JP2016055751A - 車両のアンダカバー構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ラジエータを通過した空気を車体内から効率的に排出させる車両のアンダカバー構造を提供する。
【解決手段】車両１のエンジンルーム２の下部を覆い、フロントバンパ６の下部からエンジンルーム２内のラジエータ３よりも車両後方に延びたアンダカバー構造であって、車両１には、ラジエータ３の車両後方で車両下方に向けて開口し、エンジンルーム２と外部とを連通する開口部１２が形成され、アンダカバー１１は、車両上下方向に間隔をおいて配置された上板２１と下板２２とにより構成されるダクト部２０を備え、ダクト部２０の前端部に走行風を導入する導入口３０が設けられるとともに、ダクト部２０の後端部に開口部１２の縁部で車両後方に向けて開口する排気口３１が設けられ、ダクト部２０内に導入口３０から排気口３１まで連通する空気通路が形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の前部下面に設けられたアンダカバーの構造に関する。

乗用車等の車両の下部には、車両に搭載されたエンジン等の機器を保護するためにアンダカバーが設けられている。車両の前部にエンジンルームが設けられ、当該エンジンルームにラジエータやエンジン等の機器を搭載した車両においては、エンジンルームの下方に薄板状のフロントアンダカバーが設けられている。
また、フロントアンダカバーは、走行時に車両と地面との間を通過する空気を整流して、車両の空力係数を低下させる機能も有している。

更に、特許文献１には、エンジンの下方を覆う二重構造にしたフロントアンダカバーが提案されている。

特開２００３−１６５４６９号公報

しかしながら、エンジンルーム下部をフロントアンダカバーによって完全に覆ってしまうとラジエータを通過した空気がエンジンルーム内にこもり、ラジエータやエンジンの冷却性能が低下してしまう。特許文献１では、フロントアンダカバー内の空間を用いてエンジンルームから空気を排出するようにしているが、エンジンルームの前下部からフロントアンダカバー内の空間に空気を排出しているので、走行時に後方に移動するエンジンルーム内の空気をスムーズに排出することが困難である。

エンジンルームの後部に開口部が設けられていれば、エンジンルーム内の空気をある程度スムーズに排出できるが、特に走行中にラジエータを通過したエンジンルーム内の空気をより効率的に排出することが要求されている。
そこで、本発明の目的は、ラジエータを通過した空気を車体内から効率的に排出させる車両のアンダカバー構造を提供することにある。

請求項１の発明は、車体の下部を覆い、前記車体の前部から前記車体内に収納されたラジエータよりも車両後方に延びた車両のアンダカバー構造であって、前記車両には、前記ラジエータの車両後方で車両下方に向けて開口し前記ラジエータを収納した前記車体内の空間と外部とを連通する開口部が形成され、前記アンダカバーは、車両上下方向に間隔をおいて配置された上板と下板とにより構成されるダクト部を備え、前記ダクト部の前端部に走行風を導入する導入口が設けられるとともに、前記ダクト部の後端部に前記開口部の縁部で車両後方に向けて開口する排気口が設けられ、前記ダクト部内に前記導入口から前記排気口まで連通する空気通路が形成されていることを特徴とする。

また、請求項２の発明は、請求項１において、前記排気口の開口面積は、前記導入口の開口面積より小さいことを特徴とする。
また、請求項３の発明は、前記下板は、前記導入口から前記排気口に向かって車両下方に傾斜していることを特徴とする。
また、請求項４の発明は、請求項１から３のいずれか１項において、前記下板は前記上板より車両後方に伸びていることを特徴とする。

また、請求項５の発明は、請求項１から４のいずれか１項において、前記上板及び前記下板とは、互いに車両上下方向に一定の間隔を持って緩やかに屈曲していることを特徴とする。
また、請求項６の発明は、請求項１から５のいずれか１項において、前記ダクト部の前端部は、前記車両のフロントバンパの下部に固定され、前記フロントバンパの車両下方に前記導入口が配置されることを特徴とする。

