JP7226133B2 - 車両の前部構造 - Google Patents

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Description

本発明は、車両の前部構造に関する。
モータを駆動源として走行される電気自動車において、モータ補機類と、モータおよびトランスアクスルからなるモータユニットとを車両前部のモータルームに設置したものが知られている(特許文献1参照)。
この電気自動車は、部品載置フレームの上面にコントロールユニットとモータ補機類を固定するとともに、部品載置フレームの下面にモータユニットを固定し、部品載置フレームを車体に固定している。
特開平8-310252号公報
ところで、モータおよびモータ補機類は、作動時に発熱する。このため、モータルームの前部に放熱器を設置し、モータおよびモータ補機類と放熱器とを冷却水配管で連結することにより、放熱器で冷却された冷却水を、冷却水配管を通してモータおよびモータ補機類に供給することが知られている。
この際、モータ補機類とモータユニットが固定された部品載置フレームや放熱器に対して冷却水配管を適切な位置に設置しないと、車両が大型化する上に、車両の衝突時に冷却水配管を保護できないおそれがある。
本発明は、上記のような事情に着目してなされたものであり、放熱器と、フレーム部材の下側に設置されるモータと、フレーム部材の上側に設置される複数のモータ補機とを有する車両において、冷却水配管の簡素化を図りつつ、車両衝突時に冷却水配管を保護できる車両の前部構造を提供することを目的とするものである。
本発明は、車両の前部のモータルームに設置された放熱器と、前記放熱器の後部に取付けられ、冷却ファンおよび前記冷却ファンを取り囲む円筒部を有するファンシュラウドと、車両の幅方向に延びるようにして前記ファンシュラウドの後方に設置され、車両の幅方向両端部が車体に支持されるフレーム部材と、モータおよび前記モータの車両の幅方向端部に連結された駆動装置を有し、前記フレーム部材に吊り下げられるようにして前記フレーム部材に支持されたパワートレインと、前記フレーム部材の上側に取付けられた複数のモータ補機と、前記放熱器と前記複数のモータ補機と前記モータとを連絡し、冷却水によって前記複数のモータ補機と前記モータとを冷却する冷却水配管とを備えた車両の前部構造であって、前記複数のモータ補機は、前記モータの上方で上下方向に並べて設置され、前記冷却ファンおよび前記円筒部は、車両の幅方向中心部よりも前記駆動装置側に設置され、前記冷却水配管は、前記複数のモータ補機および前記モータを連結する中間冷却水配管を有し、前記中間冷却水配管は、前記円筒部の車両の幅方向側方に設置されて上下方向に延びていることを特徴とする。
このように上記の本発明によれば、放熱器と、フレーム部材の下側に設置されるモータと、フレーム部材の上側に設置される複数のモータ補機とを有する車両において、冷却水配管の簡素化を図りつつ、車両衝突時に冷却水配管を保護できる。
図1は、本発明の一実施例に係る車両の前部構造のモータルームを上から見た図である。 図2は、本発明の一実施例に係る車両の前部構造のモータルームを正面から見た図である。 図3は、本発明の一実施例に係る車両の前部構造のモータルームを正面から見た図であり、ラジエータを取り外した状態を示す。 図4は、本発明の一実施例に係る車両の前部構造のモータルームを左側から見た図である。 図5は、本発明の一実施例に係る車両の前部構造のモータルームを右側から見た図である。 図6は、本発明の一実施例に係る車両の前部構造のモータルームを左前上側から見た斜視図である。
本発明の一実施の形態に係る車両の前部構造は、車両の前部のモータルームに設置された放熱器と、放熱器の後部に取付けられ、冷却ファンおよび冷却ファンを取り囲む円筒部を有するファンシュラウドと、車両の幅方向に延びるようにしてファンシュラウドの後方に設置され、車両の幅方向両端部が車体に支持されるフレーム部材と、モータおよびモータの車両の幅方向端部に連結された駆動装置を有し、フレーム部材に吊り下げられるようにしてフレーム部材に支持されたパワートレインと、フレーム部材の上側に取付けられた複数のモータ補機と、放熱器と複数のモータ補機とモータとを連絡し、冷却水によって複数のモータ補機とモータとを冷却する冷却水配管とを備えた車両の前部構造であって、複数のモータ補機は、モータの上方で上下方向に並べて設置され、冷却ファンおよび円筒部は、車両の幅方向中心部よりも駆動装置側に設置され、冷却水配管は、複数のモータ補機およびモータを連結する中間冷却水配管を有し、中間冷却水配管は、円筒部の車両の幅方向側方に設置されて上下方向に延びている。
