JP6609430B2 - エンジン房冷却構造 - Google Patents

Description

この発明は、エンジン房冷却構造に係り、特に、床部材で下側が覆われたエンジン房を空気流により冷却するエンジン房冷却構造に関する。

近年、自動車の床下を流れる空気流の抵抗を抑制するために、自動車の下部を覆うようにアンダーカバーなどの床部材が配置されている。この床部材により空気抵抗が低下する一方で、エンジンなどの駆動部を配置したエンジン房が下側から覆われるため、エンジン房内の空気が流通し難く、高温となる駆動部などを冷却することが困難であった。そこで、床部材の下側を流れる空気流の抵抗を抑制しつつ床部材の下側とエンジン房内との間で空気をスムーズに流通させることが求められている。

床部材の下側から上側に空気流をスムーズに導く技術として、例えば、特許文献１には、アンダーカバーの走行輪よりも前方の平坦な部分において、走行輪とサスペンションアームの車体側取付点との間の前方延長領域で、かつ、車両前方からの空気の床下流れが再付着する部位に空気導入部を設けた自動車のアンダーフロア構造が提案されている。この自動車のアンダーフロア構造は、車両の前端部に当たって剥離した空気をアンダーカバーの再付着部分において空気導入部が捕捉するため、アンダーカバーの下側を流れる空気流をスムーズにアンダーカバーの上側に導くことができる。

特許第２８０３４７３号公報

ここで、特許文献１のアンダーフロア構造は、アンダーカバーの上側が外部に暴露されており、アンダーカバーの上側において空気の流通性が高い場合には空気流をアンダーカバーの下側から上側にスムーズに導くことができる。しかしながら、エンジン房内は空気の流通性が低いため、特許文献１のアンダーフロア構造を適用してアンダーカバーにおける空気の再付着部分にエンジン房内に連通する空気導入部を形成しても、空気導入部を介して空気流をエンジン房内に流入させることは困難である。

この発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、床部材の下側とエンジン房内との間で空気をスムーズに流通させるエンジン房冷却構造を提供することを目的とする。

この発明に係るエンジン房冷却構造は、自動車において下側が床部材で覆われると共に内部にエンジンが配置されたエンジン房を空気流により冷却するエンジン房冷却構造であって、床部材の下方に突出する床下突出部と、床下突出部の前部より後側で且つ床下突出部の側方において床部材に導入口が形成され、床部材の下側において後方へ流通する空気流を導入口からエンジン房内に導入する空気導入部と、エンジン房内において導入口の後方に配置され、床部材の上方に突出する床上突出部と、床上突出部の前部近傍で且つ自動車の車幅方向中央部に対して側方に離れた位置において床部材に排出口が形成され、空気導入部によりエンジン房内に導入された空気流を排出口から床部材の下側に排出する空気排出部とを備え、空気排出部は、排出口において自動車の車幅方向中央部に対向する内側縁部の近傍の位置で床部材から下方に突出する排出口内側フラップをさらに有するものである。

ここで、床下突出部は、エンジン房の両側部に隣接して配置される一対のフロントタイヤであり、導入口は、一対のフロントタイヤの車幅方向内側に形成することができる。

また、床下突出部は、エンジン房の両側部に隣接して配置された一対のフロントタイヤの前側に取り付けられるタイヤ用フラップであり、導入口は、タイヤ用フラップの車幅方向内側に形成することもできる。

また、導入口は、エンジン房においてエンジンの下側に配置されたオイルパンの前側に形成することができる。

また、床上突出部は、エンジン房と車室との間を隔てるトーボードであることが好ましい。

また、空気導入部は、前端部が導入口に接続されると共に後端部がエンジン房内において前端部の後方に配置され、前端部から後端部に向かって上方に傾斜して延びる房内導入管を有することが好ましい。
また、空気排出部は、後端部が排出口に接続されると共に前端部がエンジン房内において後端部の前方に配置され、後端部から前端部に向かって上方に傾斜して延びる房外排出管を有することが好ましい。

