CN1609421A - 鼓风机的连接结构 - Google Patents

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Abstract

鼓风机(20)通过连接件(30)连接至热交换器(10)。热交换器(10)和连接件(30)之一具有至少一个接合部分(13)，所述接合部分(13)通过弹性变形可拆卸地与设置在热交换器(10)和连接件(30)中另一个上的孔部分(33)接合。热交换器(10)和连接件(30)中至少一个在接合部分(13)与孔部分(33)接合之前发生变形，并且在接合部分(13)与孔部分(33)接合时偏转和矫正。由此，由于偏转而引起的反作用力施加在连接件(30)上，以压向热交换器(10)。因此，即使在连接件(30)连接至热交换器(10)时在连接件(30)和热交换器(10)之间形成了间隙，也能限制两者之间的相对运动。

Description

鼓风机的连接结构
技术领域
本发明涉及用于将鼓风机连接至热交换器的连接结构。设置所述鼓风机用于将空气吹送至热交换器，例如车辆中的散热器。
背景技术
一般，鼓风机通过诸如护罩等连接件连接至车辆的散热器。设置在散热器中的突出部分被插入到设置在护罩中的位于护罩的下连接位置处U形槽中，从而护罩被连接到散热器上(例如参见JP-A-11-229878)。通过在两个上连接位置处使用螺栓，使所述护罩固定至散热器(即，热交换器)。
所述护罩被设置用来遮蔽鼓风机与散热器之间的间隙，从而限制由鼓风机产生的气流绕过散热器。因此，散热器的冷却能力能够被提高。
然而，在参考JP-A-11-229878的连接结构中，除了散热器、鼓风机和护罩以外还需要诸如螺栓和螺母等固定件。结果，需要较长的时间连接鼓风机，并且在重新利用时需要较长的时间对鼓风机的连接结构进行分类。因此，连接结构的重复利用性被降低。
在JP-A-2002-4861中公开了一种不使用螺栓或螺母而将鼓风机连接至散热器的连接结构。在该连接结构中，从散热器突出的突出部分与设置在护罩中的凹陷部分配合，从而施加在鼓风机上的垂直负载(即，自重)被护罩接收。此外，从散热器突出的接合突出部分与设置在护罩中的接合孔部分接合，从而施加在鼓风机上的水平负载(即，激振力)被护罩接收。然而，在该连接结构中，当护罩连接至散热器时，由于接合突出部分的尺寸差，使得在接合突出部分与接合孔部分之间形成间隙。在这种情况下，护罩可能会相对散热器移动。
发明内容
在考虑上述问题的基础上，本发明的目的是提供一种通过连接件(例如护罩)将鼓风机连接至热交换器(例如散热器)，并且能限制连接件与热交换器之间的相对运动的连接结构。
根据本发明，连接结构包括用于使其中的流体与空气进行热交换的热交换器、用于将空气吹至热交换器的鼓风机以及连接件，鼓风机通过所述连接件连接至热交换器。在所述连接结构中，热交换器和连接件中之一具有至少一个接合部分，所述接合部分通过弹性变形可拆卸地与设置在热交换器和连接件中另一个上的孔部分接合。此外，热交换器和连接件中至少一个在接合部分与孔部分接合之前发生变形，并且在接合部分与孔部分接合时由于变形而偏转(deflect)和矫正(reform)。
可选的是，在本发明的连接结构中，热交换器具有装配表面，所述装配表面布置为当接合部分与孔部分接合时，所述装配表面与连接件的装配表面相对，并且在接合部分与孔部分接合之前，热交换器和连接件的装配表面之一被弯曲以相对于另一个装配表面倾斜。
由此，当连接件连接至热交换器时，连接件和热交换器中至少一个具有偏转，从而反作用力施加在连接件和热交换器之一上。结果，连接件和热交换器之一被压至连接件和热交换器中另一个上。由此，即使在组装时，在接合部分与孔部分之间形成了间隙，连接件也不会从热交换器上脱离。
优选的是，当接合部分与孔部分接合时，热交换器和连接件中至少一个发生偏转和矫正，从而热交换器和连接件的装配表面变得大致互相平行。
例如，至少三个接合部分沿着垂直于热交换器的空气流动方向的排列方向排成一条线，并且在接合部分与孔部分接合之前，热交换器和连接件的装配表面之一弯曲成沿所述排列方向的大致中间区域处具有上凸形状。在接合部分与孔部分接合之前，热交换器和连接件的装配表面之一可弯曲成具有V形或者波浪形形状。
此外，热交换器和连接件的装配表面之一可设置在连接件上。另外，接合部分可设置在热交换器中，孔部分可设置在连接件中。
附图说明
通过参考附图的以下详细描述，本发明的其他目的、特征和优点将变得更清楚，其中：
