(57)【要約】【課題】本明細書は、専用ファンを必要とすることなく、車室外に配置される電気デバイスの周囲を換気する技術を提供する。【解決手段】本明細書が開示する換気構造は、車室以外に配置されるケースであって電気デバイスを収容するケースと、一端がケースに接続しており、空気が一方向に流れる流路内に他端が開口している通気管を備える。そして、流路内の空気の流れ方向を示すベクトルと、前記他端の開口面の法線ベクトルとのなす角度が９０度以下である。そのような配置により、空気流は開口から通気管に侵入することなく、開口の周囲を流れ、負圧状態を作る。開口付近の負圧状態により、ケース内の空気が吸い出される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車室以外に配置されるケースであって電気デバイスを収容するケースと、
一端が前記ケースに接続しており、空気が一方向に流れる流路内に他端が開口している通気管と、
を備えており、
流路内の空気の流れ方向を示すベクトルと、前記他端の開口面の法線ベクトルとのなす角度が９０度以下であることを特徴とする自動車の換気構造。
【請求項２】
通気管の他端が、エンジンの吸気ダクトに開口していることを特徴とする請求項１に記載の換気構造。
【請求項３】
通気管の他端が、車室内の空気をエアコンへ導く吸気ダクト内であって吸気ファンよりも上流に開口していることを特徴とする請求項１に記載の換気構造。
【請求項４】
一端が前記ケースに接続しており、他端が車室内に開口している別の通気管をさらに備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の換気構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車に搭載される電気デバイスの周辺の換気構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の自動車は多数の電装品を備える。特に、電気自動車は、バッテリの制御回路、バッテリの直流電力をモータ駆動に適した周波数の交流電力に変換するインバータ、あるいは、バッテリの電圧を変換する電圧コンバータなど、多様な電気デバイスを備える。電気デバイスは、できれば湿気の少ない環境に置かれることが好ましい。他方、自動車に搭載される電気デバイスの多くは、車室以外の場所に配置される。典型的には、多くの電気デバイスはエンジンルームに収容される。なお、本明細書では、電気自動車においてモータが配置されるフロントコンパートメントあるいはリアコンパートメントも便宜上エンジンルームと称する。電気デバイスは、直接に水滴が付着しないように防水された空間に収容されるが、その空間は密閉されているわけではないため、雨の日や洗車後など、電気デバイスの周囲が多湿状態となることがある。それゆえ、電気デバイスの周りは換気が行われることが好ましい。電気デバイス周りの換気に関する技術が例えば特許文献１、２に開示されている。
【０００３】
特許文献１の技術では、電気デバイスを収容するケースと車室内を連通するホースを自動車に備える。特許文献１の技術は、電気デバイスを収容するケース内と車室内を単純にホースで連通するだけであり、積極的に換気するためのファンは設けない。電気デバイスのケースはカウルボックスに配置され、ケース内と車室内の温度差による空気の移動で換気を行う。他方、特許文献２の技術では、電気デバイスを収容するケースと車室をダクトで連通するだけでなく、車室内の空気をケースに送り込むための専用のファンを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１２４６３１号公報
【特許文献２】特開２００５−０４７４８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の技術は積極的に換気を行うものではないため、換気の効果が小さい。特許文献２の技術は、ファンにより積極的に換気を行うものであるが、専用ファンのコストが嵩む。本明細書は、専用ファンを必要とすることなく、車室外に配置される電気デバイスの周囲を換気する技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
