JP4609313B2 - 車両のエンジンルーム構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両のエンジンルーム内の昇温を効果的に抑制する、車両のエンジンルーム構造に関する。

従来より、エンジンが後方に配置される車両においてエンジンルームを冷却するための技術が提案されている。エンジンが後方に配置された車両は、エンジンルーム内に流入する空気の量が少ないので、エンジンが前方に配置された車両と比較して、エンジンルームに熱気が滞留しやすいためである。
例えば、特許文献１には、車両のルーフ上に外気取入口を設け、この外気取入口から流入した外気をエンジンルーム内に配置されたターボチャージャのインタークーラに導く空気導入路を車両のリア側のピラー内に形成する技術が開示されている。

つまり、この特許文献１の技術は、車両の前方からの空気が、ルーフ上に設けられた外気取入口を通じてエンジンルーム内に導入されることにより、ターボチャージャのインタークーラを冷却するようになっている。
また、特許文献２には、バスの後方にエンジンルームを設け、このエンジンルーム内にエンジンを搭載した際に、エンジンルームの上部側方に空気取り入れ口を設けるとともに、エンジンルームの上部後方即ち、バス最後尾に排風口を設ける技術が開示されている。

つまり、この特許文献２の技術は、空気取り入れ口からエンジンルーム内に空気を取り込み、最後尾の排風口から空気を排出することによって、エンジンルームを冷却するようになっている。
実開昭６１−１６９７２４号公報 特開平８−２６８０８９号公報

ところが、車種によっては上述の特許文献１または２の技術を適用できない場合がある。
例えば、エンジンルームの上方に客室や荷物室を配置するような車両では、特許文献１の技術のようにルーフ上部の外気取入口及び外気取入口とエンジンルームとを接続する空気導入路を形成することは困難である。また、エンジンルームの後方側にマフラ等の排気装置を配置し、限られた車内スペースを有効利用する車両（例えば小型車）では、車両の最後尾にエンジンルーム内の空気を排出する排風口を設けるためのスペースを確保することは困難であり、上述の特許文献２を適用することは難しい。

本発明はこのような課題に鑑み創案されたもので、エンジンルームの上方及び後方に冷却のための通風口を設けることが困難な車両においてもエンジンルーム内の昇温を効果的に抑制できるようにした、車両のエンジンルーム構造を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、請求項１記載の本発明の車両のエンジンルーム構造は、エンジンが後方に搭載された車両のエンジンルームの構造であって、該エンジンルームに配設された該エンジンと、該エンジンルームにおいて該エンジンよりも後方に設けられ、車幅方向に配置された排気装置と、該エンジンルームの一側部に形成された一側開口部と、該エンジンルームの他側部に形成された他側開口部と、該エンジンルームに配設され、該一側開口部を通じて該エンジンルーム内に取り入れた空気を該他側開口部を通じて該エンジンルーム外へ強制的に排出するように該エンジンルームの他側部に向かって送風する送風機と、該一側開口部と該他側開口部との間に配設され該エンジンと該排気装置とを接続する接続部とを備え、該送風機は、該排気装置よりも車両前側であってエンジンルームの一側部側に、該接続部と同じ高さで配設され、送風方向が該接続部と該排気装置との間に向かうように該車幅方向に対して車両後方へ傾いて配設されていることを特徴としている。

また、請求項２記載の本発明の車両のエンジンルーム構造は、請求項１のものにおいて、接続部には過給器が備えられることを特徴としている。
また、請求項３記載の本発明の車両のエンジンルーム構造は、請求項１または２のものにおいて、該送風機には、該一側開口部を通じて取り入れた空気の一部を該エンジンルームの上部に向けて送出させる送風ガイドが備えられることを特徴としている。

また、請求項４記載の本発明の車両のエンジンルーム構造は、請求項１〜３のいずれか１項のものにおいて、該排気装置は、断面形状が縦長の扁平形状に形成されたマフラ装置を含むことを特徴としている。

