JP5569294B2

JP5569294B2 - 冷却水循環用電動ポンプの取付構造

Info

Publication number: JP5569294B2
Application number: JP2010213270A
Authority: JP
Inventors: 敬善片岡
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2010-09-24
Filing date: 2010-09-24
Publication date: 2014-08-13
Anticipated expiration: 2030-09-24
Also published as: JP2012066702A

Description

本発明は、例えば、ラジエータコアサポートに取り付けられる冷却水循環用電動ポンプの取付構造に関する。

例えば、走行用駆動源となるエンジンや電動モータ等を冷却するために、車体前部に固定されたラジエータコアサポートにラジエータが取り付けられ、そのラジエータに冷却水を循環させるための電動ポンプを、該ラジエータに取り付けた構造が提案されている（例えば、特許文献１に記載）。

特開２００９−２５００９８号公報

ラジエータ等に電動ポンプを取り付けた場合、電動ポンプの振動が車体を伝播し、車室内に侵入して、乗員に不快な振動を与え或いは不快な音として乗員に聞こえる場合がある。このように、電動ポンプの取り付け位置によっては、ポンプ振動が車体を伝播して車室内に不快な振動或いは音として伝播するため、当該電動ポンプの取り付け位置を適切な位置に取り付けることが求められる。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、電動ポンプの振動が車体を伝播して車室内に侵入し難くし、乗員に不快な振動を与えることなく、また乗員に不快な音として聞こえ難くすることのできる冷却水循環用電動ポンプの取付構造を提供することを目的とする。

本発明の冷却水循環用電動ポンプの取付構造は、ラジエータコアサポートを樹脂製とし、その樹脂製のラジエータコアサポートには、アッパメンバと連結メンバとが結合される上部結合部にフードリッジメンバの前端部が取り付けられると共に、前記上部結合部と、前記ロアメンバと前記連結メンバとが結合される下部結合部との中間部にフロントサイドメンバの前端部が取り付けられた構造となっている。そして、ラジエータコアサポートを構成するアッパメンバ、ロアメンバ、連結メンバのうち、ロアメンバの車幅方向中央に冷却水循環用電動ポンプを取り付けている。

本発明に係る冷却水循環用電動ポンプの取付構造によれば、冷却水循環用電動ポンプのラジエータコアサポートに対する取り付け部位は、フードリッジメンバ及びフロントサイドメンバとラジエータコアサポートとの結合部から離れた遠い位置であるロアメンバの車幅方向中央であるため、冷却水循環用電動ポンプの取り付け部位から前記フードリッジメンバ及びフロントサイドメンバとラジエータコアサポートとの結合部までに至る振動伝播経路が長くなり、これらフードリッジメンバ及びフロントサイドメンバを伝って車室内に伝播する振動を小さくすることができる。これにより、乗員に不快な振動を与えることなく、また乗員に不快な音として聞こえ難くすることができる。

図１はフードリッジメンバ及びフロントサイドメンバの前端部にラジエータコアサポートが取り付けられた車体前部の骨格構造を示す斜視図である。図２はラジエータコアサポートに取り付けられた冷却水循環用電動ポンプ、ラジエータ、インバータ及びトランスミッションをホースで連結した冷却経路を示す図である。図３は冷却水循環用電動ポンプが取り付けられたラジエータコアサポートを車両後方から車両前方に向けて見たときの平面図である。図４は冷却水循環用電動ポンプを一部破断して示す斜視図である。図５は図３の冷却経路を分解して示す図である。

以下、本発明を適用した冷却水循環用電動ポンプの取付構造について図面を参照しながら詳細に説明する。本実施形態は、エンジンと電動モータの２つの動力源を持ったハイブリッド自動車に本発明を適用した例である。

図１はフードリッジメンバ及びフロントサイドメンバの前端部にラジエータコアサポートが取り付けられた車体前部の骨格構造を示す斜視図、図２はラジエータコアサポートに取り付けられた冷却水循環用電動ポンプ、ラジエータ、インバータ及びトランスミッションをホースで連結した冷却経路を示す図、図３は冷却水循環用電動ポンプが取り付けられたラジエータコアサポートを車両後方から車両前方に向けて見たときの平面図、図４は冷却水循環用電動ポンプを一部破断して示す斜視図、図５は図３の冷却経路を分解して示す図である。なお、図１において、矢印Ｘは車両前後方向、矢印Ｙは車幅方向、矢印Ｚは車両高さ方向をそれぞれ表す。また、ラジエータコアサポートが取り付けられる側を車両前方、その反対側を車両後方とする。

