JP2998509B2 - ルーフスポイラ構造 - Google Patents

ルーフスポイラ構造

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JP2998509B2 JP22480193A JP22480193A JP2998509B2 JP 2998509 B2 JP2998509 B2 JP 2998509B2 JP 22480193 A JP22480193 A JP 22480193A JP 22480193 A JP22480193 A JP 22480193A JP 2998509 B2 JP2998509 B2 JP 2998509B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、3ボックス車の空力
性能の向上を図り得るルーフスポイラ構造に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のルーフスポイラ構造としては、例
えば図12に示すものがある(類似構造として実開昭5
7−163414号公報、特開平1−266018号公
報参照)。
【0003】ルーフスポイラ101は、3ボックス車の
ルーフ部103のリヤウインドウ105側に配置されて
いる。ルーフスポイラ101は、車幅方向に沿い、車幅
方向両端101aが左右リヤピラ107に渡っている。
ルーフスポイラ101は、車体前後方向での幅が車幅方
向の略全体に渡って略一定に形成され、その高さも車幅
方向の略全体に渡って同程度となるように形成されてい
る。
【0004】そして、このルーフスポイラ101の働き
によって、高速走行時の安定性を向上させることが可能
である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなルーフスポイラ101は、ルーフ部103上を流
れる空気に対し車幅方向の略全体で均一に作用するた
め、ルーフ部103からルーフスポイラ101を経る空
気の流れと左右リヤピラ107を通過する車体側部の空
気の流れとの向き、速度が大きく異なる。従って、流れ
のエネルギー損失が生じて空気抵抗係数(以下CD )が
増大し、高速走行時の空気抵抗が高まり燃費の悪化を招
く問題があった。
【0006】そこでこの発明は、高速走行時の走行安定
性を維持しながら空気抵抗の高まりを抑制することので
きるルーフスポイラ構造の提供を目的をする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項1の発明は、3ボックス車のルーフ部に車幅方
向に沿って配置され車幅方向両端が左右リヤピラに渡る
ルーフスポイラを備え、車幅方向中央から車幅方向両端
に渡って前記ルーフスポイラのの前後幅を漸次小さく形
成し、且つ車幅方向中央から車幅方向両端に渡って同ル
ーフ部からの高さを漸次小さく形成すると共に、同車幅
方向両端の面と前記リヤピラの面とを略連続的に形成し
たことを特徴とする。
【0008】請求項2の発明は、請求項1記載のルーフ
スポイラ構造であって、前記ルーフ部の外表面に、車幅
方向へ渡る凹部を形成し、前記ルーフスポイラを、前記
ルーフ部と別体に形成し、且つ前記凹部に固定したこと
を特徴とする。
【0009】請求項3の発明は、請求項1記載のルーフ
スポイラ構造であって、前記ルーフスポイラを、前記ル
ーフ部と一体に形成したことを特徴とするルーフスポイ
ラ構造。
【0010】
【作用】上記手段の請求項1の発明によれば、ルーフ部
から車体後方への空気流はリヤスポイラの働きによって
車体表面からスムーズに剥がれる。従って、リヤウイン
ドウ表面上の負圧が減少する。又、ルーフスポイラが車
幅方向中央から車幅方向両端に渡って、前後幅を漸次小
さく形成しているため、ルーフ部から車体後方への空気
流を車体表面から剥がす作用が車幅方向中央から車幅方
向両端に渡って漸次小さくなる。
【0011】又、車幅方向中央から車幅方向両端に渡っ
てルーフ部からの高さを漸次小さく形成すると共に、前
