WO2014041961A1 - フロントエンドモジュールの防振構造 - Google Patents

Abstract

　車両前部に搭載される複数の車載部品から車体を介して車室内へ伝播される脈動音／振動を、車体への支持剛性を低減させることなく抑えること。　車両前部に搭載される複数の車載部品(１２),(４０),(４２),(２８)が、熱交換器支持枠(５０)に対し集約して組み立てられるフロントエンドモジュール(FEM)において、複数の車載部品(１２),(４０),(４２),(２８)は、第１周波数帯で振動する第１車載部品(１２),(４０),(４２)と、第１周波数帯より高い周波数域の第２周波数帯で振動する第２車載部品(２８)と、を有する。第１車載部品(１２),(４０),(４２)を、熱交換器支持枠(５０)に対し、第１マウント部材(５１),(５２),(５３)を介して弾性支持した。第２車載部品(２８)を、熱交換器支持枠(５０)に対してリジット固定した。熱交換器支持枠(５０)を、車体に対し、第２マウント部材(５７),(５８)を介して弾性支持した。

Description

フロントエンドモジュールの防振構造

　本発明は、車両前部に搭載される複数の車載部品が、熱交換器支持枠に対し集約して組み立てられたフロントエンドモジュールの防振構造に関する。

　従来、車体前部にほぼ四角形の枠部材であるラジエータコアサポートを設け、このラジエータコアサポートによって囲まれた空間にラジエータを支持する車両用冷却部品支持装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９－２６２８７６号公報

　一方、部品点数の削減、軽量化、コスト低減化と共に、組み立て性と易解体性の両立を図るため、車両前部に搭載される複数の車載部品（ラジエータ以外にコンデンサ、電動ファン、ウォータポンプ等）が、ラジエータコアサポートに対し集約して組み立てられるフロントエンドモジュールが知られている。

　しかしながら、複数の車載部品をラジエータコアサポートに固定し、ラジエータコアサポートを車体に弾性支持しても、複数の車載部品のそれぞれが振動する振動周波数帯が異なるため、十分に防振することができない車載部品が残ってしまい、車室内へ脈動音や振動が伝播される、という問題があった。

　例えば、ラジエータコアサポートを車体に弾性支持するマウント部材を、高周波数帯の振動をダンピングするようにチューニングすると、低周波数帯で振動する車載部品の防振性が損なわれる。逆に、ラジエータコアサポートを車体に弾性支持するマウント部材を、低周波数帯の振動をダンピングするようにチューニングすると、ラジエータコアサポートの支持剛性が低くなり、路面等からの外部加振から新たな振動を生む恐れがあった。

　本発明は、上記問題に着目してなされたもので、車両前部に搭載される複数の車載部品から車体を介して車室内へ伝播される脈動音／振動を、車体への支持剛性を低減させることなく抑えるフロントエンドモジュールの防振構造を提供することを目的とする。

　上記目的を達成するため、本発明は、車両前部に搭載される複数の車載部品が、熱交換器支持枠に対し集約して組み立てられたフロントエンドモジュールを前提とする。
　このフロントエンドモジュールにおいて、前記複数の車載部品は、第１周波数帯で振動する第１車載部品と、前記第１周波数帯より高い周波数域の第２周波数帯で振動する第２車載部品と、を有する。
　前記第１車載部品を、前記熱交換器支持枠に対し、第１マウント部材を介して弾性支持した。
　前記第２車載部品を、前記熱交換器支持枠に対してリジット固定した。
　前記熱交換器支持枠を、車体に対し、第２マウント部材を介して弾性支持した。

　上記のように、第１周波数帯（低周波数帯）で振動する第１車載部品は、第１マウント部材と第２マウント部材を介し、二重防振構造にて車体に弾性支持される。一方、第２周波数帯（高周波数帯）で振動する第２車載部品は、第２マウント部材を介した防振構造にて車体に弾性支持される。
　したがって、第１車載部品が第１周波数帯（低周波数帯）にて部品振動すると、第１車載部品からの振動は、第１マウント部材によりダンピングされ、さらに、第２マウント部材によりダンピングされて車体に伝達され、車体から車室内へ伝播される脈動音や振動が小さく抑えられる。
　一方、第２車載部品が第２周波数帯（高周波数帯）にて部品振動すると、第２車載部品からの振動は、熱交換器支持枠とともに第２マウント部材によりダンピングされて車体に伝達され、車体から車室内へ伝播される脈動音や振動が小さく抑えられる。このとき、熱交換器支持枠を車体に支持する第２マウント部材は、第１周波数帯（低周波数帯）をダンピングする必要がなくバネ定数を高くした硬い部材にすることができるため、車体への支持剛性を低減させることない。
　このように、第１周波数帯（低周波数帯）の部品振動をダンピングする防振構造と、第２周波数帯（高周波数帯）の部品振動をダンピングする防振構造と、を異ならせた。このため、車両前部に搭載される複数の車載部品から車体を介して車室内へ伝播される脈動音／振動を、車体への支持剛性を低減させることなく抑えることができる。

