(57)【要約】【課題】構成部材の精度を厳密に管理しなくとも、シール性を高められる熱交換器を提供すること。【解決手段】熱交換器１は、循環する冷却流体を貯留するタンク２Ａと、コアプレート４Ａと、タンク２Ａとコアプレート４Ａとの間をシールするシール材５Ａと、シール材５Ａを介してタンク２Ａとコアプレート４Ａとを固定する固定プレート６Ａ，６Ｂとを備え、固定プレート６Ａ，６Ｂは、タンク側突部２７Ａが嵌入される第１開口部６１Ａと、カバー側突部４３Ａが嵌入される第２開口部６２Ａとが形成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換器であって、
循環する冷却流体を貯留するタンクと、
前記タンクの開口を覆うコアプレートと、
前記タンクと前記コアプレートとの間をシールするシール材と、
前記シール材を介して前記タンクと前記コアプレートとを固定する固定プレートと、
を備え、
前記タンクは、
前記開口の対向する一対の第１縁と、
前記第１縁とは別の一対の第２縁と、
前記第２縁の外側側面の一部から突出して設けられたタンク側突部と、
を有し、
前記コアプレートは、
前記開口に対応する形状を有し前記開口を覆うカバー部と、
前記第１縁に対応する前記カバー部の端部から前記カバー部に交差する方向に起立する起立部と、
前記第２縁に対応する前記カバー部の端部から前記カバー部の延在方向に突出して設けられたカバー側突部と、
を有し、
前記シール材は、
前記第１縁と前記カバー部との間、及び前記第２縁の外側側面と前記起立部との間を通って前記タンクの全周に亘って配置されており、
前記固定プレートには、
前記タンク側突部が嵌入される第１開口部と、
前記カバー側突部が嵌入される第２開口部と、
が形成された、
熱交換器。
【請求項２】
請求項１に記載の熱交換器であって、
前記第１開口部に前記タンク側突部が嵌入されるとともに、前記第２開口部に前記カバー側突部が嵌入された状態における前記タンク側突部と前記カバー側突部との間隔は、前記タンクと前記コアプレートとを当接させた当接状態における前記タンク側突部と前記カバー側突部との間隔よりも小さくなる位置に形成された、
熱交換器。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の熱交換器であって、
前記タンクは、
前記第１縁と前記第２縁の外側側面とを通って形成されて、前記シール材の一部が露呈された状態で収容される収容溝を有する、
熱交換器。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の熱交換器であって、
前記起立部は、
前記起立部の端部の所定位置に所定間隔で、前記起立部の起立方向に突出して設けられた係止爪を有する、
熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、循環する冷却流体を貯留するタンクと、複数のチューブが接続されたコアプレートとを固定する固定プレートを備える熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱交換器は、循環する冷却流体を貯留するタンクと、複数のチューブが接続されたコアプレートとを備える。このような構成により、タンク内の液体が複数のチューブに分配、あるいは、複数のチューブ内の液体がタンク内で集合されるようになっている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−６６２８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の熱交換器におけるシール構造では、シール部材の圧縮率は、タンクの開口側端部とコアプレートとの距離、すなわち熱交換器を構成する部材の仕上がり精度に依存する。しかしながら、実際には、個別の部材の仕上がり精度を管理することは困難性が高かった。
【０００５】
