JP2014233985A - 車体表面構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車体表面に形成された突起部により生じる空気抵抗を抑制することができる車体表面構造を提供する
【解決手段】車体表面構造は、車体表面１０ａに形成された突起部１１と、突起部１１の前側の車体表面１０ａに形成され、車体前方からの空気流を車体表面１０ａから取り込む取入口１２と、取入口１２に連通して車体表面１０ａに形成され、取入口１２から取り込まれた空気流を車体表面１０ａから吹き出す吹出口１３とを備える。このような構成によれば、車体前方からの空気流が突起部１１によりせき止められ、取入口１２から取り込まれて吹出口１３から吹き出される。これにより、車体表面１０ａに形成された突起部１１により生じる空気抵抗を抑制することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、車体表面構造に関する。

従来、車体表面構造としては、特開平１０−２０３４２９号公報に記載されるように、バンパの正面部と側面部との間に突起部を形成し、突起部を回り込んだ空気流によりバンパの側面の空気流の剥離を抑制する構造が知られている。

特開平１０−２０３４２９号公報 特開２００５−３０６２３７号公報 実開昭６１−１４８１号公報 特開平６−２８６６７０号公報

上記車体表面構造は、車体の空気抵抗の減少に寄与するが、突起部により生じる空気抵抗をさらに抑制するために改善の余地が残されているといえる。

そこで、本発明は、車体表面に形成された突起部により生じる空気抵抗を抑制することができる車体表面構造を提供しようとするものである。

本発明に係る車体表面構造は、車体表面に形成された突起部と、突起部の前側の車体表面に形成され、車体前方からの空気流を車体表面から取り込む取入口と、取入口に連通して車体表面に形成され、取入口から取り込まれた空気流を車体表面から吹き出す吹出口とを備える。

本発明に係る車体表面構造によれば、突起部の前側に取入口が形成され、取入口に連通して吹出口が形成されているので、車体前方からの空気流が突起部によりせき止められ、取入口から取り込まれて吹出口から吹き出される。これにより、車体表面に形成された突起部により生じる空気抵抗を抑制することができる。

本発明によれば、車体表面に形成された突起部により生じる空気抵抗を抑制することができる車体表面構造を提供することができる。

本発明の実施形態に係る車体表面構造を示す図である。 走行中の車両において従来の車体表面構造の周辺に生じる空気流の挙動を示す図である。 図１に示す車体表面構造の周辺に生じる空気流の挙動を示す図である。 図１に示す車体表面構造の車体への適用例を示す斜視図である。 図４に示す車体表面構造により生じる車体の挙動を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態に係る車体表面構造について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

まず、図１から図３を参照して、本発明の実施形態に係る車体表面構造の基本構成について説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る車体表面構造を示す図である。図１には、車体１０の平面形状とともに、車体１０の側面部を水平方向に切断した部分断面図が示されている。なお、図１には、車体右側面部の部分断面図を示しているが、車体左側面部についても同様に構成されている。

図１に示すように、車体表面構造は、車体１０の側面部に形成されており、突起部１１、取入口１２、及び吹出口１３を有している。以下では、車体表面構造が車体１０の側面部に形成されている場合について説明する。

突起部１１は、車体表面１０ａに形成されている。突起部１１は、車体表面１０ａにおいて他の表面部分から突出して空気抵抗を受ける部材、例えば鉤状断面の部材として形成されている。突起部１１は、鉤状断面の凹部１１ａが取入口１２に面するように配置されている。取入口１２に面する凹部１１ａには、流入抵抗を減少するための湾曲面が形成されていることが好ましい。なお、突起部１１は、取入口１２を覆うように車体前方に延在してもよい。

取入口１２は、突起部１１の前側の車体表面１０ａに形成され、車体前方からの空気流を車体表面１０ａから取り込むように構成されている。突起部１１の前側とは、突起部１１より車体前方側の位置、特に突起部１１の基部に隣接する車体前方側の位置を意味する。取入口１２は、車体表面１０ａ、図１に示す例ではフェンダ面１０ａに、例えば孔又は溝として形成されている。取入口１２は、バンパ、ピラー、ドアミラー、ルーフ等の面に形成されてもよい。取入口１２は、車体１０の正面又は斜め正面からの空気流を車体内部に取り込む。取入口１２の輪郭部には、流入抵抗を減少するための面取りが施されていることが好ましい。

