JP2018144733A - 車両のダクト構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】冷却対象物に車両の外側の空気を供給する吸気ダクトにおいて、汎用性の高い吸気ダクトの構造を提供する。
【解決手段】車両のリアフロアパネル11の下面には、吸気ダクト20が固定されている。吸気ダクト20の下面には、冷却対象物としてのオイルクーラー16が固定されている。オイルクーラー16の下面には、当該オイルクーラー16に供給された空気を車両の外部へと排出する排気ダクト30が固定されている。排気ダクト30の車両外部側の開口である排気口30bは、車両下側に向けて開口している。吸気ダクト20の車両外部側の開口である吸気口20bは、車両のリアタイヤ13よりも後側に位置する、リアバンパー15の後壁部15rにおいて開口している。
【選択図】図1

Description

この発明は、車両のダクト構造に関する。
特許文献1に記載の電動車両には、車両を走行させるための走行モーターに電力を供給する電源装置が搭載されている。また、特許文献1に記載の電動車両には、電源装置に車両の外側の空気を供給する吸気ダクトが設けられているとともに、電源装置に供給された空気を車両外に排出する排気ダクトが設けられている。排気ダクトの排気口は、フロアパネルにおいて車両下側に向けて開口している。また、吸気ダクトの吸気口は、リアタイヤを上側から覆うリアホイールハウスにおいてリアタイヤ側に向けて開口している。
特開2006−103365号公報
ところで、特許文献1に記載の電動車両のように、吸気ダクトの吸気口がリアホイールハウスにおいて開口している場合には、リアホイールハウスやその周辺に、吸気ダクトを配設可能なスペースを確保する必要がある。しかしながら、車両におけるリアホイールハウスの周辺部は車両ドアやその関連構成の搭載箇所となっていることが多い。そして、そうした場合には、車両の内部におけるホイールハウスの周辺部に、吸気ダクトを配設可能なスペースを確保することができない。そのため、特許文献1に記載の電動車両のような吸気ダクトを採用しようとしても、その吸気ダクトの吸気口の位置を採用可能な車種等が限られ、汎用性が低いと言わざるを得ない。
上記課題を解決するため、本発明は、車両のフロアパネルよりも下側に搭載されている冷却対象物に車両の外部から空気を供給する吸気ダクトと、前記冷却対象物に供給された空気を車両の外部へと排出する排気ダクトとを備えたダクト構造であって、前記排気ダクトの車両外部側の開口である排気口は、車両下側に向けて開口しており、前記吸気ダクトの車両外部側の開口である吸気口は、前記車両のリアタイヤよりも車両後側で開口している。
上記構成によれば、リアタイヤよりも車両後方といった、車両ドアが搭載されるとは考えにくい箇所に吸気ダクトの吸気口が開口している。このため、車両ドアの関連構成等が搭載されるリアホイールハウスの周辺を避けて吸気ダクトを配設することができる。その結果、上記構成の吸気ダクトを適用でき得る車種等が広がり、汎用性が向上する。
上記ダクト構造において、前記排気口よりも前側には、前記排気口よりも下側で車幅方向に延びている遮蔽壁が車両上下方向に立設されていてもよい。
上記構成によれば、車両の走行に伴って空気が車両下部を流れる際に、車両前側から後側に向かう空気の流れが遮蔽壁によって妨げられる。そのため、遮蔽壁よりも前側では空気の静圧が高くなる一方で、遮蔽壁よりも後側では空気の静圧が低くなる。このように遮蔽壁よりも後側、すなわち排気口の周辺の静圧を低くすることで、排気ダクトにおいて排気口側へと向かう空気の流れを促進できる。
上記ダクト構造において、前記フロアパネルより車両下側には、板状のアンダーカバーが対向配置されており、前記アンダーカバーには、前記排気口と対向する位置に当該アンダーカバーを厚み方向に貫通する開口部が設けられており、前記アンダーカバーには、前記開口部を囲うように延びているとともに車両上側へと立設されている周壁部が設けられていてもよい。