これにより、本発明の一実施の形態に係る車両の前部構造は、放熱器と、フレーム部材の下側に設置されるモータと、フレーム部材の上側に設置される複数のモータ補機とを有する車両において、冷却水配管の簡素化を図りつつ、車両衝突時に冷却水配管を保護できる。
以下、本発明の一実施例に係る車両の前部構造について、図面を用いて説明する。
図1から図6は、本発明の一実施例に係る車両の前部構造を示す図である。図1から図6において、上下前後左右方向は、車両の進行する方向を前、後退する方向を後とした場合に、車両の幅方向が左右方向、車両の高さ方向が上下方向である。
まず、構成を説明する。
図1において、車両1は、左側サイドフレーム2Lと右側サイドフレーム2Rと備えている。左側サイドフレーム2Lおよび右側サイドフレーム2Rは、車両1の幅方向(以下、車幅方向という)に離隔して前後方向に延びている。本実施例の左側サイドフレーム2Lおよび右側サイドフレーム2Rは、本発明の車体を構成している。
車両1は、ダッシュパネル3を備えており、ダッシュパネル3は、車両1の内部を前側のモータルーム4と後側の車室5とに仕切っている。モータルーム4は、車両1の前部においてダッシュパネル3と左側サイドフレーム2Lと右側サイドフレーム2Rとによって囲まれる空間である。
なお、左側サイドフレーム2Lと右側サイドフレーム2Rにはそれぞれモータルーム4を形成する車体パネルが設けられているが、図示省略する。
図3において、モータルーム4にはパワートレイン6が設置されている。パワートレイン6は、モータ7と、モータ7の車幅方向左端部に連結された駆動装置8とを備えている。
モータ7は、車両1の走行用の駆動源を構成している。駆動装置8は、例えば、いずれも図示しない入力軸と、出力軸と、入力軸から出力軸に動力を伝達する複数の歯車組と、出力軸に伝達された動力を図示しないドライブシャフトを介して図示しない駆動輪に伝達するディファレンシャル装置とを含んで構成されている。
図2、図3に示すように、左側サイドフレーム2Lおよび右側サイドフレーム2Rには左側支持部材9Lと右側支持部材9Rを介してサブフレーム10が連結されている。
図1に示すように、サブフレーム10は、前側メンバ11と、前側メンバ11の後方に設置された後側メンバ12と、後側メンバ12の後方に設置された補助メンバ13とを備えている。
前側メンバ11および後側メンバ12は、車幅方向に延びており、補助メンバ13は、後側メンバ12から後方に略コの字状に湾曲している。本実施例のサブフレーム10は、本発明のフレーム部材を構成する。
前側メンバ11と後側メンバ12の車幅方向の左端部の下面にはマウントゴム14a(図4参照)を有する左側マウント部材14Lが連結されており、左側マウント部材14Lは、駆動装置8に連結されている。
前側メンバ11と後側メンバ12の車幅方向の右端部の下面にはマウントゴム14b(図5参照)を有する右側マウント部材14Rが連結されており、右側マウント部材14Rは、モータ7に連結されている。
補助メンバ13の下面にはマウントゴム14c(図5参照)を有する後側マウント部材14Bが連結されており、後側マウント部材14Bは、駆動装置8の後部に連結されている。
すなわち、パワートレイン6は、サブフレーム10に吊り下げられるようにして、左側マウント部材14L、右側マウント部材14Rおよび後側マウント部材14Bによってサブフレーム10に弾性的に支持されている。
図1、図2において、モータルーム4にはラジエータ15が設置されており、ラジエータ15は、アッパタンク15Aと、アッパタンク15Aの下方に設置されたロアタンク15Cと、アッパタンク15Aとロアタンク15Cとを連結するラジエータコア15Bとを備えている。
図2において、アッパタンク15Aにはモータ出口配管30の下流端30bが連結されている。モータ出口配管30の上流端30aは、モータ7に連結されている。モータ7を冷却した冷却水は、モータ出口配管30を通してアッパタンク15Aに導入される。ここで、上流、下流とは、冷却水の流れる方向に対して上流、下流を指す。
