JP2007307941A - ハイブリッド車両用冷却システム - Google Patents

Abstract

【課題】 ハイブリット車両において、車両前部に後方への荷重が入力された場合であっても、強電部品の損傷を抑制することができるハイブリッド車両用冷却システムを提供すること。
【解決手段】 電動機１０等の電気部品を冷却するサブラジエータ４と、車室内空調用の冷媒を凝縮するコンデンサ５と、エンジンを冷却するラジエータ３とを備え、車両前部側から後部に向かって、サブラジエータ４、コンデンサ５、ラジエータ３が順に配置されたハイブリッド車両用冷却システムにおいて、車両前方より冷却空気を導入する電動ファン６を、サブラジエータ４よりも車両後部側に配置し、かつラジエータ３よりも車両前部側に配置した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、駆動源として電動機とエンジンとを有し、またエアコン装置としてコンデンサを備えたハイブリット車両における冷却システムに関する。

この種の技術としては、特許文献１に記載の技術が開示されている。この公報では、車両前部から後部に向かって、第２のラジエータ、コンデンサ、第１のラジエータ、電動ファンの順に配置される。
特開平４−１３３８２０号公報

ハイブリッド車両においては、冷却システムの後方に電動エアコンの強電部品等が配設されている。前突等により車両前部に後方への荷重が入力された場合、冷却システムが後方に移動してしまうことがある。上記従来技術では冷却システムの後方に設けられた電動ファンを支える構造体は比較的剛性が高く、また補強のためにリブが形成されているため、強電部品等に接触するとリブ部分に荷重が集中してしまい強電部品等を破損してしまうことがあるといった問題があった。

本発明に上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、ハイブリット車両において、車両前部に後方への荷重が入力された場合であっても、強電部品の破損を抑制することができるハイブリッド車両用冷却システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のハイブリッド車両用冷却システムでは、車両駆動源である電動機の制御に関わる電気部品を冷却するサブラジエータと、車室内空調用の冷媒を凝縮するコンデンサと、エンジンを冷却するラジエータと、を備え、車両前部から後部に向かって、サブラジエータ、コンデンサ、ラジエータが順に配置されたハイブリッド車両用冷却システムにおいて、車両前方より冷却空気を導入する電動ファンを、前記サブラジエータよりも車両後部に配置し、かつ前記ラジエータよりも車両前部に配置した。

よって、本発明のハイブリッド車両用冷却システムにあっては、車両前突等により車両前方から後方に荷重が入力された場合、冷却システムの後方に設けられた強電部品にラジエータが接触する。このラジエータは電動ファンの固定部材よりも剛性が比較的低く、またリブのように荷重が集中する部分がないため荷重が全体に分散する。そのため、強電ハーネスの破損を抑制することができる。

以下、本発明のハイブリッド車両用冷却システムを実現する最良の形態を、実施例１ないし実施例３に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。

図１は、本発明のハイブリッド車両用冷却システムを搭載した車両のシステム図である。

実施例１のハイブリッド車両においては、駆動源としてエンジン１と電動機１０とが備えられている。また、車室内空調用の電動エアコン２が備えられ、この電動エアコン２には、電動エアコン２に電力を供給する強電ハーネス２１が取り付けられる。

冷却システムとして、エンジン１の冷却用のラジエータ３と、電動機１０等の電気部品を冷却用のサブラジエータ４、電動エアコン２の冷媒を凝縮するコンデンサ５、これらに冷却風を導入する電動ファン６が備えられている。冷却システムは、車両前方から後方に向かって、サブラジエータ４、電動ファン６、コンデンサ５、ラジエータ３の順に配設される。また、電動ファン６の径方向外側には電動ファン６を覆う樹脂製のシュラウド７が設けられる。

