以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
(第1実施形態)
開示の目的を達成可能な熱交換器として第1実施形態の熱交換器1を開示する。第1実施形態について図1〜図16を参照して説明する。この熱交換器1は、作動流体と外部流体との間で熱交換を行える熱交換コア部等を支持するプレート状部材を備えている。
熱交換器1は、チューブの内部を流れる作動流体とチューブの周囲を流れる空気との熱交換が行われる装置である。作動流体は、熱交換を行う機器を流通し、熱交換する媒体の熱を吸収する。例えば、作動流体には、冷媒、冷却水等を用いることができる。
熱交換器1は、例えば、室内または車室内に対して空調空気を提供する冷凍サイクルを構成する部品として用いることができる。この場合、熱交換器1は、冷凍サイクル中の蒸発器、放熱器、凝縮器等に適用することができる。熱交換器1は、例えば、作動流体である冷却水の熱を外部に放熱するラジエータ、電子機器や電池を冷却するための冷却器等に適用することができる。
図1に示すように、熱交換器1は、チューブとフィンとを交互に積層して一体にして形成された熱交換コア部2と、熱交換コア部2の端部に配置された流入側タンクおよび流出側タンクと、熱交換コア部2を支持するサイドプレート3と、を備えている。作動流体と熱交換する外部流体は、熱交換コア部2を厚み方向に通過するように流れる。以下、熱交換コア部2の厚み方向を単に厚み方向と称することがある。サイドプレート3は、熱交換器1の端部、例えば熱交換コア部2の上下両側部に設けられたプレート状部材の一例であり、容易に撓まない剛性を有して熱交換コア部2を補強する機能を果たしている。サイドプレート3は、熱交換器1を設置側部材6に連結するためのブラケット4が固定される部分であり、熱交換器1において容易に変形しない強度を有している。熱交換器1において各構成部材は、アルミニウム合金等で形成されており、各構成部材同士は相互にろう付け接合または溶接接合されている。
熱交換器1は、車両等の移動式装置、定置式の設備や建物等に固定される機器である。いずれの設置側部材6に固定される場合でも、設置側部材6からの振動伝播やブラケットによる熱交換器1の占有スペース減少等、の課題が生じ得る。この課題を解決すべく、第1実施形態では、熱交換器1の固定装置を開示している。
サイドプレート3は、熱交換コア部2の厚み方向長さと同等の短手方向長さと、熱交換コア部2の上下方向長さと同等の長手方向長さと、をもつ矩形状の部材である。サイドプレート3は、平板状部から外方に突出するように立ち上がる一対の突出片部31,32を短手方向両端部に備えている。一対の突出片部31,32のそれぞれは、熱交換コア部2の長手方向長さのほぼ全体にわたって延びるように細長矩形状に設けられ、サイドプレート3全体の剛性を高める働きをしている。サイドプレート3は、平板を折り曲げ加工することによって製造することができる。突出片部31には、挟持部材としてのボルト5の雄ねじ部50が内挿される取付用の貫通孔31aが設けられている。突出片部32には、ボルト5の雄ねじ部50が内挿される取付用の貫通孔32aが設けられている。
熱交換器1を設置側部材6に連結する固定装置は、ブラケット4とボルト5とを備えている。ブラケット4は、熱交換器1の端部に設けられたサイドプレート3と設置側部材6とを連結する連結用固定具である。ボルト5は、サイドプレート3および設置側部材6をブラケット4によって挟んで固定する挟持部材であり、ブラケット4に対してサイドプレート3および設置側部材6を挟む力を提供する。
設置側部材6は、熱交換器1を固定する側の装置、設備、建物等の一部である。図4、図5および図13に示すように、設置側部材6は、基板部60と、基板部60における熱交換器1側の端部から折れ曲がるように延びる連結用壁部61と、を備え、断面L字状の部材である。基板部60は、水平方向および厚み方向にほぼ平行な平面を有し、厚み方向に延びる短手方向長さと熱交換コア部2の幅方向長さと同等の長手方向長さとを有する矩形状の平板状部である。連結用壁部61は、上下方向および水平方向にほぼ平行な平面を有し、上下方向に延びる短手方向長さと熱交換コア部2の幅方向長さと同等の長手方向長さとを有する矩形状の平板状部である。以下、熱交換コア部2の幅方向を単に幅方向と称することがある。
設置側部材6には、図13に図示するように、基板部60における熱交換器1側の端部を貫通する第1開口部60aと、連結用壁部61において第1開口部60aと連続するように矩形状に貫通する第2開口部61aと、第3開口部61a1と、が設けられている。第1開口部60aと第2開口部61aは、ブラケット4と設置側部材6とをつなぐときにブラケット4の第2外側支持部42が内挿される開口部である。第3開口部61a1は、第2開口部61aの幅方向中央の下端から長穴状に延びるように形成されており、ボルト5が内挿される取付用の開口部である。第3開口部61a1は、一対の突出片部31,32が突出する方向に細長い長穴状である。第1開口部60a、第2開口部61aおよび第3開口部61a1は、設置側部材6において連続して開口する開口部であり、設置側部材6における所定箇所に幅方向に間隔をあけて複数個設けられている。
ブラケット4は、図6〜図12に示すように、幅方向および厚み方向にほぼ平行に延びる平板状部である主体部40と、主体部40の端部から熱交換器1側に突出する第1外側支持部41、第2外側支持部42、内側支持部43および中間支持部44とを備える。ブラケット4は、主体部40、第1外側支持部41、第2外側支持部42、内側支持部43および中間支持部44が一体に形成された固定用の一つの部材である。主体部40は、幅方向を長手方向とし厚み方向を短手方向とする矩形板状である。ブラケット4は、金属で形成された板状部材を、プレス機械によって型抜き、切断することにより製造することができる。ブラケット4は、展開形状に形成された金属製の板状部材を、折り曲げ加工することにより製造することができる。