ラジエータコア15Bは、扁平形状の図示しないウォータチューブが交互に積層して構成されている。ラジエータコア15Bは、アッパタンク15Aからウォータチューブを流れる冷却水と外気とを熱交換することにより、冷却水を冷却し、冷却後の冷却水をロアタンク15Cに導入する。
ロアタンク15Cにはラジエータ出口配管31の上流端31aが連結されており、ラジエータ出口配管31の下流端31bは、電動ウォータポンプ23に連結されている。ラジエータコア15Bによって冷却された冷却水は、ロアタンク15Cからラジエータ出口配管31を通して電動ウォータポンプ23に吸い込まれる。本実施例のラジエータ15は、本発明の放熱器を構成する。
図4に示すように、ラジエータ15の後部にはファンシュラウド16が取付けられている。図2に示すように、ファンシュラウド16は、冷却ファン17と、冷却ファン17を取り囲む円筒部16Aと、冷却ファン17を回転駆動する図示しないモータとを有する。ファンシュラウド16は、冷却ファン17を回転させることにより、車両1の前方の風をラジエータ15に引き込む。
サブフレーム10は、ファンシュラウド16の後方に設置されており、車幅方向両端部が左側支持部材9Lと右側支持部材9Rを介してそれぞれ左側サイドフレーム2Lと右側サイドフレーム2Rに連結されている。
図2に示すように、冷却ファン17および円筒部16Aは、車幅方向中心部(車両の幅方向中心部)Cよりも駆動装置8側に片寄って設置されており、ラジエータ15は、モータ7の一部と駆動装置8を前方から覆っている。
図3に示すように、前側メンバ11と後側メンバ12の上側には第1のモータ補機24と第2のモータ補機25が取付けられている。本実施例の第1のモータ補機24および第2のモータ補機25は、本発明のモータ補機を構成する。
第1のモータ補機24は、バッテリモジュールとDCDCコンバータから構成されており、前側メンバ11と後側メンバ12の上面に設置されている。
第2のモータ補機25は、インバータから構成されている。第2のモータ補機25は、第1のモータ補機24の上方に設置されており、ブラケット26によって第1のモータ補機24に連結されている。図3、図5に示すように、第1のモータ補機24と第2のモータ補機25は、モータ7の上方で上下方向に重なるようにサブフレーム10の上方に設置されている。
前側メンバ11と後側メンバ12と補助メンバ13の上面には第1のモータ補機24および第2のモータ補機25の左方に位置するようにして第3のモータ補機27が設置されている(図1参照)。
第3のモータ補機27は、ジャンクションボックスから構成されており、ケーブル28によって第2のモータ補機25に連結されている。第2のモータ補機25は、ケーブル29によってモータ7に連結されている。
第1のモータ補機24のバッテリモジュールとDCDCコンバータとは、それぞれケーブルによって第3のモータ補機27に連結されている。
第1のモータ補機24のDCDCコンバータは、第1のモータ補機24のバッテリモジュールの出力電圧を変圧し、変圧した電圧を、第3のモータ補機27から第2のモータ補機25に出力する。
第2のモータ補機25は、第1のモータ補機24から出力された電流を直流から交流に変換してモータ7に供給することにより、モータ7を回転駆動する。
図3、図6において、モータルーム4にはインバータ入口配管32、第1の中間冷却水配管33および第2の中間冷却水配管34が設置されている。
インバータ入口配管32の上流端32aは、電動ウォータポンプ23に連結されており、インバータ入口配管32の下流端32bは、第2のモータ補機25に連結されている。電動ウォータポンプ23は、ラジエータ出口配管31によってロアタンク15Cに連結されている。
これにより、ラジエータコア15Bによって冷却されてロアタンク15Cに導入された低温の冷却水は、電動ウォータポンプ23によってラジエータ出口配管31およびインバータ入口配管32を通して第2のモータ補機25に流れる。このため、第2のモータ補機25が冷却水によって冷却される。