また、請求項７の発明は、請求項１から６のいずれか１項において、前記上板または前記下板の少なくとも何れか一方を他方に向かって円形に突出して前記上板と前記下板とを連結する連結部を備えたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、車両走行時にダクト部の導入口に流入した走行風は、ダクト部内を通過して排気口から排出される。したがって、排気口の後方の開口部で周囲より流速の増加した領域が形成されて圧力が低下し、ベンチュリ効果により車体内から開口部に向けて空気が吸い出される。これにより、ラジエータを通過した空気の開口部からの排出が促進され、ラジエータにおける冷却効率を向上させることができる。

請求項２の発明によれば、ダクト部内に流入した走行風の流速を増速して排気口から排出される。これにより、ラジエータを通過した空気の開口部からの排出を更に促進させることができる。
請求項３の発明によれば、ダクト部内に侵入した水や小石等を車両停止時においても排気口から排出することができる。

請求項４の発明によれば、ダクト部内を通過して排気口から走行風が排出された際に、下板より車両上側に走行風が排出され、ダクト部の下方を通過する走行風の影響を受けにくくして、下板より車両上方で圧力が低下する領域を安定して形成することができる。
請求項５の発明によれば、上板及び下板は、互いに車両上下方向に一定の間隔を持って緩やかに屈曲しているので、ダクト部内を走行風が通過する際に、圧損を抑制することができる。これにより、排気口から排出される空気の流速をより上昇させて、開口部において効率的に圧力を低下させ、ラジエータを通過した空気の開口部からの排出をより促進させることができる。

請求項６の発明によれば、ダクト部の前端部は、車両のフロントバンパの下部に固定され、フロントバンパの車両下方に導入口が配置されるので、フロントバンパの下部に当たった空気をダクト部内に誘導することができ、ダクト部内の空気の流速を更に高めることができる。
請求項７の発明によれば、中間連結部によって上板及び下板を連結するので、ダクト部の剛性を高めることができる。更に、中間連結部では、上板または下板の少なくとも一方が円形に突出しているので、ダクト部内を通過する空気がこの中間連結部の突出した部位に当たっても円弧状の側面に沿って後方にスムーズに通過し、ダクト部内での圧損を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係るアンダカバーを搭載した車両の前部の概略構造を示す断面図である。 本実施形態の車両の前部の下面図である。 本実施形態のアンダカバーの縦断面図である。 他の実施形態のアンダカバーの構造を示す下面図である。

以下、本発明を図面に示す一実施形態に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るアンダカバー構造を採用した車両１の前部の概略構造を示す断面図である。図２は、本実施形態の車両１の前部の下面図である。図３は、本実施形態のアンダカバー１１の縦断面図である。
図１に示すように、本発明の一実施形態に係るアンダカバー構造を採用した車両１は、車両１の前部にエンジンルーム２を備え、当該エンジンルーム２にエンジン３を搭載した自動車である。

エンジン３は、車両１の車両幅方向（左右方向）に間隔をおいて配置され車両前後方向に延びる１対のサイドフレーム４の間に図示しないエンジンマウントを介して搭載されている。
サイドフレーム４は、左右方向に間隔を有し、且つ、車両前後方向に延在した左右一対で構成され、車両前後方向に間隔を有して配設された複数のクロスメンバによって、梯子状に構成されている。またサイドフレーム４は、その前端部において車両左右方向に延びて配設されるフロントクロスメンバ５により連結されている。フロントクロスメンバ５の前部には、車両左右方向に延びるフロントバンパ６が固定されている。

エンジンルーム２の下部には、フロントサスクロスメンバ７が設けられている。フロントサスクロスメンバ７は、車両左右方向に延び、左右後方端部において左右のサイドフレーム４に支持される。また、フロントサスクロスメンバ７は、その左右前部において、車両の前輪８の図示しないサスペンション装置を支持している。
車両１の前部の車体内の空間であるエンジンルーム２内のエンジン３の前方には、エンジン３の冷却水を冷却するラジエータ９が搭載されている。

