JP5082387B2 - Heat exchanger - Google Patents
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Description
本発明は、熱交換器に関するもので、水冷式内燃機関の冷却水と空気とを熱交換して冷却水を冷却するラジエータに適用して有効である。 The present invention relates to a heat exchanger, and is effective when applied to a radiator that cools cooling water by exchanging heat between cooling water and air of a water-cooled internal combustion engine.
従来の熱交換器は、多数のチューブと多数のコルゲートフィンとを交互に積層してコア部を構成している。そして、チューブにおけるチューブ長手方向端部にタンクが配置されている。このタンクは、チューブが挿入されるコアプレートと、コアプレートにかしめ固定されてコアプレートとともにタンク内の空間を形成するタンク本体部とで構成されている。コアプレートは、チューブが挿入されるチューブ挿入穴がチューブ接合面に形成され、チューブ接合面の外周部にはチューブ接合面に対して略垂直に折り曲げられた壁部が形成されている。また、コア部の端部には、コア部を補強するインサートが配置されている。 In the conventional heat exchanger, a large number of tubes and a large number of corrugated fins are alternately stacked to constitute a core portion. And the tank is arrange | positioned at the tube longitudinal direction edge part in the tube. This tank is composed of a core plate into which a tube is inserted, and a tank body part that is caulked and fixed to the core plate to form a space in the tank together with the core plate. In the core plate, a tube insertion hole into which a tube is inserted is formed in the tube joint surface, and a wall portion that is bent substantially perpendicular to the tube joint surface is formed on the outer periphery of the tube joint surface. Moreover, the insert which reinforces a core part is arrange | positioned at the edge part of a core part.
このような熱交換器において、隣接するチューブ間に温度差が発生した場合は、コアプレートのチューブ接合面がチューブ長手方向に弓なりに変形し、屈曲点部位であるチューブ付根部(すなわち、チューブのチューブ巾方向の両端部)に応力が集中するという問題がある。 In such a heat exchanger, when a temperature difference occurs between adjacent tubes, the tube joint surface of the core plate deforms like a bow in the tube longitudinal direction, and the tube root portion (that is, the tube root portion) There is a problem that stress concentrates on both ends in the tube width direction.
これに対し、コアプレートのチューブ接合面にチューブ挿入穴と平行にリブを形成するとともに、このリブの両端を壁部に接続させた熱交換器が提案されている(例えば、特許文献1参照)。これにより、コアプレートの剛性を高め、チューブにおけるチューブ巾方向端部への応力集中を抑制している。 On the other hand, a heat exchanger has been proposed in which ribs are formed on the tube joint surface of the core plate in parallel with the tube insertion holes, and both ends of the ribs are connected to the wall (for example, see Patent Document 1). . Thereby, the rigidity of a core plate is improved and the stress concentration to the tube width direction edge part in a tube is suppressed.
また、図10に示すように、上記特許文献1に記載の熱交換器において、コアプレートJ20におけるチューブ挿入穴J221、およびインサートが挿入されるインサート挿入穴J222の内周縁部に、タンクの内方側に突出する筒状のバーリング部J221aをそれぞれ形成することで、コアプレートJ20の剛性をより高めている。
ところで、上記のような構成の熱交換器において、リブやバーリング部のチューブ接合面からの高さが高い程、コアプレートの剛性が高くなることが知られている。しかしながら、リブやバーリング部の高さを高くし、限られた範囲内にリブやバーリング部を設定することは、コアプレートを例えばプレス加工によって形成する場合、成形性が悪化するという問題がある。 By the way, in the heat exchanger of the above structures, it is known that the rigidity of a core plate will become high, so that the height from the tube joint surface of a rib or a burring part is high. However, increasing the height of the ribs and burring portions and setting the ribs and burring portions within a limited range has a problem that the formability deteriorates when the core plate is formed by, for example, press working.
本発明は、上記点に鑑み、チューブのチューブ巾方向両端部への応力集中を防止しつつ、コアプレートの成形性を向上させることができる熱交換器を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the heat exchanger which can improve the moldability of a core plate, preventing the stress concentration to the tube width direction both ends of a tube in view of the said point.
