(57)【要約】【課題】  車体下面の空気の流れを積極的に車幅方向中央に収束させる。【解決手段】  車体下部の前輪と後輪との間に、車両前後方向に対して略平面状に延びて車体下面の一部を構成する整流板５に、下方に突出すると共に車幅方向において中央側が後退するよう傾斜して延びる縦壁１０を、センタートンネル６を挟んで離間して両側に設け、車体下面に沿って後方へ流れる下面流を、流れを攪乱する障害物の手前で車幅方向中央に収束させる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体下部の前輪と後輪との間に、車両前後方向に対して略平面状に延びて車体下面の一部を構成する整流面を備え、前記車体下面に沿って後方へ流れる下面流の流れを攪乱する形状の障害物が前記整流面より後方に設けられた車体下部構造において、
前記整流面に、下方に突出すると共に車幅方向において中央側が後退するよう傾斜して延びる縦壁が、車幅方向中央を挟んで離間して複数設けられていることを特徴とする車体下部構造。
【請求項２】
前記縦壁は、前記整流面の後端部に位置す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】
前記整流面の後端が、前記後輪を覆うリアホイールハウスより車両前方側へ離間した位置にあ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】
前記障害物が、前記整流面の後部と前記後輪の軸との間における前記車体下面において、燃料タンクを搭載するためにその前方より上方に凹入するキックアップ部であることを特徴とする請求項２又は３に記載の車体下部構造。
【請求項５】
前記車体下面の車幅方向中央部には、上方へ凹入すると共に前後方向に延びるトンネル部が設けられ、前記整流面と前記縦壁とが、前記トンネル部を挟んで両側にそれぞれ設けられており、各縦壁は、その車幅方向中央側端部が前記トンネル部より外側に所定距離離間して設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の車体下部構造。
【請求項６】
前記整流面は、前記車体下部に取り付けられる整流板であり、該整流板と前記縦壁とが一体的に成形されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の車体下部構造。
【請求項７】
前記縦壁は、その上部よりも下部が脆弱とされていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の車体下部構造。
【請求項８】
前記縦壁は、該縦壁を破壊する荷重が車幅方向に伝わるのを遮断するべく、車幅方向に複数に仕切られていることを特徴とする請求項１から７のいずれか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、自動車の車体下部構造に関し、特に、車体下面における空気の流れを制御する車体下部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車体の下面を流れる空気の乱れや流速の低下を抑えると空力性能が改善されることが知られている。
【０００３】
しかしながら、車体下面には４つの車輪及びホイールハウス、トランスミッション、リヤデフ、排気管などがあり、平坦にするのは困難である。特に、車体後部には燃料タンクや荷室のためのスペースを確保すべく、車体の下面の後部には上方に大きく凹入するキックアップ部が設けられており、空気の流れを攪乱する障害物となっている。
【０００４】
そこで、従来から、車体下部全体に、前後方向に対して略平面状に延びる整流板を取り付けることにより、車体下面を流れる空気の乱れや流速の低下を抑えることができることが知られていた。
【０００５】
その他、特許文献１には、車体下面に冷却対象となる熱源が設けられている床下構造に、熱源を冷却するように空気の流れを偏向させると共に空気の流速を向上させる手段としてフラップ部材を設けることが開示されている。
【０００６】
また、特許文献２には、車輪の前方領域の車体下部に車輪スポイラーを設け、内側後方に延びて少なくとも車軸を通る垂直な車輪中心面まで達する保護細長材を備えることが記載されている。
【特許文献１】特開平６−１９９２５２号公報
【特許文献２】特表２００４−５０９００７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本願発明者等は、前輪と後輪との間において、車体下面の空気の流れを積極的に車幅方向中央に収束させ、その下流に多少の障害物があったとしても、下面流を車体側方に流出させないことで、空力性能が改善されることを見出した。
【０００８】
