JPH0624361A

JPH0624361A - 自動車のアンダーフロア構造

Info

Publication number: JPH0624361A
Application number: JP17956992A
Authority: JP
Inventors: Moritsune Nakada; 守恒中田; Manabu Sato; 学佐藤
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1992-07-07
Filing date: 1992-07-07
Publication date: 1994-02-01
Anticipated expiration: 2013-09-24
Also published as: JP2803473B2

Abstract

(57)【要約】【目的】車両前部の走行輪の内側中央部内に配置され
たブレーキロータ周りへの効率的な冷却風導入を図る。【構成】エンジンルーンムＥ・Ｒの下側を閉塞して配
設した平坦なアンダーカバー２０には、走行輪１の前方
で走行輪とサスペンションアーム６の車体側取付点６ａ
との間の領域Ｄの前方延長上で、かつ、床下流れＦ₂の
再付着点Ｆ_2bとなる部位に空気導入部２２を設けてあ
る。空気導入部２２はアンダーカバー２０の下面から上
向きに凹設されて、車両後方に傾斜する傾斜壁２３と、
車幅方向に末広がりの両側壁２４とからなるダクト構造
としてあり、その後方の傾斜壁２３，両側壁２４の角度
範囲に導風板２５を傾斜配設してある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動車のブレーキ冷却性
能を向上させることができるアンダーフロア構造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】自動車のアンダーフロア構造の中には、
例えば実開平３−１２０２８０号公報に示されているよ
うに、車両前部にエンジンルームの下側を閉塞して配設
したアンダーカバーに、走行輪の内側中央部のフロント
ブレーキに向けて走行風を収束させるガイド部を付設し
たものが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】走行輪の前方からの走
行風は走行輪によって遮られるためにその内側中央部に
導入されることは殆どなく、また、アンダーカバーのガ
イド部によって収束された走行風の一部が走行輪の内側
に導入されたとしても、このアンダーカバーは走行輪中
央部よりも地上高が低いために、走行風は走行輪の内側
の下部領域に導入されることになり、十分なブレーキ冷
却効果は期待することができない。

【０００４】そこで、本発明は走行輪の内側中央部に十
分な冷却風を導入できて、ブレーキ冷却効果を一段と高
めることができる自動車のアンダーフロア構造を提供す
るものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１にあっては、車
両前部の下側に、少なくとも走行輪よりも前方の領域が
平坦なアンダーカバーを設けた構造において、前記アン
ダーカバーの走行輪よりも前方の平坦な部分に、走行輪
とサスペンションアームの車体側取付点との間の前方延
長領域で、かつ、車両前方からの空気の床下流れが再付
着する部位に空気導入部を設け、この空気導入部を、ア
ンダーカバー下面から上向きに凹設されて車両後方に向
けて傾斜した傾斜壁と、この傾斜壁に連なって車両後方
へ至るに従って車幅方向に末広がりに広がる両側壁とか
らなるダクト構造とする一方、この空気導入部の後方
の、前記傾斜壁の傾斜角度範囲で、かつ、両側壁の延長
線で囲まれる領域に、内側端部から外側端部へ至るに従
って後方に傾斜し、該空気導入部から流出する空気流を
受けて走行輪の内側中央部に指向させる導風板を配設し
てある。

【０００６】請求項２にあっては、アンダーカバーの上
面に、空気導入部のダクト開口の直後にウエッジ状のガ
イドを設け、このガイドのガイド面の傾斜角を空気導入
部の傾斜壁の傾斜角度と略同一に設定してある。

【０００７】請求項３にあっては、アンダーカバーの上
面に、空気導入部のダクト開口に連続して、車幅方向に
複数個の仕切り壁を有する整流器を設けてある。

【０００８】請求項４にあっては、アンダーカバーの走
行輪を収容するホイールハウスに対応する部分に切欠部
を形成し、この切欠部の縁部にサスペンションアームの
２股内に突出する延設部を形成して、この延設部に導風
板を一体成形してある。請求項５にあっては、導風板
を２股のサスペンションアームの前側アーム部上に一体
に設けてある。

