JP2016097828A - 熱交換器の支持構造 - Google Patents

Abstract

【課題】熱交換器の取付位置にズレが生じないようにするとともに、車両衝突時に熱交換器を車両後方へ移動させられる熱交換器の支持構造を提供すること。
【解決手段】ラジエータコアサポート２０（支持部材）には、ラジエータ１０（熱交換器）のピン１１が挿入される支持孔２２と、支持孔２２の車両後方に位置して開口する背後孔２３と、が形成される。ラジエータコアサポート２０は、支持孔２２と背後孔２３との間を仕切るように延びる梁状のビーム部２５を備え、ラジエータ１０が車両前方側から受ける外力によってピン１１がビーム部２５を破断させて車両後方に移動するようにした。
【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、車両に設けられる熱交換器の支持構造に関する。

特許文献１には、車両の前部に設けられるバンパアーマチュアと熱交換器（ラジエータ）との間に押圧部材が介装され、車両衝突時にバンパアーマチュアが押圧部材を介して熱交換器を車両後方へ移動させる熱交換器の支持構造が開示されている。

上記車両には、車体に熱交換器を支持する樹脂製ラジエータコアサポートが設けられる。ラジエータコアサポートは、熱交換器のピンが挿入される摺動孔と、摺動孔の内側へ突出する爪状のストッパ部と、を有する。ピンが摺動孔に挿入され、ストッパ部に係合することにより、熱交換器が所定位置に支持される（特許文献１の段落［００８０］及び［図２１］参照）。

車両の軽衝突時には、衝撃力を受けるバンパアーマチュアが後方へ変位するのに伴って、バンパアーマチュアが押圧部材を介して熱交換器を後方へ押圧する。これに伴って、熱交換器のピンが爪状のストッパ部を押圧することで、ピンがストッパ部を弾性変形させて摺動孔をストッパ部の後方に移動する。こうして、熱交換器が後方に移動することにより、バンパアーマチュアと熱交換器が接触して熱交換器が破損することが防止される。

特開２００８−１３２９６０号公報

しかしながら、このような従来の熱交換器の支持構造にあっては、熱交換器をラジエータコアサポートに取付ける作業時に、ピンが爪状のストッパ部を押圧することで、ピンがストッパ部を弾性変形させて摺動孔をストッパ部の後方に移動すると、熱交換器の取付位置にズレが生じるという問題がある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、熱交換器の取付位置にズレが生じないようにするとともに、車両衝突時に熱交換器を車両後方へ移動させられる熱交換器の支持構造を提供することを目的とする。

本発明のある態様によれば、車両前方側に配置される熱交換器の車体への支持構造であって、車体に熱交換器を支持する支持部材を備え、支持部材には、熱交換器から突出するピンが挿入される支持孔と、支持孔の車両後方に位置して開口する背後孔と、が形成され、支持部材は、支持孔と背後孔との間を仕切るように延びる梁状のビーム部を備え、熱交換器が車両前方側から受ける外力によってピンがビーム部を破断させて車両後方に移動するようにしたことを特徴とする熱交換器の支持構造が提供される。

上記態様によれば、熱交換器の取付作業時に、ピンがビーム部に沿って支持孔に挿入されるため、熱交換器の取付位置にズレが生じることが防止がされる。車両の衝突時に、車両前方側から受ける外力によってピンがビーム部を破断させて移動し、熱交換器を車両後方へ移動させることができる。

本発明の実施形態に係る熱交換器の支持構造を示す構成図である。 衝突時の状態を示す構成図である。 ラジエータコアサポートを示す斜視図である。 ラジエータコアサポートの一部を示す背面図である。 図３のIV−IV線に沿う断面図である。 図３のV−V線に沿う断面図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。なお、車両の前後方向を単に前後方向と称し、車両の車幅方向を左右方向と称して説明する。

