(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放熱部と、該放熱部の両端に設けられた１対のタンクとよりなる熱交換器において、
該熱交換器は、熱交換対象機器に直接取付けられ、
前記１対のタンクのいずれか一方または両方に、該タンクに対する流体入口と流体出口とが設けられ、
該流体入口と流体出口には、接続スリーブが一体的に設けられ、
前記１対のタンクのいずれか一方または両方に、取付け部材が結合され、
該取付け部材には、前記流体入口と流体出口と連通する貫通孔が設けられ、前記接続スリーブは、該貫通孔を貫通し、前記熱交換対象機器の流体入口と流体出口とに直接接続されたことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記取付け部材に締付け用孔が形成されたことを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項３】
前記締付け用孔に嵌合する締付け手段に対し間隙を存して遊嵌しうる凹部が、前記１対のタンクのいずれか一方または両方に形成されたことを特徴とする請求項２記載の熱交換器。
【請求項４】
前記取付け部材が、前記熱交換器の底部に設けられたことを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項５】
前記取付け部材が、前記熱交換器の頂部に設けられたことを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項６】
前記取付け部材が、前記流体入口付きタンクと前記流体出口付きタンクとの双方に亘って一体に結合されたことを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項７】
前記取付け部材が、前記流体入口付きタンク、または流体出口付きタンクのいずれか一方に取付けられたことを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項８】
前記取付け部材が取付けられていない一方のタンクと、前記取付け部材が取付けられている他方のタンクの流体入口または流体出口とを連通する連通管が、放熱フィンおよび前記取付け部材を貫通したことを特徴とする請求項７記載の熱交換器。
【請求項９】
前記取付け部材に放熱用開口が設けられたことを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項１０】
前記放熱用開口に導風板が形成されたことを特徴とする請求項９記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本出願発明は、熱交換器を支持する支持手段に、取付け部材を介して正確にかつ強固に取付けられる熱交換器に関するものである。
【０００２】
【従来技術および解決しようとする課題】
自動車、自動２輪車等の車両に搭載される水冷式内燃機関に用いられる従来のラジエータ（実開昭６３−４８９１８号公報参照）と称せられる熱交換器は、内燃機関から離れた車両前方の車体部分に取付けられていた。
【０００３】
また、従来では、放熱フィンおよびチューブよりなる放熱部と、１対のタンクとを囲み、これらを強固に保護支持するための強度・剛性の高い取付け枠を構成し、弾性緩衝材を介して設置個所に据付けており、その結果、熱交換器全体が大型化するとともに重量が増加し、部品点数が多くなって、コストアップが避けられなかった。
【０００４】
また小排気量の小型自動２輪車において、空冷式であった内燃機関を、出力増大に対応して水冷式にしようとした場合に、車体を大型化せずに、熱交換器の設置空間を確保することが困難であった。
【０００５】
【課題を解決するための手段および効果】
本出願発明は、このような難点を克服した熱交換器の改良に係り、請求項１記載の発明は、放熱部と、該放熱部の両端に設けられた１対のタンクとよりなる熱交換器において、該熱交換器は、熱交換対象機器に直接取付けられ、前記１対のタンクのいずれか一方または両方に、該タンクに対する流体入口と流体出口とが設けられ、該流体入口と流体出口には、接続スリーブが一体的に設けられ、前記１対のタンクのいずれか一方または両方に、取付け部材が結合され、該取付け部材には、前記流体入口と流体出口と連通する貫通孔が設けられ、前記接続スリーブは、該貫通孔を貫通し、前記熱交換対象機器の流体入口と流体出口とに直接接続されたことを特徴とするものである。