第1外側支持部41は、主体部40から熱交換器1側に突出するように延びる支持部である。第1外側支持部41は、主体部40における厚み方向長さの一方端部からほぼ直角に折れ曲がるように延びる矩形状の平板状部である。第1外側支持部41には、ボルト5の雄ねじ部50が内挿される取付用の貫通孔41aが設けられている。第1外側支持部41の幅方向長さは、主体部40の幅方向長さおよびブラケット4の幅方向長さよりも短くなっている。第1外側支持部41は、主体部40から熱交換器1側に突出する形状であるため、厚み方向に外力が作用した場合に撓みやすく、接触している部材に対して弾性変形による反力を与えることができる。
ブラケット4と設置側部材6とをサイドプレート3に対して適正な固定位置に設置した場合に、第1外側支持部41は、ブラケット4において、一対の突出片部のうち一方の突出片部31の外側表面に接触する位置に設けられている。第1外側支持部41は、図3、図5に示すように、ブラケット4によって設置側部材6とサイドプレート3とを挟んだ状態でボルト5を締め付けたときに一方の突出片部31に接触して突出片部31を挟むために外側から押さえる働きをする。
第2外側支持部42は、第1外側支持部41に対して間隔をあけて対向するように主体部40から熱交換器1側に突出する支持部である。第2外側支持部42は、主体部40における厚み方向長さの他方端部からほぼ直角に折れ曲がるように延びる矩形状の平板状部である。第2外側支持部42には、ボルト5の雄ねじ部50が螺合される雌ねじ部42aが設けられている。第2外側支持部42の幅方向長さは、主体部40の幅方向長さおよびブラケット4の幅方向長さよりも短くなっており、第1外側支持部41の幅方向長さと同等である。第2外側支持部42は、主体部40から熱交換器1側に突出する形状であるため、厚み方向に外力が作用した場合に撓みやすく、接触している部材に対して弾性変形による反力を与えることができる。
ブラケット4と設置側部材6とをサイドプレート3に対して適正な固定位置に設置した場合に、第2外側支持部42は、ブラケット4において、設置側部材6の連結用壁部61の表面に接触する位置に設けられている。第2外側支持部42は、図3、図5に示すように、ブラケット4によって設置側部材6とサイドプレート3とを挟んだ状態でボルト5を締め付けたときに他方の突出片部32に接触して突出片部32を挟むために外側から押さえる働きをする。
内側支持部43は、その厚み方向を熱交換コア部2の幅方向としその幅方向を熱交換コア部2の厚み方向として、主体部40から熱交換器1側に突出する支持部である。内側支持部43は、その幅方向長さがブラケット4の厚み方向長さよりも小さく、熱交換コア部2の厚み方向について、第1外側支持部41と第2外側支持部42との間に位置するように設けられている。内側支持部43は、主体部40における幅方向長さの両端部のそれぞれからほぼ直角に折れ曲がるように延びる矩形状の平板状部である。内側支持部43は、第1外側支持部41および第2外側支持部42に対して直交する形状の平板状部である。内側支持部43は、ブラケット4において両端部にそれぞれ設けられている。したがって、内側支持部43は、第1外側支持部41および第2外側支持部42よりも、ブラケット4において幅方向の外側に位置している。
ブラケット4と設置側部材6とをサイドプレート3に対して適正な固定位置に設置した場合に、内側支持部43の幅方向長さにおいて一方側端部43aは一方の突出片部31に内側から接触し、他方側端部43bは他方の突出片部32に内側から接触する。内側支持部43は、図3、図5に示すように、ブラケット4によって設置側部材6とサイドプレート3とを挟んだ状態でボルト5を締め付けたときに、一対の突出片部31,32が内側に倒れて大きく変形しないように支持する働きをする。さらに、図3に示すように、内側支持部43の一方側端部43aは、幅方向に離間した位置で、第1外側支持部41とによって一方の突出片部31を挟むように押さえる働きをする。図3に示すように、内側支持部43の他方側端部43bは、幅方向に離間した位置で、中間支持部44とによって他方の突出片部31を挟むように押さえる働きをする。
中間支持部44は、幅方向に離間した位置で第2外側支持部42に対して厚み方向に間隔をあけて主体部40から熱交換器1側に突出する支持部である。中間支持部44は、主体部40において、第2外側支持部42と内側支持部43との間の端部からほぼ直角に折れ曲がるように延びる矩形状の平板状部である。中間支持部44は、第1外側支持部41および第2外側支持部42に対してほぼ平行な形状である。中間支持部44の幅方向長さは、第1外側支持部41や第2外側支持部42の幅方向長さよりも短くなっている。第1外側支持部41、第2外側支持部42、内側支持部43および中間支持部44は、上下方向長さが同等になるように設けられている。中間支持部44は、主体部40から熱交換器1側に突出する形状であるため、厚み方向に外力が作用した場合に撓みやすく、接触している部材に対して弾性変形による反力を与えることができる。