車両１の前面には、フロントバンパ６の上部にグリル１０が設けられており、走行風が当該グリル１０を通過してラジエータ９に向かって導入される。
車両１の下部には車体の下部を覆うアンダカバー１１が設けられている。アンダカバー１１は、走行時に車体の下方を流れる空気を整流するためのもので、金属あるいは樹脂で形成された薄板状であって、車両前部からエンジンルーム２の下部を覆っている。

本実施形態のアンダカバー１１は、ラジエータ９よりも車両後方に延び、車両１の車体の下面には、アンダカバー１１と、アンダカバー１１の後端部と車両前後方向で対向し、アンダカバーの後方に位置する部材であるフロントサスクロスメンバ７との間に、エンジンルーム２と車両外部とを連通する開口部１２が形成されている。
更に、アンダカバー１１には、ダクト部２０が形成されている。ダクト部２０は、上板２１と下板２２とを上下方向（車両上下方向）に数ｃｍの間隔をおいて配置して構成されている。

ダクト部２０は、車両前側がフロントバンパ６の下部で開口され、車両後側が開口部１２の前側縁部で車両後方に向けて開口するように形成されている。そしてダクト部２０の後端部後方に隣接して開口部１２が設けられている。
図２に示すように、ダクト部２０の上板２１と下板２２とは、左右側方が閉塞されるように、左右側部２３で連結されている。ダクト部２０の左右側部２３は、車両後方に向かって左右間隔が狭くなるように配置されている。

また、上板２１と下板２２とは、その中央部で略等間隔をおいて数箇所配置された中間連結部２４(連結部)において締結部材（ボルト２５）によって上下方向で連結されている。
図３に示すように、ダクト部２０の上板２１及び下板２２は、フロントバンパ６の下部から下方に傾斜して後方に延び、前後方向中間部から後方では緩やかに下方に傾斜して延びている。また、ダクト部２０の上板２１及び下板２２は、いずれも上下方向に滑らかに屈曲している。

更に、ダクト部２０の上板２１と下板２２との上下方向の間隔は、車両後側よりも前側が大きくなっており、車両後方に向かって徐々に小さくなるように設定されている。なお、上板２１と下板２２との上下方向の間隔は、部分的に略一定にしてもよい。
また、ダクト部２０の後端部では、下板２２が上板２１よりも後方に延びている。
中間連結部２４は、上板２１が円形状に下方に突出して下板２２と接するように構成されており、当該上板２１と下板２２との接触部においてボルト２５及びナット２６によって締結されている。なお、中間連結部２４における上板２１は下方に向かって直径が徐々に小さくなるように断面が先細の台形状に突出している。

なお、ダクト部２０の導入口３０及び排気口３１は、ダクト部２０の左右方向全域に亘って開口してもよいが部分的に開口してもよい。例えば、導入口３０及び排気口３１を、上下方向に延びるスリット状に開口するようにしてもよい。このとき、排気口３１の開口面積を導入口３０の開口面積よりも小さく設定する。
以上のような構造により、本実施形態の車両１は、図１に示すように、車両前面のグリル１０を通過した走行風は、ラジエータ９を通過してラジエータ９内の冷却水を冷却し、その後エンジン３の周囲を通過して、下部の開口部１２から下方に抜ける。

更に、本実施形態では、車両１のフロントバンパ６の下部の導入口３０からダクト部２０内に走行風が導入され、ダクト部２０内の導入口３０から排気口３１まで連通する空気通路を後方に移動して、ダクト部２０の排気口３１から開口部１２に向かって排出される。
つまり、本実施形態においてグリル１０からエンジンルーム内を通過した走行風とダクト部２０内を通過した走行風は、異なる導入箇所から導入され開口部１２から車両下方へ排出されることとなる。

