JPS633190A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は例えば自動車用のラジェータ等に用いられる
熱交換器、特にサイドピースをその端部を固定状態に取
付けるための取付は構造の改良に関する。

なおこの明細書において、アルミニウムの語はアルミニ
ウム合金を含む意味において用いる。

従来の技術 上記のような熱交換器、特に自動車用のラジェータは、
平行状に配設された熱交換媒体流通用の複数個のチュー
ブとフィンとにより熱交換部が形成されるとともに、各
チューブの長さ方向の両端が熱交換媒体貯溜用のタンク
部にそれぞれ接続され、チューブを流通する熱交換媒体
とチューブ間に形成されたフィンを含む空気流通間隙と
の間で熱交換を行うようになされている。そしてかかる
熱交換器にあっては、−般に、熱交換部の補強やシュラ
ウド取付等のために、前記熱交換部の少なくとも一側部
にサイドピースを設けるものとなされている。

面して、上記のサイドピースはその端部をタンク部等に
接合固定された状態に取付けられるが、従来このサイド
ピースの取付けに関して次のような欠点があった。

発明が解決しようとする問題点 すなわち、従来はフィンとチューブとを交互にセットし
て形成した熱交換部の一側部あるいは両側にサイドピー
スをセットし、この状態でサイドピース及びチューブ先
端に、対応部位に挿入孔を有するヘッダープレートを差
込んで、ろう付、溶接等を施してまずヘッダープレート
とサイドピースを接合し、しかるのちヘッダープレート
にタンク部を接合することにより行われているため、サ
イドピースのタンク部への取付は作業が繁雑であった。

またサイドピースに大きな荷重が加わった場合サイドピ
ースとヘッダープレート、及びヘッダープレートとタン
ク部の２箇所の接合箇所において分離の可能性があるこ
とから、分離危険性もそれだけ高いものであり、サイド
ピースの取付は強度の点で必ずしも充分なものではなか
った。

しかもタンク部が比較的形状の複雑な合成樹脂成形品で
あるために、その製作用の金型費が高らにつき、ひいて
は製品コストが高くなるというような欠点があった。

この発明はサイドピースの取付けに関して派生する上記
のような問題を解決しうる熱交換器の提供を目的とする
ものである。

問題点を解決するための手段 而してこの発明は、中空押出型材をもってタンク部が形
成され、該タンク部に長さ方向の仕切壁が設けられるこ
とによりタンク部内に樹脂充填空間が形成されるととも
に、端部に抜け止め孔が形成されたサイドピースの該端
部がその抜け止め孔を前記樹脂充填空間に臨まされた状
態にタンク部外壁を貫通して充填空間に挿入され、かつ
前記抜け止め孔に進入状態となるように樹脂が前記充填
空間に注入充填されることによりサイドピースがタンク
部に接合固定されてなることを特徴とする熱交換器を要
旨とする。

実施例 次にこの発明の構成を図示実施例に基いて説明する。

この実施例は本発明を自動車用のラジェータに適用した
場合を示すものである。

第１図〜第７図に示すように、このラジェータは、チュ
ーブ（１）とコルゲートフィン（２）とが交互に複数段
積層されて熱交換部（３）が形成され、該熱交換部にお
ける最外側のコルゲートフィンの外側に２個のサイドピ
ース（４）（４）が配設されるとともに、チューブ（１
）の長さ方向の両端に２個のタンク部（５）（５）が配
設され、かつ各サイドピース（４）（４）の両端及び各
チューブ（１）の両端はそれぞれのタンク部に接続され
ている。

前記サイドピース（４）はアルミニウム製であり、第３
図及び第５図に示すように、幅細の中間片（４ａ）の両
側縁に連続して直角折曲げ状態に設けられた側片（４ｂ
）　　（４ｂ）と、該側片（４ｂ）に連続して直角折曲
状態に設けられた折曲片（４ｃ）　　（４ｃ）とにより
、所定長さを有する断面Ｃ状のものに形成されている。

