車両用冷却ダクト及び車両前部構造
【課題】整流板から冷却風が剥離することを防止又は抑制し、熱交換器の冷却効率を向上させる。
【解決手段】サブダクト１５０から排出される副冷却風によって、主冷却風が整流板１２０から剥離することが防止又は抑制されるので、サブダクト１５０を有しない構成と比較し、ラジエータ６０に冷却風が当らない、又は十分に当らない領域（死水領域）の発生が防止又は低減される。また、バンパリインフォース５０の車両後方側に渦が発生することによる気圧の低下が抑制されるので、サブダクト１５０を有しない構成と比較し、ラジエータ６０を通過する冷却風の通気抵抗が低減する。したがって、サブダクト１５０を有しない構成と比較し、ラジエータ６０の冷却効率が向上する。
【解決手段】サブダクト１５０から排出される副冷却風によって、主冷却風が整流板１２０から剥離することが防止又は抑制されるので、サブダクト１５０を有しない構成と比較し、ラジエータ６０に冷却風が当らない、又は十分に当らない領域（死水領域）の発生が防止又は低減される。また、バンパリインフォース５０の車両後方側に渦が発生することによる気圧の低下が抑制されるので、サブダクト１５０を有しない構成と比較し、ラジエータ６０を通過する冷却風の通気抵抗が低減する。したがって、サブダクト１５０を有しない構成と比較し、ラジエータ６０の冷却効率が向上する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用冷却ダクト及び車両前部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
フロントバンパの上下に形成されたアッパグリル及びロアグリルから取り入れられた冷却風を、フロントバンパの車両後方側に配置されたラジエータに導入する構成が知られている。このような構成の場合、フロントバンパの車両後方側で冷却風に渦が発生し、ラジエータの冷却効率が低下することがあった。
【０００３】
そこで、アッパグリル及びロアグリルとラジエータとの間に、アッパグリル及びロアグリルから取り入れられた冷却風をラジエータに導くための空気流路を形成するエアダクトを設けた冷却風の取入構造が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
しかし、エアダクトを設けても、例えば、エアダクトの上面を構成する整流板の傾斜角度が大きくなると、整流板から冷却風が剥離してフロントバンパの車両後方側で冷却風に渦が発生し、ラジエータの冷却効率が低下する可能性があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開平１−１０７６２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記を考慮し、整流板から冷却風が剥離することを防止又は抑制させることが課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、車両の前面に開口した開口部と、前記開口部の車両後方側に設けられた熱交換器と、の間に設けられ、前記開口部から導入された主冷却風を前記熱交換器に導く主ダクトと、前記主ダクトの上面を構成し、車両後方側に向かって車両上方側に傾斜し、前記主ダクトに導入された前記主冷却風を整流する整流板と、前記主冷却風の流速よりも速い流速の副冷却風を車両後方側に向かって排出し、前記主ダクトの前記整流板に沿って流れようとする前記主冷却風に副冷却風を合流させる副ダクトと、を備える。
【０００８】
請求項２の発明は、車両の前面に開口した開口部と、前記開口部の車両後方側に設けられた熱交換器と、の間に設けられ、前記開口部から導入された主冷却風を前記熱交換器に導く主ダクトと、前記主ダクトの底面を構成し、車両後方側に向かって車両下方側に傾斜し、前記主ダクトに導入された前記主冷却風を整流する整流板と、前記主冷却風の流速よりも速い流速の副冷却風を車両後方側に向かって排出し、前記主ダクトの前記整流板に沿って流れようとする前記主冷却風に副冷却風を合流させる副ダクトと、を備える。
【０００９】
請求項１又は請求項２の発明では、主ダクトの整流板に沿って、主冷却風が流れようとする。
【００１０】
ここで、例えば、整流板の傾斜角度が大きいと、整流板に沿って流れる主冷却風が、整流板から剥離することがある。つまり、整流板に沿って主冷却風が流れなくなることがある。
【００１１】
したがって、主ダクトの整流板に沿って流れようとする主冷却風に、副ダクトから主冷却風の流速よりも速い流速の副冷却風を合流させることで、副冷却風によって主冷却風が整流板に押さえつけられる。これにより主冷却風が整流板から剥離することが防止又は抑制される。
【００１２】
ここで、「副冷却風を車両後方側に向かって排出」とは、車両前後方向に対して斜め方向も含まれる。つまり、主冷却風に対して交差する方向に副冷却風が合流する構成も含まれる。
【００１３】
請求項３の発明は、前記副ダクトは、前記主冷却風が前記整流板から剥離しようとする位置又はその近傍に前記副冷却風が合流するように構成されている。
【００１４】
請求項３の発明では、主冷却風が整流板から剥離しようとする位置又はその近傍に副冷却風が合流するので、効果的に主冷却風が整流板から剥離することが防止又は抑制される。
【００１５】
請求項４の発明は、前記副ダクトは、前記開口部と前記熱交換器との間に設けられると共に、前記開口部から前記副冷却風が導入されるように構成され、更に、前記副ダクトの車両前方側の流入開口の面積は、前記副冷却風を排出する車両後方側の排出開口の面積よりも大きく構成されている。
【００１６】
請求項４の発明では、副ダクトの車両前方側の流入開口の面積が車両後方側の排出開口口の面積よりも大きいので、排出開口から排出され主冷却風に合流する副冷却風の流速が速くなる。
【００１７】
請求項５の発明は、前記副ダクトは、前記開口部と前記熱交換器との間に設けられると共に、前記開口部から前記副冷却風が導入されるように構成され、更に、前記副ダクトの前記整流板と反対側の内壁面は、車両後方側に向かって前記整流板側に傾斜する傾斜面とされると共に、前記副ダクトの前記傾斜面における車両後端部の車両前後方向に対する傾斜角度は、前記主ダクトの前記整流板における前記副冷却風が合流する部位の車両前後方向に対する傾斜角度よりも、大きく設定されている。
【００１８】
請求項５の発明では、副ダクトの傾斜面における車両後端部の傾斜角度は、主ダクトの整流板における副冷却風が合流する部位の傾斜角度よりも大きく設定されているので、副冷却風によって主冷却風が整流板により効果的に押さえつけられる。これにより主冷却風が整流板から剥離することがより効果的に防止又は抑制され、熱交換器の冷却効率が向上する。
【００１９】
請求項６の発明は、車両前部に車両幅方向を長手方向として設けられたリインフォースと、車両の前面における前記リインフォースの下側に開口した開口部と、前記リインフォースの車両後方側に設けられた熱交換器と、前記開口部との前記熱交換器との間に前記主ダクトが設けられた請求項１に記載の車両用冷却ダクトと、を備える。
【００２０】
請求項７の発明は、車両前部に車両幅方向を長手方向として設けられたリインフォースと、車両の前面における前記リインフォースの上側に開口した開口部と、前記リインフォースの車両後方側に設けられた熱交換器と、前記開口部との前記熱交換器との間に前記主ダクトが設けられた請求項２に記載の車両用冷却ダクトと、を備える。
【００２１】
請求項６又は請求項７の発明では、主冷却風が整流板から剥離し、リインフォースの車両後方側で渦が発生することによる気圧の低下に伴う通気抵抗の低下が抑制されるので、熱交換器の冷却効率が向上する。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１又は請求項２に記載の発明によれば、整流板に沿って流れようとする主冷却風に、主冷却風の流速よりも速い流速の副冷却風が合流しない構成と比較し、主冷却風が整流板から剥離することを防止又は抑制することができる。
【００２３】
請求項３に記載の発明によれば、主冷却風が整流板から剥離しようとする位置又はその近傍から離れた位置に副冷却風を合流させる構成と比較し、主冷却風が整流板から剥離することをより効果的に防止又は抑制することができる。
