アンダカバー構造
【課題】低速走行時の最低地上高を下げることなく、高速走行時の好適な走行安定性を得ることができる、車両のアンダカバー構造を提供することを課題とする。
【解決手段】車両１の低速走行時にアンダカバー３は、アンダパネル２ａに近接した状態にあり、最低地上高を高くできる。車両１の高速走行時には、アンダフロアを流れる空気流で発生する負圧によって、アンダパネル２ａから離反する方向にアンダカバー３が吸引され、車両１の最低地上高が低くなる。そして、アンダカバー３と路面Ｇの間の空気流速Ｖが大きくなって、車両１のアンダフロアに発生する負圧が大きくなり、好適な走行安定性を得ることができる。
【解決手段】車両１の低速走行時にアンダカバー３は、アンダパネル２ａに近接した状態にあり、最低地上高を高くできる。車両１の高速走行時には、アンダフロアを流れる空気流で発生する負圧によって、アンダパネル２ａから離反する方向にアンダカバー３が吸引され、車両１の最低地上高が低くなる。そして、アンダカバー３と路面Ｇの間の空気流速Ｖが大きくなって、車両１のアンダフロアに発生する負圧が大きくなり、好適な走行安定性を得ることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のアンダカバー構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両においては走行安定性の向上が要求され、特に、スポーツタイプの車両においては、高速道路などを高速で走行する場合の走行安定性の更なる向上が要求される。このため、車体形状を流線型にして空気抵抗を低減するとともに、フロントスポイラやリアスポイラなどのエアロパーツを装着して走行時に発生する揚力を低下させ、走行安定性を向上している。
【０００３】
さらに、例えば、特許文献１には、車室の床面を形成するアンダパネル（上部パネル）の下面をアンダカバー（下部パネル）で覆うとともに、走行時、コーナリング時、急発進時、及びブレーキング時などの走行状態に応じて駆動する可動式のアンダスポイラ（フロントスポイラ）を装着し、走行状態に応じた空気抵抗係数、及び揚力係数を得る技術が開示されている。
【特許文献１】実開平０３−０６０１８２号公報（図１、図２参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、例えば特許文献１に開示される技術では、上部パネルと、下部パネルの間に空気通過路が必要となることから、車両の最低地上高が低くなり、路面上の障害物と接触しやすくなるという問題がある。
さらに、アンダスポイラの駆動機構や制御手段が必要となり、構造が複雑になるという問題もある。
そこで、本発明は、低速走行時の最低地上高を下げることなく、高速走行時の好適な走行安定性を得ることができる、車両のアンダカバー構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、車体の下面を覆うアンダカバー構造において、前記アンダカバーは、前記車体の下面に配設される部品の下方に、前記車体の下面の略全面に亘って備えられ、前記車体の下面に対して近接・離反する方向に移動可能であることを特徴とした。
【０００６】
請求項１に係る発明によると、車体の下面を略全面に亘って覆うアンダカバーを、車体の下面に配設される部品の下方で、車体の下面に対して近接・離反する方向に移動可能に設けることができる。したがって、車体の下面に対して近接したときは、最低地上高を高くすることができ、車体の下面から離反したときは、最低地上高を低くすることができる。
【０００７】
また、請求項２に係る発明は、前記アンダカバーは、板状の部材からなって前記車体の下面と対向するように備えられ、前記車体の下面と対向した状態のまま、前記車体の下面に対して近接・離反する方向に移動可能であることを特徴とした。
【０００８】
請求項２に係る発明によると、アンダカバーは板状の部材で、車体の下面に対向するように備えられ、車体の下面に対向した状態のまま、車体の下面に対して近接・離反する方向に移動可能に設けることができる。
【０００９】
また、請求項３に係る発明は、前記アンダカバーは、前記車体を含む車両の低速走行時には、前記車体の下面に近接した状態になり、前記車両の高速走行時には、前記車体の下面から離反した状態になることを特徴とした。
【００１０】
請求項３に係る発明によると、当該車体を含む車両の低速走行時には、アンダカバーが、車体の下面に近接した状態になり、車両の高速走行時には、車体の下面から離反した状態になる。
【００１１】
また、請求項４に係る発明は、前記アンダカバーは、付勢手段の付勢力で、前記車体の下面に近接する方向に付勢されるとともに、前記車両が走行する路面と前記アンダカバーの間を、前記車両に対して流れる空気流によって発生する負圧が前記アンダカバーを吸引する負圧力を含んだ吸引力で、当該アンダカバーが前記車体の下面から離反する方向に吸引され、前記付勢力は、前記車両の低速走行時に前記アンダカバーを吸引する前記吸引力より大きく、前記車両の高速走行時に前記アンダカバーを吸引する前記吸引力より小さいことを特徴とした。
【００１２】
請求項４に係る発明によると、アンダカバーは、付勢手段の付勢力で車体の下面に近接する方向に付勢されるとともに、車両が走行する路面とアンダカバーの間を、車両に対して流れる空気流によって発生する負圧がアンダカバーを吸引する負圧力を含んだ吸引力で吸引される。そして、車両の低速走行時には、付勢力が吸引力より大きく、アンダカバーを車体の下面に近接する方向に移動でき、車両の高速走行時には、付勢力が吸引力より小さく、アンダカバーを車体の下面から離反する方向に移動することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、低速走行時の最低地上高を下げることなく、高速走行時の好適な走行安定性を得られる、車両のアンダカバー構造を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、適宜図を参照して詳細に説明する。
図１の（ａ）は、本実施形態に係る車両を側面から見た図、（ｂ）は、アンダフロアの側から見た図である。
図１の（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態に係る車両１のアンダフロアは、外装の車体２のアンダパネル（車両の下面）２ａの略全面を、路面Ｇの側からアンダカバー３で覆って構成される。すなわち、アンダカバー３は、例えば図示しないサスペンションアームの可動部分が配置される場所などの一部を除いて、車体２のアンダパネル２ａの略全面に亘って、車両１に備わる。
アンダパネル２ａは、車体２によって形成される車室の路面Ｇ側の面を形成し、路面Ｇに対向する面として構成される。
また、アンダカバー３は、平面な板状の部材であって、例えば、ＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastics）などの合成樹脂を素材として成形される。そして、アンダカバー３は、アンダパネル２ａと対向するように、車両１に備わる。さらに、アンダカバー３は、車両１のフロント側で車体２の側に曲げ起こされてなる。
【００１５】
アンダパネル２ａには、図示しないオイルパン、サスペンションアーム、排気管などの部品が配設されるため、アンダパネル２ａを平面に形成することが困難である。
アンダカバー３は、これらの部品、すなわち、アンダパネル２ａに配設される部品と路面Ｇとの間に、アンダパネル２ａを覆うように備わり、車両１のアンダフロアを平面に形成する。
車両１のアンダフロアが平面に形成されると、車両１が走行するときに、車両１のアンダフロアに発生する空気流、すなわち、本実施形態に係るアンダカバー３と路面Ｇの間に発生する空気流の乱れを軽減することができ、車両１の走行に対する空気抵抗を低減できる。
【００１６】
また、車両１が走行するときに発生する、車両１のアンダフロアの空気流の流速が、アンダフロアが平面でない場合に比べて速くなることから、車両１のアンダフロアに効果的に負圧を発生することができ、その負圧が車両１にダウンフォースとして作用して、走行中の車両１に発生する揚力を効果的に低下できる。
【００１７】
そして、本実施形態に係る車両１のアンダカバー３は、アンダパネル２ａに対して近接・離反する方向に移動可能に車両１に取り付けられ、車両１の最低地上高が可変であることを特徴とする。
