KR20100057681A

KR20100057681A - 차량용 공력구조

Info

Publication number: KR20100057681A
Application number: KR1020107007758A
Authority: KR
Inventors: 무네히로 히라노
Original assignee: 도요타 지도샤（주）
Priority date: 2007-09-11
Filing date: 2008-08-18
Publication date: 2010-05-31
Also published as: KR101068923B1; AU2008298470A1; JP2009067158A; AU2008298470B2; JP4333788B2; WO2009034814A1; BRPI0816720B1; CN101801769A; RU2423278C1; CN101801769B; BRPI0816720A2

Abstract

본 발명은 휠 하우스 내를 효과적으로 정류할 수 있는 차량용 공력구조를 얻는 것이다. 차량용 공력구조(10)는, 휠 하우스(14) 내에서의 전륜(15)의 회전축심보다 차체 전후방향의 뒤쪽에, 차폭방향으로 연장됨과 동시에 차체 상하방향의 하측을 향하는 공기류 충돌벽(24)과, 당해 공기류 충돌벽(24)의 차체 전후방향의 후단부로부터 차체 상하방향의 하향으로 연장 설치된 공기류 안내벽(22)과, 공기류 충돌벽(24)의 차체 전후방향의 전단부로부터 차체 상하방향의 상향으로 연장 설치된 별도의 공기류 안내벽(22)이 설치되어 있다. 공기류 충돌벽(24)의 전단과 공기류 안내벽(22)으로 이루는 볼록측 능선(Rf)은, 공기류 충돌벽(24)의 후단과 공기류 안내벽(22)으로 이루는 오목측 능선(Rr)에 대한 차체 전후방향의 돌출 높이가 차폭 방향을 향하여 서서히 변하고 있다.

Description

차량용 공력구조{AERODYNAMIC STRUCTURE FOR VEHICLE}

본 발명은, 휠 하우스 내의 공기류를 정류하기 위한 차량용 공력구조에 관한 것이다.

자동차의 휠 하우스 내에서의 차륜에 대한 앞쪽 또는 차폭 방향 안쪽에 배플을 고정하여 구성된 공력 스태빌라이저가 알려져 있다(예를 들면, 일본국 특표 2003-528772호 공보 참조). 또, 영국 특허출원공개 제2265785호 명세서에 개시하는 기술이 알려져 있다.

그러나, 상기와 같은 종래기술에서는, 휠 하우스로부터 배플이 돌출되어 있기 때문에, 차륜과의 간섭을 피하는 등의 여러가지 제약이 있어, 충분한 정류효과를 얻는 것이 곤란하였다.

본 발명은, 상기 사실을 고려하여, 휠 하우스 내를 효과적으로 정류할 수 있는 차량용 공력구조를 얻는 것이 목적이다.

본 발명의 제 1 형태에 관한 차량용 공력구조는, 휠 하우스 내에서의 차륜의 회전축심보다 차체 전후 방향의 뒤쪽에, 차폭 방향으로 연장됨과 동시에 차체 상하 방향의 아래쪽을 향하는 공기류 충돌벽과, 당해 공기류 충돌벽의 차체 전후 방향의 후단부로부터 차체 상하 방향의 하향으로 연장 설치된 하부 벽과, 상기 공기류 충돌벽의 차체 전후 방향의 전단부로부터 차체 상하 방향의 상향으로 연장 설치된 상부 벽이 설치되어 있고, 또한, 상기 공기류 충돌벽과 상기 상부 벽으로 이루는 모서리부는, 차폭 방향의 적어도 일부에서, 상기 공기류 충돌벽과 상기 하부 벽으로 이루는 모서리부에 대한 차체 전후 방향의 돌출 높이가 차폭 방향을 따라 서서 변하고 있다.

이 형태에 의하면, 차륜의 회전에 따라 당해 차륜의 뒤쪽으로부터 휠 하우스 내로의 공기류가 생긴다. 이 공기류의 일부는, 공기류 충돌벽에 충돌한다. 이에 의하여, 공기류 충돌벽과 하부 벽으로 형성되는 오목(홈) 형상 부분의 주위에서 압력이 상승하여, 휠 하우스로의 공기유입이 억제된다. 또, 공기류 충돌벽이 차륜의 회전중심보다 뒤쪽에 위치하기 때문에, 차륜 회전에 따르는 휠 하우스로의 공기유입이 상류(입구)측에서 억제되고, 휠 하우스로 유입한 공기가 옆쪽으로부터 배출되는 것이 억제된다.

그리고, 상기한 바와 같이 공기류 충돌벽을 가지는 차량용 공력구조에서는, 공기류 충돌벽과 상부 벽의 모서리부가 차륜측으로 볼록한 볼록부이어서, 회전하는 차륜에 감아 올려지는 돌 등이 충돌하기 쉬우나, 본 차량용 공력구조에서는, 상기 볼록부의 돌출 높이가 차폭 방향을 따라 서서히 변하고 있기 때문에, 상기 돌 등에 의한 손상(대미지)을 경감시킬 수 있다. 즉, 예를 들면 돌출 높이가 낮은 부분에서, 상기 돌 등의 충돌에 대한 강도가 증가하거나, 돌 등의 충돌 확률을 줄이는 구조로 할 수 있다.

