portion that is inclined with respect to the portion. A portion of the tank body that faces the inclined portion is formed so that a plurality of protrusions are arranged at least in the tube stacking direction. The tank body is in contact with the inclined portion at the tip of each protrusion. The interval between the protrusions adjacent to each other along the tube stacking direction is larger than the dimension of the protrusion along the same direction.
このような構成の熱交換器では、タンク本体に形成された複数の突起の先端と、コアプレートの傾斜部とが接触している。つまり、タンク本体と傾斜部とが直線状の部分において接触しているのではなく、複数の略点状の部分において接触している。 In the heat exchanger having such a configuration, the tips of the plurality of protrusions formed on the tank main body are in contact with the inclined portion of the core plate. That is, the tank main body and the inclined portion are not in contact with each other at a linear portion, but are in contact at a plurality of substantially dotted portions.
このため、タンク本体によるコアプレートの拘束は比較的弱くなっており、コアプレートが変形する余地は比較的大きくなっている。一部のチューブが大きく伸びることによるコアプレートの変形が生じても、コアプレートにおいて生じる歪(及び応力)は小さいため、破損が生じてしまうことが抑制される。 For this reason, the restraint of the core plate by the tank body is relatively weak, and the room for deformation of the core plate is relatively large. Even if the core plate is deformed due to a large extension of some of the tubes, the strain (and stress) generated in the core plate is small, so that the occurrence of breakage is suppressed.
また、タンク本体に突起を形成することに替えて、タンク本体と傾斜部との間に弾性体が挟み込まれている構成としてもよい。このような構成においては、タンク本体によるコアプレートの拘束は比較的弱く、コアプレートの変形が弾性体によって受け入れられることとなる。このため、一部のチューブが大きく伸びることによるコアプレートの変形が生じても、コアプレートにおいて大きな歪が生じることはなく、破損が生じてしまうことが抑制される。 Further, instead of forming the protrusion on the tank body, an elastic body may be sandwiched between the tank body and the inclined portion. In such a configuration, the restraint of the core plate by the tank body is relatively weak, and the deformation of the core plate is accepted by the elastic body. For this reason, even if a deformation | transformation of the core plate by a one part tube extending greatly arises, a big distortion does not arise in a core plate, but it will be suppressed that a failure | damage arises.
本発明によれば、コアプレートに傾斜部を形成することによって小型化した構成としながらも、チューブの熱膨張に起因した破損が生じてしまうことを抑制することのできる熱交換器が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while setting it as the structure reduced in size by forming an inclined part in a core plate, the heat exchanger which can suppress that the damage resulting from the thermal expansion of a tube arises is provided. .
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。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In order to facilitate the understanding of the description, the same constituent elements in the drawings will be denoted by the same reference numerals as much as possible, and redundant description will be omitted.