図２の（ａ）は、アンダカバーの取り付け構造の一例を示す図、（ｂ）は、取り付け構造の変形例を示す図、（ｃ）は、ストッパの一例を示す図である。また、図３の（ａ）は、低速走行時の車両の状態を示す図、（ｂ）は、高速走行時の車両の状態を示す図である。
【００１８】
図２の（ａ）に示すように、例えばアンダパネル２ａには、棒状部材であるリンク３０の一端が回転自在に取り付けられ、リンク３０は、アンダパネル２ａに対する垂直面内で揺動可能に、アンダパネル２ａに支持される。
アンダパネル２ａがリンク３０を支持する構造は限定するものではないが、例えば、アンダパネル２ａに対して略垂直に起立して形成されるヒンジ部２ａ１に、回転軸２ａ２を介して、リンク３０を取り付ける構造が考えられる。
【００１９】
リンク３０の他端は、回転軸２ａ２と略平行な回転軸３ｂを介して、アンダカバー３の平面に対する垂直面内で揺動可能に、アンダカバー３に支持される。その構造は限定するものではないが、例えば、アンダカバー３からアンダパネル２ａの側に向かって、略垂直に起立して形成されるヒンジ部３ａに、回転軸３ｂを介して取り付ける構造が考えられる。
【００２０】
そして、アンダカバー３とアンダパネル２ａを連結するように、例えば、引張りばねからなるコイルばね３ｃを付勢手段として備え、アンダカバー３をアンダパネル２ａの側に引き寄せるように付勢する構造とする。すなわち、アンダカバー３は、コイルばね３ｃによって、アンダパネル２ａに近接する方向に付勢される。
【００２１】
なお、図２の（ｂ）に示すように、アンダパネル２ａとリンク３０を、引張りばねからなるコイルばね３ｃで連結し、回転軸２ａ２を中心に、リンク３０がアンダパネル２ａの側に回転するように付勢して、アンダカバー３をアンダパネル２ａに近接する方向に付勢する構成としてもよい。
また、図示はしないが、例えば、ねじりばねで、回転軸２ａ２を中心に回転するようにリンク３０を付勢して、アンダカバー３をアンダパネル２ａに近接する方向に付勢する構成としてもよい。
【００２２】
そして、図２の（ｃ）に示すように、例えばヒンジ部２ａ１に、リンク３０に当接するように備わるピン状のストッパを備えることで、リンク３０の、ヒンジ部２ａ１に対する回転の範囲を設定することができる。
ストッパは、例えばアンダパネル２ａ（図２の（ａ）参照）の側に回転するリンク３０を係止する上限ストッパ２ａ３と、アンダパネル２ａから離反する方向に回転するリンク３０を係止する下限ストッパ２ａ４とで構成される。
【００２３】
このように、上限ストッパ２ａ３と下限ストッパ２ａ４を備え、リンク３０の、ヒンジ部２ａ１に対する回転の範囲を制限することで、アンダカバー３の、アンダパネル２ａに対する移動量を設定することができる。
【００２４】
すなわち、リンク３０が上限ストッパ２ａ３に係止される位置は、アンダカバー３がアンダパネル２ａに最も近接した状態である。また、リンク３０が下限ストッパ２ａ４に係止される位置は、アンダカバー３がアンダパネル２ａから最も離反した状態である。
そして、アンダカバー３がアンダパネル２ａに最も近接した状態にあるとき、アンダカバー３は上限の位置にあり、アンダカバー３がアンダパネル２ａから最も離反した状態にあるとき、アンダカバー３は下限の位置にある。
【００２５】
なお、図２の（ｃ）に示す、上限ストッパ２ａ３、及び下限ストッパ２ａ４の構造は限定されるものではなく、例えば、ピン以外の構成で、リンク３０に当接する突起を形成してもよい。また、上限ストッパ２ａ３、及び下限ストッパ２ａ４を、アンダカバー３のヒンジ部３ａに形成してもよい。
【００２６】
さらに、アンダカバー３の上限の位置と下限の位置を設定できる構造であれば、リンク３０の回転の範囲を制限する構造に限定するものではない。
【００２７】
そして、リンク３０とコイルばね３ｃを含んでなる取り付け構造を、例えば、車両１（図１の（ａ）参照）の前後左右の４箇所に備え、アンダカバー３を４つのリンク３０で支持し、４つのコイルばね３ｃで付勢する構成とする。
なお、アンダカバー３を支持するリンク３０、及び、アンダカバー３を付勢するコイルばね３ｃの数は限定するものではなく、４つより多くてもよいし、４つより少なくてもよい。
このような構成で、リンク３０は、揺動可能にアンダカバー３に支持されるとともに、揺動可能にアンダパネル２ａに支持される。そして、アンダカバー３は、リンク３０を介し、アンダパネル２ａに対して近接・離反する方向に移動可能に車両１に備わって、アンダフロアを形成する。
【００２８】
また、アンダカバー３（図１の（ａ）参照）は、アンダパネル２ａ（図１の（ａ）参照）の下面を路面Ｇ（図１の（ａ）参照）の側から覆うように備わることから、車両１（図１の（ａ）参照）の最下部に備わる部材となり、アンダカバー３と路面Ｇとの距離の最短部が最低地上高になる。
そして、本実施形態に係るアンダカバー３は、路面Ｇに対向するアンダパネル２ａの下面に対して近接・離反する方向に移動可能に車両１に備わって、アンダフロアを形成することから、路面Ｇとアンダカバー３との距離が変更できる。すなわち、車両１は最低地上高が可変になる。
【００２９】
このような構造のアンダカバー３（図３の（ａ）参照）を備える車両１（図３の（ａ）参照）が停止しているとき、もしくは低速走行時、図３の（ａ）に示すように、アンダカバー３は、コイルばね３ｃ（図２の（ａ）参照）の付勢力によって、アンダパネル２ａの側に引き寄せられ、アンダパネル２ａに近接した状態になる。すなわち、アンダカバー３は上限の位置にあり、車両１の最低地上高は高くなる。
【００３０】
図３の（ｂ）に示すように、車両１の高速走行時、車両１のアンダフロア、すなわち、アンダカバー３と路面Ｇの間に発生する空気流の流速（空気流速）Ｖが速くなって、アンダカバー３と路面Ｇの間に発生する負圧が大きくなる。そして、車両１のアンダフロアに発生する負圧がアンダカバー３を吸引する負圧力を含む吸引力が、コイルばね３ｃ（図２の（ａ）参照）の付勢力より大きくなると、アンダカバー３は、吸引力によって路面Ｇの側に吸引されてアンダパネル２ａから離反する方向に移動し、アンダパネル２ａから離反した状態になる。すなわち、車両１の最低地上高が低くなる。
【００３１】
アンダカバー３がアンダパネル２ａから離反する方向に移動して、車両１の最低地上高が低くなると、車両１のアンダフロアの空気流路が狭められることになり、車両１のアンダフロアの空気流速Ｖはさらに速くなる。その結果、車両１のアンダフロアの負圧がさらに大きくなる。そして、アンダカバー３が下限の位置まで下がった状態になると、車両１のアンダフロアに発生する負圧による負圧力を含んだ吸引力は、車両１を路面Ｇの側に吸引することになる。したがって、車両１のアンダフロアに発生する負圧は、車両１にダウンフォースとして作用し、車両１に発生する揚力を低下させる。
【００３２】
アンダカバー３の移動量は、車両１の形状によって決定される値であって、例えば、車両１が停止しているとき、又は低速走行時の最低地上高をＨ１（図３の（ａ）参照）に設定し、高速走行時の最低地上高をＨ２（図３の（ｂ）参照）に設定した場合、アンダカバー３の移動量は、Ｈ１とＨ２の差（Ｈ１−Ｈ２）になる。この場合、車両１の最低地上高がＨ１となる状態がアンダカバー３の上限の位置であり、最低地上高がＨ２となる状態がアンダカバー３の下限の位置である。
車両１の最低地上高Ｈ１、及びＨ２は限定される値ではなく、法令や車両１に要求される走行特性などに基づいて、適宜設定すればよい。
【００３３】
そして、本実施形態においては、図２の（ｃ）に示す、上限ストッパ２ａ３、及び下限ストッパ２ａ４を配置する位置によって、アンダカバー３の移動量を設定することができ、車両１の最低地上高Ｈ１、及びＨ２を設定できる。
【００３４】
図４は、アンダカバーに作用する力を図示する概略図であって、（ａ）は、車両が停止している状態を示す図、（ｂ）は、車両が走行している状態を示す図、（ｃ）は、アンダカバーが下限の位置にある状態を示す図である。
図４の（ａ）に示すように、車両１（図３の（ａ）参照）が停止し、車両１のアンダフロアの空気流速Ｖが０のとき、アンダカバー３には上下方向から大気圧が作用して、大気圧による圧力ＦＰが上下方向から作用する。
【００３５】
