JP5472158B2 - エンジン・クーリング・モジュールの締結装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両エンジン６００の冷却水を冷却するラジエータ１００、冷凍サイクル内の冷媒を凝縮するコンデンサ３００、及び、電動ファン２３０が取り付けられたシュラウド２１０からなるエンジン・クーリング・モジュール（Engine Cooling Module、「ＥＣＭ」という）の締結構造に関する。

図１は、エンジン・クーリング・モジュールＥＣＭを搭載した車両フロント部分を示す概略断面図である。車両フロント部分において、フード５００とアンダーカバー５０１とに囲まれた位置には、エンジン・クーリング・モジュールＥＣＭとエンジン６００が収容されている。エンジン・クーリング・モジュールＥＣＭは、グリル及びバンパと、エンジン６００との間に、ボディフレーム７００に取り付けられて配置されている。エンジン・クーリング・モジュールＥＣＭを構成するコンデンサ３００、ラジエータ１００、及び、電動ファン２３０が取り付けられたシュラウド２１０（電動ファンシュラウド）は、この順にグリル及びバンパに近い側から並んで設けられている。

従来、このようなエンジン・クーリング・モジュールＥＣＭの締結構造として、特許文献１が知られている。図２（ａ）は、特許文献１のエンジン・クーリング・モジュールＥＣＭの締結構造を示す分解斜視図である。（ｂ）は、（ａ）のＡ部の締結後の断面図である。以下、特許文献１の締結構造を簡単に説明する。

ラジエータ１００は、チューブが水平方向配置となるクロスフロータイプのものであり、主にコア部１０１と一対のタンク１４０とから成る。コア部１０１は、チューブとフィンとが交互に積層され、積層方向の最外方フィン１２０の更に外方に断面コの字状に形成された補強部材としてのサイドプレートが設けられたもので、冷却水を冷却する部位（放熱部）となる。タンク１４０には入口パイプ１４４が設けられており、この入口パイプ１４４からタンク１４０の内部に冷却水が流入するようにしている。他方のタンク１４０の下側には出口パイプ１４５（図示せず）が設けられており、タンク１４０内の冷却水がこの出口パイプ１４５から流出するようにしている。

コンデンサ３００は、車両用冷凍サイクル中の冷媒を凝縮液化する周知の熱交換器であり、上記ラジエータ１００と同様にアルミニウム製である。基本構造もラジエータ１００と同様のクロスフロータイプであり、チューブ、フィン、サイドプレートから成るコア部３０１を有し、チューブの両長手方向端部には、一対の円筒状のヘッダタンク３４０が接続されている。ヘッダタンク３４０には上下方向端部には、ピン３５０が設けられている（４ヶ所）。

電動ファン２３０は、ラジエータ１００、コンデンサ３００に冷却風を供給する送風機であり、シュラウド２１０にモータ、ファンが組付けられて形成されている。ここでは、電動ファン２３０は、ラジエータ１００のコア部１０１側からファン２３０側に冷却風を吸込む吸込みタイプのものとしている。

シュラウド２１０は、例えばポリプロピレンのような樹脂材から成りインジェクション成形されており、ラジエータ１００の外形に沿うように矩形状に形成されている。そして、モータがビスによってシュラウド２１０に締結されている。シュラウド２１０の下側には、反モータ側に突出する下側枠体部２１５が一体で形成されている。また、下側枠体部２１５の上側には、この下側枠体部２１５に対して着脱可能に分割された上側枠体部２１６が設けられている。

下側枠体部２１５は、底面部２１５ａと２つの側面部２１５ｂとから成り、全体形状が上側に開口するコの字状となっている。底面部２１５ａには、ラジエータ１００のナット１４１の位置に対応するボルト穴２１５ｃおよびコンデンサ３００のピン３５０の位置に対応するピン穴２１５ｄがそれぞれ設けられている。更に、底面部２１５の下側面でボルト穴２１５ｃに近接する部位には、車両への取付け用の取付けピン２１５ｅが一体で設けられている。

一方、上側枠体部２１６は、上面部２１６ａと２つの側面部２１６ｂとから成り、全体形状が下側枠体部２１５よりも浅く、下側に開口するコの字状となっている。上面部２１６ａには、ラジエータ１００のナット１４１およびコンデンサ３００のピン３５０の位置にそれぞれ対応するボルト穴２１６ｃおよびピン穴２１６ｄが設けられている。更に、上面部２１６ａの上側面でボルト穴２１６ｃに近接する部位には、車両への取付け用の取付けピン２１６ｅが一体で設けられている。

