JP2016217675A - 継手接続部のシール構造 - Google Patents

Abstract

【課題】継手と継手取付対象物とを接続する際の作業効率の低下を抑制可能な継手接続部のシール構造を提供する。
【解決手段】ラジエータ２の下方側タンク２２２のタンク本体部２２ｂに、その内外を貫通する貫通穴２２ｅを形成し、下方側タンク２２２の内壁面の貫通穴２２ｅの外周側に円環状の継手用パッキン４をタンク本体部２２ｂに一体成形しておく。そして、この貫通穴２２ｅを介して流入側ジョイント３１（継手）とオイルクーラ３（継手取付対象物）のオイル入口部３ａとを接続し、継手用パッキン４によって下方側タンク２２２とオイルクーラ３との隙間を密封する。これにより、下方側タンク２２２とオイルクーラ３との隙間との隙間にＯ−リング等の継手用シール部材を組み付ける組付工数を低減することができ、継手と継手取付対象物とを接続する際の作業効率の低下を抑制することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、継手接続部のシール構造に関するもので、複数の熱交換器を一体化させた複合型の熱交換器の継手接続部に適用して有効である。

従来、特許文献１に、複数の熱交換器を一体化させた複合型の熱交換器である車両用のオイルクーラ内蔵型熱交換器が開示されている。この特許文献１のオイルクーラ内蔵型熱交換器は、いわゆるタンクアンドチューブ型の熱交換器のタンク内に、オイルクーラ（別の熱交換器）を配置することによって、熱交換器とオイルクーラとを一体化させたものである。

さらに、特許文献１のオイルクーラ内蔵型熱交換器では、オイルを導入出させるための継手（ジョイント）をオイルクーラに接続するために、熱交換器のタンクに内外を貫通する貫通穴を形成している。そして、この貫通穴を貫通するように継手を配置し、継手とオイルクーラのオイル入口部あるいはオイル出口部を螺合することによって、継手とオイルクーラとを接続している。

この際、特許文献１のオイルクーラ内蔵型熱交換器では、継手とタンクとの間およびタンクとオイルクーラとの間の双方に、シール部材であるＯ−リングを配置することによって、継手とタンクとの隙間およびタンクとオイルクーラとの隙間からオイルと熱交換するエンジン冷却水が漏れ出てしまうことを抑制している。

換言すると、このオイルクーラ内蔵型熱交換器では、継手と継手取付対象物（オイルクーラ）とを接続する際に、継手と継手取付対象物との間に熱交換器のタンクが挟み混まれるように配置されるので、継手とタンクとの間およびタンクと継手取付対象物との間の双方に、Ｏ−リングを配置している。

実開昭６０−１０５８２６号公報

しかしながら、特許文献１のオイルクーラ内蔵型熱交換器のように、継手とタンクとの間およびタンクと継手取付対象物との間の双方に、Ｏ−リングを配置すると、Ｏ−リングの位置ずれや誤組付け等を招きやすく、継手と継手取付対象物とを接続する際の作業効率が低下してしまう。延いては、複合型の熱交換器の生産効率を低下させてしまう。

本発明は、上記点に鑑み、継手と継手取付対象物とを接続する際の作業効率の低下を抑制可能な継手接続部のシール構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、流入出用流体を導入出させる継手（３１）と、継手（３１）が取り付けられる継手取付対象物（３）と、第１流体と第２流体とを熱交換させる熱交換器（２）にて第１流体の分配あるいは集合を行うタンク（２２）と、を有し、タンク（２２）の内外を貫通する貫通穴（２２ｅ）を介して、タンク（２２）を挟み混むように継手（３１）と継手取付対象物（３）とを接続した接続部に適用される継手接続部のシール構造であって、
タンク（２２）には、継手（３１）とタンク（２２）との隙間、およびタンク（２２）と継手取付対象物（３）との隙間の少なくとも一方を密封するための継手用シール部材（４、４ｃ）が一体成形されていることを特徴とする。

