JP6885267B2

JP6885267B2 - 冷却ダクト

Info

Publication number: JP6885267B2
Application number: JP2017168716A
Authority: JP
Inventors: 浩司紀之本; 康彦香田; 公道佐藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-09-01
Filing date: 2017-09-01
Publication date: 2021-06-09
Anticipated expiration: 2037-09-01
Also published as: CN109421825B; CN109421825A; US20190072023A1; JP2019043363A; DE102018119750A1; US10578003B2

Description

本発明は、冷却ダクトに関する。

特許文献１には、エンジンアンダーカバーが開示されている。このエンジンアンダーカバーには、エンジンアンダーカバーの下を通る空気をフロアトンネルへ流して燃料タンクに当てる冷却ダクトが設けられており、冷却ダクトによって導かれた空気を燃料タンクへ当てることで、燃料タンクを冷却している。

特開平９−７６９４８号公報

しかしながら、特許文献１に開示されたエンジンアンダーカバーでは、冷却対象物である燃料タンクがフロアトンネルの車両後方側に配置されているため、冷却ダクトにより導かれる空気をフロアトンネルへ通して燃料タンクに当てることができるが、冷却対象物が冷却ダクトに対して車両上方側に配置されている場合は、冷却対象物へ空気を当てることができない可能性がある。したがって、上記先行技術はこの点で改良の余地がある。

本発明は、上記事実を考慮し、冷却対象物が冷却ダクトに対して車両上方側に配置された場合でも冷却対象物を冷却させることができる冷却ダクトを得るものである。

本発明に係る冷却ダクトは、車両下面を覆うアンダーカバーに設けられると共に、車両上下方向に開口されかつ車両底面視にて車両後方側に向かうにつれて車両幅方向の寸法が大きくなる形状に形成された導入口と、車両底面視にて前記導入口と略同一の形状に形成されると共に、前端部が前記導入口の前端部に接しておりかつ車両後方側へ向かうにつれて車両上方側へ傾けられた上壁と、前記導入口の車両幅方向のそれぞれの端部と、前記上壁の車両幅方向のそれぞれの端部とを繋ぐと共に、車両底面視にて所定の傾斜角度で傾斜された側壁前部と、少なくとも前記側壁前部との隣接部位が前記側壁前部よりも大きい傾斜角度で傾斜された側壁後部との境界に位置する側壁屈曲部が設けられた左右一対の側壁と、前記導入口と前記側壁と前記上壁とのそれぞれの後端部によって形成された排出口と、前記上壁に設けられ、所定の傾斜角度で傾斜された上壁前部と、前記上壁前部よりも大きい傾斜角度で傾斜された上壁後部との境界に位置すると共に、前記側壁屈曲部に対して車両前後方向にて略同一の位置に配置された上壁屈曲部と、を有する。

上記構成によれば、車両下面を覆うアンダーカバーには、導入口が設けられている。この導入口は、車両上下方向に開口されかつ車両底面視で車両後方側に向かうにつれて車両幅方向の寸法が大きくなる形状に形成されている。また、本発明によれば、車両底面視にて導入口と略同一の形状に形成された上壁が設けられており、この上壁の前端部が導入口の前端部に接しておりかつ車両後方側へ向かうにつれて車両上方側へ傾けられている。さらに、導入口の車両幅方向のそれぞれの端部と、上壁の車両幅方向のそれぞれの端部とは、左右一対の側壁によって繋げられている。これによって、アンダーカバーの車両下方側を通る空気は、導入口から入って側壁や上壁を伝いながら、導入口と側壁と上壁とのそれぞれの後端部によって形成された排出口から流れ出る。

ここで、上壁には、上壁前部と上壁後部との境界に位置する上壁屈曲部が設けられており、これによって所定の傾斜角度で傾斜された上壁前部よりも上壁後部がより一層車両上方側へ傾けられている。したがって、導入口から入って上壁に吸い寄せられることで上壁に沿って排出口から流れ出る空気を、より車両上方側へ向かって流すことができる。
また、上記構成によれば、左右一対の側壁には、側壁前部と側壁後部との境界に位置する側壁屈曲部が設けられており、これによって車両底面視にて所定の角度で車両幅方向外側へ傾斜された側壁前部よりも側壁後部における少なくとも側壁前部との隣接部位がより一層車両幅方向外側へ傾斜されている。ところで、アンダーカバーに沿って略車両前後方向に流れる空気は、側壁の側壁屈曲部の近傍にて特に剥離し易くなるため、この剥離によって負圧が発生してより多くの空気が上壁に吸い寄せられる。また、上壁屈曲部と側壁屈曲部とは、車両前後方向にて略同一の位置に配置されている。このため、側壁屈曲部にて上壁に吸い寄せられた空気を、上壁の上壁屈曲部によってより車両上方側へ向かって流すことができる。これにより、冷却対象物が冷却ダクトに対して車両上方側に配置された場合でもより一層冷却させることができる。