そこで、本発明は、個別の部材の仕上がり精度を厳密に管理しなくとも、シール性を高められる熱交換器の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある態様によれば、熱交換器であって、循環する冷却流体を貯留するタンクと、前記タンクの開口を覆うコアプレートと、前記タンクと前記コアプレートとの間をシールするシール材と、前記シール材を介して前記タンクと前記コアプレートとを固定する固定プレートと、を備え、前記タンクは、前記開口の対向する一対の第１縁と、前記第１縁とは別の一対の第２縁と、前記第２縁の外側側面の一部から突出して設けられたタンク側突部と、を有し、前記コアプレートは、前記開口に対応する形状を有し前記開口を覆うカバー部と、前記第１縁に対応する前記カバー部の端部から前記カバー部に交差する方向に起立する起立部と、前記第２縁に対応する前記カバー部の端部から前記カバー部の延在方向に突出して設けられたカバー側突部と、を有し、前記シール材は、前記第１縁と前記カバー部との間、及び前記第２縁の外側側面と前記起立部との間を通って前記タンクの全周に亘って配置されており、前記固定プレートは、前記タンク側突部が嵌入される第１開口部と、前記カバー側突部が嵌入される第２開口部と、が形成されている。
【発明の効果】
【０００７】
上記態様によれば、固定プレートに形成された第１開口部にタンク側突部が嵌入され、第２開口部にカバー側突部が嵌入されることでタンクとコアプレートとが固定される。このとき、シール材は、タンクの第１縁とコアプレートのカバー部との間、及びタンクの第２縁の外側側面とコアプレートの起立部との間を通ってタンクの全周に亘って配置されている。これにより、タンクとコアプレートとがシール材を介して密着される。
【０００８】
また、コアプレートの起立部がタンクの外側側面を覆っている。熱交換器が使用されている間は、タンクの内圧によってタンクの外側側面が起立部に近づく方向に拡がるため、シール材が起立部との間で圧縮されてシール性が高められる。
【０００９】
さらに、コアプレートにはシール材を配置するシール溝が設けられていないので、シール溝の幅及びシールの高さを考慮する必要が無く、タンクの幅方向やタンクの高さ方向を小さくできるため、コアプレートにタンクを組付けた状態及び熱交換器全体での小型化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る熱交換器１の概略正面図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態に係る熱交換器１のタンク２Ａと、コアプレート４Ａと、固定プレート６Ａとの固定部分を分解して説明する分解斜視図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態に係る熱交換器１のタンク２Ａとシール材５Ａとを説明する斜視図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態に係る熱交換器１のタンク２Ａとコアプレート４Ａと固定プレート６Ａとの固定部分を拡大して示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、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。
【００１２】
［熱交換器の説明］
本実施形態に係る熱交換器１は、ラジエータ、チャージエアクーラ、オイルクーラ等として用いられる。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態に係る熱交換器１の概略正面図である。熱交換器１は、循環する冷却流体を貯留するタンク２Ａ，２Ｂと、タンク２Ａ，２Ｂの間に連通する複数のチューブ３と、チューブ３が接続されるコアプレート４Ａ，４Ｂとを備える。また、熱交換器１は、チューブ３と交互に並んで配置された複数のフィン７を備える。また、熱交換器１は、図１には図示されていないが、シール材を備える。
【００１４】
また、熱交換器１は、タンク２Ａとコアプレート４Ａ、タンク２Ｂとコアプレート４Ｂとを固定する固定プレート６Ａ、６Ｂを備える。
【００１５】
固定プレート６Ａ，６Ｂは、タンク２Ａとタンク２Ｂの間に掛け渡されており、タンク２Ａとタンク２Ｂとの間に配置される、コアプレート４Ａ，４Ｂ、コアプレート４Ａ，４Ｂに挿通された複数のチューブ３、フィン７を纏めて、タンク２Ａとタンク２Ｂとの互いの距離が離れないように固定している。
【００１６】
