JPH1111360A

JPH1111360A - 車両床下部品冷却装置

Info

Publication number: JPH1111360A
Application number: JP17037597A
Authority: JP
Inventors: Riichi Obayashi; 利一大林; Seihei Aoki; 清平青木; Ichiro Murafuji; 一郎村藤; Yuichi Tsuyuki; 雄一露木; Kouichirou Haranaka; 幸一郎原中
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 1997-06-26
Filing date: 1997-06-26
Publication date: 1999-01-19

Abstract

(57)【要約】【課題】車両構造に依存しない広い応用性を有し、地
面干渉による破損の防止、損傷時の性能低下率抑制等の
高い耐久性を備えた、簡便、軽量、安価な車両床下冷却
装置を提供する。【解決手段】車両床下部品の冷却装置は、Ｒを付けた
前端面７１と、前端面に連設する水平板よりなる水平面
７３と、水平面に所定の角度を有して連設する上方誘導
面７５を有し、水平面７３の下面を最低地上高として、
水平面の上面をクロスメンバー６０に装着する。車両床
下の走行風を上方誘導面７５に誘導させて車両後部の床
下部品（デファレンシャル５７等）に当てて冷却する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、車両の床下構造
に関し、特に、車両床下に配設され冷却することが望ま
れる部品、例えばデファレンシャルギア等の部品の冷却
を実行する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１４，１５に車両の床下部分の空気の
流れを示している。車両前部にエンジンを持つ車両にお
いては、ラジエータ、エンジン、エギゾースト等からの
発熱がエンジンルーム通過風及び車両前方から直接床下
に流れる風によって車体床下後半部に運ばれるため、車
両後半部の床下の空気の流れは基本的に高温流となる。
通常、車両Ｃの床下形状はサスペンション、フレーム、
車体フロアパネルの補強のための各種構造部材等の部品
１０の存在によって複雑な凹凸形状となっている。そし
て、走行時車両の前部から後部に流れる空気流は、部品
１０の凹凸に衝突して剥離され乱れた流速の遅い流れＡ
１と、部品１０の凹凸部分を通らずに地面近隣を流下す
る流速の速い流れＡ２の２通りの流れとなっている。部
品１０が突出した部分における剥離が起きた床下の空気
の流れＡ１は、部品１０と部品１０との間の剥離域１０
ａでは流れが淀んでしまい、熱が強制対流で運ばれるこ
とが妨げられるため熱が溜りやすく、走行風下流側の車
両後半部床下の高温化はますます助長される。このよう
な高温流に起因する床下部品の熱害の防止のため、部品
の冷却や車室内への熱の侵入防止は設計上極めて重要な
課題となっている。

【０００３】従来、床下部品の熱害防止、冷却のために
は、主に以下のいずれかの方法が取られてきた。１）高温源を断熱材で被覆する。例：エキゾーストパイプ等を断熱材（ヒートプロテク
タ）で覆う。２）温度上昇を防止したい対象部品、例えばデファレ
ンシャルギヤに冷却フィンを配設し、放熱性を向上させ
る。実開平３−２５０６６号公報、実公昭６０−１７３
８２号公報、実開昭６３−５７８５８号公報、実公平１
−１１５４７号公報、実開昭６３−９２８６４号公報、
実開昭６３−１１５９５７号公報等参照。３）冷却を必要とする部位に冷却風を何らかの方法で
導入する方法。例えば、ダクトを配し冷却風を導入し保
護対象部位に導き冷却する。実開昭６３−１１２６６４
号公報、実開昭６３−１０９０６７号公報、実開昭６３
−９４３６２号公報、実開昭６３−６７３３２号公報参
照。４）冷却装置を別途追加する。例えば、デファレンシ
ャルギアオイル冷却用の別置きオイルクーラーを配設す
る。実開昭６３−８２８６１号公報、特開昭６２−２７
８３７１号公報、特開昭６２−１８４２３６号公報、特
公昭６３−６３４０６号公報、特開昭６３−１７６８７
２号公報参照。５）１）〜４）の複合した構成による。実開昭６３−
１１５９５８号公報、実開昭６３−１１４７２５号公報
参照。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記開示されている各
項の従来技術には下記の問題点がある。１）は極めて一般的な方法であるが、被覆される発熱源
は排気系のように本来耐熱製材料でできているものに限
られる。デファレンシャルギヤのように、エギゾースト
系に比べれば相対的に低温ではあるが、それ自体が発熱
源であると同時に、耐熱性が低い場合にはこの方法は採
用できない。すなわち、デファレンシャルではギヤ及び
ベアリングの摩擦熱、潤滑油の剪断運動に伴う発熱によ
り、油温が回転高速化に伴って上昇する。潤滑油及びシ
ール、パッキン類の耐熱限度は百数十度である。２）は、常時冷却風が存在することを前提とする、ある
いは雰囲気温度が低い場合でないと採用できない。した
がって車両の床下のように剥離域が多数存在し空気の流
れが淀んでいる部位では、冷却風自体が存在しないし、
また、雰囲気温度も高いため、対象部位の放熱性を向上
させても効果のない場合があった。