이와 같이, 본 차량용 공력구조에서는, 휠 하우스 내를 효과적으로 정류할 수 있다.

상기 형태의 차량용 공력구조에 있어서, 상기 공기류 충돌벽은, 상기 휠 하우스는, 차폭 방향의 안쪽부분이 차폭 방향 바깥쪽 부분보다 차체 전후 방향의 뒤쪽에 위치하도록 형성되어 있고, 상기 공기류 충돌벽과 상기 상부 벽으로 이루는 모서리부는, 차폭 방향의 안쪽 끝을 포함하는 당해 차폭 방향의 적어도 일부에서, 상기 돌출 높이가 차폭 방향의 안쪽만큼 작아지도록 서서히 변하고 있다.

이 형태에 의하면, 예를 들면 차륜의 포락선과의 관계 상, 휠 하우스는 차폭 방향 바깥쪽 부분보다 안쪽 부분의 쪽이 차체 전후 방향의 뒤쪽에 위치하고 있다. 이 때문에, 휠 하우스의 차폭 방향 안쪽 끝에서 통상은, 공기류 충돌벽, 상부 벽(및 이들 모서리부를 차폭 방향 안쪽으로부터 덮는 안쪽 벽)으로 정점부가 형성되는 경우에서도, 본 차량용 공력구조에서는, 이 정점부가 형성되지 않게 되거나, 또는 정점부의 돌출 높이가 낮아지기 때문에, 당해 정점부의 손상(damage)를 경감할 수 있다.

상기 형태의 차량용 공력구조에 있어서, 상기 공기류 충돌벽과 상기 상부 벽으로 이루는 모서리부는, 상기 공기류 충돌벽의 차폭 방향의 안쪽 끝을 포함하는 당해 차폭 방향의 적어도 일부에서, 차체 전후 방향의 전단부 또는 후단부가 차폭 방향에 대하여 경사짐으로써, 상기 돌출 높이가 차폭 방향의 안쪽 만큼 작아지도록 서서히 변하고 있다.

이 형태에 의하면, 충돌벽과 상부 벽의 모서리부의 돌출 높이가 연속적으로 서서히 변하기 때문에, 서서히 변하는 구조의 도중에 모서리부(단부) 등이 형성되지 않는다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 관한 차량용 공력구조는, 휠 하우스 내를 효과적으로 정류할 수 있다는 우수한 효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 차량용 공력구조의 일부를 확대하여 나타내는 사시도,
도 2는 본 발명의 실시형태에 관한 차량용 공력구조의 개략 전체 구성을 모식적으로 나타내는 측단면도,
도 3은 도 1의 3-3선을 따른 평면 단면도,
도 4는 본 발명의 실시형태에 관한 차량용 공력구조의 일부를 확대하여 나타내는 측단면도,
도 5a는 본 발명의 실시형태에 관한 차량용 공력구조가 적용된 자동차의 사시도,
도 5b는 본 발명의 실시형태와의 비교예에 관한 자동차의 사시도,
도 6은 본 발명의 실시형태의 제 1 변형예에 관한 차량용 공력구조를 나타내는 도 3에 대응하는 평면 단면도,
도 7은 본 발명의 실시형태의 제 2 변형예에 관한 차량용 공력구조를 나타내는 도 3에 대응하는 평면 단면도,
도 8은 본 발명의 실시형태와의 비교예에 관한 차량용 공력구조를 나타내는 사시도이다.

본 발명의 실시형태에 관한 차량용 공력구조(10)에 대하여, 도 1 내지 도 5에 의거하여 설명한다. 또한, 각 도면에 적절하게 기재하는 화살표(FR), 화살표 (UP), 화살표(IN), 및 화살표(0UT)는, 각각 차량용 공력구조(10)가 적용된 자동차(S)의 전방향(진행방향), 상방향, 차폭 방향 안쪽, 및 바깥쪽을 나타내고 있고, 이하 간단하게 상하 전후 및 차폭 방향의 내외(內外)를 나타내는 경우는 상기 각 화살표 방향에 대응하고 있다. 또, 이 실시형태에서는, 차량용 공력구조(10)는, 각각 차륜으로서의 좌우의 전륜(15), 후륜(16)에 각각 적용되나, 각 차량용 공력구조(10)는 기본적으로 동일하게(좌우의 경우는 대칭) 구성되기 때문에, 이하, 주로 전륜용의 좌우 한쪽의 차량용 공력구조(10)에 대하여 설명하기로 한다.

도 2에는, 차량용 공력구조(10)가 적용된 자동차(S)의 앞 부분이, 차폭 방향안쪽에서 본 모식적인 측단면도로 나타나 있다. 또, 도 3에는, 자동차(S)의 앞 부분이, 모식적인 평면 단면도로 나타나 있다. 이들 도면에 나타내는 바와 같이, 자동차(S)는, 그 차체를 구성하는 프론트 휀더 패널(12)을 구비하고 있고, 프론트 휀더 패널(12)에는, 전륜(15)의 전타(轉舵)를 허용하기 위하여 측면에서 보아 하향으로 개구하는 대략 반원호 형상으로 형성된 휠 아치(12A)가 형성되어 있다. 도시는 생략하나, 프론트 휀더 패널(12)의 안쪽에는 휀더 에이프런이 결합되어 있고, 헨더 에이프런에는 휠 하우스 인너가 설치되어 있다. 이에 의하여, 자동차(S)의 앞 부분에는, 전륜(15)이 전타 가능하게 설치되는 휠 하우스(14)가 형성되어 있다.

