JP2006248355A

JP2006248355A - 揚力低減装置

Info

Publication number: JP2006248355A
Application number: JP2005066861A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Azuma; 大輔東; Hitoshi Fukuda; 均福田; Masahiro Yoshida; 昌弘吉田
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2005-03-10
Filing date: 2005-03-10
Publication date: 2006-09-21
Anticipated expiration: 2025-03-10
Also published as: JP4591124B2

Abstract

【課題】車体下部側面から床下に流れ込む気流を抑制し、さらに床下の気流を車体下部側面に積極的に排出するための構造を提供すること。
【解決手段】車体下面に、車体前方下面から流入する空気を車体下部側面へ排出しかつ車体下部側面から流入する空気を抑制するエアガイド１，２を設けた。また、前記エアガイド前端部１ａ，２ａの車幅方向での位置を、前輪１０より内側、かつ車幅方向外側から車幅の２５パーセントの位置よりも外側とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車に作用する揚力を低減するための揚力低減装置に関する。

従来、自動車の車体下部の構造として、図８に示すようにメインフロアカバー１２を設ける構造が知られている。これにより、床下は平坦になるため空気抵抗が低下し、車体下部中央部付近の空気の流れは真直ぐ車体後方へと流れるようになる。

しかし、この構造では破線Ｃで示すような車体下部側面から床下に入り込む気流があるため、後輪１３及びリヤサスペンション１４等に衝突する気流が増加してしまう。このように、床下パーツに衝突する気流が増えることで床下の気圧が上昇し車体を持ち上げる力（揚力）が強くなり、車体の接地力が低下して操縦安定性能が低下してしまう。

このため、フロントアンダーカバー１１下面に後方に開くようなＶ字状突起２２を設け、これにより生ずる縦渦の負圧により、下向きの力（ダウンフォース）を発生させる揚力低減装置が知られている。このような揚力低減装置の一例が下記特許文献１及び特許文献２に開示されている。

実公平１−１５５７７号公報特開平８−１４２９２８号公報

しかしながら、上記特許文献１及び特許文献２に開示される車体下部構造では、車体下部側面から床下に流れ込む気流をなくすことができないため、この気流が床下の気流の圧力回復を助けてしまい、床下の圧力が上昇することにより揚力が発生し、車体の接地力が低下して操縦安定性能が低下してしまう。

これらのことから本発明は、車体下部側面から床下に流れ込む気流を抑制し、さらに床下の気流を車体下部側面に積極的に排出する揚力低減装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決する第１の発明（請求項１に対応）に係る揚力低減装置は、車体下面に、車体前方下面から流入する空気を車体下部側面へ排出しかつ車体下部側面から流入する空気を抑制するエアガイドを設けることを特徴とする。

上記の課題を解決する第２の発明（請求項２に対応）に係る揚力低減装置は、第１の発明に係る揚力低減装置において、前記エアガイド前端部の車幅方向での位置を、前輪より内側、かつ車体側端から車幅の２５パーセントの位置よりも外側とすることを特徴とする。

上記の課題を解決する第３の発明（請求項３に対応）に係る揚力低減装置は、第１の発明又は第２の発明に係る揚力低減装置において、前記エアガイドを複数設け、後方にあるエアガイドの前端部の位置を、前方にあるエアガイドの前端部の位置より内側とすることを特徴とする。

上記の課題を解決する第４の発明（請求項４に対応）に係る揚力低減装置は、第１の発明ないし第３の発明のいずれかに係る揚力低減装置において、前記エアガイドは外力により変形し、かつ外力がなくなると復元するものであることを特徴とする。

上記の課題を解決する第５の発明（請求項５に対応）に係る揚力低減装置は、第１の発明ないし第４の発明のいずれかに係る揚力低減装置において、前記エアガイドの材質をゴムとすることを特徴とする。

上記の課題を解決する第６の発明（請求項６に対応）に係る揚力低減装置は、第１の発明ないし第５の発明のいずれかに係る揚力低減装置において、前記エアガイドの形状を前方から後方に向けて開く八字状とすることを特徴とする。