【０００５】３）では、原理的には冷却風を有効に取り
込めると考えられるが、各公報に開示されている構成を
実施する場合、以下のような問題点が推測できる。実開
昭６３−１０９０６７号公報、実開昭６３−１１２６６
４号公報：導風のための”案内部”がデファレンシャ
ルケース下面よりも下まで下がるため、最低地上高が確
保できない、あるいは最低地上高が変化する、更に”案
内部”が地面との干渉によって破損する、といった極め
て現実的な問題がある。また形状記憶合金を使用するこ
とは当然コスト上昇にならざるを得ない。実開昭６３−
６７３３２号公報、実開昭６３−９４３６２号公報：
フロアトンネルを利用するため、トラック、ＲＶ等のフ
レーム付車に応用できない。またはフロアトンネルを別
途形成する場合には、フロアトンネル設置範囲はエンジ
ンルーム後端からデファレンシャルまでに亘るので、相
当の重量増加、コスト上昇を伴ってしまう。４）における、冷却装置を追加する構成は、必然的にコ
スト増加、重量増加をもたらす。

【０００６】そこで、上記問題を解決するために、本発
明の車両床下の各種部品の冷却を行うための冷却風の導
入機構は、フロアトンネルの有無といった車両構造に依
存しない広い応用性を有し、地面干渉による破損の防
止、損傷時の性能低下率抑制等の高い耐久性を備えた車
両床下冷却装置を、簡便、軽量、安価に提供するもので
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の車両床下部品の
冷却装置は、Ｒを付けた前端面と、前端面に連設する水
平板よりなる水平面と、水平面に所定の角度を有して連
設する上方誘導面を有し、水平面の下面を最低地上高と
して、水平面の上面をクロスメンバーに装着し、車両床
下の走行風を上方誘導面に誘導させて車両後部の床下部
品に当てて冷却する構成を具備する。

【０００８】また、水平面に車両の床下配設部材に取付
ける取付具を設ける、上方誘導面に切欠部を設け、床下
部品との干渉部位に切欠部を位置させて配設する、水平
面と上方誘導面との間に湾曲面を有する接続片を介在さ
せる、または、上方誘導面を走行風の進行方向に２分割
して第１の誘導面と第２の誘導面とし、第１の誘導面と
第２の誘導面の水平面に対する配設角度を変えて、車両
後部の冷却部位を変化させてなる構成をも有する。さら
に、車両床下部品冷却装置はＲを付けた前端面の端縁に
所定の角度を有して直接連設する上方誘導面とを備え、
前端面と上方誘導面との連設部近辺を最低地上高として
クロスメンバーに装着し、車両床下の走行風を上方誘導
面に誘導させて車両後部の床下部品に当てる構成を具備
する。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面により
説明する。図１は車両床下の部分斜視図、図２は導風板
の説明図である。車両の床下部には、車両前後方向両側
に配設されるサイドメンバー５０Ａ，５０Ｂと、このサ
イドメンバー５０Ａ，５０Ｂ間に配設される、燃料タン
ク５１、およびサイレンサー５３、プロペラシャフト５
５、デファレンシャル５７等がある。サイドメンバー５
０Ａ、５０Ｂ間には複数のクロスメンバーが配設されて
いる。車両の後部に配設されるクロスメンバー６０は燃
料タンク５１、サイレンサー５３、プロペラシャフト５
５等の部材に干渉しないように、その中央部分を走行面
方向に凸設させた凸部６３を形成している。クロスメン
バー６０の凸部６３は車両床下部分における最低地上高
となっている。このクロスメンバー６０の凸部６３に導
風板７０を装着する。

