JP6601796B2 - 空気流ガイド構造 - Google Patents

Description

この発明は、空気流ガイド構造に係り、特に、自動車の下部を覆うように配置された床部材の下側において空気流の流れをガイドする空気流ガイド構造に関する。

近年、自動車の床下を流れる空気流の抵抗を抑制するために、自動車の下部を覆うようにアンダーカバーなどの床部材が配置されている。この床部材において空気流をさらにスムーズに流すために、空気流の流れをガイドする空気流ガイド構造が提案されている。

例えば、特許文献１には、床下流れを最適にしてフロア下側の発熱部の冷却効果の向上と操縦安定性の向上を図る自動車のアンダーフロア構造が提案されている。この自動車のアンダーフロア構造では、車両中央部に形成された絞り部により車両前方から床部材の下側に沿って流れる空気流を縮流して床部材後方のフロア下側発熱部に指向するため、発熱部を効果的に冷却すると共に床下流れを高速にして揚力を低減することができる。

特開平５−３３０４５７号公報

しかしながら、特許文献１の自動車のアンダーフロア構造は、車両中央部を流れる空気流と車両側部側を流れる空気流との間で速度に大きな差が生じる。具体的には、車両中央部を流れる空気流に対して車両側部側を流れる空気流の速度が遅くなり、この速度差が空気抵抗の増加を招くおそれがあった。

この発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、床部材の下側を流れる空気流の速度を均一化させる空気流ガイド構造を提供することを目的とする。

この発明に係る空気流ガイド構造は、自動車の下部を覆うように配置されると共に車幅方向中央部を前後方向に延びる凹状のトンネル部が形成された床部材において空気流の流れをガイドする空気流ガイド構造であって、自動車の前方から床部材の下側に流入した空気流を後方へガイドするために床部材に沿って前後方向に延びるように形成され、後端部がフロントタイヤより後方で且つ自動車の側部とトンネル部との間に配置されるガイド壁を備え、ガイド壁は、車幅方向に間隔を空けて前後方向に延びる一対のガイド壁から構成されて、一対のガイド壁の間に空気流の流路が形成され、一対のガイド壁の後端部は、自動車の側部とトンネル部とからほぼ同じ距離だけ離れるように自動車の側部とトンネル部との中間部近傍に配置されるものである。

また、一対のガイド壁は、トンネル部とほぼ平行に延びて後端部に接続される一対の後端側ガイド部を有することが好ましい。
また、一対のガイド壁は、中間部においてフロントタイヤの車幅方向内側からフロントタイヤの後部側へ回り込むように延びる一対の中間ガイド部を有することが好ましい。
また、一対のガイド壁は、前端部が自動車の前部近傍に配置され、前端部からフロントタイヤの車幅方向内側に延びる一対の前端側ガイド部を有することが好ましい。

また、一対のガイド壁は、後端部と比較して前端部の間隔が広くなるように設けることができる。
また、一対のガイド壁の前端部は、フロントタイヤの幅より大きな間隔でフロントタイヤの前方を塞ぐように形成することができる。

この発明によれば、ガイド壁が床部材に沿って前後方向に延びるように形成されると共にその後端部がフロントタイヤより後方で且つ自動車の側部とトンネル部との間に配置されるので、床部材の下側を流れる空気流の速度を均一化させる空気流ガイド構造を提供することが可能となる。

この発明の実施の形態１に係る空気流ガイド構造を備えた自動車の構成を示す底面図である。 床部材から下方に突出するガイド壁が設けられた自動車を示す前面図である。 従来の床部材において空気流の流れを示す底面図である。 この発明の実施の形態２に係る空気流ガイド構造を備えた自動車の構成を示す底面図である。 この発明の実施の形態３に係る空気流ガイド構造を備えた自動車の構成を示す底面図である。 この発明の実施の形態４に係る空気流ガイド構造を備えた自動車の構成を示す底面図である。 この発明の実施の形態５に係る空気流ガイド構造を備えた自動車の構成を示す底面図である。 実施の形態１〜５に係る空気流ガイド構造の変形例を示す図である。

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１
図１に、この発明の実施の形態１に係る空気流ガイド構造を備えた自動車の構成を示す。この自動車は、前部近傍に配置される一対のフロントタイヤ１と、後部近傍に配置される一対のリアタイヤ２と、下部を覆うように配置される床部材３と、床部材３に沿って前後方向に延びるように形成されたガイド壁４とを有する。