上記構成によれば、車両のフロアパネルとアンダーカバーとの間に存在する空気がアンダーカバーの開口部に向かって流れ込んだり、アンダーカバーよりも下側の空気が開口部を介して車両のフロアパネルとアンダーカバーとの間に流れ込んだりすることが抑制できる。したがって、排気ダクトの排気口からアンダーカバーの開口部を介してアンダーカバーの下側に排出される排気の流れが乱されにくい。
上記ダクト構造において、前記吸気口は、車両の後端面に開口していてもよい。
上記構成によれば、吸気ダクトの吸気口は車両後側に向けて開口されることになる。そのため、車両の走行中に車両の前側からの空気の流れに乗って異物が吸気ダクトの吸気口に浸入したり、車両のリアタイヤが巻き上げた埃等が吸気ダクトの吸気口に浸入したりすることを抑制できる。
車両の下部構造を示す斜視図。 車両の後部を示す図。 車両を右側から見た状態でのダクト構造を中心に示す側面図。
以下、車両のダクト構造を走行モーターによって駆動される電動車両に適用した一実施形態について、図1〜図3を参照して説明する。なお、図1〜図3において、矢印Upは車両上方を、矢印Dwは車両下方を、それぞれ示している。図1及び図2において、矢印Leは車両前方を向いたときの車幅方向における左方向を、矢印Riは車両前方を向いたときの車幅方向における右方向を、それぞれ示している。図1及び図3において、矢印Frは車両前方を、矢印Rrは車両後方を、それぞれ示している。
図1に示すように、車両後側における車両下部には、略板状のリアフロアパネル11が設けられている。リアフロアパネル11は、車両のリアタイヤ13よりも後側(例えばラゲッジルーム)の床面を構成している。リアフロアパネル11よりもさらに下側には、略板状のアンダーカバー12がリアフロアパネル11に対して対向配置されている。アンダーカバー12は、リアフロアパネル11に対して所定の間隔を開けた位置で、車両のボデー本体(フレーム)に固定されている。
車両のリアタイヤ13よりも後側には、リアフロアパネル11を車幅方向外側及び車両後側から囲うようにリアバンパー15(リアバンパースポイラーということもある。)が配置されている。リアバンパー15は、車両の車幅方向全体に亘って延びる後壁部15rを備えている。後壁部15rの車幅方向両側の縁からは、車両前側へと側壁部15sが延びている。側壁部15sの前縁は、車両後側に向かって円弧状に窪むような形状になっている。側壁部15sの前縁は、リアタイヤ13を上側から覆う図示しないリアホイールハウスの車幅方向外側の縁に接続されている。リアバンパー15は、車両のボデー本体(フレーム)に固定されている。リアバンパー15の後壁部15rのうちの後側の面は、車両の後端面のうちの、下側(例えばテールランプやバックドアよりも下側)の一部を構成している。なお、図1及び図2においては、リアバンパー15を仮想線で図示して、リアバンパー15よりも車両内部側の構造も図示している。
図1に示すように、リアフロアパネル11の下面には、一対の吸気ダクト20が固定されている。一対の吸気ダクト20は、車両の車幅方向中央を挟んで両側に、互いに離間して並設されている。吸気ダクト20は、車両上下方向の寸法よりも車幅方向の寸法の方が長い扁平な略四角箱状になっている。また、吸気ダクト20は、リアフロアパネル11の下面に沿って車両前後方向に延びている。吸気ダクト20の上面は、リアフロアパネル11の下面に図示しないボルト等によって固定されている。
吸気ダクト20のうちの車両前後方向の後端面には、車両外部側の開口である吸気口20bが開口している。すなわち、吸気ダクト20の吸気口20bは、車両の後側に向けて開口している。図1及び図3に示すように、吸気ダクト20の下面のうち、車両前側の一部分には、車両内部側の開口である流入口20aが開口している。
図1及び図2に示すように、各吸気ダクト20の下面には、それぞれ冷却対象物としての空冷式のオイルクーラー16が固定されている。すなわち、オイルクーラー16は、一対の吸気ダクト20に対応して一対設けられている。各オイルクーラー16は、車両上下方向の寸法よりも車幅方向の寸法の方が長い扁平な四角箱状の外形になっている。この実施形態では、オイルクーラー16の車幅方向の寸法は、吸気ダクト20の車幅方向の寸法と略同じになっている。また、図1に示すように、オイルクーラー16は、吸気ダクト20の下面に沿って車両前後方向に延びている。オイルクーラー16の車両前後方向の寸法は、吸気ダクト20の車両前後方向の寸法よりも短くなっている。
