(57)【要約】【課題】タンクの内圧に十分に耐え得る熱交換器を提供する。【解決手段】流体としての冷却水を導く流路９を形成するタンク５を備える熱交換器１では、タンク５は、一部が開口するように箱状に形成されるタンク本体２０と、タンク本体２０の開口を遮蔽するプレート１０と、を備える。タンク本体２０は、枠状のフランジ部２２を備える。プレート１０は、フランジ部２２を収容する溝部１２と、フランジ部２２と係合してフランジ部を溝部１２に押し付ける係合部としてのかしめ爪部１３と、溝部１２に突出して形成される突出部１２Ａと、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を導く流路を形成するタンクを備える熱交換器であって、
前記タンクは、
一部が開口するよう箱状に形成されるタンク本体と、
前記タンク本体の前記開口を遮蔽するプレートと、
を備え、
前記タンク本体は、枠状のフランジ部を備え、
前記プレートは、
前記フランジ部を収容する溝部と、
前記フランジ部と係合して前記フランジ部を前記溝部に押し付ける係合部と、
前記溝部に突出して形成される突出部と、
を備える、
ことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
請求項１に記載の熱交換器であって、
前記プレートは、前記突出部が形成される前記溝部の外側に、前記突出部に対応して形成される凹み部を有する、
ことを特徴とする熱交換器。
【請求項３】
請求項２に記載の熱交換器であって、
前記突出部及び前記凹み部は、前記溝部に一体形成されている、
ことを特徴とする熱交換器。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の熱交換器であって、
前記突出部は、前記溝部において前記流路と対向する側に設けられる、
ことを特徴とする熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器を構成するタンクの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、プレートとタンク本体との間に流体を導く流路を形成するタンクを備える熱交換器が開示されている。
【０００３】
特許文献１の熱交換器は、タンク本体に設けられたフランジ部がプレートの溝部に収容された後、プレートに形成されたかしめ爪部がかしめられることによって、タンク本体とプレートとが係合されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１７−５０３９９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の熱交換器では、タンクの内圧を受けることによってプレートの溝部に負荷がかかり変形するおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、タンクの内圧に十分に耐え得る熱交換器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある態様によれば、流体を導く流路を形成するタンクを備える熱交換器であって、前記タンクは、一部が開口するよう箱状に形成されるタンク本体と、前記タンク本体の前記開口を遮蔽するプレートと、を備え、前記タンク本体は、枠状のフランジ部を備え、前記プレートは、前記フランジ部を収容する溝部と、前記フランジ部と係合して前記フランジ部を前記溝部に押し付ける係合部と、前記溝部に突出して形成される突出部と、を備える、ことを特徴とする熱交換器が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
上記態様によれば、タンク本体のフランジ部は、プレートの溝部に収容されるようにプレートの係合部によって押さえ付けられることになるが、その際、プレートの溝部には突出部が形成されている。そのため、変形しやすいプレートの溝部の強度が突出部によって確保されることになるので、熱交換器は、タンクの内圧に十分に耐えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る熱交換器の概略正面図である。
【図２】図２は、タンクの断面図である。
