JP5402017B2 - 車両のデフレクタ構造 - Google Patents

Description

本発明は、前輪を収容するホイールハウス内へ流入する走行風量を制限する車両のデフレクタ構造に関する。

車両走行時に車体下を通過する走行風は前方からホイールハウス内に流入して車体側面から流出する。一般に、操舵輪である前輪を収容するホイールハウスは前輪の転舵代を見込んで車幅方向に広く形成されているため、ホイールハウスから車体側面から流出する空気量が多くなり易い。車体側面から空気が大量に流出すると車両全体の空気の流れを乱す要因となって、車両全体の空気抗力係数（Ｃｄ値）を悪化させることになる。

そこで、特許文献１に記載されているように、前輪の前方に板状のデフレクタ部材を配設してホイールハウス内に流入する走行風量を低減することが提案されている。しかし、ホイールハウス内に流入する走行風量が低減すると、前輪に設けられたブレーキ装置の走行風による冷却性が悪化する。このため、同文献では、デフレクタ部材に、ブレーキ装置を冷却するための走行風を通す開口部を設けることが提案されている。さらに、同文献では、ホイールハウス前方の車体下面に前後方向に延びる溝状窪み部を形成し、この溝状窪み部とデフレクタ部材上部に形成した切欠き部とによって前記開口部を形成すること、並びに、溝状窪み部の上方への窪み量を後方へ行くに従って漸次大きくすることにより、走行風が上方へ向かってホイールハウスに流入するようにし、ブレーキ装置の冷却性を高めることも提案されている。
特開２００７−２５３６５６号公報

しかし、空気抗力係数（Ｃｄ値）を高めるためにホイールハウス内に流入する走行風量を低減することと、前輪のブレーキ装置の冷却のために走行風をホイールハウス内に流入させることとは、相反する要求であり、従来はその両立が困難であった。

そこで、本発明は、走行風を前輪のブレーキ装置に効率良く導くことができるようにして、空気抗力係数（Ｃｄ値）の向上とブレーキ装置の冷却性の向上との両立を図ることを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明では、車幅方向の外側からデフレクタ部材の開口部に向かうように走行風を案内する案内壁と、開口部を通過した走行風の流れを前輪内側面（ブレーキ装置）の方へ寄るように変更する案内壁とを設けた。

すなわち、本発明は、ブレーキ装置が設けられた操舵される前輪を収容するホイールハウスの前側に、車体下面から下方へ突出するとともに車幅方向に延び、車両前方から前記ホイールハウス内に流入する走行風量を制限するデフレクタ部材が設けられている車両のデフレクタ構造において、
前記車体下面は前記前輪の中心よりも低い位置に設けられており、
前記車体下面には、前記前輪の内側部位に向かって前後方向に延びる上方へ窪んだ溝状窪み部が形成され、
前記デフレクタ部材は、前記溝状窪み部の後部を跨ぐように配置され、該デフレクタ部材の前記溝状窪み部を跨ぐ部位に上方に開口した切欠き部が形成され、該切欠き部と溝状窪み部の後部とによって、走行風が前記ホイールハウス内の前記前輪の内側部位に流入することを許容する開口部が形成され、
前記デフレクタ部材には、車幅方向に対する接線の傾斜角度が車幅方向外側から前記開口部に近づくにつれて漸次大きくなるように湾曲した傾斜面を有し、該傾斜面によって走行風を車幅方向の外側から前記開口部に向かうように案内し、走行風が前記開口部を車幅方向外側から内側に向かって通過するようにする第１案内壁と、該第１案内壁に案内されて前記開口部を車幅方向外側から内側に向かって通過する走行風の流れを前記前輪の内側面の方へ寄るように変更すべく前記開口部の車幅方向内側の縁より後方へ延びる第２案内壁とが設けられ、
前記溝状窪み部は、上方への窪み量が後方へ行くに従って漸次大きくなって前記ホイールハウスに通じており、
前記溝状窪み部の車幅方向外側の壁面は、下方へ行くに従って車幅方向外側に傾斜していることを特徴とする。

従って、第１案内壁の傾斜面が走行風を車幅方向の外側から前記開口部に向かうように案内するため、車両前方からの走行風が開口部に集中することになるとともに、該開口部を通過する走行風は、車幅方向外側から内側へ向かう、つまり、第２案内壁に向かう流れになる。その結果、第２案内壁による走行風流れの変更が効率良く行われ、前記前輪の内側面（ブレーキ装置）に対する走行風の集中度が高くなる。よって、ホイールハウス内に流入する走行風量の過度の増大を招くことなく、ブレーキ装置の効率良い冷却が図れることになる。

