WO2013058242A1

WO2013058242A1 - 熱交換器の取付構造および、熱交換器の取付構造に用いる熱交換器用ブラケット

Info

Publication number: WO2013058242A1
Application number: PCT/JP2012/076715
Authority: WO
Inventors: 亘小島
Original assignee: 株式会社ニフコ
Priority date: 2011-10-17
Filing date: 2012-10-16
Publication date: 2013-04-25
Also published as: JP2013088005A

Abstract

　コンデンサの縁に備えたフレーム部材に係合する第一係合部と、この第一係合部から立設してラジエータに係合する第二係合部とから熱交換器用ブラケットを構成し、フレーム部材を、第一係合部が係合する側を開放した略コ字状のフレーム側壁により構成し、フレーム側壁の縁を互いに離れる方向に屈折させてフレーム鍔部を形成し、第一係合部を、対峙する係合側壁で構成し、係合側壁に係合溝部を形成し、係合側壁がフレーム側壁に平行にスライドして係合溝部がフレーム鍔部に係合することで、第一係合部はフレーム部材をフレーム側壁の外側から係合する。

Description

熱交換器の取付構造および、熱交換器の取付構造に用いる熱交換器用ブラケット

　本発明は、熱交換器の取付構造および、熱交換器の取付構造に用いる熱交換器用ブラケットに関するものである。

　従来、自動車などの乗り物に備えられた熱交換器は、ブラケットによって車体に固定されている。また、他の熱交換器と合体して乗り物に備えられ、放熱を促す装置である。この熱交換器は、フィンと、このフィンを囲う互いに平行な一対のヘッダータンクおよび一対のレインフォースとで構成されている。ブラケットは、熱交換器の四隅に取り付けられている。このブラケットは、ヘッダータンクの端に被せるキャップと、レインフォースを挟むチャンネルとを有しており、キャップをヘッダータンクに垂直方向から被せることで、チャンネルでレインフォースを挟み、チャンネルの内側に形成されたリブによってフィンを挟んで熱交換器に留め付けられている。

米国特許第６，５１３，５７９号明細書

　しかし、上記したように従来のブラケットは、垂直方向から熱交換器をレインフォースおよびフィンごと直接挟む構成である。したがって、熱交換器はチャンネルおよびリブの接触による負荷や、乗り物からの垂直方向の振動による負荷の影響を受け易い構成となっていた。

　また、負荷の影響を受けてブラケットとの留め付けが緩むと、熱交換器は緩みから発生する振動により負荷が増し、乗り物への固定箇所や他の熱交換器との合体箇所にも影響を与える場合がある。

　本発明は、上記の実情に鑑みて提案されたものである。すなわち、熱交換器同士の接触や乗り物の振動による負荷を緩和しつつ、熱交換器同士の一体的な取付状態を安定させることができる熱交換器の取付構造および、熱交換器の取付構造に用いる熱交換器用ブラケットの提供を目的とする。

　上記目的を達成するために、本発明にかかる熱交換器の取付構造は、第一熱交換器と第二熱交換器とを、熱交換器用ブラケットを介して一体的に取り付ける熱交換器の取付構造において、前記熱交換器用ブラケットは、前記第一熱交換器の縁に備えられたフレーム部材に係合する第一係合部と、この第一係合部から立設され、前記第二熱交換器に係合する第二係合部と、から構成され、前記フレーム部材は、対峙して備えられたフレーム側壁により前記第一係合部に係合される側が開放された略コ字状に形成され、前記フレーム側壁の縁が互いに離れる方向に屈折してフレーム鍔部が形成され、前記第一係合部は、対峙して備えられた係合側壁に溝部が形成され、前記係合側壁が前記フレーム側壁に平行にスライドして、前記溝部に前記フレーム鍔部が係合され、前記第一係合部は、前記フレーム部材に前記フレーム側壁の外側から係合することを特徴としている。

　溝部は、フレーム鍔部に面接触することとした構成が好ましい。
　この構成により、熱交換器の取付構造は、第一係合部がフレーム部材と接触する面積が増す。
　したがって、垂直方向の振動による負荷に対する応力を緩和させることができる。

