JP2002120769A - 車体構造 - Google Patents

車体構造

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 空力性能を大幅に向上する。 【解決手段】 車体１０では、車体下面の地上高が車体
前方から車体後方へ向かって階段状に高くなっている。
また、車体１０のルーフ２２の後部には車体後側下方に
向かって傾斜した切り落とし部２４が形成されており、
リヤフロア２０の後部には、車体後側上方に向かって傾
斜した切り上げ部２６が形成されている。更に、車体１
０におけるキャビンサイド３０の後部には、車幅内側後
方に向かって傾斜した絞り部３２が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は車体構造に係り、特
に、空気抵抗を小さくした自動車等の車体構造に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動車等の車体構造においては、
その一例が特開平１１−３２１７１１号に示されてい
る。
【０００３】図８に示される如く、この車体構造では、
自動車車体１００の下面に配設されたリヤアンダーカバ
ー１０２が、フロントアンダーカバー１０４とリヤアン
ダーカバー１０６とで構成されており、センタフロアパ
ン１０８の下面１０８Ａ側を覆う部位には、アンダーカ
バーが配置されていない。また、フロントアンダーカバ
ー１０４とリヤアンダーカバー１０６とは、車体中間部
の下面、即ち、センタフロアパン１０８の下面１０８Ａ
に対して所定高さＨ1 、Ｈ2 （Ｈ1 ＝Ｈ2 ）以上車体下
方に配置されている。従って、フロントアンダーカバー
１０４の下方に沿って流れる空気流（図８の矢印Ｗ）
は、センタフロアパン１０８の下面１０８Ａの下方を抵
抗無く後方へ流れ、リヤアンダーカバー１０６に再付着
し、リヤアンダーカバー１０６の下方に沿って車体後方
へ流れるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この車
体構造においては、フロントアンダーカバー１０４とリ
ヤアンダーカバー１０６が、センタフロアパン１０８の
下面１０８Ａに対して所定高さＨ1 、Ｈ2 （Ｈ1 ＝
Ｈ2 ）以上車体下方に配置されているため、車体床下へ
空気が流入し難くなっている。この結果、車体後方にお
いて、車体下面となる床下からの空気流と、車体上面と
なるルーフ部からの空気流と、車体側面となるキャビン
サイドからの空気流と、が合流した場合に、車体床下か
らの空気流が、ルーフ部からの空気流及びキャビンサイ
ドからの空気流に比べ、流速が遅く且つ空気の供給量も
少なくなる。このため、合流する空気流のバランスが悪
く、車体後方に渦が発生し易いので、空力性能を大幅に
向上できない。
【０００５】本発明は上記事実を考慮し、空力性能を大
幅に向上できる車体構造を得ることが目的である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明に
おける車体構造は、車体下面の地上高が車体前方から車
体後方へ向かって階段状に若しくは傾斜面状に高くなっ
ていることを特徴とする。
【０００７】従って、車体下面に沿って流れる空気の流
量を充分に確保できると共に、車体下面を構成するフロ
ア一般面等に多少の凹凸が存在しても、空気流の減速が
され難くなるため、車体後方において、車体下面からの
空気流と、車体上面からの空気流と、車体側面からの空
気流と、が合流した場合に、車体下面からの空気流が、
車体上面からの空気流及び車体側面からの空気流に比
べ、流速が遅くなったり空気の供給量が少なくなること
がない。この結果、車体後方に渦が発生し難く、空力性
能を大幅に向上できる。また、車体の地上高を上げ積極
的に空気流を車体下面に入れるため、車体下面の空気の
流速が早くなる。この結果、車体下方空間の圧力が負圧
となり、車体が下方へ引っ張られ、ダウンフォースを得
ることができるので、操縦安定性や高速直進性が向上す
る。
【０００８】請求項２記載の本発明は、請求項１に記載