ここで、ダクト部２０の上板２１と下板２２とは後方に向かって上下方向に間隔が狭くなるように設けられており、またダクト部２０の左右側部２３も左右方向に間隔が狭くなるように設定されており、走行風が通過するダクト部２０内の流路面積が後方に向かって狭くなっている。そして、導入口３０の開口面積をよりも排気口３１の開口面積が小さく設定されているので、ダクト部２０内を通過する走行風は増速されて開口部１２の前側縁部の排気口３１から後方に向かって排出される。これにより、ベンチュリ効果により、開口部１２付近の領域Ｂで圧力が低下するので、エンジンルーム２内の空気を開口部１２に向かって吸い出し、開口部１２から排出されることを促進させることができる。

本実施形態では、ダクト部２０内で走行風を増速させるので、ＲＶ車のように最低地上高の高い、即ちアンダカバー１１と地面との間隔が比較的大きく、当該アンダカバー１１と地面との間で走行風の流速が高まりにくい車両であっても、開口部１２付近の圧力を十分に低下させ、エンジンルーム２内の空気の排出を促すことができる。これにより、エンジンルーム２内のエンジン３の冷却を促進させるとともに、ラジエータ９の冷却効率を向上させることができる。

また、ダクト部２０は、全体に亘って、後方に向かって下方に傾斜している。特に、下板２２が後方に向かって下方に傾斜しているので、ダクト部２０内に水や小石等が入った場合に排気口３１から容易に排出することができる。
また、ダクト部２０の後端部において、上板２１より下板２２が後方に長く突出しているので、排気口３１から排出された走行風は、下板２２より上側に排出され、下板２２より上側で負圧の領域を生成することができる。これにより、アンダカバー１１の下側を通過する走行風による影響を抑えて、開口部１２の上側で安定して負圧領域を生成することができ、エンジンルーム２内から効率的に空気を排出することができる。

また、ダクト部２０の後端は、フロントサスクロスメンバ７より前側に設けられ、このダクト部２０の後端部とフロントサスクロスメンバ７との間に開口部１２が設けられるので、フロントサスクロスメンバ７と略同一の高さにダクト部２０を配置することができ、ダクト部２０を設置することにより車両１の最低地上高が低くなることを抑制することができる。

また、ダクト部２０の前端部は、フロントバンパ６の下面に固定されている。つまり上板２１の前端部がフロントバンパ６の下面後端に取り付けられているので、フロントに当たった空気の多くをエンジンルーム２内に流入させずにダクト部２０内に誘導することができ、ダクト部２０内の空気の流速を更に高めることができる。更に、ダクト部２０は、フロントバンパ６の下面から後方に向かって下方に斜めに延びているので、ダクト部２０を設置することにより車両１のアプローチアングルが小さくなることを抑制することができる。

また、ダクト部２０の上板２１及び下板２２は、滑らかに屈曲しており、その上下間隔も略一定にあるいは少しずつ減少するように設定されているので、ダクト部２０内の流路面積の急激な変化がないので、ダクト部２０内での圧損が抑えられ、流速の効率的な上昇を図ることができる。
また、上板２１と下板２２とを左右側部２３と数箇所の中間連結部２４で連結しているので、ダクト部２０の剛性を確保することができる。そして、中間連結部２４では、上板２１が円形に下方に突出しているので、ダクト部２０内を通過する空気がこの中間連結部２４の上板２１の突出部に当たっても円弧状の側面に沿って後方にスムーズに通過し、ダクト部２０内での圧損を抑制することができる。

なお、本発明は、上述した一実施形態に限定されるものではない。例えば、ダクト部２０の詳細な構造を各種変更してもよい。例えば図４に示すように、上板２１と下板２２との間に整流板３５を設け、当該整流板３５によって上板２１と下板２２とを連結して剛性を確保するとともに、ダクト部２０の内部を後方に向かって左右方向にも狭くして、更に走行風を増速させるようにしてもよい。また、排気口３１が導入口３０より開口面積が小さければ、ダクト部２０の左右側部２３の左右方向の間隔、あるいは上板２１と下板２２の上下方向間隔を車両前後方向で一定にしてもよい。またこのとき、中間連結部２４を後方に向かって左右方向にも狭くなる導入口３０から排気口３１に亘る空気流路上に設けず、整流板に囲まれる範囲に設けることが空気流路内の流速や空気抵抗の面で望ましい。

