JP2021172225A - 車両床下構造 - Google Patents

Abstract

【課題】空気抵抗を低減することができる車両床下構造を提供する。
【解決手段】車両床下構造１００は、車輪４の前側に設けられる前側箱部材１０、及び車輪６の後側に設けられる後側箱部材２０を備える。この箱部材１０，２０は、床下における空気の流れをガイドするガイド部１１，２１を有する。従って、箱部材１０，２０は、車両１の前後方向における両側にて、空気抵抗を少なく出来るような態様にて、空気の流れを調整することができる。また、このようなガイド部１１，２１を有する部材は、箱部材１０，２０であるため、内部に燃料や工具などを収容する収容部としても兼用することができる。従って、車両床下構造１００の部材が増加することを抑制できるため、空気抵抗の増加を抑制できる。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両床下構造に関する。

特許文献１には、トラック等の車両床下構造が記載されている。この車両床下構造は、床下部材の隙間にエアバッグを有しており、当該エアバッグに空気を入れることで、隙間を埋めることで、床下空間に走行時に空気が流入することを抑制している。

特開２０１５−４７９２８号公報

上述のような車両床下構造は、エアバッグを床下に配置する必要があると共に、当該エアバッグを膨らませる機構が必要となる。従って、車両床下構造が複雑化するという問題が生じる。その一方、エアバッグなどで床下空間に空気が流入することを抑制しない場合、走行時には床下空間に空気が流入する。これに対し、車両床下構造には、燃料タンクやマッドガードなどの部材が配置されている。従って、流入した空気が、床下空間の部材にぶつかるため、車両床下構造の空気抵抗が大きくなるという問題が生じる。

本発明は、空気抵抗を低減することができる車両床下構造を提供することを目的とする。

本発明に係る車両床下構造は、車両の床下に設けられる車輪と、車輪の前後方向における少なくとも一方に設けられる箱部材と、を備え、箱部材は、床下における空気の流れをガイドするガイド部を有する。

本発明に係る車両床下構造は、車輪の前後方向における少なくとも一方に設けられる箱部材を備える。この箱部材は、床下における空気の流れをガイドするガイド部を有する。従って、箱部材は、車両の前後方向における少なくとも一方にて、空気抵抗を少なく出来るような態様にて、空気の流れを調整することができる。また、このようなガイド部を有する部材は、箱部材であるため、内部に燃料や工具などを収容する収容部としても兼用することができる。従って、車両床下構造の部材が増加することを抑制できるため、空気抵抗の増加を抑制できる。以上より、車両床下構造の空気抵抗を低減することができる。

車輪の前後方向における両方に箱部材が設けられてよい。この場合、車両床下構造は、車輪の前後方向の両方において、空気の流れを調整することができる。

車輪の前側に設けられる箱部材のガイド部は、前方から流れる空気を車幅方向の内側へガイドしてよい。この場合、箱部材は、車幅方向の両側の車輪間の中央位置のスペースへ空気をガイドすることができる。当該スペースにガイドされた空気は、後方へスムーズに流れることができる。

車輪の前側に設けられる箱部材のガイド部は、箱部材の車幅方向における内側に設けられ、上下方向から見て複合曲線を描いてよい。この場合、ガイド部は、車幅方向の中央位置のスペースへ空気をガイドするときに、位置に応じて適切な曲がり具合で空気の軌道を調整することができる。

車輪の後側に設けられる箱部材のガイド部は、前方から流れる空気を車幅方向の内側へ絞るようにガイドしてよい。この場合、車両後側における渦領域を縮小することができる。

車輪の前側に設けられる箱部材に対して、前側に離間した位置に他の箱部材が設けられ、他の箱部材は前方から流れる空気を車幅方向の内側へガイドしてよい。この場合、他の箱部材が、車幅方向の中央位置のスペースに空気を予めガイドしておくことで、車輪の前側に設けられる箱部材が、スムーズに空気をガイドすることができる。

