JP2014043170A - 熱交換器のブラケット取付装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車体の振動により発生する応力の影響を低減したブラケット取付装置を提供することである。
【解決手段】ブラケット取付装置１は、ピン４ｃと、ピン４ｃを嵌合し支持する孔部２１およびピン支持部２２とを有し、ピン支持部２２は、孔部縁２１ａに起立して設けられ、少なくとも先端部２９、３０が互いに離間している突起部２３、２４を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、熱交換器とブラケットとの取付構造に関するものである。

従来から、走行中に振動する車体と熱交換器とを取付ける方法として、車体と熱交換器とをブラケットを介して固定する方法が用いられている。例えば、特許文献１には、熱交換器にマウント用のピン型ボス部を接合する方法が開示されている。この方法は、熱交換器を構成するプレート材に形成された円形孔にボス部を接合するものである。ボス部を円形孔に嵌合する際に、円形孔の孔縁に設けられた爪部によってボス部の外周が咬着して、ボス部が支持された状態となり仮止めされる。その後、孔縁の全周に渡ってろう付けがされボス部とプレート材は接合される。特許文献１には記載されていないが、このような接続方法は、プレート材とボス部とを接合する場合に限らず、ブラケットと熱交換器とを接合する場合にも利用することが可能である。

特開２００２−１６８５８５号公報

しかし、近年ではコストの安い樹脂製のブラケットが用いられており、金属製ブラケットに比べて強度が低下している。したがって、例えば、特許文献１のブラケットと熱交換器との結合構造において、樹脂性のブラケットを用いると、車体の振動によりブラケットに応力が発生し、ブラケットが破損するといった問題がある。

そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、車体の振動により発生する応力の影響を低減したブラケット取付装置を提供することである。

本発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。本願のブラケット取付装置に係る発明は、熱交換器（２）とブラケット（１０、１０Ａ〜１０Ｃ）とを取付けるためのブラケット取付装置であって、熱交換器（２）に設けられる係止用のピン（４ｃ）と、ブラケット（１０、１０Ａ〜１０Ｃ）に設けられ車体（８）に取付けるための車体取付部（１１ａ）と、ブラケット（１０、１０Ａ〜１０Ｃ）に設けられ前記ピン（４ｃ）に取付けるためのピン取付部（２０、２０Ａ〜２０Ｃ）と、ピン取付部（２０、２０Ａ〜２０Ｃ）に設けられピン（４ｃ）を嵌合するための孔部（２１）と、ピン取付部（２０、２０Ａ〜２０Ｃ）に設けられピン（４ｃ）を支持するピン支持部（２２、２２Ａ〜２２Ｃ）と、を有し、ピン支持部（２２、２２Ａ〜２２Ｃ）は孔部（２１）の縁（２１ａ）に起立して設けられており、ピン（４ｃ）を孔部（２１）に嵌合する際にピン（４ｃ）が進行する方向に突出し、ピン（４ｃ）を支持する複数の突起部（２３、２３Ａ〜２３Ｄ、２４、２４Ａ〜２４Ｄ）を有し、突起部（２３、２３Ａ〜２３Ｄ、２４、２４Ａ〜２４Ｄ）は、少なくともその先端部（２９、２９Ａ、３０、３０Ａ）が互いに離間して形成されていることを特徴する。

このような構成によれば、熱交換器に設けられたピンが孔部を貫通し孔部の縁に設けられたピン支持部により支持されることで熱交換器とブラケットとが取付られる。ピン支持部は、複数の突起部を有し突起部の先端が互いに離間しているので、撓むことが可能となり、ピンとピン取付部との嵌め込み寸法に余裕ができる。したがって、車体の振動によりブラケットに発生する応力の逃げ場が形成され応力集中を緩和することができ、車体の振動により発生する応力の影響を低減することができる。また、複数の突起部によりピンを支持することができるので、車体の振動により、熱交換器とブラケットとが異なる方向に動くことを抑制することができる。

さらに、複数の突起部（２３Ｂ、２４Ｂ）のうち、車体取付部（１１ａ）に最も近い位置に設けられている突起部（２４Ｂ）は、他の突起部（２３Ｂ）よりも高い剛性を有することを特徴とする。