図２は、電動ファン６とシュラウド７部分の拡大図であり、図２（ａ）は正面方向から見た図、図２（ｂ）は側面方向から見た図である。

シュラウド７は、サブラジエータ４とコンデンサ５との間に跨って取り付けられる。このシュラウド７の上下から電動ファン６に向かって延在するモータ固定部材８によって、電動ファン６のモータ６１を固定される。モータ固定部材８は、車幅方向よりも車両前後方向の幅を広く形成された部材である。電動ファン６は、羽部６２に対して車両前方側にモータ６１が来るように配置され、モータ固定部材８も羽部６２よりも車両前方側に取り付けられる。モータ固定部材８は、モータ６１の回転軸に対して直角方向の側面の上部６１ａと下部６１ｂに取り付けられる。

次に作用について述べる。

図３は、従来のハイブリッド車両用冷却システムの模式図であって、図３（ａ）は車両前突前の様子を示し、図３（ｂ）は車両前突後の様子を示す。

従来のハイブリッド車両用冷却システムは、駆動源としてエンジン（図示なし）と電動機（図示なし）とが備えられている。また、車室内空調用の電動エアコン２´が備えられ、この電動エアコン２´には、電動エアコン２´に電力を供給する強電ハーネス２１´が取り付けられる。

冷却システムとして、エンジンの冷却用としてラジエータ３´と、電動機を冷却用としてサブラジエータ４´、電動エアコン２´の冷媒を凝縮するコンデンサ５´、これらを冷却する冷却風を導入する電動ファン６´が備えられている。これらは車両前方から後方に向かって、サブラジエータ４´、コンデンサ５´、ラジエータ３´、電動ファン６´の順に配設される。また、電動ファン６´のモータ６１´は、ラジエータ３´に取り付けられたモータ固定部材８´に固定される。また、電動ファン６´と強電ハーネス２１´との間には強電系保護ブラケット９´が設けられる。

この従来のハイブリッド車両用冷却システムは、電動ファン６´が一番後方に配設される点および電動ファン６´がラジエータ３´にモータ固定部材８´を介して取り付けられている点において実施例１とは異なる。

図３（ｂ）に示すように、車両前突等によって車両前方から後方へ荷重が入力されると、冷却システム（サブラジエータ４´、コンデンサ５´、ラジエータ３´、電動ファン６´）が後方に移動する。そのため、冷却システムの最後部に配設された電動ファン６´のモータ６１´を固定するモータ固定部材８´が、強電系保護ブラケット９´を突き破って、強電ハーネス２１´と接触する虞がある。モータ固定部材８´は比較的剛性の高い部材で形成され、また補強のためにリブが形成されているため、強電ハーネス２１´と接触するとリブ部分に荷重が集中してしまい強電ハーネス２１´を破損してしまうことがある。そのため強電ハーネス２１´の破損を防ぐために、強電系保護ブラケット９´を広範囲に設置する必要があった。

また、冷却システムのなかで最も低温に冷却する必要があるサブラジエータ４と電動ファン６との距離が遠いため、サブラジエータ４に十分に冷却風を供給することができずに冷却を行うことができない虞がある。

そこで実施例１では、電動ファン６をサブラジエータ４とコンデンサ５の間に配設するようにした。また、モータ固定部材８を電動ファン６の羽部６２に対して車両前方側に取り付けるようにした。

図４は、電動ファン６´をサブラジエータ４´とコンデンサ５´の間に配設するとともに、モータ固定部材８´を電動ファン６´の羽部６２´に対して車両前方側に取り付けるようにした例を示す図である。図４（ａ）は、ハイブリッド車両用冷却システムの電動ファン６´とシュラウド７´部分を正面方向から見た図、図４（ｂ）は側面方向から見た図である。

図４に示すように、電動ファン６´のモータ６１´は、直接サブラジエータ４´に取り付けたモータ固定部材８´によって保持されている。

前述のように、モータ固定部材８´は、比較的剛性が高く、またリブ等で補強されているため、伸縮性が小さい。一方、モータ固定部材８´が取り付けられているサブラジエータ４´は熱により伸縮を行う。そのため、図４（ｂ）に示すように、サブラジエータ４´が点線で示すように伸びてしまうとモータ固定部材８´がその伸びに追従できず破断してしまう虞がある。

