JP4556559B2

JP4556559B2 - 車両の床下構造

Info

Publication number: JP4556559B2
Application number: JP2004246450A
Authority: JP
Inventors: 義浩岡田; 哲岡本; 勝知北; 吉昭村上
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2004-08-26
Filing date: 2004-08-26
Publication date: 2010-10-06
Anticipated expiration: 2024-08-26
Also published as: CN1740022A; JP2006062494A; CN100500497C

Description

本発明は、車両の床下構造に関し、車両の空気抵抗係数及び揚力係数の改善技術の分野に属する。

自動車の空力特性をあらわす指標としては、例えば、走行抵抗等に関与するＣｄ値（空気抵抗係数）や操縦安定性等に関与するＣｌ値（揚力係数）があり、これらの値が小さいほど一般に良好な走行性能が得られる。これらの値に大きな影響を及ぼすものとしては、例えば、走行中の車両の両側部後方に生じる一対のらせん状渦（以下、単に「渦」という）があり、上記Ｃｄ値及びＣｌ値を低減するには、如何にこの渦を弱くするかが重要である。その方策としては、例えばボディ形状の工夫があり、また、他の方策としては、上記渦についての言及はないものの、特許文献１に開示されているように、後輪よりも前方におけるフロアパネルの下方に、車両床下の空気流を整流するための略平板状のアンダーカバーを設けることが考えられる。

特開平７−５２８３３号公報

ところで、車両の後部、例えば上記のようにアンダーカバーが設けられるエリアの後方には、フロアパネルの下方に、エンジンから延びる排気管の一部や、燃料タンク等の補機が設けられる場合が多いが、この場合、例えば当該補機が特許文献１のアンダーカバー面よりも低い位置にまで突出して設けられていると、アンダーカバーの下方を通過した空気流が補機に衝突した後、その一部が車幅方向外方に流れて車体側面に流出すると共に、この流出した空気流が車体側面に沿って車両後方に流れて上記車両後方の渦に合流することにより、該車両後方の渦が強められてしまい、この結果、アンダーカバーを設けたとしても、上記Ｃｄ値及びＣｌ値を十分に低減することができないという問題がある。

そこで、本発明は、フロアパネルの下面側を覆う略平面状のアンダーカバーが後輪よりも車両前方側に設けられた車両において、アンダーカバーの後方に燃料タンク等の補機を設けた場合でも、Ｃｄ値及びＣｌ値を低減することができる車両の床下構造を提供することを課題とする。

すなわち、本願の請求項１に記載の発明（以下、第１発明という）は、フロアパネルの下面側を覆う略平面状のアンダーカバーが後輪よりも車両前方側に設けられた車両の床下構造であって、上記アンダーカバーの後方に、該アンダーカバー面よりも下方に突出して補機が設けられていると共に、該アンダーカバーの後端部における、車幅方向中央寄りで、上記補機の少なくとも一部が後方に位置する部分に、斜め下方に向けて延びるフラップ部が設けられており、かつ該アンダーカバーの後端部における上記フラップ部の車幅方向外方側の部位は水平面部とされていることを特徴とする。

また、本願の請求項２に記載の発明（以下、第２発明という）は、フロアパネルの車幅方向略中央部分には、上方に膨出するフロアトンネル部が設けられていると共に、アンダーカバーは上記フロアトンネル部の左右に分割して設けられており、フラップ部は、左右に分割されたアンダーカバーの車幅方向内方端にまで設けられていることを特徴とする。

そして、本願の請求項３に記載の発明（以下、第３発明という）は、第１発明または第２発明において、補機は、燃料タンクと排気管との少なくとも一方であることを特徴とする。

さらに、本願の請求項４に記載の発明（以下、第４発明という）は、第１発明から第３発明のいずれかにおいて、アンダーカバーには車両前後方向に延びるビードが設けられていると共に、該ビードがフラップ部にまで延びていることを特徴とする。

次に、本発明の効果について説明する。

まず、第１発明によれば、アンダーカバーの後方に、該アンダーカバー面よりも下方に突出して補機が設けられているので、アンダーカバーの下方を通過した空気流が補機に衝突し、この衝突した空気流が車幅方向外方に向けて流れ出そうとするが、アンダーカバーの後端部における、車幅方向中央寄りで、上記補機の少なくとも一部が後方に位置する部分に、斜め下方に向けて延びるフラップ部が設けられているので、上記空気流が車幅方向外方に向けて流れ出すのが抑制される。

