JP7480813B2 - エアガイド構造および車両 - Google Patents

Description

本開示は、エアガイド構造および車両に関する。

車両の車幅方向両側で前後方向に延びる左右一対のフレームと、一対のフラーム同士を連結する複数のクロスメンバーとにより、車両の前部構造が構成されている。車両前方向からファーストクロスメンバー、セカンドクロスメンバーなどの順番に配置される。セカンドクロスメンバーの車両後方向かつ一対のフレーム間には、車両前方向から順にラジエーター、ファン、および、エンジンが配置されている。ファンは、エンジンに駆動されて回転することで、空気を熱交換器（ラジエーター）に通過させる。

例えば、特許文献１には、ファーストクロスメンバーの上板部から車両後方向へ連続して延びるエアガイド板部を備えたエアガイド構造が開示されている。エアガイド板部の上面に沿って車両後方向へ流通する空気（走行風）は、セカンドクロスメンバーの車両後方向に配置された熱交換器を通過する。

特開２０１７－７１２２９号公報

ところで、上記特許文献１に記載されたエアガイド構造では、エアガイド板部とセカンドクロスメンバーとの間に隙間が存在している。

エアガイド板部の上面に沿って車両後方向へ流通する空気（走行風）は、隙間を通って車両下方向に流れ出すため、熱交換器を通過する風量が減少する。これにより、熱交換器を冷却する効果が下がるという問題がある。

本開示の目的は、熱交換器を冷却する効果を上げることが可能なエアガイド構造および車両を提供することである。

上記の目的を達成するため、本開示におけるエアガイド構造は、
バンパーと、前記バンパーの車両後方向に配置された熱交換器と、前記バンパーの車両後方向かつ前記熱交換器の車両前方向に配置され、車幅方向に互いに離れて配置される一対のサイドメンバーのそれぞれの車両前方向の端部同士を連結するクロスメンバーと、前記バンパーと前記クロスメンバーとの間の空間に配置され、衝突エネルギーを吸収するためのクラッシュボックスと、を有する車両が備えるエアガイド構造であって、
前記一対のサイドメンバーのそれぞれの車両前方向の端部にそれぞれ配置される一対のエンド部と、
前記一対のエンド部のそれぞれから車幅方向中央部に延在する取付ブラケットと、
前記クラッシュボックスの車両下方向に配置され、前記バンパーから車両後方向へ延在する第１ガイド部材と、
前記取付ブラケットに支持され、前記クラッシュボックスの車両下方向に配置され、前記クロスメンバーから車両前方向へ延在する第２ガイド部材と、
を備え、
前記第１ガイド部材と前記第２ガイド部材とは、車両上下方向で重なるように配置される。

本開示における車両は、
上記エアガイド構造を備える。

本開示によれば、熱交換器を冷却する効果を上げることができる。

図１は、本開示の実施の形態における車両の前部構造を模式的に示す側面図である。 図２は、本開示の実施の形態における車両の前部構造を示す斜視図である。 図３は、比較例に係る車両の前部構造を示す側面図である。 図４は、本開示の実施の形態における第２ガイド部材を示す斜視図である。 図５は、本開示の実施の形態におけるエアガイド構造の一部を示す部分斜視図である。 図６Ａは、比較例に係る渡渉時の車両の前部構造を示す側面図である。 図６Ｂは、比較例に係る渡渉時の車両の前部構造を示す側面図である。 図７は、本開示の実施の形態における第１ガイド部材および第２ガイド部材の側面図である。

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本開示の実施の形態における車両の前部構造を模式的に示す側面図である。図２は、本開示の実施の形態における車両の前部構造を示す斜視図である。図１にはＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸が描かれている。図１の紙面の奥行方向をＸ軸および車幅方向といい、手前方向を車幅方向一側または「＋Ｘ方向」、奥方向を車幅方向他側または「－Ｘ方向」という。図１において左方向をＹ軸および車両前後方向といい、右方向を車両後方向、車両後側または「＋Ｙ方向」、左方向を車両前方向、車両前側または「－Ｙ方向」という。また、図１において上下方向をＺ軸および車両上下方向といい、上方向を車両上方向、車両上側または「＋Ｚ方向」、下方向を車両下方向、車両下側または「－Ｚ方向」という。

