(57)【要約】【課題】熱交換器において簡素な構成でブラケットをタンクに対して確実且つ容易に固定する。【解決手段】熱交換器１０において、第１及び第２ヘッダ１２、１４が、ヘッダ本体２６と、該ヘッダ本体２６の開口部を閉塞するヘッダプレート２８とから構成され、前記ヘッダプレート２８には、前記ヘッダ本体２６に対して固定用ブラケット２４の挿入される空間４０を内部に有した取付部３８ａ、３８ｂが形成される。そして、固定用ブラケット２４が取付部３８ａ、３８ｂの空間４０内に挿入され、その係止部４４が取付部３８ａ、３８ｂの係合孔４２へと係合されることで、前記固定用ブラケット２４が第１及び第２ヘッダ１２、１４に対して固定される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のチューブ及びフィンが交互に積層されたコア部と、該コア部に接続されるタンクと、該タンクに固定されるブラケットとを有し、前記チューブを流れる媒体と空気との熱交換を行う熱交換器において、
前記タンクは、タンク本体と、該タンク本体の開口部を閉塞するタンクカバーとを有し、前記タンクカバーには、前記タンク本体との間に前記ブラケットの挿入される空間を有した取付部が形成され、前記ブラケットと前記取付部とが係合手段によって前記挿入方向に係止される、熱交換器。
【請求項２】
請求項１記載の熱交換器において、
前記係合手段は、前記ブラケット及び前記取付部のいずれか一方に設けられた係止部と、
前記ブラケット及び前記取付部のいずれか他方に設けられ前記係止部の係合される係合孔と、
を備える、熱交換器。
【請求項３】
請求項２記載の熱交換器において、
前記係合孔が、前記タンクの延在方向に沿って複数設けられる、熱交換器。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱交換器において、
前記タンクと前記ブラケットとが異なる材質から形成される、熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に用いられ、内部に媒体を流通させ外部に空気を通過させることで前記媒体と前記空気との熱交換を行うことが可能な熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車等の車両において、内部に冷却水を流通させることで通過する空気との熱交換を行うラジエータ等の熱交換器が用いられ、この熱交換器は、例えば、車体のフレームに対して複数のブラケットを介して固定される。
【０００３】
この熱交換器は、冷却水の循環する熱交換部が熱伝導率の高いアルミニウムで形成される一方で、前記冷却水の蓄えられるタンクを樹脂製材料から形成することでブラケットを一体的に形成することが一般的となってきている。しかしながら、樹脂製材料でタンクを形成した場合には、成形するための型が必要となり製造コストが増加してしまうという問題があった。
【０００４】
そこで、タンクをアルミニウムから形成して製造コストを抑制しつつブラケットを前記タンクに対して容易且つ確実に固定することが求められている。
【０００５】
例えば、特許文献１に開示される熱交換器では、複数のチューブ及びフィンを有した熱交換器本体の下部に断面コ字状のサイドプレートを設け、該サイドプレートの側板部にはねじ通し孔が形成されている。一方、ブラケットは、アルミニウム又は鉄から断面コ字状に形成され、その下端には車体側の差込穴へ差し込まれるピンが設けられると共に、その側板部にはねじ通し孔が形成されている。
【０００６】
そして、サイドプレートの側板部を覆うようにブラケットを装着し、互いのねじ通し孔にねじを挿通して螺合させることで、前記ブラケットを熱交換器本体の下部に対して固定している。
【０００７】
また、特許文献２には、凹部を有した一方の金属板と他方の金属板とを並べて配置した状態で、一方の金属板側に凸型金型を配置し、他方の金属板側に凹型金型を配置した状態で、前記凸型金型を凹部へと挿入する方向に移動させつつ、該凸型金型と前記凹型金型とを互いに接近させることで、前記一方及び他方の金属板を一体的に凹状に塑性変形させて加締めて固定するカシメ方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平６−１５９９７５号公報
