特許 7524749 車両の前部構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-22

(45)【発行日】2024-07-30

(54)【発明の名称】車両の前部構造

(51)【国際特許分類】

   B60K 11/04 20060101AFI20240723BHJP

   B60K 13/02 20060101ALI20240723BHJP

【ＦＩ】

B60K11/04 K

B60K11/04 Z

B60K13/02 C

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2020203090

(22)【出願日】2020-12-08

(65)【公開番号】P2022090663

(43)【公開日】2022-06-20

【審査請求日】2023-10-12

(73)【特許権者】

【識別番号】000003997

【氏名又は名称】日産自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100086232

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 博通

(74)【代理人】

【識別番号】100092613

【弁理士】

【氏名又は名称】富岡 潔

(72)【発明者】

【氏名】中尾 俊一

(72)【発明者】

【氏名】友澤 紀彦

【審査官】高瀬 智史

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－１７３４５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－５８６３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／００４１２２９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－６４４００（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｋ １１／０４

Ｂ６０Ｋ １３／０２

Ｂ６２Ｄ ２５／０８

Ｂ６２Ｄ ２５／２０

Ｂ６０Ｒ １９／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両幅方向に沿って並び、外部からの空気を導入可能な一組の開口部を有する車両のフロントバンパーと、
上記一組の開口部の後方に位置し、これら一組の開口部に跨って車両のエンジンルーム内に車両幅方向に沿って配置された第１熱交換器と、
上記第１熱交換器の後方上方側に位置し、上記エンジンルーム内に配置された第２熱交換器と、
上記エンジンルームの底壁を構成するアンダーカバーと、を備え、
上記アンダーカバーは、上記第１熱交換器を通過した空気を車両下部へと排出させることが可能な車両幅方向に沿って延びるアンダーカバー孔部を有し、
上記フロントバンパーは、上記一組の開口部に挟まれた部分が外部からの空気の流入を遮断する遮断壁部を有し、
上記第１熱交換器は、上記一組の開口部から導入された空気との間で熱交換を行うコア部を有し、
上記コア部は、上記遮断壁部の後方に位置する部分が空気の通過を遮断する被覆部材により被覆されていることを特徴とする車両の前部構造。

【請求項2】

上記被覆部材は、上記コア部の車両後方側の面を被覆することを特徴とする請求項１に記載の車両の前部構造。

【請求項3】

上記被覆部材は、上記コア部の車両前方側の面を被覆することを特徴とする請求項１に記載の車両の前部構造。

【請求項4】

上記第１熱交換器は、上記コア部を支持する枠状の支持部を有し、
上記被覆部材は、上記支持部と一体に形成されていることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の車両の前部構造。

【請求項5】

上記第２熱交換器は、上記第１熱交換器よりも内部を流れる流体の最高温度が低いことを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の車両の前部構造。

【請求項6】

上記第１熱交換器は、内燃機関のエンジンオイルを冷却するオイルクーラであり、
上記第２熱交換器は、上記内燃機関の吸気を冷却するインタークーラの冷却水を冷却するものであることを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の車両の前部構造。

【請求項7】

上記第２熱交換器の横に、上記内燃機関の吸気導入部が位置していることを特徴とする請求項６に記載の車両の前部構造。

【請求項8】

上記遮断壁部は、フロントバンパーに取り付けられて前方の物体を検知するレーダーであることを特徴する請求項１～７のいずれかに記載の車両の前部構造。

【請求項9】

上記被覆部材の幅は、上記一組の開口部の間隔と同じであることを特徴とする請求項１～８のいずれかに記載の車両の前部構造。

【請求項10】

上記第１熱交換器は、車両前後方向に沿って傾いて配置されていることを特徴とする請求項１～９のいずれかに記載の車両の前部構造。

【請求項11】

上記アンダーカバー孔部は、車両幅方向に沿って直線状に一列に並ぶ一組の開口であり、
上記アンダーカバーは、これら一組の開口の間に位置する架橋部を有することを特徴とする請求項１～１０のいずれかに記載の車両の前部構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自動車等の車両の前部構造に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、特許文献１には、フロントバンパーとエアコン用冷媒を冷却するコンデンサとの間に空冷式のインタークーラが配置された構成が開示されている。特許文献１に開示されたフロントバンパーは、エンジンルーム内に空気を導入する空気導入口と、空気導入口からエンジンルーム内に導入された空気をエンジンルーム外に排出する空気排出口と、を有している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１０－５８６３９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、このような特許文献１においては、インタークーラの前方に車両前方側からの空気の流れを遮断する物体があると、この物体の後方に負圧となる領域が発生する虞がある。

