JP2015145150A - 車両前部構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】冷却ユニットへ異物が混入されるのを抑制しつつ、冷却ユニットの冷却性能を良好に維持できる車両前部構造を提供する。
【解決手段】車両前部構造10は、車両前部の下面を構成するアンダーカバー64と、アンダーカバー64の車両後方側に設けられ、空冷式の熱交換器52を備えた冷却ユニット50と、アンダーカバー64の車両前方側に設けられ、車両前方から冷却風を導入させる導入口68Cを備えたフロントバンパ68と、フロントバンパ68の導入口68Cより下方に設けられたフロントスポイラ70と、フロントバンパ68とアンダーカバー64との間に設けられ、導入口68Cから導入された冷却風をアンダーカバー64の下面に沿って車両後方側へ導出させる導出口72と、を有する。
【選択図】図2

Description

本発明は、車両前部構造に関する。
車両前部の下面を構成するアンダーカバーの車両後方側に、空冷式の熱交換器を含む冷却ユニットが配設された車両前部構造がある。このような車両前部構造として、特許文献1には、アンダーカバーの後端部にダクトを備えた冷却風導入構造が開示されている。ここで、上記特許文献1の発明では、車両前方からアンダーカバーと路面との間に導入された冷却風がダクトに沿って冷却ユニットへ流れることで、冷却ユニットの熱交換が行われる。
特許第5293888号公報
ところで、路面上の泥や雪などの異物が空気と共に冷却ユニットへ混入されるのを抑制するため、車両前部にフロントスポイラを設けることがある。しかしながら、上記特許文献1の発明が適用された車両にフロントスポイラを設けた場合、車両の前方側の端部と路面との隙間が狭くなる。この結果、アンダーカバーと路面との間に導入される冷却風が減少し、冷却ユニットの冷却性能を良好に維持する観点から改善の余地がある。
本発明は上記事実を考慮し、冷却ユニットへ異物が混入されるのを抑制しつつ、冷却ユニットの冷却性能を良好に維持できる車両前部構造を提供することを目的とする。
請求項1に記載の本発明に係る車両前部構造は、車両前部の下面を構成するアンダーカバーと、前記アンダーカバーの車両後方側に設けられ、空冷式の熱交換器を備えた冷却ユニットと、前記アンダーカバーの車両前方側に設けられ、車両前方から冷却風を導入させる導入口を備えたフロントバンパと、前記フロントバンパの前記導入口より下方に設けられたフロントスポイラと、前記フロントバンパと前記アンダーカバーとの間に設けられ、前記導入口から導入された冷却風を前記アンダーカバーの下面に沿って車両後方側へ導出させる導出口と、を有する。
請求項1に記載の本発明に係る車両前部構造によれば、車両の下面を構成するアンダーカバーの車両前方側には、フロントバンパが設けられており、このフロントバンパは、車両前方から冷却風(空気)を導入するための導入口を備えている。また、フロントバンパには、導入口より下方にフロントスポイラが設けられている。このフロントスポイラによって車両の前方側の端部と路面との隙間が狭くなるので、路面上の泥や雪などの異物がアンダーカバーの車両後方側に設けられた冷却ユニットに混入するのを抑制することができる。
また、フロントバンパとアンダーカバーとの間に導出口が設けられているので、フロントバンパの導入口から導入された冷却風がアンダーカバーの下面に沿って車両後方側へ導出される。これにより、フロントスポイラを設けたことで車両前方から車両と路面との間に導入される冷却風の風量が減少した場合であっても、アンダーカバーの下面に沿って冷却風を冷却ユニットへ導くことができ、冷却ユニットの冷却性能を良好に維持することができる。
請求項2に記載の本発明に係る車両前部構造は、請求項1において、前記導出口は、前記フロントスポイラの車両後方側に設けられている。
請求項2に記載の本発明に係る車両前部構造によれば、フロントスポイラの下方を流れる冷却風の流路が狭められているので、導出口が設けられた部位における冷却風の流速が速くなる。この結果、所謂ベンチュリ効果よって、フロントスポイラの車両後方側の導出口の近傍が負圧となり、より多くの冷却風を導出口へ引き込んで車両後方側へ導出させることができる。
