JP5115263B2 - 自動二輪車用熱交換器 - Google Patents

Description

本発明は、自動二輪車に搭載される熱交換器に関するもので、特にモトクロス車に適用して有効である。

自動二輪車用のラジエータは、チューブおよびフィンからなるコア部と、コア部の鉛直方向両端部に接続されたヘッダタンクと、コア部の両側面に固定されたブラケット等から構成されている（例えば、特許文献１参照）。

このラジエータは、特許文献１中の図１〜図３から解るように、両ブラケットが、車両のセンターフレーム（特許文献１中ではダウンチューブ）と、カウル（ラジエータ外方の覆い）とにそれぞれ固定されることで、車両に取り付けられている。また、両ブラケットは、ラジエータの他の構成部品と一体にろう付けされている。

ところで、上記ラジエータが、例えば走行中激しく振動することが多いモトクロス車に搭載されて使用される場合、乗員のニーグリップ、すなわち中腰で踏ん張るために両膝をカウル側に押し当てることによって、ブラケットを介してコア部に過大な負荷がかかり、コア部の変形が生じる可能性がある。

これに対し、コア部の車両幅方向両端部に設けられたサイドプレート（特許文献２中では枠部材）同士を連結する棒状の補強部材を設けることで、コア部を補強したラジエータが知られている（例えば、特許文献２参照）。この特許文献２では、補強部材の車両幅方向の両端部に帯板状の接続プレートが固定されており、この接続プレートをサイドプレートにボルト締めにより固定することで、補強部材がラジエータに固定されている。
特開２００１−１９７０号公報 特開２００７−１６０９５７号公報

しかしながら、上記特許文献２に記載のラジエータでは、補強部材をサイドプレートに固定するための接続プレートが必要となるので、部品点数が増加するという問題がある。また、接続プレートを予め補強部材に固定しておく必要があるので、製造工数が増大し、生産性が悪化するという問題がある。

また、補強部材は接続プレートを介してサイドプレート、すなわちコア部の両側方端部に締結されるため、乗員のニーグリップによってラジエータの側方から負荷がかかると、接続プレートおよびコア部が負荷を受けてしまう。このため、ラジエータ全体としての耐久性が接続プレートの剛性に影響されてしまい、補強部材を設けた効果が小さくなるという問題もある。

本発明は、上記点に鑑み、耐久性を向上させるとともに、部品点数を低減し、生産性を向上させることができる自動二輪車用熱交換器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、コア部（１５）におけるチューブ（１１）の積層方向の一端部には、コア部（１５）を補強する第１サイドプレート（１６１）が設けられており、コア部（１５）におけるチューブ（１１）の積層方向の他端部には、コア部（１５）を補強する第２サイドプレート（１６２）が設けられており、第１サイドプレート（１６１）には、コア部（１５）から空気流れ方向にオフセットして配置された第１フランジ部（５１）が設けられており、第２サイドプレート（１６２）には、コア部（１５）から空気流れ方向にオフセットして配置された第２フランジ部（５２）が設けられており、第１フランジ部（５１）と第２フランジ部（５２）とは、補強部材（６）によって直接連結されており、補強部材（６）は、コア部（１５）の空気流れ上流側の面または空気流れ下流側の面に対向するように配置されており、第１、第２フランジ部（５１、５２）のうちいずれか一方は、自動二輪車のフレーム（２）に取り付けるための取付部（５１０）を有しており、
第１、第２フランジ部（５１、５２）のうちいずれか一方のフランジ部（５１）には、補強部材（６）におけるチューブ（１１）の積層方向の一端部（６２）が差し込まれる凹部（５１２）が設けられており、凹部（５１２）は、チューブ（１１）の積層方向の一端側に閉塞底部を有し、チューブ（１１）の積層方向の他端側に向かって開口した形状となっており、第１、第２フランジ部（５１、５２）のうち他方のフランジ部（５２）には、当該他方のフランジ部（５２）の一部を塑性変形させるカシメ部（２２２）が設けられており、
補強部材（６）におけるチューブ（１１）の積層方向の一端部（６２）を一方のフランジ部（５１）の凹部（５１２）に差し込んだ後、他方のフランジ部（５２）のカシメ部（２２２）を塑性変形させることにより、補強部材（６）におけるチューブ（１１）の積層方向の他端部（６１）を他方のフランジ部（５２）にカシメ固定するとともに、補強部材（６）の一端部（６２）を凹部（５１２）の閉塞底部に当接させることを特徴としている。