本発明によれば、空気抵抗を低減することができる車両床下構造を提供することができる。

本発明の一実施形態の車両床下構造を有する車両を例示する底面図である。 図１に示す車両床下構造を斜め下方から見たときの斜視図である。 本発明の一実施形態に係る車両床下構造を採用した車両を走行させたときの流線ベクトルを示す図である。 比較例に係る車両床下構造を有する車両を例示する底面図である。 比較例に係る車両床下構造を採用した車両を走行させたときの流線ベクトルを示す図である。 変形例に係る車両床下構造を有する車両を例示する底面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下の説明において、前後方向、及び上下方向は、それぞれ、車両前後方向、及び車両上下方向を意味する。なお、車幅方向とは、車両前後方向及び車両上下方向と直交する方向である。

図１は、一実施形態の車両床下構造１００を有する車両１を例示する底面図である。図１は車両１を下方から上方へ見た図である。図２は、図１に示す車両床下構造１００を斜め下方から見たときの斜視図である。図１に示されるように、本実施形態の車両１として、トラックが例示されている。

図１に示すように、車両１は、運転席を有する前側のキャブ１Ａと、荷物を搭載する荷台５を有する後部構造１Ｂと、を備える。キャブ１Ａは車幅方向の両側に前輪となる車輪２を有する。後部構造１Ｂは、車幅方向の中央位置において前後方向に延在するフレーム３を有する。後部構造１Ｂは、フレーム３の上方に荷台５を有する。荷台５は、前後方向に延びる両側の側面５ａと、下面３ｂと、を有する。フレーム３は、前後方向に延びる両側の側面３ａと、下面３ｂと、を有する。また、後部構造１Ｂは、キャブ１Ａから後方へ離間した位置において、車幅方向の両側に後輪となる車輪４，６を有する。車輪４は、車輪６の前側に配置される。車輪４，６は、荷台５の床下、すなわち車両１の床下に設けられる。

図１及び図２を参照して、車両床下構造１００について説明する。図1及び図２に示すように、車両床下構造１００は、車輪４，６の前後方向にそれぞれ設けられる前側箱部材１０（箱部材）及び後側箱部材２０（箱部材）と、を備える。箱部材１０，２０は、床下空間に流れる空気を整流する部材として機能すると共に、内部に対象物を収容する収容部材として機能する。箱部材１０，２０は、何れかの箇所に開閉可能な取り出し部を備えており、当該取り出し部から、対象物の収容と取り出しを行うことが可能である。箱部材１０，２０に収容可能な対象物として、燃料や工具などが挙げられる。箱部材１０，２０は、床下における空気の流れをガイドするガイド部１１，２１をそれぞれ有する。なお、箱部材１０，２０は、車幅方向の両方に設けられている。また、車幅方向の一方側の箱部材１０，２０と、他方側の箱部材１０，２０とは、互いに左右対称な配置及び形状に構成されている。

前側箱部材１０の構造について詳細に説明する。前側箱部材１０は、車輪４の前側において、当該車輪４と前後方向に対向するように離間した状態で、設けられる。前側箱部材１０は、一定の断面形状にて、荷台５の下面５ｂから下方へ向かって延びる。前側箱部材１０は、ガイド部１１と、側壁部１２と、後壁部１３と、底壁部１４と、を備える。

側壁部１２は、車幅方向の外側において、前後方向において直線状に延びる平板状の壁部である。側壁部１２は、上下方向から見て、荷台５の側面５ａと略同じ位置に設けられている。後壁部１３は、側壁部１２の後端部から車幅方向の内側へ向かって直線状に延びる平板状の壁部である。後壁部１３は、車幅方向と平行に延びるため、側壁部１２に対して直角をなす。後壁部１３は、車輪４と前後方向に対向するように配置される。なお、後壁部１３と車輪４との離間距離は特に限定されないが、車輪４の泥などを後壁部１３が周囲に飛び散らないように受け止められる距離に配置されることが好ましい。なお、側壁部１２の前後方向の長さは、後壁部１３の車幅方向の長さよりも長い。従って、箱部材１０は、前後方向に長手方向を有するような構造となる。