図１Ａは、ラジエータ１０の支持構造を示す概略構成図である。ラジエータ１０は、エンジン（図示省略）の冷却水が循環し、冷却水の熱を外気に放出する熱交換器である。

ラジエータ１０は、車両のエンジンルーム９内に収容される。ラジエータ１０の後方にはエンジン（図示省略）が搭載されており、ラジエータ１０はエンジンに所定の間隔を持つように配置される。これにより、車両走行風またはファン（図示省略）によって送られる強制風がラジエータ１０を通過した後にエンジンの後方へスムーズに流れ、エンジンルーム９内の通気が良好に行われる。

車両のラジエータ１０の前方には、バンパアーマチュア５が左右方向に延びるように設けられる。バンパアーマチュア５は、車両の衝突時に変形して衝撃力を吸収するようになっている。

バンパアーマチュア５とラジエータ１０との間には、発泡樹脂製の押圧部材６が介装される。後述するように、車両の衝突時にバンパアーマチュア５が後方へ変位すると、圧縮される押圧部材６がラジエータ１０を後方へ押圧し、ラジエータ１０が後方へ移動するようになっている（図１Ｂ参照）。このようにして、車両の衝突時に押圧部材６によってラジエータ１０が車両前方側から外力を受けるようになっている。なお、押圧部材６は、発泡樹脂材に限らず、他の弾性材によって形成してもよい。

車両前方側には、車体（図示省略）にラジエータ１０を支持する支持部材としてラジエータコアサポート２０が設けられる。

ラジエータ１０は、その上下端部から上下方向に突出する４本のピン１１を備える。各ピン１１には、環状のゴム製マウント部材１５が嵌合される。ラジエータ１０は、各マウント部材１５を介してラジエータコアサポート２０の４箇所に設けられるベース２１（支持部）に支持される。なお、マウント部材１５は、発泡樹脂材に限らず、他の弾性材によって形成してもよい。

図２は、ラジエータコアサポート２０の全体を示す斜視図である。ラジエータコアサポート２０は、左右方向に延びる上のラジエータコアサポートアッパ２０Ａ及び下のラジエータコアサポートロア２０Ｂと、上下方向に延びる左右のラジエータコアサポートサイド２０Ｃ、２０Ｄ及び中央のラジエータコアサポートセンタ２０Ｅと、を有する。ラジエータコアサポートサイド２０Ｃ、２０Ｄは、それぞれの下端部が車体に結合されるとともに、それぞれの上端部が車体に結合される。

ラジエータコアサポート２０の内側には、ラジエータ１０が配置される。ラジエータコアサポートロア２０Ｂの内面には一対のベース２１が設けられ、各ベース２１にラジエータ１０のピン１１がマウント部材１５を介して差し込まれる。各ベース２１は、樹脂材からなるラジエータコアサポートロア２０Ｂの一部として一体形成される。なお、ベース２１は、上述した構成に限らず、ラジエータコアサポートロア２０Ｂと別体で形成され、ラジエータコアサポートロア２０Ｂに結合される構成としてもよい。

図３は、ラジエータコアサポート２０を下方から見たベース２１の背面図である。ベース２１は、前後左右方向に延びる板状に形成される。ベース２１には円形の支持孔２２が開口し、支持孔２２内にピン１１及びマウント部材１５が挿入される。なお、支持孔２２の形状は、円形に限らず、ピン１１及びマウント部材１５の形状に応じて任意に設定される。

各ピン１１がマウント部材１５を介してベース２１の支持孔２２内に挿入されることにより、ラジエータ１０は、前後左右方向について所定位置に支持される。そして、マウント部材１５がベース２１の上面に当接させることにより、ラジエータ１０の重量がベース２１によって支持される。このように、ベース２１は、マウント部材１５を介してラジエータ１０を支持する支持部として機能する。

ベース２１には、車両前方側から受ける外力によってピン１１を後方に移動させられる移動許容領域Ｔが設けられる。扇形の移動許容領域Ｔは、支持孔２２の前方に中心Ｐを持つ放射線Ｑ、Ｒに囲まれる領域である。放射線Ｑ、Ｒ間の角度θは、車両の衝突時にラジエータ１０が受ける外力の方向に応じて設定される。