図１および図２に示すように、車両の前部構造１０は、ラジエーターグリル２と、バンパー４と、クラッシュボックスＣＢと、を有する。

ラジエーターグリル２は、空気（走行風）を車両１の内部に取り込むための開口部（不図示）を有している。バンパー４は、ラジエーターグリル２の車両下方向に配置される。

一対のサイドメンバー１１Ａ，１１Ｂの間のスペースには、車両前方向（－Ｙ方向）から順番にラジエーター３、ファン（不図示）およびエンジン（不図示）が配置されている。ファンは、エンジンに駆動されて回転し、ラジエーター３に空気を通過させる。なお、ラジエーター３は本開示の「熱交換器」に対応している。

一対のサイドメンバー１１は、車両１の車幅方向（Ｘ方向）に互いに離れて配置されているサイドメンバー１１Ａ，１１Ｂにより構成される。サイドメンバー１１Ａ，１１Ｂは、それぞれの配置位置の間の車幅方向の中央位置を中心にして対称的に配置され、かつ、対称的な形状を有し、ほぼ同じ構成を有している。以下の説明では、特に言及しない限り、車幅方向一側（＋Ｘ方向）に配置されたサイドメンバー１１Ａを代表して説明し、車幅方向他側（－Ｘ方向）に配置されたサイドメンバー１１Ｂの説明を省略する。サイドメンバー１１Ａは、車両前後方向（Ｙ方向）に延在している。サイドメンバー１１Ａの車両前方向の端部は、ＸＺ平面に沿って広がる取付用フランジ１１ｃを有している。なお、以下の説明で、一対の部材がそれぞれの配置位置の間の車幅方向の中央位置を中心にして対称的に配置され、かつ、対称的な形状を有し、ほぼ同じ構成を有している場合、一対の部材のそれぞれの配置位置の間の車幅方向の中央位置を「車幅方向の中央位置」という。

クロスメンバー１３は、一対のサイドメンバー１１Ａ，１１Ｂのそれぞれの車両前方向（－Ｙ方向）の端部同士を連結する。クロスメンバー１３は、断面コ字状に形成され、車幅方向に延びて起立する立壁部１３ａと、立壁部１３ａの車両上方向端部から水平方向に（ＸＹ平面に沿って）延びる上壁部１３ｂと、立壁部１３ａの車両下方向端部から水平方向に延びる下壁部１３ｃとを有している。

クラッシュボックスＣＢは、クロスメンバー１３の車両前方向（－Ｙ方向）に配置されている。クラッシュボックスＣＢは、一対のクラッシュメンバー１５および一対のクラッシュメンバー１６を有している。一対のクラッシュメンバー１５は、車幅方向の中央位置を中心にして対称的に配置され、かつ、対称的な形状を有し、ほぼ同じ構成を有しているクラッシュメンバー１５Ａ，１５Ｂにより構成される。一対のクラッシュメンバー１６は、車幅方向の中央位置を中心にして対称的に配置され、かつ、対称的な形状を有し、ほぼ同じ構成を有しているクラッシュメンバー１６Ａ，１６Ｂにより構成される。一対のクラッシュメンバー１６は、一対のクラッシュメンバー１５の車両上方向に配置されている。クラッシュメンバー１５とクラッシュメンバー１６とは互いにほぼ同じ構成を有している。以下の説明では、特に言及しない限り、車幅方向一側（＋Ｘ方向）に配置されたクラッシュメンバー１５Ａを代表して説明し、車幅方向他側（－Ｘ方向）に配置されたクラッシュメンバー１５Ｂ、および、クラッシュメンバー１６Ａ，１６Ｂのそれぞれの説明を省略する。クラッシュメンバー１６Ａ，１６Ｂのそれぞれは、ブロック部材１４を介して対応するサイドメンバー１１Ａ，１１Ｂのそれぞれに固定されている。

