热交换器的集管板结构的制作方法

1.本发明涉及对于具有被区分为多个的芯的热交换器而言最佳的热交换器的集管板结构，尤其涉及使施加于其扁平管以及集管板的热应力以及应变降低的热交换器的集管板结构。


背景技术：

2.作为沿箱体的长边方向形成有被划分为多个的芯的热交换器，已知有下述专利文献1。
3.该热交换器如图5、图6所示那样由并列多个的扁平管32形成芯，各扁平管32的前端插通于在一对集管板1的底面10贯穿设置的管插通孔4。在各扁平管间配置有波纹翅片33。
4.并且，在一对集管板1覆盖嵌合箱体主体21，而形成箱体。如图7所示那样，通过将设置于集管板1的爪部13铆接于箱体主体21的小凸缘25，而将箱体主体21固定于集管板1。
5.在该箱体主体21形成有划分向芯的内部流通的热介质的流路的一对分隔部22。
6.如图6的(b)所示的那样，在箱体主体21的一对分隔部22所在的部分，在集管板1的底面10形成有虚设管插通孔6，在该虚设管插通孔6插通有扁平管32。热介质不向插通于虚设管插通孔6的扁平管32流入。当在集管板1覆盖嵌合箱体主体21时，箱体主体21的长边方向以虚设管插通孔6为边界被划分为第一箱体部23与第二箱体部24。
7.并且，如图5所示那样，由第一箱体部23划分出的芯的部分形成第一芯34，由第二箱体部24划分出的芯的部分形成第二芯35。能够在第一芯34、第二芯35分别流通不同的热介质。
8.现有技术文献
9.专利文献
10.专利文献1：日本特开2002-115991号公报


技术实现要素：

11.发明要解决的课题
12.然而，专利文献1所记载的热交换器在向各芯34、35流入的热介质存在温度差的情况下，在这些芯34、35间产生热应变。并且，每当热交换器运转时，在两芯34、35间产生热应力，有可能由于长年的使用而在配置于箱体主体21的分隔部22的附近的供热介质流入的扁平管32产生龟裂。
13.于是，本发明的目的在于实现在配置于箱体主体21的分隔部22的附近的扁平管32产生的热应力以及应变的降低。
14.需要说明的是，需要在箱体主体21的一对分隔部22所在的集管板1的底面10的部分确保用于配置密封环31的充足的密封面。
15.用于解决课题的方案
16.技术方案1所述的本发明为一种热交换器的集管板结构，具备：
17.细长的集管板1，其在底面10形成有扁平的多个管插通孔4，所述多个管插通孔4由一对对置的短边部2以及将该两短边部2间连结的一对长边部3构成；
18.箱体主体21，其经由密封环31而铆接固定于所述集管板1；以及
19.扁平管32，其端部插通于所述集管板1，且其插通部被钎焊固定而形成芯，
20.所述多个管插通孔4的短边部2位于集管板1的宽度方向，这些管插通孔4彼此在集管板1的长边方向上分离配置，
21.在所述箱体主体21内具有将该箱体主体21内沿长边方向划分为多个的一对分隔部22，所述管插通孔4中的配置于所述分隔部22之间的管插通孔4形成为虚设管插通孔6，在所述虚设管插通孔6的位置划分芯，
22.其特征在于，
23.与所述虚设管插通孔6的两侧相邻地配置的所述管插通孔4形成为端部管插通孔5，
24.在各管插通孔4、5、6插通有扁平管32，在该各管插通孔4、5、6的孔缘形成有翻边8，所述扁平管32在各管插通孔4、5、6的翻边8的顶部8a附近的内表面处被接合，
25.在所述虚设管插通孔6的长边部3形成有高度h1的翻边8，
26.在与所述虚设管插通孔6相邻的端部管插通孔5的长边部3形成有高度h2的翻边8，
27.所述端部管插通孔5的翻边8的高度h2形成为比所述虚设管插通孔6的翻边8的高度h1高。
28.技术方案2所述的本发明在技术方案1所述的热交换器的集管板结构的基础上，
29.所述虚设管插通孔6的翻边8的高度h1与所述端部管插通孔5的翻边8的高度h2之比为h2/h1≥1.5。
30.发明效果
