JP2012176675A - 車両の下部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の下部の空気の流れを制御することによって車両の走行安定性を向上させ、さらに車両走行時のCD値を低下させることにより燃費性能を向上させることができる車両の下部構造を提供する。
【解決手段】車両の下部構造１は、車室のフロアを形成するフロアパネル７と、このフロアパネル７の前方に設けられたフロントタイヤ３及び後方に設けられたリアタイヤ５を備え、フロントタイヤ３とリアタイヤ５との間においてフロアパネル７の側方に設けられたフェンダー９又はサイドシル１１の下側に取り付けられ、フロントタイヤ３の後方近傍を流れる空気の流速を高めるためのダクト部材３５を備え、このダクト部材３５は、フロントタイヤ３の後方近傍を流れる空気の流速を高めて車両後方に向けて流すようになっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の下部構造に関し、特に、車両の抗力抵抗値を低下させることができる車両の下部構造に関する。

一般的に、車両の走行時に車両の下部を流れる空気は、車両の進行方向とは逆に流れる。しかし、車両の底部には様々な部品が露出して取り付けられており、これらの部品によって形成される凹凸形状によって空気の流れが乱れるので、車両の下部を流れる空気の一部は車幅方向外側に向けて流れてしまう。即ち、車両の下部を流れる空気の一部は、車幅方向外側に向けて流れてサイドシルの下を通過して流れ、さらにサイドドアに沿って上方に向けて流れる。そうすると、このような空気流によって車両を持ち上げる力が発生してしまうので、車両の走行安定性を低下させ、また走行時のCD値を上昇させて、結果として車両の燃費性能が低下してしまうという問題があった。

これを防止すべく、特許文献１に記載された車両の下部構造では、サイドシルの下部に設けられたマットガードの端部をサイドシルの下端よりも車幅方向外側に位置するように延設して、サイドシルの横の空気を整流することにより、車両の走行安定性を向上させるようにしている。

特開２００６−１６０１６２号公報

しかしながら、このような従来の構造では、マットガードの整流部にあたるように流れる空気を整流することはできるが、マットガードから離れて流れ、整流部にあたらないような空気を整流することはできない。そして結果として、整流部にあたらない空気によって、整流部の端部を乗り越えて車両のサイドドアに沿って上昇するような流れが発生してしまうので、車両の走行安定性及び燃費を十分に向上させることができないという問題があった。

そこで本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、車両の走行安定性を向上させ、さらに車両走行時のCD値を低下させることにより燃費性能を向上させることができる車両の下部構造を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明は、車室のフロアを形成するフロアパネルと、このフロアパネルの前方に設けられたフロントタイヤ及び後方に設けられたリアタイヤを備える車両の下部構造であって、フロントタイヤの車両後方近傍において、フロントタイヤとリアタイヤとの間においてフロアパネルの側方に設けられた車体部品の下側に取り付けられ、フロントタイヤの後方近傍を流れる空気の流速を高める加速手段を備え、この加速手段は、フロントタイヤの後方近傍を流れる空気の流速を高めて車両後方に向けて流すようになっていることを特徴とする。

このように構成された本発明によれば、車両の走行時に、車体部品の下側に取り付けられた加速手段によって、フロントタイヤの車両後方近傍を流れる空気の流速を高めて車両後方に流すことができる。これにより、フロントタイヤとリアタイヤの間における車体部品の下側において、空気が高速で車両後方に流れる低圧領域を作り出すことができる。そして、車両の前方からフロアパネルの下側に流入して車幅方向に流れる空気は、低圧領域の近くにきたときに低圧領域に吸い込まれるので、車幅方向に流れる空気の大部分を低圧領域に向けて流すことができる。このように、フロントタイヤとリアタイヤの間に低圧領域を作り出して車幅方向に流れる空気を吸い込むことにより、車体部品の下側を通過して車幅方向外側に向かうのを防止することができる。

また、本発明において、好ましくは、加速手段は、フロントタイヤの車両後側において車両前方に向けて開口した流入口と、この流入口よりも車両後側に設けられ車両後方に向けて開口した流出口と、流入口から流出口に向けて延びる先細りした形状の流路とを備えるダクト部材である。

