JPH10132486A

JPH10132486A - 熱交換器

Info

Publication number: JPH10132486A
Application number: JP8288607A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Kitazaki; 聡北▲崎▼
Original assignee: Showa Aluminum Corp
Current assignee: Altemira Co Ltd
Priority date: 1996-10-30
Filing date: 1996-10-30
Publication date: 1998-05-22
Also published as: US6006825A; CA2219509A1

Abstract

(57)【要約】【課題】タンク１とコアプレート２との接合部分の破
損を防止すること。【解決手段】タンク本体４の開口周縁部から突縁部５
が外方に一体に突出され、コアプレート２の周縁部の爪
６ａが該突縁部５の背面５ａに折り込まれてかしめられ
ることにより、タンク１とコアプレート２とが接合され
た熱交換器であって、タンク本体４の開口周縁部におけ
る突縁部５の背面５ａとタンク本体４の外面４ａとが曲
面７にて連続されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、ラジエ
ーター、インタークーラー等として用いられる熱交換器
に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、ラジエーターのタンク部は、図
３（イ）及び図４に示されるように、横断面Ｕ字状また
は逆Ｕ字状のタンク（51）の下面開口部がコアプレート
（52）にて封鎖され、多数本のチューブ（53）がコアプ
レート（52）を通じてタンク（51）内に連通状態に接続
された構造となされている。なお、図４において、（5
8）は隣接チューブ間に配置されたフィンである。

【０００３】そして、タンク（51）とコアプレート（5
2）とは、次のように一体化されていた。即ち、タンク
（51）において、そのタンク本体（54）の開口周縁部に
は、図３（ロ）に示されるように、該タンク本体（54）
と一体に突縁部（55）が外方に突出して設けられてい
る。また、コアプレート（52）には、その周縁部に、コ
字状の受け縁部（56）が、その開口側をタンク（51）側
に向けて一体に設けられている。そして、上記タンク
（51）とコアプレート（52）とは、タンク（51）の外方
突縁部（55）がコアプレート（52）のコ字状受け縁部
（55）内にパッキン（59）を介在させて嵌め込まれ、コ
字状受け縁部（56）の外方側辺部（56a ）が爪部として
突縁部（55）の背面（55a ）に折り込まれ、かしめられ
て一体化されたものとなされていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構造のラジエーターでは、これを車体に搭載して
エンジン冷却系に使用するうち、タンク（51）とコアプ
レート（52）との接合部分に破損を生じる恐れがあっ
た。

【０００５】そこで、その原因を究明すべく、詳細な調
査を行ったところ、タンク（51）の開口周縁部における
突縁部（55）の付け値部分の外面部に集中的に亀裂が入
る場合のあることがわかった。そして、その部分の形状
を調べたところ、非常に細かいところではあったが、図
３（ハ）に示されるように、突縁部（55）の背面（55a
）とタンク本体（54）の外面（54a ）との間に平坦な
面取り斜面（57）が存在し、この面取り斜面（57）と突
縁部（55）の背面（55a ）、及び、斜面（57）とタンク
本体（54）の外面（54a ）との間に、角部（60）（60）
が存在しているのを突き止めた。

【０００６】即ち、タンク（51）の外方突縁部（55）の
背面部（55a ）には、ラジエータの作動中、内圧によっ
て、該背面部（55a ）に折り込まれかしめられたコアプ
レート（52）側の爪部（56a ）による負荷がかかるが、
この負荷によって上記角部（60）（60）に応力集中を生
じ、そのため、この局部的応力集中により、タンク開口
部における突縁部（55）の付け根部分の外面部、特に角
部（60）（60）に亀裂（ａ）が入り易く、タンク（51）
とコアプレート（52）との接合部分に破損を生じる恐れ
を招来していたのであった。このため、タンク本体（5
4）と突縁部（55）の付け根部分において、タンク本体
（54）の肉厚を厚くすることにより、強度を確保するこ
とが行われているが、タンク本体（54）の肉厚を厚くす
ることはタンク材料の使用料が増加し、コスト的にも問
題であった。

