JPS624639B2 - - Google Patents

Description

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例の説明の参照となるもの
である。第１図は中間を切欠したフインの正面
図、第２図は第１図の２―２線上の断面図、第３
図は本発明の熱交換器の側面図、第４図は一部を
切欠したプレートの平面図、第５図は第４図の５
―５線上の断面図、第６図はプレートの正面図、
第７図は第４図の７―７線上の断面図であつて、
第３図に示す熱交換の左側のプレートの断面図、
第８図は同じく右側のプレートの断面図、第９図
は一部を切欠したガスケツトの平面図、第１０図
は第９図の１０―１０線上の断面図、第１１図は
第９図の１１―１１線上の断面図、第１２図はガ
スケツト周縁部の一部を拡大した断面図、第１３
図は一部を切欠したタンクの正面図、第１４図は
第１３図の１４―１４線上の断面図、第１５図は
タンクの底面図、第１６図は一部を切欠したタン
クの側面図、第１７図はタンクの嵌着周縁部の一
部を拡大した断面図、第１８図はガスケツトを重
ね合わせたプレートに流体管を挿通固定する手段
を示す要部断面図、第１９図はタンクの嵌着周縁
部と、ガスケツトを重ね合わせたプレートとの嵌
着状態を示す要部断面図、第２０図はフインを取
付けた流体管とガスケツトを重ね合わせた左側の
プレートとタンクとの装着結合状態を示す要部断
面図、第２１図は第２０図に相当する右側のプレ
ートとタンクの装着結合状態を示す要部断面図、
第２２図はタンクの異なつた実施例を示す斜視図
である。 １７…流体管、２０，２０′…プレート、３１
…プレートの筒状開口、４０…ガスケツト、４５
…ガスケツトの筒状開口、６０…タンク、９６…
膨大化部分、９７…円錐状拡開部分。

