JP4610267B2 - 車両の吸気部 - Google Patents

Description

本発明は、水の進入を抑制する車両の吸気部に関する。

車両は、複数の目的で、車両外部からの空気を利用する場合がある。例えば、車両ラジエーターは、エンジン冷媒からの熱を伝達し、エンジンのオーバーヒートを防止するために外気を利用する。外気は燃料と混合され、エンジンに供給される場合もある。更に、外気は、加熱、換気及び空調（heating, ventilation and air condition: HVAC）システムにより用いられる場合があり、HVACシステムは車両客室の気候を維持する。勿論、他の車両システムが、電気部品の冷却を含む、複数の理由で外気を用いる場合もある。電気部品が過熱するとき、それらの性能が劣化したり、寿命が短くなったりする。それで、電気部品に対する適切な冷却を、車両設計の際に考慮することが重要となる。

適切な冷却を必要とする車両システムの一例として、電気自動車を駆動するのに用いられるバッテリー・バンクがある。例えば、ハイブリッド電気自動車（hybrid electric vehicle: HEV）や燃料電池車など他の形式の車両構成でも同様に、大量の熱を放出する動力発生システムを持つ。それで、このようなシステムへ直接又は、より効率的に車両システムを冷却するために空気温度を更に低下させることのできるHVACへの、いずれかに外気を供給することが望ましい場合がある。電気自動車のバッテリー・バンクを冷却するために外気を取り込むのに用いられる吸気部の一例が、特許文献１に記載されている。特許文献１は、吸気通路を含むバッテリーを保持する構造を記載する。バッテリー室への吸気部は、車両下方に配置され、その入口が車台に向けて上方を向いている。入口が車両下方に配置されるので、路面から液体及び固体の異物が吸気部へ入る可能性がある。吸気部には、液体及び固体の異物がバッテリー室へ入る前に捕捉され得る部屋が設けられる。車両下方の吸気部の配置は、路上の異物を取り込む可能性を高め得る。
米国特許第５３９２８７３号明細書

それで、路面から離れた車両の一部に吸気部を配置して、それにより、路上異物の取り込み可能性を低減又は無くしながら、吸気部から車両空間への水の移動を抑制することができるように、車両外部から車内への空気の流動を促進するように構成された車両吸気部に対するニーズが存在する。

それで、車両外部から車内への空気の伝達を促進するように構成された車両用吸気部が提供される。吸気部は、ハウジングを含み、その一部は、車両ウインドウへ取り付けられるように構成される。ハウジングは、ウインドウの縁に沿って配置されるように構成された入口を含む。

本発明はまた、液体の車外から車内への移動を抑制しながら、車外から車内への空気の流動を促進するように構成された車両の吸気部を提供する。吸気部は、外部から空気を受けるための入口と、入口に連通する出口とを持つハウジングを含む。出口は、ハウジングの上部に配置され、ハウジングから車内への空気の流動を促進する。第１ダムが、入口に隣接してハウジング内に配置され、入口から出口への直接の液体の上向きの流れを防止し、それにより、出口を通る液体の流れを抑制する。

本発明は更に、車外から車内への空気の移動を促進しながら、車外から車内への液体の移動を防止するように構成された車両用吸気部を提供する。吸気部は、車外から空気を受ける入口を含む。第１チャンバーが入口に隣接し、入口と連通している。第１チャンバーは、第１チャンバーから液体が上方に流れ出るのを防止するように構成された上方境界により一部規定される。複数のベーンが、互いに隣接して配置され、ベーンが液体の流れを入口から第１チャンバーへ向けるような関係を入口との間で持つ。第２チャンバーが第１チャンバーと隣接し、それとの間で共通の壁を持つ。第２チャンバーは、上部と下部とを持ち、下部は第１チャンバーに対して開放している。出口が、入口と連通している。出口は、第２チャンバーの上部に隣接し、それにより、第２チャンバーから車内への空気の移動を促進する。