実施例１のフロントエンドモジュールFEMが搭載されたセダンタイプの電気自動車の概略構成を示す斜視図である。 実施例１のフロントエンドモジュールFEMの車載部品を備えたヒートポンプ式空調システム及び高電圧部品冷却システムを示す全体システム構成図である。 実施例１のフロントエンドモジュールFEMの防振構造の詳細構成を示すモータルーム側から視た斜視図である。 実施例１のフロントエンドモジュールFEMの防振構造の詳細構成を示す分解斜視図である。 ヒートポンプ式空調システムの暖房モード選択時における動作を示す暖房モード作用説明図である。 ヒートポンプ式空調システムの冷房モード選択時における動作を示す冷房モード作用説明図である。 高電圧部品冷却システムによる高電圧部品の冷却動作を示す高電圧部品冷却作用説明図である。 実施例１のフロントエンドモジュールFEMの防振構造による車体への振動伝達抑制動作を示す防振作用説明図である。

　以下、本発明のフロントエンドモジュールの防振構造を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

　まず、構成を説明する。
　実施例１のフロントエンドモジュールの防振構造における構成を、「フロントエンドモジュールの車載概要構成」、「フロントエンドモジュールの車載部品を備える全体システム構成」、「フロントエンドモジュールの防振構造詳細構成」に分けて説明する。

　［フロントエンドモジュールの車載概要構成］
　図１は、実施例１のフロントエンドモジュールFEMが搭載されたセダンタイプの電気自動車の概略構成を示す。以下、図１に基づき、フロントエンドモジュールFEMの車載概要構成を説明する。

　実施例１のフロントエンドモジュールFEMが搭載された電気自動車１は、図１に示すように、駆動モータ２と、駆動モータインバータ３と、DC/DCジャンクションボックス４と、バッテリパック５と、充電ポート６と、車載充電器７と、エアコンユニット８と、１２ボルト車載バッテリ９と、を備えている。

　前記駆動モータ２は、減速機を有する走行用駆動源であり、車両前部に設けられたモータルームＭに配置される。この駆動モータ２の図外の出力軸は、駆動輪である左右前輪（左前輪FLのみを図示）に連結される。この駆動モータ２は、駆動モータインバータ３に対して正のトルク指令が出力されている時には、バッテリパック５からの放電電力を使って駆動トルクを発生する駆動動作をし、左右前輪を駆動する（力行）。一方、駆動モータインバータ３に対し負のトルク指令が出力されている時には、左右前輪からの回転エネルギーを電気エネルギーに変換する発電動作をし、発電した電力をバッテリパック５の充電電力とする（回生）。

　前記DC/DCジャンクションボックス４は、DC/DCコンバータを内蔵し、バッテリパック５からの高電圧の放電電力を分配し、１２ボルト電源系システムへの電力供給及び１２ボルト車載バッテリ９への充電を行う。また、このDC/DCジャンクションボックス４は、普通充電リレー及び急速充電リレーを有しており、充電モードに合わせて充電回路の切り替えができるようにしている。

　前記バッテリパック５は、フロアパネルＦの下側である床下空間Ｙであって、ホイールベースの中央部位置に配置される。このバッテリパック５は、駆動モータ２の電力源となると共に、エアコンユニット８の電力源となる。

　前記充電ポート６は、充電スタンドや家庭用充電設備等の車外電源からの充電コネクタが接続される部位であり、車両前部中央位置に設けられると共に、ポートリッド６ａによって開閉可能に覆われている。この充電ポート６は、ここでは普通充電ポート６ｂと、急速充電ポート６ｃと、を有している。前記普通充電ポート６ｂは、家庭用充電設備や普通充電スタンド等による充電時に用いる充電ポートであり、車載充電器７を介してDC/DCジャンクションボックス４に接続されている。前記急速充電ポート６ｃは、急速充電スタンド等による充電時に用いる充電ポートであり、DC/DCジャンクションボックス４に直接接続されている。

　前記エアコンユニット８は、フロアパネルＦの上側、つまり車室Ｒであって、バッテリパック５よりも車両前方側に配置されている。ここでは、モータルームＭと車室Ｒを区画するダッシュパネルＤと、図外のインストルメントパネルとの間に配置される。このエアコンユニット８は、設定温度が得られるように温度調整した温調風を車室Ｒ内へ向かって送風する。

　前記フロントエンドモジュールFEMは、充電ポート６の車両下側であって、車両前部の走行風導入口の車両直後位置に配置される。フロントエンドモジュールFEMの詳細構成については後述する。

　［フロントエンドモジュールの車載部品を備える全体システム構成］
　図２は、実施例１のフロントエンドモジュールFEMの車載部品を備えたヒートポンプ式空調システム及び高電圧部品冷却システムを示す全体システム構成図である。以下、図２に基づき、フロントエンドモジュールFEMの車載部品を備える全体システム構成を説明する。

　前記ヒートポンプ式空調システムは、図２に示すように、ダッシュパネルＤを挟んで車室ＲとモータルームＭに分けられ、車室Ｒ内には、エアコンユニット８が配置される。一方、モータルームＭ内には、電動コンプレッサ１０と、マフラー１１と、室外熱交換器１２と、アキュムレータ１３と、３方向弁１４と、冷房用絞り１５と、電磁弁１６と、暖房用絞り１７と、が配置される。

　前記エアコンユニット８は、ユニットケース２０内に、内外気切替ドア２１と、ブロワファン２２と、エバポレータ２３と、モード切替ドア２４と、コンデンサ２５と、ＰＴＣヒータ２６と、を備える。