图1是散热器以及通过使用根据本发明优选实施例的连接结构而被连接至散热器的鼓风机的前视图；
图2A是根据优选实施例的连接结构的在下连接位置处的剖视图；图2B是沿图2A中线IIB-IIB取的局部放大剖视图；
图3是根据优选实施例的连接结构的在上连接位置处的剖视图；
图4A、4B和4C是根据优选实施例的连接结构在上连接位置处的连接过程的剖视图；
图5是根据优选实施例的连接结构的特征的分解剖视图；
图6是根据优选实施例的连接结构的特征的剖视图；以及
图7是在对比例中连接结构的特征的剖视图。
具体实施方式
下面将参考图1-6描述本发明的优选实例。在该优选实施例中，本发明的连接结构典型地用于将鼓风机20连接至车辆中的散热器10。图1是当从下游空气侧向上游空气侧看时，散热器10和鼓风机20的前视图。在该实施例中，鼓风机20是相对于散热器10设置在下游空气侧的抽吸型鼓风机。鼓风机20从散热器10的下游空气侧抽吸空气，从而空气被吹至散热器10。可选的是，鼓风机20也可以是相对于散热器10设置在上游空气侧的强制型(压力型)鼓风机。强制型鼓风机吹送空气以将气流推动至散热器10。
在该实施例中，散热器10是用于将热辐射至空气的热交换器。散热器10设有至少一个热交换芯和上水箱11。每个热交换芯包括多个管(未示出)以及多个波浪形散热片(未示出)。发动机冷却水在内燃机(即，用于车辆行进的车辆驱动源)中循环以从发动机回收热量，并且流经所述管以将热量辐射至空气。多个散热片设置在相邻管之间，以提高空气与发动机冷却水之间的热交换性能。与每个管连通的上水箱11沿管的纵长方向设置在管的两个端侧，并且沿垂直于管的纵长方向的方向延伸。
在该实施例中，管的纵长方向设置为与车辆的垂直方向对应。并且，上水箱11的纵长方向设置为与车辆的水平方向对应。发动机冷却水从上水箱11中的上部上水箱流至发动机冷却水在其中进行热交换的每个管中，其后从每个管中被收集到上水箱11的下部上水箱中。
管和散热片由金属制成(例如，在该实施例中是铝)。每个上水箱11包括：芯板(未示出)，所述芯板由金属制成(例如在本实施例中是铝)以通过硬焊与管连接；以及由树脂制成的箱体11a。即，芯板和箱体11a被连接以形成上水箱11的内部空间。上水箱11的芯板的一部分塑性变形以利用诸如密封圈(未示出)等密封件与箱体11a组装。
这里，硬焊(braze)是使用硬焊金属或者焊料实施焊接，并且基底材料不熔化的焊接技术，例如如“连接和接合技术(Connection and JunctionTechnology)”(东京电动机械大学出版公司，Tokyo Electrical MachineryUniversity Publishing Company)中所述一样。
一般，当利用熔点超过450摄氏度的金属材料实施焊接时称作硬焊，并且所述金属材料被称为硬焊材料。相反地，当利用熔点低于450摄氏度的金属材料实施焊接时称作软焊(soldering)，并且所述金属材料被称为软焊焊料。
鼓风机20包括用于产生气流的轴流风扇(axis-flow)21以及用于驱动风扇21旋转的电动机22。
风扇护罩30遮蔽散热器10和鼓风机20之间的间隙以在两者之间限定空气通道(即，用于空气流动的管道)，从而限制鼓风机20从相对于散热器10的下游空气侧抽吸空气。由此，被鼓风机20产生的气流不会绕过散热器10。
至少一个鼓风机20(例如，如图1所示两个鼓风机)通过风扇护罩30连接至散热器10，其中所述风扇护罩30与本发明的连接件对应。风扇护罩30由树脂制成(例如，在本实施例中是聚丙稀)。每个鼓风机20的电动机22通过诸如螺栓等固定件固定至风扇护罩30。
接着，将描述鼓风机20连接至散热器10的连接结构，即风扇护罩30连接至散热器10的连接结构。
如图1所示，风扇护罩30在五个连接位置P1-P5处连接至散热器10。在每个下连接位置P4和P5处，U形槽31设置在风扇护罩30中，突出部分11b设置在散热器10的箱体11a中。突出部分11b插入在U形槽31中，以与U形槽31接合，如图2A和2B所示。并且，伞状部分11c设置在突出部分11b的尖端部分中，并且沿垂直于突出部分11b的突出方向(即，车辆的纵长方向)的方向延伸。即，伞状部分11c是沿车辆的横向延伸的放大部分。因此，伞状部分11c限制突出部分11b从U形槽31中脱离。