上記の課題を解決する第７の発明（請求項７に対応）に係る揚力低減装置は、第１の発明ないし第６の発明のいずれかに係る揚力低減装置において、前記エアガイドの形状を前方から後方に向けて開く八字状とし、かつ後端部を車幅方向に対しほぼ平行にすることを特徴とする。つまり、エアガイドの形状を略Ｌ字状（略逆Ｌ字状）とするのである。

上記の課題を解決する第８の発明（請求項８に対応）に係る揚力低減装置は、第１の発明ないし第７の発明のいずれかに係る揚力低減装置において、前記エアガイドの形状を前方から後方に向けて開く八字状とし、かつ前端部から後端部に至る途中で湾曲方向を変えてあることを特徴とする。つまり、エアガイドの形状を略Ｓ字状（略逆Ｓ字状）とするのである。

上記の課題を解決する第９の発明（請求項９に対応）に係る揚力低減装置は、第１の発明ないし第８の発明のいずれかに係る揚力低減装置において、前記エアガイドと車体下面のカバーを一体とすることを特徴とする。

第１の発明によれば、車体下面に、車体前方下面から流入する空気を車体下部側面へ排出しかつ車体下部側面から流入する空気を抑制するエアガイドを設けることにより、後輪及びリヤサスペンション等に衝突する乱れた気流をより積極的に車体下部側面へ排出することができる。これにより、床下パーツに衝突する気流の増加を防ぐことができるので、床下の気圧の上昇を防ぎ、揚力を抑制することができる。

第２の発明によれば、エアガイド前端部の車幅方向での位置を、前輪より内側、かつ車体側端から車幅の２５パーセントの位置よりも外側とすることにより、後輪及びリヤサスペンション等に衝突する乱れた気流をより積極的に車体下部側面へ排出することができる。これにより、床下パーツに衝突する気流の増加を防ぐことができるので、床下の気圧の上昇を防ぎ、揚力を抑制することができる。

第３の発明によれば、エアガイドを複数設け、後方にあるエアガイドの前端部の位置を、前方にあるエアガイドの前端部の位置より内側とすることにより、後輪及びリヤサスペンション等に衝突する乱れた気流をより積極的に車体下部側面へ排出することができる。これにより、床下パーツに衝突する気流の増加を防ぐことができるので、床下の気圧の上昇を防ぎ、揚力を抑制することができる。

第４の発明及び第５の発明によれば、エアガイドは外力により変形し、かつ外力がなくなると復元するものであることにより、エアガイドが地面と接触したときに破損することを防ぎ、エアガイドの高さを限界まで高くすることができる。

第６の発明によれば、エアガイドの形状を前方から後方に向けて開く八字状とすることにより、後輪及びリヤサスペンション等に衝突する乱れた気流を積極的に車体下部側面へ排出することができる。これにより、床下パーツに衝突する気流の増加を防ぐことができるので、床下の気圧の上昇を防ぎ、揚力を抑制することができる。

第７の発明によれば、エアガイドの形状を前方から後方に向けて開く八字状とし、かつ後端部を車幅方向に対しほぼ平行にすることにより、後輪及びリヤサスペンション等に衝突する乱れた気流をより積極的に車体下部側面へ排出することができ、揚力を低減できる。この効果は、車速の２乗に比例するため、高速度域ほど有効になる。

第８の発明によれば、前記エアガイドの形状を前方から後方に向けて開く八字状とし、かつ前端部から後端部に至る途中で湾曲方向を変えてあることにより、後輪及びリヤサスペンション等に衝突する乱れた気流を積極的に車体下部側面へ排出することができる。また、エアガイド後端部の形状が空気の流れを妨げないように気流に沿った形状となっている。このため、エアガイドのＣ_D（空気抵抗係数）を低減することができる。

さらに、エアガイド後端部が前後方向に延びる縦壁となっている。このため従来の車体下部構造のように車体下部側面から侵入する気流を排出する気流と縦壁により防ぐことができる。これにより、低速度で走行しているときでも床下パーツに衝突する気流の増加を防ぐことができるので、低速度域であっても揚力を抑制することができる。