本発明の第1実施形態に係る熱交換器10は、自動車用のラジエータとして用いられるものである。熱交換器10は、自動車内において冷却水が循環する経路の一部に配置される。図1に示されるように、熱交換器10は、一対のヘッダタンク100、200と、チューブ300と、コルゲートフィン400と、一対のサイドプレート510、520とを備えている。
The
ヘッダタンク100は、熱交換器10に対して供給された冷却水を貯留し、当該冷却水を後述のチューブ300に供給するための容器である。ヘッダタンク100は、細長い棒状の容器として形成されている。ヘッダタンク100は、その長手方向が上下方向に延びるように熱交換器10のうち側方側(図1では左側)に配置されている。
The
ヘッダタンク100は、供給ポート101を有している。供給ポート101は、熱交換器10の外部から供給される冷却水の入口となる部分であって、ヘッダタンク100のうち長手方向の一端側(図1では上方側)に形成されている。
The
ヘッダタンク200は、ヘッダタンク100と略同一形状の容器である。ヘッダタンク200は、ヘッダタンク100から後述のチューブ300を通って来た冷却水を受け入れて、当該冷却水を外部(例えば内燃機関)に向けて排出するためのものである。ヘッダタンク200は、ヘッダタンク100と同様にその長手方向が上下方向に延びるように熱交換器10のうち側方側(図1では右側)に配置されている。
The
ヘッダタンク200は、排出ポート201を有している。排出ポート201は、熱交換器10から外部に排出される冷却水の出口となる部分であって、ヘッダタンク200のうち長手方向の一端側(図1では下方側)に形成されている。
The
図1においては、水平方向であり且つヘッダタンク100からヘッダタンク200に向かう方向をx方向としてx軸を設定している。また、水平方向であり且つx方向に対して垂直な方向(紙面奥側から手前側に向かう方向)をy方向としてy軸を設定している。更に、x方向とy方向のいずれに対しても垂直な方向であって、鉛直上方に向かう方向をz方向としてz軸を設定している。以降の図面においても、同様にしてx軸、y軸、z軸を設定している。
In FIG. 1, the x-axis is set with the horizontal direction and the direction from the
チューブ300は、扁平形状の断面を有する細長い配管であって、熱交換器10に複数備えられている。チューブ300の内部には、その長手方向に沿った流路が形成されている。それぞれのチューブ300は、その長手方向をx軸に沿わせており、互いに平行な状態でz方向に沿って並ぶように積層配置されている。
The
それぞれのチューブ300は、その一端がヘッダタンク100に接続されており、その他端がヘッダタンク200に接続されている。このような構成により、ヘッダタンク100の内部空間と、ヘッダタンク200の内部空間とは、それぞれのチューブ300内の流路によって連通されている。
Each
コルゲートフィン400は、それぞれのチューブ300の間に配置されている。コルゲートフィン400は、その上下両側に配置された一対のチューブ300のそれぞれに対して当接しており、且つろう接により固定されている。
The
サイドプレート510、520は、いずれも、金属板を曲げ加工することによって形成された補強部材であって、熱交換器10の剛性を高めるために設けられている。サイドプレート510は熱交換器10の上方側部分に配置されており、サイドプレート520は熱交換器10の下方側部分に配置されている。サイドプレート510、520は、それぞれ一端がヘッダタンク100に固定されており、他端がヘッダタンク200に固定されている。チューブ300のうち最もz方向側に配置されたものと、サイドプレート510との間にも、コルゲートフィン400が配置されている。同様に、チューブ300のうち最も−z方向側に配置されたものと、サイドプレート520との間にも、コルゲートフィン400が配置されている。
Each of the
供給ポート101から供給された冷却水は、ヘッダタンク100の内部空間に流入し貯留される。その後、チューブ300内の流路をx方向に向かって流れてヘッダタンク200の内部空間に到達し、排出ポート201から外部に排出される。
The cooling water supplied from the
尚、ヘッダタンク100の内部空間、及びヘッダタンク200の内部空間が仕切り板によって上下に区分された構成とした上で、ヘッダタンク100とヘッダタンク200との間を冷却水が往復しながら流れるような態様としてもよい。本発明を実施するにあたっては、冷却水が通る経路は特に限定されない。
It should be noted that the cooling water flows back and forth between the
熱交換器10の近傍には不図示の送風ファンが備えており、当該送風ファンによって車外から導入された空気(外気)が熱交換器10に向けて送り込まれる。当該空気は、各チューブ300の間をy方向に向かって通過する。このとき、チューブ300内の流路を通る冷却水の熱が空気に伝達されて(空気と冷却水との熱交換が行われて)、冷却水の温度が低下する。
A blower fan (not shown) is provided in the vicinity of the
また、冷却水の熱はコルゲートフィン400を介しても空気に伝達される。つまり、通過する空気との接触面積がコルゲートフィン400によって大きくなっており、冷却水と空気との熱交換が効率よく行われる構成となっている。
