JP5447733B2 - 冷却風導入構造 - Google Patents
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Description
本発明は、冷却風導入構造に関する。
パワーユニットがエンジンルーム(パワーユニット室)内に配置されると共に、パワーユニットの車両後方側に冷却ユニット(被冷却体)が配置された構造がある(例えば、特許文献1参照)。このような構造では、例えば、エンジンルームがアンダカバーによって車両下方側から覆われると共に、アンダカバーの下方側の走行風で冷却ユニットを冷却する場合がある。
しかしながら、この構造では、例えば、エンジンルーム内に熱がこもるとアンダカバーの下方側の空気が暖められてしまうため、冷却ユニットを効率的に冷却する観点からは改善の余地がある。
本発明は、上記事実を考慮して、被冷却体を効率的に冷却することができる冷却風導入構造を得ることが目的である。
本発明の第1の態様に係る冷却風導入構造は、車両前部に設けられたパワーユニット室内に配置され、車両が走行するための駆動力を発生するパワーユニットと、前記パワーユニットに対して車両後方側に配置され、空気との熱交換によって冷却される被冷却体と、前記パワーユニット室の前端下部に形成されて車両前向きに開口された第一導入口から、前記パワーユニットの車両下方側を経て前記被冷却体に空気を導く第一通路と、前記パワーユニット室の上部に設けられた第二導入口から、前記第一通路の車両上方側及び前記被冷却体の車両上方側を経て前記被冷却体の車両後方側に空気を導く第二通路と、を有する。
本発明の第1の態様に係る冷却風導入構造によれば、例えば車両走行やファンの作動等によって、パワーユニット室の前端下部に形成された第一導入口を通じて第一通路に空気が導入されると共に、パワーユニット室の上部に設けられた第二導入口を通じて第二通路に空気が導入される。第一通路に導入された空気は、パワーユニットの車両下方側を経て冷却風として被冷却体に導かれる。この被冷却体に導かれる空気は、パワーユニットと熱交換を行っていない又は殆ど行っていないので、被冷却体が効果的に冷却される。
一方、第二通路に導入された空気は、冷却風として第一通路の車両上方側及び被冷却体の車両上方側を経て被冷却体の車両後方側に導かれる。このため、この空気は、パワーユニットと熱交換した後にパワーユニット室から熱気として排出される。このように、パワーユニット室の第二通路内の熱気が排出されつつ外気が導入されるので、パワーユニット室の第二通路内の温度が低く抑えられる。これにより、パワーユニット室の第二通路内の熱による第一通路内の空気の温度上昇も抑えられため、第一通路から被冷却体に導かれる空気によって被冷却体が効果的に冷却される。
本発明の第2の態様は、第1の態様に係る冷却風導入構造において、前記第二導入口は、前記パワーユニット室の前端上部に形成されて車両前向きに開口されている。
本発明の第2の態様に係る冷却風導入構造によれば、第二導入口は、パワーユニット室の前端上部に形成されて車両前向きに開口されているので、第二導入口から導入された空気は、パワーユニット室内の上部空間における前端側から後端側へ流通する。これにより、第二導入口から導入された空気は、パワーユニットとの間で効率的な熱交換がなされた後にパワーユニット室から熱気として排出されるので、パワーユニット室内の上部空間の温度上昇が効果的に抑えられる。
本発明の第3の態様は、第1の態様又は第2の態様に係る冷却風導入構造において、前記第一通路は、前記第一導入口から前記パワーユニットの車両下方側に空気を導く第一ダクトと、前記第一ダクトの車両後方側でかつ前記被冷却体の車両前方側に配置されて前記第一ダクト内を通過した空気を前記被冷却体に導く第二ダクトと、を含んで構成されている。
本発明の第3の態様に係る冷却風導入構造によれば、第一導入口から導入された空気は、第一ダクトによってパワーユニットの車両下方側に導かれる。そして、第一ダクト内を通過した空気は、第二ダクトによって被冷却体に導かれる。このため、車両外部からの空気が被冷却体に対し効率的に導かれる。
本発明の第4の態様は、第1の態様〜第3の態様のいずれか1態様に係る冷却風導入構造において、前記被冷却体に対して車両後方側に配置されてかつ作動することによって前記第一導入口から前記第一通路を通過する第一空気流及び前記第二導入口から前記第二通路を通過する第二空気流を生成する送風機が設けられている。
本発明の第4の態様に係る冷却風導入構造によれば、被冷却体に対して車両後方側に配置された送風機が作動すると、第一導入口から第一通路を通過する第一空気流及び第二導入口から第二通路を通過する第二空気流が生成される。このため、パワーユニット室の第二通路内の熱気が効果的に排出され、被冷却体が効果的に冷却される。
以上説明したように、本発明の第1の態様に係る冷却風導入構造によれば、被冷却体を効率的に冷却することができるという優れた効果を有する。
本発明の第2の態様に係る冷却風導入構造によれば、パワーユニット室の上部の温度上昇が効果的に抑えられることで、パワーユニット室内の上部空間から下部空間への熱の伝導も抑えられるので、第一通路から被冷却体に導かれる空気の温度上昇も効果的に抑えられるという優れた効果を有する。
