JP2842119B2 - 車両用気流制御装置 - Google Patents
車両用気流制御装置Info
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Description
車体表面に沿って流れる走行風のため車体後部に揚力が
発生して後輪荷重が減少することにより操縦安定性を損
なうおそれがあるが、本発明は、この走行風により生じ
る揚力を減少させる装置に関する。
イラは、実開昭64ー62980号公報第1図及び第2
図に例示されているように、車両のトランクリッド後端
に車幅方向へ延びるように設置され、前後方向における
その縦断面がほぼ三角形で、前部から後方に向かって高
くなる形状を有しており、車両の走行中にリヤウインド
上からトランクリッド上面に流れる空気を上記リヤスポ
イラによりせき止めるようにして、トランクリッド上面
に作用する走行負圧を減少させ、これにより車体後部に
生じる揚力を低減させて、車両の操縦安定性を向上させ
ている。しかしながら、前記のような装置は車両走行中
に車体後部に生じる揚力を低減させることはできるが、
他方、車両の走行に対する空気抵抗を増大させる不具合
があった。
に車体後部に生じる揚力の低減を図りながら、車両の走
行に対する空気抵抗の増大を大幅に低減させることので
きる気流制御装置を提供しようとするものである。
記の相反する課題を解決するために、車両の後部におけ
る気流の状況について種々の研究を行った結果、次のよ
うな事実を解明した。すなわち、図17及び図18に示
すように、車両走行中における車両後部の空気の流れは
ルーフ1を越えて後方に流れる気流Aと、左右の車体側
面に沿い後方に流れてからリヤピラー2よりリヤウイン
ドガラス3上に流れ込む気流Bとからなり、気流Bはリ
ヤウインドガラス3上に左右から流れ込むときそれぞれ
強い渦4を形成し、リヤウインドガラス3上からトラン
クリッド5上を通って車体の後方に流れ去っていく。
れば図18に2点鎖線で示されているように、リヤウイ
ンドガラス3から離れて流れるが、気流Bがリヤウイン
ドガラス3とトランクリッド5の上面で強い渦4を形成
しているので、この渦4により生じた負圧のため気流A
は下方に付勢されて、図18に1点鎖線で示されている
ようにリヤウインドガラス3及びトランクリッド5の上
面にきわめて接近するように流れ、かつ、渦4により付
勢されることによって後方へ加速されることになる。上
記のように、気流Bの存在により気流Aがリヤウインド
ガラス3及びトランクリッド5の上面にきわめて接近し
て後方へ高速で流れ、このため、リヤウインドガラス3
及びトランクリッド5の上面に負圧が作用して車体後部
に揚力が発生し、車両の操縦安定性に悪影響を及ぼして
いた。
から、車幅方向中央への上記気流Bの流入を抑制するこ
とにより上記問題点の解決が可能であることが見いださ
れた。すなわち、本発明にかかる車両用気流制御装置
は、ルーフパネルの後部から後方に向かって下方に傾斜
して延びる傾斜部と同傾斜部から後方に向かって延びる
棚状のデッキ部を有する車両において、上記デッキ部の
上面に、上記デッキ部上を後方に流れる空気を両側方及
び上方へ付勢する斜面部を有する付勢手段が形成されて
いる。
沿い後方に流れてからリヤピラーより傾斜部上に流れ込
む左右の気流Bは、傾斜部の上面で渦を形成して後方へ
流れるが、デッキ部の上面に形成された付勢手段により
気流Bが両側方へそれぞれ付勢される結果、気流Bは車
幅方向中央付近への流入が抑制されるので、ルーフを越
えて後方に流れる気流Aが気流Bにより下方に付勢され
