JP2019131106A - 車両の前部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】熱交換器の冷却効率を向上させる。【解決手段】ＦＵＰ４は、車体側に支持されて車両１の前端下部で車幅方向に延びる。熱交換器５は、ＦＵＰ４の後方に配置されて車体側に支持される。エアガイド２１は、ＦＵＰ４よりも上方で且つ熱交換器５よりも前方に配置されて車体側に支持される。エアガイド２１は、上下方向と交叉して下方を向く案内面２２を有する。案内面２２は、熱交換器５の下端よりも上方で、且つＦＵＰ４の前端よりも後方に配置され、ＦＵＰ４の上方を斜め上後方へ流れる走行風の上昇角度を下降側へ変更する。【選択図】図３

Description

本開示は、フロントアンダーランプロテクタと熱交換器とエアガイドとを備えた車両の前部構造に関する。

特許文献１には、フロントバンパの下方に車幅方向に沿って取り付けられるフロントアンダランプロテクタと、フロントアンダランプロテクタの後方において、車体フレームに車幅方向に沿って取り付けられるラジエータとを備える車両が記載されている。また、フロントアンダランプロテクタがフロントバンパの斜め後下方に配置された状態が図示されている。

特開２０１０−１４９６１１号公報

特許文献１の構造では、フロントアンダーランプロテクタがフロントバンパの斜め下後方に配置されているため、フロントバンパの下方でフロントアンダーランプロテクタに向かう走行風は、その流通方向がフロントアンダーランプロテクタによって変更され、フロントアンダランプロテクタの上方を斜め上後方へ流通する。このため、熱交換器（ラジエータ）の下部領域に走行風が指向せず、熱交換器の冷却効率が低下する可能性がある。

そこで、本発明は、熱交換器の冷却効率を向上させることが可能な車両の前部構造の提供を目的とする。

上記目的を達成すべく、本発明の第１の態様に係る車両の前部構造は、フロントアンダーランプロテクタと、熱交換器と、エアガイドとを備える。フロントアンダーランプロテクタは、車体側に支持されて車両の前端下部で車幅方向に延びる。熱交換器は、フロントアンダーランプロテクタの後方に配置されて車体側に支持される。エアガイドは、フロントアンダーランプロテクタよりも上方で且つ熱交換器よりも前方に配置されて車体側に支持される。

エアガイドは、上下方向と交叉して下方を向く案内面を有する。案内面は、熱交換器の下端よりも上方で、且つフロントアンダーランプロテクタの前端よりも後方に配置され、フロントアンダーランプロテクタの上方を斜め上後方へ流れる走行風の上昇角度を下降側へ変更する。

上記構成では、車両の前進走行時において、フロントアンダーランプロテクタに向かって後方へ流れる走行風の流通方向は、フロントアンダーランプロテクタによって斜め上後方に変更された後、その上昇角度がエアガイドの案内面によって下降側に変更される。従って、熱交換器の下部領域へ走行風を指向させることができ、熱交換器の冷却効率を向上させることができる。

本発明の第２の態様は、第１の態様の車両の前部構造であって、フロントバンパを備える。フロントバンパは、フロントアンダーランプロテクタの前上方で車体側に支持されて車幅方向に延びる。エアガイドの案内面は、フロントバンパとフロントアンダーランプロテクタとの間を斜め上後方へ流れる走行風の流通経路に配置される。

上記構成では、車両の前進走行時おいて、フロントバンパの下方をフロントアンダーランプロテクタに向かって後方へ流れる走行風は、フロントアンダーランプロテクタによって流通方向が斜め上後方に変更され、フロントバンパとフロントアンダーランプロテクタとの間をエアガイドの案内面に向かって流通した後、その上昇角度が案内面によって下降側に変更される。従って、フロントバンパとフロントアンダーランプロテクタとの間を流通する走行風を熱交換器の下部領域へ確実に指向させることができ、熱交換器の冷却効率を向上させることができる。

本発明の第３の態様は、第１又は第２の態様の車両の前部構造であって、熱交換器は、第１熱交換器と第２熱交換器とを有する。第２熱交換器は、第１熱交換器の前側に重なって配置され、第１熱交換器の前面下部は、第２熱交換器の下端の下方で前方へ露出する。

上記構成では、エアガイドの案内面によって走行風を第１熱交換器の前面下部へ指向させることができ、第１熱交換器の冷却効率を向上させることができる。

本発明の第４の態様は、第１〜第３の何れかの態様の車両の前部構造であって、クロスメンバを備える。クロスメンバは、車幅方向に延びて車体フレームを形成する。エアガイドは、クロスメンバに固定される。

