JP6465139B2 - 車両の下部車体構造 - Google Patents

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    • B60K13/04Arrangement in connection with combustion air intake or gas exhaust of propulsion units concerning exhaust

Description

本発明は、車両の下部を覆うアンダーカバーを備えた車両の下部車体構造に関し、自動車等の車両の車体構造の技術分野に属する。
通常、車両走行時に車両正面のラジエータグリルからエンジンルームに流入する空気は、バンパ後方に配置される冷却装置(コンデンサ、ラジエータ等)を通過して車体後方へ流動する。そして、該空気は、ダッシュパネル及びエンジンルーム後方に配置されている排気管等に沿って車体下方に排出される。この場合、前述の車体下方に排出される空気と、車両正面のバンパの下方から流入して路面に沿って流れる走行風と、がエンジンルーム後部下方で干渉し、車両のフロア下方における空気の流れが乱れることになる。その結果、車両の空気抵抗が増大し、燃費性能を悪化させる可能性があった。
これに対しては、エンジンルーム内から下方に空気が排出される該エンジンルーム後方下部の開放部をアンダーカバーによって覆うことにより、エンジンルーム側から車体下方に排出される空気と、車両正面のバンパの下方から流入して路面に沿って流れる走行風と、を仕切ることで両者の干渉が回避されるような対策が取られることがあった。
ところで、エンジンルームやその後方のフロア下部には、冷却が必要な機器、例えば、エンジンの排気系を構成する触媒等(以下、「要冷却機器」という)が配置されている。そして、通常、前記要冷却機器は、車両の走行に伴って発生する路面に沿った走行風によって冷却されているが、前述のようなアンダーカバーを設ける場合、前記走行風を冷却風として取り入れることができなくなり、前記要冷却機器の冷却が不十分となる。そのため、エンジンルーム側から車体下方に排出される空気と、車両正面のバンパの下方から流入して路面に沿って流れる走行風と、を仕切りつつ、アンダーカバー上方に配置される要冷却機器の冷却性能を確保する必要があった。
この問題に関して、特許文献1に記載の車両の下部車体構造では、エンジンルームの下方を覆うアンダーカバーに、傾斜面とその後端でアンダーカバーの上面側に開口する開口部とを有する導風部を設けられている。これにより、前述の空気と走行風とを仕切ることで、両者の干渉を回避すると共に、前記導風部から前記アンダーカバーの上方に走行風を導風させることによって、該アンダーカバーの上方に配置される要冷却機器を冷却することの両立が図られている。
特開2013−139178号公報
しかしながら、前記特許文献1に記載されたアンダーカバーの導風部は、単にアンダーカバーに傾斜面とその後端でアンダーカバーの上面側に開口する開口部とを有する導風部を設けた構造であるので、要冷却機器の冷却用として必ずしも十分な量の走行風を導入できない場合がある。例えば、要冷却機器の発熱量が多くなるような、登坂走行等の高負荷条件の場合には、要冷却機器の発熱に対して冷却が不足する。特に、要冷却機器が車体フロアの中央のトンネル部のような熱のこもりやすい位置に配置される場合等においては、該要冷却機器の冷却のための走行風をより多く取入れる等の対策が必要となる。
そこで、本発明は、走行中にエンジンルーム側から車体下方に排出される空気と、車両正面のバンパの下方から流入して路面に沿って流れる走行風との干渉を抑制しつつ、エンジンルームやその後方に配置される要冷却機器をより効果的に冷却することで、車両の空力性能の向上と前記要冷却機器の冷却とを両立させることを課題とする。
前記課題を解決するため、本発明に係る車両の下部車体構造は次のように構成したことを特徴とする。
まず、本願の請求項1に記載の発明は、
エンジンルームの後部に冷却の必要な機器が配備され、かつ、
該機器と前記エンジンルームの後部の開放部の下方とを覆うアンダーカバーが設けられた車両の下部車体構造において、
前記アンダーカバーは前記機器の前方側に空気取入部が設けられ、
前記空気取入部は、前方側よりも後方側が低い段差部と、該段差部の後方において前方から後方に向けて上方に傾斜する導風部と、該導風部の後端から後方にアンダーカバー上方に開く開口部と、を有し、
前記導風部は、車体前方から後方にかけて左右両側に拡幅して形成され、
前記開口部は、該開口部の後端部が前記導風部の後端部よりも車体後方側に形成され
前記導風部の前後方向の長さは、前記開口部の車体幅方向の長さに対して短く形成され、
