JP5482616B2 - 自動車の前部構造 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンアンダーカバー及びタイヤディフレクタを備える自動車の前部構造に関するものである。

従来より、車両の空力特性を向上させる技術が知られており、その１つに、特許文献１に示すようなタイヤディフレクタを設けるものがある。このタイヤディフレクタは、前輪の前方に配置され、これにより、タイヤハウス内に流入する走行風を低減するためのものである。タイヤハウス内に走行風が流入すると、該走行風がタイヤハウスから流出する際に車両全体の走行風の流れを乱し、車両のＣＤ値（空気抵抗係数）を悪化させるという問題がある。これに対し、タイヤディフレクタを設けることによって、タイヤハウス内へ流入する走行風を低減して、ＣＤ値を向上させている。

特開平１０−３０５７８４号公報

しかしながら、タイヤディフレクタはタイヤハウスへの走行風の流入を低減することができるものの、走行風が衝突するため空気抵抗となってしまう。つまり、タイヤディフレクタを設ける構造においては、空力特性に改良の余地がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、タイヤディフレクタを備えた自動車の前部構造において空力特性をさらに向上させることにある。

本発明は、車両前部のエンジンアンダーカバーと、前輪の前方に設けられたタイヤディフレクタとを備えた自動車の前部構造が対象である。そして、前記エンジンアンダーカバーは、エンジンルームの下方を覆う本体部を有し、前記本体部の車幅方向外側であって前記タイヤディフレクタよりも前方には、後方に向かって下方に延びる傾斜面が設けられ、前記タイヤディフレクタは、前記傾斜面よりも車幅方向外側に突出して設けられ、前記傾斜面の前端部は、前記本体部の前端部よりも後方に位置しているものとする。

ここで、「前方」とは、前後方向における前側の真正面だけを意味するのではなく、車幅方向の位置関係は問わず、前後の位置関係における前であればよい。例えば、「タイヤディフレクタよりも前方」は、タイヤディフレクタの前側の真正面だけでなく、タイヤディフレクタよりも斜め前方も含む。

前記の構成の場合、車体の下方に流入する走行風は、エンジンアンダーカバーの本体部に対応する部分においては、本体部の下面に沿って後方へスムーズに流れていく。該走行風のうち、本体部よりも車幅方向外側の領域に流入する走行風は、一部が傾斜面により下方に案内され、残りがタイヤディフレクタに当たる。このように、本体部よりも車幅方向外側の領域に流入する走行風のうち一部は、下方に逃がされるため、タイヤディフレクタに当たる空気量を低減することができる。

また、タイヤディフレクタを傾斜面よりも車幅方向外側に突出して設けることによって、傾斜面が、エンジンアンダーカバーの本体部に近接することになる。そのため、傾斜面により下方に案内された走行風を、もともと存在する、本体部に沿って流れる走行風に合流させ易くなる。つまり、車両全体の走行風の流れを乱してしまうことを抑制することができる。

さらに、傾斜面の前端部を本体部の前端部よりも後方に位置させることによって、本体部の下面のうちの車幅方向端部において空気の流れが該下面から剥離することを防ぐことができる。つまり、前記傾斜面がない構成においては、タイヤディフレクタ前方における空気の淀みによって、該下面のうちの車幅方向端部における空気の流れがタイヤディフレクタの前方に巻き込まれて、該下面から剥離してしまう。これにより、ＣＤ値が悪化してしまう。それに対して、前端部を本体部の前端部よりも後方に位置させた傾斜面を設けることによって、本体部よりも車幅方向外側であって、タイヤディフレクタの車幅方向内寄り且つ前方の部分に、下方への空気の流れを作ることができる。つまり、本体部の下面に沿って空気の流れと、タイヤディフレクタ前方の空気の淀みとの間に、傾斜面による下方への空気の流れが存在するため、本体部とタイヤディフレクタとの境目で生じ得た空気流の剥離を防止することができる。これにより、本体部の下面においてスムーズな流れを作ることができ、ＣＤ値を向上させることができる。

さらにまた、傾斜面を設ける構成においては、傾斜面の寸法（例えば、長さや車幅方向の幅）を変更することによって、下方へ逃がす走行風とタイヤディフレクタに直接当てる走行風との割合を調節することができる。つまり、傾斜面の寸法によって、ＣＤ値を調節することができる。