請求項3に記載の本発明に係る車両前部構造は、請求項1又は2において、前記アンダーカバーの車両前方側の端部には、前記導入口へ向かって斜め上方に傾斜された傾斜部が設けられている。
請求項3に記載の本発明に係る車両前部構造によれば、導入口からアンダーカバーの傾斜部に向かって導入された冷却風をスムーズに車両下方側且つ車両後方側へ流すことができる。
本発明の車両前部構造は上記構成としたので、冷却ユニットへ異物が混入されるのを抑制しつつ、冷却ユニットの冷却性能を良好に維持できる。
本実施形態に係る車両前部構造が適用された車両を示す斜視図である。 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両前部構造の主要部の分解斜視図である。 本実施形態に係る車両前部構造へ導入された冷却風の流れを示す、図2に対応する断面図である。
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を車両上方向、矢印FRを車両前方向、矢印RHを車両右方向とする。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、車両前後方向の前後、車両上下方向の上下、車両左右方向(車両幅方向)の左右を示すものとする。
図2に示されるように、本実施形態に係る車両前部構造10が適用された車両12には、車両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。図2、3に示されるように、フロントサイドメンバ14はそれぞれ、矩形枠状の閉断面構造を構成するように形成されており、本実施形態では、一例として、アルミニウム合金などの金属材料の押出成形によって長尺な角パイプ状に形成されている。また、フロントサイドメンバ14の前方側の端部(前端部)には、前側フランジ14Aが形成されており、この前側フランジ14Aには、クラッシュボックス16がボルトなどの締結手段で締結固定されている。
クラッシュボックス16は、左右一対のフロントサイドメンバ14の前端部に設けられており、クラッシュボックス16の後方側の端部(後端部)に形成された後側フランジ16Aがフロントサイドメンバ14の前側フランジ14Aと締結固定されている。また、クラッシュボックス16は、矩形枠状の閉断面構造を構成するように形成されており、フロントサイドメンバ14よりも車両前後方向に沿った軸圧縮荷重に対する剛性(耐力)が低く設定されている。そして、このクラッシュボックス16の前端部には、フロントバンパリインフォースメント18が設けられている。
フロントバンパリインフォースメント18は、車両幅方向に延在して左右一対のクラッシュボックス16に架設されており、矩形枠状の閉断面構造を構成するように形成されている。また、本実施形態では、一例として、アルミニウム合金などの金属材料の押出成形によって長尺な角パイプ状に形成されている。
図2に示されるように、フロントバンパリインフォースメント18の車両前方側には、アブソーバ20が設けられている。アブソーバ20は、ウレタンフォームなどの発泡樹脂材によって形成されており、フロントバンパリインフォースメント18に沿って車両幅方向を長手方向とした長尺状に形成されている。また、アブソーバ20の後端部は、フロントバンパリインフォースメント18に固定されている。
ここで、図2、3に示されるように、各フロントサイドメンバ14の前端部には、分岐メンバ22が取り付けられている。分岐メンバ22は、フロントサイドメンバ14の下面から下方側へ延在され、さらにクラッシュボックス16と略平行に車両前方側へ延在されている。
分岐メンバ22の前端部には、車両幅方向に延在する左右クロスメンバ24が架設されている。左右クロスメンバ24は、フロントバンパリインフォースメント18より断面積が小さい矩形枠状の閉断面構造を構成しており、フロントバンパリインフォースメント18より車両後方側にオフセットされた位置に配設されている。ここで、左右クロスメンバ24の下面には、後述するアンダーカバー64が接合されている。また、フロントサイドメンバ14から下方側へロアパイプ26が延在されており、このロアパイプ26は、左右クロスメンバ24より下方まで延在されて車両幅方向に連結されている。