記車幅方向両端の面と前記リヤピラの面とをほぼ連続的
に形成しているため、車幅方向中央からリヤピラの側方
付近の流れに至るまで、速度及び方向について連続性を
持たせることができる。
【0012】横風に対しては、ルーフスポイラによって
リヤウインドウ表面上の負圧が減少し、リヤピラの側方
を通過する空気流はリヤウインドウ表面上へ引き込まれ
ることが抑制され、リヤピラ面から剥離して流れる。
【0013】
【実施例】以下、この発明の実施例を説明する。
【0014】図1は、この発明の一実施例に係るルーフ
スポイラ構造を適用した3ボックス車としての車輌1の
一部を示す斜視図である。この車輌1のルーフ部3に車
幅方向に渡るルーフスポイラ5が配置されている。
【0015】具体的に、ルーフスポイラ5は、ルーフ部
3の後端において、リヤウインドウ7の上縁7a側に配
置され、車幅方向両端5aが左右リヤピラ9に渡ってい
る。このルーフスポイラ5は車幅方向中央から車幅方向
両端に渡って前後幅、ルーフ部3からの高さを漸次小さ
く形成している。
【0016】ここで、車幅方向中央部でのルーフスポイ
ラ5の断面構造及びその取り付けをA−A矢視の図2の
断面図で説明する。ルーフスポイラ5は、断面が略三角
形状に形成され、上面部5b、後面部5c、下面部5d
を有している。このようなルーフスポイラ5は、ルーフ
部3の後端において形成された凹部11に下面部5dが
嵌め込まれるようにして固定されている。このルーフス
ポイラ5の固定は、接着等によって行なわれている。こ
の状態で、上面部5bはルーフ部3の外表面に対して略
連続した面を形成し、後面部5cはリヤウインドウ7の
上縁部7aから立ち上がった状態となっている。
【0017】次に、ルーフスポイラ5の車幅方向両端側
の断面構造は、図1のB−B線矢視断面で示す図3のよ
うになっている。この図3で示すルーフスポイラ5の上
面部5b、後面部5cは図2で示すものより小さくなっ
ている。従って、前記ルーフスポイラ5は、図4で示す
ような全体形状を呈している。
【0018】そして、ルーフスポイラ5の車幅方向両端
5aの面は左右リヤピラ9の面と略連続的となるように
形成されている。
【0019】次に作用を説明する。 (i) 横風のない状態 車輌の空気抵抗は車の前部に風が当たることで後方に押
される力と、車の後部に生じる圧力の低い領域で後方に
引かれる力(空気抵抗)とに大別され、広く知られてい
る通り後者の作用が大きな割合を占めている。
【0020】この発明の一実施例にかかるルーフスポイ
ラ5は、車輌後部で発生する空気抵抗を低減する作用を
持つ。この作用は二つの特徴からもたらされる。
【0021】一つはルーフスポイラなしの車輛との比較
で説明する。図5(a)のようにルーフスポイラがない
場合、ルーフ部3の後端付近で流れの向きがやや不連続
に下向きに変化し(イ)、リヤウインドウ7近傍に大き
な負圧領域を発生させ、車輌1を後方に引く作用を奏す
る。
【0022】これに対し、図5(b)のようにルーフス
ポイラ5を有する場合には、ルーフ部3の後端で流れが
車体表面からスムーズに剥れ(ロ)、連続的な曲率で徐
々に流れの向きが下向きに変化する。従って、リヤウイ
ンドウ7近傍の負圧が減り、車体を後方に引く力が減っ
て空気抵抗が低減する。このことは風洞実験において後
輪13にかかる上向きの力、いわゆる後輪13のリフト
が大幅に低減していることからも確認した。
【0023】二つめの特徴は図6のようにリヤピラ9上
端付近の流れについて従来型のルーフスポイラ101が
装着されている場合との比較で説明することができる。
図6(a)に示すルーフスポイラ101が装着されてい
る場合にはルーフ部103上の流れ(ハ)はルーフ部1
03の後端で車体表面から完全に剥れ、水平に近い向き
で流れる。一方、リヤピラ107近くを流れる車体側面
の流れ(ニ)は、車体内側に回り込みながら車体に沿っ
て流れようとする。このためリヤピラ9上端付近は向き
の異なる流れが隣接することとなり、実際には流れの向
きが激しく変動する不安定な流れとなる。これにより流
れのエネルギー損失が生じて空気抵抗を増大させる。