【００２４】
請求項４に記載の発明によれば、排出開口から排出され主冷却風に合流する副冷却風の流速を速くすることができる。
【００２５】
請求項５に記載の発明によれば、副ダクトの傾斜面における車両後端部の傾斜角度が、主ダクトの整流板における副冷却風が合流する部位の傾斜角度と同じか小さく設定されている構成と比較し、副冷却風によって主冷却風が整流板により効果的に押さえつけることができる。
【００２６】
請求項６又は請求項７に記載の発明によれば、整流板に沿って流れようとする主冷却風に、主冷却風の流速よりも速い流速の副冷却風が合流しない構成と比較し、主冷却風が整流板から剥離することが防止又は抑制され、その結果、熱交換器の冷却効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態に係るロアダクト及びアッパダクトを備える車両を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係るロアダクト及びアッパダクトを備える車両の前部構造を示す図１の２−２線に沿った断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係るロアダクト及びアッパダクトを示す斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係るロアダクトを示す図３の４−４線に沿った断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係るロアダクトの図３の５−５線に沿った断面を模式的に示す模式図である。
【図６】（Ａ）は本発明が適用されてない比較例としてのロアダクト及びアッパダクトの冷却風の流れを図２に対応する断面で説明する説明図であり、（Ｂ）は本発明の実施形態に係るロアダクト及びアッパダクトの冷却風の流れを図２の断面で説明する説明図である。
【図７】本発明の実施形態の変形例の車両用冷却ダクトを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１〜図６を用いて、本発明の実施形態に係る車両用冷却ダクト及び車両用冷却ダクトを備える車両前部構造について説明する。なお、各図において、車両前後方向の車両前方側を矢印ＦＲ、車両上下方向の車両上方側を矢印ＵＰ、車両幅方向の車両外側を矢印ＯＵＴで示している。
【００２９】
＜車両前部構造＞
まず、車両前部構造について説明する。図１と図２とに示すように、車両１０の前面には、車両幅方向に沿ってフロントバンパ１２が設けられている。
【００３０】
図２に示すように、フロントバンパ１２の内部には、車両幅方向を長手方向として配置されたバンパリインフォース５０が設けられている。車両１０の前部には、エンジン（図示略）が配置されると共に、エンジンフード１６（図１も参照）で覆われたエンジンルーム１４が設けられている。
【００３１】
図１に示すように、車両１０には、車両幅方向の両端部におけるフロントバンパ１２の上方側に、ヘッドライト１８が設けられている。図２に示すように、エンジンルーム１４内には、熱交換器の一例としてのラジエータ６０が設けられている。なお、本実施の形態では、熱交換器としてラジエータ６０を一例として説明するが、熱交換器としては、ラジエータ６０に加えて、車両用空調装置を形成するコンデンサ（放熱器）など、車両１０に設けられる各種の熱交換器を含むことができる。
【００３２】
図１と図２とに示すように、車両１０の前面におけるフロントバンパ１２の下部には、ロアグリル７０が形成されている。また、車両１０の前面におけるフロントバンパ１２の上方側（フロントバンパ１２とエンジンフード１６の間）で、且つ、ヘッドライト１８（図１参照）の間に、アッパグリル８０が形成されている。ロアグリル７０及びアッパグリル８０には、車両幅方向を長手方向として配置された複数のフィン３２が、車両上下方向に間隔をあけて配設されている。
【００３３】
車両１０では、ロアグリル７０及びアッパグリル８０のそれぞれから、冷却風（外気）を取り入れエンジンルーム１４内に導入する。そして、取り入れられた冷却風がラジエータ６０を通過する際に、ラジエータ６０の中を流れると共にラジエータ６０とエンジン（図示略）との間を循環する冷却水との間で熱交換が行われることにより、冷却水の冷却が行われる。これによりエンジン（図示略）が冷却される。
【００３４】
図２に示すように、ラジエータ６０の車両後方側は、ファンシュラウド６２によって囲われている。このファンシュラウド６２は、ラジエータ６０の後面から車両後方側に延出し、車両後方側端部には開口部６２Ａが形成されている。また、この開口部６２Ａ内に冷却ファン６４が設けられている。そして、この冷却ファン６４がファンモータ（図示略）やエンジン（図示略）等の駆動力によって回転駆動されることで、車両１０が停止中であっても車両前方側の外気がロアグリル７０及びアッパグリル８０から冷却風として導入されるように構成されている。
【００３５】
ここまで説明したように、車両１０は、その前部にロアグリル７０及びアッパグリル８０と、バンパリインフォース５０を有するフロントバンパ１２と、が設けられ、エンジンルーム１４におけるロアグリル７０及びアッパグリル８０とバンパリインフォース５０の車両後方側にラジエータ６０が配置された構成とされている。
【００３６】
ロアグリル７０とラジエータ６０との間には、ロアグリル７０から導入された冷却風をラジエータ６０に導く流路を形成するロアダクト１００Ｌが設けられている。また、アッパグリル８０とラジエータ６０との間には、アッパグリル８０から導入された冷却風をラジエータ６０に導く流路を形成するアッパダクト１００Ｕが設けられている。
【００３７】
＜ロアダクト及びアッパダクト＞
つぎに、ロアダクト１００Ｌ及びアッパダクト１００Ｕについて説明する。なお、バンパリインフォース５０の車両下方側に配置されたロアダクト１００Ｌと、バンパリインフォース５０の車両上方側に配置されたアッパダクト１００Ｕと、は上下対称である点以外は基本的な構造は同様である。言い換えると、アッパダクト１００Ｕは、ロアダクト１００Ｌを上下逆にして配置されている。
【００３８】
よって、以降の説明ではロアダクト１００Ｌを例にとって説明すると共に、符号の後のＬ及びＵは、これらを区別する必要がある場合を除いて省略して説明する。
【００３９】
図２〜図５に示すように、ロアダクト１００Ｌは、メインダクト１１０と、メインダクト１１０の車両幅方向両外側に一体的に構成されたサブダクト１５０（図３及び図４を参照）と、を有している。なお、メインダクト１１０によって導風される冷却風を主冷却風（主流）ＬＳとし、サブダクト１５０によって導風される冷却風を副冷却風（副流）ＬＭとする。
【００４０】
メインダクト１１０は、車両前方側に開口し主冷却風ＬＳが流入する略矩形状の主流入開口部１１２を有している。また、車両後方側に開口し主冷却風ＬＳが排出される略矩形状の主排出開口部１１４を有している。
【００４１】
メインダクト１１２の底面１１６は略水平とされている。一方、メインダクト１１０のバンパリインフォース５０側を構成、すなわち上面（天井面）を構成する整流板１２０は、車両後方側に向かってパンパリインフォースフォース５０側、すなわち車両上方側に傾斜している。更に、本実施形態においては、整流板１２０は、車両後方側に向かうに従って、傾斜角度が大きくなるように湾曲した湾曲面となっている。
【００４２】
なお、このようにメインダクト１１０は、底面１１２は略水平であるが、上面（天井面）を構成する整流板１５０は車両後方側に向かって車両上方側に傾斜しているので、主流入開口部１１２の開口面積Ｓ１よりも主排出開口部１１４の開口面積Ｓ２の方が広い（図５を参照）。
【００４３】
サブダクト１５０は、メインダクト１１０の車両幅方向両外側に一体的に構成されている（図３及び図４を参照）。サブダクト１５０は、車両前方側に開口し副冷却風ＬＭが流入する略矩形状の副流入開口部１５２を有している。また、車両後方側に開口し副冷却風ＬＭが排出される副排出開口部１５４（図２及び図５を参照）を有している。
【００４４】