車両内には、空気が一方向に流れている箇所がいくつか存在する。例えば、エアコンのダクト内やエンジン吸気ダクト内である。フロントグリルの後方も、車両が走行中には後方へ向けて空気が流れる。本明細書が開示する技術は、そのような、もともと車両に存在している空気流を利用する。
【０００７】
さらに、本明細書が開示する技術は、その空気流を使って電気デバイスのケースに空気を送り込むのではなく、その空気流を利用してケースから空気を引き出す。フロントグリル後方やエンジン吸気ダクト内には塵埃などが含まれている可能性があり、それらが電気デバイスのケース内に侵入するのは好ましくない。本明細書が開示する換気構造は、車両に存在している空気流を利用して電気デバイスのケース内から空気を吸い出すため、塵埃などが混入することがない。あるいは、負圧を利用することにより、空気流の本来の目的である車室内の空気の取り込みやエンジンへの吸気に与える影響を小さくすることができる。以下、電気デバイスのケースを単純にデバイスケースと称する。
【０００８】
本明細書が開示する換気構造の具体的な一態様は、一端がデバイスケースに接続しており、空気が一方向に流れる流路内に他端が開口している通気管を備える。そして、流路内の空気の流れ方向を示すベクトルと、通気管の他端開口面の法線ベクトルのなす角度が９０度以下となるように、他端の開口を向ける。そのような配置により、もともとの空気流は他端開口から侵入することなく他端開口の周囲を流れる。もともとの空気流によって他端の開口付近が通気管の内部圧力と比較して負圧となり、デバイスケース内の空気が吸い出される。なお、デバイスケースは、車室以外、典型的にはエンジンルームに配置される。
【０００９】
上記したように、本明細書が開示する技術は、もともと車両に存在する空気流を利用するため、換気専用のファンを設ける必要がなく、低コストで実現することができる。また、通気管の他端開口付近を負圧状態にしてデバイスケースから空気を吸い出すため、通気管の他端から塵埃などがデバイスケースに混入することがない。あるいは、負圧を利用するため、車室内の空気の取り込みやエンジン吸気など、もともとの空気流の目的を大きく阻害することがない。なお、換気が目的であるので、デバイスケース内に強い空気流を作る必要はなく、負圧によって通気管内に生じる空気の流れで十分である。
【００１０】
換気に利用する空気流の一例は、エンジンの吸気ダクト内の空気流や、車室内の空気をエアコンへ取り込む吸気ダクト内の空気流である。従って、通気管の他端は、一例として、エンジンの吸気ダクトに開口している。別の一例では、通気管の他端は、エアコンの吸気ダクト内に開口していてもよい。後者の場合、特に、吸気ファンよりも上流に他端開口を設けることが好ましい。吸気ファンにより、効果的に負圧状態を作り出すことができる。
【００１１】
デバイスケースは密閉されてはいないから、デバイスケースから空気を吸い出すと、他の場所からデバイスケース内に空気が供給される。デバイスケースには清浄な空気が供給されることが好ましい。そこで、本明細書が開示する技術の一つの改良では、一端が上記のデバイスケースに接続しており、他端が車室内に開口している他の通気管をさらに備えていることが好ましい。デバイスケースは、多くの場合、エンジンルームに配置される。そして、エンジンルームは、走行している間は、道路から撒き上がる塵埃などが浮遊している。エンジンルーム内よりは車室内の方が、空気が清浄である。それゆえ、車室内と上記ケース内を連通する別の通気管を備えることによって、比較的に清浄な空気をデバイスケースへ送り込むことができる。
【００１２】
本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施例の換気構造を示す模式図である（１）。