또한, 휠 하우스(14)의 안쪽에는, 측면에서 보아 휠 아치(12A)에 대응하고 또한 당해 휠 아치(12A)보다 약간 큰 지름의 대략 원호 형상으로 형성됨과 동시에, 평면으로 보아 전륜(15)를 덮어 가리는 대략 직사각 형상으로 형성된 휀더 라이너(18)가 설치되어 있다. 따라서, 휀더 라이너(18)은, 측면에서 보아 휠 아치(12A)로부터 노출되지 않도록 휠 하우스(14) 내에 수용되어 있다. 이 휀더 라이너(18)는, 전륜(15)의 대략 상반분을 전방, 상방, 후방으로부터 덮어, 진흙이나 자갈 등이 휀더 에이프런(휠 하우스 인너) 등에 닿는 것을 방지하도록 되어 있다. 휀더 라이너(18)는, 예를 들면, 수지성형(인젝션 성형이나 버큠 성형)으로 형성된 수지제가 되거나, 부직포를 기재 또는 표피재로 한 구성이 된다.

그리고, 차량용 공력구조(10)를 구성하는 휀더 라이너(18)는, 측면에서 보아 전륜((15)측으로 개구하는 오목 형상부(홈부)(20)를 가진다. 이 실시형태에서는, 오목 형상부(20)는, 휀더 라이너(18)에서의 전륜(15)의 뒤쪽에 위치하는 부분[전륜(15)과 차체 상하 방향으로 오버랩되는 부분]에 설치되어 있다. 더욱 구체적으로는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 휀더 라이너(18)에서의 전륜(15)의 회전축선(RC)보다 뒤쪽부분 중, 전륜(15)의 회전축선(RC)을 지나는 수평선(HL)과의 사이에 각(θ)(-α°< θ < 90°)을 이루는 가상 직선(IL1)이 교차하는 부분(C)보다 뒤쪽 아래쪽 영역(A) 내의 일부 또는 전부에 걸쳐, 오목 형상부(20)가 설치되도록 되어 있다.

각(θ)은, 오목 형상부(20)의 설치범위의 상한측에서는, 50°이하로 하는 것하는 것이 바람직하고, 40°이하로 하는 것이 한층 바람직하며, 이 실시형태에서는, 30°정도로 되어 있다. 또, 오목 형상부(20)의 설치범위의 하한측을 규정하는 각도(α)는, 전륜(15)의 회전축선(RC)으로부터 휠 하우스(14)의 뒤쪽 하단부를 연결하는 가상 직선(IL2)과 수평선(HL)이 이루는 각으로 되어 있다. 휠 하우스(14)의 뒤쪽 하단부는, 예를 들면 휀더 라이너(18)의 뒤쪽 하단으로 할 수 있다.

도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 오목 형상부(20)는, 상기한 바와 같이 전륜(15)측을 향하여 개구되어 있고, 당해 개구부(20A)에서 휀더 라이너(18)[휠 하우스(14)]의 둘레 방향을 따르는 폭이 최대가 되는 측면에서 보아 대략 삼각 형상을 이루고 있다. 더욱 구체적으로는, 오목 형상부(20)는, 개구부(20A)의 하부 가장자리(20B)로부터 대략 위쪽을 향하여 연장되는 공기류 안내벽(22)과, 공기류 안내벽(22)의 뒤쪽 상단(22A)으로부터 개구부(20A)의 상부 가장자리(20C)를 향하여 연장되는 공기류 충돌벽(24)을 가지고 구성되어 있다.

공기류 충돌벽(24)은, 공기류 안내벽(22)에 대하여 측면의 길이(3각형의 변의 길이)가 작게 되어 있다. 이에 의하여, 도 1에 나타내는 바와 같이 공기류 안내벽(22)은, 전륜(15)의 회전[자동차(S)를 전진시키는 방향인 화살표(R) 방향의 회전]에 따라 생기는 공기류(F)[전륜(15)의 접선 방향을 대략 따른 공기류]를, 오목 형상부(20) 내로 안내하도록 당해 공기류(F)를 대략 따른 방향으로 연장되어 있다. 한편, 공기류 충돌벽(24)은, 공기류(F)를 향하도록 연장되어 있어, 오목 형상부(20)로 유입한 공기류(F)가 충돌하도록 되어 있다.

이상에 의하여, 차량용 공력구조(10)에서는, 오목 형상부(20)에 의해 공기류 (F)의 일부가 가로 막혀 당해 오목 형상부(20) 내의 압력이 상승하고, 이것에 따라 오목 형상부(20)의 개구부(20A)와 전륜(15) 사이의 압력이 상승하는 구성으로 되어 있다. 이 압력 상승에 의해 차량용 공력구조(10)에서는, 공기류(F)의 휠 하우스(14) 내로의 유입을 억제하도록 되어 있다.