熱交換器とブラケットとは、ピン支持部とピンとが嵌合することで取付られるので、車体の振動を受けて、ブラケットは前記嵌合箇所を支点として抵抗の小さい方向に動く。つまり、ブラケットは車体取付部が熱交換器から離れる方向（図２の実線矢印方向）に動く。このような動きにより車体取付部に最も近い位置に設けられている突起部はピンに押し当てられ、他の突起部よりも大きな応力が発生する。したがって、車体取付部に最も近い位置に設けられた突起部の剛性を他の突起部の剛性よりも高くすることで、最も大きな応力が発生する突起部の強度を高めることができ、ブラケットが破損するのを抑制することができる。また、車体の振動により、ブラケットが前記方向に動くことを効果的に抑制することができる。

なお、特許請求の範囲および上記手段の項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として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って、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

第１実施形態のブラケット取付装置を示す斜視図である。 第１実施形態のブラケット取付装置を示す拡大斜視図である。 第１実施形態のブラケットを熱交換器に取付ける前の状態を示す拡大斜視図である。 第１実施形態のブラケットの側面図である。 図４中のＡ部拡大図である。 第１実施形態のブラケットの左側面図である。 第２実施形態のブラケット取付装置を示す拡大斜視図である。 第３実施形態のブラケットを示す側面図である。 第４実施形態のブラケットを示す側面図である。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図１ないし図６を用いて詳細に説明する。本実施形態における熱交換器２は車両のエンジンルームに配置されるコンデンサ２である。図１に示すように、コンデンサ２は、垂直方向に配される左右一対のヘッダダンク４にアウターフィン５を介して複数多段に上下方向に積層された扁平のチューブ６の両側を連通接続して構成されている。チューブ６およびアウターフィン５により形成されるコア３の積層方向最外側には、熱交換器２を補強するために平板形状のサイドプレート７が両ヘッダタンク４間に亘って設けられている。図３に示すように、ヘッダタンク４は、タンク本体を構成するパイプ部材４ａと、パイプ部材４ａの上下両面を閉口するキャップ部材４ｂとから構成されている。また、キャップ部材４ｂにはそれぞれ、後述するブラケット１０を取付けるための係止用突起部である円柱状のピン４ｃが設けられている。

ブラケット１０は、樹脂製であり、図１に示すように熱交換器２を取付けるための熱交換器取付部１２と、車体８を取付けるための車体取付部１１ａと、を備えている。図３に示すように、熱交換器取付部１２は、ブラケット１０を熱交換器２に取付ける際に、熱交換器２のコア積層方向端部３ａが挿嵌されるコア挿嵌部１３と、コア挿嵌部１３と連続して設けられており、コア積層方向端部３ａに隣接するヘッダタンク４の端部が嵌合されるタンク嵌合部１４と、キャップ部材４ｂに設けられたピン４ｃを取付けるためのピン取付部２０と、から構成されている。

図２に示すように、コア挿嵌部１３は、ブラケット１０が熱交換器２に取付けられている状態においてサイドプレート７の上面と重なるコア挿嵌壁部１３ａと、コア挿嵌壁部１３ａの両端においてコア挿嵌壁部１３ａに対して垂直に設けられたコア挿嵌側壁部１３ｂと、を有する。図６に示すように、コア挿嵌部１３は、コア挿嵌壁部１３ａとコア挿嵌側壁部１３ｂとにより断面がコ字形状となるように形成されている。また、図６に示すように２つのコア挿嵌側壁部１３ｂにおいて、互いに対向する面には爪部１３ｄが形成されている。コア挿嵌側壁部１３ｂの対向する面同士の間隔はコア積層方向端部３ａの幅よりも微小量だけ大きく形成され、対向する爪部１３ｄ同士の間隔はコア積層方向端部３ａの幅よりも微小量だけ小さく形成されている。したがって、コア積層方向端部３ａをコア挿嵌部１３に挿嵌する際に、コア積層方向端部３ａと爪部１３ｄとが当接し、対向する爪部１３ｄ同士の間隔が広げられ、それに連動してコア挿嵌側壁部１３ｂ同士の間隔が広げられる。さらにコア挿嵌部１３にコア３を挿入し続けると、爪部１３ｄは、サイドプレート７の下面（コア３と対向する面）に係止する。コア挿嵌側壁部１３ｂは樹脂性であり弾力性を有するので、復元しサイドプレートを挟持する。このようにして、コア挿嵌部１３はコア積層方向端部３ａを挟持する。