上記目的を達成するため、本発明では、多数積層配置された扁平形状のチューブ(10)を有するコア部(1)と、チューブ(10)におけるチューブ長手方向(X)の両端部に設けられ、チューブ(10)が接合されたコアプレート(20)と、コアプレート(20)とともにタンク内空間を構成するタンク本体部(21)とを有しているタンク(2、3)とを備える熱交換器であって、チューブ(10)におけるチューブ長手方向(X)の端部は、コアプレート(20)におけるチューブ接合面(22)のチューブ挿入穴(221)に挿入して接合されており、チューブ挿入穴(221)の内周縁部には、一側に突出する筒状のバーリング部(221a)が形成されており、チューブ挿入穴(221)の内周縁部のうちの少なくとも一箇所には、バーリング部(221a)を切断しバーリング部(221a)が形成されていない部位となっている切断部(221b)が設けられていることを第1の特徴としている。 In order to achieve the above object, in the present invention, a core portion (1) having a flat tube (10) arranged in a number of layers and provided at both ends of the tube (10) in the tube longitudinal direction (X), Heat exchange comprising a core plate (20) to which a tube (10) is joined, and a tank (2, 3) having a tank body (21) that constitutes a tank internal space together with the core plate (20). An end of the tube (10) in the tube longitudinal direction (X) is inserted into the tube insertion hole (221) of the tube joining surface (22) of the core plate (20) and joined. A cylindrical burring portion (221a) protruding to one side is formed on the inner peripheral edge of the insertion hole (221), and at least one of the inner peripheral edges of the tube insertion hole (221). To have the first feature that the cutting portion has a portion burring portion cut burring part (221a) (221a) is not formed (221b) is provided.
このように、チューブ挿入穴(221)の内周縁部にバーリング部(221a)を形成することで、コアプレート(20)におけるチューブ挿入穴(221)近傍の剛性を高めることができる。これにより、チューブ(10)に歪みが発生した場合に、チューブ挿入穴(221)のチューブ巾方向(Z)の両端部の変形を防止することができるため、チューブ(10)のチューブ巾方向(Z)両端部への応力集中を防止することができる。 Thus, by forming the burring portion (221a) at the inner peripheral edge of the tube insertion hole (221), the rigidity of the core plate (20) near the tube insertion hole (221) can be increased. Thereby, when distortion occurs in the tube (10), it is possible to prevent deformation of both end portions in the tube width direction (Z) of the tube insertion hole (221), so that the tube width direction of the tube (10) ( Z) Stress concentration at both ends can be prevented.
また、例えばプレス加工にてバーリング部(221a)を形成する場合、バーリング部(221a)に割れが発生しやすい。このため、チューブ挿入穴(221)の内周縁部に、予めバーリング部(221a)の一部を切断しバーリング部(221a)が形成されていない部位となっている切断部(221b)を設けることで、割れの発生を防止し、コアプレート(20)の成形性を向上させることができる。 For example, when the burring portion (221a) is formed by press working, the burring portion (221a) is likely to be cracked. For this reason, a cutting part (221b) that is a part where the burring part (221a) is not formed by cutting a part of the burring part (221a) in advance is provided at the inner peripheral edge of the tube insertion hole (221). Thus, the occurrence of cracks can be prevented and the moldability of the core plate (20) can be improved.
このように、チューブ(10)のチューブ巾方向(Z)両端部への応力集中を防止しつつ、コアプレート(20)の成形性を向上させることが可能となる。 Thus, it becomes possible to improve the moldability of the core plate (20) while preventing stress concentration on both ends of the tube (10) in the tube width direction (Z).
また、本発明では、チューブ(10)は、チューブ長手方向(X)に直交する断面が、互いに平行な一対のストレート部(10a)と、一対のストレート部(10a)の端部同士を接続する円弧状部(10b)とからなり、切断部(221b)は、チューブ挿入穴(221)における円弧状部(10b)に対応する部位に設けられていることも特徴としている。 In the present invention, the tube (10) connects a pair of straight portions (10a) whose cross sections perpendicular to the tube longitudinal direction (X) are parallel to each other and the ends of the pair of straight portions (10a). It consists of an arcuate part (10b), and the cut part (221b) is also characterized in that it is provided at a site corresponding to the arcuate part (10b) in the tube insertion hole (221).
プレス加工にてバーリング部(221a)を形成する場合、バーリング部(221a)におけるチューブ(10)の円弧状部(10b)に対応する部位に、最も割れが発生しやすい。このため、切断部(221b)を、チューブ挿入穴(221)における円弧状部(10b)に対応する部位に設けることで、コアプレート(20)の成形性をより向上させることができる。 When the burring portion (221a) is formed by press working, cracking is most likely to occur at a portion corresponding to the arc-shaped portion (10b) of the tube (10) in the burring portion (221a). For this reason, the moldability of the core plate (20) can be further improved by providing the cut portion (221b) at a portion corresponding to the arc-shaped portion (10b) in the tube insertion hole (221).
この場合、切断部(221b)とコアプレート(20)におけるチューブ長手方向(X)に直交する面(224)との間は、前記直交する面(224)に対して傾斜している傾斜部とすることができる。 In this case, between the cutting part (221b) and the surface (224) perpendicular to the tube longitudinal direction (X) in the core plate (20), there is an inclined part inclined with respect to the orthogonal surface (224) . it can be.
