JP2005127220A

JP2005127220A - 送風機の取付構造

Info

Publication number: JP2005127220A
Application number: JP2003363476A
Authority: JP
Inventors: Toyoaki Kobayashi; 豊明小林
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-10-23
Filing date: 2003-10-23
Publication date: 2005-05-19
Also published as: US20050109489A1; CN1609421A; DE102004051137A1; FR2861440A1

Abstract

【課題】ラジエータとファンシュラウドとをスナップフィット等の係合手段にて組み付ける際に、ファンシュラウドがラジエータ１０に対してガタついてしまうことを抑制する。
【解決手段】予めファンシュラウド３０を反らせておいて、ラジエータ１０とファンシュラウド３０とが係合したときに、ファンシュラウド３０を撓ませるようにしてラジエータ１０に組み付ける。これにより、ファンシュラウド３０の撓み変形に伴う反力によりファンシュラウド３０がラジエータ１０（タンク本体１１ａ）に押し付けられるので、ファンシュラウド３０をラジエータ１０に組み付けた際に係合部分に隙間１が発生しても、ファンシュラウド３０の撓み変形に伴う反力によりファンシュラウド３０がラジエータ１０（タンク本体１１ａ）に押し付けられ、ファンシュラウド３０がラジエータ１０に対してがたつくことはない。
【選択図】図６

Description

本発明は、熱交換器に空気を送風する送風機を熱交換器に取り付ける際の取付構造に関するもので、車両用ラジエータに送風機を取り付ける際に適用して有効である。

車両に適用される送風機の取付構造は、一般的に、シュラウド等の取付部材を介して上方側２箇所をボルトにて熱交換器に固定し、下方側をシュラウドのＵ型溝にラジエータに設けられた突起部を差し込むようにして係止している（例えば、特許文献１参照）。

なお、シュラウドとは、送風機とラジエータとの隙間を覆うことにより送風機によって誘起された空気流がラジエータを迂回することを抑制し、ラジエータの冷却能力を増大させるものである。

しかし、特許文献１に記載の取付構造では、ラジエータ、送風機およびシュラウドに加えて、ボルトやナット等の締結用部品を別途必要とするので、組み付け工数（時間）の低減を図ることが難しく、かつ、車両部品のリサイクル時に部品の仕分けに時間を要し、リサイクル性が悪いという問題がある。

そこで、出願人は、ラジエータに設けた突起部とシュラウドに設けた凹部との嵌合により送風機の鉛直方向荷重（自重）を受け、ラジエータに設けた係合突起部とシュラウドに設けた係合用穴部との係合により送風機に作用する水平方向の荷重（加振力）を受けることにより、ボルトやナットを用いずに簡便な手段にて送風機をラジエータに取り付ける取り付け構造を試作検討した（例えば、特許文献２参照）。
特開平１１−２２９８７８号公報特開２００２−４８６１号公報

しかし、上記試作検討品においては、例えば係合突起部１３の寸法バラツキ等により、シュラウド３０をラジエータ１０に組み付けた際に、図７に示すように、係合部に隙間１が発生してシュラウドがラジエータに対してガタついてしまうという問題が発生した。

本発明は、上記点に鑑み、第１には、従来と異なる新規な送風機の取付構造を提供し、第２には、ラジエータ等の熱交換器とシュラウド等の送風機取付部材とをスナップフィット等の係合手段にて組み付ける際に、取付部材が熱交換器に対してガタついてしまうことを抑制することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、空気と流体とを熱交換する熱交換器（１０）と、熱交換器（１０）に空気を送風する送風機（２０）と、送風機（２０）を熱交換器（１０）に取り付けるための取付部材（３０）と備え、熱交換器（１０）および取付部材（３０）のうち少なくとも一方には、弾性変形することにより他方側に形成された穴部（３３）に着脱可能に係合する係合手段（１３）が設けられており、熱交換器（１０）と取付部材（３０）とが係合手段（１３）により係合した状態において、熱交換器（１０）および取付部材（３０）のうち少なくとも一方は、その係合状態が解除されたときの形状を撓ませるように矯正された状態で他方に組み付けられていることを特徴とする。

