JP5505252B2

JP5505252B2 - 車両用ダクト構造

Info

Publication number: JP5505252B2
Application number: JP2010234678A
Authority: JP
Inventors: 敬太伊藤; 義人吉原
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-10-19
Filing date: 2010-10-19
Publication date: 2014-05-28
Anticipated expiration: 2030-10-19
Also published as: JP2012086660A

Description

本発明は、車両用ダクト構造に関する。

フロントバンパの上下に形成されたアッパグリル及びロアグリルから取り入れられた冷却風を、フロントバンパの車両後方側に配置されたラジエータ等の熱交換器に導入する導風ダクトが知られている。

このような導風ダクトは、導風効率を向上させるために、フロントバンパと熱交換器とに密着して配置されており、このため車両前面衝突時にフロントバンパに車両前方から衝撃が加わると、その衝撃を受けてフロントバンパが後退し、フロントバンパに押された車両用導風ダクトがフロントバンパと熱交換器との間で潰されて破損する。

例えば、特許文献１には、バンパーと熱交換器との間に介在され、バンパーの開口から導入された外気を熱交換器に導くと共に、車外からバンパーに入力される衝撃による変位を吸収する変位吸収部を有する車載用導風ダクトにおいて、変位吸収部は、衝撃の入力方向に延在するよう車両用ダクトに予め形成されたスリットと、該スリットの部分を端部としスリットの延在方向と略直交する方向に沿って山型に折り曲げられた折り曲げ部と、からなる車載用導風ダクトが提案されている（特許文献１を参照）。

ここで、車外からバンパーに入力される衝撃を吸収する場合、車載用導風ダクトが折れるまではエネルギー吸収効果は発揮されない。よって、車載用導風ダクトが受ける荷重は、車載用導風ダクトが折れるまでは急激に増大し、その後、車載用導風ダクトが折れる際にエネルギーが吸収されることで荷重が急激に減小する。つまり、車載用導風ダクトが折れる瞬間を境に、受ける荷重が急激に変化する。よって、車載用導風ダクトが受ける荷重がピークを持ち、荷重の最大値はこのピーク値となる。

特開２００１−０８０３７１号公報

本発明は、上記を考慮し、車両前面衝突時における車両用ダクトが受ける荷重の最大値を小さくしつつ、衝突エネルギーを効果的に吸収することができる車両用ダクト構造を提供することが課題である。

請求項１の発明は、車両前面に開口し、冷却風を導入する開口部と、前記開口部の車両後方側に設けられた熱交換器と、の間に設けられ、前記開口部から導入された前記冷却風を前記熱交換器に導く車両用ダクトと、前記車両用ダクトの外壁の一部を構成し、前記車両用ダクトに導入された前記冷却風を整流する整流板と、前記整流板とこれと隣接する外壁との境界部に形成された脆弱部と、前記熱交換器から前記車両用ダクトに向かって延出する延出部材と、前記延出部材における延出方向の端部に形成され、前記車両用ダクトが車両後方側に移動すると、前記整流板の後端部を受け、前記後端部が車両前方側を向くように前記整流板を湾曲させる凹部と、を備える。

請求項１の発明では、車両前面衝突時に、車両用ダクトが車両後方側に移動すると、整流板の後端部も車両後方側に移動する。この移動する整流板の後端部が熱交換器から延出する延出部材の端部の凹部で受け止められる。そして、凹部によって整流板の後端部が車両前方側を向くように整流板が湾曲することで、衝突エネルギーが吸収される。よって、車両用ダクトが受ける荷重が低減する。

ここで、衝突エネルギーは、車両用ダクトを構成する整流板が湾曲する際に吸収される、すなわち、整流板が湾曲し続ける間、衝突エネルギーが吸収される。よって、例えば、車両用ダクトが折れたり破損したりして衝突エネルギーを吸収する構成と比較し、車両用ダクトが受ける荷重のピーク値が小さくなり、すなわち受ける荷重の最大値が小さくなる。

請求項２の発明は、前記凹部は、前記整流板の前記後端部が車両前方側に向いたのち、前記ダクトが車両後方側に移動するに従って、前記整流板が巻き回るように形成されている。

請求項２の発明では、車両用ダクトが車両後方側に移動するに従って整流板が巻き回るので、整流板が巻き回らない構成と比較し、狭いスペースであっても車両用ダクトの車両後方側の移動量が確保される。