床部材３は、板状のアンダーカバーなどから構成され、自動車の下部をほぼ平坦な形状、すなわち急激な凹凸を抑制して緩やかに湾曲するように形成されている。床部材３は、それぞれ車幅方向にわたるように配置された前部側床部材５と、中間床部材６と、後部側床部材７とから構成されている。
前部側床部材５は、自動車の前部からフロントタイヤ１の後部近傍までを覆うように配置されている。前部側床部材５は、フロントタイヤ１に対応して車幅方向内側に向かって切欠かれており、この切欠き部がフロントタイヤ１を収容するタイヤハウス８の下縁部を形成している。

中間床部材６は、フロントタイヤ１の後部近傍からリアタイヤ２の前部近傍までを覆うように配置されている。中間床部材６には、車幅方向中央部を前後方向に延びる凹状のトンネル部９が形成されており、このトンネル部９にエンジン房から後方へ延びるプロペラシャフトおよび排気管などが収容されている。中間床部材６の側縁部は、自動車の側部においてフロントタイヤ１とリアタイヤ２の間に延びるサイドシルまで覆うように配置されている。
後部側床部材７は、リアタイヤ２の後部近傍から自動車の後部までを覆うように配置されている。
中間床部材６および後部側床部材７は、リアタイヤ２に対応して車幅方向内側に向かって切欠かれており、この切欠き部がリアタイヤ２を収容するタイヤハウス１０の下縁部を形成している。

ガイド壁４は、自動車の前方から床部材３の下側に流入する空気流Ｆ１およびＦ２のうち側部側を流れる空気流Ｆ１を後方へガイドするもので、図２に示すように床部材３から下方に突出すると共に、自動車の前部近傍に配置された前端部１１からフロントタイヤ１の後方に配置された後端部１２まで連続して延びるように形成されている。ガイド壁４は、車幅方向に間隔を空けて前後方向に延びる一対のガイド壁４から構成されており、この一対のガイド壁４の間に前端部１１から後端部１２に延びる空気流Ｆ１の流路Ｐが形成される。一対のガイド壁４は、後端部１２と比較して前端部１１の間隔が広くなる、すなわち後端部１２側の空気流Ｆ１の流路Ｐと比較して前端部１１側の流路Ｐが広くなるように設けられている。また、一対のガイド壁４は、一対のフロントタイヤ１に対応する２箇所、すなわち一方のフロントタイヤ１側と他方のフロントタイヤ１側の２箇所に配置されており、一方のフロントタイヤ１側から流入した空気流Ｆ１を後方へガイドすると共に他方のフロントタイヤ１側から流入した空気流Ｆ１を後方へガイドする。

具体的には、ガイド壁４は、前端側ガイド部１３と、中間ガイド部１４と、後端側ガイド部１５とを有し、これらを前後方向に互いに接続して構成されている。
前端側ガイド部１３は、前端部１１が自動車の前部近傍に配置され、前端部１１からフロントタイヤ１の車幅方向内側に向かって延びている。
中間ガイド部１４は、前端側ガイド部１３の後側に接続されてフロントタイヤ１の車幅方向内側を後方に延びた後、フロントタイヤ１の車幅方向内側からフロントタイヤ１の後部側へ回り込むように延びている。
後端側ガイド部１５は、中間ガイド部１４の後側に接続されてトンネル部９とほぼ平行に延びた後、後端部１２に接続されている。この後端部１２は、自動車の側部とトンネル部９との中間部近傍に配置されている。このため、後端側ガイド部１５は、自動車の側部とトンネル部９との中間部近傍を前後方向にトンネル部９とほぼ平行に延びるように形成されている。

なお、ガイド壁４は、空気流Ｆ１をガイド可能な高さで床部材３から突出していればよく、例えば、床部材３から下方に約３０ｍｍ〜約５０ｍｍ程度突出するように形成することができる。

次に、この実施の形態１の動作について説明する。
まず、図１に示すように、自動車を前方に走行させると、その走行速度に応じた空気流が自動車に対して相対的に前方から後方へ向かうように生じる。そして、自動車の前方から床部材３の下側に流入した空気流は、床部材３に沿って後方へ進行する。

ここで、床部材３は、空気流がスムーズに流れるようにほぼ平坦に形成されている。しかしながら、床部材３を平坦に形成しただけでは、空気流が流れる位置によって速度に差が生じ、この速度差が空気抵抗の増加を引き起こすおそれがある。具体的には、図３に示すように、床部材７１の中央部を流れる空気流Ｆ２は、流れを大きく妨げられることなく真直ぐ後方へと流れるのに対し、床部材７１の側部側を流れる空気流Ｆ１は、フロントタイヤ７２で流れが妨げられて、フロントタイヤ７２の車幅方向内側を通過した後、外側に向かって大きく進路が変更される。すなわち、空気流Ｆ１は、フロントタイヤ７２を内側から回り込むように流れていく。これにより、空気流Ｆ１は、空気流Ｆ２と比較して速度が遅くなり、この速度差が空気流Ｆ１と空気流Ｆ２との間において流れが大きく乱れた空気流Ｆ３を生じさせて、空気抵抗の増加を引き起こしていた。