【００１０】導風板７０は鉄板、アルミ板、ないしは鉄
板、アルミ板に相当する剛性を有する合成樹脂板により
形成される風の誘導板である。導風板７０は曲率を持た
せた前端面７１と、前端面７１に連設する平板状の中央
水平面７３と、中央水平面７３に対して所定の傾斜角α
を有して連設する平板状の傾斜誘導面７５を備えてい
る。そして、導風板７０の前端面７１を車両の前方向に
位置させ、中央水平面７３をクロスメンバー６０の凸部
６３に重合させ、傾斜誘導面７５を車体の床方向に向け
てクロスメンバー６０に取り付ける。このように、クロ
スメンバー６０に装着された導風板７０は、最低地上高
の範囲内にあって、車両床面下に存在する流れの早いス
ムーズな走行風と中央水平面７３が接する位置となる。

【００１１】次に導風板７０の各部の作用を説明する。１）Ｒ付前端面７１車両前方より流下する風を曲率面で受け、流れを剥離さ
せずに中央水平面７３へ誘導する。２）中央水平面７３導風板７０の取り付け時の基準面であって、最低地上面
となる。そして、車両床面下の走行風を捉え連続する上
方誘導面７５へ誘導する。３）上方誘導面７５中央水平面７３に対して角度αに傾斜させて配設される
誘導面により走行風は上方に流れる。中央水平面７３と
のなす角αを考慮することにより、中央水平面７３と上
方誘導面７５の公差部の近傍が、図２に示す側面図で見
たとき、曲線で接続されていなくとも、折線であって
も、流れは剥離を起こすことなく上方誘導面７５に沿っ
て上方に流れる。

【００１２】このように構成された車両床下の走行風の
流れを図３，４により説明する。車両Ｃの床下ＵＣの空
気の流れは車両Ｃの床の下部が平滑な場合には車両前部
から後部への早い流れとなるが、前述の通り、車両Ｃの
床下面ＵＣには各種構造部材１０が突出している。この
ため、床下部ＵＣにおける空気の流れは、部材１０が突
出する凹凸個所を流れる第１の流れＵＣ１と、部材１０
の凹凸が無い個所を流れる第２の流れＵＣ２となる。第
１の流れＵＣ１は部材１０の突出部分に衝突して剥離が
生じ、平均流速の遅い淀んだ流れ（矢印ａで示す）にな
る。しかし、クロスメンバー６０に固着された導風板７
０付近の流れは、導風板７０の前面のＲを持った前端面
７１に案内されて導風板７０に沿って流下する。第２の
流れＵＣ２は地面に近い側を流れており、障害物がない
ので一様に早い流れ（矢印ｂで示す）となる。そして、
第２の流れＵＣ２の第１の流れＵＣ１との境界部分を流
れる空気流は、最低地上高に配設されるクロスメンバー
６０の凸部６３に配設される導風板７０に誘導されて流
下する。