吹出口１３は、取入口１２に連通して車体表面１０ａに形成され、取入口１２から取り込まれた空気流を車体表面１０ａから吹き出すように構成されている。吹出口１３は、車体表面１０ａ、図１に示す例ではフェンダ面１０ａに、例えば孔又は溝として形成されている。吹出口１３は、取入口１２より車体後方に形成されている。吹出口１３も、取入口１２と同様にフェンダ以外の面に形成されもよい。吹出口１３は、湾曲状又は直線状の管（ダクト）、溝等の連絡路１４を介して取入口１２と連通している。吹出口１３は、取入口１２から連絡路１４に取り込まれた空気流を車体外部に吹き出す。吹出口１３の輪郭部には、流出抵抗を減少するための面取りが施されていることが好ましい。

図２は、走行中の車両において従来の車体表面構造の周辺に生じる空気流の挙動を示す図である。図２には、車体表面２０ａに突起部２１のみが形成されている場合における空気流の挙動が示されている。

図２に示すように、走行中の車両において車体表面構造の周辺には、車体２０の前方（上流：図２の左側）から後方（下流：図２の右側）に向けて車体表面２０ａに沿って空気流が生じる。そして、突起部２１の上流側では、空気流がせき止められ、突起部２１を乗り越える空気流Ｆ１が生じる。突起部の下流側では、突起部２１を乗り越えて下流に向かう後方流Ｆ２の影響により渦流Ｆ３が発生し、車体表面２０ａから空気流が剥離する剥離領域Ａ１が形成される。剥離領域Ａ１の下流側では、車体表面２０ａに対して垂直に作用する表面圧力が増加する圧力増加領域Ａ２が形成される。

ここで、表面圧力は、後方流Ｆ２の速度が減少して渦流Ｆ３の発生が抑制されるほど増加する。しかし、後方流Ｆ２の速度を減少するために突起部２１の高さを大きくすると、車体２０の空気抵抗が増加してしまう場合がある。

図３は、図１に示す車体表面構造の周辺に生じる空気流の挙動を示す図である。図３には、車体表面１０ａに突起部１１とともに取入口１２及び吹出口１３が形成されている場合における空気流の挙動が示されている。

図３に示すように、空気流は、突起部１１によりせき止められ、取入口１２から車体内部に取り込まれ、連絡路１４を介して吹出口１３から車体外部に吹き出される。突起部１１の上流側では、空気流Ｆ１の取り込みにより、突起部１１を乗り越えて下流に向かう後方流Ｆ２の発生が抑制され、その速度が減少する。突起部１１の下流側では、後方流Ｆ２の速度の減少により、渦流Ｆ３の発生が抑制されて剥離領域Ａ１の形成が抑制される。剥離領域Ａ１の下流側では、剥離領域Ａ１の形成の抑制に応じて、圧力増加領域Ａ２が突起部１１の側に向けて拡大し、結果として表面圧力が増加する。

このように、車体表面１０ａに突起部１１とともに取入口１２及び吹出口１３を形成することによって、突起部１１により生じる空気抵抗を抑制することができる。

また、吹出口１３は、突起部１１を乗り越えた空気流、つまり後方流Ｆ２が、破線で示すように再び付着する、取入口１２より後方の車体表面１０ａに形成されている。ここで、再び付着するとは、車体表面１０ａに沿って再び流れ始めることを意味する。吹出口１３から吹き出された空気流、つまり吹出流Ｆ４によって、吹出口１３の上流側では、後方流Ｆ２が乱され、その速度が減少する。よって、吹出口Ｆ３の上流側において表面圧力がさらに増加し、圧力増加領域Ａ２が拡大する。吹出口１３の下流側では、車体表面１０ａに再び付着しようとする後方流Ｆ５が吹出流Ｆ４により車体表面１０ａから遠ざけられ、後方流Ｆ５の速度が減少し、付着Ｐ点が下流側に移動する。よって、吹出口１３の下流側において表面圧力がさらに増加し、圧力増加領域Ａ３が拡大する。

このように、突起部１１を乗り越えた空気流Ｆ２が再び付着する、取入口１２より後方の車体表面１０ａに吹出口１３を形成することによって、車体表面１０ａに作用する圧力を増加させることができる。

つぎに、図４及び図５を参照して、本発明の実施形態に係る車体表面構造の車体１０への適用例について説明する。

図４は、図１に示す車体表面構造の車体１０への適用例を示す斜視図である。なお、図４には、車体１０の右側面部に適用された車体表面構造が示されているが、左側面部にも同様に適用される。

図４に示すように、車体表面構造は、車体フロント部のフェンダに形成されている。フェンダには、突起部１１、取入口１２、及び吹出口１３が形成されている。

突起部１１は、フェンダ面１０ａに形成されている。取入口１２は、突起部１１の前側のフェンダ面１０ａに車体１０の上下方向に延びる溝として形成されている。吹出口１３は、取入口１２に連通して、フェンダ面１０ａの車体１０の上下方向に延びる領域に多数の孔として形成されている。吹出口１３は、メッシュ状の蓋により覆われた溝として形成されてもよい。取入口１２と吹出口１３は、フェンダ面１０ａの裏側に形成された連絡路１４により互いに連通している。