そこで、さらに実施例１ではモータ固定部材８をシュラウド７に取り付け、サブラジエータ４にシュラウド７を取り付けるようにした。

また、電動ファン６´のモータ６１´は、モータ固定部材８´の側面に、モータ６１´の回転軸方向の側面が取り付けられている。そのため、車両前方から順に、サブラジエータ４´、モータ固定部材８´、モータ６１´、羽部６２´が直列に並ぶため、冷却システムの車両前後方向長さが長くなってしまう。

そこで実施例１では、モータ６１の回転軸に対して直角方向の側面の上部６１ａと下部６１ｂにモータ固定部材８を取り付けるようにした。

図５は、実施例１のハイブリッド車両用冷却システムの模式図であって、図５（ａ）は車両前突前の様子を示し、図５（ｂ）は車両前突後の様子を示す。

図５（ｂ）に示すように、車両前突等によって車両前方から後方へ荷重が入力されると、冷却システム（サブラジエータ４、電動ファン６、コンデンサ５、ラジエータ３）が後方に移動する。実施例１では、電動ファン６をサブラジエータ４とコンデンサ５の間に配設するようにしているため、冷却システムの最後部にはラジエータ３が配設されることになる。また、電動ファン６は、羽部６２に対して車両前方側にモータ６１が来るように配置され、モータ固定部材８も羽部６２よりも車両前方側に取り付けられる。

そのため、冷却システムのなかで強電ハーネス２１と最初に接触するのは、ラジエータ３である。ラジエータ３は、モータ固定部材８と比べて剛性が低く、またリブのように荷重が集中する部分がないため荷重が全体に分散する。よって、強電ハーネス２１の破損を抑制することができる。

また、冷却システムのなかで最も低温に冷却する必要があるサブラジエータ４と電動ファン６との距離が近いために、サブラジエータ４に十分に冷却風を供給することができる。

また、電動ファン６のモータ６１は比較的低温のサブラジエータ４の背面に位置させることが可能となるため、モータ６１の性能や耐久性を向上させることができる。

さらに実施例１では、シュラウド７にモータ固定部材８を取り付け、サブラジエータ４にシュラウド７を取り付けるようにしている。シュラウド７は樹脂製であり伸縮性が高い。そのため、シュラウド７は熱により伸縮を行うサブラジエータ４の伸びに追従することができる。

さらに実施例１では、モータ６１の回転軸に対して直角方向の側面の上部６１ａと下部６１ｂにモータ固定部材８を取り付けるようにしている。そのため、モータ６１とモータ固定部材８との車両前後方向位置は重なることができるため、冷却システムの車両前後方向長さを短くすることができる。

さらに実施例１では、モータ固定部材８は、車幅方向よりも車両前後方向の幅を広く形成しているため、モータ固定部材８の強度を保ちつつ、冷却風の通気抵抗を抑制することができる。

さらに実施例１では、サブラジエータ４とコンデンサ５との間に電動ファン６を配置した。そのため、サブラジエータ４とコンデンサ５との距離を長くなり、また電動ファン６によりコンデンサ５からサブラジエータ４への熱伝達を抑制することができる。

なお、上記実施例１のモータ固定部材８の車両前後方向形状は均一に形成されているが、図６に示すように電動ファン６の羽部６２の形状に沿って形成しても良い。モータ固定部材８を電動ファン６の羽部６２の形状に沿って形成することによって、モータ固定部材８の車両前後方向を全体として厚く形成できるため、モータ固定部材８の強度を確保することができる。

次に本実施例の効果について述べる。

（１）電動機１０等の電気部品を冷却するサブラジエータ４と、車室内空調用の冷媒を凝縮するコンデンサ５と、エンジンを冷却するラジエータ３とを備え、車両前部側から後部に向かって、サブラジエータ４、コンデンサ５、ラジエータ３が順に配置されたハイブリッド車両用冷却システムにおいて、車両前方より冷却空気を導入する電動ファン６を、サブラジエータ４よりも車両後部側に配置し、かつラジエータ３よりも車両前部側に配置した。

