JP4701792B2 - 車両用エンジン補機の配設構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両用電源装置を構成するバッテリーからなる車両用エンジン補機の配設構造に関するものである。

従来、下記特許文献１に示されるように、車体前部に開口する外気取入れ口に対応して前傾状態で配置されたラジエータの背面側に複数の冷却ファンが車幅方向に併設されるとともに、その後方にエンジン本体が配設された車両において、上記冷却ファンとエンジン本体との間の空間に、エアクリーナおよびバッテリー等の複数の補機を前後に整列して配設することにより、上記複数の補機の壁面により冷却ファンを通過した冷却風をエンジン本体側に案内する冷却風通路を形成することが行われている。

また、下記特許文献２に示すように、エンジンルームの左右両端部に設けられたサスペンション装置のダンパベース間に架け渡された補強用ビームの左右方向中心近傍に支持ベース部材を介してバッテリーを支持することで、エンジンとダッシュボードとの間のデッドスペースを有効に利用するとともに、エンジンルームが不必要に大型化するのを防止しつつ、バッテリーをエンジンルームの中心近傍に配置できるようにした自動車用バッテリーの配設構造が知られている。
特開平７−２２８１６１号公報 特開２００１−６３４９３号公報

上記特許文献１に開示されているように、冷却ファンとエンジン本体の間に、エアクリーナおよびバッテリー等の複数の補機を車体の前後方向に沿って配列した場合には、上記冷却ファンを通過した冷却風を効率よくエンジン本体の設置部に送風してエンジン本体を効果的に冷却することができる。しかし、車両用電源装置として使用される上記バッテリーは所定の大きさと重量とを有しているので、エンジン本体の前方側にバッテリーを配設する場合に、そのレイアウト性が問題になる。また、上記バッテリーが車体の前方側に配設されることに起因して衝突時のクラッシュスペースを充分に確保することが困難になるとともに、上記バッテリーが車体の左右に片寄った位置に配設されることに起因して操舵時のヨー慣性モーメントが大きくなり、走行安定性が低下し易い等の問題がある。

一方、上記特許文献２に開示されているように、エンジンルームの後方部において車幅方向に延びるように設置された補強用ビームの左右方向中心近傍にバッテリーを支持するように構成した場合には、上記バッテリーが車体の左右に片寄った位置に配設されることに起因した弊害、つまり操舵時のヨー慣性モーメントが大きくなるのを防止することができる。しかし、上記構成では、エンジン本体をバッテリーよりも車体の前方側に配設する必要があるので、車体の重量バランスが前方側に片寄ることに起因して走行安定性が低下するとともに、エンジンルームの前方側に配設された吸気の導入部から取り入れられた吸気をエンジン本体に供給する吸気通路の全長が短くなることに起因して吸気性能が悪化し易い等の問題がある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、車両用補機をエンジンルーム内に適正にレイアウトすることにより、車両の衝突時におけるクラッシュスペースを確保しつつ、吸気性能および車体剛性等を効果的に向上させることができる車両用エンジン補機の配設構造を提供することを目的としている。

請求項１に係る発明は、エンジンルームの前方側に吸気の導入部が配設されるとともに、その後方側にエンジン本体が配設され、上記吸気の導入部から取り入れられた吸気が吸気通路を介してエンジン本体に供給されるように構成された車両において、エンジンルームの左右側方部に配設された前輪用のホイールハウスにそれぞれ設けられた左右のサスペンションタワー同士を繋ぐ複数本のタワーバーを前後方向に一定間隔をおいて設置するとともに、相隣接するタワーバーの間に車両用電源装置を構成するバッテリーを配設し、上記複数本のタワーバーを互いに連結する連結部を備えるとともに、上記複数本のタワーバーの間に、バッテリーの設置部に向けて走行風を案内する案内部を設けたものである。

請求項２に係る発明は、上記請求項１記載の車両用エンジン補機の配設構造において、車両用電源装置を構成する複数個のバッテリーを備え、エンジン本体の左右両側方部にそれぞれ上記バッテリーを配設するとともに、各バッテリーを相隣接するタワーバーの間に配設したものである。

請求項３に係る発明は、上記請求項２に記載の車両用エンジン補機の配設構造において、エンジン本体の側方部に上記複数のバッテリーを左右対称に配置したものである。

請求項４に係る発明は、上記請求項２または３に記載の車両用エンジン補機の配設構造において、エンジン本体の左右両側方部にそれぞれ配設された上記バッテリーの間を通って車体の前後方向に延びるように上記吸気通路を設置したものである。

