JP6221547B2 - アンダーカバーの取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、車体の下側を覆うアンダーカバーの取付構造に関する。

一般的に、車両の床下である車体下部は、フラットに設計されており、これによって、車両走行中に導入される床下の空気の流れを速くし、車両として空気抵抗の低減を図っている。そこで、従来から、車両の前方側に位置する車体下部には、図５〜図７に示すように、平板状に形成したアンダーカバー５１がエンジンルームの下側を覆うように配置されており、このアンダーカバー５１によって、車体下部に導入された空気Ａの乱れを少なくして空気Ａの流れを整え、車両走行中の空気抵抗を低減させている（例えば、特許文献１参照）。なお、図５〜図７において、矢印Ｆ方向は車両前方を示している。

そのため、アンダーカバー５１の前端部５１ａは、空気Ａの乱れを低減させるべく、フロントバンパー５２と連続して形成され、フロントバンパー５２の後端部５２ａにボルト締めで結合されている。また、アンダーカバー５１の後縁部５１ｂは、ボルト５３及びナット５４によって、後部の車体骨格であるフロントサスペンションフレーム５５に安定的に取付けられている。これに伴い、アンダーカバー５１の後縁部５１ｂは、フロントサスペンションフレーム５５との取付部を複数個有しており、これら取付部には、平面状の基本面部５６において車両前後方向及び車両幅方向に延在する上下方向足部５７が設けられている。

特許第３８５３１０９号公報

しかしながら、上述した従来のアンダーカバー５１の取付構造では、基本面部５６の下面を流れる車速に対応した速い流れの空気Ａ１と、図示しないラジエータ、コンデンサ、排気系統などに接しながらエンジンルームの下側に集められ、下面を流れる空気Ａ１の流量よりも小さくて流れが遅く、各部品により流れが乱れ、かつ暖められている基本面部５６の上面を流れる空気Ａ２が合流することになるので、２つの空気Ａ１，Ａ２の速度差による流れの乱れを生じ、車両走行中の空気抵抗を効果的に低減させることができないという問題を有していた。

また、従来の取付構造では、図７に示すように、基本面部５６の下面に沿った車両前方からの速く整った流れの空気Ａ１が基本面部５６及び上下方向足部５７の前後間の角部Ｂにおける湾曲に引きずられて車両上方へ回り込んだり、あるいは、車両下方視でＵ字形状の上下方向足部５７により基本面部５６の上面を流れる空気Ａ２の流れが妨害されたり、フロントサスペンションフレーム５５との取付部の後方に生じた負圧領域Ｃの負圧により基本面部５６の下面を流れる空気Ａ１が引かれるなどして、基本面部５６の下面の空気Ａ１の流れが乱れてしまい、車両後方への空気Ａ１の流れの整流化が損なわれるおそれがあった。

本発明はこのような実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、車両前方から導入される空気をアンダーカバーの上下面に沿って円滑に流し、後部の車体との取付部に設けられた上下方向足部で空気流れの整流が妨げられず車両後方へ流し、車両走行中の空気抵抗を低減させることが可能なアンダーカバーの取付構造を提供することにある。

上記従来技術の有する課題を解決するために、本発明は、車体の下側を覆う平面状の基本面部を有するとともに、後縁部に後部の車体との取付部を有し、該取付部には、前記基本面部の車両前後方向及び車両幅方向に延在する上下方向足部が設けられているアンダーカバーの取付構造において、前記基本面部及び前記上下方向足部には、前記上下方向足部の車両前後方向面の部分を車両上下方向に切り取った貫通孔が設けられ、前記貫通孔は、前記基本面部と前記上下方向足部との角部を切り取るように、車両前方側の下縁部が前記基本面部にかかる位置から前記上下方向足部の傾斜面に跨って設けられている。

また、本発明において、前記貫通孔は、車両下方視で車両後方へ向かって広がっており、前記上下方向足部の車両前後方向面の部分の切り取り箇所は、車両下方視で前記貫通孔の範囲内に設定されている。

さらに、本発明において、前記上下方向足部の車両前後方向面の部分の切り取りは、前記基本面部から前記車体との取付部までとし、前記貫通孔の範囲は、前記車体との取付部まで設定されている。