そのため、車両前突等により車両前方から後方に荷重が入力された場合、冷却システムの後方に設けられた強電ハーネス２１にラジエータ３が接触するようにすることが可能となる。ラジエータ３は剛性が比較的低く、またリブのように荷重が集中する部分がないため荷重が全体に分散する。そのため、強電ハーネス２１の破損を抑制することができる。

（２）さらに、電動ファン６をサブラジエータ４の背面に配置するようにした。

そのため、冷却システムのなかで最も低温に冷却する必要があるサブラジエータ４と電動ファン６との距離を近くすることが可能となる。よって、サブラジエータ４に冷却風を十分に供給することができ、サブラジエータ４を低温にすることができる。

（３）さらに、シュラウド７にモータ固定部材８を取り付け、サブラジエータ４にシュラウド７を取り付けるようにした。シュラウド７は樹脂製であり伸縮性が高い。そのため、シュラウド７は熱により伸縮を行うサブラジエータ４の伸びに追従することができる。

（４）モータ固定部材８を電動ファン６の羽部６２の形状に沿って形成した。よって、モータ固定部材８の車両前後方向を全体として厚く形成できるため、モータ固定部材８の強度を確保することができる。

実施例２の構成について、図７および図８に基づき説明する。実施例１と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

実施例１では、シュラウド７の上下から電動ファン６に向かって延在する１対のモータ固定部材８によって電動ファン６のモータ６１を固定されていた。一方、実施例２ではシュラウド７の上下から電動ファン６に向かって延在する２対のモータ固定部材８によって、電動ファン６のモータ６１を固定する点で実施例１と異なる。

図７は、電動ファン６とシュラウド７部分を正面方向から見た図である。

シュラウド７の上下から電動ファン６に向かって延在する２対のモータ固定部材８によって、電動ファン６のモータ６１を固定される。モータ固定部材８は、モータ６１の回転軸に対して直角方向の側面の車幅方向両側６１ｃ，６１ｄに取り付けられる。

また図８のように、２対のモータ固定部材８はモータ６１との取り付け位置においてクロスするように取り付けても良い。

電動ファン６のモータ６１には、モータ６１の回転方向の回転反力と、車両の上下振動による上下方向の力が発生する。２対のクロスしたモータ固定部材８で電動ファン６のモータ６１を固定することによって、モータ６１の回転方向の反力と上下方向の力との合力成分を、モータ固定部材８の軸方向で受けることが可能となる。そのため、モータ固定部材８の耐久性を向上することができる。

次に実施例２の効果について述べる。

（５）２対のモータ固定部材８によって電動ファン６を固定するようにした。よって、車両上下方向を軸とする電動ファン６の揺動を抑えることができる。

（６）モータ固定部材８を、電動ファンを６に取り付ける位置において、２対の固定部材がクロスするようにした。よって、モータ６１の回転方向の反力と上下方向の力との合力成分を、モータ固定部材８の軸方向で受けることが可能となる。そのため、モータ固定部材８の耐久性を向上することができる。

実施例３の構成について、図９に基づき説明する。実施例１と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

実施例１では、冷却システムは、車両前方から後方に向かって、サブラジエータ４、電動ファン６、コンデンサ５、ラジエータ３の順に配設されていた。一方、実施例２では、冷却システムは、車両前方から後方に向かって、サブラジエータ４、コンデンサ５、電動ファン６、ラジエータ３の順に配設される点で実施例１と異なる。

図９に示すように、実施例３では冷却システムとして、エンジン１の冷却用のラジエータ３と、電動機１０等の電気部品を冷却用のサブラジエータ４、電動エアコン２の冷媒を凝縮するコンデンサ５、これらに冷却風を導入する電動ファン６が備えられている。冷却システムは、車両前方から後方に向かって、サブラジエータ４、コンデンサ５、電動ファン６、ラジエータ３の順に配設される。また、電動ファン６の径方向外側には電動ファン６を覆う樹脂製のシュラウド７が設けられる。

