JP5884718B2

JP5884718B2 - 車体前部構造

Info

Publication number: JP5884718B2
Application number: JP2012277237A
Authority: JP
Inventors: 聡鯵坂
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-12-19
Filing date: 2012-12-19
Publication date: 2016-03-15
Anticipated expiration: 2032-12-19
Also published as: JP2014118122A

Description

本発明は、エンジンを冷却する冷却ユニットがエンジンコンパートメントルームの車体後方側に配置された車体前部構造に関する。

ラジエータを冷却するためのファンにより導入される冷却風を用いて、燃料が流れる配管（燃料通路）を冷却する燃料冷却構造は、従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−２５４１７６号公報

しかしながら、このような構造では、互いに対向するラジエータとファンとの間に、燃料が流れる配管が配設されるため、その配管が導風抵抗となり、ラジエータの冷却効率が低下するおそれがある。特に、ラジエータをエンジンコンパートメントルームの車体後方側に配置した車両では、ラジエータの車体前方側にエンジン等の大型部品が配設されるため、充分な冷却性能を確保することが困難になるおそれがある。

そこで、本発明は、ラジエータの冷却性能を確保しつつ燃料を冷却できる車体前部構造を得ることを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載の車体前部構造は、エンジンが収容されたエンジンコンパートメントルームの車体後方側に配置され、該エンジンを冷却するための冷却溶媒の熱を放熱するラジエータと、前記ラジエータの車体後方下側に配置され、前記エンジンに供給される燃料を冷却する燃料冷却装置と、前記燃料冷却装置の車体後方上側に配置され、前記ラジエータ及び前記燃料冷却装置に冷却風を導入させるファンと、を備えたことを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、ラジエータの車体後方下側とファンの車体前方下側との間に、エンジンに供給される燃料を冷却する燃料冷却装置が配置されている。したがって、燃料冷却装置が、ラジエータへ導入される冷却風の導風抵抗になることはない。そして、ファンにより、ラジエータだけではなく、燃料冷却装置へも冷却風が導入される。よって、ラジエータの冷却性能を確保しつつ燃料を冷却できる。

また、本発明に係る請求項２に記載の車体前部構造は、エンジンが収容されたエンジンコンパートメントルームの車体後方側に配置され、該エンジンを冷却するための冷却溶媒の熱を放熱するラジエータと、前記ラジエータの車体後方下側に配置され、前記エンジンに供給される燃料を冷却する燃料冷却装置と、前記燃料冷却装置の車体後方上側に配置されたファンによって発生する冷却風を、前記ラジエータへ導く第１導風経路及び前記燃料冷却装置へ導く第２導風経路と、を備えたことを特徴としている。

請求項２に記載の発明によれば、ラジエータの車体後方下側とファンの車体前方下側との間に、エンジンに供給される燃料を冷却する燃料冷却装置が配置されている。したがって、燃料冷却装置が、ラジエータへ導入される冷却風の導風抵抗になることはない。そして、ファンによって発生する冷却風が、第１導風経路によりラジエータへ導かれ、第２導風経路により燃料冷却装置へ導かれる。よって、ラジエータの冷却性能を確保しつつ燃料を冷却できる。

また、請求項３に記載の車体前部構造は、請求項１又は請求項２に記載の車体前部構造であって、前記エンジンの車体下方側に配置され、前記燃料冷却装置を支持する支持部を有するアンダーカバーを備えたことを特徴としている。

請求項３に記載の発明によれば、エンジンの車体下方側に配置されたアンダーカバーが、燃料冷却装置を支持する支持部を有する。したがって、アンダーカバーとは別に燃料冷却装置を支持する支持部材を設ける構成に比べて、部品点数の低減が図れる。

