JP2005319959A - ラジエータ支持構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 小荷重の入力時にはラジエータを柔らかく支持してダイナミックダンパーとしての機能を充分に発揮させるとともに、大荷重の入力時にはラジエータを硬く支持して変位の増加を抑制することで、その耐久性の向上を図る。
【解決手段】 ラジエータＲの左右両下部を下部弾性マウント１７でラジエータサポート１３に弾性支持し、ラジエータＲをダイナミックダンパーとして機能させて車体振動を低減する。ラジエータサポート１３の上面に、ラジエータＲの上下方向の変位が所定量を超えたときにラジエータＲの下面に弾性的に当接するストッパ部材１８を設けることで、入力される荷重が小さいときに、ラジエータＲを下部弾性マウント１７のばねレートに応じた周波数で振動させてダイナミックダンパーの機能を発揮させ、前記荷重が増加してラジエータＲの上下方向の変位が所定量を超えると、ストッパ部材１８でラジエータＲの過剰な変位を抑制して耐久性の低下を防止する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、エンジンの前方に配置したラジエータの少なくとも左右両下部を弾性マウントで車体フレームに上下動自在に弾性支持し、ラジエータをダイナミックダンパーとして機能させて車体振動を低減するラジエータ支持構造に関する。

ラジエータの下面の左右両端部を弾性体からなるマウント部材を介して車体フレームの前端部に支持し、エンジンのアイドリング時にラジエータをダイナミックダンパーとして機能させて車体振動を低減するものにおいて、左右のマウント部材のうち、ラジエータの重心位置に近い側のマウント部材のばねレートを遠い側のマウント部材のばねレートよりも低く設定することにより、車体の上下曲げ振動および捩じり振動の両方を効果的に低減できるようにしたものが、下記特許文献１により公知である。
特開平５−２４４４６号公報

ところで、上記特許文献１に記載されたものは、ダイナミックダンパーとしての機能を高めるべくマウント部材のばねレートを低く設定すると、大荷重の入力時にラジエータの上下変位が大きくなってしまい、ラジエータが受ける上下加速度が増加して耐久性に悪影響が及ぶ可能性があった。これを回避するためにマウント部材のばねレートを高く設定すると、ラジエータの共振周波数が目標の値からずれてダイナミックダンパーとしての機能が充分に発揮されなくなる問題がある。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、小荷重の入力時にはラジエータを柔らかく支持してダイナミックダンパーとしての機能を充分に発揮させるとともに、大荷重の入力時にはラジエータを硬く支持して変位の増加を抑制することで、その耐久性の向上を図ることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、エンジンの前方に配置したラジエータの少なくとも左右両下部を弾性マウントで車体フレームに上下動自在に弾性支持し、ラジエータをダイナミックダンパーとして機能させて車体振動を低減するラジエータ支持構造において、ラジエータの下面および車体フレームの上面の一方に、ラジエータの上下方向の変位が所定量を超えたときに他方に弾性的に当接するストッパ部材を設けたことを特徴とするラジエータ支持構造が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、１個のストッパ部材を左右一対の弾性マウントの略中央位置に配置したことを特徴とするラジエータ支持構造が提案される。

尚、実施例の下部弾性マウント１７は本発明の弾性マウントに対応する。

請求項１の構成によれば、ラジエータの少なくとも左右両下部を弾性マウントで車体フレームに上下動自在に弾性支持したので、ラジエータをダイナミックダンパーとして機能させてエンジンの所定回転数領域における車体振動を低減することができる。ラジエータに入力される荷重が小さく、ラジエータの上下方向の変位が所定量以下のときにはストッパ部材は圧縮されることはなく、従ってラジエータは弾性マウントのばねレートに応じた周波数で振動してダイナミックダンパーの機能を有効に発揮することができる。前記荷重が増加してラジエータの上下方向の変位が所定量を超えるとストッパ部材が圧縮されるため、弾性マウントおよびストッパ部材のトータルのばねレートが高まってラジエータの変位の過剰な増加が抑制され、大振幅の振動によるラジエータの耐久性低下を防止することができる。

請求項２の構成によれば、１個のストッパ部材を左右一対の弾性マウントの略中央位置に配置したので、ストッパ部材の数および弾性マウントの数を最小限に抑えて部品点数を削減しながら、ラジエータと車体フレームとがストッパ部材を介して相互に当接したときも、当接しないときもラジエータの左右方向の傾きを防止することができる。

以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。

図１〜図６は本発明の一実施例を示すもので、図１は車体フレームに支持されたラジエータの斜視図、図２は図１の２方向矢視図、図３は図１の３−３線拡大断面図、図４は図１の４−４線拡大断面図、図５は図１の５−５線拡大断面図、図６は下部弾性マウントおよびストッパ部材の変位・荷重特性を示すグラフである。

