(57)【要約】【課題】  入口タンクと出口タンクが独立した二パス直交形式の熱交換器の車体へのマウント構造において、第２熱交換器コアが第１熱交換器コアに対して相対的に収縮しようとすることによって熱応力が生じ、第１及び第２熱交換器コアにおける冷却水の折り返し側の端部の変形によって大きな応力が発生する。【解決手段】  入口タンク１と出口タンク２が冷却空気の流れ方向と略平行な方向に拘束されると共に一方のタンク２が他方のタンク１に対して第１及び第２熱交換器コア４、５のチューブ６、７の長手方向と略平行な方向に相対的に変位可能であることを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平行に配置された複数本のチューブを有し、通風面が平行となるように配置された第１熱交換器コア及び第２熱交換器コアと、第１熱交換器コアの各チューブの一端と連通した入口タンクと、この入口タンクの近傍に配置され入口タンクに対して独立すると共に第２熱交換器コアの各チューブの一端と連通した出口タンクとを備え、温められた冷却水が、入口タンク、第１熱交換器コア、第２熱交換器コア、及び出口タンクを順にＵターン状に流通し、冷却空気が第１及び第２熱交換器コアを通風面と略直交する方向に流通して冷却水と熱交換を行うようにした熱交換器の車体へのマウント構造であって、入口タンクと出口タンクを冷却空気の流れ方向と略平行な方向に拘束すると共に一方のタンクを他方のタンクに対して第１及び第２熱交換器コアのチューブの長手方向と略平行な方向に相対的に変位可能としたことを特徴とする熱交換器の車体へのマウント構造。
【請求項２】
一方のタンクを車体に結合すると共に両タンクを連結手段で連結し、この連結手段は、両タンクを冷却空気の流れ方向と略平行な方向に拘束すると共に他方のタンクを一方のタンクに対して第１及び第２熱交換器コアのチューブの長手方向と略平行な方向に変位可能に連結するものであることを特徴とする請求項１記載の熱交換器の車体へのマウント構造。
【請求項３】
連結手段は、ブラケット状の連結部材と、この連結部材の一端を一方のタンクに枢着する第１のピンと、連結部材の他端を他方のタンクに枢着する第２のピンとを具備することを特徴とする請求項２記載の熱交換器の車体へのマウント構造。
【請求項４】
連結手段は、一端が一方のタンクに結合されたブラケット状の連結部材と、この連結部材の他端を他方のタンクに対して第１及び第２熱交換器コアのチューブの長手方向に移動可能に結合するスライドベアリングとを具備することを特徴とする請求項２記載の熱交換器の車体へのマウント構造。
【請求項５】
連結手段は、一方のタンクに固定されたフック状の第１の係止部材と、他方のタンクに固定され第１の係止部材と係合するフック状の第２の係止部材とを具備することを特徴とする請求項２記載の熱交換器の車体へのマウント構造。
【請求項６】
連結手段は、一端が一方のタンクに結合されると共に他端にチューブの長手方向に延びる長孔が形成されたブラケット状の連結部材と、他方のタンクに固定され連結部材の長孔に対して長手方向に移動可能に係合するピンとを具備することを特徴とする請求項２記載の熱交換器の車体へのマウント構造。
【請求項７】
両タンクを車体に結合すると共に、少なくとも一方のタンクを第１及び第２熱交換器コアのチューブの長手方向と略平行な方向の変位が許容されるように車体にソフトマウントしたことを特徴とする請求項１記載の熱交換器の車体へのマウント構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン冷却水等の冷却に用いられる熱交換器の車体へのマウント構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
二パス直交形式の熱交換器では、エンジン冷却水等の温められた冷却水が、入口タンク、第１熱交換器コア、第２熱交換器コア、及び出口タンクを順にＵターン状に流通し、冷却空気が第１及び第２熱交換器コアを通風面と略直交する方向に流通して冷却水と熱交換を行う。第１及び第２熱交換器コアは、平行に配置された複数本のチューブを有し、通風面が平行となるように配置されている。
【０００３】
このような構成の熱交換器では、冷却水が途中で流れ方向を１８０°変化させるため、出口タンクが入口タンクの近傍に配置される。また、冷却効率を高めるために、入口タンクは出口タンクに対して冷却空気の流れ方向下流側に位置し、出口タンクは上流側に位置することになる。
【０００４】
二パス直交形式の熱交換器は、上記のような構成をとるため、出口タンク側の冷却水温が入口タンク側の冷却水温よりも著しく低くなり、第２熱交換器コアが第１熱交換器コアに対して相対的に縮小して第１熱交換器コアとの寸法差を生じることになる。
【０００５】
通常、熱交換器の車体へのマウントは熱交換器端部に位置するタンクを介して行われるが、このマウントに際し、入口タンクと出口タンクとを相対的に変位しないように剛体結合することがあると、第２熱交換器コアが第１熱交換器コアに対して相対的に収縮しようとすることによって熱応力が生じ、熱交換器の機械的寿命が短くなる恐れがある。