そして、ラジエータ１００およびコンデンサ３００は、下側枠体部２１５内に配置され、ボルト４００がボルト穴２１５ｃに挿通され、ラジエータ１００のナット１４１に締結されることで、下側枠体部２１５はラジエータ１００の下側に固定される。また、コンデンサ３００は、ピン３５０がピン穴２１５ｄに挿入されることで位置決めされる。ボルト穴２１６ｃについても、ボルト４００が挿入される（図２（ｂ）参照）。シュラウド２１０の上面部２１６ａには、インサート成形により金属製のカラー２１９が装着されており、カラー２１９の中心部に設けられた丸穴によってボルト穴２１６ｃが形成されている。

更に、底面部２１５ａと上面部２１６ａとによって、ラジエータ１００およびコンデンサ３００が上下方向に挟まれるように、上側枠体部２１６がラジエータ１００およびコンデンサ３００の上側からセットされ、上記と同様にボルト４００がボルト穴２１６ｃに挿通され、ラジエータ１００のナット１４１に締結されることで、上側枠体部２１６はラジエータ１００の上側に固定される。また、コンデンサ３００は、ピン３５０がピン穴２１６ｄに挿入されることで位置決めされ、上下の枠体部２１５、２１６内に保持される。

このように、シュラウド２１０がラジエータ１００およびコンデンサ３００に一体的に組付けられて、エンジン・クーリング・モジュールＥＣＭとして形成することができ、このエンジン・クーリング・モジュールＥＣＭは、上下の枠体部２１５、２１６（底面部２１５ａ、上面部２１６ａ）にそれぞれ設けられた取付けピン２１５ｅ、２１６ｅによって車両に取付け支持される。そして、車両からの振動負荷を、剛性の高いラジエータ１００のタンク１４０で受けることができるので、充分な耐振強度を確保することができる。

しかしながら、特許文献１の締結構造は、充分な耐振強度を確保することができるものの、上下左右４点でのボルト締結であって、部品点数が多くコスト高となり、組立作業の手間もかかるという問題点を有していた。
これに対して、特許文献２、３に見られるような、ラジエータに設けた突起部と、電動ファンシュラウドに設けた凹部との嵌合により、シュラウドをラジエータに組み付けるものが知られている。これらは、あくまで、ファンモータが取り付けられたシュラウドを、ラジエータにぶら下げる如き構造であり、電動ファンシュラウドとラジエータとを強固にボルト締結するものではない。このため、充分な耐振強度を確保する上での課題が残されていた。

特開２００５−１９５３１４号公報 特開２００２−１４７９８５号公報 特開２００２−４８６１号公報

本発明は、上記問題に鑑み、車両用ラジエータを電動ファンシュラウドに締結する際に、組付性向上を図った締結装置を提供するものである。

上記課題を解決するために、請求項１の発明は、車両用のラジエータ（１００）を、下側枠体部（２１５）が一体に形成された電動ファンシュラウド（２１０）に締結する締結装置であって、該締結装置が、前記ラジエータ（１００）のタンク（１４０）に設けられた、スナップフィット（２０）、及び、ラジエータ下面ピン（２５０）と、前記下側枠体部（２１５）に設けられた、前記スナップフィット（２０）と嵌合する凹部（３０）、及び、前記ラジエータ下面ピン（２５０）がグロメット（１４）を介して挿入されるカラーレス穴（２５１）と、前記グロメット（１４）とを具備し、前記スナップフィット（２０）は、上下１対の突起部（２２）と、該突起部（２２）の間に設けられた、係合爪（２４）を有する上下一対の係合突起部（２３）から構成され、上側の前記突起部（２２）には、挿入ガイド斜面（２１）が設けられた締結装置である。

これにより、ラジエータを電動ファンシュラウドに組付ける際、組付けが挿入ガイド斜面の軌跡に沿って行われるので、タンク１４０にスナップフィット２０を設けるだけで、挿入性が向上され、圧縮グロメットの組付けを容易にすることができる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記上側の突起部（２２）には、前記挿入ガイド斜面（２１）に続く突起部上面（２１’）が設けられ、該突起部上面（２１’）が、前記凹部（３０）の側面（３３）に嵌合すると、前記グロメット（１４）が圧縮された状態で、前記ラジエータ（１００）と前記電動ファンシュラウド（２１０）とが締結されることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、上側枠体部（２１６）をさらに具備し、該上側枠体部（２１６）が、ボルト（４００）で、前記ラジエータ（１００）の前記タンク（１４０）に設けられたナット（１４１）に固定されることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１から３のいずれか１項記載の発明において、車両用コンデンサ（３００）が、前記下側枠体部（２１５）と前記上側枠体部（２１６）との間に、さらに保持されたことを特徴とする。

