JP6959156B2 - Connection structure of heat exchanger tank - Google Patents
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Description
本発明は、タンク本体とその開口端を、シールリングを介して被嵌するプレートとの接続構造に関する。 The present invention relates to a connection structure between a tank body and an open end thereof with a plate to be fitted via a seal ring.
下記特許文献1に記載の締め付け結合装置は、タンク本体とその開口端を被嵌するヘッダプレート(特許文献1の第2の部材(管板)に相当)とを具備し、タンク本体はその開口端の外周がフランジ状に突設される。そして、ヘッダプレートの環状溝に、そのフランジ部がパッキンを介して嵌入される。そのヘッダプレートは、環状溝の外周にその端縁から所定距離離れた位置にフランジ部に平行な多数のスリットが間欠的に穿設され、そのスリットに隣接する縁部がフランジに平行に塑性変形されて、平面視U字状の係止爪が形成される。そして、その係止爪のスリット側の端縁がフランジ部の平面に係止されるものである。 The tightening coupling device described in Patent Document 1 below includes a tank body and a header plate (corresponding to a second member (tube plate) of Patent Document 1) for fitting the open end thereof, and the tank body has the opening. The outer circumference of the end is projected like a flange. Then, the flange portion is fitted into the annular groove of the header plate via the packing. The header plate is intermittently provided with a large number of slits parallel to the flange at a position separated from the edge of the annular groove by a predetermined distance, and the edge adjacent to the slit is plastically deformed parallel to the flange. Therefore, a U-shaped locking claw in a plan view is formed. Then, the edge of the locking claw on the slit side is locked to the flat surface of the flange portion.
その応用例として、図9〜図11に示す接続構造がある 。
この応用例は、上記ヘッダプレートの代わりに、端部がタンク本体2aの外周に被嵌する筒状のプレート3とからなるケーシングを有する。そして、タンク本体のフランジ部4の側面に、周方向に細長い凹陥部20を間欠的に形成しておく。さらに、ケーシングを構成するプレートの端部にスリット5を間欠的に設け、その各スリットに隣接する端部をフランジの突設方向と逆方向に塑性変形して係止爪6を形成し、その係止爪6をタンク本体2aの凹陥部20に圧入したものである。
As an application example, there are connection structures shown in FIGS. 9 to 11.
In this application example, instead of the header plate, a casing having a
特許文献1に記載の発明の応用例である図9〜図11に示す接続構造のケーシングを構成する筒状のプレート3と、タンク本体2aとの場合には、係止爪6を凹陥部20内に圧入する時、凹陥部20の長手方向の両端部に形成されたR曲面21に係止爪の端部が乗り上り、タンクの内圧および振動に対して、そこに応力集中が発生し、疲労亀裂22が生じるおそれがある。
In the case of the
そこで、本発明は、タンクに内圧および振動が作用しても係止爪に亀裂が生じ難く、よって耐圧性および耐震性が高く、信頼性の高い接続構造を提供することを課題とする。 Therefore, it is an object of the present invention to provide a highly reliable connection structure having high pressure resistance and earthquake resistance because cracks are unlikely to occur in the locking claws even when internal pressure and vibration act on the tank.