図１及び図２に示すように、ラジエータコアサポート１は、車両前後方向Ｘに延在し車幅方向Ｙに所定間隔を置いて配置された左右一対のフロントサイドメンバ２、３の前端部２ａ、３ａに結合されて取り付けられている。また、ラジエータコアサポート１は、車両前後方向Ｘに延在しフロントサイドメンバ２、３の上方に設けられた左右一対のフードリッジメンバ４、５の前端部４ａ、５ａに結合されて取り付けられている。

ラジエータコアサポート１は、図３に示すように、車幅方向Ｙに延びるアッパメンバ６及びロアメンバ７と、アッパメンバ６及びロアメンバ７の車幅方向Ｙ両端にそれぞれ結合して車両高さ方向に延びる一対の連結メンバ８、９とからなる。アッパメンバ６は、ロアメンバ７に対して車両上方に位置している。アッパメンバ６は、フードロック機構等が取り付けられることからその骨格強度が、ロアメンバ７に対して高くなっている。逆の見方をすれば、ロアメンバ７の骨格強度は、アッパメンバ６の骨格強度よりも小さくされている。

前記ラジエータコアサポート１は、スチール（鉄など）製ではなく、例えばＰＰガラスなどの樹脂からなる、いわゆる樹脂製ラジエータコアサポートとされている。樹脂でラジエータコアサポート１を形成すれば、スチールなどで形成する場合に比べて一体成形可能となると共に軽量化にもなる。この他、樹脂は、スチールに比べて弾性変形し易いという性質を持つ。なお、樹脂製のラジエータコアサポート１を使用することの意義は、後述するものとする。

前記ラジエータコアサポート１に対するフードリッジメンバ４、５の結合部位Ｋ２は、図３に示すように、アッパメンバ６と連結メンバ８、９とが結合される上部結合部と対応する位置とされている。この一方、前記ラジエータコアサポート１に対するフロントサイドメンバ２、３の結合部位Ｋ１は、同じく図３に示すように、前記上部結合部と、ロアメンバ７と連結メンバ８、９とが結合される下部結合部との中間部（例えば、連結メンバ８、９の高さ方向中央付近位置）とされている。

なお、ラジエータコアサポート１に対するフロントサイドメンバ２、３の結合部位Ｋ１を、以後、フロントサイドメンバ結合部位Ｋ１という。同様に、ラジエータコアサポート１に対するフードリッジメンバ４、５の結合部位Ｋ２を、以後、フードリッジメンバ結合部位Ｋ２という。

前記ラジエータコアサポート１には、トランスミッションケース１０内に設けられた電動モータ（図示は省略する）と、この電動モータの回転を制御するためのインバータ１１とを冷却するための熱交換器であるラジエータ１２が取り付けられている。また、ラジエータコアサポート１には、前記ラジエータ１２にリザーバタンク１３内に満たした冷却水を循環させる冷却水循環用電動ポンプ１４が取り付けられている。

前記冷却水循環用電動ポンプ１４は、前記ロアメンバ７の車幅方向中央に取り付けられている。具体的には、２つの電動ファン（図示は省略する）を取り付けるための左右のモータファン取付用開口１５、１６間に形成された縦桟部１７の車両下端位置に、前記冷却水循環用電動ポンプ１４が取り付けられている。縦桟部１７は、モータールーム１８内に面した側のアッパメンバ６とロアメンバ７間を車両高さ方向に連結するように形成されている。この縦桟部１７は、アッパメンバ６及びロアメンバ７に比べて厚みが薄い壁となっている。

前記冷却水循環用電動ポンプ１４は、図４に示すように、ポンプ作動時の振動を減衰させるための振動吸収部材１９を介して取付ブラケット２０にて取り付けられている。振動吸収部材１９は、冷却水循環用電動ポンプ１４をその外周から取り囲むように形成された環状帯をなすゴム等の弾性部材からなる。取付ブラケット２０は、振動吸収部材１９に形成されたスリット２１に差し込まれるモータ支持部２２と、このモータ支持部２２と一体化されたブラケット固定部２３とからなる。