ベース２１の移動許容領域Ｔには、支持孔２２の車両後方に並ぶように開口する第１背後孔２３及び第２背後孔２４が形成される。第１背後孔２３及び第２背後孔２４は、ベース２１に支持孔２２の中心Ｏと同心の円弧状に延びる開口部として形成される。第１背後孔２３の開口両端部２３Ａ及び第２背後孔２４の開口両端部２４Ａは、移動許容領域Ｔの境界線Ｑ、Ｒに沿うように配置される。

ベース２１は、支持孔２２と第１背後孔２３との間を仕切るように延びる第１ビーム部２５と、第１背後孔２３と第２背後孔２４との間を仕切るように延びる第２ビーム部２６と、を有する。第１ビーム部２５及び第２ビーム部２６は、ベース２１に支持孔２２の中心Ｏと同心の円弧状に延びる両持ち梁状に形成される。第１ビーム部２５及び第２ビーム部２６は、移動許容領域Ｔに並ぶように形成される。第１ビーム部２５の両端部２５Ａ及び第２ビーム部２６の両端部２６Ａは、移動許容領域Ｔの境界線Ｑ、Ｒに沿うように配置される。

図４は、図３のIV−IV線に沿う断面図である。図５は、図３のV−V線に沿う断面図である。ラジエータコアサポート２０は、第１ビーム部２５から下方向に突出する第１リブ３１、第２ビーム部２６から下方向に突出する第２リブ３２、第２背後孔２４の背後から下方向に突出する第３リブ３３と、を有する。第１リブ３１、第２リブ３２、及び第３リブ３３は、ベース２１からラジエータ１０の重量を支持する方向（下方向）に突出し、ベース２１の剛性を上下方向について高める。

第１リブ３１は、第１ビーム部２５から高さＨを持って下方向に突出する。突出高さＨは、ベース２１（第１ビーム部２５）に要求される上下方向の剛性を持つとともに、車両の衝突時に受ける外力によって破断する強度を持つように設定される。同様に、第２リブ３２及び第３リブ３３の突出高さは、ベース２１に要求される上下方向の剛性に応じて設定される。

第１〜第３リブ３１〜３３は、支持孔２２の中心Ｏと同心の円弧状に延びる。第１リブ３１は、第１背後孔２３の開口縁部（第１ビーム部２５の縁部）から段差２５Ｂを持って突出する。第２リブ３２は、第２背後孔２４の開口縁部（第２ビーム部２６の縁部）から段差２６Ｂを持って突出する。なお、これに限らず、第１リブ３１、第２リブ３２は、第１背後孔２３、第２背後孔２４の開口縁部から段差を持たずに突出するように形成してもよい。

第１リブ３１の両端部３１Ａは、第１ビーム部２５の両端部２５Ａを超えて左右方向に突出するように形成される。同様に、第２リブ３２の両端部３２Ａは、第２ビーム部２６の両端部２６Ａを超えて左右方向に突出するように形成される。第３リブ３３の両端部３３Ａは、移動許容領域Ｔの境界線Ｑ、Ｒを超えて突出するように形成される。

ラジエータコアサポート２０の製造時に、ベース２１、第１ビーム部２５、第１リブ３１、第２ビーム部２６、第２リブ３２、第３リブ３３は、樹脂材を成型して一体で形成される。

ラジエータ１０をラジエータコアサポート２０に取付ける作業時に、ピン１１がマウント部材１５を介して支持孔２２内に挿入される。ピン１１が支持孔２２内に挿入されるときに、ピン１１が支持孔２２の内周を押圧することがある。この場合に、第１ビーム部２５がピン１１によって押圧されても、両持ち梁状の第１ビーム部２５が押圧される方向に撓む弾性変形することが抑えられるとともに、取付け作業時に受ける押圧力に対して十分な強度を有する第１ビーム部２５が破断することはない。こうして、ピン１１が第１ビーム部２５の内壁面に沿って円滑に差し込まれることにより、ピン１１が支持孔２２内に挿入され、ラジエータ１０の取付位置にズレが生じることが防止される。