副流入開口部１５２は、メインダクト１１０の主流入開口部１１２の車両幅方向両外側且つ、車両上方側にずれて配置されている。別の言い方をすると、メインダクト１１０の主流入開口部１１２の上端よりも、副流入開口部１５２の上端の方が車両上方側に配置されている。またメインダクト１００の主流入開口部１２２と、サブダクト１５０の副流入開口部１５２と、は繋がっている。
【００４５】
サブダクト１５０は、上面（天井面）１５６は略水平とされている。一方、サブンダクト１５０のバンパリインフォース５０と反対側、すなわち底面は、車両後方側に向かってパンパリインフォースフォース５０側に傾斜、すなわち、車両上方側に傾斜する傾斜面１６０とされている。更に、本実施形態においては、傾斜面１６０は、車両後方側に向かうに従って、傾斜角度が大きくなるように湾曲している。更に、サブダクト１５０の車両幅方向外側の側面１５８は、車両幅方向内側に向かって湾曲している（図３及び図４を参照）。
【００４６】
サブダクト１５０は、上面（天井面）は略水平であるが、底面を構成する傾斜面１６０は車両後方側に向かって車両上方側に傾斜しているので、副流入開口部１５２の開口面積Ｓ３よりも副排出開口部１５４の開口面積Ｓ４の方が狭い（図５を参照）。
【００４７】
ロアダクト１００は、このような構成によって、メインダクト１１０の整流板１２０に沿って流れようとする主冷却風ＬＳに、サブダクト１５０から車両後方側に向かって排出する副冷却風ＬＭが合流する構成となる（図３〜図５、図６（Ｂ）を参照）。なお、サブダクト１５０から排出され副冷却風ＬＭは、正確には図３及び図４に示すように、車両幅方向内側斜め後方側に排出され、主冷却風ＬＳと交差するように合流する。
【００４８】
なお、メインダクト１１０は、主流入開口部１１２の開口面積Ｓ１よりも主排出開口部１１４の開口面積Ｓ４の方が広い（Ｓ１＜Ｓ２）。これにより、主冷却風ＬＳはメインダクト１１０に流入する流速と排出する流速とは同じか、排出する流速の方が遅くなる。
【００４９】
一方、サブダクト１５０は副流入開口部１５２の開口面積Ｓ３よりも副排出開口部１５４の開口面積Ｓ４の方が狭い（Ｓ３＞Ｓ４）。これにより、副冷却風ＬＭはサブダクト１５０に流入する流速よりも排出する流速の方が速くなる。
【００５０】
また、メインダクト１１０に流入する主冷却風ＬＳの流速とサブダクト１５０に流入する副冷却風ＬＭとは略同じである。よって、主冷却風ＬＳの流速よりもサブダクト１５０から排出される副冷却風ＬＭの流速の方が速くなる。したがって、メインダクト１１０の整流板１２０に沿って流れようとする主冷却風ＬＳの流速よりも速い流速の副冷却風ＬＭが合流する。
【００５１】
図５に示すように、本実施形態では、湾曲した整流板１２０の接線方向の車両前後方向（水平）に対する傾斜角度αが２０°を超える傾斜角度となる部位Ｇに、副冷却風ＬＭが合流するように構成さている。
【００５２】
また、サブンダクト１５０の底面を構成する傾斜面１６０の後端部の接線方向の車両前後方向（水平）に対する傾斜角度βは、メインダクト１１０の整流板１２０における副冷却風ＬＭが合流する部位Ｇの車両前後方向に対する傾斜角度α（本実施形態では２０°）よりも大きく設定されている。
【００５３】
なお、前述したように、図２及び図３に示すバンパリインフォース５０の上側に配置されたアッパダクト１００Ｕは、ロアダクト１００Ｌを上下逆にして配置されている。よって、アッパダクト１００Ｕのメインダクト１１０Ｕの整流板１２０Ｕは底面を構成し、サブダクト１５０Ｕの傾斜面１６０Ｕは上面を構成する。
【００５４】
また、図２に示すように、ロアダクト１００Ｌのメインダクト１１０Ｌの整流板１２０Ｌの車両後方側端部の接線ＲＬと、アッパダクト１００Ｕのメインダクト１１０Ｕの整流板１２０Ｕの車両後方側端部の接線ＲＵと、が交わる位置（点）を位置Ｑとする。そして、本実施形態においては、この位置Ｑが、ラジエータ６０の車両前方側面を構成する正面６０Ａ上、又はこの正面６０Ａよりも車両後方側に位置するように構成されている。
【００５５】
＜作用及び効果＞
つぎに、本実施形態の作用及び効果について説明する。
【００５６】
車両１０の前面のロアグリル７０から導入された冷却風はロアダクト１００Ｌによってラジエータ６０に導かれ、アッパグリル８０から導入された冷却風はアッパダクト１００Ｕによってラジエータ６０に導かれる。そして、ロアグリル７０及びアッパグリル８０によって導かれた冷却風がラジエータ６０を通過するときに、ラジエータ６０の中を流れる冷却水との間で熱交換が行われて冷却水が冷却される。
【００５７】
ここで、図６（Ａ）に示す本発明が適用されていない比較例としてのロアダクト８００Ｌ及びアッパダクト８００Ｕにおける冷却風の流れについて説明する。なお、比較例としてのロアダクト８００Ｕ及びアッパダクト８００Ｌは、本実施形態のロアダクト１００Ｌ及びアッパダクト１００Ｕの構成において、サブダクト１５０を有していない構成、すなわちメインダクト１００のみを有している構成と略同じである。
【００５８】
ロアダクト８００Ｌ及びアッパダクト８００Ｕの整流板１２０Ｌ，１２０Ｕ（本実施形態の整流板１２０Ｌ，１２０Ｕと同じ構造の部材とされている）に沿って主冷却風ＬＳが流れようとする。しかし、整流板１２０の傾斜角度が概ね２０°（部位Ｇ）を超えると主冷却風ＬＳは、整流板１２０から剥離し、剥離した主冷却風ＬＳが渦ＬＷを巻く。
【００５９】
このように、主冷却風ＬＳが整流板１２０Ｕから剥離し、剥離した主冷却風ＬＳが渦ＬＷを巻くと、ラジエータ６０に冷却風が当らない、又は十分に当らない領域（死水領域）Ｗが発生する。
【００６０】
また、バンパリインフォース５０の車両後方側に渦ＬＷが発生することによって、バンパリインフォース５０の車両後方側の気圧が他の領域の気圧よりも低下しラジエータ６０を通過する冷却風の通気抵抗が大きくなる。
【００６１】
このように、主冷却風ＬＳが整流板１２０から剥離し、更に剥離した主冷却風ＬＳが渦ＬＷを巻くことによって、ラジエータ６０の冷却効率が低下する。
【００６２】
これに対して、図６（Ｂ）に示すように、本実施形態のロアダクト１００Ｌ及びアッパダクト１００Ｕでは、メインダクト１１０の整流板１２０に沿って流れようとする主冷却風（主流）ＬＳに、サブダクト１５０から主冷却風ＬＳの流速よりも速い流速の副冷却風（副流）ＬＭを合流させている。そして、この副冷却風ＬＭによって主冷却風ＬＳが整流板１２０に押さえつけられ、主冷却風ＬＳが整流板１２０から剥離することが防止又は抑制される。
【００６３】
また、主冷却風ＬＳが整流板１２０から剥離しようとする傾斜角度αが２０°を超える部位Ｇに副冷却風ＬＭが合流するので、効果的に主冷却風ＬＳが整流板１２０から剥離することが防止又は抑制される。
【００６４】
また、サブダクト１５０の傾斜面１６０における車両後端部の傾斜角度βは、メインダクト１１０の整流板１２０における副冷却風ＬＭが合流する部位Ｇの傾斜角度αよりも大きく設定されているので、副冷却風ＬＭによって主冷却風ＬＳが整流板１２０によって、効果的に押さえつけられる。これにより主冷却風ＬＳが整流板１２０から剥離することが、より効果的に防止又は抑制される。
【００６５】
このように、サブダクト１２０から排出される副冷却風ＬＭによって、主冷却風ＬＳが整流板１２０から剥離することが防止又は抑制されるので、サブダクト１２０を有しない構成（図６（Ａ））と比較し、ラジエータ６０に冷却風が当らない、又は十分に当らない領域（死水領域）Ｗ（図６（Ａ）を参照）の発生が防止又は低減される。
【００６６】
また、バンパリインフォース５０の車両後方側に渦ＬＷ（図６（Ａ）参照）が発生することによる気圧の低下が抑制されるので、サブダクト１２０を有しない構成（図６（Ａ））と比較し、ラジエータ６０を通過する冷却風の通気抵抗が低減する。
【００６７】
したがって、サブダクト１２０を有しない構成と比較し、ラジエータ６０の冷却効率が向上する。
【００６８】
また、ラジエータ６０の冷却効率が向上するので、ロアグリル及びアッパグリルの開口面積を狭くしたりロアダクト及びアッパダクト自体を小型化したりしても、サブダクト１２０を有しない構成（本発明が適用されていない構成）の車両用冷却ダクト（例えば、図６（Ａ）のロアダクト８００Ｕ及びアッパダクト８００Ｌ）と同等の冷却効率を得ることがきる。よって、ロアグリル及びアッパグリルの開口面積を狭くしたりロアダクト及びアッパダクト自体を小型化したりすることが可能である。したがって、例えば、意匠設計の自由度が向上する。或いは、例えば、車両１０の空気抵抗値の低下させることが可能である。
