JP5761440B2 - 車両側部構造 - Google Patents
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Description
本発明は、車両側部構造に関する。
一般に、車両走行中の車体周りの空気流は、車体構造によって、剥離したり(車体から離れたり)、乱れたりすることがある。空気流の主流(一番強く速い流れ)が車体から離れると(境界層が厚くなると)、車両に対する空気力(空気拘束力)が減少する。空気力が弱いスペースが大きくなると、車両が不安定になる。特許文献1には、車体下部に整流フィンを設け、この整流フィンによって車両下部の流体の流れを整流し、増速することにより、車両の安定性を向上させることが記載されている。また、特許文献5には、車両のルーフの後端部に凸状のバンプを設けることにより、車体の空気抵抗を低減させることが記載されている。
しかし、車種によって車体構造が様々であり、上記のように車体下部に整流フィンを設けることができない場合がある。また、車体上部側で整流して安定性を向上させる必要があるが、上記の特許文献1のように車体下部に整流フィンを設ける構造は車体下部構造に最適な形状であり、車体上部に設けることができない。また、上記の特許文献5ではルーフに凸状のバンプを設けているので、走行中に横風を受けた場合等には、そのバンプに横風が当たることにより、車両の安定性(特に、操舵性能)を低下させてしまうことが懸念される。
そこで、本発明は、車両上部で流体の流れを整流し、車両の安定性を向上できる車両側部構造を提供することを課題とする。
本発明に係る移動体側部構造は、移動体の側部に設けられ、移動体の側部の流体の流れを整流する整流フィンを備え、整流フィンは、移動体前後方向の長さが、移動体上下方向の長さよりも長く設定され、移動体前後方向における前端部に形成され、移動体幅方向の幅が移動体前後方向における後方側に向かって広くなる第1の傾斜部と、第1の傾斜部よりも移動体前後方向の後方側に形成され、移動体幅方向の幅が移動体前後方向における後方側に向かって狭くなる第2の傾斜部とを有することを特徴とする。
移動体側部構造は、移動体の側部に設けられる整流フィンを備えている。整流フィンは、移動体の側部に設けられている状態で移動体前後方向の長さが移動体上下方向の長さよりも長く設定され、移動体前後方向が長手となっている。また、整流フィンは、第1の傾斜部と第2の傾斜部を有している。第1の傾斜部は、移動体前後方向における前端部に形成され、移動体幅方向の幅が後方側に向かって広くなり、前端側から第2の傾斜部側に高くなる傾斜部である。第2の傾斜部は、第1の傾斜部よりも移動体前後方向の後方側に形成され、移動体幅方向の幅が後方側に向かって狭くなり、第1の傾斜部側から後端側が低くなる傾斜部である。第1の傾斜部と第2の傾斜部は直線でも曲線でもよく、第1の傾斜部と第2の傾斜部とは連続に形成されてもよいしあるいは連続でなく、前後方向と平行な部分を挟んでもよい。このような形状の整流フィンが移動体の側部に設けられると、その整流フィン周辺の流体の流れを整流でき、整流フィン近傍や後方の流速を増速できる。その結果、移動体近傍の主流(流体の最速流れ)が移動体に近づき、移動時の移動体安定性が向上するとともに空気抵抗が低減する。このように、移動体側部構造は、移動体の側部に上記の形状の整流フィンを設けることにより、整流フィンの作用によって移動体上部で流体の流れを整流でき、移動体の安定性を向上できる。また、移動体側部構造は、整流フィンを移動体の側部に設けることにより、横風による影響を受けることなく、整流効果を発揮でき、移動体の安定性を向上できる。なお、移動体上部は、移動体床部よりも上側であり、移動体側部を含んでいる。前端部は、移動体の最先端部位だけではなく、前端側の部位を含む。
本発明の上記移動体側部構造では、整流フィンは、移動体前後方向における前端部と後端部とを結ぶ稜線を有すると好適である。この移動体側部構造では、整流フィンを前端部から後端部にかけて稜線を有する形状とすることにより、整流フィンによる整流効果や増速効果をより向上させることができる。特に、本発明の上記移動体側部構造では、稜線は半径が0〜4.0mmであると好適である。