すなわち、アンダーカバーの後端部における、車幅方向中央寄りで補機の少なくとも一部が後方に位置する部分にフラップ部が設けられていることにより、その後方に負圧領域が形成され、該負圧領域により、フラップ部の車幅方向外側を後方に向かって流れてきた空気流に車幅方向内方側への吸引力が作用するので、空気流が、車幅方向外方に向けて流れ出すことなく、ほぼ車両後方に向けて流れることとなる。そして、この結果、車体側方に流出する空気流が、フラップ部がない場合よりも少なくなって車体後方における空気流の渦が小さくなり、Ｃｄ値及びＣｌ値が改善されることとなるのである。

また、第２発明によれば、アンダーカバーが小さくなり、その成形性が向上する。

そして、第３発明によれば、燃料タンク及び排気管は一般にフロアパネルの下方に突出して設けられるので、このような場合に顕著な効果が奏される。

また、第４発明によれば、ビードにより、アンダーカバーの剛性、特に剛性の確保が困難なフラップ部の剛性を良好に確保することができると共に、空気流の整流を行うこともできる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

図１に示すように、本実施の形態に係る車両１は、車両前部（図上、左側）のエンジンルーム２内にエンジン３が配設されて前輪４，４が駆動されるＦＦ（フロントエンジンフロントドライブ）タイプの車両であり、車両１の床下面を構成するフロアパネル５の車幅方向略中央部には、上方に（車室側に）膨出するフロアトンネル部６が形成されている。

該フロアトンネル部６の車幅方向左右には、前輪４，４よりも車両後方側で、後輪７，７よりも車両前方側に、該フロアパネル５の下面側を覆う略平面状のアンダーカバー８，９が設けられている。

これらアンダーカバー８，９の車両後方側には、燃料タンク１０が設けられ、図２、図３（図２は図１のＡ−Ａ矢視図、図３は図１のＢ−Ｂ矢視図である）に示すように、フロアパネル５の下方に突出し、その下面は後述するアンダーカバー８，９の水平面部２１，３１よりも下方に位置している。

フロアトンネル部６内には、エンジン３から車両後方に延びる排気管１１が配設され、上記フロアトンネル部６の車両後方端近傍で折曲して燃料タンク１０の側面に沿うように後方に延びている。なお、排気管１１も、その下端がアンダーカバー８，９の水平面部２１，３１の高さよりも下方に位置している。

また、燃料タンク１０の左端部側（図上、上部側）には、図１、図３に示すように、該燃料タンク１０と排気管１１とを隔離する隔離板１２が設けられている。なお、隔離板１２が燃料タンク１０の最も低い面よりも下方に突出しないように、この隔離板１２の下面の高さは、燃料タンク１０の下面の高さとほぼ同じとされている。

ここで、上記アンダーカバー８は、図１、図４（アンダーカバー８の上面側を、図１の矢印Ｃで示す方向（やや上方側）から見た斜視図）に示すように、水平面部２１と、該水平面部２１の車幅方向内方端側（図４に符号Ｗｒで示す範囲）の後端から斜め下方に（図４に符号Ｌｒで示す範囲）延びるフラップ部２２と、該フラップ部２２の後端から後方に水平に延びる延長部２３とを有する。フラップ部２２の幅Ｗｒは、該フラップ部２２の後方に燃料タンク１０と排気管１１との少なくとも一部が位置するように設定されている。

水平面部２１及び延長部２３には、車両前後方向に延びる複数の補強用ビード２４…２４が形成され、その一部はフラップ部２２にまで延びている。

水平面部２１には、当該アンダーカバー８をフロアパネル５等の車体構成部材に固定する際にリベット等が挿通される複数の孔部２５…２５が設けられていると共に、アンダーカバー８の周縁部における所定の箇所には、該カバー８の補強等を目的とするフランジ状の折曲部２６が設けられている。

