車両の床下構造
【課題】走行中、アンダーカバーからの排水能力を確保しながら、空気抵抗の上昇抑制により車両全体としての空力性能の向上を達成することができる車両の床下構造を提供すること。
【解決手段】車両の床下をリアアンダーカバー７で覆い、前記リアアンダーカバー７に排水手段Ｄを設けた。この車両の床下構造において、排水手段Ｄは、前側壁端部２６から車両後方に向かって上向きに傾斜し、その壁の少なくとも一部を貫通して水抜き口７３を開口した前側傾斜壁２１と、前側傾斜壁２１に接続する折曲壁部２７から後側壁端部２８に向かって下向きに傾斜し、その壁面に走行風整流面２５を有する後側傾斜壁２２と、を備える。リアアンダーカバー７からの車両前後方向の窪み形状を、前側傾斜壁２１による第１内角θ１が後側傾斜壁２２による第２内角θ２より大きな角度であり２つの壁面長さＬ１，Ｌ２を異ならせた。
【解決手段】車両の床下をリアアンダーカバー７で覆い、前記リアアンダーカバー７に排水手段Ｄを設けた。この車両の床下構造において、排水手段Ｄは、前側壁端部２６から車両後方に向かって上向きに傾斜し、その壁の少なくとも一部を貫通して水抜き口７３を開口した前側傾斜壁２１と、前側傾斜壁２１に接続する折曲壁部２７から後側壁端部２８に向かって下向きに傾斜し、その壁面に走行風整流面２５を有する後側傾斜壁２２と、を備える。リアアンダーカバー７からの車両前後方向の窪み形状を、前側傾斜壁２１による第１内角θ１が後側傾斜壁２２による第２内角θ２より大きな角度であり２つの壁面長さＬ１，Ｌ２を異ならせた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の床下をアンダーカバーで覆い、このアンダーカバーに排水手段を設けた車両の床下構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の床下を覆うアンダーカバーに排水手段を設けた床下構造としては、下面が凹となる窪みを設けると共に、該窪みの外周部の車体前側に位置する部分にその一部がかかる水抜き孔を設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この従来の床下構造では、水抜き孔を、車両前後方向に細長い長円状の孔とし、長円状の孔の一部がかかる窪みを設けることにより、走行中にアンダーカバーの下面に沿って流れる空気がアンダーカバーの上方へ流れ込み難くする。つまり、外部から水が侵入し難い水抜き孔を備えたアンダーカバーを提供することを目指している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１８８５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の床下構造にあっては、水抜き孔を、車両前後方向に細長い長円状の孔としている（特許文献１の図４）。このため、空気抵抗の上昇を抑えることはできても、大量の水や泥水等がアンダーカバーに侵入した場合、水抜き孔の開口面積が狭くて排水能力が低いことで、外部から侵入した水や泥水等をアンダーカバー内に溜めてしまう、という問題があった。
【０００６】
さらに、従来の床下構造にあっては、水抜き孔の大半の開口部分を、アンダーカバーの走行風の流れに沿って形成されたカバー面に露出させている（特許文献１の図５）。このため、水抜き孔の開口面積拡大により排水能力を高めると、カバー面に対する露出開口面積も広くなることで、水抜き孔から走行風を取り込み、水抜き孔の周囲での走行風の流れに乱れを発生させてしまい、空気抵抗を上昇させてしまう。
【０００７】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、走行中、アンダーカバーからの排水能力を確保しながら、空気抵抗の上昇抑制により車両全体としての空力性能の向上を達成することができる車両の床下構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明では、車両の床下をアンダーカバーで覆い、前記アンダーカバーに排水手段を設けた車両の床下構造において、前記排水手段は、前側傾斜壁と後側傾斜壁を備える手段とした。
前記前側傾斜壁は、前記アンダーカバーの車幅方向に延びる前側壁端部から車両後方に向かって上向きに傾斜し、その壁の少なくとも一部を貫通して水抜き口を開口した。
前記後側傾斜壁は、前記前側傾斜壁に接続する折曲壁部から前記アンダーカバーの車幅方向に延びる後側壁端部に向かって下向きに傾斜し、その壁面に走行風の流れを整える走行風整流面を有する。
そして、前記アンダーカバーからの車両前後方向の窪み形状を、前記前側傾斜壁による第１内角が前記後側傾斜壁による第２内角より大きな角度であり２つの壁面長さを異ならせた。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、排水機能と整流機能という２つの機能を両立させることを考慮し、窪みを構成する壁を、折り曲げによる前側傾斜壁と後側傾斜壁の２つに分け、前側傾斜壁に水抜き口を有し、後側傾斜壁に走行風整流面を有する排水手段を採用した。
このため、走行中、前側壁端部から窪みに走行風が流入すると、後側傾斜壁の走行風整流面にて受けた走行風を滑らかな流線を描くように整え、後側壁端部へと流出させる。このとき、アンダーカバーからの車両前後方向の窪み形状を、前側傾斜壁による第１内角が後側傾斜壁による第２内角より大きな角度であり２つの壁面長さを異ならせた。よって、前側壁端部から窪みに流入した走行風は、水抜き口から徐々に遠ざかる流線を描きながら走行風整流面に達する。
このように、水抜き口は、開口面積を拡大しても走行風の取り込みが抑えられる前側傾斜壁に開口し、カバー内の水等を速やかに排水する排水作用を示すことで、アンダーカバーからの排水能力が確保される。一方、走行風整流面は、窪みに流入した走行風の流れをそのまま受ける後側傾斜壁に有し、窪みを流れる走行風の流線を整える整流作用を示すことで、アンダーカバーに沿ってスムーズに走行風が流れ、空気抵抗の上昇が抑えられる。
したがって、走行中、アンダーカバーからの排水能力を確保しながら、空気抵抗の上昇抑制により車両全体としての空力性能の向上を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１の床下構造を適用した電気自動車（車両の一例）の床下全体を示す車両の斜め下側から視た斜視図である。
【図２】実施例１の床下構造におけるリアアンダーカバーを示す車両の斜め上前方側から視た斜視図である。
【図３】実施例１の床下構造におけるリアアンダーカバーを示す車両の斜め上後方側から視た斜視図である。
【図４】実施例１の床下構造におけるリアアンダーカバーに設けられた排水手段を示す拡大斜視図である。
【図５】実施例１の床下構造におけるリアアンダーカバーに設けられた排水手段を示す図４のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】実施例１の床下構造におけるリアアンダーカバーに設けられた排水手段を示す図４のＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】一般的な乗用車（エンジン車）における空気抵抗の抵抗発生源分類を示す円グラフ図である。
【図８】実施例１の電気自動車における床下・タイヤ全体の周りを流れる走行風の流れを示す走行風流れ図である。
【図９】実施例１の床下構造を適用した電気自動車において排水手段の窪みを縦断面で横から視たときの排水手段の周りを流れる走行風の流れを示す走行風流線図である。
【図１０】実施例１の床下構造を適用した電気自動車において排水手段の窪みを真下から視たときの排水手段の周りを流れる走行風の流れを示す走行風流線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の車両の床下構造を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１２】
まず、構成を説明する。
図１は、実施例１の床下構造を適用した電気自動車（車両の一例）の床下全体を示す斜視図である。以下、図１に基づき全体床下構造を説明する。
【００１３】
実施例１の電気自動車EVの全体床下構造は、図１に示すように、左右一対のフロントタイヤ１Ｌ，１Ｒと、左右一対のリアタイヤ２Ｌ，２Ｒと、フロントアンダーカバー３と、モータルーム後部アンダーカバー４と、第１バッテリアンダーカバー５と、第２バッテリアンダーカバー６と、リアアンダーカバー７（アンダーカバー）と、左右一対のフロントディフレクタ８Ｌ，８Ｒと、左右一対のリアディフレクタ９Ｌ，９Ｒと、を備えている。
【００１４】
前記左右一対のフロントタイヤ１Ｌ，１Ｒは、操舵輪であると共に駆動輪であり、図外のフロントサスペンションリンクを介して車体に弾性支持される。
【００１５】
前記左右一対のリアタイヤ２Ｌ，２Ｒは、トレーリング式サスペンション等による図外のリアサスペンションを介して車体に弾性支持される。
【００１６】
前記フロントアンダーカバー３は、フロントバンパーフェイシャー１１のフランジ部１１ａから図外のフロントサスペンションメンバーまでの前部床下領域を覆う部材である。このフロントアンダーカバー３のカバー面は、車両後方に向かって下方向に傾斜する傾斜部３ａと、該傾斜部３ａに連続する水平部３ｂと、により滑らかな折れ面に形成される。傾斜部３ａには、車幅方向を長径とする曲面突出部３１が形成され、水平部３ｂには、車両前後方向に延びる４本の突条３２と、２つの水抜き口３３，３４と、が形成される。また、フロントアンダーカバー３は、車両後方に向かって幅寸法を徐々に縮小させた傾斜側面部３５，３５を有する。
【００１７】
前記モータルーム後部アンダーカバー４は、図外のフロントサスペンションメンバーからモータルーム後部までの中央前部床下領域を覆う部材である。このモータルーム後部アンダーカバー４のカバー面は、フロントアンダーカバー３の水平部３ｂと同じ位置の水平面に形成される。モータルーム後部アンダーカバー４には、車両前後方向に延びる４本の突条４１と、車両前方側に開口面積が小さい２つの水抜き口４２，４３と、車両後方側に開口面積が大きい１つの水抜き口４４と、が形成される。
【００１８】
前記第１バッテリアンダーカバー５と前記第２バッテリアンダーカバー６は、モータルーム後部から図外のバッテリユニットの後端部までの中央後部床下領域を互いに連接することで覆う部材である。この両バッテリアンダーカバー５，６のカバー面は、モータルーム後部アンダーカバー４のカバー面と同じ位置の水平面に形成される。両バッテリアンダーカバー５，６には、車両前後方向に延びる４本の突条５１，６１が形成される。なお、モータルーム後部アンダーカバー４と両バッテリアンダーカバー５，６とは、互いに連結して接続することで、全体としてセンターアンダーカバーを構成している。
【００１９】
前記リアアンダーカバー７は、図外のリアサスペンション部材からリアバンパーフェイシャー１３のフランジ部１３ａまでの後部床下領域を覆う部材である。このリアアンダーカバー７のカバー面７ａは、第２バッテリアンダーカバー６と同じ水平面の位置から車両後方に向かって上方向に緩やかに傾斜する湾曲傾斜面に形成したディフューザー構造とされている。リアアンダーカバー７には、車両前後方向に延び、車両後方に向かって徐々に高さが増す４本の整流突条７１と、各整流突条７１の間であってディフューザー構造の入口位置に配置された３つの水抜き口７２，７３，７４と、が形成される。