図２および図３に示すように、タンク嵌合部１４は、キャップ部材４ｂを挿入した場合に、一方の面がキャップ部材４ｂと重なるタンク嵌合上壁部１４ａとパイプ部材４ａおよびキャップ部材４ｂの周囲を嵌め込むためのタンク嵌合周壁部１４ｂとを備えている。タンク嵌合上壁部１４ａには、キャップ部材４ｂに設けられたピン４ｃを嵌め込むための孔部２１が設けられている。タンク嵌合周壁部１４ｂの内周の大きさはキャップ部材４ｂの外周径と略同径の大きさである。タンク嵌合周壁部１４ｂの一部は、スリット１４ｄによってその他の部位と隔てられて撓み可能となったパイプ部材把持部１４ｃを形成している。パイプ部材把持部１４ｃは、ヘッダタンク４をタンク嵌合部１４に嵌合した際に、パイプ部材４ａを支持する。

パイプ部材把持部１４ｃの内周面（ヘッダタンク４とタンク嵌合部１４とを嵌合したときに、ヘッダタンク４と対向する面）とタンク嵌合周壁部１４ｂの内周面とにより形成される空間は、幅方向の大きさがパイプ部材４ａの外径よりも微小量だけ小さくなっている。したがって、ヘッダタンク４をタンク嵌合部１４に挿入する際に、パイプ部材把持部１４ｃとキャップ部材４ｂとが当接し、パイプ部材把持部１４ｃは撓む。そしてヘッダタンク４をタンク嵌合部１４に挿入し続けるとヘッダタンク４は、キャップ部材４ｂがタンク嵌合上壁部１４ａと当接する位置で停止する。なお、このときピン４ｃは孔部２１に嵌め込まれる。また、このときキャップ部材４ｂとパイプ部材把持部１４ｃとが非接触状態となるので、パイプ部材把持部１４ｃは復元し、パイプ部材４ａを支持する。

図３に示すように、ピン取付部２０は、ピン４ｃと嵌合する孔部２１とピン４ｃを支持するピン支持部２２とにより構成されている。孔部２１は、タンク嵌合上壁部１４ａに形成された孔であり、ピン４ｃの外形よりも微小量だけ大きい内径で形成されている。また、タンク嵌合上壁部１４ａにおいて、キャップ部材４ｂと対向しないタンク嵌合上壁部上面１４ｅには、孔部２１の縁である孔部縁２１ａにピン支持部２２が設けられている。ピン支持部２２は、孔部縁２１ａにおいて互いに離間した位置に設けられた２つの突起部２３、２４により構成され、孔部縁２１ａから突起部先端２９、３０に亘って互いに完全に離間している。

本実施形態では、２つの突起部２３、２４はコア挿嵌壁部１３ａが延在する方向に互いに対向して設けられ、ピン４ｃを孔部２１に挿入する際にピン４ｃが進行する方向に突出した形状である。突起部２３、２４は孔部２１の中心線を中心軸とした円弧状をなす平板部によって形成されている。このような構造により、孔部２１から突出したピン４ｃが、
コア挿嵌壁部１３ａが延在する方向に動くことを抑制することができる。突起部２３、２４は前記中心軸と対向する突起部内周面２５、２６と、前記中心軸と対向しない突起部外周面２７、２８とを有する。

２つの突起部２３、２４は同じ形状であり、孔部縁２１ａとの接合部においては、孔部２１の内径と同径の円弧形状に形成されている。また、図５に示すように、突起部２３、２４は、孔部縁２１ａから突起部先端２９、３０に向かうにつれ、前記中心軸方向に傾いた形状である。したがって、２つの突起部内周面２５、２６の距離は突起部先端２９、３０に向かうにつれ狭くなり、前記距離が最も狭くなる突起部先端２９、３０では、前記距離はピン４ｃの外形よりも微小量だけ小さく設定されている。

