JP4794279B2 - 熱交換器 - Google Patents

Description

本発明は、例えば自動車等の車体を構成している車体構成部材に取り付けられる熱交換器に関し、特に、熱交換器本体と車体構成部材との間の振動伝達を抑制する構造の技術分野に属する。

従来より、例えば、車両用空調装置に用いられる冷媒凝縮器のような熱交換器は、車体構成部材に取り付けられるようになっており、外部空気と冷媒とを熱交換させる熱交換器本体と、この熱交換器本体と車体構成部材との間に介在する防振部材とを備えている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１の防振部材は、弾性材を成形してなるものであり、熱交換器本体の下面と車体構成部材の上面とに挟まれる円板状の挟持部と、この挟持部の下面から下方へ突出する突起部とを備えている。挟持部には、熱交換器本体の下面から突出するピン状をなす取付用の突出部が挿入される挿入孔が形成されている。この挿入孔の深さは、挟持部の厚み方向略中央部に達する深さとされている。

上記特許文献１のような熱交換器を車体に取り付ける際には、まず、熱交換器本体の突出部を防振部材の挿入孔に挿入して防振部材を熱交換器本体に組み付ける。その後、防振部材の突起部を車体構成部材の取付孔に挿入する。この熱交換器の取付状態では、挿入孔の深さが上記のように設定されていることから、熱交換器本体の突出部が防振部材の挟持部内に留まって突起部に達していない。このため、防振部材の突起部は変形しやすくなり、高い防振効果が得られる。
特開２０００−２７２３３４号公報

ところが、特許文献１の熱交換器では、熱交換器本体の突出部が防振部材の挟持部内に留まっていて突起部が変形しやすくなっているので、車体への取付時に突起部を車体構成部材の取付孔に挿入する際、該突起部が取付孔の周縁部に強く接触すると曲がり変形してしまい、挿入が困難になる。従って、突起部を取付孔に挿入する際に、両者を一致させた状態で突起部を取付孔の中心線に沿って真っ直ぐに移動させていかなければならず、取付作業性が悪い。

また、特許文献１の防振部材による防振効果をより一層高めるためには、防振部材を構成する弾性材の硬度を下げることが考えられる。しかし、防振部材には、車体の走行振動等に対し熱交換器本体を所定位置で保持できるだけの剛性が要求されるので、硬度を下げるのには限界がある。加えて、防振部材を構成する弾性材の硬度を下げると、車体への取付時に突起部が取付孔の周縁部に接触した際に大きく曲がり変形してしまうようになるので、取付作業性が悪くなってしまう虞れもある。

本発明は斯かる諸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、防振部材の構造に工夫を凝らすことにより、高い防振効果を得ながら、車体への取付作業時に突起部が容易に変形しないようにして取付作業性を良好にすることにある。

上記目的を達成するために、本発明では、防振部材に、突起部の内部に達するまで延びる挿入孔を形成するとともに、熱交換器本体と車体構成部材との間の振動伝達を抑制する振動伝達抑制部を設けた。

具体的には、請求項１の発明では、熱交換器本体と、上記熱交換器本体が取り付けられる車体構成部材と上記熱交換器本体との間に介在する防振部材とを備えた熱交換器であって、上記熱交換器本体には、取付用の突出部が設けられ、上記防振部材には、上記熱交換器本体と車体構成部材とに挟まれる挟持部と、該挟持部の車体構成部材側の面から突出し上記車体構成部材が有する取付孔に挿入される突起部と、上記挟持部の熱交換器本体側の面に開口して上記突起部側へ向けて該突起部の内部に達するまで延び、上記突出部が挿入される挿入孔と、上記熱交換器本体と車体構成部材との間の振動伝達を抑制する振動伝達抑制部とが設けられ、上記振動伝達抑制部は、上記挿入孔の内周面の中心線方向中途部に周方向に延びる溝を形成することによって上記取付孔に対応する部位にできた薄肉部で構成されており、上記突出部が上記挿入孔の上記溝よりも突起部側まで挿入され、該突出部の先端部及び基端部が上記挿入孔の内周面に接触している構成とする。

