JP2017015351A - Seal structure of heat exchanger - Google Patents

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佑貴 阿久根
Yuki Akune
佑貴 阿久根
栄一 森
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To stabilize sealing performance in a seal structure which seals an area between a tank and a core plate of a heat exchanger.SOLUTION: A seal structure includes: an engaging claw 14 projecting outward from a side surface 12 of a tank 1; a sealing member 3 installed on an outer periphery of a tank 1 which is located closer to an opening 11 of the tank 1 than the engaging claw 14; and a plate wall 22 which extends from an outer periphery of a core plate 2 to the tank 1 side, encloses the seal member 3, has an engagement hole 23 with which the engaging claw 14 engages, and compresses the seal member 3 between itself and the side surface 12 of the tank 1.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、熱交換器において、タンクとコアプレートとの間をシールするシール構造に関する。   The present invention relates to a seal structure that seals between a tank and a core plate in a heat exchanger.

熱交換器は、一方の側に開口を有するタンクと、開口を覆うようにタンクに取り付けられるコアプレートと、コアプレートに接続される複数のチューブとを備える。このような構成により、タンク内の液体が複数のチューブに分配、あるいは、複数のチューブ内の液体がタンク内で集合されるようになっている。   The heat exchanger includes a tank having an opening on one side, a core plate attached to the tank so as to cover the opening, and a plurality of tubes connected to the core plate. With such a configuration, the liquid in the tank is distributed to a plurality of tubes, or the liquid in the plurality of tubes is collected in the tank.

タンクとコアプレートは、特許文献1に開示されるように、カシメによって取り付けられるのが一般的である。タンクの開口側端部はフランジ状になっており、タンクの開口側端部とコアプレートと間にシール部材を配置してコアプレートの縁をカシメれば、シール部材がタンクの開口側端部とコアプレートとの間で圧縮され、タンクとコアプレートとの間がシールされる。   As disclosed in Patent Document 1, the tank and the core plate are generally attached by caulking. The opening side end of the tank has a flange shape, and if the seal member is placed between the opening side end of the tank and the core plate and the edge of the core plate is crimped, the sealing member is the opening side end of the tank. Between the tank and the core plate.

特開2004−66283号公報JP 2004-66283 A

上記シール構造では、シール部材の圧縮率はタンクの開口側端部とコアプレートとの距離に依存する。   In the seal structure, the compression rate of the seal member depends on the distance between the opening side end of the tank and the core plate.

しかしながら、上記距離はタンク、コアプレートの寸法バラツキがあるため管理が難しく、シール性能を安定させるのが難しいという問題があった。   However, there is a problem that the distance is difficult to manage because of the dimensional variation of the tank and the core plate, and it is difficult to stabilize the sealing performance.

本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたもので、熱交換器のタンクとコアプレートとの間をシールするシール構造において、シール性能を安定させることを目的とする。   The present invention has been made in view of such a technical problem, and an object of the present invention is to stabilize sealing performance in a seal structure that seals between a tank and a core plate of a heat exchanger.

本発明のある態様によれば、熱交換器において、一方の側に開口を有するタンクと前記開口を覆うように前記タンクに取り付けられるコアプレートとの間をシールするシール構造であって、前記タンクの側面から外側に突出する係合爪と、前記タンクの前記係合爪よりも前記タンクの前記開口に近い側の外周に装着されるシール部材と、前記コアプレートの外周から前記タンク側に延び、前記シール部材を囲繞し、前記係合爪が係合する係合孔を有し、前記タンクの前記側面との間で前記シール部材を圧縮するプレート壁と、を備えるシール構造が提供される。   According to an aspect of the present invention, in the heat exchanger, there is provided a seal structure that seals between a tank having an opening on one side and a core plate attached to the tank so as to cover the opening. An engaging claw protruding outward from the side surface of the tank, a seal member attached to the outer periphery of the tank closer to the opening than the engaging claw of the tank, and extending from the outer periphery of the core plate to the tank side And a plate wall that has an engagement hole that surrounds the seal member, engages with the engagement claw, and compresses the seal member with the side surface of the tank. .