また、空気排出部は、排出口の前縁部近傍において床部材から下方に突出する排出口前側フラップをさらに有することが好ましい。

この発明によれば、床下突出部の前部より後側で且つ床下突出部の内側において床部材に導入口が形成されると共に床上突出部の前部近傍において床部材に排出口が形成されているので、床部材の下側とエンジン房内との間で空気をスムーズに流通させるエンジン房冷却構造を提供することが可能となる。

この発明の実施の形態１に係るエンジン房冷却構造を備えた自動車の構成を示す図である。 床部材の下側における空気流の流れを示す底面図である。 床部材の下側とエンジン房内との間の圧力差を示す断面図である。 この発明の実施の形態２に係るエンジン房冷却構造を備えた自動車の構成を示す図である。 この発明の実施の形態３に係るエンジン房冷却構造を備えた自動車の構成を示す図である。 この発明の実施の形態４に係るエンジン房冷却構造を備えた自動車の構成を示す図である。 実施の形態４の変形例に係るエンジン房冷却構造の要部を示す図である。 この発明の実施の形態５に係るエンジン房冷却構造を備えた自動車の構成を示す図である。 実施の形態５の変形例に係るエンジン房冷却構造を備えた自動車の構成を示す図である。

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１
図１に、この発明の実施の形態１に係るエンジン房冷却構造を備えた自動車の構成を示す。この自動車は、フロントガラス１と、フロントガラス１の前方に張り出すように配置されたフロントフード２と、フロントフード２の下側に離間して対向配置された床部材３と、フロントフード２および床部材３の両側部に沿って前後方向に延びる一対のフェンダー４と、フロントフード２、床部材３およびフェンダー４の前部を覆うように配置された前壁部５と、フロントフード２、床部材３およびフェンダー４の後部を覆うように配置されたトーボード６とを有する。フェンダー４の中間部には車幅方向内側に窪むようにタイヤハウス７が形成されており、このタイヤハウス７の内側にフロントタイヤ８が配置されている。

フロントフード２、床部材３、フェンダー４、前壁部５およびトーボード６は、内部を囲むように配置され、その内部にはほぼ閉じられたエンジン房Ｒが形成されている。このエンジン房Ｒには、一対のフロントタイヤ８の間にエンジンなどの駆動部９が配置されている。また、トーボード６およびフロントガラス１の後側には車室Ｃが形成されている。

フロントタイヤ８は、タイヤハウス７内にエンジン房Ｒに隣接して配置されており、その下半部が床部材３の下方に突出している。
トーボード６は、エンジン房Ｒと車室Ｃとの間を隔てるもので、エンジン房Ｒの後部を全て覆うような板形状を有する。このため、トーボード６は、エンジン房Ｒの後部において床部材３の上方に突出するように設けられている。

床部材３は、エンジン房Ｒの下部を全て覆うような板状のアンダーカバーから構成されている。床部材３には、空気導入部１０と空気排出部１１とが設けられている。
空気導入部１０は、フロントタイヤ８の前部Ｅより後側で且つフロントタイヤ８の車幅方向内側において床部材３を貫通する導入口１２を有し、床部材３の下側において後方へ流通する空気流Ｆを導入口１２からエンジン房Ｒ内に導入するものである。導入口１２は、フロントタイヤ８の前部Ｅ近傍に配置されている。
空気排出部１１は、トーボード６の前部近傍において床部材３を貫通する排出口１３を有し、空気導入部１０によりエンジン房Ｒ内に導入された空気流Ｆを排出口１３からトーボード６の下側に排出するものである。排出口１３は、フロントタイヤ８の後部近傍に配置されている。

駆動部９は、自動車を駆動させるためのもので、導入口１２と排出口１３の間に配置されている。駆動部９は、燃料の燃焼などに起因して高温となるものから構成されている。駆動部９としては、例えば、エンジン、エンジンの下側に配置されてエンジンから排出されたオイルを収容するオイルパン、およびエンジンで生じた排気ガスを外部に導出するための排気部などが挙げられる。
なお、本発明におけるエンジン房冷却構造は、フロントタイヤ８、空気導入部１０、トーボード６および空気排出部１１から構成されている。