　前記ブロワファン２２は、ファンモータ２７により回転駆動され、内外気切替ドア２１により選択された内気あるいは外気を導入し、エバポレータ２３等が設けられた下流側に向かって送風する。

　前記エバポレータ２３（蒸発器）は、ブロワファン２２の下流位置に配置され、「冷房モード」の選択時、低温・低圧の液状冷媒を蒸発させて吸熱する機能を発揮する。

　前記モード切替ドア２４は、エバポレータ２３の下流位置に配置され、「暖房モード」の選択時、送風がコンデンサ２５を通るように開く側とされ、「冷房モード」の選択時、送風がコンデンサ２５を通らないように閉じる側とされる。

　前記コンデンサ２５（凝縮器）は、エバポレータ２３及びモード切替ドア２４の下流位置に配置され、「暖房モード」の選択時、高温・高圧のガス冷媒を凝縮させて放熱する機能を発揮する。

　前記ＰＴＣヒータ２６は、コンデンサ２５の下流位置に配置され、例えば、寒冷地仕様である場合にのみ付加される補助熱源である。つまり、ヒートポンプ式空調システムの場合、コンデンサ２５をユニットケース２０内に配置して暖房熱源としているため、寒冷地以外の仕様では、特にＰＴＣヒータ２６を要さない。

　前記電動コンプレッサ１０は、モータ駆動による圧縮機であり、アキュムレータ１３から冷媒吸入管３０を介して送られる低温・低圧のガス冷媒を圧縮し、高温・高圧のガス冷媒とし、コンプレッサ側冷媒吐出管３１に送り出す。

　前記マフラー１１は、電動コンプレッサ１０から吐出された冷媒の脈動を抑制する脈動抑制手段であり、電動コンプレッサ１０からコンプレッサ側冷媒吐出管３１を介して送られる高温・高圧のガス冷媒が有する圧力変動である脈動を抑え、コンデンサ側冷媒吐出管３２に送り出す。

　前記室外熱交換器１２は、車両前部位置に配置され、熱交換面の車両後方位置にクーリングファンユニット２８を備える。この室外熱交換器１２には、コンデンサ２５から冷媒管３３，３４を介して冷媒が送られ、冷媒管３５，３６を介してアキュムレータ１３に送り出す、あるいは、冷媒管３５，３７，３８を介してエバポレータ２３に送り出す。すなわち、室外熱交換器１２は、暖房モードでエバポレータ（吸熱）になり、冷房モードでコンデンサ（放熱）になるというように、条件によってエバポレータにもコンデンサにもなる熱交換器である。

　前記アキュムレータ１３は、室外熱交換器１２あるいはエバポレータ２３から送られる気液混合冷媒をガス冷媒と液状冷媒とに分離し、分離したガス冷媒を、冷媒吸入管３０を介して電動コンプレッサ１０に送る。

　前記３方向弁１４は、冷媒管３５と冷媒管３６を連通する冷媒経路と、冷媒管３５と冷媒管３７を連通する冷媒経路と、を切り替える弁である。

　前記冷房用絞り１５は、「冷房モード」の選択時、室外熱交換器１２から冷媒管３５，３７を介して送られる冷媒を膨張させて低温・低圧の液状冷媒とし、冷媒管３８を介してエバポレータ２３へ送る。

　前記電磁弁１６は、冷媒管３３，３４の間に暖房用絞り１７と並列配置され、暖房用絞り１７を通す冷媒経路（弁閉）と、絞り効果を無くす冷媒経路（弁開）を切り替える弁である。

　前記暖房用絞り１７は、「暖房モード」の選択時、コンデンサ２５から冷媒管３３を介して送られる冷媒を膨張させて低温・低圧の液状冷媒とし、冷媒管３４を介して室外熱交換器１２へ送る。

　前記高電圧部品冷却システムは、図２に示すように、ラジエータ４０と、エア抜きタンク４１と、第１電動ウォータポンプ４２と、第２電動ウォータポンプ４３と、を備える。

　前記ラジエータ４０は、高電圧部品（駆動モータ２、駆動モータインバータ３、DC/DCジャンクションボックス４、車載充電器７）の冷却水を外気との熱交換により空冷する熱交換器である。なお、ラジエータ４０には、冷却水出口管４４と冷却水入口管４８が連結される。

　前記エア抜きタンク４１は、ラジエータ４０から冷却水出口管４４を通って第１電動ウォータポンプ４２に吸い込まれる冷却水に含まれる空気泡を抜くタンクである。

　前記第１電動ウォータポンプ４２は、エア抜きタンク４１の下部位置に配置され、エア抜きタンク４１からの冷却水管４５を介して吸い込んだ冷却水を、冷却水管４６へ圧送する。

　前記第２電動ウォータポンプ４３は、フロントフェンダーの内側位置に配置され、第１電動ウォータポンプ４２からの冷却水管４６を介して吸い込んだ冷却水を、冷却水管４７へ圧送する。すなわち、２つの電動ウォータポンプ４２，４３のうち、一方のポンプが故障した場合、他方のポンプを増速させて流量を補うことができるようにしている。