このようにすれば、チューブ(10)に歪みが発生した場合に、コアプレート(20)におけるチューブ長手方向(X)に対して直交する面(224)と傾斜部との接続点が変形し、その変形によりチューブ(10)の歪みを吸収することができる。これにより、チューブ(10)のチューブ巾方向(Z)両端部への応力集中をより確実に防止することができる。 In this way, when the tube (10) is distorted, the connection point between the inclined surface and the surface (224) orthogonal to the tube longitudinal direction (X) in the core plate (20) is deformed, The deformation of the tube (10) can be absorbed by the deformation. Thereby, stress concentration to the tube width direction (Z) both ends of a tube (10) can be prevented more reliably.
また、この場合、チューブ長手方向(X)およびチューブ積層方向(Y)に対してともに直交する方向をチューブ巾方向(Z)としたとき、チューブ挿入穴(221)のチューブ巾方向(Z)の長さ(L1)に対する傾斜部をチューブ長手方向(X)に対して直交する仮想面に投影したときの投影長さ(L2)の比(L2/L1)は、0.05以上、0.3以下の範囲とすることができる。 In this case, when the direction perpendicular to both the tube longitudinal direction (X) and the tube lamination direction (Y) is the tube width direction (Z), the tube width direction (Z) of the tube insertion hole (221) The ratio (L2 / L1) of the projection length (L2) when the inclined portion with respect to the length (L1) is projected onto a virtual plane orthogonal to the tube longitudinal direction (X) is 0.05 or more, 0.3 The following ranges can be adopted.
このようにすれば、チューブ(10)のチューブ巾方向(Z)両端部への応力集中を防止する効果と、コアプレート(20)の成形性を向上させる効果を、両立させることができる。 If it does in this way, the effect which prevents the stress concentration to the tube width direction (Z) both ends of the tube (10) and the effect which improves the moldability of a core plate (20) can be made to make compatible.
また、切断部(221b)を、チューブ挿入穴(221)におけるストレート部(10a)に対応する部位に設けてもよい。 Moreover, you may provide a cutting | disconnection part (221b) in the site | part corresponding to the straight part (10a) in a tube insertion hole (221).
また、本発明では、バーリング部(221a)および切断部(221b)は、コアプレート(20)におけるチューブ積層方向(Y)の両端部近傍に配置されるチューブ挿入穴(221)にのみ設けられていることを第2の特徴としている。 In the present invention, the burring portion (221a) and the cutting portion (221b) are provided only in the tube insertion holes (221) disposed in the vicinity of both ends in the tube stacking direction (Y) of the core plate (20). This is a second feature.
一般的に、チューブ(10)間の温度差により熱歪みが発生するチューブ(10)は、チューブ積層方向(Y)両端部側に偏る傾向がある。このため、より大きな熱歪みが発生しやすいチューブ積層方向(Y)両端部近傍に配置されるチューブ挿入穴(221)にのみ、バーリング部(221b)を形成することで、チューブ(10)のチューブ巾方向(Z)両端部への応力集中をより効果的に防止することができる。 Generally, the tube (10) in which thermal distortion occurs due to a temperature difference between the tubes (10) tends to be biased toward both ends of the tube stacking direction (Y). For this reason, the tube of the tube (10) is formed by forming the burring portion (221b) only in the tube insertion holes (221) arranged in the vicinity of both ends of the tube stacking direction (Y) where a larger thermal strain is likely to occur. Stress concentration at both ends in the width direction (Z) can be more effectively prevented.
また、チューブ積層方向(Y)中間部に配置されるチューブ挿入穴(221)にバーリング部(221b)を設ける必要がないため、コアプレート(20)の成形性をより向上させることができる。 Moreover, since it is not necessary to provide a burring part (221b) in the tube insertion hole (221) arrange | positioned in a tube lamination direction (Y) intermediate part, the moldability of a core plate (20) can be improved more.
また、上記第1〜第4の特徴を有する熱交換器において、チューブ長手方向(X)およびチューブ積層方向(Y)に対してともに直交する方向をチューブ巾方向(Z)としたとき、チューブ接合面(22)に、チューブ巾方向(Z)に延びる複数のリブ(223)を形成することができる。 Moreover, in the heat exchanger having the first to fourth features, when the tube width direction (Z) is a direction orthogonal to the tube longitudinal direction (X) and the tube stacking direction (Y), tube bonding A plurality of ribs (223) extending in the tube width direction (Z) can be formed on the surface (22).
このようにすれば、コアプレート(4)の剛性をより高めることができるため、チューブ(10)のチューブ巾方向(Z)両端部への応力集中を防止することができる。 In this way, since the rigidity of the core plate (4) can be further increased, stress concentration on both ends of the tube (10) in the tube width direction (Z) can be prevented.
この場合、複数のリブ(223)を、コアプレート(20)におけるチューブ積層方向(Y)の両端部近傍に配置することができる。 In this case, a plurality of ribs (223) can be disposed in the vicinity of both ends of the core plate (20) in the tube stacking direction (Y).