ることは制止される。従って、気流Aは傾斜部及びデッ
キ部の上面から比較的大きく離れて後方へ流れるので、
傾斜部及びデッキ部の上面に生じる揚力は低減され、ま
た、デッキ部の上面に形成された付勢手段は気流Bを両
側方へそれぞれ付勢するが、気流Bをせき止めることが
ないため、車両走行に対する空気抵抗を格別増加させる
こともない。
部分には同一符号を付けて説明する。図1に示す第1実
施例において、乗用車のルーフパネル1の後部から後方
に向かってリヤウインドガラス3が下方に傾斜して設け
られ、車体の傾斜部を構成していると共に、リヤウイン
ドガラス3の左右にはリヤピラー2が配置され、リヤウ
インドガラス3の下端から後方に棚状のデッキ部を構成
するトランクリッド5が設けられ、トランクリッド5上
面の後端中央部に気流制御装置6が設置されている。
し、後方に向かって高くなる稜線が車幅方向の中央に位
置し、この稜線の左右にそれぞれ側方に向かって下方に
傾斜する斜面部7、7が形成され、斜面部7、7がトラ
ンクリッド5の上面に接する前端縁8、8は後方に向か
って末広がり状となっていると共に、気流制御装置6の
後面9はほぼ上方に立ち上がった形状をしている。
の流れはルーフ1を越えて後方に流れる気流Aと、左右
の車体側面に沿い後方に流れてからリヤピラー2よりリ
ヤウインドガラス3上に流れ込む気流Bとからなり、気
流Bはリヤウインドガラス3上に左右から流れ込むとき
それぞれ渦4を形成し、リヤウインドガラス3上からト
ランクリッド5上を渦巻きながら後方に流れようとする
が、この気流Bは気流制御装置6の斜面部7、7により
左右の両側方へそれぞれ付勢されるため、リヤウインド
ガラス3上の車幅方向中央付近へは流入しにくく、か
つ、トランクリッド5上において左右に分け隔てられる
ので、気流Bはリヤウインドガラス3及びトランクリッ
ド5の上面で強い渦を形成することが抑制されて、矢印
のように車体後方の両側方に向かって流れていく。
気流Aは、気流Bの渦4が弱いためリヤウインドガラス
3及びトランクリッド5側に付勢されにくく、リヤウイ
ンドガラス3及びトランクリッド5から離れて後方に流
れるので、気流A、Bによりリヤウインドガラス3及び
トランクリッド5の上面に作用する負圧は弱くなってい
る。また、気流制御装置6の斜面部7、7が気流Bを左
右の両側方へそれぞれ付勢するとき、気流Bから受ける
下方への分力によっても車体後部に生じる揚力を確実に
低減させることができる。
て、車両の操縦安定性を容易に向上させることができる
と共に、気流制御装置6が気流A、Bをせき止めること
がないため、従来のリヤスポイラと比較して車両走行に
対する空気抵抗を大幅に低減させることができる。すな
わち、車両走行に対する空気抵抗を増大させることな
く、車体後部に発生する揚力を低減させるという相反す
る命題を解決できたことになる。
部寸度を変化させた場合に、車両の空気抵抗係数CDが
変動する値ΔCDと、後輪揚力係数CLが変動する値Δ
CLの一例をそれぞれ示している。すなわち、図1にお
いて、ルーフパネル1の後端中央とトランクリッド5上
面の後端中央との間の高さをH、気流制御装置6の後端
頂点とトランクリッド5上面の後端中央との間の高さ
(気流制御装置6の最大高さ)をh、トランクリッド5
の幅をW、気流制御装置6の全幅をwとし、w/W≒
0.5でh/Hを種々変化させたときに得られた空気抵
抗係数変動値ΔCD及び後輪揚力係数変動値ΔCLが図
2に示されている。図2からよく判るように、ΔCLは
h/Hが大きくなるほど低減されるが、ΔCDの減少量
はh/Hが0.30のときに最も大きく、h/Hが0.