ブラケット4と設置側部材6とをサイドプレート3に対して適正な固定位置に設置した場合に、中間支持部44は、ブラケット4において、他方の突出片部32と連結用壁部61との両方に接触する位置に設けられている。中間支持部44は、図3、図5に示すように、ブラケット4によって設置側部材6とサイドプレート3とを挟んだ状態でボルト5を締め付けたときに、幅方向に離間した位置で、第2外側支持部42とによって連結用壁部61を挟むように押さえる働きをする。さらに中間支持部44は、幅方向に離間した位置で、内側支持部43の他方側端部43bとによって他方の突出片部32を挟むように押さえる働きをする。
次に、図13〜図16を参照して、熱交換器1と設置側部材6とを連結する手順について説明する。熱交換器1は、熱交換器1の端部に設けられた複数のプレート状部材のそれぞれと設置側部材6を連結するブラケット4と挟持部材とを用いて設置側部材6に固定される。熱交換器1の固定箇所は、例えば、図1に図示するように、上端部のサイドプレート3における幅方向に離間した2箇所と、下端部のサイドプレート3における幅方向に離間した2箇所と、の合計4か所である。以下に、上端部の2箇所について、図を参照して説明する。
図13は、固定装置を構成するサイドプレート3、ブラケット4、ワッシャ51付きのボルト5および設置側部材6を分解した状態を示している。まず、設置側部材6に対してサイドプレート3を所定の位置に位置合わせする。図14に示すように、突出片部32の貫通孔32aと連結用壁部61の第3開口部61a1とが一致する位置に、サイドプレート3を設置側部材6に対して位置合わせする。このとき突出片部32は連結用壁部61に接触するかしないかの程度に接近している。
次に、この状態を維持したまま、ブラケット4をサイドプレート3と設置側部材6に設置する。各部のうち主体部40を上にした姿勢で、第2外側支持部42を第1開口部60aと第2開口部61aとで形成される開口部に差し込み、第1外側支持部41を突出片部31の外側に位置するように、ブラケット4を嵌めこむ。第2外側支持部42の雌ねじ部42aと連結用壁部61の第3開口部61a1とが一致し、第1外側支持部41の貫通孔41aと突出片部31の貫通孔31aとが一致するように、ブラケット4を位置決めする。
このブラケット4の設置状態では、図4、図5および図15に示すように、内側支持部43は突出片部31と突出片部32の間に嵌め込まれ、中間支持部44は突出片部32の外側の面に接触し、中間支持部44は反対側の面で連結用壁部61に接触している。さらに第1外側支持部41は突出片部31の外側の面に接触し、第2外側支持部42は連結用壁部61に接触して中間支持部44と第2外側支持部42は連結用壁部61を挟んでいる。
次に、図16に図示するように、ブラケット4の設置状態を維持したまま、ボルト5を締め付けて挟持力を与えることによって、サイドプレート3および設置側部材6をブラケット4で挟んで固定する。具体的には、ボルト5の雄ねじ部50を貫通孔41aから差し込み、貫通孔31a、貫通孔32a、第3開口部61a1を順に挿し通して、雄ねじ部50を雌ねじ部42aに螺合させて、ワッシャ51が第1外側支持部41に密着するまで締め付ける。この状態では、ボルト5が第1外側支持部41と第2外側支持部42を互いに接近する方向に締め付けており、第1外側支持部41と第2外側支持部42は、突出片部31と設置側部材6の連結用壁部61を外側から押さえて挟んでいる。この締め付け作業により、熱交換器1の固定装置を用いて熱交換器1と設置側部材6とを連結する作業は完了する。下端部の2箇所の連結手順に関しては、上下が逆になる他は上端部の2箇所と同様であり、これまでの説明を援用するものとする。
さらに、熱交換器1の固定装置が与える挟持力によって各部に働く作用力について、図3を参照しながら説明する。ボルト5による締め付けが完了した状態では、第1外側支持部41と第2外側支持部42とは互いに接近する方向に締め付けられている。第2外側支持部42が図3に示す連結用壁部61の破線部を外側から押すため、この破線部が第1外側支持部41側へ微小変形する。連結用壁部61は、幅方向について第2外側支持部42よりも外側で中間支持部44によって第2外側支持部42側へ押される。これにより、連結用壁部61は、第2外側支持部42と中間支持部44とによって幅方向に離れた位置で挟持されるので、ブラケット4に対して高い結合力で固定される。
第1外側支持部41は、ボルト5の頭部やワッシャ51により図3に示す突出片部31の破線部を外側から押すため、この破線部が第2外側支持部42側へ微小変形する。突出片部31は、幅方向について第1外側支持部41よりも外側で内側支持部43の一方側端部43aによって外側へ押される。これにより、突出片部31は、第1外側支持部41と内側支持部43とによって幅方向に離れた位置で挟持されるので、ブラケット4に対して高い結合力で固定される。
中間支持部44は、突出片部32を外側から押している。内側支持部43の他方側端部43bは、幅方向について中間支持部44よりも外側で突出片部32を外側から押している。これにより、突出片部32は、内側支持部43と中間支持部44とによって幅方向に離れた位置で挟持されるので、ブラケット4に対して高い結合力で固定される。以上の作用力により、熱交換器1のサイドプレート3は、ブラケット4を介して設置側部材6に強固に固定されている。
