JP2022092737A

JP2022092737A - 車両下部カバー構造

Info

Publication number: JP2022092737A
Application number: JP2020205617A
Authority: JP
Inventors: 詠太郎山川; Eitaro Yamakawa
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2020-12-11
Filing date: 2020-12-11
Publication date: 2022-06-23
Anticipated expiration: 2040-12-11
Also published as: US20220185098A1; CN114619980A; JP7452400B2; CN114619980B; US11498412B2

Abstract

【課題】冷却対象物をより効率的に冷却できる車両下部カバー構造を提供する。【解決手段】車両下部カバー構造１０は、冷却対象物２２の下方に配置され、サービスホール１８が形成された第一アンダーカバー１４と、前記サービスホール１８を覆うように、前記第一アンダーカバー１４に着脱可能に取り付けられるサービスリッド２０と、を備え、前記サービスリッド２０は、前記冷却対象物２２より車両前方において、上下方向に立脚するリッド側立壁２６を有しており、前記リッド側立壁２６には、車両前後方向に貫通し、走行風が通過する空冷孔２８であって、少なくとも一部が前記冷却対象物２２と車幅方向に重複する空冷孔２８が形成されている。【選択図】図２

Description

本明細書は、サービスホールが形成された第一アンダーカバーと、前記サービスホールを覆うサービスリッドと、を有した車両下部カバー構造を開示する。

一般に、車両には、エンジンやモータ等のように、駆動に伴い発熱する部品が搭載されている。こうした発熱部品は、その駆動に際して冷却される冷却対象物である。冷却対象物の下側には、当該冷却対象物の設置空間を外部から区画するためのアンダーカバーが設けられる。例えば、特許文献１では、冷却対象物であるパワーユニット（例えばエンジンやモータ等）は、車両の前部に設定されるパワーユニット室に設置される。そして、特許文献１では、このパワーユニット室の底部をアンダーカバーで構成している。

特開２０２０－１００２９０号公報

上述した通り、こうした冷却対象物は、その駆動に際して、冷却される。従来、エンジンやモータ等の動力源を冷却する際には、冷媒を利用しており、この冷媒を冷却するために走行風が利用されていた。すなわち、動力源と熱交換した冷媒は、ラジエータにおいて放熱するが、このラジエータは、フロントグリルを通じて流入する走行風により冷却されていた。しかし、こうしたグリルを通過する風で冷媒を冷却するだけでは、冷却対象物を十分に冷却できない場合があった。特に、近年の動力源は、小型化および高出力化が進んだ結果、熱容量が小さくなる一方で、発熱量が増加しているため、より効率的な冷却が求められていた。

なお、特許文献１のアンダーカバーには、メンテナンス時に、車外からパワーユニット室へのアクセスを許容するための開口部が設けられている。しかし、この開口部は、メンテナンスを実行していない期間中は、サービスリッドにより閉鎖されている。そのため、特許文献１の開口部を介して走行風を冷却対象物に送ることはできない。したがって、特許文献１の構造でも、冷却対象物を十分に冷却できない場合があった。

そこで、本明細書では、冷却対象物をより効率的に冷却できる車両下部カバー構造を開示する。

本明細書で開示する車両下部カバー構造は、冷却対象物の下方に配置され、サービスホールが形成された第一アンダーカバーと、前記サービスホールを覆うように、前記第一アンダーカバーに着脱可能に取り付けられるサービスリッドと、を備え、前記サービスリッドは、前記冷却対象物より車両前方において、上下方向に立脚するリッド側立壁を有しており、前記リッド側立壁には、車両前後方向に貫通し、走行風が通過する空冷孔であって、少なくとも一部が前記冷却対象物と車幅方向に重複する空冷孔が形成されている、ことを特徴とする。

かかる構成とすることで、走行風が、空冷孔を通じて冷却対象物に到達できるため、冷却対象物を効率的に冷却できる。

この場合、前記第一アンダーカバーのうち前記第一アンダーカバーの前縁から前記サービスホールの前縁までの部分は、前記サービスホールの後縁よりも上方に盛り上がっており、これにより、前記第一アンダーカバーの前縁から前記サービスホールの前縁にかけて前後方向に貫通するトンネルが形成されていてもよい。

かかる構成とすることで、走行風が、トンネルおよび空冷孔を通じて、冷却対象物に到達できる。

また、前記リッド側立壁が、前記サービスホールの周縁よりも下方に位置するように、前記サービスリッドのうち前記リッド側立壁より後方部分は、前下がりに傾斜する傾斜部を有してもよい。