このように、より大きな熱歪みが発生しやすいチューブ積層方向(Y)両端部近傍にのみリブ(223)を配置することで、チューブ(10)のチューブ巾方向(Z)両端部への応力集中をより効果的に防止することができる。また、チューブ積層方向(Y)中間部にはリブ(223)を設ける必要がないため、コアプレート(20)の成形性をより向上させることができる。 In this way, stress is concentrated on both ends of the tube (10) in the tube width direction (Z) by disposing the ribs (223) only in the vicinity of both ends of the tube stacking direction (Y) where larger thermal strain is likely to occur. Can be prevented more effectively. Moreover, since it is not necessary to provide the rib (223) in the tube lamination direction (Y) middle part, the moldability of the core plate (20) can be further improved.
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下、本発明の実施形態について説明する。なお、第1実施形態は参考例であり、第2実施形態以降が特許請求の範囲に記載した発明の実施形態である。
(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態について図1〜図4に基づいて説明する。本実施形態は、本発明に係る熱交換器を、水冷式内燃機関を冷却するラジエータに適用したものである。図1は本発明の第1実施形態に係る熱交換器の正面図、図2は図1の熱交換器におけるタンク2、3およびチューブ10の斜視断面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. The first embodiment is a reference example, and the second and subsequent embodiments are embodiments of the invention described in the claims.
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, the heat exchanger according to the present invention is applied to a radiator for cooling a water-cooled internal combustion engine. FIG. 1 is a front view of a heat exchanger according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective sectional view of
図1および図2に示すように、熱交換器は直方体形状のコア部1を備えており、コア部1は、多数のチューブ10と多数のコルゲートフィン11が上下方向に沿って交互に積層されて構成されている。なお、チューブ10およびコルゲートフィン11の積層方向を、以下、チューブ積層方向Yという。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the heat exchanger includes a rectangular parallelepiped core portion 1, and the core portion 1 has a large number of
コルゲートフィン11は、アルミニウム合金製であり、コルゲート状に形成されて空気と冷却水との熱交換を促進するものである。
The
チューブ10は、車両に搭載された水冷式内燃機関(図示せず)の冷却水が流通する通路を内部に有し、アルミニウム合金製板材を所定の形状に折り曲げ後、溶接またはろう付けして形成される。
The
本実施形態では、チューブ10は、その長手方向(以下、チューブ長手方向Xという)が水平方向と一致し、かつ、その断面形状は長径方向が空気の流通方向Aと一致するような扁平形状に形成されている。なお、チューブ積層方向Yおよびチューブ長手方向Xに対してともに直交する方向を、以下、チューブ巾方向Zという。因みに、チューブ巾方向Zは、チューブ10の長径方向および空気の流通方向Aと一致する。より詳細には、チューブ10は、チューブ長手方向Xに直交する断面が、互いに平行な一対のストレート部10aと、一対のストレート部10aの端部同士を接続する円弧状部10bとから構成されており、ストレート部10aはチューブ巾方向Zと平行になっている。
In the present embodiment, the
チューブ10におけるチューブ長手方向Xの両端部には、チューブ長手方向Xと略直交する方向に延びるとともに内部に空間が形成されたタンク2、3が配置されている。タンク2、3には、チューブ10におけるチューブ長手方向Xの端部がチューブ挿入穴221(詳細後述)に挿入して接合されており、多数のチューブ10の各流路とタンク2、3内の空間とが連通している。
At both ends of the
一方のタンク2は、エンジンから流出した高温の冷却水を多数のチューブ10に分配供給するものである。この一方のタンク2には、ホース(図示せず)を介して内燃機関の冷却水出口側に接続される流入口パイプ20が配置されている。
One
他方のタンク3は、空気との熱交換により冷却された冷却水を集合回収して内燃機関に向けて排水するものである。この他方のタンク3には、ホースを介して内燃機関の冷却水入口側に接続される流出口パイプ30が配置されている。
The
コア部1におけるチューブ積層方向Yの両端部には、コア部1を補強するインサート4が配置されている。インサート4は、アルミニウム合金製であり、チューブ長手方向Xと平行な方向に延びてその両端がタンク2、3に接続されている。また、インサート4は、チューブ10より板厚が厚くなっている。