しかしながら、前輪と後輪との間において、空力性能向上のために、車体下面の空気の流れを積極的に車幅方向中央に収束させるのに適した構造は、現在まで知られていない。
【０００９】
特許文献１に開示されたフラップは、車幅方向に真直ぐに延びて車体下面を流れる空気の下方への剥離を促進するものであり、車幅方向中央に積極的に空気の流れを収束させるものではない。
【００１０】
また、特許文献２に記載された車輪スポイラーは、車輪周りの空域の流れを改善するものであり、車体下面の車輪スポイラーから離間した前方部や中央部の空気の流れには関与しない。
【００１１】
更に、車体の下面全体を覆うように整流板（アンダーカバー）を設けることや、車体下面に流入する空気の量を減らすように車体前部にフロントスポイラーを設けることは知られているが、下面全体を整流板で覆うと、コストや重量の増加が大きくなり、フロントスポイラーによって車体下面の空気の流れを車幅方向中央に収束させると、途中の障害物によって攪乱される距離が長く、車体側面側へ流出する恐れがある。
【００１２】
本発明は以上のような状況に鑑みてなされたものであり、車体下面の空気の流れを前輪と後輪との間において積極的に車幅方向中央に収束させるのに適した車体下部構造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】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明に係る自動車の車体下部構造は、車体下部の前輪と後輪との間に、車両前後方向に対して略平面状に延びて車体下面の一部を構成する整流面を備え、前記車体下面に沿って後方へ流れる下面流の流れを攪乱する形状の障害物が前記整流面より後方に設けられた車体下部構造において、
前記整流面に、下方に突出すると共に車幅方向において中央側が後退するよう傾斜して延びる縦壁が、車幅方向中央を挟んで離間して複数設けられている。
【００１４】
この構成によれば、整流面に沿って流れる車体下面の空気の流れが、その流れを攪乱する障害物（例えば、後輪やそのホイールハウス及び軸、デファレンシャル、サスアーム、キックアップ部など）に到達する前に車幅方向中央に収束されるので、障害物によって下面流が攪乱されても車体の側方に流出することが抑制され、空力性能が改善される。
【００１５】
前記縦壁は、前記整流面の後端部に位置してもよい。
【００１６】
この構成によれば、車体下面の空気の流れが整流面の後端で車幅方向中央に収束され、整流面より下流においても下面流が車体側方に流出することが抑制され、空力性能が改善される。
【００１７】
前記整流面の後端が、前記後輪を覆うリアホイールハウスより車両前方側へ離間した位置にあってもよい。
【００１８】
この構成によれば、整流面のサイズを縮小しつつ、リアホイールハウスから下面流が車体側方に流出することが抑制され、空力性能が改善される。
【００１９】
前記障害物が、前記整流面の後部と前記後輪の軸との間における前記車体下面において、燃料タンクを搭載するためにその前方より上方に凹入するキックアップ部であってもよい。
【００２０】
この構成によれば、下面流がキックアップ部やタンクで攪乱される前に中央に収束させることができるので、攪乱された下面流が車体側方に流出することが抑制され、空力性能が改善される。
【００２１】
前記車体下面の車幅方向中央部には、上方へ凹入すると共に前後方向に延びるトンネル部が設けられ、前記整流面と前記縦壁とが、前記トンネル部を挟んで両側にそれぞれ設けられており、各縦壁は、その車幅方向中央側端部が前記トンネル部より外側に所定距離離間して設けられていてもよい。
【００２２】
この構成によれば、縦壁によって偏向された下面流の一部が、それよりも中央側を流れる空気流を巻き込んで中央へ収束して空力性能を改善する効果と、縦壁自体の投影面積増加による空気抵抗の増加とのバランスを高次元で取ることができる。
【００２３】
前記整流面は、前記車体下部に取り付けられる整流板であり、該整流板と前記縦壁とが一体的に成形されていてもよい。
【００２４】
この構成によれば、縦壁を別個に設ける構成よりも製造が簡単となり、製造コストを低下させることができる。
【００２５】
前記縦壁は、その上部よりも下部が脆弱とされていてもよい。
【００２６】
この構成によれば、走行中等に道路上の障害物との浅い衝突の際に、縦壁全体が破壊されるのを防止することができ、整流効果を持続できる。これは特に、整流板と縦壁とを一体的に成形したものにおいては、整流板の損傷を軽減できるので好適である。
【００２７】
前記縦壁は、該縦壁を破壊する荷重が車幅方向に伝わるのを遮断するべく、車幅方向に複数に仕切られていてもよい。
【００２８】
