JP2014059087A - 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、ブラケットが動くことを抑制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、平板状のサイドプレート６を有する熱交換器２と、サイドプレート６を両側から挟持する少なくとも２つの腕部２４、２９を有するブラケット８と、を有し、腕部２４、２９には内側に突出した爪部２６、３１が形成されており、爪部２６、３１とサイドプレート６とが対向している状態で２つの腕部２４、２９がサイドプレート６を支持する。
【選択図】図６

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。

特許文献１には、サイドプレートに補強材を取付けることにより強度を向上させた熱交換器が開示されている。熱交換器は複数のチューブと、フィンと、断面コの字状に形成され断面コの字状の開口側が反チューブ側を向くようにチューブの積層方向端部に設けられたサイドプレートと、を備える。補強材は断面形状がコの字状であり、サイドプレートと組み合わせることで断面ロの字状となるように形成されている。このようにしてサイドプレートと補強材とが互いに重なった側壁部分をボルト等の機械的結合により結合し、サイドプレートと補強材とを固定する。特許文献１には記載されていないが、断面コの字状のサイドプレートと断面コの字状の他の部品とを固定する方法は、熱交換器と補強材とを固定する場合に限らず、熱交換器とブラケットとを固定する場合にも利用することが可能である。

特開２００５−３２６４号公報

しかし、平板状のサイドプレートを備える熱交換器には上記方法を採用することはできない。そこで、平板状のサイドプレートを備える熱交換器とブラケットとを固定する方法として、コア部の端部に接続されたヘッダタンクの端部にブラケットを固定する方法が用いられている。しかし、ブラケットにおいて、ヘッダタンクおよびブラケットを固定するタンク挿嵌部とブラケットおよび車両を固定する車両取付部とが離れた位置に設けられている場合、車体の振動を受けてブラケットはタンク挿嵌部を支点として動き、車体取付部の位置が一定の位置に定まらない。このように車体取付部の位置が定まらないと、車体の振動を受けて、車体と熱交換器とが異なる方向に動く。車体と熱交換器との間には外部から熱交換器を構成するチューブに冷媒を流すための管が設けられており、車体と熱交換器とが異なる方向に動くことで、管に応力がかかり、管が破損するおそれがある。

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を受けてブラケットが動くことを抑制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、複数のチューブ（３ａ）と複数のフィン（３ｂ）とを積層配置して接合されたコア部（３）と、チューブ（３ａ）内部に連通するようにコア部（３）の端部に接続されたヘッダタンク（４）と、コア部（３）のうち積層方向端部に設けられた平板状のサイドプレート（６）と、を有する熱交換器（２）と、ヘッダタンク（４）を挿嵌するタンク挿嵌部（１０）と、タンク挿嵌部（１０）と結合されておりタンク挿嵌部（１０）からサイドプレート（６）が延びる方向に延在しサイドプレート（６）と対向して設けられるプレート対向壁部（２１）と、プレート対向壁部（２１）にタンク挿嵌部（１０）から離間して設けられサイドプレート（６）を支持するプレート支持部（２０、２０Ａ）と、車体（７）に取付ける車体取付部（９ａ）と、を有するブラケット（８、８Ａ）と、を備えるブラケット取付装置であって、プレート支持部（２０、２０Ａ）は、プレート対向壁部（２１）からコア部（３）に向かって延在する少なくとも２つの腕部（２４、２９、２９Ａ）を有し、少なくとも２つの腕部（２４、２９、２９Ａ）は内側に突出した爪部（２６、３１、３１Ａ）を有し、少なくとも２つの腕部（２４、２９、２９Ａ）は、爪部（２６、３１、３１Ａ）がサイドプレート（６）においてコア部（３）と隣接する面と対向している状態で、サイドプレート（６）を挟持することを特徴とする。

このような構成によれば、腕部がサイドプレートを幅方向に挟持しているため、車体の振動を受けてブラケットが、サイドプレートの幅方向（コア部の厚み方向）に動くことを抑制できる。また、爪部がサイドプレートにおいてコア部と隣接する面と対向しているので、ブラケットがチューブおよびフィンの積層方向であってコア部から遠ざかる方向に動こうとする場合、爪部とサイドプレートとが当接する。よって、ブラケットが前記遠ざかる方向に動くことを抑制することができる。以上のように本発明を採用することで、車体の振動を受けてブラケットが動くことを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コンデンサ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取付装置の側面図である。 図４中のＶ−Ｖ部の断面部である。 第１実施形態のブラケット取付装置の左側面図である 図６中のＡ部拡大図である。 第２実施形態のブラケット取付装置の左側面図である。

