JP2018500523A - 熱交換器と、流路内の溝の内壁との間の隙間をシールするためのシール - Google Patents

Abstract

本発明は、熱交換器（１）と当該熱交換器（１）を収容するための流路内の溝（７）の内壁との間の隙間をシールするためのシール（５）であって、熱交換器（１）の外周の少なくとも一部にシール（５）を固定するための少なくとも1つの固定部材（５１、５２）と、熱交換器（１）と流路との間の隙間をシールするとともに、熱交換器（１）の外周の当該少なくとも一部を溝（７）の内側に固定するように、溝（７）の対向する側面（７１、７２）に接触する、少なくとも第１リップ（５３）および第２リップ（５４）と、を備える、シール（５）に関する。

Description

本発明は、熱交換器と、当該熱交換器を収容するための流路内の溝の内壁との間の隙間をシールするためのシールに関する。より詳細には、本開示は、特に、吸気マニホルドの内壁と当該給気マニホルドの内側に位置付けられた熱交換器の外周の少なくとも一部との間の隙間をシールするためのシールに関する。

ターボチャージャー付きエンジンへの応用では、エンジンの燃焼のために使用される空気は、その密度を高めるために圧縮される。この圧縮の熱力学的効果は、圧縮空気の温度の上昇である。圧縮空気が十分に冷却されない場合、エンジンの燃焼が効率的でないか、または燃焼エンジンが全く作動しないことがある。

したがって、燃焼室に入る前に、圧縮空気は、給気冷却器（ＣＡＣ）によって冷却される。

従来の技術では、２つの流体間の熱交換のための熱交換容器を備える給気冷却器が開示されており、この熱交換容器はハウジングの内側または熱交換器の外部に位置付けられている。この場合、給気冷却器は、給気に換わって使用される流体がグリコール水溶液である水冷式給気冷却器（Water Charge Air Coller）である。

水冷式給気冷却器を吸気マニホルド（ＡＩＭ）内に直接位置付けることができる。これは、空気が吸気マニホルドを通過し、熱交換器に沿って燃焼室に向かって案内されることを意味する。

熱交換器を収容し固定するために、その内部に熱交換器を収容する吸気マニホルドは、熱交換器の外周の少なくとも一部を収容するための溝および/または熱交換器の外周の当該少なくとも一部に接続されたシールを備えている。

実際には、この溝は、その長さに沿って、吸気マニホルドの製造処理に関連された欠点を含む可能性がある。このような欠点は、例えば、最終的な吸気マニホルドを得るためのプラスチック部品の溶接に関連している場合がある。

溝の表面の欠点は、一般にプラスチック材料で作られた溝の内部と、一般に金属で作られた熱交換器の外側との間のシールの問題を引き起こす可能性がある。

吸気マニホルドの内壁と熱交換器の外側との間の漏れは、空気のバイパスを引き起こし、燃焼室に送られる前に適切に冷却されない空気をもたらす。

自動車産業に適用される現在の排出基準に照らして、より厳しい法律が施行中である現在の傾向は、より高い入口圧力および温度を有する燃焼エンジンに向けて、燃料効率を改善することにある。これを可能にするためには、燃焼室に入る前に圧縮空気をさらに低温に冷却し、燃焼エンジンの動作を確実にする必要がある。

従って、給気冷却器として使用され、コスト及びスペース効率のよい熱交換を可能にする、効率的で有効な熱交換器の必要性があるように思える。

一態様では、本開示は、熱交換器と、当該熱交換器を収容するための流路内の溝の内壁との間の隙間をシールするためのシールであって、熱交換器の外周の少なくとも一部にシールを固定するための少なくとも１つの固定部材と、熱交換器と流路との間の隙間をシールするとともに、熱交換器の外周の当該少なくとも一部を溝の内側に固定するように、溝の対向する側面に接触する、少なくとも第１リップおよび第２リップと、を備えるシールに向けられている。

