JP2020153622A

JP2020153622A - 熱交換器のシール構造

Info

Publication number: JP2020153622A
Application number: JP2019054243A
Authority: JP
Inventors: 敦盛田; Atsushi Morita; 政仁塚原; Masahito Tsukahara
Original assignee: T Rad Co Ltd
Current assignee: T Rad Co Ltd
Priority date: 2019-03-22
Filing date: 2019-03-22
Publication date: 2020-09-24

Abstract

【課題】構造が簡単で、組立て易い熱交換器のシール構造の提供。【解決手段】タンク本体４の開口縁部２を横断面逆Ｌ状の凹陥部７を形成する。そして，凹陥部７の底面１側に垂直環状溝８を、閉塞面３側に水平環状溝９を形成し、それに整合するヘッダプレート６のプレート周縁部１０との間に、垂直シールリング１１および水平シールリング１２を介装する。さらに、タンク本体４の長手方向両端位置で一対のサイドサポート１３により、一対のタンク本体４間を締結する。そしてその締結力により、垂直シールリング１１および水平シールリング１２を圧縮する。【選択図】図２

Description

本発明は、自動車用ラジエータに最適なタンクのシール構造に関する。

下記特許文献１に記載の熱交換器は、樹脂製タンクの開口端に設けたフランジ部を、ヘッダプレートの外周に形成した環状の溝にシールパッキンを介して嵌着すると共に、その環状溝の端部に設けた多数の爪部を、タンク本体のフランジ部にカシメることにより、タンクのシール構造を形成していた。
次に、下記特許文献２に記載に考案は、座板の周縁部を垂下状に形成し、その周縁部外面と樹脂製タンクの周縁部内面との間にシール材を介在させ、前記タンク及び座板を係合する固定部材によりシール状態を保持させていた。

特開２０１６−１９８７８５号公報実開昭６１−１４４３９３号公報

特許文献１に記載の発明は、ヘッダプレートの環状溝の端部をカシメてタンク本体のフランジ部に固定するものであり、ヘッダプレートの成形が複雑となる欠点がある。
それと共にカシメ工程を必要とし、工程が複雑となる。
特許文献２に記載の考案は、ヘッダプレートの周縁に多数の切込みを並列し、その切込みに固定部材を取付けるものであり、その取付けに多くの手間を必要とする欠点があった。
そこで、本発明は組立て及び製造が容易な熱交換器のシール構造を提供することを課題とする。

請求項１に記載の本発明は、それぞれの横断面が細長い箱状に形成され、その底面１に対向する面が開口された開口縁部２を有すると共に、長手方向の両端が閉塞された閉塞面３を有し、互いに対向して配置される一対のタンク本体４と、
多数のチューブ５の両端が挿通され、タンク本体４の前記開口縁部２に周縁が整合する一対のヘッダプレート６と、
ヘッダプレート６とタンク本体４の開口縁部２との間に介装される環状のシールリングと、を具備する熱交換器のシール構造において、
タンク本体４の前記開口縁部２が、全周に渡り横断面逆Ｌ字状に凹陥する凹陥部７を有すると共に、凹陥部７の逆Ｌ字の前記底面１側に垂直環状溝８が形成され、前記閉塞面３側に水平環状溝９が形成され、
ヘッダプレート６の周縁が、前記凹陥部７に整合する横断面Ｌ字状のプレート周縁部１０に形成され、
前記垂直環状溝８とプレート周縁部１０との間に垂直シールリング１１が介装され、水平環状溝９とプレート周縁部１０との間に水平シールリング１２が介装され、
前記タンク本体４の長手方向の両端位置で、対向する一対のタンク本体４が、一対のサイドサポート１３により、両タンク本体の間隔が縮小する方向に締結連結され、その締結力により前記垂直シールリング１１および水平シールリング１２が圧縮されて、プレート周縁部１０とタンク本体４の凹陥部７との間に挟持されたことを特徴とする熱交換器のシール構造である。

請求項２に記載の本発明は、前記横断面Ｌ字状のプレート周縁部１０の先端縁が前記水平シールリング１２を抱持する方向に曲折した先端抱持部１４を有する請求項１に記載の熱交換器のシール構造である。

