JP2009168311A

JP2009168311A - 熱交換器のシール構造

Info

Publication number: JP2009168311A
Application number: JP2008005634A
Authority: JP
Inventors: Tomoki Sasaki; 智貴佐々木
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 2008-01-15
Filing date: 2008-01-15
Publication date: 2009-07-30

Abstract

【課題】タンク部を有する熱交換器を空気ダクトに対してパッキンを用いてシールするに際し、少ない工数で簡単かつ確実にシールできるようにするとともに、使用するパッキンの材料費を大幅に削減できるようにした熱交換器のシール構造を提供する。
【解決手段】ダクト内に配置された熱交換器のタンク部とダクトに形成された凹部の内面との間をパッキンでシールする構造であって、パッキンが、タンク部の空気流通方向の一方の肩部に対しては、タンク部の長手方向に実質的に全長にわたって連続的に配置されるとともに該肩部に沿って折り曲げられた形状の第１形状部に形成され、タンク部の他方の肩部に対しては、タンク部の長手方向に断続的に配置されるとともに該肩部に沿って折り曲げられた形状の第２形状部に形成され、第１形状部と第２形状部が両肩部間で一体に接続されて一つのパッキンを構成していることを特徴とする熱交換器のシール構造。
【選択図】図２

Description

本発明は、タンク部を有する熱交換器のシール構造に関し、とくに空気通路を形成するダクトの内面に対しパッキンを用いて熱交換器のタンク部をパッキンの材料費を削減した状態にて簡単かつ確実にシールできるようにした熱交換器のシール構造に関する。

例えば車両用空調装置の空気ダクト内に配置される熱交換器、とくに蒸発器は、ダクト内流通空気の全量が蒸発器を通過できるように、ダクト内面に対して熱交換器が良好にシールされることが要求されることが多い。熱交換器の側面に対しては、単なる平板状のパッキンを用いて容易にシールできることが多いが、熱交換器のタンク部に対しては、通常、凹凸面や曲面を有するため、シール用パッキンの形状や配置に工夫を要求されることが多い。また、このような要求仕様で熱交換器がダクト内に配置される場合には、ダクトに凹部が形成され、その凹部の内面と熱交換器のタンク部との間をパッキンでシールするシール構造が採用されることが多い。

従来、熱交換器のタンク部とダクトに形成された凹部の内面との間をパッキンでシールする場合、タンク部の長手方向に実質的に全長にわたって連続的に延びるパッキンが使用され、そのパッキンがタンク部のシール面全面を覆うとともに、空気流通方向におけるタンク部の両肩部で該両肩部に沿わせてパッキンが折り曲げられるように配置されている。タンク部の頂面と、両肩部で折り曲げられた後のタンク部の前後面の全域にわたってパッキンで覆われることになるので、パッキン全体のサイズが大きくなるとともに、パッキンを作製するための素材の使用量（材料の使用量）が多くなる。したがって、このような形態のままでは、パッキンの材料費の節減は望めない。

一方、パッキンを複数のパッキン材に分割し、各分割材の形状等を工夫することにより、パッキン材の貼り付け作業を自動化可能とした提案も知られている（例えば、特許文献１）。しかしこの提案構造では、パッキンが複数のパッキン材に分割されており、貼り付けるべきパッキン材の数が多くなるので、人手により貼り付ける場合にはその作業工数の増加を招き、自動化する場合にはそのための装置が大がかりで複雑、高価なものになるという問題がある。
特開２００１−２３３０４７号公報

そこで本発明の課題は、タンク部を有する熱交換器を空気ダクトに対してパッキンを用いてシールするに際し、少ない工数で簡単かつ確実にシールできるようにするとともに、使用するパッキンの材料費を大幅に削減できるようにした熱交換器のシール構造を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る熱交換器のシール構造は、空気通路を形成するダクト内に配置された熱交換器のタンク部と前記ダクトに形成された凹部の内面との間をパッキンでシールする熱交換器のシール構造であって、前記パッキンが、タンク部の空気流通方向の一方の肩部に対しては、タンク部の長手方向に実質的に全長にわたって連続的に配置されるとともに該肩部に沿って折り曲げられた形状の第１形状部に形成され、タンク部の他方の肩部に対しては、タンク部の長手方向に断続的に配置されるとともに該肩部に沿って折り曲げられた形状の第２形状部に形成され、第１形状部と第２形状部が両肩部間で一体に接続されて一つのパッキンを構成していることを特徴とするものである。

