JP5246012B2 - 熱交換器の組付け構造 - Google Patents

Description

本発明は、熱交換のコア部が重なって配置される複数個の熱交換器において、一方の熱交換器を他方の熱交換器に対して固定する熱交換器の組付け構造に関する。

従来の熱交換器の組付け構造として、たとえば車両において、空調用冷凍サイクルの高圧側に接続されるコンデンサをラジエータに対して所定の位置に固定するために、予め固定された金属製のブラケットや樹脂製のブラケットを介してボルトによって締結する構造が知られている。この構造では、コンデンサをラジエータに取り付けるときに締結部分の位置ずれが生じる。この位置ずれは、ブラケットに形成された長穴や、緩衝用のゴムの変形によって吸収される。

このボルトによる締結構造を採用しない場合には、樹脂製のブラケットを用いた係合による組付けが行われ、コスト低減が図られている（たとえば特許文献１参照）。この特許文献１に記載の組付け構造では、コンデンサに取り付けられた樹脂製のブラケットに、ラジエータ側に設けられた爪部を係止させることによって、コンデンサをラジエータに対して所定の位置に固定する。

特開２００５−２８９３５５号公報

上記特許文献１に記載の従来の組付け構造においては、樹脂製のブラケットと爪部との間には、たとえば設計公差による位置ずれが生じやすいため、位置ずれによる隙間が生じ、両者が組み立てられた状態でがたつきが発生することがある。このがたつきによって、実使用状態において、振動が生じ、異音が発生したり、樹脂製のブラケットの磨耗を促進したり、コンデンサに設けられるフィンが損傷したりすることがある。

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、がたつきを抑えて熱交換器同士を組付けることができる熱交換器の組付け構造を提供する。

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。なお、特許請求の範囲および下記各手段に記載の括弧内の符号は、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。

請求項１に記載の発明は、内部流体と外部流体との間で熱交換が行われる第１のコア部（１１）を有する第１の熱交換器（１０）と、内部流体と外部流体との間で熱交換が行われる第２のコア部（２１）を有する第２の熱交換器（２０）とが、第１のコア部と第２のコア部とを重ねた姿勢で一体に組み付けられる熱交換器の組付け構造に係る発明であって、
第１の熱交換器および第２の熱交換器のいずれか一方に設けられる樹脂製のブラケット（１６，１７）と、樹脂製のブラケットに設けられ係合凸部（２４）および係合凸部が係合される係止部（１６ｂ）のうちいずれか一方である係合手段と、弾性を有する部材であり、弾性変形したときの弾性力によって、第２の熱交換器に対して接近する方向にまたは遠ざかる方向に前記第１の熱交換器を押す押圧部材（５０，６０，１６Ａ）と、を備え、
当該一方の係合手段と当該他方の係合手段とが係合している状態で、第１の熱交換器は、押圧部材の弾性力によって接近する方向または遠ざかる方向に押され、第２の熱交換器に一体に組み付けられ、
押圧部材は、第１の熱交換器と第２の熱交換器との間に介在され、弾性力を第１の熱交換器および第２の熱交換器に作用させ、
さらに第１の熱交換器は、車両の前部に搭載される空調用のコンデンサ（１０）であり、第２の熱交換器はコンデンサよりも車両の後方側に搭載され、エンジンの冷却水が流通するラジエータ（２０）であり、
押圧部材は、コンデンサおよびラジエータと一体となって車両に搭載される送風機を備えるシュラウド（３０）に装着されており、
押圧部材の弾性力は、ラジエータのサイドプレート（２６，２７）に側方に突出するように形成されたリブ（２６ａ，２７ａ）に対して車両の後方に作用するとともに、コンデンサに対して車両の前方に作用することを特徴とする。

この発明によれば、弾性変形させた押圧部材の弾性力によって第１の熱交換器が第２の熱交換器に対して接近する方向または遠ざかる方向に押されるため、組付け工程において、第１の熱交換器が一方向に外力を受け、第１の熱交換器を第２の熱交換器に対してコア部の重ね方向に変位しないように保持することができる。これにより、組付け工程における第１の熱交換器のがたつきを抑えて熱交換器同士を組付けることができる。したがって、製品使用時の異音の発生、樹脂製部品等の不本意な磨耗等を低減できる熱交換器の組付け構造が得られる。
また、この発明によれば、弾性変形させた押圧部材の弾性力は、第１の熱交換器を第２の熱交換器に対して遠ざかる方向に作用するとともに、第２の熱交換器には第１の熱交換器に対して遠ざかる方向に作用するようになる。これにより、組付け工程において、押圧部材は弾性力により第２の熱交換器側にしっかりと保持された状態で、第１の熱交換器を押すことになる。したがって、第１の熱交換器は押圧部材によってより安定的な保持力が得ることができ、第１の熱交換器のがたつきの抑制効果がさらに大きくなる。
また、この発明によれば、押圧部材は、コンデンサおよびラジエータと一体となったシュラウドに装着されることにより、クーリングモジュールを構成する既存の部品であるシュラウドを用いて押圧部材を保持することができる。さらに押圧部材はラジエータのサイドプレートに形成されたリブの側面にその弾性力を作用させるため、ラジエータからの反作用力によって確実に保持され、このラジエータからの保持力を反発力としてコンデンサを押圧することができる。したがって、シュラウド、ラジエータおよびコンデンサが押圧部材を介して作用および反作用の関係になり、安定した状態でのコンデンサの組付けを実現できる。