他方、アンダーカバー９は、図１、図５（アンダーカバー９の上面側を、図１の矢印Ｄで示す方向（やや上方側）から見た斜視図である）に示すように、水平面部３１と、該水平面部３１の車幅方向内方端側（図５に符号Ｗｌで示す範囲）の後端から斜め下方に（図５に符号Ｌｌで示す範囲）延びるフラップ部３２とを有する。フラップ部３２の幅Ｗｌは、該フラップ部３２の後方に燃料タンク１０の少なくとも一部が位置するように設定されている。

水平面部３１には、車両前後方向に延びる複数の補強用ビード３３…３３が形成され、その一部はフラップ部３２にまで延びている。

水平面部３１には、当該アンダーカバー９をフロアパネル５等の車体構成部材に固定する際にリベット等が挿通される複数の孔部３４…３４が設けられていると共に、アンダーカバー９の周縁部における所定の箇所には、該カバー９の補強等を目的とするフランジ状の折曲部３５が設けられている。

次に、本実施の形態の作用について説明する。

図６〜図８に示すように、車両１の前部（図上、左側）から車体の下方に流入した空気流は、エンジンルーム２の下方を通過した後、フロアパネル５の下方を通過していくこととなるが、本実施の形態においては、フロアパネル５の下面に略平面状のアンダーカバー８，９が設けられていると共に、該アンダーカバー８，９にビード２４…２４，３３…３３が形成されているので、アンダーカバー８，９の下方の空気流Ｆ１〜Ｆ４はビード２４…２４，３３…３３に導かれて後方に流れることとなる。

その場合に、これらの空気流Ｆ１〜Ｆ４のうち、アンダーカバー８，９の車幅方向内側を流れる空気流Ｆ１，Ｆ２は、図７、図８に示すように、フラップ部２２，３２に沿って斜め下方に流れ、燃料タンク１０等に衝突することなく、燃料タンク１０及び排気管１１の下方を通過していく。つまり、これらの空気流Ｆ１，Ｆ２は、図６に示すように、ほぼ直線的に後方に流れることととなる。

これに対し、アンダーカバー９の車幅方向外方端側、特にフラップ部３２よりも車幅方向外側を流れる空気流Ｆ３は、排気管１１に衝突し、車幅方向外方に流れようとするが、上記フラップ部３２の後方に負圧領域Ｖｌが形成されているので、上記空気流Ｆ３に該負圧領域Ｖｌ側への吸引力が作用し、この結果、空気流Ｆ３は車両後方に向かって流れることとなる。

一方、アンダーカバー８の車幅方向外方端側、特にフラップ部２２よりも車幅方向外側を流れる空気流Ｆ４は、燃料タンク１０の車両前方側側面の一部に衝突し、車幅方向外方に流れようとするが、上記フラップ部２２の後方に負圧領域Ｖｒが形成されているので、上記空気流Ｆ４に該負圧領域Ｖｒ側への吸引力が作用し、この結果、空気流Ｆ４は車両後方に向かって流れることとなる。

すなわち、本実施の形態によれば、フラップ部２２，３２を設けたことにより、空気流Ｆ１〜Ｆ４の全てが、図６に符号Ｆ１′〜Ｆ４′で示すように車幅方向外方に向かって流れることなく、まっすぐ後方に流れることとなる。

なお、図９，１０は、アンダーカバー８，９にフラップ部２２，３２を設けたことによる効果を検証するために、フラップ部２２，３２が設けられていない場合及びフラップ部２２，３２が設けられている場合のそれぞれについて、他の条件は同条件として、フラップ部２２，３２の配設位置の前後（図６にＸ，Ｙで示す位置、フラップ部２２，３２が設けられていない場合についても車両前後方向における同位置）及びリヤサスペンションの後方（図６にＺで示す位置）で車両床下の空気流の流速を実測したものである。なお、図９は、フラップ部２２，３２が設けられていない場合を示し、図１０は、フラップ部２２，３２が設けられている場合を示す。

まず、フラップ部２２，３２が設けられていない場合、図９から明らかなように、車両床下の流速の最も大きい車両幅方向位置は、フラップ部２２，３２の前方位置Ｘ、フラップ部２２，３２の後方位置Ｙ、リヤサスペンションの後方位置Ｚと徐々に外方に広がっていっていることが分る。これは、車両床下の空気流が、燃料タンク１０や排気管１１に衝突することにより車幅方向外方に拡散していることを意味する。