そして、本発明において、前記車体との取付部の前記基本面部には、車両前後方向に延在するビードが前記貫通孔に隣接して設けられている。

上述の如く、本発明に係るアンダーカバーの取付構造は、車体の下側を覆う平面状の基本面部を有するとともに、後縁部に後部の車体との取付部を有し、該取付部には、前記基本面部の車両前後方向及び車両幅方向に延在する上下方向足部が設けられており、前記基本面部及び前記上下方向足部には、前記上下方向足部の車両前後方向面の部分を車両上下方向に切り取った貫通孔が設けられ、前記貫通孔は、前記基本面部と前記上下方向足部との角部を切り取るように、車両前方側の下縁部が前記基本面部にかかる位置から前記上下方向足部の傾斜面に跨って設けられているので、車両前方から導入される車両走行中の空気をアンダーカバーの基本面部の上下面に沿って円滑に流すことができるとともに、後縁部に設けられる上下方向足部が剛性を確保すべく車両下方視でＵ字形状に形成されていたとしても、上下方向足部により空気流れの整流が妨げられることなく、車両前方から導入された空気を車両後方へ安定した整流状態で流すことができる。したがって、本発明のアンダーカバーの取付構造によれば、車両走行中に車両前方から導入されて車両後方へ流れる空気の抵抗を低減させることが可能となり、安定した空力特性を得ることができるとともに、空気抵抗の低減によって燃費向上を図ることができる。

また、本発明において、前記貫通孔は、車両下方視で車両後方へ向かって広がっており、前記上下方向足部の車両前後方向面の部分の切り取り箇所は、車両下方視で前記貫通孔の範囲内に設定されているので、基本面部の下面に沿って車両前方から整って流れてくる速度の速い空気が、従来の取付構造のように、基本面部及び上下方向足部の前後間の角部に引きずられて車両上方へ回り込んだりすることは起こらず、貫通孔の下縁部より迅速に剥離して大きく乱れることなく整流を保ったまま車両後方へ流すことができる。速度差による空気の流れの乱れを低減させるためには、アンダーカバーの基本面部の上下面を流れる速度の異なる２つの空気の流れをいきなり合流させるのではなく、徐々に合流させて大きな変流を起こさせないことが重要である。したがって、本発明の取付構造のように、車両後方へ向かって広がる貫通孔が設けられていると、アンダーカバーの基本面部の上下面を流れる速度の異なる２つの空気が徐々に合流され、急に大きな乱れが発生することが無くなり、車両後方への空気の流れを迅速に整流に戻すことができる。

さらに、本発明において、前記上下方向足部の車両前後方向面の部分の切り取りは、前記基本面部から前記車体との取付部までとし、前記貫通孔の範囲は、前記車体との取付部まで設定されているので、車体との取付部の剛性を確保しつつ、アンダーカバーの基本面部の上面を流れる空気の流量が大きい場合でも、当該基本面部の上下面に沿って流れる空気を、整流を保った状態で車両後方へ流すことができる。

そして、本発明において、前記車体との取付部の前記基本面部には、車両前後方向に延在するビードが前記貫通孔に隣接して設けられているので、基本面部に貫通孔が存在することにより車体との取付部の剛性が低下するという懸念は無くなり、車体との取付部の剛性を確保することができ、車両走行中にアンダーカバーの取付部が変形して空気の流れを乱すことを低減させることができる。

本発明の実施形態に係るアンダーカバーの取付構造が適用される車両の車体下部を車両下方から見た斜視図である。 本発明の実施形態に係るアンダーカバーの後縁部の一部をフロントサスペンションフレームに取付けた状態を車両下方から見た拡大斜視図である。 本発明の実施形態に係るアンダーカバーの後縁部の一部をフロントサスペンションフレームに取付けた状態を車両下方から見た拡大平面図である。 本発明の実施形態に係るアンダーカバーの後縁部の一部とフロントサスペンションフレームとの取付部付近を通る空気の流れを説明する車両側方から見た断面図である。 従来のアンダーカバーの取付構造が適用される車両の車体下部を車両下方から見た平面図である。 従来のアンダーカバーの後縁部の一部をフロントサスペンションフレームに取付けた状態を車両下方から見た拡大平面図である。 従来のアンダーカバーの後縁部の一部とフロントサスペンションフレームとの取付部付近を通る空気の流れを説明する車両側方から見た断面図である。