前記導風部は、車体前方から後方に向けて上方に傾斜する導風面部と、該導風面部の車体幅方向の左右両側から車体幅方向外側に向けて下方に傾斜し、かつ、車体前方から後方にかけて左右両側に拡幅して形成される側面部とを備えることを特徴とする車両の下部車ことを特徴とする。


ここで、請求項1でいうところの「エンジンルームの後部」とは、エンジンルーム内の後方の部分から該部分に続くエンジンルーム後方の部分に至る領域の一部、又は、全部の部分を示す。
請求項2に記載の発明は、前記請求項1に記載の発明において、
前記アンダーカバーの導風部は、平面状の基本面部を上方に立ち上げることで形成されており、
前記導風部は、側面視で前記基本面部から連続する下向きに凸状の湾曲部で形成され、該湾曲部の曲率半径が100mm以上であることを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、前記請求項1又は請求項2に記載の発明において、
前記アンダーカバーにおける空気取入部の開口部は、車体のエンジンルームと車室内とを仕切るダッシュパネルの下端部よりも車体前方に備えられていることを特徴とする。
請求項1に記載の発明によれば、車両の下部車体構造は、車体の下面を覆うアンダーカバーの車体前部に設けられた空気取入部に、導風部とその後方に設けられた開口部が備えられている。そして、該導風部は前方から後方に向けて傾斜して設けられていると共に、該導風部の後方に設けられた開口部は、前記アンダーカバーの上側に開口していることにより、車両正面のバンパの下方から流入して路面に沿って流れる走行風が、前記空気取入部の導風部に沿って前記空気取入部の開口部へガイドされ、該アンダーカバーの上方で、且つ、前記開口部の後方に配置される冷却の必要な機器、例えば、触媒等の近傍の空間に流入することになる。そして、前記走行風は、エンジンルーム側から流れ込む空気に比べて十分に低温であるから、前記機器が冷却されることになる。
これにより、前記アンダーカバーによって、前記エンジンルーム側から車体下方に排出される空気と、車両正面のバンパの下方から流入して路面に沿って流れる走行風と、を仕切ることで、両者の干渉による車体の下方の空気の流れが乱れることを抑制しながら、前記エンジンルームやその後方に配置される前記機器を効果的に冷却することが可能となる。
そして、前記空気取入部の段差部は、前記アンダーカバーの前方よりも後方が低く形成されているので、前記走行風は、前記空気取入部の段差部で流速が速められながら、前記導風部に沿ってアンダーカバー上方へ導風される。
さらに、前記空気取入部の導風部は、前方から後方にかけて左右両側に拡幅するように形成されているので、前記空気取入部の導風部の左右両端部の側部流れは、該導風部の中央部を流れる主流よりも流速が落ち、該導風部の両端部が負圧となる。これにより、前記走行風が、前記アンダーカバー上方へ引き込まれ、前記導風部の中央の流れをより効果的に速めることができる。その結果、前記走行風を前記冷却が必要な機器の冷却風として、より積極的に取り込むことができる。
また、前記空気取入部の開口部の後端部が、前記導風部の後端部よりも車体後方になるように形成されているので、例えば、前記開口部の後端部と、前記導風部の後端部が平面視においてオーバーラップする場合に比して、前記走行風を前記アンダーカバー上方へ取り込むための流路が大きく確保され、該走行風の流量をより確実に確保することができ、前記機器の冷却の効果が向上される。
請求項2に記載の発明によれば、前記アンダーカバーの導風部は、平面状の基本面部を上方に立ち上げることで形成されており、前記導風部は、側面視で前記基本面部から連続する下向きに凸状の湾曲部で形成され、該湾曲部の曲率半径が100mm以上であることにより、常用速度における前記車両正面のバンパの下方から流入して路面に沿って流れる走行風を前記アンダーカバーの湾曲部の形状に沿って剥離させずに、前記アンダーカバーの上方へ引き込むことができるので、導風される冷却風としての走行風の流量をより確実に確保できる。
請求項3に記載の発明によれば、前記アンダーカバーは、車体のエンジンルームと車室内とを仕切るダッシュパネルの下端部よりも車体前方に、前記空気取入部の開口部が備えられていることにより、エンジンルームの後方に流れ込むと共にダッシュパネルの形状に沿って下方に向かう空気の流れが、前記空気取入部の開口部へ流入することが防止できる。これにより、前記車両正面のバンパの下方から流入して路面に沿って流れる走行風が、前記空気取入部の開口部から前記アンダーカバーの上方へ導風される場合に、前述のエンジンルームの後方に流れ込む空気によって妨げられることが防止される。その結果、前記冷却が必要な機器の冷却のための冷却風の流量及び流速が確保されることになり、該機器がより効果的に冷却されることができる。
