JP2007308131A

JP2007308131A - 自動二輪車用熱交換器

Info

Publication number: JP2007308131A
Application number: JP2006202904A
Authority: JP
Inventors: Shinya Miura; 愼也三浦
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2006-04-20
Filing date: 2006-07-26
Publication date: 2007-11-29
Also published as: US20070246279A1

Abstract

【課題】高耐久性を確保しつつ、生産性を向上させることができる自動二輪車用熱交換器を提供する。
【解決手段】自動二輪車に搭載され、冷却水が流れる複数のチューブ１１を有するコア部１５と、チューブ１１の長手方向両端部に接続される一対のヘッダタンク１３と有し、冷却水と空気との間で熱交換するラジエータ１と、ラジエータ１が固定されるブラケット５とを備え、ブラケット５に、一端側に自動二輪車のセンターフレーム２が固定される第１の固定部５１と、他端側に乗員の乗車時に乗員の身体の一部が接触可能になっているカウル３が固定される第２の固定部５２とを設ける。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動二輪車に搭載される熱交換器に関するもので、特にモトクロス車に適用して有効である。

従来の自動二輪車用のラジエータは、チューブおよびフィンからなるコア部と、コア部の鉛直方向両端部に接続されたヘッダタンクと、コア部の両側面に固定されたブラケット等から構成されている（例えば、特許文献１参照）。

このラジエータは、特許文献１中の図１〜図３から解るように、両ブラケットが、車両のセンターフレーム（特許文献１中ではダウンチューブ）と、カウル（ラジエータ外方の覆い）とにそれぞれ固定されることで、車両に取り付けられている。また、両ブラケットは、ラジエータの他の構成部品と一体にろう付けされている。

ところで、上記ラジエータが、例えば走行中激しく振動することが多いモトクロス車に搭載されて使用された場合、乗員のニーグリップ（中腰で踏ん張るために両膝をカウル側に押し当てること）によって、ブラケットを介してコア部に過大な負荷がかかり、コア部の変形が生じる可能性がある。

これに対し、従来では、ブラケットの強度を高くする（例えば、ブラケットの板厚を厚くする、ブラケットに補強部品を追加する）等して耐久性を向上させ、コア部の変形を防止していた。
特開２００１−１９７０号公報

しかしながら、上記モトクロス車に搭載されるラジエータでは、ブラケットの形状が車両毎もしくはメーカ毎に異なるため、ラジエータの組み立て時に、形状の異なるブラケットに対応する専用の治具や工程が必要となり、生産性が悪化する。

また、ブラケットの強度を高くしても、ニーグリップによる負荷は、乗員の膝からカウル、ブラケット、コア部の順にかかるため、コア部を構成するチューブおよびフィンも強度を高くする（例えば、板厚を厚くする等）必要がある。このため、チューブおよびフィンの薄肉化ができず、ラジエータの軽量化、高性能化が図れなくなる。

本発明は、上記点に鑑み、高耐久性を確保しつつ、生産性を向上させることができる自動二輪車用熱交換器を提供することを目的とする。

また、高耐久性を確保しつつ、軽量化および高性能化を図ることができる自動二輪車用熱交換器を提供することを他の目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、自動二輪車に搭載され、熱媒体が流れる複数のチューブ（１１）を有するコア部（１５）と、チューブ（１１）の長手方向両端部に接続される一対のヘッダタンク（１３）と有し、熱媒体と空気との間で熱交換する熱交換部（１）と、熱交換部（１）が固定されるブラケット（５）とを備え、ブラケット（５）は、一端側に自動二輪車のフレーム（２）が固定される第１の固定部（５１）と、他端側に乗員の乗車時に乗員の身体の一部が接触可能になっているカウル（３）が固定される第２の固定部（５２）とを有していることを第１の特徴としている。

これにより、例えば乗員のニーグリップによりカウル（３）側から負荷を受けた場合に、その負荷をブラケット（５）のみで受け、熱交換部（１）にはかからないようにすることができるので、高耐久性を確保することができる。このとき、ブラケット（５）の第１の固定部（５１）および第２の固定部（５２）を一体に成形しているため、生産性を向上させることができる。したがって、高耐久性を確保しつつ、生産性を向上させることが可能となる。

また、ブラケット（５）によって耐久性を確保することができるので、コア部（１５）の強度を落とせるようになる。これにより、コア部（１５）の構成部材であるチューブ（１１）を薄肉化することができるため、高耐久性を確保しつつ、軽量化および高性能化を図ることが可能となる。