突起部外周面２７、２８には、突起部２３、２４を支持するための支持板３１が複数個設けられている。支持板３１は三角形状の平板であり、それぞれの突起部外周面２７、２８の中心部および両端部に設けられている。また、２つの突起部２３、２４の長さ（ピン４ｃの突出方向の長さ）は、キャップ部材４ｂをタンク嵌合上壁部１４ａに当接する位置まで挿入した場合に、ピン４ｃが孔部２１から突出する長さよりも短く形成されている。

コア挿嵌壁部１３ａにおいて、ブラケット１０を熱交換器２に取り付けた場合にサイドプレート７と対向しない面であるコア挿嵌壁部上面１３ｃには、車体取付用プレート１１が設けられている。車体取付用プレート１１は、コア挿嵌壁部上面１３ｃに対して垂直方向に起立ように設けられている。また、車体取付用プレート１１には、車体取付部１１ａが形成されている。

次に、ピン４ｃをピン取付部２０に取り付ける際の取付工程について説明する。ヘッダタンク４をタンク嵌合部１４に嵌め込む際に、ピン４ｃは孔部２１に挿入される。そして、ヘッダタンク４をタンク嵌合部１４に嵌め込み続けると、ピン４ｃは孔部２１を貫通しタンク嵌合上壁部１４ａから突出し、突起部内周面２５、２６と当接する。突起部２３、２４は樹脂製であり弾性力を有するので、２つの突起部２３、２４はピン４ｃによって互いに離れる方向に押し広げられると同時に反発力によりピン４ｃを押し返す。このようにして、キャップ部材４ｂとタンク嵌合上壁部１４ａとが当接する位置まで、ヘッダタンク４をタンク嵌合部１４に嵌め込む。

以上のように、ピン取付部２０は、突起部先端２９、３０が互いに離間しているので、撓むことが可能となり、ピン４ｃとピン取付部２０との嵌め込み寸法に余裕ができる。よって、車体８の振動によりブラケット１０に発生する応力の逃げ場が形成され応力集中が緩和でき、車体８の振動により発生する応力の影響を低減できる。また、突起部２３、２４によりピン４ｃを支持することができるので、車体８の振動により、熱交換器２とブラケット１０とが異なる方向に動くことを抑制することができる。本実施形態では、突起部２３、２４はコア挿嵌壁部１３ａが延在する方向に対向して設けられているので、ピン４ｃが、コア挿嵌壁部１３ａが延在する方向に動くことを効果的に抑制することができる。このように、車体８の振動によりブラケット１０に対してピン４ｃが動きやすい方向に突起部２３と突起部２４とを対向させて設けることで、熱交換器２とブラケット１０とが異なる方向に動くことを効果的に抑制することができる。

（第２実施形態）
第２実施形態では、第１実施形態と異なる部分について図７を用いて説明する。第１実施形態では、ピン取付部２０は孔部縁２１ａにおいて互いに離間した位置に設けられた２つの突起部２３、２４により構成されていた。一方、第２実施形態のブラケット取付装置１Ａのブラケット１０Ａを構成するピン支持部２２Ａは、図７に示すように、孔部縁２１ａにおいて連続して一体となって形成される連続部４０と突起部２３Ａ、２４Ａとにより構成されている。連続部４０は円筒形であって、その内径は孔部２１の内径と同じ大きさである。連続部４０は孔部縁２１ａに起立するように設けられている。連続部４０の一端は孔部縁２１ａの全周に亘って結合しており、他端は突起部２３Ａ、２４Ａが結合されている。

突起部２３Ａ、２４Ａは、ピン取付部２０Ａにピン４ｃを嵌め込む際にピン４ｃが進行する方向に突出して設けられ、コア挿嵌壁部１３ａが延在する方向に間隔をあけて互いに対向して配置されている。また、突起部２３Ａ、２４Ａは、連続部４０と突起部２３Ａ、２４Ａとの結合部から突起部先端２９Ａ、３０Ａに亘って互いに完全に離間して形成されている。支持板３１は、連続部４０の外周において連続部４０と突起部２３Ａ、２４Ａとの結合部分から孔部縁２１ａに亘って複数箇所に設けられている。

