JP2004308447A

JP2004308447A - 熱交換器と電動ファンとの連結構造

Info

Publication number: JP2004308447A
Application number: JP2003099471A
Authority: JP
Inventors: Yoshikazu Miyano; 良和宮野
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-04-02
Filing date: 2003-04-02
Publication date: 2004-11-04

Abstract

【課題】ラジエータと電動ファンとをボルトレスにて連結する際、お互いの装着部に厚肉成形による巣を発生することなく、さらに、お互いの接触面積を大きくして摩耗の発生を抑制すること。
【解決手段】ラジエータのファン装着部１５を、一対の爪片１８・１８を有する雄状係合部１７と中空部を有して形成する支持部とを、タンク部１１の長手方向に沿って並設するように配置して、タンク部１１の長手方向に対して上下方向に二分割して型抜けができるように形成する。支持部は、下面部に開口部を有して中空状に形成し、箱状に形成されたシュラウド２のラジエータ装着部４の上壁部下面に当接可能な支持面を上面全体で受けることができるように形成する。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱交換器と電動ファンとの連結構造に関し、さらに詳しくは、熱交換器が特に車両用ラジエータであって、流体を流通して熱交換するコア部が垂直方向に配置されたいわゆるダウンフロー型の熱交換器に電動ファンを装着するボルトレスタイプの熱交換器と電動ファンとの連結構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、外気を導入して車両のラジエータで熱交換された空気を送風する電動ファンは、電動ファンのシュラウドをラジエータのタンク部に配置された装着部に締結することによって装着されていた。ラジエータは、一般的に、コア部が水平方向に配置されたクロスフロー型と、コア部が垂直方向に配置されたダウンフロー型とに分類されている。
【０００３】
このラジエータと電動ファンとの連結構造は、従来においては、特許文献１に示されているように、ねじ手段の締結によって行われていた。つまり、このラジエータはクロスフロー型を構成するものであって、ラジエータのタンク部には、タンク部と一体成形によって形成されタンク部の外壁部から突出した係止突起部と雌ねじ部が形成され、電動ファンのシュラウドには、第１ステー部材と第２ステー部材とが一体成形されて配置され、第１ステー部材には、ラジエータの係止突起部に対応するＵ字状溝部が形成され、第２ステー部材には雌ねじ部に対応するボルト孔部が形成されている。そして、第１ステー部材のＵ次状溝部をラジエータの係止突起部に嵌合させ、第２ステー部材の雌ねじ部にラジエータのボルト孔部からボルトを挿入して締め付けることによって、ラジエータと電動ファンとを締結するようにしていた。
【０００４】
しかし、この特許文献１に示されている技術は、締結構造がねじによって行われていることから、第２ステー部材にねじ加工を施すことになってコスト高になるとともにボルトを締め付ける作業を行うことから作業性を低下させる要因となっていた。そのために特許文献２に示すように、クロスフロー型におけるラジエータでボルトレスを用いた構成が提案されている。
【０００５】
この発明では、クロスフロー型のラジエータに電動ファンを取り付けるものであり、タンク部２１は上下方向に延びるように配置されるとともに、図１０に示すようなタンク部２１の外壁から突出する係止突起部２２を備えている。係止突起部２２は、電動ファンのシュラウド２５の突出部２６に形成された雌側係合部２７に係合可能な雄側係合部２３と、シュラウド２５の雌側係合部２７の周りの壁部を支持して雄側係合部２３の上下両側に配置される一対の荷重保持面２４・２４とを有して構成されている。
【０００６】