コンデンサ５とラジエータ３との間に電動ファン６を配置した。そのため、コンデンサ５とラジエータ３との距離を長くなり、また電動ファン６によりコンデンサ５からラジエータ３への熱伝達を抑制することができる。

次に、実施例３の効果について述べる。

（７）コンデンサ５とラジエータ３との間に電動ファン６を配置した。そのため、コンデンサ５とラジエータ３との距離を長くなり、また電動ファン６によりコンデンサ５からラジエータ３への熱伝達を抑制することができる。

（他の実施例）
以上、本発明を実施するための最良の形態を、実施例１ないし実施例３に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例１ないし実施例３に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。

たとえば実施例１では、１対のモータ固定部材８をモータ６１の回転軸に対して直角方向の側面の上部６１ａと下部６１ｂに取り付けるようにしている。この構成を図１０に示すように、１対のモータ固定部材８をモータ６１の回転軸に対して直角方向の側面の車幅方向両側部６１ｃ，６１ｄに取り付けるようにしても良い。

この構成により、車両上下方向を軸とする電動ファン６の揺動を抑えることができる。

実施例１のハイブリッド車両用冷却システムを搭載した車両のシステム図である。 実施例１の電動ファンとシュラウド部分の拡大図である。 従来のハイブリッド車両用冷却システムの模式図である。 モータ固定部材を電動ファンの羽部に対して車両前方側に取り付けるようにした例を示す図である。 実施例１のハイブリッド車両用冷却システムの模式図である。 実施例１のモータ固定部材の別の形状の例を示す図である。 実施例２の２対のモータ固定部材によって電動ファンを固定する例を示す図である。 実施例２の２対のモータ固定部材がモータとの取り付け位置においてクロスするように取り付けた例を示す図である。 実施例３のハイブリッド車両用冷却システムの模式図である。 他の実施例の電動ファンとシュラウド部分の拡大図である。

符号の説明

１ エンジン
２ 電動エアコン
３ ラジエータ
４ サブラジエータ
５ コンデンサ
６ 電動ファン
７ シュラウド
８ モータ固定部材
１０ 電動機
２１ 強電ハーネス

Claims (7)

1. 車両駆動源である電動機の制御に関わる電気部品を冷却するサブラジエータと、
   車室内空調用の冷媒を凝縮するコンデンサと、
   エンジンを冷却するラジエータと、
   を備え、車両前方から後方に向かって、前記サブラジエータ、前記コンデンサ、前記ラジエータが順に配置されたハイブリッド車両用冷却システムにおいて、
   車両前方より冷却空気を導入する電動ファンを、前記サブラジエータよりも車両後方に配置し、かつ前記ラジエータよりも車両前方に配置したことを特徴とするハイブリッド車両用冷却システム。
2. 請求項１に記載のハイブリッド車両用冷却システムにおいて、
   前記電動ファンを前記サブラジエータの後部に配置することを特徴とするハイブリッド車両用冷却装置。
3. 請求項１に記載のハイブリッド車両用冷却システムにおいて、
   前記電動ファンを前記コンデンサの後部に配置することを特徴とするハイブリッド車両用冷却システム。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のハイブリッド車両用冷却システムにおいて、
   前記電動ファンを覆うシュラウドと、
   前記シュラウドに前記電動ファンを固定する固定部材と、
   を設けたことを特徴とするハイブリッド車両用冷却システム。
5. 請求項４に記載のハイブリッド車両用冷却システムにおいて、
   前記固定部材の前記電動ファン側の側面を前記電動ファンの形状に沿って形成したことを特徴とするハイブリッド車両用冷却システム。
6. 請求項４または請求項５に記載のハイブリッド車両用冷却システムにおいて、
   前記固定部材は、２対の部材によって前記電動ファンを固定することを特徴とするハイブリッド車両用冷却システム。
7. 請求項６に記載のハイブリッド車両用冷却システムにおいて、
   前記固定部材を前記電動ファンに取り付ける位置において、２対の固定部材がクロスすることを特徴とするハイブリッド車両用冷却システム。

Images