(57)【要約】【課題】冷却回路を長くすることなく電気自動車のインバータを冷却することができる技術を提供する。【解決手段】自動車用アンダーガード２１は、上面および下面を有する板状のアンダーガード本体２２と、冷却構造３０の一部を構成してアンダーガード本体２２に設けられる冷媒管路３３とを備え、冷却構造３０を備える自動車の車体１１の底面に沿って取り付けられる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却構造を備える自動車の車体底面に沿って取り付けられるアンダーガードであって、
上面および下面を有する板状のアンダーガード本体と、前記冷却構造の一部を構成して前記アンダーガード本体に設けられる冷媒管路とを備える、自動車用アンダーガード。
【請求項２】
前記冷媒管路は、前記アンダーガード本体の上面に沿って取り付けられる、請求項１に記載の自動車用アンダーガード。
【請求項３】
前記冷媒管路は、アンダーガード本体の上面と下面との間に設けられる、請求項１に記載の自動車用アンダーガード。
【請求項４】
前記アンダーガード本体は樹脂からなり、前記冷媒管路は前記アンダーガード本体と異なる素材からなり前記アンダーガード本体に埋設される、請求項３に記載の自動車用アンダーガード。
【請求項５】
前記アンダーガード本体の下面に設けられた複数のフィンをさらに備える、請求項１〜４のいずれかに記載の自動車用アンダーガード。
【請求項６】
前記フィンは、自動車の車体前後方向と平行に延びる、請求項５に記載の自動車用アンダーガード。
【請求項７】
車体に搭載された冷却対象を冷却する冷却構造であって、
前記冷却対象は、車輪を駆動するモータに電力を供給するインバータを含み、
前記冷却対象の直下の車体底面に配置される車体請求項１〜６のいずれかに記載の自動車用アンダーガードと、
一端が前記自動車用アンダーガードの冷媒管路の出口と接続し、他端が前記冷媒管路の入口と接続し、中央部が前記冷却対象を経由して延び、前記冷媒管路とともに冷却回路を構成する冷却管路と、
前記冷却管路の途中に設けられるポンプ手段とを備える、電気自動車の冷却構造。
【請求項８】
前記冷却対象は、前記モータの回生エネルギーを熱エネルギーに変換する装置をさらに含む、請求項７に記載の電気自動車の冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の車体底面に沿って取り付けられる自動車用アンダーガードに関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジン（内燃機関）を備える一般的な自動車は、エンジンと、エンジンを冷却するための冷却構造が、車体前部に画成される空間（ボンネット）に収容される。エンジン冷却構造はラジエータと、エンジンおよびラジエータを循環して流れる冷却水の冷却回路（具体的にはホース）と、冷却水ポンプ等の部品を備え、これらの部品がボンネットの内部空間にまとめて収容される。
【０００３】
また、エンジンおよび車輪を駆動するモータを備えるハイブリッド電気自動車には、モータに電力を供給するインバータを冷却するための冷却構造を備えるものがある。インバータの冷却構造として、特開２０１０−１８４６３３号公報（特許文献１）に記載されるものが知られている。特許文献１に記載される冷却構造は、インバータを経由するように延びる冷却水循環路に冷却水を循環させて、インバータを冷却するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１８４６３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記従来のようなインバータの冷却構造にあっては、以下に説明するような問題を生ずる。つまり、電気自動車においてインバータの配置は自由に設計されるため、ボンネットの外、例えば車体の後部や、車体の前後方向中央部にインバータが配置される場合もある。この場合、ラジエータ等の冷却構造の部品をボンネットの内部空間に配置したのでは、ボンネットから離れたインバータまで冷却回路の往路と復路を設置しなければならず、冷却回路が長くなってしまう。
【０００６】
本発明は、上述の実情に鑑み、冷却回路を構成する管路を長くすることなく電気自動車のインバータを冷却することができる技術を提供することを第１の目的とする。また、インバータに限ることなく、インバータから電力を供給されるモータや、インバータやモータと電気的に接続する他の補機を冷却することができる冷却構造において、冷却回路を短くする技術を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的のため本発明による自動車用アンダーガードは、冷却構造を備える自動車の車体底面に沿って取り付けられるアンダーガードであって、上面および下面を有する板状のアンダーガード本体と、冷却構造の一部を構成してアンダーガード本体に設けられる冷媒管路とを備える。
【０００８】
かかる本発明によれば、自動車用アンダーガードをインバータの直下の車体底面に取り付けることによって、インバータを冷却する冷却回路を短くすることができる。本発明の自動車用アンダーガードは、インバータに限ることなく、車輪を駆動するモータの冷却や、他の補機の冷却や、エンジンの冷却にも使用可能である。また本発明の自動車用アンダーガードは、車体底面であれば任意の位置に取り付け可能である。