如图3所示，在每个上连接位置P1-P3处，一对板形突出部分12(即，凸出部分)设置成从箱体11a突出，并且凹陷部分32设置在风扇护罩30中。成对板形突出部分12与凹陷部分32装配，并且分别接触限定风扇护罩30的凹陷部分32的内壁的左侧表面和右侧表面。
并且，在每个上连接位置P1-P3处，柔性接合突出部分13设置成在成对突出部分12之间从箱体11a突出，接合孔部分33设置在风扇护罩30中，位于限定凹陷部分32的内壁的底部处，如图3所示。多个柔性接合突出部分13(例如三个)相对于空气流动方向大致排列成一条近似的直线。每个接合突出部分13与风扇护罩30的每个接合孔部分33在相应位置处接合，并且成对板形突出部分12接触凹陷部分32的内壁表面。即，箱体11a的接合突出部分13被风扇护罩30的接合孔部分33卡住。
接合爪部分13a与接合突出部分13在接合突出部分13的尖端部分处一体形成，从而限制接合突出部分13从接合孔部分33脱离。
在根据该实施例的连接结构中，散热器10的突出部分11b首先在每个下连接位置P4和P5处插入风扇护罩30的U形槽31中，如图2A和2B所示。接着，在每个上连接位置P1-P3处，在将成对突出部分12装配到凹陷部分32中以接触凹陷部分32的内壁表面时，接合突出部分13柔性地和可弹性变形地插入接合孔部分33中，如图4A-4C所示。这样，风扇护罩30可拆卸地与散热器10接合。
图5示出了散热器10和风扇护罩30之间的接合结构的分离状态，图6示出了散热器10和风扇护罩30之间的接合结构的组装状态。如图5和6所示，在上连接位置P1-P3处，箱体11a的装配表面11d在组装时被设置成与风扇护罩30的装配表面30a相对。在这种情况下，装配表面11d不需要接触装配表面30a。并且，当沿垂直于空气流动方向(车辆前后方向)的方向看时，装配表面30a相对于装配表面11d倾斜，如图5和6所示。即，在该实施例中，装配表面11d和30a彼此相对且实际上彼此不相平行。此外，装配表面11d和30a在从空气流动方向看时不需要完全重叠。例如，当从空气流动方向(前后方向)看时，装配表面11d和30a都能沿垂直于空气流动方向的方向(图6中纸的正面—背面方向)彼此偏转。
在该实施例中，当风扇护罩30不与散热器10接合时，装配表面11d和30a之一(即，在该实施例中为装配表面30a)预先弯曲变形，从而在三个接合突出部分13排列成的排列线的两个端侧与另一装配表面(即，在本实施例中是装配表面11d)偏离。即，本实施例中装配表面30a和装配表面11d之间的倾斜角设置在例如1.5度。在排列线的大致中间部分处，装配表面30a预先弯曲以沿空气流动方向(即，车辆前后方向)突出至装配表面11d一侧。因此，装配表面30a具有微弯形状，例如大角度的V形，如图5所示。
因此，当散热器10的接合突出部分13与风扇护罩30的接合孔部分33接合时，风扇护罩30矫正和偏转。即，如图6所示，在每个上连接位置P1和P3处，偏转力通过接合突出部分13施加在风扇护罩30上，从而装配表面30a变得大致与装配表面11d平行。同时，在具有大致成大角度V形的装配表面30a的顶部(即，在连接位置P2处)，箱体11a沿与所述偏转力的方向相反的方向将力施加在风扇护罩30上。结果，装配表面30a变得大致平行于装配表面11d。即，散热器10和风扇护罩30接合之后装配表面30a和装配表面11d之间的倾斜角变得小于散热器10和风扇护罩30接合之前的设定角度1.5度。因此，当接合孔部分33与接合突出部分13接合时，从人眼观察装配表面30a变得大致平行于装配表面11d。
在该实施例中，风扇护罩30预先弯曲变形，以在装配表面30a中具有大致的大角度V形形状。当风扇护罩30与散热器10接合时，风扇护罩30矫正和偏转，从而由于偏转而引起的反作用力通过接合突出部分13施加在风扇护罩30上。结果，风扇护罩30被压至箱体11a(即，散热器侧)。由此，即使安装时在接合突出部分13和接合孔部分33之间形成间隙，也能限制这两者之间的相对运动。
当装配表面11d、30a中任一个表面预先不变形(弯曲)时，如图7所示，在散热器10和护罩30组装时不会作用由于偏转而引起的反作用力。在这种情况下，在散热器10和风扇护罩30之间产生相对运动。
(其他实施例)
尽管已经参考附图并结合优选实施例详细描述了本发明，但应该说明，对于本领域技术人员来说，各种改变和变更实施是显而易见的。
例如，在上述实施例中，风扇护罩30的装配表面30a预先弯曲，以相对于散热器10的平的装配表面11d倾斜。然而，本发明不限于此。装配表面11d，或者装配表面11d和30a两者均可弯曲变形。
