JP5447675B2 - 車両 - Google Patents

Description

本発明は、ダクトに流れる熱交換媒体を用いて車載機器の温度制御を行う機能を備えた車両に関する。

車両に搭載される車載機器の温度を調節する温度調節構造を搭載した車両が知られている。この種の車両として、特許文献１は、モータに冷却用エアを供給する冷却用ファンを備えた車両を開示する。このファンの空気取入口は、車体を構成するリヤ側バンパの裏側に向き合う。

特開平０５−１９３３７５号公報 特開平０８−２４４４７３号公報 特開平０７−１３２８５９号公報

しかしながら、特許文献１の構成では、ファンを作動して空気を取り込む際に、リアバンパの内壁に付着した水などが回転動作するファンの吸引作用により、空気取入口に引きこまれるおそれがある。

そこで、本発明は、車載機器と熱交換を行う熱交換媒体が流れるダクトを介して車載機器に水等が流入するのを抑制することを目的とする。

上記課題を解決するために、本願発明の車両は、一つの観点として、
（１）バッテリに蓄電された電力により車両走行用のモータを駆動する車両であって、車載機器と、前記車載機器と熱交換を行う熱交換媒体が流れるダクトと、を有し、前記ダクトの端部の開口部は、前記ダクトの外面と向き合うことを特徴とする。
（２）（１）の構成において、さらに、車両のバンパを有し、前記ダクトの端部の開口部は、前記バンパの内側において前記ダクトの外面と向き合うことを特徴とする。

（３）（２）の構成において、前記開口部は、車幅方向において前記ダクトの外面と向きあう。バンパの内部に形成された空間は車幅方向に延びているため、開口部の開口方向を車幅方向とすることにより、開口部からこの開口部に向き合う方向に位置するバンパの内面までの間隔を広くすることができる。そのため、バンパの内部に付着した水が開口部に向かいにくくなる。

（４）（２）又は（３）の構成において、前記バンパの底面には前記ダクトを前記バンパ内に導通させるための導通開口部が形成されており、前記導通開口部と前記ダクトとの間に隙間を形成するのが好ましい。（４）の構成によれば、ダクトをバンパの内部に導通させる際の組み付け誤差を吸収できる。

（５）（２）乃至（４）の構成において、前記ダクトは、前記車載機器と熱交換を行った熱交換媒体を排気するための排気用のダクトであり、前記バンパは、車両後端部に位置させることができる。（５）の構成によれば、車両の後部バンパ内に形成された空間を有効活用することができる。

（６）（５）の構成において、前記ダクトは、前記開口部を有するダクト端部を備え、前記ダクト端部は、フック形状部を備えることができる。フック形状部を備えることにより、一旦開口部からダクト内に流入した水を重力落下によりタクトの外部に排出することができる。

（７）（６）の構成において、前記ダクト端部は、第１屈曲部とこの第１屈曲部よりも排気方向下流に位置する第２屈曲部とを備え、前記第１屈曲部は、前記開口部の開口方向において前記開口部から離間する方向に屈曲し、前記第２屈曲部は、前記第１屈曲部とは反対方向に屈曲させることができる。第１屈曲部を設けることにより、排気時の圧力損失を少なくすることができる。

（８）（１）〜（７）の構成において、前記開口部は、水没を許容する車両の許容位置よりも高い位置に設けることができる。車両の一部が水没した際に、前記開口部から前記ダクト内に水が流入するのを抑制できる。

（９）（１）〜（８）の構成において、前記車載機器は、バッテリであってもよい。バッテリに水が流入するのを抑制できる。

（１０）（９）の構成において、前記バッテリは、車両のフロアパネルの下面に位置させることができる。バッテリを車室外に配置した場合であっても、バッテリに水が流入するのを抑制できる。

本願発明によれば、車載機器と熱交換を行う熱交換媒体が流れるダクトを介して車載機器に水等が流入するのを抑制できる。

バッテリ、吸気管及び排気管の組み立て完成図である。 車両の後方斜視図である。 後部バンパの車幅方向の部分断面図である。 後部バンパを車両の下方から視た図である。

図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。図１は、吸気管、バッテリ及び排気管の組み立て完成図であり、これらの要素の車載位置を明確にするために点線により車両の輪郭を示している。図２は車両の後方斜視図であり、排気管の一部を点線で図示する。車両１は、フロアパネル２及びダッシュパネル３を備える。フロアパネル２には、図示しない座席シート、コンソールボックスなどが固定される。