（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７を用いて詳細に説明する。本実施形態における熱交換器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、冷媒通路をなす複数のチューブ３ａと複数のフィン３ｂとを積層配置して接合されたコア部３と、チューブ３ａ内部に連通するようにコア部３の両端部に接続されたヘッダタンク４と、を有する。ヘッダタンク４は、長手方向がチューブ３ａおよびフィン３ｂの積層方向と平行となるように配置にされている。また、コア部３における前記積層方向端部には、コンデンサ２を補強するために平板形状のサイドプレート６が両ヘッダタンク４間に亘って設けられている。サイドプレート６の幅方向の長さは、コア部３の厚みと略同程度の長さである。

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８に設けられた孔部１３と嵌合する円柱状のピン５が設けられている。ブラケット８は樹脂製であり、図１に示すようにヘッダタンク４を挿嵌するタンク挿嵌部１０と、サイドプレート６を支持するプレート支持部２０と、車体７に取付ける車体取付部９ａと、を有する。

図２および図３に示すように、タンク挿嵌部１０は、ヘッダタンク４を挿入した場合に、一方の面がキャップ部材４ｂと重なるタンク挿嵌上壁部１１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挿嵌周壁部１２とを備えている。タンク挿嵌上壁部１１には、キャップ部材４ｂに設けられたピン５を嵌め込むための孔部１３が設けられている。タンク挿嵌周壁部１２の内周の大きさはパイプ部材４ａの外周径より微小量だけ大きく形成されている。また、図５に示すようにタンク挿嵌周壁部１２の内周面には、パイプ部材４ａを支持するためのパイプ部材支持部１４が複数個設けられている。

パイプ部材支持部１４は、タンク挿嵌周壁部１２の内周面である周壁部内周面１２ａに設けられた突起部からなる。パイプ部材支持部１４は、ヘッダタンク４をタンク挿嵌部１０に挿嵌する際にヘッダタンク４が進行する方向に延在して形成されている。このような構成により、図５に示すように、ヘッダタンク４をタンク挿嵌部１０に挿嵌すると、パイプ部材４ａの一部は周壁部内周面１２ａと当接し、また、パイプ部材４ａの他の部分はパイプ部材支持部１４が当接する。

ヘッダタンク４をタンク挿嵌部１０に挿嵌し続けるとヘッダタンク４は、キャップ部材４ｂとタンク挿嵌上壁部１１と当接する位置で停止する。このときピン５は孔部１３に嵌め込まれる。図２に示すように、タンク挿嵌上壁部１１における孔部１３の縁には孔部１３を貫通したピン５を支持するピン支持部１５、１６が２つ設けられている。孔部１３は、タンク挿嵌上壁部１１に形成された孔であり、ピン５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、２つのピン支持部１５、１６は、孔部１３の縁において互いに離間した位置に設けられ、ピン５を挿嵌する際にピン５が孔部１３を貫通する方向に突出している。２つのピン支持部１５、１６は、前記縁からピン支持部先端１５ａ、１６ａに亘って互いに完全に離間している。また、ピン支持部１５、１６は孔部１３の縁において傾いて設置されている。ピン支持部１５、１６は、ピン支持部先端１５ａ、１６ａに向かうにつれてピン支持部１５、１６同士の間隔が小さくなるように、それぞれ孔部１３の中心軸に対して同じ角度だけ内側（互いに対向する方向）に向けて傾いている。したがって、２つのピン支持部１５、１６において互いに対向する面であるピン支持内周面１５ｂ、１６ｂ同士の距離はピン支持部先端１５ａ、１６ａに向かうにつれて狭くなる。前記距離が最も狭くなるピン支持部先端１５ａ、１６ａでは、前記距離はピン５の外形よりも微小量だけ小さくなるように設定されている。

このように、周壁部内周面１２ａおよびパイプ部材支持部１４によりパイプ部材４ａはタンク挿嵌周壁部１２に支持され、ピン５はピン支持部１５、１６により支持され、ヘッダタンク４はタンク挿嵌部１０に固定される。

図２に示すように、ブラケット８は、タンク挿嵌部１０と結合されておりタンク挿嵌部１０からサイドプレート６が延びる方向に延在しサイドプレート６と対向して設けられるプレート対向壁部２１を備えている。プレート支持部２０は、プレート対向壁部２１においてタンク挿嵌部１０と離間した位置に設けられている。本実施形態では、プレート支持部２０は、プレート対向壁部２１においてタンク挿嵌部１０と反対側に位置する端部に設けられている。図２および図６に示すように、プレート支持部２０はプレート対向壁部２１の両端において、プレート対向壁部２１からコア部３に向かって延在する２つ腕部２４、２９と後述するプレート対向凸部３４と、から構成されている。