第９の発明によれば、エアガイドと車体下面のカバーを一体とすることにより、エアガイドの強度を高め、かつ部品点数が少なくなることにより、取り付けの際の労力を軽減し、コスト低減することができる。

本発明に係る揚力低減装置を図１から図８を用いて説明する。図１は本発明に係る揚力低減装置を装着した車両の斜視図、図２は本発明に係る揚力低減装置を装着した車両の側面図、図３は実施例１に係る揚力低減装置の平面図、図４は実施例２に係る揚力低減装置の平面図、図５は実施例３に係る揚力低減装置の平面図、図６は図３に示すＡ−Ａ断面での断面図、図７はエアガイド前端部設置位置におけるＣ_Dの特性を表すグラフである。図中、Ｆｒは車体前方方向、Ｉｎは車体内側方向、Ｕｐは車体上方方向を示す。

図１に示すように、自動車の車体下部にはエンジンルーム２０（図２参照）及びフロントバンパー２１（図２参照）下部の左右の前輪１０の間に大型フロントアンダーカバー１１が設置されている。この大型フロントアンダーカバー１１の後方の車体下面にはメインフロアカバー１２が設置されている。

四輪駆動車及び後輪駆動車の場合、エンジンルーム２０から後方に動力を後輪に伝達するためのプロペラシャフト１８（図３参照）が配置される。プロペラシャフト１８の後端にはリヤデフ１９（図３参照）が設置されている。リヤデフ１９の左右には後輪１３が設置されている。後輪１３の内側にはリヤサスペンション１４が設置されている。

また、エンジンルーム２０から後方に延びるように排気管１５が設置されている。この排気管１５の後端にはメインマフラー１６が設置されている。このメインマフラー１６にはエキゾーストパイプ１７が設置されている。

図３に示すように、本実施例に係る揚力低減装置は車体下面に設けられる。エアガイド１，２の形状は下方から見た場合、前方から後方に向けて開く略八字状になっている。エアガイド１，２は左右対称であり、一対のものを前後に二対設置する。ここでは前方のエアガイド１を第１エアガイド１とし、後方のエアガイド２を第２エアガイド２とする。また、本実施例では一例として二対のエアガイド１，２を設置したが、エアガイド１，２の設置数は必要に応じて増減してもよい。

エアガイド前端部１ａ，２ａの設置位置は、前輪よりも内側で、かつ車体側端から車幅のほぼ２５％以内の図中αで示す範囲内とする。これは図７で示すように、エアガイド前端部１ａ，２ａの設置位置が車幅方向外側から車幅のほぼ２５％を越えた辺りから、急激にＣ_D（空気抵抗係数）が上昇してしまうためである。

エアガイド前端部１ａ，２ａの設置位置が車幅方向外側から車幅の２５％付近で、Ｃ_Dは０．０１程度となる。また、エアガイド前端部１ａ，２ａの設置位置を前輪の内側よりも外側、すなわち前輪の後方とした場合、車体下部側面に気流を排出する効果が十分に得られなくなる。

エアガイド後端部１ｂ，２ｂの設置位置は車体側端部とし、車体からはみ出さないようにする。第２エアガイド前端部２ａの車幅方向での設置位置は第１エアガイド前端部１ａの設置位置より内側とする。

エアガイド１，２はメインフロアカバー１２の下面にボルト又はクリップ等により結合する。本実施例では一例としてメインフロアカバー１２の下面に設置したが、メインフロアカバー１２が取り付けられていない車体の場合は、車体下面に直接ボルト又はクリップ等により結合してもよい。

エアガイド１，２の高さｈ（図６）は高いほどよいが、高すぎると地面と接触してしまうおそれがある。車体の種類によって車体下面の地上高が異なるため、最適なエアガイド１，２の高さｈは車体下面の地上高により異なるが、一例としてエアガイド１，２の高さｈは５０ミリメートル程度である。

エアガイド１，２は地面及び縁石等と接触してしまった場合を考慮し、地面及び縁石等と接触した際にはエアガイド１，２は外力により変形し、かつ外力がなくなると復元するようにする。このような機能を実現するため、エアガイド１，２はゴム等の樹脂製素材を用いて作製する。