図1及び図3に示すように、オイルクーラー16の上面には、当該オイルクーラー16の内部と連通する上流側開口部16aが設けられている。上流側開口部16aは、オイルクーラー16の上面における略全域に設けられている。オイルクーラー16は、その上流側開口部16aが吸気ダクト20の流入口20aと向かい合うように、吸気ダクト20の下面に対する固定位置が定められている。この実施形態では、オイルクーラー16は、吸気ダクト20の下面のうちの前側の部分に固定されている。オイルクーラー16の内部は、当該オイルクーラー16の上面の上流側開口部16aを介して吸気ダクト20の内部と連通している。また、オイルクーラー16の下面には、下流側開口部16bが設けられている。下流側開口部16bは、オイルクーラー16の下面における略全域に設けられている。
なお、オイルクーラー16の内部には、図示しない複数のオイル流路が設けられている。各オイル流路の内部には、例えばリアタイヤ13を駆動するための走行モーターによって温められたオイルが供給される。そして、オイルクーラー16における各オイル流路での熱交換によって冷やされたオイルが、走行モーター等の冷却のために再び走行モーター等に供給される。
図1に示すように、各オイルクーラー16の下面には、排気ダクト30が固定されている。すなわち、排気ダクト30は、一対のオイルクーラー16に対応して一対設けられている。図1及び図2に示すように、各排気ダクト30は、車両上下方向の寸法よりも車幅方向の寸法の方が長い扁平な四角箱状になっている。この実施形態では、排気ダクト30の車幅方向の寸法は、オイルクーラー16の車幅方向の寸法と略同じになっている。また、図1に示すように、排気ダクト30は、オイルクーラー16の下面に沿って車両前後方向に延びている。排気ダクト30の車両前後方向の寸法は、オイルクーラー16の車両前後方向の寸法よりも長くなっている。
図1及び図3に示すように、排気ダクト30の上面には、車両内部側の開口である流出口30aが開口している。排気ダクト30は、その流出口30aがオイルクーラー16の下流側開口部16bと向かい合うように、オイルクーラー16の下面に対する固定位置が定められている。排気ダクト30の内部は、当該排気ダクト30の流出口30aを介してオイルクーラー16の内部と連通している。また、排気ダクト30の下面には、車両外部側の開口である排気口30bが開口している。排気口30bは、排気ダクト30の下面の略全域に設けられていて、車両下側に向かって開口している。なお、排気ダクト30は、アンダーカバー12よりも上側に位置している。
図1に示すように、各排気ダクト30の内部には、板状のフィン30fが複数枚配置されている。フィン30fは車幅方向に延びており、車幅方向の両縁部が排気ダクト30の車幅方向両側の内面に接続されている。図2に示すように、フィン30fは、車両上側よりも車両下側の方が後側に位置するように傾斜して設けられている。また、複数のフィン30fは、互いに平行となっている。
図1及び図2に示すように、リアバンパー15の後壁部15rには、当該後壁部15rを厚み方向に貫通する2つの挿入孔15hが設けられている。2つ挿入孔15hは、車両の車幅方向中央を挟んで離間して並設されている。挿入孔15hは、吸気ダクト20の後端の外形と略同一の四角形状になっている。この挿入孔15hには、吸気ダクト20の後端が挿入されている。ここで、リアバンパー15の後壁部15rは、車両前後方向においてリアタイヤ13よりも後側に位置している。したがって、リアバンパー15の挿入孔15hに挿入された吸気ダクト20の吸気口20bは、リアタイヤ13よりも後側に位置している。また、リアバンパー15の後壁部15rは、車両の後端面の一部を構成している。したがって、吸気ダクト20の吸気口20bは、車両の後端面に開口している。