Further, the heat of the cooling water is also transmitted to the air through the
図2を参照しながら、ヘッダタンク100の具体的な構成について説明する。尚、ヘッダタンク200の構成は、ヘッダタンク100の構成と概ね同一であり、排出ポート201(供給ポート101)が形成されている位置においてのみ異なるものであるから、その説明を省略する。
A specific configuration of the
図2は、熱交換器10のうちヘッダタンク100及びその近傍をz軸に対して垂直な面で切断した場合の断面を示す図である。図2に示されるように、ヘッダタンク100は、本体部110と、コアプレート120とを備えている。
FIG. 2 is a view showing a cross section when the
本体部110は、その長手方向に垂直な断面が略U字形状となるように形成された樹脂製の容器であって、チューブ300が配置されている側(x方向側:図2では下方側)に開口が形成されている。本体部110の内部には、冷却水を貯留するための空間SPが形成されている。
The
本体部110には、開口の縁EDに沿って(開口の周縁部に)フランジ111が形成されている。フランジ111は、後述のコアプレート120をカシメ固定するために形成されたものであり、本体部110から外側(空間SPとは反対側)に向かって突出するように形成されている。フランジ111のうちx方向側の端部には、平坦なシール面112が形成されている。
A
コアプレート120は、金属板を曲げ加工することによって形成された部材であって、本体部110の開口をx方向側から覆うように配置されている。コアプレート120には、平坦部121と、傾斜部122と、シール部123と、カシメ部124とが形成されている。
The
平坦部121は、コアプレート120のうちy軸に沿った中央部分であって、その法線方向がx軸に沿うように形成されている。つまり、平坦部121は、それぞれのチューブ300の長手方向に対して垂直となるように配置された部分である。平坦部121は、本体部110に形成された開口の縁EDよりも−x方向側となる位置に配置されている。
The
傾斜部122は、平坦部121のy方向側、及び−y方向側にそれぞれ形成された部分である。y方向側(図2では左側)の傾斜部122は、平坦部121のy方向側端部から、更にy方向側且つx方向側に向かって伸びるように形成されている。このため、当該傾斜部122は平坦部121に対して傾斜している。
The
−y方向側(図2では右側)の傾斜部122は、平坦部121の−y方向側端部から、更に−y方向側且つx方向側に向かって伸びるように形成されている。このため、当該傾斜部122も平坦部121に対して傾斜している。
The
y方向側の傾斜部122のうち最もy方向側の端部、及び、−y方向側の傾斜部122のうち最も−y方向側の端部は、いずれも、本体部110に形成された開口の縁EDよりもx方向側となる位置に配置されている。つまり、それぞれの傾斜部122は、本体部110の内部から外部に亘るように配置されている。
An opening formed in the
尚、上記傾斜部122を含めて、コアプレート120のうち−y方向側の部分とy方向側の部分とは互いに対称な形状となっている(図2においては左右対称である)。このため、以下に説明するシール部123及びカシメ部124については、y方向側の部分の形状についてのみ説明することとし、−y方向側の部分の形状については説明を省略する。
In addition, the portion on the −y direction side and the portion on the y direction side of the
シール部123は、傾斜部122のうち最もy方向側の端部から、更にy方向側に向かって伸びるように形成されている。シール部123は平坦部121と平行となっており、フランジ111のシール面112と対向する位置に配置されている。シール部123のうち−x方向側の面は、平坦なシール面SLとなっている。
The
シール面112とシール面SLとの間には、パッキン600が挟み込まれている。パッキン600は、ゴムにより形成された所謂Oリングであって、シール面112の全体(全周)に沿って配置されている。パッキン600により、空間SPから冷却水が外部に漏洩することが防止されている。
A packing 600 is sandwiched between the
カシメ部124は、シール部123のうち最もy方向側の端部から、フランジ111に沿って−x方向側に向かって伸びるように形成されている。図2に示されるように、カシメ部124のうち−x方向側の部分(図2では上方側部分)は、フランジ111のうち−x方向側の面を覆った状態となるように折り曲げられている。つまり、カシメ部124がカシメられて変形することにより、コアプレート120が本体部110に対してカシメ固定された状態となっている。
The
尚、上記のカシメ固定が行われる際においては、本体部110のうち開口の縁EDが傾斜部122に押し当てられた状態で作業が行われる。カシメ部124が変形する際、フランジ111は内側(−y方向側)に向かって力を受けるのであるが、当該力を傾斜部122が受けるので、本体部110が変形してチューブ300に当たってしまうことが防止される。このように、平坦部121とシール部123とを繋ぐ傾斜部122は、本体部110からの力を受けてカシメ性を確保する機能を有している。