なお、上記に付した符号は、後述する実施形態に記載の具体的実施態様との対応関係を示す一例である。

エンジン・クーリング・モジュールＥＣＭを搭載した車両フロント部分を示す概略断面図である。 （ａ）は、特許文献１のエンジン・クーリング・モジュールＥＣＭの締結構造を示す分解斜視図である。（ｂ）は、（ａ）のＡ部の締結後の断面図である。 （ａ）は、本発明の一実施形態のエンジン・クーリング・モジュールＥＣＭの締結構造を示す分解斜視図である。（ｂ）は、（ａ）のＢ部の裏側斜視図である。 （ａ）は、本発明の第１基礎技術を示す断面図であり、（ｂ）は、本発明の第２基礎技術を示す断面図である。 （ａ）は、本発明の一実施形態の組付けを説明する説明図であり、（ｂ）は、（ａ）のＣ部分の拡大説明図である。 （ａ）は、本発明の第２基礎技術のスナップフィット２０’の説明図であり、（ｂ）は、本発明の一実施形態のスナップフィット２０の説明図である。 本発明の一実施形態のスナップフィット２０の、一例としての詳細図である。 （ａ）は、本発明の一実施形態のスナップフィット２０の組付け前の状態、（ｂ）は、組付け途中の状態で、係合突起部２３が係合用穴部３１を弾性で乗り越える直前、（ｃ）は、組付け完了後の状態を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態を説明する。各実施態様について、同一構成の部分には、同一の符号を付してその説明を省略する。従来技術に対しても同様に同一構成の部分には、同一の符号を付してその説明を省略する。本発明の各実施形態が、本発明の基礎となった基礎技術に対しても同一構成の部分には同一の符号を付してその説明を省略する。

図３（ａ）は、本発明の一実施形態のエンジン・クーリング・モジュールＥＣＭの締結構造を示す分解斜視図である。（ｂ）は、（ａ）のＢ部の裏側斜視図である。以下、本発明の一実施形態の締結構造を説明する。

電動ファン２３０は、ラジエータ１００、コンデンサ３００に冷却風を供給する送風機であり、シュラウド２１０にモータ、ファンが組付けられて形成されている。シュラウド２１０の下側には、反モータ側に突出する下側枠体部２１５が一体で形成されている。また、下側枠体部２１５の上側には、この下側枠体部２１５に対して着脱可能に分割された上側枠体部２１６が設けられている。

下側枠体部２１５は、底面部２１５ａと２つの側面部２１５ｂとからなっている。底面部２１５ａには、ラジエータ１００のラジエータ下面ピン２５０の位置に対応するカラーレス穴２５１およびコンデンサ３００のピン３５０の位置に対応するピン穴２１５ｄがそれぞれ設けられている。更に、底面部２１５の下側面でラジエータ下面ピン２５０に近接する部位には、車両への取付け用の取付けピン２１５ｅ（図示せず）が一体で設けられている。穴２５１は、他の穴との識別のためにカラーレス穴と呼称したが、カラーレスに限定されるものではない。

一方、上側枠体部２１６には、ラジエータ１００のナット１４１およびコンデンサ３００のピン３５０の位置にそれぞれ対応するボルト穴２１６ｃおよびピン穴２１６ｄが設けられている。更に、上面部２１６ａの上側面でボルト穴２１６ｃに近接する部位には、車両への取付け用の取付けピン２１６ｅが一体で設けられている。ナット１４１は袋ナットや角ナットにすると良い。上側枠体部２１６は、ボルト４００でラジエータ１００のナット１４１に固定される。電動ファン２３０付シュラウド２１０、ラジエータ１００、コンデンサ３００の構造は、特許文献１のものと概ね同様である。入口パイプ１４４からタンク１４０の内部に冷却水が流入し、他方のタンク１４０には出口パイプ１４５が設けられており、タンク１４０内の冷却水がこの出口パイプ１４５から流出する。コンデンサ３００においては、冷媒は流入口３６１から導入され、流出口３６２から流出する。

ここまでは、特許文献１のものと概ね同様である。本実施形態の場合、ラジエータ１００およびコンデンサ３００は、下側枠体部２１５内に配置され、ラジエータ下面ピン２５０が、グロメット１４を介して、カラーレス穴２５１に挿入される。