31.技术方案1所述的发明在虚设管插通孔6的长边部3形成有高度h1的翻边8，在与虚设管插通孔6相邻的端部管插通孔5的长边部3形成有高度h2的翻边8，端部管插通孔5的翻边8的高度h2形成为比虚设管插通孔6的翻边8的高度h1高。
32.并且，对于与虚设管插通孔6相邻的端部管插通孔5的翻边8而言，该翻边8与扁平管32接合的接合部形成于翻边8的顶部8a的附近，从集管板1的底面10到与扁平管32接合的接合部的距离变长，由于扁平管32的热变形而在集管板1以及接合部产生的应力被分散于该翻边8的整体。
33.故而，通过降低在与虚设管插通孔6相邻的端部管插通孔5的翻边8与扁平管32接合的接合部产生的应力，能够提高冷热耐久性。
34.另外，如图4的比较例那样，在将与虚设管插通孔6相邻的端部管插通孔5的翻边8形成为比虚设管插通孔6的翻边8大时，该翻边8的曲率半径变大，端部管插通孔5的翻边8的根部靠近相邻的虚设管插通孔6侧。故而，在将虚设管插通孔6设为通常的翻边高度时，难以在与和该虚设管插通孔6相邻的端部管插通孔5之间的集管板1的底面10确保充足的管间密封面12，密封环31攀上虚设管插通孔6的翻边8，无法期待箱体主体21的分隔部22的周边的充分的密封效果。
35.于是，在本发明中，虚设管插通孔6的翻边8的高度形成为比曲率半径与虚设管插
通孔6相邻的端部管插通孔5的翻边8的高度低，使该翻边8的立起位置靠近虚设管插通孔6侧，能够确保对于发挥箱体主体21的分隔部22的周边的密封环31的效果而言充足的管间密封面12。
36.技术方案2所述的发明在上述结构的基础上，所述虚设管插通孔6的翻边8的高度h1与所述端部管插通孔5的翻边8的高度h2之比为h2/h1≥1.5。
37.由此，与所述虚设管插通孔6相邻的端部管插通孔5的翻边8的高度h2越高，则施加于扁平管32与和虚设管插通孔6相邻的端部管插通孔5的翻边8接合的接合部的应力越降低，若相对于所述虚设管插通孔6的翻边8的高度h1设为1.5倍以上，则从集管板1的底面10到扁平管32的接合部的距离进一步变长，能够提高应力降低效果。
附图说明
38.图1是本发明的集管板结构所使用的集管板1的主要部分俯视图以及剖视图。
39.图2是示出本发明的集管板结构的主要部分俯视图(a)、图2的(a)的b-b向视截面放大图(b)。
40.图3是图2的(a)的iiia-iiia向视剖视图(a)、iiib-iiib向视剖视图(b)、iiic-iiic向视剖视图(c)、iiid-iiid向视剖视图(d)。
41.图4是示出与本发明的集管板结构比较的比较例的说明图。
42.图5是具有以往型的集管板结构的箱体的热交换器的主视图。
43.图6是图5的vi-vi向视主要部分图(a)、图6的(a)的b-b向视剖视图。
44.图7是图6的(a)的vii-vii向视剖视图。
具体实施方式
45.接着，基于附图对本发明的实施方式举例说明。
46.该热交换器作为一例适合用于冷却发动机冷却水的散热器等。
47.该热交换器的箱体由箱体主体21和集管板1构成。
48.箱体主体21在该实施例中由合成树脂材料构成，且形成为在与集管板1连接的一侧具有开口的箱形状。与该开口对置地形成有底。在该开口的边缘形成有朝向箱体主体21的外侧鼓出的小凸缘25。
49.并且，在箱体主体21的内部，作为一例，一对分隔部22以分离一根扁平管32的短边方向的宽度左右的方式对置配置。该分隔部22如图2的(b)所记载的那样形成于箱体主体21的长边方向的中间位置，且从箱体主体21的底朝向集管板1的底面10形成。该分隔部22的端部分别经由环状的密封环31而与集管板1的底面10连接。
50.由一对分隔部22区分箱体主体21的内部，在该一对分隔部22的两侧形成第一箱体部23与第二箱体部24。
