JP2014206115A

JP2014206115A - 電動ウォータポンプの取付構造

Info

Publication number: JP2014206115A
Application number: JP2013084703A
Authority: JP
Inventors: 智則杉山; Tomonori Sugiyama
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2013-04-15
Filing date: 2013-04-15
Publication date: 2014-10-30
Anticipated expiration: 2033-04-15
Also published as: DE102014201677A1; DE102014201677B4; CN104100350B; JP6111809B2; CN104100350A

Abstract

【課題】車体の振動が電動ウォータポンプに伝播しにくく、且つ電動ウォータポンプの振動が車室内に伝播しにくい電動ウォータポンプの取付構造を提供する。
【解決手段】エンジンルームの車両前面部に配置されたアッパメンバ５とロアメンバ６との間にエンジン用ラジエータ３を配置し、エンジン用ラジエータ３の車両幅方向両端部にはタンク部７を形成し、各タンク部７の上部をアッパメンバ５に、下部をロアメンバ６に、夫々、弾性部材を介して連結する。このうち、例えば車両幅方向左方のタンク部７に電動ウォータポンプ２１を取付ける。電動ウォータポンプ２１は、剛性を有するタンク部７に固定されると共に、タンク部７の上下部は、夫々、弾性部材を介して車体に連結される。また、振動を吸収するインシュレータ２７及び固定用ブラケット２８を介して電動ウォータポンプ２１をタンク部７に支持する。
【選択図】図１

Description

本発明は、パワープラントの冷却水を循環する車両用の電動ウォータポンプの取付構造に関し、例えば電動ウォータポンプをラジエータに取付ける場合に好適なものである。

このような電動ウォータポンプの取付構造としては、例えば下記特許文献１に記載されるものがある。この電動ウォータポンプの取付構造では、樹脂製のラジエータコアサポートを構成するロアメンバの車幅方向中央部に電動ウォータポンプを取付けている。この電動ウォータポンプの取付構造では、ラジエータコアサポートとフロントサイドメンバとの結合部位、並びにラジエータコアサポートとフードリッジメンバとの結合部が、何れも電動ウォータポンプのラジエータコアサポートへの取付位置から遠く離れている。そのため、これらのメンバを介した電動ウォータポンプの振動が車室内に伝播しにくいとしている。

特開２０１２−６６７０２号公報

しかしながら、前記特許文献１に記載される電動ウォータポンプの取付構造では、車室内への電動ウォータポンプの振動は伝播しにくいかもしれないが、車体の振動が電動ウォータポンプに伝播しにくいとはいえない。また、ラジエータコアサポートが樹脂製であるから、電動ウォータポンプの振動が車室内に伝播しにくいとはいっても、車室内への電動ウォータポンプの振動伝播は改善の余地がある。

本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、車体の振動が電動ウォータポンプに伝播しにくく、且つ電動ウォータポンプの振動が車室内に伝播しにくい電動ウォータポンプの取付構造を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、発明の一態様は、パワーユニットの冷却水を循環する車両用電動ウォータポンプの取付構造において、エンジンルームの車両前面部の上部に配置されるアッパメンバと、前記エンジンルームの車両前面部の下部に配置されるロアメンバと、車両幅方向の一方の端部に冷却水入口を備え、車両幅方向の他方の端部に冷却水出口を備え、前記アッパメンバ及び前記ロアメンバの間に配置されたラジエータと、前記ラジエータの車両後部に配置されたファンシュラウドと、前記ファンシュラウドに取付けられた電動ファンと、前記ラジエータの車両幅方向両端部に形成され、上部が前記アッパメンバに弾性部材を介して連結され、下部が前記ロアメンバに弾性部材を介して連結されるタンク部と、前記車両幅方向何れか一方のタンク部に取付けられた電動ウォータポンプと、を備えたことを特徴とする電動ウォータポンプの取付構造である。