請求項1に記載の本発明は、内部に第1の流体が流通する箱型に形成され、その箱の底部が開口されて開口端1が形成されており、その開口端1の外面側にフランジ部4が突設されているタンク本体2と、
前記タンク本体2のフランジ部4がシールリング10を介して嵌着する環状溝9aを内面側に有し、外面側の端部の外周に、周方向に離間して間欠的に複数のスリット5が形成されたプレート3と、を具備し、
前記プレート3の各スリット5に隣接する端部が、前記フランジ部4の突設方向と逆方向に且つ、フランジ部4の周方向に平行な弧状に塑性変形されて、複数の係止爪6が形成されており、その係止爪6の前記スリット5側の弧状縁6aが前記フランジ部4の係止面4aに係止されている熱交換器用タンクの接続構造において、
タンク本体2には、前記フランジ部4の前記外面側に、そのフランジ部4に平行な溝部7を介して、フランジ部4に平行で前記周方向に間欠的に複数の突設部8が形成されおり、その周方向に対向する突設部8、8の端部間に前記各スリット5に隣接する端部が圧入されており、そこに塑性変形された複数の前記係止爪6を有し、前記スリット5の前記周方向の長さは、前記溝部7の前記周方向長さより短く形成された熱交換器用タンクの接続構造である。
The present invention according to claim 1 is formed in a box shape through which a first fluid flows, and the bottom of the box is opened to form an open end 1 on the outer surface side of the open end 1. The
The
The end portions of the
In the
請求項2に記載の本発明は、前記溝部7がタンク本体2の外周の全周に渡って形成された請求項1に記載の熱交換器用タンクの接続構造である。
The present invention according to
本発明の接続構造は、タンク本体2に溝部7が形成されていることにより、従来の図9〜図11に示すような構造のフランジ側面に設けたレーストラック状の凹陥部20に係止爪を圧入する場合のように、凹陥部の長手方向の端のR曲面21に係止爪の縁が乗り上げるおそれがない。それゆえ、乗り上げに伴う係止爪の端部に生じる干渉、ならびに流体圧および振動により生じる係止爪の根元の応力集中を防止でき、信頼性の高い接続構造を提供できる。
さらに、溝部7をタンク本体2の外周の全周に渡るものとした場合には、その溝部7を切削加工によって形成する場合、加工を断続することなく連続して加工することができるので、タンク本体2の生産性が向上する。
In the connection structure of the present invention, since the
Further, when the
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。
この発明は、熱交換器の一例としてチャージエアクーラに適用したタンク本体と、プレートとの接続構造である。即ち、図6に示す如く、偏平チューブ12の積層体により熱交換器のコア13が形成され、そのコア13の外周に、筒状に形成したプレート3からなるケーシングを被嵌し、そのプレート3の排ガス(第1の流体)の流通方向の両端開口の内面に一対のブラケット9を取付け、ブラケット9とプレート3との間に環状溝9aを形成する。そして、図5に示す如く、その環状溝9aにシールリング10を介してタンク本体2の開口端1に突設したフランジ部4を嵌着し、プレート3の端部とタンク本体2のフランジ部4との間をカシメによって接続したものである。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The present invention is a connection structure between a plate and a tank body applied to a charge air cooler as an example of a heat exchanger. That is, as shown in FIG. 6, a
即ち、本発明の接続構造のプレート3は、その端部内周にブラケット9が接続されて、そのプレートとブラケット9とにより環状溝9aを形成する。そして、その環状溝9aにタンク本体2のフランジ部4が圧入される。その状態で、プレート3の開口端に設けたスリット5(図1)に隣接する縁部をフランジ部4の突出方向とは逆向きに塑性変形して係止爪6を形成し、その係止爪6の弧状縁6aをフランジ部4の係止面4aに係止させるものである。
That is, in the
タンク本体2は、図2及び図3(A)に示す如く、箱型に形成されており、その箱の底部が開口している開口端1を有している。その開口端1の外周に環状のフランジ部4が突設されている。このフランジ部4は、図2において下面側にシール面4bが形成され、上面側に係止爪6のための係止面4aが形成されている。さらに、係止面4aに対向し、フランジ部4に平行な突設部8が周方向に間欠的に一体形成されている。各突設部8の長手方向の端部8aは、外側に湾曲する水平方向の断面が弧状に形成されている。なお、この端部8aは、傾斜面又は凹陥した曲面であってもよい。各突設部8とフランジ部4との間には、溝部7が環状に形成されている。
As shown in FIGS. 2 and 3A, the
次に、プレート3は、図6に示す如く、断面コ字状のプレート本体3aと、それに被嵌される側蓋3bにより、筒状のケーシングを構成する。そのプレート3の図において上下両端部には、間欠的にスリット5が周方向に形成されている。このスリット5は、図4(A)に示す如く、プレート3の両端縁に近接した位置に穿設されている。