【0024】これに対し、図6(b)のこの発明の一実
施例にかかるルーフスポイラ5を装着した場合には次の
ような作用効果を奏する。即ち、ルーフスポイラ5の前
後幅が車幅方向中央から車幅方向両端5aに渡って漸次
小さくなり、これに応じて車幅方向両端側において空気
の流れを車体表面から剥がす作用が小さくなる。又例え
ば車体後方から見たときルーフスポイラ5の車体上面か
らの突出量は、車幅方向中央から車幅方向両端に渡って
漸次小さくなるように上面部が傾いて形成され、リヤピ
ラ9の外面に対して連続的な曲率により略連続的に形成
されているためルーフ部3上の車幅方向中央側の流れ
(ホ)、同車幅方向端部側の流れ、リヤピラ9上端付近
の流れ(ヘ)、更にリヤピラ9の側方付近を通る流れ
(ト)が、速度及び向きについて連続し、不連続的な差
を生じることなく安定した流れとなる。これによりリヤ
ピラ9の上端付近15で生じる空気抵抗が低減できる。
【0025】従って、ルーフスポイラ5の作用により走
行安定性を保つことができ、かつ上記二つの特徴により
空気抵抗を著しく低減することができる。
【0026】(ii)横風のある状態 次に、横風安定性を高める作用について説明する。横風
によっていわゆるハンドルが取られるという現象は車体
の周囲を流れる空気の作用で車体に回転する力が与えら
れることにより起こる。例えば、図7に示すように左方
向から横風を受ける場合、流れの力は、車体右前端部1
7、左側のリヤピラ9の面、車体左後端部19を図中時
計回りに回転するように引く負圧が原因で発生する成分
がほとんどである。この発明の一実施例のルーフスポイ
ラ5はこのうち左側のリヤピラ9の面付近に作用する負
圧を低減する作用を奏するものである。
【0027】図8は前記同様車体の左から横風がある場
合のルーフ部3上と車体側面のリヤピラ9付近を通過す
る流れの様子を風洞実験で観察した結果を示している。
破線(チ)で示すのはルーフスポイラなしの場合の流れ
であり、ルーフ部3上を通過した流れはルーフ部3の後
端で向きを下向きに変えてリヤウインドウ7に沿って流
れ、リヤウインドウ7の面近傍の領域21(図中斜線
部)の圧力(流体力学でいうところの「静圧」)を低く
する。即ち、リヤウインドウ7上の負圧が大きくなり、
ルーフスポイラなしの場合、車体側面からリヤピラ9付
近を通過する流れは上記負圧領域(斜線部)に引き込ま
れるように車体中央寄りでかつトランク面23近くを流
れる。このとき、リヤピラ9の面近傍における流速が速
くなるため、リヤピラ9の面に作用する力が大きくな
り、車体の回転モーメントが大きくなる。
【0028】これに対し、この発明の一実施例にかかる
ルーフスポイラ5を設けた場合の流れは図中実線(リ)
で示される。即ち、ルーフ部3上を通過した流れはルー
フ部3後端のルーフスポイラ5で車体表面から剥離し、
リヤウインドウ7近傍の領域21(図中斜線部)の負圧
が大幅に減少する。これにより、車体側面からリヤピラ
9付近を通過する流れは車両中央に引き込まれることな
く、上流寄りでリヤピラ9の面から剥離し、その後やや
高い位置を通って流れる。これによりリヤピラ9の面近
傍における流速が低下し、左側のリヤピラ9の面に作用
する負圧、すなわち車体を時計回りに回転させるモーメ
ントが減少する。このような作用によって横風走行時の
安定性が高まり、より安定した高速走行を行なうことが
できる。
【0029】図9はこの発明の他の実施例を示してい
る。この実施例ではルーフスポイラ25をルーフ部3に
一体に形成している。このルーフスポイラ25の構造も
基本的には前記実施例のルーフスポイラ5と同一であ
る。
【0030】一方、この実施例のルーフスポイラ25の
図9のC−C矢視における断面は図12、D−D矢視に
おける断面は図11に示されている。即ち、車幅方向中
央では図10のようにルーフスポイラ25の上面部25
bの前後幅と後面部25cの高さが最大で、車幅方向に
渡って図11のように漸次小さくなっている。そして、
図9で示す車幅方向両端25aの外面が左右リヤピラ9
