JP6502652B2

JP6502652B2 - 熱交換器の取り付け構造

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Publication number: JP6502652B2
Application number: JP2014236454A
Authority: JP
Inventors: 誠堰合; 小泉　浩; 浩小泉; 佑介大島; 直也辻本
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Calsonic Kansei Corp
Priority date: 2014-11-21
Filing date: 2014-11-21
Publication date: 2019-04-17
Anticipated expiration: 2034-11-21
Also published as: JP2016097800A

Description

本発明は、車両に設けられる熱交換器の取り付け構造に関する。

特許文献１には、車両の空調装置のコンデンサをエンジンのラジエータに重ね合わせて取り付ける熱交換器の取り付け構造が開示されている。

上記の取り付け構造では、コンデンサの上下端部における左右近傍に４個の取付具が取り付けられる。コンデンサの下方側に設けられる２個の取付具がラジエータの下端部に設けられたフック部にそれぞれ係合してネジ止め固定される。そして、コンデンサの上方側に設けられる２個の取付具がラジエータの上端部にそれぞれネジ止め固定される。

特開２００２−１１４０２５号公報

しかしながら、このような従来の熱交換器の取り付け構造にあっては、車両に設けられるスペースによってコンデンサの取付具の位置や取り付け方向に制約を受ける場合に、ラジエータのネジ止め部に対するコンデンサの取付具の位置合わせが難しくなり、コンデンサの取り付け作業に手間がかか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、熱交換器の取り付け作業が速やかに行える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、車両に設けられる熱交換器の取り付け構造であって、熱交換器の一方の端部に設けられて支持側の摺動支持部に差し込まれる摺動ステーと、熱交換器の他方の端部に設けられて支持側の係止支持部に締結される締結部を有する固定ステーと、を備え、固定ステーは、熱交換器の取り付け時に摺動ステーが摺動支持部に差し込まれた状態で締結部との間に係止支持部が差し込まれるガイド部を有し、ガイド部は、締結部に対して摺動ステーから離れる方向に離して形成され、熱交換器が一方向に移動することで摺動ステーが摺動支持部に差し込まれた後に、熱交換器が逆方向に移動することで係止支持部が締結部とガイド部との間に差し込まれることを特徴とする熱交換器の取り付け構造が提供される。

上記態様によれば、熱交換器の取り付け時には、摺動ステーが摺動支持部に差し込まれた後に、締結部とガイド部との間に係止支持部が差し込まれる。このときに、ガイド部が係止支持部に係合して締結部が係止支持部から離れようとする動きを規制するため、締結部を係止支持部に締結する熱交換器の取り付け作業が速やかに行える。

本発明の実施形態に係る熱交換器の取り付け構造を示す正面図である。図１のII−II線に沿う断面図である。図１のIII−III線に沿う断面図である。熱交換器の取り付け動作を示す断面図である。熱交換器の取り付け動作を示す断面図である。熱交換器の取り付け動作を示す断面図である。

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、車幅方向を左右方向と称して説明する。

図１は、本実施形態に係る熱交換装置１を前方から見た正面図である。熱交換装置１は、車両のエンジンルームの前部に搭載される第１熱交換器１０と、第１熱交換器１０の前方に並んで配置される第２熱交換器５０と、を備える。

車両には、第２熱交換器５０の前方に車両走行風を取り入れる開口部(図示省略)が設けられる。第１熱交換器１０の後方にエンジンのラジエータ(図示省略)が設けられる。ラジエータの後方にファン（図示省略）が設けられる。熱交換装置１では、車両走行風またはファンによって送られる強制風が第２熱交換器５０、第１熱交換器１０、ラジエータを順に通過する。つまり、第１熱交換器１０と第２熱交換器５０とは、冷却空気(外気)が通過する方向に並んで設けられている。

第１熱交換器１０は、車両の空調装置（図示省略）に設けられるコンデンサである。

第１熱交換器１０は、中央部に設けられるコア部１２と、コア部１２の両端に設けられる対のタンク１１、１３と、を備える。第１熱交換器１０では、コンプレッサ（図示省略）から送られる冷媒が、配管が接続されるインレット（図示省略）から一方のタンク１１に流入し、コア部１２を循環した後に、他方のタンク１３からアウトレット（図示省略）に接続される配管を介して流出する。第１熱交換器１０では、コア部１２を循環する冷媒と、コア部１２を通過する冷却空気との間で熱交換が行われ、コンプレッサから送られる高温高圧のガス冷媒が凝縮液化する。