【0005】

そのため、特許文献１においては、インタークーラを通過した空気の一部が空気排出口からエンジンルーム外に排出されずにコンデンサの前面に上昇し、コンデンサの温度が上昇してしまう虞がある。

【0006】

つまり、特許文献１においては、空気導入口から導入された空気の流れ方に関して更なる改善の余地がある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の車両の前部構造は、車両幅方向に沿って並び、外部からの空気を導入可能な一組の開口を有する車両のフロントバンパーと、上記一組の開口部の後方に位置し、これら一組の開口部に跨って車両のエンジンルーム内に車両幅方向に沿って配置された第１熱交換器と、上記第１熱交換器の後方上方側に位置する第２熱交換器と、を有し、上記フロントバンパーは、上記一組の開口部に挟まれた部分が外部からの空気の流入を遮断する遮断壁部を有し、上記一組の開口部から導入された空気との間で熱交換を行う上記第１熱交換器のコア部は、上記遮断壁部の後方に位置する部分が空気の通過を遮断する被覆部材により被覆されていることを特徴としている。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、第１熱交換器のコア部を通過した空気は、フロントバンパーの遮断壁部の後方に位置する部分における吹き返しが抑制され、第２熱交換器前への上昇を抑制することができる。

【0009】

つまり、第２熱交換器は、被覆部材を設けることで前面の温度上昇が抑制され、熱交換効率の低下を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】車両の前部構造におけるフロントバンパーの正面図。

【図2】車両の前部構造における各種熱交換器の位置関係を模式的に示した説明図。

【図3】車両の前部構造を車両の側面側から見て模式的に示した説明図。

【図4】エンジンオイルクーラとアンダーカバーの相対的な位置関係を模式的に示した説明図。

【図5】フロントバンパーを取り外して車両の前部構造を正面視した状態を模式的に示した説明図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

【0012】

図１～図５は、本発明が適用された車両の前部構造の概略を模式的に示す説明図である。図１は、車両のフロントバンパー１の正面図である。図２は、車両の前方側から見た（エンジンルーム１６内に配置される）各種熱交換器の位置関係を模式的に示した説明図である。図３は、車両の側面側から見た車両の前部構造を模式的に示した説明図である。図４は、車両の前方側から見たエンジンオイルクーラ１０とアンダーカバー１９の相対的な位置関係を模式的に示した説明図である。図５は、フロントバンパー１を取り外して車両の前部構造を正面視した状態を模式的に示した説明図である。本発明が適用される車両は、例えば内燃機関を駆動源として当該車両の駆動輪を駆動する自動車である。

【0013】

車両の前部には、例えば樹脂材料からなるフロントバンパー１が取り付けられている。フロントバンパー１は、図１に示すように、車両の幅方向に沿って直線状に一列に並んだ一組の開口部２、２と、これら一組の開口部２、２の間に位置する開口部間壁部３と、を有している。

【0014】

一組の開口部２、２は、車両幅方向に沿って細長い外形が矩形の孔であり、外部からの空気（走行風）を車両前部のエンジンルーム１６（後述）内に導入可能となっている。一組の開口部２、２は、互いに同一形状に形成されている。一組の開口部２、２は、正面視にて（車両前方側から見て）、対称となるよう形成されている。

【0015】

開口部間壁部３は、車両の幅方向で一組の開口部２、２に挟まれた部分であり、外部からエンジンルーム１６（後述）内への空気の流入を遮断する遮断壁部である。開口部間壁部３には、車両の前方に位置する物体を検知可能なレーダー４が取り付けられている。レーダー４は、例えば車両幅方向に沿った長さ（フロントバンパー１の幅方向に沿った長さ）が開口部間壁部３の車両幅方向に沿った長さと同じになるよう設定されている。また、レーダー４は、例えば車両上下方向に沿った長さ（フロントバンパー１の上下方向に沿った長さ）が開口部間壁部３の車両上下方向に沿った長さと同じになるよう設定されている。

【0016】

レーダー４は、開口部間壁部３からはみ出さない大きさに設定し、開口部間壁部３からはみ出さないように配置してもよい。換言すれば、開口部間壁部３は、レーダー４がはみ出すことがない大きさとなるように設定される。

