特許 6571793 自動車の熱交換器用環状シール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6571793

(24)【登録日】2019年8月16日

(45)【発行日】2019年9月4日

(54)【発明の名称】自動車の熱交換器用環状シール

(51)【国際特許分類】

   F16J 15/06 20060101AFI20190826BHJP

   F28F 9/02 20060101ALI20190826BHJP

   F28F 9/04 20060101ALI20190826BHJP

   F16J 15/10 20060101ALI20190826BHJP

【ＦＩ】

   F16J15/06 C

   F28F9/02 301B

   F28F9/04

   F16J15/10 C

   F16J15/10 X

【請求項の数】10

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2017-556213(P2017-556213)

(86)(22)【出願日】2016年4月22日

(65)【公表番号】特表2018-523059(P2018-523059A)

(43)【公表日】2018年8月16日

(86)【国際出願番号】EP2016058973

(87)【国際公開番号】WO2016173934

(87)【国際公開日】20161103

【審査請求日】2017年12月26日

(31)【優先権主張番号】1553744

(32)【優先日】2015年4月27日

(33)【優先権主張国】FR

(73)【特許権者】

【識別番号】505113632

【氏名又は名称】ヴァレオ システム テルミク

(74)【代理人】

【識別番号】100091982

【弁理士】

【氏名又は名称】永井 浩之

(74)【代理人】

【識別番号】100091487

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 行孝

(74)【代理人】

【識別番号】100082991

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 泰和

(74)【代理人】

【識別番号】100105153

【弁理士】

【氏名又は名称】朝倉 悟

(74)【代理人】

【識別番号】100127465

【弁理士】

【氏名又は名称】堀田 幸裕

(74)【代理人】

【識別番号】100208188

【弁理士】

【氏名又は名称】榎並 薫

(72)【発明者】

【氏名】クリスティアン、リオンド

(72)【発明者】

【氏名】ジャン−マルク、ルスュール

【審査官】 山田 康孝

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１１−５１１９２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１４−５２２９５８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｊ １５／０６

Ｆ１６Ｊ １５／１０

Ｆ２８Ｆ ９／０２

Ｆ２８Ｆ ９／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

自動車の熱交換器用環状シールであって、これが取り囲む２つの対向する支持体（１２）間で延伸することが意図された環状シールであって、
‐ 前記２つの支持体（１２）と協働することが意図された２つの対向する支持部（１６）と、
‐ 前記支持部（１２）を互いに結合する２つの連結部（１８）と、
‐ 前記シール（１０）の環状形状に平行な平面に対して実質的に垂直な軸線方向の圧縮によって弾性変形することが意図された環状ビーズ（１４）であって、前記支持部（１６）から前記連結部（１８）に亘って延在する環状ビーズ（１４）と、
を有し、
前記シール（１０）の中央面であって、前記シール（１０）の環状形状に対して平行な前記中央面において計測された前記ビーズ（１４）の断面の径方向寸法が、前記連結部（１８）においてよりも前記支持部（１６）において小さい、
ことを特徴とする環状シール。

【請求項2】

各支持部（１６）は、対応する前記支持体（１２）に支持ヒール（２８）を形成する前記ビーズ（１４）の径方向延長部を有する、
請求項１に記載の環状シール。

【請求項3】

前記環状ビーズ（１４）は、前記連結部（１８）において円形断面を有する、
請求項１又は２に記載の環状シール。

【請求項4】

前記環状ビーズ（１４）は、前記支持部（１６）において楕円形断面を有する、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の環状シール。

【請求項5】

前記シール（１０）が前記２つの支持体（１２）間で延伸し、
‐ 前記連結部（１８）は実質的にまっすぐであり、
‐ 各支持部（１６）は、実質的にまっすぐな副支持部（２０）と、前記連結部（１８）と前記副支持部（２０）との間の湾曲した副移行部（２２）とを有し、
‐ 前記ビーズ（１４）の断面は、前記副移行部（２２）において変化するとともに、前記副支持部（２０）において一定である、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の環状シール。

【請求項6】

前記副移行部（２２）において、前記ビーズ（１４）の断面は、隣接する前記連結部（１８）の隣接端部から前記副支持部（２０）の隣接端部まで変化する、
請求項５に記載の環状シール。

