JP4692153B2 - 車輪の風圧抵抗低減装置 - Google Patents

Description

本発明は、車輪の風圧抵抗低減装置に関し、更に詳しくは、車両の走行中に車輪が受ける走行風圧による抵抗を低減するようにした車輪の風圧抵抗低減装置に関する。

車両の車輪近傍に設けられる従来のディフレクタとしては、車輪の後方に配置したものがある。このディフレクタは、車輪の内外両側面に沿って後方に向かう空気流を車体外側に導く曲面形状となるマッドガードと、該マッドガードに沿って後方に向かう空気流を下方に案内するフィンとを備えている（例えば、特許文献１参照）。
実開昭６０−１１０１７８号公報（第３頁、第５図）

しかしながら、前記従来のディフレクタは、車輪を通過した走行風が車輪の後方に配置された後壁に衝突した際に発生する風圧抵抗を低減する機能を有するが、車輪自体が走行風から受ける風圧による抵抗を低減することが困難であった。

そこで、本発明は車輪が受ける走行風圧を低減させて、車輪に発生する抵抗を小さくすることができる車輪の風圧抵抗低減装置を提供する。

本発明に係る車輪の風圧抵抗低減装置は、車両に設けた車輪の走行方向前方に、車輪に向かう走行風の流速を低減させるディフレクタを車両前後方向に所定間隔をおいて複数配置した車輪の風圧抵抗低減装置であって、前記ディフレクタを前後に間隔をおいて少なくとも２箇所設け、これらのディフレクタのうち前側のディフレクタを後側のディフレクタよりも風圧の受圧面積を小さくすると共に、これら前後のディフレクタは車両前後方向から見て重ね合わされるように配置し、前記前側のディフレクタの下端位置を後側のディフレクタの下端位置よりも上方に配置すると共に、後側のディフレクタの下端位置を車輪における高さ方向中央近傍に配置し、前側のディフレクタの車幅方向外端位置を後側のディフレクタの車幅方向外端位置よりも車幅方向内方に配置し、前記前側のディフレクタの上端および後側のディフレクタの上端を車体部材に取り付けたことを最も主要な特徴とする。

本発明によれば、走行風の抵抗手段となるディフレクタによって、車輪の前方で走行風の流速を低減することができるため、車輪に作用する走行風圧を低減して車輪に発生する抵抗を小さくすることができる。

以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。

図１は本発明の実施形態における風圧抵抗低減装置を配設した車両前端部を示す側面図、図２は本発明の実施形態における風圧抵抗低減装置を示す斜視図、図３は図２の正面図、図４は本発明の実施形態における風圧抵抗低減装置に用いるディフレクタの斜視図である。

図１〜図３に示すように、自動車１の前後に車輪２を４輪備えており、該前輪２に本実施形態の風圧抵抗低減装置１０を適用している。そして、前記前輪２の走行方向（図中左方）前方に、前輪２に向かう走行風Ｗの流速を低減させるディフレクタ１１を設けている。

前記ディフレクタ１１は、フロントバンパー３の下側を通過して前輪２に向かう走行風Ｗの進行方向に略直交して車体側に固定される板状部材によって構成している。

また、本実施形態では前記ディフレクタ１１を、車両前後方向に所定間隔Ｌを設けて配置した複数のディフレクタ、即ち、前側ディフレクタ１２と後側ディフレクタ１３とによって二段式に構成している。

即ち、二段式とした前記ディフレクタ１１は、図４に示すように鋼板を逆Ｕ字状に折曲して、その車両前部に折曲した垂下片を前記前側ディフレクタ１２とし、車両後部に折曲した垂下片を前記後側ディフレクタ１３としてあり、これら前側ディフレクタ１２と後側ディフレクタ１３との間が取付部１４に形成されている。

前記後側ディフレクタ１３の車幅方向の幅ｗｄは、図３に示すように前輪２のタイヤ幅に対応させて形成してあり、また、前側・後側ディフレクタ１２，１３間の間隔Ｌは、例えば５０ｍｍ〜１５０ｍｍ程度に設定されている。

図５は本発明の実施形態に用いるディフレクタの取付状態を示す車両前端部の斜視図、図６は走行風がディフレクタ及び車輪に当たった場合における風圧分布を示す概略図であり、本図のうち（ａ）は一段式のディフレクタの場合であり、（ｂ）は二段式のディフレクタの場合である。