このとき、アンダカバー３は、コイルばね３ｃによってアンダパネル２ａに近接する方向に付勢され、リンク３０は、上限ストッパ２ａ３に当接している。すなわち、アンダカバー３は上限の位置にある。また、コイルばね３ｃは、自然長をＬ、ばね定数をＫとし、自然長ＬからΔｌ１だけ伸長した状態で、アンダカバー３を付勢しているとする。
アンダカバー３が、４つのリンク３０で支持され、４つのコイルばね３ｃで付勢される場合、アンダカバー３は、４・ＦＳ１で示される付勢力で、アンダパネル２ａに近接する方向に付勢されている。なお、ＦＳ１は、１つのコイルばね３ｃがアンダカバー３を付勢する力で、Δｌ１だけ伸長している場合、ＦＳ１＝Ｋ・Δｌ１で示される。
【００３６】
車両１が走行し、路面Ｇとアンダカバー３の間、すなわち、車両１のアンダフロアに、車両１に対して空気流速Ｖで流れる空気流が発生する場合、図４の（ｂ）に示すように、車両１のアンダフロアには、空気流速Ｖの増大に伴って増大する負圧が発生し、この負圧による負圧力を含んだ吸引力ＦＶが、アンダカバー３を路面Ｇの側に吸引する。
【００３７】
車両１（図３の（ａ）参照）の速度が上昇すると、車両１のアンダフロアの空気流速Ｖが大きくなり、吸引力ＦＶは空気流速Ｖの増大に伴って大きくなる。そして、吸引力ＦＶが４つのコイルばね３ｃによる付勢力４・ＦＳ１より大きくなると、アンダカバー３は、吸引力ＦＶによって吸引され、アンダパネル２ａから離反する方向に移動する。さらに、空気流速Ｖが大きくなると、図４の（ｃ）に示すように、吸引力ＦＶで吸引されるアンダカバー３によって、リンク３０が下限ストッパ２ａ４と当接するまで回転する。そして、アンダカバー３は下限の位置まで下がる。
【００３８】
リンク３０が下限ストッパ２ａ４と当接し、アンダカバー３が下限の位置まで下がった状態のとき、コイルばね３ｃは自然長ＬからΔｌ２だけ伸長した状態になり、アンダカバー３には、４つのコイルばね３ｃによる付勢力４・ＦＳ２＝４・Ｋ・Δｌ２が作用する。すなわち、４つのコイルばね３ｃによる付勢力４・ＦＳ２が、アンダカバー３をアンダパネル２ａの側に引き寄せる方向に作用し、吸引力ＦＶが、アンダカバー３を路面Ｇの側に吸引する方向に作用する。
【００３９】
アンダカバー３がアンダパネル２ａから離反する方向に移動すると、例えば図３の（ｂ）に示すように、アンダパネル２ａとアンダカバー３との間に空間が形成される。しかしながら、アンダカバー３は、車両１のフロント側で車体２の側に曲げ起こされていることから、アンダパネル２ａとアンダカバー３の間の空間には、車両１のフロント側から空気は流入せず、エンジン室１３を経由した空気が流入する。そして、空気がエンジン室１３を経由することが空気流に対する抵抗となる。さらに、前記したようにアンダパネル２ａの下面には、図示しないオイルパン、サスペンションアーム、排気管などの部品によって凹凸が形成され、この凹凸が空気流に対する抵抗となる。したがって、アンダカバー３とアンダパネル２ａの間を流れる空気流の空気流速は、アンダカバー３と路面Ｇの間の空気流の空気流速Ｖより小さくなる。その結果、アンダカバー３と路面Ｇの間に発生する負圧は、アンダパネル２ａとアンダカバー３の間に発生する負圧より大きくなり、アンダカバー３は、図４の（ｂ）に示す吸引力ＦＶによって路面Ｇの側に吸引されてアンダパネル２ａから離反する方向に移動する。
【００４０】
さらに車速が上昇し吸引力ＦＶが大きくなっても、リンク３０が下限ストッパ２ａ４で係止されることからリンク３０は回転せず、アンダカバー３はアンダパネル２ａから離反する方向に移動しない。したがって、吸引力ＦＶは、リンク３０を介して、車両１を路面Ｇの側に吸引する（より詳しくは、吸引力ＦＶと付勢力４・ＦＳ２の差（ＦＶー４・ＦＳ２）が、車両１を路面Ｇの側に吸引する）。そして、車両１が路面Ｇの側に吸引されると、車両１にはダウンフォースが作用することになり、走行中に車両１に発生する揚力を低下できる。
【００４１】
このように、本実施形態に係るアンダカバー３は、車両１（図３の（ａ）参照）が停止しているとき、もしくは車両１の低速走行時に、４つのコイルばね３ｃの付勢力４・ＦＳ１によって、アンダパネル２ａに近接した状態になる。すなわち、路面Ｇとアンダカバー３との距離を大きくして、車両１の最低地上高を高くできる。
そして、車両１の高速走行時には、アンダカバー３は、吸引力ＦＶによって路面Ｇの側に移動され、路面Ｇとアンダカバー３との距離が小さくなる。すなわち、アンダカバー３は、アンダパネル２ａから離反した状態になり、車両１の最低地上高を低くできる。
【００４２】
本実施形態においては、一例として、車両１（図３の（ａ）参照）の車速が約８０ｋｍ／ｈ以上のときに、アンダカバー３（図３の（ａ）参照）が、アンダパネル２ａから離反した状態になるように設定する。すなわち、車両１が約８０ｋｍ／ｈ未満の車速で走行しているときを低速走行時とし、車両１が約８０ｋｍ／ｈ以上の車速で走行しているときを高速走行時とする。
日本国内において、車両１が約８０ｋｍ／ｈ以上の車速で走行するとき、車両１は高速道路を走行中であると想定できる。そして、高速道路の路面Ｇ（図３の（ｂ）参照）は、凹凸などの障害物がほとんどなく、車両１の最低地上高が低くなっても路面Ｇの障害物と接触する可能性はきわめて低い。
このように、アンダカバー３は、車両１の車速が約８０ｋｍ／ｈ以上の高速走行時にアンダパネル２ａから離反した状態になるように設定することで、最低地上高が低くなった車両１と路面Ｇの障害物が接触する可能性を極めて低くできる。
【００４３】
さらに、本実施形態において、アンダカバー３は、例えば約５０ｍｍの移動量を有するように設定する。すなわち、車両１の車速が約８０ｋｍ／ｈ未満の低速走行時、アンダカバー３は上限の位置にあり、車両１の最低地上高は高い状態にある。車両１の車速が約８０ｋｍ／ｈ以上の高速走行時、アンダカバー３は下限の位置にあり、車両１の最低地上高は、低速走行時に比べて、約５０ｍｍ低い状態になる。
【００４４】
この場合、車両１（図３の（ａ）参照）の車速が８０ｋｍ／ｈのときに車両１のアンダフロアに発生する空気流の空気流速Ｖ８０を、あらかじめ実験測定等で測定し、この空気流速Ｖ８０に基づいて、例えばコイルばね３ｃ（図２の（ａ）参照）のばね定数Ｋなどを決定する。さらに、アンダカバー３が約５０ｍｍ移動するように、上限ストッパ２ａ３、下限ストッパ２ａ４（図２の（ｃ）参照）の配置、及び、リンク３０（図２の（ａ）参照）の長さを決定する。
【００４５】
すなわち、車両１（図３の（ａ）参照）の車速が８０ｋｍ／ｈのときの負圧力を含んだ吸引力ＦＶ８０が、４つのコイルばね３ｃ（図２の（ａ）参照）による付勢力４・ＦＳ１（＝４・Δｌ１・Ｋ）以上となったときに、アンダカバー３（図３の（ａ）参照）が移動するように、コイルばね３ｃのばね定数Ｋ、及び、アンダカバー３が上限に位置しているときのコイルばね３ｃの伸長量Δｌ１を設定すればよい。
【００４６】
なお、本実施形態においては、前記した理由によって車両１が約８０ｋｍ／ｈ以上の車速で走行しているときを高速走行時、約８０ｋｍ／ｈ未満の車速で走行してるときを低速走行時としたが、この閾値は限定される値ではない。また、アンダカバー３の移動量（約５０ｍｍ）も限定する値ではない。
【００４７】
また、本実施形態においては、図４の（ａ）に示すように、アンダパネル２ａとアンダカバー３とをリンク３０で連結し、アンダカバー３が、アンダパネル２ａに対して近接・離反する方向に移動可能となる構造としたが、この構造は限定するものではない。
【００４８】
図５の（ａ）は、アンダパネルが、アンダカバーを支持する構造の変形例を示す概略図、（ｂ）は、アンダカバーがアンダパネルから離反した状態を示す図である。
図５の（ａ）に示すように、アンダカバー３には、アンダパネル２ａの側に延びるようにロッド３１を固定する。そして、ロッド３１は、アンダパネル２ａに対して垂直動可能に、アンダパネル２ａに支持される。この構造によって、アンダカバー３は、アンダパネル２ａに近接・離反する方向に移動可能に、アンダパネル２ａに支持される。
【００４９】
ロッド３１の端部には、例えばフランジ３１ａが形成され、フランジ３１ａは、アンダパネル２ａの上側になるように配置される。さらに、コイルばね３２などの付勢手段で、フランジ３１ａを上側に向けて、すなわち、フランジ３１ａがアンダパネル２ａから離反する方向に付勢する。コイルばね３２は、例えば圧縮ばねからなり、アンダパネル２ａとフランジ３１ａの間に備わって、ロッド３１が中心を軸方向に貫通するように構成する。