なお、中間連結部２４については、下板２２を上側に突出して連結してもよいし、円形以外の形状で突出させて連結してもよい。あるいは、板状の部材等で上板２１と下板２２とを連結してもよい。中間連結部２４の個数や配置についても適宜設定すればよいし、中間連結部２４をなくしてもよい。
また、上記実施形態では、アンダカバー１１がエンジンルーム２の後部まで車両後方に延び、エンジン３よりも車両後方に開口部１２が位置し、ダクト部２０の後端部が開口部１２まで延びていることで、ダクト部２０を通過した走行風によってエンジン３の周囲を通過した空気の排出を促進させるが、ダクト部２０の後端部を少なくともラジエータ９の後方まで延ばせばよい。これにより、ラジエータ９を通過した空気の排出を促進させることができ、ラジエータ９での冷却効率を向上させることができる。

また、上記実施形態では、アンダカバー１１とフロントサスクロスメンバ７との間に開口部１２が設けられているが、アンダカバー１１の車両後方にフロントサスクロスメンバ以外の骨格部材やその他の構成部材が配置されており、当該部材とアンダカバー１１との間に開口部１２が設けられている車両の場合でも本発明を適用できる。例えば、上記実施形態とは異なり、アンダカバー１１がフロントサスクロスメンバ７の下方を覆う、またはフロントサスクロスメンバ７よりも更に後方まで延びるような形状であっても、アンダカバー１１の一部分に設けられたダクト部２０の後端部後方にてアンダカバー１１に開口部１２を開けるようにしてもよい。

また、上記実施形態の車両１は、サイドフレーム４等のフレームを有するフレーム車であるが、その他のモノコックボディ車などでも本発明を適用できる。
本発明は、走行風によって冷却するラジエータを搭載し、当該ラジエータの下部を覆うアンダカバーを有する車両に広く適用することができる。

１ 車両
６ フロントバンパ
７ フロントサスクロスメンバ
９ ラジエータ
１１ アンダカバー
１２ 開口部
２０ ダクト部
２１ 上板
２２ 下板
２４ 中間連結部（連結部）
３０ 導入口
３１ 排気口

Claims (7)

1. 車体の下部を覆い、前記車体の前部から前記車体内に収納されたラジエータよりも車両後方に延びた車両のアンダカバー構造であって、
   前記車両には、前記ラジエータの車両後方で車両下方に向けて開口し前記ラジエータを収納した前記車体内の空間と外部とを連通する開口部が形成され、
   前記アンダカバーは、車両上下方向に間隔をおいて配置された上板と下板とにより構成されるダクト部を備え、
   前記ダクト部の前端部に走行風を導入する導入口が設けられるとともに、
   前記ダクト部の後端部に前記開口部の縁部で車両後方に向けて開口する排気口が設けられ、
   前記ダクト部内に前記導入口から前記排気口まで連通する空気通路が形成されていることを特徴とする車両のアンダカバー構造。
2. 前記排気口の開口面積は、前記導入口の開口面積より小さいことを特徴とする請求項１に記載の車両のアンダカバー構造。
3. 前記下板は、前記導入口から前記排気口に向かって車両下方に傾斜していることを特徴とする請求項１または２に記載の車両のアンダカバー構造。
4. 前記下板は前記上板より車両後方に延びていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の車両のアンダカバー構造。
5. 前記上板及び前記下板とは、互いに車両上下方向に一定の間隔を持って緩やかに屈曲していることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の車両のアンダカバー構造。
6. 前記ダクト部の前端部は、前記車両のフロントバンパの下部に固定され、前記フロントバンパの車両下方に前記導入口が配置されることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の車両のアンダカバー構造。
7. 前記上板または前記下板の少なくとも何れか一方を他方に向かって円形に突出して前記上板と前記下板とを連結する連結部を備えたことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の車両のアンダカバー構造。

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