請求項２に記載の発明は、内部流体と外部流体との間で熱交換が行われる第１のコア部（１１）を有する第１の熱交換器（１０）と、内部流体と外部流体との間で熱交換が行われる第２のコア部（２１）を有する第２の熱交換器（２０）とが、第１のコア部と第２のコア部とを重ねた姿勢で一体に組み付けられる熱交換器の組付け構造であって、
第１の熱交換器および第２の熱交換器のいずれか一方に設けられる樹脂製のブラケット（１６，１７）と、樹脂製のブラケットに設けられ、係合凸部（２４）および係合凸部が係合される係止部（１６ｂ）のうちいずれか一方である係合手段と、弾性を有する部材であり、弾性変形したときの弾性力によって、第２の熱交換器に対して接近する方向にまたは遠ざかる方向に第１の熱交換器を押す押圧部材（１６Ａ）と、を備え、
一方の係合手段と他方の係合手段とが係合している状態で、第１の熱交換器は、押圧部材の弾性力によって接近する方向または遠ざかる方向に押され、第２の熱交換器に一体に組み付けられ、
押圧部材は、第１の熱交換器と第２の熱交換器との間に介在され、上記弾性力を第１の熱交換器および第２の熱交換器に作用させ、
さらに押圧部材は、樹脂製のブラケット（１６Ａ）に一体に形成されて弾性変形する腕部（７１）と、腕部の端部に一体に設けられてラジエータを押さえる押さえ部（７３）とによって構成され、
一方の係合手段と他方の係合手段とが係合している状態で、第１の熱交換器は、押さえ部が受けるラジエータからの反力によって遠ざかる方向に押圧されることを特徴とする。

この発明によれば、弾性変形させた押圧部材の弾性力によって第１の熱交換器が第２の熱交換器に対して接近する方向または遠ざかる方向に押されるため、組付け工程において、第１の熱交換器が一方向に外力を受け、第１の熱交換器を第２の熱交換器に対してコア部の重ね方向に変位しないように保持することができる。これにより、組付け工程における第１の熱交換器のがたつきを抑えて熱交換器同士を組付けることができる。したがって、製品使用時の異音の発生、樹脂製部品等の不本意な磨耗等を低減できる熱交換器の組付け構造が得られる。
また、この発明によれば、弾性変形させた押圧部材の弾性力は、第１の熱交換器を第２の熱交換器に対して遠ざかる方向に作用するとともに、第２の熱交換器には第１の熱交換器に対して遠ざかる方向に作用するようになる。これにより、組付け工程において、押圧部材は弾性力により第２の熱交換器側にしっかりと保持された状態で、第１の熱交換器を押すことになる。したがって、第１の熱交換器は押圧部材によってより安定的な保持力が得ることができ、第１の熱交換器のがたつきの抑制効果がさらに大きくなる。
また、この発明によれば、押圧部材は樹脂製のブラケットに一体に形成され、第１の熱交換器は、弾性変形する腕部の端部に一体に設けられる押さえ部を介して、第２の熱交換器から遠ざかる方向に押圧される。これにより、コンデンサとラジエータとを組み付けるためのブラケットを利用して押圧部材を構成することができ、部品の削減および組立て工数の削減が図れる。また、押圧部材とブラケットを別部品とする場合に比べて、押圧部材を取り付ける場所を必要としないので、押圧部材を取付け可能な場所とブラケットの取付け場所とが近接している場合であっても取付けのためのスペースを確保する必要がない。したがって、押圧部材に係る取付け作業の自由度が向上する。

本発明の第１実施形態を示すコンデンサとラジエータの組み付けに係る概略的な構造を表した分解斜視図である。 第１実施形態のコンデンサとラジエータの組み付け状態を示した斜視図である。 第１実施形態のコンデンサとラジエータの組み付け状態を示した側面図である。 第１実施形態に係る押圧部材をシュラウドに取り付ける前の状態を示した部分斜視図である。 図４の押圧部材を取り付けた状態を示す部分斜視図である。 コンデンサ、ラジエータ、押圧部材およびシュラウドの関係を示した部分断面平面図である。 第２実施形態において、コンデンサ、ラジエータおよび押圧部材の位置関係を示した部分断面平面図である。 第３実施形態において押さえ部を含むブラケット、コンデンサおよびラジエータとの関係を示した部分断面平面図である。

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る熱交換器の組付け構造について図１〜図６を用いて説明する。本実施形態の熱交換器の組付け構造は、互いの熱交換に係るコア部が対向するように配置された熱交換器同士の組付けについての構造であり、熱交換器が互いに所定の状態で確実に組み付けられることに寄与するものである。図１は２個の熱交換器の組み付けに係る概略的な構造を表した分解斜視図である。図２は、２個の熱交換器の組み付け状態を示した斜視図であり、図３は側面図である。また、本実施形態では、組み合わされる２個の熱交換器の一例として、車両に搭載されるコンデンサとラジエータを例に挙げて説明する。

図１に示すように、コンデンサ１０およびラジエータ２０は、車両のエンジンコンパートメント内で隣接して搭載されている。コンデンサ１０は、第１の熱交換器であって、車両前方側（エンジンコンパートメントの前方部）または空気流れの上流側に配置される。ラジエータ２０は、第２の熱交換器であって、コンデンサ１０よりも車両後方側または空気流れの下流側に配置されている。コンデンサ１０およびラジエータ２０は、互いの熱交換に係るコア部１１とコア部２１が対向する姿勢で、車両に搭載されている。

また、コンデンサ１０およびラジエータ２０は、両方のコア部で内部を流れる流体と熱交換を行う空気（外部流体）を強制的に送風する送風機としての電動ファンと一体的に組み付けられ、この状態で車両に搭載される。このようにコンデンサ１０、ラジエータ２０および電動ファンは、一体的に組み付けられてクーリングモジュールを構成する。なお、図１では電動ファンは図示していない。コンデンサ１０およびラジエータ２０には、電動ファンにより空気（外気）が白抜き矢印方向（車両後方）に送風され、コンデンサ１０およびラジエータ２０は、この送風空気によって冷却される。

コンデンサ１０は、車両の空調用冷凍サイクルに備えられる熱交換器であり、圧縮機の吐出側に接続されて圧縮機によって吐出された冷媒が冷却される。ラジエータ２０は、車両のエンジンの冷却水回路に接続される熱交換器であり、エンジンで吸熱されて温度上昇した高温の冷却水の冷却が行われる。

コンデンサ１０は、内部を流れる冷媒（内部流体）と外部を流れる空気（外部流体）との間で熱交換が行われるコア部１１（第１のコア部）と、コア部１１の車幅方向の両端部に設けられるヘッダータンク１２，１３と、を含んで構成される。コア部１１は、冷媒通路をなす断面扁平状のチューブ１１ａとフィン１１ｂとが交互に複数個上下方向に積層配置され、これらがろう付け接合等により一体になって構成されている。フィン１１ｂは、チューブ１１ａ内を流れる冷媒と外部の空気との伝熱面積を増大させる部材であり、たとえば波状に成形されたコルゲート状のフィンである。