本発明はまた、ウインドウと、バッテリー室と、車外からバッテリー室への空気の流動を促進する一方車外からバッテリー室への液体の移動を防止するように構成された吸気部と、を持つ、車両を提供する。吸気部は、ウインドウに隣接して配置されたハウジングを含む。ハウジングは、外部から空気を受けるために、ウインドウの縁に沿って配置された入口を含む。ハウジングはまた、入口と連通する出口を含む。出口は、ハウジングの上部に配置され、ハウジングからバッテリー室への空気の流動を促進する。入口から出口へ直接の上向きの液体の流れを防止して、出口を通り液体が流れるのを防止するための第１ダムが、入口に隣接してハウジング内に配置される。

本発明の上述の目的、構成及び効果などは、図面と関連付けて、本発明を実施する最良の形態の以下の詳細な説明を読むことにより、容易に明らかとなろう。

図１は、本発明による吸気部12を持つ車両10の一部を示す。吸気部12は、車両10のリア・クオーター・ウインドウ14へ取り付けられる。吸気部12は、ウインドウ14に隣接して位置するものの、車両ボディー・パネルに隣接させるなど、他の適切な位置に配置することもできる。

図１の線2-2に沿う吸気部12の断面が図２に示されている。図２から判るように、吸気部12は、第１部分18と第２部分20とを持つハウジング16を含む。第１部分18は、車両10外部へ開放する入口22を含む。より詳細に下記に説明するように、車外からの空気が入口22へ入り、ハウジング16を通り、出口24から車内へ流れ出る。図１及び図２に示された実施形態において、入口22は、ウインドウ14の縁26に隣接して配置される。ハウジング16内には、第１及び第２チャンバー28, 30があり、それらの間には、壁32がある。

図３は、第１ハウジング部分18を分離した状態の図である。複数のベーン34が、互いに隣接して配置され、入口22から第１チャンバー28へ空気流を導くように、入口22との間の関係を持って、配置される。第１及び第２ハウジング部分18, 20が協働して第１及び第２チャンバー28, 30を形成するので、第１チャンバー28を図３において見ることはできない。図３には、入口22からの空気の流れを概略的に示す白抜きの矢印が示されている。図３に示されたベーン34は、比較的短く、略直線状であるものの、空気流に対する影響を大きくするように、異なる構成とすることもできる。

例えば、図３において判るように、ベーン34は、第１チャンバー28内へ比較的短い距離だけ延びるが、もっと延ばしてもよいし、また全く延ばさなくてもよい。空気をハウジング内へ導くのに加えて、ベーン34のようなベーンは、吸気部入口へ入る水流を遮断し得る。ベーン34は、ハウジング内へ空気流をほとんど水平にするように構成することも、空気流を上又は下に向けるようにすることもできる。ここで用いられる「上」及び「下」という方向は、車両に組み付けられた状態の吸気部について言っている。他のベーン構成には、曲線状ベーンや、曲線部分と直線部分の組合せが含まれる。

そのような例の一つの図４に示されており、それは、図４において吸気部36のもう一方の側にある入口40に隣接して配置された複数のベーン38を持つ吸気部36の一部を示している。図１乃至３に示された実施形態におけるように、ベーン38は、入口40から、その一部のみが図４に示されている第１チャンバー42へ、空気の流れを導く。ベーン38は、吸気部36の上部44に近付くにつれ、長くなる。加えて、ベーン38は、入口40からの空気流を略下方に向けるように、曲線状にされている。より詳細に後述するように、これは、車外から取り込まれた水が空気とともに車内へ流れ込むのを抑制する一助となる。

図３を参照すると、ベーン34が、図４に示されるベーン38のように曲線状になっていないのが判る。このことにも関わらず、吸気部12の第１チャンバー28へ流れ込む空気の少なくとも一部が、第２チャンバー30へ入る前に略下向きに流れることになる。このことは、図５に示されている。第２チャンバー30は、第１チャンバー28へ開放する下方部分46を含む。第２チャンバー30はまた、出口24に隣接する上方部分48を含む。それで、図５に一部破断して示すうに、第１チャンバー28からの空気が、略下向きに第２チャンバー30内へ移動する。このようにして、車外からの空気とともに入口22から入る可能性のある水が、ハウジング16の底部に向けられることになり、そして、出口24に到達して車内へ流れ込むのが抑制されることになる。ハウジング16の底部に向けられる水は、入口22を通るか、図３に示されるように第１ハウジング部分18に設けられたドレイン孔49を通って、吸気部12から出ることができる。

