JP5828860B2 - 自動車のエンジンルームにおける機器配置構造 - Google Patents

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Description

本発明は、ラジエータ、電子機器および吸気ダクトが配置される自動車のエンジンルームにおける機器配置構造に係り、ラジエータからの排風による電子機器の熱害を防止する技術に関する。
自動車のエンジンルームには、動力源である内燃機関のほかにも様々な機器が設置される。例えば、内燃機関は燃焼熱によって機関本体が高温になることから、内燃機関を冷却した冷却水の熱交換を行うラジエータが、通常はエンジンルームの前部に設けられる。また、内燃機関に新気を供給するための吸気装置や、内燃機関の排ガスを排出するための排気装置などもエンジンルーム内に設けられる。吸気装置では、熱膨張していない低温の新気を外部から取り入れるために、車体前部に設けられるフロントグリルの近傍となるエンジンルームの前部に吸気の導入口を配置するように吸気ダクトが設けられる。
一方、吸気ダクトには、新気を取り入れられるように配置する必要があるだけでなく、雨水などが浸入しないように配置する必要もある。そこで、簡単な構造で雨水などが導入口から吸気ダクト内に浸入することを防止し、しかも高温の空気の吸入を防止することを目的として様々な吸気ダクトの配置構造が提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1の吸気ダクトの配置構造では、吸気ダクトをラジエータの前方に配置し、吸気ダクトの導入口をラジエータのファンシュラウドの上方位置において後方を指向させる構成としている。
特開2009−208736号公報
ところで、エンジンルーム内には、前述したようなエンジン関連機器に加え、各種電子機器も配置される。そして電子機器は一般的に熱害に弱いことが多い。しかしながら、特許文献1では、このような電子機器の配置については何ら考慮されていない。
本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、ラジエータからの排風による電子機器の熱害を防止できる自動車のエンジンルームにおける機器配置構造を提供することを目的とする。
このような課題を解決するために、本発明の一側面によれば、冷却用ファン(20)が付設されたラジエータ(19)と、電子機器(ECU14)と、エンジン(9)に新気を導入するための吸気ダクト(11)とが配置される自動車(1)のエンジンルーム(2)における機器配置構造であって、前記電子機器(14)は、前記ラジエータ(19)に対して前記冷却用ファン(20)の排風側(後方)に配置され、前記吸気ダクト(11)は、前記冷却用ファン(20)による前記ラジエータ(19)からの排風面(冷却用ファン20の後面)に対向し、かつ当該ラジエータ(19)からの排風面と対向する側と相反する側(後側)で前記電子機器(14)に対向するように、前記ラジエータ(19)と前記電子機器(14)との間に配置された構成とする。
ここで、電子機器とは、電子部品に加え、電子部品を収容するケースを含む概念を指す。また、排風面とは、冷却ファンおよびラジエータのうち、冷却ファンの送風方向の下流側に配置されるものの下流側の面を指す。
この構成によれば、ラジエータからの排風が吸気ダクトにより遮蔽されるため、電子機器に直接排風が当たらなくなり、電子機器の熱害を防止できる。
また、本発明の一側面によれば、前記冷却用ファン(20)は駆動用モータ(22)を備え、当該駆動用モータ(22)によって駆動される構成とすることができる。
この構成によれば、吸気ダクトを冷却用ファンの中心付近に設置できるようになり、レイアウトの自由度が高くなる。
また、本発明の一側面によれば、記吸気ダクト(11)は、正面視において前記駆動用モータ(22)と重なる位置で前記冷却用ファン(20)の後方に配置された構成とすることができる。
この構成によれば、駆動用モータが台風の目のような役割を果たし、駆動用モータの後方にはラジエータからの排風が流れにくいため、吸気ダクトの熱害を最小限にしつつ、吸気ダクトの後方の電子機器の熱害を防止できる。