の車体構造において、前記車体下面の後部に形成され車
体後側上方に向かって傾斜した切り上げ部を有すること
を特徴とする。
【０００９】従って、請求項１に記載の内容に加えて、
床下からの空気流が、車体下面の後部に形成された切り
上げ部に沿って車体後側上方に向かって流れるため、車
体床下からの空気流を、車体上面からの空気流及び車体
側面からの空気流に迅速に合流させることができるの
で、空力性能を更に向上できる。
【００１０】請求項３記載の本発明は、車体上面の後部
に形成され車体後側下方に向かって傾斜した切り落とし
部と、車体下面の後部に形成され車体後側上方に向かっ
て傾斜した切り上げ部と、車体側面の後部に形成され車
幅内側後方に向かって傾斜した絞り部と、を有すること
を特徴とする。
【００１１】従って、車体後方において、車体床下から
の空気流と、車体上面からの空気流と、車体側面からの
空気流と、が合流する場合に、それぞれが、切り落とし
部、切り上げ部、絞り部に沿って流れ、迅速に合流す
る。この結果、車体後方に渦が発生し難く、空力性能を
大幅に向上できる。
【００１２】請求項４記載の本発明は、請求項３に記載
の車体構造において、車体下面の地上高が車体前方から
車体後方へ向かって階段状に若しくは傾斜面状に高くな
っていることを特徴とする。
【００１３】従って、請求項３に記載の内容に加えて、
車体下面に沿って流れる空気の流量を充分に確保できる
と共に、車体下面を構成するフロア一般面等に多少の凹
凸が存在しても、空気流の減速がされ難くなるため、車
体後方において、車体下面からの空気流と、車体上面か
らの空気流と、車体側面からの空気流と、が合流した場
合に、車体下面からの空気流が、車体上面からの空気流
及び車体側面からの空気流に比べ、流速が遅くなったり
空気の供給量が少なくなることがない。この結果、車体
後方に渦が発生し難く、空力性能を更に向上できる。
【００１４】請求項５記載の本発明は、請求項３、４の
何れかに記載の車体構造において、２ボックス車体で
の、前記切り落とし部の切り落とし角度をα、前記切り
上げ部の切り上げ角度をβ、前記絞り部の絞り角度をγ
とすると、α、β、γの間に、（α−２０°）2＋（β
−１５°）2＋（γ−１７°）2＜１００の関係があるこ
とを特徴とする。
【００１５】従って、請求項３、４の何れかに記載の内
容に加えて、２ボックス車体において、切り落とし部の
切り落とし角度αと、切り上げ部の切り上げ角度β、絞
り部の絞り角度γを式（α−２０°）2＋（β−１５
°）2＋（γ−１７°）2＜１００を満足する値に設定す
ることで、空力性能を確実に向上できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明における車体構造の一実施
形態を図１〜図７に従って説明する。
【００１７】なお、図中矢印ＦＲは車体前方方向を、矢
印ＵＰは車体上方方向を示す。
【００１８】図１に示される如く、本実施形態の自動車
車体１０は２ボックス車体となっている。フロントバン
パー１２における前端下部１２Ａの後方にはエンジンア
ンダーカバー１４が配設されており、フロントバンパー
１２の端下部１２Ａの側断面形状は、エンジンアンダー
カバー１４へ滑らかに繋ぐ曲線状に形成されている。ま
た、エンジンアンダーカバー１４は、車体１０のエンジ
ンルーム１０Ａの下方に略水平に配設されており、エン
ジンアンダーカバー１４の後方は、フロア１６の一般面
（下面）１６Ａとなっている。なお、エンジンアンダー
カバー１４の路面１７からの高さ、即ち地上高Ｈ１に比
べフロア１６の一般面１６Ａの地上高Ｈ２が高く設定さ
れている（Ｈ１＜Ｈ２）。
【００１９】フロア１６の一般面１６Ａの後方は、燃料
タンク１８の下面１８Ａとなっている。なお、フロア１
６の一般面１６Ａの地上高Ｈ２と燃料タンク１８の下面
１８Ａの地上高Ｈ３とは略等しい（Ｈ２≒Ｈ３）か、ま
たは、フロア１６の一般面１６Ａの地上高Ｈ２より燃料
タンク１８の下面１８Ａの地上高Ｈ３が高く（Ｈ２＜Ｈ
３）設定されている。
【００２０】燃料タンク１８の下面１８Ａの後方は、リ
ヤフロア２０の下面２０Ａとなっている。なお、燃料タ