このようなシール構造においては、パッキンは分割構造とはされず、一つのタンク部についての目標とするシール部位に対しては１枚のパッキンを使用すればよいので、貼り付け作業工数は少なくて済む。また、自動化する場合にも、一つの対象部位に対して１枚のパッキンを取り扱えばよいので、大がかりな装置は不要であり、その自動化装置も簡素で安価な装置に構成可能である。また、使用するパッキンの形状が、タンク部の長手方向に連続的に延びる第１形状部と断続的に延びる第２形状部とを併せた形状であるので、タンク部の一方の肩部に沿わせて連続的に延びる第１形状部を折り曲げて配置することにより、対応するダクト凹部の内面部位との間がほぼ完全にシール可能となり、流通空気の流れがこのシール部位でほぼ完全に阻止され、タンク部の他方の肩部に沿わせて断続的に延びる第２形状部を折り曲げて配置することにより、前記第１形状部と第２形状部の共働によって、ダクト凹部とタンク部との間の間隙に確実にパッキンが介在されることになり、ダクト凹部に対してタンク部が所定姿勢にて確実に保持されることになる。つまり、目標とするタンク部における良好なシール性能が達成されるとともに、熱交換器の所望の保持も達成されることになる。そして、パッキンの第２形状部はタンク部の長手方向に断続的に配置される形状であればよいので、第１形状部部分と第２形状部部分がともに連続的に延びる形状のパッキンに比べ、パッキン形成のための材料の使用量を削減することが可能になる。

このような本発明に係る熱交換器のシール構造においては、上記パッキンの第１形状部および第２形状部のタンク部の肩部に沿って折り曲げられる部位に、タンク部の長手方向に部分的に延びる第１のスリットが設けられていることが好ましい。このような第１のスリットを設けておくことにより、そのスリットを境にしてパッキンが容易に変形できるようになるので、所望の折り曲げ形態が極めて容易に得られる。

また、このパッキンの第１のスリットの端部に、タンク部の長手方向と直交する方向に部分的に延びる第２のスリットが設けられていることが好ましい。このような第２のスリットを設けておくことで、第１のスリットを容易に複数の分割されたスリットにすることが可能になる。また、パッキンの第１のスリットとは反対側に位置する上記第２のスリットに隣接する部位が、タンク部の肩部に沿って折り曲げられる部位における折り曲げ両側の繋ぎ部となる構成とすることができ、この繋ぎ部の存在により、容易に、所望のシール形態を保つとともに所望のパッキン形態を維持できるようになる。

また、本発明に係る熱交換器のシール構造においては、上記パッキンを、１枚のパッキン素材から、上記第２形状部側が互いに対向するように、かつ、一方のパッキンの第２形状部と他方のパッキンの第２形状部がタンク部の長手方向に交互に配列されるように、２枚のパッキンを切り出すことにより、作製することが可能である。このように本発明で使用するパッキンを作製すれば、後述の如く、タンク部の長手方向と直交する方向に関して、使用するパッキン素材の長さを大幅に短縮することが可能になり、パッキン作製のための材料費を大幅に削減できるようになる。

本発明に係る熱交換器のシール構造の適用場所は特に限定されないが、上記ダクトが車両用空調装置に用いられるダクトからなる場合に好適なものである。中でも、ダクト中での高いシール性能が要求される場合、例えば、上記熱交換器が蒸発器からなる場合に特に好適なものである。

このような本発明に係る熱交換器のシール構造は、例えば、熱交換器が上下にそれぞれタンク部を有する熱交換器からなり、上記パッキンが少なくとも一方のタンク部に対して設けられる場合に適用できる。もちろん、上下タンク部の両方に対して適用することもでき、さらには、サイドタンクを備えた形式の熱交換器に対しては、そのサイドタンクに対して本発明に係る熱交換器のシール構造を適用することが可能である。

本発明に係る熱交換器のシール構造によれば、適切な形状に形成されたパッキンを使用することにより、少ない工数で簡単かつ確実に目標とするシールを行うことができるようになり、かつ、使用するパッキンの材料費を大幅に削減することが可能になる。