本発明の実施形態に係る車両の下部車体構造を示す底面図である。 図1におけるA−A断面図である。 図2の要部拡大図である。 本発明の実施形態に係るトンネルアンダーカバーの単体図である。 (a)トンネルアンダーカバーの要部拡大斜視図、(b)図4におけるB−B断面図である。 本発明の実施形態に係るトンネルアンダーカバー単体の作用説明図である。
以下、本発明の実施形態に係る車両の下部車体構造の詳細を説明する。
図1〜図3に示すように、車体1の前部には、ダッシュパネル11が備えられており、該ダッシュパネル11は、車室Rのフロアパネル12から立ち上がるように配設され、エンジンルームEと車室Rとを仕切っている。
図2に示すように、エンジンルームE側には、前記ダッシュパネル11の左右側部において車体前後方向に延びるフロントサイドメンバ13、13と、左右のサスペンションタワー14、14と、該左右のサスペンションタワー14、14の上部から前方に延びるエプロンレインフォースメント15、15と、前記左右のフロントサイドメンバ13、13の前端部にクラッシュカン16、16を介して固定されてフロントバンパ17を構成するフロントバンパレインフォースメント18と、が設けられている。
また、前記フロントバンパ17には、車両の走行により発生する走行風Wを冷却風としてエンジンルームEに取入れるラジエータグリル17aが備えられている。また、該ラジエータグリル17aの後方には、エンジンの冷却水を冷却するための冷却装置20を構成するコンデンサ21、ラジエータ22、ファン23が配置されている。該冷却装置20は、図示しないシュラウドに固定されており、該シュラウドは、前記冷却装置20の外側を正面視で略四角形の枠状とされて、前記エプロンレインフォースメント15、15と、フロントバンパレインフォースメント18に対して固定されている。
そして、前記冷却装置20の後方には、エンジン31及び変速機32が配置されており、該エンジン31の後方には、排気系を構成する排気マニホールド33に接続された排気管34と、触媒35と、プリサイレンサ36等が車体前後方向に延びるように配設されている。
ところで、前記フロアパネル12の下部には、車体前後方向に延びる左右一対のフロアフレーム12a、12aが配設され、その前端部がエンジンルームEにおいて車体前後方向に延びる左右一対のサイドメンバ13、13の後端部に接続されている。
また、前記フロアパネル12の車体幅方向中央には、前端がダッシュパネル11に接続されると共に、車室内へ突出したトンネル部19が形成されている。該トンネル部19は、前記排気系33、34、35に沿って車体前後方向に延びると共に、前記トンネル部19の凹部空間内に前記排気管34、触媒35、プリサイレンサ36等が収納されている。また、該トンネル部19の下縁部に沿って車両の前後方向に延びる左右一対のトンネルメンバ19a、19aと、前記トンネル部の車体前後方向中央部には、トンネルクロスメンバ19bが設けられている。
そして、フロアパネル12やフロアフレーム12a、12aは、例えば樹脂材の板状のフロアアンダーカバー12b、12bによって下方が覆われている。ここで、フロアアンダーカバー12b、12bは、車体幅方向の略中央部で左右に分割されており、該フロアアンダーカバー12b、12bで覆われていない車体幅方向の中央部にあたる前記トンネル部19においては、例えば鋼板材のトンネルアンダーカバー40によって下方が覆われている。なお、特許請求の範囲における「アンダーカバー」は、前記トンネルアンダーカバー40に相当する。
また、前記トンネルアンダーカバー40の前端部はサスペンションクロスメンバ51に、左右両端部はトンネルメンバ19a、19aに、後端部はトンネルクロスメンバ19bに、ボルト、ナット等の締結部材19c…19cにより、締結されている。
ここで、図3〜図5を用いて前記トンネルアンダーカバー40の詳細を説明する。
図3及び4に示すように、前記トンネルアンダーカバー40は、車両正面のバンパ17の下方から流入して路面に沿って流れる走行風Wを前記アンダーカバー40の上方に取り入れる空気取入部41と、車両のエンジンルームE側からトンネル部19内に流れ込む空気W2を排出する第1及び第2空気排出部42、43と、が設けられている。
まず、前記空気取入部41は、図4及び図5に示すように、基本面部41aと、該基本面部41aにおける車体幅方向の端部から上方に立ち上がる左側及び右側斜面部41b、41bと、該左側及び右側斜面部41b、41bの上端から車体幅方向に延びる左側及び右側フランジ部41c、41cと、が設けられている。また、前記空気取入部41は、前記基本面部41aの車体前側の端部から上方に立ち上がる前側斜面部41dと、該前側斜面部41dの上端から車体前方向に延びる前側フランジ部41eと、が設けられ、前記基本面部41aと、前側斜面部41dと、前側フランジ部41eと、で段差部41fを形成している。