또, 도 1 내지 도 3에 나타내는 바와 같이, 휀더 라이너(18)에는, 복수(이 실시형태에서는 2개)의 오목 형상부(20)가 당해 휀더 라이너(18)의 둘레 방향으로 병렬하여 설치되어 있다. 이 실시형태에서는, 휀더 라이너(18)의 둘레 방향에 인접하는 오목 형상부(20)는, 개구부(20A)의 하부 가장자리(20B), 상부 가장자리(20C)가 대략 일치하고 있다. 즉, 복수의 오목 형상부(20)는, 휀더 라이너(18)의 둘레 방향으로 연속적으로 단면으로 보아 삼각 형상의 요철(물결 형상)을 이루도록 형성되어 있다. 복수의 오목 형상부(20) 중, 가장 뒤쪽 아래쪽에 위치하는 오목 형상부(20)는, 휀더 라이너(18)의 뒤쪽 하단부(18A)에 위치하고 있다.

따라서, 이 실시형태에서는, 가장 뒤쪽 아래쪽에 위치하는 오목 형상부(20)를 구성하는 공기류 충돌벽(24)에 대하여, 당해 가장 뒤쪽 아래쪽에 위치하는 오목 형상부(20)의 공기류 안내벽(22)이 본 발명의 하부 벽에 상당함과 동시에, 상측의 오목 형상부(20)의 공기류 안내벽(22)이 본 발명의 상부 벽에 상당한다. 한편, 상측의 오목 형상부(20)를 구성하는 공기류 충돌벽(24)에 대해서는, 당해 상측의 오목 형상부(20)의 공기류 안내벽(22)이 본 발명의 하부 벽에 상당함과 동시에, 당해 공기류 충돌벽(24)의 전단[개구부(20A)의 상부 가장자리(20C)]에 연속되는 휀더 라이너(18)의 일반면을 이루는 일반 벽부(28)가 본 발명의 상부 벽에 상당한다.

또, 도 1 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 각 오목 형상부(20)는, 차폭 방향을 따라 연장되어 있고, 당해 차폭 방향의 바깥쪽 끝은 측벽(26)으로 봉지되어 있다. 이 실시형태에서는, 오목 형상부(20)는, 중립위치(자세)에 위치하는 전륜(15)에 대하여 차폭 방향의 전폭에 걸쳐 오버랩되도록 형성되어 있다.

한편, 각 오목 형상부(20)의 차폭 방향 안쪽 끝은, 당해 차폭 방향 내향(內向)으로 개구된 개방단으로 되어 있다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 휀더 라이너(18)[휠 하우스(14)]는, 타이어 포락선(Et)과의 관계 상, 차폭 방향의 안쪽 끝(18B)이 바깥쪽 끝(18C)에 대하여 차체 전후 방향의 뒤쪽에 위치하고 있다. 타이어 포락선(Et)은, 전륜(15)의 전타, 바운스를 포함하는 차체에 대한 모든 상대 변위의 궤적 중 가장 바깥쪽(차체 근접측)의 궤적을 나타내고 있다. 이 타이어 포락선(Et)은, 휀더 라이너(18)의 차폭 방향 안쪽 끝의 근방에서 차체 전후방향의 가장 뒤쪽의 피크(Ep)를 가지기 때문에, 휀더 라이너(18)의 뒷부분은, 도 3에 나타내는 바와 같이, 차폭 방향의 안쪽 끝(18B)이 바깥쪽 끝(18C)에 대하여 차체 전후 방향의 뒤쪽에 위치하도록, 그 내면이 차폭 방향[기준선(W) 참조]에 대하여 경사져 있다.

그리고, 차량용 공력구조(10)에서는, 동일한 오목 형상부(20)를 구성하는 공기류 충돌벽(24)(하부 벽)과 공기류 안내벽(22)의 모서리부인 오목측 능선(Rr)과, 공기류 충돌벽(24)과 상측의 오목 형상부(20)의 공기류 안내벽(22)(상부 벽) 또는 일반 벽부(28)의 모서리부인 볼록측 능선(Rf)의 거리[도 4에 나타내는 돌출 높이 (H)]는, 도 1 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 차폭 방향을 따라 서서히 변하고 있다. 이하, 구체적으로 설명한다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 차량용 공력구조(10)에서는, 오목측 능선(Rr)은, 차폭 방향[기준선(W)]을 대략 따라 형성되어 있고, 볼록측 능선(Rf)[상부 가장자리(20C)]은, 차폭 방향 안쪽 끝(Rfi)이 차폭 방향 바깥쪽 끝(Rfo)에 대하여 차체전후 방향의 뒤쪽에 위치하도록, 차폭 방향[기준선(W)]에 대하여 경사져 있다. 이 실시형태에서는, 차폭 방향 안쪽 끝(Rfi)은, 오목측 능선(Rr)에 대략 일치하도록, 공기류 충돌벽(24)이 평면으로 보아 대략 삼각 형상으로 형성되어 있다.