第１熱交換器１０は、４個のブラケット１５〜１９を介して車体（図示省略）に支持される。上下方向に延びる一方のタンク１１は、その上下端部がブラケット１５、１６を介して車体に支持される。同様に、上下方向に延びる他方のタンク１３は、その上下端部がブラケット１７、１８を介して車体に支持される。

第２熱交換器５０は、インバータなどの電気部品や電動機を冷却する強電系冷却装置（図示省略）に設けられるサブラジエータである。

第２熱交換器５０は、中央部に設けられるコア部５３と、コア部５３の両端に設けられる対の樹脂製のタンク５２、５４と、を備える。第２熱交換器５０では、強電系冷却装置の冷却部から送られる冷媒が、配管(図示省略)が接続されるインレット５１から一方のタンク５２に流入し、コア部５３を循環した後に、他方のタンク５４から配管(図示省略)が接続されるアウトレット５５を通じて流出し、電気部品などの冷却部に送られる。第２熱交換器５０では、コア部５３を循環する冷媒と、コア部５３を通過する冷却空気との間で熱交換が行われ、冷却部から送られる高温の冷媒が冷却される。

タンク５２、５４は、樹脂製のタンク部材に金属製のプレート部材が結合される構成である。なお、これに限らず、タンク５２、５４は、全てを金属製の部材で形成する構成であってもよい。

以下、第２熱交換器５０の取り付け構造について説明する。

第２熱交換器５０を車体に支持する支持側の部材として、サポート４０及びブラケット２０が第１熱交換器１０に設けられる。なお、これに限らず、サポート４０及びブラケット２０がファンシュラウドなどの部材に設けられる構成としても良い。

第２熱交換器５０は、その左端部から２本の摺動ステー８１、８２が左方向(図1において右方向)に延設される。摺動ステー８１、８２は、サポート４０に摺動自在に支持される。つまり、サポート４０は、第２熱交換器５０の左端部を第２熱交換器５０の長手方向に摺動自在に支持する摺動支持部を構成する。

摺動ステー８１、８２は、第２熱交換器５０の樹脂製のタンク５４の下部に一体形成される。摺動ステー８１、８２は、その段部８５(図３参照)から第１熱交換器１０の長手方向(左右方向)に延びる片持ち梁状に形成される。摺動ステー８１、８２は、互いに上下方向に並んで平行に延びる。

樹脂製のサポート４０は、第１熱交換器１０のタンク１３に沿って延び、その上下端部がボルト４１、４２を介してブラケット１５、１６にそれぞれ締結される。

樹脂製のサポート４０には、摺動ステー８１、８２がそれぞれ摺動自在に差し込まれるサポート孔４３、４４が形成される。

図２に示すように、サポート孔４３は、摺動ステー８１を上下方向について挟むように延びる対のサポート壁部４７と、対のサポート壁部４７の間に梁状にわたされるサポート梁部４８と、サポート梁部４８との間に摺動ステー８１を前後方向について挟むように延びるサポート壁部４９Ａ、４９Ｂと、によって形成される。

サポート壁部４９Ａは、第１熱交換器１０の長手方向(左右方向)に延びる平面状に形成される。サポート壁部４９Ｂは、サポート壁部４９Ａに対して傾斜して延びるように形成される。これにより、第２熱交換器５０の取り付け時に、摺動ステー８１がサポート孔４３に差し込まれる際に、摺動ステー８１がサポート壁部４９Ａに沿って傾斜するようになっている(図４参照)。

サポート４０には、サポート壁部４９Ａから爪状に突出する弾性爪４６(押圧部)が形成される。サポート孔４３に摺動ステー８１が挿入された取り付け状態で、弾性爪４６は、摺動ステー８１に当接して撓み変形し、摺動ステー８１をサポート梁部４８(サポート孔４３の内壁)に押圧する。