根据本发明，为了限制连接件(护罩)和热交换器(散热器)之间的相对运动，在组装时装配表面中至少一个装配表面偏转和矫正。在上述实施例中，护罩30在组装时被偏转和矫正，这是因为在组装前护罩30的装配表面30a弯曲变形。代替弯曲，可以使用其他方法，使得护罩30在连接至散热器10时偏转和矫正。
并且，装配表面30a和装配表面11d之间的倾斜角的设定值可根据风扇护罩30的尺寸、材料和硬度而被改变，不限于上述值。
并且，在本发明中作为接合部分的接合突出部分13的形状不限于上述实施例中所描述的形状。
并且，在上述实施例中，接合突出部分13设置在散热器10中，接合孔部分33设置在护罩板30中以与接合突出部分13接合。然而，本发明不限于此。例如，接合突出部分13也可设置在护罩板30中，而接合孔部分33可设置在散热器10中。
并且，在上述实施例中，在下连接位置P4和P5处的连接结构与在上连接位置P1-P3处的不同。然而，在所有连接位置处的连接结构可与在上连接位置P1-P3处的连接结构相同。
并且，在上述实施例中，护罩板30预先弯曲以突出至散热器10一侧，从而具有大致的大角度V形形状。然而，护罩板30也可以预先弯曲以突出至散热器10的相反侧，从而具有大致的大角度V形形状。并且，护罩板30也可以预先弯曲以具有波浪形形状。
可以理解，这种改变和变更实施方式均落入所附权利要求限定的本发明范围内。

Claims (8)

1.一种连接结构，包括：
热交换器(10)，用于使其中的流体与空气进行热交换；
鼓风机(20)，用于将空气吹至热交换器(10)；以及
连接件(30)，鼓风机(20)通过所述连接件连接至热交换器(10)，其中：
热交换器(10)和连接件(30)之一具有至少一个接合部分(13)，所述接合部分(13)通过弹性变形可拆卸地与设置在热交换器(10)和连接件(30)中另一个中的孔部分(33)接合；以及
热交换器(10)和连接件(30)中至少一个在接合部分(13)与孔部分(33)接合之前发生变形，并且在接合部分(13)与孔部分(33)接合时由于变形而偏转和矫正。
2.一种连接结构，包括：
热交换器(10)，用于使其中的流体与空气进行热交换；
鼓风机(20)，用于将空气吹至热交换器(10)；以及
连接件(30)，鼓风机(20)通过所述连接件连接至热交换器(10)，其中：
热交换器(10)和连接件(30)之一具有至少一个接合部分(13)，所述接合部分(13)通过弹性变形可拆卸地与设置在热交换器(10)和连接件(30)中另一个上的孔部分(33)接合；
热交换器(10)具有装配表面(11d)，当接合部分(13)与孔部分(33)接合时，所述装配表面(11d)布置为与连接件(30)的装配表面(30a)相对；以及
在接合部分(13)与孔部分(33)接合之前，热交换器(10)和连接件(30)的装配表面(11d，30a)中的一个装配表面弯曲成相对于装配表面(11d，30a)中的另一个装配表面倾斜。
3.根据权利要求2所述的连接结构，其中，
当接合部分(13)与孔部分(33)接合时，热交换器(10)和连接件(30)中至少一个偏转和矫正，从而热交换器(10)和连接件(30)的装配表面(11d，30a)变得大致彼此平行。
4.根据权利要求2或3所述的连接结构，其中：
至少三个接合部分(13)沿垂直于热交换器(10)的空气流动方向的排列方向排成一条线；并且
在接合部分(13)与孔部分(33)接合之前，热交换器(10)和连接件(30)的装配表面(11d，30a)之一弯曲成沿上述排列方向的大致中间区域具有上凸形状。
5.根据权利要求4所述的连接结构，其中，在接合部分(13)与孔部分(33)接合之前，热交换器(10)和连接件(30)的装配表面(11d，30a)之一弯曲成具有波浪形形状。
6.根据权利要求2或3所述的连接结构，其中，热交换器(10)和连接件(30)的装配表面(11d，30a)之一设置在连接件(30)上。
7.根据权利要求6所述的连接结构，其中，连接件(30)由树脂制成。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的连接结构，其中：
接合部分(13)设置在热交换器(10)中；以及
孔部分(33)设置在连接件(30)中。
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