【請求項7】

熱交換チューブ（２）に連結されたコレクタボックスを有する交換器であって、カバーと、コレクタプレートと、前記カバーと前記コレクタプレート（４）との間に挿入されたシール（１０）と、を有し、
前記シール（１０）は、請求項１乃至６の一項に記載のシールである、
ことを特徴とする交換器。

【請求項8】

前記支持体は、前記熱交換器（１）の第１支持チューブ（１２）であり、
前記第１支持チューブ（１２）に形成された支持ヒール（２８）は、前記支持部（１６）と共に前記ビーズ（１４）を支持し、
前記支持部（１６）は、前記第１支持チューブ（１２）を取り囲む、
請求項７に記載の交換器。

【請求項9】

各支持部（１６）は、前記第１支持チューブ（１２）の隣接する第２支持チューブ（２４）により形成された第２支持体に、前記支持部（１６）が前記第１支持チューブ（１２）と前記第２支持チューブ（２４）との間に延在する補強部（２６）を有するような態様で、当接する、
請求項８に記載の交換器。

【請求項10】

前記コレクタプレート（４）は、２つの実質的に同心の環状縁部（３２、３４）により画定されたチャネル（３０）を有し、
前記環状シール（１０）は、前記チャネル（３０）に配置される、
請求項７乃至９のいずれか一項に記載の交換器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、シールの分野に関する。

【0002】

より具体的には、本発明は、自動車の熱交換器に配置されることが意図された環状シールに関する。

【背景技術】

【0003】

自動車の熱交換器は、通常、コレクタボックスを有し、そのコレクタプレートは、一群のチューブ（チューブバンドル）の熱交換チューブに接続されている。

【0004】

コレクタプレートは、最も一般的には、環状シールが配置される２つの同心の環状縁部により画定されたチャネルを有する。

【0005】

プレートがこの種のチャネルを有していない場合、シールは２つの対向する支持体の間で、通常は、チューブバンドルのうちの最も外側のチューブの端部同士の間で、又はバンドルの２つの端部に配置されたフランジの端部同士の間で延伸するように構成される。

【0006】

これら２つの例において、シールは、チューブバンドルのいずれかの側において、支持体、チャネル、チューブ、又はフランジに接する。

【0007】

したがって、このシールは、支持体と協働することが意図された２つの対向する支持部と、支持部を互いに結合する２つの連結部と、を有する。

【0008】

通常、シールは、支持部及び連結部内で延在する環状ビーズを有する。円形の断面を有するこの環状ビーズは、シールの環状形状に平行な平面に対して実質的に垂直な軸方向の圧縮により径方向に弾性変形することが意図されている。

【0009】

コレクタボックスのカバーとコレクタプレートとの間に変形可能な接合部が存在することにより、カバーとコレクタプレートとの間で圧縮されるシールが、カバーとコレクタプレートとの間で作製され得る。

【0010】

上述のように、通常、楕円形よりも円形の断面がビーズに対して選択されることに留意されたい。

【0011】

実際に、シールが圧縮されるとき、楕円断面は好ましくない態様で局所的に回転する傾向があるために安定性が低く、これによりシールに不備が生じ得る。

【0012】

シールが作製される材料（最も一般的にはポリマー）は変形可能でありつつ、比較的非圧縮性である。したがって、平坦化されるビーズの能力は、これに割り当てられるスペースにより、特にチャネルの寸法により、シールがこれに配置される際に制限される。このスペースが十分に大きくないと、所定のポイントにおいてそれらが相殺されシールが十分に平坦になることができない。これによりシールに不備が発生し得る。

【発明の概要】

【0013】

したがって、本発明の目的は、このようなシールの不備を回避するとともに、熱交換器のサイズを制限するために、シールに割り当てられたスペースの寸法、特にチャネルの寸法を制限することである。

【0014】

このために、本発明の目的は、
自動車の熱交換器用環状シールであって、これが取り囲む２つの対向する支持体間で延伸することが意図された環状シールであって、
‐ 前記２つの支持体と協働することが意図された２つの対向する支持部と、
‐ 前記支持部を互いに結合する２つの連結部（１８）と、
‐ 前記シールの環状形状に平行な平面に対して実質的に垂直な軸線方向の圧縮によって弾性変形することが意図された環状ビーズであって、前記支持部及び連結部内で延在する環状ビーズと、
を有し、
各支持部とこれが結合された前記連結部との間における前記ビーズの断面が、前記断面の寸法であって前記シールの環状形状に対して平行な前記シールの中央面（正中面）において計測された寸法が、換言すれば径方向寸法が、前記連結部においてよりも前記支持部において小さくなるような態様で、変化する、
ことを特徴とする環状シールである。

