JP2008290644A - パイプの補強部材及びパイプの補強構造 - Google Patents

Abstract

【課題】パイプが配設されている周辺の部材に影響を与えることなく且つ、簡単な構成でパイプの強度を向上させる。
【解決手段】クーラパイプ４には、補強部材４が取り付けられている。補強部材４は、クーラパイプ３２の２箇所に架け渡される本体部４１と、本体部４１に設けられ、該本体部４１をクーラパイプ３２に取り付けるための２つの取付部４２，４２とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、パイプの補強部材及びパイプの補強構造に関するものである。

一般的に、車両にはコンプレッサやコンデンサやＨＶＡＣユニット等の構成部品を備えた空調装置が搭載されている（特許文献１参照）。これらの構成部品は、エンジンルーム内における配設スペースを有効に活用して配設されている。そして、これらの構成部品に冷媒を循環させるために、各構成部品はパイプで接続されている。このパイプは、エンジンルーム内のエンジンや配設部品との干渉を回避しつつ各構成部品間を接続するように配設されている。

このパイプは、その所々で車両側に支持されており、例えば、特許文献１においてはバッテリトレイに設けられた支持部に支持されている。
特開２０００−４３５５７号公報

ところで、このようなパイプには、外力が作用しても十分に耐え得るだけの強度が求められる。例えば、特許文献１に係るパイプのように車両に搭載された空調装置に用いられるパイプには、走行時の車両の振動が各構成部品を介して伝わる。その結果、パイプには局所的に応力が集中する場合もある。

そこで、このような振動にも耐えるべく、パイプの形状を変更したり（例えば、パイプの肉厚を厚くする）、パイプのレイアウトを変更したりする（屈曲部や湾曲部等の応力が集中し易い形状を避ける）ことが考えられる。また、パイプを車両側に固定することでその剛性を向上させることも考えられる。

しかしながら、パイプの形状を変更したり、レイアウトを変更する場合には、一旦決めていたパイプの形状やレイアウトを大幅に変更する必要があり、得策ではない。また、パイプを車両側に固定する場合には、限られた配設スペース内においてパイプを固定する場所を設けることは容易ではなく、また、仮にパイプを固定する場所を設けたとしても、該パイプを固定した場所へ該パイプを介して振動が伝達することになり、別の不具合を招く虞もある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、パイプが配設されている周辺の部材に影響を与えることなく且つ、簡単な構成でパイプの強度を向上させることにある。

第１の発明は、パイプを補強する補強部材が対象である。そして、パイプの少なくとも２箇所に架け渡される補強部材本体と、前記補強部材本体に設けられ、該補強部材本体をパイプに取り付けるための少なくとも２つの取付部とを有するものとする。

前記の構成の場合、前記２つの取付部を介して前記補強部材本体をパイプに取り付けることによって、パイプにおける該２つの取付部の間の部分の強度を該補強部材本体によって向上させることができる。その結果、パイプの形状やレイアウトを変更することなく、簡単な構成でパイプの強度を向上させることができる。

第２の発明は、第１の発明において、前記取付部は、各基端部が前記補強部材本体に結合される一方、両先端部が互いに離間するように設けられた一対の挟持部を有し、該挟持部によってパイプの外周囲を挟持することで前記補強部材本体をパイプに取り付けるものとする。

前記の構成の場合、前記取付部が前記挟持部を有するように構成することによって、挟持部の両先端部の間からパイプを嵌め込むようにして該取付部をパイプに取り付けることができ、前記補強部材本体をパイプに溶接や接着等で固定する場合と異なり、補強部材をパイプに容易に装着することができる。

第３の発明は、第１の発明において、前記補強部材本体及び前記取付部は、樹脂製であるものとする。

前記の構成の場合、前記補強部材本体及び前記取付部を樹脂で構成することによって、補強部材をパイプの形状及びレイアウトに合わせて簡単に形成することができる。

第４の発明は、第２の発明において、前記補強部材本体は、曲がった形状に形成されているものとする。

前記の構成の場合、前記補強部材本体を曲がった形状に形成することによって、該補強部材本体が変形し易くなるため、パイプに作用する外力を該補強部材本体の変形によって吸収することができる。