以上、説明したように、請求項１に係る発明によれば、ラジエータの冷却性能を確保しつつ燃料を冷却することができる。

請求項２に係る発明によれば、ラジエータの冷却性能を確保しつつ燃料を冷却することができる。

請求項３に係る発明によれば、部品点数の低減を図ることができる。

本実施形態に係る車体前部構造を備えた車両を車体上方側から見て示す斜視図である。図１におけるＸ−Ｘ線矢視断面図である。本実施形態に係る車体前部構造の概略構成を、アンダーカバーを外して車体下方側から見て示す斜視図である。本実施形態に係る車体前部構造を構成するアンダーカバーの形状を車体下方側から見て示す斜視図である。本実施形態に係る車体前部構造を構成する冷却ユニット及び燃料冷却装置がモジュール化された場合を示す斜視図である。

以下、本発明に係る実施の形態について、図面を基に詳細に説明する。なお、説明の便宜上、各図において適宜示す矢印ＵＰを車体上方向、矢印ＦＲを車体前方向、矢印ＲＩを車体右方向とする。また、以下の説明で、特記なく前後、上下、左右の方向を用いる場合は、車体前後方向の前後、車体上下方向の上下、車体左右方向（車幅方向）の左右を示すものとする。

図２、図３に示されるように、車両（ディーゼル車）１２の車体右側部及び車体左側部（車体両側部）には、それぞれ車体前後方向に延在する左右一対のフロントサイドメンバ１４が配置されている。各フロントサイドメンバ１４は、矩形枠状の閉断面構造に形成されており、車体前後方向における中途部に傾斜部（キック部）１４Ａを有している。

これにより、各フロントサイドメンバ１４は、傾斜部１４Ａよりも車体前方側が、車体後方側よりも所定高さ高い位置で車体前後方向に延在するようになっている。また、左右一対のフロントサイドメンバ１４の前端部には、矩形枠状の閉断面構造に形成されて車幅方向に延在するフロントバンパリインフォースメント１６が架設されている。

フロントバンパリインフォースメント１６の車体前方側には、フロントバンパ１８が配設されており、図１に示されるように、フロントバンパ１８の車体下方側には、後述するラジエータ４２へ冷却風を導入するための第１導入口２２が形成されている。なお、フロントバンパ１８の車体上方側にも導入口２１が形成されており、車両１２の走行時に、導入口２１から導入された冷却風の一部がラジエータ４２へ導入されるようになっている。

フロントバンパリインフォースメント１６と、左右のフロントサイドメンバ１４と、エンジンフード３６と、後述するダッシュパネル２４と、後述するアンダーカバー６０と、で構成された（囲まれた）空間は、エンジンコンパートメントルーム２０とされている。そして、エンジンコンパートメントルーム２０内には、（ディーゼル）エンジン３２及びトランスミッション３４を含んで構成され、少なくとも前輪３８を駆動するパワーユニット３０が配設されている。

なお、このパワーユニット３０は、エンジン３２の車幅方向一方側（例えば左側）にトランスミッション３４が取り付けられたエンジン横置きタイプとされている。そして、このパワーユニット３０は、その車幅方向両端部が、それぞれ図示しないエンジンマウント及びブラケットを介して左右のフロントサイドメンバ１４に支持されている。

また、図２に示されるように、パワーユニット３０よりも車体後方側で、かつ左右のフロントサイドメンバ１４における傾斜部１４Ａの車体上方側には、エンジンコンパートメントルーム２０と車室とを区画する略平板状のダッシュパネル２４が設けられている。そして、ダッシュパネル２４の下部側には、ダッシュパネル２４とで閉断面構造を構成する断面略ハット型形状のダッシュクロスメンバ２６が車幅方向に延在するように取り付けられている。

また、ダッシュパネル２４の車体後方側には、インストルメントパネル２８が配設されている。そして、車幅方向から見た側面視で、パワーユニット３０の車体後方側で、かつダッシュクロスメンバ２６の車体下方側には、エンジン３２及び後述する燃料冷却装置５０を冷却するための冷却ユニット４０が配設されている。