図1及び図3に示すように、アンダーカバー12には、当該アンダーカバー12を厚み方向に貫通する開口部12aが設けられている。開口部12aは、排気ダクト30の排気口30bと同形同大の略四角形状になっている。また、開口部12aは、アンダーカバー12のうち、排気ダクト30の排気口30bと対向する位置に設けられている。アンダーカバー12の上面からは、車両上側に向かって板状の周壁部17が立設されている。周壁部17は、排気ダクト30の下面と略同一の高さ位置にまで立設されている。周壁部17は、開口部12aの縁部に沿って当該開口部12a全体を囲うよう延びている。すなわち、周壁部17は、全体として四角枠状になっている。
アンダーカバー12の下面からは、車両下側に向かって板状の遮蔽壁19が立設している。遮蔽壁19は、アンダーカバー12の開口部12aの縁部のうち、車両前側の縁部に沿って車幅方向に延びている。この実施形態では、遮蔽壁19は、アンダーカバー12の開口部12aの車両前側の縁部全域に亘って延びている。なお、上述したとおり、アンダーカバー12の開口部12aは、排気ダクト30の排気口30bに対向している。したがって、アンダーカバー12の開口部12aの車両前側の縁部に沿って延びる遮蔽壁19は、排気ダクト30の排気口30bよりも前側に位置している。
次に、上記車両のダクト構造における作用及び効果について説明する。
先ず、上記のダクト構造においては、吸気ダクト20の吸気口20bは、リアタイヤ13よりも車両後方といった、車両ドアが搭載されるとは考えにくい箇所に開口している。このため、車両ドアの関連構成等が搭載されるリアホイールハウスの周辺を避けて吸気ダクト20を配設することができる。その結果、上記構成の吸気ダクト20を適用でき得る車種等が広がり、汎用性が向上する。
上記実施形態のダクト構造を備えた車両が走行すると、アンダーカバー12の下側には、車両前側から後側に向かう相応の速度の空気の流れが生じる。そのため、アンダーカバー12の下側においては、車両の後端面(リアバンパー15の後壁部15r)よりも後側の空間に比べて空気の静圧が低くなる。したがって、上記のダクト構造においては、車両の後端面(リアバンパー15の後壁部15r)において開口する吸気ダクト20の吸気口20bから、車両の下側に向けて開口する排気ダクト30の排気口30bに向かう空気の流れが生じる。
吸気ダクト20の吸気口20bから吸気ダクト20の内部に流入した空気は、吸気ダクト20の流入口20a及びオイルクーラー16の上流側開口部16aを介して、オイルクーラー16の内部に供給される。オイルクーラー16の内部に供給された空気は、オイル流路内のオイルとの間で熱交換して温められる。そして、その空気は、同オイルクーラー16の下流側開口部16b及び排気ダクト30の流出口30aを介して、排気ダクト30の内部に流出される。そして、その流出された空気は、排気ダクト30の排気口30bから排出される。さらに、排気ダクト30の排気口30bから排出された空気は、アンダーカバー12の開口部12aを介して車両の下側へと排出される。
ここで、上記実施形態では、アンダーカバー12の下面からは、車両下側に向かって板状の遮蔽壁19が立設している。そして、この遮蔽壁19は、アンダーカバー12の開口部12aの縁部のうち、車両前側の縁部に沿って車幅方向に延びている。このため、車両の走行に伴って空気がアンダーカバー12の下側を流れる際に、車両前側から後側に向かう空気の流れが遮蔽壁19によって妨げられる。そして、遮蔽壁19よりも前側では空気の静圧が高くなる一方で、遮蔽壁19よりも後側では空気の静圧が低くなる。このように遮蔽壁19よりも後側、すなわち排気ダクト30の排気口30bの真下の位置の静圧を低くすることで、排気ダクト30において排気口30b側へと向かう空気の流れを促進できる。特に、車両の走行速度が低い場合には、アンダーカバー12の下側を流れる空気の流れもそれほど速くないため、アンダーカバー12の下側の空気の静圧も低くなりにくい。このような車両の走行速度が低い場合において、上記遮蔽壁19による空気の流れの促進効果が顕著に得られる。
また、上記実施形態では、アンダーカバー12の上面には、開口部12aを囲うように周壁部17が設けられている。このため、車両のリアフロアパネル11とアンダーカバー12との間に存在する空気がアンダーカバー12の開口部12aに向かって流れ込んだり、アンダーカバー12よりも下側の空気が開口部12aを介して車両のリアフロアパネル11とアンダーカバー12との間に流れ込んだりすることが抑制できる。したがって、排気ダクト30の排気口30bからアンダーカバー12の開口部12aを介してアンダーカバー12の下側に排出される排気の流れが乱されにくい。
