(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-06-10
(45)【発行日】2024-06-18
(54)【発明の名称】熱交換器のタンク
(51)【国際特許分類】
F28F 9/02 20060101AFI20240611BHJP
F28D 1/053 20060101ALI20240611BHJP
【FI】
F28F9/02 301B
F28D1/053 A
(21)【出願番号】P 2019230530
(22)【出願日】2019-12-20
【審査請求日】2022-12-12
(73)【特許権者】
【識別番号】000222484
【氏名又は名称】株式会社ティラド
(74)【代理人】
【識別番号】100111202
【氏名又は名称】北村 周彦
(72)【発明者】
【氏名】日下 俊一
(72)【発明者】
【氏名】大友 聡
(72)【発明者】
【氏名】磯部 剛
【審査官】古川 峻弘
(56)【参考文献】
【文献】特開2018-017415(JP,A)
【文献】実開昭53-150556(JP,U)
【文献】米国特許第06082446(US,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
F28F 9/00-9/26
F28D 1/00-9/04
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
その底面(1a)の反対側に開口(1b)が設けられているタンク本体(1)を有し、
前記開口(1b)にパッキン(2)を介して、ヘッダープレート(3)に嵌着され、
前記ヘッダープレート(3)の周縁部(3a)がカシメ固定される熱交換器のタンクにおいて、
前記タンク本体(1)は、前記開口(1b)の端面に平面支持面(4)を有し、
前記平面支持面(4)の外側に複数の外リブ(5)が、それぞれタンク本体(1)の幅方向へ一体に形成されると共に、タンク本体(1)の長手方向に互いに離間して配置されており、
前記各外リブ(5)の先端が前記平面支持面(4)よりも先端側に突設され、
前記外リブ(5)は、前記パッキン(2)の外周側を支持し、前記平面支持面(4)に直交する外側支持面(6)を有し、
前記タンク本体(1)には、前記外側支持面(6)に対向して前記パッキンの内周側を支持する内側支持面(7)が設けられており、
前記ヘッダープレート(3)には、その外周から立上げられた周縁部(3a)に、前記平面支持面(4)よりも前記先端側に延びて前記各外リブ(5)に整合する欠切部(8)が設けられており、
前記パッキン(2)が、前記平面支持面(4)と外側支持面(6)と内側支持面(7)と、ヘッダープレート(3)の内面との間に挟持される熱交換器のタンク。
【請求項2】
請求項1 に記載の熱交換器のタンクにおいて、
前記
欠切部(8)と整合する前記外リブ(5)を含むタンク本体(1)の幅が、ヘッダープレート(3)の幅以上に形成された熱交換器のタンク。
【請求項3】
請求項1または請求項2のいずれかに記載の熱交換器のタンクにおいて、
前記内側支持面(7)は、複数の内リブ(9)がタンク本体(1)の長手方向に離間し
て一体に配置されて、前記外側支持面(6)に対向する内リブ(9)の各面で構成された
熱交換器のタンク。
【請求項4】
請求項3 に記載の熱交換器のタンクにおいて、
前記ヘッダープレート(3)に複数の偏平孔(16)が形成され、その軸線(16a)
が前記ヘッダープレート(3)の幅方向に沿って形成されており、
各偏平孔(16)間には、前記内リブ(9)が配置され、内リブ(9)の前記内側支持
面(7)の反対側の面(7a)が、前記偏平孔(16)の軸線(16a)の方向の両端部
に配置されている熱交換器のタンク。
【請求項5】
請求項4 に記載の熱交換器のタンクにおいて、
前記内リブ(9)の前記内側支持面(7)の前記反対側の面(7a)がヘッダープレー
ト(3)の内面側に突設された突条(13)に係止された熱交換器のタンク。
