JP2010076485A - アンダーカバー - Google Patents

Abstract

【課題】整流効果をより一層高める。
【解決手段】車両前部の下面にアンダーカバー５を設ける。アンダーカバー５には、左右の前輪１，３より車両前方の領域７に下方に向けて突出する１個の突起９を設ける。突起９は、下向きに凸の曲面形状を呈しており、平面視で車幅方向に長い楕円形状としている。また、この突起９は、側面視で前方側の曲率半径が小さく、後方側の曲率半径が大きくなっている。車両走行時に、前方から流れる空気流によって、突起９の車両後方側に負圧が発生し、車幅方向端部において外向きに流れようとする気流を、この負圧により車両中心側に引き戻し、前輪１，３やフロントサスペンションへの気流の干渉を抑える。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両前部の下部を覆うアンダーカバーに関する。

従来、少なくとも前側が円形の輪郭をなす下向きの突起を複数備えて、表面を流れる空気の整流効果をもたらすアンダーカバーが知られている（下記特許文献１参照）。
特開２００１−１８８５１号公報

しかしながら、上記した従来のアンダーカバーでは、微小な突起を複数設ける構成なので、整流効果が充分ではなく、特に車幅方向端部においては、車両前方から流れた後外向きに流れようとする気流を、車両中心に向かわせることができず、前輪タイヤやフロントサスペンションに気流が干渉して空気抵抗の増加を招いている。

そこで、本発明は、整流効果をより一層高めることを目的としている。

本発明のアンダーカバーは、前輪よりも車両前方に位置して車幅方向中央から前輪の車幅方向内側に向けて延設される下向きに凸で、かつ少なくとも車両前部側から下方と側方に向けてなめらかな曲面形状を有する１個の突起を備えることを特徴とする。

本発明によれば、車両走行時に車両前方から流れてくる空気が突起に沿って後方に向けて流れることで、突起の車両後方側に負圧が発生し、車幅方向端部において外向きに流れようとする気流が、この負圧により車両中心に引き戻されて車両中心側を流れることになる。これにより、特に車幅方向端部を流れる気流の前輪タイヤやフロントサスペンションへの干渉を抑制して空気抵抗の増加を抑えることができ、整流効果をより一層高めることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態に係わる車両前部を下方から見た底面図である。なお、図中のＦｒで示す方向が車両前方である。この車両前部の左右の前輪１，３相互間を含む領域の車両前部の底面には、アンダーカバー５を取り付けている。このアンダーカバー５は、左右の前輪１，３よりも車両前方（図１中で左側）で、かつ左右の前輪１，３相互間の領域７に、下方（図１中で紙面表側）に向けて突出する１個の突起９を設けている。

なお、上記領域７は、左右の前輪１，３と車両前端部との間のオーバハング部Ｌと、左右の前輪１，３相互の間隔Ｗとに囲まれた領域（Ｌ×Ｗの面積に相当）に含まれている。

図２（ａ）は、上記したアンダーカバー５の車両上方から見た斜視図である。このアンダーカバー５に設けた突起９は、図２（ａ）のＡ−Ａ断面図である図２（ｂ）及び、図２（ａ）のＢ−Ｂ断面図である図２（ｃ）に示すように、車幅方向中央から車幅方向外側の車輪１，３より内側に向けて延設される下向きに凸のなめらかな曲面形状を備えている。

アンダーカバー５は、図２（ｂ）に示すように、平面状の一般面（突起９を除いた部分）が、全体的に車両前方側より車両後方側が下方となるよう水平面に対して傾斜しており、特に車両前方側の前方傾斜面５ａがそれより後方側の後方傾斜面５ｂよりも、水平面に対する傾斜角度が大きくなっている。

このような前記一般面に相当する前方傾斜面５ａ及び後方傾斜面５ｂに跨って前記した突起９を設けているが、この突起９は、側面視での形状が、図２（ｂ）に示すように主として前方傾斜面５ａに対応する車両前方側の極率半径Ｒ１を、主として後方傾斜面５ｂに対応する車両後方側の極率半径Ｒ２よりも小さくしている。