この構成によれば、走行中等に道路上の障害物との車幅方向に狭い範囲で衝突した際に、縦壁が幅広く破壊されるのを防止することができ、整流効果を持続できる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、整流面に沿って流れる車体下面の空気の流れが、前輪と後輪との間において、その流れを攪乱する障害物（例えば、後輪やそのホイールハウス及び軸、デファレンシャル、サスアーム、キックアップ部など）に到達する前に車幅方向中央に収束されるので、障害物によって下面流が攪乱されても車体の側方に流出することが抑制され、空力性能が改善される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下に、図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００３１】
なお、以下の説明では、車体前部（フロント）にエンジンを搭載し、後輪を駆動するＦＲ（フロントエンジン・リアドライブ）式の車両を例にあげて説明するが、本発明は駆動方式に関わらず、他の方式（ＦＦ、ＲＲ、ＭＲ、４ＷＤ）の車両にも適用できる。
【００３２】
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明に係る車体下部構造が設けられる位置を説明する図である。図中１で示す自動車の側面において、前輪２と後輪３との間に車両前後方向に対して略平面状に延びて車体下面の一部を構成する整流板５が設けられ、リアホイールハウス４から車体前方側へ所定距離離間した位置に、下方に突出すると共に車幅方向において中央側が後退するよう傾斜して延びる縦壁１０が、後述するように車幅方向中央を挟んで離間して設けられている。なお、図中２２はフロントホイールハウスである。
【００３３】
図２は、図１の自動車の下面を概略的に示す図であり、前輪及び後輪は省略されている。図中下側が車体前方、上側が車体後方である。従って、車両が前進しているときには、図中下方から流入した空気は、図中の矢印で示すように上方から排出される。
【００３４】
図示されたように、サイドシル２１で両側が規定される自動車の下面において、車幅方向中央付近には、ドライブシャフト６１や排気管６２等を収納すべく前後方向に延びるセンタートンネル６が設けられている。センタートンネル６の両側には、前輪２と後輪３の間に前後方向に延びて車体の下面の一部をなし、整流面を構成する整流板５ａ及び５ｂ（以下、総称して整流板５とも呼ぶ）がそれぞれ設けられている。整流板５の後端と後輪３の車軸８との間にはセンタートンネル６を跨いで燃料タンク７が設けられている。燃料タンク７の後部には、デファレンシャル３１及び後輪のサスペンション３２、その両側に後輪及びリアホイールハウス４が設けられ、更にその後方には上方に荷室９その下方にマフラー３３が設けられている。なお、後で詳述するが、整流板５の後方の燃料タンク７を収納する部分は上方に大きく凹入しており、キックアップ部３０と呼ばれる。
【００３５】
整流板５ａ及び５ｂの後部には、下方に突出すると共に車幅方向において中央側が後退するよう傾斜して延びる縦壁１０ａ及び１０ｂ（以下、総称して縦壁１０とも呼ぶ）が、車幅方向中央を挟んで離間して両側に略左右対称に設けられている。このように縦壁１０を設けることで、車体下面の空気の流れは、後輪３やそのホイールハウス４及び軸８、デファレンシャル３１、サスアーム３２、キックアップ部３０などの下面流の障害となる障害物に到達する前に整流板５の後端部で車幅方向中央に収束される。このため、障害物によって下面流が攪乱されても車体の側方に流出することが抑制され、空力性能が改善される。
【００３６】
図２及び図３を参照して、整流板５についてより詳細に説明する。図３の（ａ）は車体左側の整流板５ａ、（ｂ）は右側の整流板５ｂをそれぞれ示している。整流板５ａ及び５ｂは、センタートンネル６の両側において、前輪のホイールハウス２２から後輪手前の燃料タンク７等を収納すべく上方に凹入したキックアップ部３０までの車体下部を覆うような形状とされている。整流板５の表面は略平面状であるが、整流効果及び補強のために前後方向（図においては左右方向）に延びる複数のビードが表面に設けられている。また、整流板５ａ及び５ｂには、車体下面にボルトによって整流板を取り付けるための締結部２３ａ、２４ａ及び２３ｂ、２４ｂが周辺部に複数設けられている。なお、図中２４ａ及び２４ｂは、後述する車体のフロアパネル２０に整流板５をボルトによって締結するための締結部であり、２３ａ及び２３ｂは、後述する車体のサイドシル２１に整流板５をボルトによって締結するための締結部である。
【００３７】
整流板５ａ及び５ｂの後部に、下方に略垂直に突出するように縦壁１０ａ及び１０ｂが設けられている。この縦壁１０の位置は、整流板５の後端近辺（後端部）であって、リアホイールハウスからからは車両前方側へ離間している。このため、車体下面の空気の流れが整流面の後端で車幅方向中央に収束され、整流板５より下流においても下面流が車体側方に流出することが抑制され、車体側面に沿う空気の流れ（側面流）が乱されないため、空力性能が改善される。更に、整流板５のサイズを前方へ縮小しつつ、リアホイールハウス４から下面流が車体側方に流出することが抑制される。