次に、この実施の形態１の動作について説明する。
まず、図１に示すように、自動車を前方に走行させると、その走行速度に応じた空気流Ｆが自動車に対して相対的に前方から後方へ向かうように生じる。ここで、自動車の床部材３は、ほぼ平坦な形状、すなわち急激な凹凸（例えば約５０ｍｍ以上の凹凸）を抑制して緩やかに湾曲するように形成されている。このため、空気流Ｆは床部材３の下側をスムーズに流れることができ、床部材３の下側を流れる空気流Ｆの抵抗を抑制することができる。

このように、床部材３において凹凸が抑制される一方で、自動車の両側部にはフロントタイヤ８が設けられており、このフロントタイヤ８の下半部が床部材３の下方に急激に突出するように配置されている。このため、床部材３の下側において側部近傍を流れる空気流Ｆは、図２に示すように、フロントタイヤ８の前部Ｅにより後方への流れが妨げられて、フロントタイヤ８の車幅方向内側へと進路が大きく変更される。空気流Ｆがフロントタイヤ８の内側へと進行することにより、フロントタイヤ８の前部Ｅ近傍からフロントタイヤ８の車幅方向内側にわたって空気流Ｆの圧力が上昇し、図３に示すように、導入口１２を挟んで床部材３の下側とエンジン房Ｒ内との間に圧力差が生じる。すなわち、導入口１２の下側における空気流Ｆの圧力が、エンジン房Ｒ内と比較して非常に高い状態となる。

これにより、床部材３の下側とエンジン房Ｒ内との圧力差を利用して導入口１２からエンジン房Ｒ内に空気流Ｆをスムーズに導入することができる。
この時、導入口１２からエンジン房Ｒ内に導入される空気流Ｆは、床部材３の下側において圧力の上昇を招く過剰な空気流Ｆであり、この空気流Ｆが導入口１２から導入されても床部材３の下側を流通する空気流Ｆの流れが大きく乱れることはない。このため、床部材３の下側からエンジン房Ｒ内への空気流Ｆの導入に伴う空気抵抗の上昇を防ぐことができる。さらに、床部材３の下側において局所的に高められた圧力を、導入口１２からエンジン房Ｒ内に空気流Ｆを導入することにより低下させることができる。一般的に、フロントタイヤ８の前部Ｅ近傍からその内側にわたる空気流Ｆの圧力の上昇は、床部材３の下側における空気流Ｆの流れを乱す要因となっていた。そこで、導入口１２からエンジン房Ｒ内に空気流Ｆを導入することにより、高められた空気流Ｆの圧力を低下させることができる。これにより、床部材３の下側における空気流Ｆの圧力が均一化されるため、空気流Ｆが床部材３の下側をよりスムーズに流れることができる。

導入口１２からエンジン房Ｒ内に導入された空気流Ｆは、エンジン房Ｒ内を後方へ進行し、エンジン房Ｒ内に配置された駆動部９の隙間を順次通過する。これにより、高温な駆動部９を持続的に冷却することができる。
続いて、空気流Ｆは、エンジン房Ｒの後部まで進行すると、その進行がトーボード６により妨げられる。これにより、トーボード６の前部近傍における空気流Ｆの圧力が高められて、図３に示すように、排出口１３を挟んでエンジン房Ｒ内と床部材３の下側との間に圧力差が生じる。すなわち、排出口１３の上側における空気流Ｆの圧力が、床部材３の下側と比較して非常に高い状態となる。
このため、排出口１３を介してエンジン房Ｒ内を流れる空気流Ｆをスムーズに床部材３の下側へ排出することができる。これにより、エンジン房Ｒ内に導入口１２から排出口１３へと流れる空気流Ｆを形成することができ、駆動部９などのエンジン房Ｒ内に配置された機器を確実に冷却することができる。

本実施の形態によれば、フロントタイヤ８の前部Ｅより後側で且つフロントタイヤ８の内側において床部材３に導入口１２が形成されると共にトーボード６の前部近傍において床部材３に排出口１３が形成されているので、床部材３の下側における空気流Ｆの流れを乱すことなく床部材３の下側とエンジン房Ｒ内との間で空気流Ｆをスムーズに流通させることができる。

実施の形態２
実施の形態１では、フロントタイヤ８が床部材３の下側において空気流Ｆの流れを妨げる本発明の床下突出部を構成していたが、床下突出部は床部材３の下方に突出して空気流Ｆの流れを妨げるものであればよく、フロントタイヤ８に限られるものではない。