【０００９】

【作用】請求項１によれば、車両走行時に、車両の前端
部に当たって該前端部下縁で剥離してアンダーカバーの
下側に廻り込む空気の床下流れは、該アンダーカバーの
再付着部分で空気導入部に捕捉され、アンダーカバーの
上面側で傾斜壁と両側壁の角度の広がりをもって後方へ
層流となって流出すると共に、空気導入部の後方の導風
板に当たって偏向され、走行輪の内側中央部に導入され
る。

【００１０】請求項２によれば、空気導入部のダクト開
口から流出した空気流は、ガイドによって全体的に上向
きに偏向されるため、アンダーカバーよりも地上高の高
い走行輪の内側中央部への冷却風導入効果が更に向上さ
れる。

【００１１】請求項３によれば、空気導入部のダクト開
口から層流状態で流出する空気流を整流器で整流するの
で後方への拡散を抑え、導風板に集中的に導入すること
ができるから、走行輪の内側中央部への導風効果をより
一層向上することができる。請求項４によれば、導風板
をアンダーカバーに一体成形してあるため部品点数の増
大を伴うことがなくコスト的に有利となる。

【００１２】請求項５によれば、導風板を２股のサスペ
ンションアームの前側アーム部上に設けてあるため、導
風板のレイアウトが困難な場合に有効であり、かつ、極
力走行輪の内側中央部に近接して配置することができ
る。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面と共に詳述す
る。

【００１４】図１６，１７は車両前部の走行輪１の内部
構造を示すもので、２は走行輪１を軸支するハブ、３は
ブレーキロータ、４はタイヤ、５はフロントストラッ
ト、６はサスペンションアーム、７はサスペンションア
ーム６のロアボールジョイント、８はアクスルハウジン
グ、９はブレーキロータ３を保持するバッフル板を示
す。

【００１５】ブレーキ冷却は主にブレーキロータ３内の
通路３ａを通る冷却風によるベンチレーション効果によ
るものであり、この冷却風が図１７に示したバッフル板
９中央部の環状の開口領域９Ａから導入された空気が、
矢印ｆで示すようにブレーキロータ３内の通路３ａを通
って円周方向に流出することによって行われる。従っ
て、ブレーキの冷却効果を高めるためには、前記領域９
Ａに、即ち、走行輪１の内側中央部に冷却風を外部より
積極的に導入することが重要である。

【００１６】図１〜３はこの走行輪１の周りのアンダー
フロア構造を示し、２０はエンジンルームＥ・Ｒの下側
を閉塞して配設したアンダーカバーで、この実施例では
アンダーカバー２０を全体的に平坦に形成してあり、か
つ、その両側部のフロントホイールハウス１０に対応す
る部分に切欠部２１を形成してある。

【００１７】車両走行時に車両前方からこのアンダーカ
バー２０の下側に沿って流れる空気の床下流れを考察す
ると、図５に示すようにアンダーカバー２０の走行輪１
前方の領域Ｃではこの走行輪１によって空気の流れが遮
られる影響で流速が低下しており、このＣ領域から車両
中央側に若干ずれた領域Ｂでは、走行輪１の影響が減少
するため流速が比較的速く、そして、車両中央部の領域
Ａでは流速が最も速く、この領域Ａは車の空力特性、即
ち、抗力や揚力に与える影響が大きい。

【００１８】そこで、このアンダーカバー２０の走行輪
１前方で、車両の空力特性に与える影響が少なく、か
つ、流速の比較的速い前述のＢで示す領域、具体的には
走行輪１とサスペンションアーム６の車体側取付点６ａ
との間に挾まれた領域Ｄの前方延長上で、かつ、車両前
方からの空気の床下流れがアンダーカバー２０下面に再
付着する部位に空気導入部２２を設けてある。