請求項１記載の本発明の車両のエンジンルーム構造によれば、強制的にエンジンルーム内に外気を取り入れ、かつ熱気を外部に排出することができるとともに、排ガスの通過により非常に高温となる接続部と排気装置との両者を積極的に空冷することができるので、エンジンルーム内の昇温を効果的に抑制することができる。
また、請求項２記載の本発明の車両のエンジンルーム構造によれば、請求項１の効果に加え、非常に高温となるターボ過給機をも効果的に冷却することで、エンジンルーム内の昇温を抑制することができるとともに、このターボ過給機によってエンジンに供給される吸気の密度を高めることもできる。

また、請求項３記載の本発明の車両のエンジンルーム構造によれば、請求項１または２の効果に加え、エンジンルームの上部に溜まりやすい熱気を排出することができ、エンジンルーム内の昇温をさらに効果的に抑制することができる。
また、請求項４記載の本発明の車両のエンジンルーム構造によれば、請求項１〜３のいずれか１項の効果に加え、エンジンルーム内のスペースを有効に活用しながら効率良く熱気を排出することができる。

以下、図１〜図７を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
図１〜図７は本発明の一実施形態に係る、車両のエンジンルーム構造を説明するためのものであって、図１は車両の後部を示す斜視図、図２はエンジンルームを模式的に示す上面図、図３は図２における模式的なＹ矢視図、図４は図２における模式的なＸ矢視図、図５は図４中マフラ装置を除いた模式的な後面図、図６は図２に対して送風機による空気の流れ方向を示した図、図７は図５に対して送風機による空気の流れ方向を示した図である。

図１及び図２に示すように、車両１の後部にはエンジンルーム２が設けられている。また、このエンジンルーム２は、その前面及びその上面がフロアパネル３により形成され、また、その側面がリアサイドメンバ４とホイールハウスパネル５により形成され、さらに、その後面がリアエンドパネル６により形成されている。
フロアパネル３は、図１に示すように、平面状の鋼板をプレス成形した部材である。

このフロアパネル３は前後二箇所で左右方向を軸に屈曲しており、これにより車両１の前方から順に後部座席フロア部３Ａ、スロープ部３Ｂ、荷物室フロア部３Ｃが形成されている。
後部座席フロア部３Ａは略水平に延在し、いずれも図示しない客室の後部座席の床面を形成している。

スロープ部３Ｂは、前方から後方にかけて斜め上方に向けて延在するように形成されている。このスロープ部３Ｂはエンジンルーム２の前壁を形成しており、このスロープ部３Ｂで客室とエンジンルーム２とが仕切られるようになっている。
荷物室フロア部３Ｃは、略水平に延在し、エンジンルーム２の上面を覆い、図示しない荷物室の床面を形成している。また、この荷物室フロア部３Ｃには開口が設けられており、エンジンルームカバー３Ｄがこの開口に対して開閉可能に設けられている。

また、エンジンルーム２の後面は、エンジンルーム２の後壁をなすリアエンドパネル６によって覆われて形成され、エンジンルーム２と車両外部とが仕切られるようになっている。
また、エンジンルーム２の左右側面は、リアサイドメンバ４及びホイールハウスパネル５Ａ，５Ｂによって形成されている。

これらのうち、リアサイドメンバ４は車体を形成する部材であり、車両１の両側にそれぞれ配設され、前後方向に互いに略平行に延在するように形成されている。より詳しくは、図３に示すように、このリアサイドメンバ４は、車両１の後部側から前部側へ向けて略水平に延在し、その後、斜め前下方へ延在して、車室底部を形成する左右のサイドメンバ（図示略）に接続されて形成されている。