ガイド部１１は、前側箱部材１０の車幅方向における内側に設けられる。ガイド部１１は、前方から流れる空気を車幅方向の内側へガイドする形状を有する。ガイド部１１は、前端部から後方へ延びるに従って、車幅方向の内側へ向かうような形状を有している。従って、ガイド部１１の前端部は側壁部１２の前端部と接続される位置に配置されるのに対し、ガイド部１１の後端部は、後壁部１３の車幅方向の内側の端部に接続される位置に配置される。

本実施形態では、ガイド部１１は、上下方向から見て複合曲線を描く。複合曲線とは、複数種類の曲線が組み合わされて構成される曲線である。ガイド部１１は、前側の領域に前側曲線部１１Ａを有し、後側の領域に後側曲線部１１Ｂを有し、全体として流線形を描く。前側曲線部１１Ａは、車幅方向の外側へ向かって膨らむように湾曲する曲線を描く。従って、前側曲線部１１Ａは、曲率中心が車幅方向の内側に配置されるような曲線を描く。後側曲線部１１Ｂは、車幅方向の内側へ向かって膨らむように湾曲する曲線を描く。従って、後側曲線部１１Ｂは、曲率中心が車幅方向の外側に配置されるような曲線を描く。前側曲線部１１Ａと後側曲線部１１Ｂとの境界点ＴＰ（図１参照）は、曲線が曲がる向きが変化する変曲点となる。

このような形状によれば、ガイド部１１の前端部が車幅方向において荷台５の側面５ａに近い位置に配置されているため、車両１の外側付近を流れている空気を、床下空間に取り込み易い（図３のＦ１参照）。更に、ガイド部１１の前側曲線部１１Ａは、車幅方向の外側へ向かって膨らむように湾曲するため、床下空間へ取り込んだ空気の流れをスムーズに車幅方向の内側へ向かわせることができる。そして、空気がある程度車幅方向の内側までガイドされたら、後側曲線部１１Ｂが、空気の流れを内側へ向かう方向から、前後方向に沿った方向へ戻す。このとき、後側曲線部１１Ｂは、車幅方向の内側へ向かって膨らむように湾曲するため、スムーズに空気の流れを戻すことができる。このようにガイド部１１で取り込まれた空気は、前側箱部材よりも後方の領域では、フレーム３の下方の床下空間を前後方向に流れる（図３のＦ２参照）。なお、車両１の外側を流れる空気のうち、ガイド部１１でガイドされなかった空気は、側壁部１２に沿って後方へ流れる（図３のＦ３参照）。

底壁部１４は、ガイド部１１、側壁部１２、及び後壁部１３の下端部に形成される開口部を塞ぐ平板状の壁部である。底壁部１４は、水平方向と平行となすように広がっている。底壁部１４は、フレーム３の下面３ｂよりも低い位置に配置される。すなわち、ガイド部１１、側壁部１２、及び後壁部１３は、フレーム３の下面３ｂよりも低い位置に配置される。これにより、前側箱部材１０は、フレーム３の下方の床下空間に空気をガイドすることができる。

なお、車幅方向の一方の車輪４と他方の車輪４は、図示されないシャフトなどで連結される。一方の車輪６と他方の車輪６も同様である。フレーム３の下側には、車輪４の手前側に、ガイド板などを設けてもよい。この場合、中央位置における空気の流れ（図３のＦ２参照）が、ガイド板によって、車輪４，６の手前の位置にて、一時的に下方へガイドされる。これにより、空気が、シャフトを回避するように流れることができる。