【発明の詳細な説明】

本発明は流体タンクの一側壁を形成するプレー
トに多数の筒状開口を設け、該開口に流体管を挿
通固定し、該流体管に多数の放熱フインを並設
し、流体管内を流れる一次流体とフイン面を通過
する二次流体との間に熱交換を行なう形式の熱交
換器、特に自動車の空調装置に用いるための、又
はエンジンを冷却するための多筒式ラジエータに
好適な熱交換器に関する。 従来、この種の熱交換器においては、流体管は
タンクのプレートにＯリングを介して密封挿通
し、溶接等の手段により流体管をプレートに固定
取付けているのが一般であり、多数の流体管をプ
レートに挿通し、且つ固定する作業に多大の時間
と労力とを要し、更に流体管及びプレートは溶接
等が可能である材料を選択する必要があり、また
振動等に対しても溶接等の固着部分が充分に耐え
うるように格別の配慮が必要となり、更にまたプ
レートと流体管とをタンクに複雑な手段で取り付
ける必要があり、性能、価格、重量等の面で優れ
た熱交換器を製造するのは困難であつた。 本発明は多管式熱交換器の製造を簡単にしてコ
ストを低減させることをその目的としているが、
とくに流体管、プレート、ガスケツト、タンクの
結合を、簡単な結合動作を確実に行なうこと、単
一ガスケツトを用いてガスケツトが密封の外に機
機械的結合を行なうので溶接等の必要がなく、材
料を自由に選択できること、ガスケツトが振動を
吸収するので熱交換器の耐震性が同時に得られる
こと、等の優れた特徴をもつ熱交換器を提供しよ
うとするものである。 米国特許第2225856号は、本発明と同様の目的
を有するものである。しかし、この特許で開示さ
れているのは、かなりの厚さを有するガスケツト
に孔をあけてこれに流体管を通し流体管端部を円
錐形に拡開することによりガスケツトを圧縮する
か、または、流体管端部を六角形に膨大化しその
外表面にゴム材料を塗布して熱処理することによ
り流体管をシールするものである。 しかしながら、前者においては、プレートを厚
さ方向に圧縮してそれと直角方向のシール効果を
得ようとしているため、そのシール効果は不充分
であるといわざるを得ず、また、ガスケツト効果
は不充分であるといわざるを得ず、また、ガスケ
ツトが厚いため、かさばり、取り扱いに不便で重
量を経減することもできない。そして、後者のよ
うな熱処理を行うことは面倒である。 以下添付の図面を参照しながら本発明の一実施
例について説明する。 流体管１７に並設される放熱フイン１０は、公
知の型のものでよく、各フイン１０は例えばアル
ミ製の薄いシート２８で作り、流体管１７に装着
されやすいようにカラー１２を設けた挿通孔１１
を形成する。第１図においては該挿通孔１１は２
列に配置されている。また各フインのシート２８
には２次流体即ち空気とフインとの間の接触面積
を増大させて熱交換率を増大させるために、互い
に僅かに傾斜した面１５，１６を形成させる。
（第２図参照）。尚実施例においては、フインを管
に取りつける場合、第３図に示す熱交換器の側面
図において、フインのカラー１２が図において右
側の方へ向くように取りつけるものとする。流体
管１７は必ずしも溶接可能な材料でなくてもよ
く、銅管より安価なアルミ管又はアルミ合金管を
用いることが可能である。管１７にフインのシー
ト２８を取付けるには、流体管を膨大化させ、管
１７とカラー１２とを固定する。 第５図に示すプレート２０は金属板特に鉄系金
属で製造するのが好適である。プレート２０は板
を折り曲げフランジ部２３、及び平担面２５を有
する底部２１とその周囲の盛り上つた部分２２と
からなる凹部を形成する。フランジ部２３には打
抜きによつて凹部２４と凸部２９とを交互に形成
する。このフランジ部は後述するようにタンク６
０の周縁部を抱持する作用を行なう。流体管を取
付けるために底部２１に打抜きによりフランジ２
３と反対方向に突出するカラー３２を有する筒状
開口３１を複数列形成する。なおフインのシート
２８からカラー１２が突出しているため、左右の
プレートの構成を若干変える必要が生ずる。第３
図に示す側面図において、本実施例では、カラー
１２が図の右側の方へ突出しているとする。第７
図は第３図における左側のプレート２０を示し、
筒状開口３１の先端即ちカラー３２の先端開口面
の形成する平面と盛り上つた部分２２が形成する
平面２６とが同一平面上にあるように形成されて
いる。第８図は右側のプレート２０′を示し、カ
ラー３２′の先端の平面は盛り上つた部分２２′の
形成する平面２６′より、フイン１０のカラー１
２がシート２８から突出している長さに応じて、
ひつこんでいるように形成されている。これはフ