また、本発明に係る冷却ダクトは、前記上壁前部と水平な仮想面とで成す角度に対して、前記上壁後部と前記仮想面とで成す角度は、略２倍の大きさに設定してもよい。

上記構成によれば、上壁前部と水平な仮想面とで成す角度に対して、上壁後部と仮想面とでなす角度は、略２倍の大きさに設定されている。したがって、上壁前部に沿って流れる空気は、剥離することなく上壁後部に沿って流れるため、上壁に沿って排出口から流れ出る空気を、より確実に車両上方側へ向かって流すことができる。これにより、冷却対象物をより確実に冷却させることができる。

さらにまた、本発明に係る冷却ダクトは、前記排出口は、略車両後方側へ向けて開口してもよい。

上記構成によれば、排出口は、略車両後方側へ向けて開口されていることから、車両走行中に車両前方から流れる空気をスムーズに導入口から排出口へと流すことができる。これにより、空気抵抗を抑制しながら冷却対象物を冷却させることができる。

本発明によれば、冷却対象物が冷却ダクトに対して車両上方側に配置された場合でも冷却対象物を冷却させることができるという優れた効果を有する。

第１実施形態に係る冷却ダクトを有するアンダーカバーを示す車両底面図である。図１におけるＡ−Ａ線に沿って切断した状態を示す拡大断面図である。第１実施形態に係る冷却ダクトを有するアンダーカバーを車両内側から車両外側へ向かって見た状態を示す斜視図である。第１実施形態に係る冷却ダクトを有するアンダーカバーの一部を示す車両底面図である。図４におけるＢ−Ｂ線に沿って切断した状態を示す拡大断面図である。第１実施形態に係る冷却ダクトを有する冷却ダクトの作用状態を示す概略図である。第２実施形態に係る冷却ダクトを有するアンダーカバーを車両内側から車両外側へ向かって見た状態を示す斜視図である。第２実施形態に係る冷却ダクトを有するアンダーカバーの一部を示す車両底面図である。図８におけるＣ−Ｃ線に沿って切断した状態を示す拡大断面図である。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態例を詳細に説明する。なお、図において示される矢印ＦＲは車両前後方向前側、矢印ＯＵＴは車両幅方向外側、矢印ＵＰは車両上下方向上側をそれぞれ示す。

（第１実施形態）
図１を参照して、第１実施形態に係る冷却ダクト１０の構成について説明する。車両１２の下面には、アンダーカバー１４が設けられている。このアンダーカバー１４は、車両１２のセンタートンネル１６内に配設された排気管１８（図２参照）を車両下方側から覆うように取り付けられており、略平板状に形成されている。

図２に示されるように、アンダーカバー１４には、冷却ダクト１０が形成されている。この冷却ダクト１０は、車両１２のセンタートンネル１６に対応した位置かつ排気管１８に設けられた冷却対象物としての排熱回収機２２の車両前方側に配置されている。

図３に示されるように、冷却ダクト１０は、導入口２４（図２参照）と、上壁２６と、側壁２８と、排出口３０（図２参照）とを有している。導入口２４は、車両上下方向に開口されており、図４に示されるように、車両底面視にて車両後方側に向かうにつれて車両幅方向の寸法が大きくなる略台形形状に形成されている。なお、導入口２４の車両幅方向の左右一対の端部３４は、側壁２８における後述する側壁屈曲部３２に対応して形成されている。

上壁２６は、車両底面視にて導入口２４と略同一の略台形形状に形成されている。図５に示されるように、上壁２６の前端部３６は、導入口２４の前端部３８と一体にされており、上壁２６は、車両後方側に向かうにつれて車両上方側へと傾けられている。また、上壁２６には、車両幅方向に沿って稜線が形成された上壁屈曲部４０が形成されており、この上壁屈曲部４０より車両前方側の上壁前部２６Ａと、上壁屈曲部４０より車両後方側の上壁後部２６Ｂとは、それぞれ傾きが異なるように形成されている。換言すると、上壁屈曲部４０は、上壁前部２６Ａと上壁後部２６Ｂとの境界に位置している。