コア部１１の車幅方向（左右）両側部には、すべてのチューブ１１ａの内部と連通するヘッダータンク１２，１３が配置されている。このヘッダータンク１２，１３は、チューブ１１ａの長手方向と直交する方向（上下方向）に延びる略筒状である。ヘッダータンク１２，１３のコア部側のプレートには、複数個の穴が形成されており、この穴に各チューブ１１ａの端部が嵌入され、ヘッダータンク１２の内部とヘッダータンク１３の内部は、嵌入された複数個のチューブ１１ａを介して連通している。

コア部１１の上下方向の両側部、すなわち、チューブ１１ａとフィン１１ｂの積層方向の両側部には、上部側プレート１４と下部側プレート１５が設けられている。上部側プレート１４および下部側プレート１５は、チューブ１１ａの長手方向に延びる断面コの字形状の部材であり、コア部１１を補強する補強部材である。

上部側プレート１４の底面部には、コア部１１の最上部のコルゲート状のフィン１１ｂにおける波状の頂部が接合され、下部側プレート１５の上面部には、コア部１１の最下部のコルゲート状のフィン１１ｂにおける波状の頂部が接合される。上部側プレート１４および下部側プレート１５の長手方向の端部は、ヘッダータンク１２およびヘッダータンク１３に接合されて固定されている。上部側プレート１４の長手方向の先端部は、ヘッダータンク１２とヘッダータンク１３にそれぞれ形成された溝部に嵌合して接合され、同様に、下部側プレート１５の長手方向の先端部は、ヘッダータンク１２とヘッダータンク１３にそれぞれ形成された溝部に嵌合して接合される。

コア部１１の上端部であって車幅方向の両端部のそれぞれには、樹脂製のブラケット１６が上部側プレート１４に対して差し込まれて上部側プレート１４の外側に嵌まることによって保持されている。ブラケット１６は、ヘッダータンク１２の上端近傍およびヘッダータンク１３の上端近傍に隣接するように配置される。ブラケット１６は、上部側プレート１４と結合される基部１６ａと、基部１６ａの上面から上方に延びる腕部１６ｂと、腕部１６ｂの端部側で厚み方向に貫通された係合穴１６ｃと、を含んで構成される。

同様に、コア部１１の下端部であって車幅方向の両端部のそれぞれには、樹脂製のブラケット１７が下部側プレート１５に外側から嵌まることによって保持されている。ブラケット１７は、ヘッダータンク１２の下端近傍およびヘッダータンク１３の下端近傍に隣接するように配置される。ブラケット１７は、下部側プレート１５と結合される基部１７ａと、基部１７ａの下面から下方に延びる脚部１７ｂと、を含んで構成される。

コア部１１の上方に設けられるブラケット１６は、ラジエータ２０の上側に設けられる係合爪２４と腕部１６ｂとの嵌合構造によって一体に締結される。係合爪２４は、たとえば左右方向からの外力によって弾性変形しやすい二股状の爪部であって、係合凸部を構成する。具体的には、係合爪２４は、先端部に爪部が形成された左右２個の係止片を所定間隔を隔てて配置した構成になっている。この左右２個の係止片は、樹脂材料の弾性変形により先端部の爪部の間隔を変化させることができる。

ブラケット１６の係合穴１６ｃを形成する内周縁の壁部（腕部１６ｂの一部）は、係合凸部である係合爪２４が係わり合って係止される係止部である。係合爪２４は、弾性変形により内側に閉じるような姿勢で係合穴１６ｃに挿入された後、元の姿勢に戻ろうとして左側および右側に開いて、この係止部に係わり合って係止される。ブラケット１６に設けられるこのような係止部は、係合爪２４と係り合って係合手段を構成し、ラジエータ２０側に設けられる係合爪２４も係合穴１６ｃの内周縁の壁部である腕部１６ｂの一部と係わり合う係合手段を構成する。また、ブラケット１６には、係合爪２４のような係合凸部を設けてもよく、この場合には、ラジエータ２０側には係合凸部が係止される係合穴１６ｃのような係合手段が設けられる。

コア部１１の下方に設けられるブラケット１７は、ラジエータ２０の下側に設けられる支持部材２５に差し込まれ、前後方向の位置が規制されるとともに、上下方向寸法のばらつきが吸収される。支持部材２５は、上端部が開口する箱体状であり、この部分にブラケット１７の脚部１７ｂが嵌入されて支持される。ブラケット１６，１７の樹脂材料としては、ある程度の弾性を有し、かつ、耐摩耗性に優れた樹脂が好ましく、たとえば、ポリプロピレン、ナイロン、ポリアセタールが用いられる。

また、ヘッダータンク１２の上部における車両後方側には、コア部１１を流通する冷媒の入口部である入口パイプ（図示せず）が設けられる。ヘッダータンク１３の下部における車両後方側には、コア部１１を流通した冷媒の出口部である出口パイプ（図示せず）が設けられる。さらに、ヘッダータンク１３には冷媒の気液分離を行う気液分離器１８が一体に接合されている。また、コンデンサ１０を構成する各部材は、たとえばアルミニウム合金等で形成され、ろう付けにより一体に接合される。

ラジエータ２０は、内部を流れる水（内部流体）と外部を流れる空気（外部流体）との間で熱交換が行われるコア部２１（第２のコア部）と、コア部２１の上下方向の両端部に設けられるヘッダータンク２２，２３と、を含んで構成される。コア部２１は、コンデンサ１０のコア部１１と同様に、水通路をなす断面扁平状のチューブ２１ａとフィン２１ｂとが交互に複数個上下方向に積層されて配置され、これらがろう付け接合等により一体になって構成されている。フィン２１ｂは、フィン１１ｂのように伝熱面積を増大させる部材であり、たとえばコルゲート状のフィンである。

コア部２１の上下方向の両側部には、すべてのチューブ２１ａの端部を接合支持するコアプレート（図示せず）が配置されている。このコアプレートには、ヘッダータンク２２，２３が一体に結合され、このヘッダータンク２２，２３の内部空間はすべてのチューブ２１ａの内部と連通するようになっている。すなわち、ヘッダータンク２２とヘッダータンク２３は、チューブ２１ａによって連通する。また、ヘッダータンク２２，２３はチューブ２１ａの長手方向と直交する方向（車幅方向）に細長く延びる略筒状であり、たとえばナイロンのように耐熱性に優れた樹脂で成形されている。