前記第１案内壁の傾斜面は、車幅方向に対する接線の傾斜角度が車幅方向外側から前記開口部に近づくにつれて漸次大きくなるように湾曲しているから、つまり、第１案内壁の車幅方向内側寄りの位置になるほど、前記接線の傾斜角度が大きくなるから、走行風が開口部に入り易くなり、平坦な傾斜面に比べて、開口部の前を横切って車体中央側に逃げる走行風が少なくなる。また、第１案内壁の車幅方向外側寄りの位置になるほど、前記接線の傾斜角度が小さくなるから第１案内壁の外端での走行風の切れが良くなる。つまり、走行風が第１案内壁の車幅方向外側から第１案内壁の裏側に回り込んでホイールハウス内に流入することを防止する上で有利になる。

また、溝状窪み部から開口部を通ってホイールハウス内に流入する走行風は、溝状窪み部の上方への窪み量が後方へ行くに従って漸次大きくなっているから、開口部よりも高い位置を指向することになり、中心が車体下面高さよりも高位置にある前輪のブレーキ装置の冷却に有利になる。

前記溝状窪み部の車幅方向外側の壁面は、下方へ行くに従って車幅方向外側に傾斜しているから、溝状窪み部を前記傾斜した側壁面に沿って流れる走行風が前輪のブレーキ装置を指向し易くなり、該ブレーキ装置の冷却に有利になる。

以上に述べた通り、本発明によれば、デフレクタ部材が、車幅方向に対する接線の傾斜角度が車幅方向外側から前記開口部に近づくにつれて漸次大きくなるように湾曲した傾斜面を有し、該傾斜面によって走行風を車幅方向の外側から前記開口部に向かうように案内し、走行風が前記開口部を車幅方向外側から内側に向かって通過するようにする第１案内壁と、該第１案内壁に案内されて前記開口部を車幅方向外側から内側に向かって通過する走行風の流れを前記前輪の内側面の方へ寄るように変更すべく前記開口部の車幅方向内側の縁より後方へ延びる第２案内壁とを備え、第１案内壁の傾斜面が車両前方からの走行風を開口部に集中させるとともに、該開口部を通過する走行風を第２案内壁に向かわせるから、第２案内壁による走行風流れの変更が効率良く行われ、前輪内側面に対する走行風の集中度が高くなり、よって、ホイールハウス内に流入する走行風量の過度の増大を招くことなく、ブレーキ装置の冷却が図れ、しかも、溝状窪み部の上方への窪み量が後方へ行くに従って漸次大きくなっているから、溝状窪み部から開口部を通ってホイールハウス内に流入する走行風が開口部よりも高い位置を指向することになり、中心が車体下面高さよりも高位置にある前輪のブレーキ装置の冷却に有利になり、また、溝状窪み部の車幅方向外側の壁面が下方へ行くに従って車幅方向外側に傾斜しているから、溝状窪み部を前記傾斜した側壁面に沿って流れる走行風が前輪のブレーキ装置を指向し易くなり、車両全体の空気抗力係数（Ｃｄ値）の向上とブレーキ装置の冷却性の向上との両立に有利になる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

図１に示すように、実施形態に係る車両１は、操舵輪である前輪２と、前輪２を転舵可能に収納するホイールハウス３とを備えている。そして、ホイールハウス３の前側の車体下面に、車両前方からホイールハウス３内に流入する走行風量を制限するデフレクタ部材４が設けられている。ホイールハウス３の前側の車体下面高さは前輪２の中心よりも低くなっている。デフレクタ部材４は、金属や合成樹脂で形成することもできるが、異物と衝突したときの衝撃を緩和して損傷・脱落を防止すべく、ゴム等の可撓性材で形成することが好ましい。

図２に車両前部の下面を一部断面で示す。左右の前輪２は、ロアアーム５を含むフロントサスペンション（例えば、ダブルウィッシュボーン形式、マクファーソンストラット形式）により左右独立して車体に懸架されている。ロアアーム５はペリメータフレーム６に支持されている。左右の各前輪２には、ブレーキ装置７及び操舵用ナックルアーム８が設けられている。ブレーキ装置７は、ブレーキディスク７ａとキャリパー７ｂとを備えている。デフレクタ部材４は、左右のホイールハウス３の前側の車体下面を形成する左右の側部アンダーカバー１１各々に固定されている。左右のデフレクタ部材４は、対称形に形成されており、アンダーカバー１１の下面から下方へ突出しているとともに、車幅方向に延びている。