이 실시형태에서는, 휀더 라이너(18)는, 전륜(15)측을 향하여 둘레 가장자리부를 형성하는 플랜지(30)를 구비하고 있고, 플랜지(30)와 오목 형상부(20)의 차폭 방향 안쪽 끝과의 사이에는, 약간의 단차(3 mm 이하의 단차)(B)가 형성되어 있다. 단차(B)는, 오목 형상부(20)의 차폭 방향 안쪽 끝이, 플랜지(30)에서의 오목 형상부(20)보다 차폭 방향 안쪽에 위치하는 부분보다 전륜(15)측으로 돌출하는 방향으로 형성되어 있다.

또, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 차량용 공력구조(10)는, 전륜(15)측으로 개구하도록 휀더 라이너(18)에 설치된 둘레 방향 홈으로서의 가이드홈(34)을 구비하고 있다. 가이드홈(34)은, 오목 형상부(20)(중 가장 상부 앞쪽에 위치하는 것)보다 차체 전후 방향의 앞쪽을 기단(34A)로 하고, 휀더 라이너(18)의 둘레 방향을 따라 직사각형이 되어, 당해 휀더 라이너(18)의 앞쪽 하단부(18D)의 근방 부분이 종단(34B)으로 되어 있다. 가이드홈(34)은, 오목 형상부(20)와는 비연통으로 되어 있다.

이 가이드홈(34)은, 기단(34A), 종단(34B)에서의 홈 바닥이 각각 테이퍼하여 휀더 라이너(18)의 일반면을 이루는 일반 벽부(28)[오목 형상부(20), 가이드홈(34)의 개구면]로 원활하게 연속되어 있고, 오목 형상부(20)[휠 하우스(14)]의 둘레 방향을 따른 공기류가 원활하게 유출입하도록 되어 있다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 이 실시형태에서는, 차폭 방향으로 병렬한 복수(2개)의 가이드홈(34)이 설치되어 있다. 이들 가이드홈(34)은, 휀더 라이너(18)의 안 둘레를 따라 뒤쪽에서부터 앞쪽을 향하는 공기류를, 기단(34A)으로부터 유입시켜 종단(34B)으로부터 배출되도록 안내하는 구성으로 되어 있다. 바꾸어 말하면, 각 가이드홈(34)에서의 차폭 방향에 대향하는 1쌍의 벽(34C)이, 차폭 방향을 향하는 공기류가 생기는 것을 방지하는 구성으로 되어 있다. 또한, 이상에서는, 2개의 가이드홈(34)이 설치된 예를 나타내었으나, 가이드홈(34)은, 1개만 설치되어도 되고, 3개 이상 설치되어도 된다.

후륜(16)용의 차량용 공력구조(10)에 대하여 보충하면, 도 5a에 나타내는 바와 같이, 자동차(S)에서는, 리어 휀더 패널(36)의 휠 아치(36A)의 안쪽에 휠 하우스(14)가 형성되어 있고, 당해 휠 하우스(14) 내에 후륜(16)이 배치되어 있다. 후륜(16)용의 차량용 공력구조(10)는, 전타륜이 아닌(또는 전타각이 작은) 후륜(16)의 타이어 포락선(Et)이 전타륜인 전륜(15)의 타이어 포락선(Et)과 다른 이외는, 기본적으로 전륜(15)을 위한 차량용 공력구조(10)와 동일하게 구성되어 있다. 즉, 후륜(16)용의 차량용 공력구조(10)는, 당해 후륜(16)을 덮는 리어 홀 하우스 라이너[이하의 설명에서는, 전륜(15)용과 구별하지 않고, 휀더 라이너(18)라 한다]에 오목 형상부(20), 가이드홈(34)을 형성함으로써 구성되어 있다.

또, 도 2 및 도 5a에 나타내는 바와 같이, 차량용 공력구조(10)는, 전륜(15), 후륜(16)의 앞쪽에 각각 배치되고, 차폭 방향으로 연장되는 스패츠(32)를 구비하고 있다. 스패츠(32)는, 자동차(S)의 주행을 따르는 주행풍이 휠 하우스(14) 내로 유입하는 것을 방지하는 구성으로 되어 있다. 차량용 공력구조(10)는, 스패츠(32)를 구비하지 않은 구성으로 하여도 된다.

다음에, 본 실시형태의 작용을 설명한다.

상기 구성의 차량용 공력구조(10)가 적용된 자동차(S)에서는, 자동차(S)의 주행에 따라 전륜(15)이 화살표(R) 방향으로 회전하면, 이 전륜(15)의 회전에 의해 드레그인되어, 전륜(15)의 뒤쪽으로부터 휠 하우스(14)에 대략 상향으로 유입하는 공기류(F)가 생긴다. 이 공기류(F)의 일부는, 공기류 안내벽(22)으로 안내되어 오목 형상부(20)로 유입하고, 공기류 충돌벽(24)에 충돌한다. 이 때문에, 공기류(F)의 일부가 가로 막혀 오목 형상부(20) 내의 압력이 상승하고, 이 압력 상승 범위가 오목 형상부(20)와 전륜(15) 사이의 공간까지 미친다. 이에 의하여, 차량용 공력구조(10)에서는, 전륜(15)의 뒤쪽으로부터 휠 하우스(14) 내로의 공기의 유입저항이 증대하고, 당해 휠 하우스(14)로의 공기의 유입이 억제된다.