また、熱交換部（１）とブラケット（５）とを別体に構成することができるので、熱交換部（１）の構成部品を組み立ておよびろう付けした後に、ブラケット（５）を組み付けることができる。このため、車種やメーカによらずコア部（１５）、ヘッダタンク（１３）等の形状を共通化することができ、車種毎およびメーカ毎にブラケット（５）の形状のみを変更することで対応することができる。したがって、生産性をより向上させることができる。

また、本発明では、第２の固定部（５２）の一部は、熱交換部（１）におけるカウル（３）に対向する面を覆うように構成されていることを第２の特徴としている。

これにより、乗員のニーグリップ等によりカウル（３）が車両内側（フレーム（２）側）に押された際に、カウル（３）が第２の固定部（５２）のみに接触し、熱交換部（１）には接触しないようにすることができる。これにより、ニーグリップ時において、乗員の膝からの負荷はカウル（３）、ブラケット（５）の順に伝わるが、負荷の伝達をブラケット（５）までで抑え、熱交換部（１）に直接伝わらないようにすることができる。よって、より高い耐久性を確保できる。

また、本発明では、ブラケット（５）は、熱交換部（１）の空気通過面に対向するように配置されていることを第３の特徴としている。

このようにすれば、チューブ（１１）積層方向の搭載スペースを従来（ブラケット（５）を設けない場合）より大きくする必要がない。このため、搭載性を向上させることができる。

また、第１の固定部（５１）および第２の固定部（５２）を、熱交換部（１）における空気通過面に対して垂直な両側面に対応するようにそれぞれ配置することができる。

また、フレームを、自動二輪車の中央部に配設されるセンターフレーム（２）とし、熱交換部（１）を、センターフレーム（２）を挟むように２つ、もしくはセンターフレーム（２）の片側に１つ配置し、乗員の乗車時に、乗員の足からカウル（３）およびブラケット（５）を介してセンターフレーム（２）側に負荷がかかるように構成することができる。

また、本発明では、ブラケット（５）は、一対のヘッダタンク（１３）それぞれに対応するように２つ設けられていることを第４の特徴としている。

これにより、元々部品点数が多く、組み立てが複雑なコア部（１５）の構成を変更する必要がなくなるため、生産性をより向上させることが可能となる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図１〜図６に基づいて説明する。本実施形態は、モトクロス用の自動二輪車（以下、車両ともいう）に搭載されるラジエータ１およびブラケット５に本発明を適用したものである。なお、ラジエータ１が、本発明の熱交換部に相当している。

図１は、本実施形態のラジエータ１の車両搭載図である。なお、図１は車両上方側から見た状態を示している。

図１に示すように、自動二輪車は、前輪（図示せず）の後方で中央部において斜め下方に延びるセンターフレーム２と、乗員の膝Ｋの内側に位置するように設けられたカウル（覆い）３とを有している。ラジエータ１は、カウル３内に配設され、センターフレーム２およびカウル３に固定されている。また、ラジエータ１の空気流れ上流側（車両前方側）には、ラジエータ１に泥等がかかるのを防止するルーバ４が設けられている。

ラジエータ１は、センターフレーム２の左右両側に１つずつ配置されている。各ラジエータ１は、互いに類似しており、以下、乗員から見て左側に配置されるラジエータ１をベースに構成を説明する。

図２は、本実施形態に係るラジエータ１を空気流れ下流側（車両後方側）から見た状態を示す正面図である。なお、図２において、後述するブラケット５はラジエータ１の空気流れ上流側に配置されるため、破線で示している。

図２に示すように、ラジエータ１は、冷却水（熱媒体）が流通する複数本のチューブ１１、チューブ１１の外表面に接合された波状のフィン１２、チューブ１１の長手方向両端側に設けられて複数本のチューブ１１と連通するヘッダタンク１３、及びヘッダタンク１３に接合されて外部配管が接続される接続パイプ１４等からものである。本実施形態では、チューブ１１、フィン１２、ヘッダタンク１３及び接続パイプ１４等のラジエータ１を構成する部品は全てアルミニウム合金製であり、これらはろう付けにて一体接合される。なお、以下、チューブ１１およびフィン１２からなる略矩形状の熱交換部をコア部１５と呼ぶ。

ヘッダタンク１３は、チューブ１１の長手方向両端部にてチューブ１１の長手方向と直交する方向に延びて複数のチューブ１１と連通するもので、このヘッダタンク１３は、チューブ１１が挿入接合されたコアプレート１３ａと、コアプレート１３ａとともにタンク内空間を構成するタンク本体１３ｂとを有して構成されている。なお、紙面上側のヘッダタンク１３は各チューブ１１に冷却水を分配供給するものであり、紙面下側のヘッダタンク１３は熱交換を終えた冷却水を集合回収するものである。

