(57)【要約】【課題】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。【解決手段】シール構造は、タンク１の側面１２から外側に突出する係合爪１４と、タンク１の係合爪１４よりもタンク１の開口１１に近い側の外周に装着されるシール部材３と、コアプレート２の外周からタンク１側に延び、シール部材３を囲繞し、係合爪１４が係合する係合孔２３を有し、タンク１の側面１２との間でシール部材３を圧縮するプレート壁２２と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−６６２８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【発明の効果】
【０００９】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】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。
【図２Ａ】シール前の状態を示した図である。
【図２Ｂ】シール後の状態を示した図である。
【図３】シール構造の一部変形例を示した図である。
【図４】シール構造の一部変形例を示した図である。
【図５】シール構造の一部変形例を示した図である。
【図６】シール構造の一部変形例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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）。
【００１６】
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。
【００１７】
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）。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【符号の説明】
【００３２】
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
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
2017015351.tif 000005
【図３】
2017015351.tif 000006
【図４】
2017015351.tif 000007
【図５】
2017015351.tif 000008
【図６】
2017015351.tif 000009