【００５０】
このような構成によって、ロッド３１のフランジ３１ａは、コイルばね３２の付勢力ＦＳによって、アンダパネル２ａから離反する方向に付勢され、アンダカバー３は、ロッド３１を介して、アンダパネル２ａに近接する方向に付勢される。
【００５１】
そして、図５の（ｂ）に示すように、車両１（図３の（ｂ）参照）の高速走行時に、アンダカバー３を路面Ｇの側に吸引する吸引力ＦＶが、コイルばね３２の付勢力ＦＳ以上になると、アンダカバー３は吸引力ＦＶに吸引されて、アンダパネル２ａから離反する方向に移動する。
【００５２】
図５の（ａ）、（ｂ）に示すような構造であっても、アンダパネル２ａに対して近接・離反する方向に移動可能に、アンダカバー３を車両１（図１の（ａ）参照）に取り付けることができる。そして、アンダカバー３と路面Ｇの間に発生する吸引力ＦＶで、アンダカバー３をアンダパネル２ａから離反する方向に移動できる。
【００５３】
このような構造を、例えば車両１（図３の（ａ）参照）の前後左右に形成してアンダカバー３を支持し、アンダフロアを構成すればよい。
【００５４】
さらに図示はしないが、アクチュエータ等の駆動手段でアンダカバー３を駆動し、アンダパネル２ａに対して近接・離反する方向に移動する構成であってもよい。この場合、駆動手段を制御する、図示しない制御手段は、例えば車両１（図３の（ａ）参照）の車速を検出し、検出した車速に対応して、アンダカバー３を移動させる構成とすればよい。
【００５５】
図６は、アンダカバーがアンダパネルから離反した状態における空気流を示す模式図である。図６に示すように、アンダカバー３がアンダパネル２ａから離反した方向に移動し、車両１の最低地上高が低い状態になると、アンダカバー３とアンダパネル２ａの間に空間が形成される。この空間は、車両１のフロント側からリア側に貫通して形成されることから、空気が流れる空気通過路１０を形成する。
【００５６】
そして、本実施形態においては、アンダカバー３とアンダパネル２ａの間に形成される空気通過路１０に、車両１のエンジン１１やラジエタ１２を収納するエンジン室１３から排出される空気が流入する。
さらに、エンジン室１３から排出された空気は、アンダカバー３とアンダパネル２ａの間に形成される空気通過路１０を通流する空気流となって、車両１のリア側から排気される。
【００５７】
エンジン室１３には、ラジエタ１２を冷却するための空気を取り込む、冷却ファン１２ａが備わって、空気を強制的にエンジン室１３に取り込み、その空気が空気通過路１０に排出される。そして、エンジン室１３から空気通過路１０に排出される空気は、冷却ファン１２ａで加圧され、大気圧に対して正圧となる。
仮に、このような正圧の空気が、車両１のアンダフロアの空気流に合流すると、アンダフロアの空気流が乱れ、効果的な負圧の発生を阻害する。
【００５８】
本実施形態においては、エンジン室１３から排出される正圧の空気は、アンダカバー３によって路面Ｇと遮断され、車両１のアンダフロアの空気流に合流することなく空気通過路１０を通流し、車両１のリア側から排気される。したがって、車両１のアンダフロアにおける負圧の発生を阻害することがない。その結果、車両１のアンダフロアに、効果的に負圧を発生することができる。そして、車両１のアンダフロアに、効果的に負圧が発生すると、走行中の車両１に発生する揚力を効果的に低下できる。
【００５９】
また、エンジン室１３から排出される空気は、空気通過路１０を通流し、車両１のリア側に排気される。
この、エンジン室１３から空気通過路１０を介して車両１のリア側に排気される空気で、車両１のリア側に発生する負圧を軽減できる。
【００６０】
図７の（ａ）は、車両のリア側に発生する負圧を示す模式図、（ｂ）は、空気が、空気通過路を介して車両のリア側に排気される状態を示す模式図である。
図７の（ａ）に示すように、車両１がフロント側に走行する場合、リア側には負圧が発生し、この負圧によって車両１がリア側に吸引される。そして、車両１のリア側に発生する負圧が、フロント側に走行する車両１をリア側に引き寄せることになり、結果として、車両１の走行に対する抵抗となる。
【００６１】
そこで、本実施形態においては、図７の（ｂ）に示すように、エンジン室１３から排出される正圧の空気を、アンダカバー３とアンダパネル２ａの間に形成される空気通過路１０を介して車両１のリア側に排気し、リア側に発生する負圧を軽減する。このことによって、車両１の走行に対する抵抗を低減できるという優れた効果を奏する。
【００６２】
以上のように、本実施形態に係る車両のアンダカバー構造は、車両が停止している場合、もしくは低速走行時、最低地上高を高くして、路面の障害物との接触を防止できる。
また、車両の高速走行時は、最低地上高を低くすることができる。最低地上高を低くすることで、車両のアンダフロアの空気流速が速くなり、車両を路面の側に吸引する負圧を効果的に発生できる。そして、車両を路面の側に吸引することで、走行中の車両に発生する揚力を効果的に低下できるという優れた効果を奏する。
さらに、部品が取り付けられて凹凸が形成されるアンダパネルの下面を、平面のアンダカバーで覆うことで、車両のアンダフロアを平面に形成でき、車両のアンダフロアに発生する空気流の乱れを軽減できる。このことによって、車両のアンダフロアに効果的に負圧を発生でき、走行時に発生する揚力を効果的に低下できるという優れた効果を奏する。
【００６３】
さらに、エンジン室で発生する正圧の空気を、車両のアンダフロアの空気流と合流することなく、車両のリア側に排気することで、車両のアンダフロアの空気流の乱れを軽減できるとともに、車両のリア側に発生する負圧を軽減できるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】（ａ）は、本実施形態に係る車両を側面から見た図、（ｂ）は、アンダフロアの側から見た図である。
【図２】（ａ）は、アンダカバーの取り付け構造の一例を示す図、（ｂ）は、取り付け構造の変形例を示す図、（ｃ）は、ストッパの一例を示す図である。
【図３】（ａ）は、低速走行時の車両の状態を示す図、（ｂ）は、高速走行時の車両の状態を示す図である。
【図４】アンダカバーに作用する力を図示する概略図であって、（ａ）は、車両が停止している状態を示す図、（ｂ）は、車両が走行している状態を示す図、（ｃ）は、アンダカバーが下限の位置にある状態を示す図である。
【図５】（ａ）は、アンダパネルが、アンダカバーを支持する構造の変形例を示す概略図、（ｂ）は、アンダカバーがアンダパネルから離反した状態を示す図である。
【図６】アンダカバーがアンダパネルから離反した状態における空気流を示す模式図である。
【図７】（ａ）は、車両のリア側に発生する負圧を示す模式図、（ｂ）は、空気が、空気通過路を介して車両のリア側に排気される状態を示す模式図である。
【符号の説明】
【００６５】
１ 車両
２ 車体
２ａ アンダフロア（車体の下面）
３ アンダカバー
３ｃ、３２ コイルばね（付勢手段）
ＦＳ１、ＦＳ２ 付勢力
ＦＶ 吸引力
Ｇ 路面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のアンダカバー構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両においては走行安定性の向上が要求され、特に、スポーツタイプの車両においては、高速道路などを高速で走行する場合の走行安定性の更なる向上が要求される。このため、車体形状を流線型にして空気抵抗を低減するとともに、フロントスポイラやリアスポイラなどのエアロパーツを装着して走行時に発生する揚力を低下させ、走行安定性を向上している。
【０００３】
さらに、例えば、特許文献１には、車室の床面を形成するアンダパネル（上部パネル）の下面をアンダカバー（下部パネル）で覆うとともに、走行時、コーナリング時、急発進時、及びブレーキング時などの走行状態に応じて駆動する可動式のアンダスポイラ（フロントスポイラ）を装着し、走行状態に応じた空気抵抗係数、及び揚力係数を得る技術が開示されている。
【特許文献１】実開平０３−０６０１８２号公報（図１、図２参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、例えば特許文献１に開示される技術では、上部パネルと、下部パネルの間に空気通過路が必要となることから、車両の最低地上高が低くなり、路面上の障害物と接触しやすくなるという問題がある。