請求項３に記載の本発明は、タンク本体４の前記閉塞面３に前記サイドサポート１３の端部が締結具１５により締結された熱交換器のシール構造である。

請求項１に記載の発明は、垂直環状溝８とプレート周縁部１０との間に、垂直シールリング１１が、水平環状溝９とプレート周縁部１０との間に水平シールリング１２が介装され、
タンク本体４の長手方向の両端位置で、対向する一対のタンク本体４間が、一対のサイドサポート１３により、その間隔が縮小する方向に締結連結され、その締結力により前記垂直シールリング１１および水平シールリング１２が圧縮されたものである。
この発明によれば、熱交換器のタンク本体４とヘッダプレート６との組立てを、極めて容易に行い、熱交換器のシール構造を完成できる。即ち、従来の組立てのように、ヘッダプレートの縁部をタンク本体にカシメ固定してタンクをシールする作業を不要として、タンクを完成できる。しかも、一対の垂直シールリング１１と水平シールリング１２とがそれぞれ、タンク本体４の垂直環状溝８と水平環状溝９とプレート周縁部１０との間に挟持されるため、いずれの方向にもシール性を良好とすることができる。また、ヘッダプレートのプレート周縁部の構造が簡素化され、その製造が容易となる。

請求項２に記載の発明は、プレート周縁部１０の先端縁が前記水平シールリング１２を抱持する、先端抱持部１４を有するものである。これにより、ヘッダプレート６とタンク本体４とのシール性がさらに向上する。

請求項３に記載の発明は、タンク本体４にサイドサポート１３の端部が締結具１５により締結されたものである。
これにより、タンク本体４とヘッダプレート６との組立てをさらに容易に行える。

本発明の熱交換器のシール構造の要部縦断面図であって、図３のＩ−Ｉ矢視断面図。同シール構造の要部分解斜視図。同シール構造の要部正面図。図３のＩＶ−ＩＶ矢視断面図。

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。
図１は熱交換器のシール構造の要部縦断面図であり、図２は同シール構造の要部分解斜視図、図３は同シール構造の要部正面図であって、その上端部のみを表わしたもの、図４は図３のＩＶ−ＩＶ矢視断面図である。
この熱交換器は、一例として自動車用エンジンの冷却水冷却用のラジエータとして用いることができるものである。
その構造は、図３に示す如く、チューブ５とコルゲートフィン１７とを交互に並列し、チューブ５の両端をヘッダプレート６に挿通してコア１６が形成されている（図３において、下端側は省略している。）。そのチューブ５の並列方向の両端にコアサポート１８が配置されている。そして、ヘッダプレート６とタンク本体４の開口端部との間にシール材を介装する。上下一対のタンク本体４の長手方向の両端部において、サイドサポート１３を配置し、締結具１５を介して、一対のタンク本体４間を締結したものである。

ここにおいて、本発明は、タンク本体４の開口縁部２とヘッダプレート６との間のシール構造に特徴がある。
タンク本体４は、図１及び図３に示すように、その長手方向の両端が、タンク本体４に一体に形成された閉塞面３を有する横断面が細長い箱状に形成されている。そして、その底面１に対向する面が開口された開口縁部２を有する。
図１及び図２に示す如く、開口縁部２は、その内面の全周に渡り、タンク本体４の開口端から内周が段付き状に縮小するように、横断面逆Ｌ字状に凹陥する凹陥部７が形成されている。
また、凹陥部７の逆Ｌ字の底面１側には、図１及び図４における垂直方向の圧縮を受ける垂直シールリング１１を介装する垂直環状溝８が形成される。そして、閉塞面３側には、図１及び図４における水平方向の圧縮を受ける水平シールリング１２を介装する水平環状溝９が形成されている。この例では、垂直環状溝８と水平環状溝９との間には、開口側に向けて突出する中間リブ２０が形成されている。中間リブ２０により、垂直環状溝８と水平環状溝９との間を仕切っている。
このタンク本体４は、樹脂成形により製造することができる。

次に、ヘッダプレート６の周縁は、タンク本体４の凹陥部７に整合する逆向きの横断面Ｌ字状のプレート周縁部１０が形成されている。
この例では、図１、図２、図４に示す如く、垂直環状溝８とプレート周縁部１０との間に垂直シールリング１１が介装され、水平環状溝９とプレート周縁部１０との間に水平シールリング１２が介装される。
その状態で上下一対のタンク本体４の長手方向の両端位置で、対向する一対のタンク本体４が一対のサイドサポート１３により、両タンク本体４の間隔が縮小する方向に連結締結される。サイドサポート１３の両端は、締結具１５を介して、タンク本体４の閉塞面３の外面に形成された孔１９に締結することができる。
このとき、上下一対のタンク本体４間はコア１６の中心側に圧縮されると共に、長手方向にも圧縮される。その圧縮力により、垂直シールリング１１及び水平シールリング１２が圧縮されて、ヘッダプレート６とタンク本体４との間の水密なシールを形成する。