このように構成された本発明によれば、簡単な構造を有するダクト部材によって、フロントタイヤとリアタイヤの間における車体部品の下側に低圧領域を作り出すことができる。また、フロントタイヤの車両後側にこのようなダクト部材を配置することによって、フロントタイヤによって巻き上げられた小石等の異物をダクト部材によって受けることができ、これにより、車両が傷付くのを防止することができる。

また、本発明において、好ましくは、ダクト部材は、車両後方側に向けて厚みが漸減する形状を有する。

このように構成された本発明によれば、ダクト部材の下面を、フロントタイヤから離れるにつれて路面から離すことができ、これにより、例えば坂道を登りきったときにダクト部材が路面に接触するのを防止することができる。

また、本発明において、好ましくは、ダクト部材は、流入口を覆い、ダクト部材内部に異物が流入するのを防止するためのカバー部材を備える。

このように構成された本発明によれば、車両の走行中にダクト部材内部に異物が入るのを防止することができる。

また、本発明において、好ましくは、ダクト部材は、その下面に形成されたシャッタ部材を備え、該シャッタ部材は、所定の重量が加わったときに下方に回動するように構成されている。

このように構成された本発明によれば、ダクト部材内に異物が入り込んでダクト部材の下面に堆積した場合でも、異物の重量が所定の重量を超えたときにシャッタ部材を下方に回動させることで、ダクト部材内から異物を排出することができる。

以上のように、本発明によれば、車両の下部の空気の流速を高めることによって車両の走行安定性を向上させ、さらに車両走行時のCD値を低下させることにより燃費性能を向上させることができる。

本発明の実施形態による車両の下部構造の底面図である。 図１のＡ−Ａ断面における立断面図である。 本発明の実施形態による車両の下部構造の側面図である。 本発明の実施形態によるダクト部材を示す斜視図である。 図１のＢ−Ｂ断面における、立断面図である。 本発明の実施形態によるダクト部材の変形例を示す斜視図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態による車両の下部構造について説明する。図１は、本発明の実施形態による車両の下部構造の底面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ断面における立断面図である。

まず、図１に示すように、車両の下部構造１は、一対のフロントタイヤ３と、一対のリアタイヤ５と、車両の車室のフロアを構成するフロアパネル７とを備える。また、フロントタイヤ３の周りには、このフロントタイヤ３のほぼ上半分を囲むように形成されたフェンダー９が設けられている。また、フロントタイヤ３とリアタイヤ５の間には、フロアパネル７に固定されフロアパネル７を両側から支持する一対のサイドシル１１が設けられている。サイドシル１１の先端部は、フェンダー９の車両後方端部に接触して配置され、サイドシル１１は、フェンダー９の車両後方端部から、リアタイヤ５の前方まで延びている。このようにフロントタイヤ３とリアタイヤ５の間におけるフロアパネル７の側方には、フェンダー９の一部（フェンダー９の車両後方端部９ａ）と、サイドシル１１が配置されており、本実施形態では、これらの部材が本願発明の「車体部品」を構成する。

フロアパネルの車幅方向中央部には、ドライブシャフト１３や排気管１５等を車両前後方向に通すためのセンタートンネル１７が設けられており、さらにフロアパネル７の車幅方向両側は、サイドシル１１に接合されている。

図２に示すように、サイドシル１１は、車幅方向断面において所定形状の閉断面を有し、車両の前後方向において、フロントタイヤ３の後側からリアタイヤ５の前側まで延びる。そしてこのサイドシル１１は、車両の前突等に対して剛性を発揮するようになっている。このサイドシル１１は、鋼材を曲げて形成した、車幅方向外側に配置されるサイドシルアウタパネル１９、及び車幅方向内側に配置されるサイドシルインナパネル２１とを備える。そしてこれらサイドシルアウタパネル１９及びサイドシルインナパネル２１の上下には、各々、上フランジ部２３，２５と下フランジ部２７，２９が形成されており、サイドシル１１は、サイドシルアウタパネル１９及びサイドシルインナパネル２１の各々の上フランジ部２３，２５と下フランジ部２７，２９とを互いに接合して形成される。また、サイドシル１１の内部には、サイドシル１１を補強するためのレインフォースメント３１が設けられている。