Inserts 4 that reinforce the core portion 1 are disposed at both ends of the core portion 1 in the tube stacking direction Y. The insert 4 is made of an aluminum alloy, extends in a direction parallel to the tube longitudinal direction X, and both ends thereof are connected to the
タンク2、3は、チューブ10およびインサート4が挿入固定されたコアプレート20、コアプレート20と共にタンク2、3内の空間2aを構成するタンク本体部21、およびパッキン(図示せず)を有して構成されている。
The
そして、本実施形態では、コアプレート20をアルミニウム合金製とし、タンク本体部21をガラス繊維強化ナイロン66等の樹脂製として、密閉性を保つためのゴム製のパッキンをコアプレート20とタンク本体部21との間に挟んだ状態で、後述するコアプレート20の突起片251をタンク本体部21に押し付けるように塑性変形させてタンク本体部21をコアプレート20にカシメ固定している。
In this embodiment, the
図3(a)は図2のコアプレート20単体の正面図、図3(b)は図3(a)の下面図、図4は図3(b)のB−B断面図である。
3A is a front view of the
図3(a)、(b)および図4に示すように、コアプレート20は、チューブが接合されるチューブ接合面22を有し、チューブ接合面22の周囲に、タンク本体部21の端部およびパッキンが挿入される断面略矩形状の溝20aが全周に亘って形成されている。
As shown in FIGS. 3A, 3B, and 4, the
溝20aは、3つの面で形成されている。すなわち、チューブ接合面22の外周部から略垂直に折り曲げられてチューブ長手方向Xに延びる内側壁部23と、内側壁部23から略垂直に折り曲げられてチューブ積層方向Yに延びる底壁部24と、底壁部24から略垂直に折り曲げられてチューブ長手方向Xに延びる外側壁部25とによって、溝20aが形成されている。また、外側壁部25の端部には、突起片251が多数形成されている。
The
コアプレート20のチューブ接合面22には、チューブ10が挿入してろう付けされるチューブ挿入穴221がチューブ積層方向Yに沿って多数形成されている。また、インサート4が挿入してろう付けされるインサート挿入穴222が、チューブ接合面22におけるチューブ積層方向Yの両端側に1つずつ形成されている。
A number of tube insertion holes 221 into which the
チューブ挿入穴221の縁部には、タンク2、3の内方側(チューブ長手方向X外側)に向けて突出するように筒状に形成されたバーリング部221aが形成されている。バーリング部221aを設けることにより、コアプレート20におけるチューブ挿入穴221周囲の剛性を高くすることができる。一方、インサート挿入穴222には、バーリング部は形成されていない。
At the edge of the
さらに、チューブ接合面22には、隣接するチューブ挿入穴221間、およびチューブ挿入穴221とインサート挿入穴222との間に、チューブ接合面22からタンク外側に凸となるリブ223が例えばプレス加工によって形成されている。
Furthermore,
各挿入穴221、222およびリブ223は、チューブ巾方向Zに長く延びるとともに、リブ223は、各挿入穴221、222よりも長くなっている。また、リブ223におけるチューブ巾方向Z両端は、各挿入穴221、222におけるチューブ巾方向Z両端よりも、チューブ巾方向Z外側まで延びている。
Each
リブ223におけるチューブ巾方向Z両端は、内側壁部23まで到達していない。換言すると、リブ223におけるチューブ巾方向Z両端は、内側壁部23に接続されていない。したがって、チューブ接合面22には、各挿入穴221、222やリブ223におけるチューブ巾方向Z両端よりも外側で、且つ、チューブ積層方向Yの全域に亘って、平坦な面224が存在する。平坦な面224は、チューブ長手方向Xに容易に変形可能である。したがって、各チューブ10間の温度差が大きい場合は、平坦な面224の変形によってコアプレート20がチューブ長手方向Xに変形し、その変形によりチューブ10の熱歪みが吸収され、チューブ10におけるチューブ巾方向Z全域で応力を小さくすることができる。
Both ends of the
以上説明したように、チューブ挿入穴221の内周縁部にバーリング部221aを形成することで、コアプレート20におけるチューブ挿入穴221近傍の剛性を高めることができる。これにより、チューブ10間に温度差が発生し、チューブ10に熱歪みが発生した場合に、チューブ挿入穴221のチューブ巾方向Zの両端部の変形を防止することができるため、チューブ10のチューブ巾方向Z両端部への応力集中を防止することができる。
As described above, by forming the burring
また、チューブ挿入穴221およびインサート挿入穴222のうち、チューブ挿入穴221のみにバーリング部221aを形成することで、インサート挿入穴222にバーリング部を形成する必要がなくなるため、コアプレート20の成形性を向上させることができる。なお、インサート4は、チューブ10より板厚が厚く、応力集中による破損の恐れはほとんどないため、チューブ10のチューブ巾方向Z両端部への応力集中を防止する効果を確保することができる。
In addition, by forming the burring
したがって、チューブ10のチューブ巾方向Z両端部への応力集中を防止しつつ、コアプレート20の成形性を向上させることが可能となる。
Therefore, it becomes possible to improve the moldability of the