この構成によれば、熱交換器本体の突出部を防振部材の挿入孔に挿入すると、突出部が防振部材の突起部の内部に達する。これにより、防振部材を構成する材料の硬度を下げた場合においても、突起部に外力が作用したときに突出部によって突起部の曲がり変形が抑制される。従って、車体への取付時に突起部を車体構成部材の取付孔に挿入する際、突起部が取付孔の周縁部に強く接触しても突起部の形状を維持することが可能になり、挿入が容易に行えるようになる。そして、熱交換器を車体構成部材に取り付けた状態では、熱交換器本体と車体構成部材との間の振動伝達が防振部材の振動伝達抑制部により抑制される。

また、突起部の取付孔に対応する部位を柔らかくして変形しやすくすることが可能になるので、熱交換器本体と車体構成部材との間で振動が伝達しにくくなる。

請求項１の発明によれば、防振部材に、挟持部から突起部の内部に達するまで延びる挿入孔を形成し、この挿入孔に熱交換器本体の突出部を挿入するようにしたので、防振部材を構成する材料の硬度を下げた場合においても車体への取付時に突起部を取付孔に容易に挿入できるようになり、取付作業性を良好にすることができる。そして、熱交換器の取付状態では、上記のように防振部材を構成する材料の硬度を下げることができること及び振動伝達抑制部により、高い防振効果を得ることができる。

また、突起部の取付孔に対応する部位に形成した薄肉部により振動伝達部を構成したので、突起部の取付孔に対応する部位を柔らかくして変形しやすくすることができ、高い防振効果を確実に得ることができる。

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。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

図１は、本発明の参考例１に係る熱交換器１を示すものである。この熱交換器１は、自動車用空調装置における冷凍サイクルの一要素を構成する冷媒凝縮器であり、自動車の前部に設けられたエンジンルーム（図示せず）を構成する車体構成部材Ａに取り付けられるようになっている。この車体構成部材Ａは金属製であってもよいし、樹脂製であってもよい。

上記熱交換器１は、熱交換器本体２と、この熱交換器本体２と上記車体構成部材Ａとの間に介在する防振部材３とを備えている。熱交換器本体２は、冷媒が流れるチューブ５及び伝熱用のフィン６を交互に上下方向に並べてなるコア７と、該コア７のチューブ５の長手方向両端部に該チューブ５の端部とそれぞれ連通するように設けられた第１ヘッダタンク８及び第２ヘッダタンク９と、コア７の上端部及び下端部に設けられた上側エンドプレート１０及び下側エンドプレート１１とを備えている。

上記チューブ５は、外部空気の流れ方向に長い断面形状を有しかつ左右方向（図１の左右方向）に延びる扁平チューブであり、アルミニウム合金で構成されている。上記フィン６は、外部空気の流れ方向に沿って見て波型をなすコルゲートフィンであり、アルミニウム合金の薄板材で構成されている。チューブ５の外面には、ろう材が塗布されており、該外面に上記フィン６がろう付けされてチューブ５及びフィン６が一体化している。尚、コア７の上端部及び下端部には、フィン６がそれぞれ位置している。

上記第１ヘッダタンク８は、熱交換器本体２の左側に配置されており、アルミニウム合金製の板材を上下方向に長く延びる円筒状に成形してなる周壁部１５と、該周壁部１５の上端開口部及び下端開口部を閉塞する上側キャップ１７及び下側キャップ１８とを備えている。周壁部１５には、上記チューブ５の端部が挿入されるチューブ挿入孔（図示せず）が上下方向に間隔をあけて多数形成されている。チューブ５の端部はチューブ挿入孔に挿入された状態で該チューブ挿入孔の周縁部にろう付けされている。

上記第１ヘッダタンク８の周壁部１５の上端部と下端部とは、コア７の上端部及び下端部よりも上方及び下方へそれぞれ突出している。この周壁部１５には、該第１ヘッダタンク８内に連通する冷媒供給用配管２６が設けられている。

上記上側キャップ１７は、上端開口部を閉塞する円形の閉塞板部２０と、この閉塞板部２０の周縁部から上記周壁部１５の外面に沿って下方へ延びる側板部２１とを備えている。この側板部２１は周壁部１５の全周に亘るように形成され、周壁部１５の外面にろう付けされている。