本実施例に係る揚力低減装置によれば、破線Ｄ（図３）で示すように、後輪１３及びリヤサスペンション１４等に衝突する乱れた気流を積極的に車体下部側面へ排出することができる。このため従来の車体下部構造のように車体下部側面から侵入する破線Ｃ（図８）で示す気流を防ぐことができる。

これにより、床下パーツに衝突する気流の増加を防ぐことができるので、床下の気圧の上昇を防ぎ、揚力を抑制することができる。また、破線Ｂで示す車体中央部付近の気流については車体下部側面へ排出されないが、この気流は流れの整った気圧の低い気流であり揚力への影響が少ないため問題としない。

本実施例では実施例１の揚力低減装置の形状を、後輪１３及びリヤサスペンション１４等に衝突する乱れた気流をより積極的に車体下部側面へ排出することができる形状とした。

図４に示すように、本実施例に係る揚力低減装置は車体下面に設けられる。エアガイド３，４の形状は下方から見た場合、前方から後方に向けて開く八字状になっており、かつエアガイド後端部３ｂ，４ｂが車幅方向に対しほぼ平行になっている。つまり、略Ｌ字状（略逆Ｌ字状）とするのである。

エアガイド３，４は左右対称であり、一対のものを前後に二対設置する。ここでは前方のエアガイド３を第１エアガイド３とし、後方のエアガイド４を第２エアガイド４とする。また、本実施例では一例として二対のエアガイド３，４を設置したが、エアガイド３，４の設置数は必要に応じて増減してもよい。

エアガイド前端部３ａ，４ａ設置位置は、前輪よりも内側、かつ車体側端から車幅のほぼ２５パーセント以内の図中αで示す範囲内とする。また、エアガイド後端部３ｂ，４ｂの設置位置は車体側端部とする。第２エアガイド前端部４ａの車幅方向での設置位置は第１エアガイド前端部３ａの設置位置より内側とする。

本実施例に係る揚力低減装置によれば、図４中の破線Ｅで示すように、後輪１３及びリヤサスペンション１４等に衝突する乱れた気流をより積極的に車体下部側面へ排出することができる。従来の車体下部構造のように車体下部側面から侵入する破線Ｃ（図８）で示す気流をより防ぐことで得られる揚力低減効果は高速度域ほど顕著になる。

このように、床下パーツに衝突する気流の増加を防ぐことができ、高速度域になるほど揚力を抑制することができる。また、破線Ｂで示す車体中央部付近の気流については車体下部側面へ排出されないが、この気流は流れの整った気圧の低い気流であり揚力への影響が少ないため問題としない。

本実施例では実施例１の揚力低減装置の形状を、後輪１３及びリヤサスペンション１４等に衝突する乱れた気流を積極的に車体下部側面へ排出し、かつエアガイド５，６のＣ_Dがより低くなる形状とした。

図５に示すように、本実施例に係る揚力低減装置は車体下面に設けられる。エアガイド５，６の形状は下方から見た場合、前方から後方に向けて開く八字状になっており、かつ前端部５ａ，６ａから後端部５ｂ，６ｂに至る途中で湾曲方向を変えてある。つまり、全体として略Ｓ字状（略逆Ｓ字状）となっているのである。

エアガイド５，６は左右対称であり、一対のものを前後に二対設置する。ここでは前方のエアガイド５を第１エアガイド５とし、後方のエアガイド６を第２エアガイド６とする。また、本実施例では一例として二対のエアガイド５，６を設置したが、エアガイド５，６の設置数は必要に応じて増減してもよい。

エアガイド前端部５ａ，６ａ設置位置は、前輪よりも内側で、かつ車体側端から車幅のほぼ２５パーセント以内の図中αで示す範囲内とする。また、エアガイド後端部５ｂ，６ｂの設置位置は車体側端部とする。第２エアガイド前端部６ａの車幅方向での設置位置は第１エアガイド前端部５ａの設置位置より内側とする。

本実施例に係る揚力低減装置によれば、図５中の破線Ｆで示すように、後輪１３及びリヤサスペンション１４等に衝突する乱れた気流を積極的に車体下部側面へ排出することができる。また、エアガイド後端部５ｂ，６ｂの形状が空気の流れを妨げないように気流に沿った形状となっている。このため、エアガイド５，６のＣ_Dを低減することができる。

