(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体の床下にフロントフロアアンダーカバーを有する車体下部構造において、
前記フロントフロアアンダーカバーを上方へ凹ませて形成され、かつ方形状の開口縁を有する凹部と、
前記フロントフロアアンダーカバーの一般面よりも下方に突出しないように前記凹部内に配置されるとともに、前記車体の左右方向に翼厚を有する翼型フィンとを備え、
前記翼型フィンの翼弦長を７０〜２８０ｍｍの範囲としたことを特徴とする車体下部構造。
【請求項２】
前記凹部は、斜面を含む内頂壁を有し、前記凹部の前記内頂壁に対応する部分は、前記開口縁の前部から後方に向かうほどより深くなるように形成され、前記内頂壁には、前記翼型フィンが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の車体下部構造。
【請求項３】
前記凹部は、更に、斜面を含む後部側壁を有し、前記後部側壁は、前記内頂壁の後端に連結される前部及び前記フロントフロアアンダーカバーの一般面に連結される後部を有し、前記凹部の前記後部側壁に対応する部分は、前記後部側壁の前部から後部に向かうほどより浅くなるように形成されることを特徴とする請求項２に記載の車体下部構造。
【請求項４】
少なくとも一対の凹部と、前記各凹部内に配置される少なくとも一対の翼型フィンとが、前記車体の前後方向に延びる中心線に対して左右対称に配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちいずれか１項に記載の車体下部構造。
【請求項５】
一対の凹部と、前記各凹部内に配置される一対の翼型フィンとが、前記車体を平面視した状態で、前記車体の重心を挟む位置にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちいずれか１項に記載の車体下部構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体床下における空気の流れを安定させる車体下部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車体床下における空気を整流して空力特性を向上するためにフロアアンダーカバーを車体下部に設けている。一方、車体の室内スペースを確保するため、フロアを極力下げて設置したい要望がある。この要望に応えるため、フロアの下方に配置されるフロアアンダーカバーも極力下げて設置する必要がある。【０００３】
特許文献１では、翼型の整流フィンを、車体後部のディフューザ或いは、車体のフロアアンダーカバーに設けることが提案されている。整流フィンが車体床下に設けられると、車体にダウンフォースが発生する。これにより、タイヤのグリップ力が向上するため、旋回性能や直進安定性などの操安性が向上する。【０００４】
ところが、整流フィンをフロントフロアアンダーカバーに設けると、床下の整流を乱してしまう問題がある。又、フロントフロアアンダーカバーから整流フィンを下方へ突出させると、見栄えが悪化し、整流フィンに飛び石が当たりやすくなり、整流フィンに路面が干渉しやすくなり、車体の地上からの高さが低くなる。【０００５】
上記の問題のうち、整流フィンに飛び石が当たりやすくなるチッピングの問題、整流フィンと路面との干渉問題、及び車体の地上からの高さが低くなる問題は、例えば、フロントフロアアンダーカバーをより上方に位置させることにより解消できる。しかし、フロントフロアアンダーカバーを上方に設置すると、フロアをできるだけ下げて室内スペースを確保したいという要望に対応できなくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−９０６８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、翼型フィンをフロントフロアアンダーカバーに設けているにもかかわらず、操安性、空力特性、フロントフロアアンダーカバーと路面との干渉、及び飛び石に対する耐チッピング性が得られると共に、車室内のスペースを十分に確保できる車体下部構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するため、本発明の第一の態様によれば、車体の床下にフロントフロアアンダーカバーを有する車体下部構造が提供される。