本発明の第3の態様に係る冷却風導入構造によれば、車両外部からの空気を被冷却体に対して効率的に導くことができるという優れた効果を有する。
本発明の第4の態様に係る冷却風導入構造によれば、冷却風による冷却性能を一層向上させることができるという優れた効果を有する。
[第1の実施形態]
本発明の第1の実施形態に係る冷却風導入構造10について、図1〜図3に基づいて説明する。ここでは、先ず、冷却風導入構造10が適用された自動車Aの前部構成を説明し、次いで、冷却風導入構造10の具体的な構成を説明することとする。なお、これらの図において適宜示される矢印FRは車両前方側を示しており、矢印UPは車両上方側を示しており、矢印Wは車両幅方向を示している。
本発明の第1の実施形態に係る冷却風導入構造10について、図1〜図3に基づいて説明する。ここでは、先ず、冷却風導入構造10が適用された自動車Aの前部構成を説明し、次いで、冷却風導入構造10の具体的な構成を説明することとする。なお、これらの図において適宜示される矢印FRは車両前方側を示しており、矢印UPは車両上方側を示しており、矢印Wは車両幅方向を示している。
図1には、冷却風導入構造10が適用された車両の前部が外観斜視図にて示されており、図2には、図1の2−2線に沿った拡大断面図が示されている。また、図3には、冷却風導入構造10が斜視図にて示されている。
(車両の概略構成)
図2及び図3に示されるように、自動車(車両)Aの前部には、パワーユニット室(本実施形態の場合には「エンジンコンパートメント」としても把握される要素である。)14が配設され、パワーユニット室14内にはパワーユニット12が配置されている。パワーユニット12は、自動車Aが走行するための駆動力を発生するようになっており、この実施形態では、それぞれフロントホイールWf(図2参照)を駆動するための駆動源として内燃機関であるエンジンと電動モータとを含んで構成されている。したがって、自動車Aは、2つの駆動源を有するハイブリッド自動車とされている。なお、図中では、パワーユニット12を簡略化して示す。
図2及び図3に示されるように、自動車(車両)Aの前部には、パワーユニット室(本実施形態の場合には「エンジンコンパートメント」としても把握される要素である。)14が配設され、パワーユニット室14内にはパワーユニット12が配置されている。パワーユニット12は、自動車Aが走行するための駆動力を発生するようになっており、この実施形態では、それぞれフロントホイールWf(図2参照)を駆動するための駆動源として内燃機関であるエンジンと電動モータとを含んで構成されている。したがって、自動車Aは、2つの駆動源を有するハイブリッド自動車とされている。なお、図中では、パワーユニット12を簡略化して示す。
パワーユニット12の出力軸は、車両幅方向に延在するドライブシャフト16とされ、このドライブシャフト16は、フロントホイールWf(図2参照)に駆動力を伝達可能に連結されている。また、フロントホイールWf(図2参照)は、ステアリングギア18に連結されており、ステアリングホイール(図示省略)の操舵による転舵が可能とされている。また、図3に示されるように、フロントタイヤハウス部19の内側には、樹脂製のフェンダライナ19Aが装着されている。
パワーユニット12は、車両幅方向に沿ったクランクシャフトを有する横置きのエンジンと、該エンジンに動力伝達可能に連結されたトランスアクスルとを主要部として構成されている。トランスアクスルは、電動モータ、図示しないジェネレータ、動力分割機構、無段変速機等である変速機等を含んで構成されている。また、この実施形態では、トランスアクスルには、例えば電動モータ、ジェネレータ、及びバッテリに電気的に接続されたインバータを含んで構成されている。したがって、この実施形態に係るパワーユニットは、パワープラントとして捉えることも可能である。
上記の通り内燃機関であるエンジンを含んで構成されるパワーユニット12が配設されたパワーユニット室14は、所謂エンジンルームとして捉えることができ、上方側がフード30(図1及び図2参照)によって開閉可能とされている。図2に示されるように、パワーユニット12のエンジンには、排気マニホルド20A(触媒コンバータを含む構成としてもよい)を介して排気管20が接続されている。排気管20は、後述する第二ダクト52の車両幅方向外側を通されると共に、フロアトンネル26内を通して車両後方に至っている。なお、図中では排気管20におけるフロアトンネル26内の部分を符号20Xで示す。
パワーユニット室14の後端部は、車室Cとの間がダッシュパネル(車体客室前壁)22によって隔てられている。ダッシュパネル22の下端部は、フロアパネル24の前端部に接合されている。フロアパネル24における車両幅方向の中央部には、正面断面視で下向きに開口する逆U字形状を成すフロアトンネル26が形成されている。ダッシュパネル22の上端部には、カウル28の下端部が接合されている。