　［フロントエンドモジュールの防振構造詳細構成］
　図３及び図４は、実施例１のフロントエンドモジュールFEMの防振構造の詳細構成を示す図である。以下、図３及び図４に基づき、フロントエンドモジュールFEMの防振構造詳細構成を説明する。

　前記フロントエンドモジュールFEMは、図３及び図４に示すように、熱交換器支持枠５０と、室外熱交換器１２（第１車載部品）と、ラジエータ４０（第１車載部品）と、第１電動ウォータポンプ４２（第１車載部品）と、クーリングファンユニット２８（第２車載部品）と、を備えている。
　このフロントエンドモジュールFEMは、車両前部に搭載される複数の車載部品（室外熱交換器１２、ラジエータ４０、第１電動ウォータポンプ４２、クーリングファンユニット２８）を、熱交換器支持枠５０をに対し集約して組み立てたモジュールである。予め組み立てられたフロントエンドモジュールFEMは、電気自動車１の組み立てラインに供給され、モジュール形態のままで車体骨格に組み付けられる。

　前記熱交換器支持枠５０は、サポートアッパ部５０ａと、サポートロア部５０ｂと、サポートサイド部５０ｃ，５０ｄと、により方形枠状に構成され、方形枠に囲まれた空間の中央部には、車両上下方向にセンタープレート５０ｅが設定されている。
　この熱交換器支持枠により囲まれる空間位置のうち、クーリングファンユニット２８に近い位置（車体内側位置）に室外熱交換器１２を配置し、遠い位置（車体外側位置）にラジエータ４０を配置する。すなわち、室外熱交換器１２及びラジエータ４０を、それぞれの熱交換面を車両前後方向に並べて配置している。
　そして、熱交換器支持枠５０を、クーリングファンユニット２８に近い位置にラジエータ４０を配置し、遠い位置に室外熱交換器１２を配置することが可能なように、車両前後方向位置を相互に交換可能な兼用枠構造としている。

　前記複数の車載部品は、第１周波数帯（低周波数帯）で振動する第１車載部品（室外熱交換器１２、ラジエータ４０、第１電動ウォータポンプ４２）と、第１周波数帯より高い周波数域の第２周波数帯（高周波数帯）で振動する第２車載部品（クーリングファンユニット２８）と、を有する。
　ここで、第１周波数帯及び第２周波数帯とは、例えば、複数の車載部品のそれぞれの振動周波数を測定したとき、振動周波数が最も離れている車載部品間の周波数帯に境界周波数を設定し、境界周波数より低い低周波数帯を第１周波数帯とし、境界周波数より高い高周波数帯を第２周波数帯とする。

　前記第１車載部品として分けられた室外熱交換器１２、ラジエータ４０、第１電動ウォータポンプ４２を、熱交換器支持枠５０に対し、第１周波数帯（低周波数帯）の部品振動をダンピングする第１マウント部材（低周波マウント部材）を介して弾性支持する。

　前記室外熱交換器１２の枠支持は、両サイドタンクの上下位置にモータルームＭ側に突出する弾性突起５１（第１マウント部材）を設定し、熱交換器支持枠５０のサポートサイド部５０ｃ，５０ｄに対し４箇所にて押付け固定することで弾性支持する。なお、室外熱交換器１２は、熱交換器支持枠５０に固定される外側のラジエータ４０との接触により位置が規定される。

　前記ラジエータ４０の枠支持は、両サイドタンクの上下位置に車幅方向に突出するボルト穴付きブラケットを設け、熱交換器支持枠５０のサポートサイド部５０ｃ，５０ｄのスタッドボルトに対して差し込み、ナットにより締め付け固定する。このとき、ボルト穴付きブラケットとサポートサイド部５０ｃ，５０ｄの間に弾性リング５２（第１マウント部材）を介装することで弾性支持する。

　前記第１電動ウォータポンプ４２の枠支持は、ボルト穴付きポンプブラケットを設け、熱交換器支持枠５０のサポートサイド部５０ｃのスタッドボルトに対して差し込み、ナットにより締め付け固定する。このとき、ボルト穴付きポンプブラケットとサポートサイド部５０ｃの間に弾性リング５３（第１マウント部材）を介装することで弾性支持する。

　前記第２車載部品として分けられたクーリングファンユニット２８を、熱交換器支持枠５０に対してリジット固定する。

　ここで、クーリングファンユニット２８は、電動２連クーリングファン構造であり、図３に示すように、樹脂製シュラウド２８ａと、ファンコントロールモジュール２８ｂと、２つのファンモータ２８ｃと、２つのクーリングファン２８ｄと、を有して構成される。

　前記クーリングファンユニット２８の枠固定は、樹脂製シュラウド２８ａを熱交換器支持枠５０のサポートアッパ部５０ａとサポートロア部５０ｂにボルト固定することでなされる。

　なお、ラジエータ４０の外側位置（車両最前方位置）には、図４に示すように、ラジエータ４０と室外熱交換器１２を覆うようにチッピングガード５４が配置され、このチッピングガード５４も熱交換器支持枠５０に固定される。すなわち、チッピングガード５４を含めてフロントエンドモジュールFEMが構成される。