請求項１に係る発明によれば、左右のサスペンションタワー同士を繋ぐように設置された複数のタワーバーによりサスペンションタワーの内倒れを効果的に防止して車体剛性を充分に向上させることができるとともに、上記両タワーバーの間に形成された空間部を有効に利用してバッテリーを適正に配設することができ、かつ上記ホイールハウスの前方部を衝突時のクラッシュスペースとして有効に利用できる等の利点がある。また、前後一対のタワーバーを互いに連結する連結部によりタワーバーを補強してその剛性を効果的に向上させることができるため、上記サスペンションタワーの内倒れをタワーバーにより、さらに効果的に防止できるとともに、車両の走行時に、フロントバンパーまたはエンジンフード等に設けられた開口部から導入された走行風を上記バッテリーの設置部に案内してバッテリーを冷却することにより、このバッテリーが高温になることに起因して劣化したり、充電性能が低下したりするのを効果的に防止できるという利点がある。

請求項２に係る発明によれば、車両用電源装置を構成する複数のバッテリーをエンジン本体の左右両側方部にそれぞれ配設するとともに、各バッテリーをそれぞれ相隣接する前後のタワーバーの間に配設したため、上記サスペンションタワーとエンジン本体との間に形成された狭い空間部内においても上記各バッテリーを適正に配設できるとともに、各バッテリーをエンジン本体の左右に分散させて配設することにより、左右の重量バランスを確保して操舵時のヨー慣性モーメントが大きくなるのを効果的に防止できるという利点がある。

請求項３に係る発明によれば、エンジン本体の側方部に上記バッテリーを左右対称に配設したため、車体の左右バランスを適正に確保することにより、車両の走行安定性を、さらに効果的に向上させることができる。

請求項４に係る発明によれば、エンジン本体の左右両側方部にそれぞれ配設された上記バッテリーの間に上記吸気通路を直線状に配設しつつ、その全長を充分に確保できるため、吸気慣性を利用して吸気性能を効果的に向上させることができる。

図１および図２は、本発明に係る車両用補機の配設構造の実施形態が適用されたエンジンルームの内部構造を示している。このエンジンルーム内には、フレッシュエアダクト１からなる吸気の導入部がエンジンルームの前方部に配設されるとともに、その後方側にはロータリエンジンからなるエンジン本体２がダッシュパネル３とエアクリーナ４との間に配設されている。そして、車両の走行時に上記フレッシュエアダクト１から取り入れられた吸気がエアクリーナ４に導入された後、このエアクリーナ４に接続された吸気通路５を介して上記エンジン本体２に供給されるように構成されている。

上記エンジンルーム内の左側には、メインフューズボックス６およびＡＢＳ（アンチロック・ブレーキ・システム）用の油圧バルブユニット７が上記エアクリーナ４の側方に配設されるとともに、その後方側には、車両用電源装置を構成する第１バッテリー８がエンジン本体２の側方に配設されている。また、上記第１バッテリー８の後方側には、ブレーキ装置用のマスターバッグ９がダッシュパネル３に沿って配設されている。一方、エンジンルーム内の右側には、パワーステアリング用のコントロールユニット１０およびサブタンク１１がエアクリーナ４の側方に配設されるとともに、その後方側には、車両用電源装置を構成する第２バッテリー１２が配設されている。

なお、図２において、１３は、車体前部に開口する外気取入れ口に対応して前傾状態で配置されたラジエータであり、１４は、エンジン本体の前方側に設置された車幅方向に延びるステアリング用ラックであり、１５は、ダッシュパネル３の上端部に配設されたカウル部であり、１６は、フロントサイドフレームである。

上記第１，第２バッテリー８，１２は、車両用電源装置として一般的に使用されている化学反応を利用した鉛蓄電池、電気二重層コンデンサ等を用いたパワー供給用のキャパシタ、または陽極と負極との間におけるリチウムイオンの交換を利用して充放電を行う二次電池からなるリチウムイオンバッテリー等により構成されている。

また、上記第１，第２バッテリー８，１２は、略同一の重量を有するようにそれぞれの容量が設定されるとともに、前輪用のホイールハウス１７と上記エンジン本体２との間において左右対称に配設されている。すなわち、エンジンルームの左右両側方部には、図３および図４に示すように、前輪の設置部を被覆するホイールハウス１７が設置されるとともに、その側面に沿ってそれぞれサスペンションタワー１８が立設され、その基端部に沿って取り付けられた支持ブラケット１９に第１，第２バッテリー８，１２が支持されている。これにより、エンジンルームの後部中央に設置されたエンジン本体２を中心にして上記両バッテリー８，１２が左右対称に配設されている。

