JP2013212752A - 車両の床下カバー - Google Patents

Abstract

【課題】車両の床下に設けられる床下カバーにおいて、内部に浸入する水や泥などの異物の排出性能を損なわずに空力性能を向上させる。
【解決手段】車両の下部に取付けられ、浸入した異物４０を排出するための一つ以上の開口２０を有する床下カバー１０において、前記開口２０の車両前方側にボルテックスジェネレータ３０を車両下方側へ突出形成して設け、車両下方を流れる気流５０を乱流化して三次元渦５１を形成するようにして成る。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の床下部を覆う床下カバーに関する。

自動車においては、空力性能向上や防水対策などの目的で車両の床下部を床下カバーで覆うことが行われている。床下カバー内には、床下カバーと車両との隙間などから気流と共に水や泥などの異物が浸入する。そこで、床下カバー内に浸入した異物を床下カバー外へ排出するため、床下カバーには開口が形成される。

図６には、床下カバー１１０に開口１２０を形成した構造を示す。開口１２０を形成することにより、床下カバー１１０内から開口１２０を通して抜ける空気流１４１が形成され、空気流１４１と共に水や泥などの異物１４０は排出される。しかし、このように単純に床下カバー１１０に開口１２０を形成すると、床下カバー１１０外を流れる気流１５０が床下カバー１１０内に巻き込まれる。この気流１５０の床下カバー１１０内への巻き込みは、空力性能の低下や異音発生による騒音レベルの悪化を招く。

そこで、図７に示すように、床下カバー１１０に形成した開口１２０の車両後方側（図中右方）を床下カバー１１０内へ折り曲げて折り曲げ部１１０ａを形成することが考えられている。折り曲げ部１１０ａは、床下カバー１１０外を流れる気流１５０の床下カバー１１０内への巻き込みを防止する。しかし、床下カバー１１０内へ突出した折り曲げ部１１０ａが異物１４０などの排出を阻害し、これらの排出性能が低下してしまう。また、床下カバー１１０外を流れる気流１５０が床下カバー１１０の開口１２０近傍で剥離する事象が起こり、空力性能の低下を招く。

特開２０１１−２１８９３９号公報

特許文献１は、異物の排出能力を確保し、走行時の気流を整流する車両の床下構造に関する。その構造は、車両後方に向かって上向きに傾斜しかつ開口を有する前側傾斜壁と、前側傾斜壁に接続し走行風整流面を有する後側傾斜壁とから成る。

しかし、この床下構造を車両前方側および車両中央における床下カバーに採用した場合には、後側傾斜壁は車両後方に向かって下向きに傾斜する、つまり車両前方側に向かって上向きに傾斜するので、後側傾斜壁の車両後方側に浸入した異物の排出を妨げてしまう。

本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたもので、床下カバーを車両の前後方向におけるどの位置に設けても、床下カバー内に浸入する水や泥などの異物の排出性能を損なわずに、空力性能を向上させることができるようにすることを目的とする。

上記の問題を解決するための第一の本発明に係る床下カバーは、車両の下部に取付けられ、浸入した異物を排出するための一つ以上の開口を有する床下カバーにおいて、前記開口の車両前方側に車両下方側へ突出形成されて、車両下方を流れる気流を乱流化して三次元渦を形成するボルテックスジェネレータを設けたことを特徴とする。

上記の問題を解決するための第二の本発明に係る床下カバーは、前記ボルテックスジェネレータは、その前部に前記床下カバーの下面から車両下方側に立設されて三次元渦を形成する渦流生成面を備えて成り、前記渦流生成面は、当該ボルテックスジェネレータの前方先端部から車両後方側へ向かって次第に車両幅方向両側へ広がるように形成されていることを特徴とする。

上記の問題を解決するための第三の本発明に係る床下カバーは、前記ボルテックスジェネレータは、前記渦流生成面が前記床下カバーの下面に対して垂直方向よりも車両後方側に傾斜されていることを特徴とする。

第一の本発明に係る床下カバーによれば、ボルテックスジェネレータによって気流が乱流化して三次元渦となることで、開口への気流の巻き込みを抑制するので、空力性能を向上させ、騒音を低減することができる。また、空力性能を低下させる開口近傍における気流の剥離を低減させるので、空力性能を向上させ、騒音を低減することができる。さらに、形成された三次元渦は、床下カバー内に浸入する水や泥などの異物および床下カバー内の空気流を床下カバー外へ巻き込むので、床下カバー内の異物の排出性能および床下カバー内の空気の循環性能を向上することができる。

