JP3397518B2

JP3397518B2 - ルーフスポイラ

Info

Publication number: JP3397518B2
Application number: JP14865495A
Authority: JP
Inventors: 克利荒井; 孝美藤井; 明嘉田辺; 実中島; 紳一郎岩井; 健二奥村; 勝也内田; 和久島
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 1995-06-15
Filing date: 1995-06-15
Publication date: 2003-04-14
Anticipated expiration: 2018-04-14
Also published as: JPH092339A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、車両の揚力の減少に
よる接地力の向上や、車体のデザイン性の向上などを図
るために、いわゆるワンボックスカーなどの車両のルー
フ上に取付けられて使用されるルーフスポイラに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のルーフスポイラとしては
種々のものがあるが、いずれのものも、その基本的な構
成は、たとえば図１２に示すようなものであった。すな
わち、従来のルーフスポイラ９は、車両走行時において
ダウンフォースを発生可能な各所一様な所定の断面形状
に形成されているものに過ぎないものであった。また、
この従来のルーフスポイラ９は、その上面部９ａおよび
下面部９ｂが、いずれも滑らかな流線形またはこれに近
い表面形状に形成されているものであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のルーフスポイラ９では、車両の走行時において、次
に述べるように、いわゆる風切り音が発生し、これが騒
音となって車内へ伝達される場合が多々あった。

【０００４】すなわち、上記従来のルーフスポイラ９に
おいては、その上下両面部９ａ，９ｂに沿って流れる２
つの気流が、ルーフスポイラ９の後端部９ｃの近傍にお
いて合流するが、これら合流する２つの気流はその圧力
および流速が略均衡している。このため、ルーフスポイ
ラ９の後端部近傍においては、符号Ｋで示すように、一
定周波数の安定したカルマン渦が発生し易くなってい
た。しかも、このカルマン渦は、ルーフスポイラ９の各
所の断面形状が一様であることから、ルーフスポイラ９
の長手方向に沿った各所において略均等に発生してい
た。

【０００５】このようなカルマン渦は、ルーフスポイラ
９の後端部９ｃの各所に周期的な規則正しい圧力変動を
生じさせることとなり、これが双極子音源となって、た
とえば３００Ｈｚの周波数帯域の風切り音を発生させる
要因となる。その結果、従来では、上記風切り音が車内
へ伝達され、車両の搭乗者にとって耳障りな騒音となっ
て、搭乗者に不快感を与えてしまうという事態が生じて
いた。とくに、上記のようなたとえば３００Ｈｚ帯域の
風切り音は、車両ボディの設計仕様によって遮音するこ
とは技術的に難しい面があり、上記風切り音を根本的に
解消することが要請される。

【０００６】なお、上記カルマン渦の発生数は、ルーフ
スポイラ９の後端部９ｃの厚み寸法と関係し、たとえば
図１３に示すように、後端部９ｃの厚みｔａを小さくす
れば、カルマン渦の発生数を減少させることができる。
ところが、このようにルーフスポイラ９の後端部９ｃの
厚みｔａを小さくしようとすれば、ルーフスポイラ９の
前後方向中央部の厚みｔｂを一定寸法以上に確保しなけ
ればならないなどの理由から、ルーフスポイラ９の前後
方向の幅Ｌａが非常に大きくなってしまう。これでは、
ルーフスポイラ９が不必要に大型化し、適切でない。

【０００７】本願発明は、このような事情のもとで考え
出されたものであって、ルーフスポイラの大型化を招く
ようなことなく、車両走行時においてルーフスポイラの
後端部近傍などに周期的な圧力変動が生じ難くし、騒音
となる風切り音の発生を適切に防止または抑制できるよ
うにすることをその課題としている。

【０００８】

【０００９】

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【発明の開示】本願発明の第１の側面によれば、車両の
車幅方向に延びるように車両のルーフ上方の所定高さに
取付けられて使用されるルーフスポイラであって、上記
ルーフスポイラの後端部の厚み寸法が、このルーフスポ
イラの長手方向に沿って変化するように形成されている
ことを特徴としている。

【００１４】本願発明によれば、ルーフスポイラの後端
部の厚み寸法がルーフスポイラの長手方向に沿って変化
しているために、ルーフスポイラの後端部近傍において
発生するカルマン渦の周波数は、ルーフスポイラの長手
方向に沿って種々相違することとなる。すなわち、カル
マン渦の周波数は、ルーフスポイラの後端部の厚み寸法
に反比例する関係にあり、この後端部の厚み寸法が大き
い部位では周波数は小さく、また後端部の厚み寸法が小
さい部位では周波数は大きくなることから、ルーフスポ
イラの後端部近傍の各所には、このルーフスポイラの長
手方向に沿って周波数が種々相違するカルマン渦が発生
することとなる。

