JP6363390B2 - 複数熱交換器の接続構造 - Google Patents

Description

本発明は、複数の熱交換器を連結して、エンジンルーム等の取付部材に取付けるための構造に関する。

下記特許文献には、建築機械用の複数の熱交換器間を接続する取付枠体が記載されている。
これは、建設機械に用いるラジエータと、アフタークーラと、オイルクーラとの三つの熱交換器を並列して保持し、それを車両の本体フレームに固定するものである。そのために、両側に一対の縦プレートを配置し、その上端間を上プレートで連結し、下端間を下プレートにより連結している。
その縦プレートは断面コ字状に形成され、下プレートは断面Ｌ字状に形成されている。一対の縦プレートにラジエータの一側部およびオイルクーラの一側部を把持し、それらの下端を下プレートで支持し、上端を上プレートで支持している。なお、上プレートは平板状であり、それぞれの熱交換器の上端部の形状に整合するように形成されている。
これらの部材は、一例として、互いに溶接またはビス等により接続されて、枠体を形成している。

特開２００６−３３５３２９

従来型の取付枠体は、上述のような構造をしているため、取付枠体自体の重量が重くなる欠点があった。さらにこれらは、枠体とそれぞれの熱交換器との間に塵埃が入り込まないようにシール用のパッキンを介在させる。そのため、その分の重量も大きくなる。
また熱交換器をメンテナンスするため、各熱交換器を枠体の上方から持ち上げて取外す必要があり、特に建設機械用の大型熱交換器の着脱が面倒である欠点があった。また、上プレートの形状が熱交換器の高さに依存して決定されるため、熱交換器自体に寸法誤差などがあると、上端部の固定が困難になるおそれがあった。

そこで、本発明は取付に使用する部材を可能な限り減らすことにより、構造が簡単で、全体が軽量化でき、それに伴い製造コストを抑えられる複数熱交換器の接続構造を提供するものである。

請求項１に記載の発明は、それぞれの平面方向に並列した第１熱交換器１と第２熱交換器２とを有し、
前記第１熱交換器１のコア１ａの幅方向両側には、それぞれ断面コ字状の第１サイドメンバー３が取り付けられ、
前記第２熱交換器２のコア２ａの幅方向両側には、それぞれ断面コ字状の第２サイドメンバー４が取り付けられ、
前記第１熱交換器１および第２熱交換器２の下端は、それらの下端を支持する断面Ｌ字状の第１プレート７により接続され、
前記第１熱交換器１および第２熱交換器２の上部間は、第２プレート８により接続され、
前記第１熱交換器１および第２熱交換器２の全幅方向の両端に位置する第１サイドメンバー３の側壁部と第２サイドメンバー４の側壁部を介して固定される第３熱交換器１８により、第１熱交換器１と第２熱交換器２とが互いに接続されており、
前記第１プレート７および第２プレート８が各熱交換器１，２の全幅方向の両端に位置する第１サイドメンバー３の側壁部と第２サイドメンバー４の側壁部に接続されていることにより、前記第１熱交換器１および前記第２熱交換器２の上下が固定されており、
前記第３熱交換器１８の一対のタンクに夫々ブラケット１７が取付けられ、
その両ブラケット１７を介して筋交い機能を有する第３熱交換器１８が前記第１熱交換器１および第２熱交換器２の全幅方向の両端に位置する第１サイドメンバー３と第２サイドメンバー４に接続されていることを特徴とする複数熱交換器の接続構造である。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の複数熱交換器の接続構造において、
前記第１熱交換器(1)の下端に一対の第１係止ピン(5)が突設され、
前記第２熱交換器(2)の下端に一対の第２係止ピン(6)が突設され、
前記第１プレート(7)は、Ｌ字の平面(7a)に一対の第１ピン挿通部(9)と、一対の第２ピン挿通部(10)とが突設され、
第１熱交換器(1)の一対の第１係止ピン(5)が一対の前記第１ピン挿通部(9)に挿通されると共に、第２熱交換器(2)の一対の第２係止ピン(6)が一対の前記第２ピン挿通部(10)に挿通され、
第１プレート(7)のＬ字の壁面(7b)の長手方向の両端に穿設した下端ビス孔(11)が、前記第１熱交換器(1)および第２熱交換器(2)の第１サイドメンバー(3)、第２サイドメンバー(4)の各下端に設けたビス孔(14)と整合されて、そこに締結ビス(12)を介して、第１プレート(7)により各熱交換器(1)(2)の下端間が締結固定され、
前記第２プレート(8)は、少なくとも４つの上端ビス孔(13)が穿設され、
第１熱交換器(1)および第２熱交換器(2)の一対の第１サイドメンバー(3)および一対の第２サイドメンバー(4)の上端にそれぞれ穿設されたビス孔(14)が、前記第２プレート(8)の４つの各上端ビス孔(13)に整合して、そこに締結ビス(12)を介して、第２プレート(8)により各熱交換器(1)(2)の上端間が締結固定された複数熱交換器の接続構造である。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の複数熱交換器の接続構造において、
第２熱交換器(2)は、その一対の第２サイドメンバー(4)の各下端に、高さ調整用の一対の延長部材(15)がそれぞれ突設され、その下端がＬ字に曲折されて、そのＬ字の下面に前記第２係止ピン(6)が下方に突設され、
両延長部材(15)間の中間に第２熱交換器(2)の熱交換媒体接続用のフランジ(16)が配置された複数熱交換器の接続構造である。