【0015】

シールがビーズを有するため、その断面は支持部においてより小さい径方向寸法を有し、圧縮後の中央面（正中面）におけるその径方向サイズは小さいであろう。

【0016】

これにより、シールが配置されるチャネルの幅が制限され得る。実際に、これにより、連結部内で延在するビーズの、より小さい支持部に向かう移動（抜け出し）が許容される。

【0017】

したがって、このタイプのシールによって、コレクタボックス及びコレクタプレートの製造許容差がより効果的に相殺され得るとともに、熱交換器のシールの不備を、その寸法を大きくする必要なく且つ安定を保ったまま減少し得る。

【0018】

有利には、各支持部は、対応する前記支持体に支持ヒールを形成する前記ビーズの径方向延長部を有する。

【0019】

支持ヒールにより、環状ビーズの支持部における安定性が更に改善される。

【0020】

特定の実施形態によれば、環状ビーズは、前記連結部において円形断面を有する。

【0021】

特定の実施形態によれば、前記環状ビーズは、前記支持部において楕円形断面を有する。

【0022】

楕円形状はビーズに最大圧縮に対する利用可能なスペースを提供する一方で、円形状は、ビーズに、より大きい安定性を与える。

【0023】

更に、このような断面の選択は、これら２つの形状間のおける移行が簡単に実現され得るとともに連続的になされ得るという点で有利である。

【0024】

最後に、支持部において、楕円断面を有するビーズは支持体によって安定化されるとともに、回転する傾向が連結部におけるより少ないことに留意されたい。

【0025】

特定の実施形態によれば、前記シールが前記２つの支持体間で延伸され、
‐ 前記連結部は実質的にまっすぐ（直線状）であり、
‐ 各支持部は、実質的にまっすぐな（直線状の）副支持部と、前記連結部と前記副支持部との間の湾曲した副移行部と、を有し、
‐ 前記ビーズの断面は前記副移行部において変化するとともに、前記副支持部において一定である。

【0026】

特定の実施形態によれば、前記副移行部において、前記ビーズの断面は、隣接する前記連結部の隣接端部から前記副支持部の隣接端部まで変化する。

【0027】

また、本発明は、熱交換チューブに連結されたコレクタボックスを有する交換器であって、カバーと、コレクタプレートと、前記カバーと前記コレクタプレートとの間に挿入された前述のシールと、を有する交換器に関する。

【0028】

特定の実施形態によれば、交換器の相補部材は、コレクタプレートであるとともに、２つのチャネルを有する。２つのチャネルは、２つのチャネルに共通の環状外側縁部と、２つのチャネルをそれぞれ画定する２つの離間した内側縁部と、により画定される。環状シールは、２つのチャネルに配置される。

【0029】

特定の実施形態によれば、前記シールの支持部に関連付けられた前記支持体は、前記熱交換器の第１支持チューブの外周により形成され、前記支持部は、前記第１支持チューブを取り囲む。

【0030】

特定の実施形態において、各支持部は、前記第１支持チューブの隣接する第２支持チューブにより形成された第２支持体に、前記支持部が前記第１支持チューブと前記第２支持チューブとの間に延在する補強部を有するような態様で、当接する。

【0031】

補強部により、シールが２つの支持体間で延伸するとき、ビーズの材料が支持部の外に移動する（抜け出す）ことが防止され得る。実際に、補強部は第２支持チューブを支承するため、それは支持部に向かう応力に対して反力を及ぼし、連結部分の方向における材料の移動（抜け出し）が抵抗を受けることを許容する。

【0032】

有利には、前記コレクタプレートは、２つの実質的に同心の環状縁部により画定されたチャネルを有し、前記環状シールは前記チャネルに配置される。

【0033】

本発明は、単なる例示として、図面を参照しつつ提供される以下の説明を読むことでより良く理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0034】