コア部１５のチューブ１１積層方向（車両左右方向）両端部には、チューブ１１の長手方向と略平行に延びてコア部１５を補強するインサート１６が設けられている。インサート１６は、チューブ１１、フィン１２等のラジエータ１を構成する部品と一体に接合されている。

ラジエータ１の空気流れ上流側には、ブラケット５が設けられている。ブラケット５は、ラジエータ１をセンターフレーム２およびカウル３に固定するための取り付け部材を成すもので、ラジエータ１と別体に構成されている。

以下、ブラケット５の構造を詳細に説明する。

図３は図２のＡ矢視図で、図４は図２のＢ矢視図で、図５は図２のＣ矢視図である。図２〜図５に示すように、ブラケット５は、ラジエータ１をセンターフレーム２に固定するための第１の固定部５１と、ラジエータをカウル３に固定するための第２の固定部５２と、第１の固定部５１と第２の固定部５２とを連結する連結部材５３とからなっている。各部材５１〜５３は、アルミニウム合金にて一体に成形されている。

図２および図３に示すように、連結部材５３は、ラジエータ１の空気流れ上流側の面に対向するように配置されている。また、連結部材５３は、四角形状の枠部５３ａと、枠部５３ａに対角線状に設けられた筋かいである補強部５３ｂを有している。すなわち、補強部５３ｂはＸ字形状（たすき掛け）になっており、空気流れ方向から見た際に、Ｘ字形状がコア部１５の対角線とほぼ重なるように配置されている。これにより、ラジエータ１、とくにコア部１５を補強して、車両左右方向からの負荷に耐えられるようにすることができる。さらに、補強部５３ｂがコア部１５全面を覆っていないため、コア部１５を通過する空気流れを妨げないようにすることができる。

連結部材５３におけるヘッダタンク１３に対応する部位には、張り出し部５３０がそれぞれ設けられている。張り出し部５３０には、ラジエータ取り付け穴５３１が形成されている。ラジエータ取り付け穴５３１には、ラジエータ用ボルト５３２が挿通されて、連結部材５３はヘッダタンク１３に固定されている。これにより、ブラケット５をラジエータ１に固定することができる。

図３および図４に示すように、第１の固定部５１は、連結部材５３における車両内側の端部から空気流れ上流側に向かって延びている。本実施形態では、第一の固定部１は、ラジエータ１の車両左右方向内側の側面に対応するように配置されているとともに、空気流れ方向に対して平行に配置されている。第１の固定部５１には、車両取り付け穴５１１が形成されている。車両取り付け穴５１１には、弾性変形可能なグロメット（図示せず）および金属製のカラー（図示せず）を介して車両用ボルト（図示せず）が挿通され、第１の固定部５１はセンターフレーム２に固定される。これにより、ブラケット５を介してラジエータ１をセンターフレーム２に固定することができる。

図３および図５に示すように、第２の固定部５２は、連結部材５３における車両外側の端部から空気流れ上流側に向かって延びる上流側部材５２ａと、連結部材５１における車両外側の端部からラジエータ１の空気流れ下流側に向かって車両外側の面に沿うように延びる下流側部材５２ｂとから構成されている。

上流側部材５２ａには、カウル取り付け穴５２１が形成されている。カウル取り付け穴５２１には、カウル用ボルト（図示せず）が挿通されて、第２の固定部５２はカウル３に固定される。これにより、ブラケット５を介してラジエータ１をカウル３に固定することができる。また、本実施形態では、上流側部材５２ａは車両外側に向かって傾斜している。

下流側部材５２ｂは、コア部１５におけるカウル３に対向する面（カウル３側に配置されるインサート１６）の一部を覆うように配置されている。このため、乗員のニーグリップ等によりカウル３が車両内側に移動した際に、カウル３がブラケット５の下流側部材５２ｂのみに接触し、ラジエータ１のコア部１５には直接接触しないようになっている。

以上説明したように、ラジエータ１をセンターフレーム２に固定するための第１の固定部５１と、ラジエータ１をカウル３に固定するための第２の固定部５２とを有するブラケット５を設けることで、乗員のニーグリップによりカウル３側から負荷を受けた場合に、その負荷をブラケット５のみで受け、ラジエータ１のコア部１５にかからないようにすることができる。より詳細には、ニーグリップ時の負荷は、ブラケット５の第２の固定部５２、連結部材５３、第１の固定部５１の順で伝わるようになっており、ラジエータ１には直接伝わらないようにすることができるので、高耐久性を確保することができる。このとき、ブラケット５の各部材５１〜５３を一体に成形することができるため、生産性を向上させることができる。したがって、高耐久性を確保しつつ、生産性を向上させることが可能となる。