また、前記傾斜面は、車幅方向において、前記本体部と隣接していることが好ましい。

前記の構成によっても、傾斜面により下方に案内された走行風を、もともと存在する、本体部に沿って流れる走行風にスムーズに合流させることができる。

さらに、前記傾斜面の前方において、該傾斜面の車幅方向内端縁と前記本体部の車幅方向外端縁とを連結する側面をさらに備えることが好ましい。

前記の構成の場合、本体部の車幅方向外側に流入する走行風のうち傾斜面により下方に案内される走行風を効率良く増加させることができる。詳しくは、傾斜面に正面から衝突する走行風だけでなく、車幅方向外側の斜め前から前記側面に衝突した走行風も、該側面により傾斜面まで案内し、該傾斜面により下方に案内することができる。つまり、本体部の車幅方向外側の領域に流入する走行風のうち、傾斜面により案内する走行風の割合を増加させることができる。

また、前記傾斜面の下端部は、前記本体部の下面と略同じ高さになっていることが好ましい。

前記の構成の場合、傾斜面により下方に案内された走行風を、もともと存在する、本体部に沿って流れる走行風にスムーズに合流させることができる。

本発明によれば、前記傾斜面を設けることによって、タイヤディフレクタの方に流れる走行風の一部を、タイヤディフレクタに当てることなく下方に逃がすことができるため、空力特性を改善することができる。

自動車の前部構造の左前の部分を下方から見た斜視図である。 自動車の前部構造の下面図である。 自動車の左側の前部構造を示す側面図である。 比較例１に係る図１に相当する斜視図である。 比較例２に係る図１に相当する斜視図である。

以下、例示的な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１に、自動車の前部構造の左前の部分を下方から見た斜視図を、図２に、自動車の前部構造の下面図を、図３に、自動車の左側の前部構造を示す側面図を示す。尚、本明細書で、特に断る場合を除いて、「前」とは車両前後方向における前を、「後」とは車両前後方向における後を意味する。

自動車の前部構造１００は、フロントバンパ１１と、フロントフェンダ１２，１２と、該フロントバンパ１１及びフロントフェンダ１２，１２で囲まれたエンジンルーム１０を上方から閉塞するエンジンフード１３と、フロントフェンダ１２，１２の内部に形成されたタイヤハウス１６，１６内に位置する左右の前輪１４，１４と、タイヤハウス１６，１６の前部を区画形成する、左右のマッドガード１５，１５と、エンジンルーム１０を下方から覆うエンジンアンダーカバー２と、各前輪１４の前方に位置する、左右のタイヤディフレクタ３，３と、エンジンアンダーカバー２の後端に連結されたサスクロス１８とを備えている。

前記エンジンアンダーカバー２は、エンジンルーム１０の下方を覆う概略方形の本体部２１と、該本体部２１の車幅方向両端縁から立設された側壁部２２，２２とを有している。本体部２１の前部は、上方に向かって緩やかに湾曲している。本体部２１の前端部２１ｂは、フロントフェンダ１２の下端部に取り付けられている。各側壁部２２は、第１側壁部２３と、該第１側壁部２３よりも後方且つ車幅方向外側に位置する第２側壁部２５と、該第１側壁部２３の後端縁と第２側壁部２５の前端縁とを繋ぐ傾斜壁部２４とを有している。つまり、側壁部２２は、段差構造となっている。第２側壁部２５には、スプラッシュシールド１７が取り付けられている。スプラッシュシールド１７は、タイヤハウス１６とエンジンルーム１０とを仕切る機能を有している。

前記マッドガード１５は、概略三角形状の水平部１５ａと、水平部１５ａの後端縁から上方且つ後方へ湾曲しながら延びる湾曲部１５ｂとを有している。湾曲部１５ｂは、側面視で概略１／４円状に形成されている。マッドガード１５，１５はそれぞれ、エンジンアンダーカバー２の右側と左側に隣接されている。各マッドガード１５は、水平部１５ａの前端部がフロントフェンダ１２の下端部に取り付けられると共に、湾曲部１５ｂの車幅方向外側端縁がフロントフェンダ１２の車幅方向端縁及びフロントフェンダ１２の前下端縁に取り付けられている。