上記態様によれば、熱交換器が使用されている間は、タンクの内圧によってタンクの側面が外側に拡がり、シール部材がタンクの側面とプレート壁によってさらに圧縮される。寸法バラツキ、経時劣化等があったとしてもタンクの内圧を利用してシール部材の圧縮率を高めることができるので、安定したシール性能を確保することができる。   According to the above aspect, while the heat exchanger is used, the side surface of the tank expands outward due to the internal pressure of the tank, and the seal member is further compressed by the side surface of the tank and the plate wall. Even if there is dimensional variation, deterioration with time, etc., the internal pressure of the tank can be used to increase the compression rate of the seal member, so that stable sealing performance can be ensured.

本発明の実施形態に係るシール構造を備えたタンク及びコアプレートの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of a tank and a core plate provided with the seal structure concerning the embodiment of the present invention. シール前の状態を示した図である。It is the figure which showed the state before sealing. シール後の状態を示した図である。It is the figure which showed the state after sealing. シール構造の一部変形例を示した図である。It is the figure which showed the partial modification of the seal structure. シール構造の一部変形例を示した図である。It is the figure which showed the partial modification of the seal structure. シール構造の一部変形例を示した図である。It is the figure which showed the partial modification of the seal structure. シール構造の一部変形例を示した図である。It is the figure which showed the partial modification of the seal structure.

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1は、ラジエータ、インタークーラ、オイルクーラ等の熱交換器に用いられるタンク1及びコアプレート2の分解斜視図である。   FIG. 1 is an exploded perspective view of a tank 1 and a core plate 2 used in a heat exchanger such as a radiator, an intercooler, and an oil cooler.

タンク1は、一方に開口11を有する樹脂製のタンクである、タンク1は、開口11をコアプレート2に向けた状態でコアプレート2に取り付けられ、これによってタンク1とコアプレート2との間に流体を貯留する空間が形成される。タンク1の側面12から側方に延びるパイプ13は流体の入口パイプ又は出口パイプである。   The tank 1 is a resin-made tank having an opening 11 on one side. The tank 1 is attached to the core plate 2 with the opening 11 facing the core plate 2, and thereby, between the tank 1 and the core plate 2. A space for storing fluid is formed. A pipe 13 extending laterally from the side surface 12 of the tank 1 is a fluid inlet pipe or outlet pipe.

タンク1の側面12(四隅含む。以下同じ)には、側面12から外側に突出する係合爪14が設けられている。係合爪14は、それぞれタンク1の開口11側の縁に沿って延びる突起であり、後述するように、タンク1をコアプレート2に固定するために用いられる。図1に示す例では、係合爪14は二個を一組として間隔を置いて設けられているが、図3、図5に示す様に係合爪14は一個単位で等間隔に設けられていてもよい。   On the side surface 12 of the tank 1 (including the four corners; the same applies hereinafter), engaging claws 14 that protrude outward from the side surface 12 are provided. The engaging claws 14 are protrusions that extend along the edge of the tank 1 on the opening 11 side, and are used to fix the tank 1 to the core plate 2 as described later. In the example shown in FIG. 1, the engaging claws 14 are provided at intervals with each other as a set, but as shown in FIGS. 3 and 5, the engaging claws 14 are provided at regular intervals in units of one. It may be.

タンク1の係合爪14よりも開口11に近い側の外周には、シリコン樹脂組成物等で構成される環状のシール部材3が装着される。シール部材3が装着される部位を基準とした係合爪14の高さhは、シール部材3の非圧縮時の厚さtよりも高く設定される(図2A参照)。   An annular seal member 3 made of a silicon resin composition or the like is attached to the outer periphery closer to the opening 11 than the engaging claw 14 of the tank 1. The height h of the engaging claw 14 with respect to the portion where the seal member 3 is mounted is set to be higher than the thickness t when the seal member 3 is not compressed (see FIG. 2A).

