WO2012029088A1 - 車両 - Google Patents

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Abstract

【課題】車載機器と熱交換を行う熱交換媒体が流れるダクトを介して車載機器に水等が流入するのを抑制する。 【解決手段】バッテリ30と、バッテリ30を冷却するための空気が流れるダクトと、車両のバンパと、を有し、前記ダクトの端部の開口部は、前記バンパの内側において前記ダクトの外面と向き合うことを特徴とする車両。

Description

車両
 本発明は、ダクトに流れる熱交換媒体を用いて車載機器の温度制御を行う機能を備えた車両に関する。
 車両に搭載される車載機器の温度を調節する温度調節構造を搭載した車両が知られている。この種の車両として、特許文献1は、モータに冷却用エアを供給する冷却用ファンを備えた車両を開示する。このファンの空気取入口は、車体を構成するリヤ側バンパの裏側に向き合う。
特開平05-193375号公報 特開平08-244473号公報 特開平07-132859号公報
 しかしながら、特許文献1の構成では、ファンを作動して空気を取り込む際に、リアバンパの内壁に付着した水などが回転動作するファンの吸引作用により、空気取入口に引きこまれるおそれがある。
 そこで、本発明は、車載機器と熱交換を行う熱交換媒体が流れるダクトを介して車載機器に水等が流入するのを抑制することを目的とする。
 上記課題を解決するために、本願発明の車両は、一つの観点として、
(1)車載機器と、前記車載機器と熱交換を行う熱交換媒体が流れるダクトと、を有し、前記ダクトの端部の開口部は、前記ダクトの外面と向き合うことを特徴とする。
(2)(1)の構成において、さらに、車両のバンパを有し、前記ダクトの端部の開口部は、前記バンパの内側において前記ダクトの外面と向き合うことを特徴とする。
 (3)(2)の構成において、前記開口部は、車幅方向において前記ダクトの外面と向きあう。バンパの内部に形成された空間は車幅方向に延びているため、開口部の開口方向を車幅方向とすることにより、開口部からこの開口部に向き合う方向に位置するバンパの内面までの間隔を広くすることができる。そのため、バンパの内部に付着した水が開口部に向かいにくくなる。
 (4)(2)又は(3)の構成において、前記バンパの底面には前記ダクトを前記バンパ内に導通させるための導通開口部が形成されており、前記導通開口部と前記ダクトとの間に隙間を形成するのが好ましい。(4)の構成によれば、ダクトをバンパの内部に導通させる際の組み付け誤差を吸収できる。
 (5)(2)乃至(4)の構成において、前記ダクトは、前記車載機器と熱交換を行った熱交換媒体を排気するための排気用のダクトであり、前記バンパは、車両後端部に位置させることができる。(5)の構成によれば、車両の後部バンパ内に形成された空間を有効活用することができる。
 (6)(5)の構成において、前記ダクトは、前記開口部を有するダクト端部を備え、前記ダクト端部は、フック形状部を備えることができる。フック形状部を備えることにより、一旦開口部からダクト内に流入した水を重力落下によりタクトの外部に排出することができる。
 (7)(6)の構成において、前記ダクト端部は、第1屈曲部とこの第1屈曲部よりも排気方向下流に位置する第2屈曲部とを備え、前記第1屈曲部は、前記開口部の開口方向において前記開口部から離間する方向に屈曲し、前記第2屈曲部は、前記第1屈曲部とは反対方向に屈曲させることができる。第1屈曲部を設けることにより、排気時の圧力損失を少なくすることができる。
 (8)(1)~(7)の構成において、前記開口部は、水没を許容する車両の許容位置よりも高い位置に設けることができる。車両の一部が水没した際に、前記開口部から前記ダクト内に水が流入するのを抑制できる。
 (9)(1)~(8)の構成において、前記車載機器は、バッテリであってもよい。バッテリに水が流入するのを抑制できる。
 (10)(9)の構成において、前記バッテリは、車両のフロアパネルの下面に位置させることができる。バッテリを車室外に配置した場合であっても、バッテリに水が流入するのを抑制できる。
 本願発明によれば、車載機器と熱交換を行う熱交換媒体が流れるダクトを介して車載機器に水等が流入するのを抑制できる。
バッテリ、吸気管及び排気管の組み立て完成図である。 車両の後方斜視図である。 後部バンパの車幅方向の部分断面図である。 後部バンパを車両の下方から視た図である。
 図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。図1は、吸気管、バッテリ及び排気管の組み立て完成図であり、これらの要素の車載位置を明確にするために点線により車両の輪郭を示している。図2は車両の後方斜視図であり、排気管の一部を点線で図示する。車両1は、フロアパネル2及びダッシュパネル3を備える。フロアパネル2には、図示しない座席シート、コンソールボックスなどが固定される。
