JP5994742B2

JP5994742B2 - ホイールハウス構造

Info

Publication number: JP5994742B2
Application number: JP2013138448A
Authority: JP
Inventors: 杵島　史彦; 史彦杵島
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-07-01
Filing date: 2013-07-01
Publication date: 2016-09-21
Anticipated expiration: 2033-07-01
Also published as: JP2015009749A

Description

本発明は、ホイールハウス構造に関する。

車両では、走行風の前輪への当たりを抑制するために、前輪の車両前方側に整流装置が設けられたものがある（例えば、下記特許文献１参照）。下記特許文献１に記載された車両用整流装置は、ホイールハウスの前端部から車両下方側へ突出されている。これにより、前輪の車両前方側において車体の車両下側を通過する空気流が車両用整流装置によって車両下方側へ導かれる。

特開２００６−６９３９６号公報特開２００７−６２６８１号公報特開２００４−３４５５６２号公報

しかしながら、上記車両用整流装置では、車両用整流装置に当たった空気流が仮にホイールハウス内へ流入すると、ホイールハウス内へ流入された空気流がホイールハウスから車両幅方向外側へ吹き出して、車体の側方において空気乱れが発生する可能性がある。

本発明は、上記事実を考慮し、車体の側方における空気乱れの発生を抑制できるホイールハウス構造を提供することを目的とする。

請求項１に記載のホイールハウス構造は、ホイールハウス内に配置され、前輪の上部を車両上方側から覆うアーチ部を有するフェンダライナと、前記アーチ部から車両下方側へ突出され、前記アーチ部の周方向に沿って延びると共に、側面視で前記前輪の中心よりも車両後方側に且つ正面視で前記前輪の車両幅方向中央よりも車両幅方向外側に全部又は一部が配置されたフィンと、を備え、前記フィンの外周面は、前記フィンの前端部及び後端部において前記アーチ部の内周面に収束されている。

請求項１に記載のホイールハウス構造では、ホイールハウス内に配置された前輪の上部が、フェンダライナのアーチ部によって車両上方側から覆われている。ところで、ホイールハウス内では、ホイールハウスの前端部に流れ込んだ空気流（以下、第１空気流と称する）が、前輪の外周部に沿って車両上方側へ駆け上がるように流れる。そして、前輪の外周部に沿って駆け上がった第１空気流が、前輪の略車両前後方向中央の位置において、ホイールハウスから車両幅方向外側へ吹き出す傾向にある。

また、ホイールハウス内では、前輪の車両前後方向中央よりも若干車両後方側の位置において、略車両前方側へ流れる逆流（以下、第２空気流と称する）がホイールハウスから車両幅方向外側へ吹き出す傾向にある。すなわち、第２空気流が第１空気流の車両後方側でホイールハウスから車両幅方向外側へ吹き出す傾向にある。このため、ホイールハウス内から車両幅方向外側へ吹き出される第２空気流によって、第１空気流におけるホイールハウスからの吹き出しが大きくなる。これにより、車体の側方において空気乱れが発生する可能性がある。

ここで、アーチ部からフィンが車両下方側へ突出されており、フィンはアーチ部の周方向に延びている。また、側面視で前輪の中心よりも車両後方側で且つ正面視で前輪の車両幅方向中央よりも車両幅方向外側に、フィンの全部又は一部が配置されている。すなわち、ホイールハウス内を流れる第２空気流の近傍にフィンを配置できる。

これにより、第２空気流がフィンに当たることで、第２空気流が渦流となってホイールハウス内を流れる。つまり、フィンの車両幅方向内側部に第２空気流が当たると、フィンに対して車両幅方向内側における空間の圧力が高くなり、フィンに対して車両幅方向外側における空間の圧力が低くなる。このため、フィンに対して車両幅方向内側を流れる第２空気流は、フィンの外周面に沿ってフィンの車両幅方向外側へ回り込むように流れつつ、フィンの長手方向に沿って車両前方側へ流れる。これにより、第２空気流が渦流となる。

