JP3606203B2 - モータファンユニット取付構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車載用ラジエータにモータファンユニットを取り付ける際のモータファンユニット取付構造に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
車載用ラジエータにモータファンユニットを取り付ける際の取付構造としては、特開平７−６１２４６号公報に開始されているように下側の取付部を差込構造とし、モータファンユニット上側をボルトによりラジエータに締結する構造のものが知られている。差込部の形状としては、上方に広がった楔形状のものや、一定の太さのピンを穴に差し込むピン構造のものなどがある。
【０００３】
ところで、モータファンをラジエータに取り付けた後にアッセンブリ工場にて真空注水を行う場合、ラジエータ内部を真空引きしたときにラジエータが車載状態の上下方向に縮まるため、モータファンユニットのラジエータに対する差込部は上下方向にクリアランスを持たせるよう形成されている。このような構造のものでは、ラジエータ内部を真空引きしたときは前記クリアランスが埋まるが、ラジエータに注水を行うとラジエータの上下寸法がもとに戻るため、前記クリアランスが発生してしまう。そのため、差込部が楔形状である場合には、ラジエータ側の楔形状穴に対してモーターファン側の差込部が浮き上がったような状態となる。そのため、車体の振動にともなってその部分ががたつくことになり、異音が発生したりする。また、がたつきにより差込部が摩耗したり、上部固定部に不自然な負荷がかかりやすいという欠点もあった。
【０００４】
一方、ピン構造のように垂直な差込構造の場合には、上述したように水平方向にがたつくようなことは無いが、アッセンブリ時の作業性を確保するために、差込部に垂直に差し込むための挿入ストローク分だけファンシュラウドの上下方向（車両上下方向）の寸法を短くする必要があった。そのため、ラジエータコアがファンシュラウドで覆われる面積が小さくなり、ラジエータの放熱効率が低下してしまうという欠点があった。
【０００５】
本発明の目的は、組立作業性や放熱性能に悪影響を与えることなく、モータファンユニットのがたつきの発生を防止することができるモータファンユニット取付構造を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
発明の実施の形態を示す図１、図５および図１２に対応付けて説明する。
（１）図１および図５に対応付けて説明すると、請求項１の発明は、車載用ラジエータ１およびそのラジエータ１に取り付けられるモータファンユニット２の各々の上部に設けられ、締結手段により締結される上部取付部１４，１５と、ラジエータ１の下部に設けられた被挿入部１６、およびモータファンユニット２の下部に設けられて被挿入部１６に挿入される挿入部１２から成る下部取付部とで構成されるモータファンユニット取付構造に適用される。そして、被挿入部１６は、その下端に近づくにつれて窄まるような楔形状の穴または凹部であって、被挿入部１６のモータファンユニット２側に形成された傾斜面１６ｂと、傾斜面１６ｂに対向するように形成された鉛直面１６ａとを有し、挿入部１２は、鉛直方向に延在するように形成されて鉛直面１６ａに接触する第１の接触部１２１ａと、第１の接触部１２１ａの反対側に形成されて傾斜面１６ｂに接触する傾斜部１２１ｂと、傾斜面１６ｂの下端部と接触するとともに傾斜面１６ｂの下端部より鉛直下方向に所定長さだけ延在する第２の接触部１２２ｂとを有することにより上述の目的を達成する。
（２）図１２に対応付けて説明すると、請求項２の発明は、請求項１に記載のモータファンユニット取付構造において、被挿入部１６は、傾斜面１６ｂの下端部より鉛直下方向に延在し、挿入部１２の第２の接触部１２２ｂに接触する第２の鉛直面１６ｃを有する。