ホイールハウスパネル５Ａ，５Ｂは、車両１の後部左右にそれぞれ設けられ、エンジンルーム２の左右面をそれぞれ形成している。また、これらのホイールハウスパネル５Ａ，５Ｂには、それぞれ、開口部Ｇ_5A，Ｇ_5Bが形成され、図示しないハブや駆動軸などの駆動系機器が挿通されるようになっている。なお、これらの開口部Ｇ_5A，Ｇ_5Bは、車両１の組み付け作業やメンテナンス作業を容易にするため、駆動系機器の挿通に要するスペースよりも十分に大きく形成されており、これらの開口部Ｇ_5A，Ｇ_5Bを通してエンジンルーム２の外部と内部との間で空気が出入りすることができるようになっている。

なお、左側のホイールハウスパネル５の開口部Ｇ_5Aを「左側開口部（一側開口部）」、右側のホイールハウスパネル５の開口部Ｇ_5Bを「右側開口部（他側開口部）」という。
続いて、エンジンルーム２の内部の構成について説明する。
図２に示すように、エンジンルーム２の内部にはエンジン７，マフラ８，ターボチャージャ（過給器）９，エンジンルームファン（送風機）１０，トランスミッション１１及びターボ用インタークーラ１２が配設されている。なお、このエンジンルーム２にはこれらの機器以外も設けられているが、本実施形態の説明においてはその説明を省略する。

エンジン７は、そのクランクシャフト２０が車両１の幅方向に延在するように配設された、いわゆる横置き形式のエンジンである。また、このエンジン７は、エンジンルーム２の長手方向中心線Ｃよりもやや右側に偏った位置に配設され、クランクシャフト２０がエンジン７の左側に隣接して配設されたトランスミッション１１と接続されている。
また、このエンジン７の前方側には吸気マニホールド２１が設けられ、後方側には排気マニホールド２２が設けられている。

そして、排気マニホールド２２の下流側は、ターボチャージャ９及び接続管１３を介してマフラ８に接続されている。また、これらのターボチャージャ９及び接続管１３は左側開口部Ｇ_5Aと右側開口部Ｇ_5Bとの間に配置されている。なお、ターボチャージャ９及び接続管１３を「接続部」という場合がある。
接続管１３は、ターボチャージャ９から右方向へ延在し、その後、後方向に略直角に屈曲したＬ字型のターボ側接続管１３Ａと、マフラ８から右方向へ延在し、その後、前方向に略直角に屈曲したＬ字型のマフラ側接続管１３Ｂと、これらのターボ側接続管１３Ａ及びマフラ側接続管１３Ｂを相互に接続するジョイント部１３Ｃとによって構成されている。

また、ターボチャージャ９は公知であるので、その内部構造についてはいずれも図示省略するが、このターボチャージャ９には、吸気側流路と排気側流路とが形成されている。そして、排気側流路には排気ガスの流速を高めるべく、徐々に流路の断面積が小さくなるように形成されたスクロール部が設けられている。また、吸気側流路及び排気側流路には互いに一体となって回転するように形成されたタービンが設けられている。そしてターボチャージャ９の吸気側流路は過給器管１４を介してインタークーラ１２に接続されている。

マフラ８の内部には、排気音を吸収するためのチャンバに加え、排気ガス中の有害な未燃物質を無害化するための触媒（いずれも図示略）が配設されている。
また、このマフラ８は、図３に示すように、側面視で車両上下方向に縦長の扁平な形状をしており、扁平な面を車両１の前後方向に向けてターボチャージャ９の後方で、且つ、リアエンドパネル６の直前方に配設されている。また、このマフラ８は、後面視では図４に示すように、車幅方向に長い横長の矩形形状をなしてエンジンルーム２後面を広く覆うように設けられ、エンジンルーム２内の限られたスペースを活用できるようになっている。