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について図5および図6に基づいて説明する。上記第1実施形態と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図5は本第2実施形態に係る熱交換器におけるコアプレート20単体の下面図、図6は図5のC−C断面図である。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. FIG. 5 is a bottom view of the
図5および図6に示すように、各チューブ挿入穴221において、チューブ挿入穴221の内周縁部には、バーリング部221aを切断する切断部221bが設けられている。換言すれば、各チューブ挿入穴221において、チューブ挿入穴221の内周縁部には、バーリング部221aが形成されていない部位がある。本実施形態では、切断部221bは、チューブ挿入穴221におけるチューブ10の円弧状部10bに対応する部位に1つずつ設けられている。
As shown in FIGS. 5 and 6, in each
バーリング部221aをプレス加工にて形成する場合、バーリング部221aに割れが発生しやすい。このため、チューブ挿入穴221の内周縁部に、予めバーリング部221aの一部を切断した切断部221bを設ける、すなわちバーリング部221aを廃止しておくことで、割れの発生を防止し、コアプレート20の成形性を向上させることができる。
When the burring
さらに、バーリング部221a形成時の割れは、チューブ10の円弧状部10bに対応する部位において最も発生しやすい。したがって、本実施形態のように、チューブ挿入穴221における円弧状部10bに対応する部位に、予め切断部221bを設けることで、割れの発生をより確実に防止し、コアプレート20の成形性をより向上させることができる。なお、本発明者らの検討によると、チューブ挿入穴221における円弧状部10bに対応する部位のバーリング部221aを廃止しても、チューブ10のチューブ巾方向Z両端部への応力集中を防止する効果に与える影響は小さいことが確認できた。
Furthermore, the cracking at the time of forming the burring
したがって、チューブ10のチューブ巾方向Z両端部への応力集中を防止しつつ、コアプレート20の成形性をより向上させることが可能となる。
Therefore, the moldability of the
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態について図7に基づいて説明する。上記第2実施形態と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図7は本第3実施形態に係る熱交換器におけるコアプレート20をチューブ巾方向Zで切断した断面図であり、図6に対応している。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same parts as those in the second embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. FIG. 7 is a cross-sectional view of the
図7に示すように、チューブ挿入穴221の内周縁部における切断部221b(バーリング部221aが形成されていない部位)と、平坦な面224、すなわちコアプレート20におけるチューブ長手方向Xに直交する面との間は、平坦な面(224)に対して傾斜している傾斜部となっている。具体的には、傾斜部は、チューブ挿入穴221の中心に接近するほどタンク2、3内方へ向かうように傾斜している。
As shown in FIG. 7, a
このようにすれば、チューブ10間に温度差が発生し、チューブ10に熱歪みが発生した場合に、コアプレート20における平坦な面224と傾斜部との接続点(屈曲点部位)Dが変形し、その変形によりチューブ10の熱歪みを吸収することができる。これにより、チューブ10のチューブ巾方向Z両端部への応力集中をより確実に防止することができる。
In this way, when a temperature difference occurs between the
このとき、チューブ挿入穴221のチューブ巾方向Zの長さL1に対する傾斜部をチューブ長手方向Xに対して直交する仮想面に投影したときの投影長さL2の比L2/L1は、0.05以上、0.3以下の範囲とすることにより、チューブ10のチューブ巾方向Z両端部への応力集中を防止する効果と、コアプレート20の成形性を向上させる効果を、両立させることができる。
At this time, the ratio L2 / L1 of the projection length L2 when the inclined portion of the
因みに、L2/L1が小さすぎると、コアプレート20における平坦な面224と傾斜部との接続点Dを成形し難くなるとともに、チューブ10に熱歪みが発生した場合に、接続点Dが変形し難くなり、チューブ10の熱歪みを吸収できなくなる。一方、L2/L1が大きすぎると、チューブ10のチューブ巾方向Z端部と接続点Dとの距離が長くなり、チューブ10の熱歪みを吸収できなくなる。
Incidentally, if L2 / L1 is too small, it becomes difficult to form the connection point D between the
(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態について図8に基づいて説明する。上記第2実施形態と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図8は、本第4実施形態に係る熱交換器におけるコアプレート20単体の下面図である。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same parts as those in the second embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. FIG. 8 is a bottom view of the
