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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine vordere Endstruktur eines Fahrzeugs
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Am
vorderen Ende eines Fahrzeugs sind ein Kühler und ein Kondensator mittels
einer vorderen Endwand elastisch abgestützt. Eine vordere Endstruktur
eines Fahrzeugs der ungeprüften
japanischen Patentveröffentlichung
Nr. JP-A-2003-127
903 ist zur Bildung einer labyrinthförmigen Spaltstruktur zwischen
dem Kühler
und der vorderen Endwand vorgeschlagen. Auch ist die vordere Endwand
einstückig
mit einer Abdeckung, die einen Lüfter
umgibt, ausgebildet. Die labyrinthförmige Spaltstruktur ist durch
einen gegenüberliegenden
Wandbereich, der an der vorderen Endwand in einer Position ausgebildet
ist, die dem Außenumfangsbereich
des Kühlers gegenüberliegt,
und durch einen gegenüberliegenden
Kühlerbereich
geschaffen, der am Kühler
in einer Position ausgebildet ist, die dem gegenüberliegenden Wandbereich gegenüberliegt.
Durch diese labyrinthförmige
Spaltstruktur ist ein Spalt zwischen dem Lüfter und dem Kühler wirksam
abgedichtet, ohne zu bewirken, dass der Kühler die vordere Endwand berührt.
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Bei
dieser vorderen Endstruktur ist jedoch die Abdeckung in die vordere
Endwand integriert. Daher ist es schwierig, die vordere Endwand
und die Abdeckung separat oder einzeln beispielsweise dann auszutauschen,
wenn das Fahrzeug einen Zusammenstoß hat und die Teile zerbrochen
werden.
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Die
vorliegende Erfindung ist in Hinblick auf die vorstehend angegebenen
Dinge geschaffen worden, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine vordere Endstruktur eines Fahrzeugs zu schaffen,
die in der Lage ist, die Möglichkeit
der Wartung zu vergrößern. Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine vordere
Endstruktur eines Fahrzeugs zu schaffen, die in der Lage ist, eine Verringerung
der Wärmeaustauschleistung
eines Wärmetauschers
infolge eines Luftaustritts durch einen Spalt zwischen einer vorderen Endwand
und einer Lüfterabdeckung
hindurch einzuschränken.
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Gemäß einer
vorderen Endstruktur der vorliegenden Erfindung ist eine vordere
Endwand an einer Fahrzeugkarosserie an einem vorderen Teil des Fahrzeugs
befestigt, und erstreckt sie sich bezogen auf das Fahrzeug in Richtung
nach rechts und nach links. Ein Wärmetauscher ist an der vorderen
Endwand befestigt. Ein Lüfter
ist in der Nähe
des Wärmetauschers
zur Schaffung einer Strömung
von Luft angeordnet, die durch den Wärmetauscher hindurchtritt.
Auch ist eine Lüfterabdeckung
am Umfang des Gebläses
vorgesehen, um einen Spalt zwischen dem Wärmetauscher und dem Lüfter zu
umgeben, sodass die Bypassumgehung der Strömung der Luft, die durch das
Gebläse
geschaffen wird, um den Wärmetauscher
herum eingeschränkt
ist. Die vordere Endwand bildet einen gegenüberliegenden Wandbereich, der
dem Außenumfang
der Lüfterabdeckung gegenüberliegt.
Ferner bildet die Lüfterabdeckung
einen gegenüberliegenden
Abdeckungsbereich, der dem gegenüberliegenden
Wandbereich der vorderen Endwand gegenüberliegt. Der gegenüberliegende Wandbereich
und der gegenüberliegende
Abdeckungsbereich begrenzen zwischen einander eine labyrinthförmige Spaltstruktur.
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Entsprechend
ist sogar dann, wenn die vordere Endwand und die Lüfterabdeckung
als separate Teile vorgesehen sind, der Luftaustritt durch den Spalt
zwischen der vorderen Endwand und der Lüfterabdeckung hindurch durch
die labyrinthförmige Spaltstruktur
eingeschränkt.
