JP4581612B2

JP4581612B2 - 車両のインタークーラ冷却用ダクトの支持構造

Info

Publication number: JP4581612B2
Application number: JP2004295725A
Authority: JP
Inventors: 孝晃村松; 隆志門脇; 典昭藤田
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2004-10-08
Filing date: 2004-10-08
Publication date: 2010-11-17
Anticipated expiration: 2024-10-08
Also published as: EP1645451A1; JP2006103608A; US20060086548A1; US7523798B2; EP1645451B1

Description

本発明は、過給機付きエンジンを搭載した車両のインタークーラ冷却用ダクトの支持構造に関するものである。

従来より、車両の開発においては居住性を重視した車両作りが行われており、エンジンルームの前後長が短くなる傾向にある。このことは、エンジン搭載と共に、エアクリーナ、バッテリーその他の機器類のレイアウト性に少なからず影響を与え、排気過給機を備えたエンジンでは、インタークーラの設置スペースの確保という点で工夫が必要となっている。

そこで、従来、特許文献１に示すように、車両のインタークーラをエンジン上部に平置き姿勢で配置するものが知られている。この場合、インタークーラに走行風を導入するには車両前方に一端開口を延ばし、他端開口をインタークーラ上に連通させるダクトを設ける必要がある。
特開２００３−３３５１７３号公報

ところで、近年、歩行者保護の観点から、歩行者の頭部の衝撃荷重を低く抑えるために、ボンネットを効果的に変形させる必要が出てきている。一方、車両前部のデザインの観点からボンネットが低く形成される傾向にある。このため、インタークーラとボンネットとの間隔が短くなるので、従来の車両のインタークーラ冷却用ダクトの支持構造では、特にインタークーラ上方で箱形状のダクトの側壁が容易に変形せず、ボンネットの変形を阻害し、歩行者の頭部の保護が十分に図れないという問題があった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ダクトの構成に工夫を加えることで、ダクトが歩行者の衝突時のボンネットの変形を阻害しないようにし、歩行者の頭部の保護を図ることにある。

上記の目的を達成するために、この発明では、上下に二分割された部材からなるダクトのそれぞれの部材を前後の別々の位置で支持するようにした。

具体的には、第１の発明では、エンジンルーム内に配設したエンジンの上部にインタークーラを略平置き姿勢で配置し、このインタークーラに対し走行風を導入するためのダクトを車両前方側に伸ばした車両のインタークーラ冷却用ダクトの支持構造を対象とする。

そして、上記ダクトは、上下方向に分割して成形されたアッパー部材とロア部材とが取り付けられた水平方向に扁平な樹脂製のものよりなり、上記ロア部材の後側下面に設けた開口部が上記インタークーラ上面に対してシール部材を圧着させて連通し、上記ロア部材の前側がシュラウドパネルに支持され、上記アッパー部材の後側がカウルパネルに支持される構成とする。

すなわち、歩行者がボンネットに衝突すると、ボンネットは下側に向かって変形し、インタークーラ上方のダクトを下側へ変形させようとする。このとき、本願発明では、ロア部材の前側はシュラウドパネルに支持され、アッパー部材の後側はカウルパネルに支持される一方、ロア部材の後側下面はシール部材でインタークーラに圧着しているだけなので、ダクトには、歩行者の衝突時にボンネットから伝わった荷重により、両支持点間で曲げ荷重がかかる。そして、アッパー部材側がロア部材側を押圧する形となり、ダクトの前側におけるアッパー部材とロア部材との取付部には、アッパー部材からの下向きの力とロア部材の支持点からの上向きの反力によって圧縮荷重が加わる。一方、ダクトの後側の取付部には、アッパー部材にかかる支持点からの上向きの反力とロア部材に伝わってきた下向きの力とによって引っ張り荷重がかかる。このため、ボンネットに加わった衝突荷重により、後側の取付部が前側の取付部よりも早期に剥離して、ダクトが後側から前側に向かって上下に分割されるので、ダクトがボンネットの変形を阻害することはない。しかも、ロア部材とアッパー部材とが車体の前後方向の両端側にそれぞれ支持されているので、歩行者の衝突時にインタークーラ上方を覆うボンネットの広い範囲でダクトの剥離が行われる。