車両１は、車両後端部に後部バンパ２０を備える。後部バンパ２０は、車両の外装を形成している。後部バンパ２０と車両本体との間には、車両前後方向に空間が形成されている。図２に図示するように、後部バンパ２０と車両本体との間に形成された空間の内部には、後述するように排気管（ダクト）１０の排気口（開口部）１１及びクラッシュボックス２１が位置する。クラッシュボックス２１は、車幅方向の略中央に位置する。クラッシュボックス２１は、車両に衝撃が加わった際に破壊され、衝撃を吸収する。

車両１は、バッテリ３０を備える。車両１は、バッテリ３０の電力によってモータを駆動し、このモータの駆動力により車輪を回転させる電気自動車であってもよい。車両１は、バッテリ３０の電力によってモータを駆動し、このモータの駆動力により車輪を回転させる第１の駆動経路と、内燃機関で得られた駆動力により車輪を回転させる第２の駆動経路とを動力源として兼用するハイブリッド自動車であってもよい。

バッテリ３０は、フロアパネル２の下面、つまり、フロアパネル２の車両外側の外面に固定される。固定方法は、ボルトなどを用いた締結手段であってもよい。バッテリ３０は、バッテリケース３１と、図示しない複数の単電池を備える。これらの単電池は、電気的に接続されており、バッテリケース３１の内部に収容されている。単電池は、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池などの二次電池であってもよい。

バッテリ３０には、吸気管６０及び排気管１０が接続される。吸気管６０は、バッテリケース３１の車両前方側の端部に接続される。排気管１０は、バッテリケース３１の車両後方側の端部に接続される。吸気管６０の途中には、ファン７０が設けられる。ファン７０は、シロッコ式のファン、クロスフロー型のファン、或いはプラペレ式のファンであってもよい。

吸気管６０におけるファン７０の上流側には、エアクリーナ５０が位置する。吸気管６０の上流側端部には、吸気口４０が位置する。エアクリーナ５０及び吸気口４０は車両前方のエンジンルーム５内に位置する。排気管１０の排気口１１は後部バンパ２０内に位置する。

ファン７０が駆動されると、吸気口４０を介して吸気管６０内に空気が導入される。吸気管６０に導入された空気は、エアクリーナ５０において洗浄され、埃などの異物が除去される。エアクリーナ５０で洗浄された空気は、バッテリケース３１内に流入し、バッテリケース３１内に収容された各単電池を冷却する。バッテリ３０を冷却することにより温度上昇した空気は、排気管１０を通って排気口１１から排気される。

排気口１１から排気された空気は、車外に排出され、車室内には流入しない。したがって、排気口１１から排気された空気によって、車室内の温度が上昇するのを抑制できる。

次に、図１乃至図４を参照して、排気管１０について詳細に説明する。図３は排気管のＹ矢視図であり、図４は排気管のＺ矢視図である。本実施形態では、下記に説明するように、後部バンパ２０内の水が排気管１０を介してバッテリ３０に流入するのを多重的に防護する。本実施形態では、第１に排気管１０の排気口１１に水を流入させない、第２に仮に排気口１１から水が流入した場合であっても、バッテリ３０に到達させない、という二つの観点に基づき多重防護をしている。排気管１０は、バンパ開口部（導通開口部）２０Ａを通って後部バンパ２０の内部に延出する。バンパ開口部２０Ａは、後部バンパ２０の底面に形成されている。バンパ開口部２０Ａは、排気管１０よりも径方向の寸法が大きく設定されている。したがって、排気管１０は、バンパ開口部２０Ａの内縁部よりも内側に位置し、排気管１０の外面とバンパ開口部２０Ａの内縁部との間には隙間が形成される。

このように、排気管１０及びバンパ開口部２０Ａの間に隙間が形成されることにより、バンパ開口部２０Ａ内における排気管１０の挿通位置の自由度を高めることができる。つまり、排気管１０を後部バンパ２０の内部に挿通する際の組み付け誤差を吸収できる。