例えば、図４に示すように、実施の形態１において、フロントタイヤ８の前側に新たにタイヤ用フラップ２１を取り付けると共に空気導入部１０に換えて空気導入部２２を配置し、タイヤ用フラップ２１を本発明における床下突出部とすることもできる。
タイヤ用フラップ２１は、タイヤハウス７内への空気流Ｆの流入を抑制して空気抵抗の上昇を防ぐためのもので、タイヤハウス７の前縁部に沿って床部材３から下方に突出するように設けられる。
空気導入部２２は、タイヤ用フラップ２１の前部Ｅより後側で且つタイヤ用フラップ２１の車幅方向内側において床部材３を貫通する導入口２３を有し、床部材３の下側において後方へ流通する空気流Ｆを導入口２３からエンジン房Ｒ内に導入するものである。

実施の形態１と同様に、床部材３の下側を後方へ流れる空気流Ｆが、タイヤ用フラップ２１により進行を妨げられて、タイヤ用フラップ２１の車幅方向内側へと進路が大きく変更される。空気流Ｆがタイヤ用フラップ２１の内側へと進行することにより、導入口２３を挟んで床部材３の下側とエンジン房Ｒ内との間に圧力差が生じ、床部材３の下側を流れる空気流Ｆを導入口２３からエンジン房Ｒ内にスムーズに導入することができる。
エンジン房Ｒ内に導入された空気流Ｆは、エンジン房Ｒ内を後方へと進行し、トーボード６の前部近傍に形成された排出口１３を介して床部材３の下側にスムーズに排出される。

本実施の形態によれば、タイヤ用フラップ２１の前部Ｅより後側で且つタイヤ用フラップ２１の内側において床部材３に導入口２３が形成されると共にトーボード６の前部近傍において床部材３に排出口１３が形成されているので、床部材３の下側における空気流Ｆの流れを乱すことなく床部材３の下側とエンジン房Ｒ内との間で空気流Ｆをスムーズに流通させることができる。
なお、本発明の床下突出部としては、例えば、床部材３から下方に約５０ｍｍ以上急激に突出するものを用いることができる。

実施の形態３
実施の形態１および２において、空気導入部は導入口からよりスムーズに空気流Ｆをエンジン房Ｒ内に誘導する構成とすることが好ましく、空気排出部１１は排出口１３からよりスムーズに空気流Ｆを床部材３の下側に誘導する構成とすることが好ましい。
例えば、図５に示すように、実施の形態１において、空気導入部１０は房内導入管３１を新たに設けることができ、空気排出部１１は房外排出管３２を新たに設けることができる。

房内導入管３１は、前端部が導入口１２に接続されると共に後端部がエンジン房Ｒ内において前端部の後方に配置され、前端部から後端部に向かって上方に傾斜して延びる形状を有する。
房外排出管３２は、排出口１３から前方に向かってエンジン房Ｒ内を床部材３から徐々に離れるように上方に傾斜して延びる形状を有する。

実施の形態１と同様にして床部材３の下側を流れる空気流Ｆが導入口１２から導入されると、房内導入管３１が後方へ傾斜する形状を有するため、そのまま空気流Ｆをエンジン房Ｒの後方へ誘導することができる。このため、導入口１２から導入された空気流Ｆをエンジン房Ｒ内で拡散させることなく、エンジン房Ｒの後方へスムーズに誘導することができる。
また、エンジン房Ｒ内に導入された空気流Ｆが、エンジン房Ｒ内をトーボード６近傍まで流通すると、房外排出管３２が後方へ傾斜する形状を有するため、そのまま空気流Ｆを排出口１３へと誘導することができる。このため、エンジン房Ｒ内を後方へ流通した空気流Ｆをトーボード６近傍において滞留させることなく、排出口１３へスムーズに誘導して排出口１３から床部材３の下側へと排出することができる。

