JP7328949B2 - 車両の導風路構造、および導風路形成部材 - Google Patents

Description

本発明は、車両の導風路構造、および導風路形成部材に関する。

自動車といった車両では、走行中の空気抵抗を低減することなどが求められている。
特許文献１、２では、ホイールハウスの後側またはホイールハウスの外周に沿って設けられるオーバフェンダに、導風路を形成している。このような導風路を形成することにより、ホイールハウスへ入り込んだ空気は、導風路を通じて後方へ効率よく排気される。走行中の空気抵抗を低減できることが期待できる。

米国特許出願公開第２０１６／００７５３８３号明細書 特開２００１－２７８１２３号公報

しかしながら、このようにホイールハウスへ入り込んだ空気を効率よく後方へ排気できたとしても、たとえば車両に要求される他の性能、たとえば車両のふらつき、ふわつきといった操安性能に影響を与える事態について必ずしも改善できるものではない。

このように車両では、走行中の空気抵抗を低減することだけでなく、操安性能に影響を与える事態の発生を抑制することといった他の性能についても改善することが求められている。

本発明の一形態に係る車両の導風路構造は、ホイールハウスの後側となる車体の側面部分の外縁に沿って縦長に設けられる導風路形成部材を有し、縦長の前記導風路形成部材により前記ホイールハウスの後側に形成される縦長の導風路を通じて前記ホイールハウスから空気を吸い込んで前記車体の側面に沿って排気する車両の導風路構造であって、前記導風路形成部材は、縦長の前記導風路についての前記車両の車幅方向の内側に位置する内側部材と、縦長の前記導風路についての前記車両の車幅方向の外側に位置する外側部材と、前記内側部材と前記外側部材との間の縦長の前記導風路を上下方向において複数の区画が形成されるように仕切る仕切部材と、を有し、前記導風路の後側における前記車体の側面部分には、車幅方向外向きに傾斜し、かつ、前記導風路に対して角度をつけた縦長傾斜面が形成され、前記仕切部材は、縦長の前記導風路から後方へ突出し、前記外側部材についての後端縁部分には、前記縦長傾斜面に倣った対向傾斜面が形成されている。
好ましくは、前記導風路形成部材は、さらに、前記導風路形成部材の前記外側部材に被さるカバー部材、を有する、とよい。

好適には、前記仕切部材は、前記導風路の導入口へ向けて前下がりとなる傾斜部と、前記傾斜部の後端から前記車体の前後方向に沿って延在するフラット部と、を有し、前記フラット部が、縦長の前記導風路から後方へ突出する、とよい。

好適には、前記ホイールハウスを形成するホイールハウス部材は、前記導風路の導入口と重なる部位に形成される貫通孔と、前記貫通孔の周縁に沿って立設される漏斗部と、を有し、前記漏斗部は、前記導風路の導入口に入る状態で設けられる、とよい。

好適には、縦長の前記導風路は、前記ホイールハウスの車軸センターより下側から、前記ホイールハウスの車軸センターより上側までにかけて形成される、とよい。

本発明の一形態に係る導風路形成部材は、車両のホイールハウスの後側となる車体の側面部分の外縁に沿って縦長に設けられることになる導風路形成部材であって、縦長の前記導風路についての前記車両の車幅方向の内側に位置する内側部材と、縦長の前記導風路についての前記車両の車幅方向の外側に位置する外側部材と、により、前記ホイールハウスの後側に、前記ホイールハウスから空気を吸い込んで前記車体の側面に沿って排気する縦長の導風路を、形成するとともに、前記内側部材と前記外側部材との間の縦長の前記導風路を上下方向において複数の区画が形成されるように仕切る仕切部材、を有し、前記導風路の後側における前記車体の側面部分には、車幅方向外向きに傾斜し、かつ、前記導風路に対して角度をつけた縦長傾斜面が形成され、前記仕切部材は、縦長の前記導風路から後方へ突出し、前記外側部材についての後端縁部分には、前記縦長傾斜面に倣った対向傾斜面が形成されている。
好ましくは、前記導風路形成部材は、さらに、前記導風路形成部材の前記外側部材に被さるカバー部材、を有する、とよい。

