JP7130191B2 - 冷却装置の組み付け方法、及び冷却装置 - Google Patents

Description

本発明は、冷却装置の組み付け方法に関し、特に、車両に搭載すべきラジエータを、車両の車体前部に取り付けるための冷却装置の組み付け方法、及び冷却装置に関する。

特開平９－２５７３８０号公報（特許文献１）には、ラジエータのフィン装置が記載されている。このラジエータは、鉛直面に対して後方に傾斜するように車体に配置されている。また、ラジエータに設けられたフィンは、ラジエータに流入する気流の向きに合わせて傾斜されており、ラジエータの放熱効率を高めている。

特開平９－２５７３８０号公報

近年、車両には、エンジンの他、モータや、それを駆動するためのバッテリ、駆動回路等、冷却を必要とする機器が数多く搭載されるようになり、大型のラジエータが車両に積載されることが多くなっている。このように、ラジエータが大型化すると、ラジエータを鉛直方向に立てて車両に搭載することが困難になる。特に、ボンネットが低いデザインの車両に大型のラジエータを搭載するためには、特許文献１記載の発明のように、鉛直面に対してラジエータを傾斜させて収容する必要がある。ところが、ラジエータを傾斜させた状態で車両に搭載すると、その鉛直方向の投影面積が大きくなるので、車両の組み立て時において、ラジエータの車体への組み付けが困難となる。
従って、本発明は、大型のラジエータを備えた冷却アセンブリであっても、比較的容易に車体に組み付けることができる冷却装置の組み付け方法、及び冷却装置を提供することを目的としている。

上述した課題を解決するために、本発明は、車両に搭載すべきラジエータを、車両の車体前部に取り付けるための冷却装置の組み付け方法であって、ラジエータを組み付けるべき車体、及び冷却アセンブリを準備する準備ステップを有し、車体は、車両下部で車幅方向に延びる第１クロスメンバ、及びこの第１クロスメンバよりも前方、且つ車両下部で車幅方向に延びる第２クロスメンバを備え、冷却アセンブリは、支持部が設けられたサポート部材、及びこのサポート部材に取り付けられたラジエータを備えており、さらに、冷却アセンブリを、車体の下方から、第１クロスメンバと第２クロスメンバの間を通って車体の中に収容する収容ステップと、冷却アセンブリの上端が車体の後方へ移動されるように、車体の中に収容された冷却アセンブリを、サポート部材の支持部を中心に後方へ向けて回動させる回動ステップと、所定位置まで回動された冷却アセンブリを、車体に固定する固定ステップと、を有することを特徴としている。

このように構成された本発明によれば、冷却アセンブリを、第１、第２クロスメンバの間を通って収容する収容ステップと、収容された冷却アセンブリを、サポート部材の支持部を中心に回動させる回動ステップを有する。このため、冷却アセンブリを、投影面積の小さい向きで車体の中に収容した後、所定の方向に回動させることができるので、大型のラジエータを備えた冷却アセンブリでも容易に車体に組み付けることができる。

本発明において、好ましくは、サポート部材の支持部は冷却アセンブリの車幅方向両端部に位置するように設けられており、収容ステップにおいて、支持部の各々は、車体に対して回動可能に取り付けられる。

このように構成された本発明によれば、冷却アセンブリの車幅方向両端部に位置するサポート部材の支持部が、収容ステップにおいて車体に対して回動可能に取り付けられるので、組付けの途中において冷却アセンブリを安定させることができ、冷却アセンブリを適所へ容易に回動させることができる。

本発明において、好ましくは、冷却アセンブリは、さらに、冷却油を冷却するためのオイルクーラーを有し、回動ステップにおいて、オイルクーラーはラジエータと共に後方へ向けて回動される。

このように構成された本発明によれば、オイルクーラーが冷却アセンブリに備えられているので、ラジエータの組み付けと同時にオイルクーラーの組み付けも完了することができる。

