JP4785070B2 - 熱伝達体、特に自動車用冷却剤クーラーを固定するための装置 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１に上位概念として記載の熱伝達体、特に自動車用の冷却剤クーラーを固定するための装置（すなわち、熱伝達体、特に冷却剤クーラーを自動車用のフロントエンドモジュールのフレーム状に形成された取付け支持体内に固定するための装置であって、その場合に取付け支持体が上方の横支持体、２つのサイド部分および好ましくは下方の横支持体を有し、熱伝達体が大体において４つの軸受を有しており、前記軸受が取付け支持体に弾性的に支持され、かつその場合に熱伝達体に軸受ピンが配置されており、前記軸受ピンが弾性的に変形可能なブッシュ内に収容されている、前記熱伝達体を固定するための装置）に関する。

自動車用の熱伝達体、特に冷却剤クーラーと冷凍剤凝縮器は、今日では、取付け支持体、熱伝達体および投光器からなる、いわゆるフロントモジュール内に様々に組み込まれている。その場合に取付け支持体は、大体においてフレーム状に形成された、特にプラスチックからなる構造を形成し、それに熱伝達体、通気装置枠およびベンチレータのような、個々のコンポーネントが固定される。フロントモジュール全体が、形成後に自動車の前方のエンジンルーム内へ挿入されて、そこに固定される。

従来技術（たとえば、特許文献１を参照）によって、フレーム形状の取付け支持体を有するこの種のフロントモジュールが知られており、その中に冷却剤クーラーが凝縮器と共に固定されている。クーラーの上側と下側に、ピンによってゴムブッシュが取り付けられており、そのゴムブッシュが直接取付け支持体の対応する開口部内へ挿入される。取付け支持体の上方の横支持体内に、鍵穴形状の開口部、すなわちスロットが設けられており、その中へ、ドラム形状に形成された上方のゴムブッシュが挿入される。従ってクーラーは、後方から、すなわち自動車のエンジン側から取り付けられ、かつ後ろ側からだけ取り外すことができ、それは、スペース状況が限られているために、欠点である。さらに、この種の軸承は、静的に定められていない。というのは、上方と下方の軸受が互いに締め付けられているからであり、それがフロントモジュールの望ましくない振動と増大された応力をもたらす。
ドイツ公開公報ＤＥ１００５１５６７Ａ１

本発明の課題は、冒頭で挙げた種類の装置を、一方で、熱伝達体、特に冷却剤クーラーの取付けと取外しが可能であり、かつ他方では、静的に定められた軸承が達成されるように、改良することである。

この課題は、請求項１の特徴によって解決される。

発明の実施の形態

本発明によれば、熱伝達体ないし冷却剤クーラーは上方で付加的なホルダ、いわゆる中間ホルダを介して取付け支持体と結合されている。従ってクーラーは、２つの中間ホルダを有しており、それら中間ホルダがクーラーの軸受ピン上に取り付けられて、クーラーと組み合わせられる。従って中間ホルダは、組込み状況に適合された、クーラーと取付け支持体との間の結合部材である。さらに、熱伝達体ないしクーラーが標準化された軸受ピンを有するだけで済み、その上にケースバイケースで適合された中間ホルダが取り付けられる限りにおいて、熱伝達体ないしクーラーのために簡略化が得られる。

本発明の好ましい展開によれば、中間ホルダは、一方で、エラストマー材料からなるブッシュ、従ってゴムブッシュを収容する固定アイからなり、他方では取付け支持体と係止可能な保持フィンガーからなる。それによって簡単、迅速な取付けが得られる。というのは、クーラーを揺動させて、係止するだけで済むからである。従って中間ホルダが、上方のクーラー軸受を形成し、それが取付け支持体の構成部分となって、上方のクーラーピンに由来する全軸受力を取付け支持体内へ導入する。

