(57)【要約】【課題】爪部を補強板に係合させるのに必要な力を軽減する。【解決手段】ラジエータ１は、チューブ１１とフィン１２とが積層されてなるコア１０と、コア１０の積層方向端部に各々取り付けられる一対のレインフォース２０と、コア１０の外気流れ方向における前面に設けられる保護部材３０と、を備え、保護部材３０は、当該保護部材３０の外枠３０ａの一部を構成し、一方のレインフォース２０に面して設けられる第１フレーム部３１と、外枠３０ａの一部を構成し、他方のレインフォース２０に面して設けられる第２フレーム部３２と、第２フレーム部３２から分岐してコア１０の積層方向外側に突出し、第２フレーム部３２と並列に設けられる並列部３８と、第１フレーム部３１からコア１０に向けて突出し、一方のレインフォース２０に係合する第１爪部３１ａと、並列部３８からコア１０に向けて突出し、他方のレインフォース２０に係合する第２爪部４０と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換流体と外気との間で熱交換を行う熱交換器であって、
互いに間隔をあけて設けられ内側を熱交換流体が流れる複数のチューブと、隣り合う前記チューブの間に設けられて外気が接触するフィンと、が積層されてなる熱交換部と、
前記熱交換部の積層方向端部に各々取り付けられる一対の補強板と、
前記熱交換部の外気流れ方向における前面に設けられる保護部材と、を備え、
前記保護部材は、
当該保護部材の外枠の一部を構成し、一方の前記補強板に面して設けられる第１フレーム部と、
前記外枠の一部を構成し、他方の前記補強板に面して設けられる第２フレーム部と、
前記第２フレーム部から分岐して前記熱交換部の積層方向外側に突出し、前記第２フレーム部と並列に設けられる並列部と、
前記第１フレーム部から前記熱交換部に向けて突出し、一方の前記補強板に係合する第１爪部と、
前記並列部から前記熱交換部に向けて突出し、他方の前記補強板に係合する第２爪部と、を有する、
ことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
請求項１に記載の熱交換器であって、
前記並列部は、前記第２フレーム部よりも外気流れ方向の上流側にオフセットされる、
ことを特徴とする熱交換器。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の熱交換器であって、
前記並列部は、前記第２フレーム部と比較して外気流れ方向の厚さが小さい、
ことを特徴とする熱交換器。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一つに記載の熱交換器であって、
前記第２フレーム部における前記並列部と対向する部分は、他の部分よりも前記並列部から離間するようにオフセットされる、
ことを特徴とする熱交換器。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一つに記載の熱交換器であって、
前記第１フレーム部と前記第２フレーム部とに渡って設けられる複数の縦フレーム部を更に備え、
前記並列部は、隣り合う前記縦フレーム部の間に設けられる、
ことを特徴とする熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、チューブ内を流れる流体と外気との間で熱交換を行う熱交換器が開示されている。この熱交換器は、前方に取り付けられてチューブを保護する保護部材を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２２９９０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上下に補強板が設けられる熱交換器の保護部材には、上側の補強板に係合する上部係合爪と下側の補強板に係合する下部係合爪とで上下方向から挟み込むように取り付けられるものがある。その場合、上部係合爪と下部係合爪とのうち一方を補強板に係合させた後、他方を補強板に係合させるために大きな力が必要であった。
【０００５】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、爪部を補強板に係合させるのに必要な力を軽減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある態様によれば、熱交換流体と外気との間で熱交換を行う熱交換器は、互いに間隔をあけて設けられ内側を熱交換流体が流れる複数のチューブと、隣り合う前記チューブの間に設けられて外気が接触するフィンと、が積層されてなる熱交換部と、前記熱交換部の積層方向端部に各々取り付けられる一対の補強板と、前記熱交換部の外気流れ方向における前面に設けられる保護部材と、を備え、前記保護部材は、当該保護部材の外枠の一部を構成し、一方の前記補強板に面して設けられる第１フレーム部と、前記外枠の一部を構成し、他方の前記補強板に面して設けられる第２フレーム部と、前記第２フレーム部から分岐して前記熱交換部の積層方向外側に突出し、前記第２フレーム部と並列に設けられる並列部と、前記第１フレーム部から前記熱交換部に向けて突出し、一方の前記補強板に係合する第１爪部と、前記並列部から前記熱交換部に向けて突出し、他方の前記補強板に係合する第２爪部と、を有する。