上記支持ブラケット１９は、フロントサイドフレーム１６の上面に固定されてサスペンションタワー１８の基端部（下端部）から車体の内方側に突設された底板２０と、この底板２０の外側辺部上面に沿って取り付けられた矩形の側部ガセットプレート２１および底板２０の前後両端部上面に沿ってそれぞれ取り付けられた先窄まり形状の上部ガセットプレート２２と、上記底板２０の前後両端部下面にそれぞれ取り付けられた先窄まり形状の下部ガセットプレート２３とを有している。そして、上記第１，第２バッテリー８，１２が支持ブラケット１９によりそれぞれ保持された状態で固定具２４により固定されるように構成されている。

また、上記サスペンションタワー１８の設置部には、図５に示すように、左右のサスペンションタワー１８，１８の上端部同士を繋ぐ鋼管材またはアルミパイプ材等からなる一対のタワーバー２５，２６が、車体の前後方向に一定間隔をおいて設置され、このタワーバー２５，２６により上記両サスペンションタワー１８の内倒れ等を防止するように構成されている。上記両タワーバー２５，２６は、その左右両端部が取付部材２７を介してサスペンションタワー１８の上端面に固定され、前方側のタワーバー２５が第１，第２バッテリー８，１２の前方部を通って車幅方向に延びるように設置されるとともに、後方側のタワーバー２６が第１，第２バッテリー８，１２の後方部を通って車幅方向に延びるように設置されることにより、両タワーバー２５，２６の間に上記第１，第２バッテリー８，１２が配設されるようになっている。上記第１，第２バッテリー８，１２の設置部の内方側には、両タワーバー２５，２６同士を連結する鋼管材またはアルミパイプ材等からなる左右一対の連結部材２８が設けられている。

上記のようにエンジンルームの前方側にフレッシュエアダクト１からなる吸気の導入部が配設されるとともに、その後方側にエンジン本体２が配設され、上記吸気の導入部から取り入れられた吸気が吸気通路５を介してエンジン本体２に供給されるように構成された車両において、エンジンルームの左右側方部に配設された前輪用のホイールハウス１７にそれぞれ設けられた左右のサスペンションタワー１８，１８同士を繋ぐ一対のタワーバー２５，２６を前後方向に一定間隔をおいて設置するとともに、相隣接するタワーバー２５，２６の間に車両用電源装置を構成する第１，第２バッテリー８，１２を配設したため、これらの第１，第２バッテリー８，１２からなる車両用補機をエンジンルーム内に適正にレイアウトすることにより、車両の衝突時におけるクラッシュスペースを確保しつつ、吸気性能および車体剛性等を効果的に向上させることができる。

すなわち、上記両サスペンションタワー１８，１８同士を繋ぐように前後一対のタワーバー２５，２６を設置することにより、サスペンションタワー１８の内倒れを効果的に防止して車体剛性を充分に向上させることができるとともに、上記両タワーバー２５，２６の間に形成された空間部を有効に利用して第１，第２バッテリー８，１２を配設することができる。しかも、上記第１，第２バッテリー８，１２の間において、エンジンルーム内の後方側、つまりダッシュパネル３に近接した位置にエンジン本体２を配設することにより、上記吸気通路５の全長を充分に確保して吸気慣性効果を充分に発揮させることができるため、吸気性能を効果的に向上させることができる。

そして、エンジンルームの左右両側方部に配設された前輪用のホイールハウス１７と、エンジン本体２との間に上記両バッテリー８，１２をそれぞれ配設することにより、車両の正面衝突時等に作用する衝撃荷重を上記ホイールハウス１７の設置部において効果的に支持することができる。したがって、上記衝撃荷重が第１，第２バッテリー８，１２の設置部に及ぶのを効果的に防止することにより、各バッテリー８，１２を安定して支持できるとともに、上記ホイールハウス１７の前方部を衝突時のクラッシュスペースとして有効に利用することができる。すなわち、上記ホイールハウス１７に剛性の高いサスペンションタワー１８が取り付けられる等により、このホイールハウス１７が効果的に補強されているため、その前方部を衝突時のクラッシュスペースとして確保したとしても、車両の正面衝突時等に作用する衝撃荷重が上記各バッテリー８，１２の設置部に及ぶことが効果的に抑制される。このため、上記衝撃荷重により各バッテリー８，１２が支持ブラケット１９から離脱して破損したり、あるいはエンジンルーム内に飛散して他の機器を損傷させたりするという事態の発生を効果的に防止できるという利点がある。