【００２０】
前記左右一対のフロントディフレクタ８Ｌ，８Ｒは、左右一対のフロントタイヤ１Ｌ，１Ｒの前方位置から下方に突出して設けられ、走行中、フロントタイヤ１Ｌ，１Ｒの周りを流れる走行風の流れを整える。
【００２１】
前記左右一対のリアディフレクタ９Ｌ，９Ｒは、左右一対のリアタイヤ２Ｌ，２Ｒの前方位置から下方に突出して設けられ、走行中、リアタイヤ２Ｌ，２Ｒの周りを流れる走行風の流れを整える。
【００２２】
図２および図３は、実施例１の床下構造におけるリアアンダーカバー７を示す斜視図である。以下、図２および図３に基づきリアアンダーカバー７の構成を説明する。
【００２３】
実施例１のリアアンダーカバー７は、図２および図３に示すように、後部床下領域を覆うと共に水や泥水等が溜まるようなトレー形状であり、合成樹脂を素材とするプレス成形により一体に製造される。リアアンダーカバー７には、車両前後方向に延び、車両後方に向かって徐々に高さが増す４本の整流突条７１，７１，７１，７１が形成される。そして、各整流突条７１，７１，７１，７１の間であってディフューザー構造の入口位置に配置された３つの水抜き口７２，７３，７４が開口された排水手段Ｄ，Ｄ，Ｄが設けられる。
【００２４】
前記リアアンダーカバー７には、リアバンパーフェイシャー１３のフランジ部１３ａをオーバーハングさせる後端部を除くカバー周囲に立ち上がり部７ｂを形成している。この立ち上がり部７ｂを含む全周にフランジ部７ｃを形成し、フランジ部７ｃに複数のボルト穴７ｄを開口している。そして、リアアンダーカバー７は、複数のボルト穴７ｄに図外のボルトを差し込んで締め付けることにより、後部床下に取り付けられる。
【００２５】
図４〜図６は、実施例１の床下構造におけるリアアンダーカバー７（アンダーカバーの一例）に設けられた排水手段Ｄを示す図である。なお、フロントアンダーカバー３に形成された水抜き口３３，３４と、モータルーム後部アンダーカバー４に形成された水抜き口４２，４３，４４と、リアアンダーカバー７に形成された水抜き口７２，７３，７４は、何れも同じ構成による排水手段Ｄに開口されている。以下、図４〜図６に基づき、複数の水抜き口のうち、リアアンダーカバー７の水抜き口７３を代表例とし、この水抜き口７３が開口された排水手段Ｄの構成を説明する。
【００２６】
実施例１の排水手段Ｄは、図４〜図６に示すように、前側傾斜壁２１と、後側傾斜壁２２と、左側壁２３と、右側壁２４と、水抜き口７３と、走行風整流面２５と、を備えている。すなわち、リアアンダーカバー７に、前側傾斜壁２１と後側傾斜壁２２と左側壁２３と右側壁２４により囲まれる窪み空間を形成している。そして、前側傾斜壁２１に水抜き口７３を有し、後側傾斜壁２２に走行風整流面２５を有する構成としている。
【００２７】
前記前側傾斜壁２１は、図５に示すように、リアアンダーカバー７の車幅方向に延びる前側壁端部２６から車両後方に向かって上向きに傾斜し、その壁の少なくとも一部を貫通して水抜き口７３を開口している。この水抜き口７３は、前側傾斜壁２１のほぼ外周形状に沿う長方形状に開口すると共に、その開口前端縁７３ａを、前側傾斜壁２１が上向き傾斜を開始する前側壁端部２６の領域に設定している。
【００２８】
前記後側傾斜壁２２は、図５に示すように、前側傾斜壁２１に接続する折曲壁部２７からリアアンダーカバー７の車幅方向に延びる後側壁端部２８に向かって下向きに傾斜し、その壁面に走行風の流れを整える走行風整流面２５を有する。この走行風整流面２５として、後側傾斜壁２２の壁面をそのまま用いている。そして、走行風整流面２５は、折曲壁部２７から後側壁端部２８に向かう平坦面２５ａと、後側壁端部２８の領域にてリアアンダーカバー７のカバー面７ａに対し滑らかに接続する円弧面２５ｂと、を有する。
【００２９】
前記左側壁２３は、図６に示すように、リアアンダーカバー７から折れ曲げた前側傾斜壁２１と後側傾斜壁２２を窪ませることにより、車幅方向に対向して形成される一対の三角形状空間のうち、左側空間を塞ぐように設けられる。
【００３０】
前記右側壁２４は、図６に示すように、リアアンダーカバー７から折れ曲げた前側傾斜壁２１と後側傾斜壁２２を窪ませることにより、車幅方向に対向して形成される一対の三角形状空間のうち、右側空間を塞ぐように設けられる。
【００３１】
ここで、前記左側壁２３と前記右側壁２４は、図４に示すように、車幅方向に対向する２つの壁面２３ａ，２４ａによる幅Ｗを、車両前方から車両後方に向かうにしたがって徐々に狭くする設定としている。
【００３２】
前記前側傾斜壁２１と前記後側傾斜壁２２によるリアアンダーカバー７からの車両前後方向の窪み形状について説明する。
リアアンダーカバー７からの車両前後方向の窪み形状は、前側傾斜壁２１の壁面２１ａと後側傾斜壁２２の壁面（走行風整流面２５）とリアアンダーカバー７のカバー面７ａにより形成され、図５に示すように、２つの壁面長さＬ１，Ｌ２を異ならせた三角窪み形状としている。つまり、リアアンダーカバー７のカバー面７ａに対して前側傾斜壁２１の壁面２１ａがなす第１内角θ１は、リアアンダーカバー７のカバー面７ａに対して後側傾斜壁２２の走行風整流面２５がなす第２内角θ２より大きく設定している。これにより、前側傾斜壁２１の壁面長さをＬ１とし、後側傾斜壁２２の壁面長さをＬ２とし、前側壁端部２６と後側壁端部２８を結ぶ窪み長さをＬ３としたとき、Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３という長さ関係に設定している。つまり、水抜き口７３を開口する前側傾斜壁２１の壁面長さＬ１を短く、走行風整流面２５とする後側傾斜壁２２の壁面長さＬ２を長くしている。
【００３３】
ここで、第１内角θ１は、リアアンダーカバー７の前側壁端部２６から入る走行風の流入角度より大きな角度に設定している。この走行風の流入角度は、走行風の流速により異なるが、例えば、流入角度の設計値を30°とした場合、第１内角θ１は、30°より大きな角度（例えば、45°〜90°）に設定される。
【００３４】
また、第２内角θ２は、走行風整流面２５からリアアンダーカバー７の後側壁端部２８へ抜ける走行風の流線の偏向を抑える角度に設定している。この走行風の流線の偏向を抑える角度とは、剥離の発生を抑えた走行風の流れを確保する角度のことをいい、例えば、5°〜15°の角度に設定される。
【００３５】
次に、作用を説明する。
まず、「車両の空気抵抗について」の説明を行う。続いて、実施例１の電気自動車EVの床下構造における作用を、「床下・タイヤ全体による空力性能向上作用」、「排水手段による排水作用と走行風整流作用」、「排水手段による排水能力確保作用」、「排水手段による走行抵抗上昇抑制作用」に分けて説明する。
【００３６】
［車両の空気抵抗について］
車両の空気抵抗Ｄ（Ｎ）は、
Ｄ＝CD×1/2×ρ×ｕ2×Ａ …(1)
ここで、CD：空気抵抗係数（無次元）
ρ：空気の密度（kg/m3）
ｕ：空気と車両との相対速度（m/sec）
Ａ：前面投影面積（m2）
の式で定義される。
上記(1)式から明らかなように、空気抵抗Ｄは、空気抵抗係数CD（Constant Dragの略）に比例し、空気と車両との相対速度ｕ（＝走行風速度、例えば、無風の場合には車両走行速度）の２乗に比例した値となる。
【００３７】
この空気抵抗Ｄを低減するには、
(a) 空気抵抗係数CDが目標からどれだけ乖離するか？
(b) 目標からの乖離の原因はどこにあるか？
(c) その原因を解消すればどれだけ目標に漸近するか？
を把握するのが一連のプロセスである。このうち、(a),(c)は正確な計算流体学で算出された空気抵抗係数CDから知ることができるが、(b)を正確に特定するには、計算流体学から算出される速度や圧力だけでは困難である。
【００３８】
この空気抵抗Ｄについて、図７に一般的な乗用車（エンジン車）における空気抵抗の抵抗発生源分類を示す。一番大きな抵抗発生源は、図７から明らかなように、車両外形である。しかし、二番目に大きな抵抗発生源は、床下・タイヤであり、エンジンルーム通気による空気抵抗を上回っている。すなわち、空気抵抗Ｄは、車両の外形スタイリングにのみに依存すると断言することはできず、床下・タイヤやエンジンルーム通気（電気自動車の場合はモータルーム通気）という抵抗発生源に対する配慮が必要であることが分かる。
【００３９】
これに対し、空気抵抗Ｄを低減する空力性能改善は、主に車両の外形スタイリングに注目してなされてきた。しかし、例えば、後席の居住性を確保する必要がある車両の場合、車両の外形スタイリングによる空力性能改善を行っても、後席の居住スペース確保という設計上の制約により自ずと限界がある。つまり、航続距離の延長を目指して所望の空力性能を高いレベルに設定した場合、車両の外形スタイリングだけの改善では、所望の空力性能に到達する改善を望むことができない。
【００４０】
特に、床下の限られたスペースにバッテリを搭載した電気自動車の場合、フル充電により決まったバッテリ容量でどれだけ航続距離を延ばすかということが生命線ともいえる。この電気自動車において、車両の外形スタイリングによる空力性能改善が限界域にあるとき、床下・タイヤ全体による空気抵抗をできる限り低減することは、電気自動車全体としての空気抵抗低減がそのまま航続距離を延ばすことに繋がることで、きわめて重要な技術課題である。
【００４１】
この床下・タイヤ全体の空気抵抗低減の実効を図るためには、床下に空気抵抗係数CDを下げるアンダーカバーを設けることが有効である。そして、アンダーカバーには、排水性を持たせるべく排水手段が設定されるが、この排水手段による排水能力を確保しながら、排水手段による空気抵抗の上昇を抑制することが必要である。
【００４２】
［床下・タイヤ全体による空力性能向上作用］
上記のように、電気自動車において、床下・タイヤ全体による空気抵抗をできる限り低減することは、航続距離を延ばす上で重要である。以下、これを反映する実施例１の電気自動車EVにおける床下・タイヤ全体による空力性能向上作用を説明する。
【００４３】
電気自動車EVは、図８に示すように、アンダーカバー３，４，５，６，７により、タイヤ等を除く床下のほぼ全領域を覆っている。これにより、車両前端から車両後端まで凹凸の無い連続する平滑面が確保され、車両前方から流入した走行風により、車両センターラインＣＬを中心とする床下中央部を通過する主流線束FMAINを形成される。このため、車両前方から流入した走行風が、アンダーカバー３，４，５，６，７を通過し、車両後方へとスムーズに抜ける。特に、後部床下を覆うリアアンダーカバー７は、ディフューザー構造とされているため、走行風の車両後方への抜け促進作用も加わる。このように、車両前端から車両後端までの床下中央部領域を整然とスムーズに走行風が流れることで、床下中央部領域での空気抵抗Ｄが低下する。
【００４４】
電気自動車EVは、図８に示すように、左右一対のフロントタイヤ１Ｌ，１Ｒの前方位置に左右一対のフロントディフレクタ８Ｌ，８Ｒを設けている。これにより、走行中、フロントタイヤ１Ｌ，１Ｒの周りを流れる走行風の流れが、フロントタイヤ１Ｌ，１Ｒの周囲への走行風の流れ込みを抑えるように整えられる。この結果、空気抵抗を高める主な原因場所となっているフロントタイヤ１Ｌ，１Ｒの周囲領域への走行風の流れ込み抑制により、フロントタイヤ１Ｌ，１Ｒの周囲領域での空気抵抗Ｄが低下する。