Daher ist die Verringerung der Wärmeaustauschleistung
des Wärmetauschers
eingeschränkt.
Auch werden die vordere Endwand und die Lüfterabdeckung separat oder
unabhängig
ausgetauscht oder repariert, wenn das Teil beispielsweise infolge
eines Fahrzeugzusammenstoßes
zerbrochen ist. Entsprechend ist die Möglichkeit der Wartung verbessert.
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Weitere
Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben
sich leichter aus der nachfolgenden Detailbeschreibung, die auf
die beigefügten
Zeichnungen Bezug nimmt, in denen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen
bezeichnet sind und in denen:
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1 eine auseinander gezogene
perspektivische Ansicht einer vorderen Endstruktur eines Fahrzeugs
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist;
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2 ein Schnitt durch die
in 1 dargestellte vordere
Endstruktur entlang der Linie II-II ist;
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3 ein Schnitt durch die
in 1 dargestellte vordere
Endstruktur entlang der Linie III-III ist;
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4 eine auseinander gezogene
perspektivische Ansicht einer vorderen Endstruktur eines Fahrzeugs
gemäß einer
zweiten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung ist;
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5 ein Schnitt durch die
in 4 dargestellte vordere
Endstruktur entlang der Linie V-V ist; und
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6 ein Schnitt durch die
in 4 dargestellte vordere
Endstruktur entlang der Linie VI-VI ist;
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Nachfolgend
werden Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
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(Erste Ausführungsform)
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Unter
Bezugnahme auf 1 ist
eine vordere Endwand 1 an einer Fahrzeugkarosserie am vorderen
Ende des Fahrzeugs befestigt. Die vordere Endwand 1 erstreckt
sich im Allgemeinen in der Richtung bezogen auf das Fahrzeug nach
rechts und nach links (in der Breitenrichtung des Fahrzeugs). Die
vordere Endwand 1 weist einen ersten Rahmenbereich 1a,
erste Befestigungsbereiche 1c und zweite Befestigungsbereiche 1e auf.
Der Rahmenbereich 1a besitzt eine im Wesentlichen rechteckige
Gestalt. Die ersten Befestigungsbereiche 1c erstrecken
sich von den längsseitigen
Enden des oberen Trägerbereichs 1b des
Rahmenbereichs 1a aus in Richtung zu einem Seitenkörper des
Fahrzeugs. Die zweiten Befestigungsbereiche 1e sind an
seitlichen Stegbereichen 1d des Rahmenbereichs 1a ausgebildet.
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Ferner
sind Kühler-Befestigungsbereiche 1g zum
Befestigen eines Kühlers 2 am
oberen Trägerbereich 1b und
einem unteren Trägerbereich 1f des Rahmenbereichs 1a ausgebildet.
Der Kühler 2 ist durch
die vordere Endwand 1 über
ein elastisches Abstützungselement
(nicht dargestellt), beispielsweise einen aus Gummi bestehenden
Vibrationsisolator, das elastisch deformierbar ist, abgestützt. Bei
der Ausführungsform
sind der Rahmenbereich 1a, die ersten Befestigungsbereiche 1c und
die zweiten Befestigungsbereiche 1e zusammengefasst zu
einem einzigen Gegenstand aus einem verstärkten Kunststoffmaterial ausgebildet.
Beispielsweise weist das verstärkte
Kunststoffmaterial Kohlenstofffasern, Glasfasern oder dergleichen
auf.
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Die
vordere Endwand 1 wird auch als Träger oder Kühlerabstützung bezeichnet.
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Im
Allgemeinen sind der Kühler 2 und Scheinwerfer
an der Fahrzeugkarosserie über
die vordere Endwand 1 angebracht.