そして、第２空気流が渦流となることで、第２空気流の一部が熱エネルギに変換されて、第２空気流の流れが弱くなる。これにより、第２空気流におけるホイールハウスから車両幅方向外側への吹き出しが抑制される。

また、第２空気流におけるホイールハウスから車両幅方向外側への吹き出しが抑制されると、第１空気流におけるホイールハウスから車両幅方向外側への大きな吹き出しが抑制される。このため、ホイールハウスから吹き出される第１空気流が、車体に沿って車両後方側へ流れる。これにより、第１空気流がホイールハウスから吹き出すことによる空気乱れの発生が抑制される。以上により、車体の側方における空気乱れの発生を抑制できる。
請求項２に記載のホイールハウス構造は、請求項１に記載のホイールハウス構造において、前記フィンは、側面視で前記前輪の中心よりも車両後方側に且つ正面視で前記前輪の車両幅方向中央よりも車両幅方向外側に全体が配置されている。

請求項３に記載のホイールハウス構造は、請求項１又は２に記載のホイールハウス構造において、平面視で前記フィンが車両後方側へ向かうに従い車両幅方向外側へ傾斜されている。

請求項３に記載のホイールハウス構造では、平面視でフィンが車両後方側へ向かうに従い車両幅方向外側へ傾斜されているため、第１空気流及び第２空気流のホイールハウスからの吹き出しを一層抑制できる。

つまり、第１空気流は、圧力の高いホイールハウス内から圧力の低いホイールハウス外（車体の側方）へ吹き出すため、正面視で時計回りの渦成分を有している。一方、フィンが平面視で車両後方側へ向かうに従い車両幅方向外側へ傾斜されているため、第２空気流は、正面視で時計回りの渦流となり易くなる。このため、正面視で同じ方向の渦成分を有し且つ大きさの異なる第１空気流と第２空気流とが当たるため、第１空気流及び第２空気流が互いに打消し合うように作用する。これにより、第１空気流及び第２空気流のホイールハウスからの吹き出しを一層抑制できる。

請求項４に記載のホイールハウス構造は、請求項１〜３の何れか１項に記載のホイールハウス構造において、前記フィンの幅寸法が前記アーチ部からの突出方向側へ向かうに従い小さく設定されている。

請求項４に記載のホイールハウス構造では、フィンの幅寸法がアーチ部からの突出方向側へ向かうに従い小さく設定されているため、フィンの車両幅方向内側を流れる第２空気流におけるフィンの車両幅方向外側への回り込みを良好にできる。これにより、第２空気流において渦流を効率よく発生させることができる。

請求項５に記載のホイールハウス構造は、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載のホイールハウス構造において、前記フィンが車両幅方向に複数並んで配置されている。

請求項５に記載のホイールハウス構造では、フィンが車両幅方向に複数並んで配置されているため、例えば、車両幅方向において第２空気流が発生する領域に対して有効に対応できる。
請求項６に記載のホイールハウス構造は、請求項５に記載のホイールハウス構造において、複数の前記フィンのうち、車両幅方向外側に位置する前記フィンは、車両幅方向内側に位置する前記フィンよりも車両下方側に配置されている。