第５の発明は、パイプの補強構造を対象とする。そして、請求項１に記載の補強部材がパイプの少なくとも２箇所に架け渡された状態で該パイプに取り付けられたものとする。

前記の構成の場合、前記補強部材をパイプに取り付けることによって、該パイプにおける補強部材の２つの取付部の間の部分の剛性を、前記補強部材本体によって向上させることができる。その結果、パイプの形状やレイアウトを変更することなく、簡単な構成でパイプの強度を向上させることができる。

第６の発明は、第５の発明において、前記パイプには、曲げ部が形成されており、前記補強部材は、前記パイプにおける前記曲げ部を挟んだ前後２箇所に架け渡されて取り付けられているものとする。

前記の構成の場合、パイプには曲げ部が形成されており、この曲げ部に応力が集中し易くなっている。そこで、前記補強部材を該曲げ部を挟んだ前後２箇所に架け渡された状態で取り付けることによって、該曲げ部の強度を向上させることができる。こうして、曲げ部の形状を変更することなく、パイプの強度を簡単な構成で向上させることができる。

第１の発明によれば、前記２つの取付部を介して前記補強部材本体をパイプに取り付けることによって、パイプの形状やレイアウトを変更することなく、パイプの強度を簡単な構成で向上させることができる。また、パイプの強度を向上させるべくパイプをその周辺の部材に固定する必要がないため、パイプの周辺の部材に外力が伝わることを防止することができ、該周辺の部材において不具合が発生することを防止することができる。

第２の発明によれば、前記取付部が前記挟持部を有するように構成することによって、補強部材をパイプに容易に装着することができ、より簡単な構成でパイプの強度を向上させることができる。

第３の発明によれば、前記補強部材本体及び取付部を樹脂で構成することによって、パイプの形状に対応した補強部材を簡単に形成することができる。

第４の発明によれば、前記補強部材本体を曲がった形状に形成することによって、パイプに作用する外力を補強部材本体の変形により吸収し易くすることができる。

第５の発明によれば、前記補強部材をパイプの２箇所に架け渡した状態で取り付けることによって、該パイプの強度を簡単な構成で向上させることができる。それに加えて、パイプの剛性を向上させるべくパイプをその周辺の部材に固定する必要がないため、パイプの周辺の部材に外力が伝わることを防止することができ、該周辺の部材において不具合が発生することを防止することができると共に、該パイプの周辺の部材にパイプに伝わった外力の影響を与えることを防止することができる。

第６の発明によれば、パイプの曲げ部を挟んでその前後に補強部材を架け渡すように取り付けることによって、応力が集中し易い曲げ部を簡単な構成で補強することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

本発明の実施形態に係る補強部材４は、図２，３に示すように、エンジンルーム１内において、空調装置２の一部を構成するクーラパイプ３２に取り付けられている。

前記エンジンルーム１の後端は、ダッシュパネル１１によって区画されている。また、このエンジンルーム１内には、車幅方向に所定間隔を有して、車両前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレーム１２，１２が配設されている。そして、この左右のフロントサイドフレーム１２，１２の外側には、それぞれ前輪用のホイールハウス１３，１３がエンジンルーム１内に膨出して設けられている。このように構成されたエンジンルーム１内において、エンジン１０が左右のフロントサイドフレーム１２，１２の間に配設されている。

前記空調装置２は、コンプレッサ２１と、コンデンサ２２、ＨＶＡＣ（Heating Ventilation & Air Conditioning）ユニット２３とを備えている。

前記コンプレッサ２１は、冷媒を圧縮して、高圧、高温状態にして吐出する。このコンプレッサ２１は、エンジン１０に取り付けられていて、該エンジン１０によってベルト駆動されている。

前記コンデンサ２２は、コンデンサ２２内を流通する冷媒を走行風等によって冷却して液化させる。このコンデンサ２２は、全体としては概略平板状をしており、エンジンルーム１の前部に配置されている。また、コンデンサ２２は、コンデンサ２２内を流通する冷媒を一旦貯留するレシーバタンク２２ａを有している。

前記ＨＶＡＣユニット２３は、図示省略の、エバポレータ、ヒータコア、ブロアを一体化したユニットであって、ブロアで発生させた気流の温度をエバポレータ及び／又はヒータコアで調整して、車室内に調和空気を送風する。このＨＶＡＣユニット２３は、ダッシュパネル１１よりも車両後方の車室内側に配設されている。