図8に示すように、切断部221bは、チューブ挿入穴221におけるチューブ10のストレート部10aに対応する部位に1つ設けられている。また、切断部221bは、各チューブ挿入穴221において同一の部位に設けられている。これにより、バーリング部221a形成時における割れの発生を防止し、コアプレート20の成形性を向上させることができる。
As shown in FIG. 8, one cutting
(第5実施形態)
次に、本発明の第5実施形態について図9に基づいて説明する。上記第1実施形態と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図9は、本第5実施形態に係る熱交換器におけるコアプレート20単体の下面図である。
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. FIG. 9 is a bottom view of the
図9に示すように、バーリング部221aは、コアプレート20におけるチューブ積層方向Yの両端部近傍に配置されるチューブ挿入穴221にのみ設けられている。また、リブ223も、コアプレート20におけるチューブ積層方向Yの両端部近傍に配置されている。本実施形態では、バーリング部221aは、コアプレート20におけるチューブ積層方向Yの端部から3つめまでのチューブ挿入穴221に設けられている。リブ223は、コアプレート20におけるチューブ積層方向Yの端部から3つめまでの隣接するチューブ挿入穴221間、およびチューブ挿入穴221とインサート挿入穴222間に配置されている。
As shown in FIG. 9, the burring
一般的に、チューブ10間の温度差により熱歪みが発生するチューブ10は、チューブ積層方向Y両端部側に偏る傾向がある。このため、より大きな熱歪みが発生しやすいチューブ積層方向Y両端部近傍に配置されるチューブ挿入穴221にのみバーリング部221bを形成するとともに、チューブ積層方向Y両端部近傍にのみリブ223を形成することで、チューブ10のチューブ巾方向Z両端部への応力集中をより効果的に防止することができる。
Generally, the
また、チューブ積層方向Y中間部に配置されるチューブ挿入穴221にバーリング部221bを設ける必要がなく、チューブ積層方向Y中間部にリブ223を設ける必要もないため、コアプレート20の成形性をより向上させることができる。
Further, it is not necessary to provide the burring
因みに、「コアプレート20におけるチューブ積層方向Yの端部近傍」とは、一般的に用いられるチューブ10の総本数が30本以上のラジエータの場合、コアプレート20におけるチューブ積層方向Y端部からチューブ挿入穴221が3〜5個配置される範囲をいう。
Incidentally, “in the vicinity of the end of the
(他の実施形態)
なお、上記各実施形態では、コアプレート20のチューブ接合面22にリブ223を設けたが、設けなくてもよい。
(Other embodiments)
In each of the above embodiments, the
また、上記第2〜第4実施形態では、インサート挿入穴222の内周縁部にバーリング部を設けていないが、設けてもよい。
Moreover, in the said 2nd-4th embodiment, although the burring part is not provided in the inner peripheral part of the
また、上記第3実施形態では、切断部221bを、チューブ挿入穴221の中心に接近するほどタンク2、3内方へ向かうように傾斜させたが、チューブ挿入穴221の中心に接近するほどタンク2、3外方へ向かうように傾斜させてもよい。この場合、バーリング部221bはタンク2、3の外方側に向けて突出させるとともに、リブ223はチューブ接合面22からタンク内側に凸となるようにする。
Further, in the third embodiment, the cutting
また、上記第4実施形態では、切断部221bを、各チューブ挿入穴221に1つずつ設けたが、2つ以上設けてもよい。
In the fourth embodiment, one cutting
また、上記第5実施形態では、チューブ挿入穴221のバーリング部221aに切断部221bを設けていないが、切断部221bを設けてもよい。この場合、インサート挿入穴222の内周縁部にバーリング部を設けてもよい。また、切断部221bをチューブ挿入穴221におけるチューブ10の円弧状部10bに対応する部位に設けた場合、切断部221bを平坦な面224に対して傾斜させてもよい。
Moreover, in the said 5th Embodiment, although the cutting
なお、上記各実施形態の構成は、熱歪みだけではなく、内圧の変化や車両の振動等に起因するチューブ10の歪みに対しても、チューブ10のチューブ巾方向Z両端部への応力集中を防止する効果を発揮する。
In addition, the configuration of each of the above embodiments concentrates stress on both ends of the tube width direction Z of the
1…コア部、2、3…タンク、4…インサート、10…チューブ、20…コアプレート、21…タンク本体部、22…チューブ接合面、221…チューブ挿入穴、221a…バーリング部、221b…切断部、222…インサート挿入穴、223…リブ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Core part, 2, 3 ... Tank, 4 ... Insert, 10 ... Tube, 20 ... Core plate, 21 ... Tank main-body part, 22 ... Tube joint surface, 221 ... Tube insertion hole, 221a ... Burring part, 221b ... Cutting Part, 222 ... insert insertion hole, 223 ... rib.