コア部２１の車幅方向（左右方向）の両側部、すなわち、車幅方向の最外側に位置するフィン２１ｂのさらに外側には、サイドプレート２６とサイドプレート２７が設けられている。サイドプレート２６，２７は、コア部１１を補強する補強部材である。サイドプレート２６はコア部２１の側部に対向する基部と、この基部の前後方向の両端部で基部に対して垂直方向に突出するように延びるリブ２６ａと、を有し、チューブ２１ａの長手方向に延びる断面コの字形状の部材である。サイドプレート２７は、コア部２１の側部に対向する基部と、この基部の前後方向の両端部で基部に対して垂直方向に突出するように延びるリブ２７ａと、を有し、チューブ２１ａの長手方向に延びる断面コの字形状の部材である。

上側のヘッダータンク２２には、前述の係合爪２４の他に、エンジン冷却水の入口パイプ２８、車体側への取付け用ボス部４０等が一体に形成されている。下側のヘッダータンク２３には、前述の支持部材２５の他に、エンジン冷却水の出口パイプ２９、車体側への取付け用ボス部４１等が一体に形成されている。また、ラジエータ２０において、コア部２１のチューブ２１ａ、フィン２１ｂ、コアプレート、サイドプレート２６，２７等の各部材は、たとえばアルミニウム合金等で形成され、ろう付けにより一体に接合される。

シュラウド３０は、例えばポリプロピレンのような樹脂材から成り、ラジエータ２０の外形に沿うように矩形状に形成されたラジエータ側の外周部から反ラジエータ側に向けて滑らかに傾斜する形状によってファンの導風部を形成している。シュラウド３０は、その外周縁部がラジエータ２０側、すなわち車両前方に向けて突出しており、全体として電動ファンを覆うように浅い椀状を呈している。シュラウド３０は、この突出する部分においてラジエータ２０とボルト締め等によって一体に固定される。

シュラウド３０に形成されたモータ取付け部には、電動ファンのモータ（図示せず）が取り付けられている。シュラウド３０と、ラジエータ２０およびコンデンサ１０とが一体となってクーリングモジュールを構成することにより、電動ファンによって供給される空気は、車両前方からコンデンサ１０、ラジエータ２０の順に各コア部を通過して内部流体を冷却し、シュラウド３０によって形成された導風部を通り、排出される。

図４は、押圧部材５０をシュラウド３０に取り付ける前の状態を示した部分斜視図である。図４に示すように、シュラウド３０の車幅方向の両側部には、車両前方に向けて突出し、コンデンサ１０の側部の側方にまで延長されたリブ３１がそれぞれ設けられている。このリブ３１は、ラジエータ２０の側部とコンデンサ１０の側部の一部とを外側から覆っている。リブ３１には、後述する押圧部材５０が取り付けられる取付け用壁部３２が設けられている。取付け用壁部３２は、リブ３１の一部に形成され、リブ３１よりもリブ３１の厚み寸法分車幅方向の内方に配置され、側方から見てその中央部が凹んだコの字状を呈している。取付け用壁部３２には、押圧部材５０に形成された係合穴５５に嵌まることにより押圧部材５０が固定される爪部３３が形成されている。この爪部３３は、取付け用壁部３２の外側表面から外方に突出する凸部である。

ラジエータ２０とコンデンサ１０は、両者の間に、弾性を有する押圧部材５０が設けられて組み付けられる。この押圧部材５０は、外力を受けて弾性変形したときの変形前の状態に戻ろうとする弾性力によって、ラジエータ２０（第２の熱交換器）に接近する方向にまたは遠ざかる方向にコンデンサ１０（第１の熱交換器）を押す押圧部材である。押圧部材５０は、第１基台部５１と、第１基台部５１と所定の間隔をあけて対向するように配されている第２基台部５３と、第１基台部５１と第２基台部５３とを連結する屈曲部５２と、第２基台部５３を基点として垂直に延びるよう設けられる押さえ部５４と、が一体となって構成される弾性を有する部材である。第１基台部５１と第２基台部５３との間の所定の間隔は、取付け用壁部３２の厚み寸法に略等しくなっている。

押圧部材５０は、その断面形状がたとえばアラビア数字７のような形態を呈する。第１基台部５１および第２基台部５３のそれぞれは屈曲部５２を支点としてその厚み方向に撓むことによって弾性変形するようになっている。押圧部材５０は、押さえ部５４が第２基台部５３側の根元部分を支点として厚み方向（その延長方向に対して垂直な方向）に撓むことによって弾性変形し、厚み方向に弾性力を提供する。押圧部材５０は、たとえば、樹脂、金属で弾性変形しうる形状に形成されている。さらに、第１基台部５１には、押圧部材５０を取付け用壁部３２に取り付けたときに、爪部３３に対応する位置に係合穴５５が形成されている。係合穴５５は、爪部３３が嵌まる大きさの凹部であってもよいし、第１基台部５１を厚み方向に貫通する貫通穴であってもよい。

本実施形態によるコンデンサ１０のラジエータ２０への取付け作業を説明すると、まず、熱交換器の組付けの準備工程として、コンデンサ１０に対して、上下のブラケット１６，１７の組付けを行う。このブラケットの組付け工程は、車幅方向の片側の上下のブラケット１６，１７の組付けともう一方側の上下のブラケット１６，１７の組付けとを片側ずつ行うか、または車幅方向の上下４個のブラケット１６，１７の組付けを同時に行うようにする。そして、上下のブラケット１６，１７をコンデンサ１０のヘッダータンク１２，１３の上下両端部付近に同時に配置するときに、上下の樹脂製のブラケット１６，１７を配置する位置を治具等により規定することによって、その上下のブラケットをラジエータ２０側の係合爪２４および支持部材２５のそれぞれに適切に係合できるように設置する。