【００６９】
ここで、流体力学では、気流が整流板から剥離し、渦を発生させる角度は、２０°〜２５°とされている。よって、本実施形態では、主冷却風ＬＳが整流板１２０から剥離しようとする傾斜角度αを２０°に設定し、傾斜角度αが２０°を超える部位Ｇに副冷却風ＬＭが合流するようにした。
【００７０】
しかし、副冷却風ＬＭが合流する部位Ｇは、これに限定されない。種々の設計条件（例えば、整流板１２０の表面の凹凸状態や主冷却風ＬＳの流速等）によって整流板１２０から剥離する傾斜角度や部位が異なるので、適宜、副冷却風ＬＭが合流する部位Ｇを設定すればよい。
【００７１】
更に、主冷却風ＬＳが整流板１２０から剥離する部位以外に副冷却風ＬＭが合流する構成であってもよい。なお、主冷却風ＬＳが整流板１２０から剥離する部位以外に副冷却風ＬＭが合流する構成であっても、副冷却風ＬＭが合流しない構成よりも剥離を抑制することができる。
【００７２】
なお、本実施形態においては、整流板１２０は、車両後方側に向かうに従って、傾斜角度が大きくなる湾曲面となっている。しかし、湾曲面でなく平面（傾斜角度が一定）であってもよい。つまり、どのような構成の整流板１２０であっても、傾斜角度αや他の条件によって主冷却風ＬＳが剥離する、或いは、主冷却風ＬＳが整流板１２０に沿って流れにくくなる場合があるので、流速の速い副冷却風ＬＭを合流させ、主冷却風ＬＳが整流板１２０に沿って流れるようにすることは有効である。
【００７３】
また、本実施形態においては、傾斜面１６０は、車両後方側に向かうに従って、傾斜角度が大きくなる湾曲面となっている。しかし、湾曲面でなく平面（傾斜角度が一定）であってもよい。
【００７４】
本実施形態では、主冷却風ＬＳはメインダクト１１０に流入する流速と排出する流速とは同じか、排出する流速の方が遅くなるように構成し、サブダクト１２０では副流入開口部１２２の開口面積Ｓ３よりも副排出開口部１２４の開口面積Ｓ４の方を狭くすることで、メインダクト１１０の整流板１２０に沿って流れようとする主冷却風ＬＳの流速よりも速い流速の副冷却風ＬＭが発生するようにした。
【００７５】
ここで、主流入開口部１２２の開口面積Ｓ１と主排出開口部１２４の開口面積Ｓ２との比Ｓ１／Ｓ２よりも、副流入開口部１５２の開口面積Ｓ３と副排出開口部１５４の開口面積Ｓ４の比Ｓ３／Ｓ４の方が、大きくなるように設定することで、サブダクト１５０から排出される副冷却風ＬＭの流速の方が整流板１２０に沿って流れる主冷却風ＬＳの流速よりも速くすることができる（開口面積Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４は、図５を参照）。但し、各流路が湾曲や表面の抵抗（凹凸）等によって空気抵抗が異なる場合等、必ずしもこの限りではない。
【００７６】
＜その他＞
本発明は上記実施形態に限定されない。
【００７７】
例えば、上記実施形態では、ロアダクト１００Ｌ及びアッパダクト１００Ｕは、メインダクト１１０の車両幅方向外側に一体的にサブダクト１２０が構成され、主流入開口部１２２と副流入開口部１５２とが繋がって構成であったが、これに限定されない。
【００７８】
例えば、図７に示す変形例の車両用冷却ダクト２００のように、メインダクト１００の主流入開口部１１２とサブダクト２５０の副流入開口部１５２とが繋がってなく、離れた構成であってもよい。
【００７９】
また、例えば、上記実施形態では、サブダクト１５０の副流入開口部１５２の開口面積Ｓ３よりも副排出開口部１５４の開口面積Ｓ４の方を小さくすることで、メインダクトの整流板に沿って流れようとする主冷却風の流速よりも速くしたが（図５参照）、これに限定されない。他の方法でメインダクトの整流板に沿って流れようとする主冷却風の流速よりも速くしてもよい。
【００８０】
例えば、コンプレッサーやファン等で副冷却風ＬＭを主冷却風ＬＳの流速よりも速くしてもよい。なお、コンプレッサーやファン等で副冷却風ＬＭを主冷却風ＬＳの流速よりも速くする場合、ロアグリルやアッパグリルなどの車両前面に開口する開口部以外から副冷却風ＬＭを取り入れる構成であってもよい。
【００８１】
また、例えば、上記実施形態では、ロアダクト１００Ｌとアッパダクト１００Ｕとは上下対称、すなわちロアダクト１００Ｌを上下逆に配置した構造であったが、これに限定されない。ロアダクトとアッパダクトとはそれぞれ個別の構造であってもよい。更に、ロアダクトとアッパダクトの少なくとも一方に本発明が適用されていればよい。或いは、ロアダクト及びアッパダクトの一方のみが設けられていてもよい。
【００８２】
尚、本発明は上記実施形態に限定されない。本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００８３】
１０ 車両
５０ バンパリインフォース（リインフォース）
６０ ラジエータ（熱交換器）
７０ ロアグリル（開口部）
８０ アッパグリル（開口部）
１００Ｌ ロアダクト（車両用冷却ダクト）
１００Ｕ アッパダクト（車両用冷却ダクト）
１１０ メインダクト（主ダクト）
１２０ 整流板
１５０ サブダクト（副ダクト）
１５２ 流入開口部
１５４ 排出開口部
１６０ 傾斜面
２００ 車両用冷却ダクト
２５０ サブダクト（副ダクト）
ＬＳ 主冷却風
ＬＭ 副冷却風
α 傾斜角度
β 傾斜角度
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用冷却ダクト及び車両前部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
フロントバンパの上下に形成されたアッパグリル及びロアグリルから取り入れられた冷却風を、フロントバンパの車両後方側に配置されたラジエータに導入する構成が知られている。このような構成の場合、フロントバンパの車両後方側で冷却風に渦が発生し、ラジエータの冷却効率が低下することがあった。
【０００３】
そこで、アッパグリル及びロアグリルとラジエータとの間に、アッパグリル及びロアグリルから取り入れられた冷却風をラジエータに導くための空気流路を形成するエアダクトを設けた冷却風の取入構造が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
しかし、エアダクトを設けても、例えば、エアダクトの上面を構成する整流板の傾斜角度が大きくなると、整流板から冷却風が剥離してフロントバンパの車両後方側で冷却風に渦が発生し、ラジエータの冷却効率が低下する可能性があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開平１−１０７６２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記を考慮し、整流板から冷却風が剥離することを防止又は抑制させることが課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、車両の前面に開口した開口部と、前記開口部の車両後方側に設けられた熱交換器と、の間に設けられ、前記開口部から導入された主冷却風を前記熱交換器に導く主ダクトと、前記主ダクトの上面を構成し、車両後方側に向かって車両上方側に傾斜し、前記主ダクトに導入された前記主冷却風を整流する整流板と、前記主冷却風の流速よりも速い流速の副冷却風を車両後方側に向かって排出し、前記主ダクトの前記整流板に沿って流れようとする前記主冷却風に副冷却風を合流させる副ダクトと、を備える。
【０００８】
請求項２の発明は、車両の前面に開口した開口部と、前記開口部の車両後方側に設けられた熱交換器と、の間に設けられ、前記開口部から導入された主冷却風を前記熱交換器に導く主ダクトと、前記主ダクトの底面を構成し、車両後方側に向かって車両下方側に傾斜し、前記主ダクトに導入された前記主冷却風を整流する整流板と、前記主冷却風の流速よりも速い流速の副冷却風を車両後方側に向かって排出し、前記主ダクトの前記整流板に沿って流れようとする前記主冷却風に副冷却風を合流させる副ダクトと、を備える。
【０００９】
請求項１又は請求項２の発明では、主ダクトの整流板に沿って、主冷却風が流れようとする。