図２、図３に示されるように、この冷却ユニット４０は、パワーユニット３０のエンジン３２を冷却する冷却溶媒としての冷却水の熱を放熱する空冷式のラジエータ（冷却風と熱交換する熱交換器）４２と、車両１２の停止時や低速時等にラジエータ４２や燃料冷却装置５０に冷却風を導入させたり、エンジンコンパートメントルーム２０内の熱を排出したりするための（軸流）ファン４４と、ファン４４を収容するシュラウド４６と、を有している。

ラジエータ４２は、冷却水が通る複数のチューブ及び放熱フィンを備えたコア部４２Ａ（図３参照）を有しており、ラジエータ４２の前部には、車両用空調装置の冷凍サイクルを構成するコンデンサ（凝縮器：図示省略）が一体的に設けられている。なお、図２に示されるように、ラジエータ４２（及びコンデンサ）は、ファン４４の車体前方側に、車幅方向から見た側面視で、前傾姿勢となるように傾斜配置されており、その下部とファン４４の車体下方側との間は、燃料冷却装置５０の車体前後方向の長さ以上離間されている。

ファン４４は、車体前後方向を回転軸方向として電動回転するように構成されており、車幅方向中央部に形成されたトンネル部４８内に配置されたシュラウド４６内に収容されている。このファン４４が回転することにより、車体前方側（第１導入口２２）及び車体下方側（後述する第２導入口６２及び第３導入口５２）から車体後方側に向けて冷却風が流れるようになっており、ラジエータ４２及び燃料冷却装置５０へ強制的に冷却風が導入されるようになっている。

燃料冷却装置５０は、ラジエータ４２の下部（車体後方下側）とファン４４の車体前方下側との間の車幅方向中央部に略水平姿勢となるように配設されている。すなわち、この燃料冷却装置５０は、前後に対向するラジエータ４２のコア部４２Ａとファン４４との間の空間からオフセットされた下方位置に配設されている。

この燃料冷却装置５０は、図示しない燃料タンクとエンジン３２とを結ぶ配管（車体フロアの下側に配設されたパイプ）の途中に連通接続された空冷式の熱交換器であり、燃料タンクからエンジン３２へ送られる（供給される）液体燃料（軽油）の熱を、燃料冷却装置５０に導入された冷却風と熱交換することで、その液体燃料を冷却するようになっている。

また、図２、図４に示されるように、パワーユニット３０の車体下方側には、エンジンコンパートメントルーム２０を構成する（エンジンコンパートメントルーム２０の車体下方側を覆う）略平板状のアンダーカバー６０が配設されている。このアンダーカバー６０は、樹脂材で成形された大型のフルアンダーカバーとされており、その車体前方側端部は、バンパカバー１９の車体下方側端部に一体的に取り付けられている。

バンパカバー１９は、図１に示されるように、フロントバンパ１８の車体下方側に、そのフロントバンパ１８と一体的に構成されており、第１導入口２２は、フロントバンパ１８とバンパカバー１９との間に形成されるようになっている。

また、図２、図４に示されるように、アンダーカバー６０の後部側には、アンダーカバー６０と路面（図示省略）との間を流れる冷却風（車両１２が走行することによって発生する風又はファン４４によって発生する風）をラジエータ４２へ導入するための第２導入口６２が形成されている。

この第２導入口６２は、アンダーカバー６０の車幅方向中央部に、平面視で車幅方向を長手方向とする矩形状に形成されており、その車幅方向の長さは、ラジエータ４２のコア部４２Ａの車幅方向の長さ以上とされている。そして、この第２導入口６２の車体上方側には、少なくとも第２導入口６２から導入された冷却風をラジエータ４２のコア部４２Ａへ導くためのダクト６４が設けられている。

詳細には、このダクト６４は、第２導入口６２を複数（例えば車幅方向に５つ）に仕切る複数枚（第２導入口６２の車幅方向両端部を含み、例えば６枚）の側壁６６と、各側壁６６の上端部を車幅方向に一体に連結する複数枚（例えば５枚）の上壁６８と、で構成されている。

