JP7063228B2

JP7063228B2 - ダクト

Info

Publication number: JP7063228B2
Application number: JP2018198687A
Authority: JP
Inventors: 高基中川; 元哉坂部
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-10-22
Filing date: 2018-10-22
Publication date: 2022-05-09
Anticipated expiration: 2038-10-22
Also published as: JP2020066276A

Description

本発明は、車両前面から流入する空気を熱交換器へ導くダクトに関する。

特許文献１には、熱交換器としてのラジエータの側面に板状のデフレクタを配設してエンジンルームからの熱気の回り込みを抑制可能な導風構造が開示されている。

特開２００５－９６６８４号公報

上記導風構造によれば、車幅方向外側からの空気の回り込みを抑制することができるが、車両上下側からの空気の回り込みを抑制できず、また、車両前方からの冷却風が車両上下側から漏れてしまう。さらに、ラジエータと当該ラジエータを覆うファンシュラウドとは別個に車体に固定する必要があるため、組み付けの工数が多いという問題点がある。

本発明は、上記問題点に鑑み、熱交換器の冷却性能の向上と車体への組み付け性の確保とを両立させることができるダクトを提供することを目的とする。

請求項１のダクトは、外気と冷媒との間で熱交換を行う熱交換器の周囲を囲むと共に前記熱交換器が固定される枠部と、前記枠部から車両前面の開口部に向けて延在する筒状の導風部と、前記枠部に接続され、かつ前記熱交換器、前記枠部及び前記導風部を車体に支持する支持部と、を備え、前記導風部の上方側かつ車両後方側には挿通孔が設けられており、前記挿通孔には、車幅方向に延在して車体に固定されたラジエータサポートアッパが挿通され、前記ラジエータサポートアッパには、前記枠部の上部が締結されている。

請求項１のダクトは、車両前面の開口部から熱交換器に至るまで周囲が囲まれた導風経路が形成されている。したがって、請求項１のダクトによれば、周囲が完全に囲まれていない導風構造と比べて、熱交換器の冷却性能を向上させることができる。また、請求項１のダクトは、その一部がダクト及び熱交換器を支持する支持部として形成されている。そのため、車体への組み付け性を確保することができる。さらに、導風部の上方側かつ車両後方側には挿通孔が設けられている。挿通孔には、車幅方向に延在して車体に固定されたラジエータサポートアッパが挿通され、ラジエータサポートアッパには、枠部の上部が締結されている。
請求項２のダクトは、請求項１において、前記熱交換器の周囲にはシール部材が設けられており、前記シール部材によって前記枠部と前記熱交換器との隙間が埋められている。
請求項２のダクトでは、シール部材によって枠部と熱交換器との隙間が埋められているため、枠部内の冷却風を確実に熱交換器へ通過させることができる。

本発明によれば、熱交換器の冷却性能の向上と車体への組み付け性の確保とを両立させることができる。

実施形態に係るダクトの斜視図である。実施形態に係るダクトであって、車両に固定された状態を示す側方断面図である。

以下、図面を参照して、実施形態に係るダクトについて説明する。なお、各図において矢印ＦＲは車両前方側を示しており、矢印ＵＰはシート上方側を示しており、矢印ＲＨは車両幅方向右側を示している。

（構成）
図１に、本実施形態に係るダクト１０を示す。図２に示されるように、ダクト１０は車両１２のパワーユニットルーム５０の内部に設けられている。本実施形態の車両１２は、燃料電池車両であって、パワーユニットルーム５０には、燃料電池スタック、インバータ及びコンバータ等が収容されている。また、ダクト１０の内部には、３つの熱交換器３０が収容されている。

本実施形態の熱交換器３０は、エアコンの冷媒を冷却するコンデンサ３２と、インバータやモータを冷却するＥＶラジエータ３４と、燃料電池スタックを冷却するＦＣラジエータ３６と、を含んでいる。コンデンサ３２では、外気と冷媒であるエアコンガスとの間で熱交換が行われる。ＥＶラジエータ３４及びＦＣラジエータ３６では、それぞれ外気と冷媒である冷却液との間で熱交換が行われる。

車両１２の前面には、車外５２とパワーユニットルーム５０とを連通する開口部として複数の導入口４０が設けられている。導入口４０は、ボンネット５４とバンパ５６との間に設けられた上部導入口４２と、バンパ５６の車両上下方向の略中央に設けられた下部導入口４４と、を含んでいる。

図１に示されるように、ダクト１０は、各熱交換器３０の周囲を囲む略角筒状の枠部１４と、枠部１４から導入口４０（図２参照）に向けて車両前方に延在する導風部１６と、を備えている。

枠部１４は、車幅方向両側がサイドブラケット２０として、車両上方側がラジエータサポートカバー２４として形成されている。図２に示されるように、本実施形態では、サイドブラケット２０に対して各熱交換器３０が固定されている。詳しくは、サイドブラケット２０には、各熱交換器３０が、車両前方からコンデンサ３２、ＥＶラジエータ３４、ＦＣラジエータ３６の順に並んだ状態で固定されている。なお、ＦＣラジエータ３６の周囲には、スポンジ等からなるシール部材３８が設けられており、枠部１４とＦＣラジエータ３６との間に隙間はない。

導風部１６は、車両上方側の上部導入口４２に接続される略角筒状のダクトアッパ１６Ａと、車両下方側の下部導入口４４に接続される略角筒状のダクトロア１６Ｂと、を含んでいる。