本発明の他の好ましい形態によれば、２つの保持フィンガーは、上方の軸受ピンの長手軸に対してほぼ直角に配置されており、従ってクーラーからほぼ水平前方へ、すなわち走行方向に張り出す。それによってクーラーは、上方へ向かって（ｚ方向に）付加的な組込み空間を要求することなしに、揺動させることによって取り付けて、係止することができる。その場合に保持フィンガーの端部は、取付け支持体の、保持フィンガーが係止される係止開口部が設けられている前側を貫通する。係止によって、特に走行方向（ｘ方向）の固定が与えられる。

本発明の他の形態において、各ホルダは取付け支持体に対して上方および下方に、すなわち正と負のｚ方向に支持され、好ましくは挟持される。それによって、ホルダは簡単な取付けにもかかわらず係止によってあそびなしで、かつしっかりと取付け支持体と結合される、という利点が得られる。さらに、利点として、クーラーは、２つの係止フィンガーを簡単な工具によって係止から解除するだけで、前から取り外すことができることが得られる。それによって上方のクーラー軸受が外されて、クーラーを後方へ（走行方向とは逆）揺動させて、取り出すことができる。これが、−修理の場合において−取外しを著しく容易にする。

本発明の他の好ましい形態において、ホルダに補助孔が設けられており、その中へ補助的にボルトを挿入することができる。これは、係止結合が機能しなかった場合のための、フェイルセーフ措置である。その場合にクーラーは、補助的に形成されたボルト結合によってまだ確実に取付け支持体と結合されている。

本発明の他の好ましい形態において、ホルダはプラスチック射出成形部品として形成されており、それがより少ない製造コストの利点をもたらす。

本発明の他の好ましい形態において、上方のクーラー軸受の少なくとも１つのブッシュが長孔を有しているので、走行方向に対して横方向の遊びが可能となる。従ってクーラーの（水平に配置されたパイプの）長さ伸張が、軸受によって阻止されず、応力が回避される。

本発明の他の好ましい形態において、下方の軸受は固定軸受として、上方の軸受は可動軸受として形成されている。従ってクーラーは、その重量によって下方の軸受上に支持され、その軸受はゴムブッシュとして形成されており、従って弾性特性も緩衝特性も有している。上方へ向かってクーラーと中間ホルダとの間に遊びが残されるので、ｚ方向における伸張が可能である。それによってクーラーおよび全冷却モジュールのための静的に定められた軸承の利点が得られる。

本発明の実施例を図面に示し、以下で詳細に説明する。

図１は、自動車のフロントエンド部分１を後方から、すなわち車両の走行方向に、示している。座標系内に自動車のための正の軸ｘ、ｙ、ｚが示されており、その場合にｘが走行方向に相当する。フロントエンド部分１は、取付け支持体２を有しており、その取付け支持体が、上方の横支持体２ａ、下方の横支持体２ｂおよび２つのサイド部分２ｃ、２ｄからなる、閉鎖されたフレームを形成している。取付け支持体２内に、すなわちフレーム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの内部に、冷却剤クーラー３が軸承されており、それが横流クーラーとして形成されて、２つの側方の冷却剤ケース４、５とその２つの冷却剤ケースの間に配置されたネット６を有している。ネット６は、符号で示されない、水平に配置されたパイプとフィンからなる。走行方向において冷却剤クーラー３の後方に、通気装置ベンチレータ８を有する通気装置フード７が固定されている。クーラー３は、図式的に円で示す４つの軸受、２つの下方の軸受９、１０と２つの上方の軸受１１、１２によって取付け支持体２に対して支持されている。その場合にクーラー３は、通気装置フード７と通気装置ベンチレータ８およびここでは見えない他の熱伝達体を有する冷却モジュールの支持体である。

図２は、図１に示す、取付け支持体２を有するフロントエンドモジュール１を、前から、すなわち自動車の走行方向とは逆に示している。走行方向においてクーラー３の前に、空調設備のための凝縮器１３が配置されており、詳しく説明されない方法でクーラー３と結合されている。図式的に円で示す、２つの上方の軸受１１、１２は、それぞれ２つの係止部材１１ａ、１２ａを有しており、それらは上方の横支持体の前側に挿通されており、以下で詳細に説明する。