この際、図２（ｂ）の側面視では突起９の最下部９ａの中心Ｐは、突起９の前端部９ｂと後端部９ｃとの間の車両前後方向中心Ｙよりも車両前方に位置している。

なお、図２（ｂ）での側面視での極率半径Ｒ１は、最低でも３００ｍｍとしている。すなわち、極率半径Ｒ１は、Ｒ１≧３００ｍｍである。

また、突起９のうち車両後方側の極率半径Ｒ２に対応する部位の後端部９ｃにおける接線Ｃと水平線Ｈとのなす角度（後端角）θは３０°以下、つまりθ≦３０°としている。

一方、突起９の正面視での形状については、図２（ｃ）に示すように、車幅方向中心Ｘを境として車幅方向両側を互いに対称形状としており、かつこの車幅方向中心Ｘの位置を車両の車幅方向中心の位置と一致させている。この際、突起９の最下部９ａの車幅方向の中心Ｐが車両の車幅方向中心に位置している
なお、上記正面視での突起９の極率半径Ｒ３は、最低でも６００ｍｍとしている。つまり、Ｒ３≧６００ｍｍである。

よって、本発明のなめらかな曲面形状は、上記のＲ１≧３００ｍｍとＲ３≧６００ｍｍの双方の関係を満たす形状である。

また、突起９の車幅方向の長さＭを、左右の前輪１，３相互間の寸法（間隔）Ｗの１／２以上としている。さらに、突起９の平面視での面積（ほぼ楕円形状）を、前記図１に示したＬ×Ｗの領域に相当する面積の１０％以上としている。

次に、上記した突起９を備えたアンダーカバー５の下部における空気の流れについて、図３（ａ）を用いて説明する。車両走行中に前方から車体下部に流入する空気が、突起９の下面に沿って矢印１１で示すように流れることで、突起９の後方位置１３に負圧が発生する。

そして、上記車両前方から流れてくる空気のうち、図３（ａ）に示してある特に突起９における車幅方向外側付近の空気の流れである外側気流１５は、上記後方位置１３に発生している負圧により引き寄せられて、車幅方向内側の車両中心部に向けて屈曲するようにして流れ、外側に向かうことが抑えられてそのまま車両後方に向けて流れることになる。

これにより、車両下部において特に車幅方向端部を流れる外側気流１５の前輪１，３や、前輪１，３近傍の図示しないフロントサスペンションへの干渉を抑制して空気抵抗の増加を抑えることができ、整流効果をより一層高めることができる。

図３（ｂ）は、本実施形態の突起９を設けていない場合の空気の流れを示している。この場合には、車両下部における車幅方向外側の空気の流れ１７は車幅方向に外側に向けてそのまま流れて左右の前輪１，３に干渉していることがわかる。

図４（ａ）は、図２（ｂ）に示す後端角θに対する空気抵抗の変化を示しており、θ＝約２５°で最大のＣＤ（空気抵抗）効果を得ている。したがって、本実施形態では、θ≦３０°とすることで、突起９を設けた部位の空気抵抗を充分低く抑えることができる。

図４（ｂ）は、突起９の高さ寸法Ｎに対する空気抵抗の変化を示しており、Ｎ＝約４０ｍｍで最大のＣＤ効果を得ている。したがって、本実施形態では、Ｎ＝３０ｍｍ〜５０ｍｍ程度とすることで、突起９を設けた部位の空気抵抗を充分低く抑えることができる。

なお、上記した突起９の高さ寸法Ｎは、図２（ｂ）に示すように、突起９の最下部９ａにおけるアンダーカバー５の一般面（前方傾斜面５ａ）からの上下（鉛直）方向距離に相当するものとしている。