【００１０】
ここで、例えば、整流板の傾斜角度が大きいと、整流板に沿って流れる主冷却風が、整流板から剥離することがある。つまり、整流板に沿って主冷却風が流れなくなることがある。
【００１１】
したがって、主ダクトの整流板に沿って流れようとする主冷却風に、副ダクトから主冷却風の流速よりも速い流速の副冷却風を合流させることで、副冷却風によって主冷却風が整流板に押さえつけられる。これにより主冷却風が整流板から剥離することが防止又は抑制される。
【００１２】
ここで、「副冷却風を車両後方側に向かって排出」とは、車両前後方向に対して斜め方向も含まれる。つまり、主冷却風に対して交差する方向に副冷却風が合流する構成も含まれる。
【００１３】
請求項３の発明は、前記副ダクトは、前記主冷却風が前記整流板から剥離しようとする位置又はその近傍に前記副冷却風が合流するように構成されている。
【００１４】
請求項３の発明では、主冷却風が整流板から剥離しようとする位置又はその近傍に副冷却風が合流するので、効果的に主冷却風が整流板から剥離することが防止又は抑制される。
【００１５】
請求項４の発明は、前記副ダクトは、前記開口部と前記熱交換器との間に設けられると共に、前記開口部から前記副冷却風が導入されるように構成され、更に、前記副ダクトの車両前方側の流入開口の面積は、前記副冷却風を排出する車両後方側の排出開口の面積よりも大きく構成されている。
【００１６】
請求項４の発明では、副ダクトの車両前方側の流入開口の面積が車両後方側の排出開口口の面積よりも大きいので、排出開口から排出され主冷却風に合流する副冷却風の流速が速くなる。
【００１７】
請求項５の発明は、前記副ダクトは、前記開口部と前記熱交換器との間に設けられると共に、前記開口部から前記副冷却風が導入されるように構成され、更に、前記副ダクトの前記整流板と反対側の内壁面は、車両後方側に向かって前記整流板側に傾斜する傾斜面とされると共に、前記副ダクトの前記傾斜面における車両後端部の車両前後方向に対する傾斜角度は、前記主ダクトの前記整流板における前記副冷却風が合流する部位の車両前後方向に対する傾斜角度よりも、大きく設定されている。
【００１８】
請求項５の発明では、副ダクトの傾斜面における車両後端部の傾斜角度は、主ダクトの整流板における副冷却風が合流する部位の傾斜角度よりも大きく設定されているので、副冷却風によって主冷却風が整流板により効果的に押さえつけられる。これにより主冷却風が整流板から剥離することがより効果的に防止又は抑制され、熱交換器の冷却効率が向上する。
【００１９】
請求項６の発明は、車両前部に車両幅方向を長手方向として設けられたリインフォースと、車両の前面における前記リインフォースの下側に開口した開口部と、前記リインフォースの車両後方側に設けられた熱交換器と、前記開口部との前記熱交換器との間に前記主ダクトが設けられた請求項１に記載の車両用冷却ダクトと、を備える。
【００２０】
請求項７の発明は、車両前部に車両幅方向を長手方向として設けられたリインフォースと、車両の前面における前記リインフォースの上側に開口した開口部と、前記リインフォースの車両後方側に設けられた熱交換器と、前記開口部との前記熱交換器との間に前記主ダクトが設けられた請求項２に記載の車両用冷却ダクトと、を備える。
【００２１】
請求項６又は請求項７の発明では、主冷却風が整流板から剥離し、リインフォースの車両後方側で渦が発生することによる気圧の低下に伴う通気抵抗の低下が抑制されるので、熱交換器の冷却効率が向上する。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１又は請求項２に記載の発明によれば、整流板に沿って流れようとする主冷却風に、主冷却風の流速よりも速い流速の副冷却風が合流しない構成と比較し、主冷却風が整流板から剥離することを防止又は抑制することができる。
【００２３】
請求項３に記載の発明によれば、主冷却風が整流板から剥離しようとする位置又はその近傍から離れた位置に副冷却風を合流させる構成と比較し、主冷却風が整流板から剥離することをより効果的に防止又は抑制することができる。
【００２４】
請求項４に記載の発明によれば、排出開口から排出され主冷却風に合流する副冷却風の流速を速くすることができる。
【００２５】
請求項５に記載の発明によれば、副ダクトの傾斜面における車両後端部の傾斜角度が、主ダクトの整流板における副冷却風が合流する部位の傾斜角度と同じか小さく設定されている構成と比較し、副冷却風によって主冷却風が整流板により効果的に押さえつけることができる。
【００２６】
請求項６又は請求項７に記載の発明によれば、整流板に沿って流れようとする主冷却風に、主冷却風の流速よりも速い流速の副冷却風が合流しない構成と比較し、主冷却風が整流板から剥離することが防止又は抑制され、その結果、熱交換器の冷却効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態に係るロアダクト及びアッパダクトを備える車両を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係るロアダクト及びアッパダクトを備える車両の前部構造を示す図１の２−２線に沿った断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係るロアダクト及びアッパダクトを示す斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係るロアダクトを示す図３の４−４線に沿った断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係るロアダクトの図３の５−５線に沿った断面を模式的に示す模式図である。
【図６】（Ａ）は本発明が適用されてない比較例としてのロアダクト及びアッパダクトの冷却風の流れを図２に対応する断面で説明する説明図であり、（Ｂ）は本発明の実施形態に係るロアダクト及びアッパダクトの冷却風の流れを図２の断面で説明する説明図である。
【図７】本発明の実施形態の変形例の車両用冷却ダクトを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１〜図６を用いて、本発明の実施形態に係る車両用冷却ダクト及び車両用冷却ダクトを備える車両前部構造について説明する。なお、各図において、車両前後方向の車両前方側を矢印ＦＲ、車両上下方向の車両上方側を矢印ＵＰ、車両幅方向の車両外側を矢印ＯＵＴで示している。
【００２９】
＜車両前部構造＞
まず、車両前部構造について説明する。図１と図２とに示すように、車両１０の前面には、車両幅方向に沿ってフロントバンパ１２が設けられている。
【００３０】
図２に示すように、フロントバンパ１２の内部には、車両幅方向を長手方向として配置されたバンパリインフォース５０が設けられている。車両１０の前部には、エンジン（図示略）が配置されると共に、エンジンフード１６（図１も参照）で覆われたエンジンルーム１４が設けられている。
【００３１】
図１に示すように、車両１０には、車両幅方向の両端部におけるフロントバンパ１２の上方側に、ヘッドライト１８が設けられている。図２に示すように、エンジンルーム１４内には、熱交換器の一例としてのラジエータ６０が設けられている。なお、本実施の形態では、熱交換器としてラジエータ６０を一例として説明するが、熱交換器としては、ラジエータ６０に加えて、車両用空調装置を形成するコンデンサ（放熱器）など、車両１０に設けられる各種の熱交換器を含むことができる。
【００３２】
図１と図２とに示すように、車両１０の前面におけるフロントバンパ１２の下部には、ロアグリル７０が形成されている。また、車両１０の前面におけるフロントバンパ１２の上方側（フロントバンパ１２とエンジンフード１６の間）で、且つ、ヘッドライト１８（図１参照）の間に、アッパグリル８０が形成されている。ロアグリル７０及びアッパグリル８０には、車両幅方向を長手方向として配置された複数のフィン３２が、車両上下方向に間隔をあけて配設されている。
【００３３】