【特許文献２】特開２００２−３１０１０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１の熱交換器では、サイドプレートに対してブラケットを組み付けてからねじを用いてねじ留めする必要があるため、その組み付けが煩雑であると共に部品点数が増加してしまうという問題がある。また、特許文献２に開示されたカシメ方法を利用してブラケットをタンクへと固定する場合には、凸型金型及び凹型金型を用いる必要があるため、それ専用の設備が必要となり製造コストの増加を招くこととなる。
【００１０】
本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、簡素な構成でブラケットをタンクに対して確実且つ容易に固定することが可能な熱交換器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記の目的を達成するために、本発明の態様は、複数のチューブ及びフィンが交互に積層されたコア部と、コア部に接続されるタンクと、タンクに固定されるブラケットとを有し、チューブを流れる媒体と空気との熱交換を行う熱交換器において、
タンクは、タンク本体と、タンク本体の開口部を閉塞するタンクカバーとを有し、タンクカバーには、タンク本体との間にブラケットの挿入される空間を有した取付部が形成され、ブラケットと取付部とが係合手段によって挿入方向に係止される。
【００１２】
本発明によれば、熱交換器を構成するタンクが、タンク本体と、タンク本体の開口部を閉塞するタンクカバーとから構成され、このタンクカバーには、ブラケットの挿入される空間をタンク本体との間に有した取付部が形成され、ブラケットと取付部とが係合手段によって挿入方向に係止される。
【００１３】
従って、ブラケットを取付部の空間内へと挿入して係合手段によって挿入方向へと係止するという簡素な構成で、ブラケットをタンクに対して容易且つ確実に固定することができ、ねじ留めやカシメによって固定する従来の熱交換器と比較し、部品点数及び製造コストの削減を図ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００１５】
すなわち、熱交換器を構成するタンクを、タンク本体と、タンク本体の開口部を閉塞するタンクカバーとから構成し、このタンクカバーに、タンク本体に対してブラケットの挿入される空間を有した取付部を形成し、ブラケットと取付部とを係合手段によって挿入方向に互いに係止する構成とすることで、簡素な構成でブラケットをタンクに対して容易且つ確実に固定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態に係る熱交換器の全体正面図である。
【図２】図２Ａは、図１の熱交換器における固定用ブラケット近傍の拡大正面図であり、図２Ｂは、図２ＡのＩＩＢ−ＩＩＢ線に沿った断面図である。
【図３】図３Ａは、変形例に係る熱交換器における固定用ブラケット近傍の拡大正面図であり、図３Ｂは、図３ＡのＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線に沿った断面図である。
【図４】変形例に係る固定用ブラケットの用いられた熱交換器の断面図である。
【図５】ヘッダプレートに対して複数の係合孔を設けた構成を示す固定用ブラケット近傍の拡大正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明に係る熱交換器について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係る熱交換器を示す。
【００１８】
この熱交換器１０は、図１に示されるように、一組の第１及び第２ヘッダ（タンク）１２、１４と、前記第１ヘッダ１２と第２ヘッダ１４との間に設けられる複数のチューブ１６及びフィン１８からなるコア部２０と、最も上方及び下方に設けられたフィン１８を覆う一対のサイドプレート２２と、前記第１及び第２ヘッダ１２、１４に固定される複数の固定用ブラケット（ブラケット）２４とを含む。なお、ここでは、４個の固定用ブラケット２４を備える場合について説明する。
【００１９】
そして、熱交換器１０は、チューブ１６及びサイドプレート２２が略水平方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に延在し、第１及び第２ヘッダ１２、１４が前記チューブ１６の両端部において高さ方向（矢印Ｂ１、Ｂ２方向）に延在するように配置され用いられる。
