JP2017056838A

JP2017056838A - 車両

Info

Publication number: JP2017056838A
Application number: JP2015183287A
Authority: JP
Inventors: 田中　義輝; Yoshiteru Tanaka; 義輝田中; 義泰石川; Yoshiyasu Ishikawa; 慎紋谷; Makoto Monya
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-09-16
Filing date: 2015-09-16
Publication date: 2017-03-23

Abstract

【課題】車両走行時における空気抵抗の増加を抑えつつエンジンルーム後部を好適に冷却することのできる車両を提供する。【解決手段】車両１０は、前端に設けられたフロントグリル１３と、エンジンルーム１２内におけるフロントグリル１３と隣り合う位置に設けられたラジエータ１４と、ラジエータ１４の後方側の部分に取り付けられた冷却ファン１５と、エンジンルーム１２内における冷却ファン１５よりも後方側に載置されたエンジン１１と、を備える。エンジンルーム１２内には、エンジン１１を迂回して後方に向けて延びる形状の導風ダクト２０が配置されている。導風ダクト２０は、冷却ファン１５とエンジン１１との間の、車両前後方向において冷却ファン１５とオーバーラップする位置で、前方に向けて導入口２１が開口する形状である。【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンルーム内に熱交換器と送風ファンとが設けられた車両に関するものである。

自動車などの車両の前部は、エンジンが載置されたエンジンルームになっていることが多い。そうした車両の前端にはフロントグリルが設けられており、フロントグリルよりも後方側において同フロントグリルと隣接する位置には、熱交換器（ラジエータや、冷房装置のコンデンサ）が配置されている。そして、車両走行時には、フロントグリルを介してエンジンルーム内に流入する走行風（空気）によって熱交換器が冷却される。

また、熱交換器の後方側の部分には冷却ファンが取り付けられており、この冷却ファンが回転駆動されることによってエンジンルーム内に流入する空気の流れが生成される。そして、冷却ファンによって生成される空気の流れにより、車両の停止時や低速走行時において熱交換器が冷却されるようになる。

さらに特許文献１に記載の車両には、熱交換器と車両幅方向において並ぶ位置において開口して、エンジンルーム内に流入する空気（走行風）をエンジンを迂回して流す形状のダクトが設けられている。こうしたダクトを設けることにより、走行風がエンジンルーム内におけるエンジンよりも後方側の部分（以下、エンジンルーム後部）に導入されるようになるため、エンジンよりも前方側に設けられた熱交換器だけでなく、エンジンルーム後部に配置された構成部品（バッテリやエンジン排気系など）が冷却される。

特開２００７−５５２７４号公報

ここで、車両走行時には、エンジンルーム内の狭い空間を空気が通過することによって空気抵抗が発生する。そして、エンジンルーム内に流入する空気の量が多くなるほど、そうした車両走行時における空気抵抗は大きくなってしまう。

特許文献１に記載の車両では、エンジンルーム後部に配置された構成部品を冷却するためとはいえ、熱交換器と車両幅方向において並ぶ位置において開口するダクトが設けられるために、エンジンルーム内に空気を取り込むための取り込み口が増えてしまう。これにより、エンジンルーム内に流入する空気の量が増えるため、車両走行時における空気抵抗の増加を招いてしまう。

本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両走行時における空気抵抗の増加を抑えつつエンジンルーム後部を好適に冷却することのできる車両を提供することにある。

上記課題を解決するための車両は、車両の前端に設けられてエンジンルーム内に空気を取り込むフロントグリルと、前記エンジンルーム内における前記フロントグリルよりも車両後方側において同フロントグリルと隣り合う位置に設けられた熱交換器と、を備える。また上記車両は、熱交換器における車両後方側の部分に取り付けられており、車両後方に向けて送風する冷却ファンと、前記エンジンルーム内における前記冷却ファンよりも車両後方側に載置されたエンジンと、を備える。さらに上記車両は、前記エンジンルーム内に配置されており、前記エンジンを迂回して車両後方に向けて延びるとともに、前記冷却ファンと前記エンジンとの間の、車両前後方向において前記冷却ファンとオーバーラップする位置で、車両前方に向けて導入口が開口する形状の導風ダクトを備える。

