(57)【要約】【課題】低車速から高車速までの全車速領域において、駆動ユニットを冷却するに足る導風量を適切なものとすることができるホイル内駆動ユニットの冷却構造を提供する。【解決手段】ホイル内駆動ユニットの冷却構造において、フロントバンパー４の外表面に沿って車幅方向中央部から車幅方向両端部へと流れる冷却風の風速を低減する冷却風速度低減部６を、第１の開口部５に対して車幅方向中央部寄りの位置に形成している。また、冷却ダクト３を、車両の前後方向に配置し且つ前側開口１１から後側開口１２に渡るダクト部１３を直線的に形成する。そして、前側開口１１を第１の開口部５と連通し、後側開口１２をフロントホイルハウス８内に連通する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のフロントホイルハウス内に設けられ、ホイール内に設置された駆動ユニットと、
前記駆動ユニットの車両前方に設けられ、該駆動ユニットに冷却風を導く冷却ダクトと、
車両平面視において車幅方向中央部から車幅方向両端部へと車両後方へ後退する形状とされた車両前端部とを有し、
前記車両前端部には、車幅方向両端部寄りの位置に形成された第１の開口部と、この第１の開口部に対して車幅方向中央部寄りの位置に、車両前端部の外表面に沿って車幅方向中央部から車幅方向両端部へと流れる冷却風の風速を低減する冷却風速度低減部とが形成されており、
前記冷却ダクトは、車両の前後方向に沿って配置され且つ車両の前後方向前方に前側開口及び車両の前後方向後方に後側開口を有し、前側開口から後側開口に渡るダクト部が直線的に形成されると共に、前側開口が前記第１の開口部に連通し、後側開口が前記フロントホイルハウス内に連通している
ことを特徴とするホイル内駆動ユニットの冷却構造。
【請求項２】
請求項１記載のホイル内駆動ユニットの冷却構造であって、
前記冷却風速度低減部が形成される位置は、前記第１の開口部の車幅方向における水平距離である開口幅Ｗ１よりも短い距離Ｌとして、前記第１の開口部に対して車幅方向中央部寄りの位置に形成された
ことを特徴とするホイル内駆動ユニットの冷却構造。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載のホイル内駆動ユニットの冷却構造であって、
前記車両前端部はフロントバンパーであり、前記冷却風速度低減部はフロントバンパーに形成された第１の開口部と同一面に開口する第２の開口部であり、
前記第２の開口部の車幅方向における水平距離である開口幅Ｗ２は、第１の開口部の車幅方向における前記開口幅Ｗ１よりも小さい
ことを特徴とするホイル内駆動ユニットの冷却構造。
【請求項４】
請求項３記載のホイル内駆動ユニットの冷却構造であって、
前記冷却ダクトの車幅方向中央部寄りの内壁に、前記第２の開口部と連通する第３の開口部が形成された
ことを特徴とするホイル内駆動ユニットの冷却構造。
【請求項５】
請求項３または請求項４記載のホイル内駆動ユニットの冷却構造であって、
前記第２の開口部は、前記車両前端部における車幅方向中央部付近に形成されたフード下のコンパートメントに空気を取り入れるための開口よりも車幅方向外側に形成された
ことを特徴とするホイル内駆動ユニットの冷却構造。
【請求項６】
請求項４記載のホイル内駆動ユニットの冷却構造であって、
前記第３の開口部は、車両前方に向けて設けられると共に車幅方向中央部寄りに傾いて形成された
ことを特徴とするホイル内駆動ユニットの冷却構造。
【請求項７】
請求項１または請求項２記載のホイル内駆動ユニットの冷却構造であって、
前記冷却風速度低減部は、車両前端部をフロントバンパーとし、そのフロントバンパーに形成される、車両後方にへこむ凹部又は車両前方に突出する凸部である
ことを特徴とするホイル内駆動ユニットの冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホイル内駆動ユニットの冷却構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、車体前端部が平面視で円弧状に形成された車両において、フロントホイルハウス前方に設けた熱交換器に、車両前方からの走行風を導くダクトを設けることで、熱交換器を走行風によって冷却する技術が開示されている。
