JPS61249879A - 乗用車用空力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、流線形車体後部、段付き車体後部または流線
形一段付き車体後部の後方の範囲に設けられ、かつ案内
要素と翼面形状の翼とからなり、翼と案内要素が高さ方
向で互いに間隔をおいて延び、ノズル状の隙間が空力装
置に設けられている、乗用車のための空力装置に関する
。

〔従来の技術〕

流線形段付き車体後部を備えた乗用車の公知の空力装置
（西独国特許公開第３１３２３６９号明細書）は、リア
ゲートに固定された案内要素（スポイラ−）と車体後部
に張設された翼とからなっている。

この場合、翼は案内要素に対して前方および後方へずら
して設けられている。

この構造の場合、翼は流れの剥離、従って案内要素の手
前の止水域を阻止するために役立つ。これは実質的に、
丸い翼前縁と後部上面の間での流れの収縮によって行わ
れる。この翼はその長さが短いので“（スポイラ−長さ
の約半分）、言うに値する程の押し下げ力を得るために
条件付きでのみ適している。

この構造の場合、空気抵抗係数の減少と後車軸の押し下
げ力の増大は、案内要素によってだけしか達成されない
。更に、翼が比較的に高い位置にありかつ前方へずれて
いることにより、車両から後方への見通しが悪くなると
いう欠点がある。更に、翼と案内要素は大きな構造部品
を形成し、製作コストが大であり、そして高価な工具を
必要とする。

更に、所望の押し下げ力を生じるために、案内要素を後
部上の比較的に高いところに設けなければならない。そ
のため、大きな止水域が後部に発生し、空気抵抗係数を
高めることになる。

更に、スポイラ−の場合には上面だけしか押し下げ力の
発生のために利用できない。

〔発明の目的〕

本発明の課題は、構造高さを低くすると共に後方の良好
な見通しを保証し、更に全空気抵抗を小さくすると共に
後車軸の効果的な押し下げを達成するように、乗用車の
車体後部範囲に設けた空力装置を形成することである。

〔発明の構成〕

この課題は本発明に従い、ノズル状の隙間が翼とその下
にある案内要素によって形成され、かつ垂直方向に延び
る平面にある人口を備え、案内要素の後方の縁が、翼の
長さの約１／３〜１／２のところに設けられていること
によって解決される。

本発明の好ましい実施態様は特許請求の範囲第２〜１２
項に記載しである。

〔発明の効果〕

本発明によって得られる主要な利点は、翼と案内要素を
本発明に従って配置形成することによって次のような空
力装置が形成されることにある。

すなわち、後方の見通しが良好で、構造がコンパクトで
あり（構造高さが低い）、空気抵抗係数に対するリフト
の比（ＣＡ／ｃｗ）が大幅に改善される空力装置が形成
されることにある。

車体後部に対して姿勢を定めた翼とそのすぐ下に設けた
案内要素により、翼の上面と下面に押し下げ力が発生す
る。車体後部翼と車体後部上面の間隔を比較的に狭くし
たことにより、流れ減速の一部が車体後部にも働く。こ
れは後車軸の押し下げ力を更に増大し、空気抵抗を更に
減少することになる。

更に、案内要素によって流れの方向を変えることにより
、案内要素と翼下面の間のノズル状隙間において流れが
加速されると共に、翼の迎え角が大きい場合にも、凸形
に湾曲した翼下面に流れが接触する。それによって、翼
の押し下げ力が大きくなる。更に、ノズル状の隙間で加
速される流れによって、後部の止水域の高さが減少する
。これは、エネルギーに富むノズル流れが剪断力に基づ
いて、エネルギーの少ない止水域の流れの一部を後方へ
連行し、従って止水域が小さくなること（巻き込み効果
）によって、達成される。これは更に、空気抵抗を減ら
すことになる。

〔実施例〕

以下、図に示した本発明の実施例を詳しく説明する。

乗用車ｌは図示の範囲に、揺動可能なゲート３を備えた
車体２を含んでいる。このゲートはその上側が、図示し
ていないヒンジを介して隣の屋根４に枢着されている。

ゲート３はリアウィンドーガラス５と、このリアウィン
ドーガラス５の周囲を取り囲むフレーム６とによって形
成されている。

リアウィンドーガラス５は縦断面で見て、剥離の無い屋
根後縁下方流れとリアウィンドーガラス上方流れが保証
されるような傾斜角を有する。第１〜４図では、流線形
後部状に、すなわちファーストバック状に形成された乗
用車ｌの後方の範囲７に、空力装置８が設けられている
。この空力装置により、車両の空気抵抗が小さくなると
共に、走行時の後車軸の動的な車輪押圧（押し下げ）が
改善される。