図2に示されるように、フロントサイドメンバ14の上方には、エンジンフード30が配設されており、このエンジンフード30によってエンジンルーム32が開閉可能に覆われている(図1参照)。エンジンルーム32は、エンジンフード30と、左右のフロントサイドメンバ14と、フロントバンパリインフォースメント18と、後述するダッシュパネル42と、後述するアンダーカバー64と、で囲まれた空間である。このエンジンルーム32内には、少なくとも内燃機関であるエンジン34及びトランスミッション36が配設されている。ここで、トランスミッション36には、図1に示される前輪40を駆動させるためのドライブシャフト38が連結されており、トランスミッション36の車両後方側には、ギアボックス41が配設されている。なお、本実施形態では、一例として、エンジン34を駆動源とする車両12を用いたが、これに限らず、エンジン34及び電気モータを駆動源とする車両に適用してもよい。
エンジン34よりも車両後方側には、エンジンルーム32と車室44とを区画する略平板状のダッシュパネル42が設けられており、ダッシュパネル42の下部には、ダッシュパネル42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46が車両幅方向に延在するように取り付けられている。そして、ダッシュパネル42の車両後方側には、インストルメントパネル48が配設されている。
また、車両幅方向から見た側面視で、エンジン34及びトランスミッション36よりも車両後方側で、且つダッシュクロスメンバ46の車両下方側には、冷却ユニット50が配設されている。冷却ユニット50は、ラジエータ52と、ファン54と、を備えて構成されており、ラジエータ52は、エンジン34を冷却するための冷却媒体となる冷却水(ロング・ライフ・クーラント)の熱を放熱させる空冷式の熱交換器である。
図2、図3に示されるように、ラジエータ52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52Aと、コア部52Aの上方側に設けられ、エンジン34内の熱と熱交換されて暖められた冷却水が流入されるアッパタンク52Bと、コア部52Aの下方側に設けられ、コア部52Aを通過することで熱が放熱されて(冷却風と熱交換されて)冷却された冷却水が貯留されるロアタンク52Cと、を有するダウンフロータイプとされている。なお、これに限らず、空冷式の熱交換器であれば、他の構造を採用してもよい。
アッパタンク52Bには、図示しないラジエータホースの一端部が接続されており、このラジエータホースの他端部は、エンジン34に接続されている。また、冷却水の流路には図示しないポンプが設けられており、このポンプを作動させることにより、冷却水は、少なくともラジエータ52とエンジン34との間を循環するように構成されている。このため、エンジン34内の熱と熱交換されて暖められた冷却水が、ラジエータホースを通ってアッパタンク52Bへ流入されるようになっている。
また、ラジエータ52の車両前方側には、車両用空調装置の冷凍サイクルを構成する図示しないコンデンサ(凝縮器)が一体的に設けられている。そして、ラジエータ52及びコンデンサは、車両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いる。なお、本実施形態に係る冷却ユニット50は、ラジエータ52とファン54とを備えた構成としているが、これに限らず、コンデンサを含んで冷却ユニット50としてもよい。
ラジエータ52より車両後方側には、ファン54が配設されている。ファン54は、シュラウド62内に収容されており、バッテリから供給される電気によって回転駆動されることで車両前方側から車両後方側へ冷却風を流すように構成されている。また、ファン54は、図示しない制御手段としてのECUと電気的に接続されており、車速センサからの信号に基づいて、車両12の車速が所定の速度以下で且つ冷却水の水温が所定の温度以上である場合は、ファン54を作動させる。一方、車両12の車速が所定の速度以上であれば、ファン54を停止させるように構成されている。また、車両12の停止時などにラジエータ52などに冷却風を導入させたり、エンジンルーム32内の熱を排出したりするように構成してもよい。