【０００３】
例えば、ホイルハウス内に配置された駆動ユニット（フロントインホイールモータ）の冷却システムとして空冷式を用いた場合には、車速に拘わらず冷却性能上、冷却に必要な走行風を駆動ユニット本体（ケース表面）に導かなければならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−４９８１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、低車速時にある程度の導風量（冷却風の風量）を確保するには、導風ダクト自体の圧力損失を低減させる必要がある。しかし、特許文献１に記載された技術では、車幅方向において熱交換器よりも車両の内側にダクトの前側開口が設けられているので、ダクトが斜めになりダクト長が長くなってしまう。そのため、ダクト内の圧力損失が大きくり、冷却に必要な導風量を得ることができない。
【０００６】
一方、高車速時にある程度の導風量を確保するには、車両のフロントバンパー表面上を車幅方向に流れる気流の影響を受けないようにダクト及びバンパーの形状を決定する必要がある。しかし、導風ダクトの前側開口部において車幅方向に流れる強い気流が発生した場合には、導風ダクト内の車両内側付近に導風された気流がダクト内壁から離れて渦を巻く剥離域が形成されるため、効率よく導風することができない。
【０００７】
そこで、本発明は、低車速から高車速までの全車速領域において、駆動ユニットを冷却するに足る導風量を適切なものとすることができるホイル内駆動ユニットの冷却構造を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明では、車両前端部の外表面に沿って車幅方向中央部から車幅方向両端部へと流れる冷却風の風速を低減する冷却風速度低減部を、第１の開口部に対して車幅方向中央部側寄りの位置に形成している。また、冷却ダクトを、車両の前後方向に配置し且つ前側開口から後側開口に渡るダクト部を直線的に形成する。そして、前側開口を車両前端部に開口する第１の開口部と連通し、後側開口をフロントホイルハウス内に連通させる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のホイル内駆動ユニットの冷却構造によれば、冷却ダクトが車両の前後方向に配置され且つ前側開口から後側開口に渡るダクト部が直線的に形成されているので、車両前端部と駆動ユニット間を結ぶダクトの流路長さが短くなり、ダクト内の圧力損失を低減することができる。また、冷却ダクトに連通する第１の開口部に対して車幅方向中央部側寄りに（冷却風流れの上流側に）設けた冷却風速度低減部が、第１の開口部に流れる冷却風の速度を低減させる。その結果、冷却ダクト内に生じ得る剥離域が低減され、効率よく冷却ダクト内に冷却風を導くことが可能となる。よって、低車速から高車速までの全車速領域において、駆動ユニットを冷却するに足る冷却風の導風量を適切なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態を示し、第１の開口部及び第２の開口部がフロントバンパーに形成された車両フロント部分を示す斜視図である。
【図２】第１実施形態におけるホイル内駆動ユニットの冷却構造を車両上方から見た平面断面図である。
【図３】図３（Ａ）は第１実施形態の冷却構造における冷却風の流れを示す図であり、（Ｂ）は第２の開口部を有しない従来構造における冷却風の流れを示す図である。
【図４】第２実施形態を示し、第２の開口部と連通する第３の開口部を冷却ダクトの内壁に形成した場合における冷却風の流れを示す図である。
【図５】第３実施形態を示し、（Ａ）は冷却風速度低減部を車両後方にへこむ凹部としてフロントバンパーに形成した場合における冷却風の流れを示す図であり、（Ｂ）は冷却風速度低減部を車両前方に突出する凸部としてフロントバンパーに形成した場合における冷却風の流れを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を適用した具体的な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１２】