雄側係合部２３は対向する一対の爪片２３ａ・２３ａを、各爪片２３ａ・２３ａの爪部２３ｂ・２３ｂを両外側に向けて配置されるとともに、一対の爪片２３ａ・２３ａは対向する一対の爪片２３ａ・２３ａに向かってそれぞれ可撓性を有して構成されている。従って、シュラウド２５の雌側係合部２７をタンク部２１側の係止突起部２２に挿入させると、雄側係合部２３の各爪片２３ａ・２３ａが内側に撓み、爪部２３ｂ・２３ｂが雌側係合部２７を挿通した時点で、各爪片２３ａ・２３ａは、外側に復帰移動して雌側係合部２７に係合することとなり、同時に係止突起部２２の荷重保持部２４・２４で突出部２６の上壁部下面を支持することとなる。つまりは電動ファンの重量を保持することとなる。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−２２９８７８号公報（３〜４頁、図１〜２参照）
【特許文献２】
特開２００２−４８６１公報（３〜４頁、図１、３、４参照）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献２に示されているタンク部２１の係止突起部２２を、雄側係合部２３と加重保持部２４の上下関係を維持した状態でダウンフロー型のラジエータのタンク部に適用する、つまり図１１に示すように、雄側係合部２３と荷重保持部２４とが形成された係止突起部２２を、タンク部２１の長手方向と直交する方向に並設すると、樹脂成形時に一体的に形成する際、タンク部２１は長手方向に沿って２分割することになるから、タンク部２１の長手方向と直交する方向に雄側係合部２３と荷重保持部２４が並設されている係止突起部２２は、分割方向がタンク部２１と異なることとなって、型抜きができない。従って、樹脂成形するにあたって、スライドコアなどを用いる必要がある。しかしながら、タンク部２１には雄側係合部２３が形成されるのと同じ側にラジエータに冷却水を流出入させる流出入管や注水口などが形成されており、この流入出管などにスライド型が干渉してしまうので、スライド型を用いるのは困難であった。
【０００９】
また、特許文献２のクロスフロー型のラジエータを、ダウンフロー型で使用するために、そのまま９０°横に向けて配置すると、つまり、雄側係合部２３と、荷重保持部２４をタンク部２１の長手方向に沿って並設した状態で、タンク部２１を水平方向に配置すると、電動ファンのシュラウド２５における雌側係合部２７は、図１０に示すように配置されていることから、雄側係合部２３を雌側係合部２７に係合できても、荷重保持部２４は、図１０における状態の側面部２４ａ・２４ａで突出部２６の上壁部下面を受けることになるから、接触面積が小さくなって、ラジエータ側の荷重保持部２４とシュラウド２５側の突出部２６の上壁部下面の間の摩耗が大きく、その部位がクリアランスとなって、車両の走行時に異音を発生する要因となってしまう。また、摩耗がさらに進んで亀裂を発生するとタンク部２１内を流通する流体の漏れ、又は電動ファン脱落が発生する恐れがある。
【００１０】
本発明は、上述の課題を解決するものであり、ダウンフロー型のラジエータ等の熱交換器と電動ファンとを連結する際にボルトレスで締結することによって作業性を向上できる熱交換器と電動ファンとの連結構造を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る熱交換器と電動ファンとの連結構造では、上記の課題を解決するために、請求項１記載の発明では、ダウンフロー型の熱交換器において水平方向に配置されたタンク部には、ファン装着部がタンク部の長手方向に沿って雄側係合部と支持部とを並設するようにして形成されている。この位置において電動ファンに形成された雌側係合部を熱交換器の雄側係合部に挿入すると雄側係合部と雌側係合部とは係合され、電動ファンの熱交換器装着部が、熱交換器のファン装着部の支持部上面に当接して支持されることとなる。この際、支持部は中空部を有して形成されていることから、支持部自体を塊状に形成することなく巣を発生しにくく形成している。
【００１２】
