JP2017065444A - 空気流制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】接続部による空気流の乱れと共に空気抵抗の増加を抑制する空気流制御装置を提供する。【解決手段】接続部４の後側において床部材３内に収容された収容姿勢Ｐ１から床部材３の下方に突出する突出姿勢Ｐ２に変更可能に設けられ、空気流Ｆの流れに対向する対向面Ｓを下端部に向かって徐々に後方へ位置するように保ちつつ収容姿勢Ｐ１から突出姿勢Ｐ２に変更される突出部１１を備える。【選択図】 図２

Description

この発明は、空気流制御装置に係り、特に、自動車の下部を覆うように配置された床部材の下側において空気流の流れを制御する空気流制御装置に関する。

近年、自動車の床下を流れる空気流の抵抗を抑制するために、自動車の下部を覆うようにアンダーカバーなどの床部材が配置されている。しかしながら、床部材で自動車の下部を完全に覆うことは困難であり、床部材から露出する自動車の凹凸部が空気流の流れを乱す要因となっていた。特に、自動車の後部側においてリアタイヤを車体に接続する接続部、例えばサスペンションアームなどを床部材で覆うことは困難であり、床部材から露出する接続部により空気流が乱されて、これが自動車の後部側を振動させるおそれがあった。

そこで、接続部による空気流の乱れを抑制する技術として、例えば、特許文献１には、後輪サスペンションを構成するサスペンション要素（接続部）と空気流との衝突を低減する車体下部構造が提案されている。この車体下部構造では、フロントカバーの下面に沿って後方へ向かう空気流が低位置を流れるように整流する整流突出部を設けることにより、接続部と空気流との衝突を低減するため、接続部による空気流の乱れを抑制することができる。

特開２００８−２６５６７７号公報

しかしながら、特許文献１の車体下部構造は、整流突出部が常に床部材から突出して設けられており、接続部による空気流の乱れが抑制される一方で、空気抵抗が増加するといった問題があった。

この発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、接続部による空気流の乱れと共に空気抵抗の増加を抑制する空気流制御装置を提供することを目的とする。

この発明に係る空気流制御装置は、自動車の下部を覆うように床部材が配置されると共にリアタイヤを車体に接続する接続部が床部材から露出し、床部材の下側において接続部を通る空気流の流れを制御する空気流制御装置であって、接続部の後側において床部材内に収容された収容姿勢から床部材の下方に突出する突出姿勢に変更可能に設けられ、空気流の流れに対向する対向面を下端部に向かって徐々に後方へ位置するように保ちつつ収容姿勢から突出姿勢に変更される突出部を備えるものである。

ここで、突出部は、突出姿勢において対向面が下端部に向かって徐々に後方へ位置するように形成され、接続部を通過した空気流を対向面に沿って斜め後方へ導くことが好ましい。

また、対向面は、下端部に向かって後方へ湾曲した形状を有することが好ましい。

また、突出部は、車幅方向に延びると共に円弧状の横断面を有し、車幅方向に延びる回転軸の周りに回転して収容姿勢から突出姿勢に変更することができる。

突出部は、床部材の車幅方向中央部に形成されたトンネル部の横幅に対応して車幅方向に延びるように形成することができる。

自動車の振動を検出する振動検出部と、振動検出部で検出された自動車の振動に基づいて、突出部を収容姿勢から突出姿勢に変更する姿勢制御部とをさらに備えることが好ましい。

この発明によれば、突出部が接続部の後側において収容姿勢から突出姿勢に変更可能に設けられて空気流の流れに対向する対向面を下端部に向かって徐々に後方へ位置するように保ちつつ収容姿勢から突出姿勢に変更されるので、接続部による空気流の乱れと共に空気抵抗の増加を抑制する空気流制御装置を提供することが可能となる。