図３及び図４には右側アンダーカバー１１に固定するデフレクタ部材４を示す。デフレクタ部材４は、車幅方向内側壁１２と、該車幅方向内側壁１２に続く車幅方向外側の第１案内壁１３と、車幅方向内側壁１２の背部に設けられた第２案内壁１４とを備えている。車幅方向内側壁１２における第１案内壁１３寄りの部位に、上方へ開口した矩形状の切欠き部１５が形成されている。車幅方向内側壁１２及び車幅方向外側の第１案内壁１３各々の上縁には、当該デフレクタ部材４をアンダーカバー１１に固定するためのフランジ１６，１７が設けられている。

本実施形態では、車幅方向内側壁１２は平板状に形成され、車幅方向外側の第１案内壁１３は円弧状に形成されている。第１案内壁１３は、その中央点の接線が車幅方向内側壁１２に対して１２０度以上１７０度以下の角度範囲で傾斜している。第１案内壁１３は、平板状に形成することもできるが、円弧状に形成する場合、その半径は例えば８０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下とすればよい。第２案内壁１４は、切欠き部１５の車幅方向内側の縁より後方へ突出している。第２案内壁１４は、その前部の上端が車幅方向内側壁１２よりも高くなっており、また、その下面は後端に行くほど地上高が高くなるように傾斜している。

デフレクタ部材４を右側アンダーカバー１１に固定した状態が図５乃至図７に示されている。図５は一部断面にした底面図である。アンダーカバー１１には、前輪２の内側部位に向かって前後方向に延びる上方へ窪んだ溝状窪み部１８が形成されている。この溝状窪み部１８は、上方への窪み量が後方へ行くに従って漸次大きくなっており、さらに、溝開口幅が後端部において拡開して、ホイールハウス３における前輪２より内側部位に通じている。また、溝状窪み部１８の両側壁１８ａ，１８ｂは、下方へ行くに従って車幅方向外側に傾斜している。両側壁１８ａ，１８ｂの垂直に対する傾斜角度は、図７に示すように、車幅方向外側の壁面１８ａの方が内側の壁面１８ｂよりも大きくなっている。

そうして、図５に示すように、デフレクタ部材４は、その切欠き部１５において、溝状窪み部１８の後部（溝開口幅が拡開し始める位置）を跨ぐように配置され、フランジ１６，１７によってアンダーカバー１１に固定されている。これにより、デフレクタ部材４の車幅方向内側壁１２はホイールハウス３の前輪２より内側部分に対応する位置になり、第１案内壁１３は前輪２側に対応する位置になる。また、図７に示すように、車両前方からの走行風がホイールハウス３内の前輪２の内側部位に流入することを許容する開口部１９が、デフレクタ部材４の切欠き部１５とアンダーカバー１１の溝状窪み部１８とによって形成されている。

デフレクタ部材４の第１案内壁１３の前面は、走行風を車幅方向の外側から開口部１９に向かうように案内する傾斜面１３ａに形成されている。すなわち、この傾斜面１３ａは、その車幅方向内側の端が外側の端よりも後方位置になるように傾斜しており、この傾斜によって、走行風を開口部１９に案内するものである。好ましいのは、図３及び図５に明確に示されているように、車幅方向に対する接線の傾斜角度が車幅方向外側から前記開口部に近づくにつれて漸次大きくなるように湾曲している、例えば、円弧状に湾曲していることである。

本実施形態では、デフレクタ部材４の車幅方向内側壁１２は、その車幅方向内側の端が外側の端よりも後方位置になるように、車幅方向に対して５度乃至２０度程度傾斜して設けられている。

デフレクタ部材４の第２案内壁１４は、開口部１９を通過した走行風の流れを前輪２の内側面の方へ寄るように変更するべく、開口部１９の車幅方向内側の縁より後方へ延びている。すなわち、この第２案内壁１４は、第１案内壁１３に案内されて開口部１９を車幅方向外側から内側に向かって通過する走行風の流れを前輪２の内側面の方へ寄るように変更するものであり、その効率良い変更のために、後端が前端よりも車幅方向の内側位置になるように傾斜している。その傾斜角度は、車両前後方向に対して４５度以下であることが好ましい。また、第２案内壁１４の車幅方向内側壁１２よりも高くなった前部の上部は溝状窪み部１８に挿入されている。