上壁後部２６Ｂは、所定の傾斜角度で傾斜された上壁前部２６Ａよりも大きい傾斜角度で傾斜されている。具体的には、上壁前部２６Ａと水平な仮想面Ｈとで成す角度αＡに対して、上壁後部２６Ｂと水平な仮想面Ｈとで成す角度αＢは、略２倍の大きさに設定されている。なお、本実施形態では、角度αＡは７°に設定されていると共に、角度αＢは１５°に設定されている。また、車両側面視にて上壁後部２６Ｂから車両後方側へ延ばされた仮想の延長線上に、排熱回収機２２が位置するように冷却ダクト１０の位置が設定されている（図２参照）。さらに、上壁屈曲部４０は、上壁２６の車両前後方向略中央に形成されている。

側壁２８は、導入口２４の端部３４と上壁２６の車両幅方向の左右一対の端部４６とを車両上下方向に連結するように左右一対に設けられている（図３参照）。図４に示されるように、左右一対の側壁２８には、側壁屈曲部３２が設けられており、側壁２８における側壁屈曲部３２より車両前方側の側壁前部２８Ａに対して、側壁２８における側壁屈曲部３２より車両後方側の側壁後部２８Ｂは異なる角度で傾斜されている。換言すると、側壁屈曲部３２は、側壁前部２８Ａと側壁後部２８Ｂとの境界に位置している。

側壁後部２８Ｂは、所定の傾斜角度で傾斜された側壁前部２８Ａに対して、少なくとも側壁前部２８Ａとの隣接部位が側壁前部２８Ａよりも大きい傾斜角度で傾斜されている。換言すると、側壁２８は、車両後方側へ向かうにつれて側壁屈曲部３２によって車両幅方向外側へさらに屈曲されている。なお、側壁屈曲部３２は、側壁２８における上壁２６の上壁屈曲部４０に対応した位置に設けられている。このため、上壁屈曲部４０と側壁屈曲部３２とは車両前後方向にて略同一の位置に配置されている。

図３に示されるように、排出口３０は、導入口２４の後端部４８と、左右一対の側壁２８の後端部５０と、上壁２６の後端部５２とで車両後面視にて車両幅方向を長手方向とする略矩形状に形成されており、略車両後方側へ向けて開口されている。

（第１実施形態の作用・効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果を説明する。

ここで、図６を使って冷却ダクト１０の空気の流れについて説明する。車両走行中にアンダーカバー１４に沿って車両後方側へ流れる空気流Ｗ１は、冷却ダクト１０の導入口２４における端部３４を通過すると、アンダーカバー１４と上壁２６との間の段差によって空気流Ｗ１は剥離する。この剥離によって、端部３４を中心に負圧が発生するため、空気流Ｗ１及び空気流Ｗ２は冷却ダクト１０内に導かれて、上壁２６に沿って車両後方側へ流れて排出口３０から排出される。

本実施形態では、図１に示されるように、車両下面を覆うアンダーカバー１４には、導入口２４が設けられている。この導入口２４は、車両上下方向に開口されかつ車両底面視で車両後方側に向かうにつれて車両幅方向の寸法が大きくなる略台形形状に形成されている。また、図４に示されるように、本実施形態によれば、車両底面視にて導入口２４と略同一の略台形形状に形成された上壁２６が設けられており、この上壁２６の前端部３６が導入口２４の前端部３８に接しておりかつ車両後方側へ向かうにつれて車両上方側へ傾けられている。さらに、導入口２４の車両幅方向のそれぞれの端部３４と、上壁２６の車両幅方向のそれぞれの端部４６とは、左右一対の側壁２８によって繋げられている。これによって、図２に示されるように、アンダーカバー１４の車両下方側を通る空気流Ｗ２は、導入口２４の後端部４８と、左右一対の側壁２８の後端部５０と、上壁２６の後端部５２（図３参照）とによって形成された排出口３０から流れ出る。

ここで、上壁２６には、上壁前部２６Ａと上壁後部２６Ｂとの境界に位置する上壁屈曲部４０が設けられており、これによって所定の傾斜角度で傾斜された上壁前部２６Ａよりも上壁後部２６Ｂがより一層車両上方側へ傾けられている。したがって、導入口２４から入って上壁２６に吸い寄せられることで上壁２６に沿って排出口３０から流れ出る空気を、より車両上方側へ向かって流すことができる。これにより、冷却対象物が冷却ダクト１０の近傍かつ冷却ダクト１０に対して車両上方側に配置された場合でも冷却対象物を冷却させることができる。