【０００６】
請求項１記載の発明は、前記したように構成されているので、熱交換器の流体入口と流体出口との相対的位置関係を、前記取付け部材によって、内燃機関等の熱交換対象機器の流体入口と流体出口との相対的位置関係を正確に合致させることができるとともに、前記熱交換器の流体入口と流体出口との相対的位置関係を正確に固定することができ、その結果、前記熱交換器を前記熱交換対象機器に直接的に強固にかつ容易に取付けることができる。
【０００７】
そして、熱交換対象機器に直接前記熱交換器を取付けたため、流体通路を短縮して配管構造を単純化でき、コストダウンを図ることができるとともに、流路抵抗を減少して、ポンプ負荷を軽減することができる。
【０００８】
また、請求項２記載のように発明を構成することにより、前記取付け部材を前記熱交換対象機器に強固に締付けることができる。
【０００９】
さらに、請求項３記載のように発明を構成することにより、前記熱交換対象機器に対する前記取付け部材の取付け作業を円滑に行うことができる。
【００１０】
さらにまた、請求項４記載のように発明を構成することにより、前記熱交換対象機器の上部に前記熱交換器を直接的に取付けることができる。
【００１１】
しかも、請求項５記載のように発明を構成することにより、前記熱交換対象機器を直接的に取付けることができる。
【００１２】
また、請求項６記載のように発明を構成することにより、前記１対のタンクを、前記取付け部材および熱交換対象機器でもって、相互に強固に結合できるため、熱交換器全体の強度・剛性を増大させるための取付け枠等の補強手段が不要となって、熱交換器全体の大きさと重量を減少させることができるとともに、部品点数の削減や組立工数の減少によって、大巾なコストダウンを図ることができる。
【００１３】
さらに、請求項７記載のように発明を構成することにより、前記流体入口付きタンク、または前記流体出口付きのタンクを前記取付け部材を介して前記熱交換対象機器に容易に取付けることができる。
【００１４】
さらにまた、請求項８記載のように発明を構成することにより、前記１対のタンクを前記連通管で剛強に結合することができ、熱交換器自体の強度・剛性を増大させることができる。
【００１５】
また、請求項９記載のように発明を構成することにより、前記取付け部材の放熱用開口より前記熱交換器の放熱部に空気を導入して、熱交換器の熱交換性能を増大させることができる。
【００１６】
さらに、請求項１０記載のように発明を構成することにより、前記取付け部材の放熱用開口より前記熱交換器の放熱部への空気導入を、前記導風板でもって促進し、熱交換器の熱交換性能をさらに一段と向上させることができる。
【００１７】
以下、図１ないし図３に図示された本出願発明の一実施形態について説明する。
【００１８】
熱交換対象機器は、４ストローク１サイクル（通称４サイクル）単気筒の水冷式内燃機関１であり、該水冷式内燃機関１は、伝動機と一体化されてパワーユニットとして、図示されないスクータ型の小型自動２輪車（３輪車または荒地走行用バギー４輪車でも可）の車体に搭載されている。
【００１９】
また、水冷式内燃機関１は、左右割のクランクケース２と、シリンダブロック３と、シリンダヘッド４と、シリンダヘッドカバー５とよりなり、クランクケース２の前端に、シリンダブロック３のシリンダ孔（図示されず）の中心軸線が、略水平前方へ向くように、シリンダブロック３が重ねられ、さらにシリンダブロック３の前方にシリンダヘッド４およびシリンダヘッドカバー５が順次重ねられ、これらクランクケース２，シリンダブロック３，シリンダヘッド４およびシリンダヘッドカバー５は、相互に一体に結合されている。
【００２０】