第1実施形態がもたらす作用効果について説明する。熱交換器1の固定装置は、熱交換器1の端部に設けられたプレート状部材と設置側部材6とを連結するブラケット4と、プレート状部材および設置側部材6をブラケット4によって挟んで固定する挟持部材と、を備える。ブラケット4の内側支持部43は、主体部40から熱交換器1側に突出する支持部であってプレート状部材において間隔をあけて対向するように外方に突出する一対の突出片部31,32の間に介在した状態で一対の突出片部を内側から支持する。ブラケット4の第1外側支持部41は、主体部40から熱交換器1側に突出する支持部であって、一対の突出片部31,32のうち一方を外側から押さえている。ブラケット4の第2外側支持部42は、第1外側支持部41に対して間隔をあけて対向するように主体部40から熱交換器1側に突出する支持部であって、設置側部材6の一部を外側から押さえる第2外側支持部42である。ブラケット4の中間支持部44は、主体部40から熱交換器1側に突出する支持部であって、第2外側支持部42とで設置側部材6の一部を挟んでいる。挟持部材が第1外側支持部41と第2外側支持部42を互いに接近する方向に締め付けた状態で、第1外側支持部41と第2外側支持部42は、一対の突出片部31,32のうち一方および設置側部材6の一部を外側から押さえて挟んでいる。
この固定装置によれば、ブラケット4は、主体部40から熱交換器1側に突出する第1外側支持部41、第2外側支持部42、内側支持部43および中間支持部44によって、プレート状部材と設置側部材6とを挟んで連結する。これにより、プレート状部材および設置側部材6においてブラケット4に接触して支持される部分を、主体部40に対して各部が突出する一方側に集めた固定装置を提供できる。したがって、プレート状部材および設置側部材6においてブラケット4によって支持される部分を同程度の高さに設定することもできるので、熱交換器1に対して大きく突出しないブラケット4を提供できる。
この効果によれば、設置側部材6と熱交換器1とが上下方向や横方向等に離間する距離や、ブラケット4において設置側部材6と熱交換器1とを連結する部分の長さを抑えることができる。したがって、ブラケット4における設置側部材6との結合部と熱交換器1との結合部との距離が短くできるので、振動に対するブラケット4の振幅を小さくでき耐振動性を向上することができる。また、熱交換器1の設置スペースに対して、ブラケット4が占める範囲を小さくできるので、熱交換コア部2の体格を確保することに寄与する。
また、この固定装置によれば、設置側部材6の一部と熱交換器1の一部であるプレート状部材の突出片部31,32とをブラケット4によって挟み込んで連結する構成である。このため、挟む位置がスライド調整可能な構造であるので、熱交換器1の寸法がスライド可能な方向に公差範囲内で変化しても対応可能な固定装置を提供できる。
内側支持部43は、第1外側支持部41と第2外側支持部42とが対向する方向について第1外側支持部41と重ならない位置に設けられている。この構成によれば、サイドプレート3の突出片部を幅方向に広い範囲で支持することができるので、熱交換器1とブラケット4との結合力を向上できる固定装置を提供できる。
中間支持部44は、第1外側支持部41と第2外側支持部42とが対向する方向について第2外側支持部42と重ならない位置に設けられている。この構成によれば、設置側部材6の一部を幅方向に広い範囲で支持することができるので、設置側部材6とブラケット4との結合力を向上できる固定装置を提供できる。
中間支持部44と内側支持部43は、一対の突出片部31,32のうち他方を挟んでいる。中間支持部44は、第1外側支持部41と第2外側支持部42とが対向する方向について内側支持部43と重ならない位置に設けられている。この構成によれば、一対の突出片部31,32のうち他方を幅方向に広い範囲で支持することができるので、プレート状部材とブラケット4との結合力を向上できる固定装置を提供できる。
熱交換器1の固定装置によれば、第3開口部61a1は、設置側部材6の連結用壁部61において長穴状に貫通する開口部であり、挟持部材であるボルト5が内挿されている。この構成によれば、第3開口部61a1に対するボルト5の位置を第3開口部61a1の長手方向に変位させて調整することができる。これにより、熱交換器1の公差範囲で熱交換器1の位置を微調整可能な固定装置を提供できる。
内側支持部43および第1外側支持部41は、それぞれ平板状部であり、内側支持部43は、一対の突出片部31,32のうち一方および第1外側支持部41に対して交差する向きに設けられている。この構成によれば、内側支持部43は、両端部で突出片部31と突出片部32とに小さな面積で接触して支持するため、幅方向長さを抑制可能なブラケット4を提供できる。
熱交換器1は、前述の熱交換器1の固定装置と、設置側部材6にブラケット4を介して連結されるプレート状部材と、を備える。この熱交換器1によれば、ブラケット4における設置側部材6との結合部と熱交換器1との結合部との距離が短くできるので、振動に対するブラケット4の振幅を小さくでき耐振動性を向上できる。さらに熱交換器1の設置スペースに対して、ブラケット4が占める範囲を小さくできるので、熱交換コア部2の体格を確保できる熱交換器1が得られる。
(第2実施形態)
第2実施形態では、第1実施形態の他の形態である固定装置および熱交換器101について図17〜図28を参照して説明する。第2実施形態は、ブラケット104が第1実施形態に対して相違する。ブラケット104は、第1実施形態のブラケット4に対して中間支持部44を有していない点が相違している。各図において、第1実施形態と同様の構成であるものは同一の符号を付し、同様の作用、効果を奏するものである。第2実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については、第1実施形態と同様である。
熱交換器101を設置側部材6に連結する固定装置は、ブラケット104とボルト5とを備えている。ブラケット104は、熱交換器101の端部に設けられたサイドプレート3と設置側部材6とを連結する連結用固定具である。