以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１〜図４は本発明の実施形態に係るアンダーカバーの取付構造を示すものである。なお、図１〜図４において、矢印Ｆ方向は車両前方を示している。

図１〜図４に示すように、本発明の実施形態に係るアンダーカバーの取付構造が適用される車両の前方側に位置する車体下部１には、主として、車両幅方向に沿って延在して設けられる樹脂製のフロントバンパー２と、該フロントバンパー２の下部の車両後方に設けられ、車体の下側であるエンジンルームＥの下部を覆うアンダーカバー３と、該アンダーカバー３の車両後方側に設けれ、車両幅方向に沿って延在するフロントサスペンションフレーム（後部の車体）４などを備えている。このフロントサスペンションフレーム４は、車両幅方向に間隔を空けて配置される左右一対のサスペンションロアアーム５の間に懸架されており、車両走行時において、前輪タイヤなどからの荷重及び振動が当該ロアアーム５を経由して車体下部１側に入力されるようになっている。なお、エンジンルームＥの下部には、アンダーカバー３の上方位置で車両後方へ向かって延在し、エンジン排気系システム（マニホールド、触媒、ターボ等）を構成するエキゾーストパイプ（図示せず）が設けられている。

本実施形態の取付構造では、図１に示すように、車両前方からの空気Ａの乱れを低減させるために連続して形成されるフロントバンパー２の下部側の後端部２ａとアンダーカバー３の前端部３ａとが車両下方視で重合して配置され、その重合関係は、フロントバンパー２の後端部２ａが車両上側に位置し、アンダーカバー３の前端部３ａが車両下側に位置している。フロントバンパー２の後端部２ａは、車両後方へ向かって延びる平坦面形状に形成されており、平板状のアンダーカバー３の前端部３ａとの重合部分の車両右側領域には、車両上方へ突出する複数個（本実施形態では２個）のダクト用凸部６が所定の間隔を空けながら車両幅方向に設けられ、これらダクト用凸部６によって車両前方視でダクト開口部７が形成されている。このため、車両走行時に車両前方側から流れてくる空気Ａの一部は、フロントバンパー２の下部よりダクト開口部７を通り、アンダーカバー３の上面に沿って車両後方側へ流れることになり、車両後方側に位置する排気系統のエキゾーストパイプ（図示せず）などを冷却するようになっている。
しかも、このような重合部分において、ダクト開口部７の左右両側位置では、フロントバンパー２の後端部２ａとアンダーカバー３の前端部３ａとがボルト締めで結合されている。

本実施形態のアンダーカバー３は、図１〜図４に示すように、車体下部１に導入された空気Ａの乱れを少なくして空気Ａの流れを整えて速く送り、車両走行中の空気抵抗を低減させるために設けられるものであり、樹脂製素材、硬質の繊維素材、カーボン素材などを用いて、全体がほぼ平板状に形成されている。そのため、アンダーカバー３は、エンジンルームＥの下部を覆うことが可能な大きさに形成され、下面を車速に対応した速い流れの空気Ａ１が流れる平面状の基本面部３１と、車両幅方向に所定の間隔を空けながら後縁部３ｂの複数箇所（本実施形態では４つ）に設けられるフロントサスペンションフレーム４との取付部Ｄを有している。

これら取付部Ｄには、基本面部３１の車両前後方向及び車両幅方向に延在する上下方向足部３２が設けられており、上下方向足部３２の車両前後方向面の部分３２ａが、車両上下方向に切り取られている。すなわち、上下方向足部３２は、基本面部３１から車両上方のフロントサスペンションフレーム４へ向かって突出する凸部であって、下部及び後部が開口する車両下方視でＵ字形状に形成されており、上下方向足部３２の車両前後方向面の部分３２ａの切り取りは、基本面部３１からフロントサスペンションフレーム４との取付部Ｄまでとして、行われている。
また、フロントサスペンションフレーム４との取付部Ｄを設けたアンダーカバー３の後縁部３ｂは、基本面部３１及び上下方向足部３２によって車両側方視で断面略クランク形状に形成され、基本面部３１と上下方向足部３２の上面との間に位置する上下方向足部３２の前方側は、車両後方へ向かって起立する傾斜面となっている。