本発明の上記移動体側部構造では、整流フィンは、移動体上下方向の幅が移動体前後方向における後方側に向かって狭くなる第3の傾斜部を有すると好適である。この移動体側部構造は、移動体上下方向の幅が後方側に向かって狭くなる第3の傾斜部を有することにより、整流フィンによる整流効果や増速効果をより向上させることができる。
本発明の上記移動体側部構造では、整流フィンの後端部には、移動体平面視で移動体側面に対して切り立った形状となる変曲部が設定されると好適である。この移動体側部構造では、整流フィンの後端部に変曲部を有することにより、整流フィンによる整流効果や増速効果をより向上させることができる。整流フィンの後端が移動体側面から90°から45°の範囲内の角度となるように変曲部が形成されると効果があり、後端が移動体側面から90°の角度となる変曲部が最も効果が高い。
本発明の上記移動体側部構造では、移動体は、車両であり、整流フィンは、サイドミラーと車体との間の車体の側部の部位に設けられると好適である。この移動体側部構造では、整流フィンを車両のサイドミラーと車体との間の車体側部部位に設けることにより、整流フィンによる効果をより引き出すことができ、Aピラー周りの流体の流れを整流し、流体の流速を増速できるので、ステアリング性能(特に、微操舵応答)等を向上させることができる。
本発明の上記移動体側部構造では、移動体は、車両であり、整流フィンは、リアコンビランプに設けられると好適である。この移動体側部構造では、整流フィンを車両のリアコンビランプに設けることにより、整流フィンによる効果をより引き出すことができ、車体後端部(車体周り気流放出部)の気流収束を促進でき、流体の流速を増速できるので、リアのスタビリティ等を向上させることができる。
本発明の上記移動体側部構造では、整流フィンは、移動体上下方向及び移動体幅方向における最大幅位置が移動体前方側に設定されると好適である。この移動体側部構造では、整流フィンを最大幅位置が移動体前方側(中央より前側)に位置する形状とすることにより、整流フィンによる整流効果や増速効果をより向上させることができる。
本発明の上記移動体側部構造では、整流フィンは、移動体側面視で、移動体前後方向における前端から移動体上下方向における最大幅位置までの長さと、移動体前後方向の長さとの比が30〜50%であると好適である。この移動体側部構造では、整流フィンを前端から最大幅位置までの長さと移動体前後方向の長さとの比が30〜50%となる形状とすることにより、整流フィンによる整流効果や増速効果をより向上させることができる。
本発明の上記移動体側部構造では、整流フィンは、移動体側面視で、移動体上下方向の最大幅と、移動体前後方向の長さとの比が8〜17%であると好適である。この移動体側部構造では、整流フィンを移動体上下方向の最大幅と移動体前後方向の長さとの比が8〜17%となる形状とすることにより、整流フィンによる整流効果や増速効果をより向上させることができる。
本発明の上記移動体側部構造では、整流フィンは、移動体平面視で、移動体幅方向の最大幅と、移動体前後方向の長さとの比が5〜15%であると好適である。この移動体側部構造では、整流フィンを移動体幅方向の最大幅と移動体前後方向の長さとの比が5〜15%となる形状とすることにより、整流フィンによる整流効果や増速効果をより向上させることができる。
本発明によれば、車両の側部に整流フィンを設けることにより、整流フィンの作用によって車両上部で流体の流れを整流でき、車両の安定性を向上できる。
以下、図面を参照して、本発明に係る移動体側部構造の実施の形態を説明する。なお、各図において同一又は相当する要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
本実施の形態では、本発明に係る移動体側部構造を、一般的な乗用車の車両側部構造に適用する。本実施の形態に係る車両側部構造は、車体の側部の各部位に流体(空気)の流れを整流する整流フィンが設けられる。車体側部は、車体床部よりも上側であり、車体上部である。
なお、本実施の形態では、整流フィンが車体側部に設けられた状態での車両前後方向、車両幅方向、車両上下方向における整流フィンの形状を説明する。図1〜図3中で示す「Fr」は車両前後方向の前側であり、「Upper」は車両上下方向の上側であり、「Out」は車両幅方向の外側である。
図1〜図4を参照して、本実施の形態に係る整流フィン1について説明する。図1は、本実施の形態に係る整流フィンの一例である。図2は、本実施の形態に係る整流フィンの他の例である。図3は、本実施の形態に係る整流フィンの他の例である。図4は、本実施の形態に係る整流フィンの後端部の他の形状を示す車両平面視である。