［第１実施形態］
第１実施形態のホイル内駆動ユニットの冷却構造は、図１及び図２に示すように、ホイール１内に設置された駆動ユニット２と、駆動ユニット２に冷却風を導く冷却ダクト３と、車両前端部であるフロントバンパー４に形成された第１の開口部５と、冷却風速度低減部６とを有している。なお、図１及び図２中、矢印Ｘは車両の車幅方向、矢印Ｙは車両の前後方向、矢印Ｚは車両の高さ方向をそれぞれ示している。
【００１３】
駆動ユニット２は、車両７のフロントホイルハウス８内におけるフロントタイヤ９が取り付けられるホイール１内に設置されている。この駆動ユニット２は、例えば電気自動車等に用いられるフロントインホイールモータである。電気モータからなる駆動ユニット２は、動作時に発熱する熱を効率よく冷却する必要がある。そのため、駆動ユニット２には、冷却部品１０が取り付けられている。冷却部品１０は、フロントタイヤ９の内側側面から車両内側に飛び出るようにして前記駆動ユニット２に装着されている。
【００１４】
冷却ダクト３は、駆動ユニット２の車両前方に設けられ、車両７の前後方向Ｙにほぼ並行に配置されている。この冷却ダクト３は、駆動ユニット２に冷却風を導くダクトである。また、冷却ダクト３は、車両７の前後方向前方に前側開口１１及び車両７の前後方向後方に後側開口１２を有している。そして、冷却ダクト３は、前側開口１１から後側開口１２に渡るダクト部１３が直線的に形成されている。ダクト部１３の形状は、円形状、多角形状などその形状は問わないが筒状となっている。前側開口１１と後側開口１２は、共に同じ開口寸法とされており、且つ第１の開口部５とほぼ同じ大きさとなっている。
【００１５】
この冷却ダクト３の前側開口１１は、フロントバンパー４に形成された空気取り入れ口である第１の開口部５に連通して設けられている。また、冷却ダクト３の後側開口１２は、フロントホイルハウス８内に連通している。具体的には、冷却ダクト３の前端部３ａを、第１の開口部５が形成された位置と対応するフロントバンパー４の裏面に設けられた係合部１４に係止させている。一方、冷却ダクト３の後端部３ｂを、フェンダープロテクター１５に設けられた係合部１６に係止させている。
【００１６】
冷却ダクト３は、本来動圧の高い車両中央部に設ければ導風量も増えるが、そうするとダクト長さが長くなり圧力損失が増大する。そこで、図１に示すように、冷却ダクト３を駆動ユニット２の車両前方に対応する位置であって、車両７の車幅方向両端部付近に設置している。また、冷却ダクト３を車両前後方向に配置すると共に前側開口１１から後側開口１２に渡るダクト部１３を直線的にすることによって、ダクト長さを短くダクト自体の圧力損失を低減させている。
【００１７】
フロントバンパー４は、車両平面視において車幅方向中央部から車幅方向両端部へと車両後方へ後退する形状とされている。具体的には、車両７を車両高さ方向Ｚで上から下に向かって見たときに、フロントバンパー４の前端部形状が車両中央部で最も車両前方に突出し、その車両中央部から車両両端部に渡って車両後方に向かう円弧形状とされている。
【００１８】
このフロントバンパー４には、空気取り入れ口となる第１の開口部５と、この第１の開口部５に対して車幅方向中央部側寄りの位置に冷却風速度低減部６とが形成されている。第１の開口部５は、車幅方向両端部側寄りの位置に形成されている。冷却風速度低減部６は、フロントバンパー４の外表面に沿って車幅方向中央部から車幅方向両端部へと流れる冷却風の風速を低減するものである。
【００１９】
冷却風速度低減部６は、第１の実施形態では、第１の開口部５と同一面に開口する第２の開口部とされている。この冷却風速度低減部６が形成される位置は、第１の開口部５の車幅方向における水平距離である開口幅Ｗ１（図２参照）よりも短い距離Ｌとして、第１の開口部５に対して車幅方向中央部側寄りの位置に形成されている。また、冷却風速度低減部６の車幅方向における水平距離である開口幅Ｗ２は、第１の開口部５の車幅方向における前記開口幅Ｗ１よりも小さくされている。
【００２０】