また、本発明の一側面によれば、前記エンジンルーム(2)の上部には、前記吸気ダクト(11)に隣接してバッテリ(13)が配置され、前記電子機器(14)は、前記エンジンルーム(2)の上部に配置されるとともに、正面視において前記吸気ダクト(11)の中心に対して前記バッテリ(13)寄りの位置に配置されている構成とすることができる。
ラジエータからの排風は、吸気ダクトを迂回して電子機器に当たり得るが、この構成によれば、吸気ダクトに対してバッテリが配置された側では、ラジエータからの排風の迂回がバッテリにより阻害され、吸気ダクトに対してバッテリが配置された側と相反する側では、電子機器がバッテリ寄りに配置されたことにより、吸気ダクトを迂回した排風が電子機器に届きにくくなる。そのため、電子機器の熱害防止を図ることができる。
このように本発明によれば、ラジエータからの排風による電子機器の熱害を防止できる自動車のエンジンルームにおける機器配置構造を提供することができる。
本発明に係る自動車の前部を示す斜視図 図1に示すエンジンルームの前部を示す平面図 車体を透視して示すエンジンルーム内機器の配置を示す正面図 図2の要部拡大図 図4中のV−V断面図 エンジンフードが閉じた態の自動車の要部をエンジンフードを透視して示す斜視図 エンジンフードが開いた状態の自動車の要部を示す斜視図 開いたエンジンフードを下方から見た斜視図
以下、図面を参照して、本発明に係る自動車1のエンジンルーム2における機器配置構造の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、自動車1の進行方向を基準にして前後左右を定めるものとする。
図1に示すように、自動車1の前部にはエンジンルーム2が設けられている。エンジンルーム2は、上面が開放された車体3と、エンジンルーム2の開口2aを開閉自在に設けられたエンジンフード4とによって画成される。エンジンフード4は、左右の後端部を車体3におけるエンジンルーム2の開口2aの後方にヒンジ結合されており、図示しないロック機構を解除して前端を持ち上げることで、ヒンジ結合部を中心にして回動可能とされている。なお、エンジンフード4は、閉じた状態において前方に向けて下方へ傾斜する(図5参照)。
図2に併せて示すように、エンジンルーム2の前部には、エンジンフード4を支持するための支持ロッド5が左右方向に延在するように配置されている。支持ロッド5は、右端を車体3に回動可能に係合させており、左右方向に延在する収納状態から左端が持ち上げられるように回動することで、図1に想像線で示すように起立し、先端の係合部をエンジンフード4に形成された被係合部に係合させてエンジンフード4を所定角度の開状態に保持する。なお、図1には、開方向の限界角度まで回動させたエンジンフード4を想像線で示し、支持ロッド5によって支持された開状態のエンジンフード4を実線で示している。
車体3の前面には、フロントバンパ6が下部に設けられ、フロントバンパ6の上方であって車幅方向中央にフロントグリル7が設けられている。フロントグリル7の左右両側にはヘッドライト8が設けられている。エンジンルーム2内には、エンジン本体9の他、トランスミッション10や、吸気ダクト11、エアクリーナ12、バッテリ13、ECU14(Electronic Control Unit)、放熱装置15(図2)などが配置されている。
図2に示すように、エンジンルーム2の前上部におけるフロントグリル7の後方には、左右方向に延在するバルクヘッドアッパ16(フレーム)が配置されている。放熱装置15は、バルクヘッドアッパ16の下方から後方にかけて配置され、放熱装置15の後方のやや右寄りにはエンジン本体9が横置きに配置されている。エンジン本体9の左面にはトランスミッション10が一体に取り付けられている。トランスミッション10の前方には、吸気ダクト11の上流部23が鉛直方向に延在するように配置され、吸気ダクト11の上流部23の左方やや後方の吸気ダクト11に隣接した位置にはバッテリ13が、そのさらに後方にはエアクリーナ12がそれぞれ配置されている。また、吸気ダクト11の上流部23およびバッテリ13の後方には、ECU14が配置され、放熱装置15とフロントグリル7との間には、一対のホーン17(クラクション)が配置されている。