15〜0.40の範囲ならばΔCDの減少量が0.00
7以上となり、w/Wが変動しても一般的に上記と同様
に空気抵抗係数CDの十分な低減効果が得られるので、
h/Hは0.15〜0.40の範囲が好ましい。
させたときに得られた空気抵抗係数変動値ΔCD及び後
輪揚力係数変動値ΔCLが図3に示されている。図3か
らよく判るように、ΔCLはw/Wが大きくなるほど低
減されるが、ΔCDの減少量はw/Wが0.50のとき
に最も大きく、w/Wが0.30〜0.60の範囲なら
ばΔCDの減少量が0.007以上となり、h/Hが変
動しても一般的に上記と同様に空気抵抗係数CDの十分
な低減効果が得られるので、w/Wは0.30〜0.6
0の範囲が好ましい。
6の全幅w及び最大高さhを適宜選定することにより後
輪揚力係数CLを減少させながら空気抵抗係数CDを大
幅に低減させることができるので、気流制御装置6の設
置により車両の操縦安定性を向上させながら車両の走行
抵抗を減少させて燃費の悪化を容易に防止することがで
きる。なお、上記Wは車体後部のほぼ平坦となっている
デッキ部の全幅を意味し、例えばトランクリッドの左右
に設けられているフェンダの上端にそれぞれトランクリ
ッドに接続するほぼ平坦な部分が形成されている場合に
は、このフェンダの平坦部分も上記Wに含まれるもので
ある。
0.30〜0.60の範囲にあるのが好ましいが、図4
に示す第2実施例のように、気流制御装置6の前後方向
の長さが小さい場合には、w/Wが大きくとも空気抵抗
係数CDをそれほど増加させずに後輪揚力係数CLを減
少させることができる。
係数CDを増大させないで後輪揚力係数CLを低減させ
るため、図5に示すように、ルーフパネル1の後方延長
線とリヤウインドガラス3とのなす角度αを種々変化さ
せたところ、この角度αが20度以上であれば、上記作
用が良好であることが判明し、とくに角度αが30度付
近の場合にきわめて良好であった。
気抵抗係数CDを増大させないで後輪揚力係数CLを低
減させるため、図5に示すように、ルーフパネル1の後
端とトランクリッド5上面の後端とを前後方向に結ぶ直
線と、ルーフパネル1の後方延長線とのなす角度βを種
々変化させたところ、この角度βが10〜70度の範囲
で上記作用が良好であることが判明し、とくに角度αが
16度付近の場合にきわめて良好であった。
抗係数CDを増大させないで後輪揚力係数CLを低減さ
せるため、図5に示すように、ルーフパネル1の後端と
気流制御装置6の後端頂点とを前後方向に結ぶ直線と、
ルーフパネル1の後方延長線とのなす角度γを種々変化
させたところ、この角度γが10〜45度の範囲で上記
作用が良好であることが判明し、とくに角度γが15度
付近の場合にきわめて良好であった。
は、上記実施例と同様にトランクリッド5上面の後端中
央に設置され、トランクリッド5に接する斜面部7の前
端縁8が後方に向かって湾曲した末広がり状をしてお
り、気流制御装置6の前端から後方へ向かって高くなる
ほぼ三角形の頂面部10が形成されると共に、後面9に
は前方へ湾曲した凹部が形成され、図1の第1実施例と
同様な作用効果を奏することができる。
は、上記実施例と同様にトランクリッド5上面の後端中
央に設置され、左右の斜面部7、7の間に気流制御装置
6の前端から後方へ向かって高く、かつ、若干幅広くな
るほぼ台形の頂面部11が形成されており、図1の第1
実施例と同様な作用効果を奏することができると共に、
頂面部11によっても図1の気流Aが上方へ付勢される
ので、その反力により車体後部が積極的に下方に押さ
れ、車体後部に発生する揚力を低減させることができ
る。
装置6は、上記実施例と同様にトランクリッド5上面の
後端中央に設置され、左右の斜面部7、7の間に気流制
御装置6の前端から後方へ向かって高く、かつ、幅狭く
なるほぼ台形の頂面部12が形成されると共に、頂面部
12の後端部にほぼ水平の面13が形成され、また、水
平面13から左右へそれぞれ下方に傾斜して斜面部7、
7の後縁に接続される斜面部14、14が形成され、後
面9がトランクリッド5の後端よりも幾分後方に突出し
た形状をしていて、第4実施例と同様な作用効果を奏す
ることができる。
は、前記第3実施例の頂面部10を気流制御装置6の後
端にまで延長して、平坦面が広くなった形状の頂面部1
5をそなえ、後面9も平坦となっていて、上記実施例と
同様な作用効果を奏することができる。