車両１０では、ロアグリル７０及びアッパグリル８０のそれぞれから、冷却風（外気）を取り入れエンジンルーム１４内に導入する。そして、取り入れられた冷却風がラジエータ６０を通過する際に、ラジエータ６０の中を流れると共にラジエータ６０とエンジン（図示略）との間を循環する冷却水との間で熱交換が行われることにより、冷却水の冷却が行われる。これによりエンジン（図示略）が冷却される。
【００３４】
図２に示すように、ラジエータ６０の車両後方側は、ファンシュラウド６２によって囲われている。このファンシュラウド６２は、ラジエータ６０の後面から車両後方側に延出し、車両後方側端部には開口部６２Ａが形成されている。また、この開口部６２Ａ内に冷却ファン６４が設けられている。そして、この冷却ファン６４がファンモータ（図示略）やエンジン（図示略）等の駆動力によって回転駆動されることで、車両１０が停止中であっても車両前方側の外気がロアグリル７０及びアッパグリル８０から冷却風として導入されるように構成されている。
【００３５】
ここまで説明したように、車両１０は、その前部にロアグリル７０及びアッパグリル８０と、バンパリインフォース５０を有するフロントバンパ１２と、が設けられ、エンジンルーム１４におけるロアグリル７０及びアッパグリル８０とバンパリインフォース５０の車両後方側にラジエータ６０が配置された構成とされている。
【００３６】
ロアグリル７０とラジエータ６０との間には、ロアグリル７０から導入された冷却風をラジエータ６０に導く流路を形成するロアダクト１００Ｌが設けられている。また、アッパグリル８０とラジエータ６０との間には、アッパグリル８０から導入された冷却風をラジエータ６０に導く流路を形成するアッパダクト１００Ｕが設けられている。
【００３７】
＜ロアダクト及びアッパダクト＞
つぎに、ロアダクト１００Ｌ及びアッパダクト１００Ｕについて説明する。なお、バンパリインフォース５０の車両下方側に配置されたロアダクト１００Ｌと、バンパリインフォース５０の車両上方側に配置されたアッパダクト１００Ｕと、は上下対称である点以外は基本的な構造は同様である。言い換えると、アッパダクト１００Ｕは、ロアダクト１００Ｌを上下逆にして配置されている。
【００３８】
よって、以降の説明ではロアダクト１００Ｌを例にとって説明すると共に、符号の後のＬ及びＵは、これらを区別する必要がある場合を除いて省略して説明する。
【００３９】
図２〜図５に示すように、ロアダクト１００Ｌは、メインダクト１１０と、メインダクト１１０の車両幅方向両外側に一体的に構成されたサブダクト１５０（図３及び図４を参照）と、を有している。なお、メインダクト１１０によって導風される冷却風を主冷却風（主流）ＬＳとし、サブダクト１５０によって導風される冷却風を副冷却風（副流）ＬＭとする。
【００４０】
メインダクト１１０は、車両前方側に開口し主冷却風ＬＳが流入する略矩形状の主流入開口部１１２を有している。また、車両後方側に開口し主冷却風ＬＳが排出される略矩形状の主排出開口部１１４を有している。
【００４１】
メインダクト１１２の底面１１６は略水平とされている。一方、メインダクト１１０のバンパリインフォース５０側を構成、すなわち上面（天井面）を構成する整流板１２０は、車両後方側に向かってパンパリインフォースフォース５０側、すなわち車両上方側に傾斜している。更に、本実施形態においては、整流板１２０は、車両後方側に向かうに従って、傾斜角度が大きくなるように湾曲した湾曲面となっている。
【００４２】
なお、このようにメインダクト１１０は、底面１１２は略水平であるが、上面（天井面）を構成する整流板１５０は車両後方側に向かって車両上方側に傾斜しているので、主流入開口部１１２の開口面積Ｓ１よりも主排出開口部１１４の開口面積Ｓ２の方が広い（図５を参照）。
【００４３】
サブダクト１５０は、メインダクト１１０の車両幅方向両外側に一体的に構成されている（図３及び図４を参照）。サブダクト１５０は、車両前方側に開口し副冷却風ＬＭが流入する略矩形状の副流入開口部１５２を有している。また、車両後方側に開口し副冷却風ＬＭが排出される副排出開口部１５４（図２及び図５を参照）を有している。
【００４４】
副流入開口部１５２は、メインダクト１１０の主流入開口部１１２の車両幅方向両外側且つ、車両上方側にずれて配置されている。別の言い方をすると、メインダクト１１０の主流入開口部１１２の上端よりも、副流入開口部１５２の上端の方が車両上方側に配置されている。またメインダクト１００の主流入開口部１２２と、サブダクト１５０の副流入開口部１５２と、は繋がっている。
【００４５】
サブダクト１５０は、上面（天井面）１５６は略水平とされている。一方、サブンダクト１５０のバンパリインフォース５０と反対側、すなわち底面は、車両後方側に向かってパンパリインフォースフォース５０側に傾斜、すなわち、車両上方側に傾斜する傾斜面１６０とされている。更に、本実施形態においては、傾斜面１６０は、車両後方側に向かうに従って、傾斜角度が大きくなるように湾曲している。更に、サブダクト１５０の車両幅方向外側の側面１５８は、車両幅方向内側に向かって湾曲している（図３及び図４を参照）。
【００４６】
サブダクト１５０は、上面（天井面）は略水平であるが、底面を構成する傾斜面１６０は車両後方側に向かって車両上方側に傾斜しているので、副流入開口部１５２の開口面積Ｓ３よりも副排出開口部１５４の開口面積Ｓ４の方が狭い（図５を参照）。
【００４７】
ロアダクト１００は、このような構成によって、メインダクト１１０の整流板１２０に沿って流れようとする主冷却風ＬＳに、サブダクト１５０から車両後方側に向かって排出する副冷却風ＬＭが合流する構成となる（図３〜図５、図６（Ｂ）を参照）。なお、サブダクト１５０から排出され副冷却風ＬＭは、正確には図３及び図４に示すように、車両幅方向内側斜め後方側に排出され、主冷却風ＬＳと交差するように合流する。
【００４８】
なお、メインダクト１１０は、主流入開口部１１２の開口面積Ｓ１よりも主排出開口部１１４の開口面積Ｓ４の方が広い（Ｓ１＜Ｓ２）。これにより、主冷却風ＬＳはメインダクト１１０に流入する流速と排出する流速とは同じか、排出する流速の方が遅くなる。
【００４９】
一方、サブダクト１５０は副流入開口部１５２の開口面積Ｓ３よりも副排出開口部１５４の開口面積Ｓ４の方が狭い（Ｓ３＞Ｓ４）。これにより、副冷却風ＬＭはサブダクト１５０に流入する流速よりも排出する流速の方が速くなる。
【００５０】
また、メインダクト１１０に流入する主冷却風ＬＳの流速とサブダクト１５０に流入する副冷却風ＬＭとは略同じである。よって、主冷却風ＬＳの流速よりもサブダクト１５０から排出される副冷却風ＬＭの流速の方が速くなる。したがって、メインダクト１１０の整流板１２０に沿って流れようとする主冷却風ＬＳの流速よりも速い流速の副冷却風ＬＭが合流する。
【００５１】
図５に示すように、本実施形態では、湾曲した整流板１２０の接線方向の車両前後方向（水平）に対する傾斜角度αが２０°を超える傾斜角度となる部位Ｇに、副冷却風ＬＭが合流するように構成さている。
【００５２】
また、サブンダクト１５０の底面を構成する傾斜面１６０の後端部の接線方向の車両前後方向（水平）に対する傾斜角度βは、メインダクト１１０の整流板１２０における副冷却風ＬＭが合流する部位Ｇの車両前後方向に対する傾斜角度α（本実施形態では２０°）よりも大きく設定されている。
【００５３】
なお、前述したように、図２及び図３に示すバンパリインフォース５０の上側に配置されたアッパダクト１００Ｕは、ロアダクト１００Ｌを上下逆にして配置されている。よって、アッパダクト１００Ｕのメインダクト１１０Ｕの整流板１２０Ｕは底面を構成し、サブダクト１５０Ｕの傾斜面１６０Ｕは上面を構成する。
【００５４】
また、図２に示すように、ロアダクト１００Ｌのメインダクト１１０Ｌの整流板１２０Ｌの車両後方側端部の接線ＲＬと、アッパダクト１００Ｕのメインダクト１１０Ｕの整流板１２０Ｕの車両後方側端部の接線ＲＵと、が交わる位置（点）を位置Ｑとする。そして、本実施形態においては、この位置Ｑが、ラジエータ６０の車両前方側面を構成する正面６０Ａ上、又はこの正面６０Ａよりも車両後方側に位置するように構成されている。
【００５５】
＜作用及び効果＞
つぎに、本実施形態の作用及び効果について説明する。
【００５６】
