JP2016117450A

JP2016117450A - 車両

Info

Publication number: JP2016117450A
Application number: JP2014259574A
Authority: JP
Inventors: 裕志大野; Hiroshi Ono; 波趙; Nami Cho
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-12-23
Filing date: 2014-12-23
Publication date: 2016-06-30

Abstract

【課題】吸音部材の使用量を抑えつつ、冷却ファンにより生じる騒音が吸気ダクトを通じて車室内に漏れ出るのを適切に抑制できる車両を提供する。【解決手段】車両は、車載電池と、車室内から取り入れた空気ＡＲを車載電池に向けて送風する冷却ファン３０と、冷却ファン３０の上流側に配置され、車室に向かって開口し、空気ＡＲの流路を構成する吸気ダクトとを備える。そして、吸気ダクトは、その内部に、冷却ファン３０により生じる騒音を吸音する多孔質の吸音材からなる吸音部材４７，４８を有する。吸音部材は、吸気ダクトの内壁４１ｎとの間に背後空間５７，５８を設ける形態で内壁４１ｎに固定される。【選択図】図６

Description

本発明は、車載電池と、この車載電池を冷却する冷却ファンと、この冷却ファンの上流側に配置され車室に向かって開口する吸気ダクトとを備える車両に関する。

ハイブリッド自動車や電気自動車などの車両は、車両を駆動するための車載電池を備える。更に、これらの車両の中には、車室に向かって開口する吸気ダクトを通じて、冷却ファンにより、車室内から冷却用の空気を取り入れ、車載電池に向けて送風することで、車載電池の冷却を行う車両がある。
但し、このような車両では、冷却ファンにより生じた騒音（送風音やモータの作動音など）が、吸気ダクトを通じて車室内に漏れ出ることにより、搭乗者に不快感を与える問題がある。この問題に対し、吸気ダクトの内壁に吸音部材を貼り付け、冷却ファンにより生じた騒音を吸音させることで、車室内に漏れ出る騒音を抑制することが考えられる。なお、関連する従来技術として、特許文献１が挙げられる。

特開２０１３−８４４８５号公報

しかしながら、上記のように吸気ダクトの内壁に吸音部材を貼り付けてもなお、車室内に漏れ出る騒音を十分に抑制できず、搭乗者に不快感を与える場合があった。これに対応すべく、吸音部材を厚くすることで車室内に漏れ出る騒音を抑えることが考えられるが、吸音部材の使用量が増えコストが上昇するので好ましくない。

本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、車載電池とこれを冷却する冷却ファンとを備える車両において、吸音部材の使用量を抑えつつ、冷却ファンにより生じる騒音が吸気ダクトを通じて車室内に漏れ出るのを適切に抑制できる車両を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明の一態様は、車載電池と、車室内から取り入れた空気を上記車載電池に向けて送風する冷却ファンと、上記冷却ファンの上流側に配置され、上記車室に向かって開口し、上記空気の流路を構成する吸気ダクトと、を備える車両であって、上記吸気ダクトは、その内部に、上記冷却ファンにより生じる騒音を吸音する多孔質の吸音材からなる一又は複数の吸音部材を有し、上記吸音部材は、上記吸気ダクトの内壁との間に背後空間を設ける形態で上記内壁に固定されてなる車両である。

この車両では、車室に向かって開口する吸気ダクトの内部に、冷却ファンにより生じる騒音（送風音やモータの作動音など）を吸音する多孔質の吸音部材を有する。これにより、冷却ファンにより生じた騒音の一部は、吸音部材に接して熱エネルギに変換され吸音される。
更に、この車両では、吸音部材は、吸気ダクトの内壁との間に背後空間を設ける形態で内壁に固定されている。これにより、冷却ファンにより生じる騒音の一部は、吸音部材を通過して背後空間に達し、背後空間内で乱反射して、背後空間内の空気を膨張・収縮させる。すると、吸音部材との間で摩擦等が発生して吸音部材が振動することで、反射音が熱エネルギに変わり吸音部材で吸音される。
従って、この車両では、吸音部材の使用量を抑えつつ、冷却ファンにより生じる騒音が吸気ダクトを通じて車室内に漏れ出るのを適切に抑制できる。

なお、「吸音材」としては、例えば、ウレタンフォーム連泡、多孔質のポリエステルとレーヨンの合成材などの通気性を有する材質が挙げられる。
また、「冷却ファン」としては、例えば、シロッコファンやプロペラファンが挙げられる。
また、「車載電池」としては、例えば、リチウムイオン二次電池やニッケル水素蓄電池、鉛蓄電池が挙げられる。