クラッシュメンバー１５Ａは、フロントサイド部１７と、衝撃吸収部１８と、エンド部１９とを有している。

フロントサイド部１７は、ＸＺ平面に沿って広がる平板形状を有している。フロントセンター部１７ａは、車幅方向中央に配置され、ＸＺ平面に沿って広がる平板形状を有している。クラッシュメンバー１５Ａ，１５Ｂのそれぞれのフロントサイド部１７は、フロントセンター部１７ａにより締結具（締結ボルト）により連結されている。

衝撃吸収部１８は、断面矩形状に形成され、車両前後方向（Ｙ方向）に延在し、衝撃吸収部１８の車両前方向端部は、フロントサイド部１７に連結されている。衝撃吸収部１８の車両後方向端部は、エンド部１９に連結されている。

エンド部１９は、衝撃吸収部１８の車両後方向（＋Ｙ方向）の端部から車幅方向一側（＋Ｘ方向）および車幅方向の中央位置側のそれぞれの方向へＸＺ平面に沿って広がる平板形状のフランジ１９ａを有している。フランジ１９ａは、締結具（締結ボルト）により取付用フランジ１１ｃに連結されている。

次に、エアガイド構造２０を有しない比較例に係る車両の前部構造１０について説明する。図３は、比較例に係る車両の前部構造を示す側面図である。図３に空気（走行風）の流れを破線で示す。
比較例に係る車両の前部構造１０では、クロスメンバー１３、一対のクラッシュメンバー１５、一対のフロントサイド部１７およびフロントセンター部１７ａにより囲まれる空間ＳＰが隙間を介して車両１の下方向空間に通じている。これにより、車両１のラジエーターグリル２から車体内部に取り込まれた空気（走行風）は、隙間を通って車両１の下方向空間に流れ出すため、ラジエーター３を通過する風量が減少する。これにより、ラジエーター３を冷却する効果が低下する。

これに対して、本開示の車両の前部構造１０は、エアガイド構造２０は、第１ガイド部材３０、一対の第２ガイド部材４０，４０およびシール部材５１，５２を有する。なお、図２では、第１ガイド部材３０を省略して示す。

また、本開示の実施の形態に係る車両の前部構造１０においては、フランジ１９ａは、車幅方向の中央位置側の端部から車両前方向（－Ｙ方向）に折曲された折曲フランジ１９ｂを有している。折曲フランジ１９ｂは取付用の下穴を有している。また、フランジ１９ａの車幅方向の中央位置側の端部であって、かつ、車両下方向（－Ｚ方向）の端部は、車両上方向（＋Ｚ方向）に切り込まれた切り欠き部１９ｃを有している。

第１ガイド部材３０は、車幅方向（Ｘ方向）の中央位置から車幅方向一側（＋Ｘ方向）および車幅方向他側（－Ｘ方向）のそれぞれの方向に延ばされ、車体の車幅方向全長に対応する車幅方向の長さを有している。第１ガイド部材３０は、バンパー４の車両下方向（－Ｚ方向）の端部に連結されている。第１ガイド部材３０は、バンパー４の車両下方向の端部から車両後方向（＋Ｙ方向）に延ばされている。第１ガイド部材３０の車両前方向（－Ｙ方向）の端部である前側縁部３１は、バンパー４の車両下方向の端部に連結されている。第１ガイド部材３０は、空間ＳＰの車両前方向（＋Ｙ方向）の端部から中央部までを車両下方向から塞ぐように配置される。

第２ガイド部材４０は、第１ガイド部材３０よりも車両後方向に配置されている。第２ガイド部材４０は、第１ガイド部材３０の車両後方向（＋Ｙ方向）の端部である後側縁部３２に連結されている。