さらに、アンダスポイラの駆動機構や制御手段が必要となり、構造が複雑になるという問題もある。
そこで、本発明は、低速走行時の最低地上高を下げることなく、高速走行時の好適な走行安定性を得ることができる、車両のアンダカバー構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、車体の下面を覆うアンダカバー構造において、前記アンダカバーは、前記車体の下面に配設される部品の下方に、前記車体の下面の略全面に亘って備えられ、前記車体の下面に対して近接・離反する方向に移動可能であることを特徴とした。
【０００６】
請求項１に係る発明によると、車体の下面を略全面に亘って覆うアンダカバーを、車体の下面に配設される部品の下方で、車体の下面に対して近接・離反する方向に移動可能に設けることができる。したがって、車体の下面に対して近接したときは、最低地上高を高くすることができ、車体の下面から離反したときは、最低地上高を低くすることができる。
【０００７】
また、請求項２に係る発明は、前記アンダカバーは、板状の部材からなって前記車体の下面と対向するように備えられ、前記車体の下面と対向した状態のまま、前記車体の下面に対して近接・離反する方向に移動可能であることを特徴とした。
【０００８】
請求項２に係る発明によると、アンダカバーは板状の部材で、車体の下面に対向するように備えられ、車体の下面に対向した状態のまま、車体の下面に対して近接・離反する方向に移動可能に設けることができる。
【０００９】
また、請求項３に係る発明は、前記アンダカバーは、前記車体を含む車両の低速走行時には、前記車体の下面に近接した状態になり、前記車両の高速走行時には、前記車体の下面から離反した状態になることを特徴とした。
【００１０】
請求項３に係る発明によると、当該車体を含む車両の低速走行時には、アンダカバーが、車体の下面に近接した状態になり、車両の高速走行時には、車体の下面から離反した状態になる。
【００１１】
また、請求項４に係る発明は、前記アンダカバーは、付勢手段の付勢力で、前記車体の下面に近接する方向に付勢されるとともに、前記車両が走行する路面と前記アンダカバーの間を、前記車両に対して流れる空気流によって発生する負圧が前記アンダカバーを吸引する負圧力を含んだ吸引力で、当該アンダカバーが前記車体の下面から離反する方向に吸引され、前記付勢力は、前記車両の低速走行時に前記アンダカバーを吸引する前記吸引力より大きく、前記車両の高速走行時に前記アンダカバーを吸引する前記吸引力より小さいことを特徴とした。
【００１２】
請求項４に係る発明によると、アンダカバーは、付勢手段の付勢力で車体の下面に近接する方向に付勢されるとともに、車両が走行する路面とアンダカバーの間を、車両に対して流れる空気流によって発生する負圧がアンダカバーを吸引する負圧力を含んだ吸引力で吸引される。そして、車両の低速走行時には、付勢力が吸引力より大きく、アンダカバーを車体の下面に近接する方向に移動でき、車両の高速走行時には、付勢力が吸引力より小さく、アンダカバーを車体の下面から離反する方向に移動することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、低速走行時の最低地上高を下げることなく、高速走行時の好適な走行安定性を得られる、車両のアンダカバー構造を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、適宜図を参照して詳細に説明する。
図１の（ａ）は、本実施形態に係る車両を側面から見た図、（ｂ）は、アンダフロアの側から見た図である。
図１の（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態に係る車両１のアンダフロアは、外装の車体２のアンダパネル（車両の下面）２ａの略全面を、路面Ｇの側からアンダカバー３で覆って構成される。すなわち、アンダカバー３は、例えば図示しないサスペンションアームの可動部分が配置される場所などの一部を除いて、車体２のアンダパネル２ａの略全面に亘って、車両１に備わる。
アンダパネル２ａは、車体２によって形成される車室の路面Ｇ側の面を形成し、路面Ｇに対向する面として構成される。
また、アンダカバー３は、平面な板状の部材であって、例えば、ＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastics）などの合成樹脂を素材として成形される。そして、アンダカバー３は、アンダパネル２ａと対向するように、車両１に備わる。さらに、アンダカバー３は、車両１のフロント側で車体２の側に曲げ起こされてなる。
【００１５】
アンダパネル２ａには、図示しないオイルパン、サスペンションアーム、排気管などの部品が配設されるため、アンダパネル２ａを平面に形成することが困難である。
アンダカバー３は、これらの部品、すなわち、アンダパネル２ａに配設される部品と路面Ｇとの間に、アンダパネル２ａを覆うように備わり、車両１のアンダフロアを平面に形成する。
車両１のアンダフロアが平面に形成されると、車両１が走行するときに、車両１のアンダフロアに発生する空気流、すなわち、本実施形態に係るアンダカバー３と路面Ｇの間に発生する空気流の乱れを軽減することができ、車両１の走行に対する空気抵抗を低減できる。
【００１６】
また、車両１が走行するときに発生する、車両１のアンダフロアの空気流の流速が、アンダフロアが平面でない場合に比べて速くなることから、車両１のアンダフロアに効果的に負圧を発生することができ、その負圧が車両１にダウンフォースとして作用して、走行中の車両１に発生する揚力を効果的に低下できる。
【００１７】
そして、本実施形態に係る車両１のアンダカバー３は、アンダパネル２ａに対して近接・離反する方向に移動可能に車両１に取り付けられ、車両１の最低地上高が可変であることを特徴とする。
図２の（ａ）は、アンダカバーの取り付け構造の一例を示す図、（ｂ）は、取り付け構造の変形例を示す図、（ｃ）は、ストッパの一例を示す図である。また、図３の（ａ）は、低速走行時の車両の状態を示す図、（ｂ）は、高速走行時の車両の状態を示す図である。
【００１８】
図２の（ａ）に示すように、例えばアンダパネル２ａには、棒状部材であるリンク３０の一端が回転自在に取り付けられ、リンク３０は、アンダパネル２ａに対する垂直面内で揺動可能に、アンダパネル２ａに支持される。
アンダパネル２ａがリンク３０を支持する構造は限定するものではないが、例えば、アンダパネル２ａに対して略垂直に起立して形成されるヒンジ部２ａ１に、回転軸２ａ２を介して、リンク３０を取り付ける構造が考えられる。
【００１９】
リンク３０の他端は、回転軸２ａ２と略平行な回転軸３ｂを介して、アンダカバー３の平面に対する垂直面内で揺動可能に、アンダカバー３に支持される。その構造は限定するものではないが、例えば、アンダカバー３からアンダパネル２ａの側に向かって、略垂直に起立して形成されるヒンジ部３ａに、回転軸３ｂを介して取り付ける構造が考えられる。
【００２０】
そして、アンダカバー３とアンダパネル２ａを連結するように、例えば、引張りばねからなるコイルばね３ｃを付勢手段として備え、アンダカバー３をアンダパネル２ａの側に引き寄せるように付勢する構造とする。すなわち、アンダカバー３は、コイルばね３ｃによって、アンダパネル２ａに近接する方向に付勢される。
【００２１】
なお、図２の（ｂ）に示すように、アンダパネル２ａとリンク３０を、引張りばねからなるコイルばね３ｃで連結し、回転軸２ａ２を中心に、リンク３０がアンダパネル２ａの側に回転するように付勢して、アンダカバー３をアンダパネル２ａに近接する方向に付勢する構成としてもよい。
また、図示はしないが、例えば、ねじりばねで、回転軸２ａ２を中心に回転するようにリンク３０を付勢して、アンダカバー３をアンダパネル２ａに近接する方向に付勢する構成としてもよい。
【００２２】
そして、図２の（ｃ）に示すように、例えばヒンジ部２ａ１に、リンク３０に当接するように備わるピン状のストッパを備えることで、リンク３０の、ヒンジ部２ａ１に対する回転の範囲を設定することができる。
ストッパは、例えばアンダパネル２ａ（図２の（ａ）参照）の側に回転するリンク３０を係止する上限ストッパ２ａ３と、アンダパネル２ａから離反する方向に回転するリンク３０を係止する下限ストッパ２ａ４とで構成される。