　溝部は、フレーム鍔部を受け入れる側が拡大されていることとした構成が好ましい。
　この構成により、熱交換器の取付構造では、拡大された溝部でフレーム鍔部を受け入れる際に位置決めされる。
　したがって、熱交換器用ブラケットをフレーム部材に係合しやすくなる。

　係合側壁には、嵌合部が形成され、フレーム側壁には、嵌合部に嵌合される嵌合孔が形成されていることとした構成が好ましい。
　この構成により、熱交換器の取付構造は、嵌合部がフレーム側壁の嵌合孔に嵌合する。
　したがって、熱交換器用ブラケットの抜け落ちを防ぐことができる。

　また、本発明にかかる熱交換器用ブラケットは、熱交換器の取付構造に用いることを特徴としている。

　これにより、垂直方向の振動による負荷が緩和され、第一熱交換器と第二熱交換器との一体的な取付状態を安定させることができる。

　係合側壁の内側に側壁接触部が形成され、係合側壁同士を連接する端壁の内側に端壁接触部が形成され、側壁接触部および端壁接触部がフレーム側壁の外側に接触することとした構成が好ましい。
　この構成により、熱交換器用ブラケットは、側壁接触部と端壁接触部とがフレーム部材のフレーム側壁に接触し、密着する。
　したがって、垂直方向の振動による負荷がさらに緩和され、第一熱交換器と第二熱交換器との一体的な取付状態をさらに安定させることができる。

　第二係合部には、グロメットと、このグロメットに挿入されたピンとが備えられ、グロメットおよびピンにより、第二熱交換器と第一熱交換器とを一体的に取り付けることとした構成が好ましい。
　この構成により、熱交換器用ブラケットは、第二係合部が、ボルトやドライバなどの工具を用いることなくグロメットおよびピンのみで第二熱交換器に係合する。
　したがって、工数が減り作業効率が向上する。

　第二係合部には、グロメットが一体的に形成され、グロメットおよびこのグロメットに挿入されたピンにより第二熱交換器と第一熱交換器とを一体的に取り付けることとした構成が好ましい。
　この構成により、部品点数が減る。したがって、工数が減り作業効率がさらに向上する。

　本発明に係る熱交換器の取付構造では、熱交換器用ブラケットは、第一熱交換器の縁に備えられたフレーム部材に係合する第一係合部と、この第一係合部から立設され、第二熱交換器に係合する第二係合部と、から構成され、フレーム部材は、対峙して備えられたフレーム側壁により第一係合部に係合される側が開放された略コ字状に形成され、フレーム側壁の縁が互いに離れる方向に屈折してフレーム鍔部が形成され、第一係合部は、対峙して備えられた係合側壁に溝部が形成され、係合側壁がフレーム側壁に平行にスライドして、溝部にフレーム鍔部が係合され、第一係合部は、フレーム部材にフレーム側壁の外側から係合する構成とした。
　この構成により、熱交換器の取付構造は、第一係合部がフレーム部材に係合するため、接触による負荷が第一熱交換器にかからない。また、第一係合部が乗り物による垂直方向の振動に対して直交する向きでフレーム部材に係合するため、垂直方向に外れ難くなる。また、熱交換器の取付構造は、溝部がフレーム鍔部に係合するため、フレーム鍔部に引っ掛かって垂直方向にずれ難くなる。
　したがって、熱交換器の取付構造は、垂直方向の振動による負荷が緩和され、第一熱交換器と第二熱交換器との一体的な取付状態を安定させることができる。

本発明に係る熱交換器の取付構造の実施形態を示す斜視図である。前記実施形態における第一熱交換器に備えられたフレーム部材を示す図であり、（ａ）が正面図、（ｂ）が側面図である。本発明に係る熱交換器用ブラケットの前記実施形態の横断面図であり、第一係合部を示す横断面斜視図である。第一係合部がフレーム部材に係合した状態を示す正面縦断面図である。本発明に係る熱交換器の取付構造の前記実施形態を示す図であり、（ａ）が裏面図、（ｂ）がＡ－Ａ断面図、（ｃ）がＢ－Ｂ断面図である。