また、前記電動ウォータポンプは、インペラ回転軸が車両上下方向に向けて配置される。

また、前記電動ウォータポンプは、振動を吸収するインシュレータ及び固定用ブラケットを介して前記タンク部に支持される。

発明の一態様によれば、エンジンルームの車両前面部に配置されたアッパメンバとロアメンバとの間にラジエータを配置する。このラジエータは、車両幅方向の一方の端部に冷却水入口を備え、他方の端部に冷却水出口を備える。ラジエータの車両後方には、電動ファンを備えたファンシュラウドが配置される。また、ラジエータの車両幅方向両端部にはタンク部を形成し、各タンク部の上部はアッパメンバに、下部はロアメンバに、夫々、弾性部材を介して連結される。そして、車両幅方向何れか一方のタンク部に電動ウォータポンプを取付ける。電動ウォータポンプは、剛性を有するタンク部に固定されると共に、タンク部の上下部は、夫々、弾性部材を介して車体に連結される。そのため、車体からの振動が電動ウォータポンプに伝播しにくく、また電動ウォータポンプの振動も車室内に伝播しにくい。また、電動ウォータポンプに作用する振動は、電動ウォータポンプをパワーユニットに取付けた場合よりも低減する。

また、電動ウォータポンプのインペラ回転軸を車両上下方向に向けて配置した。そのため、電動ウォータポンプのインペラ回転軸は電動ファンの回転軸と９０°ずれる配置となり、電動ウォータポンプの回転軸に起因する振動と電動ファンの回転軸に起因する振動との共振を防止することができ、電動ウォータポンプに作用する振動を低減することができる。

また、振動を吸収するインシュレータ及び固定用ブラケットを介して電動ウォータポンプをタンク部に支持する。そのため、電動ウォータポンプと車体との間には、タンク部連結用弾性部材及びインシュレータの２つの振動吸収部材が介装されることになり、電動ウォータポンプの振動が車室内に伝播するのをより一層抑制することができる。

本発明の電動ウォータポンプの取付構造が適用されたラジエータ周辺の一実施形態を示す背面図である。図１のラジエータ周辺の側面図である。図１、図２の冷却水路の模式図である。図３の冷却水路の概念図である。図１、図２でラジエータに取付けられた電動ウォータポンプの斜視図である。図５の側面図である。図５の背面図である。図５の電動ウォータポンプ取付構造の効果の説明図である。

次に、本発明の電動ウォータポンプの取付構造の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態の電動ウォータポンプの取付構造が適用されたラジエータ周辺の背面図、図２は、図１の側面図である。また、図３は、図１、図２のモータ回路冷却水路の模式図、図４は、図３のモータ回路冷却水路の概念図である。本実施形態の車両はハイブリッド車両であり、車両前方のエンジンルーム内には、車両駆動源、つまりパワープラントとしてエンジン（図示せず）及びモータ１を収納する。また、エンジンルーム内には、図示しないバッテリからの電力を用いて、例えばモータ１の界磁電流を制御するためのインバータ２も配置されている。本実施形態では、エンジンを冷却するための冷却水を冷却するエンジン用ラジエータ３と、モータ１やインバータ２を冷却するための冷却水を冷却するモータ用（モータ回路用）ラジエータ４を備える。そのため、説明がやや複雑になるが、エンジン用ラジエータ３もモータ用ラジエータ４も、共にパワープラントの冷却水を冷却するものであるとして同格に扱う。

エンジンルームの車両前面部上方にはアッパメンバ５が車両幅方向に向けて配置され、同じくエンジンルームの車両前面部下方にはロアメンバ６が車両幅方向に向けて配置されている。本実施形態では、このアッパメンバ５とロアメンバ６の間にエンジン用ラジエータ３が立てて配置されており、そのエンジン用ラジエータ３の車両前方側下部にモータ用ラジエータ４が配置されている。エンジン用ラジエータ３の車両幅方向両端部には、冷却水を貯留するタンク部７が設けられており、各タンク部７の車両上部が上部ブラケット８を介してアッパメンバ５に連結され、各タンク部７の車両下部が下部ブラケット９を介してロアメンバ６に連結されている。上部ブラケット８によるタンク部７とアッパメンバ５の連結部には弾性部材（振動吸収部材）２９が介装され、下部ブラケット９によるタンク部７とロアメンバ６の連結部にも弾性部材（振動吸収部材）２９が介装されている。また、両タンク部７にモータ用ラジエータ４の車両幅方向両端部が前部ブラケット１０を介して連結されている。