【００４５】
電気自動車EVは、図８に示すように、左右一対のリアタイヤ２Ｌ，２Ｒの前方位置に左右一対のリアディフレクタ９Ｌ，９Ｒを設けている。これにより、走行中、リアタイヤ２Ｌ，２Ｒの周りを迂回するように走行風の流れが整えられる。この結果、リアタイヤ２Ｌ，２Ｒの周りを迂回する走行風により、リアタイヤ２Ｌ，２Ｒの周囲領域での空気抵抗Ｄが低下する。
【００４６】
電気自動車EVは、図８に示すように、フロントアンダーカバー３に走行風の流速をコントロールする曲面突出部３１を設けている。これにより、走行中、車両前方から流入した走行風の広がりを抑え、車両センターラインＣＬを中心とする前部床下中央部を通過する主流線束FMAINを形成する。この結果、車両前端から流入した走行風が前部床下にて中央部領域に集められ、前部床下の中央部領域での空気抵抗Ｄが低下する。
【００４７】
以上説明したように、実施例１の電気自動車EVは、これらの床下・タイヤ全体の空力性能向上を目指した床下構造を採用した。このため、電気自動車EVの床下・タイヤ全体の空気抵抗Ｄが低減されることになり、電気自動車EVの航続距離を延ばす全体の空力性能向上を達成することができる。
【００４８】
［排水手段による排水作用と走行風整流作用］
上記のように、電気自動車において、床下・タイヤ全体の空気抵抗低減の実効を図るためには、アンダーカバーに設定される排水手段による排水能力を確保しながら空気抵抗の上昇を抑制することが必要である。以下、これを反映する実施例１のリアアンダーカバー７に設けた排水手段Ｄによる排水作用と走行風整流作用を説明する。
【００４９】
実施例１では、上記のように、タイヤ等を除く床下のほぼ全領域を、アンダーカバー３，４，５，６，７により覆う構成を採用した。これは、アンダーカバーは、車両の床下における空気抵抗係数CDを下げ、車両全体としての空力性能を向上させる効果があることによる。しかし、アンダーカバーの形状は、外部から侵入した水や泥水等を溜めるトレー形状であるため、排水手段が必要となり、一般的に、カバー面に露出する水抜き穴で行う。この水抜き穴の開口面積を小さくすると、空気抵抗の上昇は抑えられるが、単位時間当たりの排水流量が制限されることで排水能力が低くなる。一方、水抜き穴の開口面積を大きくすると、排水能力が高くなるが、水抜き穴に走行風が取り込まれることで空気抵抗が上昇してしまう。このように、排水能力の確保と空気抵抗の上昇抑制とは、両立し難いトレードオフの関係にある。
【００５０】
これに対し、実施例１では、排水機能と整流機能という２つの機能を両立させることを考慮し、窪みを構成する壁を、折り曲げによる前側傾斜壁２１と後側傾斜壁２２の２つに分け、前側傾斜壁２１に水抜き口７３を有し、後側傾斜壁２２に走行風整流面２５を有する排水手段Ｄを採用した。
【００５１】
このため、走行中、リアアンダーカバー７のカバー面７ａに沿って流れる走行風は、リアアンダーカバー７の車幅方向に延びる前側壁端部２６から窪みに流入する。そして、走行風が窪みに流入すると、図９に示すように、後側傾斜壁２２の走行風整流面２５にて受け、受けた走行風の流れを緩やかな角度変化により偏向させ、走行風整流面２５に沿った滑らかな流線を描くように整えられる。そして、リアアンダーカバー７の車幅方向に延びる後側壁端部２８を剥離することなくスムーズに通過し、再び、リアアンダーカバー７のカバー面７ａへと流出させる。
【００５２】
このとき、リアアンダーカバー７の車両前後方向窪み形状を、カバー面７ａに対して前側傾斜壁２１の壁面２１ａがなす第１内角θ１が、カバー面７ａに対して後側傾斜壁２２の壁面２２ａがなす第２内角θ２より大きな角度であり２つの壁面長さを異ならせた三角窪み形状に規定した。したがって、前側壁端部２６から窪みに流入した走行風は、図９に示すように、水抜き口７３から徐々に遠ざかる流線を描きながら走行風整流面２５に達することになる。
【００５３】
このように、水抜き口７３は、開口面積を拡大しても走行風の取り込みが抑えられる前側傾斜壁２１に開口したため、図９の矢印Ｅに示すように、リアアンダーカバー７内にカバー外部から侵入した水や泥水等が多量であっても、これを速やかに排水するという排水作用を示す。つまり、リアアンダーカバー７からの排水能力が確保される。
【００５４】
一方、走行風整流面２５は、窪みに流入した走行風の流れをそのまま受ける後側傾斜壁２２に有するため、図９の流線Ｆに示すように、窪みを流れる走行風の流速が速くても、剥離や乱流を生じることのない流線を描くように整える整流作用を示す。つまり、リアアンダーカバー７に沿ってスムーズに走行風が流れ、空気抵抗の上昇が抑えられる。
【００５５】
以上説明したように、実施例１の排水手段Ｄは、折り曲げによる前側傾斜壁２１と後側傾斜壁２２の２つ壁を有して窪みを構成し、前側傾斜壁２１に水抜き口７３を有し、後側傾斜壁２２に走行風整流面２５を有する。そして、窪みの形状を、前側傾斜壁２１による第１内角θ１が、後側傾斜壁２２による第２内角θ２より大きな角度であり２つの壁面長さを異ならせた。このため、走行中、リアアンダーカバー７からの排水能力を確保しながら、空気抵抗の上昇を抑制する結果、車両全体としての空力性能の向上を達成することができる。
【００５６】
［排水手段による排水能力確保作用］
排水手段は、アンダーカバーにより覆った部品を水影響から保護するため、雨天路走行等で要求される排水能力を確保することが必要である。以下、これを反映する実施例１のリアアンダーカバー７に設けた排水手段Ｄによる排水能力確保作用を説明する。
【００５７】
上記のように、一般に、水抜き穴の開口面積を小さくすると、空気抵抗の上昇は抑えられるが、小さい開口面積により単位時間当たりの排水流量が制限されることで排水能力が低くなる。このように、排水能力の確保と、空気抵抗の上昇抑制と、は両立し難い関係にある。
【００５８】
これに対し、実施例１では、下記の(A),(B),(C)の構成を採用した。
(A) 前側傾斜壁２１による第１内角θ１を、リアアンダーカバー７の前側壁端部２６から入る走行風の流入角度より大きな角度に設定した。
(B) 水抜き口７３は、前側傾斜壁２１の外周形状に沿って長方形状に開口すると共に、その開口前端縁７３ａを、前側傾斜壁２１が上向き傾斜を開始する前側壁端部２６の領域に設定した。
(C) 車幅方向に対向する左側壁２３の壁面２３ａと右側壁２４の壁面２４ａによる幅Ｗを、車両前方から車両後方に向かうにしたがって徐々に狭くする設定とした。
【００５９】
上記(A)の構成による作用を説明する。水抜き口７３は、第１内角θ１により傾斜する前側傾斜壁２１に開口される。そして、第１内角θ１は、窪みに入る走行風の流入角度より大きな角度に設定される。このため、前側壁端部２６から窪みに流入した走行風は、図９に示すように、水抜き口７３から徐々に遠ざかる流線を描きながら走行風整流面２５に達するという作用を示す。言い換えると、水抜き口７３が走行風の流れから切り離され、水抜き口７３の開口面積の拡大が許容される。
【００６０】
上記(B)の構成による作用を説明する。前側傾斜壁２１の外周形状に沿って長方形状に水抜き口７３を開口する構成により、前側傾斜壁２１の一部のみを開口する場合に比べ、広い水抜き開口面積を確保することができる。また、水抜き口７３の開口前端縁７３ａを前側壁端部２６の領域に設定する構成により、車両前方から水抜き口７３を経過して流れ出ようとする水等を、開口前端縁７３ａから円滑に外部に排出する作用を示す。
【００６１】
上記(C)の構成による作用を説明する。車幅方向に対向する両壁面２３ａ，２４ａを、先細りのノズル構造としたことにより、図１０の流線に示すように、走行風整流面２５に沿って流れる走行風の流速が、車両後方に向かうにしたがって徐々に速くなる。そして、走行風の流速上昇に伴い水抜き口７３の出口領域Ｇの圧力が低下し、水抜き口７３の内側と外側とに圧力差が発生する。この圧力差が、図１０の矢印Ｅに示すように、水抜き口７３から水等を外部に向かって吸い出す作用を示す。
【００６２】
以上説明したように、実施例１の排水手段Ｄは、走行風の流れから切り離すように水抜き口７３を設定し、かつ、水抜き口７３からの排水能力の確保を狙って上記(A),(B),(C)の構成を採用した。このため、走行中、走行風の整流作用に影響を与えることなく、要求に対応する排水能力を確保することができる。
【００６３】
［排水手段による走行抵抗上昇抑制作用］
排水手段による走行抵抗の上昇は、床下・タイヤ全体による空気抵抗Ｄの上昇に繋がるため、排水手段による走行抵抗の上昇を抑制することが必要である。以下、これを反映する実施例１のリアアンダーカバー７に設けた排水手段Ｄによる走行抵抗上昇抑制作用を説明する。
【００６４】
上記のように、一般に、水抜き穴の開口面積を大きくすると、排水能力が高くなるが、水抜き穴に走行風が取り込まれることで、水抜き穴の周囲で走行風の流れが乱れ、渦構造が発生することで空気抵抗が上昇してしまう。このように、排水能力の確保と、空気抵抗の上昇抑制と、は両立し難い関係にある。
【００６５】
これに対し、実施例１では、下記の(A),(D),(E)の構成を採用した。
(A) 前側傾斜壁２１による第１内角θ１を、リアアンダーカバー７の前側壁端部２６から入る走行風の流入角度より大きな角度に設定した。
(D) 後側傾斜壁２２による第２内角θ２を、走行風整流面２５からリアアンダーカバー７の後側壁端部２８へ抜ける走行風の流線の偏向を抑える角度に設定した。
(E) 走行風整流面２５を、平坦面２５ａと円弧面２５ｂを有する後側傾斜壁２２の壁面とした。
【００６６】
上記(A)の構成による作用は、［排水手段による排水能力確保作用］で述べた通り、水抜き口７３が走行風の流れから切り離され、走行風の整流作用へ与える水抜き口７３の存在影響が抑えられ、整流構造の設計自由度が増す。
【００６７】
上記(D)の構成による作用を説明する。第２内角θ２を後側壁端部２８へ抜ける走行風の流線の偏向を抑える角度に設定したことにより、後側壁端部２８へ抜ける走行風の流れに、走行抵抗となる剥離や乱流を生じることを抑えるという作用を示す。
【００６８】
上記(E)の構成による作用を説明する。走行風整流面２５を、平坦面２５ａと円弧面２５ｂを有する後側傾斜壁２２の壁面としたことにより、後側壁端部２８へ抜ける走行風の流線を、図９に示すように、乱れなく滑らかに描くことができるという作用を示す。
【００６９】
以上説明したように、実施例１の排水手段Ｄは、走行風の流れとは切り離された位置に水抜き口７３を設定し、かつ、空気抵抗の上昇抑制を狙って上記(A),(D),(E)の構成を採用した。このため、水抜き口７３による高い排水能力の確保を可能としながら、空気抵抗の上昇を最小限レベルに抑制することができる。
【００７０】
なお、実施例１での各作用を、リアアンダーカバー７に設けた水抜き口７３を開口する排水手段Ｄについて説明し、他の水抜き口３３，３４，４２，４３，４４，７２，７４を開口する各排水手段の作用説明を省略した。しかし、他の水抜き口３３，３４，４２，４３，４４，７２，７４を開口する各排水手段も、上記作用と同様の作用を示す。
【００７１】
次に、効果を説明する。