【０００７】本発明は、上記のような非常に細かい部分
に対する詳細な調査結果からはじめて得られた知見に基
づいてなされたものであって、タンクとコアプレートと
の接合部分の破損を確実に防止することができる構造の
熱交換器を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題は、タンクの開
口部にコアプレートが配置され、該タンクとコアプレー
トとが、タンク本体の開口周縁部から外方に一体に突出
した突縁部の背面に、コアプレートの爪部を折り込んで
かしめることにより一体化された熱交換器において、突
縁部背面とタンク本体外面とが曲面にて連続されてなる
ことを特徴とする熱交換器によって達成される。

【０００９】即ち、突縁部背面とタンク本体外面とが曲
面にて連続された構造とすることによって、突縁部背面
とタンク本体外面との間に角部が存在せず、そのため、
この部分へは応力は分散して作用することになり、局部
的応力集中が防止されて、亀裂や破損を生じるのが防が
れる。

【００１０】特に、突縁部背面とタンク本体外面とは、
曲率半径０．５ｍｍ以上の曲面にて連続されているの
が、この部分に作用する最大応力を小さく抑える上で、
好ましい。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を説明す
る。

【００１２】本実施形態は熱交換器がラジエータの場合
であって、図１（イ）（ロ）に示されるように、横断面
Ｕ字状の樹脂成形タンク（１）の下面開口部（1a）がコ
アプレート（２）にて封鎖され、多数本のチューブ
（３）がコアプレート（２）を通じてタンク（１）内に
連通状態に接続された構造となされている。そして、タ
ンク（１）とコアプレート（２）とは、タンク（１）の
タンク本体（４）の開口周縁部に外方に突出して一体に
設けられた突縁部（５）が、コアプレート（２）の周縁
部のコ字状の受け縁部（６）内にパッキン（９）を介し
て嵌合され、コ字状受け縁部（６）の外方側辺部（6a）
が爪部として突縁部（５）の背面（5a）に折り込まれ、
かしめられて一体化されたものとなされている。ここま
では従来と同様の構造である。

【００１３】そして、このような構造において、図１
（ハ）に示されるように、タンク本体（４）の開口周縁
部における上記突縁部（５）の背面（5a）とタンク本体
（４）の外面（4a）とが、角部を生じないように、曲面
（７）にて連続された構造となされている。

【００１４】従って、このような構造のラジエータを車
体に取り付け、エンジン冷却系に用いた場合、内圧作用
にて、タンク（１）の上記突縁部（５）の付け根部分の
外面部に応力が作用するが、この応力はこの部分（７）
に分散して作用することになり、局部的応力集中が防止
されて、この部分に亀裂や破損を生じるのが防がれる。
このため、タンク本体（４）と突縁部（５）の付け根部
分において、タンク本体（４）の肉厚を、図１（ロ）に
鎖線で示した従来のもののように厚くして強度を確保す
る必要性がなくなるから、この部分の肉厚を薄くするこ
とができる。

【００１５】ちなみに、ラジエータの内圧を１．７Ｋｇ
ｆ／ｃｍ²とし、曲面部（７）の曲率半径Ｒを種々変化
させた場合のこの部分に作用する応力の最大値を調べた
ところ、図２のグラフに示されるような結果が得られ
た。この結果より、曲面部（７）の曲率半径Ｒを特に
０．５ｍｍ以上に大きくすると、応力値のカーブがなだ
らかになり、効果的な応力分散効果が発揮されることを
確認した。また、従来のように、突縁部（55）の背面
（55a ）とタンク本体（54）の外面（54a ）との間に平
坦な斜面（57）を形成し、角部（60）（60）を存在させ
た場合のその部分に作用する最大応力と比較した結果、
最大応力値を約３０％減少することができるのを確認し
た。なお、曲面部（７）の曲率半径Ｒは、これが大きい
ほど応力分散効果の面で好ましいが、あまりに大きくす
ると、突縁部（５）の突出量を不本意に大きくしなけれ
ばならなくなることから、例えば１．５ｍｍ以下に抑え
ておくのが好ましい。