なお、図１が示すように、逆向きの横断面Ｌ字状のプレート周縁部１０の先端縁が、水平シールリング１２を抱持する方向に曲折した先端抱持部１４を形成することが望ましい。それにより、水平シールリング１２を確実に保持することができる。
さらに、水平シールリング１２の水平方向に対する効果的な圧縮率を得るためには、ヘッダプレート６のプレート周縁部１０の傾斜角度をヘッダプレート６のチューブ挿通孔形成面６ａに対して鈍角になるように形成することが好ましい。これにより、水平シールリング１２の水平方向にかかる圧縮が十分なものとなり、より確実なシール構造となりうる。
このように、本発明ではタンク本体４の開口縁部２のタンク本体４側に垂直環状溝８を、閉塞面３側に水平環状溝９を設け、それらに垂直シールリング１１および水平シールリング１２を介装して、それを垂直方向および水平方向に圧縮したため、シール性を良好とすると共に、その組立てが極めて容易である。

なお、この例では一対のサイドサポート１３によって、垂直環状溝８および水平環状溝９を圧縮しているが、それに加えてさらに、タンク本体４の長手方向の中間部においてもサイドサポート１３と同様の圧縮力を持つ締結部材を横架することも可能である。
また、本発明は一例としてエンジン冷却水冷却用のラジエータについて述べたが、他の各種熱交換器に適用できる。

１底面
２開口縁部
３閉塞面
４タンク本体
５チューブ
６ヘッダプレート
６ａチューブ挿通孔形成面
７膨出部
８垂直環状溝
９水平環状溝
１０プレート周縁部

１１垂直シールリング
１２水平シールリング
１３サイドサポート
１４先端抱持部
１５締結具
１６コア
１７コルゲートフィン
１８コアサポート
１９孔
２０中間リブ

Claims

それぞれの横断面が細長い箱状に形成され、その底面（１）に対向する面が開口された開口縁部（２）を有すると共に、長手方向の両端が閉塞された閉塞面（３）を有し、互いに対向して配置される一対のタンク本体（４）と、
多数のチューブ（５）の両端が挿通され、タンク本体（４）の前記開口縁部（２）に周縁が整合する一対のヘッダプレート（６）と、
ヘッダプレート（６）とタンク本体（４）の開口縁部（２）との間に介装される環状のシールリングと、を具備する熱交換器のシール構造において、
タンク本体（４）の前記開口縁部（２）が、全周に渡り横断面逆Ｌ字状に凹陥する凹陥部（７）を有すると共に、凹陥部（７）の逆Ｌ字の前記底面（１）側に垂直環状溝（８）が形成され、前記閉塞面（３）側に水平環状溝（９）が形成され、
ヘッダプレート（６）の周縁が、前記凹陥部（７）に整合する横断面Ｌ字状のプレート周縁部（１０）に形成され、
前記垂直環状溝（８）とプレート周縁部（１０）との間に垂直シールリング（１１）が介装され、水平環状溝（９）とプレート周縁部（１０）との間に水平シールリング（１２）が介装され、
前記タンク本体（４）の長手方向の両端位置で、対向する一対のタンク本体（４）が、一対のサイドサポート（１３）により、両タンク本体の間隔が縮小する方向に締結連結され、その締結力により前記垂直シールリング（１１）および水平シールリング（１２）が圧縮されて、プレート周縁部（１０）とタンク本体（４）の凹陥部（７）との間に挟持されたことを特徴とする熱交換器のシール構造。
前記横断面Ｌ字状のプレート周縁部（１０）の先端縁が前記水平シールリング（１２）を抱持する方向に曲折した先端抱持部（１４）を有する請求項１に記載の熱交換器のシール構造。
タンク本体（４）の前記閉塞面（３）に前記サイドサポート（１３）の端部が締結具（１５）により締結された熱交換器のシール構造。