【図２】第１実施例の換気構造を示す模式図である（２）。
【図３】第２実施例の換気構造を示す模式図である。
【図４】第３実施例の換気構造を示す模式図である。
【図５】第４実施例の換気構造を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１４】
図面を参照して第１実施例の換気構造２を説明する。図１に、ハイブリッド車９９の輪郭を含む、換気構造２の模式図を示す。図２に、ハイブリッド車９９の輪郭を省略し、エンジンルームと車室を簡略化して区分けした換気構造２の模式図を示す。第１実施例の換気構造２は、エンジン３３とモータ３４を搭載するハイブリッド車９９に適用されている。
【００１５】
モータ３４を制御するためのインバータや電圧コンバータなどの電気デバイス９１は、多湿の雰囲気内に晒すのは好ましくないので、デバイスケース３に収容してエンジンルーム９４に搭載されている。なお、図では、理解を助けるためにデバイスケース３の壁面をハッチングにて示してある。以降の図でも同様である。
【００１６】
デバイスケース３は、完全密閉の容器ではないが、エンジンルーム９４の内部では水滴が侵入しない程度の防水性を有している。防水性を有してはいるが、完全密閉ではないので、エンジンルーム９４内の空気はデバイスケース３の内部に侵入する。それゆえ、雨の日や洗車時など、エンジンルーム９４内の湿気を多く含んだ空気がデバイスケース３内に侵入する。デバイスケース３は、内部に湿気がこもらないように、換気構造２を有している。その換気構造２は、第１通気管４と第２通気管６で構成される。なお、図１、図２の符号９２は、ダッシュパネルを示している。ダッシュパネル９２は、エンジンルーム９４と車室９５を区画する境界壁である。
【００１７】
第１通気管４は、一端がデバイスケース３に接続しており、他端５は、乗員が載る車室９５にて、エアコンの吸気ダクト１３に接続している。より詳しくは、第１通気管４の他端５は、吸気ダクト１３内であって、フィルタ１４と吸気ファン１５よりも空気流の上流側に開口している。なお、図１、図２において、符号１６は車室９５に開口している空気吸入口を示している。
【００１８】
図２の符号Ｖａ１が示すベクトルは、他端５の開口面の法線ベクトルを示している。符号Ｖｂ１は、吸気ダクト１３内を流れる空気流の方向を示している。車室９５の空気は、吸気ファン１５により、空気吸入口１６より取り込まれ、吸気ダクト１３に沿って流れる。図２に示すように、他端５は、開口面の法線ベクトルＶａ１と空気流のベクトルＶｂ１とがなす角度Ａｇ１が９０度となるように開口している。そのような構造により、吸気ダクト１３内を流れる空気は、他端５の開口に侵入せず、開口を横切るように流れる。それゆえ、空気流により他端５の開口付近は、第１通気管４の内部の圧力と比較して負圧となり、第１通気管４の内部の空気が吸気ダクト１３へ吸い出される。そのような負圧の効果により、デバイスケース３の内部の空気が第１通気管４を通じて吸気ダクト１３へ吸い出される。
【００１９】
一方、第２通気管６は、一端がデバイスケース３に接続されており、他端７は車室９５に開口している。第１通気管４によってデバイスケース３内部の空気が吸気ダクト１３内へ吸い出されるので、第２通気管６を通じて車室９５の内部の空気がデバイスケース３内へ流れ込む。即ち、デバイスケース３の内部が換気される。車室９５の内部は、通常、乗員の快適性を確保するため、車外の湿度が高い場合はエアコンが使われ、車外と比較して低湿度である。それゆえ、エンジンルーム９４内が多湿状態であり、湿った空気がエンジンルーム９４からデバイスケース３の内部に侵入したとしても、デバイスケース３の内部は、エンジンルーム内と比較して湿度の低い車室９５の空気で換気され、車外と比較して低湿度に保たれる。上記の換気構造２は、電気デバイス９１の周囲を車外と比較して低湿度に保つことができる。
【００２０】
また、第１通気管４はエアコンの吸気ダクト１３に開口しているため、デバイスケース３の内部の湿った空気は吸気ダクト１３に吸い込まれ、車室９５内に拡がることはない。