本発明の複数熱交換器の接続構造は、各熱交換器１、２のコ字状の各サイドメンバー３、４の側壁部を介して第３熱交換器１８を固定するものである。
そのため、第３熱交換器１８を介して、各熱交換器１、２の連結が強固になる。
また、各熱交換器１、２の下端間がＬ字状の第１プレートにより支持され、それらの上部間が第２プレートにより接続され、各熱交換器１、２の各サイドメンバー３、４間を一対のブラケット１７を介して筋交い機能を有する第３熱交換器１８の両端を固定したものである。
そのため、一対の各熱交換器１、２の各重量を第１プレート７で支持しつつ、第１プレート７および第２プレート８により両熱交換器１、２間を保持しつつ、筋交い機能を有する第３の熱交換器１８により各熱交換器１、２の幅方向が固定されるので、最小の接続部品で各熱交換器１、２間を接続できる効果があるとともに、各熱交換器１、２がより強固に連結される。

請求項３に記載の複数熱交換器の接続構造は、各熱交換器１、２の各係止ピン５、６が、第１プレート７の各ピン挿通部９、10に挿通された状態で、第１プレート７の壁面7bが、各熱交換器１、２に締結ビス12を介して締結されて、その第１プレート７により各熱交換器の下端間が連結され、第２プレート８が各熱交換器１、２に締結ビス12を介して締結され、その第２プレート８により各熱交換器１、２の上端間を締結固定したものである。
そのため、簡易な方法で、第１熱交換器１及び第２熱交換器２を固定することができる。

請求項４に記載の複数熱交換器の接続構造は、第２熱交換器２の第２サイドメンバー４の各下端に、高さ調整用のＬ字状の一対の延長部材15が突設され、その下面に第２係止ピン６が下方に突設され、両延長部材15間の中間に第２熱交換器２の熱交換媒体接続用のフランジ16が配置されたものである。
そのため、隣り合う各熱交換器１、２のコア高さを調整し、一対の延長部材15間にフランジ16を配置することができ、それに配管を容易に接続することができる。

本発明の複数熱交換器の接続構造に用いる熱交換器および支持部材の分解斜視図。 同組立て状態を示す斜視図。 同背面図。 同正面図。

次に、図面に基づいて本発明の実施の形態につき、説明する。
本発明は、複数熱交換器の接続構造であり、一例として、ラジエータとオイルクーラとを接続するものである。

（第１熱交換器１の構造）
第１熱交換器１は、この例ではコルゲートフィン型のものであり、多数の偏平チューブとコルゲートフィンとが交互に配置された第１コア1aと、各偏平チューブの両端が貫通するタンクと、第１コア1aの両側に配置された一対のサイドメンバー３とを有する。
各タンクには、被冷却媒体の出入り口パイプが設けられている。さらに、図４に示す如く、下部のタンクの底面には、一対の第１係止ピン５が互いに離間して突設される。
そして、タンクの両側壁にビス孔を有するナットが固定されており、それに締結ビスを介して、サイドメンバーが取付けられる。第１熱交換器１の一対の第１サイドメンバー３は、断面コ字状に形成されている。また、第１サイドメンバー３の側壁には、この例では後述する第１プレート７と、第２プレート８、第３熱交換器18を取り付けるためのビス孔14が穿設されている。