車体下部構造は、フロントフロアアンダーカバーを上方へ凹ませて形成され、かつ方形状の開口縁を有する凹部と、フロントフロアアンダーカバーの一般面よりも下方に突出しないように凹部内に配置されるとともに、車体の左右方向に翼厚を有する翼型フィンとを備える。翼型フィンの翼弦長は７０〜２８０ｍｍの範囲である。【０００９】
この構成によれば、翼型フィンをフロントフロアアンダーカバーに設けているにもかかわらず、操安性、空力特性、フロントフロアアンダーカバーと路面との干渉、及び飛び石に対する耐チッピング性が得られると共に、車室内のスペースを十分に確保することができる。【００１０】
上記の車体下部構造において、凹部は、斜面を含む内頂壁を有し、凹部の内頂壁に対応する部分は、開口縁の前部から後方に向かうほどより深くなるように形成され、内頂壁には、翼型フィンが設けられていることが好ましい。【００１１】
この構成によれば、車両の走行中、内頂壁の斜面に沿って凹部内に空気が流れ込む。そして、翼型フィンに沿って空気が通過する際に空気の流速が高められるため、ダウンフォースが得られ、操安性が向上する。【００１２】
上記の車体下部構造において、凹部は、更に、斜面を含む後部側壁を有し、後部側壁は、内頂壁の後端に連結される前部及びフロントフロアアンダーカバーの一般面に連結される後部を有し、凹部の後部側壁に対応する部分は、後部側壁の前部から後部に向かうほどより浅くなるように形成されることが好ましい。【００１３】
この構成によれば、車両の走行中、後部側壁に沿って流れる空気は、フロントフロアアンダーカバーの一般面に移動する。その際、後部側壁とフロントフロアアンダーカバーの一般面との連結部位では、フロントフロアアンダーカバーと路面との間隔が急激に狭くなるため、空気の流速が高められる。その結果、ダウンフォースが得られ、操安性が向上する。なお、斜面には、平面以外に、曲面である凹面、凸面が含まれる。【００１４】
上記の車体下部構造において、少なくとも一対の凹部と、各凹部内に配置される少なくとも一対の翼型フィンとが、車体の前後方向に延びる中心線に対して左右対称に配置されていることが好ましい。【００１５】
この構成によれば、一対の凹部と、各凹部内に配置される一対の翼型フィンとが、車体の前後方向に延びる中心線に対して左右対称に配置されている。この結果、上記のダウンフォースが中心線に対して左右対称に発生するため、操安性が向上する。又、車体のロール剛性も向上する。【００１６】
上記の車体下部構造において、一対の凹部と、各凹部内に配置される一対の翼型フィンとが、車体を平面視した状態で、車体の重心を挟む位置にそれぞれ配置されていることが好ましい。【００１７】
この構成によれば、一対の凹部と、各凹部内に配置される一対の翼型フィンとが、車体を平面視した状態で、車体の重心を挟む位置にそれぞれ配置されている。これにより、各翼型フィンによるダウンフォースが車体の重心に対してバランス良く発生するため、操安性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態の車体の側面図。
【図２】車体の床下を示す底面図。
【図３】フロントフロアアンダーカバーの斜視図。
【図４】ダウンフォース及び空力特性（ｃｄ）と翼型フィンの翼弦長との関係を示す特性図。
【図５】（ａ）は翼型フィンの平面図。（ｂ）は縦断面図、（ｃ）は横断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の車体下部構造を具体化した一実施形態を図１〜図５を参照して説明する。図２に示すように、車両は、その前後に一対の車輪１２ａ〜１２ｄをそれぞれ有する。車体１０の床下には、複数のアンダーカバー２０〜５０が設けられている。