ンク１８の下面１８Ａの地上高Ｈ３に比べリヤフロア２
０の下面２０Ａの地上高Ｈ４が高く設定されている（Ｈ
３＜Ｈ４）。
【００２１】従って、本実施形態の車体１０では、車体
下面の地上高が車体前方から車体後方へ向かって階段状
に高くなっている。
【００２２】また、車体１０の上面となるルーフ２２の
後部には車体後側下方に向かって切り落とし角度αで傾
斜した切り落とし部２４が形成されており、車体１０の
下面となるリヤフロア２０の後部には、車体後側上方に
向かって切り上げ角度βで傾斜した切り上げ部２６が形
成されている。
【００２３】図２に示される如く、車体１０における車
体側面となるキャビンサイド３０の後部には、車幅内側
後方に向かって絞り角γで傾斜した絞り部３２が形成さ
れたいる。なお、絞り部３２は少なくとも車体１０のベ
ルトライン部に沿って形成されている。
【００２４】なお、ルーフ２２における切り落とし部２
４の切り落とし角度αは以下のように定義する。
【００２５】図４（Ａ）に示される如く、側断面形状に
おいて、切り落とし部２４の曲率が一定もしくは直線に
近い場合には、切り落とし部２４の後端点Ｐ１の曲率Ｒ
は無視して、切り落とし部２４と水平線Ｓとの鋏角αと
定義する。
【００２６】図４（Ｂ）に示される如く、側断面形状に
おいて、切り落とし部２４の曲率が途中から変化する場
合で後端側の曲率ＲがＲ≧２００mmの場合には、後端側
の曲率Ｒが始まる点Ｐ２での接線Ｓ１と水平線Ｓとの鋏
角αと定義する。
【００２７】図４（Ｃ）に示される如く、側断面形状に
おいて、切り落とし部２４の曲率が途中から変化する場
合で後端側の曲率ＲがＲ＜２００mmの場合には、後端側
の曲率Ｒの中点Ｐ３での接線Ｓ２と水平線Ｓとの鋏角α
と定義する。
【００２８】また、切り上げ角度β、絞り角度γも同様
に定義する。
【００２９】次に本実施例の作用を説明する。
【００３０】本実施形態の車体１０では、図１に示され
る如く、車体下面の地上高Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４、が
車体前方から車体後方へ向かって階段状に高くなってい
る。従って、車体下面に沿って流れる空気（図１の矢印
Ｗ）の流量を充分に確保できると共に、車体下面を構成
するフロア１６の一般面１６Ａ、燃料タンク１８の下面
１８Ａ及びリヤフロア２０の下面２０Ａ等に多少の凹凸
が存在しても、空気流の減速がされ難くなるため、図３
に示される如く、車体１０の後方において、車体床下か
らの空気流Ｗ１と、車体のルーフ２２からの空気流Ｗ２
と、キャビンサイド３０からの空気流Ｗ３と、が合流し
た場合に、車体床下からの空気流Ｗ１が、ルーフ２２か
らの空気流Ｗ２及びキャビンサイド３０からの空気流Ｗ
３に比べ、流速が遅くなったり空気の供給量が少なくな
ることがない。この結果、合流する空気流のバランスが
良く、車体後方に渦Ｗ４が発生し難くいため、空力性能
を大幅に向上できる。
【００３１】また、本実施形態では、車体１０の地上高
を上げ積極的に空気流を車体下面に入れるため、車体下
面の空気の流速が早くなる。この結果、車体下方空間の
圧力が負圧となり、車体１０が下方へ引っ張られ、ダウ
ンフォースを得ることができるので、操縦安定性や高速
直進性が向上する。
【００３２】また、本実施形態では、車体１０の後部
に、切り落とし部２４、切り上げ部２６、絞り部３２を
設けたため、車体の背面面積が小さくなり、車体重量を
軽くできる。
【００３３】また、本実施形態では、床下からの空気流
Ｗ１が、リヤフロア２０の後部に形成した切り上げ部２
６に沿って車体後側上方に向かって流れるため、車体床
下からの空気流Ｗ１を、ルーフ２２からの空気流Ｗ２及
びキャビンサイド３０からの空気流Ｗ３に迅速に合流さ
せることができるので、空力性能を更に向上できる。
【００３４】また、本実施形態では、車体１０の後方に
おいて、車体床下からの空気流Ｗ１と、ルーフ２２から
の空気流Ｗ２と、キャビンサイド３０からの空気流Ｗ３
と、が合流する場合に、それぞれが、切り落とし部２
４、切り上げ部２６、絞り部３２に沿って迅速に合流す
る。この結果、車体後方に渦Ｗ４が更に発生し難く、空