請求項７に記載のホイールハウス構造は、請求項１〜請求項６の何れか１項に記載のホイールハウス構造において、前記フィンが前記アーチ部と一体に形成されている。

請求項７に記載のホイールハウス構造では、フィンがアーチ部と一体に形成されているため、部品点数の増加を抑制しつつ、車体の側方における空気乱れの発生を抑制できる。

請求項１に記載のホイールハウス構造によれば、車体の側方における空気乱れの発生を抑制できる。

請求項３に記載のホイールハウス構造によれば、第１空気流及び第２空気流のホイールハウスからの吹き出しを一層抑制できる。

請求項４に記載のホイールハウス構造によれば、第２空気流において渦流を効率よく発生させることができる。

請求項５に記載のホイールハウス構造によれば、車両幅方向において第２空気流が発生する領域に対して有効に対応できる。

請求項７に記載のホイールハウス構造によれば、部品点数の増加を抑制しつつ、車体の側方における空気乱れの発生を抑制できる。

本実施の形態に係るホイールハウス構造が適用された車両のホイールハウスを示す模式的な平面図である。図１に示されるホイールハウスを車両幅方向内側から見た模式的な側面図である。図１に示されるホイールハウスを車両前方側から見た模式的な断面図（図１の３−３線断面図）である。図３に示されるフィンに当たった第２空気流の流れを説明するための車両前方側から見た拡大した断面図である。（Ａ）〜（Ｃ）は、車両前方側から見たフィンの形状におけるバリエーションを示す断面図である。（Ａ）及び（Ｂ）は、車両左側から見たフィンの形状におけるバリエーションを示す断面図である。図３に示されるフィンの他の形状を示す斜視図である。

以下、図面を用いて本実施の形態に係るホイールハウス構造Ｓについて説明する。なお、図面では、車両前方を矢印ＦＲで示し、車両右方（車両幅方向一側）を矢印ＲＨで示し、車両上方を矢印ＵＰで示す。また、ホイールハウス構造Ｓでは、車両幅方向において左右対称に構成されているため、車両右方におけるホイールハウス構造Ｓについて説明して、車両左方におけるホイールハウス構造Ｓについての説明は省略する。

図１〜図３に示されるように、ホイールハウス構造Ｓは、車両１０の前部のホイールハウス１２に適用されている。ホイールハウス１２内には、例えば樹脂材により構成されたフェンダライナ１４が設けられている。フェンダライナ１４はアーチ部１６を有しており、アーチ部１６は側面視で車両下側へ開放された略半円筒状に形成されている。そして、アーチ部１６の径方向内側には、「前輪」としてのフロントタイヤ１８が配置されており、フロントタイヤ１８の転舵を許容するようにアーチ部１６がフロントタイヤ１８を車両上側から覆っている。これにより、アーチ部１６とフロントタイヤ１８との間には空間が形成されている。

また、図３に示されるように、アーチ部１６の車両幅方向外側の部分は、車両前方から見た断面視で、車両幅外側へ向かうに従い車両下方側へ傾斜されている。そして、アーチ部１６の車両幅方向外側の縁部が、車両１０の意匠面を構成するフェンダパネル２０に結合されており、アーチ部１６の車両幅方向内側の縁部はエプロンアッパメンバ（図示省略）に結合されている。

図１〜図３に示されるように、アーチ部１６には、車両幅方向外側の部分において、一対のフィン３０が一体に形成されている。このフィン３０は、アーチ部１６から車両下方側へ突出されて、アーチ部１６の周方向（平面視で略車両前後方向）に延びると共に、車両幅方向に並んで配置されている。そして、フィン３０の長手方向（車両前後方向）の寸法Ｌが、フィン３０の幅寸法Ｗよりも大きく設定されている（図１参照）。

さらに、正面視でフィン３０の外形は略三角形状を成しており、これにより、フィン３０の幅寸法Ｗがフィン３０の突出方向側へ向かうに従い小さくなるように設定されている。また、フィン３０の前端部３２は、側面視で車両前方側へ向かうに従いアーチ部１６に接近する方向へ直線状に傾斜されると共に、平面視で幅寸法Ｗが車両前方側へ向かうに従い小さくなるように形成されている。さらに、フィン３０の後端部３４は、側面視で車両後方側へ向かうに従いアーチ部１６に接近する方向へ曲線状に傾斜されると共に、平面視で幅寸法Ｗが車両後方側へ向かうに従い小さくなるように形成されている。すなわち、フィン３０の前端部３２及び後端部３４では、フィン３０の長手方向から見た断面形状がフィン３０の長手方向外側へ向かうに従い小さくなるように構成されており、フィン３０の外周面が、フィン３０の前端及び後端においてアーチ部１６の内周面に収束されている。