そして、コンデンサ１０に設置された下側のブラケット１７の脚部１７ｂを左右同時にラジエータ２０の支持部材２５の凹部に嵌め、この嵌め合い部分を支点としてコンデンサ１０の上部をラジエータ２０側に近づけ、上側のブラケット１６を、左右同時にラジエータ２０の係合爪２４が係合穴１６ｃに嵌まるように係合爪２４に係合させる。これにより、コンデンサ１０は、係合凸部（係合爪２４）とこの係合凸部が係止される係止部との係合によってラジエータ２０に連結され、両者は一体型の熱交換器として車両に設置される。

しかしながら、樹脂製のブラケット１６とコンデンサ１０との嵌合等による組立てや、ブラケット１７とコンデンサ１０との嵌合等による組立ての工程において、たとえば設計公差や製造後の寸法誤差等により、両者が嵌め合うときに両者間に隙間が生じ、両者が組み立てられた状態でがたつきが生じることがある。このがたつきは、コンデンサ１０がラジエータ２０に対して、２つの熱交換器が積層される方向、つまり車両の前後方向（空気が熱交換器を通過する方向）に動くような遊びを生じさせる。また、このようながたつきは、ブラケット１６と係合爪２４の係合や、ブラケット１７と支持部材２５との係合に関しても、生じることがある。これらのことから、コンデンサ１０がラジエータ２０に対して位置ずれしたり、不所望な姿勢で固定されたりすることが起こる。また、このようながたつきが発生する要因としては、コンデンサ１０の各部およびラジエータ２０の各部に関するろう付け後の寸法が、チューブ１１ａあるいはコルゲートフィン１１ｂの表面に塗布またはクラッドされているろう材の溶融により縮小することや、この縮小度合いが製品ごとにばらつくことも考えられる。以上のことから、実際の使用において、振動が発生して異音が発生したり、ブラケットやその他の部品の磨耗が促進されたり、熱交換器のフィン等の損傷が誘発されたりする。

そこで、本実施形態では、前述の押圧部材５０をコンデンサ１０の組付け前にラジエータ２０とコンデンサ１０との間に存在させておき、コンデンサ１０をラジエータ２０に組付けるようにすることにより、押圧部材５０の弾性力を利用して、前述のような位置ずれや不所望な姿勢での組付けを回避することができる。

具体的には、図４に示すように、複数個の押圧部材５０のそれぞれを、コンデンサ１０の側方に位置する取付け用壁部３２が第１基台部５１と第２基台部５３との隙間に嵌まるように車両前方側から車両後方に深く装着する。押圧部材５０を車両後方に深く嵌めていくと、第１基台部５１の先端部分が取付け用壁部３２に形成された爪部３３に当たり、爪部３３に乗り上げて外方に撓む。さらに深く嵌めていくと係合穴５５が爪部３３に到達した所で係合穴５５に爪部３３が嵌まり込み、爪部３３の側部が係合穴５５の内周面部に当接して拘束され、押圧部材５０は、第１基台部５１と第２基台部５３とで取付け用壁部３２を挟持した状態で、シュラウド３０に確実に係止されるようになる（図５および図６参照）。図５は押圧部材５０を取り付けた状態を示す部分斜視図であり、図６はコンデンサ１０、ラジエータ２０、押圧部材５０およびシュラウド３０の位置関係を示した部分断面平面図である。このように押圧部材５０がシュラウド３０に装着された状態では、押さえ部５４の車両後方側の端面は、サイドプレート２６，２７のリブ２６ａ，２７ａの車両前方側の端面にそれぞれ突き当たっている。なお、図６では、押さえ部５４が、サイドプレート２７のリブ２７ａの車両前方側の端面と気液分離器１８の車両後方側の側面とにそれぞれ突き当たる状態を示している。

次に、前述した係合手段によってコンデンサ１０をラジエータ２０に組付ける作業を行い、コンデンサ１０がラジエータ２０に一体に連結されると、コンデンサ１０の気液分離器１８、ヘッダータンク１２，１３等が押さえ部５４の車両前方の端面に押し付けられる。このため、押さえ部５４には車両後方に外力が作用し、押さえ部５４の屈曲部５２を支点とする撓みによって、さらにコンデンサ１０側の突き当たる部分を車両前方に押し返す作用力が働く。このように、コンデンサ１０は押圧部材５０の反力によって車両前方に押し付けられるため、コンデンサ１０をラジエータ２０に取り付ける際に、生じ得るがたつきを吸収することができる。

本実施形態の熱交換器の組付け構造がもたらす作用効果について述べる。この熱交換器の組付け構造は、冷媒と空気との間で熱交換が行われるコア部１１（第１のコア部）を有するコンデンサ１０（第１の熱交換器）と、水と空気との間で熱交換が行われるコア部２１（第２のコア部）を有するラジエータ２０（第２の熱交換器）とを、第１のコア部と第２のコア部とが重なる姿勢で一体に組み付ける熱交換器の組付け構造である。

この組付け構造は、コンデンサ１０およびラジエータ２０のいずれか一方に設けられる樹脂製のブラケット１６，１７と、ブラケット１６，１７に設けられ、係合爪２４および係合爪２４が係合される腕部１６ｂのうちいずれか一方である係合手段と、弾性を有する部材であり、弾性変形したときの弾性力によって、ラジエータ２０に接近する方向に、または遠ざかる方向にコンデンサ１０を押す押圧部材５０と、を備える。さらに、一方の係合手段と他方の係合手段とが係合している状態で、コンデンサ１０は、押圧部材５０の弾性力によって上記接近する方向または上記遠ざかる方向に押され、ラジエータ２０に一体に組み付けられる。

この構成によれば、コンデンサ１０とラジエータ２０の間に押圧部材５０を介在させ、弾性変形させた押圧部材５０の弾性力によって、コンデンサ１０がラジエータ２０に対して遠ざかる方向に押されるため、組付け工程において、コンデンサ１０が一方向に外力を受け、コンデンサ１０をラジエータ２０に対して前後方向に変位しないように保持する。これにより、組付け工程におけるコンデンサ１０のがたつきが抑えられ、コンデンサ１０を不所望な姿勢で固定することがなくなり、組付けの作業性を向上することができる。さらに、製品使用時の振動に起因する異音の発生、樹脂製部品等の早期の磨耗、熱交換器のフィンの損傷等を低減でき、製品性の向上、製品寿命の向上が図れる熱交換器の組付け構造を提供することができる。また、この構成によれば、従来の熱交換器の組付け構造のような位置調整に寄与するゴムを介したボルトによる締付け構造を不要にできるため、製品のコスト低減が図れる。