また、図５に示されるように、上壁前部２６Ａと水平な仮想面Ｈとで成す角度αＡに対して、上壁後部２６Ｂと仮想面Ｈとでなす角度αＢは、略２倍の大きさに設定されている。すなわち、角度αＢが角度αＡの３倍以上などの大きな角度にすると、角度の変化が大きいことから、上壁前部２６Ａに沿って流れる空気が剥離して上壁後部２６Ｂに沿って流れなくなる可能性がある。一方、角度αＢが角度αＡよりわずかに大きい程度の角度（一例として角度αＡの２倍以下）の場合、上壁２６に沿って流れる空気を車両上方側へ十分に流すことができない可能性がある。これに対し、本実施形態では、角度αＢが角度αＡの略２倍の大きさに設定されていることで、上壁前部２６Ａに沿って流れる空気は、剥離することなく上壁後部２６Ｂに沿って流れるため、上壁２６に沿って排出口３０から流れ出る空気を、より確実に車両上方側へ向かって流すことができる。これにより、冷却対象物が冷却ダクト１０に対して車両上方側に配置された場合でもさらに冷却させることができる。

さらに、左右一対の側壁２８には、側壁後部２８Ｂと側壁前部２８Ａとの境界に位置する側壁屈曲部３２が設けられており、これによって車両底面視にて所定の角度で車両幅方向外側へ傾斜された側壁前部２８Ａよりも側壁後部２８Ｂにおける少なくとも側壁前部２８Ａとの隣接部位がより一層車両幅方向外側へ傾斜されている。ところで、アンダーカバー１４に沿って略車両前後方向に流れる空気は、側壁２８の側壁屈曲部３２の近傍にて特に剥離し易くなるため、この剥離によって負圧が発生してより多くの空気が上壁２６に吸い寄せられる。また、上壁屈曲部４０と側壁屈曲部３２とは、車両前後方向にて略同一の位置に配置されている。このため、側壁屈曲部３２にて上壁２６に吸い寄せられた空気を、上壁２６の上壁屈曲部４０によってより車両上方側へ向かって流すことができる。これにより、冷却対象物が冷却ダクト１０の近傍かつ冷却ダクト１０に対して車両上方側に配置された場合でもより一層冷却させることができる。

さらにまた、排出口３０は、略車両後方側へ向けて開口されていることから、車両走行中に車両前方から流れる空気をスムーズに導入口２４から排出口３０へと流すことができる。これにより、空気抵抗を抑制しながら冷却対象物を冷却させることができる。

また、上壁２６の上壁後部２６Ｂは、湾曲ではなく上壁屈曲部４０によって上壁前部２６Ａに対し更に車両上方側へ傾斜されている。したがって、一般的に湾曲させた壁に沿って空気が流れる場合、空気は略放射状に流れるため、狙った箇所（冷却対象物）に空気を密に流せず、冷却対象物に当たる空気の流量が少なくなる可能性がある。これに対し、本実施形態で上壁屈曲部４０により空気の流れの向きを変えるため、冷却対象物に空気を密に流すことができる。つまり、冷却対象物に当たる空気の流量を多くすることができる。また、上壁２６を湾曲させた場合に比べて、空気抵抗を小さくすることができると共に、流量を多くすることができる。

（第２実施形態）
次に、図７、図８、図９を用いて、本発明の第２実施形態に係る冷却ダクト６０について説明する。なお、前述した第１実施形態と同一構成部分については、同一番号を付してその説明を省略する。

図７に示されるように、この第２実施形態に係る冷却ダクト６０は、基本的な構成は第１実施形態と同様とされ、上壁６２に上壁屈曲部６４が設けられている点に特徴がある。

すなわち、上壁６２は、図８に示されるように、車両底面視にて導入口２４と同一の略台形形状に形成されている。図９に示されるように、上壁６２の前端部６６は、導入口２４の前端部３８と一体にされており、上壁６２は、車両後方側に向かうにつれて車両上方側へと傾けられている。また、上壁６２における車両前後方向略中央には、上壁屈曲部４０が形成されている。そして、上壁６２における上壁屈曲部４０より車両前方側の上壁前部６２Ａと、上壁屈曲部４０より車両後方側かつ後述する上壁屈曲部６４より車両前方側の上壁後部６２Ｂとは、それぞれ傾きが異なるように形成されている。さらに、上壁後部６２Ｂにおける車両前後方向略中央には、上壁屈曲部６４が形成されており、上壁後部６２Ｂと、上壁屈曲部６４より車両後方側の上壁最後部６２Ｃとは、それぞれ傾きが異なるように形成されている。換言すると、上壁前部６２Ａと上壁後部６２Ｂとの境界に上壁屈曲部４０が位置している。また、上壁後部６２Ｂと上壁最後部６２Ｃとの境界に上壁屈曲部６４が位置している。