第二の本発明に係る床下カバーによれば、気流を乱流化して効果的な三次元渦としつつ、ボルテックスジェネレータ近傍の気流は渦流生成面に沿って流れることで、ボルテックスジェネレータの車両前方側から車両後方に向かって次第に車両幅方向両側へ広がって開口を避けるように流れ、開口への気流の巻き込みを抑制するので、空力性能をより向上させ、騒音をより低減することができる。

第三の本発明に係る床下カバーによれば、気流を乱流化して効果的な三次元渦としつつ、ボルテックスジェネレータ自体の空気抵抗を低減することができるので、空力性能をより向上させ、騒音をより低減することができる。

本発明の実施例１に係る床下カバーにおけるボルテックスジェネレータの作用を示す説明図である。 本発明の実施例１に係る床下カバーを取付けた車両の下平面図である。 本発明の実施例１に係る床下カバーの概略斜視図である。 本発明の実施例１に係る床下カバーにおける開口近傍の気流等を示す概略縦断面図（図３中のＡ−Ａに沿う）である。 本発明の実施例１に係る床下カバーのボルテックスジェネレータの変形例における開口近傍の気流等を示す概略縦断面図である。 従来の床下カバーの開口近傍における気流等を示す概略縦断面図である。 従来の床下カバーの開口近傍における気流等を示す概略縦断面図である。

以下に、本発明の実施例について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。もちろん、本発明は以下の実施例に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、各種変更が可能であることは言うまでもない。

本発明の実施例１について、図１から図５を参照して説明する。

図２に示すように、本実施例の床下カバー１０は、空力性能向上や防水対策などの目的で車両１の床下部２に取付けられる。床下カバー１０は、長方形の床下カバー本体である基礎面１１（下面）と基礎面１１の四辺から斜め上方（車両側）へ延びる側壁面１２とから成る。床下カバー１０は適宜手段により車両１の床下部２に取付けられるが、車両１と側壁面１２との間に隙間ができる。この隙間などから床下カバー１０内に気流と共に水や泥などの異物が浸入する。

図３に示すように、床下カバー１０の基礎面１１には、車両前方側の二か所と車両後方側の二か所に計四つの長丸形状の開口２０が形成される。図４に示すように、開口２０は、床下カバー１０内（車両側）に浸入する水や泥などの異物４０を排出し、空気流４１を形成して床下カバー１０内の空気を循環させることで床下カバー１０内の冷却効率を向上させるためのものであり、如何なる位置、数量、形状で形成されていても構わない。

図３に示すように、四つの開口２０それぞれの車両前方側（図中左方）には、床下カバー１０の基礎面１１から車両下方側へ突出形成された各１つのボルテックスジェネレータ３０が設けられる。図１に示すように、ボルテックスジェネレータ３０は、開口２０近傍の車両前方側で気流５０を変化させるためのものである。具体的には、ボルテックスジェネレータ３０は、床下カバー１０の基礎面１１よりも車両下方側に位置する略三角形の底面３１と、底面３１から床下カバー１０の基礎面１１へ延びて縦壁を形成する車両前方側の渦流生成面３２ａ、３２ｂおよび車両後方側の後壁面３３とから成る。後壁面３３は、車幅方向に延びて開口２０と対向するように形成され、渦流生成面３２ａ、３２ｂは、ボルテックスジェネレータ３０の前方先端部３４から車両後方（図中右方）に向かって次第に車両幅方向両側へ略三角形状に広がるように形成されている。つまり、ボルテックスジェネレータ３０は、車両下方側から見て車両前方側に頂点を有する略三角形状に形成されている。なお、ボルテックスジェネレータ３０は、この床下カバー１０の基礎面１１から車両下方側に縦壁状に立設された渦流生成面３２ａ、３２ｂによって、床下カバー１０の下方を流れる気流５０を乱流化させて三次元渦５１を形成するよう構成されている。