この発明の実施の形態１に係る空気流制御装置を備えた自動車の構成を示す底面図である。 空気流制御装置の構成を示す断面図である。 突出部が収容姿勢から突出姿勢に変更される様子を示す断面図である。 板形状の突出部が回転されて収容姿勢から突出姿勢に変更される様子を示す断面図である。 突出姿勢とされた突出部を示す断面図である。 この発明の実施の形態２に係る空気流制御装置の要部を示す図である。 この発明の実施の形態３に係る空気流制御装置の要部を示す図である。

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１
図１に、この発明の実施の形態１に係る空気流制御装置を備えた自動車の構成を示す。この自動車は、前部近傍に配置される一対のフロントタイヤ１と、後部近傍に配置される一対のリアタイヤ２と、下部を覆うように配置される床部材３と、一対のリアタイヤ２を車体に接続する接続部４と、床部材３の下側において接続部４を通る空気流Ｆの流れを制御する空気流制御装置５とを有する。

床部材３は、板状のアンダーカバーなどから構成され、自動車の下部をほぼ平坦な形状、すなわち急激な凹凸を抑制して緩やかに湾曲する形状で覆うように配置されている。床部材３は、それぞれ車幅方向にわたるように配置された前部側床部材６と、中間床部材７と、後部側床部材８とから構成されている。
前部側床部材６は、自動車の前部からフロントタイヤ１の後部近傍までを覆うように配置されている。
中間床部材７は、フロントタイヤ１の後部近傍からリアタイヤ２の前部近傍までを覆うように配置されている。中間床部材７には、車幅方向中央部を前後方向に延びる凹状のトンネル部９が形成されており、このトンネル部９にエンジン房から後方へ延びるプロペラシャフトおよび排気管などが収容されている。

後部側床部材８は、いわゆるリアオーバーハングに対応して配置されるもので、リアタイヤ２の後部近傍から自動車の後部までを覆うように配置されている。後部側床部材８は、スペアタイヤを格納するためのスペアタイヤパン１０を有し、スペアタイヤパン１０が後部側床部材８の車幅方向中央部に配置されている。
中間床部材７と後部側床部材８は、前後方向に所定の間隔を空けて配置されており、その間に接続部４が配置されている。すなわち、接続部４は、床部材３から露出して配置されることになる。

接続部４は、リアタイヤ２を車体に接続するもので、例えばサスペンションアーム、デファレンシャルギアおよびドライブシャフトなどから構成されている。この接続部４は、一対のリアタイヤ２の間にわたって床部材３から露出し、中間床部材７と後部側床部材８の間において空気流Ｆの流れを乱すような凹凸部を形成する。

空気流制御装置５は、接続部４の後側において後部側床部材８のスペアタイヤパン１０内に収容された収容姿勢Ｐ１から後部側床部材８の下方に突出した突出姿勢Ｐ２に変更可能に設けられた突出部１１を有する。突出部１１は、トンネル部９の横幅に対応して車幅方向に延びるように設けられている。

図２に、収容姿勢Ｐ１とされた突出部１１を示す。突出部１１は、スペアタイヤパン１０に設けられた収容部１２内に収容されている。突出部１１は、半円状の横断面からなり、収容部１２内に配置された円弧部１３と、スペアタイヤパン１０に沿うように配置された平坦部１４とを有する。平坦部１４の中央部には、収容部１２内を車幅方向に延びると共に自らの周りに回転可能に設けられた回転軸部１５が固定されている。この回転軸部１５の回転に応じて突出部１１が円弧部１３を収容部１２から露出させるように回転することで収容姿勢Ｐ１から突出姿勢Ｐ２に変更される。突出部１１は、突出姿勢Ｐ２において、円弧部１３が前方を向くと共に平坦部１４が後方を向くように配置される。

ここで、突出部１１は、接続部４の後部近傍に位置するスペアタイヤパン１０の前半部に配置されている。床部材３に沿って後方へ流れる空気流Ｆは、接続部４により床部材３から剥離された後、スペアタイヤパン１０の前半部などに再付着する。この空気流Ｆが再付着する位置に突出部１１を設けることで、空気流Ｆは再付着せずに床部材３から剥離されたまま自動車の後部まで流れることになる。