かかる構成とすることで、第一アンダーカバーを立ち上がりのない略フラット形状にしつつ、走行風を冷却対象物に到達させることができる。

また、前記サービスホールは、その前端が、その後端よりも幅広になる平面視で略台形状であってもよい。

かかる構成とすることで、サービスホール全体の面積を小さく抑えつつ、空冷孔の面積を大きく確保できる。

また、前記サービスリッドの肉厚は、前記第一アンダーカバーの肉厚よりも、大きくてもよい。

これにより、空冷孔が形成されたサービスリッドの強度を高く保つことができる。

また、さらに、前記第一アンダーカバーの前方に位置し、その後端が前記第一アンダーカバーの前端に接続される第二アンダーカバーを備え、前記第二アンダーカバーのうち前記空冷孔と車幅方向に重複する範囲は、前記空冷孔の上端より下側に位置する部分を有してもよい。

かかる構成とすることで、路面の異物が、空冷孔を介して車内に侵入することを効果的に防止できる。

本明細書で開示する車両下部カバー構造によれば、走行風が、空冷孔を通じて冷却対象物に到達できるため、冷却対象物を効率的に冷却できる。

車両下部カバー構造の車両内の位置を説明する図である。車両下部カバー構造の斜視図である。第一アンダーカバーの斜視図である。サービスリッドの斜視図である。図２におけるＡ－Ａ断面図である。他の車両下部カバー構造の断面図である。

以下、図面を参照して車両下部カバー構造１０について説明する。図１は、車両下部カバー構造１０の車両内の位置を説明する図であり、図２は、車両下部カバー構造１０の斜視図である。また、図３は、第一アンダーカバー１４の斜視図であり、図４は、サービスリッド２０の斜視図である。さらに、図５は、図２におけるＡ－Ａ断面図である。なお、各図における「Ｆｒ」、「Ｕｐ」、「Ｒｈ」は、それぞれ、車両の前方、上方、右側方を示している。

車両の前部であって、フードの下側には、パワーユニット室１２が設けられている。このパワーユニット室１２には、エンジンや走行用モータ等の動力源が配置されている。動力源は、その駆動に伴い発熱するため、冷却が必要な冷却対象物２２である。こうした動力源は、通常、冷媒を用いて冷却される。冷媒は、動力源と熱交換することで、動力源を冷却する。動力源を通過した冷媒は、パワーユニット室１２に設けられたラジエータ（図示せず）において、外気と熱交換することで冷却され、再び、動力源に送られる。この冷媒を効率的に冷却するために、車両の前端には、ラジエータに走行風を送るための開口であるグリル（図示せず）が形成されている。

また、パワーユニット室１２の下部には、当該パワーユニット室１２の床面として機能する車両下部カバー構造１０が設けられている。車両下部カバー構造１０は、第一アンダーカバー１４と、第二アンダーカバー１６と、サービスリッド２０と、を有している。第一アンダーカバー１４および第二アンダーカバー１６は、いずれも、金属をプレス成型することで製造されるパネル状部材である。図１、図２に示すように、第二アンダーカバー１６は、第一アンダーの前方に位置しており、第二アンダーカバー１６の後端が、第一アンダーカバー１４の前端に接続されている。

図３に示すように、第一アンダーカバー１４には、サービスホール１８と呼ばれる開口が形成されている。このサービスホール１８は、メンテナンス等の際に、作業者が、車両の下方外側からパワーユニット室１２内にアクセスするための開口である。したがって、サービスホール１８は、少なくとも、人の腕が差し込める程度の大きさを有している。

ここで、図３に示す通り、第一アンダーカバー１４の前縁からサービスホール１８の前縁までの部分は、サービスホール１８の後縁よりも上方に盛り上がっている。その結果、第一アンダーカバー１４の前縁からサービスホール１８の前縁にかけて前後方向に貫通するトンネル２４が形成される。このトンネル２４は、図５に示すように、冷却対象物２２に、走行風Ｗを導く通路として機能するが、これについては、後述する。エンジン等の冷却対象物２２は、このサービスホール１８からアクセス可能な位置に取り付けられる。

サービスホール１８は、メンテナンス時には、開放されるが、それ以外の場面では、サービスリッド２０により覆われる。このサービスリッド２０は、サービスホール１８よりも一回り大きい外形を有したパネル状部品である。かかるサービスリッド２０は、例えば、金属板をプレス成型することで製造できる。サービスリッド２０は、車両の外部から着脱できるように、固定具、例えば、スクリューとスピードナット等で、第一アンダーカバー１４に取り付けられている。