入口22からの空気流を略下向きに導くために、第１チャンバー28内の液体の流れは、第２チャンバー30の下方部分46へ導かれる。これは、図３に示される第１ダム50を用いることによりなされる。第１ダム50は、第１チャンバー28を部分的に規定する上部境界である。第１ダム50は、第１チャンバー28から出る上向きの液体の流れを抑制する。壁32は、入口22及び第１ダム50に隣接する第２ダムを形成する。第１及び第２ダム50, 32は協働して、入口22からの空気を出口24に向いた略U字状の流路内を導く。これにより、水が空気から分離する。図３に示された実施形態において、第１及び第２ダム50, 32は、第１ハウジング部分18と一体に成形された一体形阻止構造52を形成する。

図２に示されるように、第２ダム32及び阻止構造52の全体が、第１ハウジング部分18の内表面54から第２ハウジング部分20へ向けて延びている。阻止構造52と第２ハウジング部分20との間で液体が流れるのを防ぐように、チャネル56が第２ハウジング部分20内に設けられる。図２及び６に示されるように、チャネル56は、第２ハウジング部分20の内面58から隆起している。勿論、チャネル56のようなチャネルを、ハウジング16の下面の下に形成することもできる。阻止構造52及び第２ハウジング部分20との間で液体が流れるのを更に防止するために、発泡体、接着剤などのようなシール材（図示せず）を、チャネル56内に配置してもよい。

勿論、阻止構造52のような阻止構造を、第２ハウジング部分20と一体にすることもできる一方、必ずしもハウジング16と一体にする必要もない。例えば、個々のダムを別個に製造して、ハウジングを組立てる前に、溝やチャネルの中に配置することもできる。ハウジングは、複数の異なるダム及び／又は阻止構造を収容するように構成され、それにより、吸気部の製造自由度を高めるようにすることもできる。望ましい場合には、液体がダムを通過して流れるのを防止するように、異なるシール剤を用いることもできる。

ここに記載のハウジング16は、２つのハウジング部分18, 20を含む。勿論、ハウジング16のようなハウジングは、必要に応じて、単一の部分を含んでも、複数の部分を含んでもよい。ハウジング16に関し、２つの部分18, 20を異なる材料で形成し、ウレタンのような高分子接着剤で接合してもよい。ウレタン接着剤の使用に適応するために、第２ハウジング部分20を、組立後の２つのハウジング部分18, 20の間の隙を維持するために、スタンドオフ・ピン59と共に構成することができる。ハウジング部分18, 20は、他の形式の接着剤又は、ネジやリベットなど機械的ファスナーを用いて、接着してもよい。図６に示されるように、第２ハウジング部分20は、第１ハウジング部分18上に図３に示されるピン63を位置決めするために用いられるフランジ61を含む。

各ハウジング部分に異なる材料を使用することで、２つのハウジング部分18, 20が異なる機能を持つようにできる。例えば、第１ハウジング部分18は、図２に示されるように車外に露出した外面65を持つ。加えて、外面65は、車外から見える。その場合に、審美的に優れた方が望ましい。それで、優れた外観を提供し得るポリカーボネートなど耐磨耗性ポリマーが、第１ハウジング部分18に望まれる特性の組合せを提供し得る。

第１ハウジング部分18の材料選択のための外観に対する考慮とは異なり、第２ハウジング部分20については、異なる特性がより重要となり得る。例えば、第２ハウジング部分20は車両外部から見えないので、強度が第一に考慮され得る。それで、アクリロニトル・ブタジエン・スチレン（ABS）やポリプロピレン（PP）が、第２ハウジング部分20に、よく合うことになる。勿論、前述のものは、ハウジング16の材料となり得るものの例に過ぎない。本発明の各種実施形態について、異なる考慮をすることができ、特定の用途のために、他のポリマーや、別の種類の材料でさえも用いることができる。