このように、補強部材（６）を、コア部（１５）から空気流れ方向にオフセットして配置された第１、第２フランジ部（５１、５２）を直接連結するように設けるとともに、補強部材（６）の一端部を、取付部（５１０）を有するフランジ部（５１）に固定することで、乗員のニーグリップ等によりコア部（１５）のチューブ（１１）の積層方向における外側から負荷を受けた場合に、その負荷を補強部材（６）が受けるので、コア部（１５）にかかる負荷を低減することができる。これにより、耐久性を向上させることができる。

また、請求項１に記載の発明によれば、第１、第２フランジ部（５１、５２）間を補強部材（６）により直接連結するに当たり、補強部材（６）の一端部（６２）を一方のフランジ部（５１）の凹部（５１２）に差し込み、他方のフランジ部（５２）のカシメ部（２２２）を塑性変形するだけで、補強部材（６）の一端部（６２）を凹部（５１２）の閉塞底部に当接させて一方のフランジ部（５１）に一端部（６２）を固定することができる。それ故、補強部材（６）の一端部（６２）を一方のフランジ部（５１）に固定するためにボルト締め等の締結手段を必要としない。
そして、補強部材（６）の他端部（６１）についても、他方のフランジ部（５２）のカシメ部（２２２）を塑性変形させるだけで当該他方のフランジ部（５２）に他端部（６１）をカシメ固定することができる。それ故、補強部材（６）の他端部（６１）を他方のフランジ部（５２）に固定するためにボルト締め等の締結手段を必要としない。
以上の結果、補強部材（６）の両端部（６１、６２）を第１、第２フランジ部（５１、５２）に取り付けるための別部品を必要とせず、また、この別部品を補強部材（６）に予め固定しておく必要もない。これにより、部品点数を低減することができ、かつ、生産性を向上させることが可能となる。したがって、自動二輪車用熱交換器の耐久性を向上させるとともに、部品点数を低減し、生産性を向上させることが可能となる。

なお、本発明において、「凹部（５１２）が設けられる一方のフランジ部（５１）」は、取付部（５１０）を有するフランジ部（５１）である場合のみを意味するものではなく、取付部（５１０）を有していないフランジ部（５２）である場合も含む意味である。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、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ものである。

以下、本発明の一実施形態について図１〜図４に基づいて説明する。本実施形態は、モトクロス用の自動二輪車（以下、車両ともいう）に搭載されるラジエータ１に本発明を適用したものである。

図１は、本実施形態に係るラジエータ１の車両搭載図である。なお、図１は車両上方側から見た状態を示している。図１に示すように、自動二輪車は、前輪（図示せず）の後方の中央部において斜め下方に延びるセンターフレーム２と、乗員の膝Ｋの内側に位置するように設けられたカウル（覆い）３とを有している。ラジエータ１は、カウル３内に配設され、センターフレーム２およびカウル３に固定されている。また、ラジエータ１の空気流れ上流側（車両前方側）には、ラジエータ１に泥等がかかるのを防止するルーバ４が設けられている。

ラジエータ１は、センターフレーム２の左右両側に１つずつ配置されている。各ラジエータ１は、互いに類似しており、以下、乗員から見て右側に配置されるラジエータ１をベースに構成を説明する。

図２は本実施形態に係るラジエータ１を空気流れ下流側（車両後方側）から見た状態を示す正面図で、図３は図２のＡ矢視図で、図４は図２のＢ−Ｂ断面図である。なお、図２において、後述する補強部材６はラジエータ１の空気流れ上流側に配置されるため、破線で示している。