【0017】

なお、開口部間壁部３を形成せず、車両幅方向に沿った細長い矩形の孔部の中央にレーダー４を配置することによって直線状に一列に並んだ一組の開口部２、２を形成するようにしてもよい。この場合、レーダー４が一組の開口部２、２の間に位置して外部からエンジンルーム１６（後述）内への空気の流入を遮断する遮断壁部として機能する。このようにレーダー４が開口部間壁部３に取り付けられる場合や、レーダー４が遮断壁部として機能する場合、フロントバンパー１は、レーダー４の設置用に特別な場所を準備することなく、レーダー４の設置位置を確保することができる。

【0018】

図１中の符号５は、一組の開口部２、２の上方に位置し、自動変速機用オイルクーラ１４（後述）、エアコンディショナー用のコンデンサ１２（後述）、内燃機関の冷却水用のラジエータ１３（後述）等へ空気を導入する上方開口部である。

【0019】

図２に示すように、フロントバンパー１後方には、第１熱交換器としてのエンジンオイルクーラ１０と、第２熱交換器としてのインタークーラ用ラジエータ１１と、エアコン用コンデンサ１２と、冷却水用ラジエータ１３と、自動変速機（図示せず）で使用するオイルを冷却する自動変速機用オイルクーラ１４と、が収容されている。図２中の１５は、フロントバンパー１の構成部品であるバンパーレインフォースである。

【0020】

これらの部材は、エンジンルーム１６内において、図３に示すように、車両前後方向では、車両前方側からエンジンオイルクーラ１０、インタークーラ用ラジエータ１１、エアコン用コンデンサ１２、冷却水用ラジエータ１３の順に並んで配置されている。また、内燃機関の吸気ダクト１７の先端である吸気導入部１８がインタークーラ用ラジエータ１１の上方に配置されている。なお、自動変速機用オイルクーラ１４は、図３では便宜上省略して図示していないが、例えば車両前後方向でエアコン用コンデンサ１２と略並んだ位置に配置されている。

【0021】

図３中の１９は、エンジンルーム１６の底壁（下部壁）を構成するアンダーカバーである。アンダーカバー１９には、エンジンオイルクーラ１０を通過した空気を車両下部へと排出させるアンダーカバー孔部２０が形成されている。アンダーカバー孔部２０は、エンジンオイルクーラ１０の後方に形成されている。

【0022】

エンジンオイルクーラ１０は、車両の駆動源である内燃機関のエンジンオイル（潤滑油）を冷却する熱交換器である。エンジンオイルクーラ１０は、図２に示すように、一組の開口部２、２から導入された空気との間で熱交換を行う金属製のコア部２１と、コア部２１の外周を支持する矩形枠状の支持部２２と、を有している。

【0023】

エンジンオイルクーラ１０は、車両前後方向に沿って傾いて配置されている。詳述すると、エンジンオイルクーラ１０は、車両上下方向で下方に位置する下端側が車両上下方向で上方に位置する上端側よりも車両前後方向で車両前方側に位置するよう傾いて配置されている。エンジンオイルクーラ１０は、このように傾けて配置することにより、横倒しにして配置する場合に比べて、車両前後方向に沿った長さ（レイアウト長さ）を短くすることができる。

【0024】

エンジンオイルクーラ１０のコア部２１は、全体的な形状が車両幅方向に沿って細長い直方体形状を呈し、一組の開口部２、２及び開口部間壁部３の後方に位置している。エンジンオイルクーラ１０のコア部２１は、一組の開口部２、２及び開口部間壁部３に跨って車両のエンジンルーム１６内に車両幅方向に沿って配置されている。

【0025】

そして、コア部２１は、車両前後方向で開口部間壁部３の後方に位置する部分が空気の通過を遮断する被覆部材２３により被覆されている。被覆部材２３は、薄肉の部材であって、例えばコア部２１の車両前方側の面に取り付けられている。被覆部材２３は、例えば、ＰＡ６６（ナイロン）を主成分とした材料（ＰＡ６６＋ＧＥ（グラスファイバー））等からなっている。

【0026】

被覆部材２３の幅（車両幅方向に沿った長さ）は、開口部間壁部３の車両幅方向に沿った長さと同じ長さに設定されている。つまり、被覆部材２３の幅は、一組の開口部２、２の間隔と同じになるよう設定されている。

【0027】

なお、コア部２１は、車両前後方向で車両後方側の面が被覆部材２３により被覆されていてもよい。また、被覆部材２３は、開口部間壁部３の車両幅方向に沿った長さ以下の幅でもよい。さらに、被覆部材２３は、エンジンオイルクーラ１０の支持部２２と一体に成形するようにしてもよい。

【0028】

インタークーラ用ラジエータ１１は、内燃機関の過給された吸気を冷却するインタークーラ（図示せず）の冷却水を冷却するものである。つまり、インタークーラ用ラジエータ１１は、車両の駆動源である内燃機関に供給される吸気を冷却する熱交換器である。