【００２０】
第１及び第２ヘッダ１２、１４は、図１〜図２Ｂに示されるように、例えば、熱交換器１０の高さ方向（矢印Ｂ１、Ｂ２方向）に沿って所定長さを有した中空筒状に形成され、断面Ｕ字状に形成されたヘッダ本体（タンク本体）２６と、該ヘッダ本体２６の開口部を塞ぐヘッダプレート（タンクカバー）２８とから断面略矩形状に構成される。なお、第１及び第２ヘッダ１２、１４は略同一形状で形成され、前記第１ヘッダ１２には、外部から冷却水（媒体）の導入される導入部（図示せず）と、前記熱交換器１０の内部を循環した前記冷却水が導出される導出部（図示せず）が設けられている。
【００２１】
ヘッダ本体２６は、アルミニウム等の金属製材料から形成され、熱交換器１０の幅方向外側に設けられる底部３０と、該底部３０の厚さ方向両端に設けられ該底部３０に対して立設した一対の側壁３２ａ、３２ｂとを有し、該側壁３２ａ、３２ｂはコア部２０側に向かって延在している。
【００２２】
ヘッダプレート２８は、例えば、アルミニウム等の金属製材料から断面Ｕ字状に形成され、第１及び第２ヘッダ１２、１４におけるヘッダ本体２６の開口端部（開口部）を覆うカバー部３４と、該カバー部３４の厚さ方向両端にそれぞれ形成され該カバー部３４に対して立設しヘッダ本体２６側に向かって延在した一組の接続部３６ａ、３６ｂとを備えている。
【００２３】
そして、カバー部３４は、コア部２０側となるように配置され、後述するチューブ１６の端部が貫通するように接続されると共に、接続部３６ａ、３６ｂが、ヘッダ本体２６における側壁３２ａ、３２ｂの外側に当接した状態でろう付けされる。これにより、第１及び第２ヘッダ１２、１４が、ヘッダ本体２６とヘッダプレート２８とから閉塞された断面矩形状の筒体として構成される。
【００２４】
また、ヘッダプレート２８には、一組の接続部３６ａ、３６ｂの先端から熱交換器１０の幅方向外側（コア部２０から離間する方向）へとさらに突出し、後述する固定用ブラケット２４の装着される複数の取付部３８ａ、３８ｂがそれぞれ形成される。なお、取付部３８ａ、３８ｂの数量及び位置は、固定用ブラケット２４の数量及び取付位置に対応して設定され、以下の説明においては、第１及び第２ヘッダ１２、１４を構成する各ヘッダプレート２８の延在方向（矢印Ｂ１、Ｂ２方向）に沿ってそれぞれ取付部３８ａ、３８ｂが二対ずつ設けられる場合について説明する。
【００２５】
この取付部３８ａ、３８ｂは、略矩形状で第１及び第２ヘッダ１２、１４の延在方向（矢印Ｂ１、Ｂ２方向）に対して略直交するように延在し、一方の取付部３８ａと他方の取付部３８ｂとが該延在方向に沿って互いに所定距離だけ離れて設けられる。詳細には、第１及び第２ヘッダ１２、１４の上端及び下端近傍にそれぞれ設けられる。
【００２６】
また、取付部３８ａ、３８ｂは、図２Ｂに示されるように、ヘッダ本体２６の側壁３２ａ、３２ｂに対して略平行で所定距離だけ離れ、接続部３６ａ、３６ｂに対して接続された段付状に形成されると共に、ヘッダ本体２６を挟んで厚さ方向（矢印Ｃ方向）に対となるようにそれぞれ形成される。
【００２７】
さらに、取付部３８ａ、３８ｂと側壁３２ａ、３２ｂとの間には、固定用ブラケット２４の挿入可能な空間４０が構成され、この空間４０は、第１及び第２ヘッダ１２、１４において、熱交換器１０における幅方向外側に向かって開口するように設けられている。
【００２８】
さらにまた、取付部３８ａ、３８ｂには、図１〜図２Ｂに示されるように、その延在方向（矢印Ｂ１、Ｂ２方向）に沿った略中央部に一対の係合孔４２がそれぞれ開口し、該係合孔４２は、例えば、ヘッダプレート２８の延在方向（矢印Ｂ１、Ｂ２方向）に沿って互いに離れ、且つ、前記延在方向に沿って長尺な断面略長方形状に形成される。
【００２９】
固定用ブラケット２４は、例えば、樹脂製材料又は金属製材料の板材からなり、車両の車体フレーム等へ熱交換器１０を取り付けるために設けられ、その一端部がヘッダプレート２８の取付部３８ａ、３８ｂ内に挿入され、他端部側が第１及び第２ヘッダ１２、１４に対して幅方向外側（矢印Ａ１、Ａ２方向）へと突出するように設けられる。
【００３０】
そして、固定用ブラケット２４の板厚は、ヘッダプレート２８における空間４０の厚さ寸法と略同等となるように設定されている。