コアプレート2は、並列に形成された複数のスロット21を有する金属製のプレートである。複数のスロット21にはそれぞれ図示しない金属製のチューブがろう付けによって接続され、タンク1内の流体が複数のチューブに分配されるように、あるいは、複数のチューブからの流体がタンク1内で集合するように構成される。   The core plate 2 is a metal plate having a plurality of slots 21 formed in parallel. Metal tubes (not shown) are connected to the plurality of slots 21 by brazing so that the fluid in the tank 1 is distributed to the plurality of tubes, or the fluids from the plurality of tubes gather in the tank 1. Configured to do.

また、コアプレート2には、タンク1側に延びるプレート壁22がコアプレート2の外周に沿って設けられている。プレート壁22には、タンク1の係合爪14に対応する位置に係合孔23が形成されている。プレート壁22のタンク1側の面から係合孔23までの高さをHw、タンク1の係合爪14から開口11側の縁までの高さをHtとすると、Hw>Htとなるように各寸法が設定される(図2B参照)。   The core plate 2 is provided with a plate wall 22 extending toward the tank 1 along the outer periphery of the core plate 2. An engagement hole 23 is formed in the plate wall 22 at a position corresponding to the engagement claw 14 of the tank 1. When the height from the surface of the plate wall 22 on the tank 1 side to the engagement hole 23 is Hw, and the height from the engagement claw 14 of the tank 1 to the edge on the opening 11 side is Ht, Hw> Ht. Each dimension is set (see FIG. 2B).

図2Aは、係合爪14を通るタンク1及びコアプレート2の断面を示しており、タンク1の開口11側をプレート壁22の内側に挿入した時の状態(シール前の状態)を示している。この状態では、シール部材3がプレート壁22によって囲繞され、タンク1の係合爪14に対向してプレート壁22の係合孔23が配置される。   FIG. 2A shows a cross section of the tank 1 and the core plate 2 passing through the engaging claws 14, and shows a state when the opening 11 side of the tank 1 is inserted inside the plate wall 22 (a state before sealing). Yes. In this state, the seal member 3 is surrounded by the plate wall 22, and the engagement hole 23 of the plate wall 22 is disposed to face the engagement claw 14 of the tank 1.

図2Aに示す状態から、パンチを用いてプレート壁22を外側から押し、プレート壁22をタンク1の側面12に向けてカシメると、シール部材3がタンク1の側面12とプレート壁22との間で圧縮されてタンク1とコアプレート2との間がシールされる。また、係合爪14が係合孔23に係合することでタンク1とコアプレート2とが固定される。このとき、上記の通り、係合爪14の高さhがシール部材3の非圧縮時の厚さtよりも高いので、係合爪14が係合孔23に係合する際に誤ってシール部材3を噛み込んでしまうのを防止することができる。   From the state shown in FIG. 2A, when the plate wall 22 is pushed from the outside using a punch and the plate wall 22 is caulked toward the side surface 12 of the tank 1, the sealing member 3 moves between the side surface 12 of the tank 1 and the plate wall 22. The space between the tank 1 and the core plate 2 is sealed. Further, the tank 1 and the core plate 2 are fixed by engaging the engaging claws 14 with the engaging holes 23. At this time, as described above, the height h of the engaging claw 14 is higher than the non-compressed thickness t of the seal member 3, so that when the engaging claw 14 engages with the engaging hole 23, the sealing claw is erroneously sealed. It is possible to prevent the member 3 from being bitten.

図2Bは、シール後の状態、すなわち、本実施形態に係るシール構造を示している。   FIG. 2B shows a state after sealing, that is, the sealing structure according to the present embodiment.