When the above-described crimping is performed, the operation is performed in a state where the edge ED of the opening of the
チューブ300は、コアプレート120を貫くように配置されている。具体的には、コアプレート120にはチューブ300を挿入するための貫通穴(不図示)が形成されており、チューブ300は当該貫通穴にx方向側から挿入されている。コアプレート120には、上記貫通穴の縁から上方に向かって伸びるようにバーリング部129が形成されており、チューブ300の側面をバーリング部129が支えている。貫通穴に挿入されたそれぞれのチューブ300は、バーリング部129に対してろう接により固定されている。
The
チューブ300のうち最もy方向側の端部は、平坦部121のy方向側端部よりも更にy方向側であり、且つ傾斜部122のy方向側端部よりも−y方向側となる位置に配置されている。つまり、チューブ300は、平坦部121及び傾斜部122の一部を貫いており、それぞれに対してろう接により固定されている。従って、傾斜部122は、チューブの300一部を保持する機能と、カシメ固定される際において本体部110(フランジ111)からの力を受ける機能と、の両方を備えているということができる。このため、コアプレート120のうち互いに異なる部分が上記2つの機能を個別に備える場合に比べると、コアプレート120の幅(空気の流通方向であるy方向に沿った寸法)が小さくなっている。
The end of the
図3及び図4を参照しながら、本体部110と傾斜部122との当接部分の構成について説明する。これらの図に示されるように、本体部110のうち傾斜部122と対向する部分、すなわち、本体部110に形成された開口の縁EDには、互いに間隔を空けて複数の突起125が形成されている。本体部110は、それぞれの突起125の先端において傾斜部122と当接している。このため、本体部110と傾斜部122との接触部分は、縁EDに沿って直線状に分布しているのではなく、複数の略点状に分布している。本体部110と傾斜部122とが直線状に接触している場合に比べると、本体部110によるコアプレート120の拘束は比較的弱くなっており、コアプレート120が変形する余地は比較的大きくなっている。
The configuration of the abutting portion between the
例えば、一部のチューブ300内の流路にのみ高温の冷却水が通り、当該チューブ300が他のチューブよりも大きく熱膨張してしまった場合には、コアプレート120は、当該チューブ300から押し上げられるような局所的な力を受けてしまう。
For example, when high-temperature cooling water passes only through the flow paths in some
しかしながら、本実施形態に係る熱交換器10では、コアプレート120が変形する余地が上記のように大きくなっているため、コアプレート120の比較的広い範囲で変形が生じることとなる。このため、一部のチューブ300が大きく伸びることによるコアプレート120の変形が生じても、コアプレート120において生じる歪(及び応力)は小さく、チューブ300の接続部等において破損が生じてしまうことは抑制される。
However, in the
図5には、ヘッダタンク100の内部構造が模式的に示されている。図5においては、−y方向側(手前側)の傾斜部122が視認可能となるように、本体部110のうち−y方向側部分、及び、コアプレート120のうち−y方向側におけるカシメ部124の図示が省略されている。
FIG. 5 schematically shows the internal structure of the
図5に示されるように、傾斜部122のうち、z方向に沿ってチューブ300とチューブ300との間となる位置には、ヘッダタンク100の外方に向けて突出するように補強リブ126が形成されている。補強リブ126は、コアプレート120の剛性を更に高めるために形成されている。
As shown in FIG. 5, a reinforcing
傾斜部122にこのような補強リブ126が形成されているため、本実施形態では、突起125は補強リブ126を避けるような位置に形成されている。図5においては、傾斜部122のうち突起125の先端が当接する箇所が、符号PTが付された点として描かれている。このように、それぞれの突起125は、各チューブ300とz座標が同一となる位置に形成されている。
Since such a reinforcing
これに対し、図6に示される変形例のように、補強リブ126が形成されておらず傾斜部122の全体が平坦に形成されている場合には、それぞれの突起125は、各チューブ300とz座標が同一となる位置に形成された方が望ましい。つまり、チューブ300の積層方向(z方向)においてチューブ300とは異なる位置に、それぞれの突起125が形成されることが望ましい。
On the other hand, when the reinforcing
このような構成においては、一部のチューブ300が熱膨張によって大きく伸びたとしても、コアプレート120はチューブ300から比較的遠い箇所(図6の符号PT)において拘束されているので、チューブ300が接合されている部分は大きく変形することが可能となっている。このため、コアプレート120において生じる歪(及び応力)を更に小さくすることができる。
In such a configuration, even if some of the