本発明の実施の形態によれば、少なくとも第１リップは、可撓性材料を含み、リップが圧力下において曲がることを可能にすることが可能である。

本発明の実施の形態によれば、第２リップは、第１リップよりも、曲げに対して高い抵抗を有する材料を含むことが可能である。

曲げに対して異なる抵抗を有する２つのリップの使用の効果は、第１のより可撓性のあるリップが主としてシールの目的のために使用され得て、第２のより剛性のあるリップが構造および固定の目的のために使用され得ることである。

本発明の実施の形態によれば、シールは、第１固定部材と第２固定部材とを備え、第１固定部材および第２固定部材は、２つの部材間において、熱交換器の一部をスナップ嵌めまたは接着することが可能である。

本発明の実施の形態によれば、シールは、押出成形によって得られることが可能である。

本発明の実施の形態によれば、シールは、射出成形によって得られることが可能である。

また、一態様では、本開示は、熱交換器と、当該熱交換器を通過する流体を案内するための流路との組立体であって、流路は、熱交換器の外周の少なくとも一部を収容するための溝を含む組立体に向けられており、組立体は、本開示によるシールを含む。

さらに、一態様では、本開示は、本開示による組立体を備える吸気マニホルド（ＡＩＭ）に向けられている。

添付の図面は、本開示の現在の例示的な実施の形態を示し、本開示の利点の詳細を説明するのに役立つ。

図１は、吸気マニホルドの内側にシールを有する熱交換器を示す概略図である。 図２は、本開示によるシールを示す断面図である。 図３は、熱交換器および/またはシールの少なくとも一部を収容する溝を形成する２つの部品間のズレの一例を示し、不一致は本開示によるシールによって調整可能である。

図１には、吸気マニホルド２の内側での熱交換器１の組立体が概略的に示されている。熱交換器１は、前面板３と熱交換容器４とを備えている。容器４の外周のうち上部の一部には、本開示によるシール５が設けられている。

吸気マニホルド２には、吸気マニホルド２の内側への熱交換器１の挿入を可能にするための開口部６が設けられている。吸気マニホルド２には、対抗する２つの溝７（右側の溝は、熱交換器１の後方に隠れている）が設けられており、各溝７は、その内部にシール５を収容するようになっている。溝７は、その端部において、別の溝（図示せず）によって接続されている。溝は、共にＵ字形を形成し、シール５を収容する。一旦、熱交換器３が吸気マニホルド２の外側に挿入され、かつ固定されると、容器４の外周の周囲のシール５は、溝７の内部と容器４との間の隙間をシールする。

図２を参照すると、シール５の機能が詳細に説明されるであろう。第１の例では、シール５は、容器４の外部と溝７の内部との間の漏れを回避するための適切なシールを提供する。漏れを回避することによって、吸気マニホルド２を通って移動する全ての空気が、熱交換容器４を通過する。したがって、吸気マニホルドを通って燃焼室の方向に移動する熱が、効率的に冷却されることができる。

第２に、シール５は、熱交換器１の容器４をシール５の全長に亘って固定するために使用される。図１から分かるように、熱交換器１が前面板３によって吸気マニホルド２の外部に固定された場合、熱交換器は一方の端部で吸気マニホルド２に固定され得る。熱交換器の残りの部分は、吸気マニホルド２の内部に直接固定され得ない。この場合、熱交換器１全体が振り子効果に敏感になり得て、振動および衝撃の影響下において、吸気マニホルド２の外部への熱交換器の適切な接続が損なわれ得ることを意味する。本発明によれば、シール５による溝７の内側への容器４の外周の固定は、このような振り子効果の発生を回避する。

図２には、本発明によるシール５の例示的な実施の形態が示されている。シール５は、容器４の外部にシール５を固定するために使用される第１部材５１と、第２部材５２とを含んでいる。このような固定を可能にするために、部材５１、５２は、例えば容器４の保持タブに取り付けられている。保持タブは、例えば、容器４が、熱交換器１を通って移動する空気および冷却剤として使用される冷媒の両方のための流体ガイドを形成するために、共に嵌め込まれた多数のシート板を含む場合に利用可能である。