本実施の形態によれば、導入口１２から導入される空気流Ｆを房内導入管３１によりスムーズにエンジン房Ｒの後方へ誘導すると共にエンジン房Ｒ内を後方へ流通した空気流Ｆを房外排出管３２によりスムーズに排出口１３へ誘導するため、床部材３の下側とエンジン房Ｒ内との間で空気流Ｆをよりスムーズに流通させることができる。

実施の形態４
実施の形態１〜３において、空気導入部および空気排出部１１は、導入口および排出口１３の上側と下側において空気流Ｆの圧力差がより大きくなる構成とすることが好ましい。
例えば、図６に示すように、実施の形態１において、空気排出部１１は排出口１３の前縁部近傍に排出口前側フラップ４１を新たに配置することができる。この排出口前側フラップ４１は、排出口１３の前縁部に沿って床部材３から下方に突出する形状を有する。排出口前側フラップ４１は、例えば、床部材３から下方に約３０ｍｍ〜約５０ｍｍ程度突出するように形成することができる。

実施の形態１と同様に、床部材３の下側を流れる空気流Ｆが導入口１２を介してエンジン房Ｒ内に導入される。一方、エンジン房Ｒ内に導入されずに床部材３の下側をそのまま後方へ進行した空気流Ｆは、排出口１３近傍においてその進行を排出口前側フラップ４１により遮られ、空気流Ｆが排出口１３を迂回するように流通する。これにより、排出口１３の下側における空気流Ｆの圧力が低下し、排出口１３を挟んでエンジン房Ｒ内と床部材３の下側との間に生じる圧力差がより大きくなるため、エンジン房Ｒ内に導入された空気流Ｆを容易に排出口１３から排出することができる。

本実施の形態によれば、排出口１３の前側に排出口前側フラップ４１を設けることにより排出口１３の上側と下側の圧力差が大きくなるため、エンジン房Ｒ内の空気流Ｆを排出口１３から容易に排出することができ、床部材３の下側とエンジン房Ｒ内との間で空気流Ｆをよりスムーズに流通させることができる。

なお、空気排出部１１は、図７に示すように、排出口１３の車幅方向内側に排出口内側フラップ４２を配置することもできる。この排出口内側フラップ４２は、排出口１３の内側縁部に沿って床部材３から下方に突出する形状を有する。
一般的に、床部材３の下側を流れる空気流Ｆは、フロントタイヤ８の内側を通過する際に、フロントタイヤ８の後方へ回り込むように車幅方向外側に向かって進行する。そこで、床部材３の下側において排出口１３を内側から外側に向かって通過する空気流Ｆを排出口内側フラップ４２で遮ることにより、排出口１３の下側における空気流Ｆの圧力を低下させることができる。これにより、排出口１３を挟んでエンジン房Ｒ内と床部材３の下側との間に生じる圧力差をより大きくすることができるため、エンジン房Ｒ内に導入された空気流Ｆを容易に排出口１３から排出することができる。

実施の形態５
実施の形態１〜４において、空気導入部の導入口および空気排出部１１の排出口１３はフロントタイヤ８の内側部近傍に配置されていたが、導入口が床下突出部の前部より後側で且つ床下突出部の側方に配置されると共に排出口１３が床上突出部の前部近傍に配置されていればよく、その配置に限定されるものではない。
例えば、図８に示すように、実施の形態１の空気導入部１０および空気排出部１１は、導入口１２および排出口１３に換えて、駆動部９のオイルパン５１に対応する導入口５２および排出口５３を配置することができる。ここで、オイルパン５１は、エンジン房Ｒの車幅方向中央部近傍においてエンジンの下側、すなわち駆動部９の下部に配置されている。
導入口５２はオイルパン５１の前側に配置され、排出口５３はオイルパン５１の後側に配置されている。このように、オイルパン５１に対応して導入口５２および排出口５３を配置することにより、オイルパン５１を通過するように空気流Ｆを流通させることができ、オイルパン５１を確実に冷却することができる。

なお、フロントタイヤ８の内側部近傍は空気流Ｆの圧力が高いため、実施の形態１〜４のように導入口をフロントタイヤ８の内側部近傍に設けることにより、導入口を介して空気流Ｆを床部材３の下側からエンジン房Ｒ内に容易に導入することができる。