また、正面視でフロントタイヤ１８の車両幅方向中央を通過し且つ車両上下方向に延びる基準線Ｃ１よりも車両幅方向外側にフィン３０が配置されている（図３参照）。さらに、側面視でフロントタイヤ１８の中心を通過し且つ車両上下方向に延びる基準線Ｃ２よりも車両後方側にフィン３０が配置されている（図２参照）。そして、図１に示されるように、フィン３０は、平面視で（詳しくは、アーチ部１６の径方向外側から見て）車両後方側へ向かうに従い車両幅方向外側へ傾斜されている。なお、本実施の形態では、車両前後方向に延びる基準線Ｃ３とフィン３０との成す角度θが１０°に設定されている。

次に本実施の形態の作用及び効果について説明する。

上記のように構成されたホイールハウス構造Ｓが適用された車両１０では、フロントタイヤ１８の上部が、フェンダライナ１４のアーチ部１６によって車両上側から覆われている。

ところで、ホイールハウス１２内では、ホイールハウス１２の前端部に流れ込んだ空気流（以下、第１空気流Ｆ１と称する）が、フロントタイヤ１８の外周部に沿って車両上方側へ駆け上がるように流れる（図１及び図２にて点線で示される矢印Ｆ１参照）。そして、フロントタイヤ１８の外周部に沿って駆け上がった第１空気流Ｆ１は、フロントタイヤ１８の略車両前後方向中央の位置において、ホイールハウス１２から車両幅方向外側へ吹き出す傾向にある。

また、ホイールハウス１２内では、フロントタイヤ１８の車両前後方向中央（基準線Ｃ２）よりも若干車両後方側の位置において、略車両前方側へ流れる逆流（以下、第２空気流Ｆ２と称する）がホイールハウス１２から車両幅方向外側へ吹き出す傾向にある（図１及び図２にて点線で示される矢印Ｆ２参照）。具体的には、ホイールハウス１２から車両幅方向外側へ吹き出す第１空気流Ｆ１に引き込まれる空気流がホイールハウス１２内に生じる。さらに、当該空気流に、車両のエンジンルームからホイールハウス１２内へ吹き出される圧力の高い空気流れや、フロントタイヤ１８が回転することで生じる回転流れが加わることで、上述の第２空気流Ｆ２が発生する。

そして、ホイールハウス１２内から車両幅方向外側へ吹き出す第２空気流Ｆ２によって、第１空気流Ｆ１におけるホイールハウス１２から車両幅方向外側への吹き出しが大きくなる（図１にて点線で示される矢印Ｆ１参照）。これにより、車体の側方において空気乱れが発生する可能性がある。

ここで、アーチ部１６には、フィン３０が一体に形成されており、フィン３０は、アーチ部１６から車両下方側へ突出されると共に、アーチ部１６の周方向に延びている。また、側面視でフロントタイヤ１８の中心（基準線Ｃ２）よりも車両後方側で且つ正面視でフロントタイヤ１８の車両幅方向中央（基準線Ｃ１）よりも車両幅方向外側に、フィン３０が配置されている。すなわち、ホイールハウス１２内における第２空気流Ｆ２の近傍にフィン３０を配置できる。

これにより、第２空気流Ｆ２がフィン３０に当たることで、第２空気流Ｆ２が渦流となってホイールハウス１２内を流れる（図１及び図２にて実線で示される矢印Ｆ２を参照）。つまり、図４に示されるように、フィン３０の車両幅方向内側面に第２空気流Ｆ２が当たると、フィン３０に対して車両幅方向内側の空間Ａ１（図４の２点鎖線で示される領域）の圧力が高くなり、フィン３０に対して車両幅方向外側の空間Ａ２（図４の２点鎖線で示される領域）の圧力が低くなる。これにより、フィン３０に対して車両幅方向内側を流れる第２空気流Ｆ２が、フィンの外周面に沿ってフィン３０の車両幅方向外側へ回り込むように流れつつ（図４の矢印Ｆ２参照）、フィン３０の長手方向に沿って車両前方側へ流れる。これにより、第２空気流Ｆ２が渦流となる（図１及び図２にて実線で示される矢印Ｆ２を参照）。