図４は、本開示の実施の形態における第２ガイド部材を示す斜視図である。図５は、本開示の実施の形態におけるエアガイド構造２０の一部を示す部分斜視図である。第２ガイド部材４０は、車幅方向（Ｘ方向）を長尺方向とし、車両前後方向（Ｙ方向）を短尺方向として、ＸＹ平面に沿って広がる平板形状を有する。第２ガイド部材４０は、車両前後方向の中央部に位置する中央部４１と、中央部４１よりも車両前方向（－Ｙ方向）に位置する前側縁部４２と、中央部４１よりも車両後方向に位置する後側縁部４３とを有している。

中央部４１の車幅方向一側（＋Ｘ方向）の端部４６は、車幅方向他側（－Ｘ方向）に切り込まれている。換言すれば、中央部４１の車幅方向一側の端部４６の位置は、前側縁部４２の車幅方向一側の端部の位置よりも車幅方向他側（－Ｘ方向）に位置している。これにより、中央部４１の車幅方向一側の端部４６は、切り欠き部１９ｃに嵌め込み可能となる。その結果、中央部４１をフランジ１９ａの車両前方向（－Ｙ方向）から車両後方向（＋Ｙ方向）に延ばすことが可能となる。

中央部４１には、取付ブラケット４４が配置されている。取付ブラケット４４は、中央部４１に固定される被固定部４４ａと、被固定部４４ａの車幅方向一側（＋Ｘ方向）の端部から車両上方向に折曲された折曲部４４ｂとを有している。折曲部４４ｂは、第２ガイド部材４０の車幅方向（Ｘ方向）の中央部に位置している。折曲部４４ｂは、車幅方向他側（－Ｘ方向）に面する平面部と、取付用の下穴を有している。

図６Ａは、比較例に係る渡渉時の車両の前部構造を示す側面図である。図６Ｂは、比較例に係る渡渉時の車両の前部構造を示す側面図である。図６Ｂに冠水路の水面ＷＳを示す。比較例に係る車両の前部構造１０では、第２ガイド部材４０の前側縁部４２は、第１ガイド部材３０の後側縁部３２よりも車両下方向に配置されている。
比較例に係る車両１が冠水路を渡渉する場合、第１ガイド部材３０が水圧を受けて、第１ガイド部材３０の後側縁部３２が車両上方向（＋Ｚ方向）に変形する場合があるという問題がある。

本開示の実施の形態に係る車両の前部構造１０では、第２ガイド部材４０の前側縁部４２は、中央部４１よりも車両上方向（＋Ｚ方向）に高い段差部４５を有している。前側縁部４２（段差部４５）は、第１ガイド部材３０の後側縁部３２よりも車両上方向に配置されている。エンド部１９の折曲フランジ１９ｂにより支持される被支持部である折曲部４４ｂと前側縁部４２とが第２ガイド部材４０の車両前後方向（短尺方向）にそれぞれ配置されるため、折曲部４４ｂと前側縁部４２との間の距離が短めになる。また、折曲部４４ｂが第２ガイド部材４０の車幅方向の中央部に位置している。これにより、前側縁部４２の剛性は、折曲部４４ｂと前側縁部４２との間の距離が長めになるなどの場合よりも高くなる。

本実施の形態に係る車両１が冠水路を渡渉する場合、第１ガイド部材３０が水圧を受けても、第２ガイド部材４０により車両上方向（＋Ｚ方向）から抑えられているため、第１ガイド部材３０が車両上方向（＋Ｚ方向）に変形するのを防止できる。

段差部４５と第１ガイド部材３０の後側縁部３２との間には、車両上下方向の隙間が形成されている。

後側縁部４３は、中央部４１から車両後方向に（＋Ｙ方向）に下壁部１３ｃの位置まで延ばされている。

シール部材５１は、段差部４５と第１ガイド部材３０の後側縁部３２との間の車両上下方向の隙間を塞ぐように介装されている。これにより、段差部４５と第１ガイド部材３０の後側縁部３２とは、間接的に重なり合うように配置される。なお、段差部４５と第１ガイド部材３０の後側縁部３２とは、直接的に重なり合うように配置されてもよい。