また、本実施形態の突起９は、図２（ｃ）に示すように、車幅方向中心位置Ｘが車両の車幅方向中心位置と一致し、かつ車幅方向中心位置Ｘを境として車幅方向両側が互いに対称形状としており、この際突起９の最下部９ａの車幅方向の中心Ｐは、車両の車幅方向位置に関して左右の前輪１，３相互間の中心に位置している。このため、突起９によって車幅方向両側で均等な整流効果を得ることができる。

また、本実施形態の突起９は、その全体を下向きに凸の曲面形状とし、この凸の曲面形状における車両前方側の曲率半径Ｒ１を、同後方側の曲率半径Ｒ２よりも小さくしており、この際突起９の最下部９ａは、該突起９の車両前後方向前方に位置している。

このため、突起９の下面に沿って流れる空気は、小さい曲率半径Ｒ１の車両前方側から大きい曲率半径Ｒ２に向けてスムーズに流れることになり、車両後方側における空気の流れの剥離を抑えることができ、より効率的な整流効果を得ることができる。

また、本実施形態の突起９は、車幅方向の長さＭを、左右の前輪１，３相互間の寸法Ｗの１／２以上としてある。ここで、車両下部を流れる空気が外側に向かおうとする流れ（偏向流）となる領域は、車幅方向中心から車幅方向外側のＷ／４より外側となっている。このため、突起９の車幅方向長さＭを上記したようにＷ／２以上とすることで、上記した偏向流が、突起９の後方位置１３に発生する負圧によって確実に内側に引き寄せられることになる。

この際、本実施形態の突起９は、平面視での面積を、前輪１，３と車両前端部との間でかつ左右の前輪１，３相互間の領域に相当する面積（Ｌ×Ｗ）の１０％以上としてある。これにより、車体前部における突起９の占める割合が充分大きくなり、整流効果をより一層確実に高めることができる。

図５（ａ）は、本発明の第２の実施形態を示す、前記図２（ａ）に相当するアンダーカバー５Ａの斜視図である。このアンダーカバー５Ａにおいても、第１の実施形態と同様に、車幅方向中央から車輪１，３より内側に向けて延設される下向きに凸の曲面形状を備える突起９Ａを、図１と同様の領域７内に設けている。そして、この突起９Ａは、図５（ａ）のＤ−Ｄ断面図である図５（ｂ）に示すように、凸の曲面形状が全体として円弧形状を呈し、この円弧形状部分９Ａ１が、図５（ａ）のＥ−Ｅ断面図である図５（ｃ）に示すように、車幅方向に沿って形成され、その両端部には球面形状部分９Ａ２を備えている。

したがって、この突起９Ａの最下部９Ａａは、円弧形状部分９Ａ１を有する車幅方向に沿った所定の長さ部分に形成されていることになり、この最下部９Ａａの車幅方向中心Ｐは、車両の車幅方向中心と一致している突起９Ａの車幅方向中心Ｘに位置していることになる。すなわち、この実施形態の突起９Ａにおいても、車幅方向中心位置Ｘが車両の車幅方向中心位置と一致し、かつ車幅方向中心位置Ｘを境として車幅方向両側が互いに対称形状である。

図６（ａ）は、本発明の第３の実施形態を示す、前記図２（ａ）に相当するアンダーカバー５Ｂの斜視図である。このアンダーカバー５Ｂにおいても、第１の実施形態と同様に、車幅方向中央から車輪１，３より内側に向けて延設される下向きに凸の曲面形状を備える突起９Ｂを、図１と同様の領域７内に設けている。そして、この突起９Ｂは、図６（ａ）のＦ−Ｆ断面図である図６（ｂ）に示すように、最下部９Ｂａを車幅方向に長い長方形状の平面部とし、最下部９Ｂａの周囲を凸の曲面形状としてある。

したがって、この突起９Ｂの平面形状の最下部９Ｂａは、車幅方向に沿った所定の長さ部分に形成されていることになり、この最下部９Ｂａの車幅方向中心Ｐは、車両の車幅方向中心と一致している突起９Ｂの車幅方向中心Ｘに位置していることになる。すなわち、この実施形態の突起９Ｂにおいても、車幅方向中心位置Ｘが車両の車幅方向中心位置と一致し、かつ車幅方向中心位置Ｘを境として車幅方向両側が互いに対称形状である。

