JP2007091061A - 車両の前端構造 - Google Patents

Abstract

【課題】熱交換器の冷却能力を向上させることができる車両の前端構造を提供する。
【解決手段】エンジン５が搭載されたエンジンルーム５ａ内に配置され、空気と熱媒体との熱交換を行う熱交換器１、２と、熱交換器１、２が組み付けられるフロントエンドパネル３とを備える車両の前端構造であって、フロントエンドパネル３の周囲に、車両前方側に突出し、エンジンルーム５ａ内の熱気が熱交換器１、２の前面側に回り込むことを防止するとともに、車両前方側に存在する空気を熱交換器１、２に導くダクト部材１１、１２、１３を設け、ダクト部材の車両下方側は、車両と歩行者との衝突時に歩行者の足を払う突出部材１３を構成し、突出部材１３に、車両上下方向に貫通する開口部１３ａを形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の車体前端部を構成する車両の前端構造に関する。

車両に搭載されるラジエータやコンデンサ等の熱交換器は、車両前端側から空気を導入して冷却水や冷媒等の流体を冷却するものであるが、車両停止時や車両速度が小さい場合には、エンジンにて加熱されたエンジンルーム内の熱気が熱交換器（車両）の前面側に回り込んでしまい、熱交換器の冷却能力が低下するという問題があった。

この問題に対して、熱交換器周り（上下左右）のフロントエンドパネルから車両前方側に突出するダクトを設けて、熱交換器への熱気回り込みを防止する方法が提案されている。

しかしながら、上記方法において、熱交換器の周囲を完全にダクト化すると、通風経路が狭められるため通風抵抗が増加する。このため、熱交換器を通過する冷却風が減少し、熱交換器の冷却能力が低下するという問題がある。

本発明は、上記点に鑑み、熱交換器の冷却能力を向上させることができる車両の前端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、エンジン（５）が搭載されたエンジンルーム（５ａ）内に配置され、空気と熱媒体との熱交換を行う熱交換器（１、２）と、熱交換器（１、２）が組み付けられるフロントエンドパネル（３）とを備える車両の前端構造であって、フロントエンドパネル（３）の周囲には、車両前方側に突出し、エンジンルーム（５ａ）内の熱気が熱交換器（１、２）の前面側に回り込むことを防止するとともに、車両前方側に存在する空気を熱交換器（１、２）に導くダクト部材（１１、１２、１３）が設けられており、ダクト部材の車両下方側は、車両と歩行者との衝突時に歩行者の足を払う突出部材（１３）を構成しており、突出部材（１３）には、車両上下方向に貫通する開口部（１３ａ）が形成されていることを第１の特徴としている。

これにより、突出部材（１３）の開口部（１３ａ）から熱交換器（１、２）の前面側に空気を取り入れることができるため、熱交換器（１、２）の周囲をダクト化することによる冷却風量の減少を抑制し、熱交換器（１、２）の冷却能力を向上させることが可能となる。

また、本発明は、突出部材（１３）には、開口部（１３ａ）の対向する内壁同士を接続する補強部材（１３ｂ）が設けられていることを第２の特徴としている。

これにより、突出部材（１３）の強度を確保することができるため、歩行者の足を払う機能と熱交換器（１、２）の冷却効率の向上とを両立させることが可能となる。

また、本発明は、エンジンルーム（５ａ）の車両下方側を覆うアンダーカバー（１４）を備えており、アンダーカバー（１４）における開口部（１３ａ）に対応する部位には貫通孔（１４ａ）が形成されており、アンダーカバー（１４）とフロントエンドパネル（３）との間には、所定の隙間（１５）が設けられており、隙間（１５）は、突出部材（１３）の開口部（１３ａ）より車両後方側においてアンダーカバー（１４）側に設けられた第１の壁部（１３ｃ）と、アンダーカバー（１４）の貫通孔（１４ａ）より車両後方側においてフロントエンドパネル（３）側に設けられた第２の壁部（１４ｂ）とによって構成された迷路構造を有していることを第３の特徴としている。

なお、「迷路構造」とは、周知のごとく、通路の入口側から出口側までに至る部位に、通路が屈曲する部位を少なくとも一カ所設けることにより、通路を流通する流体が直線的に流通することができないようにしたものである。