【０００６】
また、入口タンクと出口タンクを独立したタンクとして製作した場合、両タンクの冷却空気の流れ方向と平行な方向の変位を拘束しなければ、第１及び第２熱交換器コアにおける冷却水の折り返し側の端部の変形によって大きな応力が発生するため、熱交換器の損傷を招いてしまう。
【特許文献１】特開２００２−３０３４９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
解決しようとする問題点は、第２熱交換器コアが第１熱交換器コアに対して相対的に収縮しようとすることによって熱応力が生じる点と、第１及び第２熱交換器コアにおける冷却水の折り返し側の端部の変形によって大きな応力が発生する点である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のマウント構造は、入口タンクと出口タンクを冷却空気の流れ方向と略平行な方向に拘束すると共に一方のタンクを他方のタンクに対して第１及び第２熱交換器コアのチューブの長手方向と略平行な方向に相対的に変位可能としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、両タンクが冷却空気の流れ方向と略平行な方向に拘束されるため、第１及び第２熱交換器コアにおける冷却水の折り返し側の端部が変形して大きな応力が発生することはない。また、一方のタンクが他方のタンクに対して第１及び第２熱交換器コアチューブの長手方向と略平行な方向に相対的に変位可能であるため、第２熱交換器コアの第１熱交換器コアに対する相対的な収縮に起因する熱応力が緩和される。したがって機械的損傷を防止し、長寿命化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
入口タンクと出口タンクを冷却空気の流れ方向と略平行な方向に拘束すると共に一方のタンクを他方のタンクに対して第１及び第２熱交換器コアのチューブの長手方向と略平行な方向に相対的に変位可能とするという構造を少ない部品点数と簡素な機構で実現した。
【実施例１】
【００１１】
図１は本発明の第１の実施例の側面図である。同図において、１は入口タンクで、１ａは冷却水の入口である。２は出口タンクで、２ａは冷却水の出口である。３は中間タンクで、入口タンク１とは第１熱交換器コア４にて連通され、出口タンク２とは第２熱交換器コア５にて連通されている。
【００１２】
第１熱交換器コア４は、複数本のチューブ６を図１の紙面と直交する方向に間隔をおいて平行に配置すると共にこれらの間にフィン（図示せず）を介挿することにより構成されており、その通風面４ａは図１の紙面と直交する方向に延びている。同様に、第２熱交換器コア５は、複数本のチューブ７を図１の紙面と直交する方向に間隔をおいて平行に配置すると共にこれらの間にフィン（図示せず）を介挿することにより構成されており、その通風面５ａは図１の紙面と直交する方向に延びている。
【００１３】
中間タンク３は第１及び第２熱交換器コア４、５の下端側に配置され第１及び第２熱交換器コア４、５の各チューブ６、７の下端と連通している。入口タンク１は第１熱交換器コア４の上端側に配置され第１熱交換器コア４の各チューブ６の上端と連通している。出口タンク２は第２熱交換器コア５の上端側に配置され第２熱交換器コア５の各チューブ７の上端と連通している。入口タンク２には車体に結合するための突起８が設けられている。
【００１４】
なお、タンクの車体への結合は、剛体結合、ソフトマウントのいずれであってもよい。ここで剛体結合とは、タンクと車体とを剛体により固定結合することである。また、ソフトマウントとは、タンクと車体とを弾性体により衝撃吸収可能に結合することである。
【００１５】
入口タンク１と出口タンク２は連結手段を介して連結されている。この連結手段は、剛性を有するブラケット状の連結部材９と、この連結部材９の一端を入口タンク１の側面に枢着する第１のピン１０と、連結部材９の他端を出口タンク２の側面に枢着する第２のピン１１とを具備している。なお、連結部材９の回動に伴って生じる異音や打音を防止するために、緩衝材を適所に用いるようにするのが好ましい。
【００１６】
温められた冷却水は入口１ａより入口タンク１内に導かれ、第１熱交換器コア４、中間タンク３、第２熱交換器コア５、出口タンク２の順に循環し、最後に出口２ａより車両冷却系へ供給される。一方、冷却空気は図１の矢印で示すように通風面４ａ、５ａと略直交するように流れ、最初に第２熱交換器コア５を通過し、次いで第１熱交換器コア４を通過する。
【００１７】
このとき、冷却空気は第１及び第２熱交換器コア４、５内を流れる冷却水と熱交換を行い、冷却水を冷却する。冷却水は入口タンク１に流入したときには高温であるが、出口タンク２から出る際には低温となっている。また、出口タンク２は冷却空気の流れ方向上流側に位置しているため、第２熱交換器コア５を流通する冷却空気の温度は第１熱交換器コア４を流通する冷却空気の温度よりも低い。
【００１８】