【００３８】
また、縦壁１０の形状は、車幅方向中央側が後退するように、本例では途中で傾斜角度が異なってくの字状に傾斜している。この縦壁１０の形状は、車体左側１０ａと車体右側１０ｂとで異なっているが、これはシミュレーション等に基づいて、車体下部及び整流板５の構造に適合した形状とされる。整流板５と縦壁１０とは、製造を簡単としコストを低下させるべく、樹脂で一体成形されている。
【００３９】
次に、本実施形態の車体下部構造について、図２の断面図を参照して説明する。図４は図２のＡ−Ａ’断面図であり、図５は図２のＢ−Ｂ’断面図であり、図６は図２のＣ−Ｃ’断面図である。
【００４０】
図４の前後方向断面図を参照すると、車体の下部を構成するフロアパネル２０は、燃料タンク７の手前で上方に大きく凹入するキックアップ部３０を備え、後方には荷室９が設けられている。フロアパネル２０の下方に整流板５が取り付けられており、その下面は燃料タンク７の下面と略同じ高さとなっている。整流板５と燃料タンク７の間には隙間があるので、縦壁１０がないと、図中破線の矢印で示すように、整流板５に沿った前方からの空気の流れは隙間によって攪乱されてしまい、空力に悪影響を及ぼす。
【００４１】
図５の前後方向断面図を参照すると、この部分には燃料タンク７は存在しないので、縦壁１０がないと、図中破線の矢印で示すように、整流板５に沿った前方からの空気の流れは、後方のキックアップ部３０において上方向及び側方に拡がって速度が低下すると共に攪乱されてしまい、空力に悪影響を及ぼす。本実施形態の縦壁１０は、このような空気の拡散を抑制するために、整流板５において下面流に対して障害物として働くキックアップ部３０よりも前方に設けられている。このため、下面流がキックアップ部やタンクで攪乱される前に車幅方向中央側に収束させることができるので、攪乱された下面流が車体側方に流出することが抑制され、本実施形態においては、縦壁１０に代えて車体下面全体を整流板で覆う場合と同等の空力改善効果が得られた。
【００４２】
図６の車幅方向断面図を参照すると、車体下面２０には、車幅方向略中央に、車体前後方向に延びるドライブシャフト６１及び排気管６２等を収容する上方へ凹入したセンタートンネル６が設けられており、車幅方向において、センタートンネル６の外側に所定距離離間した位置からサイドシル２１までを覆うように整流板５が両側に設けられている。このため、縦壁１０によって偏向された下面流の一部が、それよりも中央側のセンタートンネルを流れる空気流を巻き込んで中央へ収束して空力性能を改善する効果を得ることができる。
【００４３】
また、各整流板の縦壁１０は、整流板５から所定の高さだけ下方に突出しているが、外側端部に向かって整流板の端部と共にサイドシル２１の高さに合わせるように高さが減じられている。
【００４４】
以上説明したように本実施形態の車体下部構造によれば、車体下面の空気の流れが、その流れを攪乱する障害物に到達する前に車幅方向中央に収束されるので、障害物によって下面流が攪乱されても車体の側方に流出することが抑制され、空力性能が改善される。
【００４５】
＜第２の実施形態＞
以下、本発明の車体下部構造の第２の実施形態について説明する。以下で説明する第２の実施形態も、第１の実施形態と同様に整流板に縦壁を設けた構造であり、以下の説明では上記第１の実施形態と同様な部分については同じ参照符号で示して説明を省略し、第２の実施形態の特徴的な部分を中心に説明する。
【００４６】
図７は、第２の実施形態の自動車の下面を図２と同様に示す図である。また、図８は、第２の実施形態の自動車における図７のＤ−Ｄ’断面図である。第１の実施形態と同様に、サイドシル２１で両側が規定される自動車の下面において、車幅方向中央付近には、ドライブシャフト６１や排気管６２等を収納すべく前後方向に延びるセンタートンネル６が設けられている。センタートンネル６の両側には、前輪２と後輪３の間に前後方向に延びて車体の下面の一部をなし、整流面を構成する整流板５ａ’及び５ｂ’がそれぞれ設けられている。整流板５’の後端と後輪の車軸８との間にはセンタートンネル６を跨いで燃料タンク７が設けられている。燃料タンク７の後部には、デファレンシャル３１及び後輪３のサスペンション３２、その両側に後輪３及びリアホイールハウス４が設けられ、更にその後方には上方に荷室９その下方にマフラー３３が設けられている。整流板５ａ’及び５ｂ’の後部には、下方に突出すると共に車幅方向において中央側が後退するよう傾斜して延びる縦壁１０ａ’及び１０ｂ’が、車幅方向中央を挟んで離間して両側に略左右対称に設けられている。なお、図中２３ａ’及び２３ｂ’並びに２４ａ’及び２４ｂ’は、図２に２３ａ及び２３ｂ並びに２４ａ及び２４ｂで示した締結部にそれぞれ対応している。