実施例１の電気自動車EVの床下構造にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００７２】
(1) 車両の床下をアンダーカバー（リアアンダーカバー７）で覆い、前記アンダーカバー（リアアンダーカバー７）に排水手段Ｄを設けた車両の床下構造において、
前記排水手段Ｄは、
前記アンダーカバー（リアアンダーカバー７）の車幅方向に延びる前側壁端部２６から車両後方に向かって上向きに傾斜し、その壁の少なくとも一部を貫通して水抜き口７３を開口した前側傾斜壁２１と、
前記前側傾斜壁２１に接続する折曲壁部２７から前記アンダーカバー（リアアンダーカバー７）の車幅方向に延びる後側壁端部２８に向かって下向きに傾斜し、その壁面に走行風の流れを整える走行風整流面２５を有する後側傾斜壁２２と、
を備え、
前記アンダーカバー（リアアンダーカバー７）からの車両前後方向の窪み形状を、前記前側傾斜壁２１による第１内角θ１が前記後側傾斜壁２２による第２内角θ２より大きな角度であり２つの壁面長さＬ１，Ｌ２を異ならせた。
このため、走行中、アンダーカバー（リアアンダーカバー７）からの排水能力を確保しながら、空気抵抗の上昇抑制により車両全体としての空力性能の向上を達成することができる。
【００７３】
(2) 前記第１内角θ１は、前記アンダーカバー（リアアンダーカバー７）の前側壁端部２６から入る走行風の流入角度より大きな角度に設定した。
このため、(1)の効果に加え、水抜き口７３が走行風の流れから確実に切り離され、水抜き口７３の開口面積を拡大しても、走行風の整流作用への影響を抑えることができる。
【００７４】
(3) 前記第２内角θ２は、前記走行風整流面２５から前記アンダーカバー（リアアンダーカバー７）の後側壁端部２８へ抜ける走行風の流線の偏向を抑える角度に設定した。
このため、(1)または(2)の効果に加え、後側壁端部２８へ抜ける走行風の流れに、走行抵抗となる剥離や乱流を生じることを抑えることができる。
【００７５】
(4) 前記水抜き口７３は、前記前側傾斜壁２１に開口した開口前端縁７３ａを、前記前側傾斜壁２１が上向き傾斜を開始する前記前側壁端部２６の領域に設定した。
このため、(1)〜(3)の効果に加え、水抜き口７３から円滑に水等を外部に排出する排水能力を確保することができる。
【００７６】
(5) 前記走行風整流面２５は、前記後側傾斜壁２２の壁面であり、前記折曲壁部２７から前記後側壁端部２８に向かう平坦面２５ａと、前記アンダーカバー（リアアンダーカバー７）のカバー面７ａに対し滑らかに接続する円弧面２５ｂと、を有する。
このため、(1)〜(4)の効果に加え、簡単な構成としながら、後側壁端部２８へ抜ける走行風の流線を乱れなく滑らかに描くことができる。
【００７７】
(6) 前記排水手段Ｄは、前記アンダーカバー（リアアンダーカバー７）から前記前側傾斜壁２１と前記後側傾斜壁２２を窪ませることにより、車幅方向に対向して形成される一対の三角形状空間を塞ぐように設けられた左側壁２３および右側壁２４と、を備え、
前記左側壁２３と前記右側壁２４は、車幅方向に対向する２つの壁面２３ａ，２４ａによる幅Ｗを、車両前方から車両後方に向かうにしたがって徐々に狭くする設定とした。
このため、(1)〜(5)の効果に加え、窪みを流れる流速を速くするノズル構造により、水抜き口７３から水等を外部に吸い出す作用を加えた高い排水能力を得ることができる。
【００７８】
(7) 前記アンダーカバー（リアアンダーカバー７）は、ディフューザー構造を有するリアアンダーカバー７であり、前記排水手段Ｄを、前記ディフューザー構造の入口位置に配置した。
このため、(1)〜(6)の効果に加え、アンダーカバー（リアアンダーカバー７）のカバー面７ａに沿って車両後方に流れる流速を速くするディフューザー構造により、水抜き口７３から水等を外部に吸い出す作用を加えた高い排水能力を得ることができる。
【００７９】
以上、本発明の車両の床下構造を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００８０】
実施例１において、リアアンダーカバー７からの車両前後方向の窪み形状を、前側傾斜壁２１による第１内角θ１が後側傾斜壁２２による第２内角θ２より大きな角度であり２つの壁面長さを異ならせた三角窪み形状とする例を示した。しかし、実施例１のように、前側傾斜壁と後側傾斜壁は平坦壁形状でなく、角度条件と壁面長さ条件が成立すれば、二次曲面壁形状や三次曲面壁形状であっても良い。すなわち、車両前後方向の窪み形状を、例えば、非対称ドーム窪み形状とするような例としても良い。
【００８１】
実施例１において、第１内角θ１を、リアアンダーカバー７の前側壁端部２６から入る走行風の流入角度より大きく、かつ、プレス成形による製造性を考慮して50°程度の角度に設定する例を示した。しかし、第１内角θ１の設定角度は、50°程度に限られるものではなく、例えば、走行風の流入角度設計値に応じて、50°より小さい角度、あるいは、50°より大きな角度に設定する例としても良い。さらに、製造的に支障がなければ、第１内角θ１は、90°に近い角度であるほど、走行風の流れに対し前側傾斜部が離れることで好ましい。
【００８２】
実施例１において、第２内角θ２を、走行風整流面２５からリアアンダーカバー７の後側壁端部２８へ抜ける走行風の流線の偏向を抑え、かつ、設計的に可能な13°程度の角度に設定する例を示した。しかし、第２内角θ２の設定角度は、13°程度に限られるものではなく、例えば、走行抵抗の上昇抑制目標値に応じて、13°より小さい角度、あるいは、13°より大きな角度に設定する例としても良い。さらに、設計的に支障がなければ、第２内角θ２は、0°に近い角度であるほど、走行風の流れをスムーズに流すことができる。
【００８３】
実施例１において、水抜き口７３を、プレス成形による製造性を考慮し、前側傾斜壁２１の形状に沿ってほぼ全面的に開口し、前側傾斜壁２１に開口した開口前端縁７３ａを前側壁端部２６の領域に設定する例を示した。しかし、水抜き口は、要求される排水能力に応じて前側傾斜壁２１の一部に開口するような例としても良い。また、水抜き口の開口前端縁を、前側壁端部よりも上側領域に設定するような例としても良い。
【００８４】
実施例１において、走行風整流面２５を、後側傾斜壁２２の壁面とし、折曲壁部２７から後側壁端部２８に向かう平坦面２５ａと、リアアンダーカバー７のカバー面７ａに対し滑らかに接続する円弧面２５ｂと、を有する例を示した。しかし、走行風整流面を、後側傾斜壁２２に別部材による整流部材を設け、整流部材の表面により得るような例としても良い。また、走行風整流面を、平坦面・円弧面・湾曲面・これらの組み合わせ面とするような例としても良い。
【００８５】
実施例１において、排水手段Ｄとして、左側壁２３と右側壁２４を備え、車幅方向に対向する２つの壁面２３ａ，２４ａによる幅Ｗを、車両前方から車両後方に向かうにしたがって徐々に狭くする設定とする例を示した。しかし、排水手段として、前側傾斜壁と後側傾斜壁を、車幅方向のなだらかな曲面変化によりアンダーカバーに接続させることで、明確な左側壁と右側壁が無いような例としても良い。さらに、２つの壁面２３ａ，２４ａによる幅Ｗを一定に保つ平行面にて設定する例、あるいは、２つの壁面２３ａ，２４ａによる幅Ｗを車両後方に向かうにしたがって徐々に広くする例としても良い。
【００８６】
実施例１において、排水手段Ｄを、リアアンダーカバー７に有するディフューザー構造の入口位置に配置する例を示した。しかし、本発明の排水手段を、実施例１のフロントアンダーカバー等のように、他のアンダーカバーに設けても良い。
【００８７】
実施例１では、本発明の床下構造を電気自動車EVに適用する例を示した。しかし、ハイブリッド車や燃料電池車等の電動車両の床下構造に対しても適用することができるのは勿論のこと、エンジン車の床下構造に適用することもできる。なお、電気自動車EV等のようにバッテリを搭載した電動車両に適用した場合には、電費性能の向上を達成できる。また、エンジン車に適用した場合には、燃費向上を達成できる。
【符号の説明】
【００８８】
EV 電気自動車（電動車両、車両の一例）
１Ｌ，１Ｒ 左右一対のフロントタイヤ
２Ｌ，２Ｒ 左右一対のリアタイヤ
３ フロントアンダーカバー
３１ 曲面突出部
３３ 水抜き口
３４ 水抜き口
４ モータルーム後部アンダーカバー
４２ 水抜き口
４３ 水抜き口
４４ 水抜き口
５ 第１バッテリアンダーカバー
６ 第２バッテリアンダーカバー
７ リアアンダーカバー（アンダーカバー）
７ａ カバー面
７１ 整流突条
７２ 水抜き口
７３ 水抜き口
７３ａ 開口前端縁
７４ 水抜き口
８Ｌ，８Ｒ 左右一対のフロントディフレクタ
９Ｌ，９Ｒ 左右一対のリアディフレクタ
Ｄ 排水手段
２１ 前側傾斜壁
２１ａ 壁面
２２ 後側傾斜壁
２３ 左側壁
２３ａ 壁面
２４ 右側壁
２４ａ 壁面
２５ 整流面
２５ａ 平坦面
２５ｂ 円弧面
２６ 前側壁端部
２７ 折曲壁部
２８ 後側壁端部
ＣＬ 車両センターライン
θ１ 第１内角
θ２ 第２内角
Ｌ１ 前側傾斜壁２１の壁面長さ
Ｌ２ 後側傾斜壁２２の壁面長さ
Ｌ３ 窪み長さ
Ｗ ２つの壁面２３ａ，２４ａによる幅
FMAIN 走行風の主流線束
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の床下をアンダーカバーで覆い、このアンダーカバーに排水手段を設けた車両の床下構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の床下を覆うアンダーカバーに排水手段を設けた床下構造としては、下面が凹となる窪みを設けると共に、該窪みの外周部の車体前側に位置する部分にその一部がかかる水抜き孔を設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この従来の床下構造では、水抜き孔を、車両前後方向に細長い長円状の孔とし、長円状の孔の一部がかかる窪みを設けることにより、走行中にアンダーカバーの下面に沿って流れる空気がアンダーカバーの上方へ流れ込み難くする。つまり、外部から水が侵入し難い水抜き孔を備えたアンダーカバーを提供することを目指している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１８８５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の床下構造にあっては、水抜き孔を、車両前後方向に細長い長円状の孔としている（特許文献１の図４）。このため、空気抵抗の上昇を抑えることはできても、大量の水や泥水等がアンダーカバーに侵入した場合、水抜き孔の開口面積が狭くて排水能力が低いことで、外部から侵入した水や泥水等をアンダーカバー内に溜めてしまう、という問題があった。
【０００６】
さらに、従来の床下構造にあっては、水抜き孔の大半の開口部分を、アンダーカバーの走行風の流れに沿って形成されたカバー面に露出させている（特許文献１の図５）。このため、水抜き孔の開口面積拡大により排水能力を高めると、カバー面に対する露出開口面積も広くなることで、水抜き孔から走行風を取り込み、水抜き孔の周囲での走行風の流れに乱れを発生させてしまい、空気抵抗を上昇させてしまう。