【０００７】
なお、上記課題を解決するための手段の項では、本発明を分かり易くするために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本発明が発明の実施の形態に限定されるものではない。
【０００８】
【発明の効果】
（１）請求項１の発明によれば、真空注水によりラジエータが鉛直方向に伸びても、下部取付部では、被挿入部の鉛直面と挿入部の第１の接触部とが接触し、かつ、被挿入部の傾斜面の下端部と挿入部の第３の接触部とが接触しているので、モータファンユニットがラジエータ方向にがたつかない。また、被挿入部の傾斜面上端に第２の接触部が当接するようにモータファンユニットの下部を被挿入部に斜めに載置し、モータファンユニットを垂直に起こすようにしてラジエータに取り付けることができる。そのため、ラジエータコアの上端付近までモータファンユニットにより覆うことが可能となり、良好な作業性を得ることができるとともに、放熱性能の低下を防止することができる。
（２）請求項２の発明によれば、上述した請求項１と同様の効果が得られるとともに、第２の接触部は被挿入部の傾斜面の下端部だけでなく第２の鉛直部とも接触するので、より安定的にがたつきを防止することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図１２を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１〜３は本発明の一実施の形態を説明する図であり、図１は車両搭載用ラジエータ１にモータファンユニット２が取り付けられた状態を示す側面図で、図２および図３はラジエータ１およびモータファンユニット２をそれぞれ車両後方側から見た図である。図２に示すように、ラジエータ１はアッパータンク３、ロアータンク４、コア５からなり、コア５には冷却フィン５ａが形成されている。冷却水は流入口６からアッパータンク３に流入し、その後、コア５内を下方に流れる間に冷却されロアータンク４に至る。ラジエータ１で冷却された冷却水は、ロアータンク４に設けられた流出口７および不図示の冷却ホースを介してエンジンの冷却ブロックへと供給される。アッパータンク４の上端部にはネジ穴１５ａが形成されたボルト締結部１５が２つ設けられており、ロアータンク３の車両後方側の面には楔状穴が形成されたブラケット１３が２つ設けられている。
【００１０】
一方、図１に示すようにモータファンユニット２は冷却ファン８とそれを回転駆動するモーター９とを備えており、モーター９はファンシュラウド１０に形成された支持部１０ａに固定されている。ファンシュラウド１０の下端部には脚部１１が一対設けられており、各脚部１１の下部には挿入部１２が形成されている。また、ファンシュラウド１０の上部にはラジエータ１のボルト締結部１５と対応する位置に固定部１４が２つ形成されており、各挿入部１２をブラケット１３の楔状穴にそれぞれに挿入し、固定部１４をアッパータンク４のボルト締結部１５にボルト締結することによりモータファンユニット２がラジエータ１の車両後方側に取り付けられる。
【００１１】
図４は下部取付部である挿入部１２およびブラケット１３を拡大した斜視図である。また、図５の（ａ）は挿入部１２の側面図、（ｂ）はブラケット１３の断面図である。ロアータンク４に設けられたブラケット１３には、下方に向かって窄まった楔状穴１６が形成されている。楔状穴１６は、図５（ｂ）に示すようにラジエータ側に形成されたほぼ鉛直な面１６ａと、その面に対向する斜面１６ｂとを有している。鉛直面１６ａと斜面１６ｂとの間の角度はαである。
【００１２】