図２〜図４に示すように、ラジエータ１は、冷却水（熱媒体）が流通する複数本のチューブ１１、チューブ１１の外表面に接合された波状のフィン１２、チューブ１１の長手方向両端側に設けられて複数本のチューブ１１と連通するヘッダタンク１３、及びヘッダタンク１３に接合されて外部配管が接続される接続パイプ１４等から構成されている。本実施形態では、チューブ１１、フィン１２、ヘッダタンク１３及び接続パイプ１４等のラジエータ１を構成する部品は全てアルミニウム合金製であり、これらはろう付けにて一体接合されている。なお、以下、チューブ１１およびフィン１２からなる略矩形状の熱交換部をコア部１５と呼ぶ。

ヘッダタンク１３は、チューブ１１の長手方向（以下、チューブ長手方向という）の両端部にてチューブ長手方向と直交する方向に延びて複数のチューブ１１と連通するもので、このヘッダタンク１３は、チューブ１１が挿入接合されたコアプレート１３ａと、コアプレート１３ａとともにタンク内空間を構成するタンク本体１３ｂとを有して構成されている。なお、紙面上側のヘッダタンク１３は各チューブ１１に冷却水を分配供給するものであり、紙面下側のヘッダタンク１３は熱交換を終えた冷却水を集合回収するものである。

コア部１５におけるチューブ１１の積層方向（以下、チューブ積層方向という）の両端部には、チューブ長手方向と略平行に延びてコア部１５を補強するサイドプレート１６が設けられている。サイドプレート１６は、チューブ１１、フィン１２等のラジエータ１を構成する部品と一体に接合されている。ここで、サイドプレート１６のうち、車両内側、すなわちセンターフレーム２側に配置されるものを第１サイドプレート１６１といい、車両外側、すなわちカウル３側に配置されるものを第２サイドプレート１６２という。

図３および図４に示すように、第１サイドプレート１６１には、コア部１５から空気流れ上流側にオフセットして（ずれて）配置された第１フランジ部５１が設けられている。本実施形態では、第１フランジ部５１は、ラジエータ１の車両幅方向内側の側面に対応するように配置されているとともに、空気流れ方向に対して略平行に配置されている。第１フランジ部５１には、ラジエータ１をセンターフレーム２に取り付けるための取付部５１０が設けられている。本実施形態では、取付部５１０は、コア部１５のチューブ長手方向両端部の近傍に１つずつ設けられている。

取付部５１０には、車両取り付け穴５１１が形成されている。車両取り付け穴５１１には、弾性変形可能なグロメット（図示せず）および金属製のカラー（図示せず）を介して車両用ボルト（図示せず）が挿通され、第１フランジ部５１はセンターフレーム２に固定される。これにより、ラジエータ１をセンターフレーム２に固定することができる。

図２および図４に示すように、第２サイドプレート１６２には、コア部１５から空気流れ方向上流側にオフセットして配置された第２フランジ部５２が設けられている。本実施形態では、第２フランジ部５２は、車両外方側に向かって傾斜している。第２フランジ部５２には、ラジエータ１をカウル３に固定するための固定部５２０が設けられている。本実施形態では、固定部５２０は、コア部１５のチューブ長手方向両端部の近傍に１つずつと、コア部１５のチューブ長手方向における中央部近傍に１つ設けられている。なお、これら３つの固定部５２０のうち、コア部１５のチューブ長手方向両端部の近傍に設けられたものを第１固定部５２０ａといい、コア部１５のチューブ長手方向における中央部近傍に設けられたものを第２固定部５２０ｂという。

第１、第２固定部５２０ａ、５２０ｂには、カウル取り付け穴５２１がそれぞれ形成されている。より詳細には、第１固定部５２０ａにはカウル取付穴５２１が１つ設けられており、第２固定部５２０ｂにはカウル取付穴５２１が２つ設けられている。第２固定部５２０ｂにおいて、２つのカウル取付穴５２１は、チューブ長手方向に直列に配置されている。そして、第１、第２固定部５２０ａ、５２０ｂのカウル取り付け穴５２１には、カウル用ボルト（図示せず）が挿通されて、第２フランジ部５２がカウル３に固定される。これにより、ラジエータ１をカウル３に固定することができる。