【発明の効果】
【０００７】
上記態様では、保護部材は、外枠の一部を構成する第２フレーム部から熱交換部の積層方向外側に突出する並列部を有する。そして、第１爪部は第１フレーム部から突出し、第２爪部は並列部から突出する。そのため、外枠の一部を構成する第２フレーム部から第２爪部が突出する場合と比較して、第２爪部を容易に変形させることができる。したがって、爪部を補強板に係合させるのに必要な力を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る熱交換器の正面図である。
【図２】図２は、熱交換器の保護部材の背面からの斜視図である。
【図３Ａ】図３Ａは、第１爪部近傍の背面からの拡大図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図３ＡにおけるＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ断面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、第２爪部近傍の背面からの拡大図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４ＡにおけるＩＶＢ−ＩＶＢ断面図である。
【図５】図５は、保護部材の熱交換部への取り付けについて説明する図である。
【図６】図６は、保護部材の熱交換部への取り付けについて説明する図である。
【図７】図７は、保護部材の熱交換部への取り付けについて説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る熱交換器としてのラジエータ１について説明する。
【００１０】
まず、図１を参照して、ラジエータ１の全体構成について説明する。
【００１１】
ラジエータ１は、車両に搭載される水冷チャージエアクーラ（図示省略）に適用される。ラジエータ１では、熱交換流体として不凍液などの冷却水が用いられる。冷却水は、過給機によって圧縮され車両のエンジンに吸入される空気を冷却するものである。
【００１２】
ラジエータ１は、冷却水と外気との間で熱交換を行い、冷却水を冷却する。以下では、冷却水の流れ方向である車幅方向を左右方向と称し、外気の流れ方向である車両の進行方向を前後方向と称する。
【００１３】
図１に示すように、ラジエータ１は、複数のチューブ１１と、チューブ１１の間に積層されるフィン１２と、一対のタンクプレート１３と、タンクプレート１３に各々取り付けられるラジエータタンク１４と、積層方向（図１では上下方向）の両端部に設けられるフィン１２の外側に各々取り付けられる一対の補強板としてのレインフォース２０と、チューブ１１を保護する保護部材３０と、を備える。
【００１４】
ラジエータ１では、複数のチューブ１１と複数のフィン１２とが積層方向に交互に積層された状態でロウ付けされて、熱交換部としてのコア１０が形成される。なお、図１では、保護部材３０の形状の理解を容易にするために、チューブ１１及びフィン１２の一部のみを示している。
【００１５】
チューブ１１は、両端部がタンクプレート１３に挿通して固定される偏平管である。複数のチューブ１１は、ラジエータ１の左右方向に沿って互いに平行に設けられる。複数のチューブ１１は、積層方向に互いに間隔をあけて設けられる。チューブ１１の内側には、冷却水が流れる。
【００１６】
フィン１２は、チューブ１１と交互に積層される。フィン１２は、隣り合うチューブ１１の間と、積層方向の両端に位置するチューブ１１の外側と、に設けられる。よって、コア１０における積層方向の両端部には、フィン１２が配設される。フィン１２には、外気が接触する。フィン１２は、コア１０を通過する空気との間で熱交換を行う面積を大きくするために波状に形成される。
【００１７】
タンクプレート１３は、チューブ１１及びフィン１２の左右方向の両端にそれぞれ設けられる。タンクプレート１３は、チューブ１１が挿通する複数の挿通孔（図示省略）を有する。タンクプレート１３は、チューブ１１とフィン１２とをロウ付けしてコア１０を形成する際に、チューブ１１が挿通孔に挿入されてフィン１２と当接した状態でロウ付けされ、コア１０と一体になる。