【００１５】このようなカルマン渦の発生状態では、特
定周波数帯域のカルマン渦の発生が顕著になるようなこ
とはなく、特定周波数の規則正しい圧力変動がルーフス
ポイラに発生するようなことがなくなる。したがって、
上記カルマン渦が特定周波数帯域の風切り音として聞こ
え難いものにすることが可能となり、車内の静寂性を高
めることができる。また、ルーフスポイラの後端部の厚
みをルーフスポイラの長手方向に沿って変化させる手段
であれば、やはりルーフスポイラの前後方向幅を不必要
に大きくする必要もないため、ルーフスポイラの大型化
も回避できることとなる。

【００１６】本願発明の第２の側面によれば、車両の車
幅方向に延びるように車両のルーフ上方の所定高さに取
付けられて使用されるルーフスポイラであって、上記ル
ーフスポイラの上下両面部の少なくとも一方には、ルー
フスポイラの後端部近傍における気流の速度をこのルー
フスポイラの長手方向に沿う各所において相違させるよ
うに、このルーフスポイラの前後方向に沿った空気流通
用の凹溝部が複数設けられ、かつこれら複数の凹溝部の
それぞれの形状またはサイズは相違していることを特徴
としている。

【００１７】上記構成を特徴とする本願発明において
は、ルーフスポイラの上下両面部の少なくとも一方に設
けられている空気流通用の凹溝部に沿って気流を通過さ
せることにより、この凹溝部を通過する気流と、この凹
溝部が形成されていないルーフスポイラの表面部に沿う
気流とに速度差を生じさせることができる。また、複数
の空気流通用の凹溝部の形状やサイズなどを互いに相違
させれば、この凹溝部を通過する気流どうしの速度も異
なったものにできる。このようにルーフスポイラの長手
方向に沿って気流の速度が種々相違するようにすれば、
ルーフスポイラの上面側と下面側とに発生する２つの気
流をルーフスポイラの後端部において各所不均衡な状態
とすることができ、カルマン渦が安定的に発生し難い条
件とすることができる。

【００１８】したがって、やはりカルマン渦に原因する
周期的な圧力変動を抑制し、不快な風切り音の発生を防
止し、または抑制することができるという効果が得られ
る。また、ルーフスポイラの上下両面部の少なくとも一
方に空気流通用の凹溝部を形成する手段によれば、ルー
フスポイラの前後方向幅をやはり不必要に大きくするよ
うな必要はなく、ルーフスポイラの無用な大型化を回避
できる。

【００１９】

【実施例の説明】以下、本願発明の好ましい実施例を、
図面を参照しつつ具体的に説明する。

【００２０】図１は、ルーフスポイラ１を車両へ取付た
状態の一例を示す斜視図である。図２は、図１のＸ１−
Ｘ１線拡大断面図である。なお、図１において、矢印ａ
は車両前方方向を示しており、これは以降の各図におい
て同様である。

【００２１】図１において、このルーフスポイラ１は、
たとえば合成樹脂製であり、軽量化を促進する観点から
必要に応じて中空断面構造とされている。また、このル
ーフスポイラ１の長手方向の両端部には、このルーフス
ポイラ１と一体または別体に形成された左右一対のブラ
ケット部２，２が設けられている。このルーフスポイラ
１は、上記ブラケット部２，２に支持されることによ
り、たとえばワンボックスカータイプの車両ボディ３の
ルーフ４の後部上方へ所定高さで取付けられる。また、
この取付けに際しては、ルーフスポイラ１が車両ボディ
３の車幅方向に延びるように設定される。

【００２２】図２に示すように、上記ルーフスポイラ１
の断面形状は、基本的には従来既存のルーフスポイラと
同様に、車両走行時にダウンフォースを発生可能なよう
に、航空機の翼を上下逆向きにした流線形状またはそれ
に近い形状とされる。ただし、このルーフスポイラ１
は、その上面部１ａについては滑らかな表面形状に形成
されているのに対し、下面部１ｂには段部５が設けられ
ており、この点において構成上最大の特徴を有してい
る。