また、本発明は、車両の車体前部に設けられた車幅方向に延びる２本のクロスメンバの上方に取り付けられる冷却装置であって、冷却アセンブリを有し、この冷却アセンブリは、上端が、車両の後方側に位置するように、車体に後傾して取り付けられるラジエータと、このラジエータを車体に支持するサポート部材と、を備え、サポート部材は、ラジエータに固定されると共に、車体に対して回動可能に取り付け可能な支持部を備え、車体に取り付けられた状態の冷却アセンブリを、鉛直方向に投影したときの、車両前後方向の長さは、２本のクロスメンバの間の距離よりも長いことを特徴としている。

本発明の冷却装置の組み付け方法、及び冷却装置によれば、大型のラジエータを備えた冷却アセンブリであっても、比較的容易に車体に組み付けることができる。

本発明の実施形態による車両用冷却装置を搭載した車両の前部を示す側面図である。 本発明の実施形態による車両用冷却装置を搭載した車両の前部を斜め下方から見た斜視図である。 本発明の実施形態による車両用冷却装置を搭載した車両の前部を示す下面図である。 本発明の実施形態による車両用冷却装置を車両の斜め後方側から見た斜視図である。 本発明の実施形態による車両用冷却装置を車両の前方側から見た斜視図である。 本発明の実施形態の冷却装置の組み付け方法において、冷却装置の投影長さを、車体の取り付け部の長さと比較して示す図である。 本発明の実施形態による冷却装置の組み付け方法の手順を示すフローチャートである。 本発明の実施形態による冷却装置の組み付け方法において、冷却装置を車体に取り付ける手順を示す図である。 本発明の実施形態による冷却装置の組み付け方法において、冷却装置を車体に取り付ける手順を示す図である。 本発明の実施形態による冷却装置の組み付け方法において、冷却装置を車体に取り付ける手順を示す図である。

次に、添付図面を参照して、本発明の実施形態による冷却装置、及び冷却装置の組み付け方法を説明する。
図１は、本発明の実施形態による冷却装置を搭載した車両の前部を示す側面図である。図２は、本発明の実施形態による冷却装置を搭載した車両の前部を斜め下方から見た斜視図である。図３は、本発明の実施形態による冷却装置を搭載した車両の前部を示す下面図である。

図１乃至図３に示すように、車両１の前部には、ボンネット１ａの下側に内燃機関２、及び内燃機関２の後ろ側に配置された駆動用モータ４が搭載されている。これら内燃機関２及び駆動用モータ４の動力は、車両１の車幅方向中央を前後方向に延びるプロペラシャフト４ａによって後輪（図示せず）に伝達される。また、車両１の各前輪６にはインホイールモータ８が夫々搭載されており、各前輪６を駆動するようになっている。また、各インホイールモータ８には、これを駆動するための電力を供給する高電圧部品であるワイヤハーネス８ａが接続されている。なお、本明細書において、車両１の前部とは、車両１の運転席よりも前側の部分を意味している。

また、本明細書において、高電圧部品とは、高電圧が作用している電機部品を意味し、高電圧とは、一般に高い絶縁性が要求される４８Ｖ以上の電圧を意味するものとする。車両に搭載される高電圧部品としては、ワイヤハーネスの他、バッテリ、インバータ、ＤＣ／ＤＣコンバータ、キャパシタ等が挙げられる。

さらに、車両１のボンネット１ａの下側には、車両用の冷却装置である冷却アセンブリ１０が搭載されている。この冷却アセンブリ１０は、車両１前部の内燃機関２よりも前方、さらに、内燃機関２よりも前方に位置するインホイールモータ８よりも前方に配置されている。本実施形態においては、図１に示すように、冷却アセンブリ１０のラジエータ１４（図４）を後方に傾斜させて取り付けることにより、冷却アセンブリ１０をボンネット１ａの下側に収容することが可能になっている。

また、車両１の車体前部は、車両１下部で車幅方向に延びる第１クロスメンバ１２ａ、及びこの第１クロスメンバ１２ａよりも前方、且つ車両１下部で車幅方向に延びる第２クロスメンバ１２ｂ、車両下部の両側で車両の前後方向に延びるサイドメンバ１２ｃ等により構成されている。冷却アセンブリ１０は、これら第１、第２クロスメンバの上方に取り付けられる。さらに、後述するように、冷却アセンブリ１０は、車両１の組み立て時において、第１クロスメンバ１２ａ、第２クロスメンバ１２ｂ、及びサイドメンバ１２ｃによって囲まれた領域を通って、車両１の下方から車体の中に収容される。