整流フィン1は、車体の側部に設けられ、周辺の流体の流れを整流し、流体の流速を増速する。整流フィン1は、車両上下方向に翼厚を有する翼型フィンである(翼型でなくてもよい)。車両側面視の整流フィン1の形状は、左右対称であり、車体側部に設けられた場合に車両上下方向の幅が後方側に向かって狭くなる形状(第3の傾斜部)を有しており、この第3の傾斜部によって気流を収束させることで流速を速めることができる。特に、車両上下方向の最大幅位置が、車両前方側に設定されると好適である。また、整流フィン1は、車体側部に設けられた場合に車両前後方向の長さが車両上下方向の長さよりも長い形状である。また、整流フィン1は、車体側部に設けられた場合の車両上下方向の断面形状が三角形状又は釣鐘形状である。また、整流フィン1は、車両前後方向における前端部に形成され、車両幅方向の幅が車両前後方向における後方側に向かって広くなる形状(第1の傾斜部)を有しており、この第1の傾斜部によって気流を整流フィンに沿うように滑らかに導くことができる。また、整流フィン1は、第1の傾斜部よりも車両前後方向の後方側に形成され、車両幅方向の幅が車両前後方向における後方側に向かって狭くなる形状(第2の傾斜部)を有しており、この第2の傾斜部によって車体側に向かって整流できる。特に、車両幅方向の最大幅位置が、車両前方側に設定されると好適である。なお、第1の傾斜部及び第2の傾斜部は、直線でも形成されてもよいし、あるいは、曲線で形成されてもよい。また、第1の傾斜部と第2の傾斜部とは、連続に形成されてもよいし、あるいは、連続でなく、前後方向と平行な部分を挟んでもよい。
特に、整流フィン1は、車両平面視して車両前後方向における前端部と後端部とを結ぶ稜線(直線でも、曲線でもよい)を有している。この稜線は、少なくとも第2の傾斜部による後方に低くなる傾斜によって形成され、第1の傾斜部による前端から高くなる傾斜と第2の傾斜部による後方に低くなる傾斜によって形成される場合もある。また、整流フィン1は、車両平面視で車両幅方向の幅を不連続に狭くする変曲部を有する形状である。この変曲部によって後端部での稜線の直線又は曲線が変化することにより、整流フィン1の後端が車体側面に対して切り立った形状となる。この稜線形状と変曲部による後端形状が、整流フィン1の整流効果や増速効果を向上させるのに特に有効である。
整流フィン1の整流効果や増速効果に優れる好適な形状としては、以下の条件を満たしたものである。整流フィン1の最大翼厚比が8〜17%の範囲内の条件である。最大翼厚比は、最大翼厚W(車両上下方向の最大幅)/翼弦長L0(車両前後方向の長さ)であり、値が小さくなるほど細長い形状となる。
また、整流フィン1の最大翼厚位置が30〜50%の範囲内の条件である。最大翼厚位置は、前端から最大翼厚Wの位置までの長さ(車両前後方向における前端から車両上下方向の最大幅位置までの長さ)L1/翼弦長L0であり、値が小さいほど最大翼厚が前端側に位置し、後端側がとがった形状となる。
また、整流フィン1の最大高さ比が5〜15%の範囲内の条件である。最大高さ比は、最大高さH(車両幅方向の最大幅)/翼弦長L0であり、値が大きくなるほど高い形状となる(車体側部から外側に突出する形状となる)。
また、整流フィン1の稜線の山部の半径が0〜4.0mmの範囲内の条件である。半径が0の場合、稜線の山部が三角形である。半径が大きくなるほど、稜線の山部のカーブが緩やかになる。
また、整流フィン1の車両上下方向の断面における三角形状又は釣鐘形状の山部の角度が60〜90°の範囲内の条件である。この角度が小さくなるほど、断面の三角形状又は釣鐘形状がとがった形状となる。
また、整流フィン1の変曲部による切り立った形状部分の車体側面に対する角度が45〜90°の範囲内の条件である。この角度が90°に近いほどほど、車体側面に対して切り立った形状であり、整流効果が高い。