請求項３の発明は、前記延出部は板状とされ、前記車両用ダクトから排出された前記冷却風が板状の前記延出部に前記熱交換器に導かれる。

請求項３の発明では、延出部が熱交換器に冷却風を導く導風効果を有するので、車両用ダクトと板状の延出部とで熱交換器に冷却風が導かれ、その結果、熱交換器の冷却効率が向上する。

請求項１に記載の発明によれば、車両用ダクトが折れたり破損したりして衝突エネルギーを吸収する構成と比較し、車両用ダクトが受ける荷重の最大値を小さくしつつ、衝突エネルギーを効果的に吸収することができる。

請求項２に記載の発明によれば、整流板が巻き回らない構成と比較し、狭いスペースであっても、車両用ダクトの車両後方側の移動量を確保することができる。

請求項３に記載の発明によれば、延出部が熱交換器に冷却風を導く導風効果を有しない構成と比較し、熱交換器の冷却効率を向上させることができる。

本発明の実施形態に係る車両用ダクト構造が適用された車両を示す斜視図である。本発明の実施形態に係る車両用ダクト構造が適用された車両の前部構造を示す図１の２−２線に沿った断面図である。（Ａ）は本発明の実施形態に係る車両用ダクト構造を構成するロアダクトと導風シュラウドを有するラジエータとが分離された状態の斜視図であり、（Ｂ）はロアダクトと導風シュラウドを有するラジエータとが組み合われた状態の斜視図である。（Ａ）は本発明の実施形態に係る車両用ダクト構造を構成するロアダクトのサイドダクトを示す拡大斜視図であり、（Ｂ）は車両前面衝突時にサイドダクトが曲がった状態を示す拡大斜視図である。（Ａ）は本発明の実施形態に係る車両用ダクト構造を構成するロアダクトと導風シュラウドを有するラジエータとが組み合われた状態の斜視図であり、（Ｂ）は車両前面衝突時に整流板が湾曲し巻き回った状態を示す斜視図である。（Ａ）は車両前面衝突する前の整流板の状態を模式的に示す側面図であり、（Ｂ）は車両前面衝突時に整流板が湾曲し巻き回った状態を模式的に示す側面図である。本発明の実施形態に係る図１とは別の第一の他の構成における（Ａ）は車両前面衝突する前の整流板の状態を模式的に示す側面図であり、（Ｂ）は車両前面衝突時に整流板が湾曲し巻き回った状態を模式的に示す側面図である。本発明の実施形態に係る図１とは別の他の第二の他の構成における（Ａ）は車両前面衝突する前の整流板の状態を模式的に示す側面図であり、（Ｂ）は車両前面衝突時に整流板が湾曲し巻き回った状態を模式的に示す側面図である

図１〜図８を用いて、本発明の実施形態に係る車両用ダクト構造について説明する。なお、各図において、車両前後方向の車両前方側を矢印ＦＲ、車両上下方向の車両上方側を矢印ＵＰ、車両幅方向の車両外側を矢印ＯＵＴで示している。

＜車両前部構造＞
本発明の実施形態に係る車両用ダクト構造が適用された車両前部構造について説明する。

図１と図２とに示すように、車両１０の前面には、車両幅方向に沿ってフロントバンパ１２が設けられている。図２に示すように、フロントバンパ１２の内部には、車両幅方向を長手方向として配置されたバンパリインフォース５０が設けられている。車両１０の前部には、エンジン（図示略）が配置されると共に、エンジンフード１６（図１も参照）で覆われたエンジンルーム１４が設けられている。また、図１に示すように、車両１０には、車両幅方向の両端部におけるフロントバンパ１２の車両上方側に、ヘッドライト１８が設けられている。

図２に示すように、エンジンルーム１４内には、熱交換器の一例としてのラジエータ６０が設けられている。ラジエータ６０は正面視において矩形状とされている。また、ラジエータ６０はアルミニウム製などの細管を多数並べた構造とされ、車両前方側の正面６０Ａには、細管に設けられたフィン６６が露出している。ラジエータ６０の細管には、エンジン（図示略）との間を循環する冷却水が流れている。