車両１０の前面のロアグリル７０から導入された冷却風はロアダクト１００Ｌによってラジエータ６０に導かれ、アッパグリル８０から導入された冷却風はアッパダクト１００Ｕによってラジエータ６０に導かれる。そして、ロアグリル７０及びアッパグリル８０によって導かれた冷却風がラジエータ６０を通過するときに、ラジエータ６０の中を流れる冷却水との間で熱交換が行われて冷却水が冷却される。
【００５７】
ここで、図６（Ａ）に示す本発明が適用されていない比較例としてのロアダクト８００Ｌ及びアッパダクト８００Ｕにおける冷却風の流れについて説明する。なお、比較例としてのロアダクト８００Ｕ及びアッパダクト８００Ｌは、本実施形態のロアダクト１００Ｌ及びアッパダクト１００Ｕの構成において、サブダクト１５０を有していない構成、すなわちメインダクト１００のみを有している構成と略同じである。
【００５８】
ロアダクト８００Ｌ及びアッパダクト８００Ｕの整流板１２０Ｌ，１２０Ｕ（本実施形態の整流板１２０Ｌ，１２０Ｕと同じ構造の部材とされている）に沿って主冷却風ＬＳが流れようとする。しかし、整流板１２０の傾斜角度が概ね２０°（部位Ｇ）を超えると主冷却風ＬＳは、整流板１２０から剥離し、剥離した主冷却風ＬＳが渦ＬＷを巻く。
【００５９】
このように、主冷却風ＬＳが整流板１２０Ｕから剥離し、剥離した主冷却風ＬＳが渦ＬＷを巻くと、ラジエータ６０に冷却風が当らない、又は十分に当らない領域（死水領域）Ｗが発生する。
【００６０】
また、バンパリインフォース５０の車両後方側に渦ＬＷが発生することによって、バンパリインフォース５０の車両後方側の気圧が他の領域の気圧よりも低下しラジエータ６０を通過する冷却風の通気抵抗が大きくなる。
【００６１】
このように、主冷却風ＬＳが整流板１２０から剥離し、更に剥離した主冷却風ＬＳが渦ＬＷを巻くことによって、ラジエータ６０の冷却効率が低下する。
【００６２】
これに対して、図６（Ｂ）に示すように、本実施形態のロアダクト１００Ｌ及びアッパダクト１００Ｕでは、メインダクト１１０の整流板１２０に沿って流れようとする主冷却風（主流）ＬＳに、サブダクト１５０から主冷却風ＬＳの流速よりも速い流速の副冷却風（副流）ＬＭを合流させている。そして、この副冷却風ＬＭによって主冷却風ＬＳが整流板１２０に押さえつけられ、主冷却風ＬＳが整流板１２０から剥離することが防止又は抑制される。
【００６３】
また、主冷却風ＬＳが整流板１２０から剥離しようとする傾斜角度αが２０°を超える部位Ｇに副冷却風ＬＭが合流するので、効果的に主冷却風ＬＳが整流板１２０から剥離することが防止又は抑制される。
【００６４】
また、サブダクト１５０の傾斜面１６０における車両後端部の傾斜角度βは、メインダクト１１０の整流板１２０における副冷却風ＬＭが合流する部位Ｇの傾斜角度αよりも大きく設定されているので、副冷却風ＬＭによって主冷却風ＬＳが整流板１２０によって、効果的に押さえつけられる。これにより主冷却風ＬＳが整流板１２０から剥離することが、より効果的に防止又は抑制される。
【００６５】
このように、サブダクト１２０から排出される副冷却風ＬＭによって、主冷却風ＬＳが整流板１２０から剥離することが防止又は抑制されるので、サブダクト１２０を有しない構成（図６（Ａ））と比較し、ラジエータ６０に冷却風が当らない、又は十分に当らない領域（死水領域）Ｗ（図６（Ａ）を参照）の発生が防止又は低減される。
【００６６】
また、バンパリインフォース５０の車両後方側に渦ＬＷ（図６（Ａ）参照）が発生することによる気圧の低下が抑制されるので、サブダクト１２０を有しない構成（図６（Ａ））と比較し、ラジエータ６０を通過する冷却風の通気抵抗が低減する。
【００６７】
したがって、サブダクト１２０を有しない構成と比較し、ラジエータ６０の冷却効率が向上する。
【００６８】
また、ラジエータ６０の冷却効率が向上するので、ロアグリル及びアッパグリルの開口面積を狭くしたりロアダクト及びアッパダクト自体を小型化したりしても、サブダクト１２０を有しない構成（本発明が適用されていない構成）の車両用冷却ダクト（例えば、図６（Ａ）のロアダクト８００Ｕ及びアッパダクト８００Ｌ）と同等の冷却効率を得ることがきる。よって、ロアグリル及びアッパグリルの開口面積を狭くしたりロアダクト及びアッパダクト自体を小型化したりすることが可能である。したがって、例えば、意匠設計の自由度が向上する。或いは、例えば、車両１０の空気抵抗値の低下させることが可能である。
【００６９】
ここで、流体力学では、気流が整流板から剥離し、渦を発生させる角度は、２０°〜２５°とされている。よって、本実施形態では、主冷却風ＬＳが整流板１２０から剥離しようとする傾斜角度αを２０°に設定し、傾斜角度αが２０°を超える部位Ｇに副冷却風ＬＭが合流するようにした。
【００７０】
しかし、副冷却風ＬＭが合流する部位Ｇは、これに限定されない。種々の設計条件（例えば、整流板１２０の表面の凹凸状態や主冷却風ＬＳの流速等）によって整流板１２０から剥離する傾斜角度や部位が異なるので、適宜、副冷却風ＬＭが合流する部位Ｇを設定すればよい。
【００７１】
更に、主冷却風ＬＳが整流板１２０から剥離する部位以外に副冷却風ＬＭが合流する構成であってもよい。なお、主冷却風ＬＳが整流板１２０から剥離する部位以外に副冷却風ＬＭが合流する構成であっても、副冷却風ＬＭが合流しない構成よりも剥離を抑制することができる。
【００７２】
なお、本実施形態においては、整流板１２０は、車両後方側に向かうに従って、傾斜角度が大きくなる湾曲面となっている。しかし、湾曲面でなく平面（傾斜角度が一定）であってもよい。つまり、どのような構成の整流板１２０であっても、傾斜角度αや他の条件によって主冷却風ＬＳが剥離する、或いは、主冷却風ＬＳが整流板１２０に沿って流れにくくなる場合があるので、流速の速い副冷却風ＬＭを合流させ、主冷却風ＬＳが整流板１２０に沿って流れるようにすることは有効である。
【００７３】
また、本実施形態においては、傾斜面１６０は、車両後方側に向かうに従って、傾斜角度が大きくなる湾曲面となっている。しかし、湾曲面でなく平面（傾斜角度が一定）であってもよい。
【００７４】
本実施形態では、主冷却風ＬＳはメインダクト１１０に流入する流速と排出する流速とは同じか、排出する流速の方が遅くなるように構成し、サブダクト１２０では副流入開口部１２２の開口面積Ｓ３よりも副排出開口部１２４の開口面積Ｓ４の方を狭くすることで、メインダクト１１０の整流板１２０に沿って流れようとする主冷却風ＬＳの流速よりも速い流速の副冷却風ＬＭが発生するようにした。
【００７５】
ここで、主流入開口部１２２の開口面積Ｓ１と主排出開口部１２４の開口面積Ｓ２との比Ｓ１／Ｓ２よりも、副流入開口部１５２の開口面積Ｓ３と副排出開口部１５４の開口面積Ｓ４の比Ｓ３／Ｓ４の方が、大きくなるように設定することで、サブダクト１５０から排出される副冷却風ＬＭの流速の方が整流板１２０に沿って流れる主冷却風ＬＳの流速よりも速くすることができる（開口面積Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４は、図５を参照）。但し、各流路が湾曲や表面の抵抗（凹凸）等によって空気抵抗が異なる場合等、必ずしもこの限りではない。
【００７６】
＜その他＞
本発明は上記実施形態に限定されない。
【００７７】
例えば、上記実施形態では、ロアダクト１００Ｌ及びアッパダクト１００Ｕは、メインダクト１１０の車両幅方向外側に一体的にサブダクト１２０が構成され、主流入開口部１２２と副流入開口部１５２とが繋がって構成であったが、これに限定されない。
【００７８】
例えば、図７に示す変形例の車両用冷却ダクト２００のように、メインダクト１００の主流入開口部１１２とサブダクト２５０の副流入開口部１５２とが繋がってなく、離れた構成であってもよい。
【００７９】
また、例えば、上記実施形態では、サブダクト１５０の副流入開口部１５２の開口面積Ｓ３よりも副排出開口部１５４の開口面積Ｓ４の方を小さくすることで、メインダクトの整流板に沿って流れようとする主冷却風の流速よりも速くしたが（図５参照）、これに限定されない。他の方法でメインダクトの整流板に沿って流れようとする主冷却風の流速よりも速くしてもよい。
【００８０】
例えば、コンプレッサーやファン等で副冷却風ＬＭを主冷却風ＬＳの流速よりも速くしてもよい。なお、コンプレッサーやファン等で副冷却風ＬＭを主冷却風ＬＳの流速よりも速くする場合、ロアグリルやアッパグリルなどの車両前面に開口する開口部以外から副冷却風ＬＭを取り入れる構成であってもよい。