本発明では、ホイールハウスの後側となる車体の側面部分の外縁に沿って縦長の導風路形成部材が設けられ、縦長の導風路形成部材により、ホイールハウスの後側に縦長の導風路が形成される。これにより、ホイールハウスへ入り込んだ空気は、効率よく後方へ排気され得る。

しかも、本発明では、縦長の導風路には、導風路を上下方向に仕切る仕切部材が設けられる。仕切部材により、縦長の導風路には、それを上下方向に仕切ってなる複数の区画が形成される。
また、本発明では、導風路形成部材の後側における車体の側面部分には、縦長傾斜面が形成される。そして、仕切部材は、縦長の導風路から後方へ突出し、導風路だけでなく、縦長傾斜面においても複数の区画を形成する。
縦長の導風路を仕切部材による区画ごとに通過する気流は、縦長傾斜面の傾斜にしたがって流れる際にも区画ごとの流れを維持した流れ、区画ごとの流れを乱すことなく、車体の側面に沿って前から後ろへ向かう主たる気流と合流できる。
縦長の導風路を通過する気流が区画ごとの流れを維持したまま主たる気流と合流することにより、車体の側面に沿って後方へ向かう気流には、縦渦が生じ易くなる。車体の側面に沿って後方へ向かう気流に縦渦が生じると、車体の後側において渦流が生じる範囲を低減できる。

その結果、本発明では、走行中の空気抵抗を低減でき、しかも、車両のふらつき、ふわつきといった操安性能に影響を与える事態の発生を抑制して操安性能を改善することができる。

図１Ａは、本発明の実施形態に係る自動車の平面図である。 図１Ｂは、図１Ａの自動車の左側の側面図である。 図２は、図１Ａの自動車の左前部の側面図である。 図３は、図１Ｂの左前部に設けられる導風路構造の分解斜視図である。 図４は、図１Ｂの自動車の左前部に設けられる導風路構造の、前方からの斜視図である。 図５は、図４の導風路構造のＡ－Ａ断面図である。 図６は、図４の導風路構造の気流の説明図である。 図７は、図４の導風路構造を有する自動車での全体的な気流の説明図である。

以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。

図１Ａは、本発明の実施形態に係る自動車１の平面図である。
図１Ｂは、図１Ａの自動車１の左側の側面図である。
自動車１は、車両の一例である。

図１Ａおよび図１Ｂの自動車１は、車体２を有する。自動車１は、乗員の手動操作または自動運転により、前方または後方へ進行するように走行可能である。また、操舵により、右前、左前、右後、または左後の方向へ進行するように走行可能である。
走行する車体２の周囲では、図中に破線矢印で示すように、車体２の形状に沿って流れる気流が発生する。車体２の進行方向側にある空気は、車体２の前面３に当たった後、車体２の左右両側の側面４，５や上面へ向かって分かれて車体２の側面４，５や上面に沿って流れ、車体２の後方において合流する。車体２の後方には、車体２の後面６へ向けて巻き込まれる気流により、渦流が発生する。これらの気流は、自動車１の走行を妨げる一因である。

自動車１では、車体２の前面部分から側面部分にかけてのコーナ部などを、滑らかな曲面形状に形成することがある。コーナ部を曲面形状とすることにより、車体２の進行方向側にある空気は、車体２の前面３にあるフロントバンパーフェースに当たった後、フロントバンパーフェースの外形状に沿って流れて、車体２の左右両側より外側を前から後ろへ流れている気流と合流し得る。これにより、走行中の空気抵抗を低減することが期待できる。

図２は、図１Ａの自動車１の左前部の側面図である。
図２に示すように、ホイールハウス７の後側となる車体２の側面部分には、縦長の導風路形成部材が設けられる。縦長の導風路形成部材により、ホイールハウス７の後側となる車体２の側面部分には、縦長の導風路５０が形成される。導風路５０は、たとえばホイールハウス７の空気を吸気し、吸気した空気を車体２の側面４，５に沿って後方へ排気する。