ボルテックスジェネレータ３０の形状について図１に基づき更に詳細に説明する。

この実施例では、ボルテックスジェネレータ３０の渦流生成面３２ａ、３２ｂを床下カバー１０の基礎面１１に対する角度θａ、θｂがそれぞれ４５°となるように形成している。ボルテックスジェネレータ３０の渦流生成面３２ａ、３２ｂを角度θａ、θｂが９０°よりも大きい角度となるように形成すると、車両走行中の空気抵抗が増大し空力性能を低下させてしまう。よって、床下カバー１０の基礎面１１に対するボルテックスジェネレータ３０の渦流生成面３２ａ、３２ｂの角度θａ、θｂは９０°以下であればよく、本実施例の４５°に限定されない。つまり、渦流生成面３２ａ、３２ｂは、前記床下カバーの下面となる基礎面１１に対して垂直方向よりも車両後方側に傾斜するよう立設されている。なお、床下カバー１０外を流れる気流５０を乱流化して三次元渦５１を形成するためにボルテックスジェネレータ３０を設けているので、ボルテックスジェネレータ３０の渦流生成面３２ａ、３２ｂを床下カバー１０の基礎面１１に対して三次元渦５１を形成しやすい４５°以上に設定することが好ましい。

この実施例では、ボルテックスジェネレータ３０の底面３１と渦流生成面３２ａ、３２ｂとの稜部である前縁稜部３５ａ、３５ｂにおける曲率半径Ｒ（図４）を１０ｍｍとしている。もちろん、前縁稜部３５ａ、３５ｂの曲率半径Ｒは本実施例に限定されず、０ｍｍであるピン角としても良い。有効な三次元渦５１を形成するためには、前縁稜部３５ａ、３５ｂにおける曲率半径Ｒは１０ｍｍ以下とすることが好ましい。

この実施例では、ボルテックスジェネレータ３０の形成高さＨ（図４）を床下カバー１０の基礎面１１から１０ｍｍとしている。ボルテックスジェネレータ３０の形成高さＨが０ｍｍより大きければ、ボルテックスジェネレータ３０によって気流５０を乱流化し三次元渦５１を形成することができるので、ボルテックスジェネレータ３０の形成高さＨは本実施例に限定されない。

ボルテックスジェネレータ３０の形成高さＨが高いほど、気流５０を乱流化して形成した三次元渦５１が大きくなり、三次元渦５１を長距離持続できるので、開口２０への気流５０の巻き込みを抑制する効果を長距離に亘って得ることができる。ただし、ボルテックスジェネレータ３０の形成高さＨが高ければ、ボルテックスジェネレータ３０自体の抵抗増加にも繋がるので、形成高さＨを床下カバー１０の基礎面１１から０ｍｍより大きく１０ｍｍ以下とすることが好ましい。

この実施例では、ボルテックスジェネレータ３０の最大幅Ｂを、当該ボルテックスジェネレータ３０を設けた位置の車両後方側に形成した開口２０の幅ｂとほぼ同じ幅としている。もちろん、ボルテックスジェネレータ３０の最大幅Ｂは本実施例における寸法に限定されず、開口２０の幅ｂよりも僅かに小さい幅としても良く、開口２０の幅ｂよりも大きい幅としても良い。

ボルテックスジェネレータ３０が前方先端部３４から車両後方に向かって次第に車両幅方向両側へ広がる略三角形状を成しているので、気流５０も車両後方に向かって次第に車両幅方向両側へ広がって流れる。よって、ボルテックスジェネレータ３０の最大幅Ｂを、当該ボルテックスジェネレータ３０を設けた位置の車両後方側に形成した開口２０の幅ｂよりも僅かに小さい幅としても、開口２０から床下カバー１０外を流れる気流５０が巻き込まれることはない。

本実施例のように、ボルテックスジェネレータ３０の最大幅Ｂを、当該ボルテックスジェネレータ３０を設けた位置の車両後方側に形成した開口２０の幅ｂと同程度とすることで、ボルテックスジェネレータ３０を小さくすることができ、材料費を抑えて十分な効果を得ることのできる高効率のボルテックスジェネレータ３０とすることができる。

床下カバー１０にボルテックスジェネレータ３０を設けたことによる作用である異物４０の排出性能および空力性能の向上について説明する。

図４に示すように、床下カバー１０内には、ボルテックスジェネレータ３０を設けたことによって床下カバー１０内へ突出する箇所はなく、異物４０の排出を阻害するものはないので、床下カバー１０内に浸入する水や泥などの異物４０の排出性能を損なうことはない。つまり、床下カバー１０内に浸入する水や泥などの異物４０は、床下カバー１０内に溜まることなく排出される。