また、ブラケット５をラジエータ１と別体に構成することで、ラジエータ１の構成部品を組み立ておよびろう付けした後に、ブラケット５を組み付けることができる。このため、車種やメーカによらずラジエータ１の形状を共通化することができ、車種毎およびメーカ毎にブラケット５の形状のみを変更することで対応することができる。したがって、生産性をより向上させることができる。

このとき、連結部材５３にＸ字形状（たすき掛け）の補強部５３ｂを設けることで、ブラケット５をカウル側からかかる負荷に耐えられるようにすることができる。これにより、より高い耐久性を確保することができる。

また、ブラケット５の第２の固定部５２における下流側部材５１ｂを、コア部１５の車両外側の面、すなわちカウル３側に配置されるインサート１６の一部を覆うように構成することで、乗員のニーグリップによりカウル３が車両内側に押された際に、カウル３が下流側部材５１ｂのみに接触し、ラジエータ１のコア部１５には接触しないようにすることができる。これにより、ニーグリップ時において、負荷が乗員の膝Ｋからカウル３、ブラケット５の順に伝わるが、負荷の伝達をブラケット５までで抑え、コア部１５に直接伝わらないようにすることができる。よって、より高い耐久性を確保できる。

ところで、図６は比較例であり、ブラケット５をラジエータ１におけるチューブ１１積層方向両外側に配置した例である。この場合、ブラケット５の分だけチューブ１１積層方向の搭載スペースを大きくする必要があり、搭載性が悪化する。

これに対し、本実施形態によると、ブラケット５はラジエータ１の空気流れ上流側に配置されているので、チューブ１１積層方向の搭載スペースを大きくする必要がない。このため、搭載性を向上させることができる。

以上により、ブラケット５によってラジエータ１の耐久性を確保することができるので、コア部１５の強度を落とせるようになる。これにより、チューブ１１およびフィン１２を薄肉化することができるため、高耐久性を確保しつつ、ラジエータ１の軽量化および高性能化を図ることが可能となる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図７〜図１１に基づいて説明する。上記第１実施形態と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。

図７は、本第２実施形態に係るラジエータ１を空気流れ下流側（車両後方側）から見た状態を示す正面図である。なお、図７において、ブラケット５はラジエータ１の空気流れ上流側に配置されるため、破線で示している。また、図８は図７のＤ矢視図で、図９は図７のＥ矢視図で、図１０は図７のＦ矢視図で、図１１は図７のＧ矢視図である。

図７〜図１１に示すように、本実施形態のブラケット５は、ラジエータ１の一対のヘッダタンク１３に対応するように２つ設けられている。より詳細には、２つのブラケット５の連結部材５３は、それぞれヘッダタンク１３に対向する部位に配置されており、コア部１５には対向しないようになっている。

次に、本実施形態のラジエータ１とブラケット５との固定方法について説明する。

まず、接続パイプ１４をヘッダタンク１３に仮固定するとともに、ブラケット５の連結部材５３をリベット５４によりヘッダタンク１３に仮固定する。この状態（接続パイプ１４およびブラケット５が仮固定された状態）のヘッダタンク１３を、コア部１５とともに図７に示す熱交換器構造に仮組み付けする。この仮組み付け構造体を加熱炉内に搬入し、一体にろう付けすることにより、ラジエータ１とブラケット５とが固定される。

以上説明したように、ラジエータ１をセンターフレーム２に固定するための第１の固定部５１と、ラジエータ１をカウル３に固定するための第２の固定部５２とを有するブラケット５をヘッダタンク１３に固定することで、乗員のニーグリップによりカウル３側から負荷を受けた場合に、その負荷をブラケット５のみで受け、ラジエータ１のコア部１５にかからないようにすることができる。より詳細には、ニーグリップ時の負荷は、ブラケット５の第２の固定部５２、連結部材５３、第１の固定部５１の順で伝わるようになっており、コア部１５には直接伝わらないようにすることができるので、高耐久性を確保することができる。このとき、ブラケット５の各部材５１〜５３を一体に成形することができるため、生産性を向上させることができる。したがって、高耐久性を確保しつつ、生産性を向上させることが可能となる。

また、ブラケット５を一対のヘッダタンク１３に対応するように２つ設け、コア部１５には対向しないようにすることで、元々部品点数が多く、組み立てが複雑なコア部１５の構成を変更する必要がなくなるため、生産性をより向上させることが可能となる。