なお、本実施形態では、熱交換器としてラジエータ６０を一例として説明するが、熱交換器としては、ラジエータ６０に加えて、車両用空調装置を形成するコンデンサ（放熱器）など、車両１０に設けられる各種の熱交換器を含むことができる。

図１と図２とに示すように、車両１０の前面におけるフロントバンパ１２の下部には、ロアグリル７０が形成されている。また、車両１０の前面におけるフロントバンパ１２の上方側（フロントバンパ１２とエンジンフード１６の間）で、且つ、ヘッドライト１８（図１参照）の間に、アッパグリル８０が形成されている。ロアグリル７０及びアッパグリル８０には、車両幅方向を長手方向として配置された複数のフィン３２が、車両上下方向に間隔をあけて配設されている。

車両１０では、ロアグリル７０及びアッパグリル８０のそれぞれから、外気を冷却風として取り入れエンジンルーム１４内に導入する。そして、取り入れられた冷却風（外気）がラジエータ６０を通過する際に、ラジエータ６０の中を流れる冷却水との間で熱交換が行われることにより、冷却水の冷却が行われ、これによりエンジン（図示略）が冷却される。

図２に示すように、ラジエータ６０の車両後方側は、ファンシュラウド６２によって囲われている。このファンシュラウド６２は、車両後方側に延出し、車両後方側端部には開口部６２Ａが形成されている。また、この開口部６２Ａ内に冷却ファン６４が設けられている。そして、この冷却ファン６４がファンモータやエンジン（図示略）等の駆動力によって回転駆動されることで、車両１０が停止中であっても車両前方側の外気がロアグリル７０及びアッパグリル８０から冷却風として導入される。

図２と図３とに示すように、ラジエータ６０の周囲を構成する枠部６８における車両前方側の車両幅方向両外側には、車両用ダクト構造を構成する左右一対の板状の導風シュラウド３００が設けられている。板状の導風シュラウド３００は、車両幅方向を板厚方向して配置され、車両前方側に向かって延出されている。

また、導風シュラウド３００の車両前方側端部には、側面視で車両後方側に凹状となった略円形状の凹部３１０、３２０、３３０がこの順番で下から順番に三つ上下に並んで形成されている（図２参照）。なお、下側の凹部３１０は、車両前方側の上端形状部が下側に突出するように形成されている。また、真中と上側の凹部３２０、３３０（図２参照）は、車両前方側の下端形状部が上側に突出するように形成されている。

ここまで説明したように、車両１０の前部には、ロアグリル７０及びアッパグリル８０と、バンパリインフォース５０を有するフロントバンパ１２と、が設けられ、エンジンルーム１４におけるロアグリル７０及びアッパグリル８０とバンパリインフォース５０の車両後方側にラジエータ６０が配置された構成とされている。

ロアグリル７０とラジエータ６０との間には、ロアグリル７０から導入された冷却風をラジエータ６０に導く流路を形成するロアダクト１００Ｌが設けられている。また、アッパグリル８０とラジエータ６０との間には、アッパグリル８０から導入された冷却風をラジエータ６０に導く流路を形成するアッパダクト１００Ｕが設けられている。

＜ロアダクト及びアッパダクト＞
つぎに、本発明の実施形態に係る車両用ダクト構造を構成するロアダクト１００及びアッパダクト１００Ｕについて説明する。なお、バンパリインフォース５０の車両上下方向の下側に配置されたロアダクト１００Ｌと、バンパリインフォース５０の車両上下方向の上側に配置されたアッパダクト１００Ｕと、は後述する底面を構成する部位以外は、基本的な構造は同様である。

よって、以降の説明ではロアダクト１００Ｌを例にとって説明すると共に、符号の後のＬ及びＵは、これらを区別する必要がある場合を除いて省略して説明する。

図２に示すように、ロアダクト１００Ｌは、冷却風を車両前後方向に導風する流路１０２が形成されている。流路１０２は断面略矩形状の筒状とされている。

図３に示すように、ロアダクト１００Ｌの流路１０２の天井面を構成する整流板１１０及び底面を構成するロアアブソーバ１２０は、ロアダクト１００の流路１０２の車両方幅方向外側の両側面を構成するサイドダクト１３０よりも車両幅方向外側に延在するように構成されている。