　前記フロントエンドモジュールFEMを車体に組み付ける際は、熱交換器支持枠５０を、図３及び図４に示すように、フロントクロスメンバアッパ５５（車体）及びフロントクロスメンバロア５６（車体）に対し、第２周波数帯（高周波数帯）の部品振動をダンピングする第２マウント部材（高周波マウント部材）を介して弾性支持する。

　前記熱交換器支持枠５０のアッパ支持は、フロントクロスメンバアッパ５５にボルト穴付きメンバブラケットを設け、熱交換器支持枠５０のサポートアッパ部５０ａのスタッドボルトに対して差し込み、ナットにより締め付け固定する。このとき、ボルト穴付きメンバブラケットとサポートアッパ部５０ａの間に弾性リング５７（第２マウント部材）を介装することで弾性支持する。熱交換器支持枠５０のロア支持は、サポートロア部５０ｂの下面に下方に突出する弾性突起５８（第２マウント部材）を設け、フロントクロスメンバロア５６の支持面に押し付けることで弾性支持する。

　次に、作用を説明する。
　実施例１のフロントエンドモジュールFEMの防振構造における作用を、「ヒートポンプ式空調作用」、「高電圧部品冷却作用」、「フロントエンドモジュールの防振作用」に分けて説明する。

　［ヒートポンプ式空調作用］
　ヒートポンプ式空調システムは、空調モードとして、「暖房モード」と「冷房モード」に大別することができる。以下、図５及び図６に基づいて、各モードでのヒートポンプ式空調作用を説明する。

　まず、電気自動車の空調装置として、ヒートポンプ式空調システムが搭載された理由を説明する。
　車両の空調装置としては、車室内にエバポレータのみが配置され、車室外にコンデンサが配置された冷房専用空調システムが一般的である。しかし、冷房専用空調システムを電気自動車に搭載すると、暖房熱源としてエンジン廃熱を利用できないため、ＰＴＣヒータ等の暖房熱源を設ける必要があり、「暖房モード」のとき、バッテリエネルギーの消費量が大きくなり、その分、実走行距離が低下する。
　すなわち、電気自動車の空調装置として、冷媒を利用して暖房熱源を確保できるヒートポンプ式空調システムを搭載することで、暖房必要時に実走行距離の向上が図られることによる。

　＊暖房モード（図５）
　「暖房モード」の選択時には、３方向弁１４は、冷房用絞り１５を迂回する経路を選択し、電磁弁１６は、弁閉として暖房用絞り１７を使う経路を選択する。また、モード切替ドア２４は、送風がコンデンサ２５を通るように開く側とされる。

　「暖房モード」では、電動コンプレッサ１０において、アキュムレータ１３から送られるガス冷媒を圧縮し、高温・高圧のガス冷媒とする。そして、電動コンプレッサ１０で高温・高圧とされたガス冷媒は、図５に矢印に示すように、マフラー１１を経由し、コンデンサ２５に入り、高温・高圧のガス冷媒を凝縮させて放熱する。このコンデンサ２５からの放熱を車室Ｒ内に送風し、車室Ｒ内の空気に熱を与え、車室内温度を上昇させて暖房する。

　そして、凝縮された冷媒は、暖房用絞り１７を通り、低温・低圧の液状冷媒となり、室外熱交換器１２において、低温・低圧の液状冷媒を蒸発させて吸熱する。この室外熱交換器１２が、エバポレータとして機能し、空気中の熱を汲み上げることで“ヒートポンプ”と呼ばれる。
　なお、室外熱交換器１２において吸熱する「暖房モード」では、室外熱交換器１２の外側にラジエータ４０を配置した方が、ラジエータ４０の外側に室外熱交換器１２を配置するより吸熱効率が高いことにより、クーリングファンユニット２８に近い側に室外熱交換器１２を配置している。ちなみに、冷房専用空調システムでは、クーリングファンユニットに近い側にラジエータが配置され、遠い側にコンデンサが配置される。

　＊冷房モード（図６）
　「冷房モード」の選択時には、３方向弁１４は、冷房用絞り１５を通過する経路を選択し、電磁弁１６は、弁開として暖房用絞り１７を使わない経路を選択する。また、モード切替ドア２４は、送風がコンデンサ２５を通らないように閉じる側とされる。

　「冷房モード」では、電動コンプレッサ１０において、アキュムレータ１３から送られるガス冷媒を圧縮し、高温・高圧のガス冷媒とする。そして、電動コンプレッサ１０で高温・高圧とされたガス冷媒は、図６に矢印に示すように、マフラー１１を経由し、コンデンサ２５に入るが、モード切替ドア２４を閉じているため、熱交換が行われず、そのまま開いた電磁弁１６を通過し、車外熱交換器１２に入る。車外熱交換器１２においては、高温・高圧のガス冷媒を凝縮させて放熱し（コンデンサ機能）、常温・高圧の気液混合冷媒とし、次の冷房用絞り１５において、膨張させて低温・低圧の液状冷媒とする。そして、車室Ｒ内に配置したエバポレータ２３において、低温・低圧の液状冷媒を蒸発させて吸熱し、車室Ｒ内の空気から熱を奪い、車室内温度を低下させて冷房する。

　なお、「暖房モード」や「冷房モード」のとき、車外熱交換器１２は、内部経路を通過する冷媒の圧力変動により、低周波数帯の振動周波数により振動する。

　［高電圧部品冷却作用］
　電気自動車は、高温になる高電圧部品が搭載されているため、高電圧部品を冷却するポンプ強制循環方式による高電圧部品冷却システムを搭載している。以下、図７に基づき、高電圧部品冷却作用を説明する。