このような導風路５０をホイールハウス７の後側となる車体２の側面部分に設けることにより、ホイールハウス７へ入り込んだ空気は、導風路５０を通じて後方へ効率よく排気される。走行中の空気抵抗を低減できることが期待できる。
しかしながら、このようにホイールハウス７へ入り込んだ空気を効率よく後方へ排気できたとしても、たとえば自動車１に要求される他の性能、たとえば自動車１のふらつき、ふわつきといった操安性能に影響を与える事態について必ずしも改善できるものではない。
このように自動車１では、走行中の空気抵抗を低減することだけでなく、操安性能に影響を与える事態の発生を抑制することといった他の性能についても改善することが求められている。

図３は、図１Ｂの左前部に設けられる導風路構造の分解斜視図である。
図３には、導風路形成部材として、内側部材１０、外側部材２０、カバー部材３０、を有する。
車体２の右前部には、図３と同様の導風路構造が設けられる。

内側部材１０は、縦長の導風路５０についての自動車１の車幅方向の内側に位置する。
内側部材１０は、車体２の上下方向に長尺の内側基板部１１、内側基板部１１の外面に立設される複数の仕切部材１４、縦長傾斜面１５、を有する。

縦長傾斜面１５は、内側基板部１１の外面についての車体２の後縁側の部分において縦長に形成される。

複数の仕切部材１４は、内側基板部１１の外面に３つ以上で立設される。３つ以上の仕切部材１４は、内側基板部１１の外面において、上下方向において互いに間を開けて並ぶ。
仕切部材１４は、傾斜部１２、フラット部１３、を有する。
フラット部１３は、車体２の前後方向に沿って略水平になる平板部である。フラット部１３の後端は、縦長傾斜面１５の上に位置する。
傾斜部１２は、フラット部１３の前縁から、前下がりとなる平板部である。仕切部材１４において、傾斜部１２からフラット部１３への表面は、連続的に形成される。

外側部材２０は、縦長の導風路５０についての自動車１の車幅方向の外側に位置する。
外側部材２０は、略平板形状を有する。外側部材２０は、内側基板部１１の外面に３つ以上で立設する複数の仕切部材１４の先端と接するように、内側基板部１１の外面に被さる。これにより、導風路５０が形成される。
外側部材２０の外形は、たとえば最上に位置する仕切部材１４から最下に位置する仕切部材１４に沿った形状としてよい。ただし、仕切部材１４の前後方向での長さより幅狭に形成するとよい。これにより、外側部材２０の後側において、仕切部材１４のフラット部１３の後端部分と、縦長傾斜面１５の後端部分とが、導風路５０の後側に露出できる。

カバー部材３０は、外側部材２０に被せて設けられる。
カバー部材３０は、外側部材２０より縦長に形成されてよい。カバー部材３０は、車体２の側面４，５に露出する外装部材である。

図４は、図１Ｂの自動車１の左前部に設けられる導風路構造の、前方からの斜視図である。
図５は、図４の導風路構造の模式的なＡ－Ａ断面図である。
図３の導風路形成部材としての内側部材１０、外側部材２０、カバー部材３０は、車体２についてのホイールハウス７の後側となる側面部分に形成される縦長の凹部において、その順番で重ねられる。

これにより、ホイールハウス７の後側となる側面部分に、縦長の導風路５０が形成される。導風路５０は、内側部材１０と外側部材２０との間に形成される。
導風路５０の導入口５１は、ホイールハウス７の外縁に沿って縦長に形成される。
縦長の導風路５０の導入口５１は、図２に示すように、ホイールハウス７の車軸センターより下側から、車軸センターより上側までにかけての範囲に形成される。
導風路５０の幅は、複数の仕切部材１４についての車幅方向における高さにより規定される。導風路５０の幅は、ほぼ均一である。
また、図３に示すように、内側基板部１１の外面には、複数の仕切部材１４が３つ以上で立設している。縦長の導風路５０は、縦方向において複数の区画に分割して形成される。
また、導風路５０において仕切部材１４についての導入口５１へ向けて前下がりとなる傾斜部１２は、たとえば図２または図３に示すように４５度の昇り勾配の駆上面として形成されてよい。