力性能を大幅に向上できる。
【００３５】なお、図５に示される如く、試験用車体
（図１に示す２ボックス車体）のエンジンアンダーカバ
ー１４の地上高Ｈ１を１４０mm、１５０mm、１７５mmに
設定し、それぞれにおいて、フロア１６の一般面１６Ａ
の地上高Ｈ２を１５０mm〜３００mmに変化させた際の空
力性能（ＣＤ）を測定すると、その結果から、エンジン
アンダーカバー１４の地上高Ｈ１は高いほど低ＣＤ化が
可能であり、フロア１６の一般面１６Ａの地上高Ｈ２は
エンジンアンダーカバー１４の地上高Ｈ１によりそれぞ
れ適値があり、Ｈ１＝１７５mm、Ｈ２＝２００mmの時Ｃ
Ｄが最も低くなることがわかる。
【００３６】また、図６に示される如く、試験用車体
（図１に示す２ボックス車体において、絞り部３２の絞
り角度γ＝１５°に固定）のルーフ２２における切り落
とし部２４の切り落とし角度αを１０°、２０°、２２
°に設定し、それぞれにおいて、リヤフロア２０の下面
２０Ａにおける切り上げ部２６の切り上げ角度βを５°
〜１６°に変化させた際の空力性能（ＣＤ）を測定する
と、その結果から以下のことがわかる。即ち、従来の切
り落とし角度α＝１０°前後まででは、切り上げ角度β
＝５°〜１０°がＣＤ低減の限界となっており、それ以
上、切り上げ角度βを大きくしてもＣＤは向上しない。
これに対して、切り落とし角度α＝２０°とすると、切
り上げ角度β＝１５°において最も低ＣＤ値となり、Ｃ
Ｄが向上する。また、切り落とし角度α＝２２°とする
と、切り上げ角度β＝１５°において最も低ＣＤ値とな
り、ＣＤが更に向上する。
【００３７】また、図７に示される如く、試験用車体
（図１に示す２ボックス車体において、切り落とし角度
α＝２０°に固定）のリヤフロア２０の下面２０Ａにお
ける切り上げ部２６の切り上げ角度βを１２°、１５°
に設定し、それぞれにおいて、キャビンサイド３０の後
部における絞り部３２の絞り角度γを１３°〜１９°に
変化させた際の空力性能（ＣＤ）を測定すると、その結
果から、切り上げ角度β＝１５°のときに比べ、切り上
げ角度β＝１５°のとき、絞り角度γ＝１７°とすると
低ＣＤ値となり、ＣＤが向上することがわかる。
【００３８】以上より、切り落とし角度α＝２０°、切
り上げ角度β＝１５°、絞り角度γ＝１７°で最も低い
ＣＤ値が得られると考えられる。
【００３９】このため、本実施形態では、α、β、γの
間に、（α−２０°）2＋（β−１５°）2＋（γ−１７
°）2＜１００の関係があれば、空力性能を確実に向上
できると考えられる。
【００４０】以上に於いては、本発明を特定の実施形態
について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に
限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々
の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかで
ある。例えば、本実施形態の車体１０では、車体下面の
地上高が車体前方から車体後方へ向かって階段状に高く
なっている構成としたが、これに代えて、エンジンアン
ダーカバー１４、フロア１６の一般面１６Ａ、燃料タン
ク１８の下面１８Ａ、リヤフロア２０の下面２０Ａをそ
れぞれ車体後側上方へ傾斜させ、車体下面の地上高が車
体前方から車体後方へ向かって傾斜面状に高くなる構成
としても良い。また、本発明は２ボックス以外の車体に
も適用可能である。
【００４１】
【発明の効果】請求項１記載の本発明における車体構造
は、車体下面の地上高が車体前方から車体後方へ向かっ
て階段状に若しくは傾斜面状に高くなっているため、空
力性能を大幅に向上できるという優れた効果を有する。
また、操縦安定性や高速直進性が向上するという優れた
効果を有する。
【００４２】請求項２記載の本発明は、請求項１に記載
の車体構造において、車体下面の後部に形成され車体後
側上方に向かって傾斜した切り上げ部を有するため、請
求項１に記載の効果に加えて、空力性能を更に向上でき
るという優れた効果を有する。