そして、第２空気流Ｆ２が渦流となることで、第２空気流Ｆ２の一部が熱エネルギに変換されて、第２空気流Ｆ２の流れが弱くなる。これにより、第２空気流Ｆ２におけるホイールハウス１２から車両幅方向外側への吹き出しが抑制される。

さらに、第２空気流Ｆ２におけるホイールハウス１２から車両幅方向外側への吹き出しが抑制されると、第１空気流Ｆ１におけるホイールハウス１２から車両幅方向外側への大きな吹き出しが抑制される。このため、ホイールハウス１２から吹き出される第１空気流Ｆ１は、車体に沿って車両後方側へ流れる（図１にて実線で示される矢印Ｆ１を参照）。これにより、ホイールハウス１２から第１空気流Ｆ１が吹き出すことによる車体の側方の空気乱れが抑制される。その結果、車両１０のｃｄ値（空気抵抗係数）を低減することができ、ひいては車両１０の操縦安定性も向上できる。以上により、車体の側方における空気乱れの発生を抑制できる。

また、圧力の高いホイールハウス１２内から圧力の低いホイールハウス１２外（車体の側方）へ第１空気流Ｆ１が吹き出すため、第１空気流Ｆ１は、正面視で時計回りの渦成分を有している。一方、フィン３０が、平面視で車両後方側へ向かうに従い車両幅方向外側へ傾斜されているため、第２空気流Ｆ２は、正面視で時計回りの渦流となり易くなる。すなわち、第１空気流Ｆ１と第２空気流Ｆ２とは、正面視で同じ方向の渦成分となる。このため、正面視で同じ方向の渦成分を有し且つ大きさの異なる第１空気流Ｆ１と第２空気流Ｆ２とが当たるため、第１空気流Ｆ１及び第２空気流Ｆ２が互いに打消し合うように作用する。これにより、第１空気流Ｆ１及び第２空気流Ｆ２のホイールハウス１２から車両幅方向外側への吹き出しを一層抑制できる。

さらに、フィン３０の幅寸法Ｗが、フィン３０の突出方向側へ向かうに従い小さくなるように設定されている。このため、フィン３０の車両幅方向内側を流れる第２空気流Ｆ２におけるフィン３０の車両幅方向外側への回り込みを良好にできる。これにより、第２空気流Ｆ２において渦流を効率よく発生させることができる。

また、一対のフィン３０は車両幅方向に並んで配置されている。これにより、例えば、車両幅方向において第２空気流Ｆ２が発生する領域に対して有効に対応できる。

さらに、フィン３０がアーチ部１６と一体に形成されている。このため、部品点数の増加を抑制しつつ、車体の側方における空気乱れの発生を抑制できる。

なお、本実施の形態では、正面視でのフィン３０の外形形状が略三角形状に形成されているが、フィン３０の外形形状はこれに限らない。例えば、図５（Ａ）に示されるように、正面視でのフィン３０の外形形状を台形状に形成してもよいし、図５（Ｂ）に示されるように、正面視でのフィン３０の外形形状を略半円形状に形成してもよい。また、図５（Ｃ）に示されるように、正面視でのフィン３０の外形形状を台形状に形成すると共に、フィン３０の幅寸法Ｗを小さく設定してもよい。

また、本実施の形態では、側面視でフィン３０の前端部３２が曲線状に傾斜されており、フィン３０の後端部が曲線状に傾斜されているが、側面視でのフィン３０の形状はこれに限らない。例えば、図６（Ａ）に示されるように、側面視でフィン３０の前端部３２及び後端部３４を曲線状に傾斜させてもよい。また、図６（Ｂ）に示されるように、側面視でフィン３０の前端部３２及び後端部３４を直線状に傾斜させてもよい。

