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技術 部材結合構造およびこれを用いた車両用空調機のケース

出願人 三菱重工業株式会社
発明者 松原史郎
出願日 2006年8月30日 (13年10ヶ月経過) 出願番号 2006-234149
公開日 2008年3月13日 (12年3ヶ月経過) 公開番号 2008-056043
状態 未査定
技術分野 自動車用空気調和 車両用空気調和
主要キーワード 係止部材間 ガタガタ音 外側内面 垂直分力 折曲形状 フック構造 車両用空調機 水平分力
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2008年3月13日)のものです。
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図面 (12)

課題

ワンタッチ組立によるコストダウンを図るとともに隙間の発生を効果的に排除し得る部材結合構造を提供する。

解決手段

上側係合端面9を有する上側分割ケース5および下側係合端面11を有する下側分割ケース7を両係合端面が突き合された状態で結合する結合構造1であって、上側分割ケース5および下側分割ケース7のいずれか一方の結合端面の近傍に設けられ、他方の結合端面へ向かって突出するように形成された本体部17および本体部17の先端から一方の結合端面に向けて折返された弾性を有する折返し部19を有する係止部材13と、他方の結合端面に係止部材13を受け入れる係止部材13の厚さよりも小さい空間長さの貫通孔25を有する筒状部材15と、を備え、結合時に、折返し部19における貫通孔25の空間よりも外側に位置する部分の他方の結合端面側は筒状部材15の貫通孔25を貫通するように構成されていることを特徴とする。

概要

背景

従来、車両用空調装置におけるHVAC(Heating,Ventilation,and Air−Conditioning)ユニットは、送風機エバポレータヒータコア等がケース内に装着され、それらが組み合わされて形成されている。
これらのケースは、複数に分割され、内部に各種機器を装着した後に相互に結合されるように構成されている。そして、このケースの結合構造としては、種々のものが実用化されている。
最も普通に用いられている結合構造としては、ネジ止めがある。しかし、ネジ止めは作業に時間がかかるので、その分組立コストが増加するという問題があった。

このため、組立工数を削減するために樹脂弾性を利用してワンタッチで結合するスナップフィットが用いられるようになってきた。(特許文献1参照)
しかし、従来のスナップフィットでは、一方の係止部材を他方の係止部材に引っ掛ける、いわゆるフック構造をしていたので、結合させるために寸法差が必要となり、結合時に係止部材間に隙間を生じることとなる。(特許文献1の従来例の記載参照)
この隙間によって、HVACにガタガタ音が発生したり、ケースの内外で空気、水等が漏れたりする問題があった。
特許文献1に示されるものは、この隙間を係止部材に一体成形した薄膜突起によって埋めることで上記問題を解消しようと提案されたものである。

特開2003−335124号公報

概要

ワンタッチ組立によるコストダウンをるとともに隙間の発生を効果的に排除し得る部材結合構造を提供する。 上側係合端面9を有する上側分割ケース5および下側係合端面11を有する下側分割ケース7を両係合端面が突き合された状態で結合する結合構造1であって、上側分割ケース5および下側分割ケース7のいずれか一方の結合端面の近傍に設けられ、他方の結合端面へ向かって突出するように形成された本体部17および本体部17の先端から一方の結合端面に向けて折返された弾性を有する折返し部19を有する係止部材13と、他方の結合端面に係止部材13を受け入れる係止部材13の厚さよりも小さい空間長さの貫通孔25を有する筒状部材15と、を備え、結合時に、折返し部19における貫通孔25の空間よりも外側に位置する部分の他方の結合端面側は筒状部材15の貫通孔25を貫通するように構成されていることを特徴とする。

目的

本発明は、上記問題点に鑑み、ワンタッチ組立によるコストダウンを図るとともに隙間の発生を効果的に排除し得る部材結合構造およびこれを用いた車両用空調機のケースを提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

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請求項1

第一の結合端面を有する第一の部材および該第一の結合端面に対応する第二の結合端面を有する第二の部材を前記第一の結合端面および前記第二の結合端面を突き合せた状態で結合する部材結合構造であって、前記第一の部材および前記第二の部材のいずれか一方の前記結合端面の近傍に設けられ、他方の結合端面へ向かって突出するように形成された本体部および該本体部の先端から一方の前記結合端面に向けて折返された弾性を有する折返し部を有する係止部材と、他方の前記結合端面に前記係止部材を受け入れる前記本体部から前記折返し部までの厚さよりも小さい空間長さの孔部を有する筒状部材と、を備え、結合時に、前記折返し部における前記孔部の空間よりも外側に位置する部分の前記他方の結合端面側は前記筒状部材の前記孔部を貫通するように構成されていることを特徴とする部材結合構造。