上記車両の走行時には、フロントグリルおよび熱交換器を通過してエンジンルーム内に流入する走行風（空気）の一部が、導風ダクトによってエンジンを迂回するように、エンジンルームにおけるエンジンよりも車両後方側の部分（以下、エンジンルーム後部）に案内される。また、上記車両の停止時や低速走行時には、冷却ファンの回転駆動によって生成されてフロントグリルおよび熱交換器を通過した空気の流れの一部が、導風ダクトによってエンジンを迂回するように、エンジンルーム後部に案内される。したがって上記車両によれば、熱源であるエンジンを迂回した比較的低温の空気の流れによって、エンジンルーム後部を好適に冷却することができる。しかも、導風ダクトの導入口が、車両前後方向において冷却ファンとオーバーラップする位置において開口している。そのため、導風ダクトが設けられているとはいえ、エンジンルーム内に空気を取り込むための取り入れ口が増えないためにエンジンルーム内に流入する空気の量の増加を抑えることができ、車両走行時における空気抵抗の増加を抑えることができる。このように上記車両によれば、車両走行時における空気抵抗の増加を抑えつつエンジンルーム後部を好適に冷却することができる。

一実施形態の車両の概略構成を示す略図。同車両のエンジンルームにおける導風ダクトおよびその周辺の構造を示す斜視図。導風ダクトの斜視図。上壁を省略した状態の導風ダクトの斜視図。他の実施形態の車両の概略構成を示す略図。同車両のエンジンルームにおけるダクト部材およびその周辺の構造を示す斜視図。

以下、車両の一実施形態について説明する。
図１に示すように、車両１０の前部（図１の左側の部分）はエンジン１１が載置されたエンジンルーム１２になっている。車両１０の前端にはフロントグリル１３が取り付けられており、このフロントグリル１３を介してエンジンルーム１２内に空気が取り込まれる。エンジンルーム１２の内部には、フロントグリル１３の後方側（図１の右側）における同フロントグリル１３に隣接する位置に、熱交換器としてのラジエータ１４が配置されている。ラジエータ１４は、詳しくは、フロントグリル１３の開口部分を車両１０の前方から後方に向けてラジエータ１４の前面に投影した場合に、その投影した部分の全体がラジエータ１４の前面に含まれるようになる位置に設けられている。ラジエータ１４の後方側の部分には、車両１０の後方に向けて送風する冷却ファン１５が取り付けられている。エンジン１１は、エンジンルーム１２内部における冷却ファン１５よりも後方側に載置されている。

エンジンルーム１２の内部には、エンジン１１を迂回する空気の流れを形成するための導風ダクト２０が配置されている。以下、導風ダクト２０について詳しく説明する。
図１および図２に示すように、導風ダクト２０は内部を空気が通過するものであり、空気の通過する経路が断面略四角形状で延びている。導風ダクト２０の一方の端部は、エンジン１１と冷却ファン１５との間の車両前後方向において同冷却ファン１５とオーバーラップする位置で、前方に向けて開口する導入口２１になっている。また、導風ダクト２０の他方の端部は、エンジン１１の上方側において後方に向けて開口する排出口２２になっている。導風ダクト２０は導入口２１と排出口２２とを繋ぐ形状であり、導入口２１を始点に上方に向けて延びる形状の前方通路部２３と、前方通路部２３の上端を始点に後方に向けて排出口２２まで延びる形状の上方通路部２４とを有している。このように導風ダクト２０は、冷却ファン１５の後方において導入口２１が開口し、エンジン１１の上方を迂回して後方に向けて延びて、同エンジン１１の上方において排出口２２が開口する形状である。