【００２３】
このように、上限ストッパ２ａ３と下限ストッパ２ａ４を備え、リンク３０の、ヒンジ部２ａ１に対する回転の範囲を制限することで、アンダカバー３の、アンダパネル２ａに対する移動量を設定することができる。
【００２４】
すなわち、リンク３０が上限ストッパ２ａ３に係止される位置は、アンダカバー３がアンダパネル２ａに最も近接した状態である。また、リンク３０が下限ストッパ２ａ４に係止される位置は、アンダカバー３がアンダパネル２ａから最も離反した状態である。
そして、アンダカバー３がアンダパネル２ａに最も近接した状態にあるとき、アンダカバー３は上限の位置にあり、アンダカバー３がアンダパネル２ａから最も離反した状態にあるとき、アンダカバー３は下限の位置にある。
【００２５】
なお、図２の（ｃ）に示す、上限ストッパ２ａ３、及び下限ストッパ２ａ４の構造は限定されるものではなく、例えば、ピン以外の構成で、リンク３０に当接する突起を形成してもよい。また、上限ストッパ２ａ３、及び下限ストッパ２ａ４を、アンダカバー３のヒンジ部３ａに形成してもよい。
【００２６】
さらに、アンダカバー３の上限の位置と下限の位置を設定できる構造であれば、リンク３０の回転の範囲を制限する構造に限定するものではない。
【００２７】
そして、リンク３０とコイルばね３ｃを含んでなる取り付け構造を、例えば、車両１（図１の（ａ）参照）の前後左右の４箇所に備え、アンダカバー３を４つのリンク３０で支持し、４つのコイルばね３ｃで付勢する構成とする。
なお、アンダカバー３を支持するリンク３０、及び、アンダカバー３を付勢するコイルばね３ｃの数は限定するものではなく、４つより多くてもよいし、４つより少なくてもよい。
このような構成で、リンク３０は、揺動可能にアンダカバー３に支持されるとともに、揺動可能にアンダパネル２ａに支持される。そして、アンダカバー３は、リンク３０を介し、アンダパネル２ａに対して近接・離反する方向に移動可能に車両１に備わって、アンダフロアを形成する。
【００２８】
また、アンダカバー３（図１の（ａ）参照）は、アンダパネル２ａ（図１の（ａ）参照）の下面を路面Ｇ（図１の（ａ）参照）の側から覆うように備わることから、車両１（図１の（ａ）参照）の最下部に備わる部材となり、アンダカバー３と路面Ｇとの距離の最短部が最低地上高になる。
そして、本実施形態に係るアンダカバー３は、路面Ｇに対向するアンダパネル２ａの下面に対して近接・離反する方向に移動可能に車両１に備わって、アンダフロアを形成することから、路面Ｇとアンダカバー３との距離が変更できる。すなわち、車両１は最低地上高が可変になる。
【００２９】
このような構造のアンダカバー３（図３の（ａ）参照）を備える車両１（図３の（ａ）参照）が停止しているとき、もしくは低速走行時、図３の（ａ）に示すように、アンダカバー３は、コイルばね３ｃ（図２の（ａ）参照）の付勢力によって、アンダパネル２ａの側に引き寄せられ、アンダパネル２ａに近接した状態になる。すなわち、アンダカバー３は上限の位置にあり、車両１の最低地上高は高くなる。
【００３０】
図３の（ｂ）に示すように、車両１の高速走行時、車両１のアンダフロア、すなわち、アンダカバー３と路面Ｇの間に発生する空気流の流速（空気流速）Ｖが速くなって、アンダカバー３と路面Ｇの間に発生する負圧が大きくなる。そして、車両１のアンダフロアに発生する負圧がアンダカバー３を吸引する負圧力を含む吸引力が、コイルばね３ｃ（図２の（ａ）参照）の付勢力より大きくなると、アンダカバー３は、吸引力によって路面Ｇの側に吸引されてアンダパネル２ａから離反する方向に移動し、アンダパネル２ａから離反した状態になる。すなわち、車両１の最低地上高が低くなる。
【００３１】
アンダカバー３がアンダパネル２ａから離反する方向に移動して、車両１の最低地上高が低くなると、車両１のアンダフロアの空気流路が狭められることになり、車両１のアンダフロアの空気流速Ｖはさらに速くなる。その結果、車両１のアンダフロアの負圧がさらに大きくなる。そして、アンダカバー３が下限の位置まで下がった状態になると、車両１のアンダフロアに発生する負圧による負圧力を含んだ吸引力は、車両１を路面Ｇの側に吸引することになる。したがって、車両１のアンダフロアに発生する負圧は、車両１にダウンフォースとして作用し、車両１に発生する揚力を低下させる。
【００３２】
アンダカバー３の移動量は、車両１の形状によって決定される値であって、例えば、車両１が停止しているとき、又は低速走行時の最低地上高をＨ１（図３の（ａ）参照）に設定し、高速走行時の最低地上高をＨ２（図３の（ｂ）参照）に設定した場合、アンダカバー３の移動量は、Ｈ１とＨ２の差（Ｈ１−Ｈ２）になる。この場合、車両１の最低地上高がＨ１となる状態がアンダカバー３の上限の位置であり、最低地上高がＨ２となる状態がアンダカバー３の下限の位置である。
車両１の最低地上高Ｈ１、及びＨ２は限定される値ではなく、法令や車両１に要求される走行特性などに基づいて、適宜設定すればよい。
【００３３】
そして、本実施形態においては、図２の（ｃ）に示す、上限ストッパ２ａ３、及び下限ストッパ２ａ４を配置する位置によって、アンダカバー３の移動量を設定することができ、車両１の最低地上高Ｈ１、及びＨ２を設定できる。
【００３４】
図４は、アンダカバーに作用する力を図示する概略図であって、（ａ）は、車両が停止している状態を示す図、（ｂ）は、車両が走行している状態を示す図、（ｃ）は、アンダカバーが下限の位置にある状態を示す図である。
図４の（ａ）に示すように、車両１（図３の（ａ）参照）が停止し、車両１のアンダフロアの空気流速Ｖが０のとき、アンダカバー３には上下方向から大気圧が作用して、大気圧による圧力ＦＰが上下方向から作用する。
【００３５】
このとき、アンダカバー３は、コイルばね３ｃによってアンダパネル２ａに近接する方向に付勢され、リンク３０は、上限ストッパ２ａ３に当接している。すなわち、アンダカバー３は上限の位置にある。また、コイルばね３ｃは、自然長をＬ、ばね定数をＫとし、自然長ＬからΔｌ１だけ伸長した状態で、アンダカバー３を付勢しているとする。
アンダカバー３が、４つのリンク３０で支持され、４つのコイルばね３ｃで付勢される場合、アンダカバー３は、４・ＦＳ１で示される付勢力で、アンダパネル２ａに近接する方向に付勢されている。なお、ＦＳ１は、１つのコイルばね３ｃがアンダカバー３を付勢する力で、Δｌ１だけ伸長している場合、ＦＳ１＝Ｋ・Δｌ１で示される。
【００３６】
車両１が走行し、路面Ｇとアンダカバー３の間、すなわち、車両１のアンダフロアに、車両１に対して空気流速Ｖで流れる空気流が発生する場合、図４の（ｂ）に示すように、車両１のアンダフロアには、空気流速Ｖの増大に伴って増大する負圧が発生し、この負圧による負圧力を含んだ吸引力ＦＶが、アンダカバー３を路面Ｇの側に吸引する。
【００３７】
車両１（図３の（ａ）参照）の速度が上昇すると、車両１のアンダフロアの空気流速Ｖが大きくなり、吸引力ＦＶは空気流速Ｖの増大に伴って大きくなる。そして、吸引力ＦＶが４つのコイルばね３ｃによる付勢力４・ＦＳ１より大きくなると、アンダカバー３は、吸引力ＦＶによって吸引され、アンダパネル２ａから離反する方向に移動する。さらに、空気流速Ｖが大きくなると、図４の（ｃ）に示すように、吸引力ＦＶで吸引されるアンダカバー３によって、リンク３０が下限ストッパ２ａ４と当接するまで回転する。そして、アンダカバー３は下限の位置まで下がる。
【００３８】
リンク３０が下限ストッパ２ａ４と当接し、アンダカバー３が下限の位置まで下がった状態のとき、コイルばね３ｃは自然長ＬからΔｌ２だけ伸長した状態になり、アンダカバー３には、４つのコイルばね３ｃによる付勢力４・ＦＳ２＝４・Ｋ・Δｌ２が作用する。すなわち、４つのコイルばね３ｃによる付勢力４・ＦＳ２が、アンダカバー３をアンダパネル２ａの側に引き寄せる方向に作用し、吸引力ＦＶが、アンダカバー３を路面Ｇの側に吸引する方向に作用する。
【００３９】