（第２熱交換器２の構造）
図４に示す如く、第２熱交換器２は、この例ではコルゲートフィン型のものであり、その第２コア2aの構造は、第１熱交換器１の第１コア1aと同じで、その高さが異なる。
その第２熱交換器２の底面には、被冷却媒体の出入り口用のフランジ16が突設されている。さらに、第２熱交換器２の一対の第２サイドメンバー４には、その下端にＬ字状の延長部材15が一体に設けられ、それらの間に前記フランジ16が配置されている。フランジ16の高さは、延長部材15の高さより低い。これにより、第２熱交換器２のフランジ16と第１プレート７とが干渉することを防止している。
また、この延長部材15の底面には、第２係止ピン６が突設形成されている。また、第２サイドメンバー４の側壁には、第１サイドメンバー３と同様、ビス孔14が適宜位置に穿設されている。

（第１プレート７及び第２プレート８の構造）
次に、両熱交換器１、２の下端間を接続する第１プレート７は、平面7aと壁面7bとからなり断面Ｌ字状に形成されたものである。第１プレート７の平面7a上には、図４に示すごとく、その両端部に図示しないボルト孔が穿設され、そこに固定ナット20が接合されている。そして、この固定ナットに図示しないボルトを介して、第１プレート７が車体フレーム等の強度メンバー22に螺着締結される。
また、その平面7aには、一対づつの第１ピン挿通部９と第２ピン挿通部10とが突設されている。その第１ピン挿通部９、第２ピン挿通部10は、平面7a上に溶接またはろう付け等の手段により固定される。これらの第１ピン挿通部９、第２ピン挿通部10には、図示しないカラー状のゴム材が嵌着される。

次に、第１プレート７の壁面7bには、その両端部に下端ビス孔11が設けられている。この下端ビス孔11は複数の熱交換器の各サイドメンバーの下方のビス孔14に整合する位置にそれぞれ配置されている。
そして、第１ピン挿通部９に第１熱交換器１の第１係止ピン５が、第２ピン挿通部に10に第２熱交換器２の第２係止ピン６がそれぞれ挿入される（図１および図４参照）。
次に、第２プレート８が、第１熱交換器１と第２熱交換器２の上部間を連結する。この第２プレート８は、アングル状に形成され、その側壁に複数の上端ビス孔13が設けられている。この上端ビス孔13は、熱交換器の各サイドメンバーの上方のビス孔14に整合する位置にそれぞれ整合して、この例では４つ穿設されている。

（第１熱交換器１と第２熱交換器２の取付）
第１熱交換器１と第２熱交換器２は、それぞれ被冷却媒体が縦向きに流通するように取り付けられる。
一例として、第１プレート７と第２プレート８を各熱交換器１、２に取付けるには、次のようにする。先ず、第１プレート７の第１ピン挿通部９に第１熱交換器１の第１係止ピン５を、第２ピン挿通部に10に第２熱交換器２の第２係止ピン６をそれぞれ挿入する。
次に、第１熱交換器１の第１サイドメンバー３と第２熱交換器２の第２サイドメンバー４の各下端に設けたビス孔14と、第１プレート７の下端ビス孔11とを整合させ、各孔を締結ビス12により締結固定する。
次いで、第２プレート８の上端ビス孔13と、第１熱交換器１の第１サイドメンバー３および第２熱交換器２の第２サイドメンバー４の各ビス孔14とを整合して、それらの間を締結ビス12により締結固定する。これにより、第１熱交換器１と第２熱交換器２が連結される。
従来は、このような連結構造の強度を向上させるため筋交いを用いていたが、この例では、別体の第３熱交換器18を配置し、それを筋交いの替りとして用いる。一例として、第３熱交換器18は、インタークーラとすることができる。

（第３熱交換器18の取付）
第３熱交換器18の取付方法は、他の熱交換器と異なる。コアの構造は、横向きのコルゲートフィン型である。
第１熱交換器１と第２熱交換器２は被冷却媒体が縦向きに流通するように取り付けられたが、第３熱交換器18は、図２に示す如く、一対のブラケット17を介し、第１熱交換器１と第２熱交換器２とに横向きに取付けられる。その取付用の各ブラケット17は、第３熱交換器18のタンクに溶接やビス等により固定される。
第１および第２熱交換器１、２の第１サイドメンバー３、第２サイドメンバー４の側壁には、その高さ方向中間部にブラケット17を取り付けるためのビス孔14が設けられており、それとブラケット17のビス孔17a（図１）とを整合させ、締結ビス12によりそれらの間を締結固定する。これにより複数熱交換器の接続が完成する。
なお、第１熱交換器１と第２熱交換器２の連結体の最外側の中間部には、ブラケット19が溶接により取付けられ、それが連結部材21を介して車体フレーム等の強度メンバー22に固定される。