【図1】本発明の第１実施形態による熱交換器に配置された、本発明の第１実施形態によるシールの上方から見た概略図。

【図2】本発明の第１実施形態による交換器に配置された、本発明の第２実施形態によるシールの一部の上方から見た概略図。

【図3】図１のＩＩＩ‐ＩＩＩ線に沿った断面図。

【図4】図１のＩＶ‐ＩＶ線に沿った断面図。

【図5】図１のＶ‐Ｖ線に沿った断面図。

【図6】本発明の第２実施形態による交換器に配置された、本発明の第３実施形態によるシールの上方から見た概略図。

【発明を実施するための形態】

【0035】

本発明による熱交換器１の第１実施形態を、図１に示す。

【0036】

熱交換器１は、互いに平行である平坦な熱交換チューブ２に連結されたコレクタボックス、又はウォーターボックスを有する。このコレクタボックスは、コレクタプレート４とカバーとを有する。コレクタプレート４は、実質的に矩形形状である。

【0037】

熱交換器１は、コレクタプレート４の外縁に沿って延在する２つのシールパス（シール経路）５を有する。コレクタプレート４は、環状外縁部６により画定され、全体として実質的に矩形形状であって、２つのパス（経路）５により共有されている。内部に向かって、パス５はチューブ２によって画定される。

【0038】

本発明の第１実施形態による環状シール１０は、２つのパス５に沿って、コレクタボックスのカバーフット１１（図３乃至５に部分的に図示）とコレクタプレート４との間に挿入されるように配置される。図面において、シールはカバーにより平坦にされる前の状態で図示されている。

【0039】

２つの支持チューブ１２の外周間で延伸させた環状ジョイント１０が、図１、２及び６に図示される。支持チューブ１２は、熱交換器１における一群のチューブ（チューブバンドル）の両端部に配置されるものである。

【0040】

この延伸位置において、環状シール１０は、コレクタプレート４の外縁の環状全体形状と同様の環状全体形状を有し、したがって実質的に矩形である。

【0041】

環状シール１０は、シール１０の環状形状に平行な面に対して実質的に垂直な、換言すればコレクタプレート４の面に対して垂直な軸線方向の圧縮により、弾性変形することが意図された環状ビーズ１４を有する。

【0042】

環状シール１０は、それぞれが支持チューブ１２と協働することが意図された２つの対向する支持部１６と、支持部１６を互いにそれぞれ連結する２つの連結部１８と、を有する。

【0043】

２つの支持チューブ１２の間で延伸した状態において、シール１０が実質的に矩形形状であることにより、連結部１８は、実質的にまっすぐ（直線状）である。

【0044】

更に、各支持部１６は、実質的にまっすぐな（直線状の）副支持部２０と、連結部１８と副支持部２０との間の湾曲した副移行部２２と、を有する。

【0045】

各支持部１６とこれが結合された連結部１８との間におけるビーズ１４の断面が、前記断面の寸法であってシール１０の環状形状に対して平行なシール１０の中央面（正中面）において測定された寸法が、換言すれば径方向寸法が、連結部１８においてよりも支持部１６において小さくなるような態様で、変化する。

【0046】

したがって、支持部１６において、ビーズ１４は、連結部１８においてよりも、圧縮の影響を受けて拡がるためのスペースが小さくてよい。

【0047】

これにより、ビーズ１４は、シール１０の環状形状を考慮して、矢印Ｃにより示される中心から離れる方向における圧縮の影響を受けて拡がるためのスペースを有する。これにより、シール１０は、コレクタボックスのコレクタプレート４とカバーフット１１との間にシールを形成することが可能となる（図３乃至５参照）。

【0048】

更に、ビーズ１４は、支持チューブ７により保持されているため、支持部１６において安定を保ち、これにより回転することは殆どない。

【0049】

ビーズ１の断面は、副移行部２２において変化する。

【0050】

したがって、図１に示す第１実施形態において、シールは、副支持部２０における第１断面と、連結部１８における第２断面とを呈し、移行部において、シールは、第１断面と第２断面との間で変化する断面を呈する。より正確には、シールは、矢印Ａの外側に位置する領域においてこの第２断面を断面で呈する。

【0051】

図２に示す環状シール１０の第２実施形態において、第２断面に対応するビーズ１４の横断面は、連結部１８に限定される。換言すれば、断面が変化する領域は、本例において連結部１８の始点まで延在する矢印Ｂにより示される領域より、わずかに長い。

【0052】

図１及び２に示す２つの実施形態において、支持部１６が第１支持チューブ７と第２支持チューブ２４との間に延在する補強部２６を有するような態様で、支持部１６は、第２支持チューブ２４により形成された第２支持体に支持されている。