以下に、本発明の望ましい実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１〜図４は、本発明の一実施態様に係る熱交換器のシール構造を示しており、本発明を、車両用空調装置に用いられるダクト内に熱交換器としての蒸発器を配置し、該ダクトに対しとくに蒸発器の上部タンク部の必要部位をシールするのに適用した場合を示している。図１に示すように、熱交換器としての蒸発器１は、空気通路２を形成するダクト３内に配置される。図１〜図４に示すように、蒸発器１は、上部タンク部４と下部タンク部５、その間の熱交換器コア部６を有する構造に構成されているが、本実施態様では、本発明に係るシール構造が上部タンク部４に対して適用されている。また本実施態様では、上部タンク部４に対して熱交換媒体（例えば、冷媒）の導入パイプ７、導出パイプ８が接続されており、熱交換器コア部６内を通過（例えば、循環）される熱交換媒体と、ダクト３内を蒸発器１を通過するように流通される空気９との間で熱交換されるようになっている。この空気９が所望の流れ形態にて蒸発器１を通過できるように（つまり、少なくとも上部タンク部４にて空気の流通が阻止されるように）、本発明に係るシール構造が適用されている。

上記ダクト３には凹部１１が形成されており、該凹部１１の内面とタンク部４との間にタンク部４側に予め貼着されたパッキン１２が介装され、このパッキン１２でこの部位の必要なシール、つまり本発明で対象としているシールが行われるようになっている。また、タンク部４が凹部１１内にパッキン１２を介して嵌合されることにより、蒸発器１の上部側が保持されるようになっている。

パッキン１２は、空気流れ方向上流側に配置される第１形状部１３と下流側に配置される第２形状部１４が一体に接続された形状を有しており、第１形状部１３と第２形状部１４で一つのパッキン１２が構成されている。第１形状部１３は、タンク部４の長手方向に実質的に全長にわたって連続的に配置されており、タンク部４の空気流れ方向上流側の肩部（一方の肩部）に沿って折り曲げられている。第２形状部１４は、タンク部４の長手方向に断続的に配置（配列）されており、タンク部４の空気流れ方向下流側の肩部（他方の肩部）に沿って折り曲げられている。

パッキン１２の第１形状部１３および第２形状部１４のタンク部４の肩部に沿って折り曲げられる部位には、タンク部４の長手方向に部分的に延びる第１のスリット１５が複数設けられている。また、第１のスリット１５の端部に（本実施態様では両端部に）、タンク部４の長手方向と直交する方向に部分的に短く延びる第２のスリット１６が設けられている。

なお、本実施態様においては、蒸発器１の両側面に、平板状のパッキン２０が貼着され、下面側に、短く延びる平板状のパッキン２１が貼着されている。これらパッキン２０、２１は、蒸発器１が空気通路２内に所定位置に配置された状態で、通路壁内面と蒸発器１との間をシールするとともに、蒸発器１を所定の姿勢に保持できるようになっている。

本実施態様に係る上記のようなパッキン１２を用いたシール構造においては、パッキン１２は分割構造とはされずに、一つのタンク部４についての目標とするシール部位に対しては１枚のパッキン１２を使用すればよく、貼り付け作業工数は少なくて済む。また、自動化する場合にも、一つの対象部位に対して１枚のパッキン１２を取り扱えばよくなるので、大がかりな自動化装置は不要であり、その装置も簡素で安価なものに構成可能である。パッキン１２によるシール性能に関しては、タンク部４の長手方向に連続的に延びる第１形状部１３により空気の流れをほぼ完全に阻止できるので、空気流通に対しての目標とするシール性能は第１形状部１３によってほぼ完全に達成される。ダクト凹部１１とタンク部４との間の間隙にパッキン１２が介在することにより、タンク部４の長手方向に断続的に延びる第２形状部１４は、第１形状部１３との共働によって、ダクト凹部１１に対してタンク部４を所定姿勢にて確実に保持できるようになる。

また、パッキン１２の折り曲げ部に第１のスリット１５を設けておくことにより、第１のスリット１５を境にしてパッキン１２がタンク部４の肩部に沿って容易に変形できるようになり、パッキン１２の所望の折り曲げ形態が極めて容易に得られる。第１のスリット１５の端部に第２のスリット１６を設けることにより、第２のスリット１６に隣接する部位（第２のスリット１６間部位や、端部に位置する第２のスリット１６に隣接する部位）を、タンク部４の長手方向と直交する方向に位置する折り曲げ両側に対しパッキン１２内の繋ぎ部１７を形成することができ、容易に、所望のシール形態と所望のパッキン形態を維持できるようになる。また、第２のスリット１６は、パッキン１２内で第１のスリット１５が望ましくない長さまで走ってしまう（切れ目として走ってしまう）ことを阻止する役目も担っている。

