(57)【要約】【課題】  ヘッダプレートレス熱交換器において、そのタンク本体とケーシングとをかしめにより接続する構造の提供。【解決手段】  ケーシング５の端部外周に係止爪5aを多数突設形成し、そのケーシング５の端部内周にタンク受け７を配置し、そのタンク受け７とケーシング５の端部との間に環状溝部９を形成し、そこにシール材10を介してタンク本体11の小フランジ部11aを嵌着し、ケーシング５の係止爪5aを折り曲げることにより、タンクの接続構造を形成する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の溝形に形成されたプレート(１)が互いにその溝底(1a)を対向し、その両側壁(1b)が互いに嵌着するとともに、その両開口端部に溝底方向の外側へ膨出する膨出部(３)が形成された偏平チューブ(２)と、
複数の前記偏平チューブ(２)がその膨出部(３)で互いに接するように積層されてなるコア(４)と、
前記コア(４)の外周を被嵌する方形筒状のケーシング(５)と、
を有し、それら各部品が互いろう付けされたヘッダプレートレス熱交換器において、
前記ケーシング(５)の開口縁には、周方向に沿って互いに離間して、多数の係止爪(5a)が突設形成され、
環状で横断面を階段状にしたタンク受け(７)が、前記ケーシング(５)の開口端部の内面にろう付け固定され、そのタンク受け(７)は、その径方向外側に位置する上段外面(7a)がケーシング(５)の開口端部の内面に整合し、
そのタンク受け(７)の径方向内側に位置する下段外面(7b)および階段の立ち上がり面(7c)と、ケーシング(５)の開口端部の内面との間に環状溝部(９)が形成され、
箱状のタンク本体(11)の一端開口に突設した小フランジ部（11a）が、前記環状溝部(９)に環状のゴム弾性を有するシール材(10)を介して着座されて、前記ケーシング(５)の係止爪(5a)が小フランジ部(11a) 外面に押圧曲折されたヘッダプレートレス熱交換器のタンク接続構造。
【請求項２】
請求項１に記載のタンク接続構造において、
タンク受け(７)の板厚をケーシング(５)の板厚より薄くしたヘッダプレートレス熱交換器のタンク接続構造。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のタンク接続構造において、
タンク本体(11)の小フランジ部(11a) の径方向の最外周が、前記コア(４)の外周と整合し、前記係止爪(5a)がケーシング(５)の先端部の平面の延長上に延在し、その係止爪(5a)が小フランジ部(11a) 側に、かしめられたヘッダプレートレス熱交換器のタンク接続構造。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載のタンク接続構造において、
前記ケーシング(５)の長手方向の開口縁部の四周に内方にタンク受け(７)の位置決めビード(12)が突設されたヘッダプレートレス熱交換器のタンク接続構造。
【請求項５】
請求項４記載のタンク接続構造において、
前記タンク受け(７)のタンク本体(11)と反対側の端縁(7d)が、前記コア(４)の位置決めを構成するヘッダプレートレス熱交換器のタンク接続構造。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれかのタンク接続構造において、
タンク本体(11)が樹脂材よりなるヘッダプレートレス熱交換器のタンク接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘッダプレートを有しない熱交換器のケーシングとタンクとの接続構造に関し、その接続を、かしめで行なうものに関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、ヘッダプレートを有しない熱交換器が記載されている。
この熱交換器は、多数の偏平チューブの積層体でコアを形成し、そのコアの外周をケーシングで被嵌し、そのケーシングの両端に一対のタンクを設けたものである。そして、ケーシング内に冷却水を導き、偏平チューブの外周にそれを流通させるとともに、各偏平チューブ内に加熱流体を流通させ、両流体間の熱交換を行なうものである。
この熱交換器の特徴は、各偏平チューブを一対の溝型に形成されたプレートの嵌着体で形成し、その偏平チューブの両端は厚み方向に膨出され、その膨出部において、各偏平チューブが積層されたものである。この種のヘッダプレートレス熱交換器は、ろう付けにより各偏平チューブ間並びに、それとケーシング及びタンクが一体にろう付け固定されている。