前記タイヤディフレクタ３は、タイヤハウス１６への走行風の流入量を低減するための部材である。タイヤディフレクタ３は、概略９０°に屈曲した板状の部材である。詳しくは、タイヤディフレクタ３は、概略長方形状の本体部３１と、本体部３１の一端縁から延びて該本体部３１とのなす角が略９０°の取付部３２とを有している。取付部３２は、マッドガード１５の水平部１５ａの後端部に取り付けられる。このとき、本体部３１は、水平部１５ａの後端縁から下方に垂下し、その法線方向が車両前後方向を向いている。このように取り付けられたタイヤディフレクタ３は、エンジンアンダーカバー２の第２側壁部２５の車幅方向外方であって、前輪１４の前方に位置する。さらに詳しくは、タイヤディフレクタ３は、車両の前方から見て、車幅方向外側の端部が前輪１４の車幅方向内側端縁とオーバーラップし、車幅方向内側の端部がスプラッシュシールド１７とオーバーラップしている。すなわち、タイヤディフレクタ３は、タイヤハウス１６のうち、前輪１４よりも車幅方向内側の領域に対して、車両前後方向における正面（車両前側）に位置している。

続いて、エンジンアンダーカバー２の傾斜壁部２４について詳しく説明する。

傾斜壁部２４は、平板状の部材であって、後方に向かって下方に延びるように傾斜している。傾斜壁部２４の車幅方向内端縁は、第１側壁部２３の後端縁と連結され、その車幅方向外端縁は、第２側壁部２５の前端縁と連結されている。傾斜壁部２４の前端縁（上端縁でもある）は、第１側壁部２３の上端縁と同じ高さに位置する。傾斜壁部２４の下端縁（後端縁でもある）は、本体部２１に繋がっている。詳しくは、本体部２１は、傾斜壁部２４の下端部近傍の部分が車幅方向外側に突出している。傾斜壁部２４の下端部は、この本体部の突出した部分に繋がっている。

ここで、傾斜壁部２４の車両外部に露出する面を傾斜面２４ａと、本体部２１の車両外部に露出する面を下面２１ａと、第１側壁部２３の車両外部に露出する面を第１側面２３ａと、第２側壁部２５の車両外部に露出する面を第２側面２５ａと称する。

傾斜面２４ａの前端部（上端部でもある）は、エンジンアンダーカバー２の本体部２１の前端部２１ｂよりも後方に位置している。傾斜面２４ａの下端部（後端部でもある）は、本体部２１の下面２１ａと略同じ高さに位置している。また、傾斜面２４ａは、本体部２１と隣接しており、傾斜面２４ａの車幅方向内端縁は、第１側面２３ａの後端縁に接続されている。第１側面２３ａの下端縁（前端縁でもある）は、本体部２１の下面２１ａの車幅方向外端縁に接続されている。つまり、傾斜面２４ａの車幅方向内端縁と本体部２１の下面２１ａの車幅方向外端縁とは、第１側面２３ａを介して連結されている。傾斜面２４ａは、車両前方から見て、タイヤディフレクタ３の車幅方向内側に位置している。この第１側面２３ａが「側面」に相当する。

以下に、走行風の流れについて説明する。車両が前進するときには、走行風が相対的に車両前方から後方に向かって流れる。そして、車体の下方に流れ込む走行風のうち、エンジンアンダーカバー２の本体部２１に流入する走行風は、下面２１ａに沿って後方へ流れる。エンジンアンダーカバー２の本体部２１よりも車幅方向外側の部分に流入した走行風は、大部分がタイヤディフレクタ３の本体部３１に当たり、本体部３１よりも下方や車幅方向外方に流れていく。これにより、タイヤハウス１６内に流入する風量が抑制される。さらに、エンジンアンダーカバー２の本体部２１よりも車幅方向外側の部分に流入した走行風の一部は、傾斜壁部２４の傾斜面２４ａに当たり、傾斜面２４ａにより下方に案内され、本体部２１の下面２１ａに沿って流れる走行風に合流させられる。これにより、エンジンアンダーカバー２の本体部２１よりも車幅方向外側の部分に流入した走行風の全てをタイヤディフレクタ３に衝突させるのではなく、その一部を本体部２１の下方に逃がしている。タイヤディフレクタ３は、タイヤハウス１６への走行風の流入を抑制してＣＤ値（空気抵抗係数）を改善させることができるとはいっても、走行風が衝突する部材であるため空気抵抗となってしまう。それに対して、傾斜面２４ａを設けることによって、本体部２１の車幅方向外側に流入した走行風の一部を、タイヤディフレクタ３に向かわせることなく、本体部２１の下方へ合流させることができる。これにより、ＣＤ値をさらに改善することができる。