先に簡単に述べたように、車外から車内へ空気を移動させるために、吸気部12のような吸気部を用いることができる。空気は、吸気部12を直接通り車内へ流れ込んでも、車内に到達する前に、何らかの空調システムへ流れ込んでもよい。そのような空調システムが、2003年9月12日の米国特許出願10/605179号に記載されている。
図７は、車両10の内部60を示している。吸気部12の出口24は、ダクト62へ取り付けられ、それが、空気を出口24から空調システム64へと流動させる。

空調システム64は、ブロア・ファンを用いて、吸気部12を介して新気を吸入し、ダクト66を介してバッテリー室68へ冷却した空気を出力する。空調システム64からの冷気をバッテリー室68へ供給することにより、バッテリー組立体70を冷却することになり、それによりバッテリー寿命を延ばすことになる。勿論、吸気部12のような吸気部から取り込まれる空気を、車内の所望の部分へ導いても、別の形の空調システム、例えば車両客室を冷却するために用いられる空調システムへ、導いてもよい。バッテリー室と客室の両方を冷却するのに用いることのできる空調システムの一例が、2003年9月12日の米国特許出願10/605181号に記載されている。

上述のように、吸気部12は、車両10の外部から取り込まれた水が出口24を通り流れるのを抑制する役に立つ。それで、空調システム64は、吸気部12から水をほとんど又は全く受けない。加えて、吸気部12は、路面から離れた車両の上部に配置され得るので、路上の異物など固形物が入口22へ入ることになる可能性は低い。しかしながら、固形物が吸気部12へ入ったときには、ハウジング16の底部に向けて空気流と共に下向きに押されることになり、その場合、入口22を通り吸気部12を出るのは自由である。固形物が上向きに出口24を出る方向に運ばれる可能性は低いものの、吸気部12へ保護部を追加することは容易である。必要な場合には、固体そしてある程度の液体が車内へ到達するのを防止するために、スクリーンのような通気性バリアーを一つ又は複数、吸気部12へ追加してもよい。例えば、図２へ戻ると、スクリーン72, 74が、入口22及び出口24にそれぞれ隣接しているのが示されている。勿論、必要な場合には、スクリーンなど通気性バリアーを、吸気部12の別の場所に配置することができる。

本発明の実施形態を記載したが、これらの実施形態が本発明の考えられる全ての形態を表すとは意図されていない。むしろ、明細書中で用いられた用語は、限定的ではなく説明の目的で用いられており、本発明の思想及び範囲から逸脱することなしに種々の変更をなすことができるということが理解される。

本発明による吸気部を含む車両の一部破断側面図である。 吸気部の図１の2-2線矢視断面図である。 吸気部のハウジングの第１部分の斜視図である。 図１乃至３に示された吸気部の代替実施形態の一部の斜視図である。 ハウジング内の流れの方向を示す、図１乃至３に示された吸気部の一部破断図である。 吸気ハウジングの第２部分の斜視図である。 吸気部、空調システム及びバッテリー室を含む車両の一部の一部破断斜視図である。

符号の説明

10 車両
12, 36 吸気部
14 ウインドウ
16 ハウジング
18 第１ハウジング部分
20 第２ハウジング部分
22, 40 入口
24 出口
28, 42 第１チャンバー
30 第２チャンバー
32 第２ダム
34, 38 ベーン
50 第１ダム
72, 74 バリアー

Claims (12)