インのカラー１２が右側に突出しているので、第
２１図に示すように一番右側のフイン１０ｎのカ
ラー１２′を受け入れるためである。なおこの点
については後に詳述する。 第９〜１２図にガスケツト４０を示す。これは
プレートのタンク側の内側面の全面、及び筒状開
口内周面にぴつたりと適合する形状を有するゴム
その他の可撓性材料で作られた単一のシートに形
成されている。 即ちガスケツト４０は、プレートの凹部の平担
面２５に重ね合わせる面４１と、盛り上つた部分
２２の面２６に重ね合わせる隆起面４２と、フラ
ンジ２３の面に接するフランジ４３と、筒状開口
３１、即ちカラー３２の内周面に重なり合うカラ
ー４６を設けた開口４５とを有し、更にフランジ
４３の端縁部にはタンク６０との間で圧縮される
膨大部４４が形成されている。 プレート２０とガスケツト４０とを重ね合せせ
るには、ガスケツト４０をプレート２０の凹部の
平担面２５の上にのせ、ガスケツト４０の隆起面
４２及びフランジ４３をプレート２０のフランジ
２３及び周辺の盛り上つた部分２２によつて形成
される凹部３３内におく。 第１３〜第１７図に示すように、タンク６０は
端面６１、長辺面６２，６３及び短辺面６４，６
５を形成し、更にプレート２０を嵌装するための
周縁部６６が形成されている。該周縁部６６の断
面は、平行な６８，６９及び横面７０と、前記面
６８と７０とを接続する曲面７１とを有する環状
の側方突出部６７を有し、更に平行な面７３，７
４とこれを接続する曲面７５とを有する環状の内
方突出部７２を有している。そして前記面７４は
傾斜面７７を経てタンクの内面７６に接続され
る。 なお、タンク６０は合成樹脂材料で製作される
のがよく、一体に成形された接続管７８を有し、
該接続管７８は取付孔８０，８１を設けたフラン
ジ７９と筒状部材８２とが形成されている。 熱交換器を組立てるには、流体管１７をフイン
１０のシート２８に設けた挿通孔１１に貫通させ
る。そして流体管に大径の棒を挿通するか、又は
管内に加圧流体を充填して加圧する等、通常の手
段によつて管径を拡大してフインのカラー１２を
流体管１７上に把持する。 流体管１７の端部はガスケツト４０を重ね合わ
せたプレート２０の筒状開口３１内に挿通する。 第１８図に示すように、拡大成形具９０がプレ
ートに挿通された多数の流体管端部開口内に同時
に押しこまれる。拡大成形具９０の外形は流体管
１７の内径に嵌合する第一の円筒状支持面９１
と、これに連なる第一の円錐形支持面９２と、前
記第一の円筒状支持面９１より大径の第二円筒面
９３及びこれに連なり且つ外方に拡がる第二の円
錐面９４が形成されている。そして該拡大成形具
９０を流体管１７の両端開口より同時に該管内に
向つて押圧嵌入すると、流体管１７は、前記第一
円錐形支持面９２によつて形成された截頭円錐部
分９５と、第二円筒面９３によつて膨大化された
大径の円筒部分９６と、第二円錐面９４によつて
外方に拡開された截頭円錐部分９７とが夫々形成
される。 したがつて、プレート２０のカラー３２、即ち
筒状開口３１と流体管に形成された円筒部分９６
との間に介在するガスケツト４０のカラー４６
は、圧縮された状態となつて流体管を密封固定す
る。また流体管の前記截頭円錐部分９７は、ガス
ケツトの開口４５の縁部を圧縮して流体管挿通部
分の気密性を助けるとともに、流体管内部の加圧
流体により第１８図に示すＦ方向に作用する力に
対してプレート２０が流体管１７から抜けないよ
うに保持している。 フイン１０を取りつけた管１７をプレートに固
定した後の状態を第２０図と第２１図でみると、
第２０図は第３図の側面図の左側にあるプレート
２０を示し、フインのシート２８に設けられたカ
ラー１２は右側に突出しているので、管１７に取
りつけられたフインの中、一番左側のフイン１０
は、プレート２０のカラー３２の先端及び平面２
６と接触する。第２１図は右側のプレート２０′
を示し、一番右側のフイン１０ｎのカラー１２′
が邪魔にならないように、プレート２０′のカラ
ー３２′の先端の平面は盛り上つた部分２２′の外
面２６′よりカラー１２′の突出長さだけ右側へむ
かつて、引つ込んでいて、フイン１０ｎと平面２
６′が接触し、フインのカラー１２′はプレートの
カラー３２′の先端と衝突しないようになつてい
る。 次にタンク６０の開口縁部６６をプレート２０
に対して密封固定する。即ち環状の内方突出部７
２を第１９図に示すようにガスケツト４０の周辺
に形成された凹部に圧装し、面７３と７４とをガ
スケツトのフランジ４３又はその膨大部４４との
間の圧縮緊締力によつて気密的に保持する。そし
てプレート２０のフランジ２３をタンク６０の環