【請求項6】
請求項3から請求項5のいずれかに記載の熱交換器のタンクにおいて、
前記内リブ(9)の先端は、前記平面支持面(4)よりも突き出ており、前記内リブ(9)と前記外リブ(5)とが平面視で、千鳥に配置されており、
前記パッキン(2)は、前記外リブ(5)と前記内リブ(9)との間に千鳥に挟持された熱交換器のタンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、タンク本体とヘッダープレート及びパッキンとからなる熱交換器であって、タンク幅を縮小してコンパクトなものとすることができる熱交換器のタンクに関する。
【背景技術】
【0002】
従来公知の熱交換器は、
図9に示す如く、タンク本体1の開口端に定間隔に内リブ9を突設し、ヘッダープレート3と内リブ9との間にパッキン2を配置し、ヘッダープレート3の端部をカシメてそこにカシメ部12を形成したものである。
この熱交換器は、ヘッダープレート3の環状溝に予めパッキン2を配置し、その上からタンク本体1の開口端をヘッダープレート3に挿入し、ヘッダープレート3の縁部をカシメるものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
図9に示された熱交換器は、ヘッダープレート3にパッキン2を配置し、その上にタンクを載せて組み立てていた。このような作業方法は、組み立ての作業工数が多くなり且つ、パッキン2が正規の位置にセットされずに、それがタンクとヘッダープレートの隙間に噛みこむという品質上の懸念があった。
さらには、比較的厚みの薄いパッキンしか収納できず、パッキンの収納が難しい欠点があった。
そこで、本発明は予めパッキンをタンクの端面に挟持して、組み立て易い熱交換器のタンク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】
【0004】
請求項1に記載の本発明は、その底面1aの反対側に開口1bが設けられているタンク
本体1を有し、
前記開口1bにパッキン2を介して、ヘッダープレート3に嵌着され、
前記ヘッダープレート3の周縁部3aがカシメ固定される熱交換器のタンクにおいて、
前記タンク本体1は、前記開口1bの端面に平面支持面4を有し、
前記平面支持面4の外側に複数の外リブ5が、それぞれタンク本体1の幅方向へ一体に
形成されると共に、タンク本体1の長手方向に互いに離間して配置されており、
前記各外リブ5の先端が前記平面支持面4よりも先端側に突設され、
前記外リブ5は、前記パッキン2の外周側を支持し、前記平面支持面4に直交する外側支持面6を有し、
前記タンク本体1には、前記外側支持面6に対向して前記パッキンの内周側を支持する内側支持面7が設けられており、
前記ヘッダープレート3には、その外周から立上げられた周縁部3aに、前記平面支持面4よりも前記先端側に延びて前記各外リブ5に整合する欠切部8が設けられており、
前記パッキン2が、前記平面支持面4と外側支持面6と内側支持面7と、ヘッダープレ
ート3の内面との間に挟持される熱交換器のタンクである。
【0005】
請求項2に記載の本発明は、請求項1に記載の熱交換器のタンクにおいて、
前記欠切部8と整合する前記外リブ5を含むタンク本体1の幅が、ヘッダープレート3の幅以上に形成された熱交換器のタンクである。
【0006】
請求項3に記載の本発明は、請求項1または請求項2のいずれかに記載の熱交換器のタンクにおいて、
前記内側支持面7は、複数の内リブ9がタンク本体1の長手方向に離間して一体に配置されて、前記外側支持面6に対向する内リブ9の各面で構成された熱交換器のタンクである。
【0007】
請求項4に記載の本発明は、請求項3に記載の熱交換器のタンクにおいて、
前記ヘッダープレート3に複数の偏平孔16が形成され、その軸線16aがヘッダープレート3の幅方向に沿って形成されており、
各偏平孔16間には、前記内リブ9が配置され、内リブ9の前記内側支持面7の反対側の面7aが、前記偏平孔16の軸線16aの方向の両端部に配置されている熱交換器のタンクである。