【図３】図３は、タンクの組み立て前におけるプレートの斜視図である。
【図４】図４は、タンクの組み立て前におけるプレートの溝部及びかしめ爪部付近を拡大した拡大斜視図である。
【図５Ａ】図５Ａは、図３のＶＡ−ＶＡ線に沿うプレートの断面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図３のＶＢ−ＶＢ線に沿うプレートの断面図である。
【図６】図６は、比較例に係る熱交換器のタンクの組み立て前におけるプレートの斜視図である。
【図７】図７は、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿うプレートの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【００１１】
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１に示す熱交換器１は、例えば車両用ラジエータとして用いられ、エンジン（図示省略）の冷却液（流体）と外気（流体）との間で熱交換をする。
【００１２】
熱交換器１は、中央部に設けられるコア６と、コア６の両端に設けられる２つのタンク５と、を備える。
【００１３】
コア６は、冷却液が流れる複数のチューブ２と、チューブ２と交互に並ぶように積層される複数のフィン３と、フィン３より積層方向外側に設けられる２つのレインフォース４と、各チューブ２及び各レインフォース４の両端部がそれぞれ結合される２つのプレート１０と、を備える。コア６を構成するこれらの部材は、アルミニウムなどの金属によって形成される。コア６は、これらの各部材が互いに接合されて一体化したものである。
【００１４】
タンク５は、金属製のプレート１０と、樹脂製のタンク本体２０と、によって形成される。タンク５は、プレート１０とタンク本体２０との間に冷却液を導く流路９（図２参照）を形成する。
【００１５】
一方のタンク５は、各チューブ２に冷却液を分配する。各チューブ２では、その内部を流通する冷却液と、その外部を流通する外気と、の間で熱交換が行われる。他方のタンク５は、各チューブ２から流出した冷却液を集合させる。
【００１６】
図２は、タンク５の断面図である。
【００１７】
タンク本体２０は、図２に示すように、チューブ２に接続される側が開口した箱状に形成される。タンク本体２０は、プレート１０に結合される枠状のフランジ部２２と、流路９を介して互いに対向する２つの側壁部２４と、側壁部２４から湾曲して延在しプレート１０に対向する天壁部２６と、を有する。また、タンク本体２０は、一方の側壁部２４から突出する筒状のパイプ部２１を有する。パイプ部２１には、冷却液を導く配管が接続される。
【００１８】
天壁部２６は、プレート１０と平行に配置される平板状に形成される。また、タンク本体２０は天壁部２６から突出する部位を持たないため、タンク５の組み立て時に、治具（図示省略）を用いて天壁部２６を押圧する際に、治具からの荷重を天壁部２６に均等に与えることができる。これにより、かしめ爪部１３を折り曲げてプレート１０とタンク本体２０とを結合することが精度良く行われる。なお、天壁部２６は、平板状に限らず、湾曲板状に形成される構成としてもよい。
【００１９】
プレート１０は、チューブ２が挿入される孔１１と、フランジ部２２を収容するようにチューブ２を挟んで対向配置される一対の溝部１２と、溝部１２のまわりに間隔をもって突出する複数のかしめ爪部１３と、を有する。タンク５の組み立て時に、かしめ爪部１３が折り曲げられることで、かしめ爪部１３がフランジ部２２に押し付けられフランジ部２２と係合される。これにより、プレート１０とタンク本体２０とは、互いに結合される。
【００２０】
溝部１２の底部には、環状のシールパッキン８が介装される。シールパッキン８は、ゴム材などの弾性材によって形成される。シールパッキン８は、溝部１２とフランジ部２２との間に挟持され、両者の間を密封する。
【００２１】
ところで、エンジンの運転時に、流路９の圧力（タンク５の内圧）が高まると、タンク本体２０が外側に膨らんで、タンク本体２０の側壁部２４及びフランジ部２２の付け根部２２Ａの曲率が大きくなる弾性変形をする。その結果、フランジ部２２を収容するプレート１０の溝部１２も繰り返し加圧され、弾性変形を繰り返すことになる。このように、流路９の圧力変化によるプレート１０の溝部１２の弾性変形が繰り返されることで、プレート１０の溝部に負荷がかかってプレート１０の強度が低下したり、シールパッキン８による密封性が低下したりするおそれがある。