ところで、ラジエータ１の空気流れ上流側には、コア部１５を補強するための補強部材６が設けられている。補強部材６は、コア部１５の空気流れ上流側の面に対向するように配置されている。また、補強部材６は、丸棒を車両幅方向内側ほど幅広となるように略Ｖ字形状に折り曲げ形成したものであり、第１フランジ部５１と第２フランジ部５２とを直接連結するように取り付けられている。

補強部材６のＶ字形の折り曲げ側端部６１は、第２フランジ部５２の第２固定部５２０ｂに沿って直線状に、すなわちチューブ長手方向と平行に延びている。また、補強部材６における折り曲げ側端部６１の反対側の端部（以下、反折り曲げ側端部６２という）は、チューブ積層方向と略平行に延びている。なお、折り曲げ側端部６１が本発明の「チューブ１１の積層方向の他端部」に相当し、反折り曲げ側端部６２が本発明の「チューブ１１の積層方向の一端部」に相当している。

図４に示すように、第１フランジ部５１の取付部５１０には、補強部材６の反折り曲げ側端部６２が差し込まれる凹部５１２が設けられている。凹部５１２は、車両幅方向外側に向かって開口している。本実施形態では、第１フランジ部５１とは別部品５１２ａに凹部５１２を形成した後、この別部品５１２ａを第１フランジ部５１に接合して一体化している。また、第２フランジ部５２の第２固定部５２０ｂにおける２つのカウル取付穴５２１間の部位には、補強部材６の折り曲げ側端部６１に被さるように折り曲げられたカシメ部５２２が形成されている。

このため、補強部材６の反折り曲げ側端部６２を第１フランジ部５１の凹部５１２に差し込んだ後、第２フランジ部の第２固定部５２０ｂにおける２つのカウル取付穴５２１間の部位を折り曲げる、すなわち塑性変形させることにより、折り曲げ側端部６１は第２フランジ部５２にカシメ固定される。これにより、補強部材６は、他の部材を介すことなく、第１、第２フランジ部５１、５２に直接固定される。

以上説明したように、補強部材６をコア部１５から空気流れ方向にオフセットして配置された第１、第２フランジ部５１、５２を直接連結するように設けるとともに、補強部材６の一端部（本実施形態では反折り曲げ側端部６２）を、車両への取付部５１０を有する第１フランジ部５１に固定することで、乗員のニーグリップによりカウル３側から負荷を受けた場合、その負荷を補強部材６が受けるので、コア部１５にかかる負荷を低減することができる。これにより、ラジエータ１の耐久性を向上させることが可能となる。

このとき、補強部材６は第１、第２フランジ部５１、５２に直接連結されているので、補強部材６を第１、第２フランジ部５１、５２に取り付けるための別部品を必要としない。これにより、部品点数を低減することが可能となり、車両重量の軽量化を図ることができる。また、当該別部品を補強部材６に予め固定しておく必要もないため、生産性を向上させることが可能となる。

また、第１フランジ部５１に、補強部材６の反折り曲げ側端部６２が差し込まれる凹部５１２を設けることで、補強部材６の反折り曲げ側端部６２を凹部５１２に差し込むだけで、補強部材６を第１フランジ部５１に固定することができる。したがって、補強部材６を第１フランジ部５１に固定するためにボルト締め等の締結手段を必要としないので、生産性をより向上させることが可能となる。

（他の実施形態）
なお、上記実施形態では、取付部５１０を有する第１フランジ部５１に補強部材６の反折り曲げ側端部６２を固定するとともに、固定部５２０を有する第２フランジ部５２に補強部材６の折り曲げ側端部６１を固定した例について説明したが、これに限らず、第１フランジ部５１に折り曲げ側端部６１を固定するとともに、第２フランジ部５２に反折り曲げ側端部６２を固定してもよい。

また、上記実施形態では、第１フランジ部５１とは別体である別部品５１２ａに凹部５１２を形成した後、別部品５１２ａを第１フランジ部５１に接合して一体化した例について説明したが、これに限らず、凹部５１２を第１フランジ部５１に、例えばプレス成形により一体に形成してもよい。