吸気ダクト20の吸気口20bは、リアバンパー15の後壁部15rに開口しているとともに車両後側に向けて開口している。そのため、車両の走行中に車両の前側からの空気の流れに乗って異物が吸気ダクト20の吸気口20bに浸入したり、車両のリアタイヤ13が巻き上げた埃等が吸気ダクト20の吸気口20bに浸入したりすることを抑制できる。
ところで、車室よりも前側に内燃機関が搭載されている車両においては、内燃機関から車両の後側に向かって排気管が延びている。そのため、この種の車両においては、リアフロアパネル11やその他のフロアパネルの下側に、排気管や消音器等を配置するためのスペースが確保されている。また、この種の車両においては、リアバンパー15に排気管の下流端を挿入するための開口が設けられている。
ここで、上記実施形態では、一連のダクト構造をモーターによって駆動される電動車両に適用している。すなわち、排気管や消音器等を有していない車両において上記のダクト構造を適用している。そのため、内燃機関が搭載されている車両において排気管や消音器が設けられていたリアフロアパネル11の下側のスペースを、吸気ダクト20、オイルクーラー16、排気ダクト30等の配置スペースとして利用することもできる。したがって、内燃機関を有する車両と電動車両とで、車体の共通化を図ることができる。また、上記実施形態では、吸気ダクト20の後端がリアバンパー15の挿入孔15hに挿入されている。そのため、内燃機関が搭載されている車両において排気管の下流端が挿入されるリアバンパーの開口を、吸気ダクト20の後端を挿入するためのリアバンパー15の挿入孔15hとして流用することもできる。したがって、車両の後端面における意匠性を大きく変えることなく上記ダクト構造を電動車両に適用できる。
上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・吸気ダクト20は、車両上下方向の寸法よりも車幅方向の寸法の方が長い扁平な略四角箱状に限らない。例えば、吸気ダクト20は、車両上下方向の寸法と車幅方向の寸法とが同じ略四角箱状であってもよいし、車両前後方向に延びる円筒状であってもよい。要するに、吸気ダクト20は、流入口20a及び吸気口20bを備えているのであれば、その形状を自由に変更可能である。
・吸気ダクト20の吸気口20bは、リアタイヤ13よりも後側であれば、リアバンパー15の側壁部15s等において開口していてもよい。
・吸気ダクト20の吸気口20bは、リアバンパー15において開口していなくてもよい。例えば、リアバンパー15よりも下側に空力部材(スポイラ)やその他の部材が設けられているならば、これらの部材において開口していてもよい。さらに、リアバンパー15よりも下側において車両後側に向かって開口していてもよい。
・吸気ダクト20の吸気口20bや吸気ダクト20の内部に、異物の浸入を防ぐためのフィルタを設けてもよい。
・排気ダクト30は、車両上下方向の寸法よりも車幅方向の寸法の方が長い扁平な略四角箱状に限らない。例えば、排気ダクト30は、車両上下方向の寸法と車幅方向の寸法とが同じ略四角箱状であってもよいし、車両上下方向に延びる円筒状であってもよい。要するに、排気ダクト30は、流出口30aを介してオイルクーラー16に連通しており、且つ、車両下側に向けて開口する及び排気口30bを備えているのであれば、その形状を自由に変更可能である。
・排気ダクト30の排気口30bは、排気ダクト30の下面の一部に設けられていてもよい。
・排気ダクト30におけるフィン30fに代えて又は加えて、異物の浸入を防ぐためのフィルタを設けてもよい。
・オイルクーラー16は、車両上下方向の寸法よりも車幅方向の寸法の方が長い扁平な略四角箱状に限らない。例えば、オイルクーラー16は、車両上下方向の寸法と車幅方向の寸法とが同じ略四角箱状であってもよいし、車両上下方向に延びる円筒状であってもよい。要するに、オイルクーラー16は、上流側開口部16a及び下流側開口部16bを備え、内部にオイル流路を備える範囲内であれば、その形状を自由に変更可能である。
