JP2009168312A - 熱交換器のシール構造 - Google Patents

Abstract

【課題】タンク部を備え熱交換媒体の導入出パイプが予め接続された熱交換器をダクトに対してパッキンを用いてシールするに際し、その熱交換器を所定位置に納めるための動作中に予め貼着されていたパッキンに不具合が発生しないようにし、最終的にパッキンを介した望ましいシール状態が実現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】タンク部に対し熱交換媒体の導入出パイプ９，１０が予め接続された熱交換器１を、ダクト３の一面に沿う第１の方向１１に移動させた後、該第１の方向１１に直交してダクト３の内方に向かう第２の方向に移動させることにより、ダクト３内の所定位置に配置する際に、ダクト３内面と熱交換器１のタンク部との間を、予めタンク部の周囲に貼着されているパッキン１４，１６を前記所定位置にて圧縮状態で介在させることによりシールする熱交換器１のシール構造。
【選択図】図１

Description

本発明は、熱交換媒体の導入出パイプが予め接続されたタンク部を有する熱交換器をパッキンを用いてシールする構造に関し、とくに空気通路を形成するダクトの所定位置に熱交換器を挿入、配置する際に、予め接続されているパイプの存在のために２方向への挿入動作を余儀なくされる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、例えばヒータコアは、ダクト内流通空気の一部がヒータコアの熱交換器コア部を確実に通過できるように、ダクト内の所定位置にタンク部等がパッキンを介して良好にシールされた状態で配置されることが望まれる（例えば、特許文献１）。このようなヒータコアは、良好な設置作業性を確保するために、そのタンク部に熱交換媒体の導入出パイプが予め接続された状態で、ダクトの側面等に開口された穴に挿入され、その挿入動作を介して所定位置にセットされることが多い。シールのためのパッキンは、上記のようなパイプが予め接続されているといないとに係わらず、通常先に熱交換器の必要部位に貼着され、その状態で熱交換器が挿入される。

ところが、上記のように熱交換媒体の導入出パイプが予め接続された状態で熱交換器がダクトの開口穴を通して所定部位へと挿入、配置される際には、導入出パイプがダクト外面自体やダクト外面に取り付けられている機器と干渉するのを回避するために、まず導入出パイプがダクト外面から比較的離される位置にてある方向（第１の方向）に熱交換器を導入出パイプごと移動させ、所定量移動させた後に、熱交換器がダクト内の所定位置に納まるように、熱交換器を上記第１の方向に直交してダクト内方に向かう第２の方向に移動させ挿入することを余儀なくされることがある。このように２方向の移動、挿入動作でセットすることにより、これら動作中に導入出パイプが他部材と干渉することが回避され、最終的に熱交換器をダクト内の所定位置に配置した状態では、導入出パイプもダクトに対して予定していた所定位置に配置されるようになる。
特開平１１−１９２８３２号公報

しかし、上記のような２方向の移動、挿入動作が要求される場合、予め熱交換器に、とくにタンク部に貼着されていたパッキンが、上記第２の方向に熱交換器がダクトの開口穴を通して挿入される際に、該開口穴を形成しているダクト部位の端縁等に引っ掛かったりして、所定の貼着位置からずれたり、剥がれたりするおそれがある。このようなパッキンのずれや剥がれが生じると、たとえ熱交換器がダクト内の所定位置に配置されたとしても、好ましいシール状態は望めないことになる。

そこで本発明の課題は、タンク部を備え熱交換媒体の導入出パイプが予め接続された熱交換器をダクトに対してパッキンを用いてシールするに際し、その熱交換器を所定位置に納めるための動作中に予め貼着されていたパッキンに不具合が発生しないようにし、最終的にパッキンを介した望ましいシール状態が実現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、外部流通空気と内部に流通される熱交換媒体との間で熱交換を行う略矩形状の熱交換器コア部の端部にタンク部を備え、該タンク部に対し熱交換媒体の導入出パイプが予め接続された熱交換器を、空気通路を形成するダクトに対し、該ダクトの一面に沿う第１の方向に移動させた後、該第１の方向に直交してダクトの内方に向かう第２の方向に移動させることにより、ダクト内の所定位置に配置する際に、ダクト内面と熱交換器のタンク部との間を、予めタンク部の周囲に貼着されているパッキンを前記所定位置にて圧縮状態で介在させることによりシールする熱交換器のシール構造であって、前記第２の方向に熱交換器を前記所定位置まで移動させる際に案内壁として機能するダクトの内壁面を、少なくとも、熱交換器の移動方向を前記第１の方向から前記第２の方向に切り替える方向切替部まで延長し、かつ、該方向切替部における延長内壁面の熱交換器に対する相対位置を、前記予めタンク部の周囲に貼着されているパッキンを圧縮可能な位置に設定したことを特徴とするものからなる。