51.集管板1俯视呈方形且细长地形成。在集管板1的底面10，如图1的(a)所示的那样，形成有由一对对置的短边部2以及将该两短边部2间连结的一对长边部3构成的多个扁平的管插通孔4。管插通孔4的短边部2位于集管板1的宽度方向，这些管插通孔4彼此在集管板1的长边方向上分离地配置。
52.在该集管板1中，在集管板1的长边方向的中间部的位置、具体而言相当于在箱体
主体21形成的一对分隔部22之间的位置，形成有虚设管插通孔6(与管插通孔4同样地由一对短边部2和一对长边部构成)。
53.夹着该虚设管插通孔6而在其两侧依次并列有端部管插通孔5(与管插通孔4同样地由一对短边部2和一对长边部3构成)以及管插通孔4。
54.各管插通孔4、端部管插通孔5以及虚设管插通孔6的内周相同。在各插通孔4、5、6的孔缘形成有朝向箱体主体21的内侧突出的翻边(burring)8。翻边8的顶部8a与根部8b之间由曲面平滑地连结。在该顶部8a的附近的内侧，具有形成为平坦的面的接合面9，以便容易与扁平管32接合。
55.在集管板1的外周，如图1的(b)所记载的那样，形成有向箱体主体21侧立起的外周壁，在该外周壁的前端部形成有铆接用的爪部13。
56.如图2的(b)所示那样，在形成于管插通孔4的底面10形成有向箱体主体21的内部侧隆起的隆起部14。该隆起部14的底面10位于比形成于虚设管插通孔6以及端部管插通孔5的底面10高的位置。
57.在该隆起部14的底面10的外周缘与集管板1的外周壁之间，如图1以及图3的(d)所示的那样，形成有槽11。隆起部14的底部10的区域的刚性比形成于虚设管插通孔6以及端部管插通孔5的底部10的刚性高。
58.该热交换器将多个扁平管32并列而形成芯。在各插通孔4、5、6插通扁平管32的端部，扁平管32与各插通部4、5、6的翻边8的接合面9之间被钎焊固定。在各扁平管32间，如图2的(b)那样，能够配置波纹状的翅片33。
59.在集管板1的槽11以及位于虚设管插通孔6与和该虚设管插通孔6相邻的端部管插通孔5之间的管间密封面12，如图2的(a)所示的那样，配置有密封环31。在集管板1经由密封环31而嵌合箱体主体21的开口。并且，集管板1的爪部13铆接于箱体主体21的小凸缘25侧，从而箱体主体21与集管板1被固定。
60.对于一对分隔部22而言，如图2的(b)所示的那样，在管间密封面12的位置，各分隔部22的前端抵接于密封环31。
61.通过虚设管插通孔6、箱体主体21内的一对分隔部22以及插入该虚设管插通孔6的扁平管32，而在该虚设管插通孔6的长边方向的两侧区分芯。
62.在第一箱体部23侧配置第一芯34，在第二箱体部24侧配置第二芯35，能够向这些芯34、35流通不同的热介质。作为一例，能够向第一芯34流通发动机冷却水，并向第二芯35流通辅机冷却水。
63.上述的热交换器在向各芯34、35流入的热介质存在温度差的情况下，在这些芯34、35间产生热应变，每当运转热交换器时，在两芯34、35间产生热应力。尤其是，在位于成为两芯34、35的边界的箱体主体21的分隔部22的附近的扁平管32容易产生热应力。
64.关于在虚设管插通孔6以及端部管插通孔5形成的底部10的区域，为了将这些插通孔5、6的周缘部的刚性形成为比除此以外的部位的刚性弱，而未形成隆起部14。由此，吸收在位于箱体主体21的分隔部22的附近的虚设管插通孔6以及端部管插通孔5插通的扁平管32所产生的应力。端部管插通孔5的数量越多，则该效果越显著。在该例子中，在虚设管插通孔6的两侧相邻地各形成有3个端部管插通孔5。
65.该实施例具有用于更有效地降低在分隔部22的附近产生的热应力的结构。
66.在与虚设管插通孔6相邻的端部管插通孔5的长边部3形成有具有从翻边8的根部8b到翻边8的顶部8a的高度h2的翻边8。
67.在虚设管插通孔6的长边部3形成有具有从集管板1的底面10到翻边8的顶部8a的高度h1的翻边8。