さらに、空気流制御装置５は、自動車の振動を検出する振動検出部１６と、振動検出部１６で検出された自動車の振動に基づいて突出部１１を収容姿勢Ｐ１から突出姿勢Ｐ２に変更する姿勢制御部１７とを有する。
振動検出部１６は、自動車の後部側に配置されると共に姿勢制御部１７に接続されており、自動車の後部で生じた振動を姿勢制御部１７に順次出力する。振動検出部１６は、例えば加速度センサなどから構成することができる。
姿勢制御部１７は、自動車の振動に対する閾値が予め設定されると共に回転軸部１５に接続されており、振動検出部１６から入力される自動車の振動が閾値を超えた場合に回転軸部１５を回転させて突出部１１を収容姿勢Ｐ１から突出姿勢Ｐ２に変更する。

次に、この実施の形態１の動作について説明する。
まず、自動車を前方に走行させると、その走行速度に応じた空気流Ｆが自動車に対して相対的に前方から後方へ向かうように生じる。そして、図１に示すように、自動車の前方から床部材３の下側に流入した空気流Ｆは、床部材３に沿って後方へ進行する。床部材３は、ほぼ平坦に形成されているため、空気流Ｆを床部材３に沿ってスムーズに流すことができる。

ここで、中間床部材７と後部側床部材８の間には、接続部４が凹凸部を形成するように露出して配置されている。このため、床部材３に沿ってスムーズに接続部４の直前まで流れた空気流Ｆは、図２に示すように、接続部４により流れを乱されると共に床部材３から下方に剥離される。そして、床部材３から剥離された空気流Ｆは、後部側床部材８において、例えばスペアタイヤパン１０の前半部近傍に再付着する。
この時、空気流Ｆは流れが乱されており、空気流Ｆがスペアタイヤパン１０に再付着すると、後部側床部材８に繰り返し衝突しつつ後方へ流れていくため、自動車の後部側に振動が生じるおそれがある。一方、空気流Ｆの再付着を抑制するために、突出部１１が後部側床部材８から常に突出するように設けられると、例えば空気流Ｆの乱れが小さい場合には、空気流Ｆによる振動よりも突出部１１の空気抵抗が自動車の走行の妨げとなるおそれがある。

そこで、振動検出部１６により自動車の振動を順次検出し、その振動が所定の閾値を超えた場合に姿勢制御部１７が回転軸部１５を回転させて、突出部１１を収容姿勢Ｐ１から突出姿勢Ｐ２に変更する。この時、突出部１１は、図３に示すように、円弧部１３が前方を向くように、すなわち空気流Ｆの流れに円弧部１３が対向するように回転される。これにより、突出部１１は、空気流Ｆに対向する対向面Ｓが円弧部１３から構成されるため、対向面Ｓを下端部に向かって後方へ湾曲した形状とすることができる。これにより、突出部１１は、対向面Ｓを下端部に向かって徐々に後方へ位置するように保ちつつ収容姿勢Ｐ１から突出姿勢Ｐ２に変更することができ、収容姿勢Ｐ１から突出姿勢Ｐ２に変更する間、空気流Ｆを常に対向面Ｓに沿って斜め後方へスムーズに導くことができる。

参考例として、図４に示すように、板形状を有する突出部４１を回転させてスペアタイヤパン４２から下方に突出させた場合には、対向面Ｓが空気流Ｆの流れに正面から対向しつつ突出部４１の姿勢が変更されるため、空気流Ｆの流れが下方に急激に変化されて自動車の走行が不安定となるおそれがある。
そこで、上記のように、円弧形状を有する対向面Ｓに沿って空気流Ｆの流れを斜め後方へスムーズに導くことにより、突出部１１を収容姿勢Ｐ１から突出姿勢Ｐ２に変更する際に自動車の走行を安定化させることができる。