図５に示すように、エンジンの下側を覆うアンダーカバー４が配設されており、前記ディフレクタ１１は、前輪２の前方に位置する部分のアンダーカバー４に、前記取付部１４の取付穴１４ａ（図４参照）に挿通したボルト１５を介して固定されている。

このとき、図３に示すように前側ディフレクタ１２の面積を後側ディフレクタ１３よりも小さくして、前側ディフレクタ１２を後側ディフレクタ１３よりも風圧の受圧面積を小さくするとともに、これら前側・後側ディフレクタ１２，１３は車両前後方向から見て重ね合うように配置している。即ち、前側ディフレクタ１２の前後投影面Ｓ（図２中斜線で示す）が後側ディフレクタ１３の面積内に包含されるように配置してある。

また、このように前側ディフレクタ１２と後側ディフレクタ１３とを配置した際に、図３に示すように前側ディフレクタ１２の下端位置１２ａを後側ディフレクタ１３の下端位置１３ａよりも上方に配置すると共に、前側ディフレクタ１２の車幅方向外端位置１２ｂを後側ディフレクタ１３の車幅方向外端位置１３ｂよりも車幅方向内方に配置している。

以下に、本発明の実施形態による車輪の風圧抵抗低減装置１０の作用効果を説明する。

まず、前輪２の走行方向前方に、前輪２に向かう走行風Ｗの流速を低減させるディフレクタ１１を設けたため、自動車１の走行中はディフレクタ１１によって前輪２に流れる走行風Ｗの流速を低下させることができる。

従って、図６に示すように、走行風Ｗがディフレクタ１１に衝突した後は、その走行風Ｗがディフレクタ１１の側方および下方に逃がされるため、ディフレクタ１１の下流側には圧力の低下領域が形成される。図６（ａ）に示す一段式のディフレクタ１１Ａでは、該ディフレクタ１１Ａの前面は走行風Ｗを直接受けるため、最も高い高風圧領域Ｐ４が形成されるが、ディフレクタ１１Ａの前後方向投影面内に位置する前輪２の前面の略上半部分には最も低い低風圧領域Ｐ１が形成され、その下方部分には前記高風圧領域Ｐ４よりも低い中高風圧領域Ｐ３が形成される。

一方、図６（ｂ）に示す二段式のディフレクタ１１では、走行風Ｗを直接受ける前側ディフレクタ１２には前記一段式のディフレクタ１１Ａと同様に最も高い高風圧領域Ｐ４が形成され、その前側ディフレクタ１２の前後方向投影面が位置する後側ディフレクタ１３上部には最も低い低風圧領域Ｐ１が形成されると共に、その下方部分となる後側ディフレクタ１３下部には中高風圧領域Ｐ３が形成される。

そして、このように前側ディフレクタ１２と後側ディフレクタ１３とによって二段で走行風Ｗが逃がされるため、前記後側ディフレクタ１３の前後方向投影面内に位置する前輪２の前面の略上半部分には最も低い低風圧領域Ｐ１が形成されると共に、その下方部分の車輪２の前面には前記低風圧領域Ｐ１よりも若干高い中低風圧領域Ｐ２が形成される。

このとき、前記風圧領域の圧力Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の高低関係は、Ｐ１＜Ｐ２＜Ｐ３＜Ｐ４となっている。

従って、前記一段式のディフレクタ１１Ａおよび二段式のディフレクタ１１を設けることにより、前輪２の前面には走行風Ｗによる風圧の低減領域が形成され、その風圧によって前輪２に発生する抵抗を小さくできる。

特に、二段式のディフレクタ１１では前輪２の前面の下方部分に形成される風圧領域がＰ２となって、一段式のディフレクタ１１Ａの風圧領域がＰ３であるのに対して前輪２が受ける風圧が低くなるため、その分、二段式のディフレクタ１１を設けた場合に前輪２に作用する抵抗がより小さくなり、その時の抵抗値は一段式のディフレクタ１１Ａに比較して二段式のディフレクタ１１の場合は約１／３となる。

また、本実施形態では前記作用効果に加えて、ディフレクタ１１をフロントバンパー３の下側を通過して前輪２に向かう走行風Ｗの進行方向に略直交して車体側に固定される板状部材によって形成したため、走行風Ｗをディフレクタ１１で確実に受け止めた後、前輪２に当たらないように逃がすことができるので、前輪２に作用する風圧をより低減することができる。

