(57)【要約】【課題】熱交換器本体と被取付側との間に熱膨張差が生じた際に、ブラケット部及び熱交換器本体に生じる熱応力を緩和するための熱交換器の取付構造を提供する。【解決手段】ブラケット部１１０には、熱交換器本体２の長手方向に対して長穴状に形成されたボルト孔１１１が設けられ、該ボルト孔１１１に段付ボルト１５０を挿通し、該段付ボルトの頭部１５０ａとブラケット部１１０との間に圧縮した伸縮部材１２０を介在させて該段付ボルト１５０を被取付側２００に締結固定するとともに、熱交換器本体２と被取付側２００との間に熱膨張差が生じて該熱交換器本体２が該被取付側２００に対して長手方向に熱膨張する際に、ブラケット部１１０がボルト１５０に対して相対移動可能となるように構成した。【選択図】図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブラケット部が熱交換器本体と一体成形された熱交換器を、該ブラケット部を介して被取付側に取り付ける熱交換器の取付構造であって、
前記ブラケット部には、前記熱交換器本体の長手方向に対して長穴状に形成されたボルト孔が設けられ、該ボルト孔にボルトを挿通し、該ボルト頭部と前記ブラケット部との間に圧縮した伸縮部材を介在させて該ボルトを前記被取付側に締結固定するとともに、前記熱交換器本体と前記被取付側との間に熱膨張差が生じて該熱交換器本体が該被取付側に対して長手方向に熱膨張する際に、前記ブラケット部が前記ボルトに対して相対移動可能となるように構成したことを特徴とする熱交換器の取付構造。
【請求項２】
請求項１に記載の熱交換器の取付構造において、
前記ボルトは、段付ボルトであり、該段付ボルトの段差部を前記被取付側に接触させた状態にして、該段付ボルトを前記被取付側に締結固定したことを特徴とする熱交換器の取付構造。
【請求項３】
請求項１に記載の熱交換器の取付構造において、
前記ボルト孔にカラーを挿通して該カラーを前記被取付側に接触させた状態にし、該カラー内に前記ボルトを挿通して該ボルトを前記被取付側に締結固定したことを特徴とする熱交換器の取付構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブラケット部が熱交換器本体と一体成形された熱交換器を、該ブラケット部を介して被取付側に取り付ける熱交換器の取付構造に関し、特に、熱交換器本体と被取付側との間に熱膨張差が生じた際に、ブラケット部に生じる熱応力を緩和するための熱交換器の取付構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、熱交換器本体（例えば、ＥＧＲクーラ等）を被取付側（例えば、エキゾマニホールドや吸気インテークマニホールド等）に取り付けるために、図３（ａ）〜（ｃ）に示す如く、ブラケット部１，１０が熱交換器本体２の長手方向両端部に一体成形された熱交換器１００が開発されている。同図に示す熱交換器１００において、熱交換器本体２の長手方向両端部には、ブラケット部３，３０、コーン部４，４０及びパイプ６，６０が一対ずつ設けられ、前述のブラケット部１，１０はコーン部４，４０に設けられている。そして、高温流体（例えば、ＥＧＲガス等）と低温流体（例えば、エンジン冷却水等）は、それぞれコーン部４，４０及びパイプ６，６０を通じて熱交換器本体２内に供給され、この熱交換器本体２内のコア部のプレート７を介して相互に熱交換を行うようになっている。
【０００３】
かかる熱交換器１００は、ブラケット部１，１０を介して被取付側２００に取り付けられる構造となっており、具体的には、ブラケット部１，１０に設けられたボルト孔１１にボルト５，５０を挿通して該ボルト５，５０を被取付側２００に締結固定し、該ボルト５，５０の頭部５ａ，５０ａ側をそれぞれブラケット部１，１０側に締め付けるようにして該ブラケット部１，１０を被取付側２００に取り付ける構造となっている（例えば、特許文献１参照）。このようにして、ブラケット部１，１０と熱交換器本体２とが一体成形された熱交換器１００は、ブラケット部１，１０を介して被取付側２００に取り付けられる。