図１には、固定プレート６Ａに形成された第１開口部６１Ａに嵌入されたタンク側突部２７Ａと、固定プレート６Ａに形成された第２開口部６２Ａに嵌入されたカバー側突部４３Ａが示されている。また、固定プレート６Ａに形成された第１開口部６３Ａに嵌入されたタンク側突部２９Ａと、固定プレート６Ａに形成された第１開口部６４Ａに嵌入されたカバー側突部４４Ａが示されている。
【００１７】
同様に、固定プレート６Ｂに形成された第１開口部６１Ｂに嵌入されたタンク側突部２７Ｂと、固定プレート６Ｂに形成された第２開口部６２Ｂに嵌入されたカバー側突部４３Ｂが示されている。また、固定プレート６Ｂに形成された第１開口部６３Ｂに嵌入されたタンク側突部２９Ｂと、固定プレート６Ｂに形成された第１開口部６４Ｂに嵌入されたカバー側突部４４Ｂが示されている。
【００１８】
チューブ３、コアプレート４Ａ，４Ｂ、固定プレート６Ａ，６Ｂ及びフィン７は、アルミニウムなどの金属によって形成されている。チューブ３、コアプレート４Ａ，４Ｂ、固定プレート６Ａ，６Ｂ及びフィン７は、互いにろう付けされて一体化されている。
【００１９】
熱交換器１は、タンク２Ａ，２Ｂの一方から冷却流体を複数のチューブ３の内部に流通することにより、チューブ３と交互に並んで配置された複数のフィン７との間で熱交換を行うことができる。タンク２Ａ，２Ｂは、図示しないポンプに連結されており、冷却流体が循環するように構成されている。
【００２０】
続いて、熱交換器１の各構成について、具体的に説明する。本実施形態に係る熱交換器１において、タンク２Ａ，２Ｂとコアプレート４Ａ，４Ｂと固定プレート６Ａとの組み付けの仕方と、タンク２Ａ，２Ｂとコアプレート４Ａ，４Ｂと固定プレート６Ｂとの組み付けの仕方は共通であるため、以下では、タンク２Ａとコアプレート４Ａと固定プレート６Ａとの組み付けの箇所について説明する。
【００２１】
図２は、本発明の実施形態に係る熱交換器１のタンク２Ａと、コアプレート４Ａと、固定プレート６Ａとの固定部分を分解して説明する分解斜視図である。また、図３は、本発明の実施形態に係る熱交換器１のタンク２Ａとシール材５Ａとを説明する斜視図である。なお、図２及び図３において、コアプレート４Ａに挿通されるチューブ３とフィン７は省略されている。
【００２２】
熱交換器１において、タンク２Ａ，２Ｂは、樹脂製である。タンク２Ａには、コアプレート４Ａによって覆われる開口２１Ａと、開口２１Ａの対向する一対の第１縁２２Ａ，２３Ａと、第１縁２２Ａ，２３Ａとは別の一対の第２縁を有する。なお、図２においては、第２縁２４Ａのみが表されている。
【００２３】
また、タンク２Ａは、第２縁２４Ａの外側側面２６Ａの一部に、外側に向けて突出したタンク側突部２７Ａを有する。また、タンク２Ａは、図２には図示しない第２縁の外側側面の一部に、同様に、タンク側突部２９Ａを有する（図１参照）。
【００２４】
図２及び図３に示すように、タンク２Ａは、シール材５Ａの一部が露呈された状態で収容される収容溝３０を有する。収容溝３０は、第１縁２２Ａの外側側面２２Ｓと、第２縁２４Ａの端部と、図２及び図３には表れていない第１縁２３Ａの外側側面と、第２縁の端部とを通って、タンク２Ａの全周に亘って形成されている。
【００２５】
また、タンク２Ａの第１縁２２Ａの外側側面２２Ｓには、後述する係止爪４６Ａが係止される係止部２８Ａが形成されている。図２及び図３には表れていないが、タンク２Ａの第１縁２３Ａの外側側面にも同様に、後述する係止爪４６Ａが係止される係止部が形成されている。
【００２６】
コアプレート４Ａは、開口２１Ａを覆うカバー部４１Ａを有する。カバー部４１Ａは、開口２１Ａに対応する形状を有しており、タンク２Ａの底面を形成する。カバー部４１Ａには、複数のスロットＳＡが形成されており、各スロットＳＡには、チューブ３の各々が連結されている。
【００２７】
また、コアプレート４は、タンク２Ａの第１縁２２Ａ，２３Ａに対応する位置にあるカバー部４１Ａの端部からカバー部４１Ａに交差する方向に起立する起立部４２Ａを有する。
【００２８】
コアプレート４Ａは、タンク２Ａの第２縁２４Ａに対応するカバー部４１Ａの端部からカバー部４１Ａの延在方向に突出して設けられたカバー側突部４３Ａを有する。また、同様に、コアプレート４Ａは、図２には図示されないカバー部４１Ａの端部からカバー部４１Ａの延在方向に突出して設けられたカバー側突部４４Ａを有する（図１参照）。
【００２９】