更に、ディフレクタ１１を、車両前後方向に所定間隔Ｌを設けて配置した複数の前側ディフレクタ１２と後側ディフレクタ１３とによって二段式に構成したことにより、前側ディフレクタ１２によって走行風Ｗの流速を低下させ、更に、後側ディフレクタ１３によって流速を更に低下させることができるため、前輪２に作用する風圧の低減効果を更に高めることができる。

更にまた、前側ディフレクタ１２の面積を後側ディフレクタ１３よりも小さくして、前側ディフレクタ１２を後側ディフレクタ１３よりも風圧の受圧面積を小さくすると共に、これら前側・後側ディフレクタ１２，１３は車両前後方向から見て重ね合わした状態で配置したので、走行風Ｗを前側ディフレクタ１２から後側ディフレクタ１３へと段々と外方に逃がすことができるため、結果的に前輪２に作用する風圧をより低減することができる。

また、このように前側ディフレクタ１２を後側ディフレクタ１３よりも受圧面積を小さくした場合に、前側ディフレクタ１２の下端位置１３ａを後側ディフレクタ１３の下端位置１２ａよりも上方に配置すると共に、前側ディフレクタ１２の車幅方向外端位置１３ｂを後方のディフレクタ１２の車幅方向外端位置１２ｂよりも車幅方向内方に配置したので、前側ディフレクタ１２から後側ディフレクタ１３へと順に受け止めた走行風Ｗを、前輪２に対して効率良く車幅方向外方および下方へと逃がすことができ、前輪２に作用する風圧を効果的に低減することができる。

図７は本発明の他の実施形態に用いるディフレクタの斜視図、図８は図７の前側のディフレクタを示す拡大斜視図である。なお、前記実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べる。

この実施形態の車輪の風圧抵抗低減装置１０は、図７に示すように前側ディフレクタ２２と後側ディフレクタ２３とによって二段式のディフレクタ２１を構成しているが、前側ディフレクタ２２と後側ディフレクタ２３とを分離して配置している。

この実施形態では、ディフレクタ本体部分となる矩形状のプレート２４の上縁部の中央部に車両前方に突出する第１取付部２５を設けると共に、上縁部の両端部に車両後方に突出する第２取付部２６，２６を設け、これら第１取付部２５、第２取付部２６，２６を車体側にボルト（またはクリップ）２７によって固定するようになっている。

従って、本実施形態によればディフレクタ２１を前側・後側ディフレクタ２２，２３によって形成したので、前記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

ここで、本実施形態にあっても前記ディフレクタ２１は、前側ディフレクタ２２の面積を後側ディフレクタ２３よりも小さくして、前側ディフレクタ２２を後側ディフレクタ２３よりも風圧の受圧面積を小さくするとともに、これら前側・後側ディフレクタ２２，２３は車両前後方向から見て重ね合わした状態で配置している。

また、前側ディフレクタ２２と後側ディフレクタ２３とを配置した際に、前側ディフレクタ２２の下端位置２２ａを後側ディフレクタ２３の下端位置２３ａよりも上方に配置すると共に、前側ディフレクタ２２の車幅方向外端位置２２ｂを後側ディフレクタ２３の車幅方向外端位置２３ｂよりも車幅方向内方に配置している。

図９は本発明の更に他の実施形態に用いるディフレクタの斜視図であり、前側のディフレクタを櫛歯状としたものである。また、図１０は本発明の更に他の実施形態に用いるディフレクタの斜視図であり、前側のディフレクタに複数の開口部を形成したものである。

図９に示すディフレクタ３１及び図１０に示すディフレクタ４１は、図９，図１０に示すように前記実施形態と同様に、それぞれ前側ディフレクタ３２，４２と後側ディフレクタ３３，４３とによって二段式に構成されている。

そして、それぞれのディフレクタ３１，４１は、前側ディフレクタ３２，４２の面積を後側ディフレクタ３３，４３よりも小さくして風圧の受圧面積が小さく設定されているが、図９に示すディフレクタ３１は前側ディフレクタ３２を複数の切欠部３４を形成した櫛歯状に形成することにより受圧面積を小さくしてあり、図１０に示すディフレクタ４１は前側ディフレクタ４２に円形状の開口部４４を複数形成することにより受圧面積を小さくしてある。なお、この場合の開口部４４の穴形状は円形状に限ることなく、その他のいかなる形状も採用することができる。