【特許文献１】特開２００２−２８５９１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような従来技術には、次のような問題があった。すなわち、従来の熱交換器の取付構造にあっては、ブラケット部１，１０に設けられたボルト孔１１の形状がボルト５，５０の形状とほぼ同一に形成されており、しかもブラケット部１，１０がボルト５，５０の頭部５ａ，５０ａにより被取付側２００に対して強く締め付けられていて、いずれも被取付側２００に完全に固定された状態にある。そのため、ブラケット部１，１０はいずれもボルト５，５０に対して相対移動することができず、熱交換器本体２と被取付側２００との間に熱膨張差が生じて熱交換器本体２が被取付側２００に対して長手方向に熱膨張する際に、ブラケット部１，１０及び熱交換器本体２に過大な熱応力が生じてしまう（例えば、図３（ｂ）のブラケット部１，１０の斜線部参照）。
【０００５】
例えば、ブラケット部１，１０が一体成形されたＥＧＲクーラ１００を、アルミ鋳物製の吸気インテークマニホールド２００に完全に固定して取り付けた場合には、エンジン運転時における吸気インテークマニホールド２００の熱膨張量は比較的低温の吸気温度に支配されて微少であるが、ＥＧＲクーラ１００の熱交換器本体２には比較的高温のＥＧＲガスが流れるためその熱膨張量は過多となり、後者の熱膨張量が前者の約２〜５倍に達することがある。その結果、熱交換器本体２と吸気インテークマニホールド２００との間に大きな熱膨張差が生じることとなり、熱交換器本体２が吸気インテークマニホールド２００に対して長手方向（図３（ａ）の場合には左右両方向）に熱膨張する。その際、従来の熱交換器の取付構造にあっては、前述したようにブラケット部１，１０が、いずれも被取付側の吸気インテークマニホールド２００に完全に固定された状態にあるので、ボルト５，５０に対して相対移動することができない。そのため、ブラケット部１，１０及びこれらと一体成形された熱交換器本体２（例えば、図３（ｃ）のプレート７等）に過大な熱応力が生じて、亀裂破損などが発生することがあった。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためのものであり、その目的は、熱交換器本体と被取付側との間に熱膨張差が生じた際に、ブラケット部及び熱交換器本体に生じる熱応力を緩和するための熱交換器の取付構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、ブラケット部が熱交換器本体と一体成形された熱交換器を、該ブラケット部を介して被取付側に取り付ける熱交換器の取付構造であって、前記ブラケット部には、前記熱交換器本体の長手方向に対して長穴状に形成されたボルト孔が設けられ、該ボルト孔にボルトを挿通し、該ボルト頭部と前記ブラケット部との間に圧縮した伸縮部材を介在させて該ボルトを前記被取付側に締結固定するとともに、前記熱交換器本体と前記被取付側との間に熱膨張差が生じて該熱交換器本体が該被取付側に対して長手方向に熱膨張する際に、前記ブラケット部が前記ボルトに対して相対移動可能となるように構成したことを特徴とする。
【０００８】
かかる構成によれば、ボルト孔が長穴状に形成されているので、熱交換器本体と被取付側との間に熱膨張差が生じると、これに伴ってブラケット部が熱膨張と同じ方向にスライド移動する。このブラケット部のスライド移動により、ブラケット部及び熱交換器本体に生じる熱応力が分散若しくは吸収されることとなり、かかる熱応力を緩和することが可能となる。なお、ボルト孔を長穴状に形成しただけで、ボルト頭部をブラケット部に当接させた状態で該ボルトを締結固定した場合には、ボルトのブラケット部に対する押圧力を微調整しにくくなり、熱交換器の取付強度の保持と、ブラケット部のスライド移動とをうまく両立させることができない。すなわち、ボルト頭部をブラケット部に当接させた状態で該ボルトを強く締結固定すると、ブラケット部に対する押圧力が増加して熱交換器の取付強度が向上する一方、ブラケット部のスライド移動に対する抵抗が上昇してスムースな移動が阻害されてしまう。逆に、その状態でボルトを緩く締結固定すると、ブラケット部のスライド移動に対する抵抗が低下してスムースな移動が可能となる一方、ブラケット部に対する押圧力が減少して熱交換器の取付強度が低下してしまう。しかし、本発明のように、ボルト孔を長穴状に形成しただけでなく、ボルト頭部とブラケット部との間に伸縮部材を介在させた場合には、伸縮部材の付勢により間接的にブラケット部を押圧することとなり、ボルト頭部により直接的にブラケット部を押圧する場合と比べると、前述した押圧力を微調整しやすくなる。その結果、熱交換器の取付強度の保持と、ブラケット部のスライド移動とを両立させることが可能となる。
【０００９】