このようなシール構造においては、熱交換器をダクト内の所定位置に配置するに際し、熱交換媒体の導入出パイプが予め接続されているため熱交換器を第１の方向と第２の方向との２方向に順次移動させることが要求される場合に、第２の方向への移動の際に熱交換器の案内壁として機能するダクトの内壁面が、移動方向を第１の方向から第２の方向に切り替える方向切替部まで延長されているので、熱交換器の移動方向を第１の方向から第２の方向に切り替えて該第２の方向に移動開始する際には、予め貼着されていたパッキンが第２の方向の移動開始端に位置するダクト部位に引っ掛かったりすることはなく、パッキンが貼着された熱交換器はダクト内の所定位置まで円滑に案内されることになり、熱交換器に貼着されていたパッキンも、第２の方向への移動の際の案内壁として機能するダクトの内壁面に沿って、ずれや剥がれ等の不具合が生じることなく、円滑に案内されることになる。そして、この方向切替部における延長内壁面の熱交換器に対する相対位置が、予めタンク部の周囲に貼着されているパッキンを圧縮可能な位置に設定されているので、該パッキンは、その延長内壁面に沿って第２の方向に案内される際、圧縮状態に維持されることになり、圧縮状態にて、ダクト内の所定位置にセットされることになる。したがって、熱交換器がダクト内の所定位置に配置完了したときには、タンク部の周囲に貼着されていたパッキンもその位置にて望ましい圧縮状態で配置されることになり、この部位で所定のシール性能を発揮するための最も望ましい状態に自動的にセットされることになる。すなわち、２方向への熱交換器の移動動作が余儀なくされる場合にあっても、動作中に予め貼着されていたパッキンに不具合が発生することが防止され、かつ、最終的な熱交換器のセット位置でのパッキンの望ましいセット状態が自動的に確保され、目標とする熱交換器のシール構造が容易にかつ確実に実現されることになる。

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、とくに、上記方向切替部における延長内壁面が、少なくとも互いに対向する２つの内壁面を有し、両内壁面間の距離が、上記予めタンク部の周囲に貼着されているパッキンを圧縮可能な距離に設定されている構成を採用することができる。このような構成においては、両延長内壁面によってパッキンが挟圧されるためパッキンに容易に所望の圧縮量を付与することができる。その圧縮状態に維持されたまま第２の方向に案内されることにより、パッキンはより確実に望ましい状態にセットされることになる。

また、上記方向切替部における延長内壁面が、上記方向切替部から上記所定位置におけるダクトの内壁面まで、実質的に同じ形態で延設されていれば、方向切替部で圧縮状態とされたパッキンは、その圧縮状態に確実に保たれながら延長内壁面に沿って第２の方向の案内されることになり、最終的なセット位置にて、より確実に望ましい状態でセットされることになる。

また、本発明に係る熱交換器のシール構造においては、上記予めタンク部の周囲に貼着されているパッキンが、タンク部の周囲における熱交換器の上端面または下端面位置にパッキンの端縁同士の突き合わせ部を有し、該パッキンの突き合わせ部が、熱交換器の上端面または下端面に略矩形状の熱交換器コア部に沿って延びるように（つまり、第２の方向に沿って延びるように）貼着される別のパッキンで覆われている構成を採用することもできる。タンク部の周囲に、とくに全周にわたって予めパッキンを貼着する場合には、パッキンの端縁同士の突き合わせ部が発生する構造を採用することが多いが、このパッキンの突き合わせ部は、熱交換器を第２の方向に移動させる際に、剥がれ端となりやすいと考えられる。しかし、上記のような構成においては、このパッキンの突き合わせ部が第２の方向に沿って延びるように貼着される別のパッキンで覆われているので、この別のパッキンを介して円滑に第２の方向に案内されることになり、突き合わせ部が剥がれ端となることが確実に回避される。なお、パッキンの端縁同士を突き合わせるのではなく、パッキンの端部同士をオーバーラップさせる形態も考えられるが、オーバーラップ部分でパッキンが不必要に***してしまうので、所望のシール性能が得られにくくなる。

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、ダクト内への挿入動作が要求され挿入後のダクト中での高いシール性能が要求される場合、例えば、上記熱交換器がヒータコア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、左右にそれぞれタンク部を有し、両タンク部間に複数の熱交換チューブが併設された、いわゆるパラレルフロー型の熱交換器からなり、上記パッキンによるシール構造が少なくとも一方のタンク部に対して構成されている場合に適用できる。もちろん、左右タンク部の両方に対して適用することもでき、さらには、一つのタンク部のみを備えた形式の熱交換器に対しては、そのタンク部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、タンク部を備え熱交換媒体の導入出パイプが予め接続された熱交換器をダクト内の所定位置に挿入、配置しパッキンを用いてシールするに際し、予めタンク部の周囲に貼着されているパッキンを望ましい状態で最終の所定位置まで移動でき、その位置で望ましい熱交換器のシール構造を確実に実現できるようになる。