【0008】
請求項5に記載の本発明は、請求項4に記載の熱交換器のタンクにおいて、
前記内リブ9前記内側支持面7の前記反対側の面7aがヘッダープレート3の内面側に突設された突条13に係止された熱交換器のタンクである。
【0009】
請求項6に記載の本発明は、請求項3から請求項5のいずれかに記載の熱交換器のタン
クにおいて、
前記内リブ9の先端は、前記平面支持面4よりも突き出ており、前記内リブ9と前記外リブ5とが平面視で、千鳥に配置されており、
前記パッキン2は、外リブ5と内リブ9との間に千鳥に挟持された熱交換器のタンクである。
【発明の効果】
【0010】
請求項1に記載の発明は、前記タンク本体1の開口1bに、平面支持面4と、複数の外リブ5に設けた外側支持面6と、それに対向する内側支持面7と、を有し、
前記パッキン2が、前記平面支持面4と外側支持面6と内側支持面7と、ヘッダープレート3の内面との間に挟持され、ヘッダープレート3の周縁部3aに外リブ5に整合する欠切部8が設けられたものである。
この構成により、予めパッキン2をタンク本体1に嵌着して位置決めした状態で、ヘッダープレート3との間に収納できる。そのため、作業工程を減らすことができるとともに、パッキンの位置決めが容易となり、パッキンのずれに基づく水漏れを阻止できる。
また、タンク本体1の内圧によるパッキン2の膨張を各外リブ5の外側支持面6で保持できるため、ヘッダープレート3の周壁にかかる内圧を各外リブ5により分散させ、耐圧性を向上することができる。
【0011】
請求項2に記載の発明は、上記構成において、
外リブ5を含むタンク本体1の幅が、ヘッダープレート3の幅以上に形成されたので、ヘッダープレートの省スペース化を実現できる。
【0012】
請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2のいずれかの構成において、
複数の内リブ9がタンク本体1の長手方向に離間して配置され、その内リブ9が前記内側支持面7を形成するものである。
これにより、パッキン2をタンク本体1にさらに確実に挟持できる。
【0013】
請求項4に記載の発明は、上記構成において、
各偏平孔16間に内リブ9が配置され、内リブ9の前記内側支持面7の反対側の面7aが、偏平孔16の軸線16aの方向の両端部に配置されているものである。
これにより、内リブ9の前記軸線方向の厚みを十分確保し、パッキン2の保持力を高めることができる。
【0014】
請求項5に記載の発明は、上記構成において、
前記内リブ9の前記内側支持面7の反対側の面7aがヘッダープレート3の内面側に突設された突条13に係止されたものである。
これにより、内リブ9を安定してヘッダープレート3に保持できる。
【0015】
請求項6に記載の発明は、請求項3から請求項5のいずれかの構成において、
前記外リブ5と内リブ9とが平面視で、千鳥に配置され、前記パッキン2が外リブ5、内リブ9間に千鳥に挟持されたものである。
これにより、パッキン2の保持を確実にする。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【
図2】(A)はタンク本体1とパッキン2との分解斜視図、(B)はタンク本体1の側面図。
【
図3】同分解説明図であって、タンク本体1にパッキン2を嵌着状態で、タンク本体1とヘッダープレート3を組み立てる説明図。
【
図4】同組み立て後の要部正面図(A)、及び(A)のB-B矢視断面図。
【
図5】(A)はタンク本体1,ヘッダープレート3,パッキン2,の組み立て状態を示す横断面図であって、
図4(A)のV-V矢視断面図、(B)は
図5(A)のB部拡大図であって、パッキン2,ヘッダープレート3を取り除いたもの。
【
図8】
図4(B)のVIII-VIII矢視断面図。
【発明を実施するための形態】
【0017】
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。
