JP2020040610A - 車両下部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】リアサスペンションメンバ下のカバーを省略した場合であっても、その後方のリアアンダーカバーの整流効果の低減を抑制可能とする。【解決手段】バッテリアンダーカバー４０は、バッテリパック２０の底面を覆う。リアアンダーカバー１０は、リアサスペンションメンバ３０の後方下部からリアバンパガード６０の下端まで延設される。バッテリアンダーカバー４０の後端とリアアンダーカバー１０の前端とは離間され、その離間領域にてリアサスペンションメンバ３０は路面に露出される。リアアンダーカバー１０の、路面と対向する底面１１は、下に凸の曲面である。底面１１の曲面形状により、いわゆるコアンダ効果が生じて、空気の流線はリアアンダーカバー１０の底面に沿ったものとなる。【選択図】図３

Description

本明細書では、車両底面にアンダーカバーを備える、車両下部構造が開示される。

特許文献１等に開示されるように、車両の空力特性を向上させるために、車両底面にアンダーカバーが設けられる。アンダーカバーを設けることで、車両底面がフラットになり、車両下部に設けられるエンジンや排気管等の車両部品の表面で空気を受ける場合と比較して、車両底面を流れる空気の乱れが抑えられる。

例えばアンダーカバーは、車両底面の、前端から後端に至るまで設けられる。図５には車両後方の底面図が例示される。なお図５には、車両のフロアパネル下にバッテリパック２００が搭載された電気自動車における底面図が例示される。

アンダーカバーは、バッテリパック２００の下部に設けられるバッテリアンダーカバー２０２、リアサスペンションメンバ２０１の下部に設けられるリアサスアンダーカバー２０３、及び、リアサスアンダーカバー２０３の後端に接続されるリアアンダーカバー２０４を含んで構成される。リアアンダーカバー２０４の後端は車両後端のリアバンパガード２０６に接続される。

図６の流線Ｌ３に例示されるように、車両下部を流れる空気はバッテリアンダーカバー２０２、リアサスアンダーカバー２０３、及び、リアアンダーカバー２０４の下面に沿って流れる。このように、アンダーカバーを設けることで、車両下部の空気渦の形成や、車両底面からの空気の剥離等が抑制されるため、車両の空力特性が向上する。

特開２０１０−１３０５１号公報

ところで、リアサスアンダーカバー２０３は、後輪２０７と車幅方向に近接して配置されており、後輪２０７に巻き上げられた異物がカバー上面に入り込みやすい配置となっている。例えば後輪２０７に巻き上げられた泥や雪がリアサスアンダーカバー２０３の上面に入り込む。当該上面に入り込んだ異物が溜まるとその重みによってリアサスアンダーカバー２０３が脱落するおそれがある。

そこでリアサスアンダーカバー２０３を最初から車両に搭載せずにリアサスペンションメンバ２０１を露出させることが考えられる。しかしながらこの場合、図７の流線Ｌ４に例示されるように、バッテリアンダーカバー２０２を通過した空気はリアアンダーカバー２０４の前壁２０４Ａとぶつかって空気渦を形成したり、リアアンダーカバー２０４から剥離したりするなど、リアアンダーカバー２０４による整流効果が得られないおそれがある。

そこで本発明は、リアサスペンションメンバ下のカバーを省略した場合であっても、その後方のリアアンダーカバーの整流効果の低減を抑制可能な、車両下部構造を提供することを目的とする。

本明細書で開示される車両下部構造は、バッテリパック、リアサスペンションメンバ、リアバンパガード、バッテリアンダーカバー、リアアンダーカバーを備える。バッテリパックは、フロアパネル下に設置される。リアサスペンションメンバは、バッテリパックの車長方向後方に設けられ、後輪のサスペンション機構を支持する。リアバンパガードは、車両後端に設けられる。バッテリアンダーカバーは、バッテリパックの底面を覆う。リアアンダーカバーは、リアサスペンションメンバの後方下部からリアバンパガードの下端まで延設される。バッテリアンダーカバーの後端とリアアンダーカバーの前端とは離間され、その離間領域にてリアサスペンションメンバは路面に露出される。リアアンダーカバーの、路面と対向する底面は、下に凸の曲面である。

上記構成によれば、バッテリアンダーカバーの底面に沿った空気の流線は、バッテリアンダーカバーの後端から剥離するが、その後方の、リアアンダーカバー底面の、下に凸の曲面形状により、いわゆるコアンダ効果が生じて、空気の流線はリアアンダーカバーの底面に沿ったものとなる。

本明細書で開示される車両下部構造によれば、リアサスペンションメンバ下のカバーを省略した場合であっても、その後方のリアアンダーカバーの整流効果の低減を抑制可能となる。