一方、モータファンユニット２の挿入部１２は、図５（ａ）に示すように楔形状部１２１と、Ｒ面部１２２ａを有する先端部１２２とから成る。楔形状部１２１のラジエータ側（車両前方側）には図示上下方向（ラジエータ取付時には鉛直方向）に延在する面１２１ａが形成されており、その反対側（車両後方側）には斜面１２１ｂが形成されている。面１２１ａと面１２１ｂとの角度は、楔状穴１６の面１６ａと面１６ｂとの角度と同じαである。先端部１２２のラジエータ側は先端に近づくにつれて後方に湾曲したＲ面部１２２ａとなっており、Ｒ面部１２２ａに連続して平面部１２２ｃが形成されている。また、先端部１２２の車両後方側は、鉛直な面１２２ｂになっている。面１２１ｂおよび面１２２ｂは図４に示すようにリブが形成された櫛歯状の面となっている。
【００１３】
なお、本実施の形態では、図５に示すように、挿入部１２の寸法Ｄ２，Ｄ４とブラケット１３の寸法Ｄ１，Ｄ２とは、Ｄ１＝Ｄ２およびＤ３＝Ｄ４のように設定されている。
【００１４】
図６はラジエータ１にモーターファン２を取り付ける際の取付動作を説明する図である。まず、図６（ａ）に示すように、楔形状部１２１の斜面１２１ｂが楔状穴１６の斜面１６ｂの上端に当接するように、すなわち、楔状穴１６の縁に斜面１２１ｂが当接するようにモータファンユニット２の下部をブラケット１３上に載置する。次に、上記当接部分を支点にしてモーターファン２を上部を矢印Ｒ１のようにラジエータ１方向に移動し、図６（ｂ）に示すようにモーターファン２を垂直状態にする。
【００１５】
モーターファン２を垂直状態にすると、楔形状部１２１はブラケット１３の楔状穴１６内に挿入され、ブラケット１３の上端面に脚部１１の下端面が当接する。図２、３に示すように、ブラケット１３の上端面とボルト締結部１５のボルト用ネジ穴１５ａの中心との間の寸法Ａは、脚部１１の下端面と固定部１４のボルト穴中心との間の寸法Ａと等しく設定されている（ただし、公差を除く）。そのため、図６（ｂ）のようにモータファンユニット２をラジエータ１のブラケット１３に垂直に載置すると、固定部１４のボルト穴がボルト締結部１５のネジ穴とほぼ対面するように位置決めされ、ボルト２０による締結を容易に行なうことができる。
【００１６】
図７および図８は、図６の（ａ）、（ｂ）に示すように取付動作を行ったときの、モータファンユニット２の挿入部１２がラジエータ１のブラケット１３に挿入される様子を順に示したものであり、図７の（ａ），（ｂ），（ｃ）、図８の（ａ），（ｂ）の順に動作が進む。図７（ａ）では、楔形状部１２１の斜面１２１ｂが挿入部１３の斜面１６ｂの上端Ｂに当接するように、モータファンユニット２を斜めに載置する。
【００１７】
次いで、矢印Ｒ１のように、上端Ｂを支点としてモータファンユニット２をラジエータ１側へ起こす。このとき、先端部１２２のＲ面１２２ａはブラケット１３の鉛直面１６ａに接している。図７（ｂ）の状態からモータファンユニット２を更にラジエータ１側に起こすと、図７（ｃ）および図８（ａ）に示すように、挿入部１２がブラケット１３の穴１６内に矢印Ｒ２のようにずり落ちるように挿入される。最終的にモータファンユニット２を垂直状態とすると、図８（ｂ）のように挿入部１２の楔形状部１２１がブラケット１３の楔状穴１６（図４、図７参照）に完全に挿入される。
【００１８】
図８（ｂ）に示すような状態で、上部取付部である固定部１４とボルト締結部１５とをボルト締結する。その後、ラジエータ１への真空注水を行うとラジエータ１が上下方向に伸びて、図９に示すように脚部１１の下端面とブラケット１３の上端面、および斜面１２１ｂと斜面１６ｂとの間に隙間が生じる。しかし、本実施の形態では、真空注水によりラジエータ１が上下方向に伸びた場合であっても、楔形状部１２１に形成された鉛直面１２１ａとブラケット１３に形成された鉛直面１６ａとが接触し、かつ、符号Ｃで示す部分において先端部１２２の鉛直面１２２ｂと斜面１６ｂの下端部とが接触している。そのため、ラジエータ１に振動が加わってもモータファンユニット２ががたつくようなことは無い。