【００２２】
図６は、比較例に係る熱交換器（図示せず）のタンク（図示せず）の組み立て前におけるプレート１１０の斜視図であり、図７は、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿うプレート１１０の断面図である。
【００２３】
比較例に係るプレート１１０は、図６及び図７に示すように、溝部１１２は突出部や凹み部を有していない。
【００２４】
プレート１１０は、比較例に係るタンクの長手方向に一様な形状の一対の溝部１１２と、溝部１１２のまわりに間隔をもって突出するかしめ爪部１１３と、を有する。
【００２５】
比較例に係るプレート１１０には溝部１１２は突出部や凹み部が形成されていないので、溝部１１２の剛性は高められていない。そのため、比較例に係る熱交換器では、溝部１１２の弾性変形が繰り返され易くなり、プレート１１０の強度が低下したり、図示しないシールパッキンの密封性が低下したりするおそれが生じる。また、溝部１１２の剛性が高められていないので、比較例に係るタンクを組み立てる時において、かしめ爪部１１３を折り曲げた際にプレート１１０が変形する懸念がある。
【００２６】
これに対して、本実施形態の熱交換器１では、プレート１０の溝部１２には、図３及び図４に示すように、突出部１２Ａと凹み部１２Ｂとが形成される。図３はタンク５の組み立て前におけるプレート１０の斜視図であり、図４はタンク５の組み立て前におけるプレート１０の溝部１２及びかしめ爪部１３付近を拡大した拡大斜視図である。
【００２７】
なお、図３に矢印で示すように、「タンク５の長手方向」は、チューブ２（図１及び図２参照）が積層される方向を指し、プレート１０が延在する方向である。「タンク５の幅方向」は、プレート１０に挿入されたチューブ２（図１及び図２参照）の幅方向を指し、「タンク５の長手方向」に直交する方向である。また、「タンク５の高さ方向」は、「タンク５の長手方向」及び「タンク５の幅方向」に直交する方向である。
【００２８】
突出部１２Ａは、図３及び図４に示すように、タンク５の長手方向に沿って複数形成され、溝部１２の内側に突出する突起である。突出部１２Ａは、溝部１２においてフランジ部２２を介して流路９やチューブ２と対向する側に設けられる。突出部１２Ａは、かしめ爪部１３付近の溝部１２に形成されることが好ましい。突出部１２Ａは、例えば図３や後述する図５Ａに示すように、タンク５の幅方向においてかしめ爪部１３の中心と同一断面上となる位置に形成される。
【００２９】
また、突出部１２Ａは、図３に示すように、先端から根元にかけてテーパ形状となるように形成される。なお、突出部１２Ａは、図３に示すように、突出部１２Ａの根元と溝部１２の内側とが滑らかにつながるように側面が裾状に形成されることが好ましい。
【００３０】
突出部１２Ａの先端は、シールパッキン８を押圧した際にシールパッキン８を破断することがないように、面取りされ、平坦面を僅かに有する。なお、突出部１２Ａの先端は、平坦面に限らず、Ｒ加工が施されることによって丸みを帯びるように面取りされてもよい。
【００３１】
凹み部１２Ｂは、溝部１２の外側の一部を凹ませるように形成される。
【００３２】
次に、図５Ａ及び図５Ｂを参照して、プレート１０に形成される突出部１２Ａと凹み部１２Ｂとの位置関係について説明する。
【００３３】
図５Ａは図３のＶＡ−ＶＡ線に沿うプレート１０の断面図であり、図５Ｂは図３のＶＢ−ＶＢ線に沿うプレート１０の断面図である。
【００３４】
凹み部１２Ｂは、溝部１２の外側において複数の突出部１２Ａに対応した位置に、すなわち図５Ａに示すように、タンク５の幅方向において突出部１２Ａと凹み部１２Ｂとがそれぞれ同一断面上に位置するように形成される。
【００３５】
溝部１２の凹み部１２Ｂの形成されていない部分は、図５Ｂに示すように、通常の溝部１２の形状、すなわち外側に膨らみをもつような角丸型の枠状に形成される。そのため、図５Ａでは凹み部１２Ｂの断面図の奥側に位置する溝部１２の外側が、図５Ｂでは溝部１２の断面部の奥側で突出する突出部１２Ａのテーパ形状が、それぞれ図示されている。