なお、このダクト６４（上壁６８）は、車幅方向から見た側面視で、車体後方上側へ向けて傾斜されており、少なくともラジエータ４２のコア部４２Ａの下半分へ冷却風を導入できるように構成されている。そして、第１導入口２２から導入された冷却風は、ダクト６４の上壁６８に案内されて、少なくともラジエータ４２のコア部４２Ａの上半分へ導入されるようになっている（図２参照）。

また、第２導入口６２の車体後方側辺縁部には、その辺縁部全体に亘って平板状のフラップ６９が車体下方側に向けて一体に突設されている。このフラップ６９により、車両１２の走行時にアンダーカバー６０と路面との間を流れる冷却風が、第２導入口６２（ダクト６４）へ導入され易くなっている。なお、第１導入口２２及び第２導入口６２から導入されて、ダクト６４によってラジエータ４２へ導かれる冷却風の経路が第１導風経路Ｃ１である。

更に、第２導入口６２の車体後方側におけるアンダーカバー６０の一部は、燃料冷却装置５０を車体下方側から支持する支持部６０Ａとされている。そして、その支持部６０Ａの車幅方向中央部には、燃料冷却装置５０へ冷却風を導入するための第３導入口５２が形成されている。

図４に示されるように、この第３導入口５２は、車幅方向が長手方向とされて車体前後方向に並べられた複数列（例えば３列）のスリット孔５４で構成されており、各スリット孔５４は、複数枚（例えば４枚）の仕切壁５６によって車幅方向に等間隔に仕切られるようになっている。そして、各スリット孔５４の車幅方向の長さは、燃料冷却装置５０の車幅方向の長さ以上とされている。

また、第３導入口５２の車体後方側におけるアンダーカバー６０の車幅方向中央部には、各スリット孔５４の車幅方向の長さ以上の長さとされた平板状のフラップ５８が車体下方側に向けて一体に突設されている。このフラップ５８により、車両１２の走行時にアンダーカバー６０と路面との間を流れる冷却風が、第３導入口５２（スリット孔５４）へ導入され易くなっている。なお、第３導入口５２（スリット孔５４）から導入されて燃料冷却装置５０へ導かれる冷却風の経路が第２導風経路Ｃ２である。

以上のような構成とされた車体前部構造１０において、次にその作用について説明する。

上記したように、本実施形態に係る車体前部構造１０では、パワーユニット３０の車体前方側にラジエータ４２を含む冷却ユニット４０を配置しない構成を採っている。そして、ラジエータ４２の下部（車体後方下側）とファン４４の車体前方下側との間に、車両（ディーゼル車）１２に使用される液体燃料（軽油）を冷却する燃料冷却装置５０が略水平姿勢となるように配設されている。

つまり、この燃料冷却装置５０は、前後に対向するラジエータ４２のコア部４２Ａとファン４４との間の空間からオフセットされた下方位置に配設されている。したがって、燃料冷却装置５０が、ラジエータ４２のコア部４２Ａへ導入される冷却風の導風抵抗になることはない。

また、フロントバンパ１８とバンパカバー１９との間には、ラジエータ４２へ冷却風を導入するための第１導入口２２が形成され、アンダーカバー６０にも、ラジエータ４２へ冷却風を導入するための第２導入口６２（ダクト６４）が形成されている。つまり、この車両１２には、ラジエータ４２へ冷却風を導入するための第１導風経路Ｃ１が形成されている。

更に、アンダーカバー６０の車体後方側が、燃料冷却装置５０を支持する支持部６０Ａとされ、その支持部６０Ａには、燃料冷却装置５０へ冷却風を導入するための第３導入口５２（スリット孔５４）が形成されている。つまり、この車両１２には、燃料冷却装置５０へ冷却風を導入するための第２導風経路Ｃ２が、第１導風経路Ｃ１とは別に形成されている。