後側箱部材２０の構造について詳細に説明する。後側箱部材２０は、車輪６の後側において、当該車輪６と前後方向に対向するように離間した状態で、設けられる。後側箱部材２０は、一定の断面形状にて、荷台５の下面５ｂから下方へ向かって延びる。後側箱部材２０は、ガイド部２１と、側壁部２２と、前壁部２３と、底壁部２４と、を備える。

側壁部２２は、車幅方向の内側において、前後方向において直線状に延びる平板状の壁部である。側壁部２２は、上下方向から見て、車輪４，６の内側の側面と略同じ位置に設けられている。前壁部２３は、側壁部２２の前端部から車幅方向の外側へ向かって直線状に延びる平板状の壁部である。前壁部２３は、車幅方向と平行に延びるため、側壁部２２に対して直角をなす。前壁部２３は、車輪６と前後方向に対向するように配置される。なお、前壁部２３と車輪６との離間距離は特に限定されないが、車輪６の泥などを前壁部２３が周囲に飛び散らないように受け止められる距離に配置されることが好ましい。なお、側壁部２２の前後方向の長さは、前壁部２３の車幅方向の長さよりも長い。従って、箱部材２０は、前後方向に長手方向を有するような構造となる。

ガイド部２１は、後側箱部材２０の車幅方向における外側に設けられる。ガイド部２１は、前方から流れる空気を車幅方向の内側へ絞るようにガイドする形状を有する。ガイド部２１は、前端部から後方へ延びるに従って、車幅方向の内側へ向かうような形状を有している。従って、ガイド部２１の前端部は前壁部２３の車幅方向の外側の端部と接続される位置に配置されるのに対し、ガイド部２１の後端部は、側壁部２２の後端部に接続される位置に配置される。

本実施形態では、ガイド部２１は、上下方向から見て曲線を描く。ガイド部２１は、車幅方向の外側へ向かって膨らむように湾曲する曲線を描く。従って、ガイド部２１は、曲率中心が車幅方向の内側に配置されるような曲線を描く。

このような形状によれば、ガイド部２１の前端部が車幅方向において荷台５の側面５ａに近い位置に配置されているため、車両１の外側付近を流れている空気の流れ（図３のＦ３参照）を、車両１の後端付近において、内側に絞り易い（図３のＦ４参照）。これにより、外側を流れていた空気が内側に絞られて、中央位置を流れていた空気の流れ（図３のＦ２参照）と合流する。なお、後側箱部材２０の側壁部２２は、前後方向に直線状に延びているため、中央位置の流れをスムーズに後方へガイドすることができる。

底壁部２４は、ガイド部２１、側壁部２２、及び前壁部２３の下端部に形成される開口部を塞ぐ平板状の壁部である。底壁部２４は、水平方向と平行となすように広がっている。底壁部２４は、フレーム３の下面３ｂよりも低い位置に配置される。すなわち、ガイド部２１、側壁部２２、及び前壁部２３は、フレーム３の下面３ｂよりも低い位置に配置される。これにより、後側箱部材２０は、フレーム３の下方の床下空間に空気をガイドすることができる。

次に、本実施形態に係る車両床下構造１００の作用・効果について説明する。

まず、図４及び図５を参照して、比較例に係る車両床下構造２００について説明する。図４に示すように、比較例に係る車両床下構造２００は、箱部材１０，２０を有しておらず、車輪４，６の前後にマッドガード２０１，２０２を有している。マッドガード２０１，２０２は、車輪４，６と前後方向に対向する位置にて、車幅方向に延びる板状の部材である。また、後部構造１Ｂの前側の領域には、燃料タンク２０３が設けられている。