これによれば、タンク（２２）に継手用シール部材（４、４ｃ）が一体成形されているので、継手（３１）と継手取付対象物（３）とを接続する際に、別部材として構成された継手用シール部材を組み付けるための組付工数を低減することができる。さらに、継手用シール部材（４、４ｃ）の誤組付けが生じてしまうことを抑制することができる。

従って、継手と継手取付対象物とを接続する際の作業効率の低下を抑制可能な継手接続部のシール構造を提供することができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

第１実施形態のオイルクーラ一体型ラジエータの正面図である。 第１実施形態の流入側ジョイントおよび下方側タンクの分解断面図である。 第２実施形態の流入側ジョイントおよび下方側タンクの分解断面図である。 第２実施形態の下方側タンクの斜視図である。 第３実施形態の流入側ジョイントおよび下方側タンクの分解断面図である。 第４実施形態の流入側ジョイントおよび下方側タンクの分解断面図である。

（第１実施形態）
以下、図面を用いて本発明の第１実施形態を説明する。本実施形態では、本発明に係る継手接続部のシール構造を、図１に示すオイルクーラ一体型ラジエータ１に適用している。このオイルクーラ一体型ラジエータ１は、車両に搭載されており、ラジエータ２とオイルクーラ３とを一体化させた複合型の熱交換器である。

ラジエータ２は、車両走行用のエンジンを冷却するエンジン冷却水と大気（空気）とを熱交換させて、エンジン冷却水の有する熱を大気に放熱させる熱交換器である。オイルクーラ３は、オートマチックトランスミッション用のトルクコンバータ内のオイルとエンジン冷却水とを熱交換させて、オイルを冷却する内部熱交換器である。

従って、本実施形態のエンジン冷却水、大気、およびオイルは、それぞれ特許請求の範囲に記載された第１流体、第２流体、および流入出用流体に対応している。なお、図１の上下の各矢印は、オイルクーラ一体型ラジエータ１を車両に搭載した状態における上下の各方向を示している。

より具体的には、ラジエータ２は、いわゆるタンクアンドチューブ型の熱交換器で構成されている。従って、ラジエータ２は、エンジン冷却水を流通させる複数のチューブ２１、および複数のチューブ２１の両端部に配置されてチューブ２１を流通するエンジン冷却水の集合あるいは分配を行う一対のタンク２２を有している。

チューブ２１は、伝熱性に優れる金属（本実施形態では、アルミニウム合金）で形成されている。本実施形態では、チューブ２１として、内部を流通するエンジン冷却水の流れ方向（チューブ２１の長手方向）に垂直な断面形状が扁平形状に形成された扁平チューブを採用している。

それぞれのチューブ２１は、外表面の平坦面（扁平面）同士が互いに平行となるように、一定の間隔を開けて積層配置されている。これにより、隣り合うチューブ２１同士の間に、大気が流通する空気通路が形成される。つまり、本実施形態のラジエータ２では、複数のチューブ２１が積層配置されることによって、冷媒と送風空気とを熱交換させる熱交換部（すなわち、熱交換コア部）２３が形成されている。

さらに、隣り合うチューブ２１同士の間に形成される空気通路には、冷媒と送風空気との熱交換を促進するフィン２４が配置されている。フィン２４は、チューブ２１と同じ材質の金属薄板材を波状に曲げ成形することによって形成されたコルゲートフィンであり、その頂部がチューブ２１の平坦面にろう付け接合されている。

なお、図１では、図示の明確化のため、チューブ２１およびフィン２４の一部のみを図示しているが、チューブ２１およびフィン２４は熱交換コア部２３の全域に亘って配置されている。

また、熱交換コア部２３のチューブ２１の積層方向両端部には、熱交換コア部２３を補強するためのインサート２５が配置されている。インサート２５は、チューブ２１と同じ材質の平板状部材によって形成されており、その長手方向両端部がタンク２２のコアプレート２２ａに、ろう付け接合されている。

タンク２２は、チューブ２１の積層方向に延びる形状に形成されている。さらに、タンク２２は、複数のチューブ２１がろう付け接合によって接続されたコアプレート２２ａ、およびコアプレート２２ａに固定されてタンク内部に空間を形成するタンク本体部２２ｂを有している。