これらコンプレッサ２１、コンデンサ２２、ＨＶＡＣユニット２３は、それぞれを冷媒が循環するように接続配管３によって接続されている。接続配管３は、コンプレッサ２１とコンデンサ２２とを接続する高圧ホース３１と、コンデンサ２２とＨＶＡＣユニット２３とを接続するクーラパイプ３２と、ＨＶＡＣユニット２３とコンプレッサ２１とを接続する低圧ホース３３とを有している。この接続配管３は、エンジンルーム１内の配設部品との干渉を避けるべく、および、フロントサイドフレーム１２等の車両側に支持されるべく、該配設部品間のスペースを縫うようにして延設されている。

前記クーラパイプ３２は、アルミニウム合金製であって、フロントサイドフレーム１２とホイールハウス１３とにクランプ１４ａ，１４ｂを介して支持されている。

前記低圧ホース３３は、ＨＶＡＣユニット２３に接続されたアルミニウム合金製のパイプ３３ａと、コンプレッサ２１に接続されたアルミニウム合金製のパイプ３３ｂと、該パイプ３３ａとパイプ３３ｂと接続するゴムホース３３ｃとで構成されている。この低圧ホース３３は、ホイールハウス１３にクランプ１４ｃを介して支持されている。

このように構成された空調装置２においては、コンプレッサ２１によって高圧、高温にされた冷媒は、高圧ホース３１を介してコンデンサ２２へ送られ、コンデンサ２２内を流通する。コンデンサ２２内を流通する冷媒は、冷却されて液化する。このとき、冷媒は一時的にレシーバタンク２２ａ内に貯留され、空調装置２内を流通する冷媒の量が該レシーバタンク２２ａによって調節される。コンデンサ２２によって液化された冷媒は、クーラパイプ３２を介してＨＶＡＣユニット２３へ送られ、ＨＶＡＣユニット２３のエバポレータ内を流通する。ここで、ＨＶＡＣユニット２３においては、ブロワの作動によってエバポレータ及びヒータコアの周囲を通過する気流を生じさせている。このとき、エバポレータ内では霧化させた冷媒を蒸発させることでエバポレータの周囲を流れる空気から熱を奪って該空気を冷却している。冷却された空気は、ヒータコアで暖められた空気と混合されて所望の温度に調整された後に、車室内へ流入する。エバポレータによって蒸発した冷媒は、コンプレッサ２１の吸引によって、低圧ホース３３を介して該コンプレッサ２１まで戻る。こうして、空調装置２は、冷媒を循環させることによって、調和された空気を車室内に送風する。

前述の如く、接続配管３は、エンジン１０及びその他の配設部品等との干渉を回避しつつ、所々で車両側に支持されるべく、蛇行しながら延設されている。その結果、接続配管３には、屈曲又は湾曲した曲げ部が形成されることになる。そして、本実施形態のように車両に搭載された空調装置２においては、走行時の車両の振動により、コンプレッサ２１、コンデンサ２２等の構成部品も振動する。そうすると、接続配管３にも振動が伝達する。その結果、接続配管３の曲げ部のうちのいくつかには、その位置、曲げ形状およびその前後の支持状態によって応力が集中し易くなる。

本実施形態の場合、クーラパイプ３２の、コンデンサ２２とフロントサイドフレーム１２のクランプ１４ａとの間の部分において大きく屈曲した屈曲部３２ａに応力が集中し易くなっている。このクーラパイプ３２が補強されるパイプに相当し、この屈曲部３２ａが曲げ部を構成する。

そこで、本実施形態においては、クーラパイプ３２の屈曲部３２ａには、補強部材４が取り付けられている。

補強部材４は、図１に示すように、本体部４１と、該本体部４１に設けられた２つの取付部４２，４２とを有している。

前記本体部４１は、クーラパイプ３２の屈曲部３２ａを挟んだ前後２箇所に架け渡される程度の長さに形成された板状の部材である。この本体部４１が補強部材本体を構成する。

また、本体部４１は、その長手方向の途中に２箇所の屈曲部４１ａ，４１ａが形成されている。詳しくは、本体部４１は、図１（ａ）に示すように、その両端部４１ｂ，４１ｂがクーラパイプ３２に対して平面視で直交する方向に延びると共に、中間部４１ｃが該両端部４１ｂ，４１ｂを結ぶように直線状に延びている。そして、両端部４１ｂ，４１ｂと中間部４１ｃとの間に屈曲部４１ａ，４１ａが形成されている。また、本体部４１のうち、取付部４２，４２が設けられている面とは反対側の面には、複数（本実施形態では５つ）の凹部４１ｄ，４１ｄ，…が形成されている。この凹部４１ｄ，４１ｄ，…によって、本体部４１の薄肉化を図ることができると共に、凹部４１ｄ，４１ｄ，…以外の部分がリブとして機能して本体部４１の剛性を維持することができる。