【００１９】
また、図６（ａ）のようにモータファンユニット２を斜めに倒した状態でブラケット１３上に載置して、その後、ブラケット１３を支点にモータファンユニット２を起こしてラジエータ１に取り付けるような構造としているので、作業性に優れている。また、このような取付構造を採用することによって、ファンシュラウド１０の上端１０ｂの位置をコア５の上端とほぼ同じにすることができ、ラジエータ１の放熱性能に悪影響を与えることがほとんど無い。
【００２０】
本実施の形態で、ラジエータ１の上下方向寸法が伸びてもがたつきが生じないようにするためのポイントは、挿入部１２が、斜面１６ｂの下端部に接触する鉛直面１２２ｂと、鉛直面１６ａと接触する鉛直面１２１ａとの両方を有していることである。そのため、鉛直面１２１ａが鉛直面１６ａ上端から下端まで接触する必要は無く、例えば、図１０（ａ）に示すようにＲ面１２２ａの曲率半径をより大きくしても良い。また、図１０の（ｂ）、（ｃ）のように先端部１２２の先端に近づくにつれて後方に後退するような平面１２２ｄ，１２２ｅであっても良い。
【００２１】
次に、鉛直面１２２ｂ，１２１ａの鉛直方向の寸法の設定方法について説明する。図９の鉛直面１２２ｂの鉛直方向寸法をＬ１、鉛直面１２１ａと鉛直面１６ａとが接触している部分の寸法をＬ２とした場合、寸法の短い方の面がラジエ−タ１が伸びたときのがたつきと関係してくる。Ｌ１およびＬ２のうちの短いほうをＬとし、真空注水によるラジエータ１の伸びをｃ、ラジエータ１およびモータファンユニット２の鉛直方向寸法Ａの公差をそれぞれａ，ｂとしたとき、Ｌは次式（１）を満たすように設定すればよい。
【数１】
Ｌ≧ａ＋ｂ＋ｃ …（１）
【００２２】
例えば、ａ＝１．５ｍｍ、ｂ＝１．０ｍｍ、ｃ＝１．５ｍｍの場合には、Ｌ≧４（ｍｍ）であれば良い。さらに、モーターファン２のボルト穴の公差を考慮すると、Ｌ＝７（ｍｍ）程度であることが望ましい。例えば、図９のようにＬ１＜Ｌ２である場合には、Ｌ１を式（１）のＬのように設定すると、ラジエータ１の伸びがｃ＝１．５ｍｍ以内ならば鉛直面１２２ｂと斜面１６ｂの下端部分との接触が維持され、がたつきが生じない。上述した式（１）の条件は、図９に限らず、図１０のいずれの場合にも適用できる。
【００２３】
また、Ｒ面１２２ａのＲ寸法（曲率半径）については次のように決定すれば良い。図７の（ａ）および（ｂ）に示したように、モータファンユニット２をＲ１方向に起こした際には、モータファンユニット２は斜面１２１ｂが当接している斜面１６ｂの上端Ｂを支点として回転する。図１１は挿入部１２がブラケット１３に挿入されるようすを３段階に分けて示したものである。
【００２４】
図１１では挿入部１２を固定し、挿入部１２に対してブラケット１３が相対的に移動するとして示した。また、ブラケット１３の位置を３段階（▲１▼、▲２▼、▲３▼）に分けて示し、ブラケット１３は▲１▼、▲２▼、▲３▼の順に移動する。位置▲１▼から位置▲２▼までは、ブラケット１３は斜面１６ｂの上端Ｂを中心にＲ３（上述したＲ１に対応する）のように回転する。位置▲２▼から位置▲３▼までのブラケット１３の動きＲ５は、上端Ｂを中心とするＲ３方向の回転運動と、上端Ｂが挿入部１２の斜面１２２ｂに沿ってＲ４（上述したＲ２に対応する）方向に移動する運動とを合成したものとなる。そして、ブラケット１３が位置▲１▼から位置▲３▼まで移動する間の面１６ａに接するような曲面Ｓを面１２２ａとすれば良い。
【００２５】