【０００７】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、走行中、アンダーカバーからの排水能力を確保しながら、空気抵抗の上昇抑制により車両全体としての空力性能の向上を達成することができる車両の床下構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明では、車両の床下をアンダーカバーで覆い、前記アンダーカバーに排水手段を設けた車両の床下構造において、前記排水手段は、前側傾斜壁と後側傾斜壁を備える手段とした。
前記前側傾斜壁は、前記アンダーカバーの車幅方向に延びる前側壁端部から車両後方に向かって上向きに傾斜し、その壁の少なくとも一部を貫通して水抜き口を開口した。
前記後側傾斜壁は、前記前側傾斜壁に接続する折曲壁部から前記アンダーカバーの車幅方向に延びる後側壁端部に向かって下向きに傾斜し、その壁面に走行風の流れを整える走行風整流面を有する。
そして、前記アンダーカバーからの車両前後方向の窪み形状を、前記前側傾斜壁による第１内角が前記後側傾斜壁による第２内角より大きな角度であり２つの壁面長さを異ならせた。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、排水機能と整流機能という２つの機能を両立させることを考慮し、窪みを構成する壁を、折り曲げによる前側傾斜壁と後側傾斜壁の２つに分け、前側傾斜壁に水抜き口を有し、後側傾斜壁に走行風整流面を有する排水手段を採用した。
このため、走行中、前側壁端部から窪みに走行風が流入すると、後側傾斜壁の走行風整流面にて受けた走行風を滑らかな流線を描くように整え、後側壁端部へと流出させる。このとき、アンダーカバーからの車両前後方向の窪み形状を、前側傾斜壁による第１内角が後側傾斜壁による第２内角より大きな角度であり２つの壁面長さを異ならせた。よって、前側壁端部から窪みに流入した走行風は、水抜き口から徐々に遠ざかる流線を描きながら走行風整流面に達する。
このように、水抜き口は、開口面積を拡大しても走行風の取り込みが抑えられる前側傾斜壁に開口し、カバー内の水等を速やかに排水する排水作用を示すことで、アンダーカバーからの排水能力が確保される。一方、走行風整流面は、窪みに流入した走行風の流れをそのまま受ける後側傾斜壁に有し、窪みを流れる走行風の流線を整える整流作用を示すことで、アンダーカバーに沿ってスムーズに走行風が流れ、空気抵抗の上昇が抑えられる。
したがって、走行中、アンダーカバーからの排水能力を確保しながら、空気抵抗の上昇抑制により車両全体としての空力性能の向上を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１の床下構造を適用した電気自動車（車両の一例）の床下全体を示す車両の斜め下側から視た斜視図である。
【図２】実施例１の床下構造におけるリアアンダーカバーを示す車両の斜め上前方側から視た斜視図である。
【図３】実施例１の床下構造におけるリアアンダーカバーを示す車両の斜め上後方側から視た斜視図である。
【図４】実施例１の床下構造におけるリアアンダーカバーに設けられた排水手段を示す拡大斜視図である。
【図５】実施例１の床下構造におけるリアアンダーカバーに設けられた排水手段を示す図４のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】実施例１の床下構造におけるリアアンダーカバーに設けられた排水手段を示す図４のＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】一般的な乗用車（エンジン車）における空気抵抗の抵抗発生源分類を示す円グラフ図である。
【図８】実施例１の電気自動車における床下・タイヤ全体の周りを流れる走行風の流れを示す走行風流れ図である。
【図９】実施例１の床下構造を適用した電気自動車において排水手段の窪みを縦断面で横から視たときの排水手段の周りを流れる走行風の流れを示す走行風流線図である。
【図１０】実施例１の床下構造を適用した電気自動車において排水手段の窪みを真下から視たときの排水手段の周りを流れる走行風の流れを示す走行風流線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の車両の床下構造を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１２】
まず、構成を説明する。
図１は、実施例１の床下構造を適用した電気自動車（車両の一例）の床下全体を示す斜視図である。以下、図１に基づき全体床下構造を説明する。
【００１３】
実施例１の電気自動車EVの全体床下構造は、図１に示すように、左右一対のフロントタイヤ１Ｌ，１Ｒと、左右一対のリアタイヤ２Ｌ，２Ｒと、フロントアンダーカバー３と、モータルーム後部アンダーカバー４と、第１バッテリアンダーカバー５と、第２バッテリアンダーカバー６と、リアアンダーカバー７（アンダーカバー）と、左右一対のフロントディフレクタ８Ｌ，８Ｒと、左右一対のリアディフレクタ９Ｌ，９Ｒと、を備えている。
【００１４】
前記左右一対のフロントタイヤ１Ｌ，１Ｒは、操舵輪であると共に駆動輪であり、図外のフロントサスペンションリンクを介して車体に弾性支持される。
【００１５】
前記左右一対のリアタイヤ２Ｌ，２Ｒは、トレーリング式サスペンション等による図外のリアサスペンションを介して車体に弾性支持される。
【００１６】
前記フロントアンダーカバー３は、フロントバンパーフェイシャー１１のフランジ部１１ａから図外のフロントサスペンションメンバーまでの前部床下領域を覆う部材である。このフロントアンダーカバー３のカバー面は、車両後方に向かって下方向に傾斜する傾斜部３ａと、該傾斜部３ａに連続する水平部３ｂと、により滑らかな折れ面に形成される。傾斜部３ａには、車幅方向を長径とする曲面突出部３１が形成され、水平部３ｂには、車両前後方向に延びる４本の突条３２と、２つの水抜き口３３，３４と、が形成される。また、フロントアンダーカバー３は、車両後方に向かって幅寸法を徐々に縮小させた傾斜側面部３５，３５を有する。
【００１７】
前記モータルーム後部アンダーカバー４は、図外のフロントサスペンションメンバーからモータルーム後部までの中央前部床下領域を覆う部材である。このモータルーム後部アンダーカバー４のカバー面は、フロントアンダーカバー３の水平部３ｂと同じ位置の水平面に形成される。モータルーム後部アンダーカバー４には、車両前後方向に延びる４本の突条４１と、車両前方側に開口面積が小さい２つの水抜き口４２，４３と、車両後方側に開口面積が大きい１つの水抜き口４４と、が形成される。
【００１８】
前記第１バッテリアンダーカバー５と前記第２バッテリアンダーカバー６は、モータルーム後部から図外のバッテリユニットの後端部までの中央後部床下領域を互いに連接することで覆う部材である。この両バッテリアンダーカバー５，６のカバー面は、モータルーム後部アンダーカバー４のカバー面と同じ位置の水平面に形成される。両バッテリアンダーカバー５，６には、車両前後方向に延びる４本の突条５１，６１が形成される。なお、モータルーム後部アンダーカバー４と両バッテリアンダーカバー５，６とは、互いに連結して接続することで、全体としてセンターアンダーカバーを構成している。
【００１９】
前記リアアンダーカバー７は、図外のリアサスペンション部材からリアバンパーフェイシャー１３のフランジ部１３ａまでの後部床下領域を覆う部材である。このリアアンダーカバー７のカバー面７ａは、第２バッテリアンダーカバー６と同じ水平面の位置から車両後方に向かって上方向に緩やかに傾斜する湾曲傾斜面に形成したディフューザー構造とされている。リアアンダーカバー７には、車両前後方向に延び、車両後方に向かって徐々に高さが増す４本の整流突条７１と、各整流突条７１の間であってディフューザー構造の入口位置に配置された３つの水抜き口７２，７３，７４と、が形成される。
【００２０】
前記左右一対のフロントディフレクタ８Ｌ，８Ｒは、左右一対のフロントタイヤ１Ｌ，１Ｒの前方位置から下方に突出して設けられ、走行中、フロントタイヤ１Ｌ，１Ｒの周りを流れる走行風の流れを整える。
【００２１】
前記左右一対のリアディフレクタ９Ｌ，９Ｒは、左右一対のリアタイヤ２Ｌ，２Ｒの前方位置から下方に突出して設けられ、走行中、リアタイヤ２Ｌ，２Ｒの周りを流れる走行風の流れを整える。
【００２２】
図２および図３は、実施例１の床下構造におけるリアアンダーカバー７を示す斜視図である。以下、図２および図３に基づきリアアンダーカバー７の構成を説明する。
【００２３】
実施例１のリアアンダーカバー７は、図２および図３に示すように、後部床下領域を覆うと共に水や泥水等が溜まるようなトレー形状であり、合成樹脂を素材とするプレス成形により一体に製造される。リアアンダーカバー７には、車両前後方向に延び、車両後方に向かって徐々に高さが増す４本の整流突条７１，７１，７１，７１が形成される。そして、各整流突条７１，７１，７１，７１の間であってディフューザー構造の入口位置に配置された３つの水抜き口７２，７３，７４が開口された排水手段Ｄ，Ｄ，Ｄが設けられる。
【００２４】
前記リアアンダーカバー７には、リアバンパーフェイシャー１３のフランジ部１３ａをオーバーハングさせる後端部を除くカバー周囲に立ち上がり部７ｂを形成している。この立ち上がり部７ｂを含む全周にフランジ部７ｃを形成し、フランジ部７ｃに複数のボルト穴７ｄを開口している。そして、リアアンダーカバー７は、複数のボルト穴７ｄに図外のボルトを差し込んで締め付けることにより、後部床下に取り付けられる。
【００２５】
図４〜図６は、実施例１の床下構造におけるリアアンダーカバー７（アンダーカバーの一例）に設けられた排水手段Ｄを示す図である。なお、フロントアンダーカバー３に形成された水抜き口３３，３４と、モータルーム後部アンダーカバー４に形成された水抜き口４２，４３，４４と、リアアンダーカバー７に形成された水抜き口７２，７３，７４は、何れも同じ構成による排水手段Ｄに開口されている。以下、図４〜図６に基づき、複数の水抜き口のうち、リアアンダーカバー７の水抜き口７３を代表例とし、この水抜き口７３が開口された排水手段Ｄの構成を説明する。
【００２６】
実施例１の排水手段Ｄは、図４〜図６に示すように、前側傾斜壁２１と、後側傾斜壁２２と、左側壁２３と、右側壁２４と、水抜き口７３と、走行風整流面２５と、を備えている。すなわち、リアアンダーカバー７に、前側傾斜壁２１と後側傾斜壁２２と左側壁２３と右側壁２４により囲まれる窪み空間を形成している。そして、前側傾斜壁２１に水抜き口７３を有し、後側傾斜壁２２に走行風整流面２５を有する構成としている。
【００２７】
前記前側傾斜壁２１は、図５に示すように、リアアンダーカバー７の車幅方向に延びる前側壁端部２６から車両後方に向かって上向きに傾斜し、その壁の少なくとも一部を貫通して水抜き口７３を開口している。この水抜き口７３は、前側傾斜壁２１のほぼ外周形状に沿う長方形状に開口すると共に、その開口前端縁７３ａを、前側傾斜壁２１が上向き傾斜を開始する前側壁端部２６の領域に設定している。
【００２８】