前記取付部４２，４２は、本体部４１の両端部それぞれにおいて、前記凹部４１ｄ，４１ｄ，…が形成されている面と反対側の面に設けられている。各取付部４２は、図１（ｂ）に示すように、クーラパイプ３２の外径と略同じか又は若干小さな内径の円筒の一部をその長手方向に沿って切除した形状をしている。換言すれば、各取付部４２は、クーラパイプ３２の外径と略同じか又は若干小さな曲率で湾曲した一対の挟持部４２ａ，４２ａを有している。この一対の挟持部４２ａ，４２ａは、両先端部が互いに離間してその間に隙間を有する状態で、各基端部が本体部４１に結合されている。このように構成された挟持部４２ａ，４２ａでクーラパイプ３２を挟持することで補強部材４がクーラパイプ３２に取り付けられる。

補強部材４はクーラパイプ３２の屈曲部３２ａを挟んだ前後に取り付けられるため、本体部４１の一端部に設けられた取付部４２の円筒の軸方向と、本体部４１の他端部に設けられた取付部４２の円筒の軸方向とは、一直線上には並ばず、互いに交差する方向に延びている。

また、挟持部４２ａ，４２ａの両先端部の間の隙間は、クーラパイプ３２の外径よりも小さくなっている。こうすることで、挟持部４２ａ，４２ａでクーラパイプ３２を挟持したときに、クーラパイプ３２が挟持部４２ａ，４２ａから外れ難く、該クーラパイプ３２をしっかり保持することができる。

さらに、挟持部４２ａ，４２ａの両先端部において、その先端は、互いに離間するように外方に拡がっている。こうすることで、取付部４２をクーラパイプ３２に取り付ける際に、挟持部４２ａ，４２ａの先端をクーラパイプ３２に押し付けると、挟持部４２ａ，４２ａがその先端の形状に沿って互いに離間するように両者の間隔が拡がって、クーラパイプ３２を挟持部４２ａ，４２ａの内方に容易に嵌り込ませることができる。

また、各挟持部４２ａには、その幅方向（円筒の長手方向）中央部において該挟持部４２ａの長手方向（円筒の周方向）に沿って延びるリブ４２ｂが設けられている。このリブ４２ｂによって挟持部４２ａが補強されている。

このように構成された補強部材４は、図１（ａ），３に示すように、クーラパイプ３２の屈曲部３２ａに取り付けられている。詳しくは、取付部４２，４２がクーラパイプ３２の屈曲部３２ａを挟んだ前後の部分に取り付けられている。このとき、本体部４１がクーラパイプ３２の屈曲部３２ａを挟んだ前後の部分に架け渡された状態となっている。

こうすることで、クーラパイプ３２に振動が伝わって該クーラパイプ３２が屈曲部３２ａを中心に屈曲振動しようとしても、補強部材４の剛性によってクーラパイプ３２の変形が抑制され、該屈曲部３２ａに応力が集中することが防止される。また、補強部材４の剛性の大きさによっては、クーラパイプ３２が屈曲振動しようとしたときに、補強部材４自体が変形して、該屈曲振動を吸収することもできる。

したがって、本実施形態によれば、クーラパイプ３２の屈曲部３２ａにおいて、該屈曲部３２ａを挟んだ前後の部分に補強部材４を架け渡すようにして取り付けることによって、該クーラパイプ３２の屈曲部３２ａ周辺部分の強度を補強部材４の本体部４１の剛性で向上させることができる。

また、補強部材４の各取付部４２を挟持部４２ａ，４２ａで構成することによって補強部材４をクーラパイプ３２に対して後付けすることができるため、該クーラパイプ３２の形状やレイアウトを変更することなく、該クーラパイプ３２を補強することができる。