【００２０】
エンジンアンダーカバー２０は、車体１０の前部において前輪１２ａ，１２ｂ間のエンジンルームの下方に配置され、一対のフロントフロアアンダーカバー３０、４０は、車体１０の前後方向の中央において車体１０の両側部にそれぞれ配置され、リアフロアアンダーカバー５０は、車体１０の後部に配置される。アンダーカバーは、車両の走行時に、車体１０の前方から後方に流れる空気流をコントロールする。
【００２１】
一対のフロントフロアアンダーカバー３０，４０の位置は、図２に示すように、車体１０の前後方向に延びる中心線Ｏをに対し対称である。フロントフロアアンダーカバー３０，４０には、図３に示すように、凹部６０と、凹部６０内に配置された翼型フィン７０とが設けられている。フロントフロアアンダーカバー３０，４０の一対の翼型フィン７０は、車体１０を平面視した状態で、車体１０の重心Ｐを挟む位置にそれぞれ配置されている。図２は、車体１０を底面から見た図であるが、平面視した場合と同様に、フロントフロアアンダーカバー３０，４０の一対の翼型フィン７０は、車体１０の重心Ｐを挟む位置にそれぞれ配置されている。
【００２２】
フロントフロアアンダーカバー３０，４０にそれぞれ設けられた凹部６０，翼型フィン７０は同一構成である。よって、フロントフロアアンダーカバー３０に設けられた凹部６０及び翼型フィン７０についてのみ説明する。フロントフロアアンダーカバー４０の凹部６０及び翼型フィン７０をそれぞれ構成する部位に関しては、フロントフロアアンダーカバー３０の凹部６０及び翼型フィン７０をそれぞれ構成する部位と同一符号を付すと共に、その説明を省略する。
【００２３】
図３に示すように、凹部６０は、フロントフロアアンダーカバー３０の一般面３２を上方へ凹ませて形成され、方形状の開口縁６０ａを備えている。一般面は、形状が急激に変化する部分を除いた部分であって、形状が変化しない部分や、形状の変化が滑らかでかつ連続的である部分を意味する。
【００２４】
凹部６０は、車体の前後方向に沿って切断した場合、逆Ｖ字状をなす。凹部６０は、内頂壁６１と、内頂壁６１の後端に連結される前部及び一般面３２に連結される後部を含む後部側壁６２とを有する。凹部６０の内頂壁６１に対応する部分は、開口縁６０ａの前部から後方に向かうほどより深くなるように形成される。後部側壁６２は斜面６２ａとなっており、凹部６０の後部側壁６２に対応する部分は、内頂壁６１の後端から後方に向かうほどより浅くなるように形成される。
【００２５】
内頂壁６１の路面Ｇに対する角度θ１は４°〜６°の範囲であって、路面Ｇから上方に向かう角度であることが好ましいが、この範囲及び方向に限定されない。この角度θ１が大きくなるほど、後方へ向かうほど大きくなる内頂壁６１と路面Ｇとの距離の変化がより一層顕著になる。角度θ１は、一般的な乗用車の車速、乗用車の走行時における車体床下での空気の流速、車体の上下方向の変動などを考慮した値である。本実施形態では、内頂壁６１の路面Ｇ（水平面）に対する角度θ１は４．５°である。
【００２６】
又、車体１０の中心線及び路面Ｇに対して直交する面を鉛直面とした場合、その鉛直面に対する後部側壁６２の傾き角度θ２は４５°〜６０°の範囲であるが、この範囲に限定されない。
【００２７】
角度θ２は、一般的な乗用車の車速、乗用車の走行時における車体床下での空気の流速、車体の上下方向の変動などを考慮した値である。このように形成された後部側壁６２により、凹部６０内に入った空気を、再びフロントフロアアンダーカバー３０の後方に位置する一般面３２へ流して、後部側壁６２の後端と路面Ｇとの間にダウンフォースを効率的に発生させることができる。本実施形態では、鉛直面に対する後部側壁６２の傾き角度θ２は４５°である。
【００２８】