また、サポート孔４４は、サポート孔４３と同様に形成される。

第２熱交換器５０は、その右端部から１本の固定ステー６０が右方向(図1において左方向)に延設される。固定ステー６０は、ブラケット２０にボルト９５を介して締結される。つまり、ブラケット２０は、第２熱交換器５０の右端部を第２熱交換器５０の長手方向の所定位置に支持する係止支持部を構成する。

図３に示すように、ブラケット２０は、第１熱交換器１０のタンク１１に固定される基端部２０Ａと、基端部２０Ａから前方に突出するアーム部２０Ｂと、アーム部２０Ｂから左方向(図３において右方向)に延びる先端部２０Ｃと、を有する。

ブラケット２０の基端部２０Ａは、タンク１１の取り付け孔１１Aに挿入される突起部２１と、タンク１１に接合される接合面２２と、を有する。金属製のブラケット２０は、その接合面２２が金属製のタンク１１にロウ付けなどによって結合される。

ブラケット２０の先端部２０Ｃは、左右方向に延びる平板状に形成され、その前後面に平面状に延びる第１座面２４及び第２座面２５を有する。先端部２０Ｃの中程には、ボルト９５を通す取り付け孔２３が形成される。

固定ステー６０は、第２熱交換器５０の樹脂製のタンク５２に一体形成される。固定ステー６０は、ブラケット２０の先端部２０Ｃを挟むように延びる対のガイド壁部６４と、対のガイド壁部６４の間に梁状にわたされる締結板部６１及びガイド部６３と、を有する。ブラケット２０の先端部２０Ｃは、第２熱交換器５０の取り付け時に締結板部６１とガイド部６３との間に差し込まれるようになっている。

締結板部６１には、ボルト９５を螺合させる金属製のＪナット９０が取り付けられる。Ｊナット９０は、ブラケット２０に締結される固定ステー６０の締結部を構成する。

Ｊナット９０は、ボルト９５を貫通させる座部９１と、ボルト９５を螺合させる内周ネジ部を持つナット部９２と、座部９１とナット部９２とを結ぶ湾曲した連結部９３と、を有する。Ｊナット９０は、座部９１とナット部９２との間に締結板部６１を挟み込むようにして固定ステー６０に取り付けられる。Ｊナット９０の座部９１は、ブラケット２０の第２座面２５に当接する。

なお、固定ステー６０の締結部は、固定ステー６０に取り付けられるＪナット９０に限らず、樹脂製の固定ステー６０にインサート成型されるネジ部材であってもよい。

ボルト９５の頭部は、平ワッシャ９７を介してブラケット２０の第１座面２４に当接する。ボルト９５の頭部と平ワッシャ９７との間には、バネワッシャ９６が介装される。バネワッシャ９６は、ボルト９５の締結力によって圧縮され、その弾性復元力によってボルト９５の緩み止めをする。

ガイド部６３は、Ｊナット９０の座部９１に対して前方及び右方向(図３にて左方向)に所定の距離だけ離して形成され、第２熱交換器５０の取り付け時にブラケット２０に係合する。

ブラケット２０の第１座面２４には、ボルト９５の頭部を受ける基準面２４Ａに対して傾斜する傾斜部２６が形成される。傾斜部２６は、第１座面２４の中程から左方向(図３において右方向)にかけて前方に向かうように傾斜している。傾斜部２６は、ブラケット２０の先端部２０Ｃの差し込み方向(第２熱交換器５０の長手方向)に対して傾斜している。

傾斜部２６が第１座面２４の基準面２４Ａに対して前方に突出する最大突出量Ｌは、第２熱交換器５０の取り付け時に差し込まれるブラケット２０の第２座面２５がＪナット９０の座部９１に十分に近づき、両者が密着するように設定される。

次に、第２熱交換器５０を第１熱交換器１０に取り付ける作業時の動作について説明する。

まず、図４に示すように、摺動ステー８１をサポート孔４３に挿入して、固定ステー６０(第２熱交換器５０)を矢印Ａで示すように左方向(図４において右方向)に移動する。このときに、摺動ステー８１の段部８５がサポート梁部４８に当接することにより、第２熱交換器５０の移動範囲が規制される。