第1の中間冷却水配管33の上流端33aは、第2のモータ補機25に連結されており、第1の中間冷却水配管33の下流端33bは、第1のモータ補機24に連結されている。これにより、第2のモータ補機25から排出された冷却水が第1の中間冷却水配管33を通して第1のモータ補機24に導入され、第1のモータ補機24が冷却水によって冷却される。
第2の中間冷却水配管34の上流端34aは、第1のモータ補機24に連結されており、第2の中間冷却水配管34の下流端34bは、モータ7に連結されている。
これにより、第1のモータ補機24から排出された冷却水が第2の中間冷却水配管34を通してモータ7に導入され、モータ7が冷却水によって冷却される。
モータ出口配管30の上流端30aは、モータ7に連結されており、モータ出口配管30の下流端30bは、アッパタンク15Aに連結されている。これにより、モータ7を冷却した冷却水は、モータ出口配管30を流れてアッパタンク15Aに戻される。
このようにラジエータ15、インバータ入口配管32、第1の中間冷却水配管33、第2の中間冷却水配管34およびモータ出口配管30から構成される冷却装置によってモータ7、第1のモータ補機24および第2のモータ補機25が冷却される。
図2に示すように、第1の中間冷却水配管33と第2の中間冷却水配管34は、ファンシュラウド16の円筒部16Aの車幅方向側方(右方)に設置されており、上下方向に延びている。
第1の中間冷却水配管33の下流端33bと第2の中間冷却水配管34の上流端34aは、同じ高さ位置に設置されており、第2の中間冷却水配管34の下流端34bは、第1の中間冷却水配管33の下流端33bよりも下方に設置されている。
第1の中間冷却水配管33は、車幅方向で第2の中間冷却水配管34よりも車幅方向外方(右方)に設置されている。換言すれば、第1の中間冷却水配管33は、車幅方向で第2の中間冷却水配管34に対して駆動装置8から離れた位置に設置されている。
本実施例のモータ出口配管30、ラジエータ出口配管31、インバータ入口配管32、第1の中間冷却水配管33および第2の中間冷却水配管34は、本発明の冷却水配管を構成する。
ラジエータ出口配管31およびインバータ入口配管32は、本発明の冷却水供給配管を構成し、モータ出口配管30は、本発明の冷却水戻し配管を構成する。第1の中間冷却水配管33および第2の中間冷却水配管34は、本発明の中間冷却水配管を構成する。
図1において、モータルーム4には電動バキュームポンプ35が設置されている。電動バキュームポンプ35は、上下方向に延びる筒状のハウジング35Aと、ハウジング35Aの内部に設けられ、負圧を発生する図示しない電動モータとを含んで構成されている。
電動バキュームポンプ35は、電動モータによって負圧を発生させ、負圧を図示しない負圧ブースタに供給する。負圧ブースタに供給された負圧によってブレーキペダル(図示省略)に加えられる運転者の踏力がアシストされる。
ハウジング35Aは、ブラケット26(図1、図3参照)によって前側メンバ11に取付けられており、前側メンバ11から下方に延びている。
図1、図5に示すように、電動バキュームポンプ35は、第1の中間冷却水配管33の下方で、かつ、第1の中間冷却水配管33よりも前側に位置されている。本実施例の電動バキュームポンプ35は、本発明の車両用補機を構成する。なお、車両用補機は、電動バキュームポンプ35に限定されるものではない。
図6において、モータルーム4にはリザーブタンク36が設置されている。リザーブタンク36は、第1のリザーブタンク入口配管37によって第1の中間冷却水配管33に連結されている。
リザーブタンク36は、ロアタンク15Cからラジエータ出口配管31、インバータ入口配管32、第1の中間冷却水配管33、第2の中間冷却水配管34およびモータ出口配管30を流れる冷却水に含まれる空気を第1のリザーブタンク入口配管37から取り込む。
リザーブタンク36は、第2のリザーブタンク入口配管39によってラジエータ15のアッパタンク15Aに連結されている。
リザーブタンク36は、アッパタンク15Aを流れる冷却水に含まれる空気を第2のリザーブタンク入口配管39から取り込む。
リザーブタンク36は、第1のリザーブタンク入口配管37および第2のリザーブタンク入口配管39から取り込んだ空気を冷却水から分離する。
リザーブタンク36は、リザーブタンク出口配管38によってロアタンク15Cに連結されている。リザーブタンク36は、空気と分離された冷却水をリザーブタンク出口配管38からロアタンク15Cに戻し、ラジエータコア15Bからロアタンク15Cに導入された低温の冷却水に混合させる。