フロントサスペンションフレーム４との取付部Ｄであって、上下方向足部３２の上面は、図４に示すように、フロントサスペンションフレーム４の下面に重ね合わせることが可能なように平坦面形状に形成されており、その上面中央箇所には、アンダーカバー３の後縁部３ｂをフロントサスペンションフレーム４に固定するための締付ボルト８の軸部を挿入する挿入孔３３が穿設されている。一方、フロントサスペンションフレーム４には、挿入孔３３と対応してボルト孔４１が穿設されており、そのフレーム上面には、締付ボルト８のねじ部と螺合する溶接ナット９がボルト孔４１と対応する位置で固着されている。

また、アンダーカバー３の後縁部３ｂに位置する基本面部３１及び上下方向足部３２には、図２〜図４に示すように、車両下方視で車両前方側が狭く、車両後方側へ向かって広がり、かつ３つの角部が円弧である三角形状の貫通孔３４が設けられており、アンダーカバー３の基本面部３１の上面を流れる空気Ａ２の一部が貫通孔３４を通って車両後方へ流れるように構成されている。しかも、上下方向足部３２の車両前後方向面の部分３２ａの切り取り箇所は、車両下方視で貫通孔３４の範囲内に設定されており、貫通孔３４の範囲は、フロントサスペンションフレーム４との取付部Ｄまで設定されている。すなわち、貫通孔３４は、基本面部３１と上下方向足部３２との角部（図７符号Ｂ参照）を切り取るように、車両前方側の下縁部３４ａが基本面部３１にかかる位置から上下方向足部３２の傾斜面に跨って設けられている。
このため、アンダーカバー３の基本面部３１の下面に沿って車両前方から流れてくる速度の速い空気Ａ１は、従来の取付構造のように、基本面部３１及び上下方向足部３２の前後間の角部に引きずられて車両上方へ回り込んだりせず、貫通孔３４の下縁部３４ａより剥離し、整流を保ったまま車両後方へ流れるとともに、アンダーカバー３の基本面部３１の上面を流れて貫通孔３４から出てくる速度の比較的遅い空気Ａ２と合流し、整流を保ちながら車両後方へ流れるようになっている。

さらに、アンダーカバー３の後縁部３ｂ側であって、フロントサスペンションフレーム４との取付部Ｄの基本面部３１には、図２及び図３に示すように、車両前後方向に沿って延在する複数本のビード３５が貫通孔３４に隣接して平行に設けられている。これらビード３５は、各貫通孔３４を間に挟んで左右両側にそれぞれ配置されており、車両の上向きに突出する凸形状に形成されている。
このようなビード３５を設けることにより、フロントサスペンションフレーム４との取付部Ｄの剛性が確保され、基本面部３１に貫通孔３４が存在することによるフロントサスペンションフレーム４との取付部Ｄの剛性低下が抑えられ、車両走行中にアンダーカバー３の後縁部３ｂに位置するフロントサスペンションフレーム４との取付部Ｄの変形によって生じる空気Ａ１，Ａ２の流れの乱れが低減されることになる。

本発明の実施形態に係るアンダーカバー３の取付構造が適用された車両においては、図４の矢印で示すように、車両の走行時に車両前方側から車両後方側へ向かって車体下部１を流れる空気Ａのうち、空気Ａ１がフロントバンパー２の下面を通ってアンダーカバー３の基本面部３１の下面に沿って車速に見合った速い速度で流れ、貫通孔３４の下縁部３４ａより剥離し、整流を保ったまま車両後方へ流れる。また、空気Ａ２がダクト開口部７よりエンジンルームＥ内に導入され、アンダーカバー３の基本面部３１の上面に沿って空気Ａ１よりも遅い速度で流れながら一部が貫通孔３４から出て、車両後方へ流れる。その後、アンダーカバー３の基本面部３１の上下面を流れる速度の異なる２つの空気Ａ２，Ａ１が徐々に合流され、大きく乱れることがなく、迅速に整流に戻しながら車両後方へ向かって流れることになる。