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および図２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ヒータコアを配置し、該ダクトに対しとくにヒータコアの一方の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、熱交換器としてのヒータコア１は、空気通路２を形成するダクト３内の所定位置に配置される。図２に示すように、ヒータコア１は、全体として略矩形で、左右のタンク部４、５、その間の熱交換器コア部６を有し、両タンク部４、５間に複数の熱交換チューブ７が併設され、隣接熱交換チューブ７間にコルゲートフィン８が設けられた、いわゆるパラレルフロー型の熱交換器に構成されている。一方のタンク部４には、予め熱交換媒体（例えば、温水やエンジン冷却水）の導入出パイプ９、１０が接続されており、空気通路２を流れるダクト３内流通空気（矢印）の一部（バイパス流を除く空気）と、熱交換器コア部６内に流通される熱交換媒体との間で熱交換が行われるようになっている。本実施態様では、本発明に係るシール構造が上記一方のタンク部４に対して適用されている。また本実施態様では、このタンク部４に対して熱交換媒体の導入出パイプ９、１０が接続されており、ヒータコア１は、導入出パイプ９、１０が接続されたままの状態で、ダクト３内の所定位置Ａ（図１に図示）まで、移動されるようになっている。

この移動は、本実施態様では、先ず図１における下方に向かう第１の方向１１に行われ、第１の方向１１に所定距離移動された後、第１の方向１１に直交してダクト３の内方に向かう方向（図１の紙面と垂直の方向）、つまり図２に示す第２の方向１２に移動されて、ヒータコア１がダクト３内の所定位置Ａに到達してその位置Ａにセットされる。ダクト３に対してヒータコア１のこの２方向への移動を可能とするため、本実施態様では、ダクト３は、図１における上下方向の適当な位置で分割可能に構成されており、例えば、上部側ダクト部位を開放した状態で上記第１の方向１１に移動された後、上部側ダクト部位をを閉じ、形成されたダクト３の開口部１３に沿って、ヒータコア１がダクト３内の所定位置Ａまで挿入されるようになっている。したがって、この開口部１３の内壁面、とくに本実施態様では、開口部１３の互いに対向する図１の左右の内壁面１３ａは、ヒータコア１をダクト３内の所定位置Ａまで挿入して移動させる際の案内壁として機能している。

タンク部４の周囲には、帯状のパッキン１４が、タンク部４の全周のわたって延びるように予め貼着されている。このパッキン１４は、タンク部４の周囲におけるヒータコア１の図１における下端面位置にパッキン１４の端縁同士の突き合わせ部１５を有している。この突き合わせ部１５は、熱交換器コア部６に沿って延びるように貼着された別のパッキン１６の端部によって覆われている。この別のパッキン１６は、本実施態様では、図２に示すように、熱交換器コア部６の上端面に沿って延びた後、ヒータコア１の一方の側面に沿って延び、そこから熱交換器コア部６の下端面に沿って延びた後、上述の如く、パッキン１４の突き合わせ部１５を覆うように配置されている。

前述の如く、第２の方向１２にヒータコア１を所定位置Ａまで移動させる際に案内壁として機能するダクトの内壁面、本実施態様ではダクト３の開口部１３における左右の内壁面１３ａは、少なくとも、ヒータコア１の移動方向を第１の方向１１から第２の方向１２に切り替える方向切替部まで延長されており、この方向切替部における延長内壁面に形成された左右の内壁面１３ａのヒータコア１に対する相対位置が、予めタンク部４の周囲に貼着されているパッキン１４を圧縮可能な位置に設定されている。より具体的には、図１に示すように、互いに対向する左右の内壁面１３ａ間の距離ｄが、予めタンク部４の周囲に貼着されているパッキン１４を圧縮可能な距離に設定されている。