　以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

　図１において、本実施形態に係る熱交換器の取付構造では、熱交換器用ブラケット１０は、略長方形板状の境界部３１を含む第一係合部２０と、この第一係合部２０から立設され、境界部３１より上側の第二係合部３０とから構成されている。すなわち、熱交換器用ブラケット１０は、第一熱交換器としてのコンデンサ１と、図示しない第二熱交換器としてのラジエータとを合体させている。具体的には、熱交換器用ブラケット１０は、第一係合部２０がフレーム部材４０の外側に係合してコンデンサ１を支持し、第二係合部３０がラジエータを構成するラジエータ受け具４に係合している。熱交換器用ブラケット１０の素材には、例えば、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ガラス繊維で強化されたポリプロピレン（ＰＰ－ＧＦ２０）やポリアミド（ＰＡ６６－ＧＦ３０）などの合成樹脂が用いられる。

　コンデンサ１およびラジエータは、自動車などの乗り物に備えられる冷却装置を構成する熱交換器である。コンデンサ１はエンジンを冷却する熱交換器であり、ラジエータは空調装置を冷却する熱交換器である。なお、図示しないが、両熱交換器は向かい合って並列に並べられ、所定の間隔を空けて熱交換器用ブラケット１０を介して一体的に取り付けられている。

　コンデンサ１は、表面積を増やして放熱効果を高めるためにフィン２が形成され、フィン２の両端には冷却水が流通するタンク３が備えられている。コンデンサ１の縁には、フレーム部材４０を介して熱交換器用ブラケット１０が備えられている。この熱交換器用ブラケット１０はコンデンサ１の四隅に備えられている。したがって、図１に示す熱交換器用ブラケット１０は、コンデンサ１の隅部に係合している。

　図１、図２（ａ）、（ｂ）において、フレーム部材４０は、横断面が略コ字状に形成され、両端が開放された長手の部材である。フレーム部材４０は、略長方形のフレーム基板４２と、このフレーム基板４２の長手側の一対の縁からそれぞれ立設された略長方形のフレーム側壁４１とから構成され、フレーム基板４２の対面側が開放されている。フレーム側壁４１の上端縁には、互いに離れる方向に屈折したフレーム鍔部４３が形成されている。また、フレーム側壁４１には、略四角形の嵌合孔４４が形成されている。フレーム部材４０は、フレーム基板４２の外側がコンデンサ１の縁に沿ってろう付けされて固定されている。

　図３において、第一係合部２０は、横断面が略コ字状に形成されている。第一係合部２０は、第二係合部３０との境界に設けられた略長方形板状の境界部３１（図１参照）と、この境界部３１の四辺のうち三辺の縁から下側に延設されたコ字状側壁２１とから構成されている。コ字状側壁２１は、下端が開放され、上端が境界部３１により閉塞されているが、図３では理解しやすくするために境界部３１を省略してある。さらに、コ字状側壁２１は、対峙して備えられた一対の係合側壁２２と、この係合側壁２２の縁に連接して備えられた端壁２３とから構成されている。境界部３１とコ字状側壁２１とで形成された空間は、フレーム部材４０を受け入れるための被挿入路２４である。被挿入路２４は、端壁２３に対面する側が開放されていることで被挿入口２５を有している。

　係合側壁２２には、溝部としての係合溝部５０と、側壁傾斜部２７と、この側壁傾斜部２７に連接された側壁接触部２８と、この側壁接触部２８に連接された嵌合部６０とがそれぞれ形成されている。また、端壁２３には、端壁接触部２６が形成されている。側壁傾斜部２７、側壁接触部２８、端壁接触部２６は、それぞれ係合側壁２２および端壁２３の内面側（被挿入路２４側）に形成され、被挿入路２４を構成している。また、嵌合部６０は係合側壁２２の一部を構成するとともに、被挿入路２４を構成している。