車両後方の底面を例示する下面図である。 図１のＡ−Ａ断面を例示する図である。 図１のＡ−Ａ断面に空気の流線を加えた図である。 コアンダ効果について説明する図である。 従来の車両後方の底面を例示する下面図である。 図５のＢ−Ｂ断面を例示する図である。 図５のＢ−Ｂ断面図であって、リアサスアンダーカバーを取り除いたときの空気の流線を示す図である。

図１には、本実施形態に係る車両下部構造の下面図が例示される。また図２には、図１のＡ−Ａ断面側面図が例示される。また図３には、図２の断面図に空気の流線を加えた図が例示される。

なお、図１〜図３において、車長方向（車両前後方向）を記号ＦＲで表される軸で示し、車両幅方向を記号ＲＷで表される軸で示し、車高方向を記号ＵＰで表される軸で示す。車長軸ＦＲは車両前方方向を正方向とする。車幅軸ＲＷは右幅方向を正方向とする。また車高軸ＵＰは上方向を正方向とする。これら３軸は互いに直交する。

図１〜図３に例示される車両は、回転電機を駆動源としバッテリパック２０をその電源とする電気自動車である。図１、図２に例示されるように、車両底面の後端部は車幅方向全幅に亘ってリアアンダーカバー１０に覆われ、排気管を設けない構造となっている。

本実施形態に係る車両下部構造は、バッテリパック２０、リアサスペンションメンバ３０、リアバンパガード６０、バッテリアンダーカバー４０、及びリアアンダーカバー１０を含んで構成される。

図１〜図３に例示される車両は、床下、つまりフロアパネル下にバッテリパック２０が設置される。バッテリパック２０は比較的大型であり、車室の床下の大部分を占める面積を有している。例えばバッテリパック２０は図示しないフロントサスペンションメンバから、図１、図２に示されるリアサスペンションメンバ３０まで延設される。

バッテリパック２０は、その下面に例えば車幅方向に延設される骨格部材であるパッククロス（図示せず）を備えており、このパッククロスと車両の骨格部材であるフロントサイドメンバ（図示せず）とがボルト・ナット締結等によって締結される。これによりバッテリパック２０は車両に吊り支持される。

バッテリパック２０の車長方向後方には、リアサスペンションメンバ３０が設けられる。リアサスペンションメンバ３０は、車幅方向に延設されるはしご状の補強部材であって、フロントクロス３１、リアクロス３２、及び一対のサイドレール３３，３３を備える。フロントクロス３１は車幅方向に延設され、リアクロス３２は、フロントクロス３１の車長方向後方に設けられ車幅方向に延設される。一対のサイドレール３３，３３は、車長方向に延設され、フロントクロス３１及びリアクロス３２を繋ぐ。

リアサスペンションメンバ３０は、後輪７０の懸架機構であるリアサスペンション機構を支持する。例えば当該リアサスペンション機構はダブルウィッシュボーンリアサスペンションであって、その代表的な部品であるロアアーム８０が図１に例示される。

ロアアーム８０は車幅方向内側端部がリアサスペンションメンバ３０に支持される。この支持部は回転支持部８１となっており、当該回転支持部８１を回転中心として、ロアアーム８０が車高方向（上下方向）に回動可能となっている。

また、リアサスペンションメンバ３０の車幅方向両側端は、車両の骨格部材であるリアサイドメンバ８５に締結支持される。例えばフロントクロス３１及びリアクロス３２の車幅方向外側の端部がリアサイドメンバ８５に締結される。

リアサスペンションメンバ３０よりも車長方向後方は車両後端部となり、当該後端部にはリアバンパガード６０が設けられる。リアバンパガード６０は例えばＡＢＳ樹脂等の樹脂材料から構成される。

図２を参照して、リアバンパガード６０は、その下端部であって略水平（ＲＷ−ＦＲ平面）に延設される底面６２と、底面６２の車長方向後端に接続され、車高方向に延設される車両後端面６１を備える、断面略Ｌ字形状となっている。リアバンパガード６０は、例えばバンパリーンフォース５０を囲むように設けられる。バンパリーンフォース５０は、リアサイドメンバ８５の後端に接続され、車幅方向に延設される補強部材である。また図１を参照して、リアバンパガード６０の、車両後端面６１の車幅方向中央には、リアフォグランプ機構９０が設置される。

車両底面はアンダーカバーで覆われる。当該アンダーカバーは、バッテリアンダーカバー４０及びリアアンダーカバー１０を含む。

バッテリアンダーカバー４０は、バッテリパック２０の下方に設けられバッテリパック２０の底面を覆う。図１に例示されるように、バッテリアンダーカバー４０の後端部は、車長方向後方に行くほど車幅寸法が短くなるような先細りのテーパ形状であってよい。また、当該後端部は下面視でリアサスペンションメンバ３０の一部、例えばフロントクロス３１の一部と重複していてもよい。