 車両1は、車両後端部に後部バンパ20を備える。後部バンパ20は、車両の外装を形成している。後部バンパ20と車両本体との間には、車両前後方向に空間が形成されている。図2に図示するように、後部バンパ20と車両本体との間に形成された空間の内部には、後述するように排気管(ダクト)10の排気口(開口部)11及びクラッシュボックス21が位置する。クラッシュボックス21は、車幅方向の略中央に位置する。クラッシュボックス21は、車両に衝撃が加わった際に破壊され、衝撃を吸収する。
 車両1は、バッテリ30を備える。車両1は、バッテリ30の電力によってモータを駆動し、このモータの駆動力により車輪を回転させる電気自動車であってもよい。車両1は、バッテリ30の電力によってモータを駆動し、このモータの駆動力により車輪を回転させる第1の駆動経路と、内燃機関で得られた駆動力により車輪を回転させる第2の駆動経路とを動力源として兼用するハイブリッド自動車であってもよい。
 バッテリ30は、フロアパネル2の下面、つまり、フロアパネル2の車両外側の外面に固定される。固定方法は、ボルトなどを用いた締結手段であってもよい。バッテリ30は、バッテリケース31と、図示しない複数の単電池を備える。これらの単電池は、電気的に接続されており、バッテリケース31の内部に収容されている。単電池は、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池などの二次電池であってもよい。
 バッテリ30には、吸気管60及び排気管10が接続される。吸気管60は、バッテリケース31の車両前方側の端部に接続される。排気管10は、バッテリケース31の車両後方側の端部に接続される。吸気管60の途中には、ファン70が設けられる。ファン70は、シロッコ式のファン、クロスフロー型のファン、或いはプラペレ式のファンであってもよい。
 吸気管60におけるファン70の上流側には、エアクリーナ50が位置する。吸気管60の上流側端部には、吸気口40が位置する。エアクリーナ50及び吸気口40は車両前方のエンジンルーム5内に位置する。排気管10の排気口11は後部バンパ20内に位置する。
 ファン70が駆動されると、吸気口40を介して吸気管60内に空気が導入される。吸気管60に導入された空気は、エアクリーナ50において洗浄され、埃などの異物が除去される。エアクリーナ50で洗浄された空気は、バッテリケース31内に流入し、バッテリケース31内に収容された各単電池を冷却する。バッテリ30を冷却することにより温度上昇した空気は、排気管10を通って排気口11から排気される。
 排気口11から排気された空気は、車外に排出され、車室内には流入しない。したがって、排気口11から排気された空気によって、車室内の温度が上昇するのを抑制できる。
 次に、図1乃至図4を参照して、排気管10について詳細に説明する。図3は排気管のY矢視図であり、図4は排気管のZ矢視図である。本実施形態では、下記に説明するように、後部バンパ20内の水が排気管10を介してバッテリ30に流入するのを多重的に防護する。本実施形態では、第1に排気管10の排気口11に水を流入させない、第2に仮に排気口11から水が流入した場合であっても、バッテリ30に到達させない、という二つの観点に基づき多重防護をしている。排気管10は、バンパ開口部(導通開口部)20Aを通って後部バンパ20の内部に延出する。バンパ開口部20Aは、後部バンパ20の底面に形成されている。バンパ開口部20Aは、排気管10よりも径方向の寸法が大きく設定されている。したがって、排気管10は、バンパ開口部20Aの内縁部よりも内側に位置し、排気管10の外面とバンパ開口部20Aの内縁部との間には隙間が形成される。
 このように、排気管10及びバンパ開口部20Aの間に隙間が形成されることにより、バンパ開口部20A内における排気管10の挿通位置の自由度を高めることができる。つまり、排気管10を後部バンパ20の内部に挿通する際の組み付け誤差を吸収できる。
 後部バンパ20の内部空間は、バンパ開口部20Aを除いて、後部バンパ20により覆われている。このように密閉性に優れた空間に排気管10の排気口11を配置することにより、排気口11から水が流入するのを抑制することができる。
 排気管10は、後部バンパ20の内部における車幅方向(X軸方向)の一端部に位置してもよい。図4を参照して、排気管10は排気方向上流から排気方向下流に向かって車両左方向に屈曲する本体側屈曲部(ダクト本体部)15を備える。本体側屈曲部15は、曲げ許容部16を備える。曲げ許容部16は、蛇腹形状であってもよい。曲げ許容部16を屈曲させることにより、排気管10の傾きを調整することができる。
 排気管10は、排気側屈曲部(ダクト端部)12を備える。排気側屈曲部12は、排気口11を備える。図3を参照して、排気側屈曲部12は、接続部10Aにおいて本体側屈曲部15に接続される。本体側屈曲部15及び排気側屈曲部12は一体的に成形してもよい。
 排気口11の形状は、矩形であってもよい。図3に詳細を図示するように、排気側屈曲部12は、排気方向上流側から順に第1排気側屈曲部12A(第1屈曲部)及び第2排気側屈曲部12B(第2屈曲部)を備える。