したがって第２熱交換器コア５を流れる冷却水の水温は第１熱交換器コア４を流れる冷却水の水温よりも著しく低くなり、第２熱交換器コア５は第１熱交換器コア４に対して相対的に縮小することになる。図２（ａ）は縮小前の状態、図２（ｂ）は縮小後の状態であり、ｄは第１熱交換器コア４に対する第２熱交換器コア５の相対的変位である。この変位ｄの発生を許容しないと熱応力が発生することになる。
【００１９】
本実施例では、入口タンク１が突起８を介して車体に結合されるが、出口タンク２が入口タンク１に対して第１のピン１０を中心とする円弧状の軌跡に沿ってチューブ６、７の長手方向と略平行な方向に変位することができる。したがって、第１及び第２熱交換器コア４、５に生じる熱応力が緩和される。
【００２０】
また、入口タンク１と出口タンク２が冷却空気の流れ方向と略平行な方向に変位可能であると、第１熱交換器コア４及び第２熱交換器コア５の下端部の変形により大きな応力が発生し、機械的寿命が短くなる。図３（ａ）は変形前の状態、図３（ｂ）は変形後の状態であり、図３（ｂ）の仮想線で示す部位に変形が発生する。
【００２１】
本実施例では、入口タンク１と出口タンク２が連結部材９と第１及び第２のピン１０、１１を介して連結されたことにより、冷却空気の流れ方向と略平行な方向には殆ど変位しないので、第１熱交換器コア４及び第２熱交換器コア５の下端部が変形することがない。
【００２２】
なお、出口タンク２の入口タンク１に対する相対変位は円弧状の軌跡を描くため、冷却空気の流れ方向と平行な方向の変位を若干生じることになるが、この変位はチューブ６、７の長手方向の変位に対して無視できるほど小さいため、チューブ６、７に破壊的な応力が生じることはない。
【００２３】
また、本実施例は簡素な構造で部品点数も少ないため、安価に製造することができると共に生産性に優れているという利点が有る。
【実施例２】
【００２４】
次に、本発明の第２の実施例を説明する。図４は第２の実施例の側面図、図５は第２の実施例の要部拡大斜視図である。なお、本実施例及び以下の各実施例において、第１の実施例と同一又は類似の部分には同一の符号を用いており、同一の部分については説明を省略してある。
【００２５】
本実施例では、入口タンク１が突起８を介して車体と結合されている。そして、連結部材９の一端が入口タンク１に対して第１の実施例と同様に結合され、連結部材９の他端が出口タンク２に対して一対のスライドベアリング１３、１４を介してチューブ６、７の長手方向に移動可能に結合されている。
【００２６】
スライドベアリング１３、１４は連結部材９の他端にチューブ６、７の長手方向に間隔をおいて固定されており、チューブ６、７の長手方向に延びる軸１２を長手方向に摺動自在に支持している。この軸１２は、スライドベアリング１３、１４間の部位から軸線方向と直交する方向に向けて突出した固定部１２ａを有しており、この固定部１２ａを介して出口タンク２と連結固定されている。
【００２７】
本実施例においては、第２熱交換器コア５が第１熱交換器コア４に対してチューブ６、７の長手方向に相対的に縮小しようとする力が働くと、軸１２がスライドベアリング１３、１４に対して摺動し、出口タンク２が入口タンク１に対してチューブ６、７の長手方向と平行な方向に変位することができるため、熱応力が緩和される。
【００２８】
また、入口タンク１と出口タンク２の冷却空気の流れ方向と平行な方向の変位は拘束されているため、第１熱交換器コア４及び第２熱交換器コア５の下端部が変形することがない。
【００２９】
なお、スライドベアリング１３、１４が摺動することにより生じる打音や異音を防止するために、適所に緩衝材を設けるようにしてもよい。
【００３０】
本実施例も簡素な構造で部品点数が少ないため、安価に製造することができると共に生産性に優れている。
【実施例３】
【００３１】
次に、本発明の第３の実施例を説明する。図６は第３の実施例の側面図、図７は図６の要部拡大図である。
【００３２】
本実施例では、入口タンク１が突起８を介して車体に結合されている。そして、入口タンク１と出口タンク２を連結する連結手段は、入口タンク１に固定されたフック状の第１の係止部材１５と、出口タンク２に固定されたフック状の第２の係止部材１６とから成っている。
【００３３】
第１の係止部材１５の先端部は鈎状に屈曲し、第２の係止部材１６の先端部は第１の係止部１５の先端部を受け入れることができるように断面Ｕ字状に屈曲しており、これらはラビリンス状に係合する。第１及び第２の係止部材１５、１６は、互いに係合した状態において、チューブ６、７の長手方向と平行な方向には互いに隙間を存して相対移動可能であるため拘束されず、冷却空気の流れ方向と平行な方向には互いに接触することにより拘束されるようになっている。
【００３４】
これにより、第２熱交換器コア５が第１熱交換器コア４に対してチューブ６、７の長手方向に相対的に縮小しようとする力が働くと、出口タンク２が入口タンク１に対してチューブ６、７の長手方向と平行な方向に変位することができるため、熱応力が緩和される。
【００３５】