そして、エンジンルーム２内において、左側開口部Ｇ_5A，マフラ８，エンジン７，トランスミッション１１で囲まれる空間で、且つ、マフラ８の左端前側近傍には、ターボチャージャ９と略同じ高さでエンジンルームファン１０が配設されている。また、このエンジンルームファン１０は、その電動モータ３１及び羽根車３２（図５を用いて後述する）の回転軸線（図２中符号Ｂ₁）が、図２中符号θ_Bで示すように、上面視で中心線Ｃとの直交軸線Ｂ₂よりも角度θ_Bだけ時計回り方向に傾くように配設されている。

次に、エンジンルームファン１０の構成について説明する。
図５に示すように、エンジンルームファン１０には、電動モータ３１と、この電動モータの駆動によって回転するように接続された羽根車３２とが備えられ、固定用部材３３を介してリアサイドメンバ４から下方に延設されたラテラルロッドブラケット１５（図３参照）に固定されている。

電動モータ３１は、モータ支持部材３４の中心部３４Ａに支持されている。なお、このモータ支持部材３４は、リング状に形成された中心部３４Ａと、この中心部から固定用部材３３に向けて延在する３本のアーム部３４Ｂにより構成されている。
円筒部材３５は、羽根車３２の外周を囲む円筒状に形成されており、固定用部材３３にネジで固定されている。

また、円筒部材３５の下部にはガイドプレート（送風ガイド）３６が設けられている。このガイドプレート３６は、円筒部材３５の外周面に沿って円弧状に形成されており、エンジンルームファン１０の送風方向に突出して形成されている。また、このガイドプレート３６の先端付近は上方に向けて湾曲して形成されている。

本発明の一実施形態に係る車両のエンジンルーム構造は上述のごとく構成されているので、以下のような作用および効果を奏する。なお、ここでは、先にエンジンルームファン１０が作動していないことを想定した場合について説明し、その後、このエンジンルームファン１０が作動した場合について説明する。
エンジン７が運転を開始すると、エンジン７から排出された高温の排気ガスが排気マニホールド２２，ターボチャージャ９，接続管１３およびマフラ８を経由して車両１の外部に排出される。つまり、これらの排気マニホールド２２，ターボチャージャ９，接続管１３およびマフラ８は、高温の排気ガスの通過に伴って高温となるため、エンジンルーム２内部の発熱源となる。

この中でも特にマフラ８とターボチャージャ９とにおいては大きな熱が発生する。これは、ターボチャージャ９においては、エンジン７から排出された直後の非常に高温の排気ガスが供給されるだけでなく、高速で回転するタービン（図示略）がさらなる発熱源となるためである。また、マフラ８においては、内部に備えられている触媒（図示略）によって排気ガス中の未燃成分が無害な物質に浄化される際に大きな化学反応熱が発生するためである。

このように、エンジン７の運転により、これらの発熱源により発せられた熱によりエンジンルーム２内部の空気の温度は高くなる。そして、高温となった空気はエンジンルーム２の上方へ移動する。
一方、上述したようにエンジンルーム２の上方は、荷物室フロア部３Ｃ及びエンジンルームカバー３Ｄにより荷物室と仕切られているため閉塞されている。このため、高温の空気はエンジンルーム２の上方からはエンジンルーム２外部へ排出されず、エンジンルーム２の上方に滞留する。

また、上述したようにエンジンルーム２の前方はスロープ部３Ｂにより客室と仕切られており、他方、エンジンルーム２の後方はリアエンドパネル６により閉塞されている。このため、高温の空気はエンジンルーム２の前方及び後方からもエンジンルーム２外部へ排出されない。
なお、エンジンルーム２の左右両側には、上述のように左側開口部Ｇ_5A及び右側開口部Ｇ_5Bが設けられている。このため、これら左側開口部Ｇ_5A及び右側開口部Ｇ_5Bを通じて空気が自然に出入りするが、この流入出量はエンジンルーム２内部の昇温を抑制するために十分ではない。