以下に、本発明の基礎となった第１、第２基礎技術を、まず説明してから、本実施形態の場合の特徴を説明する。図４（ａ）は、本発明の第１基礎技術を示す断面図であり、（ｂ）は、本発明の第２基礎技術を示す断面図である。

本発明の基礎となった第１基礎技術は、図４（ａ）に示すように、特許文献１のものと概ね同様である。ラジエータ１００は、シュラウド２１０の下側に一体に設けられた下側枠体部２１５に対して、ボルト４００とナット１４１で締結固定されている。また、上側枠体部２１６に対してもボルト４００とナット１４１で締結固定されている。コンデンサ３００は、それぞれ、下側枠体部２１５のピン穴２１５ｄ、上側枠体部２１６のピン穴２１６ｄに、ピン３５０を、ゴムブッシュ１２を介して挿入して固定されている。このため、車両からの振動負荷を、剛性の高いラジエータ１００で受けることができるので、充分な耐振強度を確保することができるものであった。

本発明の基礎となった第２基礎技術は、図４（ｂ）に示すように、ラジエータの下部の締結を変更して、スナップフィット２０’を用いたものである。ラジエータの上部の締結と、コンデンサの方の固定は、図４（ａ）と同じである。ラジエータの締結は、グロメット１４とスナップフィット２０’による締結による。この場合、充分な耐振強度を確保するために、通常使用状態のグロメット（ゴムブッシュ）の代わりに、ラジエータを上から押圧した状態でスナップフィット２０’を結合させ、グロメットが圧縮した状態の圧縮グロメットとしている。これにより、ボルト締結を減らし部品点数を減少させるとともに、圧縮組付けとすることで図４（ａ）のボルト締結と同等な耐振性、耐摩耗性、異音防止効果を発現できるものである。一方、ボルトの削減及び組付け工数低減につながるものの、ゴムを介した圧縮組付けのため、圧縮による反力が働き、挿入性、作業性悪化につながるという問題が生じていた。すなわち、ラジエータ１００を相当な力で押圧した状態でスナップフィット２０’を結合させる必要があることから、作業性に問題が生じていた。

そこで、本発明の一実施形態においては、上記問題点を解決すべく、以下のような組付けを行うものである。図５（ａ）は、本発明の一実施形態の組付けを説明する説明図であり、（ｂ）は、（ａ）のＣ部分の拡大説明図である。図６（ａ）は、本発明の第２基礎技術のスナップフィット２０’の説明図であり、（ｂ）は、本発明の一実施形態のスナップフィット２０の説明図である。
電動ファンシュラウド２１０に、エンジン用ラジエータ１００を、グロメット１４介して圧縮しながら組付ける際には、これまで手動で押し付けていたのを、本発明の一実施形態では、挿入ガイド斜面２１の楔作用により行うものである。
ラジエータ１００のタンク１４０にスナップフィット２０を配置して、スナップフィット２０に後述の挿入ガイド斜面２１を設け、挿入ガイド斜面２１がシュラウド側の凹部に挿入される時、挿入ガイド斜面２１の楔作用によりラジエータ１００を下に圧縮しながらラジエータを電動ファンシュラウド２１０に組付けるものである。

図６（ａ）を参照して、第２基礎技術のスナップフィット２０’（ラジエータ１００のタンク１４０に設置）の構造を説明すると、１対の上下の突起部２２の間に、係合爪２４を先端に有する係合突起部２３が１対上下に配置されている。一方、シュラウド側には、凹部３０が設けられており、中央には係合用穴部３１が設けられている。係合突起部２３が係合用穴部３１を弾性で乗り越えると、図４（ｂ）に示すようにラジエータ１００が電動ファンシュラウド２１０に結合される。

これに対して、図６の（ｂ）は、本発明の一実施形態のスナップフィット２０である。
図６（ａ）の第２基礎技術のスナップフィット２０’と相違する点は、上方の突起部２２には、挿入ガイド斜面２１が設けられている。なお、係合爪２４は上下方向で相互に外側を向いている場合（図６の場合）でも、上下方向で相互に内側を向いている場合（特許文献３の図６、７）であっても良い。図７は、本発明の一実施形態のスナップフィット２０の、一例としての詳細図である。
このような上方の突起部２２に挿入ガイド斜面２１が設けられた本発明の一実施形態の場合において、ラジエータ１００と電動ファンシュラウド２１０との組付けを、図５（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。