【００１８】
タンクプレート１３の左右方向の外側には、それぞれラジエータタンク１４が取り付けられる。即ち、コア１０の左右方向の両端には、タンクプレート１３を介してラジエータタンク１４が取り付けられる。タンクプレート１３は、内側に折り曲げられることによってラジエータタンク１４を固定する複数のカシメ部（図示省略）を有する。
【００１９】
ラジエータタンク１４は、樹脂材料によって形成される。一方のラジエータタンク１４は、水冷チャージエアクーラから導かれる冷却水を各々のチューブ１１に分散させる。他方のラジエータタンク１４は、各々のチューブ１１を流通した冷却水を集合させて、再び水冷チャージエアクーラに導く。ラジエータタンク１４は、保護部材３０の後述する貫通孔３６に係合する挿入爪部（図示省略）を有する。
【００２０】
レインフォース２０は、コア１０における積層方向の両端部に設けられるフィン１２に当接する。レインフォース２０は、コア１０の上端と下端とに各々設けられる。レインフォース２０は、左右方向の端部が一対のタンクプレート１３にそれぞれ係止され、一対のタンクプレート１３の間を連結して補強する。レインフォース２０は、チューブ１１とフィン１２とをロウ付けしてコア１０を形成する際に、フィン１２及びタンクプレート１３にロウ付けされて、コア１０と一体になる。
【００２１】
レインフォース２０は、略Ｕ字状の断面形状を有するように設けられる。レインフォース２０は、Ｕ字状の底面がフィン１２に当接してロウ付けされる。レインフォース２０は、コア１０の積層方向に突出する一対の側面部２１を有する。一方の側面部２１は、コア１０の前面に沿うように形成され、他方の側面部２１は、コア１０の背面に沿うように形成される（図７参照）。上下のレインフォース２０には、各々の側面部２１に係止されるように保護部材３０が取り付けられる。
【００２２】
保護部材３０は、コア１０の外気流れ方向における前面に取り付けられる。保護部材３０は、樹脂材料によって形成される。保護部材３０は、車両の走行中に跳ね上げられた石などから、コア１０の特にチューブ１１を保護する。
【００２３】
次に、図１から図４Ｂを参照して、保護部材３０の構成について説明する。
【００２４】
図１及び図２に示すように、保護部材３０は、第１フレーム部３１と、第１爪部３１ａと、第２フレーム部３２と、横フレーム部３３と、縦フレーム部３４と、並列部３８と、第２爪部４０と、を備える。
【００２５】
第１フレーム部３１は、保護部材３０の外枠３０ａの一部を構成し、一方（図１では上側）のレインフォース２０の側面部２１に面して設けられる。第１フレーム部３１には、複数の第１爪部３１ａが設けられる。
【００２６】
第１爪部３１ａは、第１フレーム部３１からコア１０に（後方に）向けて突出し、上側のレインフォース２０の側面部２１に係合する。第１爪部３１ａは、第２爪部４０と共にコア１０を上下方向から挟み込む。これにより、保護部材３０がコア１０に固定される。
【００２７】
図３Ａ及び図３Ｂに示すように、第１爪部３１ａは、第１フレーム部３１から突出するアーム部３１ｂと、レインフォース２０の側面部２１に係合する係合部３１ｃと、を有する。また、縦フレーム部３４における係合部３１ｃと対向する位置には、後方に突出する突出部３４ａが設けられる。第１爪部３１ａは、係合部３１ｃと突出部３４ａとの間に、レインフォース２０の側面部２１を挟持する（図７参照）。
【００２８】
アーム部３１ｂは、係合部３１ｃと突出部３４ａとの間の距離がレインフォース２０の側面部２１の厚さと略同一になるような長さｌ1に形成される。
【００２９】
図１に示すように、横フレーム部３３は、コア１０のチューブ１１の前方に各々設けられる。横フレーム部３３は、車両の走行中に跳ね上げられた石などから、チューブ１１を保護する。
【００３０】
縦フレーム部３４は、第１フレーム部３１と第２フレーム部３２とに渡って複数設けられる。縦フレーム部３４は、コア１０の積層方向に沿って設けられる。縦フレーム部３４は、横フレーム部３３と共に格子を形成する。縦フレーム部３４は、横フレーム部３３が変形してチューブ１１の前方からずれないように、横フレーム部３３を補強する。左右両端の縦フレーム部３４には、保護部材３０をラジエータタンク１４に取り付けるための取付部３５が設けられる。
【００３１】
取付部３５は、保護部材３０の外枠３０ａの左右両端から左右方向にそれぞれ突出する。取付部３５には、前後方向に貫通する貫通孔３６が形成される。
【００３２】
貫通孔３６には、ラジエータタンク１４の挿入爪部が挿入される。挿入爪部が貫通孔３６に挿入されることで、保護部材３０のコア１０に対する左右方向の位置が規定される。
【００３３】
図１及び図２に示すように、第２フレーム部３２は、外枠３０ａの一部を構成し、他方（図１では下側）のレインフォース２０に面して設けられる。