前記後側傾斜壁２２は、図５に示すように、前側傾斜壁２１に接続する折曲壁部２７からリアアンダーカバー７の車幅方向に延びる後側壁端部２８に向かって下向きに傾斜し、その壁面に走行風の流れを整える走行風整流面２５を有する。この走行風整流面２５として、後側傾斜壁２２の壁面をそのまま用いている。そして、走行風整流面２５は、折曲壁部２７から後側壁端部２８に向かう平坦面２５ａと、後側壁端部２８の領域にてリアアンダーカバー７のカバー面７ａに対し滑らかに接続する円弧面２５ｂと、を有する。
【００２９】
前記左側壁２３は、図６に示すように、リアアンダーカバー７から折れ曲げた前側傾斜壁２１と後側傾斜壁２２を窪ませることにより、車幅方向に対向して形成される一対の三角形状空間のうち、左側空間を塞ぐように設けられる。
【００３０】
前記右側壁２４は、図６に示すように、リアアンダーカバー７から折れ曲げた前側傾斜壁２１と後側傾斜壁２２を窪ませることにより、車幅方向に対向して形成される一対の三角形状空間のうち、右側空間を塞ぐように設けられる。
【００３１】
ここで、前記左側壁２３と前記右側壁２４は、図４に示すように、車幅方向に対向する２つの壁面２３ａ，２４ａによる幅Ｗを、車両前方から車両後方に向かうにしたがって徐々に狭くする設定としている。
【００３２】
前記前側傾斜壁２１と前記後側傾斜壁２２によるリアアンダーカバー７からの車両前後方向の窪み形状について説明する。
リアアンダーカバー７からの車両前後方向の窪み形状は、前側傾斜壁２１の壁面２１ａと後側傾斜壁２２の壁面（走行風整流面２５）とリアアンダーカバー７のカバー面７ａにより形成され、図５に示すように、２つの壁面長さＬ１，Ｌ２を異ならせた三角窪み形状としている。つまり、リアアンダーカバー７のカバー面７ａに対して前側傾斜壁２１の壁面２１ａがなす第１内角θ１は、リアアンダーカバー７のカバー面７ａに対して後側傾斜壁２２の走行風整流面２５がなす第２内角θ２より大きく設定している。これにより、前側傾斜壁２１の壁面長さをＬ１とし、後側傾斜壁２２の壁面長さをＬ２とし、前側壁端部２６と後側壁端部２８を結ぶ窪み長さをＬ３としたとき、Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３という長さ関係に設定している。つまり、水抜き口７３を開口する前側傾斜壁２１の壁面長さＬ１を短く、走行風整流面２５とする後側傾斜壁２２の壁面長さＬ２を長くしている。
【００３３】
ここで、第１内角θ１は、リアアンダーカバー７の前側壁端部２６から入る走行風の流入角度より大きな角度に設定している。この走行風の流入角度は、走行風の流速により異なるが、例えば、流入角度の設計値を30°とした場合、第１内角θ１は、30°より大きな角度（例えば、45°〜90°）に設定される。
【００３４】
また、第２内角θ２は、走行風整流面２５からリアアンダーカバー７の後側壁端部２８へ抜ける走行風の流線の偏向を抑える角度に設定している。この走行風の流線の偏向を抑える角度とは、剥離の発生を抑えた走行風の流れを確保する角度のことをいい、例えば、5°〜15°の角度に設定される。
【００３５】
次に、作用を説明する。
まず、「車両の空気抵抗について」の説明を行う。続いて、実施例１の電気自動車EVの床下構造における作用を、「床下・タイヤ全体による空力性能向上作用」、「排水手段による排水作用と走行風整流作用」、「排水手段による排水能力確保作用」、「排水手段による走行抵抗上昇抑制作用」に分けて説明する。
【００３６】
［車両の空気抵抗について］
車両の空気抵抗Ｄ（Ｎ）は、
Ｄ＝CD×1/2×ρ×ｕ2×Ａ …(1)
ここで、CD：空気抵抗係数（無次元）
ρ：空気の密度（kg/m3）
ｕ：空気と車両との相対速度（m/sec）
Ａ：前面投影面積（m2）
の式で定義される。
上記(1)式から明らかなように、空気抵抗Ｄは、空気抵抗係数CD（Constant Dragの略）に比例し、空気と車両との相対速度ｕ（＝走行風速度、例えば、無風の場合には車両走行速度）の２乗に比例した値となる。
【００３７】
この空気抵抗Ｄを低減するには、
(a) 空気抵抗係数CDが目標からどれだけ乖離するか？
(b) 目標からの乖離の原因はどこにあるか？
(c) その原因を解消すればどれだけ目標に漸近するか？
を把握するのが一連のプロセスである。このうち、(a),(c)は正確な計算流体学で算出された空気抵抗係数CDから知ることができるが、(b)を正確に特定するには、計算流体学から算出される速度や圧力だけでは困難である。
【００３８】
この空気抵抗Ｄについて、図７に一般的な乗用車（エンジン車）における空気抵抗の抵抗発生源分類を示す。一番大きな抵抗発生源は、図７から明らかなように、車両外形である。しかし、二番目に大きな抵抗発生源は、床下・タイヤであり、エンジンルーム通気による空気抵抗を上回っている。すなわち、空気抵抗Ｄは、車両の外形スタイリングにのみに依存すると断言することはできず、床下・タイヤやエンジンルーム通気（電気自動車の場合はモータルーム通気）という抵抗発生源に対する配慮が必要であることが分かる。
【００３９】
これに対し、空気抵抗Ｄを低減する空力性能改善は、主に車両の外形スタイリングに注目してなされてきた。しかし、例えば、後席の居住性を確保する必要がある車両の場合、車両の外形スタイリングによる空力性能改善を行っても、後席の居住スペース確保という設計上の制約により自ずと限界がある。つまり、航続距離の延長を目指して所望の空力性能を高いレベルに設定した場合、車両の外形スタイリングだけの改善では、所望の空力性能に到達する改善を望むことができない。
【００４０】
特に、床下の限られたスペースにバッテリを搭載した電気自動車の場合、フル充電により決まったバッテリ容量でどれだけ航続距離を延ばすかということが生命線ともいえる。この電気自動車において、車両の外形スタイリングによる空力性能改善が限界域にあるとき、床下・タイヤ全体による空気抵抗をできる限り低減することは、電気自動車全体としての空気抵抗低減がそのまま航続距離を延ばすことに繋がることで、きわめて重要な技術課題である。
【００４１】
この床下・タイヤ全体の空気抵抗低減の実効を図るためには、床下に空気抵抗係数CDを下げるアンダーカバーを設けることが有効である。そして、アンダーカバーには、排水性を持たせるべく排水手段が設定されるが、この排水手段による排水能力を確保しながら、排水手段による空気抵抗の上昇を抑制することが必要である。
【００４２】
［床下・タイヤ全体による空力性能向上作用］
上記のように、電気自動車において、床下・タイヤ全体による空気抵抗をできる限り低減することは、航続距離を延ばす上で重要である。以下、これを反映する実施例１の電気自動車EVにおける床下・タイヤ全体による空力性能向上作用を説明する。
【００４３】
電気自動車EVは、図８に示すように、アンダーカバー３，４，５，６，７により、タイヤ等を除く床下のほぼ全領域を覆っている。これにより、車両前端から車両後端まで凹凸の無い連続する平滑面が確保され、車両前方から流入した走行風により、車両センターラインＣＬを中心とする床下中央部を通過する主流線束FMAINを形成される。このため、車両前方から流入した走行風が、アンダーカバー３，４，５，６，７を通過し、車両後方へとスムーズに抜ける。特に、後部床下を覆うリアアンダーカバー７は、ディフューザー構造とされているため、走行風の車両後方への抜け促進作用も加わる。このように、車両前端から車両後端までの床下中央部領域を整然とスムーズに走行風が流れることで、床下中央部領域での空気抵抗Ｄが低下する。
【００４４】
電気自動車EVは、図８に示すように、左右一対のフロントタイヤ１Ｌ，１Ｒの前方位置に左右一対のフロントディフレクタ８Ｌ，８Ｒを設けている。これにより、走行中、フロントタイヤ１Ｌ，１Ｒの周りを流れる走行風の流れが、フロントタイヤ１Ｌ，１Ｒの周囲への走行風の流れ込みを抑えるように整えられる。この結果、空気抵抗を高める主な原因場所となっているフロントタイヤ１Ｌ，１Ｒの周囲領域への走行風の流れ込み抑制により、フロントタイヤ１Ｌ，１Ｒの周囲領域での空気抵抗Ｄが低下する。
【００４５】
電気自動車EVは、図８に示すように、左右一対のリアタイヤ２Ｌ，２Ｒの前方位置に左右一対のリアディフレクタ９Ｌ，９Ｒを設けている。これにより、走行中、リアタイヤ２Ｌ，２Ｒの周りを迂回するように走行風の流れが整えられる。この結果、リアタイヤ２Ｌ，２Ｒの周りを迂回する走行風により、リアタイヤ２Ｌ，２Ｒの周囲領域での空気抵抗Ｄが低下する。
【００４６】
電気自動車EVは、図８に示すように、フロントアンダーカバー３に走行風の流速をコントロールする曲面突出部３１を設けている。これにより、走行中、車両前方から流入した走行風の広がりを抑え、車両センターラインＣＬを中心とする前部床下中央部を通過する主流線束FMAINを形成する。この結果、車両前端から流入した走行風が前部床下にて中央部領域に集められ、前部床下の中央部領域での空気抵抗Ｄが低下する。
【００４７】
以上説明したように、実施例１の電気自動車EVは、これらの床下・タイヤ全体の空力性能向上を目指した床下構造を採用した。このため、電気自動車EVの床下・タイヤ全体の空気抵抗Ｄが低減されることになり、電気自動車EVの航続距離を延ばす全体の空力性能向上を達成することができる。
【００４８】
［排水手段による排水作用と走行風整流作用］
上記のように、電気自動車において、床下・タイヤ全体の空気抵抗低減の実効を図るためには、アンダーカバーに設定される排水手段による排水能力を確保しながら空気抵抗の上昇を抑制することが必要である。以下、これを反映する実施例１のリアアンダーカバー７に設けた排水手段Ｄによる排水作用と走行風整流作用を説明する。
【００４９】
実施例１では、上記のように、タイヤ等を除く床下のほぼ全領域を、アンダーカバー３，４，５，６，７により覆う構成を採用した。これは、アンダーカバーは、車両の床下における空気抵抗係数CDを下げ、車両全体としての空力性能を向上させる効果があることによる。しかし、アンダーカバーの形状は、外部から侵入した水や泥水等を溜めるトレー形状であるため、排水手段が必要となり、一般的に、カバー面に露出する水抜き穴で行う。この水抜き穴の開口面積を小さくすると、空気抵抗の上昇は抑えられるが、単位時間当たりの排水流量が制限されることで排水能力が低くなる。一方、水抜き穴の開口面積を大きくすると、排水能力が高くなるが、水抜き穴に走行風が取り込まれることで空気抵抗が上昇してしまう。このように、排水能力の確保と空気抵抗の上昇抑制とは、両立し難いトレードオフの関係にある。
【００５０】
これに対し、実施例１では、排水機能と整流機能という２つの機能を両立させることを考慮し、窪みを構成する壁を、折り曲げによる前側傾斜壁２１と後側傾斜壁２２の２つに分け、前側傾斜壁２１に水抜き口７３を有し、後側傾斜壁２２に走行風整流面２５を有する排水手段Ｄを採用した。
【００５１】
このため、走行中、リアアンダーカバー７のカバー面７ａに沿って流れる走行風は、リアアンダーカバー７の車幅方向に延びる前側壁端部２６から窪みに流入する。そして、走行風が窪みに流入すると、図９に示すように、後側傾斜壁２２の走行風整流面２５にて受け、受けた走行風の流れを緩やかな角度変化により偏向させ、走行風整流面２５に沿った滑らかな流線を描くように整えられる。そして、リアアンダーカバー７の車幅方向に延びる後側壁端部２８を剥離することなくスムーズに通過し、再び、リアアンダーカバー７のカバー面７ａへと流出させる。
【００５２】