かつ前記中間片（４ａ）の長さ方向の両端には、該中間
片に連続する突出状の所定長さの差込片（４ｄ）が形成
され、さらにこの差込片に１個の円形の抜け止め孔（４
ｅ）が穿設されている。

前記チューブ（１）はアルミニウム製電縫管をもって形
成されるとともに、第３図、第４図及び第７図に示すよ
うに、両端部を除く中間部が偏平管部（１ａ）に形成さ
れる一方、両端部は縮径部（１ｂ）を介して所定長さに
わたって拡管されて円管部（１ｃ）に形成されている。

前記タンク部（５）はアルミニウム製中空押出型材をも
って形成されたものである。このタンク部（５）は断面
形状において、第１図及び第３図に示すように、その外
周壁（５ａ）のうちのチューブ（１）側の外壁を除く他
の３壁が略長方形の３辺を形成するとともに、チューブ
側の外壁は中間部が内側へ退入して退入壁（５ｂ）とな
されている。そしてこの退入壁（５ｂ）の存在により退
入壁の外側に凹部（６）が形成されるとともに、退入壁
の両側に外壁の曲折部からなる凸部（５ｃ）　　（５ｃ
）が形成されている。またタンク部（５）は長さ方向に
断面コ字状の仕切壁（５ｄ）を有し、この仕切壁（５ｄ
）によってタンク部外周壁（５ａ）による囲繞空間が、
退入壁（５ｂ）と仕切壁（５ｄ）との間に形成された樹
脂充填空間（７）とそれ以外の熱交換媒体貯溜用空間（
８）とに分割されている。さらに退入壁（５ｂ）の長さ
方向の両端部の所定位置には、前記サイドピースの差込
み片（４ｄ）の断面形状に対応する大きさの差込み片挿
入孔（１４）が穿設されている。そして各サイドピース
は中間片（４ａ）が内側すなわち熱交換部（３）側に位
置する状態にして、前記差込み片（４ｄ）をタンク部退
入ｕ　（５ｂ）の対応挿入孔（１４）にその先端が仕切
壁（５ｄ）に当接状態となるまで差込まれることにより
、第１図に示すように、抜け止め孔（４ｅ）が樹脂充填
空間（７）に臨む状態に配置されるとともに、樹脂充填
空間に注入充填された樹脂（１０）を介してタンク部（
５）に強固に接続固定されている。ここでサイドピース
の差込み片（４ｄ）に設けた前記抜け止め孔（４ｅ）は
、鎖孔への樹脂の進入によりサイドピースの抜け止め効
果を生じさせるためのものである。

−方前記チューブ（１）もまた、サイドピース（４）と
同様の方法でタンク部（５）に接合固定されている。す
なわち、タンク部の退入壁（５ｂ）及び仕切壁（５ｄ）
には、チューブ（１）の円管部（１ｃ）の外径に略等し
い直径を有するチューブ挿入孔（９）（９）が、各チュ
ーブの配置間隔に対応して列設されている。そして各チ
ューブ（１）は、偏平管部（１ａ）の幅方向を空気流通
方向に一致する向きにして、両端の円管部（１ｃ）を各
タンク部（５）の退入壁（５ｂ）及び仕切壁（５ｄ）の
挿入孔（９）に挿入されることにより、退入壁（５ｂ）
及び仕切壁（５ｄ）を貫通し樹脂充填空間（７）を横断
する状態となるように配置されるとともに、樹脂充填空
間（７）に注入充填された前記樹脂（１０）を介してタ
ンク部（５）（５）に強固に接続固定されている。この
接続状態においては、第４図及び第７図に示すように、
チューブ（１）の円管部（１ｃ）先端は仕切壁（５ｄ）
端面にほぼ合致してその開口部は熱交換媒体貯溜用空間
（８）に臨んでおり、かつ円管部（ＩＣ）の後端は、退
入壁（５ｂ）の外面にほぼ合致するとともに偏平管部（
１ａ）の前端はタンク部の凸部（５Ｃ）外面にほぼ合致
し、チューブ（１）の縮径部（１ｂ）がタンク部（５）
の四部（６）に収容状態となされている。