Next, as shown in FIG. 6, the
そして、図示しないカシメ機によって、図4(B)の如く、スリット5に隣接する端部が、タンク本体2のフランジ部4の突出方向と逆方向に塑性変形されて、平面視で略円弧状の係止爪6が形成される。カシメ機は、一例として、プレート3の各スリットに隣接した位置に、複数の爪成形部が間欠的に突設されたプレス機からなる。そしてカシメ機をフランジ部4の突設方向と逆方向に移動し、各スリットに隣接する縁部を押し込み、同時に各係止爪6を成形する。このとき、各スリット5に隣接する縁部は、各突設部8の端部8a、8a間に圧入される。この時、一対の対向する端部8a、8aが係止爪6の成形のガイドとなり、係止爪が正確に形成される。
Then, as shown in FIG. 4B, the end portion adjacent to the
そして、その係止爪6の弧状縁6aがフランジ部4の係止面4aに被着される。
この時、係止面4aと突設部8との間には溝部7が形成されている。
なお、係止爪6の形成に当たっては、図5(B)に示す如く、フランジ部4をプレート3とブラケット9との環状溝9aにシールリング10を介して圧入しつつ、図示しない、カシメ機をプレート3の外面側から内面側に移動して、スリット5に隣接する縁部を平面視で弧状に塑性変形する。
Then, the
At this time, a
In forming the locking
次に、この接続構造を有する熱交換器について説明する。この熱交換器は、図6に示す如く、偏平チューブ12の積層体によりコア13が形成されている。その偏平チューブは、一対の溝状に形成されたプレートの嵌着体からなる。そして、その長手方向の両端が厚み方向の外側に膨出して拡開部23を形成する。各偏平チューブ12の外面側には仕切部16とディンプル17とが形成されている。
次に、コア13の外周は、プレート本体3aと側蓋3bとからなるプレート3が被嵌される。そのプレート3は全体が筒状に形成されてケーシングを構成する。
Next, a heat exchanger having this connection structure will be described. In this heat exchanger, as shown in FIG. 6, the
Next, the outer circumference of the
そして、各部品を組立て、各部品間を一体的に高温の炉内でろう付する。
次いで、図5(A)、図5(B)に示す如く、プレート3とブラケット9との間にシールリング10を嵌着する。次いで、タンク本体2のフランジ部4を環状溝9a内に圧入すると共に、シールリング10を圧縮する方向に外力を加えた状態で、カシメ機をタンク本体2の内方向へ移動して係止爪6を形成する。即ち、プレート3の各スリット5に隣接する縁部をフランジ部4の突設方向と逆方向に外力を加えて、そのフランジ部4に平行に係止爪6を形成する。この時、係止爪6は図1に示す如く、略円弧状に形成される。また、その係止爪6は、タンク本体2の外周に周方向に間欠的に一体形成される。
このようにして、図7に示す熱交換器を形成する。
Then, each part is assembled and brazed integrally between the parts in a high temperature furnace.
Next, as shown in FIGS. 5A and 5B, the
In this way, the heat exchanger shown in FIG. 7 is formed.
上下一対の冷却水パイプ14の一方から冷却水18(第2の流体)を流入し、コア13の各偏平チューブ12の外面側に冷却水18を供給する。その冷却水18は、図6において仕切部16の一方側から他方側にU字状に流通する。
また、図7において、一方の排ガスパイプ15から他方の排ガスパイプ15に排ガス19が導かれ、それが各コア13の各偏平チューブ12内を流通し、冷却水18と排ガス19との間に熱交換が行われる。
The cooling water 18 (second fluid) flows in from one of the pair of upper and lower
Further, in FIG. 7, the
本実施例の特徴とするところは、タンク本体2に溝部7が形成されていることである。それにより、従来の図9〜図11に示すような構造のフランジ側面に設けたレーストラック状の凹陥部20に係止爪を圧入する場合のように、凹陥部の長手方向の端のR曲面21に係止爪の縁が乗り上げるおそれがない。ゆえに、乗り上げに伴う係止爪の端部に生じる亀裂、および干渉、ならびに流体圧および振動により生じる係止爪の根元の応力集中を防止でき、信頼性の高い接続構造を提供できる。
さらに、溝部7はタンク本体2の外周の全周に渡るものとしたので、その溝部7を切削加工によって形成する場合、加工を断続することなく連続して加工することが可能となり、タンク本体2の生産性が向上する。
A feature of this embodiment is that a
Further, since the
次に、図8は本発明の第2実施例の要部断面図である。
この熱交換器用タンクの接続構造が、前記第1実施例と異なる点は、プレート3がタンク本体2の開口端を被嵌するヘッダプレートであり、そのチューブ挿通孔にチューブ24の端部が挿通され、その挿通部がろう付されるものである。
この実施例では、ヘッダプレートを構成するプレート3の外周縁が立ち上げられた側壁部を有する。その側壁部の端部に係止爪6が設けられている。
Next, FIG. 8 is a cross-sectional view of a main part of the second embodiment of the present invention.