コアプレート４Ａには、タンク２Ａと連結された状態で各チューブ３に循環する流体を貯留するための流路が形成される。タンク２Ａには、流路に循環する冷却流体の配管（図示省略）が接続されている。
【００３０】
さらに、コアプレート４Ａにおいて、起立部４２Ａは、起立部４２Ａの端部の所定位置に所定間隔で、起立部４２Ａの起立方向に突出して設けられた係止爪４６Ａを有する。
【００３１】
係止爪４６Ａは、タンク２Ａにコアプレート４Ａが組み付けられる際、折り曲げられて、タンク２Ａに形成された係止部２８Ａに係止される。これにより、コアプレート４Ａがタンク２Ａに固定される。
【００３２】
本実施形態において、シール材５Ａは、ゴム等の弾性材料によって形成されている。また、シール材５Ａは、図２及び図３に示すように、タンク２Ａの第２縁２４Ａの端部及び第１縁２２Ａの外側側面に形成された収容溝３０を通って、タンク２Ａの全周に亘って配置されている。
【００３３】
このため、シール材５Ａは、タンク２Ａとコアプレート４Ａとが組み付けられた状態で、タンク２Ａとコアプレート４Ａとの間をシールする。
【００３４】
図４は、本発明の実施形態に係る熱交換器１のタンク２Ａとコアプレート４Ａと固定プレート６Ａとの固定部分を拡大して示す斜視図である。
【００３５】
固定プレート６Ａ，６Ｂは、平板状の板材をプレス成形することによって形成される。図２及び図４に示すように、固定プレート６Ａには、タンク側突部２７Ａが嵌入される第１開口部６１Ａと、カバー側突部４３Ａが嵌入される第２開口部６２Ａとが形成されている。
【００３６】
固定プレート６Ａにおいて、第１開口部６１Ａにタンク側突部２７Ａが嵌入されるとともに、第２開口部６２Ａにカバー側突部４３Ａが嵌入された状態におけるタンク側突部２７Ａとカバー側突部４３Ａとの間隔Ｄは、タンク２Ａとコアプレート４Ａとを当接させただけの当接状態におけるタンク側突部２７Ａとカバー側突部４３Ａとの間隔よりも小さくなるように、第１開口部６１Ａと第２開口部６２Ａが形成されている。
【００３７】
［作用効果］
本発明の実施形態に係る熱交換器１によれば、コアプレート４には起立部４２Ａが形成されているため、コアプレート４Ａがタンク２Ａに取り付けられた、図４に示す組み付け状態では、コアプレート４Ａの起立部４２Ａがタンク２Ａの第１縁２２Ａ，２３Ａの外側側面を覆う。
【００３８】
このとき、タンク２Ａの第２縁２４Ａにおいては、第２縁２４Ａの端部と、コアプレート４のカバー部４１Ａとの間に位置するシール材５Ａによってシールされる。
【００３９】
また、タンク２Ａの第１縁２２Ａ，２３Ａにおいては、熱交換器１が使用されている間は、タンク２Ａの内圧によって、タンク２Ａは外側に膨らむ方向に応力を受ける。このため、タンク２Ａの第１縁２２Ａ，２３Ａの外側側面がシール材５Ａをコアプレート４の起立部４２Ａ側に押し付けて圧縮している。
【００４０】
このように、熱交換器１の使用時には、シール性が高められる方向に応力が加わるため、コアプレート４の成形時に、起立部４２Ａの立ち上がり角度にばらつきが生じていたとしても、安定したシール性能を確保することができる。
【００４１】
また、経年使用により、シール材５Ａの変形や、タンク２Ａのクリープによる変形が表れたとしても、同様のメカニズムによって、安定したシール性能を確保することができるため、耐久性も向上する。
【００４２】
また、本実施形態に係る熱交換器１によれば、タンク２Ａ，２Ｂは、固定プレート６Ａ，６Ｂによって互いの距離を保持して固定されるため、タンク２Ａとコアプレート４Ａとがタンク２Ａの係止部２８Ａとコアプレート４Ａの係止爪４６Ａとのカシメのみで留め付けられた従来構造と比べて、タンク２Ａとコアプレート４Ａとの係止が外れない。
【００４３】
したがって、本実施形態に係る熱交換器１によれば、タンク２Ａ，２Ｂ、コアプレート４Ａ，４Ｂ等の各部材の精度を厳密に管理しなくとも、タンク２Ａとコアプレート４Ａとの間を確実にシールすることができる。
【００４４】
また、固定プレート６Ａは、第１開口部６１Ａにタンク側突部２７Ａが嵌入されるとともに、第２開口部６２Ａにカバー側突部４３Ａが嵌入された状態におけるタンク側突部２７Ａとカバー側突部４３Ａとの間隔Ｄが、タンク２Ａとコアプレート４Ａとを当接させただけの当接状態におけるタンク側突部２７Ａとカバー側突部４３Ａとの間隔よりも小さくなるように、第１開口部６１Ａと第２開口部６２Ａが形成されている。
【００４５】