そして、ロアダクト１００Ｌを構成する整流板１１０及びロアアブソーバ１２０と、サイドダクト１３０と、の境界部分には、車両後方側から車両前方側に向かってスリット１４０が形成されている。言い換えると、ロアダクト１００の流路１０２の角部にはスリット１４０が形成されている。

サイドダクト１３０における車両前後方向の中央部の外面には、車両上下方向に沿って線状の細溝１３２が形成されている（図４も参照）。なお、サイドダクト１３０は、細溝１３２の部位が車両幅方向外側に若干凸状となるように構成されている（図４も参照）。

図２に示すように、一方、アッパダクト１００Ｕは、前述したようにロアダクト１００Ｌと略同様の構成であるが、底面がロアアブソーバ１２０でなく、整流板１１０Ｕで構成されている。

そして、図２及び図３（Ｂ）に示すように、ロアダクト１００Ｌとアッパダクト１００Ｕの３枚の整流板１１０の車両後方側端部１１０Ｒが、ラジエータ６０の車両幅方向両外側に設けられた導風シュラウド３００の凹部３１０、３２０、３３０の中に若干入り込むように、組み付けられている。

＜作用及び効果＞
つぎに本実施形態の作用及び効果について説明する。なお、以降の説明では、主にロアダクト１００Ｌを図示し説明するが、アッパダクト１００Ｕも同様である。

図５と図７とに示すように、車両１０（図１を参照）の前面衝突時に、ロアダクト１００Ｌが車両後方側に移動すると、導風シュラウド３００の端部の凹部３１０が整流板１１０の後端部１１０Ｒを受け止め、整流板１１０の後端部１１０Ｒが凹部３１０の内周面に沿って、後端部１１０Ｒが車両前方側を向くように整流板１１０が湾曲する（図７（Ａ）の矢印Ｊ１を参照）。

凹部３１０は車両前方側の上端形状部が下側に突出するように形成されている。よって、ロアダクト１００が車両後方側に移動するに従って整流板１１０が巻き回る（図７（Ａ）の矢印Ｊ２を参照）。そして、このように整流板１１０が湾曲し巻き回ることで、衝突エネルギーが吸収される。

なお、図示は省略するが、アッパダクト１００Ｕが車両後方側に移動すると、導風シュラウド３００の端部の凹部３２０、３３０が整流板１１０の後端部１１０Ｒを受け止め、整流板１１０の後端部１１０Ｒが凹部３２０、３３０に沿って、後端部１１０Ｒが車両前方側を向くように整流板１１０が湾曲した後、巻き回る。

本実施形態では、ロアダクト１００Ｌの整流板１１０は、凹部３１０が車両前方側の上端形状部が下側に突出するように形成されているので、図２における反時計周りに渦を巻くように巻き回される。一方、アッパダクト１００Ｕの整流板１１０は、凹部３２０、３３０が車両前方側の下端形状部が上側に突出するように形成されているので、図２における時計周りに渦を巻くように巻き回される。

なお、本実施形態では、ロアダクト１００Ｌ及びアッパダクト１００Ｕにはスリット１４０が形成されているので、整流板１１０がサイドダクト１３０に拘束されることなく、湾曲し巻き回る。

ここで、例えば、車両用ダクトが折れたり破損したりして衝突エネルギーを吸収する構成の場合は、車載用ダクトが受ける荷重は、車載用ダクトが折れるまでは急激に増大し、その後、車載用ダクトが折れるときにエネルギーが吸収されることで荷重が急激に減小する。つまり、車載用ダクトが折れる瞬間を境に、受ける荷重が急激に変化する。よって、車載用ダクトが受ける荷重がピークを持つので、受ける荷重の最大値（ピーク値）が大きくなる。

これに対して、本実施形態のロアダクト１００Ｌ及びアッパダクト１００Ｕは、整流板１１０が湾曲し巻き回る間中、衝突エネルギーが吸収される。したがって、折れたり破損したりして衝突エネルギーを吸収する構造と比較し、車両前面衝突時におけるロアダクト１００Ｌ及びアッパダクト１００Ｕが受ける荷重のピーク値が小さくなり、すなわち、受ける荷重の最大値が小さくなる。つまり、ピーク値、すなわち最大値は小さくても、衝突エネルギーを吸収する時間は長くなる。