車両の走行時に、ラジエータ１０の荷重は、マウント部材１５を介してラジエータコアサポート２０のベース２１に支持される。ベース２１は、第１リブ３１、第２リブ３２、及び第３リブ３３によって上下方向の剛性が十分に確保されることにより、車両の走行時にラジエータ１０から加わる荷重によってベース２１の第１ビーム部２５、第２ビーム部２６などが弾性変形してラジエータ１０のガタ付きが生じることが抑えられる。

車両の軽衝突時に、図１Ｂに矢印で示すように前方から外力を受けるバンパアーマチュア５が後方へ変位し、バンパアーマチュア５が押圧部材６を介してラジエータ１０を後方へ押圧する。この衝突時に、ラジエータ１０が受ける押圧力が所定値を超える場合には、ラジエータ１０のピン１１が梁状の第１ビーム部２５及び第１リブ３１を破断し、ピン１１が移動許容領域Ｔを後方に移動する。この衝突時に、ラジエータ１０が受ける押圧力がさらに大きい所定値を超える場合には、第１ビーム部２５及び第１リブ３１が破断するのに続いて第２ビーム部２６及び第２リブ３２が破断し、ピン１１が移動許容領域Ｔをさらに後方に移動する。こうして、ラジエータ１０が後方に移動することにより、バンパアーマチュア５とラジエータ１０が接触してラジエータ１０が破損することが防止される。

次に、本実施形態の効果について説明する。

本実施形態によれば、ラジエータ１０（熱交換器）を支持するラジエータコアサポート２０（支持部材）には、ラジエータ１０から突出するピン１１が挿入される支持孔２２と、支持孔２２の車両後方に位置して開口する背後孔２３と、が形成される。ラジエータコアサポート２０は、支持孔２２と背後孔２３との間を仕切るように延びる梁状のビーム部２５を備える。これにより、ラジエータ１０の取付作業時には、ピン１１がビーム部２５に沿って支持孔２２に挿入されるため、ラジエータ１０の取付位置にズレが生じることが防止がされる。一方、車両の衝突時には、ラジエータ１０が車両前方側から受ける外力（衝撃力）によってピン１１がビーム部２５を破断させて車両後方に移動し、ラジエータ１０が破損しないように保護される。

また、ラジエータコアサポート２０は、ビーム部２５からラジエータ１０の重量を支持する方向に突出するリブ３１を備える。リブ３１がビーム部２５の剛性を高めることにより、車両の走行時にラジエータ１０から加わる荷重によってビーム部２５が弾性変形することが抑えられ、ラジエータ１０のガタ付きを防止できる。

なお、上述した構成に限らず、板状のビーム部２５がラジエータ１０の重量を支持する方向について十分な剛性を有する場合には、リブ３１を廃止してもよい。

また、リブ３１は、ビーム部２５から下方向に突出するように形成される。これにより、ラジエータコアサポート２０は、ビーム部２５の上面がベース２１の上面と段差なく延びるため、マウント部材１５を着座させる面積が十分に確保される。ビーム部２５から下方向に突出するリブ３１がビーム部２５の剛性を上下方向に高めることにより、車両の走行時にラジエータ１０から加わる荷重によってビーム部２５が弾性変形することが抑えられ、ラジエータ１０のガタ付きを防止できる。

なお、リブ３１をビーム部２５から上方向に突出するように形成し、マウント部材１５がリブ３１の上面に着座するようにしてもよい。

また、ラジエータコアサポート２０は、リブ３１の両端部３１Ａがビーム部２５の両端部２５Ａを超えて左右方向に延びる。リブ３１がビーム部２５の両端部２５Ａの剛性を高めることにより、車両の走行時にラジエータ１０から加わる荷重によってビーム部２５が弾性変形することが有効に抑えられ、ラジエータ１０のガタ付きを防止できる。