の外面と略連続的に形成されている。又車体後方から見
たときルーフスポイラ25の上面部25bはルーフ部3
の車幅方向に沿って車幅方向中央から車幅方向両端に渡
って所定の曲率で徐々に傾く形状を呈している。
【0031】そして、このような一体型のルーフスポイ
ラ25の場合も前記実施例のルーフスポイラ5と同様の
作用効果を奏する。
【0032】また、このような一体型のルーフスポイラ
25の場合には同一車種の中でグレードなどに関係なく
標準仕様として採用する際に適し、成形、組立をルーフ
部3と一体に行なうことができ、大幅なコストダウンと
軽量化を図ることが可能である。
【0033】
【発明の効果】以上より明らかなように、請求項1の発
明によれば、高速走行時の空気抵抗の低減と横風時のヨ
ーイングモーメントの低減との両立を図ることができ、
高速走行時の燃費低減化と横風安定性等を向上すること
ができる。
【0034】請求項2の発明によれば、更に必要に応じ
てルーフスポイラを採用することができ、ユーザーの要
求に的確に応ずることが可能となる。
【0035】請求項3の発明によれば大幅なコストダウ
ンと軽量化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施例に係るルーフスポイラ構造を採用した
車両後部の斜視図である。
【図2】図1のA−A線矢視断面図である。
【図3】図1のB−B線矢視断面図である。
【図4】車両後部の拡大斜視図である。
【図5】リヤウインドウ近傍の負圧現象の作用説明図で
ある。
【図6】流れの車幅方向での連続性を示す作用説明図で
ある。
【図7】一般的に車が横風を受けたときの力を示す作用
説明図である。
【図8】一実施例に係るルーフスポイラを設けた場合の
作用説明図である。
【図9】他の実施例に係る車両後部の斜視図である。
【図10】図9のC−C線矢視断面図である。
【図11】図9のD−D線矢視断面図である。
【図12】従来例に係る車両後部の斜視図である。
【符号の説明】
1 車両 3 ルーフ部 5 ルーフスポイラ 5a 車幅方向両端 11 凹部 25 ルーフスポイラ 25a 車幅方向両端
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−199251(JP,A) 特開 平1−266018(JP,A) 特開 昭57−163414(JP,A) 実開 昭62−165183(JP,U) 実開 昭62−111283(JP,U) 実開 平3−96284(JP,U) 実開 昭58−170284(JP,U) 実開 昭58−44277(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B62D 35/00 B62D 37/02

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 3ボックス車のルーフ部に車幅方向に沿
    って配置され車幅方向両端が左右リヤピラに渡るルーフ
    スポイラを備え、 車幅方向中央から車幅方向両端に渡って前記ルーフスポ
    イラの前後幅を漸次小さく形成し、且つ車幅方向中央か
    ら車幅方向両端に渡って同ルーフ部からの高さを漸次小
    さく形成すると共に、同車幅方向両端の面と前記リヤピ
    ラの面とを略連続的に形成したことを特徴とするルーフ
    スポイラ構造。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のルーフスポイラ構造であ
    って、 前記ルーフ部の外表面に、車幅方向へ渡る凹部を形成
    し、 前記ルーフスポイラを、前記ルーフ部と別体に形成し、
    且つ前記凹部に固定したことを特徴とするルーフスポイ
    ラ構造。
  3. 【請求項3】 請求項1記載のルーフスポイラ構造であ
    って、 前記ルーフスポイラを、前記ルーフ部と一体に形成した
    ことを特徴とするルーフスポイラ構造。
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