JP5169646B2

JP5169646B2 - 空気抵抗低減装置

Info

Publication number: JP5169646B2
Application number: JP2008226798A
Authority: JP
Inventors: 昭尋楢崎
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-09-04
Filing date: 2008-09-04
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2028-09-04
Also published as: JP2010058680A

Description

本発明は、車両の空気抵抗を低減する空気抵抗低減装置に関する。

従来から、ルーフの一部が開放された車両（オープンカー）の空気抵抗を低減する空気抵抗低減装置として、ウインドシールドガラス（フロントガラス）の上縁及び側縁に設けられウインドシールドガラス外面から突出するディフレクターを備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。上記従来の装置では、ディフレクターにより車室内への走行風の巻き込みを防止又は抑制することができるので、車両の空気抵抗を低減することができる。
特開平９−５８５３２号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の構成では、ディフレクターにより走行風が車両上面から剥離されるので、ルーフの開口部が閉じられた場合やルーフに開口部がそもそも無い場合に、車両上面付近で走行風が乱れて、却って車両の空気抵抗が増加する。また、ディフレクターにより走行風が車両側面から剥離されるので、車両側面の開口部がドアガラスによって閉じられた場合に、車両側面付近で走行風が乱れて、却って車両の空気抵抗が増加する。更に、ディフレクターがウインドシールドガラス外面等の意匠面から外部に突出するので、車両の外観品質が低下する。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ルーフの開口部が閉じられた場合等に、車両の空気抵抗を低減できると共に、車両の外観品質を維持できる空気抵抗低減装置の提供を目的とする。

前記目的を達成するため、本発明の一態様は、
車両の空気抵抗を低減する空気抵抗低減装置において、
ウインドシールドガラス外面に連接する断面湾曲状のルーフ前端部上面又はフロントピラー外面に設けられる突起部を備え、
前記突起部の外面は、前記ルーフ前端部上面又はフロントピラー外面よりも小さな曲率半径で湾曲する頂部外面と、前記頂部外面から前記ウインドシールドガラス外面に滑らかに連なり前記ウインドシールドガラス外面と平行に傾斜する前部外面と、前記頂部外面からルーフ中央部上面又はフロントドアガラス外面に滑らかに連なる後部外面とを備え、
前記突起部は、前記ルーフ前端部上面に設けられる場合、車幅方向に間隔をおいて複数設けられ、前記フロントピラー外面に設けられる場合、前記フロントピラーの延在方向に間隔をおいて複数設けられる。

本発明によれば、ルーフの開口部が閉じられた場合等に、車両の空気抵抗を低減できると共に、車両の外観品質を維持できる空気抵抗低減装置が得られる。

以下、図面を参照し、本発明を実施するための最良の形態について説明する。

図１は、本発明の実施例１となる空気抵抗低減装置の車両搭載状態を示す斜視図である。図２は、図１の矢視Ａ―Ａから見た車幅方向に垂直な断面図である。尚、各図において、矢印方向ＦＲは車両前方方向、矢印方向ＵＰは車両上方方向、矢印方向ＩＮは車幅内側方向を示す。

空気抵抗低減装置は、突起部１０を備える。突起部１０は、図１に示すように、ルーフ前端部上面２Ａに設けられる。ルーフ前端部上面２Ａは、車室上方を覆うルーフパネル２の前端部の上面である。ルーフ前端部上面２Ａは、車幅方向に延びる帯状の形状であって、ウインドシールドガラス（フロントガラス）外面４の上縁に滑らかに連接するように湾曲している。

突起部１０は、図１に示すように、ルーフ前端部上面２Ａに設けられ、車幅方向に沿って所定間隔で２つ設けられる。突起部１０は、ルーフパネル２の一部を突出させて一体にプレス成形されてもよいし、ルーフパネル２と別部品として成形され、溶接や接着等によりルーフ前端部上面２Ａに固定されてもよい。

突起部１０の外面は、図２に示すように、車両前後方向に延び、車両前後方向中間の頂部外面１０Ａと、車両前後方向前側の前部外面１０Ｂと、車両前後方向後側の後部外面１０Ｃとを備える。突起部１０の車両前後方向に垂直な断面形状は、楕円状であって、車両前後方向中間から車両前後方向両端に向かって漸次縮径する。

頂部外面１０Ａは、図２に示すように、断面湾曲状のルーフ前端部上面２Ａよりも小さな曲率半径で湾曲する。

前部外面１０Ｂは、頂部外面１０Ａの前側から下方に傾斜して延びてウインドシールドガラス外面４に滑らかに連なる。前部外面１０Ｂは、ウインドシールドガラス外面４と平行に傾斜する（ウインドシールドガラス外面４の延在方向に傾斜する）。