図１に示すように、ボルテックスジェネレータ３０近傍の床下カバー１０外を流れる気流５０は、床下カバー１０の車両下方側へ突出する渦流生成面３２ａ、３２ｂに当たって、渦流生成面３２ａ３２ｂを乗り越える際に、乱流化されて三次元渦５１となる。三次元渦５１は、開口２０を通して床下カバー１０内へ巻き込まれ難い状態であり、開口２０によって剥離し難い状態である。よって、開口２０の直前で渦流生成面３２ａ３２ｂによって気流５０を乱流化し、三次元渦５１とすることで、床下カバー１０内への巻き込みを低減し、剥離を抑えることができるので、車両の空力性能を向上させることができる。

また、渦流生成面３２ａ３２ｂによって形成された三次元渦５１は、その渦流によって床下カバー１０内に浸入した水や泥などの異物４１および床下カバー１０内の空気流４０を床下カバー外へ巻き込んで車両後方側へ流れる。よって、床下カバー１０内に浸入する異物４０の排出性能、および床下カバー内の空気の循環性能を向上させることができる。

ボルテックスジェネレータ３０近傍の床下カバー１０外を流れる気流５０は、ボルテックスジェネレータ３０の前方先端部３４から車両後方（図中右方）に向かって次第に車両幅方向両側へ略三角形状に広がるように形成された渦流生成面３２ａ、３２ｂに沿い、車両後方側に向かって次第に車両幅方向両側へ略三角形状に広がるように流れる。つまり、気流５０はボルテックスジェネレータ３０の車両後方側に位置する開口２０を避けて流れる。よって、床下カバー１０外を流れる気流５０の床下カバー１０内への巻き込みを更に低減することができる。

ボルテックスジェネレータ３０は、上述の実施例で特定した形状に限らず、後方に有効な三次元渦５１を発生させる形状であれば良く、つまり、渦流生成面の形状としては、渦流生成面３２ａ、３２ｂの如く立ち上がった直線的な面だけでなく、湾曲面など種々考えられる。例えば、平面から見てＶ字形、ひし形または半円形となるように形成しても良く、底面３１も平坦面でなく湾曲面としても良い。

ボルテックスジェネレータ３０の形成に関しても特定されることはなく、例えば、中実のボルテックスジェネレータ３０を床下カバー１０に溶接して形成しても良く、中空のボルテックスジェネレータ３０を床下カバー１０に接着して形成しても良い。また、図５に示すように、床下カバー１０の基礎面１１から車両下方に向かって凸部となるように、床下カバー１０と一体に成形したボルテックスジェネレータ３０ａとしても良い。

１ 車両
２ 車両の床下部
１０ 床下カバー
１１ 基礎面（床下カバー本体）
１２ 側壁面
２０ 開口
３０ ボルテックスジェネレータ
３１ ボルテックスジェネレータの底面
３２ ボルテックスジェネレータの渦流生成面
３３ ボルテックスジェネレータの後壁面
３４ ボルテックスジェネレータの前方先端部
３５ ボルテックスジェネレータの前縁稜部
４０ 床下カバー内の異物
４１ 床下カバー内の空気流
５０ 床下カバー外の気流
５１ 三次元渦
θ 床下カバー基礎面に対するボルテックスジェネレータ渦流生成面の角度
Ｒ ボルテックスジェネレータの前縁稜部における曲率半径
Ｈ ボルテックスジェネレータの床下カバー基礎面に対する形成高さ
Ｂ ボルテックスジェネレータの車両幅方向における最大幅
ｂ 床下カバーの開口の車両幅方向における幅

Claims (3)

1. 車両の下部に取付けられ、浸入した異物を排出するための一つ以上の開口を有する床下カバーにおいて、
   前記開口の車両前方側に車両下方側へ突出形成されて、車両下方を流れる気流を乱流化して三次元渦を形成するボルテックスジェネレータを設けたことを特徴とする床下カバー。
2. 前記ボルテックスジェネレータは、その前部に前記床下カバーの下面から車両下方側に立設されて三次元渦を形成する渦流生成面を備えて成り、
   前記渦流生成面は、当該ボルテックスジェネレータの前方先端部から車両後方側へ向かって次第に車両幅方向両側へ広がるように形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の床下カバー。
3. 前記ボルテックスジェネレータは、前記渦流生成面が前記床下カバーの下面に対して垂直方向よりも車両後方側に傾斜されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の床下カバー。

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