このとき、リアアンダーカバー７の車両前後方向窪み形状を、カバー面７ａに対して前側傾斜壁２１の壁面２１ａがなす第１内角θ１が、カバー面７ａに対して後側傾斜壁２２の壁面２２ａがなす第２内角θ２より大きな角度であり２つの壁面長さを異ならせた三角窪み形状に規定した。したがって、前側壁端部２６から窪みに流入した走行風は、図９に示すように、水抜き口７３から徐々に遠ざかる流線を描きながら走行風整流面２５に達することになる。
【００５３】
このように、水抜き口７３は、開口面積を拡大しても走行風の取り込みが抑えられる前側傾斜壁２１に開口したため、図９の矢印Ｅに示すように、リアアンダーカバー７内にカバー外部から侵入した水や泥水等が多量であっても、これを速やかに排水するという排水作用を示す。つまり、リアアンダーカバー７からの排水能力が確保される。
【００５４】
一方、走行風整流面２５は、窪みに流入した走行風の流れをそのまま受ける後側傾斜壁２２に有するため、図９の流線Ｆに示すように、窪みを流れる走行風の流速が速くても、剥離や乱流を生じることのない流線を描くように整える整流作用を示す。つまり、リアアンダーカバー７に沿ってスムーズに走行風が流れ、空気抵抗の上昇が抑えられる。
【００５５】
以上説明したように、実施例１の排水手段Ｄは、折り曲げによる前側傾斜壁２１と後側傾斜壁２２の２つ壁を有して窪みを構成し、前側傾斜壁２１に水抜き口７３を有し、後側傾斜壁２２に走行風整流面２５を有する。そして、窪みの形状を、前側傾斜壁２１による第１内角θ１が、後側傾斜壁２２による第２内角θ２より大きな角度であり２つの壁面長さを異ならせた。このため、走行中、リアアンダーカバー７からの排水能力を確保しながら、空気抵抗の上昇を抑制する結果、車両全体としての空力性能の向上を達成することができる。
【００５６】
［排水手段による排水能力確保作用］
排水手段は、アンダーカバーにより覆った部品を水影響から保護するため、雨天路走行等で要求される排水能力を確保することが必要である。以下、これを反映する実施例１のリアアンダーカバー７に設けた排水手段Ｄによる排水能力確保作用を説明する。
【００５７】
上記のように、一般に、水抜き穴の開口面積を小さくすると、空気抵抗の上昇は抑えられるが、小さい開口面積により単位時間当たりの排水流量が制限されることで排水能力が低くなる。このように、排水能力の確保と、空気抵抗の上昇抑制と、は両立し難い関係にある。
【００５８】
これに対し、実施例１では、下記の(A),(B),(C)の構成を採用した。
(A) 前側傾斜壁２１による第１内角θ１を、リアアンダーカバー７の前側壁端部２６から入る走行風の流入角度より大きな角度に設定した。
(B) 水抜き口７３は、前側傾斜壁２１の外周形状に沿って長方形状に開口すると共に、その開口前端縁７３ａを、前側傾斜壁２１が上向き傾斜を開始する前側壁端部２６の領域に設定した。
(C) 車幅方向に対向する左側壁２３の壁面２３ａと右側壁２４の壁面２４ａによる幅Ｗを、車両前方から車両後方に向かうにしたがって徐々に狭くする設定とした。
【００５９】
上記(A)の構成による作用を説明する。水抜き口７３は、第１内角θ１により傾斜する前側傾斜壁２１に開口される。そして、第１内角θ１は、窪みに入る走行風の流入角度より大きな角度に設定される。このため、前側壁端部２６から窪みに流入した走行風は、図９に示すように、水抜き口７３から徐々に遠ざかる流線を描きながら走行風整流面２５に達するという作用を示す。言い換えると、水抜き口７３が走行風の流れから切り離され、水抜き口７３の開口面積の拡大が許容される。
【００６０】
上記(B)の構成による作用を説明する。前側傾斜壁２１の外周形状に沿って長方形状に水抜き口７３を開口する構成により、前側傾斜壁２１の一部のみを開口する場合に比べ、広い水抜き開口面積を確保することができる。また、水抜き口７３の開口前端縁７３ａを前側壁端部２６の領域に設定する構成により、車両前方から水抜き口７３を経過して流れ出ようとする水等を、開口前端縁７３ａから円滑に外部に排出する作用を示す。
【００６１】
上記(C)の構成による作用を説明する。車幅方向に対向する両壁面２３ａ，２４ａを、先細りのノズル構造としたことにより、図１０の流線に示すように、走行風整流面２５に沿って流れる走行風の流速が、車両後方に向かうにしたがって徐々に速くなる。そして、走行風の流速上昇に伴い水抜き口７３の出口領域Ｇの圧力が低下し、水抜き口７３の内側と外側とに圧力差が発生する。この圧力差が、図１０の矢印Ｅに示すように、水抜き口７３から水等を外部に向かって吸い出す作用を示す。
【００６２】
以上説明したように、実施例１の排水手段Ｄは、走行風の流れから切り離すように水抜き口７３を設定し、かつ、水抜き口７３からの排水能力の確保を狙って上記(A),(B),(C)の構成を採用した。このため、走行中、走行風の整流作用に影響を与えることなく、要求に対応する排水能力を確保することができる。
【００６３】
［排水手段による走行抵抗上昇抑制作用］
排水手段による走行抵抗の上昇は、床下・タイヤ全体による空気抵抗Ｄの上昇に繋がるため、排水手段による走行抵抗の上昇を抑制することが必要である。以下、これを反映する実施例１のリアアンダーカバー７に設けた排水手段Ｄによる走行抵抗上昇抑制作用を説明する。
【００６４】
上記のように、一般に、水抜き穴の開口面積を大きくすると、排水能力が高くなるが、水抜き穴に走行風が取り込まれることで、水抜き穴の周囲で走行風の流れが乱れ、渦構造が発生することで空気抵抗が上昇してしまう。このように、排水能力の確保と、空気抵抗の上昇抑制と、は両立し難い関係にある。
【００６５】
これに対し、実施例１では、下記の(A),(D),(E)の構成を採用した。
(A) 前側傾斜壁２１による第１内角θ１を、リアアンダーカバー７の前側壁端部２６から入る走行風の流入角度より大きな角度に設定した。
(D) 後側傾斜壁２２による第２内角θ２を、走行風整流面２５からリアアンダーカバー７の後側壁端部２８へ抜ける走行風の流線の偏向を抑える角度に設定した。
(E) 走行風整流面２５を、平坦面２５ａと円弧面２５ｂを有する後側傾斜壁２２の壁面とした。
【００６６】
上記(A)の構成による作用は、［排水手段による排水能力確保作用］で述べた通り、水抜き口７３が走行風の流れから切り離され、走行風の整流作用へ与える水抜き口７３の存在影響が抑えられ、整流構造の設計自由度が増す。
【００６７】
上記(D)の構成による作用を説明する。第２内角θ２を後側壁端部２８へ抜ける走行風の流線の偏向を抑える角度に設定したことにより、後側壁端部２８へ抜ける走行風の流れに、走行抵抗となる剥離や乱流を生じることを抑えるという作用を示す。
【００６８】
上記(E)の構成による作用を説明する。走行風整流面２５を、平坦面２５ａと円弧面２５ｂを有する後側傾斜壁２２の壁面としたことにより、後側壁端部２８へ抜ける走行風の流線を、図９に示すように、乱れなく滑らかに描くことができるという作用を示す。
【００６９】
以上説明したように、実施例１の排水手段Ｄは、走行風の流れとは切り離された位置に水抜き口７３を設定し、かつ、空気抵抗の上昇抑制を狙って上記(A),(D),(E)の構成を採用した。このため、水抜き口７３による高い排水能力の確保を可能としながら、空気抵抗の上昇を最小限レベルに抑制することができる。
【００７０】
なお、実施例１での各作用を、リアアンダーカバー７に設けた水抜き口７３を開口する排水手段Ｄについて説明し、他の水抜き口３３，３４，４２，４３，４４，７２，７４を開口する各排水手段の作用説明を省略した。しかし、他の水抜き口３３，３４，４２，４３，４４，７２，７４を開口する各排水手段も、上記作用と同様の作用を示す。
【００７１】
次に、効果を説明する。
実施例１の電気自動車EVの床下構造にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００７２】
(1) 車両の床下をアンダーカバー（リアアンダーカバー７）で覆い、前記アンダーカバー（リアアンダーカバー７）に排水手段Ｄを設けた車両の床下構造において、
前記排水手段Ｄは、
前記アンダーカバー（リアアンダーカバー７）の車幅方向に延びる前側壁端部２６から車両後方に向かって上向きに傾斜し、その壁の少なくとも一部を貫通して水抜き口７３を開口した前側傾斜壁２１と、
前記前側傾斜壁２１に接続する折曲壁部２７から前記アンダーカバー（リアアンダーカバー７）の車幅方向に延びる後側壁端部２８に向かって下向きに傾斜し、その壁面に走行風の流れを整える走行風整流面２５を有する後側傾斜壁２２と、
を備え、
前記アンダーカバー（リアアンダーカバー７）からの車両前後方向の窪み形状を、前記前側傾斜壁２１による第１内角θ１が前記後側傾斜壁２２による第２内角θ２より大きな角度であり２つの壁面長さＬ１，Ｌ２を異ならせた。
このため、走行中、アンダーカバー（リアアンダーカバー７）からの排水能力を確保しながら、空気抵抗の上昇抑制により車両全体としての空力性能の向上を達成することができる。
【００７３】
(2) 前記第１内角θ１は、前記アンダーカバー（リアアンダーカバー７）の前側壁端部２６から入る走行風の流入角度より大きな角度に設定した。
このため、(1)の効果に加え、水抜き口７３が走行風の流れから確実に切り離され、水抜き口７３の開口面積を拡大しても、走行風の整流作用への影響を抑えることができる。
【００７４】
(3) 前記第２内角θ２は、前記走行風整流面２５から前記アンダーカバー（リアアンダーカバー７）の後側壁端部２８へ抜ける走行風の流線の偏向を抑える角度に設定した。
このため、(1)または(2)の効果に加え、後側壁端部２８へ抜ける走行風の流れに、走行抵抗となる剥離や乱流を生じることを抑えることができる。
【００７５】
(4) 前記水抜き口７３は、前記前側傾斜壁２１に開口した開口前端縁７３ａを、前記前側傾斜壁２１が上向き傾斜を開始する前記前側壁端部２６の領域に設定した。
このため、(1)〜(3)の効果に加え、水抜き口７３から円滑に水等を外部に排出する排水能力を確保することができる。
【００７６】
(5) 前記走行風整流面２５は、前記後側傾斜壁２２の壁面であり、前記折曲壁部２７から前記後側壁端部２８に向かう平坦面２５ａと、前記アンダーカバー（リアアンダーカバー７）のカバー面７ａに対し滑らかに接続する円弧面２５ｂと、を有する。
このため、(1)〜(4)の効果に加え、簡単な構成としながら、後側壁端部２８へ抜ける走行風の流線を乱れなく滑らかに描くことができる。
【００７７】
(6) 前記排水手段Ｄは、前記アンダーカバー（リアアンダーカバー７）から前記前側傾斜壁２１と前記後側傾斜壁２２を窪ませることにより、車幅方向に対向して形成される一対の三角形状空間を塞ぐように設けられた左側壁２３および右側壁２４と、を備え、
前記左側壁２３と前記右側壁２４は、車幅方向に対向する２つの壁面２３ａ，２４ａによる幅Ｗを、車両前方から車両後方に向かうにしたがって徐々に狭くする設定とした。
このため、(1)〜(5)の効果に加え、窪みを流れる流速を速くするノズル構造により、水抜き口７３から水等を外部に吸い出す作用を加えた高い排水能力を得ることができる。
【００７８】
(7) 前記アンダーカバー（リアアンダーカバー７）は、ディフューザー構造を有するリアアンダーカバー７であり、前記排水手段Ｄを、前記ディフューザー構造の入口位置に配置した。