また、前記空気取入部41は、前記段差部41fの後方に連続する基本面部41aを立ち上げて形成した導風面部41gを有し、該導風面部41gは、前方から後方に向けて上方に傾斜する下向きに凸状の湾曲部で、該湾曲部の曲率半径は100mm以上の緩やかな曲面で形成されている。例えば、前記湾曲部が円筒面で形成されている場合、該円筒面の中心が、前記導風面部41gの前端部41hの真上に位置することで、該導風面部41gと、前記基本面部41aとがよりなめらかな面で連続して形成される。また、前記導風面部41gは、前端部41hから後端部41iにかけて左右両側に拡幅されており、平面視において略台形形状を有している。
そして、前記導風面部41gの左右両端部41g’、41g’と、該導風面部41gの両側の基本面部41aと、は略三角形状の側面部41j、41jによって連結されており、前記導風面部41gと、側面部41j、41jと、は前記空気取入部41の導風部41kを形成している。
また、前記導風部41kの後方には、前記右側及び左側斜面部41b、41b間において、車体幅方向に延びる開口部41lが設けられており、該開口部の前端部41l’は、前記導風部41kの後端部41iを形成し、前記開口部41lの後端部41mは、前記導風部41kの後端部41iよりも車体後方に配置されている。
そして、図3に示すように、前記空気取入部41の開口部41mは、前記ダッシュパネル11の下端部11aよりも車体前後方向において前方に位置するように設けられていると共に、前記開口部41mの後方のトンネル部19内には、前記触媒35が配置されている。
次に、第1及び第2空気排出部42、43は、図3に示すように、それぞれ前記触媒35の下方と、前記プリサイレンサ36の下方に配置されている。
前記第1空気排出部42には、図4に示すように、車体幅方向に延びる複数の開口部42a…42aと、該開口部42a…42aの後方に続く前方から後方に向けて下方に傾斜する複数の導風部42b…42bと、が設けられている。
前記第1空気排出部42の複数の開口部42a…42aは、車体前後方向に並べて設けられていると共に、全幅に亘って開口する開口部42aと、該開口部42aの後方に車体幅方向に分割されて設けられた開口部42a…42aと、で構成されている。
前記第1空気排出部42の複数の導風部42b…42bは、前記トンネルアンダーカバー40の平面状の基本面部40aを立ち上げて形成されると共に、下向きに凸状の湾曲部で形成され、前記基本面部40aになめらかな曲面で連続して設けられている。
また、前記第2空気排出部43には、前記第1空気排出部42と同様に、車体幅方向に延びる複数の開口部43a…43aと、該開口部43a…43aの後方に続く前方から後方に向けて下方に傾斜する複数の導風部43b…43bと、が設けられている。
前記第2空気排出部43の複数の開口部43a…43aは、全幅に亘って開口して形成されると共に、車体前後方向に並べて設けられている。
前記第2空気排出部43の複数の導風部43b…43bは、前記第2空気排出部42と同様に、前記トンネルアンダーカバー40の平面状の基本面部40aを立ち上げて形成されると共に、下向きに凸状の湾曲部で形成され、前記基本面部40aになめらかな曲面で連続して設けられている。
本実施形態は、上記のように構成されており、図3及び図6を用いて、その作用を説明する。
図3に示すように、車両の走行時、車両正面のバンパ17の下方から流入して路面に沿って流れる走行風Wは、フロアアンダーカバー12b、12bやトンネルアンダーカバー40に沿って、該アンダーカバー12b、12b、40の下方を車体前方から後方に向かって流れる。
一方で、車両正面のラジエータグリル17aからエンジンルームEに流入する空気W1、W2は、前記エンジンルームEからダッシュパネル11や排気系33、34に沿ってトンネル部19内に流れ込むが、このとき、前記トンネル部19内の排気系34、35、36の上方へ流入する空気W1と、該排気系34、35、36の下方へ流入する空気W2と、に分かれる。そして、前記排気系34、35、36の上方に流入した空気W1は、該排気系34、35、36に沿って前記トンネル部19内を車体後方へ流れ、前記排気系34、35、36の下方に流入した空気W2は、前記トンネルアンダーカバー40によって、該空気W2が前記トンネル部19の下方から二点鎖線W2’のように流出することが抑制されている。
そして、前記トンネルアンダーカバー40の第1及び第2空気排出部42、43では、エンジンルームEと車体の下方とが連通しているものの、前記第1及び第2空気排出部42、43の導風部42b…42b、43b…43bが緩やかな曲面で形成されているので、車体下方へ流れる空気W3は、その傾斜面によって前記排気系35、36の下方の空気W2が導風部42b…42b、43b…43bの形状に沿って、剥離することなく車体下方へ排出される。これにより、前記走行風Wとなめらかに合流させることができ、車両のフロア下方における流れの乱れを抑制できる。