これに対し、フラップ部２２，３２が設けられている場合は、図１０から明らかなように、車両床下の流速の最も大きい車幅方向位置は、フラップ部２１，３１の前方位置Ｘ、フラップ部の２１，３１の後方位置Ｙ、リヤサスペンションの後方位置Ｚにおいてもほとんど変化がない。これは、車両床下の空気流が、燃料タンク１０や排気管１１等の存在にもかかわらず、ほぼ車両後方に向けてまっすぐ流れていることを意味する。

以上のように、本実施の形態によれば、アンダーカバー８，９の後端部における車幅方向中央寄りで、燃料タンク１０及び排気管１１（補機）の少なくとも一部が後方に位置する部分に、斜め下方に向けて延びるフラップ部２２，３２が設けられているので、その後方に負圧領域Ｖｒ，Ｖｌが形成され、該負圧領域Ｖｒ，Ｖｌにより、フラップ部２２，３２の車幅方向外側を後方に向かって流れてきた空気流に車幅方向内方側への吸引力が作用し、該空気流が車幅方向外方に向けて流れ出すことなく、ほぼ車両後方に向けて流れることとなる。つまり、車体側方に流出する空気流が減少して車体後方における空気流の渦が小さくなり、Ｃｄ値及びＣｌ値が改善されることとなる。

また、アンダーカバー８，９は上記フロアトンネル部６の左右に分割して設けられているから、アンダーカバー８，９が小さくなり、その成形性が向上する。

また、燃料タンク１０及び排気管１１は一般にフロアパネル５の下方に突出して設けられるが、このような場合に顕著な効果が奏される。

また、アンダーカバー８，９には車両前後方向に延びるビード２４…２４，３３…３３が設けられていると共に、該ビード２４…２４，３３…３３がフラップ部２２，３２にまで延びているから、ビード２４…２４，３３…３３により、アンダーカバー８，９の剛性、特に剛性の確保が困難なフラップ部２２，３２の剛性を良好に確保することができると共に、空気流の整流を行うこともできる。

なお、上記実施の形態においては、アンダーカバーをトンネル部の左右に分割して設けた場合について説明したが、分割しない場合は、フラップ部をアンダーカバーの後端部における車幅方向中央寄りの部分に設ければよい。

本発明は、床下に燃料タンクや排気管等の補機が設けられている車両に広く適用することができる。

本発明の実施の形態に係る車両の概略底面図である。図１のＡ−Ａ矢視図である。図１のＢ−Ｂ矢視図である。右側アンダーカバーの後部の単品斜視図である。左側アンダーカバーの後部の単品斜視図である。本実施の形態の作用の説明図である。同作用の説明図である。同作用の説明図である。アンダーカバーにフラップ部が設けられていない場合における車両床下空気流の流速分布の実測図である。アンダーカバーにフラップ部が設けられている場合における車両床下空気流の流速分布の実測図である。

符号の説明

１車両
５フロアパネル
６フロアトンネル部
７，７後輪
８，９アンダーカバー
１０燃料タンク（補機）
１１排気管（補機）
２２，３２フラップ部
２４…２４ビード
３３…３３ビード

Claims

フロアパネルの下面側を覆う略平面状のアンダーカバーが後輪よりも車両前方側に設けられた車両の床下構造であって、上記アンダーカバーの後方に、該アンダーカバー面よりも下方に突出して補機が設けられていると共に、該アンダーカバーの後端部における、車幅方向中央寄りで、上記補機の少なくとも一部が後方に位置する部分に、斜め下方に向けて延びるフラップ部が設けられており、かつ該アンダーカバーの後端部における上記フラップ部の車幅方向外方側の部位は水平面部とされていることを特徴とする車両の床下構造。
フロアパネルの車幅方向略中央部分には、上方に膨出するフロアトンネル部が設けられていると共に、アンダーカバーは上記フロアトンネル部の左右に分割して設けられており、フラップ部は、左右に分割されたアンダーカバーの車幅方向内方端にまで設けられていることを特徴とする請求項１に記載の車両の床下構造。
補機は、燃料タンクと排気管との少なくとも一方であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両の床下構造。
アンダーカバーには車両前後方向に延びるビードが設けられていると共に、該ビードがフラップ部にまで延びていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の車両の床下構造。