このため、固定プレート６Ａの第１開口部６１Ａにタンク側突部２７Ａが嵌入されるとともに、第２開口部６２Ａにカバー側突部４３Ａが嵌入された状態では、タンク２Ａとコアプレート４Ａとが、シール材５Ａを押し縮めながら固定されていることになる。したがって、本発明に係る熱交換器１によれば、シール性が一層高められる。
【００４６】
また、従来構造では、熱交換器は、車両に合わせて設計されていたため、コアプレートは、熱交換器のサイズ毎（車両毎）に専用の金型によって製造していた。また、プレス成形によって製造した場合に、コアプレートの四隅のカーブ成形が困難であって、精度を高めることが難しかった。
【００４７】
一方、本実施形態に係る熱交換器１によれば、コアプレートの四隅のカーブ成形が不要であるため、製造精度を高めるための工数が低減できる。
【００４８】
また、本実施形態に係る熱交換器１によれば、各種あるうち要求される最長のコアプレート４を用意すれば、最長のコアプレート４から、これよりも短い長さのコアプレートを得ることは容易である。
【００４９】
すなわち、コアプレート４Ａの長手方向における所望サイズで両端部を切断すればよい。このとき、カバー部４１Ａの端部に必要となるカバー側突部４３Ａ，４４Ａは、端部を切断する際に、加工によって形成できる。
【００５０】
このように、本実施形態によれば、要求される最長サイズのコアプレート用の金型を用意すればよく、それ以下のサイズに対応する金型を個別に用意する必要が無い。したがって、設計変更に対応し易いという効果も奏する。
【００５１】
また、本実施形態に係る熱交換器１では、コアプレート４Ａにはシール材５Ａを配置するシール溝を設けなくてもよい。このため、シール溝の幅及びシール溝に収められるシール材の高さを考慮する必要が無い。したがって、コアプレート４Ａのタンク幅方向やタンク高さ方向のサイズを小さくできる。これにより、コアプレート４Ａにタンク２Ａを組付けた状態及び熱交換器１全体の小型化が可能となる。
【００５２】
上記説明では、タンク２Ａとコアプレート４Ａと固定プレート６Ａにおける作用効果について説明したが、タンク２Ｂとコアプレート４Ｂと固定プレート６Ｂとの間にも同様に成り立つものである。
【００５３】
［その他の実施形態］
本実施形態に係る熱交換器１において、固定プレート６Ａに形成される第１開口部６１Ａ及び第２開口部６２Ａは、タンク側突部２７Ａ及びカバー側突部４５Ａが係合可能であればよく、矩形状に限定されない。また、併せて、タンク側突部２７Ａ及びカバー側突部４５Ａの形状も図示されたものに限定されない。
【００５４】
コアプレート４Ａに形成される係止爪４６Ａは、タンク２Ａに形成された係止部２８Ａと係合可能な形状であればよく、数及び間隔も図２に限定されない。
【００５５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したものに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【符号の説明】
【００５６】
１    熱交換器
２Ａ    タンク
２Ｂ    タンク
３    チューブ
４Ａ    コアプレート
４Ｂ    コアプレート
５Ａ    シール材
６Ａ    固定プレート
６Ｂ    固定プレート
７    フィン
２１Ａ    開口
２２Ａ    第１縁
２２Ｓ    外側側面
２３Ａ    第１縁
２４Ａ    第２縁
２６Ａ    外側側面
２７Ａ    タンク側突部
２７Ｂ    タンク側突部
２８Ａ    係止部
２９Ａ    タンク側突部
２９Ｂ    タンク側突部
３０    収容溝
４１Ａ    カバー部
４２Ａ    起立部
４３Ａ    カバー側突部
４３Ｂ    カバー側突部
４４Ａ    カバー側突部
４４Ｂ    カバー側突部
４５Ａ    カバー側突部
４６Ａ    係止爪
６１Ａ    第１開口部
６１Ｂ    第１開口部
６２Ａ    第２開口部
６２Ｂ    第２開口部
６３Ａ    第１開口部
６３Ｂ    第１開口部
６４Ａ    第１開口部
６４Ｂ    第１開口部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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