コアプレート２２ａはチューブ２１と同じ金属にて形成されており、タンク本体部２２ｂは樹脂にて形成されている。タンク本体部２２ｂがコアプレート２２ａに固定された際のタンク本体部２２ｂとコアプレート２２ａとの当接部には、タンク用シール部材であるゴム製のタンク用パッキンが配置されている。従って、タンク本体部とコアプレート２２ａとの隙間からエンジン冷却水が漏れることはない。

ここで、前述の如く、タンク２２は、チューブ２１の長手方向両端側に配置されるので、以下の説明では、説明の明確化のため、鉛直方向上方側に配置されるものを上方側タンク２２１と記載し、鉛直方向下方側に配置されるものを下方側タンク２２２と記載する。

上方側タンク２２１には、エンジン冷却水を流入させる冷却水流入口２２ｃが設けられている。従って、上方側タンク２２１の空間は、各チューブ２１へ冷媒を分配する分配空間である。さらに、上方側タンク２２１には、エンジン冷却水を補充するための注水口が設けられており、この注水口には加圧式のラジエータキャップ２６が取り付けられている。

一方、下方側タンク２２２には、エンジン冷却水を流出させる冷却水流出口２２ｄが設けられている。従って、下方側タンク２２２の内部空間は、各チューブ２１から流出した冷媒を集合させる集合空間である。

次に、オイルクーラ３は、図１の破線部に示すように、下方側タンク２２２の内部空間（すなわち、集合空間）内に配置されている。オイルクーラ３は、オイルが流通する複数の扁平状オイルチューブを有している。複数の扁平状オイルチューブは、互いに一体化された状態で、ネジ止め等の手段によって下方側タンク２２２の内部空間に固定されている。

また、扁平状オイルチューブには、オイルを流入させるオイル入口部、およびオイルを流出させるオイル出口部が設けられている。そして、オイル入口部から流入したオイルが扁平状オイルチューブを流通する際に、下方側タンク２２２の集合空間内のエンジン冷却水と熱交換して、オイルが冷却される。さらに、冷却されたオイルは、オイル出口部から流出する。

このため、扁平状オイルチューブのオイル入口部およびオイル出口部には、それぞれオイルを導入出させるための継手としての流入側ジョイント３１および流出側ジョイント３２が接続されている。

本実施形態の流入側ジョイント３１のオイルクーラ３（具体的には、扁平状オイルチューブのオイル入口部）への接続態様は、流出側ジョイント３２のオイルクーラ３（具体的には、扁平状オイルチューブのオイル出口部）への接続態様と同様である。さらに、流入側ジョイント３１とオイルクーラ３との接続部のシール構造は、流出側ジョイント３２とオイルクーラ３との接続部のシール構造と同様である。

そこで、以下の説明では、流入側ジョイント３１のオイルクーラ３への接続態様、並びに、流入側ジョイント３１とオイルクーラ３との接続部のシール構造について説明する。

まず、オイルクーラ３は、下方側タンク２２２の集合空間内に配置されている。このため、図２に示すように、流入側ジョイント３１をオイルクーラ３へ接続するために、下方側タンク２２２のタンク本体部２２ｂには、その内外を貫通する円形状の貫通穴２２ｅが形成されている。そして、この貫通穴２２ｅを介して、流入側ジョイント３１とオイルクーラ３のオイル入口部３ａが接続されている。

下方側タンク２２２の内壁面（オイルクーラ３側の面）の貫通穴２２ｅの外周側には、継手用シール部材である円環状のゴム製の継手用パッキン４が配置されている。この継手用パッキン４は、下方側タンク２２２に一体成形されている。ここで、「一体成形されている」とは、下方側タンク２２２の製造時に、継手用パッキン４が下方側タンク２２２と同時に、かつ、一体的に成形されたものであることを意味している。