図２に例示されるように、バッテリアンダーカバー４０は舟形構造であって、水平面（ＲＷ−ＦＲ平面）に沿って延設される底面４１と、底面４１の後端に接続され略車高方向に延設される後側面４３を備える。また、底面４１の後端部４１Ａは、車長方向後方ほど上方に持ち上がる（せり上がる）ような断面傾斜形状であってよい。

リアアンダーカバー１０は、リアサスペンションメンバ３０の後方下部からリアバンパガード６０の下端まで延設される。図１を参照して、例えばリアアンダーカバー１０は、車幅方向中央を境界にして分割される一対のカバー片１０Ａ，１０Ｂを含んで構成される。このような構成において、一対のカバー片１０Ａ，１０Ｂの一方を車体から取り外せば、リアフォグランプ機構９０の電球部品であって、リアバンパガード６０の車両内側（裏側）に設けられたリアフォグバルブ（図示せず）の交換を行うことができる。

図２を参照して、リアアンダーカバー１０の底面１１の車長方向後端部は、リアバンパガード６０の底面６２の前端部に接続される。また、リアアンダーカバー１０の前端は、リアサスペンションメンバ３０の後方部材であるリアクロス３２と下面視で重ならないように設置されてよい。また図１を参照して、リアアンダーカバー１０の前端は、例えば車長方向前方に行くほど車幅方向が狭くなる、先細りのテーパ形状となるように形成される。

図１、図２を参照して、本実施形態に係る車両下部構造では、バッテリアンダーカバー４０とリアアンダーカバー１０との間にアンダーカバー、例えばリアサスアンダーカバーを設けない構造となっている。したがって、バッテリアンダーカバー４０の後端である後側面４３と、リアアンダーカバー１０の前端である前側面１２との間は離間され、その離間領域にてリアサスペンションメンバ３０は路面に露出される。

また、図２の一点鎖線で示されるように、リアアンダーカバー１０の、路面と対向する底面１１の前端は、バッテリアンダーカバー４０の後端部４１Ａから車長方向後方に延ばした延長線よりも側面視で上方に設けられる。このような位置関係とすることで、バッテリアンダーカバー４０の後端部４１Ａから剥離された空気がリアアンダーカバー１０の前側面１２に衝突することが抑制される。

さらに、リアアンダーカバー１０の底面１１は、下に凸の曲面となるように形成される。例えばリアアンダーカバー１０の底面１１は、その前端から後端に向かって、徐々に上方に持ち上がる（せり上がる）ような曲面形状であって、当該曲面が下に凸となるように形成される。

このような、下に凸の曲面形状を備えることで、コアンダ効果が生じて、底面１１に沿って空気が流れるようになる。図４にはコアンダ効果を説明する図が例示される。一般的に流体は、断面凸の曲面１００に沿って流れようとする性質（コアンダ効果）を備える。例えば図４の流線Ｌ２について、流体はその慣性によって破線矢印で示すような直線方向に進もうとする。このとき、破線矢印の脇の、楕円で囲む領域１０２の圧力が相対的に低くなる。この圧力差により、流体は低圧領域１０２側に引っ張られる。その結果流体は曲面１００に沿って流れる。

本実施形態に係るリアアンダーカバー１０の底面１１は、車両下部構造では、このようなコアンダ効果を利用した、下に凸の曲面形状となっている。図３を参照して、バッテリアンダーカバー４０の下方に、当該カバーの底面４１に沿って流れる空気は、流線Ｌ１に示すように、後端部４１Ａから車長方向後方の領域で、車両底面から剥離される。しかしながらその後、リアアンダーカバー１０に到達した空気は、上述したコアンダ効果によって、リアアンダーカバー１０の（下に凸の曲面形状の）底面１１に沿って流れる。

このように、本実施形態に係る車両下部構造では、リアサスペンションメンバ下のカバーを省略した場合であっても、その後方のリアアンダーカバーの整流効果の低減を抑制可能となる。

１０ リアアンダーカバー、１１ リアアンダーカバーの底面、２０ バッテリパック、３０ リアサスペンションメンバ、４０ バッテリアンダーカバー、５０ バンパリーンフォース、６０ リアバンパガード、７０ 後輪、８０ ロアアーム、８５ リアサイドメンバ。

Claims (1)

1. フロアパネル下に設置されたバッテリパックと、
   前記バッテリパックの車長方向後方に設けられ、後輪のサスペンション機構を支持するリアサスペンションメンバと、
   車両後端に設けられたリアバンパガードと、
   前記バッテリパックの底面を覆うバッテリアンダーカバーと、
   前記リアサスペンションメンバの後方下部から前記リアバンパガードの下端まで延設されたリアアンダーカバーと、
   を備える、車両下部構造であって、
   前記バッテリアンダーカバーの後端と前記リアアンダーカバーの前端とは離間され、その離間領域にて前記リアサスペンションメンバは路面に露出され、
   前記リアアンダーカバーの、路面と対向する底面は、下に凸の曲面である、
   車両下部構造。
   

Images