この構造によれば、熱交換器が使用されている間は、タンク1の内圧によってタンク1の側面12が外側に拡がり、シール部材3がタンク1の側面12とプレート壁22によってさらに圧縮される。部品の寸法バラツキやタンク1の側面12とプレート壁22との寸法に多少のバラツキがあったとしても、また、経年劣化によってシール部材3が痩せたとしても、タンク1の内圧を利用してシール部材3の圧縮率を高めることができるので、安定したシール性能を確保することができる。   According to this structure, while the heat exchanger is being used, the side surface 12 of the tank 1 expands outward due to the internal pressure of the tank 1, and the seal member 3 is further compressed by the side surface 12 of the tank 1 and the plate wall 22. . Even if there is some variation in the dimensions of the parts and the dimension between the side surface 12 of the tank 1 and the plate wall 22, or even if the seal member 3 is thin due to deterioration over time, the internal pressure of the tank 1 is used for sealing. Since the compression rate of the member 3 can be increased, stable sealing performance can be ensured.

また、従来構造では、タンクが樹脂製であるとタンクの内圧やシール部材自身の反発力によってタンクのカシメ部(コアプレートの折り曲げ部が押し付けられる部位)がクリープによって凹み、タンク1の固定が緩んだり、タンクの開口側端部とコアプレートとの隙間が拡がってシール部材の圧縮率が低下したりする場合があった。   In the conventional structure, if the tank is made of resin, the caulking portion of the tank (the portion where the bent portion of the core plate is pressed) is recessed by creep due to the internal pressure of the tank or the repulsive force of the sealing member itself, and the tank 1 is loosely fixed. In some cases, the gap between the opening side end of the tank and the core plate widens and the compression rate of the seal member decreases.

これに対し、本実施形態に係るシール構造によれば、タンク1の内圧やシール部材3自身の反発力の大部分はタンク1の側面12及びコアプレート2のプレート壁22に作用し、係合爪14には殆ど作用しないので、クリープが原因で係合爪14が変形してタンク1の固定が緩むことはない。また、タンク1の側面12が仮にクリープによって凹んだとしても、タンク1の内圧を利用してシール部材3の圧縮率が高められるので、シール性の低下が問題になることはない。   On the other hand, according to the seal structure according to the present embodiment, most of the internal pressure of the tank 1 and the repulsive force of the seal member 3 itself act on the side surface 12 of the tank 1 and the plate wall 22 of the core plate 2 to be engaged. Since the claw 14 hardly acts, the engagement claw 14 is not deformed due to creep, and the tank 1 is not loosely fixed. Further, even if the side surface 12 of the tank 1 is recessed by creep, the compression rate of the seal member 3 is increased by utilizing the internal pressure of the tank 1, so that the deterioration of the sealing performance does not become a problem.

また、シール部材3をタンク1の外周に装着するようにしたので、シール部材3を保持するための保持溝をコアプレート2に形成する必要がなくなる。これにより、従来構造に比べて熱交換器を小型化することができる。   Further, since the seal member 3 is mounted on the outer periphery of the tank 1, it is not necessary to form a holding groove for holding the seal member 3 in the core plate 2. Thereby, a heat exchanger can be reduced in size compared with the conventional structure.

また、従来構造では、コアプレート2の四隅をカシメることができず、四隅におけるシール性が低くなり、タンク1の固定が不十分になる傾向があった。これに対し、本実施形態に係るシール構造によれば、四隅においてもタンク1の内圧によってシール部材3が圧縮されるので、このようなシール性の低下を抑えることができる。また、四隅にも係合爪14及び係合孔23を配置したことにより、四隅におけるタンク1の固定も強固である。   Further, in the conventional structure, the four corners of the core plate 2 cannot be crimped, the sealing performance at the four corners is lowered, and the tank 1 tends to be insufficiently fixed. On the other hand, according to the seal structure according to the present embodiment, since the seal member 3 is compressed by the internal pressure of the tank 1 even at the four corners, it is possible to suppress such a decrease in sealing performance. Further, since the engaging claws 14 and the engaging holes 23 are arranged at the four corners, the tank 1 is firmly fixed at the four corners.