前記樹脂（１０）は、前述のようにタンク部（５）とサ
イドピース（４）及びチューブ（１）とを接続固定する
役割を果す。この樹脂（１０）は液体状態で樹脂充填空
間（７）に注入後に硬化されたものである。また樹脂の
注入はこの実施例の場合、タンク部（５）の両端開口部
（５ｅ）を閉塞するエンドプレート（１１）の−方に設
けた注入孔（１２）から行われたものである。かかる樹
脂（１０）としては、タンク部（５）とチューブ（１）
との充分な接合力を発揮し、あるいは注入作業性の良い
ものであれば任意のものを採用可能であるが、特に好適
なものとしてエポキシ樹脂をあげうる。

前記コルゲートフィン（２）はアルミニウムにて製作さ
れ、−楔板が連続的に等間隔で湾曲状に折返された波板
状の構造を有しており、好適には各垂直壁部にルーバー
を切起こし形成したものが用いられる。このコルゲート
フィン（２）は、隣接チューブ（１）（１）の間隔より
もわずかに高いフィン高さを有し、かつチューブの偏平
管部（１ａ）の長さにほぼ相当するフィン長さを有する
ものに設計されている。そして第４図に示すように、フ
ィン（２）の両端を偏平管部（１ａ）の両端に合致され
た状態で、かつ該コルゲートフィン間を流れる空気の方
向がチューブ（１）を流れる熱交換媒体の方向に対して
直交する向きに配設固定されている。かかるフィン（２
）の取付は状態においては、熱交換部（３）の両端すな
わちチューブ（１）の偏平管部（１ａ）前端と円管部（
ＩＣ）後端の間に第４図において示すようにフィンの非
存在部（Ｐ）が生じる。而してこの実施例では、前記タ
ンク部（５）の退入壁（１ｂ）両端に形成された凸部（
５ｃ）　’　（５ｃ）によって、該非存在部（Ｐ）が両
面側から被覆されることとなる。従ってこれにより、該
凸部（５ｃ）による被覆がない場合にフィンの非存在部
（Ｐ）において生じるいわゆる風抜け現象、すなわち流
通空気が熱交換にほとんど寄与することなく無抵抗に通
過してしまう現象を防止でき、流通空気をすべてフィン
（２）の存在する領域を通過せしめることができ、熱交
換効率の向上に寄与するものとなる。のみならずチュー
ブ（１）とタンク部（５）との接合部が隠蔽されること
となり、外観上も見栄えの良いものとなる。

なお第２図において、（１５）は熱交換媒体の温度検出
用センサーの取付ボスであり、押出後タンク部（５）を
２次加工して設けられたものである。また（１６）は熱
交換媒体流入パイプ、（１７）は同流出バイブ、（１８
）はフィラーネック、（１９）はラジェータを所期位置
に取付けるためのブラケットであり、これらはチューブ
（１）とタンク部（５）との接合以前にタンク部（５）
に別途ろう付されるものである。なお（２０）はオーバ
ーフローバイブである。