上記構成では、エアガイドをクロスメンバに固定するので、エアガイドを固定するためのブラケット等を設ける必要が無く、部品数の増加及び構造の複雑化を抑制することができる。

本開示によれば、エアガイドの案内面によって走行風を熱交換器の下部領域へ指向させることができ、熱交換器の冷却効率を向上させることができる。

本発明の一実施形態に係る車両の前部構造を斜め前下方から視た外観斜視図である。 図１の前部構造からフロントバンパ及びＦＵＰを外した外観斜視図である。 図１の前部構造の側断面図である。 変形例の構造の側断面を含む模式図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において、矢印ＦＲは車両の前方を、矢印ＵＰは上方をそれぞれ示し、図３及び図４中の矢印は走行風の流れを示す。また、以下の説明において、前後方向は車両の前後方向を意味し、左右方向は車両の前方を向いた状態での左右方向を意味する。

本実施形態に係る車両１は、キャブ（図示省略）が概ねエンジン（図示省略）の上方に配置されるキャブオーバー型のトラックであって、図１に示すように、キャブやエンジン等を支持する車体フレーム２と、車両１の前端下部で車幅方向に延びるフロントバンパ３及びフロントアンダーランプロテクタ（ＦＵＰ）４と、ＦＵＰ４の後方に配置される熱交換器５とを備える。

図１及び図２に示すように、車体フレーム２は、車幅方向の両側で車両１の前後方向に沿って延びる左右１対のサイドメンバ１１と、車幅方向に延びて左右のサイドメンバ１１の前端部同士を連結する第１クロスメンバ１２と、第１クロスメンバ１２の後方で車幅方向に延びて左右のサイドメンバ１１同士を連結する第２クロスメンバ１３とを有する。車両１の前端部において、左右のサイドメンバ１１の上面及び下面と第１クロスメンバ１２の上面及び下面と第２クロスメンバ１３の上面及び下面とは、略同じ高さに位置する。

図１及び図３に示すように、フロントバンパ３は、ＦＵＰ４の前上方で車体フレーム２の前端を前方から覆うように配置され、車体フレーム２に対して固定される。左右のサイドメンバ１１の前端は第１クロスメンバ１２よりも前方へ突出し（図２参照）、フロントバンパ３の車幅方向の中央部分は、バンパブラケット６を介して第１クロスメンバ１２に固定される（図３参照）。

フロントバンパ３には、後方の熱交換器５（主に後述するインタークーラ１５の前面１５ａ）に向けて走行風を導入する通気開口７が形成される。本実施形態の通気開口７は、第１クロスメンバ１２の下面よりも上方に配置される。

ＦＵＰ４は、車幅方向両端が閉止された断面矩形状の棒状箱体であって、フロントバンパ３の後下方で車幅方向に延び、左右のＦＵＰブラケット８を介して左右のサイドメンバ１１に固定される。ＦＵＰ４は、車両１よりも車高が低い乗用車等の他の車両（図示省略）と車両１とが衝突した際に、ＦＵＰ４よりも後方への上記他の車両の移動を規制し、車両１の下方への他の車両の潜り込みを防止する。

図１〜図３に示すように、熱交換器５は、ラジエータ（第１熱交換器）１４とインタークーラ（第２熱交換器）１５とを備え、ＦＵＰ４の後方であって第２クロスメンバ１３から後方に離間した状態で左右のサイドメンバ１１の間に配置される。なお、インタークーラ１５は、チャージエアクーラと称される場合もある。

ラジエータ１４は、前後方向と交叉する前面１４ａ及び後面１４ｂを有する矩形板状の構造体であり、ラジエータ１４の上下方向の全長は、インタークーラ１５の上下方向の全長よりも長く設定される。ラジエータ１４は、第２クロスメンバ１３の後方で左右のサイドメンバ１１の間に配置され、上方に向かって後方へ僅かに傾斜した姿勢で左右のサイドメンバ１１に対して固定される。係る状態で、ラジエータ１４の上端は車体フレーム２の上面（サイドメンバ１１及び第２クロスメンバ１３の各上面）よりも上方に位置し、ラジエータ１４の下端は車体フレーム２の下面（サイドメンバ１１及び第２クロスメンバ１３の各下面）よりも下方に位置する。ラジエータ１４には、エンジン等で昇温した冷却水が回収されて流入する。流入した冷却水は、ラジエータ１４内を流通する間にラジエータ１４の前面１４ａから後面１４ｂへ通過する冷却風（走行風）によって冷却されて、ラジエータ１４からエンジン等へ再度供給される。