また、この冷却風速度低減部６は、車両前端部における車幅方向中央部付近に形成されたフード１７下のコンパートメント１８に空気を取り入れるための開口１９よりも車幅方向外側に形成されている。第２の開口部とした冷却風速度低減部６を設けると、図３（Ａ）に示すように、円弧状に形成されたフロントバンパー４の車両中央部から車両両端部へとバンパ表面に沿って流れる気流Ｋの一部（Ｋ１）が冷却風速度低減部６に流れる。そのため、バンパのキャンバーで増速される気流速度が低減する。その結果、第１の開口部５から冷却ダクト３内に導風されることで生じる剥離域が低減し、冷却ダクト３内への冷却風の風量を増やすことができる。
【００２１】
この冷却風速度低減部６が無いと、図３（Ｂ）に示すように、冷却ダクト３内において気流Ｋがダクト内壁から離れて渦を巻く剥離域Ｈが形成される。しかし、第１実施形態では、冷却風速度低減部６に気流Ｋの一部Ｋ１が流れ込むことで、車両両端部へとバンパ表面に沿って流れる気流成分が低減することから前記剥離域Ｈが低減する。その結果、効率よく冷却ダクト３内に導風することが可能となる。
【００２２】
なお、冷却風速度低減部６の車両高さ方向Ｚの開口寸法や設置位置は、第１の開口部５への風流れを確認した上で、事前にシミュレーション、実験等を行って決める。もちろん、冷却風速度低減部６の車両高さ方向Ｚの開口寸法は、第１の開口部５の高さ寸法と同じかそれ以上であれば、より剥離域Ｈを低減でき冷却ダクト３内への導風量を増やすことができる。
【００２３】
第１実施形態のホイル内駆動ユニットの冷却構造によれば、冷却ダクト３を車両の前後方向に配置してダクト部１３を直線的に形成したので、車体の前端部と駆動ユニット２との間を結ぶ流路長さを短くでき、ダクト自体の圧力損失を低減することができる。これにより、低車速時の導風効率を高めることが可能となる。
【００２４】
また、第１実施形態のホイル内駆動ユニットの冷却構造によれば、第１の開口部５に対して車幅方向中央部寄りの位置、換言すると第１の開口部５よりも気流流れ上流側の位置に冷却風速度低減部６を形成しているので、この冷却風速度低減部６によって気流の速度を減速させることができる。その結果、冷却ダクト３内で生じる剥離域を低減することができ、当該冷却ダクト３に冷却風をより多く導くことができる。これにより、高車速時の導風効率を高めることができる。したがって、本発明によれば、低車速から高車速までの全車速領域において、駆動ユニット２を冷却するに足る導風量を適切なものとすることができる。
【００２５】
また、第１実施形態のホイル内駆動ユニットの冷却構造によれば、冷却風速度低減部６が形成される位置を、第１の開口部５の車幅方向における水平距離である開口幅Ｗ１よりも短い距離Ｌとして第１の開口部５に対して車幅方向中央部側寄りの位置に形成したので、冷却風速度低減部６で気流速度を低減させた気流が第１の開口部５から冷却ダクト３内へ導風され易くなり、剥離域Ｈも低減できる。
【００２６】
また、第１実施形態のホイル内駆動ユニットの冷却構造によれば、冷却風速度低減部６をフロントバンパー４に形成した第１の開口部５と同一面に開口する第２の開口部とし、第１の開口部５の車幅方向における開口幅Ｗ１よりも小さい開口幅Ｗ２としたので、車両中央部から車両両端部へと流れる気流を一旦、第２の開口部内に導き、第１の開口部５付近の気流速度を低減させることができる。これにより、第１の開口部５に連通する冷却ダクト３内における気流の剥離域Ｈを低減できる。また、第２の開口部の開口幅Ｗ２を第１の開口部５の開口幅Ｗ１よりも小さくすることで、冷却ダクト３に導風される冷却風の風量が減少するのを防止できる。
【００２７】
また、第１実施形態のホイル内駆動ユニットの冷却構造によれば、第２の開口部を、車両前端部における車幅方向中央部付近に形成されたフード１７下のコンパートメント１８に空気を取り入れるための開口１９よりも車幅方向外側に形成しているので、第１の開口部５寄りの位置に第２の開口部が設けられることになり、この第２の開口部に気流Ｋの一部Ｋ１が流れ込むことで気流速度が低減し、第２の開口部の下流側にある第１の開口部５から冷却ダクト３内に気流を効率よく導入することができる。
【００２８】
［第２実施形態］