請求項2

前記折返し部は、前記本体部の先端から前記一方の前記結合端面に向かう方向に傾斜して折り返され、途中折曲され、前記本体部と略平行な平行部を形成するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載された部材結合構造。

請求項3

結合時に、前記平行部の前記他方の結合端面側が前記筒状部材の前記孔部を貫通するように構成されていることを特徴とする請求項2に記載された部材結合構造。

請求項4

前記筒状部材と前記折返し部との係合部には、前記筒状部材および前記折返し部の少なくとも一方に棒状部材挿入可能な溝部が形成されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載された部材結合構造。

請求項5

前記折返し部の前記筒状部材へ係合する面に、摩擦力を増加させる加工が施されていることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載された部材結合構造。

請求項6

請求項1から請求項5のいずれかに記載された部材結合構造を用いて構成部材が結合されていることを特徴とする車両用空調機ケース

技術分野

0001

本発明は、部材結合構造およびこれを用いた車両用空調機ケースに関するものである。

背景技術

0002

従来、車両用空調装置におけるHVAC(Heating,Ventilation,and Air−Conditioning)ユニットは、送風機エバポレータヒータコア等がケース内に装着され、それらが組み合わされて形成されている。
これらのケースは、複数に分割され、内部に各種機器を装着した後に相互に結合されるように構成されている。そして、このケースの結合構造としては、種々のものが実用化されている。
最も普通に用いられている結合構造としては、ネジ止めがある。しかし、ネジ止めは作業に時間がかかるので、その分組立コストが増加するという問題があった。

0003

このため、組立工数を削減するために樹脂弾性を利用してワンタッチで結合するスナップフィットが用いられるようになってきた。(特許文献1参照)
しかし、従来のスナップフィットでは、一方の係止部材を他方の係止部材に引っ掛ける、いわゆるフック構造をしていたので、結合させるために寸法差が必要となり、結合時に係止部材間に隙間を生じることとなる。(特許文献1の従来例の記載参照)
この隙間によって、HVACにガタガタ音が発生したり、ケースの内外で空気、水等が漏れたりする問題があった。
特許文献1に示されるものは、この隙間を係止部材に一体成形した薄膜突起によって埋めることで上記問題を解消しようと提案されたものである。

0004

特開2003−335124号公報

発明が解決しようとする課題

0005

しかしながら、特許文献1に示されるものは、薄膜突起は文字通り薄い膜状の部材であり、これを一体成形することは技術的に困難であるし、かつ、成形できたとしても組立前に破損し易いという問題があった。
このため、実用に供し得ないというのが実情である。

0006

本発明は、上記問題点に鑑み、ワンタッチ組立によるコストダウンを図るとともに隙間の発生を効果的に排除し得る部材結合構造およびこれを用いた車両用空調機のケースを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0007

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の部材結合構造は、第一の結合端面を有する第一の部材および該第一の結合端面に対応する第二の結合端面を有する第二の部材を前記第一の結合端面および前記第二の結合端面を突き合せた状態で結合する部材結合構造であって、前記第一の部材および前記第二の部材のいずれか一方の前記結合端面の近傍に設けられ、他方の結合端面へ向かって突出するように形成された本体部および該本体部の先端から一方の前記結合端面に向けて折返された弾性を有する折返し部を有する係止部材と、他方の前記結合端面に前記係止部材を受け入れる前記本体部から前記折返し部までの厚さよりも小さい空間長さの孔部を有する筒状部材と、を備え、結合時に、前記折返し部における前記孔部の空間よりも外側に位置する部分の前記他方の結合端面側は前記筒状部材の前記孔部を貫通するように構成されていることを特徴とする。

0008

本発明によれば、第一の部材および第二の部材を第一の結合端面および第二の結合端面が突き合わされるように接近させると、一方の結合端面の近傍に他方の結合端面側に突出するように設けられた係止部材が、他方の結合端面に設けられた筒状部材の孔部に挿入され始める。
第一の部材および第二の部材をさらに接近させると、係止部材の厚さが孔部の空間長さよりも大きいので、係止部材の折返し部は本体部側に近づくように押しつぶされた状態で孔部に案内されて移動する。
そして、第一の結合端面および第二の結合端面が突き合わされると、折返し部の他方の結合端面側は孔部を貫通した状態となり、筒状部材からの押圧力から開放されるので、弾性によって形状が復旧する方向に移動することになる。

