JP6296837B2

JP6296837B2 - タンクのシール構造

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Publication number: JP6296837B2
Application number: JP2014044879A
Authority: JP
Inventors: 大久保　厚; 厚大久保; 坂井　耐事; 耐事坂井; 卓也文後
Original assignee: T.RAD CO., L T D.
Current assignee: T.RAD CO., L T D.
Priority date: 2014-03-07
Filing date: 2014-03-07
Publication date: 2018-03-20
Anticipated expiration: 2034-03-07
Also published as: CN106104192A; RU2016133728A; US10006723B2; JP2015169379A; WO2015133592A1; EP3115735B1; EP3115735A4; US20170016684A1; EP3115735A1

Description

本発明は、偏平チューブを積層してコアを形成し、そのコアの外周にケーシングを被嵌した熱交換器のタンクとケーシングとの接続構造に関する。

下記特許文献１には、偏平チューブを積層してコアを形成し、コアの外周にケーシングを被嵌し、そのケーシングの両端部にタンクをろう付固定した熱交換器が記載されている。
下記特許文献２および特許文献３には、タンクとコアとをカシメにより接続する構造の熱交換器が記載されている。

特開２０１１−１６３６４２号公報特開２００４−６６２８３号公報特開２００６−２５０４１３号公報

特許文献１に記載されている熱交換器は、両端が拡開された偏平チューブを積層してコアを形成し、そのコアの外周に横断面方形の筒状のケーシングを被嵌し、そのケーシングの両端にタンクの端部をろう付固定したものである。
このろう付に代えて、特許文献２、特許文献３によるタンクとケーシングとのカシメ構造を利用することが考えられる。その場合、チューブプレートを必要とする。さらには、ケーシングの外周に環状の突出部が形成されてしまい、コンパクト性に欠けると共に、成形が複雑になる欠点がある。
そこで、本発明は構造が簡単で、シール性のよいタンク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、多数の偏平チューブ（１）の積層体からなり、その端部の横断面の外周が矩形に形成されたコア（２）と、
そのコア（２）の外周に被嵌され、端部に矩形の開口を有するケーシング（３）と、
そのケーシング（３）の開口端部の内周に整合して位置され、平面枠形で断面クランク状に形成されたタンク受け（９）と、
そのタンク受け（９）とケーシング（３）との間に形成された環状溝（４）と、
シール材（５）を介して環状溝（４）に端部が圧入されて、外周がカシメにより固定されるタンク（６）と、を具備し、
前記偏平チューブ（１）は、端部が厚み方向に拡開されている拡開部（１ｂ）を有する一対の溝状プレートを嵌着してなり、各偏平チューブ（１）の前記拡開部（１ｂ）において互いに接触してコア（２）が形成されているタンクのシール構造である。

請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載のタンクのシール構造において、
前記環状溝（４）は、略矩形の四隅に、他の部分より幅広で円弧状に湾曲した隅部（７）を有し、
前記シール材（５）は、断面円形の互いに平行な一対の短辺部（５ａ）と一対の長辺部（５ｂ）と、それらの間を連結して四隅に形成され、断面円形な芯部（５ｃ）およびそれに一体に形成された鍔部（８）とを有し、その鍔部（８）が四隅方向外側に突設されており、
そのシール材（５）は、前記四隅で芯部（５ｃ）と鍔部（８）とが共に前記環状溝（４）に嵌入されており、
前記タンク（６）は、前記シール材（５）を介して、ケーシング（３）の環状溝（４）に圧入されて、カシメにより固定されているタンクのシール構造である。

請求項３に記載の本発明は、多数の偏平チューブ（１）の積層体からなり、その端部の横断面の外周が矩形に形成されたコア（２）と、
そのコア（２）の外周に被嵌され、端部に矩形の開口を有するケーシング（３）と、
そのケーシング（３）の開口端部の内周に整合して位置され、平面枠形で断面クランク状に形成されたタンク受け（９）と、
そのタンク受け（９）とケーシング（３）との間に形成された環状溝（４）と、
シール材（５）を介して環状溝（４）に端部が圧入されて、外周がカシメにより固定されるタンク（６）と、を具備し、
前記環状溝（４）は、略矩形の四隅に、他の部分より幅広で円弧状に湾曲した隅部（７）を有し、
前記シール材（５）は、断面円形の互いに平行な一対の短辺部（５ａ）と一対の長辺部（５ｂ）と、それらの間を連結して四隅に形成され、断面円形な芯部（５ｃ）およびそれに一体に形成された鍔部（８）とを有し、その鍔部（８）が四隅方向外側に突設されており、
そのシール材（５）は、前記四隅で芯部（５ｃ）と鍔部（８）とが共に前記環状溝（４）に嵌入されており、
前記タンク（６）は、前記シール材（５）を介して、ケーシング（３）の環状溝（４）に圧入されて、カシメにより固定されているタンクのシール構造である。