また、押圧部材５０は、コンデンサ１０とラジエータ２０との間に介在され、弾性変形による弾性力をコンデンサ１０およびラジエータ２０に作用させる。この構成によれば、弾性変形させた押圧部材５０の弾性力は、コンデンサ１０をラジエータ２０に対して遠ざかる方向に作用するとともに、ラジエータ２０にはコンデンサ１０に対して遠ざかる方向に作用するようになる。これにより、組付け工程において、押圧部材５０は弾性力によりラジエータ２０側にしっかりと保持された状態で、コンデンサ１０を押す。したがって、コンデンサ１０は押圧部材５０によってより安定的な保持力が得ることができる。このため、コンデンサ１０のがたつきの抑制効果を一層高めることができる。

また、コンデンサ１０は、車両の前部に搭載される空調用のコンデンサであり、ラジエータ２０はコンデンサ１０よりも車両後方側に搭載され、エンジンの冷却水が流通するラジエータである。さらに押圧部材５０は、コンデンサ１０およびラジエータ２０と一体となって車両に搭載される送風機を備えるシュラウド３０に装着されている。さらに押圧部材５０の弾性力は、ラジエータ２０のサイドプレート２６，２７に側方に突出するように形成されたリブ２６ａ，２７ａに対して車両後方に作用するとともに、コンデンサ１０に対して車両前方に作用する。

この構成によれば、押圧部材５０は、コンデンサ１０およびラジエータ２０と一体となったシュラウド３０に装着されるため、クーリングモジュールを構成する既存の部品であるシュラウド３０を用いて押圧部材５０を保持することができる。さらに押圧部材５０はラジエータ２０のサイドプレート２６，２７に形成されたリブ２６ａ，２７ａの側面にその弾性力を作用させるため、ラジエータ２０からの反作用力によって確実に保持され、このラジエータ２０からの保持力を反力としてコンデンサ１０を押圧することができる。したがって、シュラウド３０、ラジエータ２０およびコンデンサ１０が押圧部材５０を介して作用および反作用の関係になり、安定した状態でのコンデンサ１０の組付けが実施される。

（第２実施形態）
第２実施形態では、第１実施形態の熱交換器の組付け構造の他の形態について図７を用いて説明する。図７は第２実施形態において、コンデンサ１０、ラジエータ２０および押圧部材６０の位置関係を示した部分断面平面図である。なお、二点鎖線で示した押圧部材６０は、装着前の状態である。図７において前述の第１実施形態で説明した図面中と同一符号を付した構成部品は、同様の構成部品であり、同様の作動をし、同様の作用効果を奏するものである。

図７に示すように、本実施形態の熱交換器の組付け構造は、第１実施形態の熱交換器の組付けに対して押圧部材６０をラジエータ２０の側方から装着することに特徴がある。さらに、押圧部材６０は、ラジエータ２０の車幅方向の両端部に設けられるサイドプレート２６，２７にラジエータ２０の側方に突出するように形成されたリブ２６ａ，２７ａに装着される。このリブ２６ａ，２７ａはサイドプレート２６，２７の車両前後方向の両端部から側方（外方）に突出しており、サイドプレート２６，２７はコの字状に形成されている。

押圧部材６０は、リブ２６ａ，２７ａの所定の箇所に装着された状態で前述の係合手段によりコンデンサ１０がラジエータ２０に組み付けられたときに、外力を受けて弾性変形し変形前の状態に戻ろうとする弾性力によって、ラジエータ２０（第２の熱交換器）に対して遠ざかる方向にコンデンサ１０（第１の熱交換器）を押す押圧部材である。押圧部材６０は、基台部６１と、基台部６１を基点として垂直に延びるよう設けられる第１押さえ部６２と、第１押さえ部６２と所定間隔をあけて第１押さえ部６２と平行に基台部６１を基点として延びる第２押さえ部６３と、が一体となって構成される弾性を有する部材である。第１押さえ部６２と第２押さえ部６３との間の所定間隔は、リブ２６ａ，２７ａの厚み寸法に略等しくなっている。

第１押さえ部６２および第２押さえ部６３のそれぞれは基台部６１を支点としてその厚み方向に撓むことによって弾性変形するようになっている。押圧部材６０は、第１押さえ部６２が基台部６１側の根元部分を支点として厚み方向（その延長方向に対して垂直な方向、または車両の前後方向）に撓むことによって弾性変形し、接触しているコンデンサ１０に対して厚み方向に弾性力を提供する。押圧部材６０は、たとえば、樹脂、金属で弾性変形しうる形状に形成されている。さらに、第２押さえ部６３には、押圧部材６０をリブ２６ａ，２７ａに取り付けたときに、リブ２６ａ，２７ａに形成された爪部（図示しない）に対応する位置に係合穴（図示しない）が形成されている。この係合穴と爪部とが係り合うことにより、押圧部材６０はラジエータ２０に固定される。

このような押圧部材６０をコンデンサ１０の組付け前にラジエータ２０とコンデンサ１０との間に存在させておき、コンデンサ１０をラジエータ２０に組付けるようにすることにより、押圧部材５０の弾性力を利用して、前述のような位置ずれや不所望な姿勢での組付けを回避することができる。

具体的には、図７に示すように、複数個の押圧部材６０（図７の二点鎖線部）を、ラジエータ２０のリブ２６ａ，２７ａの所定の箇所にリブ２６ａ，２７ａが第１押さえ部６２と第２押さえ部６３との隙間に嵌まるようにラジエータ２０の側方（車幅方向の外方）から内方に向かって（図７の白抜き矢印方向）深く装着する。押圧部材６０を内方に深く嵌めていくと、第２押さえ部６３の先端部分がリブ２６ａ，２７ａに形成された爪部に当たり、爪部に乗り上げて外方に撓む。さらに深く嵌めていくと第２押さえ部６３の係合穴が爪部に到達した所で係合穴に爪部が嵌まり込み、爪部の側部が係合穴の内周面部に当接して拘束される。そして、押圧部材６０は、第１押さえ部６２と第２押さえ部６３とでリブ２６ａ，２７ａを挟持した状態で、ラジエータ２０に確実に係止されるようになる（図７の実線部）。