【００１３】ここで、導風板７０は床面に平行する中央
水平面７３と、床方向に傾斜する上方誘導面７５を有し
ているので、導風板７０に案内されて流れて行く流下風
ｂは車両の後方床下方向に向かって矢印ｂで示すように
流速の速い流れで流下する。ここで、導風板７０の上方
誘導面７５の傾斜角度αを、たとえば、基準角度をα＝
２０°とし、角度のバラツキを±５°としたとき、上方
誘導面７５に案内されて流下する風はデファレンシャル
の下面に突き当たる。時速９０Ｋｍの車両においては、
上方誘導面７５の取付角度のバラツキ（±５°）による
デファレンシャルの油温の変化幅は１℃と極めて小さい
ものであった。このように、導風板７０の配設位置の後
方においては風は床下面方向に向かって速い速度で流下
するので、床下域Ｇの流速が速くなり、この部分に配設
される部材（例えばデファレンシャル）の冷却効果が上
昇する。

【００１４】以上説明したように本発明の車両の床下部
品の冷却装置は、車両床下近傍の比較的流速の遅い流れ
に、最低地上高付近の流速の大きい走行風を、最低地上
高またはその付近に位置する部材に導風板を取り付ける
ことにより上方に導き、床下部品など（車両床面近傍を
含む）に当てることにより冷却させるものである。この
ように、この発明の冷却装置は車両床面下の流速の大き
い走行風を滑らかな水平面７３に這わせて捉えデファレ
ンシャル方向に導風する機構を有している。この機構
は、走行風の中に導風板を配置しすくい上げるタイプの
風の誘導機構、およびダクトによる導風機構とは異な
り、導風板配設部位の周囲の空気も引き込んで効率良く
新たな空気流を形成する。

【００１５】次に、導風板７０の実施例を説明する。１）幅Ｗ最低幅としてデファレンシャルケースの幅を確保する。
幅Ｗは広いほうが効果が大きい。例えば、デファレンシ
ャルケース幅２００（ｍｍ）において、導風板７０の幅
Ｗを２００（ｍｍ）とする場合に対し導風板７０の幅Ｗ
を３００（ｍｍ）としたとき、車速９０（ｋｍ／ｍ）に
おいて５．７５（℃）冷却効果が向上した。２）長さＬ中央水平面７３の長さＬ₂：６０（ｍｍ）以上を確保す
る。上方誘導面７５の長さＬ₃：１５０（ｍｍ）以上を確保
する。長さＬ₃は長い程、導風効果は高いが、床下部品との干
渉、例えば、プロペラシャフト５５との干渉の面から長
さが制約されることがある。本実施例ではプロペラシャ
フト５５との干渉しない長さ、Ｌ₃＝１８０ｍｍとし
た。領域Ｇにおいて十分な冷却効果が得られた。３）板厚、材料の選択風圧はそれほど大きくなく、しかも構造強度部材ではな
いので、ｔ＝１〜２（ｍｍ）程度の鉄板、アルミ、ない
し耐熱温度１００（℃）程度の樹脂とする。４）上方誘導面の配設角度α 中央水平面７３に対して角度αを２０°±５°とする
と、上方誘導面７５で誘導された走行風は車両後方のデ
ファレンシャル５７部分を通過する。

【００１６】次に、導風板の応用例を示す。（１）導風板中央水平面と上方誘導面とを曲面で連続
する。……図５参照この導風板７０Ａは、Ｒを付けた前端面７１Ａと前端面
７１Ａに連続する水平面７３Ａと、上方誘導面７５Ａを
有し、水平面７３Ａと上方誘導面７５Ａとの間に曲面接
続片７４Ａを連設している。この導風板７０Ａは上方誘
導面７５Ａの傾斜角αを２０°以上に設定して、更に上
方向に導風することが可能となる。

【００１７】（２）水平面部を横方向に反らせる。…
…図６参照この導風板７０Ｂは、Ｒを付けた前端面７１Ｂと前端面
７１Ｂに連続する連続面７３Ｂと、上方誘導面７５Ｂを
有している。そして、連続面７３Ｂはその中央部分をＲ
面７３０Ｂとしている。接続面７３ＢにＲ面７３０Ｂを
形成することにより、この部分に溜まる水は曲面に沿っ
て落下する。この導風板７０Ｂは取付部分に水の滞留を
防止し、クロスメンバーおよび導風板の防錆性能を向上
させる。導風板の防錆機構としては、クロスメンバーと
導風板の水平面との間の取付面に樹脂を挾むことにより
水が溜ることを防止したり、水平面に穴をあけることに
より水が溜ることを防止する構成としても良い。