第２の発明は、上記アッパー部材とロア部材との取付部の後側の強度が前側よりも小さいものとする。

上記の構成によると、アッパー部材とロア部材の取付部の強度を前側と後側とで差を設けているため、強度の低い後側の取付部での剥離がさらに促進される。

第３の発明は、上記アッパー部材側の取付部には、下向きにピン部が突設され、ロア部材側の取付部には、該ピン部に対応する貫通孔を有するフランジ部が設けられ、上記アッパー部材のピン部先端が上記ロア部材の貫通孔に挿通された状態で溶融されて押しつぶされた拡径頭部を形成しており、上記アッパー部材の後方側に設けられたピン部の外径は、前方側のものに比べて小径なものとする。

上記の構成によると、ダクトを組み付けるときに樹脂製のアッパー部材の取付部に設けられたピン部をロア部材の貫通孔に挿通して溶融することで、押しつぶされた拡径頭部によってロア部材にアッパー部材が固定される。また、フランジ部により、アッパー部材とロア部材との間の密閉度が向上される。そして、アッパー部材の後方側のピン部の外径は、前方側のものに比べて小径となっているので、ボンネットから伝わった荷重により、ダクトが変形するときに、より小径な後側のピン部から早期に切断される。

上記第１の車両のインタークーラ冷却用ダクトの支持構造の発明によれば、上下方向に分割して成形したダクトのうち、ロア部材の前側をシュラウドパネルに支持する一方、アッパー部材の後側をカウルパネルに支持することで、ボンネットに加わった衝突荷重により、後側の取付部に引っ張り荷重を加えて前側の取付部よりも早期に剥離させ、後側から両者を分割するようにしている。このため、歩行者衝突時にダクトの支持形態にさほど影響を受けることなく、インタークーラ上方を覆うボンネットの広い範囲でダクトの剥離が行われるようにして、効果的に歩行者の頭部の保護を図ることができる。

上記第２の発明によると、アッパー部材とロア部材との取付部の後側の強度を前側よりも小さくして、強度の低い後側の取付部での剥離を促進させている。このため、さらに、効果的に衝突時の歩行者の頭部の保護を図ることができる。

上記第３の発明は、ロア部材のフランジ部の貫通孔に挿通したアッパー部材のピン部先端を押しつぶしてロア部材とアッパー部材とを取り付け、アッパー部材の後方側のピン部の外径を前方側のものに比べて小径なものとしている。このため、簡便な構造でアッパー部材とロア部材とを略密閉状に取り付けることができ、また、歩行者の衝突時に後側のピン部からダクトを効果的に剥離させることができ、さらに、確実に衝突時の歩行者の頭部の保護を図ることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。

図１及び図２に本発明の実施形態にかかるインタークーラ冷却用ダクトの支持構造を備えた車両のエンジンルームを示す。このエンジンルーム内には過給機付きエンジン１が横置きに搭載されている。このエンジン１の上部には、金属製のインタークーラ２が後側が前側よりも若干上方に傾斜した略平置き姿勢で配置されている。なお、図１では、エンジンルームを覆うボンネット３を省略している。

図３及び図４にも示すように、上記インタークーラ２の上面には、このインタークーラ２に対し走行風を導入するためのダクト１０が設けられている。このダクト１０は、車両前方側に伸びると共に、水平方向に扁平な樹脂製のもので構成されている。ダクト１０は、上下方向に分割して成形されたアッパー部材１１とロア部材１２とが取り付けられて内部に空気通路４０が形成されている。そして、ダクト１０の前方に車幅方向に細長い走行風導入口１３が形成されている。

図５及び図６に示すように、上記ロア部材１２は、前方が開放されて上記走行風導入口１３の下側を構成し、また、後側下面には、下側開口部１４が設けられている。この下側開口部１４の周辺には、複数のボルト挿通孔１５が設けられ、このボルト挿通孔１５を用いて蛇腹状のシール部材１７（図４及び図５に示す）が締結されている。このシール部材１７が上記インタークーラ２上面に対して圧着した状態で上記ダクト１０とインタークーラ２とが連通している。このようにして、走行風導入口１３から取り入れられた走行風がダクト１０内の空気通路４０を通ってインタークーラ２に取り入れられるようになっている。