一方、パワーユニット室14の前端部には、フロントバンパカバー34及びグリル38が配置されている。フロントバンパカバー34は、フロントバンパ32の一部を構成し、図1に示されるように、略車両幅方向を長手方向として配置され、車両平面視では中央部が両端部よりも車両前方側に膨らんだ湾曲形状を成し、両端部が車両後方側に曲げられている。図2に示されるように、フロントバンパカバー34には、パワーユニット室14内に空気を取り入れるための第一導入口としての空気取入口(バンパカバー開口部)34Aが形成されている。空気取入口34Aは、パワーユニット室14の前端下部に形成されて車両前向きに開口されている。なお、図3では、空気取入口34Aに導入される空気の流れを矢印f1で示し、パワーユニット室14の車両下方側への空気の流れを矢印f0で示す。
図2に示されるように、フロントバンパカバー34の車両後方側には、所定距離だけ離間した位置にフロントバンパリインフォースメント36が配設されている。フロントバンパリインフォースメント36は、フロントバンパ32の一部を構成し、縦断面形状が矩形枠状に形成されており、その長手方向の両端部は左右一対のフロントサイドメンバ(図示省略)の前端部に結合されている。
フロントバンパカバー34における車両幅方向中間部の上方側には、前述したグリル38が配置されている。なお、フロントバンパカバー34における車両幅方向の両サイド部の上方側でグリル38よりも車両幅方向外側には左右一対のヘッドランプ39(図1参照)が配置されている。グリル38は、閉止状態のフード30の前端部とフロントバンパカバー34の上端部との間に配置され、パワーユニット室14内に空気を取り入れるための第二導入口としての空気取入口(グリル開口部)38Aが形成されている。空気取入口38Aは、パワーユニット室14の前端上部に形成されて車両前向きに開口されている。なお、図3では、空気取入口38Aに導入される空気の流れを矢印f2で示す。
一方、図2に示されるように、冷却風導入構造10が適用された自動車Aでは、フロアトンネル26の前側の開口端26Aの大部分(上端側を除く部分)を塞ぐように、被冷却体としての冷却ユニット40(「空冷式熱交換器」としても把握される要素である。)が設けられている。したがって、この実施形態では、冷却ユニット40がパワーユニット12に対して車両後方側に配置されている。冷却ユニット40は、空気との熱交換によって冷却されるようになっており、ラジエータ40R及びコンデンサ(凝縮器)40Cを含んで構成されている。ラジエータ40Rは、水冷式のパワーユニット12(のエンジンや電気モータ)との間で冷媒としての冷却水を循環させてパワーユニット12を冷却する熱交換器である。また、コンデンサ40Cは、図示しない空調装置(の冷凍サイクル)を構成する空冷式の熱交換器である。なお、この実施形態では、冷却ユニット40がラジエータ40Rとコンデンサ40Cの両者を含んで構成されているが、被冷却体は、これらの一方のみを含んで構成されていてもよい。
また、冷却ユニット40に対して車両後方側には、送風機としてのファン42が配置されている。ファン42は、その作動によって冷却ユニット40を通過する空気流(冷却風)を生成するようになっている。すなわち、ファン42の作動によって冷却ユニット40には、冷却水との熱交換を行う冷却風が車両前方側から車両後方側に向けて通過するようになっている。冷却水との熱交換を行った後の冷却風は、フロアトンネル26の下向き開口端26Bを通じてフロア下方側に排出されるようになっている。
ファン42は冷却ECU64(広義には「制御手段」として把握される要素である。)に電気的に接続されている。冷却ECU64は、パワーユニット12の高負荷時にファン42を作動させると共に、パワーユニット12の低負荷時にはファン42を停止させる構成とされている。具体的には、冷却ECU64は、冷却水温を検出する水温計66からの情報に基づいて、冷却水温が第1閾値を超えた場合にファン42を作動させ、冷却水温が第1閾値以下である第2閾値を下回った場合にファン42を停止させるようになっている。換言すれば、この制御は、ファン42を作動しない状態での冷却能力に対する負荷(発熱)が高い場合に、ファン42を作動させる制御として捉えることができる。
ファン42の外周側はファンシュラウド44によって覆われている。ファンシュラウド44の前端側の開口部は、冷却ユニット40に対して車両後方側に隣接して配置されている。また、図3に示されるように、ファンシュラウド44の上端部における前端部側でその車両幅方向中央部には、冷却ユニット40の上端部との間に間隔を形成するように切欠部44Aが形成されている。換言すれば、この切欠部44Aと冷却ユニット40の上端部とで連通孔45が構成されており、図2に示されるように、この連通孔45によって、冷却ユニット40とファン42との間の空間と、パワーユニット12の車両後方側の空間とが連通されている。
以下、冷却ユニット40を効率的に冷却するための冷却風導入構造10について詳細に説明することとする。
(冷却風導入構造の構成)
図2に示されるように、冷却風導入構造10には、パワーユニット室14の前端下部に形成された空気取入口34Aから、パワーユニット12の車両下方側を経て冷却ユニット40に空気(冷却風)を導く第一通路46が形成されている。すなわち、第一通路46は、冷却ユニット40を冷却するための冷却風を流通させる冷却風通路とされている。第一通路46の上壁部は、詳細後述する第一ダクト50の上壁部50C、パワーユニット12の下面部、及び詳細後述する第二ダクト52の上壁部(シュラウド54の上壁部54B)等によって構成されている。また、第一通路46の下壁部はアンダカバー48によって構成されている。このアンダカバー48は、パワーユニット室14を車両上下方向の下側から覆っている。