図３は、下方のクーラー軸受１０（図１を参照）をｘ−ｚ平面の断面で示している。図面は、下方の横支持体２ｂを示しており、それがゴムブッシュ１５を収容するための開口部１４を有している。冷却剤クーラー３の、プラスチックから形成された冷却剤ケース５は、その下方の領域に射出形成された軸受ピン１６を有しており、その軸受ピンがゴムブッシュ１５の開口部１５ａ内へ圧入されている。ゴムブッシュ１５は、一周するフランジ１５ｂを有しており、それが横支持体２ｂ上に支持される。冷却剤ケース５の軸受ピン１６は、上方へ向かってプレート１６ａによって区切られており、そのプレートがゴムブッシュ１５上に載置される。ゴムブッシュは、ドーム形状に上方へ湾曲しているので、ストッパプレート１６ａを有する軸受ピン１６のために、横支持体２ｂに対してｚ方向に弾性移動距離が生じる。同時に、横支持体２ｂとも軸受ピン１６ともプレス嵌めによって堅固に固定されているゴムブッシュ１５によって、振動を緩衝する作用がもたらされる。下方のクーラー軸受９は、ほぼ等しく、すなわち同様にｚ方向に弾性的な固定軸受として形成されており、従って断面として示されていない。

図４は、上方のクーラー軸受１２を、ｘ−ｚ平面の断面で示しており、上方のクーラー軸受１１はほぼ等しく形成されており、従って以下の説明は他の上方のクーラー軸受についても当てはまる。冷却剤ケース５は、射出形成された軸受ピン１７を有しており、それがほぼ垂直に（ｚ方向）上方へ張り出している。上方の横支持体２ａ内に、中間ホルダ１８が係止され、かつ挟持されており、その中間ホルダはほぼ水平方向（ｘ方向）に延びており、かつ固定アイ１８ａを有している。固定アイ１８ａ内のゴムブッシュ１９を介して、中間ホルダ１８が軸受ピン１７を収容し、かつこの軸受ピンのために上方の軸受を形成している。ゴムブッシュ１９は、相補形状で固定アイ１８ａ内に収容されており、かつ下方のフランジ１９ａを有しており、それが冷却剤ケース５の上側に対して間隙ｓを形成し、−従って、たとえば熱膨張により、冷却剤ケース５ないし冷却剤クーラーがｚ方向に補償移動することができる。中間ホルダ１８は−上述したように−取付け支持体２と堅固に結合されており、従って軸受ピン１７から導入された力を取付け支持体２へ案内する。そのために中間ホルダ１８は、保持フィンガーないし係止フィンガー１８ｂを有しており、それが横支持体２ａの前側を貫通して、係止突片１８ｃが後ろへ嵌り込む。それによってｘ方向における中間ホルダ１８の固定が得られる。逆のｘ方向における固定は、斜めのストッパ面１８ｄによって行われ、それが上方の横支持体２ａの内側に対して支持される。保持フィンガー１８は、中間リブ２ｅと中間ホルダ１８に設けられた支持突片１８ｅを介してさらに支持される。

断面表示は、さらに補助孔１８ｈを示しており、それが中間ホルダ１８の中央に配置されて、前へ向かって開放している。係止結合が機能を発揮しない場合に、補助固定（fail-safe）を形成するために、補助孔１８ｈ内へフロント側から固定ボルトを挿入することができる。

図５は、上方のクーラー軸受の他の断面をｙ−ｚ平面で示している。中間ホルダ１８の固定アイ１８ａは、その下方かつ外側の領域にフランジ１８ｆを有しており、それが上方へ向かって（ｚ方向）２つの垂直のリブ２ｆ、２ｇに対して支持され、それらのリブは上方の横支持体２ａから突出している。それによって上方へ向かって中間ホルダ１８の固定が得られる。ゴムブッシュ１９は、相補形状で固定アイ１８ａ内に保持されて、半径方向内側へ突出するカラー１８ｇによって上方へ向かって固定される。ゴムブッシュ１９は、長孔１９ｂを有しており、それがｙ方向、すなわち走行方向に対して横方向に、軸受ピン１７の遊びを許す。従って冷却剤クーラー３の熱による膨張を補償することができる。