バッテリ13は、概ね直方体形状を呈しており、エンジンルーム2の上部に配置されている。一方、バッテリ13は、最も面積が大きい面が前後方向に向くように横置きに配置され、車体3に設けられた図示しないブラケットにより支持されている。
放熱装置15は、エアコンディショナのコンデンサ18(図5参照)と、コンデンサ18の後方に配置されたラジエータ19(図5参照)と、ラジエータ19の後方の配置され、ラジエータ19に付設された左右一対の冷却用ファン20(図5参照)とを主要素として備えている。
図3に示すように、各冷却用ファン20は、円形の開口21aが形成された枠体21を有しており、ファン駆動用の電動モータ22が開口21aの中央に枠体21によって支持されている。なお図3には、回転ファンを省略して冷却用ファン20を示している。冷却用ファン20は、冷却水の水温が高くなると、電動モータ22を駆動して回転ファンを回転させ、ラジエータ19を通過するようにラジエータ19の前方から空気を吸引し、ラジエータ19で熱交換された排風を後方へ送風する。このように本実施形態ではラジエータ19の後方に冷却用ファン20が配置されているため、冷却用ファン20の後面が、より詳細には冷却用ファン20の後面に形成された開口21aが放熱装置15の排風面(冷却用ファン20によるラジエータ19からの排風面)となっている。
前述した吸気ダクト11の上流部23は、前方に開口する吸気の導入口24を上端に形成している。吸気ダクト11は、導入口24から後方へ延びた後、湾曲して左側の電動モータ22の後方を通過して下方へ延び、さらに湾曲して左方へ水平に延びた後、湾曲して上方斜め後方へ延び、エアクリーナ12を経由した後に右方へ延びている。なお、吸気ダクト11は、導入口24から取り入れた空気を後方からエンジン本体9に供給する。吸気ダクト11の左下部分には、共鳴現象を利用して吸気音を低減させるためのレゾネータ25が接続されている。レゾネータ25はバッテリ13の左下方に配置されている。
このような配置により、ECU14はラジエータ19に対して冷却用ファン20側、すなわちラジエータ19からの排風が排出される排風側に配置されている。一方、吸気ダクト11の上流部23は、冷却用ファン20によるラジエータ19からの排風面(本実施形態では、冷却用ファン20の後面)に前側が対向し、後側すなわちラジエータ19からの排風面と対向する前側と相反する側でECU14に対向するように、ラジエータ19とECU14との間に配置されている。これにより、ラジエータ19からの排風が吸気ダクト11により遮蔽され、ECU14に直接排風が当たらなくなるため、ECU14の熱害が防止される。
また、吸気ダクト11は、正面視において電動モータ22と重なる位置で冷却用ファン20の後方に配置されている。これは、冷却用ファン20が電動モータ22により駆動されるモータ駆動とされたことによって可能になったものであり、これにより、吸気ダクト11の冷却用ファン20の中心付近への設置が可能となり、レイアウトの自由度が向上している。そして、電動モータ22は台風の目のような役割を果たし、電動モータ22の後方にはラジエータ19からの排風が流れにくいため、吸気ダクト11が正面視において電動モータ22と重なる位置で冷却用ファン20の後方に配置されたことにより、吸気ダクト11の熱害を最小限にしつつ、吸気ダクト11の後方のECU14の熱害防止が図られる。
加えて、ECU14は、正面視において吸気ダクト11の中心に対して左方寄りの位置に配置され、前述したように吸気ダクト11の左方にはバッテリ13が隣接配置されている。このように吸気ダクト11の中心に対してバッテリ13寄りの位置にECU14が配置されることにより、ラジエータ19からの排風が吸気ダクト11を迂回してECU14に当たることも抑制される。
図4および図5に示すように、吸気ダクト11の上流部23は、上下方向に延在する管状部26と、管状部26の上端を受容するとともに導入口24を形成する箱状部27とによって構成されている。さらに管状部26は、概ね一定断面の管部28と、管部28の先端に取り付けられ且つ箱状部27に保持される広がり管29とによって構成されている。一方、箱状部27は、その下部を構成するダクト下部30と、その上部を構成するダクト上部31とによって構成されており、ダクト下部30とダクト上部31とが協働して吸気通路および導入口24を形成している。なお、管部28、広がり管29およびダクト下部30は比較的剛性の高い樹脂から形成され、ダクト上部31は、ダクト下部30に比べて高い弾性を有する弾性素材から形成されている。管部28は、前述したようにラジエータ19からの排風面に対向しているが、熱伝導率が比較的低い樹脂を素材としているため、内部を流通する吸気への加熱は抑制される。