上記ロア部材１２の上側縁部には、上記アッパー部材１１を取り付けるためのフランジ部１８が上記走行風導入口１３を除く略全周にわたり略水平に設けられている。このフランジ部１８には、複数の貫通孔１９が略等間隔に設けられている。また、ロア部材１２の前側左右両端部には、外側に向かって突出する前側支持部２０が設けられている。この前側支持部２０には、後方が開放すると共に、ボルト３０を取り付けるための開口２１が設けられている。なお、この開口２１は、後方が開放していることで、前突時にダクト１０が、ラジエータ３５を覆う繊維強化樹脂製のシュラウドパネル４から離脱することでシュラウドパネル４の変形を阻害しないようになっている。

図７に示すように、アッパー部材１１は、平面部２３と、この平面部２３の走行風導入口１３に該当する部分を除く略全外周から下側へ垂直に延びる外壁部２４とを有している。平面部２３は、ロア部材１２よりも広い面積を有し、エンジン１の略全体を覆って、その見映えをよくしている。後側の外壁部２４には、ダクト１０を取り付けるための半円筒形状の２つの後側支持部２５が設けられている。上記アッパー部材１１の平面部２３には、フランジ部１８の外周に対応するように下側に連続して突出する突条部２６が形成され、ロア部材１２の位置決めを容易にすると共に、この突条部２６の外周には、上記フランジ部１８の貫通孔１９に対応するように、下向きにピン部２７，２８が突設されている。

図８及び図９に示すように、上記ピン部２７，２８のうち、この後方側の後側ピン部２７（例えば、フランジ部１８の後辺部に対応するピン部及びこの後辺部から左右それぞれ前側に２本のピン部）の外径は、それ以外の前側ピン部２８に比べて小径となっている。上記アッパー部材１１のピン部２７，２８先端は、上記ロア部材１２の貫通孔１９に挿通された状態で溶融されて押しつぶされることで、幅広な拡径頭部２９が形成されている。後側ピン部２７の外径は、前側ピン部２８に比べて小径なため、それぞれ同じ内径の貫通孔１９に挿入されていれば、荷重がかかった際に後側ピン部２７の方が抜け出しやすく、又は、切断しやすくなっている。このようにして、アッパー部材１１とロア部材１２とが略密閉状に取り付けられている。

そして、図１に示すように、ロア部材１２の前側支持部２０がシュラウドパネル４にボルト３０によって取り付けられることで、ダクト１０の前側がシュラウドパネル４に支持されている。

また、図１０に示すように、カウルパネル５には、複数のピン挿通孔６が設けられ、このピン挿通孔６にスタッドピン７が後方から挿入された状態でプロジェクション溶接されている。このスタッドピン７と樹脂クリップ８との間に断熱材９を挟むことで、カウルパネル５の前面が断熱材９によって覆われている。一方、上記アッパー部材１１の後側支持部２５内面には、二重環状のリング嵌合部２５ａが設けられ、このリング嵌合部２５ａには、円筒形状の本体に溝部が全周にわたり形成されたゴム製リング３１が嵌合されている。このリング３１内に上記樹脂クリップ８を圧入することでアッパー部材１１がカウルパネル５に取り付けられている。このことで、ダクト１０後方側におけるアッパー部材１１の後側支持部２５がカウルパネル５に支持されている。

なお、走行風導入口１３の上側に対応するボンネット３下面には、車幅方向に延びるゴム製シール３２（図２にのみ示す）が設けられ、アッパー部材１１との間の隙間を埋めている。さらに、フロントグリル３３から導入された走行風をダクト１０の走行風導入口１３に誘導させるために、フロントグリル３３と走行風導入口１３との間は、樹脂製のエアガイドプレート３４によって接続されている。

−取付手順−
次に、本実施形態にかかるダクト１０の取付手順について説明する。

まず、ロア部材１２のフランジ部１８の貫通孔１９にアッパー部材１１のピン部２７，２８先端を挿入し、その状態でピン部２７，２８先端を溶融して押しつぶし、拡径頭部２９を形成する。このことで、ロア部材１２とアッパー部材１１とが密閉状に組み付けられる。