ブラケット104は、図22〜図28に示すように、幅方向および厚み方向にほぼ平行に延びる平板状部である主体部40と、主体部40の端部から熱交換器101側に突出する第1外側支持部41、第2外側支持部42および内側支持部43とを備える。ブラケット104は、主体部40、第1外側支持部41、第2外側支持部42および内側支持部43が一体に形成された固定用の一つの部材である。ブラケット104は、金属で形成された板状部材を、プレス機械によって型抜き、切断することにより製造することができる。ブラケット104は、展開形状に形成された金属製の板状部材を、折り曲げ加工することにより製造することができる。
熱交換器102と設置側部材6とを連結する手順について説明する。熱交換器101は、熱交換器101の端部に設けられた複数のプレート状部材のそれぞれと設置側部材6を連結するブラケット104と挟持部材とを用いて設置側部材6に固定される。熱交換器101の固定箇所は、例えば、図17に図示するように、上端部のサイドプレート3における幅方向に離間した2箇所と、下端部のサイドプレート3における幅方向に離間した2箇所と、の合計4か所である。
次に、前述の図13に示す状態を維持したまま、ブラケット104をサイドプレート3と設置側部材6に設置する。各部のうち主体部40を上または下にした姿勢で、第2外側支持部42を第1開口部60aと第2開口部61aとで形成される開口部に差し込み、第1外側支持部41を突出片部31の外側に位置するように、ブラケット104を嵌めこむ。第2外側支持部42の雌ねじ部42aと連結用壁部61の第3開口部61a1とが一致し、第1外側支持部41の貫通孔41aと突出片部31の貫通孔31aとが一致するように、ブラケット104を位置決めする。
このブラケット104の設置状態では、図19、図20、図21に示すように、内側支持部43は突出片部31と突出片部32の間に嵌め込まれている。さらに第1外側支持部41は突出片部31の外側の面に接触し、第2外側支持部42は連結用壁部61に接触して内側支持部43と第2外側支持部42は突出片部32および連結用壁部61を挟んでいる。すなわち、突出片部32と連結用壁部61は互いに面接触した状態で両側から内側支持部43と第2外側支持部42とによって挟持されている。
次にブラケット104の設置状態を維持したまま、ボルト5を締め付けて挟持力を与えることによって、サイドプレート3および設置側部材6をブラケット104で挟んで固定する。この状態では、ボルト5が第1外側支持部41と第2外側支持部42を互いに接近する方向に締め付けており、ブラケット104は、第1外側支持部41と第2外側支持部42によって、突出片部31と設置側部材6の連結用壁部61を外側から押さえて挟んでいる。この締め付け作業により、熱交換器101の固定装置を用いて熱交換器101と設置側部材6とを連結する作業は完了する。
さらに、熱交換器101の固定装置が与える挟持力によって各部に働く作用力について、図19を参照しながら説明する。ボルト5による締め付けが完了した状態では、第1外側支持部41と第2外側支持部42とは互いに接近する方向に締め付けられている。第2外側支持部42が図19に示す連結用壁部61の破線部を外側から押すため、この破線部が第1外側支持部41側へ微小変形する。連結用壁部61は、幅方向について第2外側支持部42よりも外側で内側支持部43の他方側端部43bによって突出片部32とともに第2外側支持部42側へ押される。これにより、連結用壁部61および突出片部32は、第2外側支持部42と内側支持部43とによって幅方向に離れた位置で挟持されるので、ブラケット104に対して高い結合力で固定される。
第1外側支持部41は、ボルト5の頭部やワッシャ51により図19に示す突出片部31の破線部を外側から押すため、この破線部が第2外側支持部42側へ微小変形する。突出片部31は、幅方向について第1外側支持部41よりも外側で内側支持部43の一方側端部43aによって外側へ押される。これにより、突出片部31は、第1外側支持部41と内側支持部43とによって幅方向に離れた位置で挟持されるので、ブラケット104に対して高い結合力で固定される。以上の作用力により、熱交換器101のサイドプレート3は、ブラケット104を介して設置側部材6に強固に固定されている。
第2実施形態がもたらす作用効果について説明する。熱交換器101の固定装置は、熱交換器101の端部に設けられたプレート状部材と設置側部材6とを連結するブラケット104と、プレート状部材および設置側部材6をブラケット104によって挟んで固定する挟持部材と、を備える。ブラケット104の内側支持部43は、主体部40から熱交換器1側に突出する支持部であってプレート状部材において間隔をあけて対向するように外方に突出する一対の突出片部31,32の間に介在した状態で一対の突出片部を内側から支持する。ブラケット104の第1外側支持部41は、主体部40から熱交換器1側に突出する支持部であって、一対の突出片部31,32のうち一方を外側から押さえている。ブラケット104の第2外側支持部42は、第1外側支持部41に対して間隔をあけて対向するように主体部40から熱交換器1側に突出する支持部であって、設置側部材6の一部を外側から押さえる第2外側支持部42である。挟持部材が第1外側支持部41と第2外側支持部42を互いに接近する方向に締め付けた状態で、第1外側支持部41と第2外側支持部42は、一対の突出片部31,32のうち一方および設置側部材6の一部を外側から押さえて挟んでいる。