図1には、整流フィン1の一つの形状例として整流フィン1Aを示している。整流フィン1Aは、曲線で形成されたものである。整流フィン1Aは、車両前後方向の中央部における幅が前端側及び後端側における幅よりも広い形状であり、車両側面視での形状が曲線の翼型形状1Aaを有する(図1(a)参照)。この翼型形状1Aaにより、車両上下方向の幅が後方側に向かって後端まで狭くなる第3の傾斜部1Adを有する形状となっている。また、整流フィン1Aは、車両前後方向の中央部における高さが前端側及び後端側における高さよりも高い形状であり、曲線の稜線1Abを有している(図1(b)参照)。この稜線1Abは、車両幅方向の幅が前端から後方側に向かって広くなる第1の傾斜部1Aeとそれに連続して車両幅方向の幅が後方側に向かって後端まで狭くなる第2の傾斜部1Afによって形成される。また、整流フィン1Aは、車両上下方向の断面が釣鐘形状である。また、整流フィン1Aは変曲部1Acを有しており、この変曲部1Acが曲線の稜線1Abを切断する変曲点となっており、整流フィン1Aが車体側部に設けられた場合には後端の車体側面に対する角度が90°となる(図1(b)参照)。
図2には、整流フィン1の他の形状例として整流フィン1Bを示している。整流フィン1Bは、直線で形成されたものである。整流フィン1Bは、車両前後方向の中央部における幅が前端側及び後端側における幅よりも広い形状であり、車両側面視での形状が直線の翼型形状1Baを有する(図2(a)参照)。この翼型形状1Baにより、車両上下方向の幅が後方側に向かって後端まで狭くなる第3の傾斜部1Bdを有する形状となっている。また、整流フィン1Bは、車両前後方向の中央部における高さが前端側及び後端側における高さよりも高い形状であり、直線の稜線1Bbを有している(図2(b)参照)。この稜線1Bbは、車両幅方向の幅が前端から後方側に向かって広くなる第1の傾斜部1Beとそれに連続して車両幅方向の幅が後方側に向かって後端まで狭くなる第2の傾斜部1Bfによって形成される。また、整流フィン1Bは、車両上下方向の断面が三角形状である。また、整流フィン1Bは、整流フィン1Aと同様の変曲部1Bcを有している。
図3には、整流フィン1の他の形状例として整流フィン1Cを示している。整流フィン1Cは、直線で形成されたものである。整流フィン1Cは、幅が前端から後端にかけて徐々に狭くなる形状であり、車両側面視での形状が台形状1Caを有する(図3(a)参照)。この台形状1Caにより、車両上下方向の幅が前端から後方側に向かって後端まで狭くなる第3の傾斜部1Cdを有する形状となっている。したがって、最大翼厚Wの位置は、前端である。また、整流フィン1Cは、車両前後方向の中央部における高さが前端側及び後端側における高さよりも高い形状であり、直線の稜線1Cbを有している(図3(b)参照)。この稜線1Cbは、車両幅方向の幅が後方側に向かって後端まで狭くなる第2の傾斜部1Cfによってのみ形成される。第2の傾斜部1Cfの前側には、車両幅方向の幅が前端から後方側に向かって広くなる第1の傾斜部1Ceがある。また、整流フィン1Cは、車両上下方向の断面が三角形状である。また、整流フィン1Cは、整流フィン1Aと同様の変曲部1Ccを有している。
図4には、図1〜図3の整流フィン1A,1B,1Cに対して後端部の形状が異なる整流フィン1A’,1B’,1C’を示している。整流フィン1A’,1B’,1C’の各変曲部1A’c,1B’c,1C’cは、上記の整流フィン1A,1B,1Cの各変曲部1Ac,1Bc,1Ccのように稜線を切断するような変曲点でなく、稜線1A’b,1B’b,1C’bの角度を変えるような変曲点である。したがって、整流フィン1A’,1B’,1C’が車体側部に設けられた場合には後端の車体側面に対する角度が90°よりも小さい所定の角度となる。この所定の角度は、45°以上になるように設定される。
上記のような形状を有する整流フィン1が前方から所定の流速の流体を受けると、整流フィン1の後端より後方に整った縦渦が発生し、後方における流速が受けた流速より速くなる。また、整流フィン1に流体の流れを引き寄せ、整流フィン1の直近の位置での流速が受けた流速より速くなる。このような効果は、整流フィン1が無い場合と有る場合で前方から一定の流速の空気を送風した単体流速試験で実証されており(後述する実施例を参照)、整流フィン1が無い場合にはその一定の流速が均等に分布するが、整流フィン1が有る場合には整流フィン1の後方で流速が増速するとともに整流フィン1の直近の位置で流速が増速する結果が得られた。
図5を参照して、本実施の形態に係る車両側部構造10について説明する。図5は、本実施の形態に係る整流フィンを車体側部に設けた車両側部構造の例である。