また、本発明の実施形態にかかる車両の下部構造１は、加速手段を構成するダクト部材３３を備える。またダクト部材３３の後方には、ガイド部材３５が接続されている。

図３は、本発明の実施形態にかかる車両の下部構造の側面図であり、図４は、本発明の実施形態によるダクト部材を示す斜視図である。
図３に示すように、ダクト部材３３は、フェンダー９の車両後方側端部の下部とサイドシル１１の車両前端部にわたって、フロントタイヤ３の後方に取り付けられている。そしてガイド部材３５は、サイドシル１１の下側に沿って、ダクト部材３３の車両後端部からリアタイヤ５の車両前方の位置まで延びている。

図４に示すように、ダクト部材３３は、空気を流入させるための流入口３７と、空気を流出させるための流出口３９と、流入口３７と流出口３９との間に延びるダクト流路４１とを備える。流入口３７は、フロントタイヤ３から車両後側に少し離れた位置において、車両前方に向けて開口している。そしてこの流入口３７の幅は、フロントタイヤの幅とほぼ同じにすることが好ましい。また、流出口３９は、流入口３７よりも車両後方に設けられている。そしてこれら流入口３７と流出口３９の間に延びるダクト流路４１は、車両後方に向かうにつれて高さが漸減するように形成されており、これによりダクト流路４１は、流入口３７から流出口３９にかけて先細り形状を有する。

また、ダクト部材３３の外形は、車両後方に向かうにつれて厚みが漸減するようになっている。具体的には、ダクト部材３３は、天井部材４３、床部材４５、及び２つの壁部材４７，４９の４つの部材によって形成されており、ダクト部材３３をフェンダー９及びサイドシル１１の下面に取り付けたときに、床部材４５が車両後方に向けて上方に傾斜している。床部材４５の水平方向に対する傾斜角度は、車両の走行時に床部材４５の下面の表面に沿って流れる空気が床部材４５の下面から剥離しないような角度に設定される。

また、天井部材４３は、ダクト部材３３が取り付けられる面に対応するような形状を有しており、本実施形態では、車両前側の車幅方向外側の角から他の角に向けて下り傾斜を形成するような形状を有している。しかしながら、天井部材４３の形状は、ダクト部材３３の取り付け位置に応じて適宜変更可能である。

尚、本実施形態では、ダクト部材３３がフェンダー９の車両後方端部の下面とサイドシル１１の下面をまたぐように両者に取り付けられたものとして説明するが、ダクト部材３３は、フロアパネル７の車幅方向端部近傍を流れる空気の流速を高めるためのものであるので、ダクト部材３３の取り付け位置は、フロントタイヤ３とリアタイヤ５の間における、フロントタイヤ３のほぼ真後ろであればどこでもよい。従って、ダクト部材３３全体をフェンダー９の車両後方端部の下面、又はフェンダー以外の車体部品であるサイドシル１１の下面に取り付けてもよい。
また、本実施形態では、流出口３９の垂直方向の長さを、流入口３７の垂直方向の長さよりも短くすることによりダクト部材３３のダクト流路４１を先細り形状にするものとして詳述したが、ダクト流路４１を先細り形状とするために、ダクト流路４１の幅を車両後方に向けて漸減させるような形状としてもよい。

図５は、本発明の実施形態による車両の下部構造の車幅方向断面を示す立断面図である。
図５に示すように、ガイド部材３５は、車幅方向外側にある外側壁５１と、車幅方向内側にある内側壁５３と、外側壁５１及び内側壁５３の間に延びる天井部５５とを備える。そしてこのようなガイド部材３５は、これら外側壁５１、内側壁５３、及び天井部５５によって車幅方向において下側に開口した開放断面を形成し、その内部に空気が流れるガイド流路５７を形成している。ガイド部材３５は、サイドシルアウタパネル１９に取り付けられており、ガイド部材３５の内側壁５３は、サイドシルアウタパネル１９の下フランジ２７の車幅方向外側に沿って垂直方向に延び、その垂直方向の長さは、サイドシルアウタパネル１９の下フランジ２７の垂直方向の長さとほぼ等しい。ガイド部材３５の外側壁５１は、サイドシルアウタパネル１９の下フランジ２７から、ガイド流路５７の幅に相当する距離だけ車幅方向外方に離れて形成されている。そして外側壁５１の長さは、下フランジ２７及び内側壁５３の垂直方向の長さよりも長くなっており、外側壁５１の下端部５１ａは、下フランジ２７の下端部２７ａよりも低い位置にある。