図６は、クーラー軸受１２の他の断面を、ｘ−ｚ平面において、もちろんピン１７の外部で、しかし保持フィンガー１８ｂを通って（他の保持フィンガーは図面平面の前にある）示している。保持フィンガーないし係止フィンガー１８ｂは、曲げ弾性を有して形成されており、その前側の端部が取付け支持体２内の係止開口部１８ｈを貫通しており、その場合に係止突片１８ｅが取付け支持体２の前側の後方へ嵌り込んで、それによって中間ホルダ１８をｘ方向に固定する。この図面表示から明らかなように、係止フィンガー１８ｂの係止突片１８ｅを容易に上方（ｚ方向）へ持ち上げて、それによって係止を解除し、、かつ後方へ向かって（走行方向とは逆）押し出すことができる。従って前から、すなわちフロントエンドモジュールの前側から上方のクーラー軸受１２へ接近することができ、後方へ傾けることによるクーラー（ないしはクーラーモジュール全体）の取外しと上方への取出しが可能である。前から接近できることは、図２においても見られ、そこでは係止突片１８ｅに相当する係止部材１１ａ、１２ａが示されている。

図６の図面表示にはさらに、ゴムブッシュ９が相補形状で固定アイ１８ａ内に上方と下方へ向かってｚ方向に固定されていることが、示されている。それによってゴムブッシュ１９は、中間ホルダ１８の失われない部品となる。

図７ａと７ｂは、２つの異なる斜視表示において、２つの保持フィンガー１８ｂと固定アイ１８ａを有する中間ホルダ１８を示しており、その固定アイ内へ−ここには示されていないが−ゴムブッシュ１９が失われないように挿入される。図７ｂにおいて、保持フィンガー１８ｂの自由端部に、下方へ突出する係止突片１８ｃがはっきりと見られる。さらに、固定アイ１８ａの両側に配置されたフランジ１８ｆが見られる。支持突片１８ｅは、図７ｂから明らかであって、それが固定アイ１８ａのすぐ近傍に配置されている。さらに、２つの保持フィンガー１８ｂの間に、補助孔１８ｈ（図４を参照）が配置されており、それが補助固定のためのボルトを収容するために用いられる。図示の中間ホルダ１８は、プラスチック射出成形部品として形成することができ、かつ発生する軸受力を吸収して取付け支持体２内へさらに案内することができるようにな寸法に設計されている。

図示し、かつ説明した実施例において、取付け支持体２は、２つの横支持体と２つのサイド部分を有する閉鎖されたフレームとして形成されている。図示されない実施形態においては、取付け支持体をＵ字状に、すなわち１つの上方の横支持体と２つのサイドステイを有する開放したフレームとして形成することができる。この場合において、熱伝達体ないしクーラーの下方の軸受は、２つのサイドステイに取付けられている。

フロントエンドモジュールを後ろから（走行方向に）から示している。 図１に基づくフロントエンドモジュールを前から（走行方向とは逆に）示している。 取付け支持体内の冷却剤クーラー用の下方の軸受を示している。 中間ホルダを用いた冷却剤クーラー用の上方の軸受を、ｘ−ｚ平面の断面で示している。 図４に基づく上方のクーラー軸受を、ｙ−ｚ平面の断面で示している。 上方のクーラー軸受の他の断面を平行なｘ−ｚ平面で示している。 （ａ）と（ｂ）は、中間ホルダを斜視図で示している。

符号の説明

１ フロントエンドモジュール
２ 取付け支持体
２ａ 上方の横支持体
２ｂ 下方の横支持体
２ｃ サイド部分
２ｄ サイド部分
２ｅ リブ
２ｇ リブ
２ｆ リブ
２ｈ 係止開口部
３ 冷却剤クーラー
４ 冷却剤ケース、左
５ 冷却剤ケース、右
６ クーラーネット
７ 通気装置フード
８ 通気装置ベンチレータ
９ 下方のクーラー軸受、左
１０ 下方のクーラー軸受、右
１１ 上方のクーラー軸受、左
１１ａ 係止部材
１２ 上方のクーラー軸受、右
１２ａ 係止部材
１３ 凝縮器
１４ 軸受開口部
１５ ゴムブッシュ
１５ａ 収容開口部
１５ｂ フランジ
１６ 軸受ピン、下
１６ａ ストッパプレート
１７ 軸受ピン、上
１８ 中間ホルダ
１８ａ 固定アイ
１８ｂ 保持フィンガー
１８ｃ 係止突片
１８ｄ ストッパ面
１８ｅ 支持突片
１８ｆ フランジ
１８ｇ カラー
１９ ゴムブッシュ
１９ａ フランジ
１９ｂ 長孔