さらに、エアガイド後端部５ｂ，６ｂが前後方向に延びる縦壁となっている。このため、従来の車体下部構造のように車体下部側面から侵入する破線Ｃ（図８）で示す気流を、排出する気流と縦壁により防ぐことができる。

これにより、床下パーツに衝突する気流の増加を防ぐと共に、車両側面の流れの乱れを抑えることができるため、Ｃ_Dの上昇を小さく抑えつつ揚力を低減することができる。また、破線Ｂで示す車体中央部付近の気流については車体下部側面へ排出されないが、この気流は流れの整った気圧の低い気流であり揚力への影響が少ないため問題としない。

本発明は、高速走行時に問題となる揚力を低減し、スポーツ走行時における機動性及び通常の高速走行時における安全性の向上を図る場合に有効である。

本発明に係る揚力低減装置を装着した車両の斜視図である。本発明に係る揚力低減装置を装着した車両の側面図である。実施例１に係る揚力低減装置の平面図である。実施例２に係る揚力低減装置の平面図である。実施例３に係る揚力低減装置の平面図である。図３に示すＡ−Ａ断面での断面図である。エアガイド前端部設置位置におけるＣ_Dの特性を表すグラフである。従来の車両下部構造の平面図である。

符号の説明

１，２略八字状エアガイド
１ａ，２ａ略八字状エアガイド前端部
１ｂ，２ｂ略八字状エアガイド後端部
３，４略Ｌ字状（略逆Ｌ字状）エアガイド
３ａ，４ａ略Ｌ字状（略逆Ｌ字状）エアガイド前端部
３ｂ，４ｂ略Ｌ字状（略逆Ｌ字状）エアガイド後端部
５，６略Ｓ字状（略逆Ｓ字状）エアガイド
５ａ，６ａ略Ｓ字状（略逆Ｓ字状）エアガイド前端部
５ｂ，６ｂ略Ｓ字状（略逆Ｓ字状）エアガイド後端部
１０前輪
１１大型フロントアンダーカバー
１２メインフロアカバー
１３後輪
１４リヤサスペンション
１５排気管
１６メインマフラー
１７エキゾーストパイプ
１８プロペラシャフト
１９リヤデフ
２０エンジンルーム
２１フロントバンパー
２２Ｖ字状突起

Claims

車体下面に、車体前方下面から流入する空気を車体下部側面へ排出しかつ車体下部側面から流入する空気を抑制するエアガイドを設ける
ことを特徴とする揚力低減装置。
請求項１に記載する揚力低減装置において、
前記エアガイド前端部の車幅方向での位置を、前輪より内側、かつ車体側端から車幅の２５パーセントの位置よりも外側とする
ことを特徴とする揚力低減装置。
請求項１又は請求項２に記載する揚力低減装置において、
前記エアガイドを複数設け、後方にあるエアガイドの前端部の位置を、前方にあるエアガイドの前端部の位置より内側とする
ことを特徴とする揚力低減装置。
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載する揚力低減装置において、
前記エアガイドは外力により変形し、かつ外力がなくなると復元するものである
ことを特徴とする揚力低減装置。
請求項４に記載する揚力低減装置において、
前記エアガイドの材質をゴムとする
ことを特徴とする揚力低減装置。
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載する揚力低減装置において、
前記エアガイドの形状を前方から後方に向けて開く八字状とする
ことを特徴とする揚力低減装置。
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載する揚力低減装置において、
前記エアガイドの形状を前方から後方に向けて開く八字状とし、かつ後端部を車幅方向に対しほぼ平行にする
ことを特徴とする揚力低減装置。
請求項１ないし請求項７のいずれかに記載する揚力低減装置において、
前記エアガイドの形状を前方から後方に向けて開く八字状とし、かつ前端部から後端部に至る途中で湾曲方向を変えてある
ことを特徴とする揚力低減装置。
請求項１ないし請求項７のいずれかに記載する揚力低減装置において、
前記エアガイドと車体下面のカバーを一体とする
ことを特徴とする揚力低減装置。