また、本発明において、前記ボルトは、段付ボルトであり、該段付ボルトの段差部を前記被取付側に接触させた状態にして、該段付ボルトを前記被取付側に締結固定したこととしてもよい。或いは、前記ボルト孔にカラーを挿通して該カラーを前記被取付側に接触させた状態にし、該カラー内に前記ボルトを挿通して該ボルトを前記被取付側に締結固定したこととしてもよい。
【００１０】
かかる構成によれば、段付ボルト或いはカラーによって、前記伸縮部材の圧縮代が適切に管理されることとなり、熱交換器の取付強度の保持と、ブラケット部のスライド移動との両立が容易となる。従って、熱交換器を被取付側に取り付けた状態を維持しつつ、ブラケット部をスライド移動させることにより、ブラケット部及び熱交換器本体に生じる熱応力をよりいっそう緩和することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ブラケット部が熱交換器本体と一体成形された熱交換器を、該ブラケット部を介して被取付側に取り付ける熱交換器の取付構造において、熱交換器本体と被取付側との間に熱膨張差が生じた際に、ブラケット部及び熱交換器本体に生じる熱応力を緩和することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の各実施形態について説明する。図１Ａ及び図１Ｂは本発明の第一実施形態の説明図、図２は本発明の第二実施形態の説明図である。なお、同図において、図３と同一若しくは類似の箇所には同一の符号を付し、変更箇所及び新たに追加した箇所には新たな符号を付している。
【００１３】
＝＝＝第一実施形態＝＝＝
図１Ａ及び図１Ｂは、本発明の第一実施形態における熱交換器の取付構造を示す説明図であり、図１Ａは熱膨張前の状態を示し、図１Ｂは熱膨張時の状態を示す。
【００１４】
同図に示す熱交換器の取付構造は、ブラケット部１０，１１０が熱交換器本体２と一体成形された熱交換器１００を、これらのブラケット部１０，１１０を介して被取付側２００に取り付ける構造となっている。同図右側のブラケット部１１０には、熱交換器本体２の長手方向（同図の場合には左右両端側の方向）に対して長穴状に形成されたボルト孔１１１が設けられている。ボルト孔１１１には、段付ボルト１５０が挿通されており、この段付ボルト１５０を被取付側２００に締結固定している。また、段付ボルト１５０の頭部１５０ａとブラケット部１１０との間には、圧縮した伸縮部材１２０を介在させており、この伸縮部材１２０によりブラケット部１１０を被取付側２００に付勢若しくは押圧した状態で取り付けている。そして、熱交換器本体２と被取付側２００との間に熱膨張差が生じて、熱交換器本体２が被取付側２００に対して長手方向に熱膨張すると、ブラケット部１１０が段付ボルト１５０に対して相対移動可能となっている。
【００１５】
すなわち、前述したようにボルト孔１１１を長穴状に形成しておくことにより、熱交換器本体２が被取付側２００に対して長手方向（同図の場合には右側方向）に熱膨張する際に、ブラケット部１１０が被取付部２００に締結固定された段付ボルト１５０に対してスライド移動するようになっている（同図の場合には、右側方向に移動）。なお、ボルト孔１１１の形状、大きさ等については、ボルト孔１１１と先端部１５０ｃとの間に遊びを設けた構成となるように設計する。
【００１６】
段付ボルト１５０は、頭部１５０ａと柱部１５０ｂと先端部１５０ｃとで構成され、柱部１５０ｂと先端部１５０ｃとの間に段差部が形成されている。この段付ボルト１５０は、柱部１５０ｂの先端側がボルト孔１１１内に挿通され、前述した段差部が被取付側２００に接触している。
【００１７】
伸縮部材１２０は、予め収縮量と反発力の特性を把握したものを使用する。また、段付ボルト１５０の締結加重の程度は、熱交換器本体２の重量やブラケット部１１０のスライド移動に伴う動的な加重などを考慮して、熱交換器１００の取付強度の保持と、ブラケット部１１０のスライド移動とが両立するように管理する。
【００１８】
以上の構成によれば、熱交換器本体２と被取付側２００との間に熱膨張差が生じて、該熱交換器本体２が該被取付側２００に対して長手方向に熱膨張する際に、ブラケット部１１０は、被取付部２００に締結固定された段付ボルト１５０に対してスライド移動する。
【００１９】
このようなブラケット部１１０のスライド移動により、ブラケット部１１０に生じる熱応力を分散若しくは吸収するとともに、その反対側（図中左側）のブラケット部１０に生じる熱応力についても分散若しくは吸収することとなる。その結果、ブラケット部１０，１１０の双方に生じる熱応力が緩和され、これに伴って、ブラケット部１０，１１０と一体成形された熱交換器本体２に生じる熱応力も緩和される。なお、ブラケット部１１０のスライド移動は、熱交換器本体２が熱膨張して過大な熱応力が発生し、その熱応力がブラケット部１１０の摩擦限界を超えた場合に開始する。