　第１電動ウォータポンプ４２と第２電動ウォータポンプ４３を作動させると、図７に示すように、第１電動ウォータポンプ４２→第２電動ウォータポンプ４３→車載充電器７→DC/DCジャンクションボックス４→駆動モータインバータ３→駆動モータ２→ラジエータ４０→エア抜きタンク４１へと循環する冷却水循環経路が形成される。
　したがって、第１電動ウォータポンプ４２及び第２電動ウォータポンプ４３により圧送された冷却水により、車載充電器７、DC/DCジャンクションボックス４、駆動モータインバータ３、駆動モータ２から熱を奪い、これらの高電圧部品が所定温度以上の高温にならないように制御される。
　そして、複数の高電圧部品から熱を奪うことで高温となった冷却水は、ラジエータ４０に入り、外気との熱交換により空冷され、再び第１電動ウォータポンプ４２及び第２電動ウォータポンプ４３により複数の高電圧部品に向かって圧送される。

　この冷却水循環時、ラジエータ４０と第１電動ウォータポンプ４２は、内部経路を通過する冷却水の圧力変動により、低周波数帯の振動周波数により振動する。

　［フロントエンドモジュールの防振作用］
　上記のように、車外熱交換器１２とラジエータ４０と第１電動ウォータポンプ４２は、低周波数帯の振動周波数により振動する。一方、モータによりファンを高回転させているクーリングファンユニット２８は、高周波数帯の振動周波数により振動する。よって、高い防振性能を得るには、異なる周波数帯の振動を有効に抑える工夫を要する。以下、図８に基づき、これを反映するフロントエンドモジュールFEMの防振作用を説明する。

　まず、電気自動車の場合、フロントエンドモジュールに対して高い防振性能が要求される理由を説明する。
　例えば、エンジン車のフロントエンドモジュールの場合には、ラジエータコアサポートに対しラジエータとコンデンサを固定し、ラジエータコアサポートを車体に弾性支持するだけで、要求される防止性能を達成できる。しかし、電気自動車のフロントエンドモジュールの場合には、走行駆動源である駆動モータの音がエンジンに比べて遙かに低いため、車体を介して車室内に伝播される脈動音や振動が、エンジン車に比べて目立つ。よって、車室内の静粛性を確保するためには、フロントエンドモジュールに対し高い防振性能が要求される。

　次に、バネマス系で振動を減衰させるには、振動するものの周波数に対して、十分小さい周波数にすることで減衰させるものであり、低周波数振動部品（熱交換器等）も高周波数振動部品（ファン）も周波数を低くするようにするのがダンピングの前提である。フロントエンドモジュールについても、同様に、振動する部品のバネマス系の周波数を十分小さくして減衰させるものである。ここで、低周波数振動する部品と高周波振動する部品とを１つの枠に固定し、その枠を車体に弾性支持するものを比較例とする。
　この比較例の場合、低周波数振動部品及び高周波振動部品の有効な振動減衰と、車体への支持剛性の確保と、が両立できない。
　すなわち、車載部品の共振周波数ｆは、
ｆ＝1/2π（√ｋ/ｍ）
但し、ｋ：マウント部材のゴム硬度等で決まるバネ定数、ｍ：質量
であらわされる。上記式から明らかなように、低周波数にするには、バネ定数ｋを小さく（低く）すれば良い。しかし、バネ定数ｋを低くするということは、剛性が低くなってしまう。フロントエンドモジュールの支持剛性を下げてしまうと、それ自体の振動は減衰できても、フロントエンドモジュール自体が、例えば、路面入力などで、振動してしまうというように、別の振動系による振動問題が発生してしまう。
　したがって、枠を車体に弾性支持するマウント部材のゴムを軟く（バネ定数を低く）すると、車体への支持剛性が低くなるし、逆に、枠を車体に弾性支持するマウント部材のゴムを硬く（バネ定数を高く）すると、低周波数振動部品の振動を減衰できない。

　これに対し、実施例１では、図８に示すように、第１周波数帯（低周波数帯）で振動する第１車載部品１２，４０，４２を、第１マウント部材（弾性支持Ａ）と熱交換器支持枠５０と第２マウント部材（弾性支持Ｂ）を介し、二重防振構造にて車体に弾性支持する。一方、第２周波数帯（高周波数帯）で振動する第２車載部品２８を、熱交換器支持枠５０にリジット固定し、熱交換器支持枠５０と第２マウント部材（弾性支持Ｂ）を介した防振構造にて車体に弾性支持する、という構成を採用した。

　したがって、第１車載部品１２，４０，４２が第１周波数帯（低周波数帯）にて部品振動すると、第１車載部品１２，４０，４２からの振動は、第１マウント部材（弾性支持Ａ：低周波ダンピング）によりダンピングされ、さらに、第２マウント部材（弾性支持Ｂ：高周波ダンピング部材）によりダンピングされて車体に伝達され、車体から車室Ｒ内へ伝播される脈動音や振動が小さく抑えられる。