このように、アンダーカバー（１４）とフロントエンドパネル（３）との隙間（１５）に迷路構造を構成することで、熱交換器（１、２）前面側への熱気回り込みを防止することができる。このため、熱交換器（１、２）の冷却能力を向上させることが可能となる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図１〜図６に基づいて説明する。図１は本第１実施形態に係る車両の前端構造を示す断面図で、図２は本第１実施形態に係る車両の前端構造を示す平面図で、図３は本第１実施形態に係る熱交換器１、２およびフロントエンドパネル３を示す斜視図である。

図１〜図３に示すように、本第１実施形態のコンデンサ１とラジエータ２は、共通のフロントエンドパネル３内に組み込まれて、送風機４とともに一体の組立構造体、すなわち、クーリングモジュールを構成している。なお、フロントエンドパネル３は、コンデンサ１およびラジエータ２の周囲を支持するとともにコンデンサ１およびラジエータ２を通過する空気流をガイドするものである。なお、コンデンサ１およびラジエータ２をまとめて熱交換器１、２ともいう。

コンデンサ１は、冷凍サイクル（図示せず）内を循環する冷媒と外気とを熱交換して冷媒を冷却する熱交換器である。また、ラジエータ２は、エンジン冷却水と外気とを熱交換してエンジン冷却水を冷却する熱交換器である。なお、冷媒およびエンジン冷却水が、本発明の熱媒体に相当している。

なお、図１および図２ではコンデンサ１およびラジエータ２の具体的構成の図示を省略しているが、コンデンサ１およびラジエータ２は、周知のごとく扁平チューブとコルゲートフィンとの組み合わせからなる熱交換コア部と、熱交換コア部の扁平チューブに対して冷媒または冷却水の分配、集合の役割を果たすタンク部とを備えている。

コンデンサ１におけるタンク部は、通常、熱交換コア部の左右両側に配置されている。これに対し、ラジエータ２におけるタンク部は、与えられる配置スペースの形態に応じて熱交換コア部の上下両側あるいは左右両側に配置されている。

フロントエンドパネル３は、熱交換器１、２等が組み付け固定されるもので、文献によってはキャリアまたはラジエータサポートとも呼ばれる。また、フロントエンドパネル３は、上方側に位置して水平方向に延びる上方側梁部材３ａ、下方側に位置して水平方向に延びる下方側梁部材３ｂ、および上下方向に延びて両梁部材３ａ、３ｂを連結する支柱部３ｃからなる矩形枠状のパネル本体部を有している。

フロントエンドパネル３には、ファンシュラウド３ｄが一体に成形されている。ファンシュラウド３ｄは、熱交換器１、２に空気を送風する送風機４とラジエータ１との隙間を閉塞して送風機４にて誘起された空気流が熱交換器を迂回して流れることを防止する機能と、送風機４を支持する機能とを有している。

コンデンサ１は、フロントエンドパネル３のうち最上流部（最前方部）に配置され、コンデンサ１の下流側にラジエータ２が配置されている。また、ラジエータ２の下流側（最下流部）に、送風機４が配置されている。

そして、熱交換器１、２は、このフロントエンドパネル３を介して車両ボディに組み付けられるようになっている。本第１実施形態では、熱交換器１、２は車両の前端部、換言すると、エンジン５が搭載されるエンジンルーム５ａの前端部においてバンパーリーンフォース６の車両後方側に搭載されている。

ここで、バンパーリーンフォース６とは、車両の前端部にて車両幅方向に延びて車両前面側からの衝突力を吸収する梁状のもので、通常、金属にて断面矩形状に形成されている。バンパーリーンフォース６の車両幅方向の左右両端部は応力吸収部（図示せず）を介して車両ボディのサイドメンバー７に連結される。この応力吸収部は、一般にクラッシュボックスと称され、衝突力により容易に変形可能な部材である。なお、図２おいて、バンパーリーンフォース６の図示は省略している。

このバンパーリーンフォース６の前面側には樹脂製の意匠部品としてのバンパーカバー６ａが配置され、このバンパーカバー６ａによりバンパーリーンフォース６の前面側を覆うようになっている。なお、バンパーカバー６ａは、後述する突出部材１３の前面側にも設けられており、突出部材１３の前面側を覆うようになっている。

エンジン５、ラジエータ１等が搭載されるエンジンルーム５ａの上方側開口部は、蓋部材をなすエンジンフード（ボンネット）８によって閉塞されている。

バンパーリーンフォース６の上方側および下方側には、それぞれ車両前方開口部９、１０が設けられている。上方側の第１の車両前方開口部９および下方側の第２の車両前方開口部１０は熱交換器１、２の冷却空気を導入するためのものである。