さらに、シリンダブロック３には、シリンダヘッド４に接近した個所で左右両側方へラジエータ支持部６，７（図２では左右が逆になっている）が一体に突設され、該左右のラジエータ支持部６，７の内にそれぞれ冷却水通路８，９が形成され、該冷却水通路８，９の内の一方の冷却水通路９は、シリンダブロック３およびシリンダヘッド４に形成された図示されない冷却水ジャケットに連通され、前記他方の冷却水通路８は、図示されない冷却水ポンプの吸入口に連通されている。
【００２１】
さらにまた、水冷式内燃機関１を冷却するための熱交換器たるラジエータ10は、左右両側の冷却水タンク11，12と、該冷却水タンク11，12間で車体前後方向に向いかつ鉛直面に沿い左右に亘り多数一定間隔ごとに配設された平板状の放熱フィン13と、前記冷却水タンク11，12の対向内壁11ａ，12ａおよび放熱フィン13を車巾水平方向に沿い貫通した真円筒状冷却水チューブ14（上下方向に３列、前後方向に５列に配列されている）とよりなって、これらは全てアルミニュームまたはアルミニューム合金製であり、該冷却水タンク11，12の対向内壁11ａ，12ａを貫通した真円筒状冷却水チューブ14の両端部14ａは、図２に図示されるように、拡管方向へ折返され、この接合部分と、放熱フィン13，真円筒状冷却水チューブ14の嵌合部分とは、ロウ付けされている。
【００２２】
また、左右両冷却水タンク11，12の底壁11ｂ，12ｂにそれぞれ、接続スリーブ15，16が貫通してロウ付けで一体化に嵌着され、該接続スリーブ15，16は、上半部15ａ，16ａと下半部15ｂ，16ｂとに２分割されて、相互に嵌脱自在に螺合されるようになっており、図３に図示されるように、平面視で長方形の取付け板17の左右の孔に接続スリーブ15，16の上半部15ａ，16ａが貫通し、該取付け板17より下方へ突出した接続スリーブ15，16の上半部15ａ，16ａに接続スリーブ15，16の下半部15ｂ，16ｂが螺合緊締され、これによって左右の接続スリーブ15，16の間隔は、前記ラジエータ支持部６，７の冷却水通路８，９の間隔と同一に設定されるようになっている。
【００２３】
さらに、前記接続スリーブ15，16の下半部15ｂ，16ｂは、前記ラジエータ支持部６，７の冷却水通路８，９に水密にそれぞれ嵌合され、前記取付け板17を貫通してラジエータ支持部６，７に螺着されたボルト18により、前記ラジエータ10の左右冷却水タンク11，12は水冷式内燃機関１のラジエータ支持部６，７に強固に取付けられている。
【００２４】
さらにまた、前記右型の冷却水タンク12に、キャップ取付け部19が一体的い形成されており、キャップ取付け部19にキャップ20が着脱自在に嵌合されるようになっている。
【００２５】
図１ないし図３に図示の実施形態は、前記したように構成されているので、水冷式内燃機関１が始動し、その後、図示されない冷却水ジャケット内の冷却水水温が所定温度以上に上昇すると、図示されないサーモスタットが開いて、冷却水系中の冷却水が、図示されない冷却水ポンプにより、循環を始める。
【００２６】
前記冷却水ジャケット内で高温に加熱された冷却水は、右方のラジエータ支持部７内の冷却水通路９から接続スリーブ16を介して右方の冷却水タンク12に流入し、該冷却水タンク12内の冷却水は真円筒状冷却水チューブ14内を左方（図２では右方）へ通過して左方の冷却水タンク11に流入し、接続スリーブ15を介して左方のラジエータ支持部６内の冷却水通路８に流入し、該冷却水通路８より図示されない冷却水ポンプの吸入口に達し、該冷却水ポンプで加圧された後、水冷式内燃機関１の図示されない前記冷却水ジャケットに戻る。
【００２７】
そして、放熱フィン13および真円筒状冷却水チューブ14は、車体前方から後方へ向って流れる走行風に晒されるので、前記冷却水は、充分に効率良く、冷却される。
【００２８】
また、ラジエータ10は水冷式内燃機関１の冷却水ジャケットに隣接して配置されているため、冷却水系の流通路が短かくなるとともに冷却水系が単純化され、冷却水ポンプの負荷が小さくなり、該冷却水ポンプの小型軽量化と水冷式内燃機関１の燃費改善が可能となる。
【００２９】
さらに、左右１対の冷却水タンク11，12の底壁11ｂ，12ｂは、接続スリーブ15，16を介して一体に結合されているため、ラジエータ10全体の強度・剛性が増大し、またラジエータ支持部６，７の冷却水通路８，９に対する接続スリーブ15，16の嵌合関係が取付け板17によって適格に確保される。