ここで、図４に示すように、サービスリッド２０の前端は、第一アンダーカバー１４の前端と同様に、上方に立ち上がっており、リッド側立壁２６が構成されている。このリッド側立壁２６には、空冷孔２８が形成されている。空冷孔２８は、車幅方向に長尺な略矩形の開口である。この空冷孔２８の形状やサイズは、特に限定されないが、空冷孔２８は、大きいほど、高い冷却効率が得られる。したがって、本例では、空冷孔２８をリッド側立壁２６の大部分を占める大きさとしている。この空冷孔２８は、サービスリッド２０を第一アンダーカバー１４に取り付けた際、トンネル２４と連通する位置およびサイズに設定されている。かかる空冷孔２８は、エンジン等の冷却対象物２２を効率的に冷却するために設けられている。以下、これについて、詳説する。

上述した通り、パワーユニット室１２には、動力源等の冷却対象物２２が配置されている。冷却対象物２２は、通常、冷媒により冷却される。しかし、近年、動力源の小型化および高出力化が進んだ結果、動力源の熱容量が低下する一方で、発熱量が増加しており、動力源が、過度に高温になるおそれがあった。そのため、動力源等の冷却対象物を、より効率的に冷却する技術が求められている。

本例では、こうした要望を満たすために、上述した通り、サービスリッド２０に、リッド側立壁２６を設けるとともに、当該リッド側立壁２６に空冷孔２８を形成している。かかる構成とすることで、図５に示すように、走行風Ｗが、空冷孔２８を通じて、冷却対象物２２に到達し、冷却対象物２２の熱を奪うことができる。そして、これにより、冷却対象物２２をより効果的に冷却できる。ここで、走行風Ｗによる冷却を可能とするために、空冷孔２８（ひいてはリッド側立壁２６）は、冷却対象物２２より前方に位置しており、さらに、空冷孔２８の少なくとも一部は前記冷却対象物２２と車幅方向に重複している。かかる配置とすることで、空冷孔２８を通過した走行風Ｗが、冷却対象物２２により確実に到達できる。

ところで、空冷孔２８による冷却効率を向上するためには、空冷孔２８の面積を大きくすることが有効である。一方で、大きな空冷孔２８を確保するために、サービスホール１８を大きくすると、第一アンダーカバー１４の強度が低下するという別の問題が生じる。そこで、本例では、サービスホール１８を、その前端が、その後端よりも幅広になる平面視で略台形状としている。かかる構成とすることで、サービスホール１８の前端における車幅方向寸法を大きく保ちつつ、サービスホール１８の面積を小さく抑えることができる。結果として、大面積の空冷孔２８を確保しつつ、第一アンダーカバー１４の強度の低下を抑制できる。

ここで、車両の走行中、空冷孔２８には、走行風Ｗが吹き込むことになり、当該空冷孔２８の周辺には、風圧による負荷が生じやすい。こうした負荷に耐えるために、本例では、サービスリッド２０の肉厚を、第一アンダーカバー１４の肉厚よりも大きくしている。なお、サービスリッド２０は、第一アンダーカバー１４に比べて、面積が小さい。そのため、サービスリッド２０の肉厚を大きくしても、コストおよび重量の増加に与える影響は小さい。

ところで、サービスリッド２０に空冷孔２８を設けず、第一アンダーカバー１４のうち、サービスホール１８とは離間した位置に空冷孔２８を設けることも考えられる。この場合も、空冷孔２８を通じて走行風Ｗが、パワーユニット室１２に流入する。この走行風Ｗの流路下流に冷却対象物２２を配置すれば、冷却対象物２２を効率的に冷却できる。しかし、この場合、風圧に耐えるために、大面積の第一アンダーカバー１４全体の肉厚を大きくする必要があり、コストおよび重量が大幅に増加することになる。一方、本例のように、空冷孔２８を、第一アンダーカバー１４ではなく、サービスリッド２０に設けることで、必要な強度を得るためには、サービスリッド２０の肉厚を大きくすれば足り、第一アンダーカバー１４の肉厚まで大きくする必要がない。その結果、コストおよび重量の増加を抑制できる。