【０００９】
本発明の一実施形態として、冷媒管路は、アンダーガード本体の上面に沿って取り付けられる。他の実施形態として、冷媒管路は、アンダーガード本体の上面と下面との間に設けられてもよい。例えば、アンダーガード本体は樹脂からなり、冷媒管路はアンダーガード本体と異なる素材からなりアンダーガード本体に埋設される。これにより冷媒管路はアンダーガード本体の上面と下面との間に配置される。あるいは、冷媒管路は、アンダーガード本体に一体形成される。これにより冷媒管路はアンダーガード本体の内部に形成される。
【００１０】
本発明の好ましい実施形態として、自動車用アンダーガードは、アンダーガード本体の下面に設けられた複数のフィンをさらに備える。かかる実施形態によれば、下面の表面積を大きくして走行風を受けることから、自動車用アンダーガードの放熱性能が向上する。他の実施形態として、アンダーガード本体の下面は凹凸のない平面ないし曲面にされる。
【００１１】
より好ましい実施形態として、フィンは、自動車の車体前後方向と平行に延びる。かかる実施形態によれば、走行風がフィンに沿って流れることから、自動車の走行中の空気抵抗を低減できる。
【００１２】
また、本発明の自動車用アンダーガードを用いた電気自動車の冷却構造は、車体に搭載された冷却対象を冷却する冷却構造であって、冷却対象は車輪を駆動するモータに電力を供給するインバータを含む。そして冷却構造は、冷却対象の直下の車体底面に配置される上述した自動車用アンダーガードと、一端が自動車用アンダーガードの冷媒管路の出口と接続し、他端が冷媒管路の入口と接続し、中央部が冷却対象を経由して延び、冷媒管路とともに冷却回路を構成する冷却管路と、冷却管路の途中に設けられるポンプ手段とを備える。かかる実施形態によれば、車体に搭載されたインバータ等の冷却対象を冷却する冷却回路を短くすることができる。
【００１３】
本発明の電気自動車の冷却構造は、インバータのみを冷却するものであってもよいし、インバータおよびモータを冷却するものであってもよいし、インバータと電気的に接続するその他の補機を冷却するものであってもよい。一実施形態として、冷却対象は、モータの回生エネルギーを熱エネルギーに変換する装置をさらに含んでもよい。
【発明の効果】
【００１４】
このように本発明は、インバータ等、ボンネットの内部空間の外に配置される発熱量の大きな機器を冷却する冷却構造において、冷却管路を短くすることができる。しかも、走行風が通過する車体底面で冷媒を放熱させることが可能となり、インバータ等の発熱量の大きな機器を効率良く冷却することができる。また、ボンネットの内部空間に配置されていた冷却構造のラジエータが不要となり、内部空間の小型化や空きスペースの有効利用に資する。また冷却管路を短くすることができ、冷却構造のメンテナンス性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施例になる自動車用アンダーガードを具備する車両を示す底面図である。
【図２】同実施例の自動車用アンダーガードを模式的に示す底面図である。
【図３】同実施例の自動車用アンダーガードを示す縦断面図である。
【図４】変形例の自動車用アンダーガードを示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施例になる自動車用アンダーガードを具備する車両を示す底面図である。図２は、同実施例の自動車用アンダーガードを模式的に示す底面図である。図３は、同実施例の自動車用アンダーガードを示す縦断面図である。車体１１の底面はアンダーガード２１で覆われる。アンダーガード２１は前部アンダーガード２１ｆと、中央部アンダーガード２１ｃと、後部アンダーガード２１ｒからなる。これらアンダーガード２１ｆ，２１ｃ，２１ｒは一体形成されて１枚のアンダーガード２１を構成してもよいし、各々別体であってもよいし、さらに細かく分割されていてもよい。アンダーガード２１は車体１１の空気抵抗を低減する役目と、車体１１の底面を外部からの衝撃から保護する役目を有する他、後述のように放熱効果を有する。
【００１８】
図２に示すように、アンダーガード２１は、上面および下面を有する板状のアンダーガード本体２２と、詳しくは後述するがアンダーガード本体２２の上面に取り付け固定される冷媒管路３３とを備える。冷媒管路３３はアンダーガード本体２２に沿って往復するように延びる。アンダーガード本体２２の下面には、複数のフィン２３が形成される。図１に示すようにフィン２３は車体１１の前後方向に延びる。
【００１９】
アンダーガード本体２２およびフィン２３はアルミニウムあるいはアルミニウム合金製であって、フィン２３はプレス加工によって形成される。アルミニウム等は軽量かつ丈夫であり、しかも熱伝導率が大きいので放熱効果が高い。あるいはアンダーガード本体２２はフィン２３とともにダイキャストによって形成されてもよい。この他、アンダーガード本体２２はフィン２３とともに樹脂成形であってもよい。
【００２０】
車体１１の中央には、破線で示すインバータ１２が搭載される。インバータ１２は中央部アンダーガード２１ｃの直上に位置する。また図示はしなかったが、車体１１には、車輪１３を駆動するモータと、インバータ１２に電力を供給するバッテリとが搭載される。
【００２１】
