JP5067104B2

JP5067104B2 - 車両下部構造

Info

Publication number: JP5067104B2
Application number: JP2007260088A
Authority: JP
Inventors: 康一山岸; 成人藤井; 浩史山田; 重則長田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-10-03
Filing date: 2007-10-03
Publication date: 2012-11-07
Anticipated expiration: 2027-10-03
Also published as: WO2009044254A8; US8366178B2; WO2009044254A1; EP2195227A1; US20110095562A1; CN101815643A; JP2009090681A

Description

本発明は、車体床下における流体の流れを安定させる車両下部構造に関する。

車体床下に空力的な装備が設けられていない場合、車体床下では、空気の流れが安定せず、空気の流れが後端でスムーズに拡散しない。そのため、車両安定性が低下し、空気抵抗も増大する。そこで、スポーツカーなどでは、車体床下の後端部にディフューザが設けられ、さらに、ディフューザに平板の整流フィンが設けられたものもある。また、特許文献１に記載の構造では、リアバンパに対して所定の通気間隙をあけた下方位置にアンダスポイラが水平方向に設けられている。
実開平３−１０３８８２号公報

しかし、ディフューザや平板の整流フィンでは、空気の流れの変化が少なく、安定した流れを十分に得られない。また、リアバンパの下方に通気間隙をあけてアンダスポイラを設ける場合、ある程度の地上高が必要であり、ディパーチャーアングルにも影響を与えるので、一般の乗用車などには採用し難い。さらに、構造も複雑となり、空気抵抗も増加する。

そこで、本発明は、車体床下の流体の流れを安定させる車両下部構造を提供することを課題とする。

本発明に係る車両下部構造は、車体床下に取り付けられ、車体床下の流体の流れを整流する整流フィンを備える車両下部構造であって、整流フィンは、車両後方側が車両前方側よりとがっており、車両前方側が車両後方側より曲線的な形状で、車両左右方向に翼厚を有する翼型フィンであることを特徴とする。

この車両下部構造では、車体床下に翼型フィンが配設される。翼型フィンは、平面形状が翼の断面形状をしたフィンである。翼型フィンは、車体床下に設けられた場合に車両後方側が鋭くとがった形状であり、前方側が後方側より曲線的な形状であり、車両左右方向に翼厚を有している。この車両下部構造では、この翼型フィンの作用により、車体床下における流体（空気）の流れがスムーズになり、流速が増す。これによって、車体床下に入った流体の流れを安定させ、その流体の流れを効果的に拡散できる。その結果、高速走行時の車両安定性が向上するとともに、空気抵抗も低減する。

本発明の上記車両下部構造では、翼型フィンは、車両後方に向かって路面からの高さが増加する切り上げ角度を有する車両床下のディフューザまたはフロアカバーに直接設けられる。切り上げ角度は、路面に対する角度である。この切り上げ角度が大きくなるほど、その切り上げ角度を有する箇所における車両後方側の位置が路面に対して高くなる。したがって、翼型フィンの後方側（とがった側）の位置が前方側より高くなる。このように、この車両下部構造では、車両床下の切り上げ角度を有する箇所に翼型フィンを設けることにより、流体の流れがよりスムーズになり、流体の流れがより安定化する。また、切り上げ角度は、４〜６°である。この切り上げ角度の４〜６°は、一般的な乗用車での車速、車体床下での流体の流速、車両の上下方向の変動などを考慮した値である。

本発明の上記車両下部構造では、翼型フィンは、車体後方の床下に設けられる。この車両下部構造では、車体床下における流体の流れを拡散する箇所である車体後方の床下に翼型フィンを設けるので、流体の流れをより効果的に拡散できる。

本発明の上記車両下部構造では、翼型フィンの形状は、最大翼厚比が８〜１７％であり、最大翼厚位置が３０〜３５％である。最大翼厚比は、最大翼厚／翼弦長である。最大翼厚位置は、前縁から最大翼厚の位置までの長さ／翼弦長である。このように、この車両下部構造では、最大翼厚比を８〜１７％、最大翼厚位置を３０〜３５％とした形状とすることにより、流体の流れがより安定化する。この最大翼厚比の８〜１７％、最大翼厚位置の３０〜３５％は、流体の流れをスムーズできる翼の形状を規定する値であり、一般的な翼の形状を考慮した値である。