上記実施形態では、車両用電源装置を構成する第１，第２バッテリー８，１２をエンジン本体２の左右両側方部にそれぞれ配設するとともに、各バッテリー８，１２をそれぞれ相隣接する前後のタワーバー２５，２６の間に配設したため、単一のバッテリーでエンジンおよび車載機器等を作動させるための全電力を供給するように構成した場合に比べ、各バッテリー８，１２の容量を小型化することができ、これにより上記サスペンションタワー１８とエンジン本体２との間に形成された狭い空間部内においても上記両バッテリー８，１２を適正に配設できるという利点がある。しかも、上記両バッテリー８，１２をエンジン本体２の左右に分散させて配設することにより、左右の重量バランスを確保することができるため、操舵時のヨー慣性モーメントが大きくなるのを防止して走行安定性を効果的に向上させることができる。

特に、上記実施形態に示すように、エンジン本体２の側方部に上記両バッテリー８，１２を左右対称に配設した場合には、車体の左右バランスを適正に確保することができるため、車両の走行安定性を、より効果的に向上させることができるという利点がある。

また、上記のように前後一対のタワーバー２５，２６を互いに連結する連結部材２８を設けたため、この連結部材２８によりタワーバー２５，２６を補強してその剛性を効果的に向上させることができ、上記サスペンションタワー１８の内倒れをタワーバー２５，２６によって、より効果的に防止できるとともに、車両の正面衝突時等に作用する衝撃荷重が上記各バッテリー８，１２の設置部に及ぶのを、さらに効果的に抑制できるという利点がある。

しかも、車両の走行時に、フロントバンパーまたはエンジンフード等に設けられた開口部から導入された走行風を上記バッテリー８，１２の設置部に向けて案内する案内部、例えば、図６に示すように、上記両サスペンションタワー１８の内倒れ等を防止するために設置された上記両タワーバー２５，２６の間に、閉断面を構成するエアボックス３１からなる連結部と、上記第１，第２バッテリ８，１２の設置部を覆うバッテリーカバー３２に上記エアボックスを接続する送風パイプ３４とからなる走行風の案内部を、上記両タワーバー２５，２６の間に設けた構造としている。

上記構成によれば、エアパイプ３３からエアボックス３１内に導入された走行風を、上記送風パイプ３４によりバッテリーカバー３２内に案内して各バッテリー８，１２を冷却することできるため、このバッテリー８，１２が高温になることに起因して劣化したり、充電性能から低下したりするのを効果的に防止できるという利点がある。しかも上記エアボックス３１からなる連結部により両タワーバー２５，２６を補強してその剛性を効果的に向上させることができるため、上記サスペンションタワー１８の内倒れをタワーバー２５，２６により効果的に防止することができる。

また、上記実施形態では、フレッシュエアダクト１からエアクリーナ４内に導入されたエアをエンジン本体２に供給する吸気通路５を、エンジン本体２の左右両側方部にそれぞれ配設された上記各バッテリー８，１２の間を通って車体の前後方向に延びるように設置したため、上記吸気通路５の全長を充分に確保する等により、吸気慣性を効果的に利用して吸気効率を向上させることが可能であるという利点がある。すなわち、上記実施形態では、図１に示すように、エアクリーナ４の側面部から側方に突設された吸気通路５の下流部を、エンジンルーム内の左側方部に設置された第２バッテリー１２と、エンジン本体２との間に形成された空間部に沿って車体の後方側に導出し、エンジン本体２の後部上面に設けられたインテークマニホールドに接続するように構成したため、上記吸気通路５が複雑に屈曲した状態となるのを防止しつつ、その全長を充分に確保することが可能となり、通常の運転領域おいてエンジン本体２に供給される吸気の動的効果を充分に発揮させることにより、吸気の充填効率を向上させることができる。

上記のように前輪用のホイールハウス１７に沿って立設されたサスペンションタワー１８に支持ブラケット１９を取り付け、この支持ブラケット１９に上記バッテリー８，１２を支持させるように構成した場合には、上記サスペンションタワー１８の設置部を支持ブラケット１９により効果的に補強してその剛性を充分に向上させることができる。しかも、上記サスペンションタワー１８によって支持ブラケット１９の設置部が補強されるため、この支持ブラケット１９によりバッテリー８，１２を安定して支持できるという利点がある。特に、上記実施形態に示すように、サスペンションタワー１８に沿って取り付けられた底板２０と、この底板２０の周縁部に取り付けられたガセットプレート２１〜２３を支持ブラケット１９に設けた場合には、この支持ブラケット１９により上記サスペンションタワー１８の設置部を効果的に補強することができるため、その剛性を充分に向上させることができるという利点がある。