これにより、熱交換器（１０）および取付部材（３０）のうち少なくとも一方の撓み変形に伴う反力により一方（３０）が他方（１０）に押し付けられるので、熱交換器（１０）と取付部材（３０）とを互いに組み付けたときに、係合手段（１３）と穴部（３３）との間に隙間が発生しても、一方（３０）の撓み変形に伴う反力により一方（３０）が他方（１０）に押し付けられるので、熱交換器（１０）と取付部材（３０）とがたつくことはない。

請求項２に記載の発明では、空気と流体とを熱交換する熱交換器（１０）と、熱交換器（１０）に空気を送風する送風機（２０）と、送風機（２０）を熱交換器（１０）に取り付けるための取付部材（３０）と備え、熱交換器（１０）および取付部材（３０）のうち少なくとも一方には、弾性変形することにより他方側に形成された穴部（３３）に着脱可能に係合する係合手段（１３）が設けられており、熱交換器（１０）と取付部材（３０）との係合状態が解除された場合において、熱交換器（１０）と取付部材（３０）との合わせ面（１１ｄ、３０ａ）のうち一方側の合わせ面（３０ａ）は、他方側の合わせ面（１１ｄ）に対して傾くように反っていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明では、係合手段（１３）は、一方側の合わせ面（３０ａ）が他方側の合わせ面（１１ｄ）に対して略平行となるように、熱交換器（１０）および取付部材（３０）のうち少なくとも一方を変形させて熱交換器（１０）と取付部材（３０）とを係合させていることを特徴とするものである。

請求項４に記載の発明では、空気の流通方向と略直交する方向において、少なくとも３個の係合手段（１３）が略一直線上に並んでおり、一方側の合わせ面（３０ａ）は、３個の係合手段（１３）の並びの方向の略中央部にて空気の流通方向に凸となるように略くの字状に反っていることを特徴とするものである。

請求項５に記載の発明では、一方側の合わせ面（３０ａ）は、取付部材（３０）に設けられていることを特徴とするものである。

請求項６に記載の発明では、取付部材（３０）は樹脂製であることを特徴とするものである。

請求項７に記載の発明では、係合手段（１３）は、熱交換器（１０）に設けられ、穴部（３３）は、取付部材（３０）に設けられていることを特徴とするものである。

因みに、上記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一例である。

本実施形態は、本発明に係る送風機の取付構造を車両用のラジエータに送風機を取り付ける際に適用たものであって、図１はラジエータ１０を空気流れ下流側から上流側を見たラジエータ１０および送風機２０の正面図である。

なお、本実施形態では、送風機２０は、ラジエータ１０に対して空気流れ下流側に位置してラジエータ１０側から空気を吸引することによりラジエータ１０に空気を送風する吸い込み型のものを採用しているが、送風機２０をラジエータ１０の空気流れ上流側に配置して空気をラジエータ１０に押し込むように空気を送風する押し込み型のものを採用してもよいことは言うまでもない。

ここで、ラジエータ１０は、走行用駆動源をなす内燃機関（エンジン）内を循環してエンジンの廃熱を回収するエンジン冷却水が流通する複数本のチューブ（図示せず。）、およびチューブ間に配設されて空気と冷却水との熱交換を促進する波状のフィン（図示せず。）からなる熱交換コア、並びにチューブの長手方向両端側にてチューブの長手方向と直交する方向に延びて各チューブに連通するヘッダタンク１１等を有して構成された放熱用の熱交換器である。

また、本実施形態では、チューブの長手方向を鉛直方向と一致させ、かつ、ヘッダタンク１１の長手方向を水平方向に一致させるとともに、上方側のヘッダタンク１１にて各チューブにエンジン冷却水を分配供給し、下方側のヘッダタンク１１にて熱交換を終えたエンジン冷却水を各チューブから集合回収している。

また、チューブおよびフィンは金属（本実施形態では、アルミニウム）製であり、ヘッダタンク１１は、チューブがろう接された金属（本実施形態では、アルミニウム）製コアプレート（図示せず。）、およびコアプレートとともに空間を構成する樹脂製のタンク本体１１ａからなるものである。

そして、コアプレートとタンク本体１１ａとは、図示しないパッキン等のシール（密閉）手段を介してコアプレートの一部をカシメる（塑性変形）させることにより固定されている。

なお、「ろう接」とは、例えば「接続・接合技術」（東京電機大学出版局）に記載されているように、ろう材やはんだを用いて母材を溶融させないように接合する技術を言う。

そして、融点が４５０℃以上の溶加材を用いて接合するときをろう付けと言い、その際の溶加材をろう材と呼び、融点が４５０℃以下の溶加材を用いて接合するときをはんだ付けと言い、その際の溶加材をはんだと呼ぶ。