このため、(1)〜(6)の効果に加え、アンダーカバー（リアアンダーカバー７）のカバー面７ａに沿って車両後方に流れる流速を速くするディフューザー構造により、水抜き口７３から水等を外部に吸い出す作用を加えた高い排水能力を得ることができる。
【００７９】
以上、本発明の車両の床下構造を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００８０】
実施例１において、リアアンダーカバー７からの車両前後方向の窪み形状を、前側傾斜壁２１による第１内角θ１が後側傾斜壁２２による第２内角θ２より大きな角度であり２つの壁面長さを異ならせた三角窪み形状とする例を示した。しかし、実施例１のように、前側傾斜壁と後側傾斜壁は平坦壁形状でなく、角度条件と壁面長さ条件が成立すれば、二次曲面壁形状や三次曲面壁形状であっても良い。すなわち、車両前後方向の窪み形状を、例えば、非対称ドーム窪み形状とするような例としても良い。
【００８１】
実施例１において、第１内角θ１を、リアアンダーカバー７の前側壁端部２６から入る走行風の流入角度より大きく、かつ、プレス成形による製造性を考慮して50°程度の角度に設定する例を示した。しかし、第１内角θ１の設定角度は、50°程度に限られるものではなく、例えば、走行風の流入角度設計値に応じて、50°より小さい角度、あるいは、50°より大きな角度に設定する例としても良い。さらに、製造的に支障がなければ、第１内角θ１は、90°に近い角度であるほど、走行風の流れに対し前側傾斜部が離れることで好ましい。
【００８２】
実施例１において、第２内角θ２を、走行風整流面２５からリアアンダーカバー７の後側壁端部２８へ抜ける走行風の流線の偏向を抑え、かつ、設計的に可能な13°程度の角度に設定する例を示した。しかし、第２内角θ２の設定角度は、13°程度に限られるものではなく、例えば、走行抵抗の上昇抑制目標値に応じて、13°より小さい角度、あるいは、13°より大きな角度に設定する例としても良い。さらに、設計的に支障がなければ、第２内角θ２は、0°に近い角度であるほど、走行風の流れをスムーズに流すことができる。
【００８３】
実施例１において、水抜き口７３を、プレス成形による製造性を考慮し、前側傾斜壁２１の形状に沿ってほぼ全面的に開口し、前側傾斜壁２１に開口した開口前端縁７３ａを前側壁端部２６の領域に設定する例を示した。しかし、水抜き口は、要求される排水能力に応じて前側傾斜壁２１の一部に開口するような例としても良い。また、水抜き口の開口前端縁を、前側壁端部よりも上側領域に設定するような例としても良い。
【００８４】
実施例１において、走行風整流面２５を、後側傾斜壁２２の壁面とし、折曲壁部２７から後側壁端部２８に向かう平坦面２５ａと、リアアンダーカバー７のカバー面７ａに対し滑らかに接続する円弧面２５ｂと、を有する例を示した。しかし、走行風整流面を、後側傾斜壁２２に別部材による整流部材を設け、整流部材の表面により得るような例としても良い。また、走行風整流面を、平坦面・円弧面・湾曲面・これらの組み合わせ面とするような例としても良い。
【００８５】
実施例１において、排水手段Ｄとして、左側壁２３と右側壁２４を備え、車幅方向に対向する２つの壁面２３ａ，２４ａによる幅Ｗを、車両前方から車両後方に向かうにしたがって徐々に狭くする設定とする例を示した。しかし、排水手段として、前側傾斜壁と後側傾斜壁を、車幅方向のなだらかな曲面変化によりアンダーカバーに接続させることで、明確な左側壁と右側壁が無いような例としても良い。さらに、２つの壁面２３ａ，２４ａによる幅Ｗを一定に保つ平行面にて設定する例、あるいは、２つの壁面２３ａ，２４ａによる幅Ｗを車両後方に向かうにしたがって徐々に広くする例としても良い。
【００８６】
実施例１において、排水手段Ｄを、リアアンダーカバー７に有するディフューザー構造の入口位置に配置する例を示した。しかし、本発明の排水手段を、実施例１のフロントアンダーカバー等のように、他のアンダーカバーに設けても良い。
【００８７】
実施例１では、本発明の床下構造を電気自動車EVに適用する例を示した。しかし、ハイブリッド車や燃料電池車等の電動車両の床下構造に対しても適用することができるのは勿論のこと、エンジン車の床下構造に適用することもできる。なお、電気自動車EV等のようにバッテリを搭載した電動車両に適用した場合には、電費性能の向上を達成できる。また、エンジン車に適用した場合には、燃費向上を達成できる。
【符号の説明】
【００８８】
EV 電気自動車（電動車両、車両の一例）
１Ｌ，１Ｒ 左右一対のフロントタイヤ
２Ｌ，２Ｒ 左右一対のリアタイヤ
３ フロントアンダーカバー
３１ 曲面突出部
３３ 水抜き口
３４ 水抜き口
４ モータルーム後部アンダーカバー
４２ 水抜き口
４３ 水抜き口
４４ 水抜き口
５ 第１バッテリアンダーカバー
６ 第２バッテリアンダーカバー
７ リアアンダーカバー（アンダーカバー）
７ａ カバー面
７１ 整流突条
７２ 水抜き口
７３ 水抜き口
７３ａ 開口前端縁
７４ 水抜き口
８Ｌ，８Ｒ 左右一対のフロントディフレクタ
９Ｌ，９Ｒ 左右一対のリアディフレクタ
Ｄ 排水手段
２１ 前側傾斜壁
２１ａ 壁面
２２ 後側傾斜壁
２３ 左側壁
２３ａ 壁面
２４ 右側壁
２４ａ 壁面
２５ 整流面
２５ａ 平坦面
２５ｂ 円弧面
２６ 前側壁端部
２７ 折曲壁部
２８ 後側壁端部
ＣＬ 車両センターライン
θ１ 第１内角
θ２ 第２内角
Ｌ１ 前側傾斜壁２１の壁面長さ
Ｌ２ 後側傾斜壁２２の壁面長さ
Ｌ３ 窪み長さ
Ｗ ２つの壁面２３ａ，２４ａによる幅
FMAIN 走行風の主流線束
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の床下をアンダーカバーで覆い、前記アンダーカバーに排水手段を設けた車両の床下構造において、
前記排水手段は、
前記アンダーカバーの車幅方向に延びる前側壁端部から車両後方に向かって上向きに傾斜し、その壁の少なくとも一部を貫通して水抜き口を開口した前側傾斜壁と、
前記前側傾斜壁に接続する折曲壁部から前記アンダーカバーの車幅方向に延びる後側壁端部に向かって下向きに傾斜し、その壁面に走行風の流れを整える走行風整流面を有する後側傾斜壁と、
を備え、
前記アンダーカバーからの車両前後方向の窪み形状を、前記前側傾斜壁による第１内角が前記後側傾斜壁による第２内角より大きな角度であり２つの壁面長さを異ならせたことを特徴とする車両の床下構造。
【請求項２】
請求項１に記載された車両の床下構造において、
前記第１内角は、前記アンダーカバーの前側壁端部から入る走行風の流入角度より大きな角度に設定したことを特徴とする車両の床下構造。
【請求項３】
、
請求項１または請求項２に記載された車両の床下構造において、
前記第２内角は、前記走行風整流面から前記アンダーカバーの後側壁端部へ抜ける走行風の流線の偏向を抑える角度に設定したことを特徴とする車両の床下構造。
【請求項４】
請求項１から請求項３までの何れか１項に記載された車両の床下構造において、
前記水抜き口は、前記前側傾斜壁に開口した開口前端縁を、前記前側傾斜壁が上向き傾斜を開始する前記前側壁端部の領域に設定したことを特徴とする車両の床下構造。
【請求項５】
請求項１から請求項４までの何れか１項に記載された車両の床下構造において、
前記走行風整流面は、前記後側傾斜壁の壁面であり、前記折曲壁部から前記後側壁端部に向かう平坦面と、前記アンダーカバーのカバー面に対し滑らかに接続する円弧面と、を有することを特徴とする車両の床下構造。
【請求項６】
請求項１から請求項５までの何れか１項に記載された車両の床下構造において、
前記排水手段は、前記アンダーカバーから前記前側傾斜壁と前記後側傾斜壁を窪ませることにより、車幅方向に対向して形成される一対の三角形状空間を塞ぐように設けられた左側壁および右側壁と、を備え、
前記左側壁と前記右側壁は、車幅方向に対向する２つの壁面による幅を、車両前方から車両後方に向かうにしたがって徐々に狭くする設定としたことを特徴とする車両の床下構造。
【請求項７】
請求項１から請求項６までの何れか１項に記載された車両の床下構造において、
前記アンダーカバーは、ディフューザー構造を有するリアアンダーカバーであり、前記排水手段を、前記ディフューザー構造の入口位置に配置したことを特徴とする車両の床下構造。
【請求項１】
車両の床下をアンダーカバーで覆い、前記アンダーカバーに排水手段を設けた車両の床下構造において、
前記排水手段は、
前記アンダーカバーの車幅方向に延びる前側壁端部から車両後方に向かって上向きに傾斜し、その壁の少なくとも一部を貫通して水抜き口を開口した前側傾斜壁と、
前記前側傾斜壁に接続する折曲壁部から前記アンダーカバーの車幅方向に延びる後側壁端部に向かって下向きに傾斜し、その壁面に走行風の流れを整える走行風整流面を有する後側傾斜壁と、
を備え、
前記アンダーカバーからの車両前後方向の窪み形状を、前記前側傾斜壁による第１内角が前記後側傾斜壁による第２内角より大きな角度であり２つの壁面長さを異ならせたことを特徴とする車両の床下構造。
【請求項２】
請求項１に記載された車両の床下構造において、
前記第１内角は、前記アンダーカバーの前側壁端部から入る走行風の流入角度より大きな角度に設定したことを特徴とする車両の床下構造。
【請求項３】
、
請求項１または請求項２に記載された車両の床下構造において、
前記第２内角は、前記走行風整流面から前記アンダーカバーの後側壁端部へ抜ける走行風の流線の偏向を抑える角度に設定したことを特徴とする車両の床下構造。
【請求項４】
請求項１から請求項３までの何れか１項に記載された車両の床下構造において、
前記水抜き口は、前記前側傾斜壁に開口した開口前端縁を、前記前側傾斜壁が上向き傾斜を開始する前記前側壁端部の領域に設定したことを特徴とする車両の床下構造。
【請求項５】
請求項１から請求項４までの何れか１項に記載された車両の床下構造において、
前記走行風整流面は、前記後側傾斜壁の壁面であり、前記折曲壁部から前記後側壁端部に向かう平坦面と、前記アンダーカバーのカバー面に対し滑らかに接続する円弧面と、を有することを特徴とする車両の床下構造。
【請求項６】
請求項１から請求項５までの何れか１項に記載された車両の床下構造において、
前記排水手段は、前記アンダーカバーから前記前側傾斜壁と前記後側傾斜壁を窪ませることにより、車幅方向に対向して形成される一対の三角形状空間を塞ぐように設けられた左側壁および右側壁と、を備え、
前記左側壁と前記右側壁は、車幅方向に対向する２つの壁面による幅を、車両前方から車両後方に向かうにしたがって徐々に狭くする設定としたことを特徴とする車両の床下構造。
【請求項７】
請求項１から請求項６までの何れか１項に記載された車両の床下構造において、
前記アンダーカバーは、ディフューザー構造を有するリアアンダーカバーであり、前記排水手段を、前記ディフューザー構造の入口位置に配置したことを特徴とする車両の床下構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−２１８９３９（Ｐ２０１１−２１８９３９Ａ）
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８９３４０（Ｐ２０１０−８９３４０）
【出願日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]