마찬가지로, 차량용 공력구조(10)가 적용된 자동차(S)에서는, 후륜(16)의 회전에 의해 공기류의 일부가 공기류 충돌벽(24)으로 가로 막힘으로써 생기는 오목 형상부(20) 주변의 압력 상승에 의해, 휠 하우스(14) 내로의 공기의 유입 저항이 증대하고, 당해 휠 하우스(14)로의 공기의 유입이 억제된다.

또, 공기류(F)의 다른 일부는, 오목 형상부(20)의 설치영역을 초과하여 휠 하우스(14) 내로 유입한다. 이 공기류(F)의 적어도 일부는, 원심력으로 바깥 둘레측을 흐르려고 하여 가이드홈(34)으로 유입하고, 당해 가이드홈(34)으로 안내되어 종단(34B)측으로부터 배출된다.

이와 같이, 실시형태에 관한 차량용 공력구조(10)에서는, 오목 형상부(20)가 휠 하우스(14)로의 공기유입을 억제하기 때문에, 자동차(S)의 플로어 밑으로부터 휠 하우스(14)로 유입하려고 하는 공기류(F)가 약하고, 당해 휠 하우스(14) 주변의 공기류의 흩어짐이 방지(정류)된다. 구체적으로는, 도 5a에 나타내는 바와 같이, 플로어 밑의 공기류(Ff)가 흩어지는 것이 방지되어, 플로어 밑에서는 원활한 공기류(Ff)가 얻어진다.

또, 휠 하우스(14)로의 유입 공기량이 감소하여 당해 휠 하우스(14)의 옆쪽으로부터 배출되는 공기량도 감소한다. 특히, 휠 하우스(14)로 공기류(F)가 유입하는 최상류부인 뒤쪽 하부 가장자리부(14A)에 오목 형상부(20)가 설치되어 있기 때문에, 바꾸어 말하면, 최상류부에서 공기류(F)를 가로 막기 때문에, 휠 하우스(14)의 옆쪽으로부터 배출되는 공기량을 더욱 감소시킬 수 있다. 이들에 의하여 자동차(S)에서는, 측면을 따르는 공기류(Fs)가 흩어지는 것이 방지되어, 측면에서는 원활한 공기류(Fs)가 얻어진다.

이상에 의하여, 차량용 공력구조(10)가 적용된 자동차(S)에서는, 오목 형상부(20)의 작용에 의해, 공기저항(CD 값)의 저감, 조종 안정성의 향상, 바람 가르는 소리의 저감, 스플래시[전륜(15), 후륜(16)에 의한 노면으로부터의 물의 감아올림]의 저감 등을 도모할 수 있다.

또, 차량용 공력구조(10)에서는, 오목 형상부(20)의 앞쪽에 가이드홈(34)이 설치되어 있기 때문에, 휠 하우스(14)의 안쪽, 및 옆쪽의 공기류가 정류된다. 구체적으로는, 가이드홈(34)에 의해 휠 하우스(14) 내의 공기류(F)가 전륜(15), 후륜(16)의 회전방향을 따라(평행하게) 흐르기 때문에, 휠 하우스(14) 내에서의 공기류의 흩어짐[전륜(15), 후륜(16)으로의 공기력의 부여]이 방지된다. 또, 휠 하우스(14)의 옆쪽, 즉 휠 아치(12A, 36A)를 경유한 공기 배출이 억제되기 때문에, 자동차(S)에서는, 원활한 공기류(Fs)가 얻어진다.

이 때문에, 차량용 공력구조(10)가 적용된 자동차(S)에서는, 가이드홈(34)의 작용에 의해서도 공기저항의 저감, 조종 안정성의 향상, 바람 가르는 소리의 저감, 스플래시의 저감 등을 도모할 수 있다. 따라서, 전륜(15), 후륜(16)의 각각에 차량용 공력구조(10)가 설치된 자동차(S)에서는, 도 5a에 나타내는 바와 같이, 차체의 앞 부분, 뒷부분의 어느 것에서도, 측면 및 플로어 밑에서 흩어짐의 원인이 되는 분출이 없는 원활한 공기류(Ff, Fs)가 얻어지고, 이들의 흐름이 차체의 뒤쪽에서 원활하게 합류한다[화살표(Fj) 참조].

도 5b에 나타내는 비교예와의 비교로 보충하면, 차량용 공력구조(10)를 구비하지 않은 비교예 200에서는, 전륜(15), 후륜(16)의 회전에 따라 휠 하우스(14) 내에 공기류(F)가 생기고, 이 유입이 전륜(15), 후륜(16)의 바로 뒤쪽[휠 하우스(14)로의 공기류 발생부]에서 플로어 밑의 공기류(Ff)의 흩어짐을 일으킨다. 또, 휠 하우스(14) 내로 유입한 공기류(F)는, 휠 아치(12A)를 경유하여 차체 옆쪽으로 배출되고[화살표(Fi) 참조], 공기류(Fs)의 흩어짐을 일으킨다. 이들에 기인하여, 차체의 뒤쪽에서 합류하는 Fj에도 흩어짐을 일으킨다.