0009

このとき、筒状部材と係止部材との間には、折返し部の弾性力によって本体部は筒状部材に、筒状部材は本体部に押圧されるので、第一の部材および第二の部材を結合することができる。
これにより、第一の部材および第二の部材はワンタッチで結合できるので、ネジ結合に比較して作業工数を格段に減少させることができ、その分組立コストを低減することができる。
また、折返し部の他方の結合端面側は孔部を貫通して形状が復旧して孔部の空間よりも大きくなり、残りの部分は孔部内に位置しているので、筒状部材には折返し部から一方の結合端面側に押付けられる力を受けることになる。これにより、他方の結合端面に設けられた筒状部材は一方の結合端面側に、一方の結合端面に設けられた係止部材は他方の結合端面側に押圧される、言い換えると、第一の結合端面および第二の結合端面が結合する方向の力が作用するので、第一の結合端面および第二の結合端面の間の隙間の発生を効果的に防止することができる。
さらに、係止部材は弾性を大きくすることになり、筒状部材は係止部材の弾性力を受けるので、それぞれ夫な構造となり、耐久性が問題となることはない。

0010

また、本発明の部材結合構造では、前記折返し部は、前記本体部の先端から前記一方の前記結合端面に向かう方向に傾斜して折り返され、途中折曲され、前記本体部と略平行な平行部を形成するように構成されていることを特徴とする。

0011

このように、折返し部は、本体部の先端から一方の結合端面に向かう方向に傾斜して折り返され、途中折曲され、前記本体部と略平行な平行部を形成するように構成されているので、係止部材は先細形状をしていることになる。このため、係止部材を筒状部材の孔部に容易に導入することができる。

0012

また、本発明の部材結合構造では、結合時に、前記平行部の前記他方の結合端面側が前記筒状部材の前記孔部を貫通するように構成されていることを特徴とする。

0013

このように、結合時に、平行部の他方の結合端面側が筒状部材の孔部を貫通するように構成されているので、結合時、折曲部分は筒状部材を貫通することになる。これにより、平行部は折曲部分を中心に傾斜するので、第一の結合端面および第二の結合端面が結合する方向の力が一層安定することになる。このため、第一の結合端面および第二の結合端面の間の隙間の発生を一層効果的に防止することができる。

0014

また、本発明の部材結合構造は、前記筒状部材と前記折返し部との係合部には、前記筒状部材および前記折返し部の少なくとも一方に棒状部材挿入可能な溝部が形成されていることが望ましい。

0015

このように、筒状部材と折返し部との係合部には、筒状部材および折返し部の少なくとも一方に棒状部材を挿入可能な溝部が形成されているので、この溝部に棒状部材、例えば、ドライバ等、を挿入して折返し部を筒状部材から離れる方向に付勢することができる。これにより、筒状部材と折返し部との間に作用する結合する力を除くことができるので、第一の部材および第二の部材の結合を容易に解除することができる。

0016

また、本発明の部材結合構造では、前記折返し部の前記筒状部材へ係合する面に、摩擦力を増加させる加工が施されていることを特徴とする。

0017

このように、折返し部の筒状部材へ係合する面に、摩擦力を増加させる加工が施されているので、折返し部と筒状部材との係合部分に作用する力を増加させることができる。これにより、第一の部材および第二の部材の結合を一層強固にすることができる。

0018

本発明の車両用空調機のケースは、請求項1から請求項5のいずれかに記載された部材結合構造を用いて構成部材が結合されていることを特徴とする。

0019

このように、第一の結合端面および第二の結合端面の間の隙間の発生を効果的に防止して、第一の部材および第二の部材をワンタッチで結合できる部材結合構造を用いているので、製造コストを低減することができる。

発明の効果

0020

本発明によれば、第一の部材および第二の部材はワンタッチで結合できるので、ネジ結合に比較して作業工数を格段に減少させることができ、その分組立コストを低減することができる。
また、第一の結合端面および第二の結合端面の間の隙間の発生を効果的に防止することができる。
さらに、係止部材は弾性を大きくすることになり、筒状部材は係止部材の弾性力を受けるので、それぞれ丈夫な構造となり、耐久性が問題となることはない。