【００３４】
第２フレーム部３２における並列部３８と対向する部分である対向部３２ａは、他の部分よりも並列部３８から積層方向に離間するようにオフセットされる。これにより、並列部３８が第２フレーム部３２から下方向に大きく突出することが抑制される。
【００３５】
並列部３８は、隣り合う一対の縦フレーム部３４の間に各々設けられる。並列部３８には、第２爪部４０が設けられる。よって、第２爪部４０が係合した状態での外枠３０ａの変形が抑制され、保護部材３０の取付強度を確保できる。
【００３６】
図４Ａ及び図４Ｂに示すように、第２爪部４０は、並列部３８からコア１０に向けて突出し、他方（図１では下側）のレインフォース２０に係合する。
【００３７】
第２爪部４０は、第２フレーム部３２から突出するアーム部４０ａと、レインフォース２０の側面部２１に係合する係合部４０ｂと、を有する。また、縦フレーム部３４における係合部４０ｂと対向する位置には、後方に突出する突出部３４ｂが設けられる。第２爪部４０は、係合部４０ｂと突出部３４ｂとの間に、レインフォース２０の側面部２１を挟持する。
【００３８】
アーム部４０ａは、第１爪部３１ａのアーム部３１ｂよりも長く形成される。具体的には、図３Ｂ及び図４Ｂに示すように、アーム部４０ａの長さｌ2は、並列部３８がオフセットされる分だけ、アーム部３１ｂの長さｌ1よりも長い（ｌ2＞ｌ1）。これにより、第２爪部４０のアーム部４０ａを変形しやすくすることができる。
【００３９】
なお、第２爪部４０の係合部４０ｂと縦フレーム部３４の突出部３４ｂとの間の距離は、第１爪部３１ａのアーム部３１ｂの長さｌ1と同等になるように形成される。これにより、第１爪部３１ａと第２爪部４０とは、同じようにレインフォース２０の側面部２１を挟持することができる。
【００４０】
第２爪部４０は、レインフォース２０の側面部２１に係合する際にアーム部４０ａを変形させて第２爪部４０を開かせる傾斜部４０ｃと、第２爪部４０が開いた状態で側面部２１の端面と平行になって側面部２１に摺接する摺接部４０ｄと、を有する。
【００４１】
並列部３８は、第２フレーム部３２から分岐してコア１０の積層方向外側に突出し、第２フレーム部３２と並列に設けられる。並列部３８は、第２フレーム部３２と比較して積層方向（上下方向）の剛性が低く形成される。そのため、外枠３０ａの一部を構成する第２フレーム部３２から第２爪部４０が突出する場合と比較して、第２爪部４０を容易に変形させることができる。したがって、第１，第２爪部３１ａ，４０をレインフォース２０に係合させるのに必要な力を軽減することができる。
【００４２】
並列部３８は、第２フレーム部３２と比較して外気流れ方向の厚さが小さい。また、並列部３８は、第２フレーム部３２よりも外気流れ方向の上流側にオフセットされる。具体的には、図４Ｂに示すように、第２フレーム部３２の厚さｔ1は、並列部３８の厚さｔ2よりも小さい（ｔ1＜ｔ2）。また、並列部３８は、第２フレーム部３２と前面の位置が一致するように設けられる。即ち、並列部３８は、第２フレーム部３２と並列部３８の厚さの差分（ｔ1−ｔ2）だけ、前方にオフセットして設けられる。これにより、アーム部４０ａを長く形成することができる。
【００４３】
次に、図５から図７を参照して、保護部材３０の取り付けについて説明する。
【００４４】
まず、図５に示すように、上側のレインフォース２０の側面部２１に、保護部材３０の第１爪部３１ａを係合させる。このとき、第２爪部４０は下側のレインフォース２０に掛かっておらず、保護部材３０はコア１０に対して斜めの状態である。
【００４５】
次に、ラジエータタンク１４の挿入爪部を、保護部材３０の取付部３５に設けられる貫通孔３６に挿入する。これにより、保護部材３０の上側の位置と、コア１０に対する左右方向との位置とが規定される。
【００４６】
次に、図６に示すように、保護部材３０の下側をレインフォース２０の側面部２１に対して後方に押し込む。具体的には、まず、保護部材３０を押し込むと、第２爪部４０の傾斜部４０ｃが側面部２１に当接しながら徐々にアーム部４０ａを変形させる。そして、保護部材３０を更に押し込むと、アーム部４０ａが変形して第２爪部４０が開いた状態で、摺接部４０ｄが側面部２１に摺接し、第２爪部４０が側面部２１に係合する。
【００４７】
このとき、外枠３０ａの一部を構成する第２フレーム部３２から第２爪部４０が突出する場合と比較して、第２爪部４０を容易に変形させることができるので、第２爪部４０をレインフォース２０に係合させるのに必要な力を軽減することができる。
【００４８】
また、並列部３８は、第２フレーム部３２よりも外気流れ方向の上流側にオフセットされ、第２フレーム部３２と比較して外気流れ方向の厚さが小さい。よって、第２爪部４０のアーム部４０ａを長く形成することができ、第２爪部４０のアーム部４０ａを変形しやすくすることができる。