制御装置6は、上記実施例と同様にトランクリッド5上
面の後端中央に設置され、両側方に対する中高部16が
上方に凸となった弧面を形成して後方に向かって高く、
かつ、中高部16からその両側へそれぞれ下方に傾斜す
る斜面部17が全体的に上方に若干凸となった弧面を形
成し、トランクリッド5の上面に接する前端縁18が後
方に向かって末広がり状となった形状をしていて、上記
実施例と同様な作用効果を奏することができる。
は、上方に若干凸となった弧面からなる左右の斜面部
7、7の間に、斜面部7、7の上縁より低くて気流制御
装置6の前端よりわずか後方から始まり後方へ向かって
高く、かつ、若干幅狭くなるほぼ台形の斜面部19が形
成され、斜面部19により図1における気流Aの上方へ
の付勢力が強められ、上記実施例と同様な作用効果を奏
することができる。なお、斜面部19の後端の幅w1の
大きさはトランクリッド5後端の幅Wの1/4以下が望
ましい。
は、上記実施例と同様にトランクリッド5上面の後端中
央に設置され、後方に向かって高くなる三角形の立面部
20と、この立面部20の後方頂部から左右両側へ下方
に傾斜する斜面部21、21とから構成され、トランク
リッド5上面に接する斜面部21、21の前端縁22、
22が後方に向かって末広がり状となっている。
を変化させた場合に、車両の空気抵抗係数CDが変動す
る値ΔCDと、後輪揚力係数CLが変動する値ΔCLの
一例をそれぞれ示している。すなわち、図14におい
て、気流制御装置6の全幅をw、最大高さをh、斜面部
21の翼弦長をl、気流制御装置6の前後方向の全長を
Lとし、図2及び図3の場合と同様にw/W≒0.5、
h/H≒0.3のとき、l/Lを種々変化させて得られ
た空気抵抗係数変動値ΔCD及び後輪揚力係数変動値Δ
CLが図15に示されており、l/L>0.4ならば前
記各実施例と同程度に後輪に生じる揚力を低減できると
共に、空気抵抗の軽減効果もあることがわかる。
6は、上記第9実施例の変形例であって、後方に向かっ
て高くなる三角形の立面部23の頂部後方に、後方に向
かって高くなる平坦な頂面部24が形成され、頂面24
から左右両側へ下方に傾斜する斜面部25、25がトラ
ンクリッド5上面に接する前端縁26、26は後方に向
かって末広がり状となっている。この実施例の場合に
は、頂面24の幅は気流制御装置6の全幅の1/3以下
で、気流制御装置6の前後方向の全長Lがトランクリッ
ド5の前後方向の全長の1/3以上であることが好まし
く、上記実施例と同様な作用効果を奏することができ
る。
流制御装置が設置されているが、それぞれ同形状の気流
制御装置をデッキ部の後部中央にデッキ部上面と一体的
に成形してもよいことはいうまでもなく、さらに、気流
制御装置としてのデザインや車両全体としてのデザイ
ン、あるいは、気流制御装置としての機能等を考慮し
て、前記実施例における平面的な各斜面部は部分的ある
いは全体的に上方へ凸もしくは下方へ凹となった湾曲面
を形成するようにし、また、前記実施例において上方へ
若干凸となった弧面の各斜面部は部分的あるいは全体的
に平面もしくは下方へ凹となった湾曲面を形成するよう
にし、さらにまた、前記実施例における各頂面部は部分
的あるいは全体的に上方へ凸もしくは下方へ凹となった
湾曲面を形成するようにしてもよいものである。
必要に応じてハイマウントストップランプ、ターンシグ
ナルランプ、後方確認の各種センサやカメラ等を組み込
むことができ、さらに、ラジオ、電話、テレビ、地図上
の車両位置センサ等のアンテナをも組み込むことができ
るので、この面からも上記気流制御装置の利用価値が高
いものである。
いては、車両走行中に左右のリヤピラーから傾斜部上に
流れ込む気流がデッキ部上面に形成された付勢手段によ
り両側方へそれぞれ付勢される結果、傾斜部及びデッキ
部の上面における気流が弱められて、車体後部に生じる
揚力が低減されると共に、車両走行に対する空気抵抗を
従来よりも大幅に低減させることができるので、車両の
操縦安定性を向上させつつ、車両の燃費改善に大きく貢
献することができる。
Claims (17)
- 【請求項1】 ルーフパネルの後部から後方に向かって
下方に傾斜して延びる傾斜部と同傾斜部から後方に向か
って延びる棚状のデッキ部を有する車両において、上記
デッキ部の上面に、上記デッキ部上を後方に流れる空気
を両側方及び上方へ付勢する斜面部を有する付勢手段が