図６に示すように、２つの腕部２４、２９はプレート対向壁部２１の幅方向両端部において互いに対向して設けられており、プレート対向壁部２１と２つの腕部２４、２９とにより略断面コ字形状に形成されている。このような構成により腕部２４、２９によってサイドプレート６を挟持することが可能となる。２つの腕部２４、２９は同じ形状に形成されている。腕部２４、２９の一部は、互いに対向するように突出した爪部２６、３１を形成している。爪部２６、３１は、２つの腕部２４、２９において、互いに対向する面において、内側（腕部２４、２９がサイドプレート６を挟持した場合においてサイドプレート６が存在する方向）に突出している。さらに、腕部２４、２９には、爪部２６、３１の最も突出している爪部先端２７、３２（互いに対向する爪部２６、３１同士の距離が最も短くなる部分）から腕部先端２８、３３にかけて傾斜している腕部先端面３５、３６が形成されている。本実施形態では、腕部先端面３５、３６は、爪部先端２７、３２から腕部先端２８、３３にかけて間隔が広がるように傾斜して形成されている。

プレート対向壁部２１および腕部２４、２９の結合部から爪部２６、３１上方までに相当する腕部対向面２５、３０同士の間隔はサイドプレート６の幅と略同程度に形成されている。また、腕部２４、２９同士の間隔は、爪部先端２７、３２において最も小さくなるように形成されており、その距離はサイドプレート６の幅よりも微小量だけ小さく形成されている。さらに、前記間隔は、爪部先端２７、３２から腕部２４、２９の先端２８、３３に亘って前述したように大きくなように形成されており、腕部先端２８、３３において最も大きくなる。

腕部２４、２９および爪部２６、３１はプレート支持部２０がサイドプレート６を支持する際に、チューブ３ａおよびフィン３ｂと干渉しない位置に形成されている。また、図４に示すように、腕部２４、２９の幅はフィンの１ピッチよりも小さく形成されている。腕部２４、２９の長さは、プレート支持部２０がサイドプレート６を支持している状態において、腕部先端２８、３３が、サイドプレート６に隣接して形成されているフィン３ｂ上まで延びる程度の長さである。さらに、ブラケット８は樹脂製であり弾力性を有するので、腕部２４、２９は、プレート対向壁部２１と腕部２４、２９との結合部を支点として撓むことが可能となる。よって、腕部２４、２９は、プレート対向壁部２１と腕部２４、２９との結合部を支点として撓みサイドプレート６を挟持することができる。以上のような構成により、プレート支持部２０がコア部３を塞ぐ面積を極力小さくすることができ、コンデンサ２における熱交換性が低下することを抑制できる。

プレート支持部２０にサイドプレート６を嵌合する際に、サイドプレート６は腕部先端面３５、３６と当接する。さらに嵌合し続けると、腕部２４、２９はサイドプレート６によって互いに離れる方向に押し広げられ、サイドプレート６は爪部２６、３１と当接し、その後爪部先端２７、３２と当接する。さらに嵌合し続けると、サイドプレート６は爪部先端２７、３２から離れプレート対向壁部２１と爪部２６、３１との間に移動する。このとき腕部２４、２９は復元し、サイドプレート６を挟持する。このようにして、２つの腕部２４、２９は、爪部２６、３１がサイドプレート６においてコア部３と隣接する面と対向している状態で、サイドプレート６を挟持する。

腕部２４、２９がサイドプレート６を幅方向から挟持しているため、車体７の振動を受けてブラケット８が、サイドプレート６の幅方向（コア部３の厚み方向）に動くことを抑制できる。また、爪部２６、３１がサイドプレート６の面のうちコア部３と隣接する面と対向しているので、ブラケット８がチューブ３ａおよびフィン３ｂの積層方向であってコア部３から遠ざかる方向（図４の実線矢印で示す方向）に動こうとする場合、爪部２６、３１とサイドプレート６とが当接する。よって、ブラケット８が前記遠ざかる方向に動くことを抑制できる。さらに、ブラケット８は、プレート支持部２０の他に、プレート支持部２０からサイドプレート６が延在する方向に離間して設けられているタンク挿嵌部１０によってコンデンサ２と固定されているので、ブラケット８がサイドプレート６の延在する方向に動くことを抑制できる。以上のようにして、車体７の振動を受けてブラケット８が動くことを抑制することができる。