図2に示されるように、冷却風導入構造10には、パワーユニット室14の前端下部に形成された空気取入口34Aから、パワーユニット12の車両下方側を経て冷却ユニット40に空気(冷却風)を導く第一通路46が形成されている。すなわち、第一通路46は、冷却ユニット40を冷却するための冷却風を流通させる冷却風通路とされている。第一通路46の上壁部は、詳細後述する第一ダクト50の上壁部50C、パワーユニット12の下面部、及び詳細後述する第二ダクト52の上壁部(シュラウド54の上壁部54B)等によって構成されている。また、第一通路46の下壁部はアンダカバー48によって構成されている。このアンダカバー48は、パワーユニット室14を車両上下方向の下側から覆っている。
第一通路46は、空気取入口34Aからパワーユニット12の車両下方側に空気を導く第一ダクト50を備えている。導風用の第一ダクト50の後端部は、パワーユニット12の下端部の近傍に配置されている。また、空気取入口34Aの開口幅(車両幅方向に沿った幅)、及び第一ダクト50の流路幅(車両幅方向に沿った幅)は、冷却ユニット40の車両幅方向に沿った幅と同等以上に設定されている。
第一ダクト50は、本実施形態では、一例として、アンダカバー48に一体成形された部位とされている。すなわち、第一ダクト50は、その下壁部50Aがアンダカバー48のカバー本体で構成され、車両幅方向の両サイドの側壁部50B(図3参照)がアンダカバー48のカバー本体から立設された立壁で構成され、上壁部50Cが一対の側壁部50B(図3参照)の上端部同士を一体に連結している。
なお、本実施形態では、第一ダクト50は、アンダカバー48に一体成形された部位となっているが、第一ダクト(50)は、アンダカバー(48)と別体としてもよい。また、他の変形例として、第一ダクト(50)は、一部(例えば、下壁部50Aと側壁部50B)がアンダカバー(48)に一体成形されかつ他の一部(例えば、上壁部50C)がアンダカバー(48)と別体とされたような構成でもよい。一例として、第一ダクト(50)の上壁部(50C)がオイルパン(図示省略)等の別部材で構成されてもよい。
第一通路46は、第一ダクト50の車両後方側でかつ冷却ユニット40の車両前方側に配置された第二ダクト52を備えている。第二ダクト52は、その前端部が第一ダクト50の後端部から離れて配置されており、第一ダクト50内を通過した空気を冷却ユニット40に導くためのダクトである。また、第二ダクト52は、アンダカバー48によって下壁部が構成されると共に、シュラウド54によって側壁部及び上壁部が構成されている。
シュラウド54は、車両正面視で下向きに開口する略逆U字形状を成すと共に略車両前後方向(より正確には上面が車両後方へ向けて車両上方側に若干傾斜するように)延在している。すなわち、シュラウド54は、車両幅方向に対向する左右一対の側壁部54Aと、一対の側壁部54Aの上縁部同士を連結する上壁部54Bとを有しており、側壁部54Aが第二ダクト52の側壁部を構成し、上壁部54Bが第二ダクト52の上壁部を構成している。
シュラウド54の後端側の開口部は、冷却ユニット40のコンデンサ40Cの外周縁部に取り付けられ、ファンシュラウド44の前端側の開口部に対向配置されている。なお、本実施形態では、シュラウド54とファンシュラウド44とが別体とされているが、シュラウド54とファンシュラウド44とが一体とされると共に、その上壁部には冷却ユニット40とファン42との間の上方側に貫通孔が形成された構成であってもよい。シュラウド54を含んで構成された第二ダクト52の流路は、冷却ユニット40を介してフロアトンネル26と連通されている。
また、シュラウド54は、下端側の開口部がアンダカバー48側へ向けられ、前端側の開口部が第一ダクト50の後端開口部側へ向けられている。さらに、詳細図示は省略するが、この実施形態におけるシュラウド54は、冷却ユニット40と一体に取り扱い可能なようにユニット化(モジュール化)されている。また、この実施形態では、冷却ユニット40は、上端側が下端側よりも車両前方側に位置するように傾斜(前傾)して配置されている。
シュラウド54の車両下方側において、アンダカバー48には、路面Rとの間を流れる走行風を第二ダクト52内の後部空間を介して冷却ユニット40に導くための空気取入口(第三導入口)48Aが貫通形成されている。空気取入口48Aは、路面Rに向けて開口され、左右のフロントホイールWf間の後部側に設定されている。空気取入口48Aから第二ダクト52内の後部空間側へ向けては、下側ダクト56がアンダカバー48の一部として形成されている。下側ダクト56は、空気取入口48Aから冷却ユニット40に空気を導くダクトとされている。また、下側ダクト56の上壁の一部は、第二ダクト52の前側下壁と一体(兼用)になっている。
また、アンダカバー48には、第二ダクト52の前側下壁及びその車両前方側にベンチュリ壁(傾斜壁)58が形成されている。ベンチュリ壁58は、アンダカバー48における第二ダクト52の車両前方側に、最も路面Rに近接する絞り部(のど部)Tを形成して構成されている。具体的には、ベンチュリ壁58は、アンダカバー48の前端から絞り部Tにかけて下り勾配とされた前側傾斜壁58Aと、絞り部Tから第二ダクト52の前側下壁にかけて上り勾配とされた後側傾斜壁58Bとを主要部として構成されている。このベンチュリ壁58を備えた冷却風導入構造10では、アンダカバー48の下方側にて車両後方に向かう走行風がベンチュリ壁58に沿って冷却ユニット40の下部側へ向けて流れるようになっている。