図５（ｂ）に示すように、ラジエータ下面ピン２５０が、グロメット１４を介して、カラーレス穴２５１に挿入される。ラジエータ下面ピン２５０がカラーレス穴２５１に挿入された後、ラジエータ１００のスナップフィット２０が、電動ファンシュラウド２１０の凹部３０に押し付けられると、挿入ガイド斜面２１が、図６（ｂ）の角部３２を滑り、楔作用でラジエータを下方に押圧して、グロメット１４を圧縮して、圧縮グロメットにする。上方の突起部２２の挿入ガイド斜面２１に続く突起部上面２１’（図６（ｂ）参照）が、凹部３０の側面３３に嵌合すると、グロメットが圧縮された状態で、ラジエータ１００と電動ファンシュラウド２１０との組付けが完了する。なお、角部３２には、Ｒ部、面取、又は、斜面が設けられていてもいなくても良い。上方の突起部２２の挿入ガイド斜面２１に続く突起部上面２１’の形状寸法、斜面の傾斜角度は、グロメットの圧縮すべき圧縮量に基づき算出される。

このように、ラジエータ１００を電動ファンシュラウド２１０に組付ける際、組付けが挿入ガイド斜面２１の軌跡に沿って行われるので、タンク１４０にスナップフィット２０を設けるだけで、挿入性が向上され、圧縮グロメットの組付けを容易にする。
図８（ａ）は、本発明の一実施形態のスナップフィット２０の組付け前の状態、（ｂ）は、組付け途中の状態で、係合突起部２３が係合用穴部３１を弾性で乗り越える直前、（ｃ）は、組付け完了後の状態を示す図である。ここで、図８（ａ）から（ｂ）に推移するときに、中心線が下方にずれている点が注目される。

本発明の他の実施形態としては、以上の説明においては、挿入ガイド斜面２１は傾斜平面として説明したが、これに限らず、凸曲面などの曲面であっても良い。また、角部３２については、図８（ａ）に示すように、傾斜面３２’であっても良い。
請求項２においては、「挿入ガイド斜面（２１）に続く突起部上面（２１’）」としたが、必ずしも突起部上面２１’は、挿入ガイド斜面２１と連続していなくても良い。挿入ガイド斜面２１が斜面軌跡に沿って挿入された後、圧縮グロメットの反力をどこかで受ける係止部（突起部上面２１’と凹部側面３３に相当）が、ラジエータ１００と電動ファンシュラウド２１０間に存在していれば本発明は機能する。

１４ グロメット
２０ スナップフィット
２１ 挿入ガイド斜面
２２ 突起部
２３ 係合突起部
３０ 凹部
１００ ラジエータ
１４０ タンク
２１０ 電動ファンシュラウド
２１５ 下側枠体部
２１６ 上側枠体部
３００ コンデンサ

Claims (4)

1. 車両用のラジエータ（１００）を、下側枠体部（２１５）が一体に形成された電動ファンシュラウド（２１０）に締結する締結装置であって、該締結装置が、
   前記ラジエータ（１００）のタンク（１４０）に設けられた、スナップフィット（２０）、及び、ラジエータ下面ピン（２５０）と、
   前記下側枠体部（２１５）に設けられた、前記スナップフィット（２０）と嵌合する凹部（３０）、及び、前記ラジエータ下面ピン（２５０）がグロメット（１４）を介して挿入されるカラーレス穴（２５１）と、
   前記グロメット（１４）とを具備し、
   前記スナップフィット（２０）は、上下１対の突起部（２２）と、該突起部（２２）の間に設けられた、係合爪（２４）を有する上下一対の係合突起部（２３）から構成され、上側の前記突起部（２２）には、挿入ガイド斜面（２１）が設けられた締結装置。
2. 前記上側の突起部（２２）には、前記挿入ガイド斜面（２１）に続く突起部上面（２１’）が設けられ、該突起部上面（２１’）が、前記凹部（３０）の側面（３３）に嵌合すると、前記グロメット（１４）が圧縮された状態で、前記ラジエータ（１００）と前記電動ファンシュラウド（２１０）とが締結されることを特徴とする請求項１に記載の締結装置。
3. 上側枠体部（２１６）をさらに具備し、該上側枠体部（２１６）が、ボルト（４００）で、前記ラジエータ（１００）の前記タンク（１４０）に設けられたナット（１４１）に固定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の締結装置。
4. 車両用コンデンサ（３００）が、前記下側枠体部（２１５）と前記上側枠体部（２１６）との間に、さらに保持されたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の締結装置。

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