このように、エンジンルームファン１０が作動していない場合は、エンジンルーム２内の温度が次第に上昇する。
次に、エンジンルームファン１０による作用について説明する。なお、エンジンルームファン１０から空気が送出される側（車両１の右側）を表側といい、エンジンルームファン１０へ空気が供給される側（車両１の左側）を裏側という。

エンジンルームファン１０の電動モータ３１に駆動電力が入力されると、電動モータ３１が回転駆動することにより羽根車３２が回転する。そして、この羽根車３２の回転によりエンジンルームファン１０の裏側の空気が表側へ強制的に送り出される。これにより、エンジンルームファン１０の表側には連続的な空気の流れが発生する。
すると、図６に示すように、エンジンルームファン１０の裏側で、羽根車３２によってエンジンルームファン１０の表側に空気が強制的に送り出されるため空気圧が低下する。この空気圧の低下により、図６中矢印で示すように左側開口部Ｇ_5Aを通じて外部の空気がエンジンルーム２の内部に強制的に取り入れられる。

そして、エンジンルームファン１０の表側では、羽根車３２によって送り出された空気が図６中矢印Ａ₁に示すように電動モータ３１の回転軸線Ｂ₁に沿って流れる。そしてこの空気流は、マフラ８の左右方向中央付近に接触した後、マフラ８とエンジン７及びターボチャージャ９とに挟まれた空間を流れ、その後、接続管１３の周辺を経て右側開口部Ｇ_5Bを通じて車両１の外部へと排出される。

また、図７に示すように、エンジンルームファン１０の裏側から送出された空気は、主に、この図７において矢印Ａ₂で示すように略水平に進む。この空気の流れを水平流Ａ₂と
いう。なお、エンジンルームファン１０は、マフラ８、ターボチャージャ９及び接続管１３と略同じ高さに設けられているので、エンジンルームファン１０から送出された水平流Ａ₂は確実にマフラ８，ターボチャージャ９および接続管１３に沿って流れてこれらのマフラ８，ターボチャージャ９および接続管１３から熱を奪い、右側開口部Ｇ_5Bから車両１の外部へと排出される。

一方、エンジンルームファン１０の下方付近からは、ガイドプレート３６によって空気の一部がこの図７において矢印Ａ₃で示すように、上方へ向けて送出される。この空気の流れを上方流Ａ₃といい、この上方流Ａ₃は、エンジンルーム２の上方の壁部、即ち、荷物室フロア３Ｃ及びエンジンルームカバー３Ｄ付近で、上述の水平流Ａ₂と略平行に流れる。
そして、マフラ８，ターボチャージャ９および接続管１３等の発熱源の上方に滞留する高温の空気はこの上方流Ａ₃により押し出されて、右側のホイールハウスパネル５に沿って下降した後、右側開口部Ｇ_5Bから車両１の外部へと排出される。

このように、本発明の一実施形態に係る車両のエンジンルーム構造によれば、エンジンルームファン１０により、外部の空気を左側開口部Ｇ_5Aからエンジンルーム２の内部に強制的に取り入れ、高温となったエンジンルーム２内の空気を右側開口部Ｇ_5Bからエンジンルーム２の外部へ強制的に排出するので、エンジンルーム２の前方及び後方並びに上方が閉塞されている場合であってもエンジンルーム２の昇温を抑制することができる。

特に、エンジンルームファン１０から送風方向が主な発熱源となるターボチャージャ９とマフラ８との間に向けて配向されているので、これらのターボチャージャ９やマフラ８に対して水平流Ａ₂を連続的に供給することが可能となり、発熱源から効果的に熱を奪うことができる。
また、エンジンルームファン１０のガイドプレート３６によって、上方流Ａ₃を発生されることによって、エンジンルーム２の上方に滞留する高温の空気をエンジンルーム２から外部へ排出することができる。