比較例に係る車両床下構造２００を採用した車両１を８０ｋｍ／ｈで走行させたときの流線ベクトルを図５に示す。図５に示すように、床下空間に流れ込んだ空気は、燃料タンク２０３、及びマッドガード２０１，２０２と衝突することによって、流れが乱れている。また、車両１の床下側における空気の流れは全般的に遅くなる。その一方、車両１の天井の上側の領域は、床下のように空気抵抗となる部材が少ないため、空気の流れが速い。従って、車両の床下側の空気の流れの速度と、天井の上側の空気の流れの速度との間で、大きな差が生じる。このような場合、車両１の車両後方の空間には、大きな渦領域が形成されるようになる。このような車両後方の大きな渦領域によって負圧が発生するが、当該負圧は空気抵抗の原因となる。

これに対し、本実施形態に係る車両床下構造１００は、車輪４の前側に設けられる前側箱部材１０、及び車輪６の後側に設けられる後側箱部材２０を備える。この箱部材１０，２０は、床下における空気の流れをガイドするガイド部１１，２１を有する。従って、箱部材１０，２０は、車両１の前後方向における両側にて、空気抵抗を少なく出来るような態様にて、空気の流れを調整することができる。また、このようなガイド部１１，２１を有する部材は、箱部材１０，２０であるため、内部に燃料や工具などを収容する収容部としても兼用することができる。従って、車両床下構造１００の部材が増加することを抑制できるため、空気抵抗の増加を抑制できる。以上より、車両床下構造１００の空気抵抗を低減することができる。

車輪４，６の前後方向における両方に箱部材１０，２０が設けられている。この場合、車両床下構造１００は、車輪４，６の前後方向の両方において、空気の流れを調整することができる。

車輪４の前側に設けられる前側箱部材１０のガイド部１１は、前方から流れる空気を車幅方向の内側へガイドする。この場合、前側箱部材１０は、車幅方向の両側の車輪４，６間の中央位置のスペースへ空気をガイドすることができる。当該スペースにガイドされた空気は、後方へスムーズに流れることができる（図３のＦ２参照）。

ガイド部１１は、前側箱部材１０の車幅方向における内側に設けられ、上下方向から見て複合曲線を描いている。この場合、ガイド部１１は、車幅方向の中央位置のスペースへ空気をガイドするときに、位置に応じて適切な曲がり具合で空気の軌道を調整することができる（図３のＦ１参照）。

車輪６の後側に設けられる後側箱部材２０のガイド部は、前方から流れる空気を車幅方向の内側へ絞るようにガイドする。この場合、車両後側における渦領域を縮小することができる。

具体的に、本実施形態に係る車両床下構造１００を採用した車両１を８０ｋｍ／ｈで走行させたときの流線ベクトルを図３に示す。図３に示すように、車両１の車幅方向の外側を流れている空気の一部は、前側箱部材１０のガイド部１１によって、中央位置のスペースにスムーズにガイドされる（Ｆ１参照）。その一方、空気の一部は、前側箱部材１０の側壁部１２によって後方へスムーズにガイドされる（Ｆ２参照）。このように、前側箱部材１０は、マッドガード２０１のような流れの乱れを生じることなく（図５参照）、空気を後方へスムーズに流すことができる。すなわち、車輪４の前側における空気抵抗を低減することができる。

中央位置の空気の流れ（Ｆ１参照）は、後側箱部材２０の側壁部２２によって、後方へスムーズにガイドされる。また、車両１の外側を流れる空気（Ｆ３参照）は、ガイド部２１によって、内側へ絞られて（Ｆ４参照）、スムーズに中央位置の流れと合流する。このように、後側箱部材２０は、マッドガード２０２のような流れの乱れを生じることなく（図５参照）、空気を後方へスムーズに流すことができる。すなわち、車輪６の後側における空気抵抗を低減することができる。また、空気を中央位置に集めて真っ直ぐに後方へ流し、更に車両の後側でガイド部２１で空気の流れを絞ると、床下側の空気の流れの速度を大きくすることができる。すると、車両の床下側の空気の流れの速度と、天井の上側の空気の流れの速度との間での速度差を低減することができる。そして、車両１の車両後方の空間における渦領域を縮小することができる。その結果、空気抵抗の原因となる負圧を低減することができる。