次に上記デフレクタ構造の作用を説明する。まず、ホイールハウス３の前側において、デフレクタ部材４の車幅方向内側壁１２がホイールハウス３の前輪２より内側部分に対応し、第１案内壁１３が前輪２に対応するように配置されている。これにより、ホイールハウス３に流入する走行風量が制限され、車両１の空気抗力係数（Ｃｄ値）が高くなる。

このようにホイールハウス３に流入する走行風量は制限されているが、デフレクタ部材４は、その切欠き部１５とアンダーカバー１１の溝状窪み部１８とによって形成された開口部１９を備えている。そして、この開口部１９はホイールハウス３における前輪２より内側部位に対応して設けられているから、走行風がホイールハウス３内の前輪２より内側部位に流入することが許容される。これにより、ブレーキ装置７の冷却が図れる。以下、この点を具体的に説明する。

ホイールハウス３には、溝状窪み部１８等を通って開口部１９を車体前後方向に通過する走行風の他に、車幅方向外側から第１案内壁１３に案内されて開口部１９を車幅方向内側に向かって通過する走行風とが流入する。このように車両前方からの走行風が開口部１９に集中するから、開口部１９を通過する走行風の流速は第１案内壁１３がない場合に比べて速くなる。さらに、第１案内壁１３に案内されて開口部１９に至る走行風の影響により、開口部１９を通過する走行風は、車幅方向外側から内側へ向かう、つまり、第２案内壁１４に向かう流れになる。

そして、その車幅方向外側から内側へ向かう走行風の流れは、第２案内壁１４によって車幅方向外側へ向かうように、つまり、前輪２の内側面の方へ寄るように変更される。その結果、前輪２のブレーキ装置７に対する走行風の集中度が高くなり、デフレクタ部材４によってホイールハウス３に流入する走行風量が制限されているにも拘わらず、ブレーキ装置７を効率良く冷却することができる。また、第２案内壁１４は、車幅方向内側壁１２よりも高くなった前部の上部が溝状窪み部１８に挿入されているから、走行風の流れを効率良く変更することができる。

また、上記実施形態の場合は、第１案内壁１３の傾斜面１３ａが湾曲していて、車幅方向内側寄りの位置になるほど、前記接線の傾斜角度が大きくなるから走行風が開口部１９に入り易くなり、開口部１９の前を横切って車体中央側に逃げる走行風が少なくなる。また、第１案内壁１３の車幅方向外側寄りの位置になるほど、前記接線の傾斜角度が小さくなるから第１案内壁１３の外端での走行風の切れが良くなる。つまり、走行風が第１案内壁１３の車幅方向外側から第１案内壁１３の裏側に回り込んでホイールハウス３に流入することを防止する上で有利になる。

さらに、アンダーカバー１１の溝状窪み部１８から開口部１９を通ってホイールハウス内に流入する走行風は、溝状窪み部の上方への窪み量が後方へ行くに従って漸次大きくなっているから、開口部１９よりも高い位置を指向することになり、中心が高位置にあるブレーキ装置７の冷却、特にキャリパー７ｂの冷却に有利になる。また、溝状窪み部１８の車幅方向外側の壁面１８ａは、下方へ行くに従って車幅方向外側に傾斜しているから、この傾斜した壁面１８ａに沿って流れる走行風の流れがブレーキ装置７を指向し易くなり、該ブレーキ装置７の冷却に有利になる。

また、第２案内壁１４は、その下面が後端に行くほど地上高が高くなるように傾斜しているから、車両１の後進時に地上の異物に衝突したときの衝撃が小さくなり、デフレクタ部材４の脱落防止に有利である。

＜性能比較試験＞
図８に実線で示すように、馬蹄形デフレクタ部材２１をアンダーカバー１１における溝状窪み部１８より車幅方向外側の部位に装着した比較例１、第８図に二点鎖線で示すように、切欠き部を有する平板状デフレクタ部材２２をアンダーカバー（溝状窪み部なし）に装着した比較例２、並びに上述のデフレクタ部材４をアンダーカバー１１に装着した実施形態を準備した。