The connection structure of the heat exchanger tank is different from that of the first embodiment in that the
In this embodiment, the outer peripheral edge of the
本発明は、ラジエータやチャージエアクーラ等の各種熱交換器の接続構造として利用できる。このとき、プレート3はタンク本体の開口を被蔽するチューブプレートの場合と、環状溝を端部内周に有する筒状のケーシングの場合の両者を含む。
The present invention can be used as a connection structure for various heat exchangers such as radiators and charge air coolers. At this time, the
1 開口端
2 タンク本体
2a タンク本体
3 プレート
3a プレート本体
3b 側蓋
4 フランジ部
4a 係止面
4b シール面
5 スリット
1
6 係止爪
6a 弧状縁
7 溝部
8 突設部
8a 端部
9 ブラケット
9a 環状溝
10 シールリング
12 偏平チューブ
13 コア
6 Locking
14 冷却水パイプ
15 排ガスパイプ
16 仕切部
17 ディンプル
18 冷却水
19 排ガス
20 凹陥部
21 R曲面
22 亀裂
23 拡開部
24 チューブ
14
Claims (2)
前記タンク本体(2)のフランジ部(4)がシールリング(10)を介して嵌着する環状溝(9a)を内面側に有し、外面側の端部の外周に、周方向に離間して間欠的に複数のスリット(5)が形成されたプレート(3)と、を具備し、
前記プレート(3)の各スリット(5)に隣接する端部が、前記フランジ部(4)の突設方向と逆方向に且つ、フランジ部(4)の周方向に平行な弧状に塑性変形されて、複数の係止爪(6)が形成されており、その係止爪(6)の前記スリット(5)側の弧状縁(6a)が前記フランジ部(4)の係止面(4a)に係止されている熱交換器用タンクの接続構造において、
タンク本体(2)には、前記フランジ部(4)の前記外面側に、そのフランジ部(4)に平行な溝部(7)を介して、フランジ部(4)に平行で前記周方向に間欠的に複数の突設部(8)が形成されおり、その周方向に対向する突設部(8、8)の端部間に前記各スリット(5)に隣接する端部が圧入されており、そこに塑性変形された複数の前記係止爪(6)を有し、前記スリット(5)の前記周方向の長さは、前記溝部(7)の前記周方向長さより短く形成された熱交換器用タンクの接続構造。 It is formed in a box shape through which the first fluid flows, and the bottom of the box is opened to form an open end (1), and a flange portion (4) is provided on the outer surface side of the open end (1). The protruding tank body (2) and
The flange portion (4) of the tank body (2) has an annular groove (9a) to be fitted via the seal ring (10) on the inner surface side, and is separated from the outer periphery of the end portion on the outer surface side in the circumferential direction. A plate (3) in which a plurality of slits (5) are formed intermittently is provided.
The end portion of the plate (3) adjacent to each slit (5) is plastically deformed into an arc shape in the direction opposite to the projecting direction of the flange portion (4) and parallel to the circumferential direction of the flange portion (4). A plurality of locking claws (6) are formed, and the arcuate edge (6a) of the locking claw (6) on the slit (5) side is the locking surface (4a) of the flange portion (4). In the connection structure of the heat exchanger tank locked to
The tank body (2) is intermittent in the circumferential direction parallel to the flange portion (4) via a groove portion (7) parallel to the flange portion (4) on the outer surface side of the flange portion (4). A plurality of projecting portions (8) are formed, and an end portion adjacent to each of the slits (5) is press-fitted between the ends of the projecting portions (8, 8) facing each other in the circumferential direction. The heat formed therein has a plurality of the locking claws (6) plastically deformed, and the length of the slit (5) in the circumferential direction is shorter than the length of the groove (7) in the circumferential direction. Connection structure of tank for exchanger.
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