　係合溝部５０は、係合側壁２２の上端縁の内側の辺（被挿入路２４側の辺）に沿って、被挿入口２５側から端壁２３に至って形成されている。係合溝部５０は、被挿入口２５側に形成された溝傾斜部５１と、この溝傾斜部５１に連接された第一面接触部５２と、この第一面接触部５２と間隔を空けて形成され、端壁２３に突き当たった第二面接触部５３とから構成されている。

　図４において、溝傾斜部５１は、第一面接触部５２から被挿入口２５に向けて下る平坦な斜面であり、境界部３１との間隔を被挿入口２５側に向けて徐々に広げている。第一面接触部５２および第二面接触部５３は、嵌合部６０を除いて溝傾斜部５１から端壁２３に突き当たるまでの平坦面であり、境界部３１との間隔が一定となるように境界部３１と略平行に形成されている。なお、溝傾斜部５１は、係合溝部５０を拡大する構成であれば、平坦な斜面の他、湾曲した面でもよい。

　図３において、側壁傾斜部２７は、係合側壁２２が側壁接触部２８から被挿入口２５に向けて徐々に薄くなるように形成された平坦な斜面であり、被挿入路２４の幅を被挿入口２５側に向けて徐々に広げている。なお、側壁傾斜部２７は、被挿入路２４の幅を広げる構成であれば、平坦な斜面の他、湾曲した面でもよい。

　側壁接触部２８は、対峙する係合側壁２２が平行になるように形成されている。また、端壁接触部２６は、係合側壁２２同士に連接された端壁２３の両端側に形成されている。

　図５（ａ）おいて、嵌合部６０は、係合側壁２２に略コ字状の窓を設けることで係合側壁２２と同一面上に形成された突状片である。図５（ｂ）において、嵌合部６０は、側壁接触部２８に連接された基部６１と、この基部６１からフレーム部材４０の受け入れ方向に延設された自由端部６２と、係合側壁２２の内面側（被挿入路２４側）に突出した山形爪部６３とから構成されている。山形爪部６３には、フレーム部材４０の受け入れ方向に向かってなだらかに上る緩斜面６４が形成され、取り外し方向に険しく上る急斜面６５が形成されている。

　係合側壁２２、嵌合部６０、端壁２３のそれぞれの外面側（被挿入路２４に面していない側）には凹状溝２９が形成されている（図３参照）。

　図１において、第二係合部３０は、境界部３１を底とし、この境界部３１から四角形の略板状に形成された基盤部３２が立設されている。基盤部３２の略中央には、グロメット３３が貫通されている。グロメット３３は、円形座部の中心にピン貫通孔が形成され、このピン貫通孔の縁から複数の脚部３５が突出している。この貫通孔にはピン３４が挿入されている（図５（ａ）参照）。なお、グロメット３３は、第二係合部と一体的に形成されていてもよい。また、グロメット３３、およびピン３４は一般的な取付部材であるため、一部を図示省略する。

　以上のようにして、本実施形態は形成されている。次に、本実施形態の作用について、熱交換器用ブラケット１０をコンデンサ１に係合する手順を交えて説明する。

　図１、図３において、フレーム基板４２側がコンデンサ１の四隅にろう付けされたフレーム部材４０に熱交換器用ブラケット１０を係合する。具体的には、側壁傾斜部２７によって幅広に形成された被挿入口２５をフレーム側壁４１に、溝傾斜部５１によって被挿入口２５側が拡大された係合溝部５０をフレーム鍔部４３にそれぞれ合わせて、第一係合部２０をフレーム部材４０にコンデンサ１のタンク３側からスライドする。すなわち、フレーム部材４０が被挿入口２５に挿入させられる。

　フレーム部材４０が被挿入口２５に挿入させられると、フレーム部材４０は、フレーム鍔部４３が係合溝部５０に形成された第一面接触部５２と境界部３１とで挟まれ（図５（ｃ）参照）、フレーム側壁４１が係合側壁２２に形成された側壁接触部２８に外側から挟まれる（図５（ｂ）参照）。