図３および図４に示すように、導風ダクト２０には空気の流れを案内する３つの導風板２５，２６，２７が設けられている。
導風ダクト２０の前方通路部２３と上方通路部２４における前方側の部分（前方部分２４Ａ）とは車両１０の幅方向における長さがさほど変化しない形状であるのに対して、上方通路部２４における後方側の部分（後方部分２４Ｂ）は後方に向かうほど車両１０の幅方向における長さが徐々に長くなる形状に形成されている。

そして、３つの導風板のうちの１つ（導風板２５）は、導風ダクト２０のエンジン１１（図１参照）側の壁部（底壁２８）を始点に同エンジン１１から離間する方向に突出する形状で、前方通路部２３の内部と上方通路部２４の前方部分２４Ａの内部とに設けられている。この導風板２５は、前方通路部２３の内部においては同前方通路部２３の延設方向に沿って延びるとともに、上方通路部２４の前方部分２４Ａの内部においては同前方部分２４Ａの延設方向に沿って延びる形状である。

また、３つの導風板のうちの残りの２つ（導風板２６，２７［図３］）は、導風ダクト２０のエンジン１１から遠い側の壁部（上壁２９）を始点に下方に向けて突出する形状で、上方通路部２４の内部に設けられている。これら導風板２６，２７は、上方通路部２４の前方部分２４Ａの内部においては同前方部分２４Ａの延設方向に沿って略並行に延びるとともに、上方通路部２４の後方部分２４Ｂにおいては、後方に向かうほど車両１０の幅方向における互いの距離が徐々に遠くなるように延びる形状である。

こうした導風ダクト２０を設けることによる作用について説明する。
車両１０（図１）の走行時には、フロントグリル１３を介してエンジンルーム１２内に流入してラジエータ１４を通過した走行風（空気）の一部が、導入口２１から流入して導風ダクト２０内を流れるとともに、排出口２２から導風ダクト２０の外部に流出するようになる。これにより、走行風の一部が、エンジン１１を迂回するように、エンジンルーム１２におけるエンジン１１よりも後方側の部分（以下、エンジンルーム１２後部）に案内される。

また、車両１０の停止時や低速走行時には、冷却ファン１５の回転駆動によって生成されてフロントグリル１３およびラジエータ１４を通過した空気の流れの一部が、導入口２１から流入して導風ダクト２０内を流れるとともに、排出口２２から導風ダクト２０の外部に流出するようになる。これにより、冷却ファン１５によって生成された空気の流れの一部が、エンジン１１を迂回するように、エンジンルーム１２後部に案内される。

このように、車両１０に導風ダクト２０を設けることにより、熱源であるエンジン１１を迂回した比較的低温の空気の流れをエンジンルーム１２後部に案内することができ、この空気の流れによってエンジンルーム１２後部に配置される構成部品（例えばエンジン１１の排気系やバッテリ）を好適に冷却することができる。

しかも、導風ダクト２０の導入口２１が、車両１０の前後方向において冷却ファン１５とオーバーラップする位置において開口している。そのため、導風ダクト２０が設けられているとはいえ、エンジンルーム１２内に空気を取り込むための取り入れ口を増やすことなく、エンジン１１を迂回する態様でエンジンルーム１２後部に空気の流れを案内することができる。これにより、上記取り入れ口が増える場合と比較して、エンジンルーム１２内に流入する空気の量の増加を抑えることができるため、エンジンルーム１２内の構成部品に当たる走行風の量の増加を抑えて、車両１０の走行時における空気抵抗の増加を抑えることができる。

このように車両１０によれば、走行時における空気抵抗の増加を抑えつつエンジンルーム１２後部を好適に冷却することができる。
ここで、仮に導風ダクト２０の導入口２１が前後方向において冷却ファン１５とオーバーラップしていないとすると、車両１０が停止されて走行風が無くなった場合に、導入口２１を介した導風ダクト２０内への空気の流入が停止されてしまう。この場合、エンジンルーム１２内で加熱された高温の空気が、排出口２２から流入して導風ダクト２０内を逆流することによってラジエータ１４の近傍に案内されるおそれがある。こうした現象の発生は、ラジエータ１４の冷却効率の低下を招くことになるために好ましくない。