オイルクーラ３のオイル入口部３ａの継手用パッキン４に対向する面には、継手用パッキン４を底面に当接させた状態で収容する円環状のシール溝３ｂが形成されている。さらに、オイル入口部３ａの内周面には、流入側ジョイント３１の雄ねじ部３１ｃが螺合される雌ねじが形成されている。

一方、流入側ジョイント３１には、下方側タンク２２２から離れる側に突出してホース等が接続される筒状部３１ａ、筒状部３１ａの根本部に形成されて径方向に拡がる円板状部３１ｂ、円板状部３１ｂから下方側タンク２２２側へ突出する雄ねじ部３１ｃが設けられている。

そして、流入側ジョイント３１の雄ねじ部３１ｃを、貫通穴２２ｅを貫通させて、オイルクーラ３のオイル入口部に形成された雌ねじ部に螺合することによって、流入側ジョイント３１とオイルクーラ３が接続されている。従って、下方側タンク２２２とオイルクーラ３との隙間は、継手用パッキン４によって密封（シール）されている。

一方、流入側ジョイント３１の円板状部３１ｂと下方側タンク２２２との間には、シール部材として円環状の金属製の平ワッシャ５が配置されている。このため、流入側ジョイント３１と下方側タンク２２２との隙間は、平ワッシャ５によって密封（シール）されている。

次に、上記構成における本実施形態の作動について説明する。上方側タンク２２１の冷却水流入口２２ｃから分配空間へ流入したエンジン冷却水は、分配空間から各チューブ２１へ分配される。各チューブ２１へ流入したエンジン冷却水は、各チューブ２１を流通する際に、大気へ放熱して冷却される。冷却されたエンジン冷却水は、下方側タンク２２２の集合空間へ流入する。

集合空間へ流入したエンジン冷却水は、オイルクーラ３の扁平状オイルチューブを流通するオイルと熱交換する。これにより、オイルが冷却される。オイルと熱交換したエンジン冷却水は、下方側タンク２２２の冷却水流出口２２ｄから流出する。一方、オイルは、流入側ジョイント３１を介して扁平状オイルチューブへ流入し、扁平状オイルチューブを流通したオイルは流出側ジョイント３２を介してオイルクーラ３の外部へ流出する。

以上の如く、本実施形態のオイルクーラ一体型ラジエータ１によれば、エンジン冷却水を冷却できるとともに、オイルを冷却することができる。

また、本実施形態のオイルクーラ一体型ラジエータ１では、継手用パッキン４が下方側タンク２２２に一体成形されているので、流入側ジョイント３１（流出側ジョイント３２）とオイルクーラ３とを接続する際に、Ｏ−リング等の別部材として構成された継手用シール部材を組み付けるための組付工数を低減することができる。

さらに、別部材として構成された継手用シール部材を組み付ける場合のように、継手用シール部材の位置ずれが生じてしまうことや、サイズの異なる継手用シール部材を誤組付してしまうことを回避することができる。

従って、本実施形態の継手接続部のシール構造によれば、流入側ジョイント３１（流出側ジョイント３２）とオイルクーラ３とを接続する際の作業効率を向上させることができる。延いては、オイルクーラ一体型ラジエータ１を製造する際の生産効率を向上させることができる。

また、本実施形態では、下方側タンク２２２に、下方側タンク２２２とオイルクーラ３との隙間を密封するための継手用パッキン４を一体成形している。すなわち、下方側タンク２２２の外表面側よりもシール部材を組み付けにくい、下方側タンク２２２の内壁面（オイルクーラ３側の面）側に継手用シール部材４を一体成形している。従って、流入側ジョイント３１（流出側ジョイント３２）とオイルクーラ３とを接続する際の作業効率を、より一層向上させることができる。

（第２実施形態）
本実施形態では、図３、図４に示すように、第１実施形態で説明したタンク用パッキン４ａを下方側タンク２２２のタンク本体部２２ｂのコアプレート２２ａ側の端部に一体成形している。なお、図３は、第１実施形態で説明した図２に対応する図面であって、第１実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付している。このことは、図４においても同様である。