そこで、本発明においては、ガイド壁４により床部材３の側部側を流れる空気流Ｆ１を所定の方向へガイドすることにより、空気抵抗の増加を抑制するものである。
具体的には、空気流Ｆ１がガイド壁４の前端部１１から流路Ｐ内に流入し、前端部１１から後方に向かって徐々に車幅方向内側に傾斜された前端側ガイド部１３により、空気流Ｆ１が滑らかにフロントタイヤ１の内側までガイドされる。続いて、空気流Ｆ１は、中間ガイド部１４にガイドされて、フロントタイヤ１の内側を通り抜けた後、フロントタイヤ１の後部側へ回り込むように進行する。この時、空気流Ｆ１自体がフロントタイヤ１の後側へ回り込むように流れるため、その流れに沿うように中間ガイド部１４がフロントタイヤ１の後側へ回り込むように形成されることにより、空気流Ｆ１をフロントタイヤ１の後側へスムーズにガイドすることができる。

そして、フロントタイヤ１の後側まで進行した空気流Ｆ１は、その後方に配置された後端部１２まで後端側ガイド部１５にガイドされて流れていく。この時、後端部１２は、中間床部材６において自動車の側部とトンネル部９との間に配置されている。中間床部材６は、自動車の側部とトンネル部９との間において、フロントタイヤ１からリアタイヤ２にわたって平坦形状が安定して続くように形成されており、後端部１２を自動車の側部とトンネル部９との間に配置することにより後端部１２から放出される空気流Ｆ１を中間床部材６の平坦部に沿って流すことができる。このように、空気流Ｆ１を中間床部材６に沿って流すことにより、空気流Ｆ１の速度が低下するのを抑制することができる。
さらに、後端部１２は、自動車の側部とトンネル部９との中間部近傍に配置されているため、後端部１２から自動車の側部までの距離および後端部１２からトンネル部９までの距離を大きく保つことができる。このため、例えば、空気流Ｆ１が後端部１２から斜め方向に放出された場合でも、空気流Ｆ１が中間床部材６の平坦部から外れて流れることを抑制し、空気流Ｆ１を中間床部材６の平坦部に沿って確実に流すことができる。

また、後端側ガイド部１５は、トンネル部９とほぼ平行に延びるように形成されている。このため、空気流Ｆ１が後端部１２から後方へ真直ぐ流れるように方向付けることができ、空気流Ｆ１が中間床部材６の平坦部から外れて流れることを抑制し、空気流Ｆ１を中間床部材６に沿ってより確実に流すことができる。また、空気流Ｆ１を後端部１２からトンネル部９と平行に流すことにより、床部材３の中央部を流れる空気流Ｆ２と平行に流すことができ、空気流Ｆ１と空気流Ｆ２が互いに干渉して空気流Ｆ１およびＦ２の流れが乱れることを抑制し、空気抵抗の増加を確実に防ぐことができる。
このようにして、床部材３の側部側における空気流Ｆ１の流れをガイド壁４の前端部１１から後端部１２まで順次ガイドすることにより、床部材３の下側を流れる空気流Ｆ１およびＦ２の速度を均一化して空気抵抗の増加を持続的に抑制し、自動車をスムーズに走行させることができる。

本実施の形態によれば、ガイド壁４が床部材３に沿って前後方向に延びるように形成されると共にその後端部１２がフロントタイヤ１より後方で且つ自動車の側部とトンネル部９との間に配置されるため、床部材３の下側を流れる空気流Ｆ１およびＦ２の速度を均一化させることができる。

実施の形態２
実施の形態１において、一対のガイド壁４の前端部１１は、フロントタイヤ１の幅より大きな間隔でフロントタイヤ１の前方を塞ぐように形成することができる。
例えば、図４に示すように、実施の形態１のガイド壁４において、前端側ガイド部１３に換えて、前端側ガイド部２１を配置することができる。前端側ガイド部２１は、フロントタイヤ１の幅より大きな間隔で形成された前端部２２を有し、この前端部２２がフロントタイヤ１の前方を塞ぐように配置されている。すなわち、前端部２２は、車幅方向において、自動車の中央部近傍から側部にわたるように配置されている。そして、前端側ガイド部２１は、この幅広に形成された前端部２２から後方に向かって徐々に車幅方向内側に傾斜するように設けられている。