導風路形成部材による導風路５０の後側における車体２の側面部分には、導出口５２が形成される。
導出口５２には、車幅方向外向きに傾斜する縦長傾斜面１５と、仕切部材１４のフラット部１３の後端部分とが、露出する。仕切部材１４のフラット部１３は、縦長の導風路５０から後方へ突出する。
仕切部材１４は、縦長の導風路５０から後方へ突出して、縦長傾斜面１５においても複数の区画を形成するように仕切る。
縦長傾斜面１５は、縦長の導風路５０を通過した気流が後外方向へ流れるように、たとえば４５度以上、６０度以下の角度に形成してよい。

外側部材２０についての後端縁部分には、縦長傾斜面１５と対向する対向傾斜面２１が形成される。対向傾斜面２１は、縦長傾斜面１５の面形状に倣って、平面または曲面に形成される。

カバー部材３０についてのホイールハウス７がある前縁には、縦長のリブ部３１が設けられる。カバー部材３０の縦長のリブ部３１は、外側部材２０の前に重なる。

ホイールハウス７を形成するホイールハウス部材６０は、導風路形成部材としての内側部材１０、外側部材２０、カバー部材３０の前を覆う。
また、ホイールハウス部材６０は、カバー部材３０の縦長のリブ部３１の前側に位置する。カバー部材３０の縦長のリブ部３１は、ホイールハウス部材６０と外側部材２０との間に挟まれる。

ホイールハウス７を画成するホイールハウス部材６０には、貫通孔６１と、漏斗部と、が形成される。
貫通孔６１は、ホイールハウス部材６０についての導風路５０の導入口５１と重なる部位に形成される。
漏斗部は、ホイールハウス部材６０についての外面において、貫通孔６１の周縁に沿って全周的に立設するように形成される。
そして、漏斗部は、内側部材１０と外側部材２０との間に形成される導風路５０の導入口５１に挿入される。

これにより、導風路形成部材としての内側部材１０、外側部材２０、カバー部材３０は、ホイールハウス部材６０により覆われて、ホイールハウス７に対して直接的に露出しなくなる。
また、ホイールハウス部材６０と内側部材１０との間に、カバー部材３０の縦長のリブ部３１が挟まれる。
このような重ね構造とすることにより、これらの部材に対して非常に高い風圧などが作用しても、内側部材１０と外側部材２０との間や、外側部材２０とカバー部材３０との間が開くことが起き難くなる。内側部材１０、外側部材２０、カバー部材３０の変形を抑制できる。

図６は、図４の導風路構造の気流の説明図である。
図６には、図４の導風路構造が、Ａ－Ａ断面により現されている。
ホイールハウス７へ入り込んだ空気は、ホイールハウス部材６０の貫通孔６１、導入口５１、導風路５０、導出口５２を通じて、車体２の側面４，５へ流れる。これにより、走行中の空気抵抗を低減できる。

そして、縦長の導風路５０は、複数の仕切部材１４により、縦方向において複数の区画に分割される。気流は、縦方向において複数の区画ごとに分割される。
導風路５０には、導入口５１へ向けて前下がりとなる傾斜部１２が設けられている。区画ごとの気流は、傾斜部１２を上りながら導風路５０を流れる。区画ごとの気流において渦流が形成され得る。
導風路５０からの導出口５２には、車幅方向外向きに傾斜する縦長傾斜面１５が設けられる。導風路５０から出た気流は、縦長傾斜面１５により滑らかに車幅方向の外側へ向けて押し出されるように流れる。
複数の仕切部材１４は、導出口５２においても、縦方向において複数の区画に分割する。導風路５０から出た気流は、区画ごとの気流状態を維持したまま、車体２の側面４，５へ流れ出る。

このような気流が車体２の側面４，５へ流れ出ることにより、導風路形成部材の後側では、縦渦流が生成され易くなる。車体２の前側から後へ向かって流れる気流（主流）は、区画ごとに流れ出る気流と合流することにより、縦渦流を生成し易くなる。