このようにして、突出部１１は、図５に示すように、円弧部１３が前方を向くと共に平坦部１４が後方を向いた突出姿勢Ｐ２へと変更される。突出部１１が突出姿勢Ｐ２とされることにより、空気流Ｆはスペアタイヤパン１０に再付着せずに下方へと導かれ、床部材３から剥離されたまま自動車の後部まで流れていく。このように、接続部４により流れを乱された空気流Ｆを床部材３から剥離させたまま自動車の後部まで流すことにより、空気流Ｆが床部材３に繰り返し衝突することを防ぎ、自動車の振動を抑制することができる。
また、突出部１１の対向面Ｓは、突出姿勢Ｐ２においても下端部に向かって後方へ湾曲した形状を有する。このため、空気流Ｆを対向面Ｓに沿って下方へスムーズに導くことができ、空気流Ｆの流れが急激に変化することを抑制して自動車の走行を安定化させることができる。

なお、突出部１１は、突出姿勢Ｐ２において空気流Ｆを床部材３から剥離可能な高さで床部材３から下方に突出していればよく、例えば、床部材３から約３０ｍｍ〜約５０ｍｍ程度突出するように形成することができる。

そして、姿勢制御部１７は、振動検出部１６により検出される自動車の振動が所定の閾値以下となると、回転軸部１５を回転させて、突出部１１を突出姿勢Ｐ２から収容姿勢Ｐ１に変更する。このように、自動車の振動に応じて突出部１１の姿勢を変更することにより、空気流Ｆによる自動車の走行への影響を的確に低減することができる。

本実施の形態によれば、突出部１１が接続部４の後側において収容姿勢Ｐ１から突出姿勢Ｐ２に変更可能に設けられるため、接続部４による空気流Ｆの乱れと共に空気抵抗の増加を抑制することができる。さらに、突出部１１が空気流Ｆの流れに対向する対向面Ｓを下端部に向かって徐々に後方へ位置するように保ちつつ収容姿勢Ｐ１から突出姿勢Ｐ２に変更されるため、空気流Ｆの流れが急激に変化することを抑制し、自動車の走行を安定化させることができる。

実施の形態２
実施の形態１では、突出部１１は、下端部に向かって後方へ円弧状に湾曲した対向面Ｓを有するように形成されたが、下端部に向かって徐々に後方へ位置するように対向面Ｓを保ちつつ収容姿勢Ｐ１から突出姿勢Ｐ２に変更することができればよく、その形状に限られるものではない。
例えば、図６に示すように、実施の形態１の突出部１１に換えて、突出部２１を配置することができる。突出部２１は、平板形状を有し、下端部が下方に位置するように傾斜してスペアタイヤパン１０内に配置されている。

この突出部２１は、傾斜を維持したまま下方にスライドすることで収容姿勢Ｐ１から突出姿勢Ｐ２に変更される。このため、空気流Ｆに対向する対向面Ｓは、下端部に向かって後方へ傾斜した状態を保ちつつ収容姿勢Ｐ１から突出姿勢Ｐ２に変更されることになる。
これにより、突出部２１は、収容姿勢Ｐ１から突出姿勢Ｐ２に変更する間、空気流Ｆを常に対向面Ｓに沿って斜め後方へスムーズに導くことができ、空気流Ｆの流れが急激に変化することを抑制することができる。

本実施の形態によれば、突出部２１が接続部４の後側において収容姿勢Ｐ１から突出姿勢Ｐ２に変更可能に設けられると共に空気流Ｆの流れに対向する対向面Ｓを下端部に向かって徐々に後方へ位置するように保ちつつ収容姿勢Ｐ１から突出姿勢Ｐ２に変更されるため、接続部４による空気流Ｆの乱れと共に空気抵抗の増加を抑制することができる。
ただし、実施の形態１のように、対向面Ｓを下端部に向かって後方へ湾曲するように形成することで空気流Ｆを対向面Ｓに沿ってよりスムーズに斜め後方へ導くことができるため好ましい。

