JP2018165118A - 車両の下部車体構造 - Google Patents

Abstract

【課題】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【解決手段】車両のエンジンルームの後部に冷却の必要な機器３５が配備され、該機器３５を下方から覆うアンダーカバー４０が設けられた下部車体構造において、前記アンダーカバー４０は前記機器３５の前方側に空気取入部４１が設けられ、前記空気取入部は、前方よりも後方が低い段差部と、該段差部の後方で前方から後方に向けて上方に傾斜する導風部と、該導風部の後方でアンダーカバー４０に上方開口する開口部と、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され、前記開口部の後端部は前記導風部の後端部よりも車体後方に形成されている。【選択図】図１

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ることを特徴とする。

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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