車両側部構造10は、上記で説明した整流フィン1を、整流フィン1の整流効果や増速効果を引き出せる部位(流れが安定的で、流速の速い部位)に設ける。整流フィン1を設ける場合、車体の各部位に一体成形してもよいし、あるいは、整流フィン1を別体で製造して車体の各部位に取り付けてもよい。また、整流フィン1を設ける場合、車体の側部の各部位の左右対称の位置にそれぞれ設け、設ける部位としては1箇所でも複数箇所でもよい。また、整流フィン1を設ける場合、車体の側部の同じ部位に1個だけ設けてもよいしあるいは、複数個設けてもよい。整流フィン1の効果を引き出せる部位としては、例えば、ドアミラーと車体側部との間に整流フィン1が配置される車体側部の部位(ドアミラーベース等)、車体後端周辺の部位(リアコンビランプ等)、フェンダサイドマーカシグナルがある。
図5(a)には、ドアミラーベース2に整流フィン1を1個設けた車両側部構造10を示している。この場合、樹脂部品であるドアミラーベース2に整流フィン1を成形してもよいし、あるいは、ドアミラーベース2に別体の整流フィン1を取り付けてもよい。ドアミラーベース2に整流フィン1を設けた場合、整流フィン1によってAピラー周りにおける流体を整流でき、流速を増速できる。その結果、ステアリング性能等を向上させることができる。なお、ドアミラーがドアに直接取り付けられ、ドアミラーベースがない場合、樹脂部品の三角パッチが有る場合には三角パッチに整流フィン1を成形してもよいし、三角パッチが無い場合にはウィンドウのガラス(三角形状部分等)に別体の整流フィン1を接着してもよい。
図5(b)には、リアコンビランプ3に整流フィン1を2個設けた車両側部構造10を示している。この場合、リアコンビランプ3のカバーに2個の整流フィン1を上下平行に成形してもよいし、あるいは、リアコンビランプ3に別体の2個の整流フィン1を上下平行に取り付けてもよい。リアコンビランプ3に整流フィン1を設けた場合、車両後端(車体周り気流放出部)における流体を整流して気流の収束を促進でき、流速を増速できる。その結果、リアスタビリティ性能等を向上させることができる。なお、リアコンビランプ3に整流フィン1を設ける場合、大きい整流フィン1を1個だけ設けてもよいし、小さい整流フィン1を3個設けてもよいし、リアコンビランプ3の形状に合わせて異なる大きさの整流フィン1を複数個設けてもよい。
この車両側部構造10によれば、車両走行中に、整流フィン1の作用によって、整流フィン1の後端部から整った強い縦渦を発生させ、流体を整流できる(流体の流れがスムーズになる)。さらに、車体周りの流速を増速でき(特に、整流フィン1の後方や近傍を増速)、整流フィン1が無い構造に比べて主流(流体の最速の流れ)を車体に近づけることができる。これによって、車体周りに速い流れの空気の壁ができ、車体への圧力(空気力)が増加する。その結果、車両への様々な入力(路面入力、操舵による入力、走行中の定常風による入力、横風による入力等)がある場合でも、車両安定性(直進安定性、ヨー応答性、ステアリングの手応え、操舵の効き、スタビリティ(操縦安定性)、リアグリップ感、ロール感、フラット感等)が向上するとともに、空気抵抗も低減する。また、この車両側部構造10によれば、整流フィン1を車体の側部に設けることにより、横風による影響を受けることなく、整流効果を発揮でき、車両安定性をより向上できる。
特に、整流フィン1が前端部と後端部とを結ぶ稜線を有することにより、整流フィン1による整流効果や増速効果が向上する。また、整流フィン1の後端部に変曲部を有し、車体側面に対して切り立った形状とすることにより、整流フィン1による整流効果や増速効果が向上する。さらに、整流フィン1の最大翼厚比を8〜17%の範囲内、最大翼厚位置を30〜50%の範囲内、最大高さ比を5〜15%の範囲内とすることにより、整流フィン1による整流効果や増速効果が向上する。
また、整流フィン1をサイドミラーと車体との間の部位(ドアミラーベース等)や車両後端部位(リアコンビランプ等)に設けることにより、整流フィン1による効果をより引き出すことができる。
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されることなく様々な形態で実施される。
例えば、本実施の形態では移動体側部構造を一般的な乗用車に適用したが、様々な車種(例えば、スポーツカー、ミニバン、トラック、バス)に適用可能であり、あるいは、飛行機、二輪車、自転車等の他の移動体にも適用可能である。