また、タンク1の係合爪14から開口11までの高さHtを、プレート壁22のタンク1側の面から係合孔23までの高さHwよりも低く設定したことにより、図2Bに示すように、タンク1の内部からシール部材3に至るまでの隙間24が形成される。これにより、熱交換器が使用されている間は、タンク1の内圧がシール部材3に作用することでシール部材3がより強くタンク1の側面12及びコアプレート2のプレート壁22に押し付けられるようになり、シール部材3の圧縮率をさらに高めてシール性能をさらに安定させることができる。   Further, the height Ht from the engaging claw 14 of the tank 1 to the opening 11 is set lower than the height Hw from the surface of the plate wall 22 on the tank 1 side to the engaging hole 23, which is shown in FIG. 2B. Thus, a gap 24 from the inside of the tank 1 to the seal member 3 is formed. Thus, while the heat exchanger is used, the internal pressure of the tank 1 acts on the seal member 3 so that the seal member 3 is pressed more strongly against the side surface 12 of the tank 1 and the plate wall 22 of the core plate 2. Thus, the compression performance of the seal member 3 can be further increased and the seal performance can be further stabilized.

また、本実施形態に係るシール構造では、プレート壁22の係合孔23から縁にかけての部分(以下、「係止部」)26を係合爪14に接触させてタンク1をコアプレート2に対して固定している。図1に示した例では係止部26は直線形状であるが、係止部26は図3、図4に示す様にタンク1の側面12に向けて凸になるように湾曲させてもよい。係止部26を湾曲させると、係止部26が直線形状である場合と比較して係止部26と係合爪14との接触面積が増え、タンク1をコアプレート2に対してより強固に固定することができる。   Further, in the seal structure according to the present embodiment, a portion (hereinafter referred to as “locking portion”) 26 from the engagement hole 23 to the edge of the plate wall 22 is brought into contact with the engagement claw 14 so that the tank 1 is attached to the core plate 2. It is fixed against. In the example shown in FIG. 1, the locking portion 26 has a linear shape, but the locking portion 26 may be curved so as to protrude toward the side surface 12 of the tank 1 as shown in FIGS. 3 and 4. . When the locking portion 26 is curved, the contact area between the locking portion 26 and the engaging claw 14 increases as compared with the case where the locking portion 26 has a linear shape, and the tank 1 is made stronger with respect to the core plate 2. Can be fixed to.

また、上記実施形態では、プレート壁22をカシメることでプレート壁22をタンク1の側面12に近づけ、係合爪14を係合孔23に係合させているが、係合爪14を弾性変形させて係合孔23に係合させるようにしてもよい。   In the above embodiment, the plate wall 22 is brought close to the side surface 12 of the tank 1 by caulking the plate wall 22 and the engagement claw 14 is engaged with the engagement hole 23. You may make it deform and engage with the engagement hole 23.

この場合、図5、図6に示すように、タンク1の側面12から係合爪14を外側かつコアプレート2から離れる方向に斜め方向に突出させ、係合爪14とタンク1の側面12との間に空間15を形成するのが好適である。   In this case, as shown in FIG. 5 and FIG. 6, the engaging claw 14 protrudes obliquely outward from the side surface 12 of the tank 1 and away from the core plate 2, and the engaging claw 14 and the side surface 12 of the tank 1 It is preferable to form a space 15 between them.

係合爪14をこのように構成すれば、係合爪14がプレート壁22に接触するとタンク1の側面12に向けて弾性変形してプレート壁22とタンク1の側面12との間に入り、その後、元の形状に復元することで係合孔23に係合させることができるので、プレート壁22をカシメる工程を省くことができる。   If the engaging claw 14 is configured in this way, when the engaging claw 14 comes into contact with the plate wall 22, it elastically deforms toward the side surface 12 of the tank 1 and enters between the plate wall 22 and the side surface 12 of the tank 1, Then, since it can be made to engage with the engagement hole 23 by restoring to the original shape, the step of crimping the plate wall 22 can be omitted.