本発明は、車体床下に翼型フィンを設けることにより、車体床下の流体の流れを安定させることができる。

以下、図面を参照して、本発明に係る車両下部構造の実施の形態を説明する。

本実施の形態では、本発明に係る車両下部構造を、一般的な乗用車の車両下部構造に適用する。本実施の形態に係る車両下部構造では、車体床下の後方側に翼型フィンを２個設ける。本実施の形態には、翼型フィンの取付位置の違いにより２つの形態があり、第１の実施の形態がリアのディフューザに取り付ける形態であり、第２の実施の形態がフロアカバーの後部に取り付ける形態である。

図１〜図４を参照して、第１の実施の形態に係る車両下部構造１について説明する。図１は、第１の実施の形態に係る車両下部構造を備える車両の側面図である。図２は、本実施の形態に係る翼型フィンの斜視図である。図３は、図１における翼型フィン周辺の拡大図である。図４は、本実施の形態に係る翼型フィンの平面図である。

車両下部構造１は、車体床下の空気の流れを安定させる空力構造を有する。そのために、車両下部構造１では、２個の翼型フィン１０，１０をリアのディフューザ１１に設ける構造である。

翼型フィン１０は、平面形状が翼の断面形状をしたフィンであり、所定の高さを有している。翼型フィン１０の平面形状は、図４に示すように、車両に取り付けられた場合の車両での左右前後方向を基準として、左右対称の形状であり、車両後方側が前方側より鋭くとがった形状であり、前方側が後方側より曲線的な形状である。したがって、翼型フィン１０の翼厚（車両左右方向の幅）は、前縁から最大翼厚Ｗの位置まで厚くなり、最大翼厚Ｗの位置から後縁まで徐々に細くなる。

翼型フィン１０の平面形状は、最大翼厚比が８〜１７％の範囲内の値かつ最大翼厚位置が３０〜３５％の範囲内の値となる形状である。最大翼厚比は、最大翼厚Ｗ／翼弦長Ｌ（翼型の前縁と後縁とを結んだ直線の長さ）であり、値が小さくなるほど細長い形状となる。最大翼厚位置は、前縁から最大翼厚Ｗの位置までの長さＬ’／翼弦長Ｌであり、値が小さいほど最大翼厚が前縁側に位置し、後縁側がとがった形状となる。この最大翼厚比の８〜１７％、最大翼厚位置の３０〜３５％は、車体床下における空気の流れをスムーズできる翼の形状を規定する値であり、一般的な翼の形状を考慮した値である。

ディフューザ１１は、整流板であり、車体床下における空気の流れが拡散する箇所に設けられる。ディフューザ１１は、図３に示すように、路面に対する切り上げ角度θが４〜６°の範囲内の値の角度で配置される。切り上げ角度θを有する箇所は、車両後方に向かって路面からの高さが増加する。したがって、切り上げ角度θが大きくなるほど、ディフューザ１１の後方側が路面に対して高くなる。この切り上げ角度の４〜６°は、一般的な乗用車での車速、車体床下での空気の流速、車両の上下方向の変動などを考慮した値であり、実験などによって設定された値である。

ディフューザ１１は、リアのバンパの下面の中央部に取り付けられ、バンパに沿った切り上げ角度θとなる。このディフューザ１１には、２個の翼型フィン１０，１０が、車両前後方向に沿って平行に、とがった側を後方にして取り付けられる。したがって、翼型フィン１０，１０も、車体床下における空気の流れが拡散する箇所に位置し、切り上げ角度がディフューザ１１と同じ角度となり、翼型フィン１０の後縁側の高さ位置が前縁側より高くなる。

このような構成の車両下部構造１では、翼型フィン１０，１０によって、車両走行中に車両前端から車体床下に入った空気の流れがスムーズになり、空気の流速が増す。そのため、車体床下において空気の流れが安定し、空気の流れが車両後端でスムーズに拡散する。

この車両下部構造１によれば、リアのディフューザ１１に翼型フィン１０，１０を設けることにより、空気の流れを安定させることができる。その結果、高速走行時の車両安定性が向上するととともに、空気抵抗が低減する。

特に、車両下部構造１では、切り上げ角度θが４〜６°のディフューザ１１に翼型フィン１０，１０を設けることにより、空気の流れをよりスムーズにすることができ、空気の流れをより安定させることができる。また、車両下部構造１では、翼型フィン１０の平面形状を最大翼厚比が８〜１７％かつ最大翼厚位置が３０〜３５％の形状とすることにより、空気の流れをよりスムーズにすることができ、空気の流れをより安定させることができる。また、車両下部構造１では、翼型フィン１０を車体床下の後方のディフューザ１１に設けることにより、車体床下で空気の流れがより効果的に拡散する。