つまり、熱交換器のファン装着部とタンク部とを一体成形する場合、所定の厚み寸法を越えると巣ができて、巣から流体漏れを発生する恐れがあることから、通常は所定厚み以下に形成する必要がある。電動ファンの荷重を受けて電動ファンを支持する支持部では、肉厚部が所定寸法より厚くすることができず、また厚みが薄いと摩耗の発生が大きいが、支持部の内部を中空状に形成することによって、雌側係合部の周りの壁部との接触面積を大きくするとともに、巣が発生しないように形成することができる。
【００１３】
しかも、雄側係合部と支持部とを有する装着部が、タンク部と一体成形して形成する場合、装着部の分割方向とタンク部の分割方向を一致できることから、型抜けをすることができる。
【００１４】
また、請求項２記載の発明では、熱交換器が車両用ラジエータであることから、ラジエータに電動ファンのシュラウドを取り付ける際に、ボルトレスで取り付けることができて作業性を向上するとともに、ラジエータのファン装着部が電動ファンとの接触面積を大きくして支持できることから、車両の走行中であっても、支持部に摩耗や亀裂を発生しにくくなり品質を向上することができる。
【００１５】
また、請求項３乃至５記載の発明では、柱状に形成された支持部が上面の広い範囲で電動ファンの熱交換器装着部と接触することから、接触面積を広く取ることができて摩耗の発生を防止することができるともに、上面又は側面あるいは下面を開口する中空部を備えていることから、支持部全体を塊状に形成することなく、巣の発生を防止できる。従って、巣の発生しない支持部では内部に流通する流体の外部への漏れを防止することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
実施形態の熱交換器と電動ファンとの連結構造は、熱交換器をダウンフロー型の車両用のラジエータで説明するものとし、ラジエータと電動ファンのシュラウドとを連結するものにおいて、以下に説明するものとする。
【００１８】
図１は、電動ファン１のシュラウド２をラジエータ１０のタンク部１１に装着した正面図を示すものであり、一対のファン部３・３を装着したシュラウド２は、シュラウド２の上部３箇所においてシュラウド２の上面から突出してラジエータ装着部４を配置している。
【００１９】
一方、ラジエータ１０は、図２〜３に示すように、流体を流通する複数のチューブ１３と各チューブ１３間に挿入されるフィン１４とを垂直方向に並設するコア部１２と、コア部１２の上下両端部で水平方向に配置して各チューブ１３に流体を分配する一対のタンク部１１とを備えて構成されている。上方に配置されたタンク部１１には、シュラウド２のラジエータ装着部４に対向する位置に配置されたファン装着部１５を配置している。
【００２０】
シュラウド２に形成されたラジエータ装着部４とタンク部に形成されたファン装着部１５との締結は、図４に示すように、シュラウド２のラジエータ装着部４に形成される雌側係合部５に、タンク部１１のファン装着部１５に形成された雄側係合部１７を挿入して係合させることによって行われる。
【００２１】
つまり、ラジエータ装着部４の雌側係合部５は、シュラウド２から突出して形成された突出部６に角孔部を形成することによって形成されている。つまり、図５に示すように、突出部６は、ラジエータ側に向かって開口した中空部７を有する箱状に形成され、開口されていない後壁部６ａにおいて角孔状に形成されている。そしてこの孔部が雌側係合部５として形成されるとともに、上壁部の下面がファン装着部１５に支持される保持面６ｂとして形成される。
【００２２】
一方、ファン装着部１５は、図６に示すように、タンク部１１の長手方向に沿って肉盛りするように形成された矩形柱状のベース部１６と、ベース部１６からタンク部１１の径方向に水平状に突出する雄側係合部１７と、ベース部１６に連接するとともに雄側係合部１７の両側に突出して配置される一対の支持部１８・１８とを備えて形成され、雄側係合部１７と支持部１８とはタンク部１１の長手方向に沿って並設するように配置されている。
【００２３】
雄側係合部１７は、図６に示すように、係止爪部１７１ａを先端部に配置した板状の一対の爪片１７１を、係止爪部１７１ａがそれぞれ外側を向くようにタンク部１１の長手方向に沿って並設して配置されている。一対の爪片１７１は、それぞれ内外方向に可撓性を有し、雌側係合部５に進入する際は係止爪部１７１ａが押圧されてそれぞれ内側に向かって撓み、係止爪部１７１ａが雌側係合部５を貫通すると付勢力により元に復帰する。これによって係止爪部１７１ａが雌係合部５の端面に係止することができる。