したがって、ラジエータ４２だけではなく、燃料冷却装置５０へも、車両１２の走行やファン４４によって冷却風を効果的に導入させることができる。特に、車両１２の走行時に風がスムーズに流れるアンダーカバー６０の車体下方側における車幅方向中央部には、車幅方向に延在する平板状のフラップ６９、５８が形成されているので、第２導入口６２（ダクト６４）及び第３導入口５２（スリット孔５４）から冷却風が導入され易い。

よって、ラジエータ４２の冷却性能を確保しつつ液体燃料を効率よく冷却することができる。つまり、これによれば、（ディーゼル）エンジン３２において、高圧の燃料噴射が実行できる（エンジン性能を向上させることができる）ので、例えば車両１２が登坂路を走行するときなど、エンジン３２に比較的高い負荷が掛かるときに有効となる。

なお、車両１２の走行時において、フラップ６９、５８により、第２導入口６２（ダクト６４）及び第３導入口５２（スリット孔５４）へ冷却風を導入させ易いことから、アンダーカバー６０の車体下方側を流れる風に対して整流効果が得られる（空力性能を向上させることができる）利点もある。

また、アンダーカバー６０の一部が、燃料冷却装置５０を支持する支持部６０Ａとされているので、アンダーカバー６０とは別に燃料冷却装置５０を支持する支持部材を設ける構成に比べて、部品点数を低減させることができる。よって、車両１２の軽量化及び低コスト化を図ることができ、燃費性能の低下を抑制することができる。

また、燃料冷却装置５０は、ラジエータ４２の下部（車体後方下側）とファン４４の車体前方下側との間に設けられるので、図５に示されるように、冷却ユニット４０と燃料冷却装置５０とを一体化した冷却モジュール７０として構成することができる。したがって、燃料冷却装置５０を冷却ユニット４０と共に車両１２に対して容易に組み付けることができる（燃料冷却装置５０の車両１２への組付性を向上させることができる）。

以上、本実施形態に係る車体前部構造１０について、図面を基に説明したが、本実施形態に係る車体前部構造１０は、図示のものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、適宜設計変更可能なものである。例えば、ファン４４は、燃料冷却装置５０へ冷却風を更に効率よく導入させるために、前傾姿勢となるように設けられてもよい。

また、第３導入口５２に対して設けられるフラップ５８は、燃料冷却装置５０に設けられる構成としてもよい。この場合、アンダーカバー６０に形成されたスリット状の開口部（図示省略）に、そのフラップ５８を挿入し、そのフラップ５８が車体下方側へ突出される構成にすればよい。

１０車体前部構造
２０エンジンコンパートメントルーム
３２エンジン
４２ラジエータ
４４ファン
５０燃料冷却装置
６０アンダーカバー
６０Ａ支持部
Ｃ１第１導風経路
Ｃ２第２導風経路

Claims

エンジンが収容されたエンジンコンパートメントルームの車体後方側に配置され、該エンジンを冷却するための冷却溶媒の熱を放熱するラジエータと、
前記ラジエータの車体後方下側に配置され、前記エンジンに供給される燃料を冷却する燃料冷却装置と、
前記燃料冷却装置の車体後方上側に配置され、前記ラジエータ及び前記燃料冷却装置に冷却風を導入させるファンと、
を備えた車体前部構造。
エンジンが収容されたエンジンコンパートメントルームの車体後方側に配置され、該エンジンを冷却するための冷却溶媒の熱を放熱するラジエータと、
前記ラジエータの車体後方下側に配置され、前記エンジンに供給される燃料を冷却する燃料冷却装置と、
前記燃料冷却装置の車体後方上側に配置されたファンによって発生する冷却風を、前記ラジエータへ導く第１導風経路及び前記燃料冷却装置へ導く第２導風経路と、
を備えた車体前部構造。
前記エンジンの車体下方側に配置され、前記燃料冷却装置を支持する支持部を有するアンダーカバーを備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車体前部構造。