図１に示すように、フロントエンドパネル３における上方側梁部材３ａには、車両前方側に突出する上方ダクト１１が設けられている。同様に、図２に示すように、フロントエンドパネル３における支柱部３ｃにも、車両前方側に突出する側方ダクト１２がそれぞれ設けられている。

図１および図３に示すように、フロントエンドパネル３における下方側梁部材３ｂには、その車両後方側の端部が支持された突出部材１３が設けられている。突出部材１３は、車両幅方向全幅に渡るように構成され、ポリプロピレン、ポリエチレンあるいはＡＢＳ樹脂などの合成樹脂により形成されている。また、突出部材１３は、車両と歩行者との衝突時において、歩行者の足を払い、歩行者をエンジンフード８の上部に乗せて保護するための足払い機能を有している。

これらのダクト１１、１２および突出部材１３は、エンジンルーム５ａの熱気がフロントエンドパネル３と車両ボディとの隙間から熱交換器１、２の前面側に回り込むことを防止するとともに、車両前方側に存在する新気（熱気が混入していない空気）を熱交換器１、２に導くようになっている。なお、上方ダクト１１、側方ダクト１２および突出部材１３が、本発明のダクト部材に相当している。

突出部材１３には、車両上方側から下方側に開口する開口部１３ａが設けられている。この開口部１３ａから熱交換器１、２前面側に空気を取り入れることができる。開口部１３ａの長手方向は車両幅方向になっている。

また、突出部材１３には、突出部材１３の強度を確保するため、開口部１３ａの短手方向において開口部１３ａの対向する内壁同士を接続する補強部材１３ｂが複数設けられている。

以上説明したように、突出部材１３に開口部１３ａを設けることで、開口部１３ａから熱交換器１、２の前面側に空気を取り入れることができる。このため、熱交換器１、２の周囲にダクトを設けることによる冷却風量の減少を抑制することができ、熱交換器１、２の冷却能力を向上させることが可能となる。

ここで、熱交換器１、２の周囲のダクトに開口部を設ける場合において、開口部の位置とエンジンルーム５ａからの熱気回り込みの影響との関係について検討する。なお、ここでは突出部材１３が熱交換器１、２下方側のダクトの役割をする。

熱交換器１、２上方側に開口部を設ける場合、図４に示すように、エンジンルーム５ａ内の熱気は、エンジンフード８と上方側梁部材３ａとの隙間から熱交換器１、２の前面側に直接回り込む。同様に、熱交換器１、２側方に開口部を設ける場合、図５に示すように、エンジンルーム５ａ内の熱気は、熱交換器１、２の車両幅方向端部と支柱部３ｃとの隙間から熱交換器１、２の前面側に直接回り込む。

一方、熱交換器１、２下方側に開口部を設ける場合、図６に示すように、エンジンルーム５ａ内の熱気は、一旦エンジンルーム５ａから排出され、地表を伝わり熱交換器１、２の前面側に回り込む。この場合、他の場合と比較して、熱気が熱交換器１、２前面側に回り込むまでの経路が長くなり、熱気の量が少なくなる。したがって、エンジンルーム５ａから回り込む熱気が熱交換器１、２の冷却性能に与える影響は小さい。

よって、本第１実施形態のように、熱交換器１、２の下側の突出部材１３に開口部１３ａを設けることで、エンジンルーム５ａからの熱気回り込みの影響を最小限に抑えることができる。

また、突出部材１３に開口部１３ａの対向する内壁同士を接続する補強部材１３ｂを設けることで、突出部材１３の強度を保つことができるため、足払い機能と熱交換器１、２の冷却効率の向上とを両立させることが可能となる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図７および図８に基づいて説明する。上記第１実施形態と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。本第２実施形態は、アンダーカバー１４が設けられている車両に本発明を適用したものである。

図７は、本第２実施形態の車両の前端構造を示す拡大断面図である。図７に示すように、エンジンルーム５ａの下方側はアンダーカバー１４により概略覆われている。アンダーカバー１４の車両前方側の先端は、バンパーカバー６ａと突出部材１３との間に入り込むように配置されている。また、フロントエンドパネル３の下方側梁部材３ｂとアンダーカバー９との間には、所定の隙間１５が設けられている。