ラジエータは、周知のように、ラジエータコアと呼ばれる部分にエンジンやモータなどの冷却水を通水し、ラジエータコアを通過する風によって熱交換を行い、冷却水を冷却するものである。ラジエータコアは、例えば両タンク部７間で冷却水を通水するウォータチューブや通過する風に放熱するコルゲートフィンなどを備えて構成される。また、走行風だけでは冷却水を十分冷却することができない場合や、走行風そのものを受けることができない状態では、エンジン用ラジエータ３のラジエータコアの車両後方に設けられたラジエータファン（電動ファン）１１によって風を補う。ラジエータファン１１は、エンジン用ラジエータ３のラジエータコアの車両後方面を覆うファンシュラウド１２の各通風部（貫通部）１３の中央部に設けられている。

このエンジン用ラジエータ３の両タンク部７のうち、車両幅方向一方の端部側、具体的に車両左方のタンク部７の車両上部には冷却水入口が形成され、この冷却水入口には車両後方向きにエンジン用アウトレットホース１５が接続されている。また、車両幅方向一方の端部側、具体的に車両右方のタンク部７の車両下部には冷却水出口が形成され、この冷却水出口には車両後方向きにエンジン用インレットホース１４が接続されている。そして、エンジン用インレットホース１４及びエンジン用アウトレットホース１５は、共にエンジンに接続されている。従って、エンジン用ラジエータ３で冷却された冷却水はエンジン用インレットホース１４からエンジン内に流入し、エンジンを冷却して加熱された冷却水はエンジン用アウトレットホース１５からエンジン用ラジエータ３に流入する。

一方、モータ用ラジエータ３の車両幅方向両端部のうち、車両幅方向一方の端部側、具体的に車両左端部にはインバータインレットホース１６の一方の端部が接続されている。また、モータ用ラジエータ３の車両幅方向他方の端部側、具体的に車両右端部にはモータアウトレットホース１７の一方の端部が接続されている。インバータ２の冷却水入口には前記インバータインレットホース１６の他方の端部が接続され、インバータ２の冷却水出口にはインバータアウトレットホース１８の一方の端部が接続されている。前記インバータアウトレットホース１８の他方の端部はリザーバタンク１９の冷却水入口に接続され、リザーバタンク１９の冷却水出口にはポンプ−タンク接続ホース２０の一方の端部が接続されている。ポンプ−タンク接続ホース２０の他方の端部は電動ウォータポンプ２１の冷却水入口に接続され、電動ウォータポンプ２１の冷却水出口にはモータインレットホース２２の一方の端部が接続されている。モータインレットホース２２の他方の端部はモータ１の冷却水入口に接続され、モータ１の冷却水出口には前記モータアウトレットホース１７の他方の端部が接続されている。

従って、モータ回路の冷却水路では、モータ用ラジエータ４で冷却された冷却水は、まずインバータインレットホース１６を経てインバータ２に流入し、そこからインバータアウトレットホース１８を経てリザーバタンク１９に流入する。更に、冷却水はポンプ−タンク接続ホース２０を経て電動ウォータポンプ２１に流入し、モータインレットホース２２からモータ１に流入し、モータアウトレットホース１７からモータ用ラジエータ４に流入する。モータ１の内部やインバータ２の内部と冷却水路とは電気的絶縁状態にあり、所謂ウォータジャケットの形態でモータ１の内部やインバータ２の内部を冷却する。