図2に示されるように、冷却ユニット50より車両前方側で、且つエンジン34及びトランスミッション36の下方側には、アンダーカバー64が配設されている。アンダーカバー64は、路面100に沿って車両幅方向及び車両前後方向に延在された略平板状の部材であり、車両12の前部の下面を構成している。
ここで、アンダーカバー64の前端部には、車両前方側へ向かって斜め上方へ傾斜された傾斜部64Aが設けられており、傾斜部64Aの前端部64Bは、左右クロスメンバ24の下面に接合されている。さらに、アンダーカバー64の後端部には、アンダーカバー64を上下に貫通する貫通孔64Dが形成されている。貫通孔64Dは平面視で略矩形状に形成されており、この貫通孔64Dの上方には、ガイド部66が設けられている。なお、本実施形態では、一例として、貫通孔64Dを平面視で略矩形状に形成したが、これに限らず、他の形状で形成してもよく、例えば、平面視で円形や楕円形に形成してもよい。
ガイド部66は、図2、3に示されるように、貫通孔64Dの車両前方側の孔縁から車両後方側へ向かって斜め上方へ傾斜された傾斜壁66Aと、この傾斜壁66Aの車両幅方向の両端部と貫通孔64Dの車両幅方向両端部の孔縁とを繋ぐ側壁66Bと、を備えて構成されており、本実施形態では、一例として、ガイド部66をアンダーカバー64と一体に形成している。
図2に示されるように、貫通孔64Dの車両後方側の孔縁には、下方側へ向かってフラップ64Eが突設されており、このフラップ64Eによってアンダーカバー64の下面側を流れる冷却風(空気)が貫通孔64Dを介して上方へ流れ易くなるように構成している。なお、アンダーカバー64の貫通孔64Dより車両後方側は、シュラウド62に接合された接合部64Cとされている。
アンダーカバー64の車両前方側には、フロントバンパ68が配設されている。フロントバンパ68は、車両上下方向に延在されて車両前端部を構成する樹脂部材であり、フロントバンパ68の上端部がエンジンフード30の前端部と突き合わされている。また、フロントバンパ68の上部には、アブソーバ20を車両前方から覆う被覆部68Aが形成されており、この被覆部68Aは、アブソーバ20の形状に沿って形成されている。
ここで、フロントバンパ68の被覆部68Aの下方側には、車両前方から冷却風を導入するための導入口68B及び導入口68Cが形成されている。導入口68B及び導入口68Cは、車両上下方向に沿って形成されており、図1、3に示されるように、車両幅方向を長手方向として互いに略平行とされている。また、上方側の導入口68Bと下方側の導入口68Cとの間には、車両幅方向に延在されたクロスバー68Dが架設されており、このクロスバー68Dによって1つの導入口を導入口68Bと導入口68Cとに分割している。
ここで、図2に示されるように、クロスバー68Dは、左右クロスメンバ24の車両前方側に位置するように形成されている。このため、車両12の走行時などに上方側の導入口68Bから導入された冷却風は、アンダーカバー64の上面側を流れ、下方側の導入口68Cから導入された冷却風は、アンダーカバー64の下面側を流れるように構成されている。また、導入口68Bの上側の孔壁は、車両12の内部まで延在されており、先端部が下方側へ屈曲された屈曲部68Eとされている。
なお、本実施形態では、一例として、クロスバー68Dで導入口68Bと導入口68Cとに分割しているが、これに限らず、クロスバー68Dを取り除いて1つの導入口のみを備えた構成としてもよい。また、逆に、3つ以上の導入口を設けてもよい。さらに、導入口68B及び導入口68Cの形状は特に限定しない。