後部外面１０Ｃは、頂部外面１０Ａの後側から下方に傾斜して延びてルーフ中央部上面２Ｂに滑らかに連なる。尚、ルーフ中央部上面２Ｂは、車室上方を覆うルーフパネル２の中央部の上面である。後部外面１０Ｃは、水平面Ｈ（図２参照）に対して１５°以下の傾斜角θ（図２参照）を有する。

次に、突起部１０の作用、機能について、図３を参照して説明する。図３は、走行風によって車両に作用する圧力及びその作用方向を示す側面図であり、（Ａ）は突起部１０を備えない従来例の車両の側面図、（Ｂ）は突起部１０を備える本実施例の車両の側面図である。尚、図３において、矢印方向Ｆ１、Ｆ２は、走行風の流れ方向を示す。尚、図３において、車両は、車両前方方向ＦＲに向かって走行している。

図３（Ａ）に示す従来例では、走行風によって車両に作用する圧力は、車両の形状が変化する部位において、正圧になったり、負圧になったりする。例えば、ボンネット上面とウインドシールドガラス外面４との境界付近では、走行風が減速されるので、ベルヌーイの定理から明らかなように、車両に作用する圧力は正圧になる。一方、ルーフ前端部上面２Ａ付近では、走行風が加速されるので、車両に作用する圧力は負圧になる。この負圧の作用方向は、ルーフ前端部上面２Ａと略垂直な矢印Ｐ１方向である。ルーフ前端部上面２Ａは後側から前側に向かって下方に傾斜しているので、車両は負圧によって車両前方方向ＦＲに引っ張られる。

一方、図３（Ｂ）に示す実施例では、突起部１０（頂部外面１０Ａ）がルーフ前端部上面２Ａよりも小さな曲率半径で湾曲する。走行風は、通常、その流れ方向の曲率半径が小さくなるほど加速される。従って、図３（Ｂ）に示す実施例では、図３（Ａ）に示す従来例と比較して、突起部１０付近において、走行風が加速され、車両に作用する負圧が大きくなる（車両に作用する圧力が低下する）。これにより、車両が負圧によって車両前方方向ＦＲに強く引っ張られる。つまり、図３（Ｂ）に示す実施例では、図３（Ａ）に示す従来例と比較して、車両の空気抵抗を低減することができる。

また、図３（Ｂ）に示す実施例では、突起部１０（前部外面１０Ｂ）がウインドシールドガラス外面４と平行に傾斜するので、突起部１０（前部外面１０Ｂ）はルーフ前端部上面２Ａと比較して後側から前側に向かって下方に急激に傾斜する。従って、図３（Ｂ）に示す実施例では、図３（Ａ）に示す従来例と比較して、突起部１０付近において、負圧の作用方向Ｐ２が車両前方方向ＦＲに傾き、車両が負圧によって車両前方方向ＦＲに強く引っ張られる。つまり、図３（Ｂ）に示す実施例では、図３（Ａ）に示す従来例と比較して、車両の空気抵抗を低減することができる。

尚、図３（Ｂ）に示す実施例では、突起部１０の前部外面１０Ｂがウインドシールドガラス外面４と平行に傾斜するので、突起部１０のウインドシールドガラス外面４からの突出を防止することができる。これにより、車両の外観品質を維持することができる。

更に、図３（Ｂ）に示す実施例では、突起部１０の後部外面１０Ｃがルーフ中央部上面２Ｂに滑らかに連なると共に水平面Ｈに対して１５°以下の傾斜角θを有するので、走行風が車両上面から剥離することを抑制することができる。これにより、車両上面付近で走行風が乱れることを抑制することができ、車両の空気抵抗の増加を抑制することができる。

尚、図３（ｂ）に示す実施例では、突起部１０の後部外面１０Ｃと水平面Ｈとの傾斜角θが１５°以下であるので、突起部１０のルーフ面２からの突出を抑制することができる。これにより、車両の外観品質を維持することができる。

更に、また、図３（ｂ）に示す実施例では、突起部１０が車幅方向に沿って所定間隔で設けられるので、突起部１０が車幅方向に沿って連続的に設けられる場合に比較して、車両の外観品質を維持することができる。

図４は、本発明の実施例２となる空気抵抗低減装置の車両搭載状態を示す斜視図であり、（Ａ）は概略図、（Ｂ）は突起部２０の拡大図である。

空気抵抗低減装置は、突起部２０を備える。突起部２０は、図４（Ａ）に示すように、フロントピラー（Ａピラー）外面６に設けられる。フロントピラー外面６は、下側から上側に向かって後方に傾斜して延びる帯状の形状であって、ウインドシールドガラス外面４の側縁及びフロントドアガラス外面８の前縁に滑らかに連接するように湾曲している。