以上、本実施例の車両1の前部構造は、ラジエータ15の後部に取付けられ、冷却ファン17および冷却ファン17を取り囲む円筒部16Aを有するファンシュラウド16と、サブフレーム10の上側に取付けられた第1のモータ補機24および第2のモータ補機25を有する。
さらに、車両1の前部構造は、ラジエータ15と第1のモータ補機24と第2のモータ補機25とモータ7とを連絡し、冷却水によって第1のモータ補機24と第2のモータ補機25とモータ7と冷却するモータ出口配管30、ラジエータ出口配管31、インバータ入口配管32、第1の中間冷却水配管33および第2の中間冷却水配管34を備えている。
第1のモータ補機24および第2のモータ補機25は、モータ7の上方で上下方向に並べて設置されており、冷却ファン17および円筒部16Aは、車幅方向中心部Cよりも駆動装置8側に設置されている。
これにより、モータ7、第1のモータ補機24および第2のモータ補機25の前方の空間を拡大できる。
また、本実施例の車両1の前部構造によれば、第1の中間冷却水配管33と第2の中間冷却水配管34が円筒部16Aの車幅方向側方に設置されて上下方向に延びている。
これにより、サブフレーム10や円筒部16Aを避けるように第1の中間冷却水配管33および第2の中間冷却水配管34を複雑に湾曲させる必要がなく、第1の中間冷却水配管33および第2の中間冷却水配管34の構造を簡素化できる。
これに加えて、車両1の衝突時に第1の中間冷却水配管33および第2の中間冷却水配管34が円筒部16Aとサブフレーム10に挟まれることを防止できるので、第1の中間冷却水配管33および第2の中間冷却水配管34を外力から保護できる。
このように本実施例の車両1の前部構造は、ラジエータ15と、サブフレーム10の下側に設置されるモータ7と、サブフレーム10の上側に設置される第1のモータ補機24および第2のモータ補機25とを有する車両1において、第1の中間冷却水配管33と第2の中間冷却水配管34の簡素化を図りつつ、車両1の衝突時に第1の中間冷却水配管33と第2の中間冷却水配管34を保護できる。
また、本実施例の車両1の前部構造は、サブフレーム10の上面に設置された第1のモータ補機24と、第1のモータ補機24の上方に設置された第2のモータ補機25とを有する。
さらに、本実施例の車両1の前部構造によれば、冷却水配管は、ラジエータ15と第2のモータ補機25を連結し、ラジエータ15から第2のモータ補機25に冷却水を流すラジエータ出口配管31およびインバータ入口配管32と、ラジエータ15とモータ7とを連結し、モータ7を冷却した冷却水をラジエータ15に流すモータ出口配管30とを有する。
これに加えて、本実施例の車両1の前部構造によれば、中間冷却水配管は、第2のモータ補機25から第1のモータ補機24に冷却水を流す第1の中間冷却水配管33と、第1のモータ補機24からモータ7に冷却水を流す第2の中間冷却水配管34とを有する。
これにより、鉛直方向の上方から下方に向かって冷却水を流すように第1の中間冷却水配管33および第2の中間冷却水配管34を設置できる。このため、サブフレーム10や円筒部16Aを避けるように第1の中間冷却水配管33および第2の中間冷却水配管34を複雑に湾曲させる必要がなく、第1の中間冷却水配管33および第2の中間冷却水配管34の構造をより効果的に簡素化できる。
これに加えて、鉛直方向の上方から下方に向かって冷却水を流すように第1の中間冷却水配管33および第2の中間冷却水配管34を設置できるので、冷却水を上方から下方に円滑に流すことができる。これにより、電動ウォータポンプ23の容量を小さくでき、電動ウォータポンプ23の小型化を図ることができる。
また、本実施例の車両1の前部構造は、上下方向に延びるようにしてサブフレーム10に取付けられた筒状のハウジング35Aを有する電動バキュームポンプ35を備えている。
さらに、本実施例の車両1の前部構造によれば、第1の中間冷却水配管33は、車幅方向で第2の中間冷却水配管34よりも車幅方向外方に設置されており、電動バキュームポンプ35は、第1の中間冷却水配管33の下方で、かつ、第1の中間冷却水配管33よりも前側に位置している。