また、送風機２０は、空気流を誘起する軸流式のファン２１およびファン２１を回転駆動する電動式のモータ２２等からなるものである。

ファンシュラウド３０は、送風機２０とラジエータ１０との隙間を覆うことによりラジエータ１０から送風機２０に至る空気ダクト（空気通路）を形成することで、送風機２０によって誘起された空気流がラジエータ１０を迂回して流れる、つまり送風機２０がラジエータ１０の下流側から空気を吸い込むことを抑制する覆い部材である。

そして、本実施形態では、送風機２０は、ファンシュラウド３０を介してラジエータ１０に取り付けられているため、本実施形態では、このファンシュラウド３０が、特許請求の範囲に記載された「取付部材」に相当する。

なお、本実施形態では、ファンシュラウド３０は、樹脂（本実施形態では、ポリプロピレン）製であり、送風機２０はモータ２２をファンシュラウド３０にボルト等の締結手段により固定されている。

次に、送風機２０、つまりファンシュラウド３０とラジエータ１０との取付構造について述べる。

ファンシュラウド３０は、図１に示すように、５箇所Ｐ１〜Ｐ５にてラジエータ１０に取付固定されており、５カ所の取付箇所Ｐ１〜Ｐ５うち下方側の取付箇所Ｐ４、Ｐ５は、図２に示すように、ラジエータ１０のタンク本体１１ａに設けられた突起部１１ｂにファンシュラウド３０のＵ型溝３１を差し込むようにして係止されている。

なお、突起部１１ｂの先端側には、突起部１１ｂの突出方向（車両前後方向）と交差する方向（車両幅方向）に拡がる傘部１１ｃが設けられており、この傘部１１ｃにより突起部１１ｂがＵ型溝３１から外れてしまうことを防止している。

一方、上方側の取付箇所Ｐ１〜Ｐ３は、図３に示すように、ファンシュラウド３０に形成され凹部３２に、ラジエータ１０のタンク本体１１ａに形成された板状の突起部（凸部）１２を凹部３２に嵌合させて、凹部３２の内壁に突起部１２を接触させるとともに、ファンシュラウド３０に形成された係合用穴部３３に係合手段をなす弾性変形可能な係合突起部１３を係合させる（引っ掛ける）ことによりラジエータ１０に固定されている。

なお、係合突起部１３の先端側には、係合突起部１３がファンシュラウド３０に係合した状態において、その係合状態（引っ掛かた状態）が解除してしまうことを防止する係合用爪部１３ａが一体成形されている。

このとき、突起部１２は２本を１組として凹部３２の下方側内壁と上方側内壁に接触しているとともに、係合突起部１３は２本の突起部１２間に位置して凹部３２の底部に設けられた係合用穴部３３に係合している。

なお、ファンシュラウド３０をラジエータ１０に取り付けるに当たっては、先ず、突起部１１ｂにファンシュラウド３０のＵ型溝３１を差し込むようにして下方側の取付箇所Ｐ４、Ｐ５をラジエータ１０に係止固定する。

次に、図４（ａ）、図４（ｂ）、図４（ｃ）に示すように、突起部１２が凹部３２の内壁接触するように突起部１２を凹部３２に嵌合しながら、係合突起部１３を弾性変形させて係合用穴部３３に挿入することにより、上方側の取付箇所Ｐ１〜Ｐ３を着脱可能に係合する。

また、本実施形態では、ラジエータ１０とファンシュラウド３０との係合状態が解除された場合において、図５に示すように、ラジエータ１０とファンシュラウド３０との合わせ面１１ｄ、３０ａのうち一方側の合わせ面（本実施形態では、ファンシュラウド３０側の合わせ面３０ａ）は、他方側の合わせ面（本実施形態では、タンク本体１１ａ側の合わせ面１１ｄ）に対して傾くように反っている。

ここで、ラジエータ１０の合わせ面１１ｄおよびとファンシュラウド３０の合わせ面３０ａ面とは、空気の流通方向と略直交する方向から見たときに、つまり図５および図６に示す状態において、互いに対向する位置に位置するような面を言い、ファンシュラウド３０をラジエータ１０に取り付けた状態においても、両合わせ面１１ｄ、３０ａが必ずしも接触している必要はない。