また、上記実施形態では、本発明に係る自動二輪車用熱交換器をラジエータ１に適用した例について説明したが、これに限らず、オイルクーラ等の各種の熱交換器に適用してもよい。この場合、流体としては、冷却水以外のものを用いてもよい。

また、上記実施形態では、補強部材６をラジエータ１の空気流れ上流側に配設したが、空気流れ下流側に配設してもよい。

また、上記実施形態では、ラジエータ１はセンターフレーム２に固定されていたが、これに限らず、例えばダウンチューブに固定されていてもよい。

また、上記実施形態では、ラジエータ１を、センターフレーム２を挟むように２つ設けていたが、これに限らず、センターフレーム２の左右どちらかに１つのみ設けてもよい。

また、上記実施形態では、補強部材６を、丸棒を車両幅方向内側ほど幅広となるように略Ｖ字形状に折り曲げ形成したものとした例について説明したが、これに限らず、ラジエータ１のコア部１５を補強することができれば、任意の構成にすることができる。

本発明の実施形態に係るラジエータ１の車両搭載図である。 本発明の実施形態に係るラジエータ１を空気流れ下流側から見た状態を示す正面図である。 図２のＡ矢視図である。 図２のＢ−Ｂ断面図である。

符号の説明

２ センターフレーム
３ カウル
６ 補強部材
１１ チューブ
１５ コア部
５１ 第１フランジ部
５２ 第２フランジ部
１６１ 第１サイドプレート
１６２ 第２サイドプレート
５１０ 取付部
５１２ 凹部
５２０ 固定部

Claims (1)

1. 熱媒体が流れる複数のチューブ（１１）を有するコア部（１５）を備え、前記熱媒体と空気との間で熱交換を行う自動二輪車用熱交換器であって、
   前記コア部（１５）における前記チューブ（１１）の積層方向の一端部には、前記コア部（１５）を補強する第１サイドプレート（１６１）が設けられており、
   前記コア部（１５）における前記チューブ（１１）の積層方向の他端部には、前記コア部（１５）を補強する第２サイドプレート（１６２）が設けられており、
   前記第１サイドプレート（１６１）には、前記コア部（１５）から空気流れ方向にオフセットして配置された第１フランジ部（５１）が設けられており、
   前記第２サイドプレート（１６２）には、前記コア部（１５）から空気流れ方向にオフセットして配置された第２フランジ部（５２）が設けられており、
   前記第１フランジ部（５１）と前記第２フランジ部（５２）とは、補強部材（６）により直接連結されており、
   前記補強部材（６）は、前記コア部（１５）の空気流れ上流側の面または空気流れ下流側の面に対向するように配置されており、
   前記第１、第２フランジ部（５１、５２）のうちいずれか一方は、前記自動二輪車のフレーム（２）に取り付けるための取付部（５１０）を有しており、
   前記第１、第２フランジ部（５１、５２）のうちいずれか一方のフランジ部（５１）には、前記補強部材（６）における前記チューブ（１１）の積層方向の一端部（６２）が差し込まれる凹部（５１２）が設けられており、
   前記凹部（５１２）は、前記チューブ（１１）の積層方向の一端側に閉塞底部を有し、前記チューブ（１１）の積層方向の他端側に向かって開口した形状となっており、
   前記第１、第２フランジ部（５１、５２）のうち他方のフランジ部（５２）には、当該他方のフランジ部（５２）の一部を塑性変形させるカシメ部（２２２）が設けられており、
   前記補強部材（６）における前記チューブ（１１）の積層方向の一端部（６２）を前記一方のフランジ部（５１）の前記凹部（５１２）に差し込んだ後、前記他方のフランジ部（５２）の前記カシメ部（２２２）を塑性変形させることにより、前記補強部材（６）における前記チューブ（１１）の積層方向の他端部（６１）を前記他方のフランジ部（５２）にカシメ固定するとともに、前記補強部材（６）の前記一端部（６２）を前記凹部（５１２）の閉塞底部に当接させることを特徴とする自動二輪車用熱交換器。

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