【００３１】
この固定用ブラケット２４には、図２Ａ及び図２Ｂに示されるように、ヘッダプレート２８の取付部３８ａ、３８ｂへ挿入される一端部側に一対の係止部４４が形成され、前記係止部４４は板厚方向に突出し、その一端部から他端部側に向かって徐々に厚くなる断面略三角形状に形成される（図２Ｂ参照）。一方、固定用ブラケット２４の他端部側には、図示しないボルトの挿通される断面円形状の取付孔６２が開口して板厚方向に貫通している。
【００３２】
そして、固定用ブラケット２４は、その一端部が第１及び第２ヘッダ１２、１４の取付部３８ａ、３８ｂの空間４０内へと挿入され、一対の係止部４４が係合孔４２へとそれぞれ挿入され係合されることで挿入方向への移動が規制されて固定される。なお、固定用ブラケット２４は、第１及び第２ヘッダ１２、１４の厚さ方向（矢印Ｃ方向）におけるいずれか一方の取付部３８ａ、３８ｂへと選択的に取り付けられる。
【００３３】
チューブ１６は、例えば、アルミニウム材料からなる扁平状管により形成され、所定長さを有した一直線状に形成され、その内部には冷媒の流通する複数の流路（図示せず）が形成される。そして、チューブ１６は、略水平方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に延在し、且つ、高さ方向（矢印Ｂ１、Ｂ２方向）に互いに所定間隔離間するように複数設けられ、その一端部が第１ヘッダ１２におけるヘッダプレート２８のカバー部３４にそれぞれ接続され、他端部が第２ヘッダ１４におけるヘッダプレート２８のカバー部３４にそれぞれ接続される。そして、チューブ１６の両端部が第１及び第２ヘッダ１２、１４の内部とそれぞれ連通する。
【００３４】
フィン１８は、例えば、アルミニウム材料等の薄板をプレス成形することで断面波状に折曲され、高さ方向（矢印Ｂ１、Ｂ２方向）に隣接配置された２つのチューブ１６に対して交互に接するように配置される。
【００３５】
本発明の実施の形態に係る熱交換器１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に固定用ブラケット２４を第１及び第２ヘッダ１２、１４に対して固定する場合について説明する。
【００３６】
先ず、第１及び第２ヘッダ１２、１４の取付部３８ａ、３８ｂに対し、固定用ブラケット２４の一端部側をそれぞれ幅方向外側から前記取付部３８ａ、３８ｂの内部となる空間４０内へと挿入し、一対の係止部４４を係合孔４２へとそれぞれ係合させる。これにより、固定用ブラケット２４は、その一端部がヘッダプレート２８の取付部３８ａ、３８ｂとヘッダ本体２６の側壁３２ａ、３２ｂとの間に挟持されることで保持され、且つ、挿入方向への脱抜も防止されるため、第１及び第２ヘッダ１２、１４の延在方向に対して略直交し、且つ、幅方向外側に突出した状態で固定される。
【００３７】
そして、熱交換器１０は、各固定用ブラケット２４の取付孔６２が、図示しない車体フレームのねじ孔に臨むように配置された状態で、ボルトを前記取付孔６２へ挿通させて前記ねじ孔へと螺合させることで、前記車体フレームに対して熱交換器１０が固定用ブラケット２４を介して固定される。
【００３８】
次に、上述したように車体フレームへと固定された熱交換器１０の動作について簡単に説明する。
【００３９】
先ず、図示しない内燃機関で加熱された冷却水が図示しない供給配管を通じて導入部（図示せず）へと供給され、該導入部を通じて第１ヘッダ１２の内部へと導入される。そして、第１ヘッダ１２へ供給された冷却水は、複数のチューブ１６に対してそれぞれ略均等となるように流通し、前記チューブ１６を通じて第２ヘッダ１４側（矢印Ａ２方向）へと流通する際、フィン１８の間を流通する空気によって冷却されて前記第２ヘッダ１４の内部へと導入される。
【００４０】
この冷却水は、第２ヘッダ１４から複数のチューブ１６を通じて第１ヘッダ１２側へと循環することでさらに冷却された後、前記第１ヘッダ１２から導出部を通じて外部へと排出される。
【００４１】
以上のように、本実施の形態では、熱交換器１０を構成する第１及び第２ヘッダ１２、１４において、ヘッダ本体２６の開口端部を覆うヘッダプレート２８に取付部３８ａ、３８ｂを設け、該取付部３８ａ、３８ｂをヘッダ本体２６の側壁３２ａ、３２ｂに対して所定距離だけ離して形成すると共に、前記取付部３８ａ、３８ｂに一対の係合孔４２を設けている。これにより、固定用ブラケット２４を取付部３８ａ、３８ｂの内部へと挿入し、その係止部４４を係合孔４２へと係合させることで、前記固定用ブラケット２４を第１及び第２ヘッダ１２、１４に対して容易且つ確実に固定することができる。