前記電動ウォータポンプ２１は、エンジン用ラジエータ３のうち、車両左方のタンク部７の上下方向中央部に取付けられている。図５は、エンジン用ラジエータ３に取付けられた電動ウォータポンプ２１の斜視図、図６は、図５の側面図、図７は、図５の背面図、図８は、図５の電動ウォータポンプ取付構造の効果の説明図である。図５〜図７では、ホース類は図示していない。この電動ウォータポンプ２１は、インペラ回転軸が車両上下方向に向くようにしてエンジン用ラジエータ３に取付けられている。従って、ラジエータファン１１の回転軸と電動ウォータポンプ２１のインペラ回転軸は、互いに９０°ずれた位置に配置される。

エンジン用ラジエータ３の車両左方のタンク部７には、車両上下方向中央部に２つのボス部２３が形成され、これらのボス部２３に受け用ブラケット２４がボルト２５によって固定される。この受け用ブラケット２４の本体部からは、車両後方及び車両左方に向けて夫々受け部２６が突出形成される。一方、電動ウォータポンプ２１の本体部は円筒状で、その外周部には、例えばゴムバンド製のインシュレータ２７が巻き付けられている。そして、このインシュレータ２７の外側に半円弧断面を有する帯状の固定用ブラケット２８があてがわれ、その固定用ブラケット２８の両端部の貫通穴にボルト２５を差し込み、それらのボルト２５を受け用ブラケット２４の受け部２６に締付け、これにより電動ウォータポンプ２１がエンジン用ラジエータ３の車両左方のタンク部７に取付けられている。

前述のように、タンク部７とアッパメンバ５又はロアメンバ６との間には振動吸収部材である弾性部材２９が介装されており、また電動ウォータポンプ２１とタンク部７との間にも振動吸収部材であるインシュレータ２７が介装されている。そのため、電動ウォータポンプ２１の振動が車体、即ち車室内に伝播しにくく、また車体の振動も電動ウォータポンプ２１に伝播しにくい。また、電動ウォータポンプ２１は、固定用ブラケット２８や受け用ブラケット２４を介してエンジン用ラジエータ３の車両左方のタンク部７に取付けられている。そのため、例えば図７に明示するように、エンジン用ラジエータ３と電動ウォータポンプ２１とが車両前後方向に重ならないようにレイアウトすることができる。エンジン用ラジエータ３はエンジンルームの車両前面部に配置されていることから、その近傍には走行風が流れる。エンジン用ラジエータ３と電動ウォータポンプ２１とが車両前後方向に重なっていなければ、例えば図８に示すように、電動ウォータポンプ２１に走行風が当たり、当該電動ウォータポンプ２１を冷却することができる。また、電動ウォータポンプ２１をエンジン用ラジエータ３のタンク部７の上下方向中央部に配置している。電動ウォータポンプ２１の位置が下過ぎると、ゴミが溜まりやすい。また、電動ウォータポンプ２１の位置が上過ぎると、ポンプ−タンク接続ホース２０内のエアを吸い込んでしまう虞がある。即ち、電動ウォータポンプ２１をリザーバタンク１９より車両上下方向下方に配置することで、例えば電動ウォータポンプ２１の作動によって生じた泡や、ポンプ周辺の冷却水回路中のエアがポンプ−タンク接続ホース２０からリザーバタンク１９に抜け、電動ウォータポンプ２１のエアの吸い込みを防止することができる。

このように本実施形態の電動ウォータポンプの取付構造では、エンジンルームの車両前面部に配置されたアッパメンバ５とロアメンバ６との間にエンジン用ラジエータ３を配置する。このエンジン用ラジエータ３は、車両幅方向の一方の端部に冷却水入口を備え、他方の端部に冷却水出口を備える。エンジン用ラジエータ３の車両後方には、ラジエータファン１１を備えたファンシュラウド１２が配置される。また、エンジン用ラジエータ３の車両幅方向両端部にはタンク部７を形成し、各タンク部７の上部はアッパメンバ５に、下部はロアメンバ６に、夫々、弾性部材２９を介して連結される。そして、車両幅方向左方のタンク部７に電動ウォータポンプ２１を取付ける。電動ウォータポンプ２１は、剛性を有するタンク部７に固定されると共に、タンク部７の上下部は、夫々、弾性部材２９を介して車体に連結される。そのため、車体からの振動が電動ウォータポンプ２１に伝播しにくく、また電動ウォータポンプ２１の振動も車室内に伝播しにくい。また、電動ウォータポンプ２１に作用する振動は、電動ウォータポンプ２１をパワーユニットに取付けた場合よりも低減する。