インタークーラ１５は、前後方向と交叉する前面１５ａ及び後面１５ｂを有し、ラジエータ１４よりも小型な矩形板状の構造体であり、インタークーラ１５の上下方向の全長は、ラジエータ１４の上下方向の全長よりも短い。インタークーラ１５は、第２クロスメンバ１３とラジエータ１４の前面１４ａとの間で左右のサイドメンバ１１の間に配置され、上方に向かって後方へ僅かに傾斜した姿勢で左右のサイドメンバ１１に対して固定される。係る状態で、インタークーラ１５の上端は車体フレーム２の上面（サイドメンバ１１及び第２クロスメンバ１３の各上面）よりも上方に位置し、インタークーラ１５の下端は車体フレーム２の下面（サイドメンバ１１及び第２クロスメンバ１３の各下面）よりも僅かに下方であってラジエータ１４の下端よりも上方に位置する。すなわち、インタークーラ１５は、ラジエータ１４の前側に重なって配置され、ラジエータ１４の前面１４ａの下部は、インタークーラ１５の下端の下方で前方へ露出する。インタークーラ１５には、エンジンの過給機（図示省略）によって過給された高温の吸気ガスが流入する。流入した吸気ガスは、インタークーラ１５内を流通する間にインタークーラ１５の前面１５ａから後面１５ｂへ通過する冷却風（走行風）によって冷却されて、エンジン等へ供給される。

車両１が前進走行することにより、フロントバンパ３とＦＵＰ４との間を斜め上後方へ走行風が流れ（図３参照）、この走行風の流通経路９に、第１導風板（エアガイド）２１が配置される。第１導風板２１は、車幅方向に長い矩形状の板材であり、第１クロスメンバ１２の下面に締結固定されて、第１クロスメンバ１２の下面の後端縁から斜め後下方へ傾斜して延びる。すなわち、第１導風板２１は、ＦＵＰ４よりも上方で且つ熱交換器５（インタークーラ１５）よりも前方に配置されて車体側に固定的に支持される。第１導風板２１の車幅方向の両端縁には、剛性の確保等のためのリブ２５が下方へ曲折形成されている。

第１導風板２１の下面は、上下方向と交叉して下方を向く平坦面状の案内面２２を構成する。案内面２２は、熱交換器５の下端（ラジエータ１４の下端）よりも上方で、且つＦＵＰ４の前端よりも後方の流通経路９に配置され、ＦＵＰ４の上方を斜め上後方へ流れる走行風の上昇角度を下降側（本実施形態では斜め下後方）へ変更する。なお、案内面２２は、略水平（第１クロスメンバ１２の下面と略平行）に配置されてもよく、湾曲面等の非平坦面であってもよい。

ラジエータ１４の前下方には、第２導風板２３が設けられる。第２導風板２３は、第１導風板２１と同様に車幅方向に長い矩形状の板材であり、その上端部が第２導風板ブラケット２６を介して車体側に固定されてラジエータ１４の下端よりも下方へ延びる。第２導風板２３の前面は、ラジエータ１４の前面１５ａと略平行に傾斜し（上方に向かって後方へ僅かに傾斜し）、前後方向と交叉して前方を向く導風面２４を構成する。

本実施形態によれば、車両１の前進走行時おいて、ＦＵＰ４に向かって後方へ流れる走行風の流通方向は、ＦＵＰ４によって斜め上後方に変更され、フロントバンパ３とＦＵＰ４との間を第１導風板２１の案内面２２に向かって流通した後、その上昇角度が案内面２２によって下降側に変更される。また、ＦＵＰ４の下方を後方へ流通する走行風は、第２導入板２３の導風面２４によって上方へ導入されて上昇し、第１導風板２１によって斜め下後方へ流れる走行風と合流して熱交換器５の下部領域へ向かって流れる。従って、フロントバンパ３とＦＵＰ４との間を流通する走行風及びＦＵＰ４の下方を流通する走行風を、熱交換器５の下部領域（ラジエータ１４の前面１４ａの下部）へ確実に指向させることができ、ラジエータ１４の冷却効率を向上させることができる。

また、車体フレーム２を形成する第１クロスメンバ１２に第１導風板２１を固定するので、第１導風板２１を固定するためのブラケット等を設ける必要が無く、部品数の増加及び構造の複雑化を抑制することができる。

以上、本発明について、上記実施形態に基づいて説明を行ったが、本発明は上記実施形態の内容に限定されるものではなく、当然に本発明を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。すなわち、この実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例および運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論である。