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Ein
Kondensator 3 einer Fahrzeug-Klimatisierungseinheit ist
am Kühler 2 in
einer stromaufwärtigen
Position des Kühlers 2 in
Hinblick auf die Strömungsrichtung
(Pfeil A in 2) der Kühlluft befestigt.
Daher ist der Kondensator 3 an der vorderen Endwand 1 über den
Kühler 2 angebracht.
Der Kühler 2 und
der Kondensator 3 vibrieren oder bewegen sich mit der vorderen
Endwand 1.
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Der
Kühler 2 ist
ein Mehrstrom-Wärmetauscher
und aus einem Kernbereich 2c, Sammelbehältern 2d und Seitenplatten 2e aufgebaut.
Der Kernbereich 2c führt
einen Wärmeaustausch
zwischen Kühlwasser
und Luft durch. Der Kernbereich 2c ist aus einer Vielzahl
von Röhrchen 2a,
durch die hindurch Kühlwasser
strömt,
und Rippen 2b aufgebaut, die außenseitig der Röhrchen 2a angeordnet
sind. Die Sammelbehälter 2d sind
mit den längsseitigen
Enden der Röhrchen 2a zur
Ausbildung einer Verbindung mit den Röhrchen 2a verbunden.
Die Seitenplatten 2e sind an den Enden der Kernbereiche 2c zur
Verstärkung
des Kernbereichs 2c angeordnet. Die Seitenplatten 2e sind
als Verstärkungselemente in
der Form eines Trägers
vorgesehen. Gemäß Darstellung
in 2 besitzen die Seitenplatten 2e einen im
Wesentlichen U-förmigen
Querschnitt, und sie erstrecken sich in der Längsrichtung der Röhrchen 2a.
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In
gleicher Weise ist der Kondensator 3 ein Mehrstrom-Wärmetauscher
und aus einem Kernbereich 2c, der einen Wärmeaustausch
zwischen einem Kühlmittel
und Luft durchführt,
Sammelbehältern 3d und
Seitenplatten 3e aufgebaut. Der Kernbereich 3c weist
eine Vielzahl von Röhrchen 3a,
durch die hindurch das Kühlmittel
strömt,
und Rippen 3b auf, die außenseitig der Röhrchen 2a angeordnet sind.
Die Sammelbehälter 3d sind
mit den längsseitigen
Enden der Röhrchen 3a zur
Ausbildung einer Verbindung mit den Röhrchen 3a verbunden.
Die Seitenplatten 3e sind an den Enden des Kernbereichs 3c zur
Verstärkung
des Kernbereichs 3c angeordnet. Die Seitenplatten 3e sind
als Verstärkungselemente in
der Form eines Trägers
vorgesehen. Gemäß Darstellung
in 2 besitzen die Seitenplatten 3e einen im
Wesentlichen U-förmigen
Querschnitt, und sie erstrecken sich in der Längsrichtung der Röhrchen 3a.
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An
der Rückseite
des Rahmenbereichs 1a und des Kühlers 2 sind Elektrogebläse (Lüfter) 4 zur Schaffung
einer Strömung
von Luft, die durch den Kühler 2 und
den Kondensator 3 hindurchtritt, vorgesehen. Die Lüfter 4 sind
an der vorderen Endwand 1 über eine Lüfterabdeckung 5 angebracht.
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Hierbei
umgibt die Lüfterabdeckung 5 einen Raum
zwischen den Lüftern 4 und
den Wärmetauschern,
wie dem Kühler 2 und
dem Kondensator 3. Die Lüfterabdeckung 5 ist
dazu vorgesehen, die Bypassumgehung der Luft, die durch die Lüfter 4 geschaffen
wird, durch die Wärmetauscher 2, 3 hindurch
einzuschränken,
d.h. die Luft zur Hindurchführung
durch die Wärmetauscher 2, 3 einzuführen. Bei der
Ausführungsform
dient die Lüfterabdeckung 5 auch
als Befestigungsmittel zum Befestigen der Lüfter 4 am Kühler 2,
an der vorderen Endwand 1 und dergleichen.