【００２３】上記段部５は、ルーフスポイラ１の下面部
１ｂの前後方向略中央部の位置にルーフスポイラ１の長
手方向に沿って一連に設けられたものである。したがっ
て、このルーフスポイラ１の断面形状は各所一様であ
る。このルーフスポイラ１は、上記段部５の形成箇所に
おいてルーフスポイラ１の下半部分の断面形状が急変し
ており、段部５よりも後部側の後部表面１０ｂが、それ
よりも前側の前部表面１０ａの延長線（仮想線ｂで示
す）の位置よりも高い位置に配されている。上記段部５
は、たとえば５ｍｍ程度の高さである。

【００２４】上記構成のルーフスポイラ１は、既述した
ようにこのルーフスポイラ１を車両ボディ３のルーフ上
へ取付けてから車両を走行させると、図２に示された多
数の矢印線のように、ルーフスポイラ１の上面側と下面
側とに気流が発生する。この場合、ルーフスポイラ１の
上面側の気流は、上面部１ａに沿って空気が滑らかに流
れたものとなる。これに対し、下面側の気流は、空気が
ルーフスポイラ１の前部表面１０ａに沿って流れる空気
が段部５を通過すると、後部表面１０ｂの表面に沿って
流れることなく、そのまま前部表面１０ａの延長線（仮
想線ｂ）に沿う方向に空気が流れるものとなる。すなわ
ち、上記段部５は、上記前部表面１０ａに沿って流れる
空気を上記後部表面１０ｂから離反または剥離させる方
向に導く作用を発揮することとなり、ルーフスポイラ１
の下面部１ｂの後部表面１０ｂの表層付近においては大
きな空気流れが生じないこととなる。

【００２５】したがって、ルーフスポイラ１の後端部１
ｃの近傍においては、ルーフスポイラ１の上側に発生し
た気流と下側に発生した気流とが均衡した圧力バランス
で合流することはない。その結果、ルーフスポイラ１の
後端部１ｃの近傍においてカルマン渦が安定的に発生し
難くなり、カルマン渦に原因する風切り音の防止または
抑制を図ることができることとなる。

【００２６】図３は、本実施形態のルーフスポイラと従
来のルーフスポイラとの音圧または風切り音の発生状況
をあらわした実験結果の説明図である。この実験におい
ては、本実施形態のルーフスポイラは、上述した段部５
を備えている。これに対し、従来のルーフスポイラとし
ては、上記段部が設けられていない点を除き、それ以外
の各部の具体的な寸法、形状、サイズなどの構成が全て
本実施形態のものと共通するように製作されたルーフス
ポイラが用いられている。また、車両走行速度などの他
の諸条件も同一とされている。

【００２７】図３に示す実験結果から理解されるよう
に、従来のルーフスポイラでは、４００〜４５０Ｈｚの
周波数帯域において大きなピークが存在するため、この
帯域の風切り音が耳障りとなる。ところが、本実施形態
のルーフスポイラでは、上記のように特定の周波数帯域
において大きなピークが生じるという現象が緩和されて
いる。したがって、特定周波数帯域の音が風切り音とし
て耳障りに聞こえることが抑制されている。なお、本実
施形態では、１００Ｈｚ以下の音は充分に抑制されてい
ないが、これは不可聴音であり、耳障りな騒音にはなら
ない。したがって、このような実験結果からしても、本
実施形態によれば、車内の静寂性を向上させ得ることが
裏付けられる。

【００２８】図４に示すルーフスポイラ１Ａは、下面部
１ｂに突起部５Ａを設けている。このような手段によっ
ても、下面部１ｂの前部表面１０ａに沿って発生する気
流を上記突起部５Ａによってその後部表面１０ｂから離
反した位置に導くことは可能である。

【００２９】

【００３０】

【００３１】図５は、本願発明が適用されたルーフスポ
イラ１Ｂの一例を示す斜視図である。図６（ａ）はその
Ｘ２−Ｘ２線断面図、図６（ｂ）はＸ３−Ｘ３線断面
図、図６（ｃ）はＸ４−Ｘ４線断面図ある。

【００３２】このルーフスポイラ１Ｂは、その後端部１
ｃの端面が平面視において円弧状に形成されることによ
り、前後方向の幅Ｌがこのルーフスポイラ１Ｂの長手方
向に沿って連続的に変化するように形成されている。そ
して、このような前後方向の幅Ｌの変化に伴って、図６
に示すように、このルーフスポイラ１Ｂの後端部１ｃの
有効厚み寸法も、このルーフスポイラ１Ｂの長手方向に
沿って順次ｔ１〜ｔ３に連続的に変化するように形成さ
れている。