このように構成されたヒータコア１のためのシール構造においては、導入出パイプ９、１０が予め接続されたヒータコア１を第１の方向１１と第２の方向１２との２方向に順次移動させて所定位置Ａに配置するとき、タンク部４の周囲に予め貼着されているパッキン１４は、ヒータコア１の移動方向を第１の方向１１から第２の方向１２に切り替える方向切替部まで延長されたダクト３の開口部１３における左右の内壁面１３ａによって圧縮状態に拘束され、その圧縮状態にて、第２の方向１２への移動の際の案内壁として機能する左右の内壁面１３ａに沿って、所定位置Ａまで案内される。圧縮状態に拘束されたままの案内であるから、パッキン１４にずれや剥がれ等の不具合が生じることは回避され、望ましい貼着状態のまま最終配置位置まで円滑に案内されることになる。また、内壁面１３ａ間距離ｄを適切に設定することにより、パッキン１４の圧縮量も適切に設定でき、それによって円滑な移動、さらには移動後の望ましいシール状態が、より確実に実現される。したがって、ヒータコア１がダクト３内の所定位置Ａに配置完了したときには、タンク部４の周囲に貼着されていたパッキン１４もその位置にて望ましい圧縮状態で配置されることになり、この所定部位Ａでの目標とする所定のシール性能を発揮するための最適なシール状態が自動的に現出されることになる。

また、移動の際に剥がれ等が生じやすくなると考えられるパッキン１４の突き合わせ部１５については、別のパッキン１６によって覆われているので、突き合わせ部１５の剥がれ等も確実に防止されることになる。とくに、この別のパッキン１６は熱交換器コア部６に沿って延びるように貼着されており、このパッキン延設方向は第２の方向１２と一致するから、第２の方向１２への挿入時にこの別のパッキン１６自体に不具合が生じるおそれはなく、上記パッキン１４の突き合わせ部１５のための剥がれ等の防止効果が確実に発揮されることになる。

本発明に係る熱交換器のシール構造は、タンク部を有し熱交換媒体の導入出パイプが接続された状態の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、中でもヒータコア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のシール構造の図１とは直交する方向から見た概略正面図である。

符号の説明

１ 熱交換器としてのヒータコア
２ 空気通路
３ ダクト
４、５ タンク部
６ 熱交換器コア部
７ 熱交換チューブ
８ コルゲートフィン
９ 導出パイプ
１０ 導入パイプ
１１ 第１の方向
１２ 第２の方向
１３ 開口部
１３ａ 開口部の左右の内壁面
１４ パッキン
１５ 突き合わせ部
１６ 別のパッキン
Ａ 所定位置

Claims (7)

1. 外部流通空気と内部に流通される熱交換媒体との間で熱交換を行う略矩形状の熱交換器コア部の端部にタンク部を備え、該タンク部に対し熱交換媒体の導入出パイプが予め接続された熱交換器を、空気通路を形成するダクトに対し、該ダクトの一面に沿う第１の方向に移動させた後、該第１の方向に直交してダクトの内方に向かう第２の方向に移動させることにより、ダクト内の所定位置に配置する際に、ダクト内面と熱交換器のタンク部との間を、予めタンク部の周囲に貼着されているパッキンを前記所定位置にて圧縮状態で介在させることによりシールする熱交換器のシール構造であって、前記第２の方向に熱交換器を前記所定位置まで移動させる際に案内壁として機能するダクトの内壁面を、少なくとも、熱交換器の移動方向を前記第１の方向から前記第２の方向に切り替える方向切替部まで延長し、かつ、該方向切替部における延長内壁面の熱交換器に対する相対位置を、前記予めタンク部の周囲に貼着されているパッキンを圧縮可能な位置に設定したことを特徴とする熱交換器のシール構造。
2. 前記方向切替部における延長内壁面が、少なくとも互いに対向する２つの内壁面を有し、両内壁面間の距離が、前記予めタンク部の周囲に貼着されているパッキンを圧縮可能な距離に設定されている、請求項１に記載の熱交換器のシール構造。
3. 前記方向切替部における延長内壁面が、前記方向切替部から前記所定位置におけるダクトの内壁面まで、実質的に同じ形態で延設されている、請求項１または２に記載の熱交換器のシール構造。
4. 前記予めタンク部の周囲に貼着されているパッキンが、タンク部の周囲における熱交換器の上端面または下端面位置にパッキンの端縁同士の突き合わせ部を有し、該パッキンの突き合わせ部が、熱交換器の上端面または下端面に前記略矩形状の熱交換器コア部に沿って延びるように貼着される別のパッキンで覆われている、請求項１〜３のいずれかに記載の熱交換器のシール構造。
5. 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１〜４のいずれかに記載の熱交換器のシール構造。
6. 前記熱交換器がヒータコアからなる、請求項１〜５のいずれかに記載の熱交換器のシール構造。
7. 前記熱交換器が、左右にそれぞれタンク部を有し、両タンク部間に複数の熱交換チューブが併設されたパラレルフロー型の熱交換器からなり、前記パッキンによるシール構造が少なくとも一方のタンク部に対して構成されている、請求項１〜６のいずれかに記載の熱交換器のシール構造。

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