なお、後側傾斜壁58Bの下面には、車両前後方向に延在して車両幅方向に並列配置された複数のリブ59が車両下方側へ延出されている。これらのリブ59は、小石、砂、泥等の異物が第二ダクト52の後部空間内に侵入するのを阻止するために設けられている。また、複数のリブ59の後端部は、下側ダクト56の上壁と下壁とを連結して下側ダクト56の補強用を兼ねている。このような下側ダクト56の補強用の部位は、すべてのリブ59に設けられていてもよいし、複数のリブ59のうちのいくつかに設けられていてもよい。また、下側ダクト56の上壁と下壁とを連結する補強部が、リブ59とは別に設けられていてもよい。
以上によって、冷却ユニット40には、自動車Aの走行に伴って、空気取入口34Aから第一通路46を通過する第一空気流Fr1、及び下側ダクト56を通過して第二ダクト52の後部空間内を経由する下側空気流Fr0が導かれるようになっている。なお、図中の矢印Fr1は、第一空気流を示すと共に外気導入経路を示しており、図中の矢印Fr0は、下側空気流を示すと共に外気導入経路を示している。この実施形態では、冷却ユニット40の前面に対して略直交方向(図2に示す矢印FA参照)に沿って、走行風に基づく冷却風(下側空気流Fr0及び第一空気流Fr1)が通過する構成とされている。また、冷却風導入構造10では、ファン42の作動によっても、冷却風(下側空気流Fr0及び第一空気流Fr1)が生成されるようになっている。すなわち、ファン42が作動することで、自動車Aの低速走行時や停車時であっても冷却風(下側空気流Fr0及び第一空気流Fr1)が生成される構成となっている。
一方、冷却ユニット40の車両後方側でかつファン42の車両前方側(上流側)の空間は、パワーユニット室14の内部の後側上部空間と連通している。これにより、冷却風導入構造10には、パワーユニット室14の前端上部に形成された空気取入口38Aから、第一通路46の車両上方側及び冷却ユニット40の車両上方側を経て冷却ユニット40の車両後方側に空気を導く第二通路60が形成されている。
第二通路60は、フード30、カウル28、ダッシュパネル22、フロアトンネル26、及び、ファンシュラウド44等によって、図2の矢印Fr2(第二通路60を通過する第二空気流、換言すれば、外気導入経路)に対して車両上方側ないし車両後方側の壁部を構成している。また、図3に示されるように、第二通路60は、第一ダクト50の上壁部50C、パワーユニット12の上面部、第二ダクト52の上壁部(シュラウド54の上壁部54B)、及び詳細図示を省略するパワーユニット室14内の搭載部品の上面部によって、車両下方側の壁部を構成している。
換言すれば、図2に示されるように、第一ダクト50の上壁部50Cは、パワーユニット室14においてパワーユニット12よりも車両前方側の空間を上下に分離し、第二ダクト52の上壁部(シュラウド54の上壁部54B)は、パワーユニット室14においてパワーユニット12よりも車両後方側の空間を上下に分離している。そして、第二通路60と第一通路46とは、パワーユニット室14を上下に分離するように形成されている。
空気取入口38Aから第二通路60を通過する第二空気流Fr2は、自動車Aの走行に伴って生成されると共に、ファン42の作動によっても生成されるようになっている。すなわち、ファン42が作動することで、自動車Aの低速走行時や停車時であっても冷却風となる第二空気流Fr2が生成される構成となっている。
以上によって、本実施形態の冷却風導入構造10では、パワーユニット室14内の温度環境が上下で分けられた構造となっている。
(作用・効果)
次に、上記実施形態の作用及び効果について説明する。
次に、上記実施形態の作用及び効果について説明する。
上記構成の冷却風導入構造10が適用された自動車Aでは、冷却ECU64は、水温計66により検出した冷却水温が第1閾値を超えていない場合、ファン42の停止状態を維持する。このようなパワーユニット12の低負荷状態での運転時には、自動車Aの走行に伴う走行風によって、外部空気が空気取入口34A、48A、38Aを通じてパワーユニット室14内に導入される。
具体的には、パワーユニット室14の前端下部に形成された空気取入口34Aを通じて第一通路46に外部空気が導入される。また、アンダカバー48に形成された空気取入口48Aを通じて下側ダクト56に外部空気が導入される。さらには、パワーユニット室14の前端上部に形成された空気取入口38Aを通じて第二通路60に外部空気が導入される。そして、これらの導入された外部空気は、冷却風(下側空気流Fr0、第一空気流Fr1、及び第二空気流Fr2)として作用する。
フロントバンパカバー34の空気取入口34Aから第一通路46に導入された空気は、第一ダクト50によってパワーユニット12の車両下方側に導かれる。そして、第一ダクト50内を通過した空気は、パワーユニット12の車両下方側を経て、第二ダクト52によって冷却風として冷却ユニット40に導かれる。この冷却ユニット40に導かれる空気は、パワーユニット12と熱交換を殆ど行っていないので、車両外部からの空気によって冷却ユニット40が効果的に冷却される。また、これに加えて、下側ダクト56に導入された空気によって冷却ユニット40が冷却される。