【０００３】
次に、タンクとコアとをかしめにより接続する構造としては、下記特許文献２および特許文献３のものがある。これらは、全てヘッダプレートを有するものである。即ち、この熱交換器はエンジン冷却水冷却用のラジエータ等として広く用いられているものであり、図５に示すごとく、多数の偏平チューブ２とフィン13とを交互に積層してコアを形成し、そのコアの両端にヘッダプレート14を配置して、各偏平チューブ２の両端をそのヘッダプレート14のチューブ挿通孔に挿通した状態で、それらを一体的にろう付け固定したものである。
そのヘッダプレート14の外周には環状溝部が形成され、その側壁の縁部に多数の係止爪16が突設されている。そして、タンク本体11の小フランジ部11aをシール材10を介して、ヘッダプレート14の環状溝に着座し、両者間を押圧状態で、係止爪16を小フランジ部11a側に曲折することにより、ヘッダプレート14とタンク本体11との接続を行い、それらの間の液密構造を形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１６３６４２号公報
【特許文献２】特開２００４−６６２８３号公報
【特許文献３】特開２００６−２５０４１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されたヘッダプレートレス熱交換器は、特許文献２、特許文献３に示すようなヘッダプレートを有しない。そこで、ヘッダープレートレス熱交換器のタンクの接続をかしめで行う場合、特許文献１と特許文献２を組合わせることが考えられる。すると次のような構造になる。そのヘッダプレートレス熱交換器では、ケーシングの外側に環状溝部材を接続する。その溝部材の先端には、多数の係止爪を形成しておく。そして、その溝部材にシールリングを介して、タンク本体の小フランジ部を嵌着し、両者を押圧状態で係止爪を内側に折り曲げることになる。
この場合には、環状溝部材とケーシングとの気密および液密性を厳密に要求される。それとともに、ろう付けされる環状溝部材は、そこに係止爪が存在し、それによってタンク本体の小フランジ部を締結固定するものであるから、その締結強度を確保するため、その環状溝部材はケーシングと同程度の板厚の厚い丈夫なもので形成する必要がある。
また、そのような、かしめによるタンク接続構造は、タンクの小フランジ部がコア外周よりも大きく外側に突出され、そこに場所を占有して、コンパクト化を図ることが難しい欠点がある。
そこで、本発明はこれらの各特許文献の組合せからなる各種欠点を同時に取除くことができる、新たなかしめによるタンク接続構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の本発明は、一対の溝形に形成されたプレート(１)が互いにその溝底(1a)を対向し、その両側壁(1b)が互いに嵌着するとともに、その両開口端部に溝底方向の外側へ膨出する膨出部(３)が形成された偏平チューブ(２)と、
複数の前記偏平チューブ(２)がその膨出部(３)で互いに接するように積層されてなるコア(４)と、
前記コア(４)の外周を被嵌する方形筒状のケーシング(５)と、
を有し、それら各部品が互いろう付けされたヘッダプレートレス熱交換器において、
前記ケーシング(５)の開口縁には、周方向に沿って互いに離間して、多数の係止爪(5a)が突設形成され、
環状で横断面を階段状にしたタンク受け(７)が、前記ケーシング(５)の開口端部の内面にろう付け固定され、そのタンク受け(７)は、その径方向外側に位置する上段外面(7a)がケーシング(５)の開口端部の内面に整合し、
そのタンク受け(７)の径方向内側に位置する下段外面(7b)および階段の立ち上がり面(7c)と、ケーシング(５)の開口端部の内面との間に環状溝部(９)が形成され、
箱状のタンク本体(11)の一端開口に突設した小フランジ部（11a）が、前記環状溝部(９)に環状のゴム弾性を有するシール材(10)を介して着座されて、前記ケーシング(５)の係止爪(5a)が小フランジ部(11a) 外面に押圧曲折されたヘッダプレートレス熱交換器のタンク接続構造である。
【０００７】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載のタンク接続構造において、
タンク受け(７)の板厚をケーシング(５)の板厚より薄くしたヘッダプレートレス熱交換器のタンク接続構造である。
【０００８】
請求項３に記載の本発明は、請求項１または請求項２に記載のタンク接続構造において、