さらに、フィン３０の長手方向の長さは、各種車両に対応して任意に設定できる。例えば、フィン３０の長手方向の長さを比較的長く設定して、正面視でフィン３０の一部（例えばフィン３０の前端部３２）を基準線Ｃ１に対して車両幅方向内側に配置するように構成してもよい。さらに、この場合には、図７に示されるように、フィン３０の先端部を側面視で凹凸状に形成してもよい。この場合には、車両下方から見て、フィン３０の先端部における凸状に形成された部分の回りに、比較的小さい渦流が第２空気流Ｆ２とは別に発生する。そして、この渦流によって第２空気流Ｆ２の車両前方側への流れ強さを調整できる。これにより、フィン３０の先端部における凹凸形状を適宜変更することで、各種車両に対応して第２空気流Ｆ２の流れ強さを調整できる。

また、本実施の形態では、フィン３０がアーチ部１６の周方向に１箇所形成されているが、各種車両におけるハイルハウス１２内の空気流の特性に対応してフィン３０をアーチ部１６の周方向に複数箇所形成してもよい。

さらに、本実施の形態では、一対のフィン３０が車両幅方向に並んで配置されている。これに代えて、フィン３０を１箇所形成してもよいし、フィン３０を車両幅方向に３箇所以上形成してもよい。

また、本実施の形態では、平面視でフィン３０が車用後方側へ向かうに従い車両幅方向外側に傾斜されており、基準線Ｃ３とフィン３０との成す角度が１０°に設定されているが、基準線Ｃ３とフィン３０との成す角度は任意に設定することができる。例えば、基準線Ｃ３とフィン３０との成す角度を４５°以下に設定してもよい。また、フィン３０を車両前後方向に沿うよう（基準線Ｃ３とフィン３０との成す角度を０°）に配置してもよい。

また、本実施の形態では、フィン３０がアーチ部１６に一体に形成されているが、フィン３０とアーチ部１６とを別体で構成して、例えばスナップフィット構造等によってフィン３０をアーチ部１６に固定してもよい。

１２ホイールハウス
１４フェンダライナ
１６アーチ部
１８フロントタイヤ（前輪）
３０フィン
Ｓホイールハウス構造
Ｗ幅寸法

Claims

ホイールハウス内に配置され、前輪の上部を車両上方側から覆うアーチ部を有するフェンダライナと、
前記アーチ部から車両下方側へ突出され、前記アーチ部の周方向に沿って延びると共に、側面視で前記前輪の中心よりも車両後方側に且つ正面視で前記前輪の車両幅方向中央よりも車両幅方向外側に全部又は一部が配置されたフィンと、
を備え、
前記フィンの外周面は、前記フィンの前端部及び後端部において前記アーチ部の内周面に収束されているホイールハウス構造。
前記フィンは、側面視で前記前輪の中心よりも車両後方側に且つ正面視で前記前輪の車両幅方向中央よりも車両幅方向外側に全体が配置されている請求項１に記載のホイールハウス構造。
平面視で前記フィンが車両後方側へ向かうに従い車両幅方向外側へ傾斜された請求項１又は２に記載のホイールハウス構造。
前記フィンの幅寸法が前記アーチ部からの突出方向側へ向かうに従い小さく設定された請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のホイールハウス構造。
前記フィンが車両幅方向に複数並んで配置された請求項１〜請求項４の何れか１項に記載のホイールハウス構造。
複数の前記フィンのうち、車両幅方向外側に位置する前記フィンは、車両幅方向内側に位置する前記フィンよりも車両下方側に配置されている請求項５に記載のホイールハウス構造。
前記フィンが前記アーチ部と一体に形成された請求項１〜請求項６の何れか１項に記載のホイールハウス構造。