更に、上記の車両であって、前記吸音部材は、前記吸気ダクトの前記内壁のうち、重力方向下側に位置する下部内壁に固定された下部吸音部材を含み、上記下部吸音部材は、その上記重力方向下側で上記下部内壁との間に前記背後空間である下部背後空間を設ける形態で固定され、水を吸収する吸水性を有する吸音材からなる車両とすると良い。

この車両では、吸気ダクトの下部内壁に、下部背後空間を設ける形態で固定された下部吸音部材を有する。これにより、前述のように、冷却ファンにより生じた騒音の一部を吸音して、車室内に漏れ出る騒音を抑制できる。
しかも、この下部吸音部材は、吸水性を有する吸音材からなる。このため、吸気ダクト内に侵入した或いは吸気ダクト内で結露した水を、吸気ダクトの重力方向下側に配置された下部吸音部材で吸収できる。更に、下部吸音部材を通過した水を、下部吸音部材の重力方向下側に設けられた下部背後空間内に貯留できる。これにより、吸気ダクト内の水が冷却ファンや車載電池にまで侵入するのを抑制できる。

なお、「吸水性を有する吸音材」としては、例えば、多孔質のポリエステルとレーヨンの合成材などが挙げられる。

実施形態に係る車両の要部を示す説明図である。実施形態に係り、電池パック本体、冷却ファン、吸気ダクト、内装トリム等の分解斜視図である。実施形態に係り、吸気ダクトの斜視図である。実施形態に係り、吸気ダクトの分解斜視図である。実施形態に係り、吸気ダクトを水平方向に沿う平面で切断した横断面図である。実施形態に係り、吸気ダクトを重力方向に沿う平面で切断した縦断面図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。図１に、本実施形態に係るハイブリッド自動車１（以下、単に「車両１」とも言う）及びこの車両１における電池パック本体２０等の配置を示す。また、図２は、電池パック本体２０、冷却ファン３０、吸気ダクト４０、内装トリム６１等の関係を示す分解斜視図である。また、図３〜図６に、吸気ダクト４０の形態を斜視図、分解斜視図及び断面図で示す。なお、以下では、車両１の上下方向（重力方向）ＢＨ、前後方向ＣＨ及び左右方向ＤＨを、図１〜図６に示す方向と定めて説明する。

この車両１は、車室ＣＡを有する小型のワゴン車（ツーボックス車）であり、後部座席１０の上下方向ＢＨの下側のスペースＣＢ内に、電池パック本体２０、冷却ファン３０及び吸気ダクト４０が配置されている（図１参照）。また、後部座席１０の上下方向ＢＨの下側で、吸気ダクト４０の前後方向ＣＨの前側には、車室ＣＡと後部座席１０下のスペースＣＢとを隔てる壁部材である内装トリム６１が配置されている。この内装トリム６１には、開口部６１ｈが形成され、ルーバ６３及び埃フィルタ６５が取り付けられている（図２も参照）。

このうち電池パック本体２０は、本体ケース２１と、その内部に収容された複数の車載電池２３とを有する。この車載電池２３同士は、冷却媒体である空気ＡＲが流通可能に隙間をあけて並べて配置され、互いに電気的に接続されている。本実施形態では、この車載電池２３は、リチウムイオン二次電池である。
冷却ファン３０は、吸気ダクト４０を通じて車室ＣＡ内から取り入れた空気ＡＲを、本体ケース２１内に収容された車載電池２３に向けて送風する。この冷却ファン３０は、本実施形態では、シロッコファンである。

吸気ダクト４０は、冷却ファン３０の上流側に配置され、車室ＣＡに向かって開口し、空気ＡＲの流路ＦＣを構成する。この吸気ダクト４０は、ダクトケース４１と第１〜第５吸音部材４６〜５０とを有する（図３〜図６参照）。
このうちダクトケース４１は、樹脂、具体的にはポリプロピレン（ＰＰ）からなる。このダクトケース４１は、上下方向ＢＨの上側に位置する上部ケース４２と、下側に位置する下部ケース４３とから構成される。下部ケース４３の底部（ダクトケース４１の後述する下部内壁４１ｎ４）には、水抜き孔などの孔は、設けられていない。孔を設けると、孔から暖かい空気を吸い込んで、冷却性能を低下させるおそれがあるからである。