続いて、図５に示すように、サポート孔４３に挿入された摺動ステー８１を支点として、固定ステー６０(第２熱交換器５０)を矢印Ｂで示すように後方向に回動させる。

このときに、第２熱交換器５０は、ガイド部６３がブラケット２０の第１座面２４に係合することにより、Ｊナット９０の座部９１がブラケット２０の第２座面２５より若干後方に来るように位置決めされる。こうして、ブラケット２０に対する固定ステー６０の回動範囲がガイド部６３によって規制されることにより、固定ステー６０がブラケット２０の先端部２０Ｃから離れることがなく、第２熱交換器５０が第１熱交換器１０に衝突することが防止される。

続いて、図６に示すように、サポート孔４３に挿入された摺動ステー８１を摺動させ、固定ステー６０(第２熱交換器５０)を矢印Ｃで示すように右方向(図６において左方向)にストロークＳだけ移動する。

このときに、ガイド部６３及びガイド壁部６４がブラケット２０に摺接し、固定ステー６０が所定の取り付け位置に案内される。これにより、固定ステー６０に設けられるＪナット９０の座部９１をブラケット２０の取り付け孔２３に対峙させる位置合わせが速やかに行われる。

そして、傾斜部２６がブラケット２０の第１座面２４に摺接することによって固定ステー６０が矢印Ｄで示すように前方向に移動する。こうして、固定ステー６０に設けられるＪナット９０の座部９１がブラケット２０の取り付け孔２３に近づけられて密着する。これにより、ボルト９５が矢印Ｅで示すように取り付け孔２３とナット部９２とにわたって円滑に挿入され、ボルト９５をナット部９２に螺合させる作業が確実に行われる。

このようにして、第２熱交換器５０を第１熱交換器１０に重ね合わせる位置合わせが的確に行われ、ボルト９５を介して第１熱交換器１０に取り付ける作業が速やかに行われる。

また、第２熱交換器５０を取り外す作業時には、上記取り付け作業時と逆の動作が行われることにより、第２熱交換器５０が第１熱交換器１０から取り外される。

次に、車両の運転時における熱交換装置１の作動について説明する。

空調装置の作動時に、第１熱交換器１０では、コンプレッサから送られる冷媒が循環し、冷媒と冷却空気との間で熱交換が行われ、高温高圧のガス冷媒が凝縮液化する。

一方、第２熱交換器５０では、強電系冷却装置の冷却部から送られる冷媒が、循環し、冷媒と冷却空気との間で熱交換が行われ、高温の冷媒が冷却される。

空調装置及び強電系冷却装置の作動状態に応じて第１熱交換器１０と第２熱交換器５０を循環する冷媒の温度差が生じると、第１熱交換器１０と第２熱交換器５０との間に熱膨張差が生じる。このときに、サポート４０に対して摺動ステー８１、８２が図１に矢印Ｆで示すように第２熱交換器５０の長手方向に摺動することにより、第１熱交換器１０と第２熱交換器５０との熱膨張差が吸収される。これにより、熱交換装置１は、固定ステー６０とブラケット２０との締結部に生じる応力が低減され、十分な強度が確保される。

熱交換装置１では、固定ステー６０とブラケット２０とがボルト９５を介して固定されているため、第２熱交換器５０が第１熱交換器１０に対して熱膨張差によって変位する量が小さく抑えられ、エンジンルーム内の部品などと干渉することが防止される。

車両の走行時には、車体から衝撃や振動が熱交換装置１に伝えられる。このときに、第２熱交換器５０では、弾性爪４６の弾性復元力によって摺動ステー８１がサポート梁部４８(サポート孔４３の内壁)に押圧されていることにより、摺動ステー８１にガタツキが生じることが抑えられる。

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、熱交換装置１は、熱交換器５０の一方の端部に設けられ、支持側のサポート４０(摺動支持部)に差し込まれる摺動ステー８１、８２と、熱交換器５０の他方の端部に設けられ、支持側のブラケット２０(係止支持部)に締結されるＪナット９０(締結部)を有する固定ステー６０と、を備える。固定ステー６０は、熱交換器５０の取り付け時に摺動ステー８１、８２がサポート４０に差し込まれた状態でＪナット９０との間にブラケット２０が差し込まれるガイド部６３を有する。