 第1排気側屈曲部12Aは、車幅方向において、排気口11から離間する方向に屈曲する。このように、第1排気側屈曲部12Aが排気口11から離間する方向に屈曲することにより、排気される空気の圧力損失を抑制できる。すなわち、本実施形態の排気側屈曲部12によれば、排気側屈曲部12を例えばU字形状に形成した場合よりも、圧力損失を少なくすることができる。
 第2排気側屈曲部12Bは、第1排気側屈曲部12Aとは反対方向に屈曲する。第2排気側屈曲部12Bは、バンパ20の内面に沿って屈曲する部分を有する。これにより、排気管10の排気面積が低下するのを抑制できる。
 第2排気側屈曲部12Bの下流端部に形成された排気口11は、図3に図示する水没許容位置よりも高い位置に位置する。水没許容位置は、車両において水没を許容する車高方向の位置を示す設計上の値である。車両1の後部バンパ20の位置まで水位が達した場合、バンパ開口部20Aと排気管10との隙間から、後部バンパ20の内部に水が流入する。その結果、後部バンパ20の内部の一部の領域が水没する。排気口11が水没許容位置よりも高い位置に設けられることにより、排気管10に水が流入するのを抑制できる。
 排気側屈曲部12が第2排気側屈曲部12Bを備えることにより、一旦排気口11から流入した水がバッテリ30に達するのを抑制できる。すなわち、排気口11から第2排気側屈曲部12Bに流入した水は、第2排気側屈曲部12Bの内面に沿って一旦排気方向上流に向かって移動するが、第2排気側屈曲部12Bの上端部に達する前に重力落下する。
 排気口11は、車幅方向において排気管10の外面と対向する。これにより、排気口11に向かう水は、排気口11に至る前に排気管10に接触するため、排気口11に水が流入するのを抑制できる。排気口11を排気管10の外面に対向させることによる効果を、比較例を示してより具体的に説明する。
 比較例1として、排気管10との対向を避けるように排気口11を下方に向ける方法が考えられる。しかしながら、上述したように、バンパ開口部20Aと排気管10との間には隙間が形成されており、この隙間を介して後部バンパ20の内部に泥などの異物が流入する場合がある。後部バンパ20の内部に流入した異物は、前記隙間から後部バンパ20の内部に向かって洗浄水を噴射することにより取り除かれる。排気口11が下方に向いている場合には、後部バンパ20の内部に噴射された洗浄水が、直接排気口11に向かい、排気管10内を上流するおそれがある。
 比較例2として、排気口11の近くに図示しない邪魔板を配置して、水の流入を防ぐ方法が考えられる。しかしながら、この方法では、邪魔板を配置するためのスペースが必要となり、さらには、邪魔板の分だけコストが増大し、圧力損失が生じるおそれがある。
 本実施形態の構成によれば、比較例1及び2で発生する問題点を解消することができる。すなわち、本実施形態の構成によれば、排気口11に向かう洗浄水は、排気管10の外面に接触するため、排気管10内に洗浄水が流入するのを抑制することができる。その結果、比較例2の邪魔板を省略することもできる。独立した邪魔板が省略されることにより、部品点数の削減による低コスト化を図ることができる。
 また、本実施形態の構成によれば、バッテリ30を車外に搭載しても、排気管10からバッテリ30の内部に水が流入するのを抑制できる。
 (変形例1)
 上述の実施形態では、バッテリの冷却に用いられた冷媒を排出するための排気管について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。本発明は、車両に搭載され、冷却が必要とされるあらゆる発熱機器の排気管に適用することができる。この発熱機器には、インバータ、コンバータが含まれる。インバータは、車輪を駆動するモータに対してコンバータの出力する直流電圧を三相交流に変換して出力する。また、インバータは、回生制動に伴い、モータにおいて発電された電力をコンバータに戻す。コンバータは走行時には昇圧コンバータとして動作し、回生制動時には降圧回路として動作する。
 (変形例2)
 排気管10の内部を流れる空気は、極低温時にバッテリ30を昇温して、バッテリ30の出力を向上させるために供給される温風(熱交換媒体)であってもよい。
 (変形例3)
 上述の実施形態では、排気口11及び吸気管10は車幅方向において対向しているが、本発明はこれに限られるものではなく、車両前後方向などの他の方向において対向してもよい。
 (変形例4)
 本願発明は、吸気管60に適用することもできる。すなわち、吸気管60の吸気口40は、吸気管60の外面に対向して位置する。吸気口40は、前部バンパの内部に位置する。
 (変形例5)
 排気側屈曲部12は、上述の実施形態の形状に限定されるものではなく、他のフック形状であってもよい。ここで、フック形状は、換言すると折り返し形状のことである。折り返し形状を有することにより、排気口11から流入した水を重力落下により排出できる。フック形状は、U字型形状、J字型形状であってもよい。
 10 排気管 11 排気口 12 排気側屈曲部
 12A 第1排気側屈曲部 12B 第2排気側屈曲部
 20 後部バンパ 20A バンパ開口部