　図３、図５において、さらにフレーム部材４０が被挿入路２４へ進入させられると、フレーム部材４０は、係合側壁２２に形成された嵌合部６０の緩斜面６４に接触する。フレーム部材４０は、緩斜面６４に接触しながら進入させられ、同時に、嵌合部６０は、基部６１を基点に係合側壁２２の外側面に向けて撓り、自由端部６２が押し広げられる。フレーム部材４０は、嵌合部６０を押し広げた状態で進入させられる。フレーム部材４０が端壁２３まで進入させられると、嵌合部６０は、フレーム部材４０に形成された嵌合孔４４と対峙する。

　嵌合部６０は、復元力が係合側壁２２との接触により抑えられていたが、嵌合孔４４により接触による妨げがなくなって作用し、自由端部６２が被挿入路２４側に戻る。嵌合部６０は元の位置に戻り、急斜面６５が嵌合孔４４の縁と接触して山形爪部６３が嵌合孔４４に嵌合する。また、フレーム部材４０は、端が端壁接触部２６に接触すると同時に、フレーム鍔部４３に第二面接触部５３が接触する。

　このようにして、第一係合部２０はフレーム部材４０に係合する。すなわち、第一係合部２０は、側壁接触部２８がフレーム側壁４１に、端壁接触部２６がフレーム部材４０の端に、第一面接触部５２および第二面接触部５３がフレーム鍔部４３にそれぞれ接触し、嵌合部６０が嵌合孔４４に嵌合することで、フレーム部材４０に係合している。

　次に、熱交換器用ブラケット１０をラジエータに係合する手順を説明する。

　図１において、第二係合部３０の基盤部３２に備えられたグロメット３３の脚部３５をラジエータ受け具４に形成された図示しない取付孔に挿入する（図５（ａ）参照）。この状態で、グロメット３３の貫通孔に挿入されたピン３４を奥まで押し込むと、グロメット３３は、脚部３５がピン３４によって内側から径方向に押し広げられる。グロメット３３は、脚部３５の径が取付孔の径よりも拡大するため、抜去方向が規制されてラジエータ受け具４に係合する。

　上記したように、本実施形態によれば、第一係合部２０がフレーム部材４０に係合するため、接触による負荷がコンデンサ１にかからない。また、第一係合部２０がフレーム鍔部４３に平行にスライドすることで、乗り物による垂直方向の振動に対して直交する向きからフレーム部材４０に係合するため、垂直方向に外れ難くなる。また、フレーム部材４０にはフレーム鍔部４３が形成され、第一係合部２０には係合溝部５０が形成されているため、フレーム鍔部４３が係合溝部５０に嵌り、垂直方向にずれ難くなる。さらに、係合溝部５０がフレーム鍔部４３に面接触すると、第一係合部２０がフレーム部材４０に接触する面積が増す。

　したがって、熱交換器用ブラケット１０は、垂直方向の振動による負荷が緩和され、コンデンサ１とラジエータとの一体的な取付状態を安定させることができる。また、垂直方向の振動による負荷を受ける面積を増やすことで応力を緩和させることができる。さらに、熱やクリープによる変形も抑止することができる。

　また、本実施形態によれば、係合溝部５０には被挿入口２５側を拡大する溝傾斜部５１が、係合側壁２２には被挿入路２４の被挿入口２５側の幅を広げる側壁傾斜部２７がそれぞれ形成されている。この構成により、熱交換器用ブラケット１０は、フレーム部材４０を被挿入口２５に受け入れる際、同時に、フレーム鍔部４３を係合溝部５０に受け入れる際に位置決めしやすい。したがって、第一係合部２０をフレーム部材４０に係合しやすくなる。

　また、本実施形態によれば、フレーム側壁４１には嵌合孔４４が、係合側壁２１には嵌合部６０がそれぞれ形成されている。さらに、嵌合部６０は山形爪部６３を有し、そこに急斜面６５が形成されている。この構成により、嵌合部６０は、急斜面６５が嵌合孔４４の縁と接触し、嵌合孔４４に嵌合する。したがって、抜去方向が規制されて、熱交換器用ブラケット１０の抜け落ちを防ぐことができる。