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したものに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。   The embodiment of the present invention has been described above, but the above embodiment is merely one example of application of the present invention, and the technical scope of the present invention is limited to the specific configuration of the above embodiment. is not.

1 タンク
11 開口
12 側面
14 係合爪
2 コアプレート
22 プレート壁
23 係合孔
26 係止部
3 シール部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tank 11 Opening 12 Side surface 14 Engagement claw 2 Core plate 22 Plate wall 23 Engagement hole 26 Locking part 3 Seal member

Claims (6)

熱交換器において、一方の側に開口を有するタンクと前記開口を覆うように前記タンクに取り付けられるコアプレートとの間をシールするシール構造であって、
前記タンクの側面から外側に突出する係合爪と、
前記タンクの前記係合爪よりも前記タンクの前記開口に近い側の外周に装着されるシール部材と、
前記コアプレートの外周から前記タンク側に延び、前記シール部材を囲繞し、前記係合爪が係合する係合孔を有し、前記タンクの前記側面との間で前記シール部材を圧縮するプレート壁と、
を備えるシール構造。
In the heat exchanger, a seal structure for sealing between a tank having an opening on one side and a core plate attached to the tank so as to cover the opening,
An engaging claw protruding outward from a side surface of the tank;
A seal member mounted on the outer periphery of the tank closer to the opening than the engagement claw of the tank;
A plate extending from the outer periphery of the core plate to the tank side, surrounding the seal member, having an engagement hole with which the engagement claw is engaged, and compressing the seal member with the side surface of the tank With walls,
Seal structure comprising.
請求項1に記載のシール構造であって、
前記プレート壁は、前記タンクの前記側面に向けてカシメられる、
ことを特徴とするシール構造。
The seal structure according to claim 1,
The plate wall is crimped toward the side of the tank;
A seal structure characterized by that.
請求項2に記載のシール構造であって、
前記プレート壁の係合孔から縁にかけての部分のうち前記係合爪と接触する部分は、前記タンクの前記側面に向けて凸となるよう湾曲している、
ことを特徴とするシール構造。
The seal structure according to claim 2,
Of the portion from the engagement hole to the edge of the plate wall, the portion that comes into contact with the engagement claw is curved to be convex toward the side surface of the tank.
A seal structure characterized by that.
請求項1に記載のシール構造であって、
前記係合爪は、前記プレート壁に接触すると前記タンクの前記側面に向けて弾性変形して前記プレート壁と前記タンクの前記側面との間に入り、元の形状に復元することで前記係合孔に係合する、
ことを特徴とするシール構造。
The seal structure according to claim 1,
When the engagement claw comes into contact with the plate wall, the engagement claw is elastically deformed toward the side surface of the tank, enters between the plate wall and the side surface of the tank, and is restored to its original shape, thereby engaging the engagement. Engage the hole,
A seal structure characterized by that.
請求項1から4のいずれかに記載のシール構造であって、
前記タンクの前記シール部材が装着される部位を基準とした前記係合爪の高さは、前記シール部材の非圧縮時の厚さよりも高い、
ことを特徴とするシール構造。
The seal structure according to any one of claims 1 to 4,
The height of the engaging claw with reference to the portion where the seal member of the tank is mounted is higher than the thickness of the seal member when not compressed,
A seal structure characterized by that.
請求項1から5のいずれかに記載のシール構造であって、
前記タンクの前記係合爪から前記開口側の縁までの高さは、前記プレート壁の前記タンク側の面から前記係合孔までの高さよりも低い、
ことを特徴とするシール構造。
The seal structure according to any one of claims 1 to 5,
The height from the engagement claw of the tank to the edge on the opening side is lower than the height from the tank side surface of the plate wall to the engagement hole,
A seal structure characterized by that.
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