図１に示すように、自動車の図示せぬエンジンのウオータジャケットを通過して温度上昇した冷却水を冷却するためのラジエータＲを支持する車体フレーム１１は、左右のフロントサイドフレーム１２，１２と、フロントサイドフレーム１２，１２の前端間を接続するラジエータサポート１３と、同じくフロントサイドフレーム１２，１２の前端間を接続するフロントバンパービーム１４と、ラジエータサポート１３の上端間を接続するフロントアッパークロスメンバ１５とで構成される。

水平部分１３ａおよび一対の鉛直部分１３ｂ，１３ｂを有してＵ字状に形成されたラジエータサポート１３と、ラジエータサポート１３の前記鉛直部分１３ｂ，１３ｂの上端間を接続するフロントアッパークロスメンバ１５とによって囲まれた空間に、エンジンの前方に近接して位置するように配置された概略四角形のラジエータＲは、その上面の左右両端部が一対の上部弾性マウント１６，１６によってフロントアッパークロスメンバ１５に支持され、その下面の左右両端部が一対の下部弾性マウント１７，１７によってラジエータサポート１３の水平部分１３ａに支持される。更に、ラジエータサポート１３の水平部分１３ａには、ラジエータＲの左右方向中央部の下面に当接可能なストッパ部材１８が設けられる。

図１および図２から明らかなように、ラジエータＲは板状のラジエータコア２１の上下端にそれぞれ車体左右方向に延びるアッパータンク２２およびロアタンク２３を接続したもので、ラジエータコア２１は上下方向に延びてアッパータンク２２およびロアタンク２３を連通させる多数の冷却水チューブと、水平方向に延びて冷却水チューブを相互に接続する多数の冷却フィンとで構成される。アッパータンク２２には冷却水入口２４およびラジエータキャップ２５が設けられ、ロアタンク２３には冷却水出口２６およびドレンコック２７が設けられる。

ラジエータコア２１の背面は右シュラウド２８および左シュラウド２９で覆われており、右シュラウド２８に形成した円形の開口２８ａの中央部にファン３０を有するモータ３１が支持されるとともに、左シュラウド２９に形成した円形の開口２９ａに中央部にファン３２を有するモータ３３が支持される。

図１および図３から明らかなように、フロントアッパークロスメンバ１５の上面に一対のステー３４，３４がボルト３５，３５で固定されており、ラバーで円筒状に形成された上部弾性マウント１６の外周の環状溝１６ａが、各ステー３４の前端の支持孔３４ａに嵌合して支持される。そしてラジエータＲのアッパータンク２２の上面に突設した支持ピン３６を、上部弾性マウント１６の中央を貫通する支持孔１６ｂに嵌合させることで、ラジエータＲの左右上部がフロントアッパークロスメンバ１５に弾性的に支持される。

図４から明らかなように、ラジエータサポート１３の水平部分１３ａはアッパーメンバ１３ｃおよびロアメンバ１３ｄで構成されており、アッパーメンバ１３ｃに円形の支持孔１３ｅが形成される。ラバー製の下部弾性マウント１７は、円板状のロアタンク支持部１７ａと、ロアタンク支持部１７ａの下面から下方に延びる有底円筒状の支持ピン受け部１７ｂと、支持ピン受け部１７ｂの外周から拡径しながら下方に延びるスカート部１７ｃと、ロアタンク支持部１７ａの下面に焼き付けにより固定された金属製の補強リング３７とで構成される。

下部弾性マウント１７は、そのスカート部１７ｃがアッパーメンバ１３ｃの支持孔１３ｅに嵌合してロアメンバ１３ｄの上面に当接することで、ラジエータサポート１３の水平部分１３ａに支持される。そしてロアタンク２３の下面に突設した支持ピン３８を支持ピン受け部１７ｂに嵌合させ、かつロアタンク２３の下面をロアタンク支持部１７ａに当接させることで、ラジエータＲの左右下部がラジエータサポート１３の水平部分１３ａに弾性的に支持される。

図５から明らかなように、ラバー製のストッパ部材１８は円柱状の荷重受け部１８ａと、その下面に連設された環状溝１８ｂとを備えており、アッパーメンバ１３ｃに形成した円形の支持孔１３ｆに環状溝１８ｂを嵌合させることでラジエータサポート１３に固定される。ラジエータＲに上下方向の荷重が作用しない通常時に、ストッパ部材１８の荷重受け部１８ａの上面とロアタンク２３の下面との間に所定の隙間ａが形成される。