このダクトケース４１は、車室ＣＡに向かって開口する第１開口部４１ａと、冷却ファン３０に向かって開口する第２開口部４１ｂとを有し、第１開口部４１ａから第２開口部４１ｂに至る空気ＡＲの流路ＦＣを構成する。第１開口部４１ａには、内装トリム６１の開口部６１ｈに取り付けられたルーバ６３及び埃フィルタ６５が装着されている（図２参照）。これにより、吸気ダクト４０が車室ＣＡに通じており、車室ＣＡ内の空気ＡＲをルーバ６３及び埃フィルタ６５を介して吸気ダクト４０内に取り入れることができる。一方、第２開口部４１ｂには、冷却ファン３０が接続されている（嵌合している）。これにより、吸気ダクト４０内に取り入れられた空気ＡＲを、冷却ファン３０により電池パック本体２０内に送風できる。

この吸気ダクト４０は、空気ＡＲが流れる流路ＦＣが短いため、冷却ファン３０により生じる騒音が車室ＣＡ内に漏れ出やすい。しかし、後述するように、吸気ダクト４０の内部には、吸音材からなる第１〜第５吸音部材４６〜５０が配置され、更に、これらの背後に第１〜第５背後空間５６〜６０がそれぞれ設けられている。このため、冷却ファン３０により生じる騒音を効果的に吸音し、車室ＣＡ内に漏れ出る騒音を適切に抑制できる。

次に、第１〜第５吸音部材４６〜５０について説明する。これら第１〜第５吸音部材４６〜５０は、いずれも通気性を有する多孔質の吸音材からなる板状部材である。このうち第５吸音部材（下部吸音部材）５０のみは、水を吸収する吸水性を有する吸音材からなる。具体的には、第１〜第４吸音部材４６〜４９は、ウレタンフォーム連泡からなり、第５吸音部材５０は、多孔質のポリエステルとレーヨンの合成材からなる。これら第１〜第５吸音部材４６〜５０は、ダクトケース４１の内側に配置されており、これにより、冷却ファン３０により生じる騒音（送風音やモータの作動音など）の一部を吸音できる。

第１吸音部材４６は、ダクトケース４１の内壁４１ｎのうち、上下方向ＢＨの上側に位置する上部内壁４１ｎ１に固定されている（図４及び図５参照）。具体的には、空気ＡＲが流通する流路ＦＣ内に突出しないように（流路抵抗が高くならないように）、かつ、上部内壁４１ｎ１との間に第１背後空間５６を設ける形態で、上部内壁４１ｎ１に固定されている。
また、第２吸音部材４７は、ダクトケース４１の内壁４１ｎのうち、前後方向ＣＨの前側に位置する前部内壁４１ｎ２に固定されている（図４〜図６参照）。具体的には、第２吸音部材４７は、空気ＡＲが流通する流路ＦＣ内に突出しないように、かつ、前部内壁４１ｎ２との間に第２背後空間５７を設ける形態で、前部内壁４１ｎ２に固定されている。

また、第３吸音部材４８は、ダクトケース４１の内壁４１ｎのうち、斜め後側に位置する後部内壁４１ｎ３に固定されている（図４及び図６参照）。具体的には、空気ＡＲが流通する流路ＦＣ内に突出しないように、かつ、後部内壁４１ｎ３との間に第３背後空間５８を設ける形態で、後部内壁４１ｎ３に固定されている。
また、第４吸音部材４９は、ダクトケース４１の内壁４１ｎのうち、上下方向ＢＨの下側に位置する下部内壁４１ｎ４に固定されている（図４参照）。具体的には、第４吸音部材４９は、空気ＡＲが流通する流路ＦＣ内に突出しないように、かつ、下部内壁４１ｎ４との間に第４背後空間５９を設ける形態で、下部内壁４１ｎ４に固定されている。

また、第５吸音部材５０は、ダクトケース４１の内壁４１ｎの下部内壁４１ｎ４に固定されている（図４及び図５参照）。具体的には、第５吸音部材５０は、空気ＡＲが流通する流路ＦＣ内に突出しないように、かつ、下部内壁４１ｎ４との間に第５背後空間（下部背後空間）６０を設ける形態で、下部内壁４１ｎ４に固定されている。この第５吸音部材５０は、前述のように、吸水性を有する吸音材からなるので、吸気ダクト４０内に侵入した或いは吸気ダクト４０内で結露した水を、この第５吸音部材５０で吸収できる。更に、第５吸音部材５０を通過した水については、第５吸音部材５０の下側の第５背後空間６０内に貯留できる。