次に、図４及び図５を参照して、冷却アセンブリ１０の構成を説明する。
図４は、冷却アセンブリ１０を車両の斜め後方側から見た斜視図である。図５は、冷却アセンブリ１０を車両の前方側から見た斜視図である。

図４に示すように、冷却アセンブリ１０は、ラジエータ１４と、ラジエータ１４の背面側に取り付けられたファン１６と、ファン１６の背面側に配置されたオイルクーラー１８と、を有する。これら、ラジエータ１４、ファン１６、及びオイルクーラー１８は、一体化されて組立体を構成している。さらに、ラジエータ１４の両側の側面には、一体化されたラジエータ１４等を車両１の車体上に支持するためのサポート部材２０が夫々取り付けられている。

図１に示すように、冷却アセンブリ１０は、インホイールモータ８よりも車両の前方に位置している。このため、オイルクーラー１８は、ラジエータ１４と、高電圧部品であるワイヤハーネス８ａとの間に配置されることとなる。これにより、車両１が正面から衝突して、ラジエータ１４がサポート部材２０から外れた場合でも、高電圧が作用しているワイヤハーネス８ａとラジエータ１４の間にはオイルクーラー１８が配置されており、ワイヤハーネス８ａが衝撃から保護される。また、ワイヤハーネス８ａの後方には内燃機関２が配置されているので、ワイヤハーネス８ａは、オイルクーラー１８と内燃機関２の間に配置されることとなる。

図４及び図５に示すように、ラジエータ１４は、全体として長方形の平板状に形成されており、その板面が後方に向けて傾斜するように、車両１の車体に取り付けられる。また、本実施形態においては、ラジエータ１４は、その両側の縁に沿ってラジエータタンク１４ａが設けられ、両側のラジエータタンク１４ａの間にラジエータコア１４ｂが設けられている。本実施形態において、ラジエータ１４は、内燃機関２の冷却水を、外気により冷却するように構成されている。

図４に示すように、ファン１６は、ラジエータ１４の背面側に、ラジエータ１４と平行に固定されており、フレーム１６ａと、プロペラ１６ｂから構成されている。プロペラ１６ｂは、ラジエータコア１４ｂの幅と略同一の直径に構成されており、ラジエータ１４の板面に直交する方向に向けられた回転軸（図示せず）により駆動される。フレーム１６ａは、ラジエータコア１４ｂの裏側に固定され、プロペラ１６ｂの回転軸を支持している。プロペラ１６ｂを回転させることにより、ラジエータコア１４ｂを通って空気が流れ、ラジエータコア１４ｂ内の冷却水が冷却される。

図４に示すように、オイルクーラー１８は、ラジエータ１４よりも小さい長方形の平板状に形成されており、その板面が後方に向けて傾斜するように、ファン１６の背面側に取り付けられている。このオイルクーラー１８の両側上端には、オイルクーラー１８に冷却油を流入させる流入管１８ａと、オイルクーラー１８で冷却された冷却油を流出させる流出管１８ｂが夫々接続されている。また、図５に示すように、オイルクーラー１８は、車両１の前面視において、ラジエータ１４と重なる位置に配置されている。

本実施形態において、オイルクーラー１８は、駆動用モータ４や、駆動用モータ４を駆動するためのバッテリ（図示せず）等を冷却する冷却油を冷却するように構成されている。また、オイルクーラー１８は、その上辺に取り付けられた上側オイルクーラーブラケット１８ｃ、及び下辺に取り付けられた下側オイルクーラーブラケット１８ｄを介して、サポート部材２０に取り付けられている。