【００３３】具体的には、このルーフスポイラ１Ｂの長
手方向両端部は、図６（ａ）に示すように、その前後方
向の幅が最大寸法Ｌ１に設定されていることにより、そ
の後端部１ｃの厚み寸法ｔ１は最小とされている。これ
に対し、ルーフスポイラ１Ｂの長手方向中央部は、図６
（ｃ）に示すように、その前後方向の幅が最小寸法Ｌ３
に設定されていることにより、その後端部１ｃの厚み寸
法ｔ３は最大となっている。このように、このルーフス
ポイラ１Ｂは、前後方向の幅Ｌを変化させることに伴わ
せて、このルーフスポイラ１Ｂの長手方向に沿う各所の
後端部１ｃの厚み寸法ｔに変化をもたせている。

【００３４】上記構成のルーフスポイラ１Ｂにおいて
は、このルーフスポイラ１Ｂの上下両面部１ａ，１ｂに
沿って発生する気流が後端部１ｃの近傍において合流す
ることにより、この後端部１ｃの近傍においてカルマン
渦が発生する。ところが、このカルマン渦は、ルーフス
ポイラ１Ｂの長手方向に沿って各所相違した周波数とな
る。すなわち、カルマン渦の周波数ｆは、ルーフスポイ
ラ１Ｂの後端部１ｃの厚み寸法ｔに反比例する関係にあ
る。具体的には、カルマン渦の周波数ｆは、ｆ＝（Ｓｈ
・ｖ）／ｔの関係式で求められる（Ｓｈはストロハル
数、ｖは車両走行速度である）。この関係式から明らか
なように、ルーフスポイラ１Ｂの後端部１ｃの厚み寸法
ｔがルーフスポイラ１の長手方向に沿って一様ではな
く、漸次変化しておれば、ルーフスポイラ１Ｂの後端部
近傍の全域において発生するカルマン渦の周波数は各所
相違することとなる。

【００３５】したがって、特定の周波数帯域をピークと
するカルマン渦は発生しないこととなり、ルーフスポイ
ラ１Ｂの全体が特定の周波数で振動することが防止され
る。したがって、耳障りな風切り音の発生を有効に防止
しまたは抑制することができることとなる。

【００３６】なお、上記実施例では、ルーフスポイラ１
Ｂの後端部１ｃを円弧状に形成することによって後端部
１ｃの厚み寸法ｔに変化をもたせているが、本願発明は
これに限定されない。本願発明では、たとえば図７に示
すように、ルーフスポイラ１Ｃの前端部１ｄを円弧状に
形成とすることにより、後端部１ｃの厚みに変化をもた
せるようにしてもよい。また、図８に示すように、ルー
フスポイラ１Ｄの前後幅Ｌを各所均一にしたまま、その
後端部１ｃの厚みｔのみを変化させてもよい。

【００３７】本願発明は、ルーフスポイラの後端部１ｃ
の厚みｔを変化させる場合には、この厚みｔをルーフス
ポイラの長手方向に沿って連続的に変化させることが好
ましいが、本願発明は必ずしもこれに限定されない。本
願発明では、後端部１ｃの厚みｔが不連続に変化するよ
うに形成してもよい。

【００３８】図９は、本願発明が適用されたルーフスポ
イラ１Ｅの他の例を示す斜視図である。図１０は、その
要部平面図であり、図１１は、図９のＸ５−Ｘ５線断面
図である。

【００３９】このルーフスポイラ１Ｅは、その下面部１
ｂに空気流通用の凹溝部６が複数箇所設けられたもので
ある。これら複数の空気流通用の凹溝部６は、このルー
フスポイラ１Ｅの前後方向に沿って設けられており、図
１１に示すように、ルーフスポイラ１Ｅの前端部１ｄに
開口した前側開口部６ａから空気を取り入れるととも
に、その取り入れた空気をこのルーフスポイラ１Ｅの後
端部１ｃに開口した後側開口部６ｂから排気できるよう
に形成されている。

【００４０】また、これら空気流通用の凹溝部６は、こ
れら各凹溝部６を通過する空気の流速が種々相違するよ
うに、その溝深さ寸法や幅寸法は互いに相違するように
形成されている。さらに、これら各凹溝部６は、たとえ
ば図１０に示すように、その前側開口部６ａの幅Ｓａよ
りも後端部１ｃ側の後側開口部６ｂの幅Ｓｂの方が大き
くなるように形成してもよいし、小さくなるようにして
もよい。