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In
gleicher Weise wie die vordere Endwand 1 ist die Lüfterabdeckung 5 ein
Kunststoffgegenstand, dessen mechanische Festigkeit mit Glasfasern
und Kohlenstofffasern verstärkt
ist. Die Lüfterabdeckung 5 und
die vordere Endwand 1 sind als separate Gegenstände gegossen.
Die Lüfterabdeckung 5 ist
beispielsweise an der vorderen Endwand 1 mit Hilfe von Befestigungsmitteln,
wie beispielsweise Schrauben, befestigt.
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Wie
in 2 und 3 dargestellt ist, bildet die vordere
Endwand 1 einen gegenüberliegenden Wandbereich 1 h,
der dem äußeren Umfangsteil
der Lüfterabdeckung 5 gegenüberliegt.
Die Lüfterabdeckung 5 bildet
einen gegenüberliegenden
Abdeckungsbereich 5a, der dem gegenüberliegenden Wandbereich 1h gegenüberliegt.
Der gegenüberliegende
Wandbereich 1h und der gegenüberliegende Abdeckungsbereich 5a begrenzen
zwischen einander einen labyrinthförmigen Spalt 6.
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Insbesondere
bei Betrachtung entlang der Strömungsrichtung
(Pfeil A) der Luft überlappen
sich der gegenüberliegende
Wandbereich 1h und der gegenüberliegende Abdeckungsbereich 5a gegenseitig mit
einer vorbestimmten Abmessung D1, wie in 2 dargestellt ist. Auch bei Betrachtung
von oben überlappen
sich der gegenüberliegende
Wandbereich 1h und der gegenüberliegende Abdeckungsbereich 5a gegenseitig
innerhalb eines Bereichs mit einer vorbestimmten Abmessung D2. Hierdurch
ist die Gestalt des Spalts 6, der einen Luftkanal begrenzt, mäanderförmig oder
gekröpft
gestaltet. Weil der Druckverlust der durch den Spalt 6 strömenden Luft vergrößert ist,
ist es weniger wahrscheinlich, dass die den Kühler 2 im Bypass umgehende
Luft durch die Lüfter 4 durch
den Spalt 6 hindurch angesaugt wird. Entsprechend schafft
dieser labyrinthförmige
Spalt 6 einen mechanische Abdichtungsstruktur.
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Bei
dieser Ausführungsform
sind der gegenüberliegende
Wandbereich 1h und der gegenüberliegende Abdeckungsbereich 5a im
Wesentlichen gänzlich
entlang des Umfangs der vorderen Endwand 1 und der Lüfterabdeckung 5 ausgebildet,
sodass der Außenumfang
des Kühlers 2 gänzlich umgeben
ist.
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Ferner
bildet die Lüfterabdeckung 5 einen Abdichtungsvorsprung
(Abdeckungsvorsprung) 5b zur Begrenzung eines labyrinthförmigen Spalts 6 zwischen
der Lüfterabdeckung 5 und
dem Kühler 2.
Bei Betrachtung entlang der Luftströmungsrichtung A ist der Abdichtungsvorsprung 5b in
einer Position, die dem Ende des Kernbereich 2c entspricht,
ausgebildet, sodass der Austritt der Luft durch einen Spalt zwischen
der Lüfterabdeckung 5 und
dem Kühler 2 eingeschränkt ist.
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Wie
in 1 dargestellt ist,
ist ein Stoßfänger-Verstärkungselement 7 vor
der vorderen Endwand 1 angeordnet. Das Stoßfänger-Verstärkungselement 7 ist
dazu vorgesehen, einen Kollisionsaufprall von der Vorderseite des
Fahrzeugs aus zu absorbieren. Ferner ist das Stoßfänger-Verstärkungselement 7 durch
eine aus Kunststoff bestehende Stoßfängerabdeckung 10 umgeben.