次に、風洞実験を行った結果について詳述する。前記の構成を有する車両を実施例とし、それに変更を加えた比較例を２つ用意した。

比較例１は、図４に示すように、傾斜面２４ａの前であって且つ第１側面２３ａの車幅方向外側に、本体部２１の下面２１ａと面一となるブロック４１を設けた。つまり、比較例１は、実施例の本体部２１を車幅方向外側へ拡大し且つ、エンジンアンダーカバー２の側壁が段差構造ではなく、平坦な壁面となった構成となっている。

比較例２は、図５に示すように、タイヤディフレクタ３の前に、断面が２つの直角の角部を有する台形の四角柱４２を、直角の角部が、本体部３１と取付部３２とで形成される９０°の隅部に合致するように配置した。四角柱４２の斜面（直角の角部と対向する面）４２ａが前方斜め下を向くようになっている。つまり、比較例２は、傾斜面２４ａが実質的に車幅方向外側に拡大されて、タイヤディフレクタ３へ衝突する走行風が全て、タイヤディフレクタ３の下方へ案内される構成となっている。

このように構成された実施例及び比較例１，２を用いた風洞実験（車速が１４０ｋｍ／ｈを想定）を行い、ＣＤ値、ＣＬｆ値、ＣＬｒ値を測定した。ＣＬｆ値は、フロント側のＣＬ値（空気揚力係数）であり、ＣＬｒ値は、リア側のＣＬ値である。そして、実施例及び比較例１，２それぞれのＣＤ値、ＣＬｆ値、ＣＬｒ値を、第１側面２３ａと第２側面２５ａとがなだらかに繋がり、後方に向かって車幅方向外側に膨出する（即ち、段差構造となっていない）側壁部２２を有する構成のＣＤ値、ＣＬｆ値、ＣＬｒ値と比較した。その変化量を表１に示す。

表１からわかるように、実施例はＣＤ値が、０．００１だけ改善している。それに対して、比較例１は、ＣＤ値が変化せず、しかもリア側のＣＬ値が０．００２だけ悪化している。また、比較例２は、ＣＤ値が０．００１だけ悪化し、リア側のＣＬ値が０．００７だけ改善されたものの、フロント側のＣＬ値が０．００４だけ悪化している。

比較例１は、実施的に本体部２１を車幅方向外側に拡大しただけである。このようにして、エンジンアンダーカバー２の本体部２１の下方に流れ込む空気量の割合を若干増加させ、タイヤディフレクタ３に衝突する空気量の割合を若干減少させるだけでは、ＣＤ値はほとんど改善されないことがわかる。

比較例２では、本体部２１よりも車幅方向外側の領域に流入する走行風は、四角柱４２の斜面４２ａに衝突し、斜面４２ａに案内されて、四角柱４２の下方に流れ込む。四角柱４２の後方にはタイヤハウス１６が位置するため、四角柱４２の下方に流れ込んだ走行風の一部は、そのまま後方に流れていくものもあれば、タイヤハウス１６内に流入し、前輪１４等に巻き込まれながら、タイヤハウス１６内の空気流及び、タイヤハウス１６から排出された後の空気流を乱してしまう。その結果、ＣＤ値が悪化したものと考えられる。

それに対し、実施例では、本体部２１よりも車幅方向外側の領域に流入する走行風の一部を傾斜面２４ａにより本体部２１の下方の流れに合流させることができるため、タイヤディフレクタ３に衝突する空気量を低減することができる。