【００４９】
以上より、図７に示すように、保護部材３０の第１爪部３１ａ及び第２爪部４０を上下のレインフォース２０の側面部２１に係合させて、保護部材３０をコア１０に取り付けることができる。
【００５０】
以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。
【００５１】
冷却水と外気との間で熱交換を行うラジエータ１は、互いに間隔をあけて設けられ内側を冷却水が流れる複数のチューブ１１と、隣り合うチューブ１１の間に設けられて外気が接触するフィン１２と、が積層されてなるコア１０と、コア１０の積層方向端部に各々取り付けられる一対のレインフォース２０と、コア１０の外気流れ方向における前面に設けられる保護部材３０と、を備え、保護部材３０は、当該保護部材３０の外枠３０ａの一部を構成し、一方のレインフォース２０に面して設けられる第１フレーム部３１と、外枠３０ａの一部を構成し、他方のレインフォース２０に面して設けられる第２フレーム部３２と、第２フレーム部３２から分岐してコア１０の積層方向外側に突出し、第２フレーム部３２と並列に設けられる並列部３８と、第１フレーム部３１からコア１０に向けて突出し、一方のレインフォース２０に係合する第１爪部３１ａと、並列部３８からコア１０に向けて突出し、他方のレインフォース２０に係合する第２爪部４０と、を有する。
【００５２】
この構成によれば、保護部材３０は、外枠３０ａの一部を構成する第２フレーム部３２からコア１０の積層方向外側に突出する並列部３８を有する。そして、第１爪部３１ａは第１フレーム部３１から突出し、第２爪部４０は並列部３８から突出する。そのため、外枠３０ａの一部を構成する第２フレーム部３２から第２爪部４０が突出する場合と比較して、第２爪部４０を容易に変形させることができる。したがって、第１，第２爪部３１ａ，４０をレインフォース２０に係合させるのに必要な力を軽減することができる。
【００５３】
また、並列部３８は、第２フレーム部３２よりも外気流れ方向の上流側にオフセットされる。
【００５４】
また、並列部３８は、第２フレーム部３２と比較して外気流れ方向の厚さが小さい。
【００５５】
これらの構成によれば、第２爪部４０のアーム部４０ａを長く形成することができ、第２爪部４０のアーム部４０ａを変形しやすくすることができる。
【００５６】
また、第２フレーム部３２における並列部３８と対向する部分である対向部３２ａは、他の部分よりも並列部３８から離間するようにオフセットされる。
【００５７】
この構成によれば、並列部３８が第２フレーム部３２から下方向に大きく突出することが抑制される。
【００５８】
また、第１フレーム部３１と第２フレーム部３２とに渡って設けられる複数の縦フレーム部３４を更に備え、並列部３８は、隣り合う縦フレーム部３４の間に設けられる。
【００５９】
この構成によれば、第２爪部４０は、隣り合う縦フレーム部３４の間に設けられる。よって、第２爪部４０が係合した状態での外枠３０ａの変形が抑制され、保護部材３０の取付強度を確保できる。
【００６０】
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。
【００６１】
例えば、上記実施形態ではラジエータ１が水冷チャージエアクーラに適用される場合について説明したが、エンジンの冷却水を冷却するラジエータや冷凍サイクルに用いられるコンデンサ等の他の熱交換器であってもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１        ラジエータ（熱交換器）
１０      コア（熱交換部）
１１      チューブ
１２      フィン
２０      レインフォース（補強板）
２１      側面部
３０      保護部材
３０ａ    外枠
３１      第１フレーム部
３１ａ    第１爪部
３２      第２フレーム部
３２ａ    対向部
３４      縦フレーム部
３４ａ    突出部
３４ｂ    突出部
３８      並列部
４０      第２爪部
【図１】
2020003190.tif 000003
【図２】
2020003190.tif 000004
【図３Ａ】
2020003190.tif 000005
【図３Ｂ】
2020003190.tif 000006
【図４Ａ】
2020003190.tif 000007
【図４Ｂ】
2020003190.tif 000008
【図５】
2020003190.tif 000009
【図６】
2020003190.tif 000010
【図７】
2020003190.tif 000011