【００４１】上記構成のルーフスポイラ１Ｅにおいて
は、このルーフスポイラ１Ｅの下側に発生する気流は、
上記複数の空気流通用の凹溝部６のそれぞれを通過する
空気流れと、これら凹溝部６が形成されていない箇所に
沿って空気が流動する空気流れとが混在することとな
り、しかも各凹溝部６を通過する空気の流速も種々相違
することとなる。したがって、ルーフスポイラ１Ｅの後
端部近傍においては、このルーフスポイラ１Ｅの長手方
向に沿う各所においてその気流の流速にばらつきが生じ
ることとなる。このため、ルーフスポイラ１Ｅの後端部
近傍においては、やはりカルマン渦が安定的に発生し難
くなり、耳障りな風切り音の防止または抑制を図ること
かできる。

【００４２】上記ルーフスポイラ１Ｅでは、空気流通用
の凹溝部６が外観上目立たないように、このルーフスポ
イラ１Ｅの下面部１ｂに形成しているが、やはり本願発
明はこれに限定されず、上面部１ａに形成してもよい。
また、ルーフスポイラ１Ｅの後端部近傍における気流の
速度をこのルーフスポイラの長手方向に沿う各所におい
て相違させることができる限りにおいて、上記のような
空気流通用の凹溝部を上下両面部１ａ，１ｂに形成して
もかまわない。

【００４３】本願発明に係るルーフスポイラの各部の具
体的な構成は、上述した各実施例に限定されず、種々に
設計変更自在である。むろん、取付対象となる車両の種
類なども限定されない。

【図面の簡単な説明】

【図１】ルーフスポイラを車両へ取り付けた状態の一例
を示す斜視図。

【図２】図１のＸ１−Ｘ１線拡大断面図。

【図３】騒音発生についての実験結果の一例を示す説明
図。

【図４】ルーフスポイラの他の例を示す断面図。

【図５】本願発明に係るルーフスポイラの一例を示す斜
視図。

【図６】（ａ）は図５のＸ２−Ｘ２線断面図、（ｂ）は
図５のＸ３−Ｘ３線断面図、（ｃ）は図５のＸ４−Ｘ４
線断面図。

【図７】本願発明に係るルーフスポイラの他の例を示す
斜視図。

【図８】本願発明に係るルーフスポイラの他の例を示す
斜視図。

【図９】本願発明に係るルーフスポイラの他の例を示す
斜視図。

【図１０】図９に示すルーフスポイラの要部平面図。

【図１１】図９のＸ５−Ｘ５線断面図。

【図１２】従来のルーフスポイラの一例を示す断面図。

【図１３】従来のルーフスポイラの他の例を示す断面
図。

【符号の説明】

１，１Ａ〜１Ｅルーフスポイラ１ａ上面部１ｂ下面部１ｃ後端部３車両ボディ４ルーフ５段部５Ａ突起部６空気流通用の凹溝部１０ａ前面部１０ｂ後面部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中島実大阪府池田市桃園２丁目１番１号ダイハツ工業株式会社内 (72)発明者岩井紳一郎大阪府池田市桃園２丁目１番１号ダイハツ工業株式会社内 (72)発明者奥村健二大阪府池田市桃園２丁目１番１号ダイハツ工業株式会社内 (72)発明者内田勝也大阪府池田市桃園２丁目１番１号ダイハツ工業株式会社内 (72)発明者島和久大阪府池田市桃園２丁目１番１号ダイハツ工業株式会社内 (56)参考文献特開平２−281913（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B62D 37/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の車幅方向に延びるように車両のル
ーフ上方の所定高さに取付けられて使用されるルーフス
ポイラであって、上記ルーフスポイラの後端部の厚み寸法が、このルーフ
スポイラの長手方向に沿って変化するように形成されて
いることを特徴とする、ルーフスポイラ。
【請求項２】車両の車幅方向に延びるように車両のル
ーフ上方の所定高さに取付けられて使用されるルーフス
ポイラであって、上記ルーフスポイラの上下両面部の少なくとも一方に
は、ルーフスポイラの後端部近傍における気流の速度を
このルーフスポイラの長手方向に沿う各所において相違
させるように、このルーフスポイラの前後方向に沿った
空気流通用の凹溝部が複数設けられ、かつこれら複数の
凹溝部のそれぞれの形状またはサイズは相違しているこ
とを特徴とする、ルーフスポイラ。