上記のようなラジェータの製作は、まず所定長さの中空
押出型材をもってタンク部（５）を形成した後、該タン
ク部（５）に２次加工によりセンサー取付はボス（１５
）を形成するとともに、別途製作したエンドプレート（
１１）、熱交換媒体流出入パイプ（１Ｂ）　　（１７）
　、フィラーネック（１ｇ）　、ブラケット（１９）を
ろう付により対応部位に接合する。その後以下に示す手
順でタンク部（５）とサイドピース（４）及びチューブ
（１）との接合を行う。すなわちチューブ（１）をその
両端を各タンク部（５）の退入壁（５ｂ）及び仕切壁（
５ｄ）の挿入孔（９）に挿入配置するとともに、サイド
ピース（４）を所定の向きにして両端差込片（４ｄ）を
同じく挿入孔（１４）に挿入し、次いで隣接チューブ（
１）（１）間及び最外側のチューブとサイドピース（４
）との間に、チューブ間の間隔よりもわずかに高いフィ
ン高さを有するコルゲートフィン（２）を所定向きに介
装してラジェータの仮組状態とする。このような組立方
法を採用することによって、チューブ（１）、フィン（
２）、タンク部（５）、サイドピース（４）が強固に固
定され、従来必要とした治具や締付はバンド等が不要に
なる。そしてその後例えば反応性はんだ付性等によりチ
ューブ（１）とフィン（２）及び最外側のフィンとサイ
ドピース（４）とを接合固定する。なおかかる組立方法
によらず、他の方法として、チューブ（１）とフィン（
２）とを交互に並べ両側にサイドピース（４）を配置し
てセットしたものを予めろう付接合し、その後タンク部
（５）に差込んでも良い。続いて、エンドプレート（１
１）の注入孔（１２）からタンク部（５）の樹脂充填空
間（７）に固定用樹脂（１０）を注入する。この際、接
合時の熱を利用することによって樹脂を隙間なく充填せ
しめるものとしたのち、要すればさらに加熱して硬化さ
せる。樹脂（１０）の硬化後においては、サイトヒース
（４）は該樹脂（１ｏ）を介してタンク部（５）に強固
に接合固定され、またチューブ（１）もタンク部に完全
に接合固定されたものとなる。

第８図及び第９図はこの発明の他の実施例を示すもので
ある。この実施例ではタンク部（１０５）の外周壁（１
０５ａ）が断面形状において略長方形の４辺を構成する
ものとなされるとともに、熱交換部（３）側の外壁内面
に断面コ字状の仕切壁（１０５ｄ）が−体に設けられる
ことにより樹脂充填空間（１０７’Ｉが形成されている
。かつサイドピース（１０４）は断面コ字状のものに形
成されるとともに、該サイドピースの所定箇所にはシュ
ラウド取付用のナツト固定孔（２５）を有する耳片（２
５ａ　）が設けられている。なおこの実施例では、前述
した第１の実施例におけるタンク部（５）の凸部（５Ｃ
）相当部位が存在しないが、凸部の存在は本発明の構成
要件ではない。

しかし凸部が存在した方が風抜け防止、外観体裁の悪化
防止の点で望ましいことは勿論である。

第１０図はこの発明のさらに他の実施例を示すものであ
る。この実施例では、チューブ（２０１）の挿入方向に
おいてタンク部（２０５）を仕切る２枚の縦仕切壁（２
０５ｄ″）（２０５ｄ−）が隔設されるとともに、タン
ク部の厚さ方向にも２枚の横仕切壁（２０５ｄ　　）　
　（２Ｑ５ｄ　　）が設けられることにより、樹脂充填
空間（２０７）がタンク部（２０５）の厚さ方向の中間
部においてチューブの挿入方向に２室に分離せられてい
る。−方サイドピースの差込み片（２０４ａ）にも２個
の円形の抜け止め孔（２０４ｅ）　　（２０４ｅ）が設
けられており、それぞれの孔が各室の充填空間に臨まさ
れるとともに鎖孔に樹脂が食込み状態で接合されている
。なおこの実施例においては、樹脂（２１０）の注入は
タンク部（２［１５）”１面及びこれに対向する横仕切
壁（２０５ｄ　　）に設けた注入孔（２４）から行うも
のとなされている。また図中（２０５ｃ）は熱交換部両
端におけるフィンの非存在部分を被覆する凸部であり、
互いに折曲部が対向するようにタンク部（２０５’）外
壁に突設された断面り状のものに形成されている。しか
し凸部の構成に関しては、熱交換媒体貯溜空間が広く確
保できる点で第１の実施例に示した構成とするのが有利
である。