図４に示すように、サポート部材２０は、略Ｌ字形に屈曲された部材であり、冷却アセンブリ１０を車体の第１クロスメンバ１２ａに対して固定するために、ラジエータ１４の両側に夫々取り付けられている。具体的には、サポート部材２０は、９０度よりも小さい鋭角に屈曲された円管状の部材から構成されており、その長い方の辺がラジエータ１４の両側の辺に沿うように固定される。また、サポート部材２０の短い方の辺は、冷却アセンブリ１０が車体固定された状態では、概ね水平方向に向けられる。これにより、ラジエータ１４及びオイルクーラー１８は、それらの板面が後方に向かって傾斜するように、車体に取り付けられる。換言すれば、ラジエータ１４及びオイルクーラー１８は、それらの上端が下端よりも車両１の後方側に位置するように、後傾して配置されている。

さらに、図２に示すように、各サポート部材２０は、屈曲部付近が連結ビーム２２によって互いに連結されている。具体的には、この連結ビーム２２は車幅方向に延び、各サポート部材２０に取り付けられた下側オイルクーラーブラケット１８ｄを介してサポート部材２０に取り付けられ、両側のサポート部材２０を連結している。この連結ビーム２２は、各サポート部材２０の短辺の、屈曲部の近傍に取り付けられている。

また、図４に示すように、各サポート部材２０の長辺は、上側ブラケット２０ａ、下側ブラケット２０ｂを介して、ラジエータ１４両側のラジエータタンク１４ａに固定されている。ラジエータタンク１４ａは、冷却アセンブリ１０の車幅方向両端に位置するので、冷却アセンブリ１０は、その両端部でサポート部材２０によって支持されることとなる。さらに、各サポート部材２０の短辺の先端には、支持部２０ｃが夫々設けられており、これら支持部２０ｃは、車体の一部を構成する第１クロスメンバ１２ａに対して回動可能に取り付けることができるように構成されている。

また、図３に示すように、各サポート部材２０の短辺は、車両１の前方に向けて間隔が広くなるように向けられている。換言すれば、各サポート部材２０の支持部２０ｃと第１クロスメンバ１２ａとを連結している第１連結点Ｐ１の車幅方向間隔Ｘ１は、各サポート部材２０とラジエータ１４を連結している第２連結点Ｐ２の車幅方向間隔Ｘ２よりも狭く構成されている。

次に、図６乃至図１０を参照して、本発明の実施形態による冷却装置の組み付け方法を説明する。
図６は、冷却アセンブリの投影長さを、車体の取り付け部の長さと比較して示す図である。図７は、本発明の実施形態による冷却装置の組み付け方法の手順を示すフローチャートである。図８乃至図１０は、冷却アセンブリを車体に取り付ける手順を示す図である。

上述したように、本実施形態においては、冷却アセンブリ１０は後方に傾斜した状態で車体に取り付けられる。図６に示すように、冷却アセンブリ１０を車体に取り付けた際の姿勢と同一の姿勢に配置した状態で、鉛直方向に投影したときの、車両前後方向の長さＬ１は、第１クロスメンバ１２ａと第２クロスメンバ１２ｂの間の距離Ｌ２よりも長い。このため、冷却アセンブリ１０を車体への取り付け後の姿勢と同一の姿勢にしてパレット２４に載置すると、冷却アセンブリ１０を、第１クロスメンバ１２ａと第２クロスメンバ１２ｂの間に通すことができず、冷却アセンブリ１０を車体に収容することができない。このため、図７に示す組み付け手順に従って、冷却アセンブリ１０を車体へ組み付ける必要がある。

まず、図７のステップＳ１においては、準備ステップとして、ラジエータ１４を組み付けるべき車体と、冷却アセンブリ１０を準備する。図８に示すように、この際、車体１３は半完成状態で良く、冷却アセンブリ１０をマウントすることができるよう、第１クロスメンバ１２ａ、第２クロスメンバ１２ｂ、固定メンバ１２ｄ等が組み上げられた状態であれば良い。一方、冷却アセンブリ１０は、ラジエータ１４、ファン１６、オイルクーラー１８等がサポート部材２０によって一体化された状態で準備される。また、冷却アセンブリ１０は、ラジエータ１４の板面が概ね鉛直方向に向けられた状態でパレット２４上に載置された状態で準備される。この状態においては、冷却アセンブリ１０を鉛直方向に投影したときの、車両前後方向の長さＬ３は、第１クロスメンバ１２ａと第２クロスメンバ１２ｂの間の距離Ｌ２よりも短くなる。