【0029】

インタークーラ用ラジエータ１１は、全体的な形状が偏平な直方体形状を呈し、車両前後方向でエンジンオイルクーラ１０より車両後方側に位置している。また、インタークーラ用ラジエータ１１は、車両上下方向でエンジンオイルクーラ１０の上方側に位置している。また、インタークーラ用ラジエータ１１は、車両前後方向に沿ったエンジンオイルクーラ１０との間隔が小さくなるように配置されている。

【0030】

インタークーラ用ラジエータ１１の内部を流れる流体（吸気）の最高温度は、エンジンオイルクーラ１０の内部を流れる流体（エンジンオイル）の最高温度よりも低くなっている。

【0031】

エアコン用コンデンサ１２は、エアコンディショナーで用いる冷媒を凝縮させるものであって、車両前後方向でインタークーラ用ラジエータ１１より車両後方側に位置している。エアコン用コンデンサ１２は、全体的な形状が偏平な直方体形状を呈し、インタークーラ用ラジエータ１１に隣接して配置されている。エアコン用コンデンサ１２は、車両前方側から見て、エンジンオイルクーラ１０よりも全体的に一回り大きく形成されている。エアコン用コンデンサ１２は、車両前方側から見て、外周縁が全周に亘って連続してエンジンオイルクーラ１０の外周縁の外側が位置している。

【0032】

冷却水用ラジエータ１３は、内燃機関の冷却水を冷却するものであって、車両前後方向でエアコン用コンデンサ１２より車両後方側に位置している。冷却水用ラジエータ１３は、全体的な形状が偏平な直方体形状を呈し、エアコン用コンデンサ１２に隣接して配置されている。冷却水用ラジエータ１３は、車両前方側から見て、エアコン用コンデンサ１２よりも全体的に一回り大きく形成されている。冷却水用ラジエータ１３は、車両前方側から見て、外周縁が全周に亘って連続してエアコン用コンデンサ１２の外周縁の外側が位置している。また冷却水用ラジエータ１３は、車両前方側から見て、外周縁が全周に亘って連続して自動変速機用オイルクーラ１４の外周縁の外側が位置している。

【0033】

全体的な形状が矩形板状のアンダーカバー１９に形成されたアンダーカバー孔部２０は、図４に示すように、車両幅方向に沿って一列に並ぶ一組の開口であり、エンジンオイルクーラ１０のコア部２１を通過した空気を車両下部へと排出させるものである。

【0034】

アンダーカバー１９は、アンダーカバー孔部２０の一組の開口の間に位置する架橋部２４を有している。換言すると、アンダーカバー１９は、車両幅方向に沿った孔部の中央部分を塞いで当該孔部を車両幅方向で二つに分割する所定幅の架橋部２４を有している。

【0035】

アンダーカバー１９は、架橋部２４を有することで、アンダーカバー孔部２０を構成する一組の開口が連続している場合に比べて、強度を向上させ、耐久性を向上させることができる。

【0036】

フロントバンパー１に一組の開口部２、２とこれら一組の開口部２、２の間に位置する開口部間壁部３とが形成されている場合には、開口部間壁部３の後方に負圧となる領域（よどみ点）が発生する。そのため、エンジンオイルクーラ１０を通過した空気は、アンダーカバー孔部２０へとは抜けずに吹き返し、図５に矢印で示すように、インタークーラ用ラジエータ１１前へと上昇し、インタークーラ用ラジエータ１１の前面（車両前方側の面）の温度を上昇させる虞がある。

【0037】

そこで、エンジンオイルクーラ１０のコア部２１は、開口部間壁部３の後方に位置する部分が被覆部材２３によって覆われている。

【0038】

これによって、エンジンオイルクーラ１０のコア部２１は、開口部間壁部３の後方に位置する部分における吹き返しが防止される。換言すれば、被覆部材２３を設けることでエンジンルーム１６内に導入された空気の流れ方が改善される。

【0039】

そのため、エンジンオイルクーラ１０のコア部２１を通過した空気は、開口部間壁部３の後方に位置する部分における吹き返しが抑制され、インタークーラ用ラジエータ１１前への上昇を抑制することができる。つまり、インタークーラ用ラジエータ１１は、被覆部材２３を設けることで前面（車両前方側の面）の温度上昇が抑制され、熱交換効率の低下を抑制することができる。