さらに、サイドプレート６と爪部２６、３１との間には隙間が形成されているので、車体７の振動を受けてサイドプレート６が爪部２６、３１から外力受け、サイドプレート６に応力が発生することを抑制できる。これにより、サイドプレート６が変形することを抑制することができる。

図６に示すようにプレート対向壁部２１において、サイドプレート６と対向するプレート対向面２２において、２つの腕部２４、２９の間にはサイドプレート６が存在する方向に突出した形状のプレート対向凸部３４が形成されている。プレート対向凸部３４は、プレート対向面２２において幅方向中央部に設けられている。プレート対向凸部３４の突出方向の高さは、サイドプレート６をプレート支持部２０に嵌合した際に、サイドプレート６とプレート対向凸部３４の先端３４ａとの間に微小な隙間が形成される程度に設定されている。つまり、前述したようにサイドプレート６が腕部２４、２９によって挟持されている状態においてサイドプレート６とプレート対向凸部先端３４ａとの間に微小な隙間が形成される。

このような構成により、腕部２４、２９は、プレート対向凸部先端３４ａがサイドプレート６と対向した状態で、サイドプレート６を挟持することができる。よって、ブラケット８がチューブ３ａおよびフィン３ｂの積層方向であって、コア部３に近づく方向（図４の破線矢印で示す方向）に動くことを抑制できる。さらに、サイドプレート６とプレート対向凸部先端３４ａとの間に隙間が形成されているので、車体７の振動を受けてサイドプレート６がプレート対向凸部３４から外力受け、サイドプレート６に応力が発生することを抑制できる。これにより、サイドプレート６が変形することを抑制できる。

図１に示すように、プレート対向壁部２１において、ブラケット８をコンデンサ２に取り付けた状態でサイドプレート６と対向しない面であるプレート対向壁部上面２３には、車体取付用プレート９が設けられている。車体取付用プレート９は、プレート対向壁部上面２３に対して垂直方向に起立して設けられている。また、車体取付用プレート９には車体取付部９ａが形成されている。車両取付部９ａは、車両取付部９ａと爪部２６、３１との距離が車両取付部９ａとタンク挿嵌部１０との距離よりも短くなるような位置に設けられている。

従来の構成では、ブラケット８とコンデンサ２とはタンク挿嵌部１０のみで固定されていたので、車体７の振動を受けてブラケット８が動かないようにするためには、車体取付部９ａをタンク挿嵌部１０の近くに設ける必要があった。しかし、前述のように、ブラケット８とコンデンサ２とをタンク挿嵌部１０およびプレート支持部２０で固定し、ブラケット８が動くことを抑制しているので、車体取付部９ａの位置は従来のように限定されない。

以上のように、本実施形態で述べたコンデンサ２のブラケット取付装置１を採用することで、車体取付部９ａの設ける位置を制限することなく、ブラケット８が車体７の振動を受けて動くことを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８を用いて説明する。第１実施形態では、２つの腕部２４、２９および爪部２６、３１はそれぞれ同じ形状であったが、第２実施形態ではそれぞれ異なる形状で構成されている。図８に示すように、ブラケット取付措置１Ａはプレート支持部２０Ａを有し、プレート支持部２０Ａを構成する腕部２９Ａの長さは腕部２４の長さよりも長い。また、腕部先端面３５および腕部先端面３６Ａの傾斜する角度が異なる。腕部２９Ａが延在する方向（図８に示す一点鎖線Ｘ）に対する腕部先端面３５の傾斜角度をθ１とし、前記方向に対する腕部先端面３６Ａの傾斜角度をθ２とする。このとき、θ１がθ２よりも大きくなるように、それぞれの腕部先端面３５、３６Ａは形成されている。

このような構成とすることで、プレート支持部２０Ａにサイドプレート６を嵌合する際に、サイドプレート６がはじめに一方の腕部２９Ａに当接し、その後、他の腕部２４に当接する。つまり、サイドプレート６は、はじめに腕部２９Ａの腕部先端面３６Ａと当接し、腕部２９Ａはサイドプレート６から外力を受け、腕部２４から離れる方向に撓む。さらにプレート支持部２０Ａにサイドプレート６を嵌合し続けると、サイドプレート６は腕部２４に当接し、腕部２４はサイドプレート６から外力を受け、腕部２９Ａから離れる方向に撓む。さらにプレート支持部２０Ａにサイドプレート６を嵌合し続けると、サイドプレート６は爪部２６、３１と当接しなくなり、プレート対向壁部２１と爪部２６、３１との間に移動し、腕部２４、２９Ａにより挟持される。