後部バンパ２０の内部空間は、バンパ開口部２０Ａを除いて、後部バンパ２０により覆われている。このように密閉性に優れた空間に排気管１０の排気口１１を配置することにより、排気口１１から水が流入するのを抑制することができる。

排気管１０は、後部バンパ２０の内部における車幅方向（Ｘ軸方向）の一端部に位置してもよい。図４を参照して、排気管１０は排気方向上流から排気方向下流に向かって車両左方向に屈曲する本体側屈曲部（ダクト本体部）１５を備える。本体側屈曲部１５は、曲げ許容部１６を備える。曲げ許容部１６は、蛇腹形状であってもよい。曲げ許容部１６を屈曲させることにより、排気管１０の傾きを調整することができる。

排気管１０は、排気側屈曲部（ダクト端部）１２を備える。排気側屈曲部１２は、排気口１１を備える。図３を参照して、排気側屈曲部１２は、接続部１０Ａにおいて本体側屈曲部１５に接続される。本体側屈曲部１５及び排気側屈曲部１２は一体的に成形してもよい。

排気口１１の形状は、矩形であってもよい。図３に詳細を図示するように、排気側屈曲部１２は、排気方向上流側から順に第１排気側屈曲部１２Ａ（第１屈曲部）及び第２排気側屈曲部１２Ｂ（第２屈曲部）を備える。

第１排気側屈曲部１２Ａは、車幅方向において、排気口１１から離間する方向に屈曲する。このように、第１排気側屈曲部１２Ａが排気口１１から離間する方向に屈曲することにより、排気される空気の圧力損失を抑制できる。すなわち、本実施形態の排気側屈曲部１２によれば、排気側屈曲部１２を例えばＵ字形状に形成した場合よりも、圧力損失を少なくすることができる。

第２排気側屈曲部１２Ｂは、第１排気側屈曲部１２Ａとは反対方向に屈曲する。第２排気側屈曲部１２Ｂは、バンパ２０の内面に沿って屈曲する部分を有する。これにより、排気管１０の排気面積が低下するのを抑制できる。

第２排気側屈曲部１２Ｂの下流端部に形成された排気口１１は、図３に図示する水没許容位置よりも高い位置に位置する。水没許容位置は、車両において水没を許容する車高方向の位置を示す設計上の値である。車両１の後部バンパ２０の位置まで水位が達した場合、バンパ開口部２０Ａと排気管１０との隙間から、後部バンパ２０の内部に水が流入する。その結果、後部バンパ２０の内部の一部の領域が水没する。排気口１１が水没許容位置よりも高い位置に設けられることにより、排気管１０に水が流入するのを抑制できる。

排気側屈曲部１２が第２排気側屈曲部１２Ｂを備えることにより、一旦排気口１１から流入した水がバッテリ３０に達するのを抑制できる。すなわち、排気口１１から第２排気側屈曲部１２Ｂに流入した水は、第２排気側屈曲部１２Ｂの内面に沿って一旦排気方向上流に向かって移動するが、第２排気側屈曲部１２Ｂの上端部に達する前に重力落下する。

排気口１１は、車幅方向において排気管１０の外面と対向する。これにより、排気口１１に向かう水は、排気口１１に至る前に排気管１０に接触するため、排気口１１に水が流入するのを抑制できる。排気口１１を排気管１０の外面に対向させることによる効果を、比較例を示してより具体的に説明する。

比較例１として、排気管１０との対向を避けるように排気口１１を下方に向ける方法が考えられる。しかしながら、上述したように、バンパ開口部２０Ａと排気管１０との間には隙間が形成されており、この隙間を介して後部バンパ２０の内部に泥などの異物が流入する場合がある。後部バンパ２０の内部に流入した異物は、前記隙間から後部バンパ２０の内部に向かって洗浄水を噴射することにより取り除かれる。排気口１１が下方に向いている場合には、後部バンパ２０の内部に噴射された洗浄水が、直接排気口１１に向かい、排気管１０内を上流するおそれがある。

比較例２として、排気口１１の近くに図示しない邪魔板を配置して、水の流入を防ぐ方法が考えられる。しかしながら、この方法では、邪魔板を配置するためのスペースが必要となり、さらには、邪魔板の分だけコストが増大し、圧力損失が生じるおそれがある。