【0040】

また、内燃機関は、インタークーラ用ラジエータ１１の前面（車両前方側の面）の温度上昇が抑制されるので、吸気温度が低下して充填効率が向上し、動力性能を向上させることができる。

【0041】

被覆部材２３は、車両幅方向に沿った長さ（幅）が一組の開口部２、２の間隔と同じになるよう設定されている。これにより、車両は、前方から見た際の見栄えを向上させることができる。

【0042】

被覆部材２３は、エンジンオイルクーラ１０の支持部２２と一体に成型されていれば、被覆部材２３を単一部品で構成する場合に比べて、コストの低減と生産性の向上を図ることができる。

【0043】

また、被覆部材２３がコア部２１の車両前方側の面を被覆している場合、被覆部材２３に流れを妨げられて車両上方側へ向けて上昇する空気は、エンジンオイルクーラ１０のコア部２１で加熱されずにすむことになる。そのため、被覆部材２３がコア部２１の車両前方側の面を被覆している場合は、被覆部材２３がコア部２１の車両後方側の面を被覆している場合に比べて、インタークーラ用ラジエータ１１前の温度上昇を一層抑制することができる。

【0044】

インタークーラ用ラジエータ１１の両側には、内燃機関に空気を導入する吸気ダクト１７の吸気導入部１８が位置している。吸気導入部１８は、図５に示すように、車両上下方向でインタークーラ用ラジエータ１１の上方側に位置している。また、吸気導入部１８は、車両幅方向でエアコン用コンデンサ１２の横（両脇）に位置している。

【0045】

吸気導入部１８において、吸気取り入れ口となる開口は、車両前方側に向かって開口しておらず、本実施例では、車両幅方向及び車両上下方向の上方側に向かって開口している。詳述すると、吸気導入部１８は、図５に示すように、車両前方側に向かって開口する吸気ダクト１７の上流側端部開口３０と、上流側端部開口３０を覆うＬ字形状の端部壁３１と、を有している。端部壁３１は、上流側端部開口３０を覆う縦壁部３２と、縦壁部３２と上流側端部開口３０の下側壁とを接続する横壁部３３と、を有している。つまり。吸気導入部１８において、縦壁部３２と吸気ダクト１７の上流側端部開口３０とは、横壁部３３の車両前後方向に沿った長さの分だけ互いに離間している。吸気導入部１８は、縦壁部３２の周囲のうち、横壁部３３が設定されていない部分から吸気ダクト１７の上流側端部開口３０に空気が流入する。そのため、インタークーラ用ラジエータ１１の前面（車両前方側の面）に、エンジンオイルクーラ１０のコア部２１を通過した空気が吹き返して導かれると、吸気温度が上昇する虞がある。

【0046】

しかしながら、本実施例の車両の前部構造では、インタークーラ用ラジエータ１１の前面（車両前方側の面）にエンジンオイルクーラ１０のコア部２１を通過した空気が吹き返して導かれてしまうことが抑制される。

【0047】

そのため、本実施例の車両の前部構造では、エンジンオイルクーラ１０のコア部２１を通過した高温の空気が吸気導入部１８へと導かれてしまうことを抑制することができる。

【0048】

そのため、本実施例の車両の前部構造では、吸気温度が低下して充填効率が向上し、内燃機関の動力性能を向上させることができる。

【0049】

なお、上述した実施形態記載の車両前部構造（フロントエンド）は、車両のフロントバンパー突出部より上側のフロントエンド開口部がない、いわゆるラジエータグリルレス車をもとに説明したが、車両のフロントバンパー突出部より上側のラジエータグリル開口部を有するものでも本発明は適用可能である。

【0050】

本実施形態のように、ラジエータグリルレス車の場合には、車両の走行に伴うインタークーラ用ラジエータ１１、エアコン用コンデンサ１２、冷却水用ラジエータ１３といった、車両上方にある熱交換器へ導入する走行風が得られない。すなわち、これら熱交換器に作用する動圧（高圧部位）が少ないため、より吹き返し現象が発生しやすくなる。

【符号の説明】

【0051】

１…フロントバンパー
２…開口部
３…開口部間壁部
４…レーダー
５…上方開口部
１０…エンジンオイルクーラ
１１…インタークーラ用ラジエータ
１２…エアコン用コンデンサ
１３…冷却水用ラジエータ
１４…自動変速機用オイルクーラ
１５…バンパーレインフォース
１６…エンジンルーム
１７…吸気ダクト
１８…吸気導入部
１９…アンダーカバー
２０…アンダーカバー孔部
２１…コア部
２２…支持部
２３…被覆部材
２４…架橋部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】