状の側方突出部６７を抱え込むように折曲げ、そ
の折り返し部２９によつてタンク６０とプレート
２０とを一体的に結合する。 なお２２図に示した実施例のように、タンク６
０は空調装置内に気密に装着するために一つ又は
複数の一体に成形したリブ９８，９９が設けられ
てもよい。 以上の如く本発明によれば、プレートへの流体
管の装着は可撓性のガスケツトを圧縮することに
よつてなされるので、取付けが簡単であるばかり
でなく、ガスケツトが振動を吸収するので、熱交
換器の寿命を長くし、且つガスケツトのカラーは
プレートの筒状開口と流体管との間に圧縮して挿
入された密封リングとなり、流体管を固定するに
は、ガスケツトのカラーがあらかじめプレートの
筒状開口即ち、カラー内におかれ、流体管をガス
ケツトのカラー内に挿通したのち、該管の直径を
拡大し、溶接等の手段を旋すことなく、管とプレ
ートとに、機械的な結合と、気密の両作用を与え
る。したがつて溶接はできないが、高い熱伝導率
を有する材料、（例えばアルミ等）を流体管とし
て用いることができるので、性能もよく、しかも
安価である材料を選択することが可能となり、性
能の向上とコストの低減をはかることができる。 また、流体管の両端部開口内に拡大成形具を同
時に対向方向に押し込むので、流体管に与える軸
方向の押込み力は相殺されて該管は管軸方向へ変
位することなく押込み力のすべては拡管力として
有効に利用される。したがつてガスケツトはズレ
を生ずることなくプレートの筒状開口内面に位置
してプレートと管端部との間に挾圧されるから、
ガスケツトは流体管外面及びプレート筒状開口内
面、更にプレート内面に圧縮された状態で流体管
とプレートとを確実に密封固定する。 また、上述のように拡大成形具を同時に押し込
んで流体管の両端部を拡開するので、拡管工程が
短縮され、且つ流体管の一端部ごとに順次拡開す
る場合に他端部に用いられる移動防止当て板を全
く不要とし、したがつて当て板による管端縁の変
形をも防止しうるものである。そして、プレート
から挿通突出した流体管端部はガスケツトを圧縮
しつつ外方に拡開した部分を有し、加圧下の一次
流体により生ずるプレートを流体管より離脱させ
る力に対して、効果的なロツク作用を行ない、且
つ完全な密閉効果を助けるものである。 更にまた流体管はガスケツトの筒状開口内に挿
通したのち膨大化されるので、挿通時に圧入する
必要はなく、したがつて遊挿できるから、ガスケ
ツトをプレート圧力側内面に貼着固定させること
なく単に着脱自在に重ね合わせるだけで流体管の
前記挿通時におけるガスケツトとプレートとの剥
離は防止され、挿通後にガスケツトとプレートと
の間に剥離隙間を生じないのでプレートとガスケ
ツトとの間の密封作用を低下させるおそれはな
く、単一シート状に形成されたガスケツトは、プ
レートに重ね合わされて一体化され、プレートと
タンクとの間の気密は、プレート及びガスケツト
のフランジを有する周辺凹部とタンクの開口周縁
突出部との嵌合保持によつて容易に保証される。 したがつて、プレートとタンクとは何等溶接の
手段を施すことなく気密に結合されるので、タン
クはその材料を自由に選択することができる。例
えば合成樹脂で作製すれば、流体管の材質と相ま
つて、軽量にして安価な熱交換器を容易に製作す
ることができる。 なお、本発明において用いるガスケツトは単一
シート状であるから、かさばらず、取り扱いに便
利であり、しかも軽量にすることができる。そし
て、このガスケツトは、プレートの筒状開口と流
体管の円筒状膨大化部分との間及びプレートの筒
状開口の縁部と流体管の円錐状拡開部分との間に
おいて圧縮されるから、シール効果を得ようとす
る箇所において直接厚さ方向に圧縮されることに
なり、そのシール効果は強力である。 以上述べた如く、本発明の熱交換器は極めて優
れた多くの特徴を有するものである。

【特許請求の範囲】

１ 流体タンクの側壁の一部を形成し、前記流体
タンクから外側方向に向かう複数の筒状開口を有
するプレートと、 前記筒状開口に嵌り合う筒状開口を有し前記プ
レートに重ね合わされた単一シート状のガスケツ
トと、 前記ガスケツトの筒状開口に挿入された複数の
流体管とからなり、 前記流体管の前記筒状開口への挿入部は径方向
に円筒状に膨大化された部分を有するとともに該
膨大化部分に引き続いて円錐状に拡開された部分
を有し、 前記ガスケツトは、前記プレートの筒状開口と
前記流体管の円筒状膨大化部分との間及び前記プ
レートの筒状開口の縁部と流体管の円錐状拡開部

Claims (1)

1. 分との間において圧縮されることを特徴とする、
   熱交換器。