【００１８】（３）フレームを持たない車両にとりつ
ける導風板。……図７，８参照この導風板７０Ｃは前端面７１Ｃに連続する水平面７３
Ｃの両側縁にステー７６Ｃを立設している。この、導風
板７０Ｃはフロアトンネル等の幅を考慮した幅寸法を有
する導風板とし、ステー７６Ｃを適宜手段によりフロア
トンネルに取り付けることにより、フレーム（クロスメ
ンバー）を持たない車両においても、走行風は上方誘導
面７５Ｃに導かれてデファレンシャル方向を冷却する。

【００１９】（４）中央水平面をなくした導風板。…
…図９参照この導風板７０ＤはＲを付けた前端面７１Ｄに直接上方
誘導面７５Ｄを連設している。この導風板７０Ｄは走行
風が矢印ｃのように流れるが、水平面を有する導風板に
比較して若干、導風効果が減少（数％）する。これは、
車両床面下の流速の大きい走行風を這わせる水平面が無
いので、前端面７１Ｄの曲率に沿って流下する走行風の
一部が地面方向に流下するものと見られる。

【００２０】（５）導風板の一部に切欠部を設ける。
……図１０参照この導風板７０Ｅは他部品への干渉や、衝突時に導風板
７０Ｅが燃料タンクに当たり被害を与えることを防止す
る等の安全面を考慮して、燃料タンク側の上方誘導面７
５Ｅの一部を切り欠いた切欠部７７Ｅを形成している。
導風板７０Ｅは衝撃による振動があったとしても上方誘
導面７５Ｅに形成した切欠部７７Ｅ部分で、燃料タンク
との干渉を回避することができる。また、上方誘導面７
５Ｅは残された部分で走行風をデファレンシャル方向に
誘導する。

【００２１】（６）導風板を分割する。……図１１，
１２，１３参照上方誘導面を分割する（図１１，図１２）。この導風板
７０Ｆは前端面７１Ｆを連設する水平面７３Ｆに第１の
上方誘導面７５０Ｆと第２の上方誘導面７５５Ｆを連設
する。第１の上方誘導面７５０Ｆは水平面７３Ｆに対し
て角度α₁の傾斜で配設する。第２の上方誘導面７５５
Ｆは水平面７３Ｆに対して角度α₂の傾斜で配設する。
ここで、角度α₁＞角度α₂とすると、第１の上方誘導面
７５０Ｆに誘導されて流下する走行風は矢印ｄ方向に流
下し、デファレンシャル前部を冷却し、第２の上方誘導
面７５５Ｆに誘導されて流下する走行風は矢印ｅ方向に
流下してデファレンシャル後部を冷却する。

【００２２】導風板を分割する（図１３）。導風板は第
１の導風板７０Ｇと第２の導風板７０Ｈを有し、燃料タ
ンク５３との干渉を避け、間隔ｈをへだててクロスメン
バー６０に装着する。車両の振動等により導風板が振動
したとしても、燃料タンク５３との干渉を避けて間隔ｈ
を設けて配設された２枚の導風板７０Ｇ、７０Ｈは燃料
タンク５３に衝撃を与えることがない。また、走行風は
第１の導風板７０Ｇと第２の導風板７０Ｈに誘導されて
デファレンシャル方向に流下して冷却する。以上のよう
に、各応用例に示す導風板は車両床面下の流速の大きい
走行風を滑らかな面に這わせて捉えデファレンシャル方
向に導風する。