【００８１】
また、例えば、上記実施形態では、ロアダクト１００Ｌとアッパダクト１００Ｕとは上下対称、すなわちロアダクト１００Ｌを上下逆に配置した構造であったが、これに限定されない。ロアダクトとアッパダクトとはそれぞれ個別の構造であってもよい。更に、ロアダクトとアッパダクトの少なくとも一方に本発明が適用されていればよい。或いは、ロアダクト及びアッパダクトの一方のみが設けられていてもよい。
【００８２】
尚、本発明は上記実施形態に限定されない。本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００８３】
１０ 車両
５０ バンパリインフォース（リインフォース）
６０ ラジエータ（熱交換器）
７０ ロアグリル（開口部）
８０ アッパグリル（開口部）
１００Ｌ ロアダクト（車両用冷却ダクト）
１００Ｕ アッパダクト（車両用冷却ダクト）
１１０ メインダクト（主ダクト）
１２０ 整流板
１５０ サブダクト（副ダクト）
１５２ 流入開口部
１５４ 排出開口部
１６０ 傾斜面
２００ 車両用冷却ダクト
２５０ サブダクト（副ダクト）
ＬＳ 主冷却風
ＬＭ 副冷却風
α 傾斜角度
β 傾斜角度
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の前面に開口した開口部と、前記開口部の車両後方側に設けられた熱交換器と、の間に設けられ、前記開口部から導入された主冷却風を前記熱交換器に導く主ダクトと、
前記主ダクトの上面を構成し、車両後方側に向かって車両上方側に傾斜し、前記主ダクトに導入された前記主冷却風を整流する整流板と、
前記主冷却風の流速よりも速い流速の副冷却風を車両後方側に向かって排出し、前記主ダクトの前記整流板に沿って流れようとする前記主冷却風に副冷却風を合流させる副ダクトと、
を備える車両用冷却ダクト。
【請求項２】
車両の前面に開口した開口部と、前記開口部の車両後方側に設けられた熱交換器と、の間に設けられ、前記開口部から導入された主冷却風を前記熱交換器に導く主ダクトと、
前記主ダクトの底面を構成し、車両後方側に向かって車両下方側に傾斜し、前記主ダクトに導入された前記主冷却風を整流する整流板と、
前記主冷却風の流速よりも速い流速の副冷却風を車両後方側に向かって排出し、前記主ダクトの前記整流板に沿って流れようとする前記主冷却風に副冷却風を合流させる副ダクトと、
を備える車両用冷却ダクト。
【請求項３】
前記副ダクトは、前記主冷却風が前記整流板から剥離しようとする位置又はその近傍に前記副冷却風が合流するように構成されている請求項１又は請求項２に記載の車両用冷却ダクト。
【請求項４】
前記副ダクトは、前記開口部と前記熱交換器との間に設けられると共に、前記開口部から前記副冷却風が導入されるように構成され、
更に、前記副ダクトの車両前方側の流入開口の面積は、前記副冷却風を排出する車両後方側の排出開口の面積よりも大きく構成されている請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の車両用冷却ダクト。
【請求項５】
前記副ダクトは、前記開口部と前記熱交換器との間に設けられると共に、前記開口部から前記副冷却風が導入されるように構成され、
更に、前記副ダクトの前記整流板と反対側の内壁面は、車両後方側に向かって前記整流板側に傾斜する傾斜面とされると共に、
前記副ダクトの前記傾斜面における車両後端部の車両前後方向に対する傾斜角度は、前記主ダクトの前記整流板における前記副冷却風が合流する部位の車両前後方向に対する傾斜角度よりも、大きく設定されている請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の車両用冷却ダクト。
【請求項６】
車両前部に車両幅方向を長手方向として設けられたリインフォースと、
車両の前面における前記リインフォースの下側に開口した開口部と、
前記リインフォースの車両後方側に設けられた熱交換器と、
前記開口部との前記熱交換器との間に前記主ダクトが設けられた請求項１に記載の車両用冷却ダクトと、
を備える車両前部構造。
【請求項７】
車両前部に車両幅方向を長手方向として設けられたリインフォースと、
車両の前面における前記リインフォースの上側に開口した開口部と、
前記リインフォースの車両後方側に設けられた熱交換器と、
前記開口部との前記熱交換器との間に前記主ダクトが設けられた請求項２に記載の車両用冷却ダクトと、
を備える車両前部構造。
【請求項１】
車両の前面に開口した開口部と、前記開口部の車両後方側に設けられた熱交換器と、の間に設けられ、前記開口部から導入された主冷却風を前記熱交換器に導く主ダクトと、
前記主ダクトの上面を構成し、車両後方側に向かって車両上方側に傾斜し、前記主ダクトに導入された前記主冷却風を整流する整流板と、
前記主冷却風の流速よりも速い流速の副冷却風を車両後方側に向かって排出し、前記主ダクトの前記整流板に沿って流れようとする前記主冷却風に副冷却風を合流させる副ダクトと、
を備える車両用冷却ダクト。
【請求項２】
車両の前面に開口した開口部と、前記開口部の車両後方側に設けられた熱交換器と、の間に設けられ、前記開口部から導入された主冷却風を前記熱交換器に導く主ダクトと、
前記主ダクトの底面を構成し、車両後方側に向かって車両下方側に傾斜し、前記主ダクトに導入された前記主冷却風を整流する整流板と、
前記主冷却風の流速よりも速い流速の副冷却風を車両後方側に向かって排出し、前記主ダクトの前記整流板に沿って流れようとする前記主冷却風に副冷却風を合流させる副ダクトと、
を備える車両用冷却ダクト。
【請求項３】
前記副ダクトは、前記主冷却風が前記整流板から剥離しようとする位置又はその近傍に前記副冷却風が合流するように構成されている請求項１又は請求項２に記載の車両用冷却ダクト。
【請求項４】
前記副ダクトは、前記開口部と前記熱交換器との間に設けられると共に、前記開口部から前記副冷却風が導入されるように構成され、
更に、前記副ダクトの車両前方側の流入開口の面積は、前記副冷却風を排出する車両後方側の排出開口の面積よりも大きく構成されている請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の車両用冷却ダクト。
【請求項５】
前記副ダクトは、前記開口部と前記熱交換器との間に設けられると共に、前記開口部から前記副冷却風が導入されるように構成され、
更に、前記副ダクトの前記整流板と反対側の内壁面は、車両後方側に向かって前記整流板側に傾斜する傾斜面とされると共に、
前記副ダクトの前記傾斜面における車両後端部の車両前後方向に対する傾斜角度は、前記主ダクトの前記整流板における前記副冷却風が合流する部位の車両前後方向に対する傾斜角度よりも、大きく設定されている請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の車両用冷却ダクト。
【請求項６】
車両前部に車両幅方向を長手方向として設けられたリインフォースと、
車両の前面における前記リインフォースの下側に開口した開口部と、
前記リインフォースの車両後方側に設けられた熱交換器と、
前記開口部との前記熱交換器との間に前記主ダクトが設けられた請求項１に記載の車両用冷却ダクトと、
を備える車両前部構造。
【請求項７】
車両前部に車両幅方向を長手方向として設けられたリインフォースと、
車両の前面における前記リインフォースの上側に開口した開口部と、
前記リインフォースの車両後方側に設けられた熱交換器と、
前記開口部との前記熱交換器との間に前記主ダクトが設けられた請求項２に記載の車両用冷却ダクトと、
を備える車両前部構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−８６７２６（Ｐ２０１２−８６７２６Ａ）
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３６３８２（Ｐ２０１０−２３６３８２）
【出願日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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