【００２０】
ところで、本実施形態では、ボルト頭部１５０ａとブラケット部１１０との間に伸縮部材１２０を介在させ、この伸縮部材１２０の付勢力により間接的にブラケット部１１０を被取付側２００に押圧するように構成している。そのため、ボルト頭部１５０ａをブラケット部１１０に当接させて、このボルト頭部１５０ａにより直接的にブラケット部１１０を押圧する場合と比べると、押圧力を微調整しやすくなり、熱交換器１００の取付強度の保持と、ブラケット部１１０のスライド移動とを両立させることが可能となる。しかも、段付ボルト１５０によって、伸縮部材１２０の圧縮代が適切に管理されるので、その両立が容易である。
【００２１】
また、本実施形態では、ブラケット部１０，１１０のうち一端側のブラケット部１１０に対してのみ本発明を適用し、上記のように改良している。しかし、ブラケット部１０，１１０の双方に本発明を適用して、前述のように改良することが好ましい。かかる場合には、ブラケット部１０，１１０がいずれも段付ボルト１５０に対して相対移動可能となり、熱交換器本体２が被取付側２００に対して長手方向に熱膨張した際に、ブラケット部１０は左側方向にスライド移動する一方で、ブラケット部１１０は右側方向にスライド移動する。従って、ブラケット部１０，１１０に生じる熱応力を両端側で分散若しくは吸収するとともに、これらと一体成形された熱交換器本体２に生じる熱応力についても分散若しくは吸収することとなる。そのため、例えば、熱交換器本体２がＥＧＲクーラであり、且つ被取付側２００が吸気インテークマニホールドの場合、すなわち熱交換器本体２と被取付側２００との間に大きな熱膨張差が生じる場合であっても、ブラケット部１０，１１０及び熱交換器本体２に生じる熱応力をよりいっそう緩和することができるようになり、具体的には、熱応力を約５０％まで低減することも可能である。
【００２２】
＝＝＝第二実施形態＝＝＝
図２は、本発明の第二実施形態における熱交換器の取付構造を示す説明図である。同図に示す熱交換器の取付構造は、第一実施形態とほぼ同様の構成である。しかし、本実施形態においては、ボルト孔１１にカラー１６０を挿通し、このカラー１６０を被取付側２００に接触させた状態にするとともに、該カラー１６０にボルト５を挿通した状態でボルト５を被取付側２００に締結固定している。
【００２３】
以上の構成によれば、カラー１６０は、第一実施形態で示した段付ボルト１５０と同様の機能を有し、これにより伸縮部材１２０の圧縮代が適切に管理されることとなる。そのため、熱交換器１００の取付強度の保持と、ブラケット部１１０のスライド移動との両立が容易となる。従って、熱交換器１００を被取付側に取り付けた状態を維持しつつ、ブラケット部１１０をスライド移動させることにより、前述した熱応力をよりいっそう緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１Ａ】本発明の第一実施形態における熱膨張前の熱交換器の取付構造を示す説明図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）に示した熱交換器の取付構造を下側から視た図、（ｃ）は（ａ）に示した熱交換器の取付構造を右側から視た図である（但し一部断面図を含む）。
【図１Ｂ】本発明の第一実施形態における熱膨張時の熱交換器の取付構造を示す説明図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）に示した熱交換器の取付構造を下側から視た図である（但し一部断面図を含む）。
【図２】本発明の第二実施形態における熱交換器の取付構造を示す説明図である。
【図３】従来技術における熱交換器の取付構造を示す説明図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）に示した熱交換器の取付構造を下側から視た図、（ｃ）は（ａ）に示した熱交換器の取付構造を右側から視た図である（但し一部断面図を含む）。
【符号の説明】
【００２５】
１１０  ブラケット部
１１１  ボルト孔
１２０  伸縮部材
１５０  段付ボルト
１６０  カラー
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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