なお、リブ３１は、支持孔２２の内周に沿って円弧状に延びる構成に限らず、支持孔２２の内周に沿って環状に延びる構成としてもよい。これにより、ベース２１の剛性を支持孔２２の全周にわたって高められる。

また、ラジエータコアサポート２０は、背後孔２３が支持孔２２の前方に中心Ｐを持つ放射線Ｑ、Ｒに沿うように開口される。車両の衝突時には、車両の正面に対して斜め方向から受ける外力によってピン１１がビーム部２５を破断して斜め方向に移動する。これにより、車両の斜め方向からピン１１に加わる衝撃が吸収され、ラジエータ１０が破損しないように保護される。

また、ラジエータコアサポート２０には、支持孔２２の後方に並んで開口する複数の背後孔２３、２４が形成される。ラジエータコアサポート２０は、隣り合う背後孔２３、２４の間を仕切るように延びる梁状のビーム部２６を備える。車両の衝突時には、外力によってピン１１が複数のビーム部２５、２６を順に破断して移動する。これにより、ピン１１に加わる衝撃が段階的に吸収され、ラジエータ１０が破損しないように保護される。

なお、ラジエータコアサポート２０に２つの背後孔２３、２４が形成される構成に限らず、想定される外力が大きい場合には３つ以上の背後孔が並んで形成される構成としてもよい。また、想定される外力が小さい場合には、１つの背後孔２３のみが形成される構成としてもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

例えば、熱交換器は、ラジエータに限らず、コンデンサ、ラジエータとコンデンサが一体的に形成された一体型熱交換器、インタークーラ、オイルクーラなどの熱交換器であってもよい。

１０ ラジエータ（熱交換器）
１１ ピン
２０ ラジエータコアサポート（支持部材）
２２ 支持孔
２３、２４ 背後孔
２５、２６ ビーム部
２５Ａ、２６Ａ 両端部
３１、３２ リブ
Ｑ、Ｒ 放射線

Claims (6)

1. 車両前方側に配置される熱交換器の車体への支持構造であって、
   前記車体に前記熱交換器を支持する支持部材を備え、
   前記支持部材には、
   前記熱交換器から突出するピンが挿入される支持孔と、
   前記支持孔の車両後方に位置して開口する背後孔と、が形成され、
   前記支持部材は、前記支持孔と前記背後孔との間を仕切るように延びる梁状のビーム部を備え、
   前記熱交換器が車両前方側から受ける外力によって前記ピンが前記ビーム部を破断させて車両後方に移動するようにしたことを特徴とする熱交換器の支持構造。
2. 請求項１に記載の熱交換器の支持構造であって、
   前記支持部材は、前記ビーム部から前記熱交換器の重量を支持する方向に突出するリブを備えることを特徴とする熱交換器の支持構造。
3. 請求項１または２に記載の熱交換器の支持構造であって、
   前記リブは、前記ビーム部から下方向に突出することを特徴とする熱交換器の支持構造。
4. 請求項１から３のいずれか一つに記載の熱交換器の支持構造であって、
   前記リブは、前記ビーム部の両端部を超えて延びることを特徴とする熱交換器の支持構造。
5. 請求項１から４のいずれか一つに記載の熱交換器の支持構造であって、
   前記背後孔は、前記支持孔の前方に中心を持つ放射線に沿って開口することを特徴とする熱交換器の支持構造。
6. 請求項１から５のいずれか一つに記載の熱交換器の支持構造であって、
   前記支持部材には、前記支持孔の後方に並ぶ複数の背後孔が形成され、
   前記支持部材は、隣り合う前記背後孔の間を仕切るように延びる梁状のビーム部を備えることを特徴とする熱交換器の支持構造。

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