空力装置８は、翼９と、その下に設けられた案内要素１
０からなっている。この翼と案内要素は互いにノズル状
の隙間１１を形成する。この場合、隙間１１の入口１２
は垂直に延びる平面Ａ−Ａ内にある。すなわち、翼９と
案内要素ＩＯの前縁１３．１４は上から見て、はぼ重な
るように形成されている（第４図）。前縁１３，１４は
第４図に示すように、直線状に延びていてもよく、また
一点鎖線で示すように湾曲した形をしていてもよい。

リアウィンドーガラスの上に張設された翼９は、横断面
が翼面形状となっている。翼の下面１５は凸形に湾曲し
、翼の前端はノーズ状丸み１６を備えている。翼９は車
体後部の剥離しない流れ範囲に一流れに接して一般けら
れ、乗用車の幅の主要な部分にわたって延びている。第
１図において、翼９は横方向外側に位置するウェブ１７
を介して案内要素１０に連結され、一つの構造ユニット
１８を形成している。この場合、ウェブ１７は、下方お
よび前方へ向かって横断面積が連続的に減少しながら、
フレーム６の側方の脚部１８に沿って張設されている。

構造ユニット１８は適当な方法で車体後部またはゲート
３に固定されている。

しかし、垂直に延びる壁部分２０によってウェブ１７を
形成することができる。この壁部分は上にある翼９とそ
の下にある案内要素ＩＯを連結する。第４図に示すよう
に、ウェブ■７の代わりに、外面２１に対してずらして
設けられた点線で示すウェブ１７’を設けてもよいし、
また空力装置８の中央の範囲にウェブ１７″を設けても
よい。

案内要素ＩＯは翼９の長さし、よりもはるかに短い長さ
Ｌｌを有し、かつ尖った縁のように形成された案内要素
１０の後方の剥離縁２２、すなわち尖端縁が、翼９の長
さり、の約１／３〜１／２のところに設けられるように
形成されている。第２図では、案内要素１０の横断面は
ほぼ三角形である。この場合、案内要素１０の上面２３
は少なくとも範囲Ｃがその上にある翼９の下面１５に対
してほぼ平行に延びている。

翼９と案内要素１０の間のノズル状隙間１１は、構造ユ
ニット１８の全幅にわたって延びていて、ほぼ一定の横
断面積を有する。縦断面で見て（第３図）、ノズル状の
隙間１１の横断面積は、垂直方向に延びる面Ａ−Ａの範
囲が最も大きくなっている。それに続く範囲Ｂでは横断
面積が連続的に小さくなっている。これに対して、それ
に続く範囲Ｃでは横断面積がほぼ一定である。案内要素
１０と翼９はリアゲート３の後端を越えて部分的に突出
している。

しかし、別個の部品によって案内要素１０を形成しても
よい。この案内要素は車体後部の上面に載せられ、かつ
従来のごとく固定される。

段付き車体後部型の乗用車（第５図）または流線形段付
き車体後部型の乗用車（第６図）の場合には、翼下面に
対してほぼ平行に延びる車体後部壁部分によって案内要
素１０を形成してもよい。

すなわち、案内要素を車体と一体化してもよい（図示し
ていない）。

後部の形状に応じて、範囲Ｃの隙間の高さは約３５〜１
ｏＯａ＋ｍになる。第１図に示した乗用車の場合には、
翼長さが１８０＋ｎｍのときに隙間高さが約４０ｍｒａ
であると非常に好ましいことが判った。

隙間高さが３５ｍｍ以下のときは、得ようとしている空
力装置の機能がもはや達成されない。翼長さに対する隙
間高さの比は、乗用車の後部傾斜角度に応じて約１＝２
〜ｌ；５になる。

リアウィンドーガラス流れに対する翼９と案内要素ＩＯ
の姿勢すなわち迎角は車両によって異なり、風洞内での
測定によって経験的に検出される。

第３図では、案内要素ＩＯの上面２３がほぼ水平に向い
ている。第５．６図では、案内要素１０の上面２３が水
平に対して鋭角αをなしてのびていて、走行方向Ｂと反
対方向に登り勾配になるように形成されている。

乗用車の走行時に、リアウィンドーガラス５から剥離し
ないで通過する空気流２４は、姿勢を定められた翼９に
よって、翼上方流れ２５と翼下方流２６に分割される。

翼９を車体後部上方流２４に対して迎え角を生じるよう
に姿勢を定めることにより、翼上面上の流れ速度が低下
し、翼下面１５上の流れ速度が増大する。従って、押し
下げカが翼９の両側で発生する。翼９の上面には、流れ
が遅くなることによって高い圧力域が発生し、押し下げ
力を生じるように作用する。これに対して、翼９の下面
１５には、隣の車体後部上面２７よりも低い圧力すなわ
ち負圧が発生する。この低い圧力は同様に押し下げ力を
生じるように作用する。