【００４７】
図９は、本実施形態の縦壁１０’の構造を説明する図である。（ａ）は車体後方側から見た状態を示しており、（ｂ）及び（ｃ）は縦壁１０の断面形状及び仕切り部を示している。
【００４８】
本実施形態の縦壁１０’は、仕切り部１１によって車幅方向において複数に仕切られている。この仕切り部１１は、（ｂ）に示すように溝によって部分的に厚さが薄くされていても、（ｃ）に示すように切欠き（スリット）であっても良い。切欠きによって縦壁１０’が車幅方向に分割されている場合には、縦壁１０’は両側に複数設けられているとも言えるが、本実施形態では整流板５から下方に突出した部分全体を縦壁１０’と呼んでいる。このように、縦壁１０’を車幅方向に複数に仕切ることにより、縦壁を破壊する荷重が車幅方向に伝わるのが遮断される。このため、走行中等に道路上の障害物との車幅方向に狭い範囲で衝突した際に、縦壁１０’が幅広く破壊されるのを防止することができ、整流効果を持続できる。
【００４９】
（ｂ）及び（ｃ）に示したように、縦壁１０’の断面は、整流板５に近い部分から下方に向かってその厚みが複数段階（図示した例では３段階）に減少しており、上部よりも下部が脆弱とされている。これは、走行中等に道路上の障害物との浅い衝突の際に、縦壁１０’の下方だけが壊れ、全体が破壊されるのを防止して、整流効果を持続できるようにするためである。この構造は特に、整流板５’と縦壁１０’とを一体的に成形したものにおいては、整流板５’に対する損傷を軽減できるので好適である。なお、このような厚みの段差は、縦壁１０’の裏面（車体後方側の面）に設けられている。
【００５０】
本実施形態の縦壁を第１の実施形態の縦壁と比較すると、車体側部からの車幅方向における長さが第１の実施形態の縦壁よりも短く、第１の実施形態ではくの字状であったものが、本実施形態では略直線状となっている。具体的には、車体側部からの車幅方向における長さは、第１の実施形態の７５％程度である。これは、本実施形態では、第１の実施形態よりも縦壁の形状を簡略化し、コンパクト化を図ると共に、縦壁１０’に沿って偏向された下面流の一部が、それよりも中央側の下面流を巻き込んで中央へ収束して空力性能を改善する効果と、車体前方からの投影面積を減少させて空気抵抗を減少させる効果とのバランスを高次元で取るようにしたためである。
【００５１】
図７において、車体下面の空気の流れを矢印で示しているが、図示されたように、本実施形態の縦壁によっても、第１の実施形態と同様に、車体下面の空気の流れが、その流れを攪乱する障害物に到達する前に車幅方向中央に収束することが確認された。
【００５２】
このように縦壁の形状は、車体前方からの投影面積増加による空気抵抗の増加と、車体下面流の収束効果とのバランスを考慮して決定される。
【００５３】
（他の実施形態）
尚、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その他の種々の実施形態や変形例を包含するものである。すなわち、上記実施形態で示した各部材の形状は一例であり、本発明の意図するような空気の流れの制御ができるものであれば、これらに限定されるものではない。
【００５４】
例えば、整流板と縦壁は別体であっても良い。また、樹脂以外の金属あるいは繊維強化樹脂等、他の材料を用いて形成しても良い。更に、フロアパネル２０を平面状にすることで、整流面を形成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明に係る車体下部構造が設けられる位置を説明する図である。
【図２】図１の自動車の下面を概略的に示す図である。
【図３】本発明に係る整流板を示す図である。
【図４】図２のＡ−Ａ’断面図である。
【図５】図２のＢ−Ｂ’断面図である。
【図６】図２のＣ−Ｃ’断面図である。
【図７】自動車の下面の別の例を概略的に示す図である。
【図８】図７のＤ−Ｄ’断面図である。
【図９】縦壁の構造を説明する図である。
【符号の説明】
【００５６】
１  自動車
２  前輪
３  後輪
４、２２  ホイールハウス
５、５’  整流板
６  センタートンネル
７  燃料タンク
９  荷室
１０、１０’  縦壁
１１  仕切り部
２０  フロアパネル
２１  サイドシル
２３、２４  締結部
３０  キックアップ部
３１  ディファレンシャル
３２  サスペンション
３３  マフラー
６１  ドライブシャフト
６２  排気管
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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