アンダカバー３がアンダパネル２ａから離反する方向に移動すると、例えば図３の（ｂ）に示すように、アンダパネル２ａとアンダカバー３との間に空間が形成される。しかしながら、アンダカバー３は、車両１のフロント側で車体２の側に曲げ起こされていることから、アンダパネル２ａとアンダカバー３の間の空間には、車両１のフロント側から空気は流入せず、エンジン室１３を経由した空気が流入する。そして、空気がエンジン室１３を経由することが空気流に対する抵抗となる。さらに、前記したようにアンダパネル２ａの下面には、図示しないオイルパン、サスペンションアーム、排気管などの部品によって凹凸が形成され、この凹凸が空気流に対する抵抗となる。したがって、アンダカバー３とアンダパネル２ａの間を流れる空気流の空気流速は、アンダカバー３と路面Ｇの間の空気流の空気流速Ｖより小さくなる。その結果、アンダカバー３と路面Ｇの間に発生する負圧は、アンダパネル２ａとアンダカバー３の間に発生する負圧より大きくなり、アンダカバー３は、図４の（ｂ）に示す吸引力ＦＶによって路面Ｇの側に吸引されてアンダパネル２ａから離反する方向に移動する。
【００４０】
さらに車速が上昇し吸引力ＦＶが大きくなっても、リンク３０が下限ストッパ２ａ４で係止されることからリンク３０は回転せず、アンダカバー３はアンダパネル２ａから離反する方向に移動しない。したがって、吸引力ＦＶは、リンク３０を介して、車両１を路面Ｇの側に吸引する（より詳しくは、吸引力ＦＶと付勢力４・ＦＳ２の差（ＦＶー４・ＦＳ２）が、車両１を路面Ｇの側に吸引する）。そして、車両１が路面Ｇの側に吸引されると、車両１にはダウンフォースが作用することになり、走行中に車両１に発生する揚力を低下できる。
【００４１】
このように、本実施形態に係るアンダカバー３は、車両１（図３の（ａ）参照）が停止しているとき、もしくは車両１の低速走行時に、４つのコイルばね３ｃの付勢力４・ＦＳ１によって、アンダパネル２ａに近接した状態になる。すなわち、路面Ｇとアンダカバー３との距離を大きくして、車両１の最低地上高を高くできる。
そして、車両１の高速走行時には、アンダカバー３は、吸引力ＦＶによって路面Ｇの側に移動され、路面Ｇとアンダカバー３との距離が小さくなる。すなわち、アンダカバー３は、アンダパネル２ａから離反した状態になり、車両１の最低地上高を低くできる。
【００４２】
本実施形態においては、一例として、車両１（図３の（ａ）参照）の車速が約８０ｋｍ／ｈ以上のときに、アンダカバー３（図３の（ａ）参照）が、アンダパネル２ａから離反した状態になるように設定する。すなわち、車両１が約８０ｋｍ／ｈ未満の車速で走行しているときを低速走行時とし、車両１が約８０ｋｍ／ｈ以上の車速で走行しているときを高速走行時とする。
日本国内において、車両１が約８０ｋｍ／ｈ以上の車速で走行するとき、車両１は高速道路を走行中であると想定できる。そして、高速道路の路面Ｇ（図３の（ｂ）参照）は、凹凸などの障害物がほとんどなく、車両１の最低地上高が低くなっても路面Ｇの障害物と接触する可能性はきわめて低い。
このように、アンダカバー３は、車両１の車速が約８０ｋｍ／ｈ以上の高速走行時にアンダパネル２ａから離反した状態になるように設定することで、最低地上高が低くなった車両１と路面Ｇの障害物が接触する可能性を極めて低くできる。
【００４３】
さらに、本実施形態において、アンダカバー３は、例えば約５０ｍｍの移動量を有するように設定する。すなわち、車両１の車速が約８０ｋｍ／ｈ未満の低速走行時、アンダカバー３は上限の位置にあり、車両１の最低地上高は高い状態にある。車両１の車速が約８０ｋｍ／ｈ以上の高速走行時、アンダカバー３は下限の位置にあり、車両１の最低地上高は、低速走行時に比べて、約５０ｍｍ低い状態になる。
【００４４】
この場合、車両１（図３の（ａ）参照）の車速が８０ｋｍ／ｈのときに車両１のアンダフロアに発生する空気流の空気流速Ｖ８０を、あらかじめ実験測定等で測定し、この空気流速Ｖ８０に基づいて、例えばコイルばね３ｃ（図２の（ａ）参照）のばね定数Ｋなどを決定する。さらに、アンダカバー３が約５０ｍｍ移動するように、上限ストッパ２ａ３、下限ストッパ２ａ４（図２の（ｃ）参照）の配置、及び、リンク３０（図２の（ａ）参照）の長さを決定する。
【００４５】
すなわち、車両１（図３の（ａ）参照）の車速が８０ｋｍ／ｈのときの負圧力を含んだ吸引力ＦＶ８０が、４つのコイルばね３ｃ（図２の（ａ）参照）による付勢力４・ＦＳ１（＝４・Δｌ１・Ｋ）以上となったときに、アンダカバー３（図３の（ａ）参照）が移動するように、コイルばね３ｃのばね定数Ｋ、及び、アンダカバー３が上限に位置しているときのコイルばね３ｃの伸長量Δｌ１を設定すればよい。
【００４６】
なお、本実施形態においては、前記した理由によって車両１が約８０ｋｍ／ｈ以上の車速で走行しているときを高速走行時、約８０ｋｍ／ｈ未満の車速で走行してるときを低速走行時としたが、この閾値は限定される値ではない。また、アンダカバー３の移動量（約５０ｍｍ）も限定する値ではない。
【００４７】
また、本実施形態においては、図４の（ａ）に示すように、アンダパネル２ａとアンダカバー３とをリンク３０で連結し、アンダカバー３が、アンダパネル２ａに対して近接・離反する方向に移動可能となる構造としたが、この構造は限定するものではない。
【００４８】
図５の（ａ）は、アンダパネルが、アンダカバーを支持する構造の変形例を示す概略図、（ｂ）は、アンダカバーがアンダパネルから離反した状態を示す図である。
図５の（ａ）に示すように、アンダカバー３には、アンダパネル２ａの側に延びるようにロッド３１を固定する。そして、ロッド３１は、アンダパネル２ａに対して垂直動可能に、アンダパネル２ａに支持される。この構造によって、アンダカバー３は、アンダパネル２ａに近接・離反する方向に移動可能に、アンダパネル２ａに支持される。
【００４９】
ロッド３１の端部には、例えばフランジ３１ａが形成され、フランジ３１ａは、アンダパネル２ａの上側になるように配置される。さらに、コイルばね３２などの付勢手段で、フランジ３１ａを上側に向けて、すなわち、フランジ３１ａがアンダパネル２ａから離反する方向に付勢する。コイルばね３２は、例えば圧縮ばねからなり、アンダパネル２ａとフランジ３１ａの間に備わって、ロッド３１が中心を軸方向に貫通するように構成する。
【００５０】
このような構成によって、ロッド３１のフランジ３１ａは、コイルばね３２の付勢力ＦＳによって、アンダパネル２ａから離反する方向に付勢され、アンダカバー３は、ロッド３１を介して、アンダパネル２ａに近接する方向に付勢される。
【００５１】
そして、図５の（ｂ）に示すように、車両１（図３の（ｂ）参照）の高速走行時に、アンダカバー３を路面Ｇの側に吸引する吸引力ＦＶが、コイルばね３２の付勢力ＦＳ以上になると、アンダカバー３は吸引力ＦＶに吸引されて、アンダパネル２ａから離反する方向に移動する。
【００５２】
図５の（ａ）、（ｂ）に示すような構造であっても、アンダパネル２ａに対して近接・離反する方向に移動可能に、アンダカバー３を車両１（図１の（ａ）参照）に取り付けることができる。そして、アンダカバー３と路面Ｇの間に発生する吸引力ＦＶで、アンダカバー３をアンダパネル２ａから離反する方向に移動できる。
【００５３】
このような構造を、例えば車両１（図３の（ａ）参照）の前後左右に形成してアンダカバー３を支持し、アンダフロアを構成すればよい。
【００５４】
さらに図示はしないが、アクチュエータ等の駆動手段でアンダカバー３を駆動し、アンダパネル２ａに対して近接・離反する方向に移動する構成であってもよい。この場合、駆動手段を制御する、図示しない制御手段は、例えば車両１（図３の（ａ）参照）の車速を検出し、検出した車速に対応して、アンダカバー３を移動させる構成とすればよい。
【００５５】
図６は、アンダカバーがアンダパネルから離反した状態における空気流を示す模式図である。図６に示すように、アンダカバー３がアンダパネル２ａから離反した方向に移動し、車両１の最低地上高が低い状態になると、アンダカバー３とアンダパネル２ａの間に空間が形成される。この空間は、車両１のフロント側からリア側に貫通して形成されることから、空気が流れる空気通過路１０を形成する。
【００５６】
そして、本実施形態においては、アンダカバー３とアンダパネル２ａの間に形成される空気通過路１０に、車両１のエンジン１１やラジエタ１２を収納するエンジン室１３から排出される空気が流入する。
さらに、エンジン室１３から排出された空気は、アンダカバー３とアンダパネル２ａの間に形成される空気通過路１０を通流する空気流となって、車両１のリア側から排気される。
【００５７】
エンジン室１３には、ラジエタ１２を冷却するための空気を取り込む、冷却ファン１２ａが備わって、空気を強制的にエンジン室１３に取り込み、その空気が空気通過路１０に排出される。そして、エンジン室１３から空気通過路１０に排出される空気は、冷却ファン１２ａで加圧され、大気圧に対して正圧となる。