一般的に、自動車の前方から床部材３の下側に流入した空気流Ｆ１は、フロントタイヤ１の前部により流れが妨げられてフロントタイヤ１の車幅方向内側に進行する。このため、フロントタイヤ１の前部近傍から内側にかけて空気流Ｆ１の圧力が上昇し、これが空気抵抗を増加させる要因となっていた。
そこで、フロントタイヤ１の前部へ向かって進行する空気流Ｆ１を、フロントタイヤ１の前方を塞ぐように配置された前端部２２から流路Ｐ内へ順次流入させ、前端側ガイド部２１に従ってスムーズにフロントタイヤ１の内側にガイドする。

本実施の形態によれば、フロントタイヤ１の幅より大きな間隔でフロントタイヤ１の前方を塞ぐように前端側ガイド部２１の前端部２２を形成するため、フロントタイヤ１の前部へ向かって進行する空気流Ｆ１を流路Ｐ内へ順次流入させることができ、フロントタイヤ１の前部近傍における空気抵抗の増加を抑制することができる。

実施の形態３
実施の形態１および２では、ガイド壁４の後端部１２は、自動車の側部とトンネル部９との中間部近傍に配置されたが、自動車の側部とトンネル部９との間に配置されていればよく、その配置に限定されるものではない。
例えば、図５に示すように、実施の形態１のガイド壁４において、中間ガイド部１４および後端側ガイド部１５に換えて、中間ガイド部３１および後端側ガイド部３２を配置することができる。

中間ガイド部３１は、前端側ガイド部１３の後側に接続されてフロントタイヤ１の車幅方向内側をフロントタイヤ１の内側面に沿って真直ぐ後方に延びるように形成されている。
後端側ガイド部３２は、中間ガイド部３１の後側に接続されてトンネル部９とほぼ平行に後方へ向かって延びるように形成されている。このため、後端側ガイド部３２の後端部３３は、トンネル部９の近傍に配置されることになる。

本実施の形態によれば、ガイド壁４が床部材３に沿って前後方向に延びるように形成されると共にその後端部３３がフロントタイヤ１より後方で且つ自動車の側部とトンネル部９との間に配置されるため、床部材３の下側を流れる空気流Ｆ１およびＦ２の速度を均一化させることができる。
ただし、ガイド壁４の後端部３３までガイドされた空気流Ｆ１は、後端部３３からトンネル部９の近傍に放出されるため、中間床部材６の平坦部から外れてトンネル部９へ進行するおそれがある。このため、実施の形態１のように、ガイド壁４の後端部は、自動車の側部とトンネル部９との中間部近傍に配置することが好ましい。

実施の形態４
実施の形態１〜３では、ガイド壁４は、車幅方向に間隔を空けて前後方向に延びる一対のガイド壁４から構成されたが、自動車の前方から床部材３の下側に流入した空気流Ｆ１を後方へガイドすることができればよく、これに限られるものではない。
例えば、図６に示すように、実施の形態１のガイド壁４において、前端側ガイド部１３、中間ガイド部１４および後端側ガイド部１５に換えて、前端側ガイド部４１、中間ガイド部４２および後端側ガイド部４３を配置することができる。

前端側ガイド部４１は、前端部４４が自動車の前部近傍で且つ自動車の中央部近傍に配置され、前端部４４から自動車の中央部とほぼ平行に後方へ延びるように形成されている。すなわち、前端側ガイド部４１は、実施の形態１において車幅方向に間隔を空けて配置された一対の前端側ガイド部１３のうち車幅方向内側の前端側ガイド部１３のみから構成されるものである。
中間ガイド部４２は、前端側ガイド部４１の後側に接続されて自動車の中央部とほぼ平行に後方へ延びた後、フロントタイヤ１の後側に向かって延びるように形成されている。すなわち、中間ガイド部４２は、実施の形態１において車幅方向に間隔を空けて配置された一対の中間ガイド部１４のうち車幅方向内側の中間ガイド部１４のみから構成されるものである。

後端側ガイド部４３は、中間ガイド部４２の後端に対して車幅方向外側に離間して配置され、フロントタイヤ１の後端側からトンネル部９とほぼ平行に後方へ延びるように形成されている。すなわち、後端側ガイド部４３は、実施の形態１において車幅方向に間隔を空けて配置された一対の後端側ガイド部１５のうち車幅方向外側の後端側ガイド部１５のみから構成されるものである。
このように、前端側ガイド部４１、中間ガイド部４２および後端側ガイド部４３は、実施の形態１において空気流Ｆ１のガイドを優位に行う側、すなわち空気流Ｆ１の進行方向に対向する側のみから構成されたもので、これにより空気流Ｆ１を前端部４４から後端部４５までガイドすることができる。