請求項４に記載の本発明は、請求項２または請求項３のいずれかに記載のタンクのシール構造において、
前記タンク（６）は、ケーシング（３）の環状溝（４）の前記隅部（７）を除いて、そのケーシング（３）の外側からカシメにより固定されているタンクのシール構造である。

請求項５に記載の本発明は、請求項２または請求項３のいずれかに記載のタンクのシール構造において、
前記タンク（６）は、そのケーシング（３）の外側から、ケーシング（３）に設けた多数の爪をタンク（６）側に直角に折り曲げることによるカシメで、環状溝（４）に固定されているタンクのシール構造である。
請求項６に記載の本発明は、請求項２または請求項３のいずれかに記載のタンクのシール構造において、
前記タンク（６）の外周に多数の凹部（２０）が窓状に並列され、ケーシング（３）の前記開口の端部の外周に定間隔にスリット（１０）が形成され、そのケーシング（３）のスリット（１０）より開口端側が凹部（２０）側に平行に押し込まれて、タンク（６）がカシメ固定されているタンクのシール構造である。

請求項１に記載の発明は、端部が厚み方向に拡開されている拡開部１ｂを有する多数の偏平チューブ１を、その拡開部１ｂにおいて互いに接触させた積層体からなる矩形のコア２に、ケーシング３を被嵌し、そのケーシング３の開口端部の内周に、平面枠形で断面クランク状に形成されたタンク受け９を設ける。そして、タンク受け９とケーシング３との間に形成された環状溝４に、シール材５を介しタンク６がカシメにより固定されたものである。そのため、コンパクトで構造の簡単なシール構造を形成できる。

請求項２または請求項３のいずれかに記載の本発明のタンクのシール構造は、上記構成において、平面が略方形のシール材５の四隅に、芯部5cと一体の鍔部８が突設し、その鍔部８を芯部5cと共に環状溝４の隅部７に嵌入したものである。
この本発明は、シール材５の四隅に鍔部８を設けたので、その四隅でシール材５が移動することを防止して、シール性のよいタンクのシール構造となる。

請求項４に記載の発明のように、ケーシング３の環状溝４の隅部７を除いて、タンク６をそのケーシング３にカシメ固定した場合には、カシメ作業が容易で且つ、シール効果の高いタンクの固定構造となる。
請求項５に記載の発明のように、ケーシング３に設けた多数の爪をタンク６側に直角に折り曲げてタンクを固定した場合には、カシメ作業を容易に行える。
請求項６に記載の発明のように、タンク６の外周に多数の凹部20を窓状に並列し、ケーシング３の前記開口の端部の外周に定間隔にスリット10を形成し、スリット10より開口端側を凹部20側に平行に押し込んで、タンク６をカシメ固定した場合には、構造が簡単で、強度の大きなシール構造となる。

本発明のタンクのシール構造の分解斜視図。同シール構造に用いられるシール材５であって、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＤ−Ｄ矢視断面図。同組立て状態を示す斜視図。本シール構造の取付手順を示すものであって、図３のＩＶ−ＩＶ矢視におけるシール構造の取付手順を示し、（Ａ）はその取付け前の状態、（Ｂ）は同取付け後の状態を示す。同シール構造の縦断面図。同平面図。本発明のシール構造の第２実施例に用いられるシール材５であって、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図、（Ｃ）は要部斜視図、（Ｄ）は（Ａ）のＤ−Ｄ矢視図。同シール構造の分解斜視図。同シール構造の四隅における取付け前と、その後の状態を夫々示す縦断面図。さらに他の実施例のシール構造を示す断面図。（Ａ）（Ｂ）は通常のシール材の欠点を説明する取付け説明図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ断面図。

（実施例１）
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。
この例のタンクのシール構造は、図１及び図２に示す如く、多数の偏平チューブ１を積層してコア２を形成し、コア２の外周にケーシング３を被嵌する。そして、そのケーシング３の開口端の内側に、タンク受け９を設ける。このタンク受け９は、外周がケーシング３の開口端部の内周に整合する外枠形に折り曲げ形成され、内周がバーリンク加工により内枠状に立ち上げ形成され、全体の平面が枠形で断面クランク状のものである。
そのタンク受け９とケーシング３との間に環状溝４が形成されている。そして、その環状溝４に、図１、図２に示す、シール材５を嵌着し、そのシール材５を介して、タンク６の一端を、ケーシング３にカシメによって締結固定するものである。