図５は、図４に示す車体表面構造により生じる車体１０の挙動を示す図である。図５には、走行中の車両において左前方から風圧Ｗを受けた場合における車体１０の挙動が示されている。なお、右前方から風圧を受けた場合における挙動についても同様に説明することができる。

図５に示すように、左前方から風圧Ｗを受けた車体１０には、車体１０の重心Ｇに対して車体１０を右回りに回転させるモーメントＭ１が作用する。これにより、車体１０の進行方向が右方向に流され、走行安定性の低下を招く場合がある。

図２を用いて説明したように、車体１０の右フェンダでは、車体１０の前方（上流）から後方（下流）に向けてフェンダ面１０ａに沿って空気流が生じる。空気流は、突起部１１によりせき止められ、取入口１２から車体内部に取り込まれ、連絡路１４を介して吹出口１３から車体外部に吹き出される。

突起部１１の上流側では、空気流の取り込みにより、突起部１１を乗り越えて下流に向かう後方流の発生が抑制され、その速度が減少する。突起部１１の下流側では、後方流の速度の減少により、圧力増加領域が突起部１１の側に向けて拡大し、フェンダ面１０ａの表面圧力が増加する。よって、フェンダ面１０ａには、車体内側に向けて押圧する力Ｆが作用する。結果として、車体１０には、モーメントＭ１を減少させるように、車体１０の重心Ｇに対して車体１０を左回りに回転させる抵抗モーメントＭ２が作用する。これにより、車体１０の進行方向が右方向に流されることが抑制され、走行安定性が自動的に確保されることになる。

以上説明したように、本発明の実施形態に係る車体表面構造によれば、突起部１１の前側に取入口１２が形成され、取入口１２に連通して吹出口１３が形成されているので、車体前方からの空気流が突起部１１によりせき止められ、取入口１２から取り込まれて吹出口１３から吹き出される。これにより、車体表面１０ａに形成された突起部１１により生じる空気抵抗を抑制することができる。

また、突起部１１を乗り越えた空気流が再び付着する、取入口１２より後方の車体表面１０ａに吹出口１３が形成されているので、突起部１１を乗り越えた空気流の再付着を吹出口１３からの空気流により抑制し、車体表面１０ａに作用する圧力を増加することができる。

また、吹出口１３が多孔として形成されているので、吹出口１３への空気流の侵入を抑制することができる。

なお、前述した実施形態は、本発明に係る車体表面構造の最良な実施形態を説明したものであり、本発明に係る車体表面構造は、本実施形態に記載したものに限定されるものではない。本発明に係る車体表面構造は、各請求項に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲で本実施形態に係る車体表面構造を変形し、または他のものに適用したものであってもよい。

例えば、前述した実施形態では、車体表面構造が車体１０の前面部及び側面部に形成されている場合について説明した。しかし、車体表面構造では、取入口１２が車体１０の前面部又は側面部に形成され、吹出口１３が車体１０の側面部又は後面部に形成されてもよく、取入口１２及び吹出口１３が車体１０の上面部に形成されてもよい。車体表面構造では、突起部１１の上流側で表面圧力が高く、下流側で低くなる領域において、上流側に取入口１２が形成され、下流側に吹出口１３が形成される。

また、連絡路１４には、吹出口１３から吹き出される空気流を調節するために調節弁等の調節機構が設けられてもよい。この場合、突起部１１の下流側において圧力増加領域の範囲又は車体１０の表面圧力を任意に調節することができる。

１０、２０…車体、１０ａ、２０ａ…車体表面、１１、２１…突起部、１２…取入口、１３…吹出口、１４…連絡路。

Claims (4)

1. 車体表面に形成された突起部と、
   前記突起部の前側の前記車体表面に形成され、前記車体前方からの空気流を前記車体表面から取り込む取入口と、
   前記取入口に連通して前記車体表面に形成され、前記取入口から取り込まれた前記空気流を前記車体表面から吹き出す吹出口と、
   を備える車体表面構造。
2. 前記吹出口は、前記突起部を乗り越えた前記空気流が再び付着する、前記取入口より後方の前記車体表面に形成されている、請求項１に記載の車体表面構造。
3. 前記吹出口は、多孔として形成される、請求項１又は２に記載の車体表面構造。
4. 前記取入口は、前記車体の前面部又は側面部に形成され、前記吹出口は、前記車体の側面部又は後面部に形成されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の車体表面構造。

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