さらに、エンジンルーム２に対する空気の出し入れ、即ち、換気はエンジンルームファン１０により強制的に行われるため、本来、比較的小さな開口である左側開口部Ｇ_5A及び右側開口部Ｇ_5Bを通じても十分な換気を行なうことができ、エンジンルーム２の昇温を抑制することができる。即ち、外部の空気をエンジンルーム２内に取り入れるための大きな開口部や、車両１の走行風をエンジンルーム２の内部に案内するためのガイドプレート等を設ける必要がなく、車両１の設計自由度を向上させ、美観を向上させるという効果も得られる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、実施形態の車両１では、過給器としてターボチャージャ９が備えられているが、必ずしもこのようなターボチャージャ９を備えなくともよい。また、過給器としてターボチャージャ９の替わりにスーパーチャージャなど種々の過給器を用いるようにしてもよい。

また、エンジンルームファン（送風機）１０の位置も上述の実施形態に限定するものではなく、適宜変更可能である。この場合、送風機によって送り出される空気が発熱源となるエンジン、過給器及びマフラの周辺を確実に通過するように送風機の位置及び配向を設定するのが好ましい。

本発明の一実施形態に係る、車両のエンジンルーム構造を説明するためのものであって、車両の後部を部分的に示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る、車両のエンジンルーム構造を説明するためのものであって、エンジンルームを模式的に示す上面図である。 本発明の一実施形態に係る、車両のエンジンルーム構造を説明するためのものであって、図２における模式的なＹ矢視図である。 本発明の一実施形態に係る、車両のエンジンルーム構造を説明するためのものであって、図２における模式的なＸ矢視図である。 本発明の一実施形態に係る、車両のエンジンルーム構造を説明するためのものであって、図４からマフラ装置を除いた場合を示す模式的な後面図である。 本発明の一実施形態に係る、車両のエンジンルーム構造を説明するためのものであって、図２に対して送風機による空気の流れ方向を書き加えた図である。 本発明の一実施形態に係る、車両のエンジンルーム構造を説明するためのものであって、図５に対して送風機による空気の流れ方向を書き加えた図である。

符号の説明

１ 車両
２ エンジンルーム
５Ａ，５Ｂ ホイールハウスパネル
７ エンジン
８ マフラ（排気装置）
９ ターボチャージャ（過給器）
１０ エンジンルームファン（送風機）
３６ ガイドプレート（送風ガイド）
Ｇ_5A 左側開口部（一側開口部）
Ｇ_5B 右側開口部（他側開口部）

Claims (4)

1. エンジンが後方に搭載された車両のエンジンルームの構造であって、
   該エンジンルームに配設された該エンジンと、
   該エンジンルームにおいて該エンジンよりも後方に設けられ、車幅方向に配置された排
   気装置と、
   該エンジンルームの一側部に形成された一側開口部と、
   該エンジンルームの他側部に形成された他側開口部と、
   該エンジンルームに配設され、該一側開口部を通じて該エンジンルーム内に取り入れた空気を該他側開口部を通じて該エンジンルーム外へ強制的に排出するように該エンジンルームの他側部に向かって送風する送風機と、
   該一側開口部と該他側開口部との間に配設され該エンジンと該排気装置とを接続する接続部とを備え、
   該送風機は、該排気装置よりも車両前側であってエンジンルームの一側部側に、該接続部と同じ高さで配設され、送風方向が該接続部と該排気装置との間に向かうように該車幅方向に対して車両後方へ傾いて配設されている
   ことを特徴とする、車両のエンジンルーム構造。
2. 該接続部には過給器が備えられる
   ことを特徴とする、請求項１記載の車両のエンジンルーム構造。
3. 該送風機には、該一側開口部を通じて取り入れた空気の一部を該エンジンルームの上部に向けて送出させる送風ガイドが備えられる
   ことを特徴とする、請求項１または２記載の車両のエンジンルーム構造。
4. 該排気装置は、断面形状が縦長の扁平形状に形成される
   ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項記載の車両のエンジンルーム構造。

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