１ 第１熱交換器
1a 第１コア
２ 第２熱交換器
2a 第２コア
３ 第１サイドメンバー
４ 第２サイドメンバー
５ 第１係止ピン
６ 第２係止ピン
７ 第１プレート
7a 平面
7b 壁面
８ 第２プレート
９ 第１ピン挿通部
10 第２ピン挿通部

11 下端ビス孔
12 締結ビス
13 上端ビス孔
14 ビス孔
15 延長部材
16 フランジ
17 ブラケット
17a ブラケットビス孔
18 第３熱交換器
19 ブラケット
20 固定ナット
21 連結部材
22 強度メンバー

Claims (3)

1. それぞれの平面方向に並列した第１熱交換器（１）と第２熱交換器（２）とを有し、
   前記第１熱交換器（１）のコア（１ａ）の幅方向両側には、それぞれ断面コ字状の第１サイドメンバー（３）が取り付けられ、
   前記第２熱交換器（２）のコア（２ａ）の幅方向両側には、それぞれ断面コ字状の第２サイドメンバー（４）が取り付けられ、
   前記第１熱交換器（１）および第２熱交換器（２）の下端は、それらの下端を支持する断面Ｌ字状の第１プレート（７）により接続され、
   前記第１熱交換器（１）および第２熱交換器（２）の上部間は、第２プレート（８）により接続され、
   前記第１熱交換器（１）および第２熱交換器（２）の全幅方向の両端に位置する第１サイドメンバー（３）の側壁部と第２サイドメンバー（４）の側壁部を介して固定される第３熱交換器（１８）により、第１熱交換器（１）と第２熱交換器（２）とが互いに接続されており、
   前記第１プレート（７）および第２プレート（８）が各熱交換器（１）（２）の全幅方向の両端に位置する第１サイドメンバー（３）の側壁部と第２サイドメンバー（４）の側壁部に接続されていることにより、前記第１熱交換器（１）および前記第２熱交換器（２）の上下が固定されており、
   前記第３熱交換器（１８）の一対のタンクに夫々ブラケット（１７）が取付けられ、
   その両ブラケット（１７）を介して筋交い機能を有する第３熱交換器（１８）が前記第１熱交換器（１）および第２熱交換器（２）の全幅方向の両端に位置する第１サイドメンバー（３）と第２サイドメンバー（４）に接続されていることを特徴とする複数熱交換器の接続構造。
2. 請求項１に記載の複数熱交換器の接続構造において、
   前記第１熱交換器（１）の下端に一対の第１係止ピン（５）が突設され、
   前記第２熱交換器（２）の下端に一対の第２係止ピン（６）が突設され、
   前記第１プレート（７）は、Ｌ字の平面（７ａ）に一対の第１ピン挿通部（９）と、一対の第２ピン挿通部（１０）とが突設され、
   第１熱交換器（１）の一対の第１係止ピン（５）が一対の前記第１ピン挿通部（９）に挿通されると共に、第２熱交換器（２）の一対の第２係止ピン（６）が一対の前記第２ピン挿通部（１０）に挿通され、
   第１プレート（７）のＬ字の壁面（７ｂ）の長手方向の両端に穿設した下端ビス孔（１１）が、前記第１熱交換器（１）および第２熱交換器（２）の第１サイドメンバー（３）、第２サイドメンバー（４）の各下端に設けたビス孔（１４）と整合されて、そこに締結ビス（１２）を介して、第１プレート（７）により各熱交換器（１）（２）の下端間が締結固定され、
   前記第２プレート（８）は、少なくとも４つの上端ビス孔（１３）が穿設され、
   第１熱交換器（１）および第２熱交換器（２）の一対の第１サイドメンバー（３）および一対の第２サイドメンバー（４）の上端にそれぞれ穿設されたビス孔（１４）が、前記第２プレート（８）の４つの各上端ビス孔（１３）に整合して、そこに締結ビス（１２）を介して、第２プレート（８）により各熱交換器（１）（２）の上端間が締結固定された複数熱交換器の接続構造。
3. 請求項２に記載の複数熱交換器の接続構造において、
   第２熱交換器（２）は、その一対の第２サイドメンバー（４）の各下端に、高さ調整用の一対の延長部材（１５）がそれぞれ突設され、その下端がＬ字に曲折されて、そのＬ字の下面に前記第２係止ピン（６）が下方に突設され、
   両延長部材（１５）間の中間に第２熱交換器（２）の熱交換媒体接続用のフランジ（１６）が配置された複数熱交換器の接続構造。

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