図７は、本開示の実施の形態における第１ガイド部材および第２ガイド部材の側面図である。図７に示すように、段差部４５と第１ガイド部材３０の後側縁部３２とは互いにオーバーラップしている。また、第１ガイド部材３０は、車両前後方向（Ｙ方向）に所定間隔で隆起する隆起部３３（ビード状部）を有している。これにより、第１ガイド部材３０の剛性が向上する。以上の構成により、第１ガイド部材３０と第２ガイド部材４０との組立性（組み立てやすさ）を確保しつつ、空気（走行風）が車両下方向に流れ出すのを防止し、また、渡渉時の水圧による第１ガイド部材３０等の変形を防止することができる。

シール部材５２は、下壁部１３ｃと後側縁部４３との間の車両上下方向の隙間を塞ぐように、後側縁部４３に装着されている。

以上のように構成された第２ガイド部材４０は、エンド部１９に固定される。具体的には、折曲部４４ｂは、折曲フランジ１９ｂに締結具（締結ボルト）によって固定される。

以上のように構成された第２ガイド部材４０は、空間ＳＰの車両前後方向（Ｙ方向）の中央部から車両後方向（－Ｙ方向）の端部までを車両下方向（－Ｚ方向）から塞ぐように配置される。これによって、第１ガイド部材３０と第２ガイド部材４０とにより、空間ＳＰが車両下方向から塞がれる。

上記実施の形態におけるエアガイド構造２０は、バンパー４と、バンパー４の車両後方向かつラジエーター３の車両前方向に配置されたクロスメンバー１３と、バンパー４とクロスメンバー１３との間の空間に配置され、衝突エネルギーを吸収するためのクラッシュボックスＣＢとを有する車両１が備えるエアガイド構造２０であって、クラッシュボックスＣＢの車両下方向に配置され、バンパー４から車両後方向へ延在する第１ガイド部材３０と、クラッシュボックスＣＢの車両下方向に配置され、クロスメンバー１３から車両前方向へ延在する第２ガイド部材４０と、を備え、第１ガイド部材３０の車両後方向の端部と第２ガイド部材４０の車両前方向の端部とは、互いに車両上下方向で直接的または間接的に重なり合うように配置される。

図１に空気（走行風）の流れを破線で示す。図１に示すように、上記構成によれば、車両１のラジエーターグリル２から車体内部に取り込まれた空気（走行風）は、第１ガイド部材３０および第２ガイド部材４０に沿って、車両後方向のラジエーター３に流れ込み、車両１の下方向に流れ出さないため、ラジエーター３を通過する風量が減少するのを防止することができる。これにより、ラジエーター３を冷却する効果を上げることが可能となる。

また、上記実施の形態におけるエアガイド構造２０では、第１ガイド部材３０の車両後方向の端部は、第２ガイド部材４０の車両前方向の端部よりも車両下方向に配置されている。これにより、車両１が冠水路を渡渉する場合、第１ガイド部材３０が水圧を受けても、第２ガイド部材４０により車両上方向（＋Ｚ方向）から抑えられているため、第２ガイド部材４０が車両上方向（＋Ｚ方向）に変形するのを防止することが可能となる。

また、上記実施の形態におけるエアガイド構造２０では、第１ガイド部材３０の車両後方向の端部と第２ガイド部材４０の車両前方向の端部との間の車両上下方向の隙間を塞ぐように配置されるシール部材５１をさらに備える。これにより、空気（走行風）が第１ガイド部材３０と第２ガイド部材４０との間の隙間を通って流れ出さない。その結果、ラジエーター３を通過する風量が減少しないため、ラジエーター３を冷却する効果を上げることが可能となる。

また、上記実施の形態におけるエアガイド構造２０では、第２ガイド部材４０は、クロスメンバー１３の下壁部１３ｃの車両下方向に延ばされ、第２ガイド部材４０と下壁部１３ｃとの間の車両上下方向の隙間を塞ぐように配置されるシール部材５２を備える。これにより、空気（走行風）が第２ガイド部材４０と下壁部１３ｃとの間の隙間を通って流れ出さない。その結果、ラジエーター３を通過する風量が減少しないため、ラジエーター３を冷却する効果を上げることが可能となる。