また、実施例は、本体部２１の車幅方向外側に流入する走行風のうち傾斜面２４ａにより本体部２１の下方に合流させる空気量を、比較例１に比べて増加させることができる。詳しくは、実施例においては、傾斜面２４ａに正面から衝突する走行風に加えて、車幅方向外側の斜め前から第１側面２３ａに衝突し、第１側面２３ａに案内されて傾斜面２４ａに到達した走行風も本体部２１の下方に合流させる。比較例１では、本体部２１が単に車幅方向外側に拡大されただけで、拡大された部分は後方に奥まっていないため、車幅方向外側の斜め前からブロック４１の側面に衝突した走行風は、タイヤディフレクタ３まで案内されて、タイヤディフレクタ３に衝突することになる。つまり、傾斜面２４ａの車幅方向への突出量と、比較例１における本体部２１の車幅方向外側への拡大分が同じ量であっても、本体部２１の車幅方向外側に流入する走行風のうち本体部２１の下方に逃がされる空気量は実施例の方が多くなる。このため、実施例は、ＣＤ値を改善することができたものと考えられる。

さらに、実施例では、本体部２１の下面２１ａのうちの車幅方向端部において空気の流れが該下面２１ａから剥離することを防ぐことができる。詳しくは、傾斜面２４ａが存在しない場合には、車幅方向において本体部２１とタイヤディフレクタ３とが隣接する。タイヤディフレクタ３の前方においては、空気の淀みが生じている。かかる場合、本体部２１の下面２１ａのうちの車幅方向端部（タイヤディフレクタ３に近接する部分）に沿って後方に流れる空気は、タイヤディフレクタ３の前方の空気の淀みに巻き込まれて、下面２１ａから剥離し易い。その結果、下面２１ａに沿って空気の流れが乱れ、ＣＤ値が悪化する虞がある。それに対して、前端部を本体部２１の前端部２１ｂよりも後方に位置させた傾斜面２４ａを設けることによって、下面２１ａに沿って空気の流れと、タイヤディフレクタ３の前方の空気の淀みとの間に、傾斜面２４ａに沿って下方へ導かれる空気の流れが存在することになる。その結果、下面２１ａに沿って空気流が、タイヤディフレクタ３に巻き込まれて、該下面２１ａから剥離することを抑制することができる。これにより、下面２１ａに沿った流れを安定させることができ、ＣＤ値を改善することができたものと考えられる。

したがって、本実施形態によれば、本体部２１の車幅方向外側且つ、タイヤディフレクタ３の車幅方向内側であって、タイヤディフレクタ３よりも前方に傾斜面２４ａを設けることによって、本体部２１の車幅方向外側の領域に流入する走行風の一部を下方へ導いて、タイヤディフレクタ３に向かわないようにすることができる。これにより、タイヤディフレクタ３に当たる走行風を低減することができる。

また、傾斜面２４ａを、タイヤディフレクタ３の車幅方向内側、即ち、本体部２１に近接する位置に位置させることによって、傾斜面２４ａにより下方に案内する走行風を本体部２１の下面２１ａの走行風に合流させ易くすることができる。

また、傾斜面２４ａの車幅方向内側端縁と下面２１ａの車幅方向外側端縁とを第１側面２３ａで連結することによって、車幅方向外側の斜め前方から第１側面２３ａへ衝突する走行風も傾斜面２４ａで下方へ逃がすことができるため、本体部２１よりも車幅方向外側の部分に流入する走行風のうち、タイヤディフレクタ３に当たる走行風の割合を効果的に低減することができる。

さらに、傾斜面２４ａの前端部を本体部２１の前端部よりも後方に位置させることによって、下面２１ａに沿った空気の流れがタイヤディフレクタ３の前方の空気の淀みに巻き込まれて、該下面２１ａから剥離することを防止することができる。これにより、下面２１ａに沿った流れを安定させることができる。

こうして、車両のＣＤ値を改善して、空力特性を向上させることができる。

また、傾斜面２４ａの下端部を、本体部２１の下面２１ａと同じ高さとすることによって、傾斜面２４ａにより下方に案内する走行風を本体部２１の下面２１ａの走行風により一層合流させ易くすることができる。