【００３０】
さらにまた、水冷式内燃機関１のシリンダブロック３は、剛性の高いダイキャスト製であり、そのシリンダブロック３の上方にラジエータ10の冷却水タンク11，12が、接続スリーブ15，16，取付け板17およびボルト18により強固に取付けられるため、ラジエータ10全体の強度・剛性がさらに一段と増大する。
【００３１】
また、ラジエータ10では、ラジエータ10の外周を囲む従来の取付け枠を必要としないため、ラジエータ10全体が小型化されるとともに軽量化され、しかも部品点数や組立工数が減少して、大幅なコストダウンが可能となる。
【００３２】
さらに、真円筒状冷却水チューブ14は横断面形状が真円であるため、上下方向の曲げ剛性が大きく、かつ該真円筒状冷却水チューブ14の両端部14ａは、冷却水タンク11，12の対向内壁11ａ，12ａ内で拡管方向へ折返され、この接合部にロウ付けが施されている結果、ラジエータ10の放熱部の強度・剛性が、コルゲートフィン型のものに比べて、格段と高く、また構造も簡単で部品点数も少なく、軽量化とコストダウンが可能となる。
【００３３】
さらにまた、右方の冷却水タンク12にキャップ取付け部19が設けられているため、該キャップ取付け部19よりキャップ20を外せば、ラジエータ10内に冷却水を容易に充填または補充することができる。
【００３４】
図１ないし図３に図示の実施形態では、チューブ14は真円筒状であり、かつ放熱フィン13は板状であったが、図４ないし図５に図示するように、ラジエータ21の冷却水チューブ22は水平方向に扁平で、放熱フィン23はコルゲートとし、各扁平冷却水チューブ22間にコルゲート放熱フィン23が介装され、両者はロウ付けでもって相互に一体に結合されてもよい。
【００３５】
図４ないし図５に図示の実施形態では、扁平冷却水チューブ22は走行方向に沿って扁平であるので、ラジエータ21を通過する走行風の通風抵抗は小さく、またコルゲート放熱フィン23はその表面積が広いため、放熱性が高い。
【００３６】
また、図６に図示されるように、左右の冷却水タンク11，12の巾が広い場合には、取付け板17を貫通するボルト18の頭部18ａに対し間隙を存するように、冷却水タンク11，12に凹部11ｃ，12ｃを形成すればよく、このように構成すれば、ボルト18の螺合作業が円滑に遂行される。
【００３７】
さらに、図１ないし図６の実施形態では、水冷式内燃機関１のシリンダブロック３の上方にラジエータ10を配置したが、図７ないし図８に図示するように、シリンダヘッド４と一体の支持ブラケット24の下方に、ラジエータ10と同様なラジエータ25を一体に取付けてもよく、図７ないし図８に図示の実施形態でも図１ないし図６に図示の実施形態と同様な効果を奏することができる（請求項５対応実施形態）。
【００３８】
さらにまた、図１ないし図３に図示の実施形態において、図９に図示するように、取付け板17に開口17ａを形成してもよく、このような開口17ａが存在すると、水冷式内燃機関１の上部に沿った走行風が、開口17ａの下方から開口17ａを通過して放熱フィン13内に流入し、または放熱フィン13間の走行風が開口17ａから下方へ流出することによって、ラジエータ10の冷却性能がさらに向上することができる。
【００３９】
しかも、図９に図示の実施形態において、図１０に図示するように、取付け板17の開口17ａの下方に、横断面が弓状に弯曲した導風板26を設けてもよく、図１０に図示の実施形態では、開口17ａの走行風通過が妨げられずに、取付け板17が導風板26によって補強される。
【００４０】
また、図１ないし図１０に図示された実施形態では、１対の冷却水タンク11，12は左右水平方向に間隔を存して配置され、該左右冷却水タンク11，12は取付け板17でもって相互に結合されていたが、図１１ないし図１３に図示するように、請求項８記載の発明を構成してもよい。
【００４１】
すなわち、冷却水タンク28，29を上下に配置し、水平方向に向いた平板状の放熱フィン30を、該冷却水タンク28，29間で上下に亘り多数一定間隔毎に配設し、前記冷却水タンク28，29の対向内壁28ａ，29ａおよび放熱フィン30を上下方向に沿い真円筒状冷却水チューブ31と連通管32（連通管32は冷却水タンク28，29の前方右側に位置している）とを貫通させる。