図７は、図４の導風路構造を有する自動車１での全体的な気流の説明図である。
図７において、自動車１は、図１Ａと同様に平面図で現されている。

図７に示すように、車体２の左右両側の側面４，５には、縦渦流が発生する。縦渦流を伴う気流が、車体２の左右両側の側面４，５に沿って、車体２の前から後へ向けて流れる。
その結果、車体２の後方において渦流が発生する渦流発生範囲９は、図１Ａのものと比べて、幅狭で小さくなる。
これにより、本実施形態では、走行中の空気抵抗を低減できる。
また、本実施形態では、自動車１に要求される他の性能、たとえば自動車１のふらつき、ふわつきを抑制して、操安性能を改善できる。

以上のように、本実施形態では、ホイールハウス７の後側となる車体２の側面部分の外縁に沿って、内側部材１０、外側部材２０、カバー部材３０による縦長の導風路形成部材が設けられ、縦長の導風路形成部材により、ホイールハウス７の後側に縦長の導風路５０が形成される。これにより、ホイールハウス７へ入り込んだ空気は、効率よく後方へ排気され得る。

しかも、本実施形態では、縦長の導風路５０には、導風路５０を上下方向に仕切る仕切部材１４が設けられる。仕切部材１４により、縦長の導風路５０には、それを上下方向に仕切ってなる複数の区画が形成される。
また、本実施形態では、導風路形成部材の後側における車体２の側面部分には、縦長傾斜面１５が形成される。そして、仕切部材１４は、縦長の導風路５０から後方へ突出し、導風路５０だけでなく、縦長傾斜面１５においても複数の区画を形成する。
縦長の導風路５０を仕切部材１４による区画ごとに通過する気流は、縦長傾斜面１５の傾斜にしたがって流れる際にも区画ごとの流れを維持した流れ、区画ごとの流れを乱すことなく車体２の側面４，５に沿って前から後ろへ向かう主たる気流と合流できる。縦長の導風路５０を通過する気流が区画ごとの流れを維持したまま主たる気流と合流することにより、車体２の側面４，５に沿って後方へ向かう気流には、縦渦が生じ易くなる。
導風路５０を通過する気流の速度は基本的に車体２の側面４，５に沿う気流と比べて遅くなると考えられるため、その速度差により車体２の側面４，５に沿って後方へ向かう合流後の気流には縦渦が生じる可能性もあるが、本実施形態では、その縦渦を高い確率で生じさせることが可能となる。
特に、本実施形態では、縦長の導風路５０を区画ごとに仕切る仕切部材１４は、車体２の前後方向に沿って延在するフラット部１３とともに、導風路５０の導入口５１へ向けて前下がりとなる傾斜部１２と、を有する。これにより、縦長の導風路５０を仕切部材１４による区画ごとに通過する気流は、傾斜部１２を駆け上がる際に区画ごとの渦流を生じ易くなる。その結果として、縦長の導風路５０を仕切部材１４による区画ごとに通過した気流が、主たる気流と合流する際に、縦渦が高い確率で生じ得る。
そして、このように車体２の側面４，５に沿って後方へ向かう気流に縦渦が生じることにより、車体２の後側における圧力変動を抑制でき、車体２の後側において渦流が生じる渦流発生範囲９を低減できる。

その結果、本実施形態では、走行中の空気抵抗を低減でき、しかも、自動車１のふらつき、ふわつきといった操安性能に影響を与える事態の発生を抑制することができ、操安性能を改善することができる。

これに対し、仮にたとえば縦長の導風路５０に仕切部材１４を設けない場合、導風路５０から排気される気流は、導風路５０に導入されるホイールハウス７での気流状態を維持する。ホイールハウス７での気流状態に基づく上下に幅広の気流が、車体２の側面４，５の上において車体２の側面４，５に沿って後方へ向かう気流と合流したとしても、それらの速度差のみをもって縦渦を高い確率で発生させることができるとは限らない。
その結果、縦渦が高い確率で発生することが期待できない。自動車１のふらつき、ふわつきといった操安性能に影響を与える事態の発生を抑制する効果を、高い確率を持って期待することはできない。操安性能を改善することについて、高い確率を持って期待することはできない。