Claims (14)

1. 熱伝達体を自動車用のフロントエンドモジュール（１）のフレーム状に形成された取付け支持体（２）内に固定するための装置であって、取付け支持体（２）が上方の横支持体（２ａ）と２つのサイド部分（２ｃ、２ｄ）を有し、熱伝達体（３）が大体において４つの軸受（９、１０、１１、１２）を有しており、それらの４つの軸受（９、１０、１１、１２）が取付け支持体（２）に弾性的に支持されており、熱伝達体（３）に軸受ピン（１６、１７）が配置されており、それらの軸受ピン（１６、１７）が弾性的に変形可能なブッシュ（１５、１９）内に収容されており、４つの軸受（９、１０、１１、１２）のうち２つの上方の軸受（１１、１２）が複数の中間ホルダ（１８）を有しており、それらの中間ホルダ（１８）が少なくとも１つの保持フィンガー（１８ｂ）を有しており、その保持フィンガー（１８ｂ）が取付け支持体（２）に取外し可能に結合されており、中間ホルダ（１８）が、前述の弾性的に変形可能なブッシュ（１９）を相補形状で収容する固定アイ（１８ａ）を有し、かつ、保持フィンガー（１８ｂ）が、軸受ピン（１７）からほぼ直角に張り出して、取付け支持体（２）内に配置された開口部（２ｈ）を前側で貫通していることを特徴とする熱伝達体を固定するための装置。
2. 熱伝達体が冷却剤クーラー（３）であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 取付け支持体（２）が下方の横支持体（２ｂ）を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
4. 保持フィンガーが取付け支持体（２）と係止可能および／または挟持可能であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
5. 中間ホルダ（１８）が、前側に係止突片（１８ｅ）を備えた、互いに並べて配置された２つの曲げ弾性を有する保持フィンガー（１８ｂ）を有しており、その係止突片が２つの前側の開口部（２ｈ）を貫通して、後ろに嵌り込むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
6. 中間ホルダ（１８）が、取付け支持体（２）に対して上方および下方で支持されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の装置。
7. 中間ホルダ（１８）が挟持によって支持されていることを特徴とする請求項６に記載の装置。
8. 中間ホルダ（１８）が、複数の保持フィンガー（１８ｂ）の間に、補助固定のための補助孔（１８ｈ）を有していることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の装置。
9. 中間ホルダ（１８）内でブッシュ（１９）が、軸受ピン（１７）を収容する長孔（１９ｂ）を有しており、その長孔が走行方向に対して横方向に軸受ピン（１７）の遊びを許容することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の装置。
10. 中間ホルダ（１８）の固定アイ（１８ａ）が、側方のフランジ（１８ｆ）を有しており、そのフランジが上方の横支持体（２ａ）のリブ（２ｆ、２ｇ）に対して上方で支持されていることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の装置。
11. 固定アイ（１８ａ）が、支持突片（１８ｅ）を有しており、その支持突片が取付け支持体（２）に下方で支持されていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の装置。
12. 中間ホルダ（１８）が、プラスチック射出成形部品として形成可能であることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の装置。
13. 下方の軸受（９、１０）が垂直方向に弾性的な固定軸受として、上方の軸受（１１、１２）が垂直方向に可動の軸受として形成されていることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の装置。
14. 軸受ピン（１７）が、上方の軸受（１１、１２）のブッシュ（１９）内で垂直方向に遊び（ｓ）を有していることを特徴とする請求項１３に記載の装置。

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