また、本実施形態では、ロアダクト１００Ｌ及びアッパダクト１００Ｕが車両後方側に移動するに従って整流板１１０が巻き回るので、狭いスペースであっても、ロアダクト１００Ｌ及びアッパダクト１００Ｕの車両後方側の移動量を、大きく確保することができる。

なお、ロアダクト１００Ｌ及びアッパダクト１００Ｕが車両後方側に大きく移動しても、図４（Ｂ）に示すように、サイドダクト１３０は枠部６８に当たり、細溝１３２部分が車両幅方向外側に突出するように曲がることで、衝突エネルギーが吸収される。

更に、ロアダクト１００Ｌ及びアッパダクト１００Ｕと板状の導風シュラウド３００とで、ラジエータ６０に冷却風が導かれるので、ラジエータ６０の冷却効率が向上する。

また、導風シュラウド３００によってロアダクト１００Ｌ及びアッパダクト１００Ｕがラジエータ６０のフィン６６に直接接触しないので、フィン６６の破損が防止される。

また、整流板１１０が湾曲するので、整流板１１０が割れて、その破片がラジエータ６０に当たり損傷する可能性が低下する。

＜その他＞
本発明は上記実施形態に限定されない。

例えば、上記実施形態では、ロアダクト１００Ｌ及びアッパダクト１００Ｕが車両後方側に移動するに従って整流板１１０が巻き回るように構成されていたが、これに限定されない。

例えば、図７に示すように、車両前方側の上端形状部が略水平の凹部３１２とし、整流板１１０が略Ｕ字状に湾曲する構成であってもよい。

或いは、図８に示すように、車両前方側の上端形状部が斜め前方上側に傾斜する凹部３１４とし、整流板１１０の端部１１０Ｒが斜め上方に向くように湾曲する構成であってもよい。

要は、整流板１１０が折れることなく、Ｒ形状を有して湾曲する構成であればよい。

また、本実施形態では、ロアダクト１００Ｌ及びアッパダクト１００Ｕの上面及び下面を構成する整流板１１０が、サイドダクト１３０に拘束されることなく自由に湾曲するために角部にスリット１４０を形成したが、これに限定されない。例えば、整流板１１０とサイドダクト１３０との境界の部位（角部）を肉薄とし、容易に破断するように構成されていてもよい。

また、本実施形態では、ロアダクト１００Ｌ及びアッパダクト１００Ｕの上面及び下面を構成する整流板１１０が湾曲する構成であったがこれに限定されない。ロアダクト１００Ｌ及びアッパダクト１００Ｕの側面を構成するサイドダクト１３０も湾曲する構成であってもよい。

尚、本発明は上記実施形態に限定されない。本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない。

１０車両
６０ラジエータ（熱交換器）
７０ロアグリル（開口部）
８０アッパグリル（開口部）
１００Ｌロアダクト（車両用ダクト）
１００Ｕアッパダクト（車両用ダクト）
１１０整流板
１３０サイドダクト（外壁）
１４０スリット（脆弱部）
３００導風シュラウド（延出部材）
３１０凹部
３１２凹部
３１４凹部
３２０凹部
３３０凹部

Claims

車両前面に開口し、冷却風を導入する開口部と、前記開口部の車両後方側に設けられた熱交換器と、の間に設けられ、前記開口部から導入された前記冷却風を前記熱交換器に導く車両用ダクトと、
前記車両用ダクトの外壁の一部を構成し、前記車両用ダクトに導入された前記冷却風を整流する整流板と、
前記整流板とこれと隣接する外壁との境界部に形成された脆弱部と、
前記熱交換器から前記車両用ダクトに向かって延出する延出部材と、
前記延出部材における延出方向の端部に形成され、前記車両用ダクトが車両後方側に移動すると、前記整流板の後端部を受け、前記後端部が車両前方側を向くように前記整流板を湾曲させる凹部と、
を備える車両用ダクト構造。
前記凹部は、前記整流板の前記後端部が車両前方側に向いたのち、前記車両用ダクトが車両後方側に移動するに従って、前記整流板が巻き回るように形成されている請求項１に記載の車両用ダクト構造。
前記延出部は板状とされ、前記車両用ダクトから排出された前記冷却風が板状の前記延出部によって前記熱交換器に導かれる請求項１又は請求項２に記載の車両用ダクト構造。