また、空気の流通方向から両合わせ面１１ｄ、３０ａ見たときに、必ずしも両合わせ面１１ｄ、３０ａが重なる必要はない。

因みに、本実施形態では、ファンシュラウド３０をラジエータ１０に取り付けた状態において、両合わせ面１１ｄ、３０ａは接触しておらず、かつ、空気の流通方向から両合わせ面１１ｄ、３０ａ見たとき、合わせ面１１ｄと合わせ面３０ａとは、空気の流通方向と略直交する方向（図５および図６の紙面垂直方向）にずれている。

また、本実施形態では、一方側の合わせ面３０ａは、図５に示すように、空気の流通方向と略直交する方向において略一直線上に並んだ３個の係合突起部１３の並びの方向の略中央部にて空気の流通方向（紙面上下方向）に凸となるように略くの字状に反っている。

このため、ファンシュラウド３０をタンク本体１１ａ、つまりラジエータ１０に組み付けた状態においては、一方側の合わせ面３０ａが他方側の合わせ面１１ｄに対して略平行となるようにファンシュラウド３０が撓んで矯正された状態となる。

つまり、係合突起部１３が係合用穴部３３と係合すると、図６は、係合突起部１３は、一方側の合わせ面３０ａが他方側の合わせ面１１ｄに対して略平行となるようにファンシュラウド３０を撓ませる力をファンシュラウド３０に作用させ、タンク本体１１ａは、略くの字状に反ったファンシュラウド３０の頂部（取付箇所Ｐ２）にて前記力に対向する力（反作用）をファンシュラウド３０に作用させる。

因みに、本実施形態では、係合状態を解除したときのファンシュラウド３０の反り角度は、他方側の合わせ面１１ｄに対して１．５°と小さいので、係合突起部１３が係合用穴部３３と係合してファンシュラウド３０がラジエータ１０に取り付けられた状態においては、ファンシュラウド３０は図６に示すほど大きく反ってはおらず、肉眼では、一方側の合わせ面３０ａと他方側の合わせ面１１ｄとは互いに平行に見える。

次に、本実施形態の特徴を述べる。

本実施形態では、予めファンシュラウド３０を反らせておいて、ラジエータ１０とファンシュラウド３０とが係合したときに、ファンシュラウド３０を撓ませるようにファンシュラウド３０を矯正してラジエータ１０に組み付けるので、ファンシュラウド３０の撓み変形に伴う反力によりファンシュラウド３０がラジエータ１０（タンク本体１１ａ）に押し付けられる。

したがって、ファンシュラウド３０をラジエータ１０に組み付けた際に、係合部分に隙間１が発生しても、ファンシュラウド３０の撓み変形に伴う反力によりファンシュラウド３０がラジエータ１０（タンク本体１１ａ）に押し付けられるので、ファンシュラウド３０がラジエータ１０に対してがたつくことはない。

（その他の実施形態）
上述の実施形態では、ファンシュラウド３０側の合わせ面３０ａをラジエータ１０側の合わせ面１１ｄに対して反らせたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばラジエータ１０側の合わせ面１１ｄを反らせる、または両合わせ面３０ａ、１１ｄを反らせてもよい。

また、上述の実施形態では、ファンシュラウド３０の合わせ面を反らせて、ファンシュラウド３０が撓んで矯正された状態でラジエータ１０に取り付けられるようにしたが、本発明は、熱交換器と取付部材とが係合手段により係合した状態において、熱交換器び取付部材のうち少なくとも一方が、その係合状態が解除されたときの形状を撓ませるように矯正された状態で他方に組み付けられることを特徴とするので、ファンシュラウド３０を反らせることなく、他の手段でファンシュラウド３０を撓ませた状態でラジエータ１０に組み付けてもよい。

また、合わせ面の反りの角度は、ファンシュラウド３０の大きさ、材質および剛性等により相違するので、上記した角度に限定されるものではない。

また、係合手段をなす係合突起部１３の形状は、上述の実施形態に限定されるものではない。

また、上述の実施形態では、係合手段をなす係合突起部１３がラジエータ１０に設けられ、係合突起部１３が係合する係合用穴部３３がファンシュラウド３０に設けられていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば合突起部１３がファンシュラウド３０に設け、係合用穴部３３をラジエータ１０に設けてもよい。