　一方、第２車載部品２８が第２周波数帯（高周波数帯）にて部品振動すると、第２車載部品２８からの振動は、熱交換器支持枠５０とともに第２マウント部材（弾性支持Ｂ：高周波ダンピング部材）によりダンピングされて車体に伝達され、車体から車室内へ伝播される脈動音や振動が小さく抑えられる。このとき、熱交換器支持枠５０を車体に支持する第２マウント部材は、第１周波数帯（低周波数帯）をダンピングする必要がなくバネ定数を高くした硬い部材にすることができるため、車体への支持剛性を低減させることがない。
　このように、第１周波数帯（低周波数帯）の部品振動をダンピングする防振構造と、第２周波数帯（高周波数帯）の部品振動をダンピングする防振構造と、を異ならせた。このため、車両前部に搭載される複数の車載部品１２，４０，４２，２８から車体を介して車室Ｒ内へ伝播される脈動音／振動が、車体への支持剛性を低減させることなく抑えられる。

　実施例１では、第１マウント部材を、第１周波数帯（低周波数帯）の部品振動をダンピングするようにバネ定数が低くチューニングされた低周波ダンピング部材とし、第２マウント部材を、第２周波数帯（高周波数帯）の部品振動をダンピングするようにバネ定数が高くチューニングされた高周波ダンピング部材とする構成を採用した。

　すなわち、低周波数振動部品（室外熱交換器１２等）は、第１マウント部材によるバネ定数の低いバネでダンピング、つまり、減衰させることができる。加えて、第２マウント部材によるバネ定数の高いバネで二重防振しているので、室外熱交換器１２等の低周波数振動に含まれる高周波数振動成分も減衰できる。一方、高周波振動部品（クーリングファンユニット２８）は、熱交換器支持枠５０にリジット固定することでバネマス系のマス上げする（熱交換器等も含めた枠全体のマス）とともに、モジュールとして組み立てられた枠全体を十分支持可能な剛性を保ちつつ、低周波用バネに比べてバネ定数の高いバネでダンピング、つまり、減衰させることができる。この結果、高/低周波振動部品からの振動を共にダンピングできる。
　したがって、車両前部に搭載される第１車載部品１２，４０，４２と第２車載部品２８から車体を介して車室Ｒ内へ伝播される脈動音／振動の抑制と、車体への支持剛性の確保と、が両立される。加えて、第１車載部品１２，４０，４２の低周波数振動に含まれる高周波数振動成分も減衰される。

　実施例１では、第１車載部品として、高電圧部品２，３，４，７の冷却水を空冷するラジエータ４０と、車載空調システムの室外熱交換器１２と、ラジエータ４０からの冷却水を高電圧部品２，３，４，７に圧送する第１電動ウォータポンプ４２と、を有する。そして、第２車載部品として、熱交換器支持枠５０に対してリジット固定されるクーリングファンユニット２８を有する。
　したがって、高電圧部品２，３，４，７が搭載された電気自動車において、車両前部に搭載される複数の車載部品１２，４０，４２，２８から車体を介して車室Ｒ内へ伝播される脈動音／振動が抑えられる。

　実施例１では、ラジエータ４０及び室外熱交換器１２を、熱交換器支持枠５０により囲まれる空間位置に、熱交換面を車両前後方向に並べて配置した。そして、熱交換器支持枠５０を、ラジエータ４０と室外熱交換器１２の車両前後方向位置を相互に交換可能な兼用枠構造とした。
　冷房専用空調システムを搭載する車両と、ヒートポンプ式空調システムを搭載する車両とでは、２つの熱交換器の車両前後方向位置が異なるため、熱交換器支持枠も２つの熱交換器の配列に応じて用意する必要がある。
　これに対し、熱交換器支持枠５０を兼用枠構造としたことで、冷房専用空調システムを搭載する車両であっても、ヒートポンプ式空調システムを搭載する車両であっても、同じ熱交換器支持枠５０を共通して用いることができる。

　次に、効果を説明する。
　実施例１のフロントエンドモジュールFEMの防振構造にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

　(1) 車両前部に搭載される複数の車載部品１２，４０，４２，２８が、熱交換器支持枠５０に対し集約して組み立てられたフロントエンドモジュールFEMにおいて、
　前記複数の車載部品１２，４０，４２，２８を、第１周波数帯で振動する第１車載部品１２，４０，４２と、前記第１周波数帯より高い周波数域の第２周波数帯で振動する第２車載部品２８と、に分け、
　前記第１車載部品１２，４０，４２を、前記熱交換器支持枠５０に対し、第１マウント部材５１，５２，５３を介して弾性支持し、
　前記第２車載部品２８を、前記熱交換器支持枠５０に対してリジット固定し、
　前記熱交換器支持枠５０を、車体（フロントクロスメンバアッパ５５、フロントクロスメンバロア５６）に対し、第２マウント部材５７，５８を介して弾性支持した（図８）。
　このため、車両前部に搭載される複数の車載部品１２，４０，４２，２８から車体を介して車室Ｒ内へ伝播される脈動音／振動を、車体への支持剛性を低減させることなく抑えることができる。