【００２１】
換気構造２は、デバイスケース３の内部を換気するための専用のファンを要しない。即ち、換気構造２は、専用ファンのコストを要することなく実現できる。換気構造２は、エアコンの吸気ダクト１３に備えられた吸気ファン１５を利用する。ただし、吸気ファン１５によってデバイスケース３の内部へ空気を送り込むのではなく、デバイスケース３から空気を吸い出す。この換気構造２は、第１通気管４の他端５の開口付近を負圧状態にすることによって、デバイスケース３の内部の空気を吸い出す。ここで、「負圧」とは、第１通気管４の内部の圧力よりも開口周辺の圧力が低いことを意味する。換気構造２は、負圧の効果によるので、デバイスケース３の内部の空気を強力に吸い出すことはできないが、換気の機能は十分に果たすことはできる。逆に、換気構造２は、デバイスケース３の内部の空気を吸気ダクト１３へ強力に吸い出すのではないので、エアコンの性能に与える影響が小さい。
【実施例２】
【００２２】
次に、図３を参照して第２実施例の換気構造２ａを説明する。第１実施例の換気構造２と相違点は、第１通気管の他端の開口の向きである。換気構造２ａでは、第１通気管４ａの他端５ａは、エアコンの吸気ダクト１３内の空気流の方向Ｖｂ２に対して傾いている。具体的には、他端５ａは、その開口面の法線ベクトルＶａ２と空気流の方向を示すベクトルＶｂ２がなす角度Ａｇ２が９０度よりも小さくなるように向けられている。そのような構造においても、吸気ファン１５が発生する空気流は、他端５ａの開口から第１通気管４ａの内部には侵入せず、開口の周りを流れる。それゆえ、他端５ａの開口付近は、第１通気管４ａの内部の圧力と比較して負圧となり、第１通気管４ａの内部の空気が吸気ダクト１３へ吸い出される。そのような負圧の効果により、デバイスケース３ａの内部の空気が吸気ダクト１３へ吸い出される。
【００２３】
第２実施例の換気構造２ａも、第１実施例の場合と同様に、一端がデバイスケース３に接続しており、他端７ａが車室９５に開口する第２通気管６ａを備える。第１通気管４ａによってデバイスケース３ａの内部の空気が吸気ダクト１３へ吸い出されるのに伴って、第２通気管６ａを通じて車室９５の内部の空気がデバイスケース３ａの内部へ導かれる。即ち、第２実施例の換気構造２ａも、第１実施例の場合と同様に、専用ファンを要することなく、負圧を利用してデバイスケース３の内部を換気することができる。
【００２４】
第１実施例の換気構造２と第２実施例の換気構造２ａから明らかなとおり、第１通気管４（４ａ）の他端５（５ａ）の開口付近を負圧とするための条件は、流路内の空気の流れ方向を示すベクトルＶｂ１（Ｖｂ２）と、他端の開口面の法線ベクトルＶａ１（Ｖａ２）のなす角度Ａｇ１（Ａｇ２）が９０度以下であればよい。
【実施例３】
【００２５】
次に、図４を参照して第３実施例の換気構造２ｂを説明する。第３実施例の換気構造２ｂでは、デバイスケース３ｂ内の空気を吸い出す第１通気管４ｂがエンジン３３の吸気ダクト３１内に開口している点が先の実施例の場合と異なる。
【００２６】
第１通気管４ｂは、その一端がデバイスケース３ｂに接続しており、他端５ｂはエンジン３３の吸気ダクト３１に開口している。なお、図３４の符号３２は、エアインテークを示している。符号Ｖａ３は、第１通気管４ｂの他端５ｂにおける開口面の法線ベクトルを示しており、Ｖｂ３は、吸気ダクト３１内の空気の流れ方向を示している。図４に示すように、開口面の法線ベクトルＶａ１と吸気ダクト内の空気の流れ方向のベクトルＶｂ３がなす角度Ａｇ３は９０度である。従って、第１実施例と同様に、開口の周囲が第１通気管４ｂの内部の圧力と比較して負圧となり、デバイスケース３ｂ内の空気が吸気ダクト３１へと吸い出される。
【００２７】