タンク本体(11)の小フランジ部(11a) の径方向の最外周が、前記コア(４)の外周と整合し、前記係止爪(5a)がケーシング(５)の先端部の平面の延長上に延在し、その係止爪(5a)が小フランジ部(11a) 側に、かしめられたヘッダプレートレス熱交換器のタンク接続構造である。
【０００９】
請求項４に記載の本発明は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載のタンク接続構造において、
前記ケーシング(５)の長手方向の開口縁部の四周に内方にタンク受け(7)の位置決めビード(12)が突設されたヘッダプレートレス熱交換器のタンク接続構造である。
【００１０】
請求項５に記載の本発明は、請求項４記載のタンク接続構造において、
前記タンク受け(７)のタンク本体(11)と反対側の端縁(7d)が、前記コア(４)の位置決めを構成するヘッダプレートレス熱交換器のタンク接続構造である。
【００１１】
請求項６に記載の本発明は、請求項１〜請求項５のいずれかのタンク接続構造において、
タンク本体(11)が樹脂材よりなるヘッダプレートレス熱交換器のタンク接続構造である。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の本発明は、ケーシング５の内面に、特殊形状のタンク受け７をろう付け固定したので、ヘッダプレートを有しない熱交換器において、かしめにより、タンク本体11とケーシング５とを確実に接続することができる。
即ち、環状で横断面を階段状にしたタンク受け７が、ケーシング５の開口端部の内面にろう付け固定される。そのタンク受け７は、上段外面7aがケーシングの開口端部の内面に整合するので、そのタンク受け７の段付きの下段外面7bおよび段付きの立ち上がり面7cと、ケーシング５の開口端部の内面との間に環状溝部９を形成することができる。そこで、はじめて、箱状のタンク本体11の一端開口に突設した小フランジ部11aを、環状溝部９に環状のシール材10を介して着座させ、ケーシング５の係止爪5aを小フランジ部11a 外面に押圧曲折して、かしめにより、タンクとケーシングとを、気密または液密に接続することができる。
このとき、小フランジ部11aとケーシング５との間は弾性変形するシール材10でシールされているため、タンク受け７とケーシング５との厳密の気密性は必要とせず、簡易なろう付けでも足りる。そのため、信頼性の高い気密、液密構造を提供できる。
さらに、その環状溝部９はケーシング５の内側に形成されるため、タンクの接続部がケーシングの内側に存在し、コンパクトな接続構造となる。また、構造が簡単で部品点数が少なく、量産性を有し、安価に提供できる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、タンク受け(7)の板厚をケーシング(5)の板厚より薄くしたものである。この場合、タンク本体11を押圧して、かしめ固定する係止爪5aは板厚の厚いケーシング５に設けられているから、その接続構造の強度を充分保ちつつ、接続構造を簡易にし、製造し易く、材料の節減に寄与できる。さらに、ケーシングの耐圧性、タンクの耐圧性を高めることができる。
【００１４】
請求項３に記載の本発明は、タンク本体11の小フランジ部11a の径方向の最外周が、前記コア４の外周と整合し、前記係止爪5aがケーシング５の先端部の平面の延長上に延在し、その係止爪5aが小フランジ部11a側に、かしめられたものである。
そのためタンクの外周がコア４の外周と同じであると共に、ケーシング５の外周より外側に突出することがなく、コンパクトで場所をとらないタンク接続構造となる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、ケーシング５の長手方向の開口縁部の四周に、内方へタンク受けの位置決めビード12を突設したので、タンク受け７をケーシング５に位置決めして、それらの間を容易にろう付け固定することができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項４において、タンク受け７のタンク本体11と反対側の端縁7dが、コアの位置決めを構成するので、そのコアを構成する各偏平チューブを、その端縁7dおよび位置決めビード12を介してケーシング５に位置決めし、それらの間を容易にろう付け固定することができる
【００１７】
請求項６に記載の発明は、タンク本体が樹脂材よりなるもので、その小フランジ部11aをタンク受け７および係止爪5aにより、ケーシング５の開口に容易に接続することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明のヘッダプレートレス熱交換器のタンク接続構造の要部分解斜視図およびそのコア４の斜視図。