これにより、パワーユニット12と冷却ユニット40のラジエータ40Rとを循環している冷却水が、冷却ユニット40において空気との熱交換により冷却される。また、空調装置を作動している場合には、冷媒が冷却ユニット40のコンデンサ40C、膨張弁、エバポレータ、コンプレッサの順で循環して冷凍サイクルが形成されており、冷却ユニット40のコンデンサ40Cは、空気との熱交換により冷媒を冷却して凝縮させる機能を果たす。
なお、対比構造と比較して他の観点から補足説明すると、例えば、第一ダクト50及び第二ダクト52が形成されずかつ下側ダクト(56)の上壁部が冷却ユニット(40)の上端部まで延びているような対比構造では、基本的には、砂利道等の走行時に異物が下側ダクト(56)から侵入しやすく、前記異物が冷却ユニット(40)に付着しやすくなる。これに対して、本実施形態では、冷却ユニット40を通過させる空気は、大部分がパワーユニット室14の第一通路46を通過した空気であるため、前記対比構造に比べて異物の侵入や冷却ユニット40への異物の付着が抑えられる。
一方、本実施形態において、グリル38の空気取入口38Aから第二通路60に導入された外部空気は、冷却風として第一通路46の車両上方側(パワーユニット室14の上部)を通過し、冷却ユニット40の車両上方側を経て冷却ユニット40の車両後方側に導かれる。このため、この空気は、パワーユニット室14の上部における前端側から後端側へ流通してパワーユニット12との間で効率的な熱交換がなされた後に(停車時でアイドル中には車両上方側へ移動し、)パワーユニット室14から熱気として排出される。このように、パワーユニット室14の第二通路60内の熱気が排出されつつ外部空気が導入されるので、パワーユニット室14の第二通路60内の温度が低く抑えられる。これにより、パワーユニット室14の第二通路60内の熱による第一通路46内の空気の温度上昇も抑えられため、第一通路46から冷却ユニット40に導かれる空気によって冷却ユニット40が効果的に冷却される。
また、冷却ECU64は、水温計66により検出した冷却水温が第1閾値を超えた場合、ファン42を作動させる。すると、冷却ユニット40に対して車両後方側に配置されたファン42の前後における圧力差によって、空気取入口48Aから下側ダクト56を通過する下側空気流Fr0、空気取入口34Aから第一通路46を通過する第一空気流Fr1及び空気取入口38Aから第二通路60を通過する第二空気流Fr2が生成される(又は流速を増す)。このため、自動車Aの走行速度が低い場合や停車している場合であっても、十分な冷却風の風量が確保される。これにより、パワーユニット室14の第二通路60の熱気が効果的に外部へ排出され(吸い出され)、下側空気流Fr0及び第一空気流Fr1によって冷却ユニット40が効果的に冷却される。
また、第一通路46と第二通路60とによって、パワーユニット室14内の温度環境が上下で分けられているので、相対的に低温の第一空気流Fr1と、(パワーユニット12のエンジンの熱によって)相対的に高温の第二空気流Fr2とは、それぞれスムーズに流れる。よって、自動車Aの走行中でファン42を作動させていない場合であっても、またファン42を作動させている場合であっても、パワーユニット室14内に導入された空気が効率的に排出され、その結果、冷却ユニット40が効率的に冷却される(冷却性能の向上)。
以上説明したように、本実施形態に係る冷却風導入構造10によれば、冷却ユニット40を効率的に冷却することができる。また、それに伴い、パワーユニット室14内には比較的耐熱性能の低い耐熱材(熱対策部品)を適用できるので、低コスト化を実現することもできる。
また、本実施形態では、冷却ユニット40をパワーユニット室14の後部ないし後方側へ配置できるので、フロントホイールWfより車両前方側の車両前後方向の長さが短い所謂ショートオーバハング車両を採用する場合に有利な構造となっている。また、冷却ユニット40をパワーユニット室14の後部ないし後方側へ配置できることで、冷却ユニット40が車両前端部側に配置される場合に比べて、フロントサイドメンバ等の先端部側の耐力を低く設定することが可能になるので、軽量化にも資する。また、例えば、パワーユニット12と冷却ユニット40とをモジュール化して車両に搭載することもできる。
[第2の実施形態]
次に、本発明の第2の実施形態に係る冷却風導入構造について、図4及び図5を用いて説明する。図4には、本発明の第2の実施形態に係る冷却風導入構造70が自動車Aの車両幅方向中央で切断された状態の車両側面視の断面図(第1の実施形態における図2に相当する断面図)にて示されている。また、図5には、冷却風導入構造70が斜視図にて示されている。なお、第1の実施形態と実質的に同様の構成部については、同一符号を付して説明を省略する。