【0053】

図１及び２に示すように、環状シール１０を支持チューブ１２間で延伸させると、ビーズ１４の材料は、支持部１６から連結部１８に向かって移動しようと（抜けだそうと）する。シール１０の材料が長辺及び短辺間の移行部を形成するコーナー部６Ａの間にできるだけ保持されるように、第２支持チューブ２４に当接する補強部２６は、反力Ｒを、連結部１８の方向におけるビーズ１４の材料の移動に抗する張力に及ぼす。

【0054】

ビーズ１４の断面における（非平坦化状態での）変化の例を図３乃至５に示す。

【0055】

副支持部２０において、図３に示すように、ビーズ１４は第１の楕円形断面を有する。

【0056】

シール１０が圧縮されると、この楕円形状により、副支持部２０のビーズ１４に変形スペース２７が与えられる。この変形スペース２７は、連結部１８におけるビーズ１４や、それほどではないが副移行部２２におけるビーズ１４の場合のように、それが円形断面を有する場合よりも大きい。

【0057】

好適には、各支持部１６において、より具体的には各副支持部２０において、シール１０は、対応する支持チューブ１２に支持ヒール２８を形成するビーズ１４の径方向延長部を有する。図３乃至５に示す例において、各チューブ２はコレクタプレート４に作成されたカラー２９を貫通していることに留意されたい。したがって、より正確には、支持ヒール２８は、このカラー２９に、及びカラー２９の上方においてチューブ１２に直接当接する。これにより、（断面が楕円形である）ビーズ１４の安定性が、回転の可能性を減少させることで改善される。ビーズ１４の楕円形状により、更に、シール機能に属するスペースが制限され得るとともに、利用可能なスペースの一部が支持ヒールに与えられ得る。

【0058】

連結部１８において、図５に示すように、ビーズ１４は円形断面を有する。これらの連結部１８においては支持ヒールを有さないため、シールは、副部２０におけるより大きい変形スペース２７を有する。しかしながら、シールに属する全体スペースは、連結部１８におけるより、副部２０における方が大きい。このような理由により、シールは連結部１８において円形断面を有し得るのである。

【0059】

これらの連結部１８において、ビーズ１４は、その円形断面のおかげで安定している。

【0060】

シールがカバーフット２１により平坦にされると、シールは、チューブ２に向かって、具体的にはカラー２９に向かって延び出るであろう。

【0061】

副移行部２２において、図４に示すように、ビーズ１４は、楕円形と円形との間で変化する断面を有する。

【0062】

シール１０が圧縮されると、これにより、副移行部２２のビーズ１４に、連結部１８のビーズ１４よりも大きい変形スペース２７が与えられる。

【0063】

これらの副移行部２２において、ビーズ１４は、同様に副支持部２０におけるよりも大きい変形スペース２７を有する。これは、シールが支持ヒールを有さないためである。

【0064】

実施形態の変形例によれば、連結部１８におけるシールの断面は、他の形状を呈し得る。特に、この断面は、移行部の楕円形と円形断面との間の中間形状を有する楕円形であり得る。

【0065】

図５に示す他の変形例によれば、支持ヒールが、同様に副移行部２２においても存在している。

【0066】

本発明による熱交換器１の第２実施形態において、図６に示すように、熱交換器１は、実質的に同心である内側環状縁部３２及び外側環状縁部３４により画定された周縁チャネル３０を有する。具体的には、チャネル３０は、コレクティングプレート４の全周に亘って延在している。

【0067】

本発明の第３実施形態による環状シール１０は、チャネル３０に配置される。

【0068】

環状シール１０は、副補強部２６が存在することを除いて第１又は第２実施形態によるシールと類似している。

【0069】

実際に、チャネル３０はコレクタプレート４の全周に亘って延在するとともに全体として環状形状を有しているため、シール１０が圧縮されたとき、チャネルによって、連結部１８と支持部１６との間の材料の移動の不均衡が制限され得る。

【0070】

図示しない他の実施形態によれば、環状シールの支持体は、チューブにおいてのみ作製される。他の実施形態によれば、環状シールは、カラーにのみ当接している。

【0071】

本発明は図示の実施形態に限定されるものではなく、当業者には他の実施形態が明らかであろう。

【0072】

したがって、図示しない変形例において、環状ビーズの断面は、連結部における正方形状から支持部における長方形状に変化する。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】