また、本実施の形態では整流フィンを設ける車体側部の部位としてドアミラーと車体との間の側部部位、車両後端部、フェンダサイドマーカシグナルを例示したが、ドアやフェンダ等の他の車体側部の部位に設けてもよい。
また、本実施の形態では整流フィンを各部位に1個又は2個設ける構成としたが、整流フィンの個数については特に限定するものではなく、同じ部位に3個以上設けてもよい。複数個設ける場合、全て同じ大きさの整流フィンを設けてもよいし、設ける部位の形状等に応じて異なる大きさの整流フィンを設けてもよい。また、同じ部位に設ける整流フィンの数が多いほど、1個当たりの整流フィンの大きさを小さくしてもよい。また、複数の整流フィンを上下に平行に配置する場合、整流フィンの車両前後方向の長さ程度の間隔をあけて上下に整流フィンを配置することが好ましい。
また、本実施の形態では整流フィンの形状の6つの例を示したが、他の形状のものでもよく、例えば、左右対称ではなく左右非対称のものでもよいし、稜線を有する形状としたが稜線がない形状でもよいし、変曲部を有する形状としたが変曲部がない形状でもよい。
また、本実施の形態では整流フィンによる効果に優れる好適な形状として6つの条件範囲を示し、この6つの条件範囲を全て満たす形状の整流フィンが最も好ましいが、この6つの条件範囲のうちの幾つかの条件範囲を満たす整流フィンの形状としてもよい、あるいは、全ての条件範囲を満たさない場合でも整流フィンの基本的な形状を有しており、整流効果や増速効果が得られる形状であればよい。
次に、本発明の実施例について説明する。なお、本発明は、本実施例に限定されるものではない。
(流速変化実験)
整流フィンが有る場合の流速の変化と、整流フィンが無い場合の流速の変化と、を計測する流速変化実験を行った。以下に、図6及び図7を参照しながら流速変化実験の詳細について説明する。図6は、流速変化実験の状態を示す図である。図7は、実施例に用いる整流フィンの形状を示した図である。なお、図7において、(a)は、整流フィンの側面図、(b)は、整流フィンの平面図である。
整流フィンが有る場合の流速の変化と、整流フィンが無い場合の流速の変化と、を計測する流速変化実験を行った。以下に、図6及び図7を参照しながら流速変化実験の詳細について説明する。図6は、流速変化実験の状態を示す図である。図7は、実施例に用いる整流フィンの形状を示した図である。なお、図7において、(a)は、整流フィンの側面図、(b)は、整流フィンの平面図である。
まず、図6に示すように、空気流の流速を測定する複数の計測点が設置された壁面を用意した。これらの計測点は、壁面の前端から100mmに配置される計測点P1と、壁面の前端から325mmに配置される計測点P2と、壁面の前端から370mmに配置される計測点P3と、壁面の前端から450mmに配置される計測点P4と、壁面の前端から600mmに配置される計測点P5と、壁面の前端から700mmに配置される計測点P6と、壁面の前端から800mmに配置される計測点P7と、壁面の前端から890mmに配置される計測点P8と、で構成した。
次に、図7に示す整流フィンを用意した。この整流フィンは、側面視での形状が曲線の翼型形状であり、翼弦長L0が110mmとなっている。
次に、整流フィンの前端が計測点P1に配置されるように、整流フィンを壁面に取り付けた。このため、計測点P1は、整流フィンの前端に配置され、計測点P2〜P8は、整流フィンの後方に配置される。なお、整流フィンと各計測点P1〜P8とは、同一水平面状に配置した。
そして、この壁面に空気流を風速22m/sで送風し、各計測点おける空気流の流速を計測した。計測結果を表1の「有」の欄に示す。
次に、壁面から整流フィンを取り外し、この壁面に空気流を風速22m/sで送風し、各計測点おける空気流の流速を計測した。計測結果を表1の「無」の欄に示す。
表1から明らかなように、整流フィンが無い場合は、殆ど流速の変化がなく一定の流速が均等に分布するが、整流フィンが有る場合は、整流フィンの後方で流速が増速することが実証された。
(形状の違いによる効果の違いの検証)
次に、形状の違いによる効果の違いを検証するために、実施例1〜7及び比較例1の整流フィンを用意した。
次に、形状の違いによる効果の違いを検証するために、実施例1〜7及び比較例1の整流フィンを用意した。