　また、本実施形態によれば、係合側壁２１には内面側（被挿入路２４側）に側壁接触部２８が、端壁２３に端壁接触部２６がそれぞれ形成されている。この構成により、熱交換器用ブラケット１０は、側壁接触部２８と端壁接触部２６とがフレーム側壁４１に密着する。したがって、熱交換器用ブラケット１０は、垂直方向による負荷がさらに緩和され、コンデンサ１とラジエータとの一体的な取付状態をさらに安定させることができる。

　また、本実施形態によれば、第二係合部にはグロメット３３と、このグロメット３３の貫通孔に挿入されたピン３４とが備えら、ピン３４を押し込むことによりグロメット３３の脚部３５が内側から径方向に拡げられてラジエータ受け具４の取付孔に係合することで、ラジエータとコンデンサ１とが一体的に取り付けられている。この構成により、熱交換器用ブラケット１０は、第二係合部３０がボルトやドライバ等の工具を用いることなくグロメット３３およびピン３４のみでラジエータに係合する。したがって、工数が減り、作業効率が向上する。

　また、第二係合部３０とグロメット３３とが一体的に形成されれば、部品点数が減り、工数が減って作業効率がさらに向上する。

　以上、本発明の実施形態を詳述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。そして本発明は、特許請求の範囲に記載された事項を逸脱することがなければ、種々の設計変更を行うことが可能である。
　なお、２０１１年１０月１７日に出願された日本特許出願第２０１１－２２７９６８号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。

Claims

　第一熱交換器と第二熱交換器とを、熱交換器用ブラケットを介して一体的に取り付ける熱交換器の取付構造において、
　前記熱交換器用ブラケットは、前記第一熱交換器の縁に備えられたフレーム部材に係合する第一係合部と、この第一係合部から立設され、前記第二熱交換器に係合する第二係合部と、から構成され、
　前記フレーム部材は、対峙して備えられたフレーム側壁により前記第一係合部に係合される側が開放された略コ字状に形成され、前記フレーム側壁の縁が互いに離れる方向に屈折してフレーム鍔部が形成され、
　前記第一係合部は、対峙して備えられた係合側壁に溝部が形成され、
　前記係合側壁が前記フレーム側壁に平行にスライドして、前記溝部に前記フレーム鍔部が係合され、前記第一係合部は、前記フレーム部材に前記フレーム側壁の外側から係合する、
　ことを特徴とする熱交換器の取付構造。
　前記溝部は、前記フレーム鍔部に面接触する、
　ことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器の取付構造。
　前記溝部は、前記フレーム鍔部を受け入れる側が拡大された、
　ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱交換器の取付構造。
　前記係合側壁には、嵌合部が形成され、
　前記フレーム側壁には、前記嵌合部に嵌合される嵌合孔が形成された、
　ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の熱交換器の取付構造。
　請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の熱交換器の取付構造に用いる、
　ことを特徴とする熱交換器用ブラケット。
　前記係合側壁の内側に側壁接触部が形成され、
　前記係合側壁同士を連接する端壁の内側に端壁接触部が形成され、
　前記側壁接触部および前記端壁接触部が前記フレーム側壁の外側に接触する、
　ことを特徴とする請求項５に記載の熱交換器用ブラケット。
　前記第二係合部には、グロメットと、このグロメットに挿入されたピンとが備えられ、前記グロメットおよび前記ピンにより、前記第二熱交換器と前記第一熱交換器とを一体的に取り付ける、
　ことを特徴とする請求項５または請求項６に記載の熱交換器用ブラケット。
　前記第二係合部には、グロメットが一体的に形成され、前記グロメットおよびこのグロメットに挿入されたピンにより前記第二熱交換器と前記第一熱交換器とを一体的に取り付ける、
　ことを特徴とする請求項５ないし請求項７のいずれか１項に記載の熱交換器用ブラケット。