上記のような形状を有するパッキン１２は、例えば図５に示すように作製できる。図６に示したような全体にわたって連続的に延びる平板状の従来のパッキンの作製と比較しながら説明する。まず、図６に示した従来のパッキンの作製について説明するに、パッキン素材４１が、例えば折り目４２が形成された２つのパッキン４３に切り出され、上記のようなタンク部４のシールに用いられるパッキン４３として使用される。これに対し、図５に示す本発明におけるパッキン１２の作製においては、１枚のパッキン素材３１から２つのパッキン１２を切り出すに際し、第２形状部１４側が互いに対向するように、かつ、一方のパッキン１２の第２形状部１４と他方のパッキン１２の第２形状部１４が前述のタンク部４の長手方向に交互に配列されるように、２枚のパッキン１２が切り出される。切り出しを例えばパンチングで行う場合には、同時に第１のスリット１５と第２のスリット１６および繋ぎ部１７を設けることが可能である。また、図５に示すように、交互に配列される第２形状部１４を等ピッチで配列することにより、同時に作製される２つのパッキン１２を完全に同一形状に形成できる。上記のようなパッキン１２をこのような方法で作製すれば、タンク部４の長手方向と直交する方向に、使用されるパッキン素材３１の要求長さを大幅に短縮することが可能になり、その分、パッキン作製のための材料費を大幅に削減できるようになる。

このように、本発明に係る熱交換器のシール構造においては、前述の如く良好なシール性能、良好なパッキン装着作業性を達成しつつ、大幅なコストダウンをはかることができる。

本発明に係る熱交換器のシール構造は、タンク部を有する熱交換器をダクトに対しパッキンを用いてシールするあらゆる用途に適用可能であり、とくに車両用空調装置の空気ダクト内に配置される熱交換器、中で蒸発器に採用して好適なものである。

本発明の一実施態様に係る熱交換器のシール構造の概略側面図である。図１の熱交換器のパッキン貼着状態での上面図である。図１の熱交換器のパッキン貼着状態での正面図である。図１の熱交換器のパッキン貼着状態での背面図である。図１のパッキンの作製方法の一例を示す平面図である。従来のパッキンの作製方法の一例を示す平面図である。

符号の説明

１熱交換器としての蒸発器
２空気通路
３ダクト
４タンク部（上部タンク部）
５下部タンク部
６熱交換器コア部
７導入パイプ
８導出パイプ
９空気
１１凹部
１２パッキン
１３第１形状部
１４第２形状部
１５第１のスリット
１６第２のスリット
１７繋ぎ部
２０、２１平板状のパッキン
３１パッキン素材

Claims

空気通路を形成するダクト内に配置された熱交換器のタンク部と前記ダクトに形成された凹部の内面との間をパッキンでシールする熱交換器のシール構造であって、前記パッキンが、タンク部の空気流通方向の一方の肩部に対しては、タンク部の長手方向に実質的に全長にわたって連続的に配置されるとともに該肩部に沿って折り曲げられた形状の第１形状部に形成され、タンク部の他方の肩部に対しては、タンク部の長手方向に断続的に配置されるとともに該肩部に沿って折り曲げられた形状の第２形状部に形成され、第１形状部と第２形状部が両肩部間で一体に接続されて一つのパッキンを構成していることを特徴とする熱交換器のシール構造。
前記パッキンの第１形状部および第２形状部のタンク部の肩部に沿って折り曲げられる部位に、タンク部の長手方向に部分的に延びる第１のスリットが設けられている、請求項１に記載の熱交換器のシール構造。
前記パッキンの前記第１のスリットの端部に、タンク部の長手方向と直交する方向に部分的に延びる第２のスリットが設けられている、請求項２に記載の熱交換器のシール構造。
前記パッキンの前記第１のスリットとは反対側に位置する前記第２のスリットに隣接する部位が、タンク部の肩部に沿って折り曲げられる部位における折り曲げ両側の繋ぎ部を構成している、請求項３に記載の熱交換器のシール構造。
前記パッキンが、１枚のパッキン素材から、前記第２形状部側が互いに対向するように、かつ、一方のパッキンの第２形状部と他方のパッキンの第２形状部がタンク部の長手方向に交互に配列されるように、２枚のパッキンを切り出すことにより、作製されている、請求項１〜４のいずれかに記載の熱交換器のシール構造。
前記ダクトが車両用空調装置に用いられるダクトからなる、請求項１〜５のいずれかに記載の熱交換器のシール構造。
前記熱交換器が蒸発器からなる、請求項１〜６のいずれかに記載の熱交換器のシール構造。
前記熱交換器が上下にそれぞれタンク部を有する熱交換器からなり、前記パッキンが少なくとも一方のタンク部に対して設けられている、請求項１〜７のいずれかに記載の熱交換器のシール構造。