また、ダクト１０は、サイドブラケット２０の車両前方の端部であって、車両上下方向においてダクトアッパ１６Ａとダクトロア１６Ｂとの間の位置に支持部としてのラジエータサポートクロス２８を備えている。本実施形態のラジエータサポートクロス２８は、車幅方向に延在し、かつ車両前方側に凸となるハット状に形成されている。このラジエータサポートクロス２８は、車両上方側がダクトアッパ１６Ａと連続し、車両下方側がダクトロア１６Ｂと連続して形成されている。そして、ラジエータサポートクロス２８は、枠部１４の車幅方向両側を構成するサイドブラケット２０に対してボルト等により接続されている。

図１に示されるように、ダクトアッパ１６Ａの車幅方向両側の壁部１８Ａにおける車両上方側かつ車両後方側の位置には、それぞれ略矩形状の開口である挿通孔１８Ｂが設けられている。図２に示されるように、車幅方向両側の挿通孔１８Ｂに対しては、車幅方向に延在し、かつ車両上方側に凸となるハット状に形成されたラジエータサポートアッパ２６が挿通している。このラジエータサポートアッパ２６は、枠部１４の車両上方側を構成するラジエータサポートカバー２４に対してボルト等により接続されている。

本実施形態では、ラジエータサポートアッパ２６及びラジエータサポートクロス２８が車両１２のフレームに対して固定されることで、ダクト１０と、サイドブラケット２０に固定される各熱交換器３０と、が車両（車体）１２に対して支持されている。

（作用）
本実施形態のダクト１０によれば、以下の作用を有する。

車両１２の走行により又はＦＣラジエータ３６の車両後方側に設けられたファンが回転することにより、車両１２では車両前方からダクト１０の内部に向けて外気が導入される。具体的には、上部導入口４２からダクトアッパ１６Ａを経由して枠部１４の内部に、下部導入口４４からダクトロア１６Ｂを経由して枠部１４の内部に、それぞれ外気が導入される。ここで、導風経路となるダクトアッパ１６Ａ、ダクトロア１６Ｂ及び枠部１４は、車幅方向及び車両上下方向の四方が囲まれている。したがって、本実施形態によれば、上部導入口４２及び下部導入口４４からダクト１０の内部に導入された外気のダクト１０から外部への漏れは抑制されている。また、本実施形態によれば、パワーユニットルーム５０内部の熱気の熱交換器３０の車両前方側への回り込みを抑制することができる。

ここで、車両に複数段の熱交換器を設ける場合、車幅方向側又は車両上下方向側の何れか一方しか囲まないと、導入された外気が漏れることで、風上側（車両前方側）の熱交換器に対して、風下側（車両後方側）の熱交換器に導入される風量が減少してしまう。これに対して、本実施形態のダクト１０によれば、車幅方向側又は車両上下方向側の何れか一方しか囲まない導風構造と比べて、最も車両後方にあるＦＣラジエータ３６に導入される風量を増加させることができる。

また、本実施形態のダクト１０では、ラジエータサポートクロス２８がダクト１０の一部として形成されており、ラジエータサポートクロス２８がダクト１０の囲み部分としての機能とダクト１０及び各熱交換器３０を支持する支持部としての機能を兼ねている。

本実施形態では、ダクト１０に予めラジエータサポートアッパ２６を接続し、ラジエータサポートアッパ２６及びラジエータサポートクロス２８を車両１２のフレームに対して固定することで、ダクト１０及び各熱交換器３０を車両１２に組み付けることができる。そのため、ダクト１０及び熱交換器３０を、ラジエータサポートアッパ２６とラジエータサポートクロス２８とに対して別個に固定する場合に比べて、組み付けの工数が削減される。

以上、本実施形態のダクト１０によれば、熱交換器の冷却性能の向上と車体への組み付け性の確保とを両立させることができる。

（備考）
なお、本実施形態のダクト１０は、ラジエータサポートクロス２８をダクト１０の一部として形成しているが、ラジエータサポートクロス２８に加えてラジエータサポートアッパ２６もダクト１０と一体に形成してもよい。

本実施形態のダクト１０には、車両上下方向に２段の導風部１６が設けられていたがこれに限らない。例えば、上下方向に３段でも、上下方向に２段及び左右に２列の導風部を設けてもよい。このような形態によれば、隣接する導風部との接続部分に支持部としてのラジエータサポートを設けることができる。

１０ダクト
１２車両（車体）
１４枠部
１６導風部
２８ラジエータサポートクロス（支持部）
３０熱交換器
４０導入口（開口部）

Claims

外気と冷媒との間で熱交換を行う熱交換器の周囲を囲むと共に前記熱交換器が固定される枠部と、
前記枠部から車両前面の開口部に向けて延在する筒状の導風部と、
前記枠部に接続され、かつ前記熱交換器、前記枠部及び前記導風部を車体に支持する支持部と、
を備え、
前記導風部の上方側かつ車両後方側には挿通孔が設けられており、
前記挿通孔には、車幅方向に延在して車体に固定されたラジエータサポートアッパが挿通され、前記ラジエータサポートアッパには、前記枠部の上部が締結されているダクト。
前記熱交換器の周囲にはシール部材が設けられており、前記シール部材によって前記枠部と前記熱交換器との隙間が埋められている請求項１に記載のダクト。