Ein Haubenschloss 11 ist beispielsweise am oberen Teil
des Rahmenbereichs 1a als Befestigungsmittel zur Befestigung
einer Abdeckung, wie beispielsweise einer Motorhaube, vorgesehen,
die am vorderen Ende des Fahrzeugs vorgesehen ist.
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Da
die vordere Endwand 1 und die Lüfterabdeckung 5 als
separate Teile vorgesehen sind, können die vordere Endwand 1 und
Lüfterabdeckung 5 unabhängig ausgetauscht
oder repariert werden, beispielsweise wenn das Fahrzeug einen Zusammenstoß hat und
die Teile zerbrochen werden. Entsprechend ist die Möglichkeit
der Wartung verbessert.
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Da
der Spalt 6 zwischen der vorderen Endwand 1 und
der Lüfterabdeckung 5 eine
labyrinthförmige
Konfiguration aufweist, ist es weniger wahrscheinlich, dass die
Kühlluft
durch den Spalt zwischen der vorderen Endwand 1 und der
Lüfterabdeckung 5 hindurch
austritt. Daher ist die Verringerung der Wärmeaustauschleistungen der
Wärmetauscher 2, 3 eingeschränkt. Auch
ist es weniger wahrscheinlich, dass die die Wärmetauscher 2, 3 im
Bypass umgehende Luft in Richtung zu der Lüfterabdeckung 5 hin
durch den Spalt 6 hindurch eingeführt wird.
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Ferner
ist der Abdichtungsvorsprung 5b in einer Position ausgebildet,
die dem Außenumfang
des Kernbereich 2c des Kühlers 2 entspricht.
Da der Spalt 7 zwischen dem Kühler 2 und der Lüfterabdeckung 5 in
einer labyrinthförmigen
Konfiguration durch den Abdichtungsvorsprung 5b vorgesehen
ist, ist es weniger wahrscheinlich, dass die Luft durch den Spalt 7 hindurch
austritt oder eintritt. Daher sind die Leistungen der Wärmetauscher 2, 3 ausreichend aufrechterhalten.
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(Zweite Ausführungsform)
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Unter
Bezugnahme auf 4 bis 6 ist der gegenüberliegende
Abdeckungsbereich 5a in anderen Positionen als die Position,
die den Sammelbehältern 2d des
Kühlers 2 entspricht,
ausgebildet. Das heißt,
der gegenüberliegende
Abdeckungsbereich 5a ist in Positionen ausgebildet, die
den Seitenplatten 2e des Kühlers 2 entsprechen.
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Die
labyrinthförmige
Spaltstruktur 6, die durch den gegenüberliegenden Wandbereich 1h und den
gegenüberliegenden
Abdeckungsbereich 5a gebildet ist, ist nicht in Positionen
ausgebildet, die den Sammelbehältern 2d des
Kühlers 2 entsprechen. Stattdessen
bildet die vordere Endwand 1 einen Abdichtungsvorsprung
(zweiten Wandvorsprung) 1j, um einen labyrinthförmigen Spalt 12 zwischen
dem Sammelbehälter 2d und
der vorderen Endwand 1 zu bilden, wie in 6 dargestellt ist.
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Ferner
bildet, wie in 5 dargestellt
ist, die vordere Endwand 1 einen Abdichtungsvorsprung (ersten
Wandvorsprung) 1k in einer Position, die der Seitenplatte 2e an
der Vorderseite des Kühlers 2 entspricht,
d.h. an der Seite, die der Lüfterabdeckung 5 in
Hinblick auf den Kühler 2 gegenüberliegt.
Der Abdichtungsvorsprung 1k begrenzt einen labyrinthförmigen Spalt 13 zwischen
der vorderen Endwand 1 und dem Kühler 2. Auch bildet
bei der zweiten Ausführungsform
die Lüfterabdeckung 5 den
Abdichtungsvorsprung 5b in der Position, die dem Umfang des
Kernbereich 2c des Kühlers 2 entspricht.