【００１９】この空気導入部２２はアンダーカバー２０
の下面から上向きに凹設されて車両後方に向けて傾斜し
た傾斜壁２３と、この傾斜壁２３に連なって車両後方へ
至るに従って車幅方向に末広がりに広がる両側壁２４と
からなるダクト構造としてあって、車両走行時に車両前
端部に当たって下側に廻り込み、アンダーカバー２０下
面に再付着する床下流れの空気を下側のダクト開口２２
ａで捕捉し、アンダーカバー２０の上面後側のダクト開
口２２ｂより前記傾斜壁２３と両側壁２４の形成角度の
広がりをもって後方へ流出するようにしてある。

【００２０】ここで、車両走行時における車両前端部の
空気の流れを考察すると、図６に示すように車両Ｂ・Ｆ
の前端部に当たった走行風は、矢印Ｆ₁で示す車両上方
への流れと、矢印Ｆ₂で示す車両下方への流れに分流す
る。

【００２１】車両下方への流れＦ₂は、車両前端下縁の
角部Ｕ・Ｃ、即ち、アンダーカバー２０の前端で車体面
から一旦剥離し、この流線Ｆ₂はその主流によってアン
ダーカバー２０の下面と略平行に曲げられて、再びアン
ダーカバー２０の下面に突き当たって付着し、アンダー
カバー２０の前端部付近に流れが逆流して渦が発生する
閉じた流れの領域Ｆ_2aを形成する。

【００２２】この流線Ｆ₂の前記角部Ｕ・Ｃでの剥離点
からアンダーカバー２０下面の再付着点Ｆ_2bまでの距離
Ｌはレイノルズ数の関数で一義的に定まり、レイノルズ
数が３８０以上ではＬが一定値となるから、車両のよう
に走行時のレイノルズ数が１０の５乗となる場合、流線
Ｆ₂の剥離点から再付着点Ｆ_2bまでの距離Ｌは車速によ
らず略一定となり、従って、この再付着点Ｆ_2bに空気導
入部２２の下側のダクト開口２２ａを設定することによ
り、該空気導入部２２でアンダーカバー２０の下側の床
下流れを効率よく捕捉し、アンダーカバー２０の上面側
へ導入することができる。

【００２３】また、前記流線Ｆ₂の再付着点Ｆ_2bは、車
両前端下縁の角部Ｕ・Ｃの形状によっても左右され、該
角部Ｕ・ＣにＲを付けたり、あるいは、図６に鎖線で示
すようにアンダーカバー２０の前端近傍に凹部２０ａを
形成すれば、再付着点Ｆ_2bをアンダーカバー２０の前端
側へ移動させることができるので、空気導入部２２を走
行輪１周りの構造を勘案して、該再付着点Ｆ_2bを調整す
ることによりスペース的に制約を受けることなく前記前
方延長領域Ｄ内で任意の位置に設定することができる。

【００２４】一方、空気導入部２２の後方には、この空
気導入部２２のアンダーカバー２０上面後側のダクト開
口２２ｂから流出する空気流を受けて、走行輪１の内側
中央部に指向させる導風板２５を配設してある。

【００２５】アンダーカバー２０の床下流れは空気導入
部２２のダクト開口２２ａで捕捉されて、該空気導入部
２２に乱流状態で流入し、そして、傾斜壁２３の傾斜面
に沿って上下方向に広がると共に、両側壁２４の壁面に
沿って車幅方向に広がってダクト開口２２ｂから後方へ
流出するから、このダクト開口２２ｂから流出した空気
の圧力は低下して層流となる。

【００２６】そこで、導風板２５はダクト開口部２２ｂ
から流出する層流の空気の流れの中に配設することによ
り、走行輪１の内側中央部のブレーキ関係部品に効率よ
く冷却風として導入することができる。

【００２７】具体的には、この走行輪１の内側中央部へ
の効率的な冷却風導入を行わせるため、前記導風板２５
を空気導入部２２の傾斜壁２３の傾斜角度θの範囲内
で、かつ、両側壁２４，２４の延長線で囲まれる領域Ｅ
に、内側端部から外側端部へ至るに従って後方に傾斜し
て配設してある。