実施例1の整流フィンは、側面視での形状が曲線の翼型形状に形成されている(下記の表2参照)。なお、表2における実施例1の形状の欄には、整流フィンの平面図を示している。この整流フィンは、第1の傾斜部、第2の傾斜部、第3の傾斜部、稜線および変曲部を有する。なお、この整流フィンの翼弦長L0は、55mmとなっている。
実施例2の整流フィンは、側面視での形状が直線の翼型形状に形成されている(下記の表2参照)。なお、表2における実施例2の形状の欄には、整流フィンの平面図を示している。この整流フィンは、第1の傾斜部、第2の傾斜部、第3の傾斜部、稜線および変曲部を有する。なお、この整流フィンの翼弦長L0は、150mmとなっている。
実施例3の整流フィンは、側面視での形状が直線の翼型形状に形成されている(下記の表2参照)。なお、表2における実施例3の形状の欄には、整流フィンの平面図を示している。この整流フィンは、第1の傾斜部、第2の傾斜部、第3の傾斜部および稜線を有し、変曲部を有しない。なお、この整流フィンの翼弦長L0は、150mmとなっている。
実施例4の整流フィンは、側面視での形状が曲線の翼型形状に形成されている(下記の表2参照)。なお、表2における実施例4の形状の欄には、整流フィンの側面図を示している。この整流フィンは、第1の傾斜部、第2の傾斜部および第3の傾斜部を有し、稜線および変曲部を有しない。
実施例5の整流フィンは、上下方向の断面が三角形状に形成されている(下記の表2参照)。なお、表2における実施例5の形状の欄には、整流フィンの断面図を示している。この整流フィンは、第1の傾斜部、第2の傾斜部、第3の傾斜部、稜線および変曲部を有する。なお、この整流フィンは、翼型形状を成しており、側面視における先端(前端)の頂角(以下「クレイ頂角」という)が120°となっている。また、この整流フィンの翼弦長L0は150mmとなっている。
実施例6の整流フィンは、上下方向の断面が三角形状に形成されている(下記の表2参照)。なお、表2における実施例6の形状の欄には、整流フィンの断面図を示している。この整流フィンは、第1の傾斜部、第2の傾斜部、第3の傾斜部、稜線および変曲部を有する。なお、この整流フィンは、翼型形状を成しており、そのクレイ頂角が120°となっている。また、この整流フィンの翼弦長L0は150mmとなっている。
実施例7の整流フィンは、上下方向の断面が三角形状に形成されている(下記の表2参照)。なお、表2における実施例7の形状の欄には、整流フィンの断面図を示している。この整流フィンは、第1の傾斜部、第2の傾斜部、第3の傾斜部、稜線および変曲部を有する。なお、この整流フィンは、翼型形状を成しており、そのクレイ頂角が120°となっている。また、この整流フィンの翼弦長L0は150mmとなっている。
比較例1の整流フィンは、側面視での形状が曲線の翼型形状に形成されている(下記の表2参照)。なお、表2おける比較例1の形状の欄には、整流フィンの平面図を示している。この整流フィンは、第1の傾斜部、第3の傾斜部、稜線および変曲部を有し、第2の傾斜部を有しない。
次に、上述した流速変化実験と同様に、実施例1〜7及び比較例1の整流フィンを壁面に取り付け、壁面に空気流を風速22m/sで送風した。そして、各整流フィンの先端及び後端での空気流の流速を計測するとともに、前端での空気流の流速に対する後端での空気流の流速の増速率を算出した。計測結果を表2に示す。
更に、壁面に対する空気流の主流(一番強く速い流れ)の位置(壁面から空気流の主流までの距離)を境界層位置として計測した。計測結果を表2に示す。
ここで、表2の計測結果を参照して、第2の傾斜部を有する実施例1及び実施例2と第2の傾斜部を有しない比較例1とを比較する。すると、境界層位置は、比較例1が22.0mmであるのに対し、実施例1及び実施例2が2.2mm及び10.0mmとなっている。
この比較結果から、第2の傾斜部を有する実施例の整流フィンを用いることで、第2の傾斜部を有しない比較例の整流フィンを用いる場合に比べて、空気流の主流が移動体(壁面)に近づくことが実証された。
また、変曲部を有する実施例1及び実施例2と変曲部を有しない実施例3とを比較する。すると、増速率は、実施例3が18%であるのに対し、実施例1及び実施例2が23%及び21%となっている。また、境界層位置は、実施例3が16.0mmであるのに対し、実施例1及び実施例2が2.2mm及び10.0mmとなっている。