図５を参照して、第２の実施の形態に係る車両下部構造２について説明する。図５は、第２の実施の形態に係る車両下部構造を備える車両の側面図である。

車両下部構造２は、第１の実施の形態に係る車両下部構造１と比較すると、翼型フィンの取付位置だけが異なる。車両下部構造２は、２個の翼型フィン２０，２０をフロアカバー２１に設ける構造である。なお、第２の実施の形態では、フロアカバーとしては前席側と後席側で分割されたフロアカバーを示している。

フロアカバー２１は、車両床下を覆う後席側のフロアカバーである。フロアカバー２１は、図５に示すように、車体床下の後席側に、路面に対する切り上げ角度θが４〜６°の範囲内の値の角度で取り付けられる。このフロアカバー２１には、２個の翼型フィン２０，２０が、車両前後方向に沿って平行に、とがった側を後方にして取り付けられる。したがって、翼型フィン２０，２０も、切り上げ角度がフロアカバー２１と同じ角度となり、翼型フィン２０の後縁側の高さ位置が前縁側より高くなる。

このような構成の車両下部構造２でも、第１の実施の形態に係る車両下部構造１と同様に、翼型フィン２０，２０によって車体床下において空気の流れがスムーズになり、空気の流れが安定し、空気の流れが車両後端でスムーズに拡散する。

この車両下部構造２でも、第１の実施の形態に係る車両下部構造１と同様の効果を奏する。

以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されることなく様々な形態で実施される。

例えば、本実施の形態では一般的な乗用車に適用したが、様々な車種（例えば、スポーツカー）に適用可能である。

また、本実施の形態では翼型フィンを２個設ける構成としたが、翼型フィンの個数については特に限定するものではなく、１個、３個などでもよい。なお、空気抵抗を考慮し、個数は多過ぎないほうがよい。

また、本実施の形態では翼型フィンの形状の一例を示しており、平面形状が翼の断面形状であれば他の形状でもよい。例えば、上面と底面が同じ大きさではなく、底面が上面より大きく、側面視して台形状のものでもよい。平面形状が左右対称ではなく、左右非対称のものでもよい。

また、本実施の形態ではリアのディフューザとフロアカバーの後部に翼型フィンを設ける構成としたが、車体床下における空気の流れが拡散する箇所であり、車体床下の空気の流れを安定化できれば、他の箇所に設けてもよい。

また、本実施の形態では切り上げ角度が４〜６°の範囲内のディフューザなどに翼型フィンを設ける構成としたが、切り上げ角度を有さない箇所に設けるようにしてもよいし、４〜６°の範囲外の切り上げ角度を有する箇所に設けるようにしてもよい。例えば、スポーツカーの場合、切り上げ角度がもう少し大きいほうが望ましい。

また、本実施の形態では最大翼厚比が８〜１７％の範囲内かつ最大翼厚位置が３０〜３５％の範囲内の形状である翼型フィンとしたが、これらの範囲外の最大翼厚比あるいは範囲外の最大翼厚位置である形状としてもよい。

第１の実施の形態に係る車両下部構造を備える車両の側面図である。本実施の形態に係る翼型フィンの斜視図である。図１における翼型フィン周辺の拡大図である。本実施の形態に係る翼型フィンの平面図である。第２の実施の形態に係る車両下部構造を備える車両の側面図である。

符号の説明

１，２…車両下部構造、１０，２０…翼型フィン、１１…ディフューザ、２１…フロアカバー

Claims

車体床下に取り付けられ、車体床下の流体の流れを整流する整流フィンを備える車両下部構造であって、
前記整流フィンは、車両後方側が車両前方側よりとがっており、車両前方側が車両後方側より曲線的な形状で、車両左右方向に翼厚を有する翼型フィンであり、
前記翼型フィンは、車両後方に向かって路面からの高さが増加する４〜６°の切り上げ角度を有する車体後方の車両床下のディフューザまたはフロアカバーに直接設けられ、
前記翼型フィンの形状は、最大翼厚比が８〜１７％であり、最大翼厚位置が３０〜３５％であることを特徴とする車両下部構造。