【００２３】

【発明の効果】上記構成にすることにより本発明の車両
床下部材の冷却装置以下のような効果を有する。１）冷却効果閉鎖的な空間（デフアレンシャルケース両側に燃料タン
ク、サイレンサー、後方にはスペアタイヤが配置されて
いる）に奥まって位置するリアデフアレンシャルケース
に対し、車速１４０ｋｍ／ｈ）で約２６℃のデフアレン
シャルオイルの冷却効果が得られ、デファレンシャル油
温目標値をクリアした。２）最低地上高の減少が無い最低地上高に配設されるクロスメンバーに装着した、部
材厚の薄い導風板の水平面に這わせて導風するので、す
くい上げて導風するタイプのような最低地上高の減少が
ない３）冷却装置の破損が最小限に押えられる車両の最低地上高は通常の使用条件下で地面と干渉しな
いよう設定されるものであるから、この冷却装置のよう
に最低地上高を減少させない装置は地面との干渉による
破損の危険性は最小限に押えられる。

【００２４】４）導風板自体の製造誤差による上方誘導
面の角度精度、及び導風板の車両組み付け精度を含むバ
ラツキ（上方誘導面角度のバラツキ±５°）に対して、
冷却効果が急変しないため、寸法管理の許容値が広く、
生産性が高い。５）導風効果に柔軟性があるため、仮に地面との干渉な
どによる若干の変形が起こったとしても、車両後部の床
下部分への冷却効果の低下が少ない。６）平板を単純に折り曲げる形状であり簡便、軽量、且
つ安価に提供できる。７）フロアトンネルの有無、フレームの有無等車輌構造
を問わない広い応用性を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】車両の床下に配設される冷却装置の斜視図。

【図２】導風板の説明図。

【図３】車両の床下の走行風の説明図。

【図４】車両の床下の走行風の拡大図。

【図５】導風板の他の実施例の側面図。

【図６】導風板の他の実施例の斜視図。

【図７】導風板の他の実施例の斜視図。

【図８】導風板を車両に装着した状態を示す説明図。

【図９】導風板の他の実施例の側面図。

【図１０】導風板の他の実施例の説明図。

【図１１】導風板の他の実施例の斜視図。

【図１２】他の実施例の導風板を車両の床下に配設した
斜視図。

【図１３】他の実施例の導風板を車両の床下に配設した
斜視図。

【図１４】車両における床下の走行風の従来例の説明
図。

【図１５】車両の床下の従来の走行風の拡大図。

【符号の説明】

１０床下配設部材５０サイドメンバー５１サイレンサー５３燃料タンク５５プロペラシャフト６０クロスメンバー６３凸部７０導風板７１前端面７３水平面７５上方誘導面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者露木雄一神奈川県藤沢市土棚８番地いすゞ自動車株式会社藤沢工場内 (72)発明者原中幸一郎神奈川県藤沢市土棚８番地いすゞ自動車株式会社藤沢工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｒを付けた前端面と、前端面に連設する
水平板よりなる水平面と、水平面に所定の角度を有して
連設する上方誘導面とを備え、水平面の下面を最低地上高として、水平面の上面をクロ
スメンバーに装着し、車両床下の走行風を上方誘導面に
誘導させて車両後部の床下部品に当てるよう構成してな
る車両床下部品冷却装置。
【請求項２】水平面に車両の床下配設部材に取付ける
取付具を設けてなる請求項１記載の車両床下部品冷却装
置。
【請求項３】上方誘導面に切欠部を設け、床下部品と
の干渉部位に切欠部を位置させてなる請求項１記載の車
両床下部品冷却装置。
【請求項４】水平面と上方誘導面との間に湾曲面を有
する接続片を介在させてなる請求項１記載の車両床下部
品冷却装置。
【請求項５】水平面に排水機構を設けてなる請求項１
記載の車両床下部品冷却装置。
【請求項６】上方誘導面を走行風の進行方向に２分割
して第１の誘導面と第２の誘導面とし、第１の誘導面と
第２の誘導面の水平面に対する配設角度を変えてなる請
求項１記載の車両床下部品冷却装置。
【請求項７】Ｒを付けた前端面と、前端面の端縁に所
定の角度を有して連設する上方誘導面とを備え、前端面と上方誘導面との連設部近辺を最低地上高として
クロスメンバーに装着し、車両床下の走行風を上方誘導
面に誘導させて車両後部の床下部品に当てるよう構成し
てなる車両床下部品冷却装置。