インバータ１２は、バッテリから供給される直流を交流に変換して、車体１１に搭載されたモータに電力を供給する。これによりインバータ１２はモータの出力および回転数を自在に変更し、このモータで車輪１３を駆動する。車体１１の前後左右に配置された４個の車輪１３は、全てモータで駆動されてもよい。あるいは、車体１１の前部のボンネットに図示しないエンジンをさらに搭載して、エンジン出力およびモータ出力で車輪１３を駆動してもよい。
【００２２】
インバータは発熱量が大きいため、図３に示すように、インバータ１２には冷却構造３０が付設される。冷却構造３０は、インバータ１２とアンダーガード２１を経由して周回する管路である冷却回路３１を含む。冷却回路３１は、車体１１の底面よりも上側に設けられた冷却管路３２と、中央部アンダーガード２１ｃに設けられた冷媒管路３３とで構成される。冷却管路３２の一端３２ｍは車体１１の底面まで延び、冷媒管路３３の出口と接続する。冷却管路３２の他端３２ｎも車体１１の底面まで延び、冷媒管路３３の入口と接続する。冷却管路３２の中央部はインバータ１２を経由して延びる。また冷却管路３２の途中にはポンプ３４が設置される。ポンプ３４は冷却回路３１に沿って冷媒を流し、インバータ１２とアンダーガード２１の間を循環させる。ポンプ３４は車輪１３を駆動するモータによって駆動されてもよいし、このモータとは別のモータによって駆動されてもよい。
【００２３】
本実施例の冷却構造３０によれば、アンダーガード２１が放熱効果を有するラジエータとして機能し、冷媒管路３３を流れる冷媒を冷やすことができる。そして冷えた冷媒を冷却管路３２に沿ってインバータ１２に送り込み、インバータ１２を冷却することができる。その後、冷媒は再び冷媒管路３３へ流入して、冷却回路３１に沿って循環する。
【００２４】
また本実施例によれば、アンダーガード本体２２がその下面に形成された複数のフィン２３を有することから、アンダーガード２１の放熱効果が高くなる。しかもフィン２３は、車体前後方向と平行に延びることから、走行風がフィンに沿って流れ、車体１１の空気抵抗を小さくすることができる。
【００２５】
次に本発明の変形例を説明する。図４は本発明の変形例を模式的に示す断面図である。この変形例につき、上述した実施例と共通する構成については同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成について以下に説明する。この変形例の冷媒管路３３は、アンダーガード本体２２の上面と下面との間に設けられる。
【００２６】
アンダーガード本体２２およびフィン２３は樹脂からなる。これに対し冷媒管路３３はアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる。そして冷媒管路３３は、アンダーガード本体２２の上面と下面との間に埋設されるようにインサート成形される。
【００２７】
なお図示はしなかったが、図４に示す変形例において、アンダーガード２１全体をアルミニウムまたはアルミニウム合金製として、アンダーガード本体２２および冷媒管路３３をダイキャストにより一体形成してもよい。
【００２８】
冷却管路３２はインバータ１２および熱変換装置１５を経由する。熱変換装置１５は、モータの回生運転によってバッテリを充電する際、バッテリが満充電であればモータの回生エネルギーを熱エネルギーに変換する。
【００２９】
図４に示す変形例の冷却構造３０によれば、インバータ１２およびこのインバータに関連する補機である熱変換装置１５を冷却することができる。しかも、インバータ１２および熱変換装置１５の直下にアンダーガード２１を配置したことから、冷却管路３２を短くすることができる。
【００３０】
以上、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明したが、この発明は、図示した実施の形態のものに限定されない。図示した実施の形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。例えば図１に破線で示すように、車体１１の後部にインバータ１４を搭載して、インバータ１４の直下に位置する後部アンダーガード２１ｒが冷媒管路を備えてもよい。あるいは、前部アンダーガード２１ｆが冷媒管路を備え、前部アンダーガード２１ｆの直上のインバータ等を冷却するものであってもよい。また図示はしなかったが、冷却構造３０の冷却対象は、インバータ１２およびモータであってもよいし、あるいはインバータ１２に代えてモータであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
この発明になる電動自動車の冷却構造は、電気自動車およびハイブリッド車両において有利に利用される。
【符号の説明】
【００３２】
１１  車体、１２  インバータ、１３  車輪、１４  インバータ、１５  熱変換装置、２１  アンダーガード、２１ｆ  前部アンダーガード、２１ｃ  中央部アンダーガード、２１ｒ  後部アンダーガード、  ２２  アンダーガード本体、２３  フィン、３０  冷却構造、３１  冷却回路、  ３２  冷却管路、  ３３  冷媒管路。
【図１】
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【図２】
2013180741.tif 000004
【図３】
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【図４】
2013180741.tif 000006