本実施の形態によれば、ガイド壁４が床部材３に沿って前後方向に延びるように形成されると共にその後端部４５がフロントタイヤ１より後方で且つ自動車の側部とトンネル部９との間に配置されるため、床部材３の下側を流れる空気流Ｆ１およびＦ２の速度を均一化させることができる。

実施の形態５
実施の形態１〜４では、ガイド壁４は、自動車の前部近傍からフロントタイヤ１の後方まで延びるように形成されていたが、床部材３に沿ってフロントタイヤ１の後方まで前後方向に延びるように形成されていればよく、これに限られるものではない。
例えば、図７に示すように、実施の形態１のガイド壁４において、前端側ガイド部１３を除くと共に、中間ガイド部１４に換えて中間ガイド部５１を配置することができる。

中間ガイド部５１は、フロントタイヤ１の車幅方向内側からフロントタイヤ１の後部側へ向かうように形成されており、後端が後端側ガイド部１５に接続されている。
これにより、自動車の前方から床部材３の下側に流入してフロントタイヤ１の車幅方向内側を通過した空気流Ｆ１を中間ガイド部５１および後端側ガイド部１５により後端部１２までガイドすることができ、後端部１２から空気流Ｆ１を放出して中間床部材６の平坦部に沿って流すことができる。

本実施の形態によれば、ガイド壁４が床部材３に沿って前後後方に延びるように形成されると共にその後端部１２がフロントタイヤ１より後方で且つ自動車の側部とトンネル部９との間に配置されるため、床部材３の下側を流れる空気流Ｆ１およびＦ２の速度を均一化させることができる。

なお、実施の形態１〜５では、ガイド壁４は、床部材３から下方に突出するように形成されたが、空気流Ｆ１の流れをガイドすることができればよく、これに限られるものではない。例えば、図８に示すように、床部材３から上方に窪むように形成したガイド壁６１を配置することもできる。

１ フロントタイヤ、２ リアタイヤ、３ 床部材、４，６１ ガイド壁、５ 前部側床部材、６ 中間床部材、７ 後部側床部材、８，１０ タイヤハウス、９ トンネル部、１１，２２，４４ 前端部、１２，３３，４５ 後端部、１３，２１，４１ 前端側ガイド部、１４，３１，４２，５１ 中間ガイド部、１５，３２，４３ 後端側ガイド部、
Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３ 空気流、Ｐ 流路。

Claims (6)

1. 自動車の下部を覆うように配置されると共に車幅方向中央部を前後方向に延びる凹状のトンネル部が形成された床部材において空気流の流れをガイドする空気流ガイド構造であって、
   前記自動車の前方から前記床部材の下側に流入した空気流を後方へガイドするために前記床部材に沿って前後方向に延びるように形成され、後端部がフロントタイヤより後方で且つ前記自動車の側部と前記トンネル部との間に配置されるガイド壁を備え、
   前記ガイド壁は、車幅方向に間隔を空けて前後方向に延びる一対のガイド壁から構成されて、前記一対のガイド壁の間に空気流の流路が形成され、
   前記一対のガイド壁の後端部は、前記自動車の側部と前記トンネル部とからほぼ同じ距離だけ離れるように前記自動車の側部と前記トンネル部との中間部近傍に配置される空気流ガイド構造。
2. 前記一対のガイド壁は、前記トンネル部とほぼ平行に延びて前記後端部に接続される一対の後端側ガイド部を有する請求項１に記載の空気流ガイド構造。
3. 前記一対のガイド壁は、中間部において前記フロントタイヤの車幅方向内側から前記フロントタイヤの後部側へ回り込むように延びる一対の中間ガイド部を有する請求項１または２に記載の空気流ガイド構造。
4. 前記一対のガイド壁は、前端部が前記自動車の前部近傍に配置され、前記前端部から前記フロントタイヤの車幅方向内側に延びる一対の前端側ガイド部を有する請求項１〜３のいずれか一項に記載の空気流ガイド構造。
5. 前記一対のガイド壁は、後端部と比較して前端部の間隔が広くなるように設けられる請求項１〜４のいずれか一項に記載の空気流ガイド構造。
6. 前記一対のガイド壁の前端部は、前記フロントタイヤの幅より大きな間隔で前記フロントタイヤの前方を塞ぐように形成される請求項１〜５のいずれか一項に記載の空気流ガイド構造。

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