本実施形態では、内頂壁６１の斜面と後部側壁６２の斜面とが逆Ｖ字状に連結されている。これに代えて、開口縁６０ａの前後方向の長さが十分に長い場合、凹部６０の最も深くなる部位が水平面又は曲面をなすように、内頂壁６１の斜面と後部側壁６２の斜面とを連結してもよい。
【００２９】
凹部６０は、対向する左右側壁６３，６４を備えている。図２及び図３に示すように、内頂壁６１には、翼型フィン７０が設けられている。翼型フィン７０は、フロントフロアアンダーカバー３０の一般面３２よりも下方に突出しない。翼型フィン７０は、それ自身の前後方向に延びる中心線を凹部６０の前後方向に延びる中心線に一致させるように配置されている。
【００３０】
翼型フィン７０の下端面は、一般面３２よりも上方に配置してもよいが、一般面３２と面一になるように配置することが好ましい。
翼型フィン７０の平面形状は、翼の断面形状を有している。すなわち、翼型フィン７０の前端は緩やかな曲面を有し、翼型フィン７０の後端は鋭く尖っている。翼型フィン７０における左右方向の幅が翼厚となっている。
【００３１】
図５（ａ）に示すように、翼型フィン７０の前端から後端までの翼弦長ａは７０〜２８０ｍｍの範囲が好ましい。翼弦長ａが７０ｍｍ未満の場合、図４に示すように、ダウンフォースが小さくなり、操安性が得られない。従って、翼型フィン７０の翼弦長ａは７０ｍｍ以上が好ましい。又、翼弦長ａが２８０ｍｍを超えると、空力特性を表す抗力係数ｃｄが悪化し、燃費が悪化する。
【００３２】
翼型フィン７０の最大翼厚ｂの翼弦長ａに対する比（ｂ／ａ）は８〜１７％の範囲が好ましい。翼型フィン７０の最大翼厚ｂの翼弦長ａに対する比（ｂ／ａ）が小さくなるほど、翼型フィン７０の形状はより細長くなる。
【００３３】
翼型フィン７０の前後方向に延びる中心線上において、翼型フィン７０の前端からの最大翼厚位置までの長さをｃとした場合、最大翼厚位置の翼弦長ａに対する比（ｃ／ａ）は３０〜３５％の範囲が好ましい。最大翼厚位置の翼弦長ａに対する比（ｃ／ａ）が小さくなるほど、最大翼厚位置が翼型フィン７０の前端に接近し、翼型フィン７０の後端はより尖った形状となる。
【００３４】
翼型フィン７０の最大翼厚ｂの翼弦長ａに対する比（ｂ／ａ）を８〜１７％とし、かつ最大翼厚位置の翼弦長ａに対する比（ｃ／ａ）を３０〜３５％とすれば、一般的な翼の形状を考慮しつつ、空気をスムーズ流すことができる。
【００３５】
本実施形態では、最大翼厚ｂの翼弦長ａに対する比（ｂ／ａ）は１４％であり、最大翼厚位置の翼弦長ａに対する比（ｃ／ａ）は３２％である。
上記の車体下部構造によれば、車両の走行中に、車体１０の前端から床下に入った空気は、エンジンアンダーカバー２０、フロントフロアアンダーカバー３０，４０、リアフロアアンダーカバー５０により、スムーズに流れる。これにより、空気の流速が増加する。特に、フロントフロアアンダーカバー３０，４０では、図５（ａ）の矢印で示すように、空気が内頂壁６１に沿って凹部６０に流れ込む。そして、翼型フィン７０と左右側壁６３，６４との間で、空気の流速が高められる。さらに、内頂壁６１を通過した空気は、図５（ｂ）の矢印で示すように、後部側壁６２と路面Ｇとの間に流れ込み、空気の流速が高められる。
【００３６】
この結果、左右一対の翼型フィン７０により、車体１０の床下において、空気の流れが安定になる。このため、高速走行時に、操安性が向上し、空気抵抗が低減する。
本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
【００３７】