コア２を構成する偏平チューブ１は、上下一対の溝状プレートを嵌着したものである。
偏平チューブ１の両開口端部は厚み方向に拡開され、拡開部1bを形成する。偏平チューブの外面の中央部分には、液体をＵターンさせるための仕切部1aが外方に突設されている。この仕切部1aの高さは、拡開部1bの拡開高さと同一である。また、偏平チューブ１には、図１に示す如く、多数のディンプル14が外方に向けて突設されている。
各偏平チューブ１の拡開部1bと仕切部1aとが互いに接触するように積層されて、コア２を形成する。
コア２の外周は方形に形成され、その外周にケーシング３が被嵌される。このケーシング３は、溝形に形成されたケーシング本体3aと、その側壁間を閉塞する蓋材3bとからなる。ケーシング本体3aの側壁には一対のパイプ15が突設されている。
仕切部1aやディンプル14は、場合により形成しなくてもよい。仕切部1aを設けない場合、各偏平チューブ１の拡開部1bが互いに接触するように積層されてコア２が形成される。

ケーシング３の端部には、多数のスリット10が一定間隔に形成される。
図３に示す如く、そのケーシング３のスリット10より先端側が、凹陥されカシメ部17がタンク６の側壁に平行に形成される。なお、ケーシング３の外周にはスリット10に隣接して直線状の凸条11がケーシング３の内面側に突出されている。そして、シール材５は、図４(Ｂ)に示す如く、タンク６の先端部と凸条11との間に圧入される。
この例では、スリット10及び凸条11はケーシング３の四隅部には形成されていない。

（実施例２）
次に、図７は本発明の他のシール構造に用いるシール材５の平面図、各断面図、要部斜視図である。図８はそのシール構造の組立て斜視図で、シール材５以外、前記実施例と同一である。この例でも、ケーシング３の両端部には、一対のタンク受け９が介装されて、そのケーシング３の開口端の内側に環状溝４を形成する。
このシール材５は、図７ (Ａ)に示す如く、一対の短辺部5aと、一対の長辺部5bとを有する。そして、(Ｄ)に示す如く、それら短辺部5aと長辺部5bの断面は円形に形成され、(Ｂ)，(Ｃ)に示す如く、それら短辺部5aと長辺部5b を連結する芯部5cの部分には鍔部８が一体に突設されている。
そして、環状溝４の四隅においては、図９(Ａ)に示す如く、このシール材５の鍔部８が、環状溝４の隅部７に挿入される。
また、環状溝４の隅部７以外の位置では、シール材５は断面円形である（図７（Ｄ））。

次に、このタンク６は図１及び図８に示す如く、その外周に多数の凹部20が窓状に並列され、その凹部20にケーシング３の端部が図３に示す如く圧入されてカシメられる。ケーシング３の四隅部では、カシメがされない。加工が面倒であることに基づく。
その四隅の隅部７は、その幅が他の部分よりも広く形成されている（図１１（Ｃ）参照）。このタンク受け９は金属板を加工し、外枠が平面方形に折り曲げられ、その内周枠がプレス成形されて、リブ状に立ち上げられたものである。
そのため、立ち上げのコーナー部は弧状に形成されている。即ち、環状溝４の隅部７は扇状に形成される。そのため、環状溝４の幅は、隅部７において広く幅広部4aに形成され、それ以外では狭く形成されている。

本発明のシール構造に用いられるシール材５は、その四隅部に鍔部８が形成され、その鍔部８の端部が、図９（Ａ）（Ｂ）に示す如く、ケーシング３の内面に圧着して、環状溝４の隅部７においてシール材５を位置決めする。そのため、ケーシング３のコーナー部において、その内面とタンク６の端部との間に図９（Ｂ）のように隙間が生じていても、シール材５が環状溝４の隅部７から外れることがない。即ち、図１１（Ａ）から（Ｂ）のように環状溝４内を移動することを防止できる。それにより、環状溝４の隅部７においてのシール性が向上する。
このようにしてなる熱交換器は、そのタンク６のフランジ16にシール材を介して図示しないダクトが接続され、コア２の各偏平チューブ１内を気体18が流通し、その外周に液体19が流通して、気体18と液体19との間に熱交換が行われる。

（実施例３）
図10は、本発明の他の実施例を示すものであり、それが上記実施例と異なるところは、カシメの方法およびタンク形状である。前記の例では、スリット10より先端部を押圧してカシメ部17を形成したが、それに替えて、ケーシング３の両開口端縁に一定間隔で爪を設け、その爪をタンクの外壁側に曲折することでカシメ部17を形成している。
なお、タンクを固定するためのカシメ方法は、上記に限定されるものではない。
また、タンクの形状は、特に限定されず、この例は、一端が開口する細長い弁当型のものである。