例えば、本実施形態では、案内面２２の傾斜角度が一定である第１導風板２１について説明したが、案内面２２の傾斜角度を段階的又は連続的に変更可能に構成してもよい。一例として、図４に示すように、水平方向に対する傾斜角度を増減可能な（図示の例では非加熱時は平板状に略水平に延び、加熱時は曲折して案内面２２が斜め下後方へ傾斜する）形状記憶合金によって第１導風板２１を形成し、第１導風板２１の近傍に配設されたヒータ３１からの加熱によって第１導風板２１の形状を変更させてもよい。この場合、判定部３２と制御部３３とを有する制御装置（ＥＣＵ：Electric Control Unit）３４と、ラジエータ１４を流通する冷却水の出口側の温度を検出する水温センサ３５と、インタークーラ１５内を流通する吸気ガスの出口側の温度を検出するガス温センサ３６とを設け、水温センサ３５が検出する水温とガス温センサ３６が検出するガス温とに基づいて、ラジエータ１４の冷却能力が十分であるか否かを判定部３２が判定し、判定部３２の判定結果に応じて制御部３３がヒータ３１のオン／オフを制御する（ラジエータ１４の冷却能力が十分である場合にはヒータ３１をオフし、不十分である場合にはヒータ３１をオンする）ように構成することが可能である。また、第１導風板２１の形状を可変とせず、車体フレーム２に対する姿勢をモータ等により変更することによって、案内面２２の傾斜角度を可変としてもよい。

また、第１熱交換器と第２熱交換器とは、それぞれラジエータ１４とインタークーラ１５とに限定されるものではなく、エアコン用のコンデンサやオイルクーラ等であってもよい。また、熱交換器５は、複数ではなく単体の熱交換器（例えば前面の略全域が開放されたラジエータ等）であってもよい。

本発明は、フロントアンダーランプロテクタの後方に熱交換器を備える車両に適用可能である。

１：車両
２：車体フレーム
３：フロントバンパ
４：ＦＵＰ（フロントアンダーランプロテクタ）
５：熱交換器
６：バンパブラケット
７：通気開口
８：ＦＵＰブラケット
１１：サイドメンバ
１２：第１クロスメンバ
１３：第２クロスメンバ
１４：ラジエータ（第１熱交換器）
１４ａ：ラジエータの前面
１４ｂ：ラジエータの後面
１５：インタークーラ（第２熱交換器）
１５ａ：インタークーラの前面
１５ｂ：インタークーラの後面
２１：第１導風板（エアガイド）
２２：案内面
２３：第２導風板
２４：導風面
２５：リブ
２６：第２導風板ブラケット
３１：ヒータ
３２：判定部
３３：制御部
３４：制御装置（ＥＣＵ）
３５：水温センサ
３６：ガス温センサ

Claims (4)

1. 車体側に支持されて車両の前端下部で車幅方向に延びるフロントアンダーランプロテクタと、
   前記フロントアンダーランプロテクタの後方に配置されて車体側に支持される熱交換器と、
   上下方向と交叉して下方を向く案内面を有し、前記フロントアンダーランプロテクタよりも上方で且つ前記熱交換器よりも前方に配置されて車体側に支持されるエアガイドと、を備え、
   前記案内面は、前記熱交換器の下端よりも上方で、且つ前記フロントアンダーランプロテクタの前端よりも後方に配置され、前記フロントアンダーランプロテクタの上方を斜め上後方へ流れる走行風の上昇角度を下降側へ変更する
   ことを特徴とする車両の前部構造。
2. 請求項１に記載の車両の前部構造であって、
   前記フロントアンダーランプロテクタの前上方で車体側に支持されて車幅方向に延びるフロントバンパを備え、
   前記案内面は、前記フロントバンパと前記フロントアンダーランプロテクタとの間を斜め上後方へ流れる走行風の流通経路に配置される
   ことを特徴とする車両の前部構造。
3. 請求項１又は請求項２に記載の車両の前部構造であって、
   前記熱交換器は、第１熱交換器と、前記第１熱交換器の前側に重なって配置される第２熱交換器とを有し、
   前記第１熱交換器の前面下部は、前記第２熱交換器の下端の下方で前方へ露出する
   ことを特徴とする車両の前部構造。
4. 請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の車両の前部構造であって、
   車幅方向に延びて車体フレームを形成するクロスメンバを備え、
   前記エアガイドは、前記クロスメンバに固定される
   ことを特徴とする車両の前部構造。

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