モータ支持部２２は、振動吸収部材１９の幅方向における一端面１９ａから他端面１９ｂに向かってその厚み部位に形成されたスリット２１に差し込まれて前記冷却水循環用電動ポンプ１４を支持する。一方、取付ブラケット２０は、前記縦桟部１７の前記ロアメンバ７との結合部（実際には、縦桟部１７の下端部）にボルト２６、２７にて取り付けられる。そのため、取付ブラケット２０には、２箇所にボルト取付孔２３、２４が形成されている。なお、冷却水循環用電動ポンプ１４の取り付け位置は、実際には縦桟部１７の下端部であるが、ロアメンバ７を取り付け位置とすることも含む。つまり、ロアメンバ７自体に冷却水循環用電動ポンプ１４を取り付けることも本発明に含むとする。

前記トランスミッションケース１０内に設けられた電動モータ、及びインバータ１１を冷却する冷却経路は、図２及び図５に示すように、冷却用連結パイプＰ１〜Ｐ９にてラジエータ１２、冷却水循環用電動ポンプ１４、電動モータ、インバータ１１、リザーバタンク１３が接続されて構成されている。

トランスミッションケース１０とリザーバタンク１３は、第１冷却用連結パイプＰ１で接続されている。そして、リザーバタンク１３と冷却水循環用電動ポンプ１４は、第２冷却用連結パイプＰ２で接続されている。また、冷却水循環用電動ポンプ１４とラジエータ１２は、第３冷却用連結パイプＰ３及び第４冷却用連結パイプＰ４で接続されている。ラジエータ１２とインバータ１１は、第５冷却用連結パイプＰ５、第６冷却用連結パイプＰ６及び第７冷却用連結パイプＰ７で接続されている。そして、インバータ１１とトランスミッションケース１０は、第８冷却用連結パイプＰ８及び第９冷却用連結パイプＰ９で接続されている。

冷却水循環用電動ポンプ１４が作動すると、リザーバタンク１３内に満たされた冷却水が第２冷却用連結パイプＰ２を通って当該冷却水循環用電動ポンプ１４内に流入した後、第３冷却用連結パイプＰ３及び第４冷却用連結パイプＰ４を通ってラジエータ１２へ流れる。このラジエータ１２に当たる風及びラジエータ１２の背面に取り付けられた電動ファンで引かれた風と当該ラジエータ１２内を流れる暖まった冷却水とが熱交換される。ラジエータ１２を流れ出た冷却水は、第５冷却用連結パイプＰ５、第６冷却用連結パイプＰ６及び第７冷却用連結パイプＰ７を通ってインバータ１１へと流れ込む。

インバータ１１に形成されたウォータジャケットをラジエータ１２で冷却した冷却水が流れることで、当該インバータ１１が冷却される。インバータ１１から出た冷却水は、第８冷却用連結パイプＰ８及び第９冷却用連結パイプＰ９を通ってトランスミッションケース１０内に形成されたウォータジャケットを流れることで、当該トランスミッションケース１０内の電動モータを冷却する。電動モータを冷却後の冷却水は、再び第１冷却用連結パイプＰ１を通ってリザーバタンク１３へ戻される。このサイクルを繰り返すことで、電動モータとインバータ１１を冷却することができる。

本実施形態では、スチールではなく樹脂からなるラジエータコアサポート１を使用し、そのラジエータコアサポート１を構成するロアメンバ７の車幅方向中央に、冷却水循環用電動ポンプ１４を取り付けている。そして、冷却水循環用電動ポンプ１４の取り付け位置を、前記したフロントサイドメンバ結合部位Ｋ１及びフードリッジメンバ結合部位Ｋ２から遠く離れた位置としている。冷却水循環用電動ポンプ１４の振動は、ポンプ取り付け部位からラジエータコアサポート１を伝播してフロントサイドメンバ２、３及びフードリッジメンバ４、５に伝わり、最終的に車室内に乗員に対して不快な振動及び音として伝播する。

しかし、本実施形態では、ラジエータコアサポート１をスチールではなく樹脂で形成しているため、スチールに比べて樹脂の方が弾性変形し易いことから冷却水循環用電動ポンプ１４の振動を前記樹脂の持つ弾性によって低減（減衰）することができる。これに加えて、冷却水循環用電動ポンプ１４の取り付け位置を、フロントサイドメンバ結合部位Ｋ１及びフードリッジメンバ結合部位Ｋ２から遠く離れた位置であるロアメンバ７の車幅方向中央としているため、アッパメンバ６やフロントサイドメンバ結合部位Ｋ１及びフードリッジメンバ結合部位Ｋ２の近傍部に冷却水循環用電動ポンプ１４を取り付けた場合に比べて、ポンプ取り付け部位から振動がフロントサイドメンバ結合部位Ｋ１及びフードリッジメンバ結合部位Ｋ２へ達するまでの振動伝播経路を長く取ることができる。その結果、フロントサイドメンバ２、３及びフードリッジメンバ４、５を伝播して車室内に侵入する振動及び音を軽減することができる。