１偏平チューブ
1a 仕切部
1b 拡開部
２コア
３ケーシング
3a ケーシング本体
3b 蓋材
４環状溝
4a 幅広部

５シール材
5a 短辺部
5b 長辺部
5c 芯部
６タンク
７隅部
８鍔部
９タンク受け
10 スリット

11 凸条
14 ディンプル
15 パイプ
16 フランジ部
17 カシメ部
18 気体
19 液体
20 凹部

Claims

多数の偏平チューブ（１）の積層体からなり、その端部の横断面の外周が矩形に形成されたコア（２）と、
そのコア（２）の外周に被嵌され、端部に矩形の開口を有するケーシング（３）と、
そのケーシング（３）の開口端部の内周に整合して位置され、平面枠形で断面クランク状に形成されたタンク受け（９）と、
そのタンク受け（９）とケーシング（３）との間に形成された環状溝（４）と、
シール材（５）を介して環状溝（４）に端部が圧入されて、外周がカシメにより固定されるタンク（６）と、を具備し、
前記偏平チューブ（１）は、端部が厚み方向に拡開されている拡開部（１ｂ）を有する一対の溝状プレートを嵌着してなり、各偏平チューブ（１）の前記拡開部（１ｂ）において互いに接触してコア（２）が形成されているタンクのシール構造。
請求項１に記載のタンクのシール構造において、
前記環状溝（４）は、略矩形の四隅に、他の部分より幅広で円弧状に湾曲した隅部（７）を有し、
前記シール材（５）は、断面円形の互いに平行な一対の短辺部（５ａ）と一対の長辺部（５ｂ）と、それらの間を連結して四隅に形成され、断面円形な芯部（５ｃ）およびそれに一体に形成された鍔部（８）とを有し、その鍔部（８）が四隅方向外側に突設されており、
そのシール材（５）は、前記四隅で芯部（５ｃ）と鍔部（８）とが共に前記環状溝（４）に嵌入されており、
前記タンク（６）は、前記シール材（５）を介して、ケーシング（３）の環状溝（４）に圧入されて、カシメにより固定されているタンクのシール構造。
多数の偏平チューブ（１）の積層体からなり、その端部の横断面の外周が矩形に形成されたコア（２）と、
そのコア（２）の外周に被嵌され、端部に矩形の開口を有するケーシング（３）と、
そのケーシング（３）の開口端部の内周に整合して位置され、平面枠形で断面クランク状に形成されたタンク受け（９）と、
そのタンク受け（９）とケーシング（３）との間に形成された環状溝（４）と、
シール材（５）を介して環状溝（４）に端部が圧入されて、外周がカシメにより固定されるタンク（６）と、を具備し、
前記環状溝（４）は、略矩形の四隅に、他の部分より幅広で円弧状に湾曲した隅部（７）を有し、
前記シール材（５）は、断面円形の互いに平行な一対の短辺部（５ａ）と一対の長辺部（５ｂ）と、それらの間を連結して四隅に形成され、断面円形な芯部（５ｃ）およびそれに一体に形成された鍔部（８）とを有し、その鍔部（８）が四隅方向外側に突設されており、
そのシール材（５）は、前記四隅で芯部（５ｃ）と鍔部（８）とが共に前記環状溝（４）に嵌入されており、
前記タンク（６）は、前記シール材（５）を介して、ケーシング（３）の環状溝（４）に圧入されて、カシメにより固定されているタンクのシール構造。
請求項２または請求項３のいずれかに記載のタンクのシール構造において、
前記タンク（６）は、ケーシング（３）の環状溝（４）の前記隅部（７）を除いて、そのケーシング（３）の外側からカシメにより固定されているタンクのシール構造。
請求項２または請求項３のいずれかに記載のタンクのシール構造において、
前記タンク（６）は、そのケーシング（３）の外側から、ケーシング（３）に設けた多数の爪をタンク（６）側に直角に折り曲げることによるカシメで、環状溝（４）に固定されているタンクのシール構造。
請求項２または請求項３のいずれかに記載のタンクのシール構造において、
前記タンク（６）の外周に多数の凹部（２０）が窓状に並列され、ケーシング（３）の前記開口の端部の外周に定間隔にスリット（１０）が形成され、そのケーシング（３）のスリット（１０）より開口端側が凹部（２０）側に平行に押し込まれて、タンク（６）がカシメ固定されているタンクのシール構造。