さらに、クーラパイプ３２の屈曲部３２ａの周辺をフロントサイドフレーム１２やホイールハウス１３等の車両側にしっかりと固定する等によってクーラパイプ３２の強度を向上させるわけではなく、クーラパイプ３２に補強部材４を取り付けるだけでクーラパイプ３２の強度を向上させることができるため、クーラパイプ３２の振動がさらに車両側に伝達する等してクーラパイプ３２の周辺部材に別の不具合を誘発するということを防止することができる。

さらに、補強部材４を樹脂で構成することによって、補強部材４の形状をクーラパイプ３２の形状に合わせて柔軟に形成することができる。

それに加えて、補強部材４を樹脂で構成することによって、クーラパイプ３２の振動を本体部４１及び取付部４２の弾性で吸収し易くすることができる。さらにまた、本体部４１に屈曲部４１ａ，４１ａを形成することによって、本体部４１を直線状に形成して取付部４２，４２同士を直線的に結ぶ形状と比較して、本体部４１が変形し易くなり、本体部４１における振動の吸収を促進することができる。

《その他の実施形態》
本発明は、前記実施形態について、以下のような構成としてもよい。

すなわち、前記実施形態では、補強部材４をクーラパイプ３２に取り付けているが、これに限られるものではない。例えば、ヒータコアにつながる冷却水パイプに取り付けてもよい。また、金属製のパイプに限られず、樹脂製パイプに取り付けてもよい。また、車両の空調装置に限られるものではなく、任意のパイプの補強のために採用することができる。

また、補強部材４は、クーラパイプ３２の屈曲部３２ａの前後に取り付けられているが、これに限られるものではない。すなわち、パイプの屈曲した部分に限られず、湾曲した部分、あるいは直線状の部分等、強度を向上させる必要がある部分に取り付ければよい。

さらに、前記高圧ホース３１，クーラパイプ３２及び低圧ホース３３の構成、即ち、形状や支持構造は、前記実施形態に限られるものではない。例えば、前記クランプ１４ａ，１４ｂ，１４ｃによる支持は、車体からの振動等に応じて変更すればよく、省略される構成であってもよい。

さらにまた、前記補強部材４の形状は、前記実施形態に限られるものではない。パイプの少なくとも２箇所に取り付けられて、その２箇所の間の部分を補強する構成であれば、任意の構成を採用することができる。例えば、実施形態に係る補強部材４は屈曲部４１ａ，４１ａにおいて屈曲しているが、湾曲した形状でもよく、あるいは、屈曲も湾曲もしていない直線状の形状であってもよい。また、補強部材４の材質は樹脂に限られるものではなく、金属製であってもよい。さらには、補強部材４の取付部４２は、前記実施形態の如く、一対の挟持部で構成されるものに限られず、接着や溶接やネジ締結等によってパイプに対して固着させて取り付ける構成であってもよい。

尚、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

以上説明したように、本発明は、パイプを該パイプの周辺部材に影響を与えることなく補強する構成について有用である。

本発明の実施形態に係る補強部材を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 エンジンルームを示す平面図である。 補強部材によるパイプの補強構造を示す斜視図である。

符号の説明

３２ クーラパイプ（パイプ）
３２ａ 屈曲部（曲げ部）
４ 補強部材
４１ 本体部（補強部材本体）
４２ 取付部
４２ａ 挟持部

Claims (6)

1. パイプを補強する補強部材であって、
   パイプの少なくとも２箇所に架け渡される補強部材本体と、
   前記補強部材本体に設けられ、該補強部材本体をパイプに取り付けるための少なくとも２つの取付部とを有する補強部材。
2. 前記取付部は、各基端部が前記補強部材本体に結合される一方、両先端部が互いに離間するように設けられた一対の挟持部を有し、該挟持部によってパイプの外周囲を挟持することで前記補強部材本体をパイプに取り付ける請求項１に記載の補強部材。
3. 前記補強部材本体及び前記取付部は、樹脂製である請求項１に記載の補強部材。
4. 前記補強部材本体は、曲がった形状に形成されている請求項３に記載の補強部材。
5. 請求項１に記載の補強部材がパイプの少なくとも２箇所に架け渡された状態で該パイプに取り付けられたパイプの補強構造。
6. 請求項５に記載の補強構造において、
   前記パイプには、曲げ部が形成されており、
   前記補強部材は、前記パイプにおける前記曲げ部を挟んだ前後２箇所に架け渡されて取り付けられている補強構造。

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