フロントバンパ68の導入口68Cより下方には、フロントスポイラ70が設けられている。フロントスポイラ70は、略平板状の樹脂部材であり、車両幅方向を長手方向として形成されている。また、フロントスポイラ70は、フロントバンパ68の下端部から下方(路面側)へ延在されており、フロントスポイラ70の車両後方側の面には、ロアパイプ26が接合されている。なお、本実施形態では、フロントスポイラ70をフロントバンパ68と一体に形成しているが、これに限らず、別体でフロントスポイラ70を用意してフロントバンパ68に取り付けてもよい。
ここで、フロントバンパ68の下端部とアンダーカバー64の傾斜部64Aの下端部との間の隙間は、冷却風が導出される導出口72とされている。導出口72は、フロントスポイラ70の車両後方側に設けられており、フロントバンパ68の導入口68Cからアンダーカバー64の下面側に導入された冷却風が、この導出口72からアンダーカバー64の下面に沿って車両後方側へ導出できるように構成されている。
なお、本実施形態では、一例として、アンダーカバー64の傾斜部64Aの下端部と、フロントスポイラ70との間に導出口72を設けているが、これに限らず、アンダーカバー64の前端部が傾斜されておらず略水平に配設されている場合は、この前端部とフロントスポイラ70との間を導出口としてもよい。
(作用並びに効果)
次に、本実施形態に係る車両前部構造10の作用並びに効果について説明する。本実施形態の車両前部構造10が適用された車両12では、図2に示されるように、フロントバンパ68にフロントスポイラ70を設けているため、車両12の前端部と路面100との間の隙間が狭くなる。これにより、路面上の泥や雪などの異物をフロントスポイラ70で遮ることができ、これらの異物が車両12と路面100との間に入り込むのを抑制することができる。この結果、泥や雪などの異物がアンダーカバー64の車両後方に配設されたラジエータ52に混入するのを抑制することができる。
なお、ここでは異物の一例として泥や雪を挙げたが、これに限らず、例えば、小石などの異物についても遮蔽することができる。すなわち、前方を走行する車両が撥ねた小石などの異物についても同様に、フロントスポイラ70で遮蔽することができるので、異物をラジエータ52へ混入するのを抑制することができる。
ここで、車両前方から導入されてラジエータ52を冷却させる冷却風の流れについて考える。図4に示されるように、フロントスポイラ70によって車両12の前端部と路面100との間の隙間が狭くなっている。このため、車両前方から車両12と路面100との間の隙間に導入された冷却風W1の風量は、フロントスポイラ70が設けられていない場合の風量と比較して減少する。また、フロントスポイラ70を設けたことで、車両下部へ導入された冷却風W1の気流が変化するため、冷却風W1の大半が路面100に沿って車両後方側へ流れることとなり、ラジエータ52へ向かう冷却風W1の風量が減少する。
一方、フロントスポイラ70を設けたことにより、冷却風W1の流路の断面積が狭められるので、フロントスポイラ70の車両後方側の冷却風W1の流速が速くなり、所謂ベンチュリ効果よって、フロントスポイラ70の車両後方側の部位の圧力が他の部位よりも低くなる、すなわち、導出口72の近傍が負圧となる。
続いて、フロントバンパ68に設けられた上方側の導入口68Bから導入された冷却風W2は、アンダーカバー64の上面に沿って車両後方側へ流れてラジエータ52へ導かれる。ここで、導入口68Bの上側の孔壁に屈曲部68Eを形成しているため、導入口68Bから導入された冷却風を屈曲部68Eに沿って下方側へ案内することができる。すなわち、冷却風W2をアンダーカバー64の上面に沿って流れ易くしている。また、屈曲部68Eを設けたことにより、導入口68Bから導入された冷却風が上方へ向かうのを抑制することができる。
次に、下方側の導入口68Cから導入された冷却風W3は、アンダーカバー64の傾斜部64Aによって車両後方且つ下方側へ案内され、導出口72へ流れる。そして、導出口72から導出された冷却風W3は、アンダーカバー64の下面に沿って車両後方側へ流れ、貫通孔64Dを通過した後にラジエータ52へ導かれる。以上のようにして、フロントバンパ68とアンダーカバー64との間に導出口72を設けたことにより、フロントスポイラ70を設けた場合であっても、導入口68Cから導入された冷却風をアンダーカバー64の下面に沿ってラジエータ52へ流すことができる。すなわち、フロントスポイラ70によってラジエータ52へ異物が混入されるのを抑制しつつ、ラジエータ52の冷却性能を良好に維持することができる。