【００４２】
その結果、第１及び第２ヘッダ１２、１４のヘッダプレート２８に対して取付部３８ａ、３８ｂを設け、その係合孔４２に固定用ブラケット２４の係止部４４を係合させるという簡素な構成で、前記固定用ブラケット２４を前記第１及び第２ヘッダ１２、１４に対して確実且つ容易に固定することができ、ねじ留めやカシメによって固定する従来の熱交換器と比較し、部品点数及び製造コストの削減を図ることができる。
【００４３】
また、固定用ブラケット２４を第１及び第２ヘッダ１２、１４に対して別部材とすることで、例えば、熱交換器１０の使用用途や使用環境に応じて前記第１及び第２ヘッダ１２、１４と前記固定用ブラケット２４を異なる材質から形成することが可能となる。
【００４４】
さらに、上述した熱交換器１０のように、固定用ブラケット２４側に係止部４４を設け、ヘッダプレート２８側に設けられた係合孔４２に対して前記係止部４４を係合させる構成に限定されるものではない。
【００４５】
例えば、図３Ａ及び図３Ｂに示される熱交換器５０のように、固定用ブラケット５２に一対の係合孔５４を形成し、該係合孔５４に臨むヘッダプレート５６の取付部５８の一部を内側へと折曲させ該係合孔５４へと係合させる加締め部６０とすることで、前記固定用ブラケット５２を第１及び第２ヘッダ１２、１４に対して固定可能な構成としてもよい。
【００４６】
さらにまた、固定用ブラケット２４は、上述したように第１及び第２ヘッダ１２、１４の厚さ方向（矢印Ｃ方向）に対となるように設けられた取付部３８ａ（３８ｂ）のいずれか一方に固定される場合に限定されるものではなく、例えば、図４に示される熱交換器７０のように、その一端部側が二股状に分岐した固定用ブラケット７２を用い、その一対の分岐部７４ａ、７４ｂを２つの取付部３８ａ（３８ｂ）に対してそれぞれ挿入し、係止部４４を係合孔４２へと係合させることで固定する構成としてもよい。
【００４７】
このような構成とすることで、一方の取付部３８ａ（３８ｂ）のみに固定用ブラケット２４を固定する場合と比較し、固定用ブラケット７２をより確実且つ強固に第１及び第２ヘッダ１２、１４に対して固定することが可能となる。
【００４８】
また、第１及び第２ヘッダ１２、１４において、一対の係合孔４２を有した取付部３８ａ、３８ｂを複数設ける代わりに、図５に示される熱交換器８０のように、取付部８２を第１及び第２ヘッダ１２、１４の延在方向（矢印Ｂ１、Ｂ２方向）に沿って延在させ、該延在方向に沿って複数の係合孔８４を等間隔離間するように複数設けるようにしてもよい。
【００４９】
これにより、固定用ブラケット２４の固定位置を、単一の取付部８２に複数設けられた係合孔８４から適宜選択して固定することができるため、例えば、熱交換器８０の取付場所が車両によって異なる場合等に自在に対応することができ、しかも、第１及び第２ヘッダ１２、１４を成形する際の金型が固定用ブラケット２４の固定位置によって変更されてしまうことがなく、前記金型の共用化を図ることができる。
【００５０】
なお、本発明に係る熱交換器は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【００５１】
１０、５０、７０、８０…熱交換器    １２…第１ヘッダ
１４…第２ヘッダ                    １６…チューブ
１８…フィン                        ２０…コア部
２４、５２、７２…固定用ブラケット  ２６…ヘッダ本体
２８、５６…ヘッダプレート          ３２ａ、３２ｂ…側壁
３４…カバー部                      ３６ａ、３６ｂ…接続部
３８ａ、３８ｂ、５８、８２…取付部  ４０…空間
４２、５４、８４…係合孔            ４４…係止部
６０…加締め部                      ７４ａ、７４ｂ…分岐部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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