また、入口タンク１と出口タンク２の冷却空気の流れ方向と平行な方向の変位は拘束されるため、第１熱交換器コア４及び第２熱交換器コア５の下端部が変形することがない。
【００３６】
本実施例も簡素な構造で部品点数が少ないため、安価に製造することができると共に生産性に優れている。
【実施例４】
【００３７】
次に、本発明の第４の実施例を説明する。図８は第４の実施例の側面図である。
【００３８】
本実施例では、入口タンク１が突起８を介して車体に結合されている。連結部材９は、一端が入口タンク１に対して移動しないように剛体結合され、他端にはチューブ６、７の長手方向に延びる長孔１７が形成されている。出口タンク２の側面にはピン１８が固定されており、このピン１８は長孔１７に対して長手方向に移動可能に係合している。
【００３９】
これにより、第２熱交換器コア５が第１熱交換器コア４に対してチューブ６、７の長手方向に相対的に縮小しようとする力が働くと、出口タンク２が入口タンク１に対してチューブ６、７の長手方向と平行な方向に変位することができるため、熱応力が緩和される。
【００４０】
また、入口タンク１と出口タンク２の冷却空気の流れ方向と平行な方向の変位は拘束されるため、第１熱交換器コア４及び第２熱交換器コア５の下端部が変形することがない。
【００４１】
本実施例も簡素な構造で部品点数が少ないため、安価に製造することができると共に生産性に優れている。
【実施例５】
【００４２】
次に、本発明の第５の実施例を説明する。図９は第５の実施例の側面図である。
【００４３】
本実施例では、入口タンク１が突起８を介して車体に結合されると共に、出口タンク２が突起１９を介して車体に結合されている。そして、入口タンク２と出口タンク２の少なくとも一方がチューブ６、７の長手方向と平行な方向の変位が許容されるように車体にソフトマウントされている。また、入口タンク２と出口タンク３はそれぞれ冷却空気と平行な方向の変位が拘束されている。
【００４４】
これにより、第２熱交換器コア５が第１熱交換器コア４に対してチューブ６、７の長手方向に相対的に縮小しようとする力が働くと、出口タンク２が入口タンク１に対してチューブ６の長手方向と平行な方向に相対変位することができるため、熱応力が緩和される。
【００４５】
また、入口タンク１と出口タンク２の冷却空気の流れ方向と平行な方向の変位は拘束されるため、第１熱交換器コア４及び第２熱交換器コア５の下端部が変形することがない。
【００４６】
上記の各実施例では、第１熱交換器コア４の各チューブ６と第２熱交換器コア５の各チューブ７とが中間タンク３を介して連通接続された場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、チューブ６とチューブ７とがＵ字状のチューブ等により連結されていてもよい。なお、このチューブはチューブ６、７と一体的に形成されていてもよいし、別体であってもよい。
【００４７】
その他にも、本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施例を各種採ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１の実施例の側面図である。
【図２】入口タンクと出口タンクの冷却水の温度差に起因する熱応力の発生メカニズムの説明図である。
【図３】入口タンクと出口タンクの冷却空気と略平行な方向の変位によって生じる応力の発生メカニズムの説明図である。
【図４】第２の実施例の側面図である。
【図５】第２の実施例の要部拡大斜視図である。
【図６】第３の実施例の側面図である。
【図７】第３の実施例の要部拡大図である。
【図８】第４の実施例の側面図である。
【図９】第５の実施例の側面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１    入口タンク
２    出口タンク
３    中間タンク
４    第１熱交換器コア
５    第２熱交換器コア
６    チューブ
７    チューブ
９    連結部材（連結手段）
１０    第１のピン（連結手段）
１１    第２のピン（連結手段）
１３    スライドベアリング（連結手段）
１４    スライドベアリング（連結手段）
１５    第１の係止部材（連結手段）
１６    第２の係止部材（連結手段）
１８    ピン（連結手段）
【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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【図６】
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【図７】
2005077010.tif 000009
【図８】
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【図９】
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