　(2) 前記第１マウント部材を、前記第１周波数帯（低周波数帯）の部品振動をダンピングするようにバネ定数が低くチューニングされた低周波ダンピング部材とし、
　前記第２マウント部材を、前記第２周波数帯（高周波数帯）の部品振動をダンピングするようにバネ定数が高くチューニングされた高周波ダンピング部材とした（図８）。
　このため、(1)の効果に加え、車両前部に搭載される第１車載部品１２，４０，４２と第２車載部品２８から車体を介して車室Ｒ内へ伝播される脈動音／振動の抑制と、車体への支持剛性の確保と、を両立することができる。加えて、第１車載部品１２，４０，４２の低周波数振動に含まれる高周波数振動成分を減衰できる。

　(3) 車両は、高電圧部品２，３，４，７が搭載された電気自動車１であり、
　前記第１車載部品として、前記高電圧部品２，３，４，７の冷却水を空冷するラジエータ４０と、車載空調システム（ヒートポンプ式空調システム）の室外熱交換器１２と、前記ラジエータ４０からの冷却水を前記高電圧部品２，３，４，７に圧送する電動ウォータポンプ（第１電動ウォータポンプ４２）と、を有し、
　前記第２車載部品として、前記熱交換器支持枠５０に対してリジット固定されるクーリングファンユニット２８を有する（図３、図４）。
　このため、(1)又は(2)の効果に加え、高電圧部品２，３，４，７が搭載された電気自動車において、車両前部に搭載される複数の車載部品１２，４０，４２，２８から車体を介して車室Ｒ内へ伝播される脈動音／振動を抑えることができる。

　(4) 前記ラジエータ４０及び前記室外熱交換器１２を、前記熱交換器支持枠５０により囲まれる空間位置に、熱交換面を車両前後方向に並べて配置し、
　前記熱交換器支持枠５０を、前記ラジエータ４０と前記室外熱交換器１２の車両前後方向位置を相互に交換可能な兼用枠構造とした（図４）。

　このため、(3)の効果に加え、冷房専用空調システムを搭載する車両とヒートポンプ式空調システムを搭載する車両のように、２つの熱交換器の車両前後方向配列が異なる車両であっても、同じ熱交換器支持枠５０を共通して用いることができる。

　以上、本発明のフロントエンドモジュールの防振構造を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

　実施例１では、フロントエンドモジュールFEMの複数の車載部品として、ラジエータ４０、室外熱交換器１２、第１電動ウォータポンプ４２、クーリングファンユニット２８とする例を示した。しかし、フロントエンドモジュールの複数の車載部品としては、これらの車載部品に限られるものではなく、例えば、空冷インタークーラや空冷オイルクーラやヘッドランプや充電ポート等のように、他の車載部品を加えたり、置き換えたりする例としても良い。

　実施例１では、本発明のフロントエンドモジュールの防振構造を電気自動車に適用する例を示した。しかし、本発明のフロントエンドモジュールの防振構造は、電気自動車以外に、ハイブリッド車やエンジン車に適用できるのは勿論である。

関連出願の相互参照

　本出願は、２０１２年９月１４日に日本国特許庁に出願された特願２０１２－２０２４７３に基づいて優先権を主張し、その全ての開示は完全に本明細書で参照により組み込まれる。

Claims (4)

1. 　車両前部に搭載される複数の車載部品が、熱交換器支持枠に対し集約して組み立てられたフロントエンドモジュールにおいて、
   　前記複数の車載部品は、第１周波数帯で振動する第１車載部品と、前記第１周波数帯より高い周波数域の第２周波数帯で振動する第２車載部品と、を有し、
   　前記第１車載部品を、前記熱交換器支持枠に対し、第１マウント部材を介して弾性支持し、
   　前記第２車載部品を、前記熱交換器支持枠に対してリジット固定し、
   　前記熱交換器支持枠を、車体に対し、第２マウント部材を介して弾性支持した
   　ことを特徴とするフロントエンドモジュールの防振構造。
2. 　請求項１に記載されたフロントエンドモジュールの防振構造において、
   　前記第１マウント部材を、前記第１周波数帯（低周波数帯）の部品振動をダンピングするようにバネ定数が低くチューニングされた低周波ダンピング部材とし、
   　前記第２マウント部材を、前記第２周波数帯（高周波数帯）の部品振動をダンピングするようにバネ定数が高くチューニングされた高周波ダンピング部材とした
   　ことを特徴とするフロントエンドモジュールの防振構造。
3. 　請求項１又は２に記載されたフロントエンドモジュールの防振構造において、
   　車両は、高電圧部品が搭載された電気自動車であり、
   　前記第１車載部品として、前記高電圧部品の冷却水を空冷するラジエータと、車載空調システムの室外熱交換器と、前記ラジエータからの冷却水を前記高電圧部品に圧送する電動ウォータポンプと、を有し、
   　前記第２車載部品として、前記熱交換器支持枠に対してリジット固定されるクーリングファンユニットを有する
   　ことを特徴とするフロントエンドモジュールの防振構造。
4. 　請求項３に記載されたフロントエンドモジュールの防振構造において、
   　前記ラジエータ及び前記室外熱交換器を、前記熱交換器支持枠により囲まれる空間位置に、熱交換面を車両前後方向に並べて配置し、
   　前記熱交換器支持枠を、前記ラジエータと前記室外熱交換器の車両前後方向位置を相互に交換可能な兼用枠構造とした
   　ことを特徴とするフロントエンドモジュールの防振構造。

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