シール５は、溝７の内部に接触する、第１リップ５３と、第２リップ５４とをさらに備えている。リップ５３および５４は、第１内部壁７１および第２内部壁７２に接触する。溝７は、図３に概略的に示されている。

図３は、図２に符号Ｗで指し示されているシール５の最大幅よりも短い距離に離間された２つの側壁７１、７２を有する壁の内部を示している。したがって、溝７の内側に導入されたシール５は圧縮され、リップ５３、５４は少なくとも短距離で互いに向かって移動する。リップ５３、５４の圧縮は、容器４の外側と、溝７の内側、特に壁７１、７２との間の隙間をシールするためのシールに役立ち、リップ５３、５４の圧縮およびリップ５３、５４の弾性の結果として、リップ５３、５４の少なくとも一方を他方に対して曲げることを可能にする。

図３は、溶接ライン７３で接続された、吸気マニホルドの第１部分と、吸気マニホルドの第２部分との間のズレの可能性を示している。溝７を形成する２つの要素のわずかな不一致を考慮すると、溝７は完全に一直線な溝ではなく、不連続性が存在する。シール５は、上記のようなリップ５３、５４の変形によって、不連続性の存在に適応することができる。

本発明の一実施の形態によれば、シール５は、その全体の断面にわたって単一の材料を含んでいる。したがって、リップ５３、５４の曲げに対する弾力性は同様であり、溝７の内側の寸法を収容するために、リップ５３、５４により提供される曲げの組み合わせによって、曲げが提供される。

別の実施の形態では、第１リップ５３の曲げに対する抵抗が、第２リップ５４の曲げに対する抵抗と異なることが可能である。この利点は、例えば、溝７に生じ得るズレを調整するために、特に第１リップ５４が曲がることができるということである。曲げに対してより高い抵抗を有する第２リップ５４は、有害な振り子効果を回避するために、シール５と共に熱交換器１を溝７内に適切に固定するために特に使用されることができる。

Claims (8)

1. 熱交換器（１）と、当該熱交換器（１）を収容するための流路内の溝（７）の内壁との間の隙間をシールするためのシール（５）であって、
   前記熱交換器（１）の外周の少なくとも一部に前記シール（５）を固定するための少なくとも１つの固定部材（５１、５２）と、
   前記熱交換器（１）と前記流路との間の前記隙間をシールするとともに、前記熱交換器（１）の前記外周の当該少なくとも一部を前記溝（７）の内側に固定するように、前記溝（７）の対向する側面（７１、７２）に接触する、少なくとも第１リップ（５３）および第２リップ（５４）と、を備える、シール（５）。
2. 少なくとも前記第１リップ（５３）は、可撓性材料を含み、前記リップ（５３）が圧力下において曲がることを可能にする、請求項１に記載のシール（５）。
3. 前記第２リップ（５４）は、前記第１リップ（５３）よりも、曲げに対して高い抵抗を有する材料を含む、請求項１に記載のシール（５）。
4. 前記シール（５）は、第１固定部材（５１）と第２固定部材（５２）とを備え、前記第１固定部材（５１）および前記第２固定部材（５２）は、前記２つの部材間において、前記熱交換器（１）の一部をスナップ嵌めする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のシール（５）。
5. 前記シール（５）は、押出成形によって得られる、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のシール（５）。
6. 前記シール（５）は、射出成形によって得られる、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のシール（５）。
7. 熱交換器（１）と、当該熱交換器（１）を通過する流体を案内するための流路との組立体であって、
   前記流路は、前記熱交換器（１）の外周の少なくとも一部を収容するための溝（７）を含み、
   前記組立体は、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のシール（５）を含む、組立体。
8. 請求項７に記載の組立体を備える、吸気マニホルド（ＡＩＭ）（２）。

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