また、ガイド部材３５は、ダクト部材３３の車両後方からリアタイヤ５の車両前方まで（即ち、サイドシル１１の車両前方端部から車両後方端部まで）延びている。そしてガイド部材３５は、その車両前方端部から車両後方端部近傍にかけて上述した開放断面形状を有している。そしてガイド部材３５の車両前方端部は、ガイド流路５７がダクト部材３３の流出口３９と連続するようにダクト部材３５の車両後方端部に固定されている。また、ガイド部材３５の車両後方端部には、ガイド流路５７内を通る空気がリアタイヤ５に当たるのを防止するためのディフレクタ５９（図１参照）が形成されている。このディフレクタ５９は、外側壁５１と一体成形されて外側壁５１と連続的に形成されており、外側壁５１の車両後方端部から、サイドシル１１が延びる方向に対して傾斜して車幅方向内側に向けて延びる壁によって形成される。

次に、上述した本発明の実施形態による車両の下部構造１の作用について詳述する。

図１及び図５に示す矢印Ａ〜Ｄは、車両の走行時における車両の下部の空気の流れを示すものである。矢印Ａは、車両が直進して走行しているときに、車両の下部に入り込んで車両の進行方向と逆方向に向かう空気の流れを示す。また、車両の下部（フロアパネル７の底面）には、ドライブシャフト１３やそれを収容するためのセンタートンネル１７等が形成されており、空気がこれらの部材に当たるので、車両の下部において空気の流れが乱れ、一部の空気は矢印Ｂ及びＣによって示すように車幅方向外向きの流れが発生する。

また、矢印Ｃは、フロントタイヤ３近傍で車幅方向外方に向かう空気の流れを示す。矢印Ｃによって示すフロントタイヤ３近傍で車幅方向外方に向かう空気、及びフロントタイヤ３を収容するホイールハウス内を流れる空気は、ダクト部材３３の流入口３７を介してダクト部材３３のダクト流路内４１に流れる。そして、流入口３７に入った空気は、先細り形状のダクト流路４１内を通って加速されて流出口３９に向かう。そして加速されて空気は、矢印Ｄによって示すように、ダクト部材３３の流出口３９からガイド部材３５のガイド流路５７に流入して、サイドシル１１の長手方向に沿って車両後方に流れる。そしてこのとき、ガイド部材３５のガイド流路５７を流れる空気の流速は、矢印Ｂによって示される空気の流速よりも高くなっているので、ガイド流路５７内の圧力は、ガイド部材３５よりも下方の圧力よりも低くなり、ガイド流路５７内に低圧領域が作り出される。そうすると、矢印Ｂによって示す方向に流れる空気が車幅方向外方に向けて流れてガイド部材３５の下方を通過しようとしたときに、低圧領域に吸い込まれるので、空気の進行方向が変化して低圧領域に向かって流れる。このように、本発明の実施形態による車両の下部構造１によれば、ガイド流路５７内に低圧領域を作り出して、ガイド部材３５の下方を通過しようとする空気の流速を高めることができ、これにより、ガイド部材３５の下方を通過しようとする空気をガイド流路５７内の空気流に巻き込んでガイド流路５７内に流れ込むようにすることができる。これにより、ガイド部材３５の下方を通過して車両の下部から車幅方向外方に空気が流れるのを防止することができる。

また、ガイド流路５７内を通って車両後方に流れる空気は、ディフレクタ５９にあたって車幅方向内方に流れ、再びフロアパネル７の下方に向けて流れる。このように、ガイド流路５７の車両後方端部にディフレクタ５９を設けることによって、ガイド流路５７内の空気がリアタイヤ５にあたるのを防止することができる。

また、ガイド流路５７を形成する外側壁５１が、サイドシルアウタパネル１９の下フランジ２７よりも下方まで延びているので、下フランジ２７の下端２７ａよりもさらに下方を通って下フランジ２７を通過した空気を確実にガイド流路５７内に誘導することができる。