【００４３】請求項３記載の本発明は、車体上面の後部
に形成され車体後側下方に向かって傾斜した切り落とし
部と、車体下面の後部に形成され車体後側上方に向かっ
て傾斜した切り上げ部と、車体側面の後部に形成され車
幅内側後方に向かって傾斜した絞り部と、を有するた
め、空力性能を大幅に向上できるという優れた効果を有
する。
【００４４】請求項４記載の本発明は、請求項３に記載
の車体構造において、車体下面の地上高が車体前方から
車体後方へ向かって階段状に若しくは傾斜面状に高くな
っているため、請求項３に記載の効果に加えて、空力性
能を更に向上できるという優れた効果を有する。
【００４５】請求項５記載の本発明は、請求項３、４の
何れかに記載の車体構造において、２ボックス車体で
の、切り落とし部の切り落とし角度をα、切り上げ部の
切り上げ角度をβ、絞り部の絞り角度をγ、とすると、
α、β、γの間に、（α−２０°）2＋（β−１５°）2
＋（γ−１７°）2＜１００の関係があるため、請求項
３、４の何れかに記載の効果に加えて、空力性能を確実
に向上できるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る車体構造を示す概略
側断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る車体構造を示す概略
平面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る車体構造を示す車体
斜め後方から見た斜視図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の一実施形態に係る車
体構造のルーフにおける切落とし部を示す拡大側断面図
である。
【図５】試験用車体におけるエンジンアンダーカバーの
地上高Ｈ１とフロア一般面の地上高Ｈ２と空力性能（Ｃ
Ｄ）との関係を示すグラフである。
【図６】試験用車体におけるルーフの切り落とし角度α
とリヤフロアの切り上げ角度βと空力性能（ＣＤ）との
関係を示すグラフである。
【図７】試験用車体におけるリヤフロアの切り上げ角度
βとキャビンサイドの絞り角度γと空力性能（ＣＤ）と
の関係を示すグラフである。
【図８】従来の車体構造を示す概略側面図である。
【符号の説明】
１０ 車体 １２ フロントバンパー １４ エンジンアンダーカバー １６ フロア １６Ａ フロアの 一般面 １８ 燃料タンク １８Ａ 燃料タンクの下面 ２０ リヤフロア ２０Ａ リヤフロアの下面 ２２ ルーフ ２４ 切り落とし部 ２６ 切り上げ部部 ３０ キャビンサイド（車体側面） ３２ 絞り部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車体下面の地上高が車体前方から車体後
    方へ向かって階段状に若しくは傾斜面状に高くなってい
    ることを特徴とする車体構造。
  2. 【請求項２】 前記車体下面の後部に形成され車体後側
    上方に向かって傾斜した切り上げ部を有することを特徴
    とする請求項１に記載の車体構造。
  3. 【請求項３】 車体上面の後部に形成され車体後側下方
    に向かって傾斜した切り落とし部と、車体下面の後部に
    形成され車体後側上方に向かって傾斜した切り上げ部
    と、車体側面の後部に形成され車幅内側後方に向かって
    傾斜した絞り部と、を有することを特徴とする車体構
    造。
  4. 【請求項４】 車体下面の地上高が車体前方から車体後
    方へ向かって階段状に若しくは傾斜面状に高くなってい
    ることを特徴とする請求項３に記載の車体構造。
  5. 【請求項５】 前記切り落とし部の切り落とし角度を
    α、前記切り上げ部の切り上げ角度をβ、前記絞り部の
    絞り角度をγ、とすると、α、β、γの間に、（α−２
    ０°）2＋（β−１５°）2＋（γ−１７°）2＜１００
    の関係があることを特徴とする請求項３、４の何れかに
    記載の車体構造。
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