ここで、これまでの説明で明らかなとおり、空冷孔２８は、車両の走行中も開放されており、車両の内外が空冷孔２８を介して連通している。そのため、路上の異物、例えば、雪等が、空冷孔２８を介して、パワーユニット室１２内に侵入するおそれがある。こうした異物の侵入を防止するために、第二アンダーカバー１６のうち、空冷孔２８と車幅方向に重複する範囲に、空冷孔２８の上端より下側に位置している部分を設けている。本例では、図５に示すように、第二アンダーカバー１６の後端が、空冷孔２８の上端より下方になるように、第二アンダーカバー１６全体を後下がりに傾斜させている。かかる構成とすることで、雪などの異物は、空冷孔２８に到達する前に、第二アンダーカバー１６の後端に接触し、移動する。その結果、空冷孔２８を通じて車内に侵入する異物を大幅に低減できる。

なお、ここまで説明した構成は、一例であり、サービスリッド２０に冷却対象物２２より車両前方に位置するリッド側立壁２６を設け、このリッド側立壁２６に、少なくとも一部が冷却対象物２２と車幅方向に重複する空冷孔２８が形成されるのであれば、その他の構成は、変更されてもよい。例えば、これまでの説明では、第一アンダーカバー１４を部分的に上方に盛り上げて、トンネル２４を設けているが、第一アンダーカバー１４は、盛り上がりがない、略フラット形状でもよい。この場合、空冷孔２８を車外と連通させるために、図６に示すように、サービスリッド２０のうちリッド側立壁２６より後方部分は、前下がりに傾斜する傾斜部３２を有してもよい。かかる構成とすることで、サービスリッド２０が、サービスホール１８の周縁よりも下方に位置し、空冷孔２８が車外と連通できる。結果として、走行風Ｗが、空冷孔２８を通じて、パワーユニット室１２内に流入でき、冷却対象物２２を効率的に冷却できる。

また、風圧に十分に耐えられるのであれば、サービスリッド２０の肉厚は、第一アンダーカバー１４の肉厚と同じ、または、より小さくてもよい。また、冷却対象物２２は、走行風による冷却が必要なものであれば、動力源に限らず、他の発熱機器、例えば、バッテリ等でもよい。さらに、本例では、第一アンダーカバー１４を、パワーユニット室１２の床面としているが、第一アンダーカバー１４は、冷却対象物２２が配置される空間であれば、他の空間の床面として用いられてもよい。

１０車両下部カバー構造、１２パワーユニット室、１４第一アンダーカバー、１６第二アンダーカバー、１８サービスホール、２０サービスリッド、２２冷却対象物、２４トンネル、２６リッド側立壁、２８空冷孔、３２傾斜部、Ｗ走行風。

Claims

冷却対象物の下方に配置され、サービスホールが形成された第一アンダーカバーと、
前記サービスホールを覆うように、前記第一アンダーカバーに着脱可能に取り付けられるサービスリッドと、
を備え、前記サービスリッドは、前記冷却対象物より車両前方において、上下方向に立脚するリッド側立壁を有しており、
前記リッド側立壁には、車両前後方向に貫通し、走行風が通過する空冷孔であって、少なくとも一部が前記冷却対象物と車幅方向に重複する空冷孔が形成されている、
ことを特徴とする車両下部カバー構造。
請求項１に記載の車両下部カバー構造であって、
前記第一アンダーカバーのうち前記第一アンダーカバーの前縁から前記サービスホールの前縁までの部分は、前記サービスホールの後縁よりも上方に盛り上がっており、これにより、前記第一アンダーカバーの前縁から前記サービスホールの前縁にかけて前後方向に貫通するトンネルが形成されている、ことを特徴とする車両下部カバー構造。
請求項１に記載の車両下部カバー構造であって、
前記リッド側立壁が、前記サービスホールの周縁よりも下方に位置するように、前記サービスリッドのうち前記リッド側立壁より後方部分は、前下がりに傾斜する傾斜部を有する、ことを特徴とする車両下部カバー構造。
請求項１から３のいずれか１項に記載の車両下部カバー構造であって、
前記サービスホールは、その前端が、その後端よりも幅広になる平面視で略台形状である、ことを特徴とする車両下部カバー構造。
請求項１から４のいずれか１項に記載の車両下部カバー構造であって、
前記サービスリッドの肉厚は、前記第一アンダーカバーの肉厚よりも、大きい、ことを特徴とする車両下部カバー構造。
請求項１から５のいずれか１項に記載の車両下部カバー構造であって、さらに、
前記第一アンダーカバーの前方に位置し、その後端が前記第一アンダーカバーの前端に接続される第二アンダーカバーを備え、
前記第二アンダーカバーのうち前記空冷孔と車幅方向に重複する範囲は、前記空冷孔の上端より下側に位置する部分を有する、ことを特徴とする車両下部カバー構造。