管状部26の上端は前方に若干湾曲している。広がり管29は上端に向けてなだらかに拡径しており、箱状部27を流通する空気を管部28に吸入しやすくする。広がり管29は基端側を箱状部27によって保持されており、これにより、管状部26は上方斜め前方に向く開口26aを箱状部27の内部、すなわち箱状部27の底壁33から上方斜め前方に離間した位置に形成している。
箱状部27の下部を構成するダクト下部30は、後方斜め上方に延在して広がり管29を保持する底壁33と、底壁33の前縁および後縁からそれぞれ上方斜め前方に延出する前壁34および後壁35と、底壁33の左右の側縁からそれぞれ上方に延出して前壁34と後壁35とを連結する左右の側壁36と、左右の側壁36および後壁35に接続する上壁37と、前壁34の上縁から前方に延出する壁(以下、下壁38と称する。)とを有している。なお、ダクト下部30は、底壁33側の部材と上壁37側の部材とを組み合わせることで箱状となっている。
上壁37は、左右方向および前後方向に延在する縦壁39によって複数の開口40(本実施形態ではスリット)を形成するメッシュ部分41と、メッシュ部分41の前方以外の3方を取り囲むように平面視で前方に開くコ字状に形成され、上向き平面42aを有する枠状部分42とから構成されている。また、メッシュ部分41の前縁と前壁34の上縁とは互いに離間しており、それらの間には各スリット(開口40)よりも大きな開口43が形成されている。枠状部分42は、前壁34の上縁からさらに前方に下壁38の左右の側縁に沿って延出しており、下壁38の左右の側縁に上向き平面42aを形成している。
下壁38は、前壁34の上縁から前方斜め上方に延在した後、屈曲して前方斜め下方に延在し、さらに屈曲して前方に水平に延在してバルクヘッドアッパ16の上方を通過した後に前方斜め下方へ延びてフロントグリル7の上壁の下方に差し込まれている。つまり、前方から後方を見たときに(吸気流れに沿って吸気下流側を見たときに)、バルクヘッドアッパ16の上方を水平に延在する部分の後方に連続する部分が、後方に向けて隆起する(上方へ傾斜する)隆起部44を構成している。なお、下壁38は2つのクリップ45によってバルクヘッドアッパ16に固定されている。
下壁38における隆起部44およびその後方部分は、図5の断面では上に凸の三角形を呈している。そして、隆起部44の頂部44aの下方にラジエータ19が配置されている。また隆起部44は、図4に示すように、上壁37の枠状部分42の間に形成されており、前方に向けて開く台形状を呈している。隆起部44には、水抜き孔として機能する複数の貫通孔44bが形成されている。これらの貫通孔44bは、ここでは隆起部44の面積の大部分を占める大きさとされている。他の実施形態では、貫通孔44bを隆起部44の下部のみに形成してもよく、隆起部44の前方に連なる水平部分の後端に形成してもよい。このように隆起部44の頂部44aよりも手前(前方)に水抜き孔が設けられているため、水や異物が進入してもこの貫通孔44bから排出できるようになっている。
上壁37の枠状部分42におけるコ字状の開放端部分は、隆起部44の形状に沿って前方に向けて開くハ字状となっている。隆起部44の前方に位置するバルクヘッドアッパ16の上方で水平に延在する部分には、クリップ45用の挿通孔が形成されるほかに、エンジンフード4の閉塞時の衝撃を吸収するゴム製の衝撃吸収材46をバルクヘッドアッパ16の上面に取り付けるための取付孔が形成されている。下壁38におけるフロントグリル7の後縁から若干後方の位置には、上方に突出し左右方向に延在する遮断壁47が一体形成されている。
図5および図6に示すように、箱状部27の上部を構成するダクト上部31は、コ字状の枠状部分42に沿って立設された後壁51と、左右の側壁52と、後壁51および左右の側壁52の上端に形成された天壁53とを有している。天壁53の前縁は、左右方向に延在しており、隆起部44の頂部44aの上方に位置している。左右の側壁52は、枠状部分42に沿って天壁53の前縁よりもさらに前方へ延出し、バルクヘッドアッパ16の後部に至っている。すなわち、左右の側壁52も、枠状部分42の前部と同様に、隆起部44の頂部44aから前方に向けて開く平面視ハ字状に形成されている。