【００２４】
支持部１８は、図６〜７に示すように、内部に中空部１８１を有して柱状に形成され、上面部をラジエータ装着部４の突出部６の上壁部の保持面６ｂを当接させて支持する支持面１８２として形成する。矩形柱状の支持部１８の中空部１８１は下面に形成された開口部１８３と連接して形成されている。従って、中空部１８１を囲う支持部１８の壁部は、支持部１８の周縁に沿って形成される上壁部と側壁部からなり、それぞれの肉厚は、樹脂成形する際に巣を発生しない程度の所定寸法内で形成されている。
【００２５】
支持面１８２は、支持部１８の上面全体にわたって形成され、シュラウド２のラジエータ装着部４（電動ファン）の荷重を受けるものであり、ラジエータ装着部４の突出部６の上壁部下面に形成された保持面６ｂに当接可能に形成されている。
【００２６】
タンク部１１に一体的に形成されるファン装着部１５は、図６〜７に示すように、タンクの長手方向に沿って下方が開口された一方の支持部１８、並設する一対の爪片１７１・１７１、下方が開口された他方の支持部１８が順に並設されていることから、樹脂成形時における型抜きの際、ファン装着部１５を水平方向に分割してタンク部１１の径方向に対して二分するように型を抜けば、型抜きを容易に行なうことができる。
【００２７】
上記のように形成されたラジエータのファン装着部１５にシュラウド２のラジエータ装着部４を係合させる場合、一対のファン部３・３をシュラウド２に装着した電動ファン１を、設置されたラジエータ１０に対向するように配置させ、シュラウド２側のラジエータ装着部４をラジエータ１０側のファン装着部１５に挿入する。この際、上述のように、ファン装着部１５の突出部６をラジエータ装着部４の雄側係合部１７に向かって移動すると、ラジエータ装着部４の中空部７がファン装着部１５の一対の爪片１７１・１７１と支持部１８と覆うとともに、一対の爪片１７１の係止爪部１７１ａが雌側係合部５の周りの側壁部に押圧されてそれぞれ内側に向かって撓み、一対の爪片１７１の係止爪部１７１ａが雌側係合部５を貫通することによって付勢力によりそれぞれ外側に向かって移動する。これによって係止爪部１７１ａが雌側係合部５の側壁部端面に係止する。
【００２８】
一方、ラジエータ装着部４における突出部６の保持面６ｂは、ファン装着部１５における支持部１８の支持面１８２に当接されて、電動ファン１の重量を支持部１８・１８に付与することとなる。この際、保持面６ｂは、支持部１８・１８の上面（支持面１８２）と接触することとなって、支持部１８との広い接触面積で電動ファン１の荷重を受けることとなる。
【００２９】
上述のように、実施形態におけるラジエータと電動ファンとの連結構造では、ラジエータ１０のタンク部１１に一体成形されたファン装着部１５は、樹脂成形の型抜き時において型抜けができるように、シュラウド２のラジエータ装着部４の雌側係合部５に係合可能な雄側係合部１７をタンク部１１の長手方向に沿って一対の爪片１７１を並設するとともに、電動ファン１の荷重を受ける支持部１８を雄側係合部１７と並設するように配置してタンク部１１を長手方向に対する上下方向に２分割できるように形成している。さらに、支持部１８に形成する中空部１８１を、下面を開口して形成することによって、上下方向に２分割可能に形成している。これによって、ラジエータ１０のファン装着部１５は、タンク部１１とファン装着部１５とを樹脂で一体成形を行うことができ、コスト低減を図ることができる。
【００３０】
また、電動ファン１の荷重を受ける部位が、支持部１８の下面を開口することによって支持部１８の上面全体を支持面１８２とすることができ、広い面積の支持面１８２でラジエータ装着部４を受けることができることから、接触面積を広く取ることによって電動ファン１の重量による荷重を一部に集中することがなく支持することができ、それによって、耐摩耗性を向上して欠けや割れを発生することがなく品質を向上できる。
【００３１】
さらに、支持部１８内を中空にして肉厚部の寸法を、樹脂成形時における所定の範囲内に収めることができることから、巣を発生させることなくそれによる流体洩れを防止することができる。