次いで、ロア部材１２のボルト挿通孔１５にシール部材１７を締結して組み付ける。なお、このときまでに、後側支持部２５にゴム製リング３１を嵌合させておく。

次に、ダクト１０に取り付けられたシール部材１７をインタークーラ２に押しつけながら、アッパー部材１１の後側支持部２５のリング３１内にカウルパネル５前面の樹脂クリップ８を圧入させて、アッパー部材１１の後側をカウルパネル５に支持させる。

最後に、ロア部材１２の前側支持部２０をシュラウドパネル４に締結する。このようにして、ダクト１０が車体に取り付けられる。

−作用−
次に、本実施形態にかかる車両のインタークーラ冷却用ダクトの支持構造における歩行者がボンネット３に衝突したときの作用について説明する。

まず、歩行者がボンネット３に衝突すると、ボンネット３は下側に向かって変形し、インタークーラ２上方のダクト１０を下側へ変形させようとする。

このとき、本実施形態では、ロア部材１２の前側はシュラウドパネル４に支持され、アッパー部材１１の後側はカウルパネル５に支持される一方、ロア部材１２の後側はシール部材１７でインタークーラ２に圧着させているだけなので、ダクト１０には、歩行者の衝突時にボンネット３から伝わった荷重により、両支持点間で曲げ荷重がかかる。

そして、アッパー部材１１側がロア部材１２側を押圧する形となり、ダクト１０の前側におけるアッパー部材１１とロア部材１２との取付部には、アッパー部材１１からの下向きの力とロア部材１２の支持点からの上向きの反力によって圧縮荷重が加わる。

一方、ダクト１０の後側の取付部には、アッパー部材１１にかかる支持点からの上向きの反力とロア部材１２に伝わってきた下向きの力とによって引っ張り荷重がかかる。

さらに、アッパー部材１１の後側ピン部２７の外径は、前側ピン部２８に比べて小径となっているので、ボンネット３に加わった衝突荷重により、ダクト１０は、後側ピン部２７が前側ピン部２８よりも早期に切断され、後側から前側に向かって上下に分割される。なお、この際、ダクト１０が剥離される前に、後側支持部２５のリング３１内から樹脂クリップ８が抜け出さないようになっている。

−実施形態の効果−
したがって、本実施形態にかかる車両のインタークーラ冷却用ダクトの支持構造によると、上下方向に分割して成形したダクト１０のうち、ロア部材１２の前側を車体に支持する一方、アッパー部材１１の後側を車体に支持することで、ボンネット３に加わった衝突荷重により、後側の取付部に引っ張り荷重を加えて前側の取付部よりも早期に剥離させ、両者を後側から分割するようにしている。このため、歩行者衝突時にダクト１０が確実に分割され、ボンネット３の変形を阻害することはなく、効果的に歩行者の頭部の保護を図ることができる。

また、本実施形態では、ロア部材１２の前側を車体前方のシュラウドパネル４に支持し、アッパー部材１１の後側を車体後方のカウルパネル５に支持することで、歩行者の衝突時にダクト１０の支持形態にさほど影響を受けることなく、インタークーラ２上方を覆うボンネット３の広い範囲でダクト１０の剥離が行われるようにしている。このため、さらに安定的に衝突時の歩行者の頭部の保護を図ることができる。

また、本実施形態では、アッパー部材１１とロア部材１２との取付部の後側の強度を前側よりも小さくして、強度の低い後側の取付部での剥離を促進させている。このため、さらに、効果的に衝突時の歩行者の頭部の保護を図ることができる。

さらに、本実施形態では、ロア部材１２のフランジ部１８の貫通孔１９に挿通したアッパー部材１１のピン部２７，２８先端を押しつぶしてロア部材１２とアッパー部材１１とを取り付け、アッパー部材１１の後側ピン部２７の外径を前側ピン部２８に比べて小径なものとしている。このため、簡便な構造でアッパー部材１１とロア部材１２とを略密閉状に取り付けることができ、また、歩行者の衝突時に断面積の小さい後側ピン部２７からダクト１０を効果的に剥離させることができるので、さらに、確実に衝突時の歩行者の頭部の保護を図ることができる。