本実施形態の構成によれば、比較例１及び２で発生する問題点を解消することができる。すなわち、本実施形態の構成によれば、排気口１１に向かう洗浄水は、排気管１０の外面に接触するため、排気管１０内に洗浄水が流入するのを抑制することができる。その結果、比較例２の邪魔板を省略することもできる。独立した邪魔板が省略されることにより、部品点数の削減による低コスト化を図ることができる。

また、本実施形態の構成によれば、バッテリ３０を車外に搭載しても、排気管１０からバッテリ３０の内部に水が流入するのを抑制できる。

（変形例１）
上述の実施形態では、バッテリの冷却に用いられた冷媒を排出するための排気管について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。本発明は、車両に搭載され、冷却が必要とされるあらゆる発熱機器の排気管に適用することができる。この発熱機器には、インバータ、コンバータが含まれる。インバータは、車輪を駆動するモータに対してコンバータの出力する直流電圧を三相交流に変換して出力する。また、インバータは、回生制動に伴い、モータにおいて発電された電力をコンバータに戻す。コンバータは走行時には昇圧コンバータとして動作し、回生制動時には降圧回路として動作する。

（変形例２）
排気管１０の内部を流れる空気は、極低温時にバッテリ３０を昇温して、バッテリ３０の出力を向上させるために供給される温風（熱交換媒体）であってもよい。

（変形例３）
上述の実施形態では、排気口１１及び吸気管１０は車幅方向において対向しているが、本発明はこれに限られるものではなく、車両前後方向などの他の方向において対向してもよい。

（変形例４）
本願発明は、吸気管６０に適用することもできる。すなわち、吸気管６０の吸気口４０は、吸気管６０の外面に対向して位置する。吸気口４０は、前部バンパの内部に位置する。

（変形例５）
排気側屈曲部１２は、上述の実施形態の形状に限定されるものではなく、他のフック形状であってもよい。ここで、フック形状は、換言すると折り返し形状のことである。折り返し形状を有することにより、排気口１１から流入した水を重力落下により排出できる。フック形状は、Ｕ字型形状、Ｊ字型形状であってもよい。

１０ 排気管 １１ 排気口 １２ 排気側屈曲部
１２Ａ 第１排気側屈曲部 １２Ｂ 第２排気側屈曲部
２０ 後部バンパ ２０Ａ バンパ開口部

Claims (10)

1. バッテリに蓄電された電力により車両走行用のモータを駆動する車両であって、
   車載機器と、
   前記車載機器と熱交換を行う熱交換媒体が流れるダクトと、を有し、
   前記ダクトの端部の開口部は、前記ダクトの外面と向き合うことを特徴とする車両。
2. さらに、車両のバンパを有し、
   前記ダクトの端部の開口部は、前記バンパの内側において前記ダクトの外面と向き合うことを特徴とする請求項１に記載の車両。
3. 前記開口部は、車幅方向において前記ダクトの外面と向きあうことを特徴とする請求項２に記載の車両。
4. 前記バンパの底面には前記ダクトを前記バンパ内に導通させるための導通開口部が形成されており、
   前記導通開口部と前記ダクトとの間には隙間が形成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の車両。
5. 前記ダクトは、前記車載機器と熱交換を行った熱交換媒体を排気するための排気用のダクトであり、
   前記バンパは、車両後端部に位置することを特徴とする請求項２乃至４のうちいずれか一つに記載の車両。
6. 前記ダクトは、前記開口部を有するダクト端部を備え、
   前記ダクト端部は、フック形状部を備えることを特徴とする請求項５に記載の車両。
7. 前記ダクト端部は、第１屈曲部とこの第１屈曲部よりも排気方向下流に位置する第２屈曲部とを備え、
   前記第１屈曲部は、前記開口部の開口方向において前記開口部から離間する方向に屈曲し、
   前記第２屈曲部は、前記第１屈曲部とは反対方向に屈曲することを特徴とする請求項６に記載の車両。
8. 前記開口部は、水没を許容する車両の許容位置よりも高い位置に設けられることを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか一つに記載の車両。
9. 前記車載機器は、バッテリであることを特徴とする請求項１乃至８のうちいずれか一つに記載の車両。
10. 前記バッテリは、車両のフロアパネルの下面に位置することを特徴とする請求項９に記載の車両。

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