次に、本発明の第2の実施形態に係る冷却風導入構造について、図4及び図5を用いて説明する。図4には、本発明の第2の実施形態に係る冷却風導入構造70が自動車Aの車両幅方向中央で切断された状態の車両側面視の断面図(第1の実施形態における図2に相当する断面図)にて示されている。また、図5には、冷却風導入構造70が斜視図にて示されている。なお、第1の実施形態と実質的に同様の構成部については、同一符号を付して説明を省略する。
図4に示されるように、フード30は、フード外板を構成するフードアウタパネル30Aと、フードアウタパネル30Aに対してフード下方側へ配置されてフード内板を構成するフードインナパネル30Bと、を備えている。フードアウタパネル30Aとフードインナパネル30Bとは、周縁部同士がヘミング加工で結合されている。また、フードアウタパネル30Aとフードインナパネル30Bとが結合された状態では、両者は閉断面構造を形成しており、両者の間にはフード上下方向の隙間が形成されている。
フードインナパネル30Bの前端部には、第二導入口としての空気取入口(フード開口部)30Cが形成されている。空気取入口30Cは、パワーユニット室14と、パワーユニット室14の上方側の車外空間と、を隔成するフード30に形成されることで、パワーユニット室14の上部に設けられている。また、フード30を閉止した状態では、空気取入口30Cは、車両前方斜め下方側へ向けて開口している。フードインナパネル30Bの後部には、パワーユニット12の上方側に空気流通孔30Dが貫通形成されている。すなわち、フード30の内部空間は、その後部側でパワーユニット室14の内部の後側上部空間と連通している。これらにより、冷却風導入構造70には、フード30の空気取入口30Cから、フードインナパネル30Bに沿ったフード前後方向の流路、パワーユニット室14の内部の後側上部空間、及び冷却ユニット40の車両上方側を経て冷却ユニット40の車両後方側に空気を導く第二通路としての冷却通路72が形成されている。
なお、フードインナパネル30Bに沿ったフード前後方向の流路、及び、パワーユニット室14の内部の後側上部空間は、第一通路46の車両上方側に設定されている。また、図中の矢印Fr3は、フードインナパネル30Bに沿ったフード前後方向の流路を通過する空気流(換言すれば、外気導入経路)を示す。
一方、フードアウタパネル30Aの後部には、フードインナパネル30Bの空気流通孔30Dに対してフード上方斜め前方側に空気流通孔30Eが貫通形成されている。フードアウタパネル30Aのフード上方側には、空気流通孔30Eの外周部にフードバルジ74が取り付けられている。図5に示されるように、フードバルジ74は、フード30のフード幅方向中央部に設けられている。図4及び図5に示されるように、フードバルジ74には、フード前方側からフード下方側へ貫通する第二導入口としての空気取入口(フードバルジ開口部)74Aが形成されている。図4に示されるように、フードバルジ74の空気取入口74Aは、フードアウタパネル30Aの空気流通孔30Eに対応する位置、換言すれば、パワーユニット室14の上部に設けられ、フード30の内部の後側空間を介してパワーユニット室14内に空気を取り入れるための入口とされている。これらにより、冷却風導入構造70には、フードバルジ74の空気取入口74Aから、フード30の内部の後側空間、パワーユニット室14の内部の後側上部空間、及び冷却ユニット40の車両上方側を経て冷却ユニット40の車両後方側に空気を導く第二通路としての冷却通路76が形成されている。
なお、フード30の内部の後側空間、及び、パワーユニット室14の内部の後側上部空間は、第一通路46の車両上方側に設定されている。また、図中の矢印Fr4は、フードバルジ74の内部及びフード30の内部の後側空間を通過する空気流(換言すれば、外気導入経路)を示す。
また、フード30の後端部側に設けられたカウル28は、樋状に形成され、フロントガラス78の下縁に沿って車両幅方向に延在している。カウル28には、略上下方向に貫通する第二導入口としての空気取入口(カウル開口部)28Aが形成されている。すなわち、カウル28の空気取入口28Aは、パワーユニット室14の上部に設けられている。これらにより、冷却風導入構造70には、カウル28の空気取入口28Aからパワーユニット室14の内部の後側上部空間、及び冷却ユニット40の車両上方側を経て冷却ユニット40の車両後方側に空気を導く第二通路としての冷却通路80が形成されている。
なお、カウル28の内部空間、及び、パワーユニット室14の内部の後側上部空間は、第一通路46の車両上方側に設定されている。また、図中の矢印Fr5は、カウル28の内部空間を通過する空気流(換言すれば、外気導入経路)を示す。なお、図5では、カウル28の図示を省略する。
本実施形態の構成によれば、例えば車両走行時やファンの作動時には、第1の実施形態と同様の作用に加えて、図4に示されるパワーユニット室14の上部に設けられた空気取入口30C、74A、28Aを通じて冷却通路72、76、80に空気が導入される。そして、冷却通路72、76、80に導入された空気も、第二通路60に導入された空気と共に、冷却風として第一通路46の車両上方側及び冷却ユニット40の車両上方側を経て冷却ユニット40の車両後方側に導かれる。このため、これらの空気も、パワーユニット12と熱交換した後にパワーユニット室14から熱気として排出される。これにより、パワーユニット室14の上部空間内の熱気が排出されつつ、より多くの外気が導入されるので、パワーユニット室14の上部空間内の温度が低く抑えられる。よって、パワーユニット室14の上部空間内の熱による第一通路46内の空気の温度上昇も効果的に抑えられため、第一通路46から冷却ユニット40に導かれる空気によって冷却ユニット40が一層効率的に冷却される。