このような構造により、突起部２３Ａ、２４Ａおよび連続部４０によってピン４ｃを支持することができる。したがって、第１実施形態と同様にピン４ｃが、コア挿嵌壁部１３ａが延在する方向に動くことを効果的に抑制することができる。さらに、連続部４０によりピン４ｃを支持しているので、前記方向以外、例えばコア挿嵌壁部１３ａが延在する方向と直行する方向にピン４ｃが動くことを抑制することができる。

（第３実施形態）
第３実施形態では、第１実施形態および第２実施形態と異なる部分について図８を用いて説明する。第１実施形態および第２実施形態のブラケット１０、１０Ａは、突起部２３、２３Ａ、２４、２４Ａおよび支持板３１を全て同じ形状として構成されていた。一方、第３実施形態のブラケット取付装置１Ｂを構成するピン取付部２０Ｂは、ピン支持部２２Ｂを構成する２つの突起部２３Ｂ、２４Ｂのうち、車体取付部１１ａに最も近い位置に設けられた突起部２４Ｂを他の突起部２３Ｂよりも剛性が高くなるように構成している。剛性が高くなるような構成として、本実施形態では、突起部２４Ｂを支持する支持板３１Ｂの体積を突起部２３Ｂを支持する支持板３１の体積よりも大きくしている。具体的には、支持板３１Ｂの厚さは支持板３１の厚さと同じ厚さにして、支持板３１Ｂの表面積を支持板３１の表面積よりも大きくしている。

次に、本実施形態の効果について説明する。車体８の振動により、ブラケット１０Ｂは、ピン取付部２０Ｂとピン４ｃとが嵌合する位置を支点に動く。車体８の振動により、ブラケット１０Ｂが前記位置を支点として熱交換器２に近づく方向（図８の実線矢印で示す方向）に動こうとする場合、ブラケット１０Ｂは熱交換器と当接するため、それ以上前記方向には動かない。しかし、ブラケット１０Ｂが前記位置を支点として熱交換器２から離れる方向（図８の破線矢印で示す方向）に動こうとする場合、車体取付部に最も近い位置に設けられている突起部２４Ｂはピン４ｃによって押し当てられる。よって、車体取付部１１ａに最も近い位置に設けられた突起部４Ｂには、他の突起部４Ａに比べて大きな応力が発生する。

したがって、車体取付部１１ａに最も近い位置に設けられた突起部４Ｂの剛性を他の突起部４Ａの剛性よりも高くすることで、車体８の振動により突起部２４Ｂに発生する応力によってブラケット１０Ｂが破損するのを抑制することができる。また、車体８の振動により、熱交換器２とブラケット１０Ｂとが異なる方向に動くことを抑制することができる。本実施形態では、ブラケット１０Ｂがピン取付部２０Ｂを支点として熱交換器２から離れる方向（図８の破線矢印で示す方向）に動くことを効果的に抑制することができる。

（第４実施形態）
第４実施形態では、第３実施形態と異なる部分について図９を用いて説明する。第３実施形態では、車体取付部１１ａに最も近い位置に設けられた突起部２４Ｂの剛性を高めた構造とした。一方、第４実施形態は、ブラケット取付装置１Ｃを構成するピン支持部２２Ｃにおいて、車体取付部１１ａに最も近い位置に設けられた突起部２４Ｃにおいて突出する長さを、他の突起部２３Ｃの突出する長さよりも長くしている。なお、２つの突起部２３Ｃ、２４Ｃの幅、厚さは同じである。

このような構成により、ピン４ｃと突起部内周面２６Ｂとの当接面積を大きくすることができる。したがって、車体８の振動により、熱交換器２とブラケット１０Ｃとが異なる方向に動くことを効果的に抑制することができる。本実施形態では、ブラケット１０Ｃがピン取付部２０Ｃを支点として熱交換器２から離れる方向（図９の実線矢印で示す方向）に動くことを効果的に抑制することができる。