이것에 대하여, 차량용 공력구조(10)가 적용된 자동차(S)에서는, 상기한 바와 같이 전륜(15), 후륜(16)의 뒤쪽으로부터 휠 하우스(14)로의 공기 유입이 오목 형상부(20)에 의해 억제됨과 동시에, 당해 휠 하우스(14) 내로 유입한 공기류가 가이드홈(34)에서 정류되기 때문에, 상기한 바와 같이, 공기 저항의 저감, 조종 안정성의 향상, 바람 가르는 소리의 저감, 스플래시의 저감 등을 실현할 수 있었다.

특히, 차량용 공력구조(10)에서는, 복수의 오목 형상부(20)가 연속적으로 설치되어 있기 때문에, 전륜(15), 후륜(16)의 뒤쪽으로부터 휠 하우스(14)로의 공기유입을 한층 효과적으로 억제할 수 있다. 즉, 오목 형상부(20)의 차체 내부측으로의 돌출량을 억제한 콤팩트한 구성으로, 충분한 정류효과를 얻을 수 있다. 또, 가이드홈(34)이 오목 형상부(20)와 비연통으로 되어 있기 때문에, 오목 형상부(20)로부터 가이드홈(34)으로 공기가 흘러 오목 형상부(20)의 압력이 저하하는 일이 없고, 휠 하우스(14)로의 공기류(F)의 유입 억제 효과와, 휠 하우스(14)로 유입한 공기류(F)의 정류 효과를 효과적으로 양립할 수 있다.

또, 차량용 공력구조(10)에서는, 오목 형상부(20), 가이드홈(34)이 휀더 라이너(18)의 일반 벽부(28)에 대하여 오목하게 위치하기 때문에, 전륜(15), 후륜(16)의 간섭이 문제가 되는 일이 없다. 따라서, 전륜(15), 후륜(16)의 간섭방지를 위해 치수 형상이나 배치 등에 대하여 제약을 받는 일이 없고, 공력상의 요구성능에 의거하여 오목 형상부(20), 가이드홈(34)을 설계할 수 있다.

그리고, 차량용 공력구조(10)에서는, 볼록측 능선(Rf)의 오목측 능선(Rr)에 대한 돌출 높이(H)가 차폭 방향 홈 안쪽 끝을 향하여 서서히 감소되고 있기 때문에, 전륜(15), 후륜(16)이 감아 올리는 징검돌 등에 의한 손상을 받기 어렵다. 이 점을 도 8에 나타내는 비교예와의 비교에서 설명한다.

도 8에 나타내는 비교예에 관한 차량용 공력구조(100)에서는, 휀더 라이너(101)는, 공기류 안내벽(102)과 공기류 충돌벽(104)으로 이루어지는 오목 형상부(106)를 가지고 있다. 공기류 충돌벽(104)과 상측의 오목 형상부(106)의 공기류안내벽(102) 또는 일반 벽부(28)와의 모서리부인 볼록측 능선(Rfc)은, 차폭 방향을 대략 따라 연장되어 있다(도 3의 상상선도 참조). 그리고, 휀더 라이너(101)는, 타이어 포락선(Et)과의 관계 상, 차폭 방향 안쪽 끝이 바깥쪽 끝에 대하여 차체 전후 방향의 뒤쪽에 위치하는 구조이기 때문에, 예를 들면 측벽(26)에 대향하여 볼록측 능선(Rfc)보다 앞쪽으로 돌출하는 측벽을 차폭 방향 안쪽 끝에 설치할 수 없다. 이 때문에, 차량용 공력구조(100)에서는, 공기류 충돌벽(104)과, 상측의 오목 형상부(106)의 공기류 안내벽(102) 또는 일반 벽부(28)와, 플랜지(30)를 연결하는 측벽[차량용 공력구조(10)의 단차(B)에 상당]과의 3면으로 이루어지는 정점부(P)가 형성되어 있다. 이 정점부(P)는, 징검돌, 모래, 얼음 등에 의해 손상을 받기 쉽다.

예를 들면, 휀더 라이너(18)를 수지의 버큠 성형으로 형성하는 경우, 정점부 (P)는 휀더 라이너(18)의 두께가 얇은부로서 형성되기 쉽고, 징검돌 등이 충돌하면 구멍뚫림 등이 생기는 것이 염려된다. 또 예를 들면, 휀더 라이너(18)를 수지의 사출성형으로 형성하는 경우, 정점부(P)를 두껍게 형성하는 것이 가능하나, 징검돌에 의한 손상으로 표면이 백화(白化)하여 외관이 악화되는 것이 염려된다. 또한 예를 들면, 방음성능을 얻기 위하여 부식(腐食)을 기재 또는 표피재로 하여 휀더 라이너(18)를 형성하는 경우, 정점부(P)에의 징검돌 등에 의한 타격에 의해 표면의 보풀일기에 의한 외관의 악화나, 구멍뚫림에 의한 방음성능의 저하가 염려된다. 또 예를 들면, 휀더 라이너(18)를 금속재로 구성하거나, 휀더 라이너(18) 대신 차체의 판금부분에 오목 형상부(20)를 형성하는 경우, 정점부(P)로의 징검돌 등에 의한 타격에 의해 도장[안티칩(anti chip) 도장이나 방청 도장을 포함한다]이 벗겨져, 금속의 노출(분위기 폭로)부분에 녹이 생기는 것이 염려된다.