図１２の（ａ）、（ｂ）は本実施の形態の変形例を示す図であり、ブラケット１３の斜面１６ｂの下端に鉛直方向の面１６ｃを連続して形成した。図１２（ａ）は真空注入によりラジエータ１が伸びた場合を示したものであり、上述した図９に対応する図である。この場合、挿入部１２の鉛直面１２２ｂは鉛直面１６ｃに接触しており、上述したように斜面１６ｂの下端部が接触する場合に比べてがたつきの防止効果が優れるとともに、摩耗等に関しても優れている。
【００２６】
上述した実施の形態では、ブラケット１３に挿入部１２が挿入される貫通穴１６を形成したが、鉛直面１６ａ，斜面１６ｂや鉛直面１６ｃを有していれば貫通穴でなくても、例えば、凹部であっても良い。
【００２７】
以上説明した実施の形態と特許請求の範囲の要素との対応において、固定部１４およびボルト締結部１５は上部取付部を、穴１６は被挿入部を、鉛直面１２１ａは第１の接触部を、斜面１２１ｂは傾斜部を、鉛直面１２２ｂは第２の接触部を、鉛直面１６ｃは第２の鉛直面をそれぞれ構成する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の一実施の形態を説明する図であり、車両搭載用ラジエータ１にモータファンユニット２が取り付けられた状態を示す側面図である。
【図２】ラジエータ１を車両後方側から見た図である。
【図３】モータファンユニット２を車両後方側から見た図である。
【図４】挿入部１２およびブラケット１３を拡大して示した斜視図である。
【図５】挿入部１２およびブラケット１３を詳細に示す図であり、（ａ）は挿入部１２の側面図、（ｂ）はブラケット１３の断面図である。
【図６】モーターファン２の取付動作の概略を示す図であり、（ａ）、（ｂ）の順に取り付けられる。
【図７】取付動作時の挿入部１２がブラケット１３に挿入される様子を説明する図であり、（ａ）〜（ｃ）の順に動作が進む。
【図８】図７に続く挿入動作を示す図であり、（ａ），（ｂ）の順に動作が行われる。
【図９】真空注水後の挿入部１２とブラケット１３との関係を示す図。
【図１０】挿入部１２の変形例を示す図であり、（ａ）は第１の変形例、（ｂ）は第２の変形例、（ｃ）は第３の変形例をそれぞれ示す。
【図１１】挿入動作を示す図であり、挿入部１２がブラケット１３に挿入されるようすを３段階に分けて示したものである。
【図１２】ブラケット１３の変形例を示す図である。
【符号の説明】
１ ラジエータ
２ モータファンユニット
８ ファン
１０ ファンシュラウド
１２ 挿入部
１３ ブラケット
１４ 固定部
１５ ボルト締結部
１６ 穴
１６ａ，１６ｃ，１２１ａ，１２２ｂ 鉛直面
１６ｂ，１２１ｂ 斜面

Claims (2)

1. 車載用ラジエータおよびそのラジエータに取り付けられるモータファンユニットの各々の上部に設けられ、締結手段により締結される上部取付部と、
   前記ラジエータの下部に設けられた被挿入部、および前記モータファンユニットの下部に設けられて前記被挿入部に挿入される挿入部から成る下部取付部とで構成されるモータファンユニット取付構造において、
   前記被挿入部は、その下端に近づくにつれて窄まるような楔形状の穴または凹部であって、前記被挿入部のモータファンユニット側に形成された傾斜面と、前記傾斜面に対向する位置に形成された鉛直面とを有し、
   前記挿入部は、鉛直方向に延在するように形成されて前記鉛直面に接触する第１の接触部と、前記第１の接触部の反対側に形成されて前記傾斜面に接触する傾斜部と、前記傾斜面の下端部と接触するとともに前記傾斜面の下端部より鉛直下方向に所定長さだけ延在する第２の接触部とを有することを特徴とするモータファンユニット取付構造。
2. 請求項１に記載のモータファンユニット取付構造において、
   前記被挿入部は、前記傾斜面の下端部より鉛直下方向に延在し、前記挿入部の前記第２の接触部に接触する第２の鉛直面を有することを特徴とする取付構造。

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