また、上述の実施形態では、下方側の取付箇所Ｐ４、Ｐ５は、上方側の取付箇所Ｐ１〜Ｐ３と相違していたが、本発明はこれに限定されるものではなく、全ての取付箇所を上方側の取付箇所Ｐ１〜Ｐ３と同様な構造としてもよい。

また、上述の実施形態では、ラジエータ１０側に凸となるようにファンシュラウド３０がくの字状に反っていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばラジエータ１０と反対側に凸となるようにファンシュラウド３０がくの字状に反っていてもよい。

また、上述の実施形態では、ファンシュラウド３０がくの字状に反っていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば予めファンシュラウド３０の合わせ面３０ａ側を波状に撓ませてもよい。

また、本発明は、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨に合致するものであればよく、上述の実施形態に限定されるものではない。

本発明の実施形態に係る取付構造を用いたラジエータ及び送風機の正面図である。本発明の実施形態に係る取付構造における下方側の取付箇所を示す拡大図である。本発明の実施形態に係る取付構造における上方側の取付箇所を示す拡大図である。本発明の実施形態に係る取付構造における上方側の取付箇所の取付過程を示す模式図である。本発明の実施形態に係る取付構造の特徴を示す図である。本発明の実施形態に係る取付構造の特徴を示す図である。従来の技術に係る取付構造の特徴を示す図である。

符号の説明

１０…ラジエータ、１１…ヘッダタンク、１１ａ…タンク本体、
１３…係合突起部、３０…ファンシュラウド、３３…係合用穴部。

Claims

空気と流体とを熱交換する熱交換器（１０）と、
前記熱交換器（１０）に空気を送風する送風機（２０）と、
前記送風機（２０）を前記熱交換器（１０）に取り付けるための取付部材（３０）と備え、
前記熱交換器（１０）および前記取付部材（３０）のうち少なくとも一方には、弾性変形することにより他方側に形成された穴部（３３）に着脱可能に係合する係合手段（１３）が設けられており、
前記熱交換器（１０）と前記取付部材（３０）とが前記係合手段（１３）により係合した状態において、前記熱交換器（１０）および前記取付部材（３０）のうち少なくとも一方は、その係合状態が解除されたときの形状を撓ませるように矯正された状態で他方に組み付けられていることを特徴とする送風機の取付構造。
空気と流体とを熱交換する熱交換器（１０）と、
前記熱交換器（１０）に空気を送風する送風機（２０）と、
前記送風機（２０）を前記熱交換器（１０）に取り付けるための取付部材（３０）と備え、
前記熱交換器（１０）および前記取付部材（３０）のうち少なくとも一方には、弾性変形することにより他方側に形成された穴部（３３）に着脱可能に係合する係合手段（１３）が設けられており、
前記熱交換器（１０）と前記取付部材（３０）との係合状態が解除された場合において、前記熱交換器（１０）と前記取付部材（３０）との合わせ面（１１ｄ、３０ａ）のうち一方側の合わせ面（３０ａ）は、他方側の合わせ面（１１ｄ）に対して傾くように反っていることを特徴とする送風機の取付構造。
前記係合手段（１３）は、前記一方側の合わせ面（３０ａ）が前記他方側の合わせ面（１１ｄ）に対して略平行となるように、前記熱交換器（１０）および前記取付部材（３０）のうち少なくとも一方を変形させて前記熱交換器（１０）と前記取付部材（３０）とを係合させていることを特徴とする請求項２に記載の送風機の取付構造。
空気の流通方向と略直交する方向において、少なくとも３個の前記係合手段（１３）が略一直線上に並んでおり、
前記一方側の合わせ面（３０ａ）は、前記３個の係合手段（１３）の並びの方向の略中央部にて空気の流通方向に凸となるように略くの字状に反っていることを特徴とする請求項２または３に記載の送風機の取付構造。
前記一方側の合わせ面（３０ａ）は、前記取付部材（３０）に設けられていることを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１つに記載の送風機の取付構造。
前記取付部材（３０）は樹脂製であることを特徴とする請求項５に記載の送風機の取付構造。
前記係合手段（１３）は、前記熱交換器（１０）に設けられ、
前記穴部（３３）は、前記取付部材（３０）に設けられていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の送風機の取付構造。