第２実施形態のホイル内駆動ユニットの冷却構造は、図４に示すように、第１実施形態の構造に加えて、冷却ダクト３の車幅方向中央部寄りの内壁に、第２の開口部（冷却風速度低減部６）と連通する第３の開口部２０を形成している。
【００２９】
第３の開口部２０は、冷却ダクト３のうち車幅方向中央部寄りの内壁に開口し、その開口が車両前方に向けて設けられると共に車幅方向中央部寄りに傾いて形成されている。具体的には、冷却ダクト３に側壁を貫通する開口が形成され、その開口の下側に車両前方に向き且つ車幅方向中央部寄りに傾くガイド板２１が設けられることで、第３の開口部２０が形成されている。
【００３０】
フード１７下の空間は、バンパーレインフォース２２やサイドメンバ２３等の骨格部材とその他部品が複数存在するので圧力損失が大きく、フード１７下の風速は冷却ダクト３内風速よりも遅い。このため、第２実施形態によれば、冷却風速度低減部６である第２の開口部からフード１７下の空間に導風された気流は、冷却ダクト３の側壁に形成された第３の開口部２０から冷却ダクト３内に吸い込まれる。そして、第２の開口部（冷却風速度低減部６）からフード１７下に取り込まれた冷却風は、第３の開口部２０を介して冷却ダクト３内を流れるので、フード１７下の空間の気流を増大させることもなく、そこで生じる空気抵抗も増大することはない。
【００３１】
また、この第２実施形態によれば、第３の開口部２０が、車両前方に向けて設けられると共に車幅方向中央部寄りに傾いて形成されているので、冷却ダクト３内の気流が逆流するのを防止できる。
【００３２】
［第３実施形態］
第３実施形態のホイル内駆動ユニットの冷却構造は、図５に示すように、冷却風速度低減部６を、車両後方にへこむ凹部又は車両前方に突出する凸部としてフロントバンパー４に形成している。
【００３３】
例えば、図５（Ａ）では、フロントバンパー４の一部を車両後方へへこませることで冷却風速度低減部６としている。図５（Ｂ）では、フロントバンパー４の一部を車両前方へ突出させることで冷却風速度低減部６としている。これら凹部又は凸部とした冷却風速度低減部６の車両高さ方向Ｚにおける高さは、第１の開口部５への風流れを確認した上で、事前にシミュレーション、実験等を行って決める。また、この場合の凹部又は凸部の形成位置及び車幅方向Ｘの幅Ｗ２は、先の実施形態１と同じにすることが望ましい。
【００３４】
なお、冷却風速度低減部６を凸部とする場合は、フロントバンパー４とは別に用意した突起部を取り付けるようにしてもよい。
【００３５】
第３実施形態のホイル内駆動ユニットの冷却構造によれば、凸部又は凹部とした冷却風速度低減部６によって気流の速度が減速されることで、冷却ダクト３内で生じる剥離域を低減することができ、当該冷却ダクト３に冷却風をより多く導くことができる。これにより、高車速時の導風効率を高めることができる。したがって、低車速から高車速までの全車速領域において、駆動ユニット２を冷却するに足る導風量を適切なものとすることが可能となる。
【００３６】
また、第３実施形態のホイル内駆動ユニットの冷却構造によれば、第１の開口部５とは異なる開口部をフロントバンパー４に形成する必要がないため、造形自由度（見栄え）が悪化することがない。また、フロントバンパー４に開口を形成しないため、不要な気流を車両前方から車両内部に向けて取り入れないようにできるため、車両の空力特性悪化を低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、フロントインホイールモータ等のホイル内駆動ユニットの冷却構造に利用できる。
【符号の説明】
【００３８】
１  ホイール
２  駆動ユニット
３  冷却ダクト
４  フロントバンパー（車両前端部）
５  第１の開口部
６  冷却風速度低減部（第２の開口、凸部、凹部）
８  フロントホイルハウス
１１  前側開口
１２  後側開口
１３  ダクト部
１７  フード
１８  コンパートメント
１９  開口
２０  第３の開口部
【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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