(57)【要約】【課題】低速時は開口部より走行風を導入し、高速時は開口部を閉塞して空気抵抗を低減する車両用アンダーカバー装置を提供する。【解決手段】アンダーカバー１２に設けられた開口部１６の車体上側の支持部材２０に弾性部材２２で懸架されたフィン１４は、停車時および低速走行時には弾性部材２２によって開口部１６の上に懸架され、下面形状で気流を加速することで走行風を開口部１６内に導入し、高速走行時には下面形状で発生したダウンフォースで車体下側に引かれ、開口部１６を閉塞する場所に移動し、アンダーカバー１２の車体下側面を略フラットにすることで空気抵抗を低減しつつダウンフォースで走行安定性を向上させる車両用アンダーカバー装置とすることができる。【選択図】図２
2010167920.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体下側に設けられた板状のアンダーカバー本体と、
前記アンダーカバー本体に設けられた開口部と、
前記開口部の車体上側に設けられた支持部材に弾性部材で懸架され、車体前後方向に沿った下面の縦断面形状が車体下側に凸曲面形状とされ、平面視で前記開口部より小さい板状のフィンと、
を有することを特徴とする車両用アンダーカバー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両用アンダーカバー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、アンダーカバーの開口部を覆うように、車体上方向に凸となる断面のフィン部材を設けエンジンルーム内部の空気を抜く構造が存在する（例えば、特許文献１参照）。また、アンダーカバー開口部に開閉式シャッタを設け、走行中は閉鎖することで空気抵抗を低減し、停車中は開放して冷却を促進する構成が存在する（例えば、特許文献２参照）。さらに、アンダーカバー開口部の開口面積を調整することでダウンフォースの発生量ｗお制御する構成が存在する（例えば、特許文献３参照）。また、走行風を利用して下に凸形状となる断面のスポイラを展開させる構成が存在する（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開昭６１−９４４２３号公報
【特許文献２】特開平０７−２１５０７４号公報
【特許文献３】特開平０３−４５４７４号公報
【特許文献４】特開２００４−３１４７７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載の構成により、フィン部材の車体上側で走行風を利用して発生させた負圧でエンジンルーム内部の空気を開口部から排出することができる。しかしフィン部材は開口部直下に固定されているため、常に車体上側で負圧を発生させるため結果としてフィン部材でリフトを生じ、走行安定性に影響する虞がある。
【０００５】
また、上記特許文献２および特許文献３に記載の構成では、リフトの発生を抑えることはできるが走行風を利用して効率よく開口部からエンジンルーム内部の空気を抜くことはできず、且つシャッタの駆動手段としてモータやアクチュエータなどを必要とする。
【０００６】
さらに上記特許文献４に記載の構成では、走行風を利用して下に凸となるスポイラを展開することでダウンフォースを発生させることはできるが、エンジンルーム内の気流を制御することはできない。
【０００７】
本発明は上記事実を考慮し、低速時は開口部より走行風を導入し、高速時は開口部を閉塞して空気抵抗を低減する車両用アンダーカバー装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の本発明における車両用アンダーカバー装置は、車体下側に設けられた板状のアンダーカバー本体と、前記アンダーカバー本体に設けられた開口部と、前記開口部の車体上側に設けられた支持部材に弾性部材で懸架され、車体下側に凸となる断面をもつ、平面視で前記開口部より小さい板状のフィンと、を有することを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、アンダーカバーに設けられた開口部の車体上側の支持部材に弾性部材で懸架されたフィンは、停車時および低速走行時には弾性部材によって開口部の上に懸架され、下面形状で気流を加速することで走行風を開口部内に導入し、高速走行時には下面形状で発生したダウンフォースで車体下側に引かれ、開口部を閉塞する場所に移動し、アンダーカバーの車体下側面を略フラットにすることで空気抵抗を低減しつつダウンフォースで走行安定性を向上させる車両用アンダーカバー装置とすることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る車両用アンダーカバー装置は上記構成としたので、低速時は開口部より走行風を導入し、高速時は開口部を閉塞して空気抵抗を低減することができるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る車両用アンダーカバー装置を備えた車両を示す側面図および断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る車両用アンダーカバー装置の構造と動作を示す断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る車両用アンダーカバー装置の構造と動作を示す断面図である。