案内要素ＩＯによって、翼下面１５全体に沿って剥離の
ない流れが保証される。更に、ノズル状の隙間内で加速
される空気流２８によって、車体後部の止水域２９の高
さＨが減少する。これは、エネルギーに富む空気流２８
が、剪断力に基づいて、エネルギーの少ない止水域２９
の流れの一部を巻き添えにして連れ去り、従って止水域
２９が小さくなること（巻き込み効果）によって達成さ
れる。

これは空気抵抗を減少させる。

案内要素１０を配置および形成することにより、空気流
２６の方向を変えることができる。案内要素ＩＯの上面
での方向変換により、ノズル状の隙間１１の入口１２の
範囲には、正の圧力域（相対的な過圧）が発生する。こ
の圧力域は、案内要素１０のところと案内要素のすぐ手
前で、押し下げ力と空気抵抗減少を生じる。翼９と案内
要素１０による空気流２４の方向変換は、車体後部上面
のその手前の範囲において相対的な過圧を誘導すること
になる（堰止め効果）。

後部止水域高さＨの減少は、床下流れのエネルギーが大
きければ大きい程、効果的である。これは特に、床下が
滑らかな面であるときに該当する。

上方へ流れ去る床下の空気層３０と後部止水２９の間に
は、空力装置８の上方範囲と同じ効果が生じる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、車体後部に設けられた空力装置を備えた乗用
車を後方から見た斜視図、第２図は本発明に係る空力装
置を備えた乗用車の部分断面側面図、第３図は第２図の
拡大詳細図、第４図は空力装置の平面図、第５図は段付
き車体後部型車両のための空力装置の第２図と同様な９
０度だけ回転させた図、第６図は流線形段付き車体後部
型車両のための空力装置の第２図と同様な図である。 ８　・・・空力装置 ９　・・・翼 ＩＯ・・・案内要素 １１・・・隙間 １２・・・入口 Ａ−Ａ・・・垂直な平面 り、　・・・翼の長さ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、流線形車体後部、段付き車体後部または流線形−段
   付き車体後部の後方の範囲に設けられ、かつ案内要素と
   翼面形状の翼とからなり、翼と案内要素が高さ方向で互
   いに間隔をおいて延び、ノズル状の隙間が空力装置に設
   けられている、乗用車のための空力装置において、ノズ
   ル状の隙間（１１）が翼（９）とその下にある案内要素
   （１０）によって形成され、かつ垂直方向に延びる平面
   （Ａ−Ａ）にある入口（１２）を備え、案内要素（１０
   ）の後方の剥離縁（２２）が、翼（９）の長さ（Ｌ＿２
   ）の約１／３〜１／２のところに設けられていることを
   特徴とする空力装置。 ２、翼（９）と案内要素（１０）の前縁（１３、１４）
   が、上から見て重なるように形成されていることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の空力装置。 ３、翼（９）が横方向外側にあるウェブ（１７）を介し
   て案内要素（１０）に連結され、一つの構造ユニット（
   １８）を形成していることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の空力装置。 ４、案内要素（１０）が別個の部品として形成され、こ
   の部品が車体後部の上面に載置固定されていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の空力装置。 ５、案内要素（１０）が、翼（９）の下面（１５）に対
   してほぼ平行に延びる車体後部の壁部分によって形成さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   空力装置。 ６、ノズル状の隙間（１１）の横断面が、垂直方向に延
   びる平面（Ａ−Ａ）の範囲において最大であり、それに
   続く、翼（９）の前方のノーズ状丸み（１６）の範囲（
   Ｂ）において連続的に小さくなり、そしてそれに続く範
   囲（Ｃ）においてほぼ一定であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の空力装置。 ７、案内要素（１０）の上面（２３）の少なくとも範囲
   （Ｃ）が、その上にある翼下面（１５）の部分に対して
   ほぼ平行に延びていることを特徴とする特許請求の範囲
   第６項記載の空力装置。 ８、乗用車の車体後部が、リアウインドーガラスを備え
   た揺動可能なゲートによって流線形をしており、翼（９
   ）と案内要素（１０）がゲート（３）に設けられ、案内
   要素（１０）と翼（９）の上面（２３）が、リアウイン
   ドーガラス傾斜に対して迎え角状に姿勢を定められてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第６項
   記載の空力装置。 ９、案内要素（１０）と翼（９）の一部がゲート（３）
   を越えて突き出ていることを特徴とする特許請求の範囲
   第８項記載の空力装置。 １０、翼（９）と案内要素（１０）の間の隙間（１１）
   が、空力装置（８）の横方向全長にわたってほぼ一定で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の空力
   装置。 １１、範囲（Ｂ）の隙間（１１）の高さが約３５〜１０
   ０ｍｍであることを特徴とする特許請求の範囲第１項ま
   たは第１０項記載の空力装置。 １２、翼長さに対する隙間高さに比が、車体後部の傾斜
   に応じて、約１：２〜１：５であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の空力装置。