次に、前述した係合手段によってコンデンサ１０をラジエータ２０に組付ける作業を行い、コンデンサ１０がラジエータ２０に一体に連結されると、コンデンサ１０の気液分離器１８、ヘッダータンク１２，１３等が第１押さえ部６２の車両前方側の端面に押し付けられる。このため、第１押さえ部６２には車両後方に外力が作用し、第１押さえ部６２の基台部６１を支点とする撓みによって、さらにコンデンサ１０側の突き当たっている部分を車両前方に押し返す作用力が働く。このように、押圧部材６０の弾性力は、リブ２６ａ，２７ａに対して車両の後方に作用するとともに、コンデンサ１０に対して車両の前方に作用する。したがって、コンデンサ１０は押圧部材６０の反力によって車両前方に押し付けられるため、コンデンサ１０をラジエータ２０に取り付ける際に、生じ得るがたつきを吸収することができる。

以下、本実施形態の熱交換器の組付け構造による作用効果について述べる。押圧部材６０は、ラジエータ２０のサイドプレート２６，２７にラジエータ２０の側方に突出するように形成されたリブ２６ａ，２７ａに装着されており、押圧部材６０の弾性力は、リブ２６ａ，２７ａに対して車両の後方に作用するとともに、コンデンサ１０に対して車両の前方に作用する。

この構成によれば、押圧部材６０は、ラジエータ２０のサイドプレート２６，２７に側方に突出するように形成されたリブ２６ａ，２７ａに装着されることにより、ラジエータ２０の補強部材である既存のサイドプレート２６，２７を用いて押圧部材６０を保持することができる。さらに押圧部材６０はラジエータ２０のサイドプレート２６，２７に形成されたリブ２６ａ，２７ａの側面にその弾性力を作用させるため、ラジエータ２０からの反作用力によって確実に保持され、このラジエータ２０からの保持力を反発力としてコンデンサ１０を押圧することができ、コンデンサの組付けを安定した状態で実施できる。また、押圧部材６０は、ラジエータ２０の側方に突出するリブ２６ａ，２７ａに装着されるため、押圧部材６０をラジエータ２０の側方から取り付けることが可能になり、その取付け作業の自由度が向上する。

さらに、押圧部材６０は、ラジエータ２０の側方から取り付けるようにできるため、押圧部材６０をシュラウド３０に取り付ける場合に比べてコンデンサ１０を外さなくても押圧部材６０の取り外しが可能になり、保守時の作業効率が向上する。また、コンデンサ１０を取り外さなくても、電動ファンが外せるため、コンプレッサ１０の冷媒の取り扱いに注意するともなく、保守時の作業効率が向上する。

また、本実施形態によれば、シュラウド３０をコンデンサ１０側にまで延長できる構成が採用できなくても、押圧部材６０をその設置箇所が制限されることなく、取り付けることができる。また、ブラケットの設置箇所がどこであっても、確実な組付けが実現できる熱交換器の組付け構造が得られる。

（第３実施形態）
第３実施形態では、第１実施形態の熱交換器の組付け構造の他の形態について図８を用いて説明する。図８は、第３実施形態において押さえ部が一体に形成されたブラケット１６Ａ、コンデンサ１０およびラジエータ２０との関係を示した部分断面平面図である。図８において前述の第１実施形態で説明した図面中と同一符号を付した構成部品は、同様の構成部品であり、同様の作動をし、同様の作用効果を奏するものである。

図８に示すように、本実施形態の熱交換器の組付け構造は、第１実施形態の熱交換器の組付けに対してラジエータ２０を弾性力によって押圧する押さえ部が樹脂製のブラケット１６Ａに形成されている点に特徴がある。樹脂製のブラケット１６Ａには、その外面部に一体に形成されて弾性変形する腕部７１と、腕部７１の端部に一体に設けられる押さえ部７３と、腕部７１と押さえ部７３を連結する屈曲部７２と、が形成されている。腕部７１は、ブラケット１６Ａと同じ材質であり、ブラケット１６Ａの外面部から車両後方に延びる形状であり、その端部に車幅方向に延びる押さえ部７３とつながっている。腕部７１と押さえ部７３との接続部分には、腕部７１および押さえ部７３と一体に同材質で形成された屈曲部７２が設けられ、屈曲部７２は、押さえ部７３がラジエータ２０のリブ２６ａ，２７ａをできるだけ大きな面積で押えるように、腕部７１が延びる方向を変更する役目がある。また、腕部７１および屈曲部７２は、前述の係合手段によってコンデンサ１０がラジエータ２０に組み付けられたときに、コンデンサ１０が車両後方に押されることによる外力を受けて撓んで弾性変形し、その復元力によって押え部７３はラジエータ２０に車両後方に押圧力を提供する。このため、押さえ部７３にはラジエータ２０から車両前方に押し返す作用力が働く。このように、腕部７１および屈曲部７２の弾性力は、リブ２６ａ，２７ａに対して車両の後方に作用するとともに、反発力としてコンデンサ１０に対して車両の前方に作用する。したがって、コンデンサ１０はブラケット１６Ａの弾性変形する部分の反力によって車両前方に押し付けられるため、コンデンサ１０をラジエータ２０に取り付ける際に、生じ得るがたつきを吸収することができる。

以下、本実施形態の熱交換器の組付け構造による作用効果について述べる。本実施形態の押圧部材は、樹脂製のブラケット１６Ａに一体に形成されて弾性変形する腕部７１と、腕部の端部に一体に設けられる押さえ部７３とによって構成される。さらに、コンデンサ１０とラジエータ２０が組み付けられた状態で、コンデンサ１０はブラケット１６Ａの弾性変形部分によってラジエータ２０から遠ざかる方向に押圧される。

この構成によれば、コンデンサ１０は、樹脂製のブラケット１６Ａに一体に形成され、弾性変形する腕部７１の端部に一体に設けられる押さえ部７３によって、ラジエータ２０から遠ざかる方向に押圧される。このような樹脂製のブラケット１６Ａをコンデンサ１０に取り付け、コンデンサ１０をラジエータ２０に係合手段によって組付けるようにすることにより、ブラケット１６Ａの弾性変形に起因する反力を利用して、前述のような位置ずれや不所望な姿勢での組付けを回避することができる。また、コンデンサ１０とラジエータ２０とを組み付けるためのブラケット１６Ａを利用して押さえ部７３を形成するため、部品が削減できるとともに、ブラケットの装着と同時に押圧部材を設置することができるため、組立てに要する工数を削減することができる。また、押圧部材とブラケットを別部品とする場合に比べて、押圧部材を取付け可能な場所とブラケットの取付け場所とが近接している場合であっても、押圧部材を取り付けるための空きスペースを確保する必要がない。