さらに、本実施形態においては、前記トンネルアンダーカバー40の空気取入部41から前記走行風Wを前記触媒35を冷却するための冷却風として、矢印W’で示すように取り込み、前記トンネル部19内の触媒35に当てることができるので、該触媒35を冷却することができる。
このとき、前記空気取入部41が、前記ダッシュパネル11の傾斜の下端部11aよりも前方に位置するように配置されているため、前記エンジンルームE側から前記排気系33、34の下方に流入する空気W2と、前記空気取入部41から取入れた冷却風W’と、の干渉が防止されている。
具体的には、図6(a)に示すように、前記トンネルアンダーカバー40の空気取入部41では、前記走行風Wは、矢印W’で示すように、該空気取入部41の段差部41fによって流速が高められながら、該段差部41fの後方の導風部41kを通って、該導風部41k後方の開口部41lから前記トンネル部19内に流れ込む。
また、前記空気取入部41の開口部41lの後端部41mが、前記導風部41kの後端部41iよりも車体後方になるように形成されているので、例えば、前記開口部41lの後端部41mと、前記導風部41kの後端部41iが平面視においてオーバーラップする場合に比して、前記走行風Wを前記触媒35を冷却するための冷却風として、矢印W’で示すように、前記トンネルアンダーカバー40の上方へ取り込むための流路が大きく確保され、該冷却風W’の流量をより確実に確保することができる。
そして、前記走行風Wを前記空気取入部41の導風部41kの形状に沿って剥離させずに、前記トンネルアンダーカバー40の上方に引き込むことができるので、前記冷却風W’の流量をより確実に確保できる。
また、前記導風部41kは、図6(b)に示すように、車体前方から後方に向けて拡幅して形成されているので、前記導風部41kの中央を流れる空気W’に対して、前記導風部41kの側面部41j、41jを流れる空気W’’が遅くなり、該側面部41j、41jに負圧が発生する。その結果、前記走行風Wがより前記導風部41kに引き込まれることになり、前記触媒35の冷却の効率がより向上する。
以上のように、本発明によれば、車両の下部を覆うアンダーカバーを備えた車両の車体の製造産業分野において好適に利用される可能性がある。
1 車体
11 ダッシュパネル
11a ダッシュパネルの下端部
35 触媒(冷却の必要な機器)
40 トンネルアンダーカバー(アンダーカバー)
41 空気取入部
41a 基本面部
41f 段差部
41h 導風部の前端部
41i 導風部の後端部
41k 導風部
41l 開口部
41m 開口部の後端
E エンジンルーム
R 車室

Claims (3)

  1. エンジンルームの後部に冷却の必要な機器が配備され、かつ、
    該機器と前記エンジンルームの後部の開放部の下方とを覆うアンダーカバーが設けられた車両の下部車体構造において、
    前記アンダーカバーは前記機器の前方側に空気取入部が設けられ、
    前記空気取入部は、前方側よりも後方側が低い段差部と、該段差部の後方において前方から後方に向けて上方に傾斜する導風部と、該導風部の後端から後方にアンダーカバー上方に開く開口部と、を有し、
    前記導風部は、車体前方から後方にかけて左右両側に拡幅して形成され、
    前記開口部は、該開口部の後端部が前記導風部の後端部よりも車体後方側に形成され
    前記導風部の前後方向の長さは、前記開口部の車体幅方向の長さに対して短く形成され、
    前記導風部は、車体前方から後方に向けて上方に傾斜する導風面部と、該導風面部の車体幅方向の左右両側から車体幅方向外側に向けて下方に傾斜し、かつ、車体前方から後方にかけて左右両側に拡幅して形成される側面部とを備えることを特徴とする車両の下部車体構造。
  2. 前記アンダーカバーの導風部は、平面状の基本面部を上方に立ち上げることで形成されており、
    前記導風部は、側面視で前記基本面部から連続する下向きに凸状の湾曲部で形成され、該湾曲部の曲率半径が100mm以上であることを特徴とする請求項1に記載の車両の下部車体構造。
  3. 前記アンダーカバーにおける空気取入部の開口部は、車体のエンジンルームと車室内とを仕切るダッシュパネルの下端部よりも車体前方に備えられていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の車両の下部車体構造。
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