1. 車外から車内への空気の移動を促進しながら、車外から車内への液体の移動を防止するように構成された車両の吸気部であって、
   車外から空気を受ける入口及び該入口と連通する出口を持つハウジングであって、上記出口が、該ハウジングの上方部分に配置され、該ハウジングから車内への空気の流動を促進するハウジングと、
   上記入口に隣接して上記ハウジング内に配置され、上記入口から上記出口へ直接の液体の上向きの流れを防止し、それにより、上記出口を通る液体の流れを抑制する第１ダムと、
   上記入口と上記第１ダムとに隣接して上記ハウジング内に配置され、上記第１ダムと協働して、上記入口からの液体の流れの少なくとも一部を略下方に向けるように構成された第２ダムと、を有し、
   上記ハウジングが、第１及び第２部分を含み、該第１及び第２ダムが、上記第１部分と一体になった一体形阻止構造を構成し、
   上記ハウジングの第２部分が、上記阻止構造と協働して、阻止構造と該ハウジングの第２部分との間の液体の流れを阻止するように構成されるチャネルを含む、車両の吸気部。
2. 上記ハウジングの一部が、車両ウインドウへ取り付けられるように構成され、上記入口が、上記ウインドウの縁に沿って配置されるように構成される、請求項１の吸気部。
3. 上記入口に隣接して配置され、外部から上記ハウジング内への非気体の進行を防止するための通気性バリアーを更に有する、請求項１又は２に記載の吸気部。
4. 上記出口に隣接して配置され、上記出口を通過する非気体の進行を防止するための通気性バリアーを更に有する、前記請求項１乃至３のいずれかに記載の吸気部。
5. 互いに隣接して配置され、上記入口からの液体の流れを上記ハウジング内へ向けるような上記入口との関係を持って配置された複数のベーンを更に有する、前記請求項１乃至４のいずれかに記載の吸気部。
6. 上記ベーンの少なくとも一部が、上記入口から上記ハウジングへの液体の流れを略下方に向けるように構成される、請求項５の吸気部。
7. 上記第１及び第２のダムが協働して、上記入口からの液体の流れの少なくとも一部を、上記出口に向けて略U字状の流路内で圧送する、請求項１乃至６のいずれか１つの吸気部。
8. 車外から車内への空気の移動を促進しながら、車外から車内への液体の移動を防止するように構成された車両の吸気部であって、
   外部から空気を受ける入口と、
   上記入口に隣接し、該入口と連通し、該入口から入って直接出て行こうとする上向きの液体の流れを防止するように構成された上部隔壁により一部が規定された第１チャンバーと、
   互いに隣接して配置され、上記入口から上記第１チャンバーへ液体の流れを向けるような上記入口との関係を持つ複数のベーンと、
   上記第１チャンバーと隣接し、それとの間に共通の壁を持ち、上方部分と、上記第１チャンバーに対して直接開放した下方部分とを含む第２チャンバーと、
   上記入口と連通し、上記第２チャンバーの上方部分に隣接し、上記第２チャンバーから車内への空気の流動を促進する出口と、
   第１及び第２部分を含み、該第１部分が上記入口を含み、第２部分が上記出口を含み、上記第１及び第２部分が協働して上記第１及び第２チャンバーを形成するハウジングと、
   を有し、
   上記第１チャンバーの上部隔壁と、上記第１と第２のチャンバーの間の壁とで、上記ハウジングの第１部分と一体となり、該ハウジングの第１部分の内面から上記ハウジングの第２部分に向けて延びる一体形阻止構造を構成し、
   上記ハウジングの第２部分が、上記阻止構造と該ハウジングの第２部分との間の液体の流れを防止するために上記阻止構造と協働するように構成されたチャネルを含む車両の吸気部。
9. 上記ベーンの少なくとも一部が、上記入口から上記第１チャンバーへの液体の流れを略下方に向けるように構成された、請求項８の吸気部。
10. 上記入口に隣接して配置され、外部から上記ハウジング内への非気体の進行を防止するための通気性バリアーを更に有する、請求項８又は９に記載の吸気部。
11. 上記出口に隣接して配置され、上記出口を通過する非気体の進行を防止するための通気性バリアーを更に有する、請求項８乃至１０のいずれかに記載の吸気部。
12. 上記ハウジングの第１部分が車両ウインドウへ取り付けられるように構成され、上記入口が上記ウインドウの縁に沿って配置される、請求項８の吸気部

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