（その他の実施形態）
上述の実施形態では、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。

上記実施形態において、樹脂製のブラケット１６やブラケット１７は第１の熱交換器であるコンデンサ１０に設けられているが、この形態に限定されるものではない。たとえば第２の熱交換器であるラジエータ２０にブラケット１６やブラケット１７を設けるようにしてもよい。

また、上記実施形態における樹脂製のブラケットは、コンデンサ１０やラジエータ２０などの熱交換器とは別個の部品であり、組み付けられる構造であるが、熱交換器と一体に形成された部品であってもよい。

また、上記実施形態の押圧部材５０は、弾性変形したときの弾性力によって、ラジエータ２０（第２の熱交換器）から遠ざかる方向にコンデンサ１０（第１の熱交換器）を押す部材であるが、この方向に押すことには限定されない。たとえば、押圧部材５０は、コンデンサ１０の車両前方側の部位に接触し、ラジエータ２０に接近する方向にコンデンサ１０を押すように配置してもよい。このような押圧方向によっても、コンデンサ１０は押圧部材５０によってラジエータ２０側に押し付けられるため、ラジエータ２０に対するコンデンサ１０のがたつきを抑制し、コンデンサ１０とラジエータ２０との位置関係が適切に設定され、確実な組付けが行われる。

１０…コンデンサ（第１の熱交換器）
１１…コア部（第１のコア部）
１６，１７…ブラケット
１６Ａ…ブラケット（押圧部材）
１６ｂ…腕部（係止部）
２０…ラジエータ（第２の熱交換器）
２１…コア部（第２のコア部）
２４…係合爪（係合凸部）
２６，２７…サイドプレート
２６ａ，２７ａ…リブ
３０…シュラウド
５０，６０…押圧部材
７１…腕部
７３…押さえ部

Claims (2)

1. 内部流体と外部流体との間で熱交換が行われる第１のコア部（１１）を有する第１の熱交換器（１０）と、内部流体と前記外部流体との間で熱交換が行われる第２のコア部（２１）を有する第２の熱交換器（２０）とが、前記第１のコア部と前記第２のコア部とを重ねた姿勢で一体に組み付けられる熱交換器の組付け構造であって、
   前記第１の熱交換器および前記第２の熱交換器のいずれか一方に設けられる樹脂製のブラケット（１６，１７）と、
   前記樹脂製のブラケットに設けられ、係合凸部（２４）および前記係合凸部が係合される係止部（１６ｂ）のうちいずれか一方である係合手段と、
   弾性を有する部材であり、弾性変形したときの弾性力によって、前記第２の熱交換器に対して接近する方向にまたは遠ざかる方向に前記第１の熱交換器を押す押圧部材（５０，６０，１６Ａ）と、
   を備え、
   前記一方の係合手段と前記他方の係合手段とが係合している状態で、前記第１の熱交換器は、前記押圧部材の前記弾性力によって前記接近する方向または前記遠ざかる方向に押され、前記第２の熱交換器に一体に組み付けられ、
   前記押圧部材は、前記第１の熱交換器と前記第２の熱交換器との間に介在され、前記弾性力を前記第１の熱交換器および前記第２の熱交換器に作用させ、
   さらに前記第１の熱交換器は、車両の前部に搭載される空調用のコンデンサ（１０）であり、前記第２の熱交換器は前記コンデンサよりも前記車両の後方側に搭載され、エンジンの冷却水が流通するラジエータ（２０）であり、
   前記押圧部材は、前記コンデンサおよび前記ラジエータと一体となって前記車両に搭載される送風機を備えるシュラウド（３０）に装着されており、
   前記押圧部材の前記弾性力は、前記ラジエータのサイドプレート（２６，２７）に側方に突出するように形成されたリブ（２６ａ，２７ａ）に対して前記車両の後方に作用するとともに、前記コンデンサに対して前記車両の前方に作用することを特徴とすることを特徴とする熱交換器の組付け構造。
2. 内部流体と外部流体との間で熱交換が行われる第１のコア部（１１）を有する第１の熱交換器（１０）と、内部流体と前記外部流体との間で熱交換が行われる第２のコア部（２１）を有する第２の熱交換器（２０）とが、前記第１のコア部と前記第２のコア部とを重ねた姿勢で一体に組み付けられる熱交換器の組付け構造であって、
   前記第１の熱交換器および前記第２の熱交換器のいずれか一方に設けられる樹脂製のブラケット（１６，１７）と、
   前記樹脂製のブラケットに設けられ、係合凸部（２４）および前記係合凸部が係合される係止部（１６ｂ）のうちいずれか一方である係合手段と、
   弾性を有する部材であり、弾性変形したときの弾性力によって、前記第２の熱交換器に対して接近する方向にまたは遠ざかる方向に前記第１の熱交換器を押す押圧部材（１６Ａ）と、
   を備え、
   前記一方の係合手段と前記他方の係合手段とが係合している状態で、前記第１の熱交換器は、前記押圧部材の前記弾性力によって前記接近する方向または前記遠ざかる方向に押され、前記第２の熱交換器に一体に組み付けられ、
   前記押圧部材は、前記第１の熱交換器と前記第２の熱交換器との間に介在され、前記弾性力を前記第１の熱交換器および前記第２の熱交換器に作用させ、
   さらに前記押圧部材は、前記樹脂製のブラケット（１６Ａ）に一体に形成されて弾性変形する腕部（７１）と、前記腕部の端部に一体に設けられて前記ラジエータを押さえる押さえ部（７３）とによって構成され、
   前記一方の係合手段と前記他方の係合手段とが係合している状態で、前記第１の熱交換器は、前記押さえ部が受ける前記ラジエータからの反力によって前記遠ざかる方向に押圧されることを特徴とする熱交換器の組付け構造。

Images