上記下側キャップ１８は、図２にも示すように、上側キャップ１７と同様な閉塞板部２２と、側板部２３とを備えている。閉塞板部２２の下面中央部には、突出部としての円柱状のピン２４が下方へ突設されている。このピン２４はアルミニウム合金の中実材で構成されており、熱交換器本体２の重量を支えるのに十分な剛性を有している。このピン２４の長さは、熱交換器本体２を車体構成部材Ａに取り付けた状態でその先端部が車体構成部材Ａの下面よりも下方に突出するように設定されている。

尚、第２ヘッダタンク９は熱交換器本体２の右側に配置され、第１ヘッダタンク８と同様に周壁部１５、上側キャップ１７及び下側キャップ１８を備えている。第２ヘッダタンク９の周壁部１５には、該第２ヘッダタンク９内に連通する冷媒排出用配管２７が設けられている。

上記上側及び下側エンドプレート１０、１１は、アルミニウム合金製の板材で構成されている。上側エンドプレート１０は、コア７の上端部に位置するフィン６にろう付けされ、下側エンドプレート１１はコア７の下端部に位置するフィン６にろう付けされるようになっている。

上記防振部材３は、図２に示すように、ゴム等の弾性材を一体成形してなるものであり、第１ヘッダタンク８と車体構成部材Ａとの間と、第２ヘッダタンク９と車体構成部材Ａとの間とにそれぞれ設けられている。つまり、熱交換器本体２の下側は２点で車体に支持されている。

各防振部材３は、下側キャップ１８の下面と車体構成部材Ａとの間に挟まれる挟持部３０と、車体構成部材Ａの取付孔Ａ１に挿入される突起部３１とを備えている。挟持部３０は、厚肉な円板状に形成されている。図３（ａ）にも示すように、挟持部３０の熱交換器本体２側の面における外周縁部には、周方向に連続する上側環状部３２が突設されている。この挟持部３０の熱交換器本体２側の面における略中央部には、上記ピン２４が挿入される挿入孔３３が開口している。上側環状部３２の内径は、上記下側キャップ１８の外径よりも大きく設定されている。

上記突起部３１は、挟持部３０の車体構成部材Ａ側の面の略中央部に突設されている。突起部３１の基端側の外径は、取付孔Ａ１の内径と略同じか若干大きめに設定されている。突起部３１の外周面における先端側は、先細のテーパ形状とされている。突起部３１の先端面は、該突起部３１の突出方向に対し略直交する平坦面で構成されている。

図３（ｂ）にも示すように、上記突起部３１の外周面には、上記取付孔Ａ１への挿入状態で該取付孔Ａ１の内周面に対応する部位に複数の外側凹部３４が形成されている。これら外側凹部３４は、同じ形状であり、突起部３１の周方向に略等間隔に配置され、突起部３１の突出方向に延びる溝状をなしている。

上記挿入孔３３は、上記挟持部３０に開口し、その開口から突起部３１側へ向けて該突起部３１の内部に達するまで延びている。挿入孔３３の先端部は、突起部３１を取付孔Ａ１に挿入した状態で車体構成部材Ａの下面よりも下方に突出するようになっている。この挿入孔３３の深さは、ピン２４の突出方向の寸法よりも深く設定されている。これにより、ピン２４を挿入孔３３に完全に挿入した状態で、該ピン２４の先端部と挿入孔３３の先端部との間に隙間Ｒが形成されることになる。挿入孔３３の内径は、ピン２４の外径と略同じかピン２４の外径よりも若干小さめに設定されている。これにより、ピン２４を挿入孔３３に挿入した状態で、ピン２４の外周面略全体に挿入孔３３の内周面が密着して防振部材３がピン２４から離脱しにくくなる。

挟持部３０の熱交換器本体２側の面には、複数の凸部３６が形成されている。これら凸部３６は、同じ形状であり、挿入孔３３の開口の周りに略等間隔に配置され、該開口の縁部から挿入孔３３の径方向に放射状に延びている。凸部３６と上側環状部３２との間には隙間Ｓが形成されている。

挟持部３０の車体構成部材Ａ側の面における外周縁部には、周方向に連続する下側環状部３７が突設されている。この下側環状部３７と突起部３１の外周面との間は隙間Ｔが形成されている。