さらに、傾斜面２４ａ、即ち、傾斜壁部２４を本体部２１に隣接させることによって、前述の傾斜面２４ａの車幅方向内側端縁と下面２１ａの車幅方向外側端縁とを第１側面２３ａで連結する構成及び、傾斜面２４ａの下端部を本体部２１の下面２１ａと同じ高さとする構成とを容易に実現することができる。

さらに、傾斜面２４ａの幅等の寸法を変更することによって、本体部２１の車幅方向外側の領域に流入する走行風のうち、下方へ導く走行風の割合を調節することができる。

《その他の実施形態》
本発明は、前記実施形態について、以下のような構成としてもよい。

傾斜面２４ａ（及び傾斜壁部２４）は、エンジンアンダーカバー２の本体部２１と一体に形成され、エンジンアンダーカバー２の一部となっているがこれに限られるものではない。傾斜面２４ａ（及び傾斜壁部２４）は、エンジンアンダーカバー２と別体で構成されていてもよい。例えば、エンジンアンダーカバー２の第１側面２３ａに、傾斜面２４ａを有する板状の傾斜壁部を配置した構成であってもよい。この傾斜壁部は、この位置に配置できる限りにおいては、エンジンアンダーカバー２に取り付けられてもよいし、マッドガード１５に取り付けられてもよいし、タイヤディフレクタ３に取り付けられてもよいし、任意の取付構造を採用することができる。あるいは、傾斜壁部は、タイヤディフレクタ３と一体に形成されていてもよい。この場合、傾斜壁部は、タイヤディフレクタ３の本体部３１の車幅方向内端部において、本体部３１よりも前方に突出するようにして設けられる。

また、傾斜面２４ａ（及び傾斜壁部２４）の下端部は、本体部２１の下面２１ａと略同じ高さであるが、これに限られるものではない。エンジンアンダーカバー２の下方には、下面２１ａに沿った走行風の大きな流れがあるので、傾斜面２４ａ（及び傾斜壁部２４）の下端部と本体部２１の下面２１ａとが略同じ高さでなくても、傾斜面２４ａに案内された走行風は、下面２１ａに沿った走行風に容易に合流する。

さらに、タイヤディフレクタ３が傾斜面２４ａよりも車幅方向外側に位置し、傾斜面２４ａとタイヤディフレクタ３とが車両前方から見て重なっていないが、これに限られるものではない。すなわち、傾斜面２４ａがタイヤディフレクタ３よりも前方に位置する限り、傾斜面２４ａとタイヤディフレクタ３の車幅方向内側の部分とが車両前方から見て重なっていてもよい。

尚、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

以上説明したように、本発明は、エンジンアンダーカバー及びタイヤディフレクタを備える自動車の前部構造について有用である。

１００ 自動車の前部構造
１０ エンジンルーム
１４ 前輪
２ エンジンアンダーカバー
２１ 本体部
２１ａ 下面
２１ｂ 前端部
２３ａ 第１側面（側面）
２４ａ 傾斜面
３ タイヤディフレクタ

Claims (4)

1. 車両前部のエンジンアンダーカバーと、前輪の前方に設けられたタイヤディフレクタとを備えた自動車の前部構造であって、
   前記エンジンアンダーカバーは、エンジンルームの下方を覆う本体部を有し、
   前記本体部の車幅方向外側であって前記タイヤディフレクタよりも前方には、後方に向かって下方に延びる傾斜面が設けられ、
   前記タイヤディフレクタは、前記傾斜面よりも車幅方向外側に突出して設けられ、
   前記傾斜面の前端部は、前記本体部の前端部よりも後方に位置していることを特徴とする自動車の前部構造。
2. 請求項１に記載の自動車の前部構造において、
   前記傾斜面は、車幅方向において、前記本体部と隣接していることを特徴とする自動車の前部構造。
3. 請求項２に記載の自動車の前部構造において、
   前記傾斜面の前方において、該傾斜面の車幅方向内端縁と前記本体部の車幅方向外端縁とを連結する側面をさらに備えることを特徴とする自動車の前部構造。
4. 請求項１乃至３の何れか１つに記載の自動車の前部構造において、
   前記傾斜面の下端部は、前記本体部の下面と略同じ高さになっていることを特徴とする自動車の前部構造。

Images