この固定装置によれば、ブラケット104は、主体部40から熱交換器101側に突出する第1外側支持部41、第2外側支持部42および内側支持部43によって、プレート状部材と設置側部材6とを挟んで連結する。これにより、プレート状部材および設置側部材6においてブラケット104に接触して支持される部分を、主体部40に対して各部が突出する一方側に集めた固定装置を提供できる。したがって、プレート状部材および設置側部材6においてブラケット104によって支持される部分を同程度の高さに設定することもできるので、熱交換器101に対して大きく突出しないブラケット104を提供できる。
この効果によれば、設置側部材6と熱交換器101とが上下方向や横方向等に離間する距離や、ブラケット104において設置側部材6と熱交換器101とを連結する部分の長さを抑えることができる。したがって、ブラケット104における設置側部材6との結合部と熱交換器101との結合部との距離が短くできるので、振動に対するブラケット104の振幅を小さくでき耐振動性を向上することができる。また、熱交換器101の設置スペースに対して、ブラケット104が占める範囲を小さくできるので、熱交換コア部2の体格を確保することに寄与する。
内側支持部43および第1外側支持部41は、それぞれ平板状部である。内側支持部43は、一対の突出片部31,32のうち一方および第1外側支持部41に対して交差する向きに設けられている。この構成によれば、内側支持部43は、両端部で突出片部31と突出片部32とに小さな面積で接触して支持するため、幅方向長さを抑制可能なブラケット104を提供できる。
(第3実施形態)
第3実施形態では、第1実施形態の他の形態である固定装置および熱交換器201について図29〜図41を参照して説明する。第3実施形態は、ブラケット204が第1実施形態に対して相違する。ブラケット204は、第1実施形態のブラケット4に対して、幅方向の長さ寸法が小さく構成できる点が相違している。各図において、第1実施形態と同様の構成であるものは同一の符号を付し、同様の作用、効果を奏するものである。第3実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については、第1実施形態と同様である。
熱交換器201を設置側部材6に連結する固定装置は、ブラケット204とリベット105とを備えている。ブラケット204は、熱交換器201の端部に設けられたサイドプレート3と設置側部材6とを連結する連結用固定具である。リベット105は、サイドプレート3および設置側部材6をブラケット204によって挟んで固定する挟持部材であり、ブラケット204に対してサイドプレート3および設置側部材6を挟む力を提供する。
ブラケット204は、図35〜図41に示すように、幅方向および厚み方向にほぼ平行に延びる四角形状の主体部240と、主体部240の端部から熱交換器201側に突出する第1外側支持部241、第2外側支持部242、内側支持部243および中間支持部244とを備える。ブラケット204は、主体部240、第1外側支持部241、第2外側支持部242、内側支持部243および中間支持部244が一体に形成された固定用の一つの部材である。ブラケット204は、金型を用いて製造された成型品である。ブラケット204は、硬質プラスチック樹脂、ガラス繊維やタルクを含有した樹脂成形品であることが好ましい。またブラケット204は、特殊鋼で製作した金型をダイカストマシンに取り付け、これに溶融金属を高圧で注入し迅速に凝固させ取り出して製造するダイカスト製品であってもよい。
第1外側支持部241は、主体部40から熱交換器201側に突出するように延びる支持部である。第1外側支持部241は、主体部240における厚み方向長さの一方端部からほぼ直角に延びる四角状の平板状部である。第1外側支持部241には、リベット105の軸部150が内挿される取付用の貫通孔241aが設けられている。第1外側支持部241の幅方向長さは、主体部240の幅方向長さおよびブラケット204の幅方向長さと同等である。第1外側支持部241は、主体部240から熱交換器201側に突出する形状であるため、厚み方向に外力が作用した場合に撓みやすく、接触している部材に対して弾性変形による反力を与えることができる。
ブラケット204と設置側部材6とをサイドプレート3に対して適正な固定位置に設置した場合に、第1外側支持部241は、ブラケット204において、一対の突出片部のうち一方の突出片部31の外側表面に接触する位置に設けられている。第1外側支持部241は、図31、図33に示すように、ブラケット204で設置側部材6とサイドプレート3とを挟んだ状態でリベット105によって締め付けたときに一方の突出片部31に接触して突出片部31を挟むために外側から押さえる働きをする。
第2外側支持部242は、第1外側支持部241に対して間隔をあけて対向するように主体部240から熱交換器201側に突出する支持部である。第2外側支持部242は、主体部240における厚み方向長さの他方端部からほぼ直角に延びる四角状の平板状部である。第2外側支持部242には、リベット105の軸部150が内挿される取付用の貫通孔242aが設けられている。第2外側支持部242の幅方向長さは、主体部240の幅方向長さおよびブラケット204の幅方向長さと同等であり、第1外側支持部41の幅方向長さと同等である。第2外側支持部242は、主体部240から熱交換器201側に突出する形状であるため、厚み方向に外力が作用した場合に撓みやすく、接触している部材に対して弾性変形による反力を与えることができる。
ブラケット204と設置側部材6とをサイドプレート3に対して適正な固定位置に設置した場合に、第2外側支持部242は、ブラケット204において、設置側部材6の連結用壁部61の表面に接触する位置に設けられている。第2外側支持部242は、図31、図33に示すように、ブラケット204によって設置側部材6とサイドプレート3とを挟んだ状態でリベット105で締め付けたときに他方の突出片部32に接触して突出片部32を挟むために外側から押さえる働きをする。