以上の実施形態は、本発明の好適な実施形態の例であるが、本発明は、これに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形または変更が可能である。

１…自動車（車両）、２…車体、３…前面、４，５…側面、６…後面、７…ホイールハウス、９…渦流発生範囲、１０…内側部材（導風路形成部材）、１１…内側基板部、１２…傾斜部、１３…フラット部、１４…仕切部材、１５…縦長傾斜面、２０…外側部材（導風路形成部材）、２１…対向傾斜面、３０…カバー部材（導風路形成部材）、３１…リブ部、５０…導風路、５１…導入口、５２…導出口、６０…ホイールハウス部材、６１…貫通孔

Claims (6)

1. ホイールハウスの後側となる車体の側面部分の外縁に沿って縦長に設けられる導風路形成部材を有し、縦長の前記導風路形成部材により前記ホイールハウスの後側に形成される縦長の導風路を通じて前記ホイールハウスから空気を吸い込んで前記車体の側面に沿って排気する車両の導風路構造であって、
   前記導風路形成部材は、
   縦長の前記導風路についての前記車両の車幅方向の内側に位置する内側部材と、
   縦長の前記導風路についての前記車両の車幅方向の外側に位置する外側部材と、
   前記内側部材と前記外側部材との間の縦長の前記導風路を上下方向において複数の区画が形成されるように仕切る仕切部材と、を有し、
   前記導風路の後側における前記車体の側面部分には、車幅方向外向きに傾斜し、かつ、前記導風路に対して角度をつけた縦長傾斜面が形成され、
   前記仕切部材は、縦長の前記導風路から後方へ突出し、
   前記外側部材についての後端縁部分には、前記縦長傾斜面に倣った対向傾斜面が形成されている、
   車両の導風路構造。
   
2. 前記導風路形成部材は、さらに、
   前記導風路形成部材の前記外側部材に被さるカバー部材、を有する、
   請求項１記載の、車両の導風路構造。
   
3. 前記仕切部材は、
   前記導風路の導入口へ向けて前下がりとなる傾斜部と、
   前記傾斜部の後端から前記車体の前後方向に沿って延在するフラット部と、を有し、
   前記フラット部が、縦長の前記導風路から後方へ突出する、
   請求項１または２記載の、車両の導風路構造。
   
4. 前記ホイールハウスを形成するホイールハウス部材は、
   前記導風路の導入口と重なる部位に形成される貫通孔と、
   前記貫通孔の周縁に沿って立設される漏斗部と、を有し、
   前記漏斗部は、前記導風路の導入口に入る状態で設けられる、
   請求項１から３のいずれか一項記載の、車両の導風路構造。
   
5. 縦長の前記導風路は、前記ホイールハウスの車軸センターより下側から、前記ホイールハウスの車軸センターより上側までにかけて形成される、
   請求項１から４のいずれか一項記載の、車両の導風路構造。
   
6. 車両のホイールハウスの後側となる車体の側面部分の外縁に沿って縦長に設けられることになる導風路形成部材であって、
   縦長の前記導風路についての前記車両の車幅方向の内側に位置する内側部材と、縦長の前記導風路についての前記車両の車幅方向の外側に位置する外側部材と、により、前記ホイールハウスの後側に形成されて、前記ホイールハウスから空気を吸い込んで前記車体の側面に沿って排気する縦長の導風路を、形成するとともに、
   前記内側部材と前記外側部材との間の縦長の前記導風路を上下方向において複数の区画が形成されるように仕切る仕切部材、を有し、
   前記導風路の後側における前記車体の側面部分には、車幅方向外向きに傾斜し、かつ、前記導風路に対して角度をつけた縦長傾斜面が形成され、
   前記仕切部材は、縦長の前記導風路から後方へ突出し、
   前記外側部材についての後端縁部分には、前記縦長傾斜面に倣った対向傾斜面が形成されている、
   導風路形成部材。
   

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