Claims (10)

  1.  車載機器と、
     前記車載機器と熱交換を行う熱交換媒体が流れるダクトと、を有し、
     前記ダクトの端部の開口部は、前記ダクトの外面と向き合うことを特徴とする車両。
  2.  さらに、車両のバンパを有し、
     前記ダクトの端部の開口部は、前記バンパの内側において前記ダクトの外面と向き合うことを特徴とする請求項1に記載の車両。
  3.  前記開口部は、車幅方向において前記ダクトの外面と向きあうことを特徴とする請求項2に記載の車両。
  4.  前記バンパの底面には前記ダクトを前記バンパ内に導通させるための導通開口部が形成されており、
     前記導通開口部と前記ダクトとの間には隙間が形成されていることを特徴とする請求項2又は3に記載の車両。
  5.  前記ダクトは、前記車載機器と熱交換を行った熱交換媒体を排気するための排気用のダクトであり、
     前記バンパは、車両後端部に位置することを特徴とする請求項2乃至4のうちいずれか一つに記載の車両。
  6.  前記ダクトは、前記開口部を有するダクト端部を備え、
     前記ダクト端部は、フック形状部を備えることを特徴とする請求項5に記載の車両。
  7.  前記ダクト端部は、第1屈曲部とこの第1屈曲部よりも排気方向下流に位置する第2屈曲部とを備え、
     前記第1屈曲部は、前記開口部の開口方向において前記開口部から離間する方向に屈曲し、
     前記第2屈曲部は、前記第1屈曲部とは反対方向に屈曲することを特徴とする請求項6に記載の車両。
  8.  前記開口部は、水没を許容する車両の許容位置よりも高い位置に設けられることを特徴とする請求項1乃至7のうちいずれか一つに記載の車両。
  9.  前記車載機器は、バッテリであることを特徴とする請求項1乃至8のうちいずれか一つに記載の車両。
  10.  前記バッテリは、車両のフロアパネルの下面に位置することを特徴とする請求項9に記載の車両。
     
     
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