実施の形態３
実施の形態１では、突出部１１は、突出姿勢Ｐ２において、円弧部１３が前方を向くと共に平坦部１４が後方を向くように配置されたが、空気流Ｆを対向面Ｓに沿って下方に導くことができればよく、これに限られるものではない。
例えば、図７に示すように、円弧部１３が真下を向くと共に平坦部１４が真上を向くように突出部１１を約１８０度回転させて突出姿勢Ｐ２とすることができる。これにより、空気流Ｆに対向する対向面Ｓは、下端部に向かって後方へ湾曲した形状を有するため、空気流Ｆを対向面Ｓに沿って斜め後方へスムーズに導くことができる。

本実施の形態によれば、突出姿勢Ｐ２とされた突出部１１は、対向面Ｓの反対側に湾曲面Ｓａが配置されるため、突出部１１の後側に空気流Ｆが流入することを防ぎ、突出部１１の後方において空気流Ｆの流れが乱れることを抑制することができる。
ただし、突出部１１の後部側に湾曲面Ｓａが配置されることにより、空気流Ｆが上方へ導かれるおそれがあり、実施の形態１のように、突出部１１の平坦部１４が後方を向くように配置されることにより、空気流Ｆが床部材３に再付着することを確実に抑制することができる。

なお、実施の形態１および３では、突出部１１の対向面Ｓは、一定の曲率で湾曲するように形成されたが、曲率を変えて湾曲するように形成することもできる。例えば、対向面Ｓは、下端部に位置するほど曲率が小さくなるように形成することができる。

１ フロントタイヤ、２ リアタイヤ、３ 床部材、４ 接続部、５ 空気流制御装置、６ 前部側床部材、７ 中間床部材、８ 後部側床部材、９ トンネル部、１０，４２ スペアタイヤパン、１１，２１，４１ 突出部、１２ 収容部、１３ 円弧部、１４ 平坦部、１５ 回転軸部、１６ 振動検出部、１７ 姿勢制御部、Ｆ 空気流、Ｐ１ 収容姿勢、Ｐ２ 突出姿勢、Ｓ 対向面、Ｓａ 湾曲面。

Claims (6)

1. 自動車の下部を覆うように床部材が配置されると共にリアタイヤを車体に接続する接続部が前記床部材から露出し、前記床部材の下側において前記接続部を通る空気流の流れを制御する空気流制御装置であって、
   前記接続部の後側において前記床部材内に収容された収容姿勢から前記床部材の下方に突出する突出姿勢に変更可能に設けられ、前記空気流の流れに対向する対向面を下端部に向かって徐々に後方へ位置するように保ちつつ前記収容姿勢から前記突出姿勢に変更される突出部を備える空気流制御装置。
2. 前記突出部は、前記突出姿勢において前記対向面が下端部に向かって徐々に後方へ位置するように形成され、前記接続部を通過した前記空気流を前記対向面に沿って斜め後方へ導く請求項１に記載の空気流制御装置。
3. 前記対向面は、下端部に向かって後方へ湾曲した形状を有する請求項１または２に記載の空気流制御装置。
4. 前記突出部は、車幅方向に延びると共に円弧状の横断面を有し、車幅方向に延びる回転軸の周りに回転して前記収容姿勢から前記突出姿勢に変更される請求項３に記載の空気流制御装置。
5. 前記突出部は、前記床部材の車幅方向中央部に形成されたトンネル部の横幅に対応して車幅方向に延びるように形成される請求項１〜４のいずれか一項に記載の空気流制御装置。
6. 前記自動車の振動を検出する振動検出部と、
   前記振動検出部で検出された前記自動車の振動に基づいて、前記突出部を前記収容姿勢から前記突出姿勢に変更する姿勢制御部と
   をさらに備える請求項１〜５のいずれか一項に記載の空気流制御装置。
   

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