以上のように、サイドプレート６をプレート支持部２０Ａに嵌合する際に、サイドプレート６は、はじめに一方の腕部２９Ａと当接する。よって、サイドプレート６を嵌合する際に腕部２４、２９Ａに掛かる荷重を非等分することができる。したがって、サイドプレート６をプレート支持部２０Ａに嵌合する際に、サイドプレート６に掛かる荷重を低減してサイドプレート６がプレート支持部２０Ａに嵌合し易くすることができる。

（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、キャップ部材４ｂにピン５を設け、タンク挿嵌上壁部１１に孔部１３およびピン支持部１５、１６を設け、互いに対向するピン支持部１５、１６同士の間隔を変化させることで、ピン支持部１５、１６がピン５を挟持する構造とした。しかし、このような構造に限らず、ピンに凹部を設け、ピン支持部の内側の面（互いに対向する面）に前記凹部と嵌合するような凸部を形成することで、ピンとピン支持部とを固定してもよい。

（２）上記実施形態では、プレート対向壁部２１に腕部２４、２９、２９Ａを一組だけ設けた構造であったが、このような構造に限らず、プレート対向壁部２１に複数組の腕部を設ける構造としてもよい。

（３）第２実施形態では、２つの腕部２４、２９Ａはそれぞれ異なる長さとしたが、このような構造に限らず、２つの腕部の長さを同一にして、腕部先端面の傾斜角度のみが異なるような構造としてもよい。

１、１Ａ・・・ブラケット取付装置
２・・・コンデンサ（熱交換器）
３・・・コア部
３ａ・・・チューブ
３ｂ・・・フィン
４・・・ヘッダタンク
６・・・サイドプレート
７・・・車体
８・・・ブラケット
９ａ・・・車体取付部
１０・・・タンク挿嵌部
２０、２０Ａ・・・プレート支持部
２１・・・プレート対向壁部
２４、２９、２９Ａ・・・腕部
２６、３１、３１Ａ・・・爪部

Claims (3)

1. 複数のチューブ（３ａ）と複数のフィン（３ｂ）とを積層配置して接合されたコア部（３）と、前記チューブ（３ａ）内部に連通するように前記コア部（３）の端部に接続されたヘッダタンク（４）と、前記コア部（３）のうち前記積層方向端部に設けられた平板状のサイドプレート（６）と、を有する熱交換器（２）と、
   前記ヘッダタンク（４）を挿嵌するタンク挿嵌部（１０）と、前記タンク挿嵌部（１０）と結合されており前記タンク挿嵌部（１０）から前記サイドプレート（６）が延びる方向に延在し前記サイドプレート（６）と対向して設けられるプレート対向壁部（２１）と、前記プレート対向壁部（２１）に前記タンク挿嵌部（１０）から離間して設けられ前記サイドプレート（６）を支持するプレート支持部（２０、２０Ａ）と、車体（７）に取付ける車体取付部（９ａ）と、を有するブラケット（８、８Ａ）と、を備えるブラケット取付装置であって、
   前記プレート支持部（２０、２０Ａ）は、前記プレート対向壁部（２１）から前記コア部（３）に向かって延在する少なくとも２つの腕部（２４、２９、２９Ａ）を有し、
   前記少なくとも２つの腕部（２４、２９、２９Ａ）は内側に突出した爪部（２６、３１、３１Ａ）を有し、
   前記少なくとも２つの腕部（２４、２９、２９Ａ）は、前記爪部（２６、３１、３１Ａ）が前記サイドプレート（６）において前記コア部（３）と隣接する面と対向している状態で、前記サイドプレート（６）を挟持することを特徴とするブラケット取付装置。
2. 前記車体取付部（９ａ）と前記爪部（２６、３１、３１Ａ）との距離は、前記車体取付部（９ａ）と前記タンク挿嵌部（１０）との距離よりも短い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. 前記プレート対向壁部（２１）の前記サイドプレート（６）と対向する面（２２）において、前記２つの腕部（２４、２９、２９Ａ）の間には凸部（３４）が形成されており、
   前記腕部（２４、２９、２９Ａ）は、前記凸部（３４）が前記サイドプレート（６）と対向した状態で、前記サイドプレート（６）を挟持することを特徴とする請求項１もしくは２に記載のブラケット取付装置。

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