【００１６】以上に本発明の一実施形態を示したが、本
発明では種々の変更が可能である。例えば、上記実施形
態では、ラジエータに適用した場合の例を示している
が、インタークーラー等のその他の熱交換器に適用され
てもよい。また、上記実施形態では、タンク（１）の突
縁部（５）が、コアプレート（２）の周縁部のコ字状の
受け縁部（６）内に嵌合され、コ字状受け縁部（６）の
外方側辺部（6a）が爪部として突縁部（５）の背面に折
り込まれかしめられて一体化された構造となされている
が、コアプレート（２）の本体部分とは別体の部材を用
い、この部材をコアプレート（２）の周縁部からタンク
（１）の突縁部（５）の背面（5a）にわたってかしめて
接合した構成などに適用されてもよい。また、上記実施
形態では、タンク（１）として樹脂成形品を用いている
が、金属成形品であってもよい。

【００１７】

【発明の効果】上述の次第で、本発明の熱交換器は、タ
ンクの開口部にコアプレートが配置され、該タンクとコ
アプレートとが、タンク本体の開口周縁部から外方に一
体に突出した突縁部の背面に、コアプレートの爪部を折
り込んでかしめることにより一体化された熱交換器にお
いて、突縁部背面とタンク本体外面とが曲面にて連続さ
れた構造となされているものであるから、突縁部背面と
タンク本体外面との間に角部が存在せず、そのため、こ
の部分へは応力は分散して作用することになり、局部的
応力集中が防止されて、亀裂や破損の発生を効果的に防
止することができる。その結果、タンク本体と突縁部の
付け根部分において、タンク本体の肉厚を薄くでき、タ
ンク材料の使用量を少なくできる。

【００１８】特に、突縁部背面とタンク本体外面とを、
曲率半径０．５ｍｍ以上の曲面にて連続した構造とする
ことにより、この部分に作用する応力を効果的に分散さ
せて、亀裂や破損の発生を非常に有効的に防止すること
ができる。

【００１９】しかも、突縁部の背面とタンク本体の外面
との間の従来の平坦な斜面を曲面に変更するのみである
から、簡素な構造にて対応容易に、亀裂や破損の発生を
防止することができ、実用性に優れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施形態を示すもので、図（イ）はラジエー
ターのタンク部を示す断面図、図（ロ）はタンクとコア
プレートとの接合部を拡大して示す断面図、図（ハ）は
更に拡大して示す断面図である。

【図２】曲面部の曲率半径と最大応力との関係を示すグ
ラフ図である。

【図３】従来例を示すもので、図（イ）はラジエーター
のタンク部を示す断面図、図（ロ）はタンクとコアプレ
ートとの接合部を拡大して示す断面図、図（ハ）は更に
拡大して示す断面図である。

【図４】ラジエータの斜視図である。

【符号の説明】

１…タンク１ａ…開口部２…コアプレート４…タンク本体４ａ…外面５…突縁部５ａ…背面６ａ…爪部７…曲面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】タンク（１）の開口部（１ａ）にコアプ
レート（２）が配置され、該タンク（１）とコアプレー
ト（２）とが、タンク本体（４）の開口周縁部から外方
に一体に突出した突縁部（５）の背面（５ａ）に、コア
プレート（２）の爪部（６ａ）を折り込んでかしめるこ
とにより一体化された熱交換器において、突縁部背面（５ａ）とタンク本体外面（４ａ）とが曲面
（７）にて連続されてなることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】前記突縁部背面（５ａ）とタンク本体外
面（４ａ）とが曲率半径０．５ｍｍ以上の曲面（７）に
て連続されている請求項１に記載の熱交換器。