本発明の熱交換器のタンク構造は、エンジン冷却水冷却用ラジエータやインタークーラ、その他の熱交換器に最適なものである。
本発明のタンク構造が適用される熱交換器は、
図1,
図3に示す如く、偏平チューブ14とコルゲートフィン15とが交互に並列されている。そして、各偏平チューブ14の両端は、一対のヘッダープレート3に穿設された偏平孔16に
図3,
図4(B)に示す如く、挿通されてコアが形成されている。
ヘッダープレート3は、その周縁部3aが立ち上げられ、その先端部にカシメ部12が設けられている。ヘッダープレート3に設けられた偏平孔16は、
図4(B)に示す如く、その軸線16aがヘッダープレート3の幅方向に沿って設けられ、ヘッダープレート3の長手方向に離間して配置されている。そして、偏平孔16の軸線16a方向の両端部には、タンク本体1の内部側に向けて突条13が膨出されている。
【0018】
このようにしてなる熱交換器コアは、各部品が組み立てられた後に、高温の炉内で一体にろう付される。タンク本体1がヘッダープレート3にパッキン2を介して嵌着し、ヘッダープレート3のカシメ部12により、カシメ固定され熱交換器が形成される。
コアの偏平チューブ14の並列方向の両側には、サポート材11を配置することができる。
【0019】
この例のタンク本体1は、合成樹脂成形体からなり、その底面1aの反対側に開口1bが形成され、開口1bの端面には平面支持面4が形成されるとともに、開口1bの外周にフランジ部17が形成されている。
【0020】
タンク本体1の外周の平面支持面4からの高さ方向の中間部以下には、外リブ5がタンク本体1の外方に向けて幅方向に一体に突設されている。そして、複数の外リブ5がタンク本体1の長手方向に定間隔に配置されている。外リブ5は、
図2に示す如く、フランジ部17の外周からはみ出して形成されている。
外リブ5は、
図2(B)及び
図5(B)に示す如く、開口1bの端面に形成された平面支持面4よりも、図において下方側に突出し、その内側面にパッキン2の外側面を支持する外側支持面6が設けられている。
外側支持面6は、フランジ部17の平面支持面4の外周縁に内向きに形成されている。
【0021】
平面支持面4を挟んで、外リブ5に対向する位置に内リブ9が突設され、その内リブ9には外側支持面6に対向する位置にパッキン2の内側面を支持する内側支持面7が形成されている。すなわち、平面支持面4と外側支持面6と内側支持面7とにより、パッキン2を支持するための溝状のパッキン収納部が形成される。
内リブ9の下面側は、
図2(B)及び
図5(B)に示す如く、段付きに形成され、タンク内面側の方がパッキン配置側よりも突出している。この内リブ9の形状は、パッキン2が膨張したときに、
図5(A)に示すように、パッキン2の膨張分の逃がし部を形成することができる。それにより、パッキン2のヘッダープレート3の立上げ部側への膨張を防止することができる。
内リブ9は、
図4(B)に示す如く、ヘッダープレート3の偏平孔16の軸線16aの方向の両端部の位置で、各偏平孔16の間に配置されている。また、この例では、タンク本体1の内リブ9の内側支持面7の反対側の面7aの縁部は、ヘッダープレート3の内面側に設けた突条13の斜面に線状に接触している。
この例では、
図3のように、外リブ5間に補強リブ10を配置することができる。この補強リブ10の下端部は、フランジ部17の平面支持面4の反対側の面に接触し、補強リブ10はフランジ部17の外周からはみ出ないように形成されている。
【0022】
外側支持面6と内側支持面7には、それらの幅方向の中間位置に、パッキン2をよりよく保持することができるように、外側支持面6、内側支持面7に突起を形成することができる(
図2(B)、
図4(B)、
図5(B)参照)。この突起を有することにより、パッキン2をタンク本体1に強固に咬着することができる。この突起は、外側支持面6にのみ設けても良い。
なお、この例では、外リブ5は偏平孔16の軸線16a上にあるものと、それらからずれた位置にあるものとが混在する。