次に、図７のステップＳ２においては、収容ステップとして、パレット２４を上昇させることにより、冷却アセンブリ１０を、車体１３の下方から、第１クロスメンバ１２ａと第２クロスメンバ１２ｂの間を通って車体の中に収容する。即ち、図８に示す状態では、冷却アセンブリ１０の鉛直方向の投影長さは、第１、第２クロスメンバ間の距離Ｌ２よりも短いため、パレット２４を上昇させると、冷却アセンブリ１０は第１クロスメンバ１２ａと第２クロスメンバ１２ｂの間を通って車体１３の中に収容される。

さらに、パレット２４を適所まで上昇させると、図９に示すように、各サポート部材２０の短辺側の先端に設けられた支持部２０ｃのボルト穴と、第１クロスメンバ１２ａに取り付けられた支持ブラケット２６のボルト穴が整合する。この状態で、支持部２０ｃ及び支持ブラケット２６に夫々設けられたボルト穴にボルト２６ａを通し、これらを締結する。これにより、冷却アセンブリ１０の各支持部２０ｃは、車体１３に対して回動可能に取り付けられる。

さらに、図７のステップＳ３においては、回動ステップとして、冷却アセンブリ１０の上端が車体１３の後方へ移動されるように、車体１３の中に収容された冷却アセンブリ１０を、サポート部材２０の支持部２０ｃを中心に後方へ向けて回動させる。具体的には、冷却アセンブリ１０は、支持部２０ｃと支持ブラケット２６の各ボルト穴に通されたボルト２６ａを中心軸として後方に回動される。ここで、図９に示す状態において、冷却アセンブリ１０の重心は中心軸（ボルト２６ａ）よりも前側にあるため、重力により、冷却アセンブリ１０を前方側に回動させる力が作用している。このため、重力により冷却アセンブリ１０が後方に向けて偶発的に回動され、冷却アセンブリ１０が損傷されるのを防止することができる。

冷却アセンブリ１０を所定位置まで後方に回動させると、冷却アセンブリ１０のラジエータ１４が所定角度後傾し、冷却アセンブリ１０は車体への搭載後の姿勢となる。この状態では、図１０に示すように、オイルクーラー１８をサポート部材２０に連結している上側オイルクーラーブラケット１８ｃの係合部１８ｅ（図４）が、車体１３の固定メンバ１２ｄと当接する。

次いで、図７のステップＳ４においては、固定ステップとして、冷却アセンブリ１０を、車体１３の固定メンバ１２ｄに固定する。具体的には、当接している上側オイルクーラーブラケット１８ｃの係合部１８ｅと、車体１３の固定メンバ１２ｄをボルト２８で締結して、冷却アセンブリ１０を車体１３に固定する。さらに、サポート部材２０の支持部２０ｃと支持ブラケット２６を締結しているボルト２６ａを増し締めし、冷却アセンブリ１０の車体への組み付けを終了する。

本発明の実施形態の冷却装置の組み付け方法によれば、冷却アセンブリ１０を、第１、第２クロスメンバ（１２ａ、１２ｂ）の間を通って収容する収容ステップ（図７のＳ２）と、収容された冷却アセンブリ１０を、サポート部材２０の支持部２０ｃを中心に回動させる回動ステップ（図７のＳ３）を有する。このため、冷却アセンブリ１０を、投影面積の小さい向きで車体の中に収容した（図９）後、所定の方向に回動させる（図９→図１０）ことができるので、大型のラジエータ１４を備えた冷却アセンブリ１０でも容易に車体１３に組み付けることができる。

また、本実施形態の冷却装置の組み付け方法によれば、冷却アセンブリ１０の車幅方向両端部に位置するサポート部材２０の支持部２０ｃ（図４）が、収容ステップ（図７のＳ２）において車体に対して回動可能に取り付けられる（図９）ので、組付けの途中において冷却アセンブリ１０を安定させることができ、冷却アセンブリ１０を適所へ容易に回動させることができる。