また、左右の側壁52における天壁53の前縁よりもさらに前方へ延出する部分は、上縁がエンジンフード4の下面に沿って前下がりに傾斜してバルクヘッドアッパ16の後部まで延び、前端縁が鉛直に形成されている。つまり、天壁53がない部分では、下壁38、左右の側壁52およびエンジンフード4によって囲まれる部分が吸気通路となっており、左右の側壁52の前方では、吸気通路が左方および右方に開放されている。これにより、側壁52の前縁に形成される導入口24がラジエータ19よりも前方に配置され、左右の側壁52がない、導入口24よりも前方の部分では、導入口24へ側方から空気が流入するようになっている。このように導入口24がラジエータ19よりも前方に位置することで、フロントグリル7からエンジンルーム2内に進入した車外の新気が導入口24から吸気ダクト11に取り入れられる。また、エンジンフード4自体が吸気通路を構成するので、部品点数の削減あるいは部品の小型化が可能である。
ダクト上部31は、天壁53の前部および左右の側壁52の先端(ハ字状に突出する部分の先端)の3箇所が図示しないクリップによってエンジンフード4の下面に固定されることで、図8に示すようにエンジンフード4に取り付けられる。なお、天壁53の前部に取り付けられるクリップは、エンジンフード4の下面に取り付けられるインシュレータ55をダクト上部31とエンジンフード4との間に挟むように取り付けられ、ダクト上部31およびインシュレータ55を共にエンジンフード4に固定している。
前述したようにダクト上部31は弾性素材から形成されており、エンジンフード4が閉じた状態でダクト下部30に弾性接触している。また、ダクト上部31の下端すなわち左右の側壁52および後壁51の下端には、下方へ向けて外方へ湾曲する平面視コ字状のリップシール56(図5)が一体形成されている。これにより、エンジンフード4が閉じた状態でダクト上部31がダクト下部30に密着し、導入口24以外から空気を吸入しないようになっている。
図4に示すように、ダクト下部30の左方には、ラジエータ19の上部を支持するステー57がバルクヘッドアッパ16からさらに後方へ延出するようにバルクヘッドアッパ16に取り付けられている。ステー57の上面には一対の鋼製の挟持片からなるクリップ58が設けられており、このクリップ58により支持ロッド5の先端側部分が保持される。なお、支持ロッド5は後述するように保持部60によっても保持されるため、このクリップ58は省略することも可能である。
図4および図5に示すように、ダクト下部30の左右の側壁36には、それぞれ支持ロッド5を保持する保持部60が設けられている。各保持部60は、ゴムやエラストマなどの高分子材料からなる弾性体であり、枠状部分42および側壁36に形成された切欠に嵌め込まれている。各保持部60は、上面に開口して左右方向に延在する保持溝61を有している。
保持溝61は、支持ロッド5の断面形状に適合した形状、すなわち支持ロッド5の断面形状よりも若干小さな溝下部と、溝下部から上方に向けて拡幅し、その上端で支持ロッド5の直径よりも若干大きくなるように形成された溝上部とを有する形状とされている。したがって、エンジンフード4が閉じられる際には、図4および図7に示すように、支持ロッド5が溝上部から容易に保持溝61内に挿入され、溝下部において保持溝61内の支持ロッド5が保持部60により保持される。
また、図7および図1に示したエンジンフード4が開いた状態では、ダクト上部31がエンジンフード4とともに上方へ移動する。エンジンフード4が閉じたエンジンルーム2内では、箱状部27が形成され、その上部(ダクト上部31)がエンジンフード4に接する位置まで上方へ突出しているが、エンジンフード4が開くと、ダクト上部31がエンジンフード4とともに上方へ移動する。