上壁前部６２Ａと水平な仮想面Ｈとで成す角度αＡに対して、上壁後部６２Ｂと水平な仮想面Ｈとで成す角度αＢは、略２倍の大きさに設定されている。また、上壁前部６２Ａと水平な仮想面Ｈとで成す角度αＡに対して、上壁最後部６２Ｃと水平な仮想面Ｈとで成す角度αＣは、略３倍の大きさに設定されている。なお、本実施形態では、角度αＡは７°、角度αＢは１４°、角度αＣは２１°に設定されている。また、車両側面視にて上壁最後部６２Ｃから車両後方側へ延ばされた仮想の延長線上に、図２に示される排熱回収機２２が位置するように上壁６２の位置が設定されている。

（第２実施形態の作用・効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果を説明する。

以上のように、上記構成によっても、上壁６２に上壁屈曲部６４が設けられている点以外は第１実施形態の冷却ダクト１０と同様に構成されているので、第１実施形態と同様の効果が得られる。さらに、上壁屈曲部６４が形成されることで、上壁後部６２Ｂよりさらに車両上方側へ傾けられた上壁最後部６２Ｃが設けられることから、空気を上壁６２に沿わせてより車両上方側へ向けて流すことができる。これにより、冷却対象物が冷却ダクト１０に対してより車両上方側に配置された場合でも、冷却対象物に空気を当てて冷却させることができる。

なお、上述した第１、第２実施形態では、上壁屈曲部４０が上壁２６、６２の車両前後方向略中央に設けられた構成とされているが、これに限らず、その他の位置も設けられた構成としてもよい。しかしながら、上壁屈曲部４０は、上壁２６、６２に沿わせた空気を剥離させることなくより確実に車両上方側へ流すために上壁２６、６２の車両前後方向略中央に設けられるのが望ましい。

また、排出口３０は、車両後方側へ向けて開口された構成とされているが、これに限らず、車両上方側等その他の向きに向けて開口された構成としてもよい。

さらに、角度αＡは７°、角度αＢは１４°又は１５°、角度αＣは２１°に設定されているが、これに限らず、その他の角度に設定されていてもよい。さらにまた、角度αＢは、角度αＡに対して略２倍の大きさに設定されているが、これに限らず、そのほかの角度に設定されてもよい。

以上、本発明は、上記の形態例に限定されるものではなく、上記の形態例以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

１０冷却ダクト
１４アンダーカバー
２４導入口
２６上壁
２６Ａ上壁前部
２６Ｂ上壁後部
２８側壁
２８Ａ側壁前部
２８Ｂ側壁後部
３０排出口
３２側壁屈曲部
３４端部（導入口の車両幅方向の端部）
３６前端部（上壁の前端部）
３８前端部（導入口の前端部）
４０上壁屈曲部
４６端部（上壁の車両幅方向の端部）
４８後端部（導入口の後端部）
５０後端部（側壁の後端部）
５２後端部（上壁の後端部）
６０冷却ダクト
６２上壁
６２Ａ上壁前部
６２Ｂ上壁後部
Ｈ仮想面

Claims

車両下面を覆うアンダーカバーに設けられると共に、車両上下方向に開口されかつ車両底面視にて車両後方側に向かうにつれて車両幅方向の寸法が大きくなる形状に形成された導入口と、
車両底面視にて前記導入口と略同一の形状に形成されると共に、前端部が前記導入口の前端部に接しておりかつ車両後方側へ向かうにつれて車両上方側へ傾けられた上壁と、
前記導入口の車両幅方向のそれぞれの端部と、前記上壁の車両幅方向のそれぞれの端部とを繋ぐと共に、車両底面視にて所定の傾斜角度で傾斜された側壁前部と、少なくとも前記側壁前部との隣接部位が前記側壁前部よりも大きい傾斜角度で傾斜された側壁後部との境界に位置する側壁屈曲部が設けられた左右一対の側壁と、
前記導入口と前記側壁と前記上壁とのそれぞれの後端部によって形成された排出口と、
前記上壁に設けられ、所定の傾斜角度で傾斜された上壁前部と、前記上壁前部よりも大きい傾斜角度で傾斜された上壁後部との境界に位置すると共に、前記側壁屈曲部に対して車両前後方向にて略同一の位置に配置された上壁屈曲部と、
を備える冷却ダクト。
前記上壁前部と水平な仮想面とで成す角度に対して、前記上壁後部と前記仮想面とで成す角度は、略２倍の大きさに設定されている、
請求項１記載の冷却ダクト。
前記排出口は、略車両後方側へ向けて開口されている、
請求項１又は請求項２に記載の冷却ダクト。