Claims (6)
前記チューブ(10)におけるチューブ長手方向(X)の両端部に設けられ、前記チューブ(10)が接合されたコアプレート(20)と、前記コアプレート(20)とともにタンク内空間を構成するタンク本体部(21)とを有しているタンク(2、3)とを備える熱交換器であって、
前記チューブ(10)は、チューブ長手方向(X)に直交する断面が、互いに平行な一対のストレート部(10a)と、前記一対のストレート部(10a)の端部同士を接続する円弧状部(10b)とからなり、
前記チューブ(10)におけるチューブ長手方向(X)の端部は、前記コアプレート(20)におけるチューブ接合面(22)のチューブ挿入穴(221)に挿入して接合されており、
前記チューブ挿入穴(221)の内周縁部には、一側に突出する筒状のバーリング部(221a)が形成されており、
前記チューブ挿入穴(221)の内周縁部のうちの少なくとも一箇所には、前記バーリング部(221a)を切断し前記バーリング部(221a)が形成されていない部位となっている切断部(221b)が設けられており、
前記切断部(221b)は、前記チューブ挿入穴(221)における前記円弧状部(10b)に対応する部位に設けられており、
前記切断部(221b)と前記コアプレート(20)におけるチューブ長手方向(X)に直交する面(224)との間は、前記直交する面(224)に対して傾斜している傾斜部となっていることを特徴とする熱交換器。 A core portion (1) having a flat tube (10) arranged in a number of layers;
A core plate (20) that is provided at both ends of the tube (10) in the tube longitudinal direction (X) and to which the tube (10) is joined, and a tank body that constitutes a tank internal space together with the core plate (20) A heat exchanger comprising a tank (2, 3) having a portion (21),
The tube (10) includes a pair of straight portions (10a) whose cross sections perpendicular to the tube longitudinal direction (X) are parallel to each other, and an arcuate portion that connects the ends of the pair of straight portions (10a) ( 10b)
The tube longitudinal direction (X) end of the tube (10) is joined by being inserted into a tube insertion hole (221) of a tube joining surface (22) of the core plate (20),
A cylindrical burring part (221a) protruding to one side is formed on the inner peripheral edge of the tube insertion hole (221),
At least one of the inner peripheral edges of the tube insertion hole (221) is a cut portion (221b) that is a portion where the burring portion (221a) is not formed by cutting the burring portion (221a). Is provided ,
The cutting part (221b) is provided at a site corresponding to the arcuate part (10b) in the tube insertion hole (221),
Between the cutting part (221b) and the surface (224) perpendicular to the tube longitudinal direction (X) in the core plate (20) is an inclined part that is inclined with respect to the orthogonal surface (224). heat exchanger, characterized in that is.
前記チューブ挿入穴(221)のチューブ巾方向(Z)の長さ(L1)に対する前記傾斜部をチューブ長手方向(X)に対して直交する仮想面に投影したときの投影長さ(L2)の比(L2/L1)は、0.05以上、0.3以下の範囲であることを特徴とする請求項1に記載の熱交換器。 When the direction perpendicular to both the tube longitudinal direction (X) and the tube stacking direction (Y) is the tube width direction (Z),
Projected length (L2) when the inclined portion with respect to the length (L1) in the tube width direction (Z) of the tube insertion hole (221) is projected onto a virtual plane orthogonal to the tube longitudinal direction (X). The heat exchanger according to claim 1 , wherein the ratio (L2 / L1) is in a range of 0.05 to 0.3.
前記チューブ(10)におけるチューブ長手方向(X)の両端部に設けられ、前記チューブ(10)が接合されたコアプレート(20)と、前記コアプレート(20)とともにタンク内空間を構成するタンク本体部(21)とを有しているタンク(2、3)とを備える熱交換器であって、
前記チューブ(10)は、チューブ長手方向(X)に直交する断面が、互いに平行な一対のストレート部(10a)と、前記一対のストレート部(10a)の端部同士を接続する円弧状部(10b)とからなり、
前記チューブ(10)におけるチューブ長手方向(X)の端部は、前記コアプレート(20)におけるチューブ接合面(22)のチューブ挿入穴(221)に挿入して接合されており、
前記チューブ挿入穴(221)の内周縁部には、一側に突出する筒状のバーリング部(221a)が形成されており、
前記チューブ挿入穴(221)の内周縁部のうちの少なくとも一箇所には、前記バーリング部(221a)を切断し前記バーリング部(221a)が形成されていない部位となっている切断部(221b)が設けられており、
前記切断部(221b)は、前記チューブ挿入穴(221)における前記ストレート部(10a)に対応する部位に設けられていることを特徴とする熱交換器。 A core portion (1) having a flat tube (10) arranged in a number of layers;
A core plate (20) that is provided at both ends of the tube (10) in the tube longitudinal direction (X) and to which the tube (10) is joined, and a tank body that constitutes a tank internal space together with the core plate (20) A heat exchanger comprising a tank (2, 3) having a portion (21),
The tube (10) includes a pair of straight portions (10a) whose cross sections perpendicular to the tube longitudinal direction (X) are parallel to each other, and an arcuate portion that connects the ends of the pair of straight portions (10a) ( 10b)
The tube longitudinal direction (X) end of the tube (10) is joined by being inserted into a tube insertion hole (221) of a tube joining surface (22) of the core plate (20),
A cylindrical burring part (221a) protruding to one side is formed on the inner peripheral edge of the tube insertion hole (221),
At least one of the inner peripheral edges of the tube insertion hole (221) is a cut portion (221b) that is a portion where the burring portion (221a) is not formed by cutting the burring portion (221a). Is provided ,
The said cut | disconnecting part (221b) is provided in the site | part corresponding to the said straight part (10a) in the said tube insertion hole (221), The heat exchanger characterized by the above-mentioned .
前記チューブ接合面(22)にはチューブ巾方向(Z)に延びる複数のリブ(223)が形成されていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載の熱交換器。 When the direction perpendicular to both the tube longitudinal direction (X) and the tube stacking direction (Y) is the tube width direction (Z),
The heat exchanger according to any one of claims 1 to 4, wherein a plurality of ribs (223) extending in a tube width direction (Z) are formed on the tube joining surface (22).
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