また、ヘッダタンク１３に接続パイプ１４を仮固定する際に、同時にブラケット５を仮固定することができるため、新たに製造工数を追加する必要がなく、生産性をさらに向上させることが可能となる。

また、ブラケット５を、コア部１５と比較して強度が高いヘッダタンク１３に固定することにより、耐久性をより向上させることが可能となる。

ところで、レース（モトクロス）用の自動二輪車に搭載される熱交換器は、その重量の減少がより要求される。本実施形態では、ブラケット５をヘッダタンク１３にろう付けにより固定することで、ボルトやナット等、ブラケット５をラジエータ１に固定するために必要な固定部材を廃止することができる。これにより、部品点数を低減することができるため、重量を減少させることが可能となる。

これに対し、本第２実施形態によると、ブラケット５はヘッダタンク１３の空気流れ上流側の面に対向するように配置されているので、チューブ１１積層方向の搭載スペースを大きくする必要がない。このため、搭載性を向上させることができる。

（他の実施形態）
なお、上記各実施形態では、ブラケット５をアルミニウム合金製としたが、これに限らず、例えば鉄等の他の金属あるいは樹脂により形成してもよい。

また、上記各実施形態では、自動二輪車用熱交換器として、ラジエータ１に適用するものとして説明したが、これに限らず、他のオイルクーラ等に適用してもよい。

また、上記各実施形態では、ブラケット５をラジエータ１の空気流れ上流側に配設したが、空気流れ下流側に配設してもよい。

また、上記各実施形態では、ラジエータ１はセンターフレーム２に固定されていたが、これに限らず、例えばダウンチューブに固定されていてもよい。

また、上記各実施形態では、ラジエータ１を、センターフレーム２を挟むように２つ設けていたが、これに限らず、センターフレーム２の左右どちらかに１つのみ設けてもよい。

また、上記第１実施形態では、補強部５３ｂをＸ字形状（たすき掛け）にし、空気流れ方向から見た際にＸ字形状がコア部１５の対角線とほぼ重なるように配置したが、これに限らず、ラジエータ１（特にコア部１５）を補強することができれば、任意の構成にすることができる。

第１実施形態に係るラジエータ１の車両搭載図である。第１実施形態に係るラジエータ１を空気流れ下流側（車両後方側）から見た状態を示す正面図である。図２のＡ矢視図である。図２のＢ矢視図である。図２のＣ矢視図である。比較例の正面図である。第２実施形態に係るラジエータ１を空気流れ下流側（車両後方側）から見た状態を示す正面図である。図７のＤ矢視図である。図７のＥ矢視図である。図７のＦ矢視図である。図７のＧ矢視図である。

符号の説明

１…ラジエータ（熱交換部）、２…センターフレーム、３…カウル、５…ブラケット、１１…チューブ、１３…ヘッダタンク、１５…コア部、５１…第１の固定部、５２…第２の固定部。

Claims

自動二輪車に搭載され、熱媒体が流れる複数のチューブ（１１）を有するコア部（１５）と、前記チューブ（１１）の長手方向両端部に接続される一対のヘッダタンク（１３）と有し、前記熱媒体と空気との間で熱交換する熱交換部（１）と、
前記熱交換部（１）が固定されるブラケット（５）とを備え、
前記ブラケット（５）は、一端側に前記自動二輪車のフレーム（２）が固定される第１の固定部（５１）と、他端側に乗員の乗車時に乗員の身体の一部が接触可能になっているカウル（３）が固定される第２の固定部（５２）とを有していることを特徴とする自動二輪車用熱交換器。
前記第２の固定部（５２）の一部は、前記熱交換部（１）における前記カウル（３）に対向する面を覆うように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車用熱交換器。
前記ブラケット（５）は、前記熱交換部（１）の空気通過面に対向するように配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の自動二輪車用熱交換器。
前記第１の固定部（５１）および前記第２の固定部（５２）は、前記熱交換部（１）における前記空気通過面に対して垂直な両側面に対応するようにそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の自動二輪車用熱交換器。
前記フレームは、前記自動二輪車の中央部に配設されるセンターフレーム（２）であって、
前記熱交換部（１）は、前記センターフレーム（２）を挟むように２つ、もしくは前記センターフレーム（２）の片側に１つ配置されており、
乗員の乗車時に、乗員の足から前記カウル（３）および前記ブラケット（５）を介して前記センターフレーム（２）側に負荷がかかるようになっていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の自動二輪車用熱交換器。
前記ブラケット（５）は、前記一対のヘッダタンク（１３）それぞれに対応するように２つ設けられていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の自動二輪車用熱交換器。