上記図５及び図６に示したアンダーカバー５Ａ及び５Ｂにあっても、車両走行中に前方から車両下部に流入する空気が、突起９Ａ及び９Ｂの下面に沿って流れることで、突起９Ａ及び９Ｂの後方位置１３Ａ及び１３Ｂに負圧が発生する。このため、車幅方向外側付近の空気の流れが、この負圧により引き寄せられ、車幅方向内側に向けて屈曲するようにして流れ、外側に向かうことが抑えられてそのまま車両後方に向けて流れることになる。

これにより、車両下部において特に車幅方向端部を流れる外側気流の前輪１，３や、前輪１，３近傍の図示しないフロントサスペンションへの干渉を抑制して空気抵抗の増加を抑えることができ、整流効果をより一層高めることができる。また、各突起９Ａ，９Ｂは車幅方向両側が互いに対称形状であるため、車幅方向両側で均等な整流効果を得ることができる。

本発明の第１の実施形態に係わる車両前部を下方から見た底面図である。 （ａ）はアンダーカバーの車両上方から見た斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。 （ａ）は図１のアンダーカバーの下部における空気の流れを示す動作説明図、（ｂ）は比較例における空気の流れを示す動作説明図である。 （ａ）は突起の後端角に対する空気抵抗の変化を示す空気抵抗特性図、（ｂ）は突起の高さ寸法に対する空気抵抗の変化を示す空気抵抗特性図である。 （ａ）は本発明の第２の実施形態を示すアンダーカバーの車両上方から見た斜視図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ断面図、（ｃ）は（ａ）のＥ−Ｅ断面図である。 （ａ）は本発明の第３の実施形態を示すアンダーカバーの車両上方から見た斜視図、（ｂ）は（ａ）のＦ−Ｆ断面図、（ｃ）は（ａ）のＧ−Ｇ断面図である。

符号の説明

１，３ 前輪
５，５Ａ，５Ｂ アンダーカバー
７ 左右の前輪相互間の領域
９，９Ａ，９Ｂ 突起
９ａ，９Ａａ，９Ｂａ 突起の最下部
Ｍ 突起の車幅方向の長さ
Ｐ 突起の最下部の車幅方向中心
Ｒ１ 突起の車両前方側の極率半径
Ｒ２ 突起の車両後方側の極率半径
Ｘ 突起の車幅方向中心

Claims (7)

1. 車両前部の下部を覆うアンダーカバーであって、前輪よりも車両前方に位置して車幅方向中央から前輪の車幅方向内側に向けて延設される下向きに凸で、かつ少なくとも車両前部側から下方と側方に向けてなめらかな曲面形状を有する１個の突起を備えることを特徴とするアンダーカバー。
2. 前記突起は、車幅方向中心位置が車両の車幅方向中心位置と一致し、かつ前記車幅方向中心位置を境として車幅方向両側が互いに対称形状であることを特徴とする請求項１に記載のアンダーカバー。
3. 前記突起の最下部の車幅方向中心が車両の車幅方向中心に位置していることを特徴とする請求項２に記載のアンダーカバー。
4. 前記突起は、その全体を下向きに凸の曲面形状とし、この凸の曲面形状における車両前方側の曲率半径を、同後方側の曲率半径よりも小さくしたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のアンダーカバー。
5. 前記突起の最下部は、該突起の車両前後方向前方に位置していることを特徴とする請求項４に記載のアンダーカバー。
6. 前記突起の車幅方向の長さは、左右の前記前輪相互間の寸法の１／２以上であることを特徴とする請求項２ないし５のいずれか１項に記載のアンダーカバー。
7. 前記突起の平面視での面積は、前記前輪と車両前端部との間でかつ左右の前記前輪相互間の領域に対応する面積の１０％以上であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載のアンダーカバー。

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