仮に、このような正圧の空気が、車両１のアンダフロアの空気流に合流すると、アンダフロアの空気流が乱れ、効果的な負圧の発生を阻害する。
【００５８】
本実施形態においては、エンジン室１３から排出される正圧の空気は、アンダカバー３によって路面Ｇと遮断され、車両１のアンダフロアの空気流に合流することなく空気通過路１０を通流し、車両１のリア側から排気される。したがって、車両１のアンダフロアにおける負圧の発生を阻害することがない。その結果、車両１のアンダフロアに、効果的に負圧を発生することができる。そして、車両１のアンダフロアに、効果的に負圧が発生すると、走行中の車両１に発生する揚力を効果的に低下できる。
【００５９】
また、エンジン室１３から排出される空気は、空気通過路１０を通流し、車両１のリア側に排気される。
この、エンジン室１３から空気通過路１０を介して車両１のリア側に排気される空気で、車両１のリア側に発生する負圧を軽減できる。
【００６０】
図７の（ａ）は、車両のリア側に発生する負圧を示す模式図、（ｂ）は、空気が、空気通過路を介して車両のリア側に排気される状態を示す模式図である。
図７の（ａ）に示すように、車両１がフロント側に走行する場合、リア側には負圧が発生し、この負圧によって車両１がリア側に吸引される。そして、車両１のリア側に発生する負圧が、フロント側に走行する車両１をリア側に引き寄せることになり、結果として、車両１の走行に対する抵抗となる。
【００６１】
そこで、本実施形態においては、図７の（ｂ）に示すように、エンジン室１３から排出される正圧の空気を、アンダカバー３とアンダパネル２ａの間に形成される空気通過路１０を介して車両１のリア側に排気し、リア側に発生する負圧を軽減する。このことによって、車両１の走行に対する抵抗を低減できるという優れた効果を奏する。
【００６２】
以上のように、本実施形態に係る車両のアンダカバー構造は、車両が停止している場合、もしくは低速走行時、最低地上高を高くして、路面の障害物との接触を防止できる。
また、車両の高速走行時は、最低地上高を低くすることができる。最低地上高を低くすることで、車両のアンダフロアの空気流速が速くなり、車両を路面の側に吸引する負圧を効果的に発生できる。そして、車両を路面の側に吸引することで、走行中の車両に発生する揚力を効果的に低下できるという優れた効果を奏する。
さらに、部品が取り付けられて凹凸が形成されるアンダパネルの下面を、平面のアンダカバーで覆うことで、車両のアンダフロアを平面に形成でき、車両のアンダフロアに発生する空気流の乱れを軽減できる。このことによって、車両のアンダフロアに効果的に負圧を発生でき、走行時に発生する揚力を効果的に低下できるという優れた効果を奏する。
【００６３】
さらに、エンジン室で発生する正圧の空気を、車両のアンダフロアの空気流と合流することなく、車両のリア側に排気することで、車両のアンダフロアの空気流の乱れを軽減できるとともに、車両のリア側に発生する負圧を軽減できるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】（ａ）は、本実施形態に係る車両を側面から見た図、（ｂ）は、アンダフロアの側から見た図である。
【図２】（ａ）は、アンダカバーの取り付け構造の一例を示す図、（ｂ）は、取り付け構造の変形例を示す図、（ｃ）は、ストッパの一例を示す図である。
【図３】（ａ）は、低速走行時の車両の状態を示す図、（ｂ）は、高速走行時の車両の状態を示す図である。
【図４】アンダカバーに作用する力を図示する概略図であって、（ａ）は、車両が停止している状態を示す図、（ｂ）は、車両が走行している状態を示す図、（ｃ）は、アンダカバーが下限の位置にある状態を示す図である。
【図５】（ａ）は、アンダパネルが、アンダカバーを支持する構造の変形例を示す概略図、（ｂ）は、アンダカバーがアンダパネルから離反した状態を示す図である。
【図６】アンダカバーがアンダパネルから離反した状態における空気流を示す模式図である。
【図７】（ａ）は、車両のリア側に発生する負圧を示す模式図、（ｂ）は、空気が、空気通過路を介して車両のリア側に排気される状態を示す模式図である。
【符号の説明】
【００６５】
１ 車両
２ 車体
２ａ アンダフロア（車体の下面）
３ アンダカバー
３ｃ、３２ コイルばね（付勢手段）
ＦＳ１、ＦＳ２ 付勢力
ＦＶ 吸引力
Ｇ 路面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体の下面を覆うアンダカバー構造において、
前記アンダカバーは、前記車体の下面に配設される部品の下方に、前記車体の下面の略全面に亘って備えられ、
前記車体の下面に対して近接・離反する方向に移動可能であることを特徴とするアンダカバー構造。
【請求項２】
前記アンダカバーは、板状の部材からなって前記車体の下面と対向するように備えられ、
前記車体の下面と対向した状態のまま、前記車体の下面に対して近接・離反する方向に移動可能であることを特徴とする請求項１に記載のアンダカバー構造。
【請求項３】
前記アンダカバーは、
前記車体を含む車両の低速走行時には、前記車体の下面に近接した状態になり、
前記車両の高速走行時には、前記車体の下面から離反した状態になることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアンダカバー構造。
【請求項４】
前記アンダカバーは、付勢手段の付勢力で、前記車体の下面に近接する方向に付勢されるとともに、
前記車両が走行する路面と前記アンダカバーの間を、前記車両に対して流れる空気流によって発生する負圧が前記アンダカバーを吸引する負圧力を含んだ吸引力で、当該アンダカバーが前記車体の下面から離反する方向に吸引され、
前記付勢力は、
前記車両の低速走行時に前記アンダカバーを吸引する前記吸引力より大きく、前記車両の高速走行時に前記アンダカバーを吸引する前記吸引力より小さいことを特徴とする請求項３に記載のアンダカバー構造。
【請求項１】
車体の下面を覆うアンダカバー構造において、
前記アンダカバーは、前記車体の下面に配設される部品の下方に、前記車体の下面の略全面に亘って備えられ、
前記車体の下面に対して近接・離反する方向に移動可能であることを特徴とするアンダカバー構造。
【請求項２】
前記アンダカバーは、板状の部材からなって前記車体の下面と対向するように備えられ、
前記車体の下面と対向した状態のまま、前記車体の下面に対して近接・離反する方向に移動可能であることを特徴とする請求項１に記載のアンダカバー構造。
【請求項３】
前記アンダカバーは、
前記車体を含む車両の低速走行時には、前記車体の下面に近接した状態になり、
前記車両の高速走行時には、前記車体の下面から離反した状態になることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアンダカバー構造。
【請求項４】
前記アンダカバーは、付勢手段の付勢力で、前記車体の下面に近接する方向に付勢されるとともに、
前記車両が走行する路面と前記アンダカバーの間を、前記車両に対して流れる空気流によって発生する負圧が前記アンダカバーを吸引する負圧力を含んだ吸引力で、当該アンダカバーが前記車体の下面から離反する方向に吸引され、
前記付勢力は、
前記車両の低速走行時に前記アンダカバーを吸引する前記吸引力より大きく、前記車両の高速走行時に前記アンダカバーを吸引する前記吸引力より小さいことを特徴とする請求項３に記載のアンダカバー構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−２２０６８９（Ｐ２００９−２２０６８９Ａ）
【公開日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−６６５００（Ｐ２００８−６６５００）
【出願日】平成２０年３月１４日（２００８．３．１４）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月１４日（２００８．３．１４）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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