これにより、第1の中間冷却水配管33の下方の空間に、上下方向に延びる筒状のハウジング35Aを有する電動バキュームポンプ35を設置できる。このため、電動バキュームポンプ35の車載性能を向上できる。
また、車両1の衝突時(前突時)に、第1の中間冷却水配管33よりも先に電動バキュームポンプ35のハウジング35Aを車両1の前部の車載部品に衝突させることができる。このため、第1の中間冷却水配管33を電動バキュームポンプ35によって保護できる。なお、本実施例の車両1の前部構造は、電気車両の前部構造であるが、ハイブリッド車両の前部構造に適用してもよい。
本発明の実施例を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正および等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。
1...車両、2L...左側サイドフレーム(車体)、2R...右側サイドフレーム(車体)、4...モータルーム、6...パワートレイン、7...モータ、8...駆動装置、10...サブフレーム(フレーム部材)、15...ラジエータ(放熱器)、16...ファンシュラウド、16A...円筒部、17...冷却ファン、24...第1のモータ補機(モータ補機)、25...第2のモータ補機(モータ補機)、30...モータ出口配管(冷却水配管、冷却水戻し配管)、31...ラジエータ出口配管(冷却水配管、冷却水供給配管)、32...インバータ入口配管(冷却水配管)、33...第1の中間冷却水配管(中間冷却水配管、冷却水配管)、34...第2の中間冷却水配管(中間冷却水配管、冷却水配管)、35...電動バキュームポンプ(車両用補機)、35A ...ハウジング、C...車両の幅方向中心部(車両の幅方向中心部)

Claims (3)

  1. 車両の前部のモータルームに設置された放熱器と、
    前記放熱器の後部に取付けられ、冷却ファンおよび前記冷却ファンを取り囲む円筒部を有するファンシュラウドと、
    車両の幅方向に延びるようにして前記ファンシュラウドの後方に設置され、車両の幅方向両端部が車体に支持されるフレーム部材と、
    モータおよび前記モータの車両の幅方向端部に連結された駆動装置を有し、前記フレーム部材に吊り下げられるようにして前記フレーム部材に支持されたパワートレインと、
    前記フレーム部材の上側に取付けられた複数のモータ補機と、
    前記放熱器と前記複数のモータ補機と前記モータとを連絡し、冷却水によって前記複数のモータ補機と前記モータとを冷却する冷却水配管とを備えた車両の前部構造であって、
    前記複数のモータ補機は、前記モータの上方で上下方向に並べて設置され、
    前記冷却ファンおよび前記円筒部は、車両の幅方向中心部よりも前記駆動装置側に設置され、
    前記冷却水配管は、前記複数のモータ補機および前記モータを連結する中間冷却水配管を有し、
    前記中間冷却水配管は、前記円筒部の車両の幅方向側方に設置されて上下方向に延びていることを特徴とする車両の前部構造。
  2. 前記複数のモータ補機は、前記フレーム部材の上面に設置された第1のモータ補機と、前記第1のモータ補機の上方に設置された第2のモータ補機とを有し、
    前記冷却水配管は、前記放熱器と前記第2のモータ補機を連結し、前記放熱器から前記第2のモータ補機に冷却水を流す冷却水供給配管と、前記放熱器と前記モータとを連結し、前記モータを冷却した冷却水を前記放熱器に流す冷却水戻し配管とを有し、
    前記中間冷却水配管は、前記第2のモータ補機から前記第1のモータ補機に冷却水を流す第1の中間冷却水配管と、前記第1のモータ補機から前記モータに冷却水を流す第2の中間冷却水配管とを有することを特徴とする請求項1に記載の車両の前部構造。
  3. 上下方向に延びるようにして前記フレーム部材に取付けられた筒状のハウジングを有する車両用補機を備え、
    前記第1の中間冷却水配管は、車両の幅方向で前記第2の中間冷却水配管よりも車両の幅方向外方に設置され、
    前記車両用補機は、前記第1の中間冷却水配管の下方で、かつ、前記第1の中間冷却水配管よりも前側に位置することを特徴とする請求項2に記載の車両の前部構造。
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