この比較結果から、第1の傾斜部及び第2の傾斜部を備える整流フィンは、変曲部を有することで、変曲部を有しない場合と比べて、空気流が増速するとともに、空気流の主流が移動体(壁面)に近づくことが実証された。
また、稜線を有する実施例1及び実施例2と稜線を有しない実施例4とを比較する。すると、増速率は、実施例4が7%であるのに対し、実施例1及び2が23%及び21%となっている。
この比較結果から、第1の傾斜部及び第2の傾斜部を備える整流フィンは、稜線を有することで、稜線を有しない場合と比べて、空気流が増速することが実証された。
また、稜線の半径の異なる実施例5〜8を比較する。すると、増速率は、稜線の半径が0.1mm及び2.75mmの実施例5及び6が18%、稜線の半径が5.0mmの実施例7が19%となっている。また、境界層位置は、稜線の半径が0.1mmの実施例5が15.0mm、稜線の半径が2.75mmの実施例6が14.0mm、稜線の半径が5.0mmの実施例7が11.0mmとなっている。
この比較結果から、第1の傾斜部、第2の傾斜部及び稜線を備える整流フィンは、稜線の半径を大きくした方が、稜線の半径が小さい場合と比べて、空気流が増速するとともに、空気流の主流が移動体(壁面)に近づくことが実証された。具体的には、稜線の半径を2.75mm〜5.0mmとすることで、稜線の半径が0.1mmとした場合に比べて、空気流が増速するとともに、空気流の主流が移動体(壁面)に近づくことが実証された。
移動体の側部に設けられる移動体側部構造として利用可能である。
1,1A,1A’,1B,1B’,1C,1C’…整流フィン、1Aa,1Ba…翼型形状、1Ca…台形状、1Ab,1Bb,1Cb,1A’b,1B’b,1C’b…稜線、1Ac,1Bc,1Cc,1A’c,1B’c,1C’c…変曲点、1Ad,1Bd,1Cd…第3の傾斜部、1Ae,1Be,1Ce…第1の傾斜部、1Af,1Bf,1Cf…第2の傾斜部、2…ドアミラーベース、3…リアコンビランプ、10…車両側部構造。
Claims (7)
- 車両の側部に設けられ、前記車両の側部の流体の流れを整流する整流フィンを備え、
前記整流フィンは、
車両前後方向の長さが、車両上下方向の長さよりも長く設定され、
車両前後方向における前端部に形成され、車両幅方向の幅が車両前後方向における後方側に向かって広くなる第1の傾斜部と、
前記第1の傾斜部よりも車両前後方向の後方側に形成され、車両幅方向の幅が車両前後方向における後方側に向かって狭くなる第2の傾斜部と、
車両上下方向の幅が車両前後方向における後方側に向かって狭くなる第3の傾斜部と、
車両前後方向における前記前端部と後端部とを結ぶ稜線と、を有し、
前記後端部には、車両平面視で車両側面に対して切り立った形状となる変曲部が設定されることを特徴とする車両側部構造。 - 前記整流フィンは、リアコンビランプに設けられることを特徴とする請求項1に記載の車両側部構造。
- 前記整流フィンは、車両上下方向及び車両幅方向における最大幅位置が車両前方側に設定されることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の車両側部構造。
- 前記整流フィンは、車両側面視で、車両前後方向における前端から車両上下方向における最大幅位置までの長さと、車両前後方向の長さとの比が30〜50%であることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の車両側部構造。
- 前記整流フィンは、車両側面視で、車両上下方向の最大幅と、車両前後方向の長さとの比が8〜17%であることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の車両側部構造。
- 前記整流フィンは、車両平面視で、車両幅方向の最大幅と、車両前後方向の長さとの比が5〜15%であることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の車両側部構造。
- 前記稜線は、半径が0〜4.0mmであることを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の車両側部構造。
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