この点、車両１０では、導風ダクト２０の導入口２１が前後方向において冷却ファン１５とオーバーラップする位置において開口している。そのため、車両１０が停止されて走行風が無いときであっても、導風ダクト２０の内部に冷却ファン１５の回転駆動によって生成される空気の流れが流入するようになり、導風ダクト２０内における空気の逆流が抑えられるようになる。これにより、エンジンルーム１２内の高温の空気が導風ダクト２０内を逆流してラジエータ１４の近傍に案内されることが抑えられるため、そうした空気の逆流に起因するラジエータ１４の冷却効率の低下を抑えることができる。

また、車両１０の冠水路走行時にフロントグリル１３を介してエンジンルーム１２内に水が流入した場合や、雨天走行時にエンジンルーム１２内において水が上方に巻き上げられた場合に、エンジンルーム１２内において水が飛散することがある。こうした場合に、エンジン１１周辺に配置された電気系部品（例えばオルタネータ）が水を被るようなことがあると、電気系部品の信頼性の低下を招いてしまう。車両１０では、導風ダクト２０がエンジン１１やその周辺の電気系部品（例えば、オルタネータ１６［図１］）の前方および上方を覆う形状で延びている。そのため、この導風ダクト２０により、エンジンルーム１２内において水が飛散する場合であっても、その水をエンジン１１周辺の電気系部品が被ることを抑えることができる。また、導風ダクト２０がエンジン１１の前方および上方を覆う形状であることから、導風ダクト２０をエンジン１１の周囲を覆う意匠カバーとして用いることもできる。

さらに、導風ダクト２０には導風板２５，２６，２７が設けられており、これら導風板２５，２６，２７は導風ダクト２０内の空気の流れを整える整流効果を発揮する。前方通路部２３および上方通路部２４の前方部分２４Ａでは、その延設方向に沿って延びる形状の導風板２５，２６，２７による整流効果によって、空気の流れが前方通路部２３や上方通路部２４の前方部分２４Ａの延設方向に沿って後方に案内される。そのため、導入口２１から導風ダクト２０に流入した空気を後方側に効率よく案内することができる。また、上方通路部２４の後方部分２４Ｂでは、車両１０の幅方向における互いの距離が後方側に向かうほど徐々に大きくなる形状の導風板２６，２７による整流効果によって、後方側に向かうほど広範囲に広がるように空気の流れが案内される。そのため、導風ダクト２０の排出口２２から広範囲に渡って空気を排出することができ、エンジンルーム１２後部の広い範囲を冷却することができる。

また、導風ダクト２０の内部に設けられた導風板２５，２６，２７は、導風ダクト２０を補強する補強部材としても機能するため、導風板を有していないものと比較して、導風ダクト２０の強度が高くなる。

なお、導風ダクト２０は、上壁２９および底壁２８の幅方向における両端部において上壁２９の端部と底壁２８の端部との間を塞ぐ形状で延びる一対の壁部（側壁３０［図３参照］）を有している。そのため、導風ダクト２０の内部を通過する空気を、導風ダクト２０の幅方向の端部から外部に漏らすことなく、エンジンルーム１２後部に効率良く案内することができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、以下に記載する効果が得られる。
（１）車両１０の走行時における空気抵抗の増加を抑えつつエンジンルーム１２後部を好適に冷却することができる。

なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・上記実施形態の導風ダクト２０は、熱交換器としてラジエータ１４に代えて、冷房装置のコンデンサが設けられた車両にも適用することができる。また、熱交換器としてラジエータ１４と冷房装置のコンデンサとが設けられた車両にも、上記実施形態の導風ダクト２０は適用可能である。