・オイルクーラー16の下流側開口部16bは、同下流側開口部16bを介してオイルクーラー16と排気ダクト30とが連通可能であれば、オイルクーラー16の下面における一部に設けてもよい。
・オイルクーラー16は、必ずしも吸気ダクト20の下面に固定されていなくてもよく、例えば吸気ダクト20の車幅方向いずれか一方側の面に固定されていてもよい。
・遮蔽壁19は、アンダーカバー12の開口部12aの車両前側の縁部のうち、一部に亘って延びているものであってもよい。さらに、遮蔽壁19を省略してもよい。遮蔽壁19を省略しても、車両が相応の速度で走行していれば、アンダーカバー12の下側の空気の静圧は低くなるので、吸気ダクト20からオイルクーラー16の内部を経て排気ダクト30へ至る空気の流れは生じる。
・吸気ダクト20及び排気ダクト30による冷却対象物は、走行モーターやバッテリー等、オイルクーラー16以外であってもよい。
・アンダーカバー12における周壁部17は、開口部12a全体を囲うように延びていなくてもよく、開口部12aの開口縁のうちの一部に沿って延びていてもよい。なお、アンダーカバー12とリアフロアパネル11との間においても、車両の走行中は、車両前側から後側に向かって空気が流れる蓋然性が高い。そのため、排気ダクト30の排気口30bからの空気の流れが乱されることを抑制するという観点からは、開口部12aの開口縁のうちの前側の縁に沿って周壁部17が延びていることが好ましい。
・さらに、アンダーカバー12における周壁部17を省略してもよい。例えば、アンダーカバー12とリアフロアパネル11との間隔が短くて、両者の間に空気が流通しにくい構造なのであれば、周壁部17を省略してもとくに差し支えない。
・上記実施形態におけるアンダーカバー12を省略してもよい。なお、アンダーカバー12を省略する場合、排気ダクト30における排気口30bの前側の縁に沿って遮蔽壁19を延設することができる。このような遮蔽壁19であっても、上記実施形態と同様の効果を発揮できる。
・吸気ダクト20や排気ダクト30の内部に、これらダクト内の空気の流れを促進するための送風ファンを設けてもよい。
・内燃機関が搭載された車両に上記実施形態の吸気ダクト20及び排気ダクト30を採用してもよい。こうした場合では、吸気ダクト20及び排気ダクト30による冷却対象物として、例えば、内燃機関を冷却するためのラジエーター等を採用することもできるし、内燃機関その物を冷却対象物とすることも可能である。
11…リアフロアパネル、12…アンダーカバー、12a…開口部、13…リアタイヤ、15…リアバンパー、15r…後壁部、15s…側壁部、15h…挿入孔、16…オイルクーラー、16a…上流側開口部、16b…下流側開口部、17…周壁部、19…遮蔽壁、20…吸気ダクト、20a…流入口、20b…吸気口、30…排気ダクト、30a…流出口、30b…排気口、30f…フィン。

Claims (4)

  1. 車両のフロアパネルよりも下側に搭載されている冷却対象物に車両の外部から空気を供給する吸気ダクトと、前記冷却対象物に供給された空気を車両の外部へと排出する排気ダクトとを備えたダクト構造であって、
    前記排気ダクトの車両外部側の開口である排気口は、車両下側に向けて開口しており、
    前記吸気ダクトの車両外部側の開口である吸気口は、前記車両のリアタイヤよりも車両後側で開口している
    車両のダクト構造。
  2. 前記排気口よりも前側には、前記排気口よりも下側で車幅方向に延びている遮蔽壁が車両上下方向に立設されている
    請求項1に記載の車両のダクト構造。
  3. 前記フロアパネルより車両下側には、板状のアンダーカバーが対向配置されており、
    前記アンダーカバーには、前記排気口と対向する位置に当該アンダーカバーを厚み方向に貫通する開口部が設けられており、
    前記アンダーカバーには、前記開口部を囲うように延びているとともに車両上側へと立設されている周壁部が設けられている
    請求項2に記載の車両のダクト構造。
  4. 前記吸気口は、車両の後端面に開口している
    請求項1〜3のいずれか一項に記載の車両のダクト構造。
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