なお、サスペンションタワー１８に支持ブラケット１９を取り付け、この支持ブラケット１９に上記バッテリー７，１９を支持させるように構成した上記実施形態に代え、両サスペンションタワー１８の内倒れ等を防止するために設置された前後一対のタワーバー２５，２６に支持ブラケットを取り付け、この支持ブラケットに上記第１，第２バッテリー８，１２をそれぞれ支持させるように構成してもよい。

また、上記第１，第２バッテリー８，１２の一方を鉛蓄電池によりを構成するとともに、両バッテリー８，１２の他方をパワー供給用のキャパシタにより構成した場合には、車両の走行状態あるいはキャパシタの充電状態等に基づいて上記両バッテリー８，１２を使い分けることにより、車両の各機器に対して適正に電力を供給できるという利点がある。例えば、長時間に亘り電力を保持できるという特性を有する鉛蓄電池により上記第１バッテリー８を構成するとともに、急速充電が可能であるという特性を有するキャパシタにより第２バッテリー１２を構成し、車両の走行時または停車直後等において上記第２バッテリー１２の充電容量が充分にある場合には、この第２バッテリー１２を使用することにより、上記第１バッテリー８の電力消費を抑制することができる。一方、キャパシタからなる上記第２バッテリー１２の電圧が低下した状態にある場合に、鉛蓄電池からなる上記第１バッテリー８を使用することにより、車両の各機器に対して適正に電力を供給できるという利点がある。

上記実施形態では、エンジン本体２の左右側方部にバッテリー８，１２を一個ずつ配設した例について説明したが、エンジン本体２の左右側方部の一方だけにバッテリーを配設し、あるいはエンジン本体２の左右側方部の一方または両方に複数のバッテリーを配設した構造としてもよい。また、左右のサスペンションタワー１８，１８同士を繋ぐ前後一対のタワーバー２５，２６を配設した上記実施形態に代え、左右のサスペンションタワー１８，１８同士を繋ぐように３本以上にタワーバーを設置し、相隣接するタワーバーの間に車両用電源装置を構成するバッテリー８，１２を配設した構造としてもよい。

本発明に係る車両用エンジン補機の配設構造の実施形態を示す平面図である。 本発明に係る車両用エンジン補機の配設構造の実施形態を示す側面図である。 支持ブラケットの具体的構成を示す斜視図である。 バッテリーの設置状態を示す斜視図である。 タワーバーの具体的構成を示す斜視図である。 タワーバーの他の具体例を示す斜視図である。

１ フレッシュエアダクト（吸気の導入部）
２ エンジン本体
５ 吸気通路
８ 第１バッテリー
１２ 第２バッテリー
１７ ホイールハウス
１８ サスペンションタワー
１９ 支持ブラケット
２０ 底板
２１〜２３ ガセットプレート
２５，２６ タワーバー
２８ 連結部

Claims (4)

1. エンジンルームの前方側に吸気の導入部が配設されるとともに、その後方側にエンジン本体が配設され、上記吸気の導入部から取り入れられた吸気が吸気通路を介してエンジン本体に供給されるように構成された車両において、エンジンルームの左右側方部に配設された前輪用のホイールハウスにそれぞれ設けられた左右のサスペンションタワー同士を繋ぐ複数本のタワーバーを前後方向に一定間隔をおいて設置するとともに、相隣接するタワーバーの間に車両用電源装置を構成するバッテリーを配設し、上記複数本のタワーバーを互いに連結する連結部を備えるとともに、上記複数本のタワーバーの間に、バッテリーの設置部に向けて走行風を案内する案内部を設けたことを特徴とする車両用エンジン補機の配設構造。
2. 車両用電源装置を構成する複数個のバッテリーを備え、エンジン本体の左右両側方部にそれぞれ上記バッテリーを配設するとともに、各バッテリーを相隣接するタワーバーの間に配設したことを特徴とする請求項１記載の車両用エンジン補機の配設構造。
3. エンジン本体の側方部に上記複数のバッテリーを左右対称に配置したことを特徴とする請求項２に記載の車両用エンジン補機の配設構造。
4. エンジン本体の左右両側方部にそれぞれ配設された上記バッテリーの間を通って車体の前後方向に延びるように上記吸気通路を設置したことを特徴とする請求項２または３に記載の車両用エンジン補機の配設構造。

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