以上のように本発明の実施形態による車両の下部構造１によれば、ガイド流路５７内の圧力を低下させて、ガイド部材３５の下方を通る空気をガイド流路５７内に吸い込むようにすることで、フロアパネル７の下方を流れる空気がサイドシル１１よりも車幅方向外方に流れるのを防止することができる。そしてこれにより、車両の走行時のCD値を低下させることができる。

次に図６を参照して、上述したダクト部材の変形例について説明する。図５は、ダクト部材の変形例を示す斜視図である。

図６に示すように、ダクト部材６１は、流入口６３を覆うためのグリル６５と、ダクト部材６１の底面に設けられたシャッタ部材６７とを備える。このグリル６５は、流入口６３を通ってダクト部材６１のダクト流路６９内部に小石等の空気以外の異物が入るのを防止するようになっている。また、流入口６３を覆うためのカバー部材としては、図示したようなグリル６５の他に所定の径の網目を有するメッシュ部材を用いてもよい。

シャッタ部材６７は、ダクト部材６１の底面に設けられた開口７１を覆うようになっている。このシャッタ部材６７は、シャッタ部材６７の車両前端部に設けられたトーションバー７３等の付勢手段によって、ダクト部材６１の外側から開口７１の周縁部に押圧されている。そしてシャッタ部材６７は、車両の走行時に流入口から異物がダクト部材６１内部に流入してシャッタ部材６７の上面に堆積した堆積物の重量が所定の量を超えたときに、トーションバー７３の回動軸周りに回動して、シャッタ部材６７の上面に堆積した異物をダクト部材６１内部から排出するようになっている。

以上のように、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、実施形態における各構成は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、上述の実施形態では、ガイド部材３５が、内側壁５３、外側壁５１、及び天井部５５を備えるものとして説明したが、内側壁５３としてサイドシルアウタパネル１９の下フランジ２７を用い、さらに天井部５５としてサイドシルアウタパネル１９の底面を用いてもよい。この場合、サイドシルアウタパネル１９の底面に外側壁５１だけを設けることで、サイドシルアウタパネル１９の下部にガイド流路５７を形成することができる。また、上述の実施形態では、加速手段としてダクト部材３３を例に挙げて詳細な説明を行ったが、加速手段は、フロントタイヤの後方近傍を流れる空気の流速を高めることができればどのようなものであってもよく、例えば車両前方から後方に向けて空気を加速させて流すファン等を用いてもよい。

１ 車両の下部構造
３ フロントタイヤ
５ リアタイヤ
７ フロアパネル
９ フェンダー
１１ サイドシル
３３，６１ ダクト部材
３５ ガイド部材
４１ ダクト流路
５７ ガイド流路
６５ グリル
６７ シャッタ部材

Claims (5)

1. 車室のフロアを形成するフロアパネルと、このフロアパネルの前方に設けられたフロントタイヤ及び後方に設けられたリアタイヤを備える車両の下部構造であって、
   前記フロントタイヤの車両後方近傍において、前記フロントタイヤと前記リアタイヤとの間において前記フロアパネルの側方に設けられた車体部品の下側に取り付けられ、前記フロントタイヤの後方近傍を流れる空気の流速を高める加速手段を備え、
   この加速手段は、前記フロントタイヤの後方近傍を流れる空気の流速を高めて車両後方に向けて流すようになっていることを特徴とする車両の下部構造。
2. 前記加速手段は、前記フロントタイヤの車両後側において車両前方に向けて開口した流入口と、この流入口よりも車両後側に設けられ車両後方に向けて開口した流出口と、前記流入口から前記流出口に向けて延びる先細りした形状の流路とを備えるダクト部材である、請求項１に記載の車両の下部構造。
3. 前記ダクト部材は、車両後方側に向けて厚みが漸減する形状を有する、請求項１又は２に記載の車両の下部構造。
4. 前記ダクト部材は、前記流入口を覆い、該ダクト部材内部に異物が流入するのを防止するためのカバー部材を備える、請求項１乃至３の何れか１項に記載の車両の下部構造。
5. 前記ダクト部材は、その下面に形成されたシャッタ部材を備え、このシャッタ部材は、所定の重量が加わったときに下方に回動するように形成されている、請求項１乃至４の何れか１項に記載の車両の下部構造。

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