続いて、図7を参照しながら、本発明の第2実施形態に係る熱交換器の構成について説明する。本実施形態に係る熱交換器10は、本体部110の開口の縁EDに、突起125が形成されていない点、及び、縁EDと傾斜部122との間に弾性体610が挟み込まれている点においてのみ、第1実施形態と異なっており、他の構成については第1実施形態と同一である。このため、以下においては第1実施形態と異なる点についてのみ説明する。
Then, the structure of the heat exchanger which concerns on 2nd Embodiment of this invention is demonstrated, referring FIG. In the
弾性体610は、パッキン600と同一の素材によって形成されており、図7に示されるように断面が矩形のOリングとなっている。弾性体610は、縁EDの全体(全周)に沿って配置されている。このため、本実施形態においては、本体部110(縁ED)と傾斜部122とは直接当接していない。傾斜部122は、弾性体610を介して本体部110の縁EDに押し付けられた状態となっている。
The
傾斜部122が縁EDに押し付けられる力が強くなると、弾性体610が更に薄くなるように変形し、傾斜部122が−x方向側に変異する。つまり、本実施形態においても、本体部110によるコアプレート120の拘束は比較的弱くなっており、コアプレート120の変形が弾性体610によって受け入れられることとなる。このため、一部のチューブ300が大きく伸びることによるコアプレート120の変形が生じても、やはりコアプレート120において大きな歪が生じることはなく、破損が生じてしまうことが抑制される。
When the force with which the
第2実施形態の変形例について説明する。図7に示される第2実施形態では、パッキン600と弾性体610とが互いに別の部材として配置されていたが、図8に示される変形例では、これらが一体に形成された部材(図8では、当該部材に符号620が付されている)として配置されている。このような態様であっても、第2実施形態と同一の効果を奏する。
A modification of the second embodiment will be described. In the second embodiment shown in FIG. 7, the packing 600 and the
図9に示される他の変形例では、パッキン600の機能と弾性体610の機能との両方を有する部材630が、フランジ111と一体となった状態で成形されている。このような部材630は、本体部110の樹脂成型が完了した後、本体部110のフランジ111に成形型を装着し、当該成形型とフランジ111との間に弾性体(部材630)の材料を充填することにより形成することができる。
In another modification shown in FIG. 9, the
この変形例では、フランジ111の内側に沿って形成された凹部119に、部材630が入り込んだ状態で形成されている。このため、コアプレート120が本体部110にカシメ固定されるよりも前の時点で、部材630が本体部110(フランジ111)に対して固定された状態となっている。このため、カシメ固定が行われる際において部材630の位置ずれが生じてしまうことはなく、縁EDと傾斜部122との間に確実に部材630を介在させることができる。
In this modification, the
フランジ111と弾性体との位置ずれを防止するための構成としては、上記のような構成のほか、コアプレート120がカシメ固定されるよりも前の時点において、フランジ111に対して弾性体が接着固定されることとしてもよい。
As a configuration for preventing the positional deviation between the
尚、図8及び図9にそれぞれ示された変形例では、縁EDと傾斜部122との間に介在する弾性体(部材620、630の一部)は薄くなっているため、カシメ固定が行われた際に破損してしまうことが考えられる。しかしながら、縁EDの近傍において弾性体の一部が破損してしまったとしても、シール面112とシール面SLとの間に配置された(比較的厚い)部分によって水密が保たれるため、空間SPから冷却水が外部に漏洩してしまうことはない。
8 and 9, the elastic body (a part of the
尚、上述した実施形態では、平坦部121がチューブ300の長手方向に対して垂直となるように配された実施形態について記載したが、平坦部121はチューブ300の長手方向対して必ずしも垂直でなくてもよい。また、上述した実施形態では、シール部123と平坦部121とが平行である実施形態について述べたが、シール部123と平坦部121とは平行でなくてもよい。
In the above-described embodiment, the embodiment in which the