尚、熱交換器本体２の上部は、図示しないが、ブラケット等により別の車体構成部材に取り付けられるようになっている。

次に、上記のように構成された熱交換器１を車体構成部材Ａに取り付ける要領について説明する。まず、各防振部材３の挿入孔３３に熱交換器本体２のピン２４を挿入し、挟持部３０の熱交換器本体２側の面を下側キャップ１８の閉塞板部２２に接触させる。これにより、ピン２４が挿入孔３３に完全に挿入された状態になり、例えば搬送時等に防振部材３が熱交換器本体２から離脱しにくくなる。防振部材３が熱交換器本体２に取り付けられた状態では、上側環状部３２が閉塞板部２２に接触せず、凸部３６のみが閉塞板部２２に接触することになる。また、防振部材３を構成する材料よりも硬いピン２４が突起部３１内部の先端側に達しているので、突起部３１の曲がり変形が抑制されるようになっている。

その後、各防振部材３の突起部３１を車体構成部材Ａの取付孔Ａ１に挿入する。この際、突起部３１の先端側が先細に形成されているので、挿入し始めが容易になる。さらに、挿入中に突起部３１が取付孔Ａ１の周縁部に強く接触した場合に、ピン２４により突起部３１の曲がり変形が抑制されるようになっているので、突起部３１が大きく曲がり変形することはなく、挿入が容易になる。

上記突起部３１を取付孔Ａ１に完全に挿入すると、挟持部３０の下側環状部３７が取付孔Ａ１の周縁部に上方から接触し、さらに、突起部３１の外周面が取付孔Ａ１の内周面に接触する。この状態では、突起部３１の先端側及びピン２４の先端側が車体構成部材Ａの下面から下方へ突出している。

上記のようにして車体に取り付けられた熱交換器１では、防振部材３の突起部３１の外周面に複数の外側凹部３４が形成されていることによって防振部材３と車体構成部材Ａとの接触面積が狭くなっているとともに、防振部材３の挟持部３０に複数の凸部３６が形成されていることによって防振部材３と熱交換器本体２との接触面積も狭くなっている。これにより、例えば車体に振動が発生した場合に、その振動が車体構成部材Ａから熱交換器本体２に伝わりにくくなる。加えて、防振部材３に外側凹部３４を形成したことで突起部３１の外周部分が柔らかくなって変形し易くなり、さらに、凸部３６を形成したことで熱交換器本体２を柔らかく支持することが可能になり、これらのことによっても車体の振動が熱交換器本体２に伝わりにくくなる。

以上説明したように、この参考例１に係る熱交換器１によれば、防振部材３に、挟持部３０から突起部３１の内部に達するまで延びる挿入孔３３を形成し、熱交換器本体２のピン２４を挿入孔３３の先端側まで挿入するようにしたので、防振部材３を構成する材料の硬度を下げた場合において、車体への取付時に突起部３１を取付孔Ａ１に容易に挿入できるようになり、取付作業性を良好にすることができる。そして、そのように防振部材３を構成する材料の硬度を下げることができること及び防振部材３に外側凹部３４と凸部３６を形成したことにより、高い防振効果を得ることができる。

また、挿入孔３３の先端側の内周面にピン２４を接触させるようにしたので、突起部３１の先端側が曲がるのを抑制できる。これにより、突起部３１が取付孔Ａ１に挿入し易くなり、取付作業性をより一層良好にすることができる。

尚、この参考例１では、防振部材３に外側凹部３４と凸部３６を両方とも形成するようにしているが、これらのうち一方のみを形成するようにしてもよい。

また、防振部材３の構造は上記したものに限られず、例えば、図４及び図５に示す参考例２では、挿入孔３３が突起部３１を突出方向に貫通しており、この挿入孔３３の内周面に複数の内側凹部５０が形成されている。この参考例２の防振部材３には、上側環状部、下側環状部、凸部及び凹部が設けられていない。上記内側凹部５０は、挿入孔３３の周方向に略等間隔に配置され、挿入孔３３の中心線方向両端に亘って連続している。熱交換器本体２のピン２４を挿入孔３３に挿入した状態では、内側凹部５０が形成されていることにより、ピン２４と防振部材３との接触面積が狭くなるとともに、内側凹部５０によりピン２４を柔らかく支持することが可能になり、高い防振効果を確実に得ることができる。内側凹部５０の数は、自由に設定することができる。