なお、上記実施の形態に係る車両のエアガイド構造２０は、熱交換器としてのラジエーター３に適用したものを示したが、本開示はこれに限らず、インタークーラーに適用してもよい。

その他、上記実施の形態は、何れも本開示の実施をするにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本開示の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本開示はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

本開示は、熱交換器を冷却する効果を上げることが要求されるエアガイド構造を備える車両に好適に利用される。

１ 車両
２ ラジエーターグリル
３ ラジエーター
４ バンパー
１０ 車両の前部構造
１１ サイドメンバー
１１Ａ サイドメンバー
１１Ｂ サイドメンバー
１１ｃ 取付用フランジ
１３ クロスメンバー
１３ａ 立壁部
１３ｂ 上壁部
１３ｃ 下壁部
１４ ブロック部材
１５ クラッシュメンバー
１５Ａ クラッシュメンバー
１５Ｂ クラッシュメンバー
１６ クラッシュメンバー
１６Ａ クラッシュメンバー
１６Ｂ クラッシュメンバー
１７ フロントサイド部
１７ａ フロントセンター部
１８ 衝撃吸収部
１９ エンド部
１９ａ フランジ
１９ｂ 折曲フランジ
１９ｃ 切り欠き部
２０ エアガイド構造
３０ 第１ガイド部材
３１ 前側縁部
３２ 後側縁部
４０ 第２ガイド部材
４１ 中央部
４２ 前側縁部
４３ 後側縁部
４４ 取付ブラケット
４４ａ 被固定部
４４ｂ 折曲部
４５ 段差部
５１ シール部材
５２ シール部材

Claims (5)

1. バンパーと、前記バンパーの車両後方向に配置された熱交換器と、前記バンパーの車両後方向かつ前記熱交換器の車両前方向に配置され、車幅方向に互いに離れて配置される一対のサイドメンバーのそれぞれの車両前方向の端部同士を連結するクロスメンバーと、前記バンパーと前記クロスメンバーとの間の空間に配置され、衝突エネルギーを吸収するためのクラッシュボックスと、を有する車両が備えるエアガイド構造であって、
   前記一対のサイドメンバーのそれぞれの車両前方向の端部にそれぞれ配置される一対のエンド部と、
   前記一対のエンド部のそれぞれから車幅方向中央部に延在する取付ブラケットと、
   前記クラッシュボックスの車両下方向に配置され、前記バンパーから車両後方向へ延在する第１ガイド部材と、
   前記取付ブラケットに支持され、前記クラッシュボックスの車両下方向に配置され、前記クロスメンバーから車両前方向へ延在する第２ガイド部材と、
   を備え、
   前記第１ガイド部材と前記第２ガイド部材とは、車両上下方向で重なるように配置される、
   エアガイド構造。
2. 前記第１ガイド部材の車両後方向の端部は、前記第２ガイド部材の車両前方向の端部よりも車両下方向に配置されている、
   請求項１に記載のエアガイド構造。
3. 前記第１ガイド部材の車両後方向の端部と前記第２ガイド部材の車両前方向の端部との間の車両上下方向の隙間を塞ぐように配置される第１シール部材をさらに備える、
   請求項１に記載のエアガイド構造。
4. 前記クロスメンバーは、
   車幅方向に互いに離れて配置され、車両前後方向に延在する一対のサイドメンバーを連結し、断面コ字状に形成され、車両上方向に起立しかつ前記車幅方向に延びる立壁部と、前記立壁部の車両下方向端部から水平方向に延びる下壁部とを有し、
   前記第２ガイド部材は前記下壁部の車両下方向の位置に延ばされ、
   前記第２ガイド部材と前記下壁部との間の車両上下方向の隙間を塞ぐように配置される第２シール部材を備える、
   請求項１に記載のエアガイド構造。
5. 請求項１に記載のエアガイド構造を備える車両。