（その他の実施形態）
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。

（１）上記実施形態では、突起部２３、２３Ａ〜２３Ｃ、２４、２４Ａ〜２４Ｃは、孔部縁２１ａから突起部先端２９、３０に向かうにつれ、孔部２１の中心軸方向に傾いた形状とした。このような構造により突起部２３、２３Ａ〜２３Ｃ、２４、２４Ａ〜２４Ｃによりピン４ｃを支持する構成とした。しかし、このような構造に限らず、例えばピン４ｃに溝形状を設け、突起部２３Ｄ、２４Ｄに前記溝形状に嵌合可能な形状であって、ピン４ｃの振動を抑制できるような爪構造を形成しても構わない。

（２）上記実施形態では、突起部２３、２３Ａ〜２３Ｃ、２４、２４Ａ〜２４Ｃは、１つのピン取付部２０、２０Ａ〜２０Ｃに対して２つ設ける構造としたが、１つのピン取付部２０、２０Ａ〜２０Ｃに対して２つ以上設ける構造としても構わない。

（３）上記第３実施形態では、支持板３１Ｂの体積を大きくすることで突起部２４Ｂ、の剛性を高めたが、このような構造に限らず、突起部２４Ｂの幅を大きくしたり、厚みを厚くしたり、高剛性の材料により形成することで、突起部２４Ｂ、２４Ｃの剛性を高めても構わない。

１・・・ブラケット取付装置
２・・・熱交換器
４ｃ・・・ピン
８・・・車体
１０・・・ブラケット
１１ａ・・・車体取付部
２０・・・ピン取付部
２１・・・孔部
２１ａ・・・孔部縁
２２・・・ピン支持部
２３、２４・・・突起部
２９、３０・・・突起部先端

Claims (5)

1. 熱交換器（２）とブラケット（１０、１０Ａ〜１０Ｃ）とを取付けるためのブラケット取付装置であって、
   前記熱交換器（２）に設けられる係止用のピン（４ｃ）と、
   前記ブラケット（１０、１０Ａ〜１０Ｃ）に設けられ車体（８）に取付けるための車体取付部（１１ａ）と、
   前記ブラケット（１０、１０Ａ〜１０Ｃ）に設けられ前記ピン（４ｃ）に取付けるためのピン取付部（２０、２０Ａ〜２０Ｃ）と、
   前記ピン取付部（２０、２０Ａ〜２０Ｃ）に設けられ前記ピン（４ｃ）を嵌合するための孔部（２１）と、
   前記ピン取付部（２０、２０Ａ〜２０Ｃ）に設けられ前記ピン（４ｃ）を支持するピン支持部（２２、２２Ａ〜２２Ｃ）と、を有し、
   前記ピン支持部（２２、２２Ａ〜２２Ｃ）は前記孔部（２１）の縁（２１ａ）に起立して設けられており、前記ピン（４ｃ）を前記孔部（２１）に嵌合する際に前記ピン（４ｃ）が進行する方向に突出し、前記ピン（４ｃ）を支持する複数の突起部（２３、２３Ａ〜２３Ｄ、２４、２４Ａ〜２４Ｄ）を有し、
   前記突起部（２３、２３Ａ〜２３Ｄ、２４、２４Ａ〜２４Ｄ）は、少なくともその先端部（２９、２９Ａ、３０、３０Ａ）が互いに離間して形成されていることを特徴するブラケット取付装置。
2. 前記複数の突起部（２３、２４）は、前記孔部縁（２１ａ）において互いに離間した位置から突出して形成されていることを特徴とする請求項１に記載のブラケット取付装置。
3. 前記ピン支持部（２２Ａ）は、前記孔部縁（２１ａ）において連続して一体となって形成されている連続部（４０）と、前記連続部（４０）から突出する前記突起部（２３Ａ、２４Ａ）と、を有することを特徴とする請求項１に記載のブラケット取付装置。
4. 前記複数の突起部（２３Ｂ、２４Ｂ）のうち、前記車体取付部（１１ａ）に最も近い位置に設けられている前記突起部（２４Ｂ）は、他の前記突起部（２３Ｂ）よりも高い剛性を有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のブラケット取付装置。
5. 前記複数の突起部（２３Ｃ、２４Ｃ）のうち、前記車体取付部（１１ａ）に最も近い位置に設けられている前記突起部（２４Ｃ）は、他の前記突起部（２３Ｃ）よりも、突出する長さが長いことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のブラケット取付装置。

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