【００２８】導風板２５の傾斜角度は望ましくは、図４
に示すように空気導入部２２の中心を通る直線をＬ₂，
走行輪１の内側中央部のブレーキロータ３の中心点Ｐ
と、直線Ｌ₂と導風板２５との交点Ｑとを結んだ直線を
Ｌ₃とした場合、導風板２５と直線Ｌ₂との角度β₁と、
導風板２５と直線Ｌ₃との角度β₂とが略同じ角度になる
ように設定すれば、この空気導入部２２から層流状態で
流出する空気流を、導風板２５で受けて走行輪１側に偏
向させ、該走行輪１の目標とする内側中央部へ積極的に
冷却風として導入することができる。

【００２９】この実施例では導風板２５を、アンダーカ
バー２０の切欠部２１縁の略中央部に、サスペンション
アーム６の２股内に突出する延設部２１ａを形成し、こ
の延設部２１ａの前縁に前記角度で曲折成形してある。

【００３０】なお、この導風板２５は補強と、導風ガイ
ド効果の向上とを図るため図７に示すように、空気導入
部２２の一方の側壁２４と連続的に形成するようにして
もよい。

【００３１】以上の実施例構造によれば、車両走行時に
車両Ｂ・Ｆの前端部に当たって車両下側に廻り込む走行
風は、図３のＦ₂で示すようにアンダーカバー２０の床
下流れとなり、該アンダーカバー２０の再付着点Ｆ_2bで
空気導入部２２の下側のダクト開口２２ａに捕捉され
る。

【００３２】そして、この空気導入部２２の傾斜壁２３
面および両側壁２４面に沿って上下方向および車幅方向
に広がりをもってアンダーカバー２０の上面側後方のダ
クト開口２２ｂより後方へ層流となって流出し、該ダク
ト開口２２ｂ後方の導風板２５に当たって走行輪１側へ
偏向され、該走行輪１の内側中央部に導入される。

【００３３】従って、この走行輪１の内側中央部のブレ
ーキロータ３の中心部分に冷却風として積極的に送り込
めるため、ブレーキロータ３内の通路３ａを通る冷却風
によるベンチレーション効果が高められ、ブレーキの冷
却効果を一段と高めることができる。

【００３４】図８は車両の実走行によるブレーキロータ
３付近の風速の変化状況を示す実験結果を示すもので、
ａ線は前記実施例で示す空気導入部２２，導風板２５を
備えたアンダーカバー２０を装着した車両の場合を、お
よびｂ線は空気導入部２２，導風板２５のない通常の全
体的に平坦なアンダーカバーを装着した車両の場合を示
し、このブレーキロータ３周りの風速測定結果から明ら
かなように、空気導入部２２，導風板２５の設定によ
り、これらの構造を有さない仕様に対して約５倍の風速
で走行輪１の内側中央部へ冷却風を導入することができ
る。

【００３５】このブレーキの冷却性能について更に詳述
すれば、ブレーキの冷却性能はブレーキロータ３からの
放熱量により評価するのが一般的である。

【００３６】この放熱量の変化はブレーキロータ３の平
均熱伝達率の変化に相当するので、これをヌセルト数
（Ｎｕ数）の変化により見積もることができる。簡単の
ため、ブレーキロータ３が冷却風の流れに対して一様に
垂直な平板であるとすると、Ｎｕ数はレイノルズ数をＲ
ｅとすると、Ｎｕ＝０．３Ｒｅ^0・5＋０．０８３Ｒ_e ^0・67 ‥‥‥（１）ここで、Ｒｅはブレーキ冷却風速ｕの一次関数であるた
めＮｕは、Ｎｕ＝０．３ｕ^0・5＋０．０８３ｕ^0・67 ‥‥‥（２）となり、ブレーキ冷却風速の関数で表現できる。

【００３７】従って、前記（２）式より前述のようにブ
レーキ風速ｕが５倍になるとＮｕは約３倍になり、ま
た、ブレーキロータ３の放熱量はこのＮｕ数とは比例関
係にあるので、冷却風速の向上によりこの放熱量を約３
倍に高められることになる。