なお以上の実施例では、サイドピースの形状として断面
口状のものや断面コ字状のものを示したがこれに限定さ
れるものではない。また抜け止め孔は円形のものを１個
あるいは２個形成するものとして示したが、角形その他
の形状としても良く、また３個以上設けても良い。さら
にタンク部（５）　　（１０５）　　（２０５）はアル
ミニウム製中空押出型材をもって構成されたものを示し
たが、アルミニウム製に限定されるものではない。

発明の効果 この発明は上述した次第で、タンク部を中空押出型材を
もって形成するとともに、内部に長さ方向の仕切壁を設
けることによって樹脂充填空間を有するものに形成し、
サイドピースの取付けに際してはサイドピースの端部を
タンク部外壁を貫通して充填空間に挿入し、かつ充填空
間に樹脂を注入充填することによってタンク部に接合固
定する構成としたから、従来のようにヘッダープレート
にサイドピースを接合し、さらにこのヘッダープレート
にタンク部を接合する必要がなくなり、サイドピースを
直接にタンク部へ接合できる。従って、サイドピースに
大きな荷重が加わった場合のサイドピースとタンク部の
分離の危険性を低減することができる。

しかもサイドピースの端部に抜け止め孔を設けたから、
該抜け止め孔に樹脂が進入状態に充填されることにより
、サイドピースの抜落が確実に防止され、サイドピース
の取付けをより一層強固なものとなしうる。さらにはタ
ンク部は押出型材をもって形成するものであるから、長
尺に押出したのち所定長さに切断することによって容易
に製作でき、熱交換部の幅寸法が変っても、タンクの切
断長さを変えるだけで簡単に対応しつる。しかも従来の
樹脂製タンク部を用いる場合のようにその成形用の複雑
で高価な金型の製作が不要になるとともに、機種ごとに
タンク部の成形用金型を用意する必要もないからタンク
部の製作費を低減できるというような効果をも奏するも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第７図はこの発明の第１実施例を示すもので、
第１図はサイドピースのタンク部への取付は状態を示す
要部断面図、第２図はこの発明を適用したラジェータの
外観斜視図、第３図はタンク部とサイドピース、チュー
ブ及びコルゲートフィンとを分解して示した要部の斜視
図、第４図は第２図に示したラジェータの要部を、その
−部を切欠いて示した平面図、第５図は第４図における
ｖ−ｖ線断面図、第６図は第１図におけるＶＩ−ＶＩ線
断面図、第７図は第２図における■−■線断面図、第８
図及び第９図はこの発明の第２実施例を示すもので、第
８図はサイドピースのタンク部への取付は状態を示す要
部断面図、第９図はラジェータの一部外観斜視図、第１
０図はこの発明の第３実施例を示すもので、サイドピー
スのタンク部への取付は状態を示す要部断面図である。 （４）　　（１０４）　　（２０４）・・・サイドピー
ス、（４ｅ）　　（１０４ｅ）　　（２０４ｅ）・・・
抜け止め孔、（５）（１０５）　　（２０５）・・・タ
ンク部、（５ｄ）　　（１０５ｄ）（２０５ｄ−）　　
（２０５ｄ　　）・・・仕切壁、（７）　　（１０７）
（２０７）・・・樹脂充填空間、（１０）　　（１１０
）　　（２１０）・・・樹脂。 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　中空押出型材をもってタンク部が形成され、該タンク
   部に長さ方向の仕切壁が設けられることによりタンク部
   内に樹脂充填空間が形成されるとともに、端部に抜け止
   め孔が形成されたサイドピースの該端部がその抜け止め
   孔を前記樹脂充填空間に臨まされた状態にタンク部外壁
   を貫通して充填空間に挿入され、かつ前記抜け止め孔に
   進入状態となるように樹脂が前記充填空間に注入充填さ
   れることによりサイドピースがタンク部に接合固定され
   てなることを特徴とする熱交換器。