【００３２】
なお、本発明の熱交換器と電動ファンとの連結構造は、上記の形態に限定することなく、例えば、図８に示すように、タンク部１１に配置されるファン装着部１５Ａにおける支持部１８Ａ・１８Ａの中空部に連接する開口部１８４・１８４を上面に形成しても、中空部の周りの肉厚部を広い範囲で形成することができ、接触面積を広く取ることができることから、上記と同様の効果を得られることとなる。
【００３３】
また、図９に示すように、タンク部１１に配置されるファン装着部１５Ｂにおける支持部１８Ｂ・１８Ｂの中空部に連接する開口部１８５・１８５を正面側壁に形成すれば、支持部１８Ａ・１８Ａの上面全体でラジエータ装着部４を受けることができて上述と同様の効果を得ることができる。なお、図９に示す構造であると、開口部１８５を形成する型の型抜き方向と、タンク部１１を形成する型の型抜き方向とは異なるものの、開口部１８５を形成する型の型抜き方向はタンク部１１の長手方向と直交する向き（図９中、紙面手前方向）であるので、タンク部１１に形成される流出入管などの他の部品に干渉することなく、成形型を移動させることができる。
【００３４】
さらに、この熱交換器は、ラジエータではなく、他の熱交換器、例えばコンデンサであってもファンを取り付ける構造であれば適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一形態によるラジエータと電動ファンとの連結構造を示す正面図である。
【図２】図１におけるラジエータを示す一部正面図である。
【図３】図１におけるタンク部を示す平面図である。
【図４】図１におけるファン装着部とラジエータ装着部の連結状態を示す斜視図である。
【図５】図４におけるラジエータ装着部を示す断面図である。
【図６】図４におけるファン装着部を示す平面図である。
【図７】図４におけるファン装着部を示す断面図である。
【図８】ファン装着部の別の形態を示す斜視図である。
【図９】ファン装着部のさらに別の形態を示す斜視図である。
【図１０】従来のラジエータと電動ファンとの連結構造を示す斜視図である。
【図１１】従来のタンクの係止突起部を示す斜視図である。
【符号の説明】
１電動ファン
２シュラウド
４ラジエータ装着部
５雌側係合部
６突出部
７中空部
１０ラジエータ
１１タンク部
１５ファン装着部
１７雄側係合部
１７１爪片
１８支持部
１８１中空部
１８２支持面

Claims

両端部にタンク部を装着し、流体が流通して熱交換可能な複数のチューブを有するコア部が垂直方向に配置されたダウンフロー型の熱交換器に、電動ファンを装着する熱交換器と電動ファンとの連結構造であって、
前記熱交換器のタンク部には、雄側係合部を備えて前記電動ファンに連結するファン装着部が一体成形で形成されるとともに、前記タンク部と前記ファン装着部は、型抜き時において同一方向に分割可能に形成され、
前記電動ファンには、前記電動ファンと一体成形で形成された雌側係合部を備えて前記熱交換器に連結する熱交換器装着部が配置され、
前記ファン装着部は、雄側係合部を前記電動ファンの雌側係合部に係合可能に形成するとともに、前記熱交換器装着部を上面で支持する支持部が前記雄側係合部と前記タンクの長手方向に沿って並設して形成され、
前記支持部は中空部を有する柱状に形成されていることを特徴とする熱交換器と電動ファンとの連結構造。
前記熱交換器が車両用ラジエータであることを特徴とする請求項１記載の熱交換器と電動ファンとの連結構造。
前記中空部が前記支持部の上面を開口して形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の熱交換器と電動ファンとの連結構造。
前記中空部が前記支持部の側面を開口して形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の熱交換器と電動ファンとの連結構造。
前記中空部が前記支持部の下面を開口して形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の熱交換器と電動ファンとの連結構造。