【００３８】図９，１０は本発明の第２実施例を示すも
ので、アンダーカバー２０の上面に、空気導入部２２の
ダクト開口２２ｂの直後にウエッジ状のガイド２６を設
けてある。

【００３９】ガイド２６のガイド面の角度θ₂は空気導
入部２２の傾斜壁２３の傾斜角度θと略同一に設定して
ある。

【００４０】従って、この実施例によれば空気導入部２
２のダクト開口２２ｂから流出した空気流は、ガイド２
６によって全体的に上向きに偏向されるため、アンダー
カバー２０よりも地上高の高い走行輪１の内側中央部へ
の冷却風導入効果を更に向上することができる。

【００４１】図１１に示す実施例は導風板２５を２股の
サスペンションアーム６の前側アーム部上に一体に設け
たもので、導風板２５のレイアウトが困難な場合に有効
である。

【００４２】図１２，１３に示す実施例はアンダーカバ
ー２０の上面に、空気導入部２２のダクト開口２２ｂに
連続して、車幅方向に複数個の仕切り壁２７ａを有する
整流器２７を設けたものである。

【００４３】この実施例によれば、空気導入部２２のダ
クト開口２２ｂからは、空気流が層流状態で流出する
が、整流器２７によりこの空気流を整流することによっ
て後方への拡散を抑え、導風板２５に集中的に導入する
ことができるので、走行輪１の内側中央部内への導風効
果をより向上することができ、特に、図９，１０に示し
た前記実施例のガイド２６の構造と組合わせれば、より
効果的である。

【００４４】これらいずれの実施例にあっても、前述し
たように走行輪１の内側中央部内への冷却風速を高め
て、ブレーキロータ３の冷却性能を向上させることがで
きるが、この冷却風速は図８のａ線で示したように、車
両速度が高い領域では風速上昇がサチレート状態とな
る。

【００４５】この原因は主にフロントホイールハウス１
０内の圧力が上昇しているためであり、そこで、図１
４，１５に示すようにフロントホイールハウス１０内の
走行輪１の内側部分と外部とを連通させて、フロントホ
イールハウス１０内の圧力上昇を低下させると有効であ
る。

【００４６】この実施例ではフロントフェンダ１１の上
側部と、フロントホイールハウス１０のインナプロテク
タ１２の上側部とに開口１３，１４を設けると共に、フ
ロントフェンダ１１の開口１３に装飾用のルーバー１５
を設けて、フロントホイールハウス１０内の走行輪１の
内側部分を外部へ連通させている。

【００４７】従って、この実施例によれば車両の高速走
行時でもフロントホイールハウス１０内の圧力上昇が低
く抑えられるため、前記各実施例における空気導入部２
２と導風板２５とによる導風効果により、走行輪１の内
側中央部への冷却風速を高められて、ブレーキ冷却効果
を車両の高速域まで高く維持させることができる。

【００４８】なお、前記各実施例では車両前部の走行輪
１への冷却風導入構造を示したが、車両後部の走行輪へ
の冷却風導入構造として適用することも可能である。

【００４９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、車両前部
のアンダーカバーに設けた空気導入部と、その後方に配
設した導風板とによる導風作用により、走行輪の内側中
央部へ十分な冷却風を導入できるため、該走行輪の内側
中央部に配置したブレーキの冷却効果を一段と高められ
る利点がある。

【００５０】特に、アンダーカバーの上面に、空気導入
部のダクト開口の直後にウエッジ状のガイドを設けて、
このガイドのガイド面の傾斜角を空気導入部の傾斜壁の
傾斜角度と略同一に設定すれば、空気導入部のダクト開
口から流出した空気流をガイドによって全体的に上向き
に偏向させることができるから、アンダーカバーよりも
地上高の高い走行輪の内側中央部への冷却風導入効果を
更に向上させることができる。

【００５１】また、アンダーカバーの上面に空気導入部
のダクト開口に連続して、車幅方向に複数個の仕切り壁
を有する整流器をもうければ、該ダクト開口から層流状
態で流出する空気流を整流器で整流するので後方への拡
散を抑え、導風板に集中的に導入することができるか
ら、走行輪の内側中央部への導風効果をより一層向上す
ることができる。