さらに、このタンク用パッキン４ａをタンク本体部２２ｂに一体成形する際に、金型にランナー部を形成することによって、継手用パッキン４およびタンク用パッキン４ａを同時に一体成形している。このため、本実施形態のタンク本体部２２ｂには、ランナー部に対応するゴム製のパッキン接続部４ｂも形成される。その他のオイルクーラ一体型ラジエータ１の構成および継手接続部のシール構造は、第１実施形態と同様である。

従って、本実施形態の継手接続部のシール構造においても、第１実施形態と同様に、流入側ジョイント３１（流出側ジョイント３２）とオイルクーラ３とを接続する際の作業効率を向上させることができる。

さらに、本実施形態のオイルクーラ一体型ラジエータ１では、タンク本体部２２ｂにタンク用パッキン４ａが一体成形されているので、コアプレート２２ａとタンク本体部２２ｂとの間にタンク用パッキン４ａを配置するための組付工数を低減することができる。その結果、より一層、オイルクーラ一体型ラジエータ１を製造する際の生産効率を向上させることができる。

（第３実施形態）
本実施形態では、第１実施形態に対して、下方側タンク２２２に、流入側ジョイント３１（流出側ジョイント３２）と下方側タンク２２２との隙間を密封するための継手用パッキン４ｃを一体成形した例を説明する。

より具体的には、本実施形態の継手用パッキン４ｃは、第１実施形態と同様に、円環状に形成されている。継手用パッキン４ｃは、図５に示すように、下方側タンク２２２の外表面（流入側ジョイント３１側の面）の貫通穴２２ｅの外周側に配置されている。さらに、流入側ジョイント３１の円板状部３１ｂには、継手用パッキン４ｃを底面に当接させた状態で収容する円環状のシール溝３１ｄが形成されている。

そして、第１実施形態と同様に、流入側ジョイント３１の雄ねじ部３１ｃを、貫通穴２２ｅを貫通させて、オイルクーラ３のオイル入口部に形成された雌ねじ部に螺合することによって、流入側ジョイント３１とオイルクーラ３が接続されている。従って、流入側ジョイント３１とオイルクーラ３との隙間は、継手用パッキン４ｃによって密封（シール）されている。

一方、下方側タンク２２２とオイルクーラ３のオイル入口部３ａとの間には、シール部材として円環状のゴム製のＯ−リング６が配置されている。このため、流入側ジョイント３１と下方側タンク２２２との隙間は、Ｏ−リング６によって密封（シール）されている。その他のオイルクーラ一体型ラジエータ１の構成および作動は、第１実施形態と同様である。

従って、本実施形態のオイルクーラ一体型ラジエータ１では、継手用パッキン４ｃが下方側タンク２２２に一体成形されている。従って、本実施形態の継手接続部のシール構造によれば、第１実施形態と同様に、流入側ジョイント３１（流出側ジョイント３２）とオイルクーラ３とを接続する際の作業効率を向上させることができる。

（第４実施形態）
本実施形態では、図６に示すように、第１実施形態で説明したタンク用パッキン４ａを下方側タンク２２２のタンク本体部２２ｂのコアプレート２２ａ側の端部に一体成形している。

さらに、第２実施形態と同様に、継手用パッキン４ｃおよびタンク用パッキン４ａを同時に一体成形している。このため、本実施形態のタンク本体部２２ｂには、ランナー部に対応するゴム製のパッキン接続部４ｂも形成されている。その他のオイルクーラ一体型ラジエータ１の構成および継手接続部のシール構造は、第３実施形態と同様である。

従って、本実施形態の継手接続部のシール構造においても、第３実施形態と同様に、流入側ジョイント３１（流出側ジョイント３２）とオイルクーラ３とを接続する際の作業効率を向上させることができる。さらに、第２実施形態と同様に、コアプレート２２ａとタンク本体部２２ｂとの間にタンク用パッキン４ａを配置するための組付工数を低減することができる。