突起部２０は、上述したように、フロントピラー外面６に設けられ、フロントピラー４の延在方向に沿って所定間隔で２つ設けられる。突起部２０は、フロントピラー４の一部を突出させて一体に成形されてもよいし、フロントピラー４と別部品として成形され、溶接や接着等によりフロントピラー外面６に固定されてもよい。

突起部２０の外面は、図４（Ｂ）に示すように、車両前後方向に延び、車両前後方向中間の頂部外面２０Ａと、車両前後方向前側の前部外面２０Ｂと、車両前後方向後側の後部外面２０Ｃとを備える。突起部２０の車両前後方向に垂直な断面形状は、楕円状であって、車両前後方向中間から車両前後方向両端に向けて漸次縮径する。

頂部外面２０Ａは、断面湾曲状のフロントピラー外面６よりも小さな曲率半径で湾曲する。従って、突起部２０付近において、走行風が更に加速され、車両に作用する負圧が大きくなる。これにより、車両が車両前方方向ＦＲに強く引っ張られる。つまり、車両の空気抵抗を低減することができ、風切音を抑制することができる。

前部外面２０Ｂは、頂部外面２０Ａの前側から車幅内側方向ＩＮに傾斜して延びてウインドシールドガラス外面４に滑らかに連なる。前部外面２０Ｂは、ウインドシールドガラス外面４と平行に傾斜する（ウインドシールドガラス外面４の延在方向に傾斜する）。従って、突起部２０付近において、負圧の作用方向が車両前方方向ＦＲに近づくので、車両が車両前方方向ＦＲに強く引っ張られる。つまり、車両の空気抵抗を低減することができ、風切音を抑制することができる。また、突起部２０のウインドシールドガラス外面４からの突出を防止することができ、車両の外観品質を維持することができる。

後部外面２０Ｃは、頂部外面２０Ａの後側から車幅内側方向ＩＮに傾斜して延びてフロントドアガラス外面８に滑らかに連なると共にフロントドアガラス外面８に対して１５°以下の傾斜角を有する。これにより、走行風が車両側面から剥離することを抑制することができ、車両側面付近で走行風が乱れることを抑制して、車両の空気抵抗の増加を抑制することができる。また、これにより、突起部２０のフロントドアガラス外面８からの突出を抑制することができ、車両の外観品質を維持することができる。

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、上述した実施例１及び２では、突起部１０（突起部２０）は２つ設けられるとしたが、外観品質を維持することができる限り、突起部１０（突起部２０）の設置数Ｎに制限はなく、例えばＮ＝１であってもよいし、Ｎ＝３であってもよい。

また、上述した実施例１及び２では、空気抵抗低減装置は突起部１０及び突起部２０のいずれか一方を備えるとしたが、空気抵抗低減装置は突起部１０及び突起部２０の両者を備えてもよい。

本発明の実施例１となる空気抵抗低減装置の車両搭載状態を示す斜視図である。図１の矢視Ａ―Ａから見た車幅方向に垂直な断面図である。走行風によって車両に作用する圧力及びその作用方向を示す側面図である。本発明の実施例２となる空気抵抗低減装置の車両搭載状態を示す斜視図である。

符号の説明

２ルーフパネル
２Ａルーフ前端部上面
２Ｂルーフ中央部上面
４ウインドシールドガラス外面
６フロントピラー外面
８フロントドアガラス外面
１０、２０突起部
１０Ａ、２０Ａ頂部外面
１０Ｂ、２０Ｂ前部外面
１０Ｃ、２０Ｃ後部外面

Claims

車両の空気抵抗を低減する空気抵抗低減装置において、
ウインドシールドガラス外面に連接する断面湾曲状のルーフ前端部上面又はフロントピラー外面に設けられる突起部を備え、
前記突起部の外面は、前記ルーフ前端部上面又はフロントピラー外面よりも小さな曲率半径で湾曲する頂部外面と、前記頂部外面から前記ウインドシールドガラス外面に滑らかに連なり前記ウインドシールドガラス外面と平行に傾斜する前部外面と、前記頂部外面からルーフ中央部上面又はフロントドアガラス外面に滑らかに連なる後部外面とを備え、
前記突起部は、前記ルーフ前端部上面に設けられる場合、車幅方向に間隔をおいて複数設けられ、前記フロントピラー外面に設けられる場合、前記フロントピラーの延在方向に間隔をおいて複数設けられる、空気抵抗低減装置。