以上で説明したように、上記車両１では、車室ＣＡに向かって開口する吸気ダクト４０の内部に、冷却ファン３０により生じる騒音を吸音する多孔質の第１〜第５吸音部材４６〜５０を有する。これにより、冷却ファン３０により生じた騒音の一部は、第１〜第５吸音部材４６〜５０に接して熱エネルギに変換され吸音される。

更に、この車両１では、第１〜第５吸音部材４６〜５０は、吸気ダクト４０の内壁４０ｎとの間に第１〜第５背後空間５６〜６０を設ける形態で内壁４０ｎに固定されている。これにより、冷却ファン３０により生じる騒音の一部は、第１〜第５吸音部材４６〜５０を通過して第１〜第５背後空間５６〜６０に達し、第１〜第５背後空間５６〜６０内で乱反射して、第１〜第５背後空間５６〜６０内の空気を膨張・収縮させる。すると、第１〜第５吸音部材４６〜５０との間で摩擦等が発生して第１〜第５吸音部材４６〜５０が振動することで、反射音が熱エネルギに変わり第１〜第５吸音部材４６〜５０で吸音される。
従って、この車両１では、第１〜第５吸音部材４６〜５０の使用量を抑えつつ（第１〜第５吸音部材４６〜５０を厚くすることなく）、冷却ファン３０により生じる騒音が吸気ダクト４０を通じて車室ＣＡ内に漏れ出るのを適切に抑制できる。

更に、この車両１では、吸気ダクト４０（ダクトケース４１）の下部内壁４１ｎ４に、第５背後空間６０を設ける形態で固定された第５吸音部材５０を有する。これにより、前述のように、冷却ファン３０により生じた騒音を吸音して、車室ＣＡ内に漏れ出る騒音を抑制できる。
しかも、この第５吸音部材５０は、吸水性を有する吸音材からなる。このため、吸気ダクト４０内に侵入した或いは吸気ダクト４０内で結露した水を、吸気ダクト４０の上下方向ＢＨの下側に配置された第５吸音部材５０で吸収できる。更に、第５吸音部材５０を通過した水を、第５吸音部材５０の上下方向ＢＨの下側に設けられた第５背後空間６０内に貯留できる。これにより、吸気ダクト４０内の水が冷却ファン３０や電池パック本体２０内の車載電池２３にまで侵入するのを抑制できる。

以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることは言うまでもない。
例えば、実施形態では、電池パック本体２０及び冷却ファン３０を、後部座席１０の上下方向ＢＨの下側に配置した車両１を例示したが、これに限られない。後部座席よりも後方のラゲッジフロアの下側に電池パック本体及び冷却ファンを配置した車両でも良い。また、３列シートを備える車両において、３列目の座席の下側に電池パック本体及び冷却ファンを配置することもできる。
また、実施形態では、ダクトケース４１がＰＰからなる吸気ダクト４０を例示したが、これに限られない。例えば、ダクトケース４１をポリエチレン（ＰＥ）など他の樹脂で形成してもよいし、アルミニウムなどの金属により形成することもできる。

１ハイブリッド自動車（車両）
２０電池パック本体
２３車載電池
３０冷却ファン
４０吸気ダクト
４１ダクトケース
４１ｎ内壁
４６第１吸音部材
４７第２吸音部材
４８第３吸音部材
４９第４吸音部材
５０第５吸音部材（下部吸音部材）
５６第１背後空間
５７第２背後空間
５８第３背後空間
５９第４背後空間
６０第５背後空間（下部背後空間）
ＢＨ上下方向（重力方向）
ＣＨ前後方向
ＤＨ左右方向
ＣＡ車室
ＡＲ空気
ＦＣ流路

Claims

車載電池と、
車室内から取り入れた空気を上記車載電池に向けて送風する冷却ファンと、
上記冷却ファンの上流側に配置され、上記車室に向かって開口し、上記空気の流路を構成する吸気ダクトと、を備える
車両であって、
上記吸気ダクトは、その内部に、上記冷却ファンにより生じる騒音を吸音する多孔質の吸音材からなる一又は複数の吸音部材を有し、
上記吸音部材は、上記吸気ダクトの内壁との間に背後空間を設ける形態で上記内壁に固定されてなる
車両。