【図４】従来の車両用アンダーカバー装置の構造と作用効果を示す断面図である。
【図５】第２実施形態に係る車両用アンダーカバー装置の構造と動作を示す断面図である。
【図６】第３実施形態に係る車両用アンダーカバー装置の構造と動作を示す断面図である。
【図７】第４実施形態に係る車両用アンダーカバー装置の構造と動作を示す断面図である。
【図８】第５実施形態に係る車両用アンダーカバー装置の構造と動作を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜構造の概要＞
本発明の実施形態に係る車両用アンダーカバー装置を図１、図２に従って説明する。
【００１３】
図１、図２には、本発明が適用された実施形態に係る車両用アンダーカバー装置が示されている。なお、図中矢印ＦＲは車体前方方向を、矢印ＵＰは車体上方方向をを示す。
【００１４】
図１（Ａ）、図１（Ｂ）に示すように、本実施形態に係る車両用アンダーカバー装置１２を備えた車体１０の内部にはエンジン３０、変速機３２、触媒３４、排気管３６、マフラー３８などが車体前方から車体後方へ向けて配列されており、走行時には車体１０の床下を走行風４４が通過する。
【００１５】
車体１０の車体下側には、エンジン３０の車体後方の床下を被覆するアンダーカバー１２が設けられ、さらに変速機３２の車体下側にはアンダーカバー１２を貫通し、アンダーカバー１２の車体上側を車体下側の外気と連通する開口部１６が設けられている。
【００１６】
開口部１６の車体上側には、側面視で車体下側に凸となる断面をもち、開口部１６よりも平面視で小さいフィン１４が設けられている。フィン１４は開口部１６の車体上側の車体１０内部に設けられた強度メンバなどの支持部材２０に、コイルバネ等の弾性部材２２で懸架されている。
【００１７】
弾性部材２２はフィン１４の重量を支えるのに十分な弾性を備え、停車時あるいは低速走行時には、フィン１４は弾性部材２２の弾性で開口部１６の車体上側に引き込まれ、アンダーカバー１２よりも車体下側に突出しない構成とされている。
【００１８】
すなわち図２（Ａ）に示すように、停車時あるいは低速走行時にはフィン１４を懸架する弾性部材２２の弾性でフィン１４は開口部１６よりも車体上側に吊り下げられているため、図示しないラジエータや吸気口などを経由した気流は矢印４０のようにアンダーカバー１２の車体上側を車体前方より通過し、フィン１４の車体下側をくぐるように車外へと抜ける。
【００１９】
一方、フィン１４の車体後方では矢印４２のように、車体１０の下側を流れる走行風が開口部１６より導入され、アンダーカバー１２の車体上側へと導かれる。
【００２０】
また走行時に走行速度が上昇すると、図２（Ｂ）のようにフィン１４の車体下側にダウンフォース５０が発生する。ダウンフォース５０はフィン１４の断面が側方視で車体下側に凸となるため車体下側に向けてフィン１４を引っ張る方向に働く。
【００２１】
これにより弾性部材２２はダウンフォース５０によって引き伸ばされるため、フィン１４は図２（Ｂ）に示すように車体下側へと移動し、開口部１６を塞ぐように、アンダーカバー１２の車体下側面と略面一となる位置にフィン１４が保持される構成とされている。
【００２２】
＜作用効果＞
次に本発明の実施形態に係るアンダーカバーの作用および効果について説明する。
【００２３】
図２（Ｂ）に示すように車体前方よりアンダーカバー１２の下を流れる走行風は矢印４４のように車体１０の下側に沿って流れる。走行風は車体１０およびアンダーカバー１２の車体下面に沿うことで整流され、抗力係数ＣＤが小さくなり空気抵抗が減少する。また揚力係数ＣＬが小さくなり、車体１０全体でのダウンフォースが増大する。
【００２４】
図３に示すように、ラジエター３１などを通過して流速Ｖ１で車体１０内部へ流入する気流は、図示しないエンジン３０などの抵抗を受け、減速して変速機３２近傍を通過する。ここで車体内部の静圧をＰ３、全圧をＰｔ３とすると、全圧は静圧＋動圧であるため、空気の密度をρ（kg/m3）、矢印Ｖ３で示される気流の流速をＶ３（m/s）とすると、動圧は（ρ／２）Ｖ３＾２で表されるため