次に、上記構成を備えた実施例の作用を説明する。

図６はラジエータＲの上下方向の変位と、下部弾性マウント１７，１７あるいはストッパ部材１８が受ける荷重との関係を示すものである。鎖線の特性は左右両方の下部弾性マウント１７，１７の荷重の加算値であって、変位の発生と同時に発生した荷重が、変位の増加に伴ってほぼリニアに増加している。

一方、破線の特性はストッパ部材１８の荷重であって、ストッパ部材１８がラジエータＲのロアタンク２３の下面に当接するまでの間、つまり変位がａに達するまでの間は荷重は発生しない。そして変位がａを超えてストッパ部材１８がロアタンク２３の下面に当接した後は、変位の増加に応じて荷重がリニアに増加している。

そして実線の特性は左右の下部弾性マウント１７，１７の荷重とストッパ部材１８の荷重とを加算したトータルの荷重を示しており、その値は変位がａに達したときにｂであり、そこから変位の増加に対する荷重の増加率が高まっている。

従って、エンジンのアイドリング中の回転変動に伴って発生するアイドリング振動のような低周波振動が車体フレーム１１を経てラジエータＲに入力されたとき、その低周波振動の周波数に共振するように下部弾性マウント１７，１７のばねレートを設定しておくことにより、ラジエータＲの質量をダンパー質量として利用してダイナミックダンパーの機能を発揮させ、前記低周波振動を低減することができる。このとき、ラジエータＲの変位は図６のａ以下であってストッパ部材１８は圧縮されないため、ストッパ部材１８のばねレートによってラジエータＲの共振周波数がずれることはなく、ストッパ部材１８によってダイナミックダンパーの機能が損なわれることはない。このようにラジエータＲをアイドリング時の低周波振動に共振させても、その振幅が小さいためにラジエータＲが受ける上下加速度も小さくなり、ラジエータＲの耐久性が損なわれる虞はない。

さて、ラジエータＲに図６のａを超える大きな変位が発生すると、ストッパ部材１８がロアタンク２３の下面に当接して圧縮されるため、下部弾性マウント１７，１７およびストッパ部材１８のトータルのばねレートが急激に増加する。その結果、大きな荷重が入力してもラジエータＲが大きく変位するのを防止することができ、ラジエータＲに大きな上下加速度が作用しないようにして耐久性の低下を防止することができる。

このように、既存の下部弾性マウント１７，１７にストッパ部材１８を追加するだけの簡単な構造により、下部弾性マウント１７，１７のばねレートを任意に設定してラジエータＲの小変位時のダイナミックダンパー機能を効果的に発生させながら、ストッパ部材１８のばねレートによってラジエータＲの大変位を抑制して耐久性の低下を防止することができる。

また左右一対の下部弾性マウント１７，１７の略中央位置に１個のストッパ部材１８を配置したので、下部弾性マウント１７，１７およびストッパ部材１８の数を最小限に抑えて部品点数を削減しながら、ストッパ部材１８が車体フレーム１１に当接したときも、当接しないときも、ラジエータＲの左右方向の傾きを防止することができる。しかもストッパ部材１８はラジエータＲの下面に対向しているだけなので、ストッパ部材１８によってラジエータＲの着脱に要する工数が増加することがない。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施例ではストッパ部材１８を車体フレーム１１側に設けているが、それをラジエータＲ側に設けても良い。

車体フレームに支持されたラジエータの斜視図 図１の２方向矢視図 図１の３−３線拡大断面図 図１の４−４線拡大断面図 図１の５−５線拡大断面図 下部弾性マウントおよびストッパ部材の変位・荷重特性を示すグラフ

符号の説明

１１ 車体フレーム
１７ 下部弾性マウント（弾性マウント）
１８ ストッパ部材
Ｒ ラジエータ

Claims (2)

1. エンジンの前方に配置したラジエータ（Ｒ）の少なくとも左右両下部を弾性マウント（１７）で車体フレーム（１１）に上下動自在に弾性支持し、ラジエータ（Ｒ）をダイナミックダンパーとして機能させて車体振動を低減するラジエータ支持構造において、
   ラジエータ（Ｒ）の下面および車体フレーム（１１）の上面の一方に、ラジエータ（Ｒ）の上下方向の変位が所定量を超えたときに他方に弾性的に当接するストッパ部材（１８）を設けたことを特徴とするラジエータ支持構造。
2. １個のストッパ部材（１８）を左右一対の弾性マウント（１７）の略中央位置に配置したことを特徴とする、請求項１に記載のラジエータ支持構造。
   

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