【００３６】
このように、プレート１０は、溝部１２の一部に突出部１２Ａ及び凹み部１２Ｂがそれぞれ形成されることによって溝部１２の剛性が高められる。これにより、熱交換器１では、プレート１０の強度が確保されるとともに、シールパッキン８による密封性が確保される。
【００３７】
また、突出部１２Ａと凹み部１２Ｂとによって溝部１２の剛性が高くなっているので、タンク５を組み立てる時において、かしめ爪部１３を折り曲げた際に、プレート１０が変形することを抑制することができる。
【００３８】
さらに、プレート１０の成形によって、突出部１２Ａと、突出部１２Ａに対応させた凹み部１２Ｂとを同時に溝部１２に一体形成することで、プレート１０の強度確保とともに生産性の向上を両立させることができる。なお、溝部１２には、凹み部１２Ｂが形成されていなくてもよく、少なくとも突出部１２Ａが形成されていれば溝部１２の剛性が高めることができる。
【００３９】
次に、本実施形態の効果について説明する。
【００４０】
流体としての冷却水を導く流路９を形成するタンク５を備える熱交換器１では、タンク５は、一部が開口するように箱状に形成されるタンク本体２０と、タンク本体２０の開口を遮蔽するプレート１０と、を備える。タンク本体２０は、枠状のフランジ部２２を備える。プレート１０は、フランジ部２２を収容する溝部１２と、フランジ部２２と係合してフランジ部を溝部１２に押し付ける係合部としてのかしめ爪部１３と、溝部１２に突出して形成される突出部１２Ａと、を備える。
【００４１】
このような熱交換器１によれば、タンク本体２０のフランジ部２２は、プレート１０の溝部１２に収容されるようにプレート１０の係合部としてのかしめ爪部１３によって押さえ付けられることになるが、その際、プレート１０の溝部１２には突出部１２Ａが形成されている。そのため、変形しやすいプレート１０の溝部１２の強度が突出部１２Ａによって確保されることになるので、熱交換器１は、タンク５の内圧に十分に耐えることができる。
【００４２】
また、熱交換器１のプレート１０は、突出部１２Ａが形成される溝部１２の外側に、突出部１２Ａに対応して形成される凹み部１２Ｂを有する。このような熱交換器１によれば、突出部１２Ａに圧力がかかった際に、凹み部１２Ｂによっても溝部１２の剛性を高めることができるので、プレート１０の強度が確保でき、シールパッキン８による密封性を確保することができる。
【００４３】
さらに、熱交換器１では、プレート１０の突出部１２Ａ及び凹み部１２Ｂは、溝部１２に一体形成されている。このような熱交換器１によれば、プレート１０の成形の際に、突出部１２Ａとともに、突出部１２Ａに対応させた凹み部１２Ｂが同時に溝部１２に一体形成されるので、プレート１０の生産性の向上も図ることができる。
【００４４】
また、熱交換器１では、プレート１０の突出部１２Ａは、溝部１２において流路９と対向する側に設けられる。このような熱交換器１によれば、シールパッキン８を溝部１２に挿入した際に、突出部１２Ａと干渉することを抑制することができる。また、かしめ爪部１３側に突出部１２Ａが形成されることになるので、かしめ爪部１３を折り曲げた際に溝部１２の変形の起点となる部分の剛性を高めることができるので、プレート１０の変形を抑制することができる。
【００４５】
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部を示したに過ぎず、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。
【００４６】
例えば、本発明は、ラジエータに限らず、車両に搭載される他の熱交換器にも適用できる。また、車両以外に使用される熱交換器にも適用できる。
【符号の説明】
【００４７】
１    熱交換器
５    タンク
８    シールパッキン
９    流路
１０    プレート
１２    溝部
１２Ａ    突出部
１２Ｂ    凹み部
１３    かしめ爪部
２０    タンク本体
２２    フランジ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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