また、箱部材１０，２０は、燃料や工具を収容する収容部としても機能する。従って、前側箱部材１０の手前側の領域から、燃料タンク２０３（図５参照）のような空気抵抗となり得る部材を除くことができる。その結果、前側箱部材１０の手前側での空気の乱れを抑制できる。また、箱部材１０，２０は、マッドガードとして機能することもできるので、別途マッドガード２０１，２０２を設けて空気抵抗となるような床下の部材を増やす必要がない。以上のように、車両床下構造１００の部材が増加することを抑制できるため、空気抵抗の増加を抑制できる。

以上のように、本実施形態に係る車両床下構造１００を採用することで、図５に示す比較例に係る車両床下構造２００を採用した場合に比して、空気抵抗を約５％低減することができた。その結果、車両の燃費を低減することもできる。

本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。

例えば、箱部材の数は特に限定されず、適宜省略、追加してもよい。従って、前側箱部材１０及び後側箱部材２０の一方を省略してもよい。

また、箱部材を追加して、図６に示すような構造を採用してもよい。図６に示す例においては、前側箱部材１０に対して、前側に離間した位置に他の箱部材３０が設けられる。この箱部材３０は前方から流れる空気を車幅方向の内側へガイドする。箱部材３０は、後側箱部材２０のガイド部２１、側壁部２２、前壁部２３、及び底壁部２４と同趣旨のガイド部３１、側壁部３２、前壁部３３、及び底壁部３４を有する。この場合、箱部材３０が、車幅方向の中央位置のスペースに空気を予めガイドしておくことで、前側箱部材１０が、スムーズに空気をガイドすることができる。

各箱部材のガイド部は、曲線（流線形）であったが、ガイド部の形状は特に限定されるものではない。例えば、ガイド部は、上下方向から見て、直線状に傾斜するような形状でもよく、複数の直線が段階的に曲がるような形状であってもよい。また、箱部材の全体的な形状も、上述の実施形態や変形例に限定されるものではなく、空気抵抗を低減できるように空気をガイドできる形状であれば、どのような形状が採用されてもよい。

また、上述の実施形態では、車両としてトラックを例示したが、車両の種類は特に限定されず、トラック以外の搬送車両でもよく、バスなどの箱形車両などであってもよい。

１…車両、４，６…車輪、１０…前側箱部材（箱部材）、１１…ガイド部、２０…後側箱部材（箱部材）、２１…ガイド部、３０…箱部材（他の箱部材）、１００…車両床下構造。

Claims (6)

1. 車両の床下に設けられる車輪と、
   前記車輪の前後方向における少なくとも一方に設けられる箱部材と、を備え、
   前記箱部材は、前記床下における空気の流れをガイドするガイド部を有する、車両床下構造。
2. 前記車輪の前後方向における両方に前記箱部材が設けられる、請求項１に記載の車両床下構造。
3. 前記車輪の前側に設けられる前記箱部材の前記ガイド部は、前方から流れる空気を車幅方向の内側へガイドする、請求項１又は２に記載の車両床下構造。
4. 前記車輪の前側に設けられる前記箱部材の前記ガイド部は、前記箱部材の前記車幅方向における内側に設けられ、上下方向から見て複合曲線を描く、請求項３に記載の車両床下構造。
5. 前記車輪の後側に設けられる前記箱部材の前記ガイド部は、前方から流れる空気を車幅方向の内側へ絞るようにガイドする、請求項１〜４の何れか一項に記載の車両床下構造。
6. 前記車輪の前側に設けられる前記箱部材に対して、前側に離間した位置に他の箱部材が設けられ、
   前記他の箱部材は前方から流れる空気を車幅方向の内側へガイドする、請求項１〜５の何れか一項に記載の車両床下構造。
   

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