さらに、本実施形態の冷却装置の組み付け方法によれば、オイルクーラー１８が冷却アセンブリ１０に備えられている（図４）ので、ラジエータ１４の組み付けと同時にオイルクーラー１８の組み付けも完了することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、上述した実施形態に種々の変更を加えることができる。特に、上述した実施形態においては、冷却アセンブリは、内燃機関、駆動用モータ、及びインホイールモータが搭載された車両に組み付けられていたが、任意の駆動方式を有する車両に本発明を適用することができる。また、上述した実施形態においては、冷却アセンブリとして、ラジエータと、ファン及びオイルクーラーが一体化された冷却装置が使用されていたが、冷却アセンブリはファンやオイルクーラーを備えていなくても良い。

１ 車両
１ａ ボンネット
２ 内燃機関
４ 駆動用モータ
４ａ プロペラシャフト
６ 前輪
８ インホイールモータ
８ａ ワイヤハーネス（高電圧部品）
１０ 冷却アセンブリ（冷却装置）
１２ａ 第１クロスメンバ
１２ｂ 第２クロスメンバ
１２ｃ サイドメンバ
１２ｄ 固定メンバ
１３ 車体
１４ ラジエータ
１４ａ ラジエータタンク
１４ｂ ラジエータコア
１６ ファン
１６ａ フレーム
１６ｂ プロペラ
１８ オイルクーラー
１８ａ 流入管
１８ｂ 流出管
１８ｃ 上側オイルクーラーブラケット
１８ｄ 下側オイルクーラーブラケット
１８ｅ 係合部
２０ サポート部材
２０ａ 上側ブラケット
２０ｂ 下側ブラケット
２０ｃ 支持部
２２ 連結ビーム
２４ パレット
２６ 支持ブラケット
２６ａ ボルト
２８ ボルト

Claims (4)

1. 車両に搭載すべきラジエータを、上記車両の車体前部に取り付けるための冷却装置の組み付け方法であって、
   ラジエータを組み付けるべき車体、及び冷却アセンブリを準備する準備ステップを有し、上記車体は、上記車両下部で車幅方向に延びる第１クロスメンバ、及びこの第１クロスメンバよりも前方、且つ上記車両下部で車幅方向に延びる第２クロスメンバを備え、上記冷却アセンブリは、支持部が設けられたサポート部材、及びこのサポート部材に取り付けられたラジエータを備えており、
   さらに、
   上記冷却アセンブリを、上記車体の下方から、上記第１クロスメンバと上記第２クロスメンバの間を通って上記車体の中に収容する収容ステップと、
   上記冷却アセンブリの上端が上記車体の後方へ移動されるように、上記車体の中に収容された上記冷却アセンブリを、上記サポート部材の支持部を中心に後方へ向けて回動させる回動ステップと、
   所定位置まで回動された上記冷却アセンブリを、上記車体に固定する固定ステップと、
   を有することを特徴とする冷却装置の組み付け方法。
2. 上記サポート部材の支持部は上記冷却アセンブリの車幅方向両端部に位置するように設けられており、上記収容ステップにおいて、上記支持部の各々は、上記車体に対して回動可能に取り付けられる請求項１記載の冷却装置の組み付け方法。
3. 上記冷却アセンブリは、さらに、冷却油を冷却するためのオイルクーラーを有し、上記回動ステップにおいて、上記オイルクーラーは上記ラジエータと共に後方へ向けて回動される請求項１又は２に記載の冷却装置の組み付け方法。
4. 車両の車体前部に設けられた車幅方向に延びる２本のクロスメンバの上方に取り付けられる冷却装置であって、
   冷却アセンブリを有し、この冷却アセンブリは、
   上端が、上記車両の後方側に位置するように、上記車体に後傾して取り付けられるラジエータと、
   このラジエータを上記車体に支持するサポート部材と、を備え、
   上記サポート部材は、上記ラジエータに固定されると共に、上記車体に対して回動可能に取り付け可能な支持部を備え、
   上記車体に取り付けられた状態の上記冷却アセンブリを、鉛直方向に投影したときの、車両前後方向の長さは、上記２本のクロスメンバの間の距離よりも長いことを特徴とする冷却装置。

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