アンダーカバー１４における開口部１３ａに対応する部位には、貫通孔１４ａが設けられており、この貫通孔１４ａおよび突出部材１３の開口部１３ａから空気を熱交換器１、２前面側に取り入れることができるようになっている。なお、本第２実施形態では、アンダーカバー１４における貫通孔１４ａより車両前方側の部位を前方側アンダーカバー１４１といい、開口部より車両後方側の部位を後方側アンダーカバー１４２という。

突出部材１３における開口部１３ａの車両後方側には、アンダーカバー１４側（車両下方側）に延びる第１の壁部１３ｃが設けられている。また、後方側アンダーカバー１４２における車両前方側の先端には、フロントエンドパネル３側（車両上方側）に延びる第２の壁部１４ｂが設けられている。これらの壁部１３ｃ、１４ｂの先端は、互いに反対方向に断面Ｌ字状に屈曲している。そして、これらの壁部１３ｃ、１４ｂの先端同士がかみ合うことによって、迷路構造が構成されている。

車両にアンダーカバー１４を設ける場合において上記第１実施形態の構成を適用すると、図８に示すように、エンジンルーム５ａ内の熱気が、フロントエンドパネル３とアンダーカバー１４との隙間１５を通って熱交換器１、２の前面側に回り込み、熱交換器１、２の冷却能力が低下するおそれがあった。

これに対し、本第２実施形態では、フロントエンドパネル３とアンダーカバー１４との隙間１５に迷路構造を構成することで、熱交換器１、２の前面側への熱気回り込みを防止することができる。このため、熱交換器１、２の冷却能力を向上させることが可能となる。

第１実施形態に係る車両の前端構造を示す断面図である。 第１実施形態に係る車両の前端構造を示す平面図である。 第１実施形態に係る熱交換器１、２およびフロントエンドパネル３を示す斜視図である。 熱交換器１、２上方に開口部を設けた車両の前端構造における熱気の流れを示す断面図である。 熱交換器１、２側方に開口部を設けた車両の前端構造における熱気の流れを示す平面図である。 第１実施形態に係る車両の前端構造における熱気の流れを示す断面図である。 第２実施形態の車両の前端構造を示す拡大断面図である。 アンダーカバー１４が設けられている車両に第１実施形態の構成を適用した車両の前端構造を示す拡大断面図である。

符号の説明

１…コンデンサ（熱交換器）、２…ラジエータ（熱交換器）、３…フロントエンドパネル、１１…上方ダクト（ダクト部材）、１２…側方ダクト（ダクト部材）、１３…突出部材、１３ａ…開口部、１３ｂ…補強部材、１３ｃ…第１の壁部、１４…アンダーカバー、１４ａ…貫通孔、１４ｂ…第２の壁部。

Claims (3)

1. エンジン（５）が搭載されたエンジンルーム（５ａ）内に配置され、空気と熱媒体との熱交換を行う熱交換器（１、２）と、前記熱交換器（１、２）が組み付けられるフロントエンドパネル（３）とを備える車両の前端構造であって、
   前記フロントエンドパネル（３）の周囲には、車両前方側に突出し、前記エンジンルーム（５ａ）内の熱気が前記熱交換器（１、２）の前面側に回り込むことを防止するとともに、車両前方側に存在する空気を前記熱交換器（１、２）に導くダクト部材（１１、１２、１３）が設けられており、
   前記ダクト部材の車両下方側は、車両と歩行者との衝突時に歩行者の足を払う突出部材（１３）を構成しており、
   前記突出部材（１３）には、車両上下方向に貫通する開口部（１３ａ）が形成されていることを特徴とする車両の前端構造。
2. 前記突出部材（１３）には、前記開口部（１３ａ）の対向する内壁同士を接続する補強部材（１３ｂ）が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の車両の前端構造。
3. 前記エンジンルーム（５ａ）の車両下方側を覆うアンダーカバー（１４）を備えており、
   前記アンダーカバー（１４）における前記開口部（１３ａ）に対応する部位には貫通孔（１４ａ）が形成されており、
   前記アンダーカバー（１４）と前記フロントエンドパネル（３）との間には、所定の隙間（１５）が設けられており、
   前記隙間（１５）は、前記突出部材（１３）の前記開口部（１３ａ）より車両後方側において前記アンダーカバー（１４）側に設けられた第１の壁部（１３ｃ）と、前記アンダーカバー（１４）の前記貫通孔（１４ａ）より車両後方側において前記フロントエンドパネル（３）側に設けられた第２の壁部（１４ｂ）とによって構成された迷路構造を有していることを特徴とする請求項１または２に記載の車両の前端構造。

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