発明を実施するための最良の形態

0021

以下、本発明の一実施形態について図1から図9を参照して説明する。
図1は、本実施形態にかかる締結構造(部材結合構造)1を用いたHVACユニットの一部を構成するケース3を示す斜視図である。
ケース3は、図示を省略しているが、内部に冷凍サイクルのエバポレータが収容され、空調用通風路を構成するものである。
ケース3には、上側分割ケース(第一の部材)5と、下側分割ケース(第二の部材)7と、上側分割ケース5および下側分割ケース7を結合する結合構造1とが備えられている。

0022

上側分割ケース5および下側分割ケース7は、ポリプロピレンのような弾性を有する樹脂で、上下型抜きにより断面が略U字形状をなすように成形されている。
上側分割ケース5のU字形状の両端部分は上側結合端面(第一の結合端面)9を構成している。下側分割ケース7のU字形状の両端部分は下側結合端面(第二の結合端面)11を構成している。
上側結合端面9と下側結合端面11とは、相互に突き合された状態で結合され、ケース3が構成される。

0023

結合構造1は、係止部材13と、筒状部材15とで構成され、上側結合端面9および下側結合端面11の接合部に沿って複数備えられている。
図2は、係止部材13を示す斜視図、図3は、その縦断面図である。
係止部材13は、上側分割ケース5と一体成形されている。係止部材13には、上側結合端面9の近傍で外側に突起し、下側結合端面11へ向かって延在する本体部17と、本体部17の先端部から外側に折返された折返し部19とで構成されている。

0024

折返し部19は、傾斜部21と、平行部23とで構成されている。傾斜部21は、本体部17の先端から外側に上側結合端面9に向かう方向に傾斜して構成されている。すなわち、傾斜部21によって係止部材13は先細形状をなすように形成されている。
折曲点Sにて傾斜部21から上側結合端面9に向かい折曲され、本体部17と略平行な平行部23形成されている。
本体部17および折返し部19の幅(図3紙面方向)は、略同一とされている。

0025

図4は、筒状部材15を示す斜視図、図5は、その縦断面図である。
筒状部材15は、下側分割ケース7と一体成形されている。筒状部材15は、直方体をし、係止部材13が挿通可能に受け入れる矩形開口貫通孔(孔部)25を備えている。
貫通孔25の内側から外側までの距離(空間長さ)L2は、係止部材13の内側端部から外側端部までの距離(本体部から折返し部までの厚さ)L1よりも小さく形成されている。距離L1および距離L2は、結合の強固さと結合のし易さとの見合いで決定される。
係止部材13および筒状部材15は、上側分割ケース5および下側分割ケース7が結合された時、折返し部19の折曲点Sが、筒状部材15の下面よりも下方に位置するように構成されている。

0026

以上のように構成された結合構造1の結合動作について説明する。
図6は係止部材13と筒状部材15との係合開始時の状態を、図7は係止部材13と筒状部材15との係合途中の状態を、図8は、結合時の係止部材13および筒状部材15の状態を示している。
例えば、下側分割ケース7を載置し、エバポレータ等を所定位置に設置する。その後、上側分割ケース5を持ち込み下側分割ケース7に結合させる。

0027

下側分割ケース7の下側結合端面11に、上側結合端面9が突き合わされるように上側分割ケース5を接近させる。
図6に示されるように、係止部材13の先端が筒状部材15の貫通孔25に挿入され始める。
このとき、係止部材13は先細形状をしているので、係止部材13を筒状部材15の貫通孔25に容易に導入することができる。

0028

上側分割ケース5がさらに下側分割ケース7に近づくと、係止部材13の傾斜部21が筒状部材15の上端部に接触する。
さらに、上側分割ケース5が下方に移動すると、距離L1よりも距離L2の方が小さいので、筒状部材15によって押圧され、折返し部19が本体部17の方へ点Cを中心として揺動するように撓む。(図6参照)
次いで、上側分割ケース5が下方に移動すると、折返し部19は、図7に示されるように、折曲点Sを頂点として押し潰される形で変形しつつ貫通孔25に沿って移動していく。

0029

上側分割ケース5がさらに下側分割ケース7に近づき、折曲点Sが貫通孔25を通過すると、傾斜部21の弾性によって折曲点Sは外側に、元の位置に復旧しようとし始める。
そして、図8および図9に示されるように、上側結合端面9と下側結合端面11とが接合されると、折曲点Sの位置は略元の位置に復旧するので、平行部23は上部が本体部17に接近する形で傾斜する状態となる。