（他の実施形態）
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。

上述の実施形態では、熱交換器（ラジエータ）のタンク内に配置された内部熱交換器（オイルクーラ）に継手（ジョイント）を接続した接続部に、本発明に係る継手接続部のシール構造を適用した例を説明したが、本発明の適用はこれに限定されない。例えば、内部熱交換器は、エンジンオイル冷却用のオイルクーラや、パワーステアリングオイル冷却用のオイルクーラであってもよい。

さらに、本発明は、熱交換器のタンクに形成された貫通穴を介して継手と継手取付対象物とを接続した接続部に広く適用することができる。例えば、継手取付対象物は、内部熱交換器に限定されることなく、配管やセンサであってもよい。

上述の実施形態では、継手取付対象物であるオイルクーラ３を下方側タンク２２２内に配置した例を説明したが、もちろん、継手取付対象物は上方側タンク２２１内に配置されていてもよい。そして、継手用シール部材が上方側タンク２２１に一体成形されていてもよい。

上述の第１実施形態では、タンク本体部２２ｂのオイルクーラ３側の面に継手用パッキン４を一体成形し、第２実施形態では、タンク本体部２２ｂの流入側ジョイント３１側の面に継手用パッキン４を一体成形した例を説明したが、もちろん、タンク本体部２２ｂのオイルクーラ３側の面および流入側ジョイント３１側の面の双方に継手用パッキンを一体成形してもよい。

上述の第１、第２実施形態では、流入側ジョイント３１の円板状部３１ｂと下方側タンク２２２との間に、シール部材としての平ワッシャ５を配置した例を説明したが、もちろん、シール部材として、金属製の平ワッシャ５に代えて、樹脂製のワッシャやゴム製のＯ−リング等を採用してもよい。

２ ラジエータ（熱交換器）
２１ チューブ
２２ タンク
２２ａ コアプレート
２２ｂ タンク本体部
３ オイルクーラ（内部熱交換器、継手取付対象物）
３１ 流入側ジョイント（継手）
４ 継手用パッキン（継手用シール部材）
４ａ タンク用パッキン（タンク用シール部材）

Claims (4)

1. 流入出用流体を導入出させる継手（３１）と、
   前記継手（３１）が取り付けられる継手取付対象物（３）と、
   第１流体と第２流体とを熱交換させる熱交換器（２）にて前記第１流体の分配あるいは集合を行うタンク（２２）と、を有し、
   前記タンク（２２）の内外を貫通する貫通穴（２２ｅ）を介して、前記タンク（２２）を挟み混むように前記継手（３１）と前記継手取付対象物（３）とを接続した接続部に適用される継手接続部のシール構造であって、
   前記タンク（２２）には、前記継手（３１）と前記タンク（２２）との隙間、および前記タンク（２２）と前記継手取付対象物（３）との隙間の少なくとも一方を密封するための継手用シール部材（４、４ｃ）が一体成形されていることを特徴とする継手接続部のシール構造。
2. 前記継手取付対象物（３）は、前記タンク（２２）内に収容されており、
   前記タンク（２２）には、前記タンク（２２）と前記継手取付対象物（３）との隙間を密封するための継手用シール部材（４）が一体成形されていることを特徴とする請求項１に記載の継手接続部のシール構造。
3. 前記継手取付対象物（３）は、前記タンク（２２）内に収容されて、前記第１流体と前記流入出用流体とを熱交換させる内部熱交換器（３）であることを特徴とする請求項１または２に記載の継手接続部のシール構造。
4. 前記熱交換器（２）は、前記第１流体を流通させる複数のチューブ（２１）を有し、
   前記タンク（２２）は、前記複数のチューブ（２１）が接続されたコアプレート（２１ａ）、および前記コアプレート（２１ａ）に固定されて内部に空間を形成するタンク本体部（２２ａ）を有し、
   前記タンク本体部（２２ａ）には、前記タンク本体部（２２ａ）と前記コアプレート（２１ａ）との隙間を密封するタンク用シール部材（４ａ）が一体成形されており、
   前記継手用シール部材（４、４ｃ）および前記タンク用シール部材（４ａ）は、同時に一体成形されたものであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の継手接続部のシール構造。

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