【図２】同接続構造の接続手順の第１工程を示す説明図。
【図３】同第２工程の説明図。
【図４】同接続状態の要部斜視図。
【図５】従来のかしめによるタンクとコアとの接続構造を示す断面斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。
この熱交換器は、多数の偏平チューブ２の積層体からなるコア４と、その外周を被嵌するケーシング５と、ケーシング５の端部内周に接続されるタンク受け７と、シール材10およびタンク本体11を有する。
コア４を構成する各偏平チューブ２は、図１（Ｂ）に示すごとく、一対の溝型に形成されたプレート１が互いにその溝底1aを対向して、その両側壁1bが互いに嵌着する。そして、その両開口端部に溝底方向へ外側に膨出する膨出部３が設けられたものである。
【００２０】
各偏平チューブ２は、その膨出部３で互いに接触して積層されてコア４を構成する。そのコア４の各偏平チューブ２内に第１流体が流通し、各偏平チューブ２間の隙間に第２流体が流通する。
そのコア４の外周を被嵌するケーシング５は、コアに整合する溝形に形成されたケーシング本体5bと端蓋5cとの嵌着体からなる。ケーシング本体5b、端蓋5cの長手方向の両縁部にはそれぞれ周方向に互いに離間して多数の係止爪5aが成形されている。
【００２１】
タンク受け７は図２および図３に示すごとく、環状で１段の階段状の横断面を有する。その半径方向外側に位置する上段外面7aがケーシング５の開口端部内面に整合して、互いに接触する。そして、それらの接触部間が一体にろう付け固定されるものである。なお、偏平チューブ２の積層体からなるコア４と、ケーシング５との間も一体的にろう付け固定される。このタンク受け７の板厚は、ケーシング５の板厚よりも十分薄くてもよい。一例として、タンク受け７の板厚をケーシング５の板厚の０．３倍〜０．７倍とすることができる。
【００２２】
また、ケーシング５の長手方向の先端部において、タンク受け７の上段外面7aの先端位置には、位置決めビード12が内面側に突設して、図１(Ａ)のごとく、その四周の平面のみに設けられている。この位置決めビード12によって、タンク受け７の上段外面7aの先端が位置決めされる。そして、タンク受け７の半径方向内側に位置する下段外面7bおよび段つきの立ち上がり面7cとケーシング５の開口端部の内面との間に、断面コ字状の環状溝部９が形成される。
【００２３】
次に、この例においてタンク本体11は樹脂製のものであり、箱状に形成され、その底部に出入口パイプ６が設けられている。そして、タンク本体11の開口縁外周には小フランジ部11aが図２のごとく、断面鍵型に外方に突出している。その突出部は、前述の環状溝部９に整合する。そこで、環状溝部９にシール材10を挿入した状態で、タンク本体11の小フランジ部11aを環状溝部９に嵌着し、ケーシング５とタンク本体11との間を押圧した状態で、係止爪5aを小フランジ部11a側に折り曲げ、図３の状態にする。そして、折り曲げた係止爪5aによりシール材10を弾性変形させ、タンク本体11とケーシング５との気密および液密構造を形成する。このとき、ケーシング５の位置決めビード12は、シール材10の変形方向を規制し、効果的に気密、液密構造を形成させる。
【００２４】
この実施例では、ケーシング５の一端のみのタンク接続構造を図示したが、ケーシング５の他端においても同様にタンクが接続される。そして、図４において一方のタンク本体11の出入口パイプ６から第１の流体が流入し、各偏平チューブ２内をそれが流通する。そして、ケーシング５の外周に設けた図示しない一対の第２流体流出入口から一例として冷却水等が流入し、各偏平チューブ２の外周を流通し、第１流体と第２流体との間で熱交換を行なうものである。
【符号の説明】
【００２５】
１  プレート
1a  溝底
1b  側壁
２  偏平チューブ
３  膨出部
４  コア
５  ケーシング
5a  係止爪
5b  ケーシング本体
5c  端蓋
６  出入口パイプ
【００２６】
７  タンク受け
7a  上段外面
7b  下段外面
7c  立ち上がり面
7d  端縁
９  環状溝部
10  シール材
11  タンク本体
11a 小フランジ部
12  位置決めビード
13  フィン
14  ヘッダプレート
15  環状溝部
16  係止爪
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2014055711.tif 000007