0030

これにより、平行部23の一部が筒状部材15の外側内面下端部(接触点K)に接触した状態となる。
接触点Kでは、折返し部19の弾性力が平行部23に直交する方向に筒状部材15を押圧するように作用するので、例えば、係止部材13にはその反力として図9に示されるように力Fが作用する。
この力Fを水平成分と垂直成分に分解すると、図9に示されるように水平成分の水平分力Fhは、本体部17を下側分割ケース7に押付ける方向に作用し、垂直成分の垂直分力Fpは、係止部材13を下方へ、すなわち、上側結合端面9を下側結合端面11に押付ける方向に作用している。

0031

このように、係止部材13を筒状部材15の貫通孔25に挿通することによって、折返し部19の弾性力によって本体部17は下側分割ケース7(筒状部材15)に、筒状部材15を介して下側分割ケース7は本体部17に押圧されるので、上側分割ケース5および下側分割ケース7を結合することができる。
これにより、上側分割ケース5および下側分割ケース7はワンタッチで結合できるので、ネジ結合に比較して作業工数を格段に減少させることができ、その分組立コストを低減することができる。

0032

また、垂直分力Fpは、係止部材13を下方へ、すなわち、上側結合端面9を下側結合端面11に押付ける方向に作用しているので、上側結合端面9および下側結合端面11の間の隙間の発生を効果的に防止することができる。
これにより、ガタガタ音が発生したり、ケースの内外で空気、水等が漏れたりすることを防止することができる。
さらに、係止部材13は弾性を大きくすることになり、筒状部材15は係止部材の弾性力を受けるので、それぞれ丈夫な構造となるため耐久性が問題となることはない。

0033

なお、本実施形態では、係止部材13の折返し部19が平行部23を有する折曲形状とされているが、これに限定されるものではなく、例えば、U字形状等としてもよい。
また、筒状部材15の形状についても任意の形状を用いることができる。
さらに、本実施形態では、係止部材13は本体部17の外側に折返し部19がくるような配置とされているが、これは、例えば、本体部17と折返し部19とが上側結合端面9に沿うように配置してもよいし、別の配置とするようにしてもよい。

0034

また、図10に示されるように、筒状部材15の外側内面の下端部(係合部)および/または平行部23の外側面(係合部)にドライバ等の棒状部材を挿入できる溝29を掘設してもよい。
このようにすると、この溝部にドライバ等を挿入して折返し部19を筒状部材15から離れる方向に付勢することができる。これにより、筒状部材15と折返し部19との間に作用する結合する力を除くことができるので、上側分割ケース5および下側分割ケース7の結合を容易に解除することができる。

0035

また、図11に示されるように、平行部23の筒状部材15へ係合する面に、稜線が水平方向に延在する凹凸31を施してもよい。
このようにすると、平行部23と筒状部材15との摩擦係数が増加するので、平行部23と筒状部材15との係合部分に作用する力を増加させることができる。これにより、上側分割ケース5および下側分割ケース7の結合を一層強固にすることができる。

図面の簡単な説明

0036

本発明の一実施形態にかかる締結構造を用いたHVACユニットの一部を構成するケースを示す斜視図である。
本発明の一実施形態にかかる係止部材を示す斜視図である。
本発明の一実施形態にかかる係止部材を示す断面図である。
本発明の一実施形態にかかる筒状部材を示す斜視図である。
本発明の一実施形態にかかる筒状部材を示す断面図である。
本発明の一実施形態における係止部材と筒状部材との係合開始時の状態を示す断面図である。
本発明の一実施形態における係止部材と筒状部材との係合途中の状態を示す断面図である。
本発明の一実施形態における結合時の係止部材および筒状部材の状態を示す断面図である。
本発明の一実施形態における結合時の係止部材および筒状部材に作用する力の関係を示す断面図である。
本発明の一実施形態にかかる締結構造の別の実施形態を示す断面図である。
本発明の一実施形態にかかる係止部材の別の実施形態を示す断面図である。

符号の説明

0037

1結合構造
3ケース
5 上側分割ケース
7 下側分割ケース
9 上側結合端面
11 下側結合端面
13係止部材
15筒状部材
17 本体部
19 折返し部
21 傾斜部
23平行部
25貫通孔
29 溝
31凹凸
L1 距離
L2 距離
K 接触点

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