・導風板の設置数や形状は、導風ダクトの形状に合わせて、任意に変更することができる。
・導風ダクト２０の導風板２５，２６，２７を省略してもよい。こうした構成によっても、車両１０の走行時には走行風の一部を、また車両１０の停止時や低速走行時には冷却ファン１５によって生成された空気の流れの一部を、導風ダクトによってエンジン１１を迂回するようにエンジンルーム１２後部に案内することができる。

・導風ダクト２０の形状は、例えばエンジン１１の側方（あるいは下方）を迂回して後方に向けて延びる形状にしたり、上方通路部２４の全体を幅方向における長さがさほど変化しない形状にしたりするなど、任意に変更することができる。要は、エンジン１１を迂回して後方に向けて延びるとともに、冷却ファン１５とエンジン１１との間の、前後方向において冷却ファン１５とオーバーラップする位置で、前方に向けて導入口２１が開口する形状であればよい。

・導風ダクトを複数の部材を組み合わせることによって構成するようにしてもよい。そうした導風ダクトが設けられた車両の一例を図５および図６に示す。図５および図６に示すように、この車両は、一対の側壁４１とそれら側壁４１のエンジン１１側の端部を繋ぐ形状の底壁４３とからなる断面略コの字形状のダクト部材４４を有している。ダクト部材４４の一方の端部４４Ａは冷却ファン１５とエンジン１１との間の前後方向において同冷却ファン１５とオーバーラップする位置に配置されており、ダクト部材４４の他方の端部４４Ｂはエンジン１１よりも上方側の位置に配置されている。ダクト部材４４は、端部４４Ａを始点に上方に向けて延びる形状の前方ダクト部４５と、前方ダクト部４５の上端を始点に後方に向けて端部４４Ｂまで延びる形状の上方ダクト部４６とを有している。そして、この車両では、ダクト部材４４の一対の側壁３０と底壁２８とボンネット１７の下面とによって囲まれる部分が、空気が通過する経路になる。すなわち、この車両では、ダクト部材４４と、ボンネット１７とによって導風ダクト４０が構成されている。また、前方ダクト部４５における端部４４Ａ側の部分が導風ダクト４０内に空気を導入する導入口４７になっており、上方ダクト部４６における端部４４Ｂが導風ダクト４０内の空気を外部に排出する排出口４８になっている。こうした導風ダクト４０によっても、前記実施形態の導風ダクト２０による作用効果に準じた作用効果を得ることができる。また、導風ダクト４０のダクト部材４４に導風板を設けるようにすれば、前記実施形態の導風板２５，２６，２７による作用効果に準じた作用効果を得ることもできる。

１０…車両、１１…エンジン、１２…エンジンルーム、１３…フロントグリル、１４…ラジエータ、１５…冷却ファン、１６…オルタネータ、１７…ボンネット、２０…導風ダクト、２１…導入口、２２…排出口、２３…前方通路部、２４…上方通路部、２４Ａ…前方部分、２４Ｂ…後方部分、２５，２６，２７…導風板、２８…底壁、２９…上壁、３０…側壁、４０…導風ダクト、４１…側壁、４３…底壁、４４…ダクト部材、４４Ａ，４４Ｂ…端部、４５…前方ダクト部、４６…上方ダクト部、４７…導入口、４８…排出口。

Claims

車両の前端に設けられてエンジンルーム内に空気を取り込むフロントグリルと、
前記エンジンルーム内における前記フロントグリルよりも車両後方側において同フロントグリルと隣り合う位置に設けられた熱交換器と、
前記熱交換器における車両後方側の部分に取り付けられており、車両後方に向けて送風する冷却ファンと、
前記エンジンルーム内における前記冷却ファンよりも車両後方側に載置されたエンジンと、
前記エンジンルーム内に配置されており、前記エンジンを迂回して車両後方に向けて延びるとともに、前記冷却ファンと前記エンジンとの間の、車両前後方向において前記冷却ファンとオーバーラップする位置で、車両前方に向けて導入口が開口する形状の導風ダクトと
を備える車両。