（１）本実施形態の車体下部構造は、フロントフロアアンダーカバー３０，４０を上方へ凹ませて形成され、かつ方形状の開口縁６０ａを有する凹部６０を備える。凹部６０内には、車体１０の左右方向に翼厚を有する翼型フィン７０が設けられている。翼型フィン７０は、フロントフロアアンダーカバー３０の一般面３２よりも下方に突出しない。又、翼型フィン７０の翼弦長ａは７０〜２８０ｍｍの範囲である。この結果、翼型フィン７０をフロントフロアアンダーカバー３０に設けているにもかかわらず、操安性、空力特性を確保することができる。又、翼型フィン７０はフロントフロアアンダーカバー３０，４０の一般面３２よりも下方へ突出しないため、翼型フィン７０と路面Ｇとの干渉を回避でき、翼型フィン７０の飛び石に対する耐チッピング性が向上する。よって、操安性、空力特性を確保でき、翼型フィン７０と路面Ｇとの干渉を回避でき、翼型フィン７０の飛び石に対する耐チッピング性が向上する。又、フロントフロアアンダーカバー３０，４０の一般面３２よりも翼型フィン７０が下方へ突出しないため、フロントフロアアンダーカバー３０と路面Ｇとの間の距離だけを考慮すればよい。よって、車室内のスペースを十分に確保することができる。
【００３８】
（２）本実施形態の車体下部構造では、凹部６０の内頂壁６１に対応する部分は、開口縁６０ａの前部から後方に向かうほどより深くなるように形成される。また、内頂壁６１には、翼型フィン７０が設けられている。この結果、車両の走行中、内頂壁６１の斜面に沿って凹部６０内に空気が流れ込む。そして、翼型フィン７０に沿って空気が通過する際に空気の流速が高められるため、ダウンフォースが得られ、操安性が向上する。
【００３９】
（３）本実施形態の車体下部構造では、凹部６０は、更に、後部側壁６２を有し、後部側壁６２は、内頂壁６１の後端に連結される前部及びフロントフロアアンダーカバー３０，４０の一般面３２に連結される後部を含む。後部側壁６２は斜面６２ａを含み、凹部６０の後部側壁６２に対応する部分は、後部側壁６２の前部から後部に向かうほどより浅くなるように形成される。この結果、車両の走行中、後部側壁６２に沿って流れる空気は、フロントフロアアンダーカバー３０，４０の一般面３２に移動する。その際、後部側壁６２とフロントフロアアンダーカバー３０，４０の一般面３２との連結部位では、フロントフロアアンダーカバー３０，４０と路面Ｇとの間隔が急激に狭くなるため、空気の流速が高められる。その結果、ダウンフォースが得られ、操安性が向上する。
【００４０】
（４）本実施形態の車体下部構造では、一対の凹部６０と、各凹部６０内に配置される一対の翼型フィン７０とが、車体１０の前後方向に延びる中心線に対して左右対称に配置されている。この結果、上記のダウンフォースが中心線Ｏに対して左右対称に発生するため、操安性が向上する。又、車体のロール剛性も向上する。
【００４１】
（５）本実施形態の車体下部構造では、一対の凹部６０と、各凹部６０内に配置される一対の翼型フィン７０とが、車体１０を平面視した状態で、車体１０の重心Ｐを挟む位置にそれぞれ配置されている。これにより、各翼型フィン７０によるダウンフォースが車体１０の重心に対してバランス良く発生するため、操安性が向上する。
【００４２】
なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
・前記実施形態において、フロントフロアアンダーカバー３０，４０を一体形成してもよい。
【００４３】
・前記実施形態において、単一のフロントフロアアンダーカバーを車体１０の前後方向の中央部に設け、単一のフロントフロアアンダーカバーに１つの翼型フィンのみを設けてもよい。
【００４４】
・前記実施形態において、二対以上の凹部６０と、各凹部６０内に配置される二対以上の翼型フィン７０とを、車体１０の前後方向に延びる中心線Ｏに対して左右対称にそれぞれ配置してもよい。
【００４５】
・本発明の車体下部構造は、乗用車以外に、スポーツカーに適用してもよい。
・前記実施形態において、翼型フィン７０の最大翼厚ｂの翼弦長ａに対する比（ｂ／ａ）は８〜１７％の範囲外であってもよく、また、最大翼厚位置の翼弦長ａに対する比（ｃ／ａ）も３０〜３５％の範囲外であってもよい。
【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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