内側支持部243は、その厚み方向を熱交換コア部2の幅方向としその幅方向を熱交換コア部2の厚み方向として、主体部240から熱交換器201側に突出する支持部である。ブラケット204には、幅方向に間隔をあけて対向する2個の内側支持部243が設けられている。内側支持部243は、その幅方向長さがブラケット204の厚み方向長さよりも小さく、熱交換コア部2の厚み方向について、第1外側支持部241と第2外側支持部242との間に位置するように設けられている。内側支持部243は、熱交換コア部2の厚み方向について、第1外側支持部241と中間支持部244との間に位置するようにも設けられている。内側支持部243は、ブラケット204や主体部240における幅方向長さの端部よりも内側の部位からほぼ直角に延びる矩形状の平板状部である。内側支持部243は、第1外側支持部241、第2外側支持部242および中間支持部244に対して直交する形状の平板状部である。内側支持部243は、ブラケット204において両端部にそれぞれ設けられている。
ブラケット204と設置側部材6とをサイドプレート3に対して適正な固定位置に設置した場合に、内側支持部243の幅方向長さにおいて一方側端部243aは一方の突出片部31に内側から接触し、他方側端部243bは他方の突出片部32に内側から接触する。内側支持部243は、図31、図33に示すように、ブラケット204によって設置側部材6とサイドプレート3とを挟んだ状態でリベット105で締め付けたときに、一対の突出片部31,32が内側に倒れて大きく変形しないように支持する働きをする。さらに、図31に示すように、内側支持部243の一方側端部243aは、厚み方向に重なる位置で、第1外側支持部241とによって一方の突出片部31を挟むように押さえる働きをする。図31に示すように、内側支持部243の他方側端部243bは、厚み方向に重なる位置で、中間支持部244とによって他方の突出片部31を挟むように押さえる働きをする。
ブラケット204には、幅方向に間隔をあけて並ぶ2個の中間支持部244が設けられている。中間支持部244は、第2外側支持部242に対して厚み方向に間隔をあけて対向し主体部240から熱交換器201側に突出する支持部である。中間支持部244は、主体部240において、第2外側支持部242と内側支持部243との間からほぼ直角に延びる矩形状の平板状部である。中間支持部244は、第1外側支持部241および第2外側支持部242に対してほぼ平行な形状である。中間支持部244の幅方向長さは、第1外側支持部241や第2外側支持部242の幅方向長さよりも短くなっている。第1外側支持部241、第2外側支持部242および中間支持部244は、上下方向長さが同等であり、内側支持部243よりも長くなるように設けられている。中間支持部244は、主体部240から熱交換器201側に突出する形状であるため、厚み方向に外力が作用した場合に撓みやすく、接触している部材に対して弾性変形による反力を与えることができる。
ブラケット204と設置側部材6とをサイドプレート3に対して適正な固定位置に設置した場合に、中間支持部244は、ブラケット204において、他方の突出片部32と連結用壁部61との両方に接触する位置に設けられている。中間支持部244は、図31、図33に示すように、ブラケット204によって設置側部材6とサイドプレート3とを挟んだ状態でリベット105で締め付けたときに、厚み方向に重なる位置で、第2外側支持部242とによって連結用壁部61を挟むように押さえる働きをする。さらに中間支持部244は、厚み方向に重なる位置で、内側支持部243の他方側端部243bとによって他方の突出片部32を挟むように押さえる働きをする。
次に、熱交換器201と設置側部材6とを連結する手順について説明する。熱交換器201は、熱交換器201の端部に設けられた複数のプレート状部材のそれぞれと設置側部材6を連結するブラケット4と挟持部材とを用いて設置側部材6に固定される。熱交換器201の固定箇所は、第1実施形態と同様であり、図29に図示するように、上端部のサイドプレート3における幅方向に離間した2箇所と、下端部のサイドプレート3における幅方向に離間した2箇所と、の合計4か所である。
次に、前述の図13に示す状態を維持したまま、ブラケット204をサイドプレート3と設置側部材6に設置する。各部のうち主体部240を上または下にした姿勢で、第2外側支持部242を第1開口部60aと第2開口部61aとで形成される開口部に差し込み、第1外側支持部241を突出片部31の外側に位置するように、ブラケット204を嵌めこむ。第2外側支持部242の貫通孔242aと連結用壁部61の第3開口部61a1とが一致し、第1外側支持部41の貫通孔41aと突出片部31の貫通孔31aとが一致するように、ブラケット204を位置決めする。
このブラケット204の設置状態では、図32、図33に示すように、内側支持部243は突出片部31と突出片部32の間に嵌め込まれ、中間支持部244は突出片部32の外側の面に接触し、中間支持部244は反対側の面で連結用壁部61に接触している。さらに第1外側支持部241は突出片部31の外側の面に接触し、第2外側支持部242は連結用壁部61に接触して中間支持部244と第2外側支持部242は連結用壁部61を挟んでいる。