Ｐｔ３＝Ｐ３＋（ρ／２）Ｖ３＾２  となる。
【００２５】
フィン１４の車体下側面に沿って流れる気流（矢印Ｖ２）の流速をＶ２、車体前方よりアンダーカバー１２の下側を流れ、矢印Ｖ２と合流して車体１０の内部へ挿入される気流（破線矢印Ｖ２’）の流速をＶ２’とすると、フィン１４の翼形状によりフィン１４の車体下側面に負圧（ダウンフォース５０）が発生するためＶ２＞Ｖ３となる。
【００２６】
また、車体前方よりアンダーカバー１２の下を流れる気流（矢印４２）と合流し流速（流量）が増加するためＶ２’＞Ｖ２となる。
【００２７】
これによりＶ２’＞Ｖ３となるので、Ｐｔ２’＞Ｐｔ３となり、開口部１６より車体１０の内部に走行風（矢印４２と矢印Ｖ２が合流した走行風）が導入される。この走行風が流速Ｖ２’でフィン１４の車体後方より車体１０の内部へ向かうことにより、フィン１４より車体後方での気流（Ｖ２’）で変速機３２より車体後方における冷却が促進され、アンダーカバー１２の車体上側空間は全体として冷却性能が向上する構成となる。
【００２８】
これは例えば図４に示すようにラジエター３１などを通過した流速Ｖ１の気流が、圧力（総圧Ｐｔ１）により、アンダーカバー１２に設けられた放熱口１２Ａより矢印４１のように排気されるのみである従来構造と比較すれば効果は明白である。
【００２９】
＜第２実施形態＞
第２実施形態に係る車両用アンダーカバー装置を図５に従って説明する。なお第２実施形態から後述する第５実施形態までは本発明に含まれない参考例とする。
【００３０】
図５（Ａ）に示されるように、車体１０の内部にはエンジン３０、変速機３２、触媒３４、排気管３６、マフラー３８などが車体前方から車体後方へ向けて配列されており、変速機３２の車体下側にはこれを覆うようにアンダーカバー１２が設けられている。さらに変速機３２の車体下側にはアンダーカバー１２の車体上側を車体下側の外気と連通する開口部１６が設けられている。
【００３１】
アンダーカバー１２に設けられた開口部１６を覆う単独または複数のフィン１３は、側方視で車体下側に凸となる断面形状であり、図５（Ｂ）に示すように車幅方向に延設された回転軸１３Ａで車体前方端を支持され、車体後方端を車体上下方向に回転可能に設けられている。
【００３２】
停車時、および低速走行時にフィン１３は図５（Ｂ）に示すように自由端（車体後方端）を車体上側に向けている。すなわち図５（Ｃ）に示すように、フィン１３に設けられたストッパー１３Ｃをバネ１３Ｂで車体上側に付勢されており、バネ１３Ｂの弾性でフィン１３の車体後方端は車体上側を向くように支持される。
【００３３】
これにより図５（Ｂ）に示すようにアンダーカバー１２とフィン１３の間隙、およびフィン１３同士の間隙より車体１０の内部に走行風（矢印４２）が導入される構成とされている。
【００３４】
一方、高速走行時には図５（Ｅ）に示すようにフィン１３の車体下側面で、車体下側に凸となる断面形状によりダウンフォース５１が発生する。このため車速の上昇に伴いバネ１３Ｂの弾性よりもダウンフォース５１が大きくなり、図５（Ｄ）に示すようにフィン１３はバネ１３の弾性を抑えて車体後方端が下がり、車体前方からの走行風（矢印４４）は乱されず車体後方へ吹き抜ける。
【００３５】
これによりフィン１３の車体下側面は、高速走行時にはアンダーカバー１２の車体下側面と略同一面を形成し、走行風（矢印４４）はアンダーカバー１２に沿うことで整流され、抗力係数ＣＤが小さくなり空気抵抗が減少する。またフィン１３の車体下側面で発生するダウンフォース５１により揚力係数ＣＬが小さくなり、車体１０全体でのダウンフォースが増大する。
【００３６】
＜第３実施形態＞
第３実施形態に係る車両用アンダーカバー装置を図６に従って説明する。
【００３７】
図６に示されるように、車体１０の車体後方には内部に排気管３６、デファレンシャルギア３７、マフラー３８などが設けられている。
【００３８】
本実施形態は第１実施形態とは異なり、側方視で車体下側に凸となる断面形状のフィン１４をデファレンシャルギア３７の車体下側に設けることにより、ダウンフォース５０の発生箇所を車体後方にシフトさせ、第１実施形態に比較して車体前後方向での空力バランスをスクォート（車体後端を下げる）寄りとした構成とされている。
【００３９】
＜第４実施形態＞
第４実施形態に係る車両用アンダーカバー装置を図７に従って説明する。
【００４０】
図７（Ａ）に示されるように、車体１０の内部にはエンジン３０、変速機３２、触媒３４、排気管３６、デフギア３７、マフラー３８などが車体前方から車体後方へ向けて配列されており、変速機３２の車体下側にはアンダーカバー１２が設けられている。さらに変速機３２の車体下側にはアンダーカバー１２の車体上側を車体下側の外気と連通する開口部１６が設けられている。
【００４１】