68.如图1的(b)所示的那样，端部管插通孔5的翻边8的高度h2形成为比虚设管插通孔6的翻边8的高度h1高。
69.从与虚设管插通孔6相邻的位置偏移的端部管插通孔5如图1的(b)所示的那样，能够在其长边部3形成具有从集管板1的底面10到翻边8的顶部8a的高度h3的翻边8。该高度h3优选形成为高度h2以下且比高度h1高。
70.施加于从与虚设管插通孔6相邻的位置偏移的端部管插通孔5的扁平管32的热应力比施加于与虚设管插通孔6相邻的端部管插通孔5的扁平管32的热应力小，因此不要求高度h2那种程度的高度。
71.在与虚设管插通孔6相邻的端部管插通孔5的翻边8中，其接合面9形成于翻边8的顶部8a的附近，且从翻边的根部8b到与扁平管32接合的接合面9的距离变长。即，该端部管插通孔5的翻边8的从根部8b到顶部8a的曲面的曲率半径r2变大。因此，由于扁平管32的热变形而在集管板1以及接合部产生的应力被分散于该翻边8的曲面的整体。
72.故而，通过降低在与虚设管插通孔6相邻的端部管插通孔5的翻边8与扁平管32接合的接合部产生的应力，能够提高冷热耐久性。
73.图4是示出假设虚设管插通孔6的翻边8的高度h1形成为与虚设管插通孔6相邻的端部管插通孔5的翻边8的高度h2的一半左右、即与图1的(b)的从虚设管插通孔6的相邻的位置偏移的端部管插通孔5的翻边8的高度h3同等程度(翻边8的曲率半径r2的一半左右的曲率半径r3)的情况下的由密封面的减小引起的问题点的图。
74.在该情况下，如图4所记载的那样，与虚设管插通孔6相邻的端部管插通孔5的翻边8的根部8b靠近相邻的虚设管插通孔6侧。故而，在将虚设管插通孔6的高度h1设为与翻边高度h3同等程度时，管间密封面12的宽度w2变窄，难以确保充分的管间密封面12。即，如图4那样，密封环31攀上虚设管插通孔6的翻边8，无法期待箱体主体21的分隔部22的周边的充分的密封效果。
75.于是，如图1的(b)、图2的(b)所示的那样，虚设管插通孔6的翻边8的高度h1形成为比与虚设管插通孔6相邻的端部管插通孔5的翻边8的高度h2低，使该翻边8的该曲率半径r1比与虚设管插通孔6相邻的端部管插通孔5的翻边8的曲率半径r2小，从而使翻边8立起的根部8b的位置靠近虚设管插通孔6侧，由此扩宽管间密封面12的宽度w1。由此，能够确保对于发挥箱体主体21的分隔部22的周边的密封环31的效果而言充足的管间密封面12。
76.优选设为虚设管插通孔6的翻边8的高度h1与所述端部管插通孔5的翻边8的高度h2之比处于h2/h1≥1.5的范围的结构。
77.与虚设管插通孔6相邻的端部管插通孔5的翻边8的高度h2越高，则越能够降低施加于扁平管32与和虚设管插通孔6相邻的端部管插通孔5的翻边8接合的接合部的应力。
78.具体而言，若将与虚设管插通孔6相邻的端部管插通孔5的翻边8的高度h2相对于虚设管插通孔6的翻边8的高度h1设为1.5倍以上，则从翻边8的根部8b到扁平管32的接合面9的距离进一步变长，能够提高应力降低效果。
79.虚设管插通孔6、端部管插通孔5的连结长边部的短边部的高度优选与虚设管插通孔6、端部管插通孔5的长边部的高度相同或比其低。
80.附图标记说明
81.1集管板
82.2短边部
83.3长边部
84.4管插通孔
85.5端部管插通孔
86.6虚设管插通孔
87.8翻边
88.8a顶部
89.8b根部
90.9接合面
91.10底面
92.11槽
93.12管间密封面
94.13爪部
95.14隆起部
96.21箱体主体
97.22分隔部
98.23第一箱体部
99.24第二箱体部
100.25小凸缘
101.31密封环
102.32扁平管
103.33波纹翅片
104.34第一芯
105.35第二芯
106.r1、r2、r3翻边的曲率半径
107.h1、h2、h3翻边的高度
108.w1宽度
109.w2宽度。