他方、第２通気管６ｂは、一端がデバイスケース３ｂに接続しており、他端７ｂが車室９５内に開口している。従って、第１、第２実施例と同様に、第１通気管４ｂによってデバイスケース３ｂの内部の空気が吸気ダクト３１へ吸い出されるのに伴って、第２通気管６ｂを通じて車室９５の内部の空気がデバイスケース３ｂの内部へ導かれる。第３実施例の換気構造２ｂも、専用ファンを要することなく、負圧を利用してデバイスケース３ｂの内部を換気することができる。
【００２８】
また、第３実施例の換気構造２ｂでは、第１通気管４ｂは、デバイスケース３ｂの底面に接続している。別言すれば、第１通気管４ｂとデバイスケース３ｂの接続箇所は、重力方向でデバイスケース３ｂの下部に設けられている。それゆえ、デバイスケース３ｂ内に結露が生じた場合、結露の水は第１通気管４ｂを通じてデバイスケース３ｂの外へ排出され易くなる。
【実施例４】
【００２９】
次に図５を参照して第４実施例の換気構造２ｃを説明する。第４実施例の換気構造２ｃでは、第１通気管４ｃの他端５ｃが、エアコンの吹き出しダクト２２内であってエバポレータ２１の下流で開口している点が前の実施例の場合と異なる。なお、第１通気管４ｃの一端は先の実施例と同様にデバイスケース３に開口している。第１通気管４ｃの他端５ｃの開口面の法線ベクトルＶａ４と吹き出しダクト２２内の空気流の方向ベクトルＶｂ４がなす角度Ａｇ４が９０度よりも小さい。他方、第２通気管６ｃは、一端がデバイスケース３ｃに接続しており、他端７ｃは車室９５内に開口している。この構造も、前の実施例と同様に、第１通気管４ｃによってデバイスケース３ｃの内部の空気がエアコンの吹き出しダクト２２へ吸い出されるのに伴って、第２通気管６ｃを通じて車室９５の内部の空気がデバイスケース３ｃの内部へ導かれる。第４実施例の換気構造２ｃも、専用ファンを要することなく、負圧を利用してデバイスケース３ｃの内部を換気することができる。
【００３０】
実施例で説明した技術の留意点を述べる。第１通気管の他端が開口する場所は、エアコンの吸気ダクト、エンジンの吸気ダクト、あるいは、エアコンの吹き出しダクトに限られない。第１通気管の他端は、例えばフロントグリルの後ろに開口していてもよい。第１通気管の他端は、一方向の空気流の中に開口していればよい。第１通気管の他端は、その開口面の法線ベクトルと空気流の方向ベクトルがなす角度が９０度以下となるように開口していればよい。
【００３１】
実施例では、本発明の換気構造をハイブリッド車に適用した例を示した。本発明の換気構造は、エンジンを有さない電気自動車、燃料電池車、あるいは、通常のエンジン車に適用することもできる。また、デバイスケース内に収容される電気デバイスは、インバータや電圧コンバータに限られず、別の電気デバイスであってもよい。
【００３２】
実施例では、デバイスケースはエンジンルームに配置されていた。デバイスケースは、車室以外に配置されていればよく、例えばトランクルームに配置されていてもよい。
【００３３】
いずれの実施例においても、第１通気管の内部容積は、デバイスケースの内部容積の０．２倍よりも大きい。必ずしも０．２倍よりも大きい必要はないが、その方が好ましい。
【００３４】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００３５】
２、２ａ、２ｂ、２ｃ：換気構造
３、３ａ、３ｂ、３ｃ：デバイスケース
４、４ａ、４ｂ、４ｃ：第１通気管
６、６ａ、６ｂ、６ｃ：第２通気管
１３：エアコンの吸気ダクト
１４：フィルタ
１５：吸気ファン
１６：空気吸入口
２１：エバポレータ
２２：吹き出しダクト
３１：エンジンの吸気ダクト
３３：エンジン
３４：モータ
９１：電気デバイス
９２：ダッシュパネル
９４：エンジンルーム
９５：車室
９９：ハイブリッド車
Ｖａ１、Ｖａ２、Ｖａ３、Ｖａ４：開口面の法線ベクトル
Ｖｂ１、Ｖｂ２、Ｖｂ３、Ｖｂ４：空気流の流れ方向を示すベクトル
Ａｇ１、Ａｇ２、Ａｇ３、Ａｇ４：法線ベクトルと空気流ベクトルのなす角度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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