アンダーカバー１２に設けられた開口部１６を覆う単独または複数のフィン１３Ｆは図７（Ｂ）に示すように車幅方向に延設された回転軸１５Ａで車体前方端を支持され、車体後方端はアクチュエータ１５Ｂによって車体上下方向に回転可能に設けられている。
【００４２】
同様に、車体後方のデファレンシャルギア３７の車体下側にはフィン１３Ｒが設けられ、図示しない回転軸およびアクチュエータによって車体後方端を車体上下方向に回転可能に設けられている。
【００４３】
アクチュエータ１５Ｂは図示しないブレーキと連動しており、例えばブレーキの動作を検出する検出手段からのブレーキ動作信号によって図７（Ｂ）に示すようにアクチュエータ１５Ｂはフィン１３Ｆの車体後方端を車体上側に持ち上げる。同様にフィン１３Ｒもまた図示しないアクチュエータにより車体後方端を車体上側に持ち上げられる。
【００４４】
これにより図７（Ａ）に示すようにフィン１３Ｆの仰角が大きくなり、車体１０の下には矢印４３のような気流が発生する。このためブレーキの動作に伴いフィン１３Ｆおよびフィン１３Ｒの車体下側で抗力係数ＣＤが大きくなり空気抵抗が増大し、ブレーキング効果を生じる構成とされている。
【００４５】
＜第５実施形態＞
第５実施形態に係る車両用アンダーカバー装置を図８に従って説明する。
【００４６】
図８（Ａ）に示されるように、車体１０の内部にはエンジン３０、変速機３２、触媒３４、排気管３６、デフギア３７、マフラー３８などが車体前方から車体後方へ向けて配列されており、変速機３２の車体下側にはアンダーカバー１２が設けられている。さらに変速機３２の車体下側にはアンダーカバー１２の車体上側を車体下側の外気と連通する開口部１６が設けられている。
【００４７】
アンダーカバー１２に設けられた開口部１６を覆う単独または複数のフィン１３Ｆは、側方視で車体下側に凸となる断面形状であり、第２実施形態と同様に、図５（Ｃ）に示すように車幅方向に延設された回転軸で車体前方端を支持され、車体後方端は第２実施形態のようにバネで車体上側に付勢されていてもよく、あるいは第４実施形態のようにアクチュエータによって車体上下方向に回転可能に設けられていてもよい。
【００４８】
同様に、車体後方のデファレンシャルギア３７の車体下側には側方視で車体下側に凸となる断面形状のフィン１３Ｒが設けられ、図示しない回転軸およびアクチュエータによって車体後方端を車体上下方向に回転可能に設けられている。
【００４９】
停止時、または低速走行時にはフィン１３Ｆおよびフィン１３Ｒは車体後方端が車体上側に付勢されており、車速が上昇するに伴い車体下側に凸となる断面形状によって車体下側面でダウンフォースが発生し、フィン１３Ｆおよびフィン１３Ｒの車体後方端を車体上側に付勢しているバネの弾性を抑えてアンダーカバー１２の車体下側面と略平行に支持される。
【００５０】
あるいはアクチュエータが図示しない速度計と連動しており、例えば速度計からの車速情報によってアクチュエータはフィン１３Ｆの車体後方端を車体下側に下げる。同様にフィン１３Ｒもまた図示しないアクチュエータにより車体後方端を車体下側に押し下げられる。
【００５１】
これにより図８（Ｂ）に示すようにフィン１３Ｆおよびフィン１３Ｒの車体下側面はアンダーカバー１２の車体下側面と平行に近くなり、車体１０の下を流れる気流は矢印４４のように整流される。このため気流（矢印４４）は増速され、フィン１３Ｆおよびフィン１３Ｒの車体下側面では車体下側に凸となる断面形状によって車体下側面でダウンフォース５２が発生し車高が下がり、抗力係数ＣＤおよび揚力係数ＣＬが低下する構成とされている。
【００５２】
以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲がこれらの実施形態に限定されず、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。
【００５３】
すなわち、上記実施形態では変速機近傍のアンダーカバーの構成を例に挙げたが、これに限定せず例えば他の箇所の床、または他の箇所に設けられた空力的付加物の構成であっても本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１０   車体
１２   アンダーカバー
１４   フィン
１６   開口部
２０   支持部材
２２   弾性部材
３０   エンジン
３１   ラジエター
３２   変速機
３４   触媒
３６   排気管
３７   デファレンシャルギア
３８   マフラー
【図１】
2010167920.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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