また、フロントスポイラ70の車両後方側に導出口72を設けたことにより、導出口72の近傍が負圧となって、導入口68Cからより多くの冷却風W3を導出口72へ引き込むことができる。さらに、本実施形態では、アンダーカバー64の上面側に冷却風W2を導入し、アンダーカバー64の下面側に冷却風W3を導入しており、アンダーカバー64の上面側と下面側に分岐させて冷却風を導入することにより、片側のみに冷却風を導入する構成と比較して冷却効率を向上させることができる。
また、本実施形態では、アンダーカバー64の後端部に貫通孔64Dとガイド部66を設けたことにより、冷却風W3をスムーズにラジエータ52へ案内することができる。さらに、貫通孔64Dの車両後方側の孔縁にフラップ64Eを設けているため、アンダーカバー64の下面側を流れる冷却風W3を貫通孔64D側へ流れ易くすることができる。
また、本実施形態のように、ラジエータ52を含む冷却ユニット50をアンダーカバー64の車両後方側に設けているため、冷却ユニット50をアンダーカバー64の上方側に設けた場合又はアンダーカバー64の車両前方側に設けた場合と比較して、車両前端部のスペースを有効に活用することができる。このため、例えば、本実施形態のようにフロントサイドメンバ14から分岐メンバ22を介して左右クロスメンバ24を配設する際に、冷却ユニットなどが邪魔になることがない。
ここで、本実施形態では、フロントバンパリインフォースメント18と左右クロスメンバ24とを配設したことにより、衝突荷重の吸収性能を向上させることができる。すなわち、衝突荷重をフロントバンパリインフォースメント18と左右クロスメンバ24の2つの部材で受けることができるため、左右クロスメンバ24が設けられていない場合と比較して、衝突荷重の吸収性能を向上させることができる。
なお、本実施形態では、アンダーカバー64の前端部を車両前方側へ向かって斜め上方に傾斜させた傾斜部64Aとしているが、これに限らず、導入口68Cから導入した冷却風W3をアンダーカバー64の下面側へ導入できる構造であれば、傾斜部64Aを形成しなくてもよい。また、アンダーカバー64の後端部に形成した貫通孔64Dに網状のフィルターなどを張って、小石などの異物を遮る構成としてもよい。
以上、本発明の実施形態に係る車両前部構造について説明したが、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
10 車両前部構造
12 車両
50 冷却ユニット
52 ラジエータ(熱交換器)
64 アンダーカバー
64A 傾斜部
66 ガイド部
68 フロントバンパ
68B 導入口
68C 導入口
70 フロントスポイラ
72 導出口
W1 冷却風
W2 冷却風
W3 冷却風

Claims (3)

  1. 車両前部の下面を構成するアンダーカバーと、
    前記アンダーカバーの車両後方側に設けられ、空冷式の熱交換器を備えた冷却ユニットと、
    前記アンダーカバーの車両前方側に設けられ、車両前方から冷却風を導入させる導入口を備えたフロントバンパと、
    前記フロントバンパの前記導入口より下方に設けられたフロントスポイラと、
    前記フロントバンパと前記アンダーカバーとの間に設けられ、前記導入口から導入された冷却風を前記アンダーカバーの下面に沿って車両後方側へ導出させる導出口と、
    を有する車両前部構造。
  2. 前記導出口は、前記フロントスポイラの車両後方側に設けられている請求項1に記載の車両前部構造。
  3. 前記アンダーカバーの車両前方側の端部には、前記導入口へ向かって斜め上方に傾斜された傾斜部が設けられている請求項1又は2に記載の車両前部構造。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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