【００４２】
さらに、下方冷却水タンク29の対向外壁29ｂに取付け板33を一体に接合し、前記連通管32の下部は冷却水タンク29の対向外壁29ｂと取付け板33とを貫通させて該取付け板33より下方へ突出させ、該連通管32の下端に接続スリーブ34を一体に結合し、しかも、連通管32に対し対角線位置、すなわち冷却水タンク29の後方左側にて、冷却水タンク29の対向外壁29ｂと取付け板33を接続スリーブ35で貫通させ、該接続スリーブ35を取付け板33より下方へ突出させるとよい。
【００４３】
そして、真円筒状冷却水チューブ31の両端と冷却水タンク28，29の対向内壁28ａ，29ａとの嵌合部分は、図１ないし図３に図示の実施形態と同様にロウ付け加工されている。
【００４４】
図１１ないし図１３に図示の実施形態は、前記したように構成されているので、走行風は上下冷却水タンク28，29間で放熱フィン30に沿って流れ、その結果、図１ないし図３に図示の実施形態と略同様な冷却効果が得られる。
【００４５】
また、上下冷却水タンク28，29は、真円筒状冷却水チューブ31と連通管32とで結合されているため、上方の冷却水タンク28の重量は、真円筒状冷却水チューブ31および連通管32を介して冷却水タンク29に充分に支持されうる。
【００４６】
図１１ないし図１３に図示の実施形態において、接続スリーブ35に隣接した冷却水タンク28，29の側壁28ｃ，29ｃに図示されない帯状の補強板の両端を一体に結合すれば、接続スリーブ35直上の冷却水タンク28の重量を該補強板でより安定して確実に支えることができる。
【００４７】
前記実施形態では、熱交換対象機器は水冷式内燃機関１であったが、空気調和機の圧縮機であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本出願発明の熱交換器を備えた水冷式内燃機関の概略側面図である。
【図２】図１に図示の熱交換器の一実施形態を図示したII矢視正面図である。
【図３】図１のIII 矢視平面図である。
【図４】他の実施形態の正面図である。
【図５】図４の平面図である。
【図６】さらに他の実施形態の平面図である。
【図７】内燃機関のシリンダブロックの下方に熱交換器を配置した請求項５記載発明の実施形態の側面図である。
【図８】図７の一部縦断正面図である。
【図９】図１ないし図３に図示の実施形態と異なる他の実施形態の斜視図である。
【図１０】図９の実施形態とさらに異なる他の実施形態の斜視図である。
【図１１】請求項８記載発明の一実施形態の斜視図である。
【図１２】図１１の正面図である。
【図１３】図１１の側面図である。
【符号の説明】
１…水冷式内燃機関、２…クランクケース、３…シリンダブロック、４…シリンダヘッド、５…シリンダヘッドカバー、６，７…ラジエータ支持部、８，９…冷却水通路、10…ラジエータ、11，12冷却水タンク、13…放熱フィン、14…真円筒状冷却水チューブ、15，16…接続スリーブ、17…取付け板、18…ボルト、19…キャップ取付け部、20…キャップ、21…ラジエータ、22…扁平冷却水チューブ、23…コルゲート放熱フィン、24…支持ブラケット、25…ラジエータ、26…導風板、27…ラジエータ、28，29…冷却水タンク、30…放熱フィン、31…真円筒状冷却水チューブ、32…連通管、33…取付け板、34，35…接続スリーブ。
【図１】
0003980164.tif 000002
【図２】
0003980164.tif 000003
【図３】
0003980164.tif 000004
【図４】
0003980164.tif 000005
【図５】
0003980164.tif 000006
【図６】
0003980164.tif 000007
【図７】
0003980164.tif 000008
【図８】
0003980164.tif 000009
【図９】
0003980164.tif 000010
【図１０】
0003980164.tif 000011
【図１１】
0003980164.tif 000012
【図１２】
0003980164.tif 000013
【図１３】
0003980164.tif 000014