次に、ブラケット204の設置状態を維持したまま、リベット10における軸部150の先端部105aをかしめて挟持力を与えることによって、サイドプレート3および設置側部材6をブラケット204で挟んで固定する。具体的には、リベット105の軸部150を貫通孔241aから差し込み、貫通孔231a、貫通孔232a、第3開口部61a1を順に挿し通して、軸部150の先端部105aをかしめて、リベット105の頭部と先端部105aによってブラケット205を締め付ける。この状態では、リベット105が第1外側支持部241と第2外側支持部242を互いに接近する方向に締め付けており、第1外側支持部241と第2外側支持部242は、突出片部31と設置側部材6の連結用壁部61を外側から押さえて挟んでいる。この締め付け作業により、熱交換器201の固定装置を用いて熱交換器201と設置側部材6とを連結する作業は完了する。以上の作業は、図29に示す合計4か所のそれぞれについて行うものである。
さらに、熱交換器201の固定装置が与える挟持力によって各部に働く作用力について、図31を参照しながら説明する。リベット105による締め付けが完了した状態では、第1外側支持部241と第2外側支持部242とは互いに接近する方向に締め付けられている。第2外側支持部242が図31に示す連結用壁部61の破線部を外側から押すため、この破線部が第1外側支持部241側へ微小変形する。連結用壁部61は、連結用壁部61の破線部における幅方向の両側で中間支持部244によって第2外側支持部42側へ押される。これにより、連結用壁部61は、第2外側支持部42と中間支持部44とによって挟持されるので、ブラケット204に対して高い結合力で固定される。
第1外側支持部241は、リベット105の頭部により図31に示す突出片部31の破線部を外側から押すため、この破線部が第2外側支持部242側へ微小変形する。突出片部31は、突出片部31の破線部における幅方向の両側で内側支持部243の一方側端部243aによって外側へ押される。これにより、突出片部31は、第1外側支持部241と内側支持部243とによって挟持されるので、ブラケット4に対して高い結合力で固定される。
中間支持部244は、突出片部32を外側から押している。内側支持部243の他方側端部243bは、厚み方向に内側支持部243と重なる位置で突出片部32を外側から押している。これにより、突出片部32は、内側支持部243と中間支持部244とによって幅方向に離れた位置の2箇所で挟持されているので、ブラケット204に対して高い結合力で固定される。以上の作用力により、熱交換器201のサイドプレート3は、ブラケット204を介して設置側部材6に強固に固定されている。
第3実施形態がもたらす作用効果について説明する。熱交換器201の固定装置は、第1実施形態で述べた熱交換器1の固定装置と同様の作用効果を奏する。
内側支持部243は、第1外側支持部241と第2外側支持部242とが対向する方向について第1外側支持部241と重なる位置に設けられている。この構成によれば、サイドプレート3の突出片部の一方を支持する幅方向範囲を小さくできるので、熱交換器201とブラケット204との結合力を確保しつつ、ブラケット204の小型化が図れる。
中間支持部244は、第1外側支持部241と第2外側支持部242とが対向する方向について第2外側支持部242と重なる位置に設けられている。この構成によれば、設置側部材の一部を支持する幅方向範囲を小さくできるので、熱交換器201とブラケット204との結合力を確保しつつ、ブラケット204の小型化が図れる。
中間支持部244と内側支持部243は、一対の突出片部31,32のうち他方を挟んでいる。中間支持部244は、第1外側支持部241と第2外側支持部242とが対向する方向について内側支持部243と重なる位置に設けられている。この構成によれば、一対の突出片部31,32のうち他方を支持する幅方向範囲を小さくできるので、熱交換器201とブラケット204との結合力を確保しつつ、ブラケット204の小型化が図れる。
(他の実施形態)
この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品、要素の組み合わせに限定されず、種々変形して実施することが可能である。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品、要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品、要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示される技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものと解されるべきである。
前述の実施形態における熱交換器はブラケットを介して設置側部材6に固定されるが、設置側部材6は、車両の一部に限定されず、定置式の装置、建物の一部でもよい。
前述の実施形態における熱交換器は、上下方向両端部に設けられたサイドプレート3に固定されるブラケットを介して設置側部材6に連結されているが、開示の目的を達成する熱交換器1におけるサイドプレート3はこのような位置に限定されない。サイドプレート3は、熱交換器1の端部に設けられる部材であればよく、例えば、上下方向の一方側の端部、横方向の両端部、横方向の一方側の端部に設けられている部材でもよい。
前述の第1実施形態〜第3実施形態における熱交換器の固定装置は、挟持部材としてボルト5やリベット105を備えているが、これに代えてクリップを挟持部材として備える構成でもよい。この場合、クリップは第1外側支持部と第2外側支持部とを互いが接近するように挟み込むことで、ブラケットによってサイドプレート3と設置側部材6とが挟持される。クリップは、樹脂製または金属製である。