ところで、メンテナンスなどのためにダクト下部30の上方を経由して他の機器にアクセスする際に工具などを落とすと、ダクト上部31がないことから工具が吸気ダクト11内に落下する虞がある。これに対して本実施形態では、ダクト下部30がメッシュ部分41を有する上壁37を備えて構成としているため、大きな工具が吸気ダクト11内に落下することはない。なお、図5を参照して前述したように、メッシュ部分41の前方(前壁34との間)には比較的大きな開口43が形成されているが、管状部26の広がり管29が箱状部27の底壁33よりも上方へ突出しているため、工具などが開口43から箱状部27内に落下したとしても、箱状部27の底壁33上に留まり、管状部26内にまで落下することはない。
さて、支持ロッド5を保持部60に保持させた状態でエンジンフード4を閉じると、図5および図6に示すように、支持ロッド5が吸気ダクト11の箱状部27を貫通する状態でダクト上部31がダクト下部30と協働して吸気通路を画成する。このように、支持ロッド5が吸気ダクト11の箱状部27を貫通する構成となっているため、吸気ダクト11の導入口24をラジエータ19よりも前方に配置する構成としたうえで、支持ロッド5を所望の位置、すなわち吸気ダクト11を通過する位置に配置することが可能となっている。また、吸気ダクト11を貫通する部分で、弾性体からなる保持部60によって支持ロッド5が保持されるため、エンジン振動や自動車1の走行振動が発生しても、支持ロッド5ががたつくことがなく、吸気ダクト11の箱状部27に対する打音が発生することもない。
図5および図8に示すように、エンジンフード4の前部下面には、エンジンフード4を閉じた状態で遮断壁47の前方、すなわち導入口24に対して前方に所定の間隔をあけた位置においてフロントグリル7に弾性接触するシール部材63が、概ね左右方向に延在するように取り付けられている。シール部材63は、ダクト上部31の前方を覆うように、ダクト上部31やダクト下部30の幅よりもやや大きな長さとされている。これにより、車体3とエンジンフード4との隙間がシール部材63によって閉塞されるため、走行中に自動車1が水溜まりに進入して撥ねた水などがこの隙間からエンジンルーム2内に浸入せず、吸気ダクト11が水を吸入することはない。
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、上記実施形態では、冷却用ファン20がラジエータ19の後方に付設されているが、ラジエータ19の前方に冷却用ファン20が付設されていてもよい。この場合、冷却用ファン20が上記実施形態と同様に後方へ送風するのであれば、冷却用ファン20によるラジエータ19からの排風面は、ラジエータ19の後面になる。この他、上記実施形態に示した機器配置構造の各部材や部位の具体的構成や配置、数量、角度などは、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。一方、上記実施形態に示した機器配置構造の各構成要素は必ずしも全てが必須ではなく、適宜選択することができる。
1 自動車
2 エンジンルーム
9 エンジン本体
11 吸気ダクト
13 バッテリ
14 ECU(電子機器)
19 ラジエータ
20 冷却用ファン
22 電動モータ(駆動用モータ)

Claims (2)

  1. 駆動用モータを備え、当該駆動用モータによって駆動される冷却用ファンが付設されたラジエータと、電子機器と、エンジンに新気を導入するための吸気ダクトとが配置される自動車のエンジンルームにおける機器配置構造であって、
    前記電子機器は、前記ラジエータに対して前記冷却用ファンの排風側に配置され、
    前記吸気ダクトは、前記冷却用ファンによる前記ラジエータからの排風面に対向し、かつ当該排風面と対向する側と相反する側で前記電子機器に対向するように、前記ラジエータと前記電子機器との間に配置され
    前記吸気ダクトは、正面視において前記駆動用モータと重なる位置で前記冷却用ファンの後方に配置されたことを特徴とする自動車のエンジンルームにおける機器配置構造。
  2. 前記エンジンルームの上部には、前記吸気ダクトに隣接してバッテリが配置され、
    前記電子機器は、前記エンジンルームの上部に配置されるとともに、正面視において前記吸気ダクトの中心に対して前記バッテリ寄りの位置に配置されていることを特徴とする、請求項1に記載の自動車のエンジンルームにおける機器配置構造。
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