比較例１の馬蹄形デフレクタ部材２１は、実施形態に係るデフレクタ部材４の第１案内壁と同様の地上高に設定した。比較例２の平板状デフレクタ部材２２は、実施形態に係るデフレクタ部材４と同様の切欠き部を備え、地上高も同様に設定したが、第１案内壁に相当する部分が平坦である点、第２案内壁を備えていない点、並びに溝状窪み部がない点で、実施形態とは相違する。

上記比較例１，２及び実施形態について、風洞実験によりブレーキ装置冷却性能及び空力性能を調べた。冷却性能はブレーキ装置７のキャリパー７ｂに当たる風速により評価し、空力性能はＣｄ値により評価した。その結果を、第１比較例を基準値１００とする相対値で表１に示す。

比較例１では、馬蹄形デフレクタ部材２１の車幅方向内側の湾曲によって走行風が溝状窪み部に案内されるため、風速が比較的高く、また、馬蹄形デフレクタ部材２１の車幅方向外側の湾曲による走行風の切れが良いため、Ｃｄ値も比較的高い。比較例２では、デフレクタ部材２２による走行風の案内がなく、且つ溝状窪み部がないため、風速が比較例１よりも弱くなっており、また、デフレクタ部材２２の車幅方向外側端からホイールハウス３への走行風の回り込みがあるため、Ｃｄ値も低くなっている。

これに対して、実施形態では、比較例１に比べて風速が３割近く増大しており、ブレーキ装置を冷却する性能が高いことがわかる。この風速の増大は第１案内壁１３及び第２案内壁１４の効果である。また、実施形態では、Ｃｄ値が若干低くなっているが、その低下度合いは小さく、所期の空力性能確保に大きな支障とはならない。

本発明の実施形態に係るデフレクタ構造を備えた車両前部の側視図である。 同車両前部の底面図（一部断面図）である。 本発明の実施形態に係るデフレクタ部材の斜視図である。 同デフレクタ部材の背面図である。 同車両前部右側の底面図（一部断面図）である。 図５のＡ−Ａ線での断面図である。 図５のＢ−Ｂ線での断面図である。 比較例に係るデフレクタ構造を示す底面図である。

１ 車両
２ 前輪
３ ホイールハウス
４ デフレクタ部材
７ ブレーキ装置
１１ アンダーカバー（車体下面）
１２ 車幅方向内側壁
１３ 第１案内壁
１３ａ 傾斜面
１４ 第２案内壁
１５ 切欠き部
１８ 溝状窪み部
１８ａ 傾斜側壁
１９ 開口部

Claims (1)

1. ブレーキ装置が設けられた操舵される前輪を収容するホイールハウスの前側に、車体下面から下方へ突出するとともに車幅方向に延び、車両前方から前記ホイールハウス内に流入する走行風量を制限するデフレクタ部材が設けられている車両のデフレクタ構造において、
   前記車体下面は前記前輪の中心よりも低い位置に設けられており、
   前記車体下面には、前記前輪の内側部位に向かって前後方向に延びる上方へ窪んだ溝状窪み部が形成され、
   前記デフレクタ部材は、前記溝状窪み部の後部を跨ぐように配置され、該デフレクタ部材の前記溝状窪み部を跨ぐ部位に上方に開口した切欠き部が形成され、該切欠き部と溝状窪み部の後部とによって、走行風が前記ホイールハウス内の前記前輪の内側部位に流入することを許容する開口部が形成され、
   前記デフレクタ部材には、車幅方向に対する接線の傾斜角度が車幅方向外側から前記開口部に近づくにつれて漸次大きくなるように湾曲した傾斜面を有し、該傾斜面によって走行風を車幅方向の外側から前記開口部に向かうように案内し、走行風が前記開口部を車幅方向外側から内側に向かって通過するようにする第１案内壁と、該第１案内壁に案内されて前記開口部を車幅方向外側から内側に向かって通過する走行風の流れを前記前輪の内側面の方へ寄るように変更すべく前記開口部の車幅方向内側の縁より後方へ延びる第２案内壁とが設けられ、
   前記溝状窪み部は、上方への窪み量が後方へ行くに従って漸次大きくなって前記ホイールハウスに通じており、
   前記溝状窪み部の車幅方向外側の壁面は、下方へ行くに従って車幅方向外側に傾斜していることを特徴とする車両のデフレクタ構造。

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