従って、図９，図１０に示すディフレクタ３１，４１を用いた風圧抵抗低減装置にあっても前記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

また、前記各実施形態では風圧抵抗低減装置１０を前輪２に適用した場合を示したが、図１１の自動車１を斜め下方から見た斜視図に示すように、前輪２及び後輪５にそれぞれ対応させて前記実施形態で示したディフレクタ１１，２１，３１，４１のいずれかを設けている。

なお、後輪５に対応して風圧抵抗低減装置１０を設ける場合は、前記ディフレクタ１１，２１，３１，４１が車体フロアの車幅方向両側に前後方向に沿って延設されるサイドシル部の後端部に取り付けることができる。

このように、前輪２及び後輪５にディフレクタ１１，２１，３１，４１のいずれかを設けることにより、前輪２のみならず後輪５に作用する風圧抵抗を低減させ、自動車１全体の抵抗値を低下させることができる。

ところで、前記各実施形態においては、ディフレクタを前後に間隔をおいて２箇所設けたが、これに限らず、３箇所以上設けても良い。また、本発明は前記各実施形態に例をとって説明したが、これら実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施形態を各種採用することができる。

本発明の実施形態における風圧抵抗低減装置を配設した車両前端部を示す側面図である。 本発明の実施形態における風圧抵抗低減装置を示す斜視図である。 図２の正面図である。 本発明の実施形態における風圧抵抗低減装置に用いるディフレクタの斜視図である。 本発明の実施形態に用いるディフレクタの取付状態を示す車両前端部の斜視図である。 走行風がディフレクタ及び車輪に当たった場合における風圧分布を示す概略図であり、本図のうち（ａ）は一段式のディフレクタの場合であり、（ｂ）は二段式のディフレクタの場合である。 本発明の他の実施形態に用いるディフレクタの斜視図である。 図７の前側のディフレクタを示す拡大斜視図である。 本発明の更に他の実施形態に用いるディフレクタの斜視図であり、前側のディフレクタを櫛歯状としたものである。 本発明の更に他の実施形態に用いるディフレクタの斜視図であり、前側のディフレクタに複数の開口部を形成したものである。 本発明の実施形態に係るディフレクタを配設した車両を斜め下方から見た斜視図である。

符号の説明

２ 前輪（車輪）
５ 後輪（車輪）
１０ 風圧抵抗低減装置
１１，１１Ａ，２１，３１，４１ ディフレクタ
１２，２２，３２，４２ 前側ディフレクタ（前側のディフレクタ）
１２ａ，２２ａ 前側ディフレクタの下端位置
１２ｂ，２２ｂ 前側ディフレクタの車幅方向外端位置
１３，２３，３３，４３ 後側ディフレクタ（後側のディフレクタ）
１３ａ，２３ａ 後側ディフレクタの下端位置
１３ｂ，２３ｂ 後側ディフレクタの車幅方向外端位置
Ｗ 走行風

Claims (3)

1. 車両に設けた車輪の走行方向前方に、車輪に向かう走行風の流速を低減させるディフレクタを車両前後方向に所定間隔をおいて複数配置した車輪の風圧抵抗低減装置であって、
   前記ディフレクタを前後に間隔をおいて少なくとも２箇所設け、これらのディフレクタのうち前側のディフレクタを後側のディフレクタよりも風圧の受圧面積を小さくすると共に、これら前後のディフレクタは車両前後方向から見て重ね合わされるように配置し、
   前記前側のディフレクタの下端位置を後側のディフレクタの下端位置よりも上方に配置すると共に、後側のディフレクタの下端位置を車輪における高さ方向中央近傍に配置し、前側のディフレクタの車幅方向外端位置を後側のディフレクタの車幅方向外端位置よりも車幅方向内方に配置し、
   前記前側のディフレクタの上端および後側のディフレクタの上端を車体部材に取り付けたことを特徴とする車輪の風圧抵抗低減装置。
2. 前記ディフレクタは、車輪に向かう走行風の進行方向に略直交した状態で車体側に固定した板状部材であることを特徴とする請求項１に記載の車輪の風圧抵抗低減装置。
3. 前記ディフレクタを、前輪及び後輪にそれぞれ対応して設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の車輪の風圧抵抗低減装置。

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