また、電動ウォータポンプ２１のインペラ回転軸を車両上下方向に向けて配置した。そのため、電動ウォータポンプ２１のインペラ回転軸はラジエータファン１１の回転軸と９０°ずれる配置となり、電動ウォータポンプ２１の回転軸に起因する振動とラジエータファン１１の回転軸に起因する振動との共振を防止することができ、電動ウォータポンプ２１に作用する振動を低減することができる。

また、振動を吸収するインシュレータ２７及び固定用ブラケット２８を介して電動ウォータポンプ２１をタンク部７に支持する。そのため、電動ウォータポンプ２１と車体との間には、タンク部７連結用の弾性部材２９及びインシュレータ２７の２つの振動吸収部材が介装されることになり、電動ウォータポンプ２１の振動が車室内に伝播するのをより一層抑制することができる。

なお、前記実施形態では、モータ回路における冷却水回路の電動ウォータポンプ２１をエンジン用ラジエータ３の車両左方のタンク部７に取付けた例について説明したが、要するにパワーユニットの冷却水を循環するための電動ウォータポンプをラジエータの車両幅方向何れか一方のタンク部に取付ければよいので、ラジエータの数や電動ウォータポンプの構成は前記に限定されるものではない。

１はモータ
２はインバータ
３はエンジン用ラジエータ（ラジエータ）
４はモータ用ラジエータ（モータ回路用ラジエータ）
５はアッパメンバ
６はロアメンバ
７はタンク部
８は上部ブラケット
９は下部ブラケット
１０は前部ブラケット
１１はラジエータファン（電動ファン）
１２はファンシュラウド
１３は通風部（貫通部）
１４はエンジン用インレットホース
１５はエンジン用アウトレットホース
１６はインバータインレットホース
１７はモータアウトレットホース
１８はインバータアウトレットホース
１９はリザーバタンク
２０はポンプ−タンク接続ホース
２１は電動ウォータポンプ
２２はモータインレットホース
２３はボス部
２４は受け用ブラケット
２５はボルト
２６は受け部
２７はインシュレータ
２８は固定用ブラケット
２９は弾性部材

Claims

パワーユニットの冷却水を循環する車両用電動ウォータポンプの取付構造において、
エンジンルームの車両前面部の上部に配置されるアッパメンバと、
前記エンジンルームの車両前面部の下部に配置されるロアメンバと、
車両幅方向の一方の端部に冷却水入口を備え、車両幅方向の他方の端部に冷却水出口を備え、前記アッパメンバ及び前記ロアメンバの間に配置されたラジエータと、
前記ラジエータの車両後部に配置されたファンシュラウドと、
前記ファンシュラウドに取付けられた電動ファンと、
前記ラジエータの車両幅方向両端部に形成され、上部が前記アッパメンバに弾性部材を介して連結され、下部が前記ロアメンバに弾性部材を介して連結されるタンク部と、
前記車両幅方向何れか一方のタンク部に取付けられた電動ウォータポンプと、
を備えたことを特徴とする電動ウォータポンプの取付構造。
前記電動ウォータポンプは、インペラ回転軸が車両上下方向に向けて配置されることを特徴とする請求項１に記載の電動ウォータポンプの取付構造。
前記電動ウォータポンプは、振動を吸収するインシュレータ及び固定用ブラケットを介して前記タンク部に支持されることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動ウォータポンプの取付構造。