また、図６及び図７に示す本発明の実施形態では、参考例２と同様に挿入孔３３が突起部３１を突出方向に貫通しているとともに、上側環状部、下側環状部、凸部及び凹部が設けられていない。この実施形態の防振部材３には、挿入孔３３の内周面における中心線方向中途部に周方向に延びる溝６１が形成され、この溝６１が形成された部位により振動伝達抑制部としての薄肉部６０が構成されている。この薄肉部６０の形成位置は、突起部３１における取付孔Ａ１に対応する部位とされている。この薄肉部６０の形成により、突起部３１の取付孔Ａ１に対応する部位を柔らかくして変形しやすくすることができ、高い防振効果を確実に得ることができる。また、この実施形態では、ピン２４の先端部が挿入孔３３の内周面の先端側に接触しているので、突起部３１の曲がり変形を抑制することができる。

また、図８及び図９に示す参考例３では、参考例２と同様に挿入孔３３が突起部３１を突出方向に貫通しているとともに、上側環状部、下側環状部、凸部及び凹部が設けられていない。この参考例３の防振部材３の挟持部３０には、該挟持部３０の周方向に互いに間隔をあけて４つの空洞部７０が形成されている。これら空洞部７０は、挟持部３０の厚み方向略中央部に位置しており、挟持部３０の外周面に開口している。空洞部７０の形状や数は、自由に設定することができる。

また、本発明は、自動車用空調装置の冷媒凝縮器以外にも車両に搭載される各種熱交換器に適用することができる。

以上説明したように、本発明に係る熱交換器は、例えば、自動車のエンジンルームに搭載される冷媒凝縮器として用いるのに適している。

本発明の参考例１に係る熱交換器を車体に取り付ける場合を説明する図である。 車体に取り付けられた状態にある熱交換器の左側下部を拡大した部分断面図である。 （ａ）は、防振部材を上側から見た図であり、（ｂ）は、防振部材を下側から見た図である。 参考例２に係る図３（ａ）相当図である。 参考例２に係り、図４のＡ−Ａ線に対応した図２相当図である。 実施形態に係る図３（ａ）相当図である。 実施形態に係り、図６のＢ−Ｂ線に対応した図２相当図である。 参考例３に係る図３（ａ）相当図である。 参考例３に係り、図８のＣ−Ｃ線に対応した図２相当図である。

１ 熱交換器
２ 熱交換器本体
３ 防振部材
２４ ピン（突出部）
３０ 挟持部
３１ 突起部
３３ 挿入孔
３４ 外側凹部
３６ 凸部
５０ 内側凹部
６０ 薄肉部（振動伝達抑制部）
７０ 空洞部
Ａ 車体構成部材
Ａ１ 取付孔

Claims (2)

1. 熱交換器本体と、
   上記熱交換器本体が取り付けられる車体構成部材と上記熱交換器本体との間に介在する防振部材とを備えた熱交換器であって、
   上記熱交換器本体には、取付用の突出部が設けられ、
   上記防振部材には、上記熱交換器本体と車体構成部材とに挟まれる挟持部と、該挟持部の車体構成部材側の面から突出し上記車体構成部材が有する取付孔に挿入される突起部と、上記挟持部の熱交換器本体側の面に開口して上記突起部側へ向けて該突起部の内部に達するまで延び、上記突出部が挿入される挿入孔と、上記熱交換器本体と車体構成部材との間の振動伝達を抑制する振動伝達抑制部とが設けられ、
   上記振動伝達抑制部は、上記挿入孔の内周面の中心線方向中途部に周方向に延びる溝を形成することによって上記取付孔に対応する部位にできた薄肉部で構成されており、
   上記突出部が上記挿入孔の上記溝よりも突起部側まで挿入され、該突出部の先端部及び基端部が上記挿入孔の内周面に接触していることを特徴とする熱交換器。
2. 請求項１に記載の熱交換器において、
   挿入孔は、突起部の先端側に達するように形成され、
   突出部は、上記挿入孔の先端側の内周面に接触していることを特徴とする熱交換器。

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