【0023】
図3及び
図4(B)に示す如く、パッキン2はそれが外リブ5と内リブ9との間に挟持され、環状に係止される。同図において、パッキン2は、その上面が平面支持面4に当接され、パッキン2の外側面が外リブ5の外側支持面6に当接され、パッキン2の内側面が内リブ9の内側支持面7に当接される。
パッキン2の高さ(厚み)は、外側支持面6及び内リブ9の高さよりも高い。そして、パッキン2が外リブ5と内リブ9に挟持された状態で、
図3においてタンク本体1がヘッダープレート3に嵌着する。
このとき、タンク本体1の外リブ5は、ヘッダープレート3の周縁部3aで、外リブ5に整合する位置に設けられた欠切部8に挿入され、タンク本体1の外リブ5がヘッダープレート3の立ち上げられた周縁部3aと干渉しないように形成されている。
【0024】
図4,
図5(A)、
図6に示す如く、パッキン2は、平面支持面4と外側支持面6と内側支持面7とヘッダープレート3との間に挟持され圧縮される。また、パッキン2は、
図7に示す如く、部分的に外リブ5、内リブ9に挟持されない位置もある。
この例の内リブ9と外リブ5の配置は、
図4(B)に示す如く、両者が部分的に千鳥に形成されている。そのため、パッキン2を確実に保持することができる。この例では、外リブ5と内リブ9とが千鳥に形成されている部分と、内リブ9と外リブ5とが対向する部分とがある。
【0025】
発明者は、パッキン2を予めタンク本体1に取付ける構造として、
図9に示した平面支持面4の内周縁に内リブ9設け、その平面支持面4内に外壁を設け、溝状のパッキン収納部を予定していた。しかしながら、この外壁を平面支持面4の縁に設けると、外壁の厚みが薄くなり、その外壁に内圧がかかると破損が生じるおそれがある。また、その外壁の強度を向上させるため、外壁を厚くすると溝幅が小さくなり、それに伴い、パッキン2を薄くする必要があり、その場合、パッキン2の収納が困難になっていた。
本発明は、この外リブ5に外側支持面6を設けることにより、平面支持面4の外周縁にパッキン2を支持するための十分な強度を有する外壁を設けることができる。また、この構造により、パッキン収納部の容量を確保することができるため、パッキン2を容易にタンク本体1に取付けることができる。
【0026】
本発明の熱交換器のタンクによれば、
図2、
図3に示すように、予め、パッキン2をタンク本体1の開口1bに設けた複数の外リブ5の外側支持面6と内リブ9の内側支持面7との間に挟持しておき、その状態で
図1、
図4(A)に示すように、パッキン2を介して、タンク本体1をヘッダープレート3に嵌着することができる。
これにより、パッキン2をタンク本体1とヘッダープレート3との間に介装するとき、パッキン2がヘッダープレート3に噛みこまれることを防止し、パッキン2の気密性を確保できる。それと共に、タンクの組み立てを迅速に且つ、正確に行うことができる。
【0027】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではない。各請求項に記載された構成を逸脱しない範囲で、実施態様を変更することができる。
例えば、外リブ5、内リブ9を設ける数、その形状、ヘッダープレート3の欠切部8の数、その形状等は、変更することができる。また、
図2では、複数の内リブ9をタンク本体1の下端に複数突設したが、これに変えてそれらを連続的に帯状に配置してもよい。その場合、パッキン2は帯状に形成された内側支持面7と各外リブ5との間に挟持される。
【符号の説明】
【0028】
1 タンク本体
1a 底面
1b 開口
2 パッキン
3 ヘッダープレート
3a 周縁部
4 平面支持面
5 外リブ
6 外側支持面
7 内側支持面
7a 反対側の面
【0029】
8 欠切部
9 内リブ
10 補強リブ
11 サポート材
12 カシメ部
13 突条
14 偏平チューブ
15 コルゲートフィン
16 偏平孔
16a 軸線
17 フランジ部