本発明の実施形態に係るアンダーカバー３の取付構造は、車体下部１において、エンジンルームＥの下側を覆う平面状の基本面部３１を有するとともに、後縁部３ｂの複数個所にフロントサスペンションフレーム４との取付部Ｄを有し、これら取付部Ｄには、基本面部３１の車両前後方向及び車両幅方向に延在する上下方向足部３２が設けられ、上下方向足部３２の車両前後方向面の部分３２ａが、車両上下方向に切り取られているとともに、基本面部３１及び上下方向足部３２には、車両下方視で車両後方へ向かって広がる貫通孔３４が設けられ、上下方向足部３２の車両前後方向面の部分３２ａの切り取り箇所は、車両下方視で貫通孔３４の範囲内に設定されているので、車両前方から導入される車両走行中の空気Ａ１，Ａ２をアンダーカバー３の基本面部３１の上下面に沿って円滑に流すことができ、後縁部３ｂに車両下方視でＵ字形状の上下方向足部３２が設けられていたとしても、上下方向足部３２により空気流れの整流が妨げられることなく、車両前方から導入された２つの空気Ａ１，Ａ２を徐々に合流させながら車両後方へ安定した整流状態で流すことができる。したがって、本実施形態のアンダーカバー３の取付構造によれば、車両走行中に車両前方から導入されてアンダーカバー３の基本面部３１の上下面に沿って車両後方へ流れる空気Ａ１，Ａ２の抵抗を確実に低減させることができる。しかも、基本面部３１の下面に沿って車両前方から整って流れてくる速度の速い空気Ａ１が、基本面部３１及び上下方向足部３２の前後間の角部に引きずられて車両上方へ回り込んだりせず、貫通孔３４の下縁部３４ａより迅速に剥離して大きく乱れることなく整流を保ったまま車両後方へ流すことができる。

以上、本発明の実施の形態につき述べたが、本発明は既述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。
例えば、既述の実施の形態におけるビード３５は、車両の上向きに突出する凸形状に形成されているが、車両の下向きに突出する凸形状に形成されていても良い。

１ 車体下部
２ フロントバンパー
２ａ 後端部
３ アンダーカバー
３ａ 前端部
３ｂ 後縁部
４ フロントサスペンションフレーム（後部の車体）
６ ダクト用凸部
７ ダクト開口部
８ 締付ボルト
９ 溶接ナット
３１ 基本面部
３２ 上下方向足部
３２ａ 上下方向足部の車両前後方向面の部分
３３ 挿通孔
３４ 貫通孔
３４ａ 下縁部
３５ ビード
４１ ボルト孔
Ａ，Ａ１，Ａ２ 空気
Ｄ フロントサスペンションフレームとの取付部
Ｅ エンジンルーム

Claims (4)

1. 車体の下側を覆う平面状の基本面部を有するとともに、後縁部に後部の車体との取付部を有し、該取付部には、前記基本面部の車両前後方向及び車両幅方向に延在する上下方向足部が設けられているアンダーカバーの取付構造において、
   前記基本面部及び前記上下方向足部には、前記上下方向足部の車両前後方向面の部分を車両上下方向に切り取った貫通孔が設けられ、前記貫通孔は、前記基本面部と前記上下方向足部との角部を切り取るように、車両前方側の下縁部が前記基本面部にかかる位置から前記上下方向足部の傾斜面に跨って設けられていることを特徴とするアンダーカバーの取付構造。
2. 前記貫通孔は、車両下方視で車両後方へ向かって広がっており、前記上下方向足部の車両前後方向面の部分の切り取り箇所は、車両下方視で前記貫通孔の範囲内に設定されていることを特徴とする請求項１に記載のアンダーカバーの取付構造。
3. 前記上下方向足部の車両前後方向面の部分の切り取りは、前記基本面部から前記車体との取付部までとし、前記貫通孔の範囲は、前記車体との取付部まで設定されていることを特徴とする請求項２に記載のアンダーカバーの取付構造。
4. 前記車体との取付部の前記基本面部には、車両前後方向に延在するビードが前記貫通孔に隣接して設けられていることを特徴とする請求項２または３に記載のアンダーカバーの取付構造。

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