[実施形態の補足説明]
なお、上記実施形態では、第一通路46は、第一ダクト50及び第二ダクト52を備えており、このような構成が好ましいが、例えば、第一通路と第二通路とが、オイルパン及びデフケース等や仕切り専用部品によって上下に仕切られた構成であってもよい。
なお、上記実施形態では、第一通路46は、第一ダクト50及び第二ダクト52を備えており、このような構成が好ましいが、例えば、第一通路と第二通路とが、オイルパン及びデフケース等や仕切り専用部品によって上下に仕切られた構成であってもよい。
また、上記実施形態の変形例として、冷却ユニット40(被冷却体)は、その全部が第二ダクト52内に配置された構成としてもよいし、その全部が第二ダクト52に対して車両後方側に配置されていてもよい。
また、上記実施形態の変形例として、冷却ユニット40(被冷却体)は、一部又は全部がフロアトンネル26の前側の開口端26Aよりも車両前方側に配置されていてもよい。
また、上記実施形態では、アンダカバー48に空気取入口48Aが形成されると共に下側ダクト56が形成されているが、これらが形成されない構成としてもよい。この場合、アンダカバー48は、傾斜したベンチュリ壁58に代えて、路面Rに対して略平行となるように平坦状に形成されてもよい。
また、上記実施形態では、パワーユニット12が内燃機関及びモータを含む構成とされているが、パワーユニットは、モータを含まない構成(エンジン車)としてもよいし、内燃機関を含まない構成(電気自動車)としてもよい。
また、上記実施形態では、ファン42は、作動することによって空気取入口34Aから第一通路46を通過する第一空気流Fr1及び空気取入口38Aから第二通路60を通過する第二空気流Fr2を生成し、第2の実施形態ではさらに空気取入口30C、74A、28Aから冷却通路72、76、80を通過する空気流Fr3、Fr4、Fr5を生成しており、このような構成が好ましい。しかし、例えば、ファンは、作動することによって、(第二導入口から第二通路を通過する第二空気流は生成せずに)第一導入口から第一通路を通過する第一空気流のみを生成する、というような構成とすることも可能である。
また、上記実施形態のファン42に代えて送風機としてのブロワが適用されてもよい。
また、上記第2の実施形態の変形例として、空気取入口38Aが設けられず、かつ、三つの空気取入口30C、74A、28Aのうちのいずれか一つが設けられてもよい。すなわち、第二通路60が設けられず、かつ、三つの第二通路としての冷却通路72、76、80のうちのいずれか一つが設けられてもよい。また、上記第2の実施形態の他の変形例として、四つの空気取入口38A、30C、74A、28Aのうちのいずれか二つが設けられてもよい。すなわち、第二通路60に三つの第二通路としての冷却通路72、76、80を加えた計四つの通路のうちのいずれか二つが設けられてもよい。さらに、上記第2の実施形態の他の変形例として、四つの空気取入口38A、30C、74A、28Aのうちのいずれか三つが設けられてもよい。すなわち、第二通路60に三つの第二通路としての冷却通路72、76、80を加えた計四つの通路のうちのいずれか三つが設けられてもよい。
なお、上記実施形態及び上述の複数の変形例は、適宜組み合わされて実施可能である。
なお、日本国特許出願No.2011−249950の開示は、その全体が参照により本明細書に援用される。
Claims (4)
- 車両前部に設けられたパワーユニット室内に配置され、車両が走行するための駆動力を発生するパワーユニットと、
前記パワーユニットに対して車両後方側に配置され、空気との熱交換によって冷却される被冷却体と、
前記パワーユニット室の前端下部に形成されて車両前向きに開口された第一導入口から、前記パワーユニットの車両下方側を経て前記被冷却体に空気を導く第一通路と、
前記パワーユニット室の上部に設けられた第二導入口から、前記第一通路の車両上方側及び前記被冷却体の車両上方側を経て前記被冷却体の車両後方側に空気を導く第二通路と、
を有する冷却風導入構造。 - 前記第二導入口は、前記パワーユニット室の前端上部に形成されて車両前向きに開口されている、請求項1記載の冷却風導入構造。
- 前記第一通路は、
前記第一導入口から前記パワーユニットの車両下方側に空気を導く第一ダクトと、
前記第一ダクトの車両後方側でかつ前記被冷却体の車両前方側に配置されて前記第一ダクト内を通過した空気を前記被冷却体に導く第二ダクトと、
を含んで構成されている、請求項1又は請求項2に記載の冷却風導入構造。 - 前記被冷却体に対して車両後方側に配置されてかつ作動することによって前記第一導入口から前記第一通路を通過する第一空気流及び前記第二導入口から前記第二通路を通過する第二空気流を生成する送風機が設けられている、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の冷却風導入構造。
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