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Da
der gegenüberliegende
Abdeckungsbereichs 5b nicht in Positionen ausgebildet ist,
die den Sammelbehältern 2d entsprechen,
wird die Lüfterabdeckung 5 ohne
weiteres von der vorderen Endwand 1 getrennt, ohne ein
Kühlerrohr
zu entfernen, das mit dem Sammelbehälter 2d verbunden
ist. Daher wird die Lüfterabdeckung 5 leichter
von der vorderen Endwand 1 getrennt als in dem Fall, bei
dem der Kühler 2,
der die Sammelbehälter 2d aufweist,
durch den gegen überliegenden
Abdeckungsbereich 5b wie bei der ersten Ausführungsform
gänzlich
umgeben ist.
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Entsprechend
wird, wenn die Teile beispielsweise durch einen Fahrzeugzusammenstoß zerbrochen
sind, die vordere Endwand 1 oder die Lüfterabdeckung 5 ohne
weiteres einzeln ausgetauscht oder repariert. Daher ist die Möglichkeit
der Wartung verbessert.
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Auch
sind die labyrinthförmigen
Spaltsstrukturen 13, 7, die aus den Abdichtungsvorsprüngen 1k, 5b aufgebaut
sind, an der Vorderseite bzw. der Rückseite der Seitenplatten 2e des
Kühlers 2 ausgebildet. Da
die Spalte an der Vorderseite und der Rückseite des Kühlers 2 durch
die labyrinthförmigen
Spaltsstrukturen 13, 7 abgedichtet sind, ist das
Strömen
der Luftströmung,
die den Kühler 2 im
Bypass umgeht, in Richtung zu dem Kühler 2 hin durch die
Spalte hindurch eingeschränkt.
Auch ist der Austritt der Luft, die durch den Wärmetauscher 2, 3 hindurchgetreten
ist, durch die labyrinthförmigen
Spaltsstrukturen 13, 7 eingeschränkt. Entsprechend
ist die Wärmeaustauschleistung
der Wärmetauscher 2, 3 ausreichend aufrechterhalten.
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Bei
der ersten Ausführungsform
und der zweiten Ausführungsform
begrenzen die labyrinthförmigen
Spaltsstrukturen 6, 7, 13, die die mechanischen
Abdichtungsstrukturen bilden, tatsächlich Spalte. Jedoch können die
labyrinthförmigen
Spaltsstrukturen 6, 7, 13 die mechanischen
Abdichtungsfunktion sogar dann schaffen, wenn der Spalt tatsächlich Null
ist. Daher umfasst die labyrinthförmige Spaltstruktur der Ausführungsformen
den Fall, bei dem die tatsächliche
Spaltabmessung Null ist.
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Bei
der ersten und der zweiten Ausführungsform
ist die Lüfterabdeckung 5 an
der vorderen Endwand 1 befestigt. Jedoch ist die vorliegende
Erfindung nicht auf die obige Angabe beschränkt. Wie in 3 dargestellt ist, ist beispielsweise
ein Nagelbereich 20 am Sammelbehälter 2d des Kühlers 2 ausgebildet.
Die Lüfterabdeckung 5 kann
am Kühler 2 über den
Nagelbereich 20 befestigt sein.
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Bei
der ersten und der zweiten Ausführungsform
sind die vordere Endwand 1 und die Lüfterabdeckung 5 aus
Kunststoffmaterialien hergestellt. Jedoch ist die vorliegende Erfindung
nicht auf die obige Angabe beschränkt. Beispielsweise können die
vordere Endwand 1 und die Lüfterabdeckung 5 aus
Metall, beispielsweise einer Aluminiumlegierung oder Magnesiumlegierung,
hergestellt sein.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungsformen
beschränkt,
sondern kann in anderer Weise, ohne das Gedankengut der Erfindung
zu verlassen, ausgeführt
werden.