【００５２】導風板をアンダーカバーの切欠部に突設し
た延設部に一体成形すれば、部品点数の増大化を回避し
てコスト的に有利に得ることができる。

【００５３】また、導風板を２股のサスペンションアー
ムの前側アーム部上に設ければ、導風板のアンダーカバ
ーへのレイアウトが困難な場合でも、極力走行輪の内側
中央部に近接して配置することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す半部の略示的平面図。

【図２】同実施例のアンダーカバーの側面図。

【図３】同実施例の略示的斜視説明図。

【図４】同実施例の空気導入部と導風板との配置関係を
示す平面説明図。

【図５】アンダーカバー下側の空気の床下流れを示すア
ンダーカバーを下側から見た説明図。

【図６】車両前部の空気の流れを説明する略示的側面
図。

【図７】アンダーカバーの異なる例を示す斜視図。

【図８】車速とブレーキロータ冷却風の風速との関係を
示すグラフ。

【図９】本発明の第２実施例を示す略示的斜視説明図。

【図１０】同実施例のアンダーカバーの側面図。

【図１１】本発明の第３実施例を示す略示的斜視説明
図。

【図１２】本発明の第４実施例を示す略示的斜視説明
図。

【図１３】同実施例のアンダーカバーの側面図。

【図１４】本発明の第５実施例を備えた車両の斜視図。

【図１５】図１４のＡ−Ａ線に沿う略示的断面説明図。

【図１６】本発明の対象とする車両前部の走行輪の構造
を示す断面図。

【図１７】図１６の要部の拡大図。

【符号の説明】

１…走行輪６…サスペンションアーム２０…アンダーカバー２２…空気導入部２３…傾斜壁２４…両側壁２５…導風板２６…ガイド２７…整流器２７ａ…仕切り壁Ｆ₂…床下流れＦ_2b…再付着点

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両前部の下側に、少なくとも走行輪よ
りも前方の領域が平坦なアンダーカバーを設けた構造に
おいて、前記アンダーカバーの走行輪よりも前方の平坦
な部分に、走行輪とサスペンションアームの車体側取付
点との間の前方延長領域で、かつ、車両前方からの空気
の床下流れが再付着する部位に空気導入部を設け、この
空気導入部を、アンダーカバー下面から上向きに凹設さ
れて車両後方に向けて傾斜した傾斜壁と、この傾斜壁に
連なって車両後方へ至るに従って車幅方向に末広がりに
広がる両側壁とからなるダクト構造とする一方、この空
気導入部の後方の、前記傾斜壁の傾斜角度範囲で、か
つ、両側壁の延長線で囲まれる領域に、内側端部から外
側端部へ至るに従って後方に傾斜し、該空気導入部から
流出する空気流を受けて走行輪の内側中央部に指向させ
る導風板を配設したことを特徴とする自動車のアンダー
フロア構造。
【請求項２】アンダーカバーの上面に、空気導入部の
ダクト開口の直後にウエッジ状のガイドを設け、このガ
イドのガイド面の傾斜角を空気導入部の傾斜壁の傾斜角
度と略同一に設定したことを特徴とする請求項１記載の
自動車のアンダーフロア構造。
【請求項３】アンダーカバーの上面に、空気導入部の
ダクト開口に連続して、車幅方向に複数個の仕切り壁を
有する整流器を設けたことを特徴とする請求項１又は２
記載の自動車のアンダーフロア構造。
【請求項４】アンダーカバーは走行輪を収容するホイ
ールハウスに対応する部分に切欠部を有し、この切欠部
の縁部にサスペンションアームの２股内に突出する延設
部を形成して、この延設部に導風板を一体成形したこと
を特徴とする請求項１，２又は３記載の自動車のアンダ
ーフロア構造。
【請求項５】導風板を２股のサスペンションアームの
前側アーム部上に一体に設けたことを特徴とする請求項
１，２又は３記載の自動車のアンダーフロア構造。