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。 The embodiments of the present invention have been described above with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to these specific examples. In other words, those specific examples that have been appropriately modified by those skilled in the art are also included in the scope of the present invention as long as they have the characteristics of the present invention. For example, the elements included in each of the specific examples described above and their arrangement, materials, conditions, shapes, sizes, and the like are not limited to those illustrated, but can be changed as appropriate. Moreover, each element with which each embodiment mentioned above is provided can be combined as long as technically possible, and the combination of these is also included in the scope of the present invention as long as it includes the features of the present invention.
10 熱交換器
100,200:ヘッダタンク
110:本体部
111:フランジ
120:コアプレート
121:平坦部
122:傾斜部
123:シール部
125:突起
300:チューブ
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記ヘッダタンクは、
開口が形成されたタンク本体(110)と、
前記開口を覆うように配置されており、それぞれの前記チューブの一端が接続されたコアプレート(120)と、を有し、前記タンク本体の前記開口の周縁部に形成されたフランジ(111)に前記コアプレートがカシメ固定された構成となっており、
前記コアプレートは、
前記開口から前記タンク本体の内側に入り込むように配置された平坦部(121)と、
前記フランジと対向するように配置されたシール部(123)と、
前記平坦部と前記シール部とを繋ぐ部分であって、前記平坦部に対して傾斜している傾斜部(122)と、を有しており、
前記タンク本体のうち、前記傾斜部と対向する部分には、
少なくとも前記チューブの積層方向において、複数の突起(125)が並ぶように形成されており、
前記タンク本体は、それぞれの前記突起の先端において前記傾斜部と当接しており、
前記チューブの積層方向に沿って互いに隣り合う前記突起の間隔は、同方向に沿った前記突起の寸法よりも大きいことを特徴とする熱交換器。 A heat exchanger comprising a plurality of stacked tubes (300) and a header tank (100) to which one end of each tube is connected,
The header tank is
A tank body (110) in which an opening is formed;
A core plate (120) disposed so as to cover the opening and connected to one end of each tube, and a flange (111) formed at the peripheral edge of the opening of the tank body The core plate is configured to be caulked and fixed,
The core plate is
A flat portion (121) arranged to enter the inside of the tank body from the opening;
A seal portion (123) arranged to face the flange;
A portion connecting the flat portion and the seal portion, and an inclined portion (122) inclined with respect to the flat portion,
Of the tank body, in the part facing the inclined part,
At least in the stacking direction of the tubes, a plurality of protrusions (125) are formed to be aligned ,
The tank body is in contact with the inclined portion at the tip of each projection,
The heat exchanger according to claim 1, wherein a distance between the protrusions adjacent to each other along the tube stacking direction is larger than a dimension of the protrusions along the same direction .
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