このように、本実施形態では、ラジエータコアサポート１を樹脂製とし、冷却水循環用電動ポンプ１４の取り付け位置をフロントサイドメンバ結合部位Ｋ１及びフードリッジメンバ結合部位Ｋ２から遠く離れた位置とすることでポンプ振動を減衰することができるため、冷却水循環用電動ポンプ１４に取り付けた振動吸収部材１９を小型化することができる。その結果、冷却水循環用電動ポンプ１４の搭載スペースを小さくできると共に、振動吸収部材１９のコストを低下させることができる。

また、本実施形態では、冷却水循環用電動ポンプ１４が取り付けられる部位を左右のモータファン取付用開口１５、１６間とし、且つ該冷却水循環用電動ポンプ１４の取付部位のロアメンバ７の骨格強度がアッパメンバ６の骨格強度よりも低いので、この冷却水循環用電動ポンプ１４の取付部位が弾性変位し易くなり、更にポンプ振動を減衰させることができる。

また、本実施形態では、冷却水循環用電動ポンプ１４は振動吸収部材１９を介してロアメンバ７に取り付けられているので、振動吸収部材１９が冷却水循環用電動ポンプ１４の振動を減衰させる。

また、本実施形態では、冷却水循環用電動ポンプ１４をラジエータコアサポート１のロアメンバ７に取り付けているため、アッパメンバ６に冷却水循環用電動ポンプ１４を取り付ける場合に比べて、当該冷却水循環用電動ポンプ１４がラジエータコアサポート１の下部にあることから冷却水内に泡が入り込み難くなり、注水性が良くなる。また、冷却水循環用電動ポンプ１４をロアメンバ７に取り付けることで、重心を低くすることができるという効果も得られる。

本発明は、ラジエータに冷却水を循環させる冷却水循環用電動ポンプをラジエータコアサポートに取り付けた車両に用いることができる。

１…ラジエータコアサポート
２、３…フロントサイドメンバ
４、５…フードリッジメンバ
６…アッパメンバ
７…ロアメンバ
８、９…連結メンバ
１０…トランスミッションケース
１１…インバータ
１２…ラジエータ
１３…リザーバタンク
１４…冷却水循環用電動ポンプ
１５、１６…モータファン取付用開口
１９…振動吸収部材
２０…取付ブラケット
Ｋ１…フロントサイドメンバ結合部位
Ｋ２…フードリッジメンバ結合部位

Claims

車幅方向に延びるアッパメンバ及びロアメンバと、アッパメンバ及びロアメンバの車幅方向両端にそれぞれ連結して車両高さ方向に延びる一対の連結メンバとを有した樹脂製のラジエータコアサポートを備え、
前記ラジエータコアサポートには、前記アッパメンバと前記連結メンバとが結合される上部結合部にフードリッジメンバの前端部が取り付けられると共に、前記上部結合部と、前記ロアメンバと前記連結メンバとが結合される下部結合部との中間部にフロントサイドメンバの前端部が取り付けられており、
前記ロアメンバの車幅方向中央に、該ラジエータコアサポートに取り付けられたラジエータに冷却水を循環させる冷却水循環用電動ポンプを取り付けた
ことを特徴とする冷却水循環用電動ポンプの取付構造。
請求項１記載の冷却水循環用電動ポンプの取付構造であって、
前記冷却水循環用電動ポンプが取り付けられる部位は、左右のモータファン取付用開口間であり、且つ該冷却水循環用電動ポンプの取付部位の前記ロアメンバの骨格強度が前記アッパメンバの骨格強度よりも低い
ことを特徴とする冷却水循環用電動ポンプの取付構造。
請求項１又は請求項２記載の冷却水循環用電動ポンプの取付構造であって、
前記冷却水循環用電動ポンプは、振動吸収部材を介して前記ロアメンバに取り付けられた
ことを特徴とする冷却水循環用電動ポンプの取付構造。