（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。

すなわち、上記実施形態では、後側ピン部２７の外径を前側ピン部２８の外径よりも小さくしてアッパー部材１１とロア部材１２との取付部の後側の強度を前側よりも小さく設定しているが、図１１及び図１２に示すように、後側ピン部２７の外径と前側ピン部２８の外径とを等しくし、後側ピン部２７の長さを前側ピン部２８の長さよりも短くしてもよい。このことで、後側ピン部２７の拡径頭部２９の厚さが前側ピン部２８のものよりも薄くなり、アッパー部材１１とロア部材１２との取付部の後側の強度を前側よりも小さく設定することができる。また、アッパー部材１１に略等間隔にピン部２７，２８を設けたが、後側ピン部２７の間隔をアッパー部材１１とロア部材１２との取付部の密閉度が保たれる程度に前側ピン部２８の間隔よりも広げてアッパー部材１１とロア部材１２との取付部の後側の強度を前側よりも小さく設定してもよい。

また、上記実施形態では、ロア部材１２の前側をシュラウドパネル４に支持し、アッパー部材１１の後側をカウルパネル５に支持するようにしたが、例えば、ロア部材１２の前側に上方に突出した前側支持部を設け、この前側支持部をボンネット３の前側に支持し、アッパー部材１１の後側にも上方に突出した後側支持部を設け、この後側支持部をボンネット３の後側に支持し、ボンネット３を閉じたときにシール部材１７がインタークーラ２上面に圧着するようにしてもよい。また、ロア部材１２の前側をシュラウドパネル４に支持し、アッパー部材１１の後側をエンジン１に上方に突出するように設けたマウント付き取付ブラケットに支持してもよい。これらの場合でも、上記実施形態と同様に、ボンネット３の変形に伴って、ダクト１０を後方側から上下に剥離させることができる。

また、上記実施形態では、エンジン１を横置きに配置したが、縦置きに配置してもよい。

以上説明したように、本発明は、過給機付きエンジンに略平置き姿勢で配置したインタークーラに前方から走行風を導入するための車両用のダクトの支持構造について有用である。

車両のインタークーラ冷却用ダクトの支持構造を備えた車両のエンジンルームをボンネットを除いて示す平面図である。図１のII−II線断面図である。図１のIII−III線断面図である。図１のIV−IV線断面図である。ダクトを下方から見た平面図である。ロア部材を上方から見た平面図である。アッパー部材を下方から見た平面図である。後側ピン部を示す側方断面図である。前側ピン部を示す側方断面図である。後側支持部を示す側方断面図である。その他の実施形態にかかる図８相当図である。その他の実施形態にかかる図９相当図である。

１エンジン
２インタークーラ
４シュラウドパネル（車体）
５カウルパネル（車体）
１０ダクト
１１アッパー部材
１２ロア部材
１４下側開口部
１５ボルト挿通孔
１７シール部材
１８フランジ部
１９貫通孔
２１開口
２７後側ピン部
２８前側ピン部
２９拡径頭部

Claims

エンジンルーム内に配設したエンジンの上部にインタークーラを略平置き姿勢で配置し、該インタークーラに対し走行風を導入するためのダクトを車両前方側に伸ばした車両のインタークーラ冷却用ダクトの支持構造であって、
上記ダクトは、上下方向に分割して成形されたアッパー部材とロア部材とが取り付けられた水平方向に扁平な樹脂製のものよりなり、
上記ロア部材の後側下面に設けた開口部が上記インタークーラ上面に対してシール部材を圧着させて連通し、
上記ロア部材の前側がシュラウドパネルに支持され、上記アッパー部材の後側がカウルパネルに支持されていることを特徴とする車両のインタークーラ冷却用ダクトの支持構造。
請求項１の車両のインタークーラ冷却用ダクトの支持構造において、
上記アッパー部材とロア部材との取付部の後側の強度が前側よりも小さく設定されていることを特徴とする車両のインタークーラ冷却用ダクトの支持構造。
請求項２の車両のインタークーラ冷却用ダクトの支持構造において、
上記アッパー部材側の取付部には、下向きにピン部が突設され、ロア部材側の取付部には、該ピン部に対応する貫通孔を有するフランジ部が設けられ、
上記アッパー部材のピン部先端が上記ロア部材の貫通孔に挿通された状態で溶融されて押しつぶされた拡径頭部を形成しており、
上記アッパー部材の後方側に設けられたピン部の外径は、前方側のものに比べて小径となっていることを特徴とする車両のインタークーラ冷却用ダクトの支持構造。