また、導入口に対する排出口の位置を車幅方向に変えることにより、エンジン房内における空気流Ｆの流通方向を制御することもできる。例えば、図９に示すように、実施の形態１の空気排出部１１は、排出口１３に換えて、オイルパン５１の後側に排出口５４を配置することができる。
床部材３の下側において空気流Ｆの圧力が高い箇所に配置された導入口１２を介して空気流Ｆをエンジン房Ｒ内に容易に導入することができる。また、エンジン房Ｒ内に導入された空気流Ｆは、排出口５４に向かって徐々に車幅方向中央部に近づくように進行する。これにより、空気流Ｆがエンジン房Ｒ内において車幅方向中央部に配置されたオイルパン５１を通過するため、オイルパン５１を確実に冷却することができる。このように、導入口１２に対する排出口５４の位置を変えてエンジン房Ｒ内における空気流Ｆの流通方向を制御することにより、エンジン房Ｒ内に配置された所望の機器を確実に冷却することができる。

１ フロントガラス、２ フロントフード、３ 床部材、４ フェンダー、５ 前壁部、６ トーボード、７ タイヤハウス、８ フロントタイヤ、９ 駆動部、１０，２２ 空気導入部、１１ 空気排出部、１２，２３，５２ 導入口、１３，５３，５４ 排出口、２１ タイヤ用フラップ、３１ 房内導入管、３２ 房外排出管、４１ 排出口前側フラップ、４２ 排出口内側フラップ、５１ オイルパン、Ｒ エンジン房、Ｃ 車室、Ｆ 空気流。

Claims (8)

1. 自動車において下側が床部材で覆われると共に内部にエンジンが配置されたエンジン房を空気流により冷却するエンジン房冷却構造であって、
   前記床部材の下方に突出する床下突出部と、
   前記床下突出部の前部より後側で且つ前記床下突出部の側方において前記床部材に導入口が形成され、前記床部材の下側において後方へ流通する空気流を前記導入口から前記エンジン房内に導入する空気導入部と、
   前記エンジン房内において前記導入口の後方に配置され、前記床部材の上方に突出する床上突出部と、
   前記床上突出部の前部近傍で且つ前記自動車の車幅方向中央部に対して側方に離れた位置において前記床部材に排出口が形成され、前記空気導入部により前記エンジン房内に導入された空気流を前記排出口から前記床部材の下側に排出する空気排出部とを備え、
   前記空気排出部は、前記排出口において前記自動車の車幅方向中央部に対向する内側縁部の近傍の位置で前記床部材から下方に突出する排出口内側フラップをさらに有するエンジン房冷却構造。
2. 前記床下突出部は、前記エンジン房の両側部に隣接して配置される一対のフロントタイヤであり、
   前記導入口は、前記一対のフロントタイヤの車幅方向内側に形成される請求項１に記載のエンジン房冷却構造。
3. 前記床下突出部は、前記エンジン房の両側部に隣接して配置された一対のフロントタイヤの前側に取り付けられるタイヤ用フラップであり、
   前記導入口は、前記タイヤ用フラップの車幅方向内側に形成される請求項１に記載のエンジン房冷却構造。
4. 前記導入口は、前記エンジン房において前記エンジンの下側に配置されたオイルパンの前側に形成される請求項１〜３のいずれか一項に記載のエンジン房冷却構造。
5. 前記床上突出部は、前記エンジン房と車室との間を隔てるトーボードである請求項１〜４のいずれか一項に記載のエンジン房冷却構造。
6. 前記空気導入部は、前端部が前記導入口に接続されると共に後端部が前記エンジン房内において前端部の後方に配置され、前端部から後端部に向かって上方に傾斜して延びる房内導入管を有する請求項１〜５のいずれか一項に記載のエンジン房冷却構造。
7. 前記空気排出部は、後端部が前記排出口に接続されると共に前端部が前記エンジン房内において後端部の前方に配置され、後端部から前端部に向かって上方に傾斜して延びる房外排出管を有する請求項１〜６のいずれか一項に記載のエンジン房冷却構造。
8. 前記空気排出部は、前記排出口の前縁部近傍において前記床部材から下方に突出する排出口前側フラップをさらに有する請求項１〜７のいずれか一項に記載のエンジン房冷却構造。

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