形成された車両用気流制御装置。 - 【請求項2】 ルーフパネルの後部から後方に向かって
下方に傾斜して延びる傾斜部と同傾斜部から後方に向か
って延びる棚状のデッキ部を有する車両において、上記
デッキ部の上面に、上記デッキ部上を後方に流れる空気
を両側方へ付勢する斜面部と上方へ付勢する頂面部とを
有する付勢手段が形成された車両用気流制御装置。 - 【請求項3】 ルーフパネルの後部から後方に向かって
下方に傾斜して延びる傾斜部と同傾斜部から後方に向か
って延びる棚状のデッキ部を有する車両において、上記
デッキ部の上面に、上記デッキ部上を後方に流れる空気
を両側方へ付勢する左右の斜面部と、上記左右の斜面部
の間に位置して上記空気を上方へ付勢する頂面部とを有
する付勢手段が形成された車両用気流制御装置。 - 【請求項4】 請求項1において、上記斜面部が湾曲面
を有している車両用気流制御装置。 - 【請求項5】 請求項3において、上記斜面部が部分的
あるいは全体的に上方へ凸もしくは下方へ凹の湾曲面を
有している車両用気流制御装置。 - 【請求項6】 請求項1において、上記付勢手段が後方
に向かって末広がり状に形成された車両用気流制御装
置。 - 【請求項7】 請求項1において、上記デッキ部が車両
のトランクリッドである車両用気流制御装置。 - 【請求項8】 請求項1において、上記傾斜部は車体に
対して開閉可能なテールゲートにより形成され、上記デ
ッキ部は上記テールゲートの後端部が延長して形成され
た車両用気流制御装置。 - 【請求項9】 請求項1において、上記ルーフパネルの
後方延長線と上記傾斜部とのなす角度が20度以上であ
る車両用気流制御装置。 - 【請求項10】 請求項1において、上記ルーフパネル
の後端と上記デッキ部の後端とを前後方向に結ぶ直線
と、上記ルーフパネルの後方延長線とのなす角度が13
〜70度である車両用気流制御装置。 - 【請求項11】 請求項1において、上記ルーフパネル
の後端と上記斜面部の後端における頂点とを前後方向に
結ぶ直線と、上記ルーフパネルの後方延長線とのなす角
度が10〜45度である車両用気流制御装置。 - 【請求項12】 請求項1において、上記斜面部の後端
における頂点と上記デッキ部の後端上面との間の高さh
と、上記ルーフパネルの後端と上記デッキ部の後端上面
との間の高さHとの比h/Hが0.15〜0.40であ
る車両用気流制御装置。 - 【請求項13】 ルーフパネルの後部から後方に向かっ
て下方に傾斜して延びる傾斜部と同傾斜部から後方に向
かって延びる棚状のデッキ部を有する車両において、上
記デッキ部の上面に、上記デッキ部上を後方に流れる空
気を両側方へ付勢する斜面部を有する付勢手段が形成さ
れ、上記斜面部の車幅方向の長さwと、上記デッキ部の
幅Wとの比w/Wが0.30〜0.60である車両用気
流制御装置。 - 【請求項14】 ルーフパネルの後部から後方に向かっ
て下方に傾斜したリヤウインドと同リヤウインドの下端
部より後方へ延びる棚状のデッキ部を有する車両におい
て、上記デッキ部に設置され、上面が両側方に対し中高
で、かつ、後方に向かって高くなり、さらに、上記デッ
キ部の上面に接する前端縁が後方に向かって末広がり状
となっている車両用気流制御装置。 - 【請求項15】 ルーフパネルの後部から後方に向かっ
て下方に傾斜したリヤウインドと同リヤウインドの下端
部より後方へ延びる棚状のデッキ部を有する車両におい
て、上記デッキ部に設置され、後方に向かって頂部が高
くなる立面部と、同立面部からそれぞれ両側へ下方に傾
斜し上記デッキ部の上面に接する前端縁が後方に向かっ
て末広がり状となっている斜面部とを有する車両用気流
制御装置。 - 【請求項16】 ルーフパネルの後部から後方に向かっ
て下方に傾斜したリヤウインドと同リヤウインドの下端
部より後方へ延びる棚状のデッキ部を有する車両におい
て、上記デッキ部上面の車幅方向ほぼ中央に配置され後
方に向かって高くなる頂面部と、同頂面部の両側縁から
両側方へそれぞれ下方に傾斜すると共に前方に向かって
傾斜した斜面部とを有する車両用気流制御装置。 - 【請求項17】 請求項15または請求項16におい
て、上記頂部または上記頂面部の前後方向の長さLと、
上記斜面部の前後方向の長さ1との比1/Lが0.40
以上である車両用気流制御装置。
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