上記構成に基づき、熱交換器５０の取り付け時に摺動ステー８１、８２がサポート４０に差し込まれた状態で、Ｊナット９０とガイド部６３との間にブラケット２０が差し込まれる。このときに、ガイド部６３がブラケット２０に係合してＪナット９０がブラケット２０から離れようとする動きを規制するため、Ｊナット９０をブラケット２０に締結する作業が的確に行われる。これにより、熱交換器５０の取り付け作業が速やかに行え、車両の生産性を高められる。

さらに、熱交換器５０の取り付け時に、固定ステー６０がブラケット２０から離れようとする動きが規制されるため、熱交換器５０が支持側に設けられる第１熱交換器１０（車両搭載機器）に衝突することが防止され、第１熱交換器１０が損傷することが回避される。

また、ブラケット２０は、熱交換器５０の取り付け時にガイド部６３に摺接してＪナット９０(締結部)をブラケット２０に近づける傾斜部２６を有する。

上記構成に基づき、熱交換器５０の取り付け時に、熱交換器５０を移動してブラケット２０がガイド部６３に差し込まれるのに伴って、ブラケット２０の傾斜部２６がガイド部６３に摺接して固定ステー６０がブラケット２０に近づく。これにより、ブラケット２０にＪナット９０を締結する作業は、ブラケット２０とＪナット９０が近接した状態で行われるため、固定ステー６０を締結するボルト９５が螺合するＪナット９０にカジリなどが生じることを防止できる。

また、熱交換器５０が右方向(一方向)に移動することで摺動ステー８１、８２がサポート４０に差し込まれた後に、熱交換器５０が左方向(逆方向)に移動することでブラケット２０がＪナット９０とガイド部６３との間に差し込まれる。こうして、熱交換器５０は、その取り付け位置の付近で往復動させられることにより、車両に設けられる狭いスペースで熱交換器５０の取り付け、取り外し作業が行われる。

また、熱交換装置１は、サポート４０及びブラケット２０を備える第１熱交換器１０と、摺動ステー８１及び固定ステー６０を備える第２熱交換器５０と、が並んで設けられる。

上記構成に基づき、第１熱交換器１０と第２熱交換器５０とをユニット化して車両に取り付けることが可能となる。これにより、第１熱交換器１０及び第２熱交換器５０の取り付け作業が速やかに行える。また、第２熱交換器５０を取り付ける部品の形状を車両毎に変更する必要がなく、車両の生産性を高められる。

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。

本発明は、コンデンサ、サブラジエータを備えるものに限らず、エンジンのラジエータ、オイルクーラ、チャージエアクーラなどの熱交換器を備えるものにも適用できる。

１熱交換装置
１０第１熱交換器
２０ブラケット(係止支持部)
２０ブラケット
２６傾斜部
４０サポート(摺動支持部)
５０第２熱交換器
６０固定ステー
６３ガイド部
８１摺動ステー
９０Ｊナット(締結部)
９５ボルト

Claims

車両に設けられる熱交換器の取り付け構造であって、
前記熱交換器の一方の端部に設けられ、支持側の摺動支持部に差し込まれる摺動ステーと、
前記熱交換器の他方の端部に設けられ、支持側の係止支持部に締結される締結部を有する固定ステーと、を備え、
前記固定ステーは、前記熱交換器の取り付け時に前記摺動ステーが前記摺動支持部に差し込まれた状態で前記締結部との間に前記係止支持部が差し込まれるガイド部を有し、
前記ガイド部は、前記締結部に対して前記摺動ステーから離れる方向に離して形成され、
前記熱交換器が一方向に移動することで前記摺動ステーが前記摺動支持部に差し込まれた後に、前記熱交換器が逆方向に移動することで前記係止支持部が前記締結部と前記ガイド部との間に差し込まれることを特徴とする熱交換器の取り付け構造。
請求項１に記載の熱交換器の取り付け構造であって、
前記係止支持部は、前記熱交換器の取り付け時に前記ガイド部に摺接して前記締結部を前記係止支持部に近づける傾斜部を有することを特徴とする熱交換器の取り付け構造。
請求項１又は２に記載の熱交換器の取り付け構造であって、
前記摺動支持部及び前記係止支持部を備える第１熱交換器が設けられ、
前記熱交換器として、前記摺動ステー及び前記固定ステーを備える第２熱交換器が前記第１熱交換器と並んで設けられることを特徴とする熱交換器の取り付け構造。