이것에 대하여, 차량용 공력구조(10)에서는, 상기한 바와 같이 볼록측 능선(Rf)의 오목측 능선(Rr)에 대한 돌출 높이(H)가 차폭 방향 홈 안쪽 끝을 향하여 서서 감소되고 있기 때문에, 상기한 바와 같이 각종 손상(대미지)을 받기 쉬운 정점부(P)가 형성되지 않고, 또는 정점부(P)의 돌출 높이가 작아지기 때문에, 징검돌 등에 의한 손상을 받는 것이 억제된다. 환언하면, 차량용 공력구조(10)는, 정점부 (P)가 형성되지 않고, 또는 정점부(P)의 돌출 높이가 작아지는 구성에 의하여, 징검돌 등의 충돌에 대한 강도(내성)가 증가하고, 또는, 징검돌 등의 충돌 확률이 감소된다. 또한, 징검돌에 의해 휀더 라이너(18)가 받는 손상은, 징검돌의 지름이 3 mm 정도인 경우에 최대가 된다는 식견에 의거하여, 차량용 공력구조(10)에서는, 정점부(P) 또는 단차(B)가 형성되는 구성에서, 당해 정점부(P), 단차(B)의 오목측 능선(Rr)에 대한 돌출 높이를 3 mm 이내로 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기한 실시형태에서는, 볼록측 능선(Rf)이 오목측 능선(Rr)에 대하여 전체로서 직선적으로 경사져 당해 볼록측 능선(Rf)의 오목측 능선(Rr)에 대한 돌출 높이(H)가 서서히 변하는 예를 나타내었으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 예를 들면, 도 6, 도 7에 나타내는 바와 같은 변형예에 관한 구성으로 하여도 된다.

도 6에 나타내는 변형예에 관한 차량용 공력구조(40)에서는, 볼록측 능선(Rf)의 차폭 방향 바깥쪽의 일부는 차폭 방향을 대략 따라 연장되어 있고, 볼록측 능선(Rf)의 차폭 방향의 안쪽 부분이 오목측 능선(Rr)에 대하여 경사짐으로써[돌출 높이(H)가 서서히 변한다], 정점부(P)가 형성되지 않는, 또는 정점부(P)의 돌출 높이가 작은 구성이 실현되어 있다.

도 7에 나타내는 변형예에 관한 차량용 공력구조(50)에서는, 볼록측 능선(Rf)의 차폭 방향 바깥쪽의 일부는 차폭 방향을 대략 따라[차량용 공력구조(100)의 볼록측 능선(Rfc)과 동일한 정도로 경사져] 연장되어 있고, 오목측 능선(Rr)이 차폭 방향[볼록측 능선(Rf)]에 대하여 경사짐으로써, 돌출 높이(H)가 서서히 변하는 구성이 실현되어 있다. 이 구성에 의해서도, 정점부(P)가 형성되지 않는, 또는 정점부(P)의 돌출 높이가 작은 구성이 실현된다.

또, 상기한 실시형태에서는, 오목 형상부(20)가 2개 설치된 예를 나타내었으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 예를 들면, 요구되는 공력 성능 등에 따라 1개 또는 3개 이상의 오목 형상부(20)를 가지는 구성으로 할 수 있다.

또한, 상기한 실시형태에서는, 차량용 공력구조(10)가 가이드홈(34)을 가지는 예를 나타내었으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 예를 들면, 가이드홈(34)을 가지지 않은 구성으로 하여도 된다.

또한, 상기한 실시형태에서는, 오목 형상부(20)가 휠 하우스(14)의 뒤쪽 하부 가장자리부(14A)에 설치된 예를 나타내었으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 예를 들면, 오목 형상부(20)는, 전륜(15), 후륜(16)의 회전축선(RC)에 대하여 차체 전후 방향의 뒤쪽의 어떤 부분에 배치하여도 된다.

Claims

휠 하우스 내에서의 차륜의 회전축보다 차체 전후 방향의 뒤쪽에, 차폭 방향으로 연장됨과 동시에 차체 상하 방향의 하측을 향하는 공기류 충돌벽과, 당해 공기류 충돌벽의 차체 전후 방향의 후단부로부터 차체 상하 방향의 하향으로 연장 설치된 하부 벽과, 상기 공기류 충돌벽의 차체 전후 방향의 전단부로부터 차체 상하 방향의 상향으로 연장 설치된 상부 벽이 설치되어 있고,
또한, 상기 공기류 충돌벽과 상기 상부 벽으로 이루는 모서리부는, 차폭 방향의 적어도 일부에서, 상기 공기류 충돌벽과 상기 하부 벽으로 이루는 모서리부에 대한 차체 전후 방향의 돌출 높이가 차폭 방향을 따라 서서히 변하고 있는 것을 특징으로 하는 차량용 공력구조.
제 1항에 있어서,
상기 휠 하우스는, 차폭 방향의 안쪽 부분이 차폭 방향 바깥쪽 부분보다 차체 전후 방향의 뒤쪽에 위치하도록 형성되어 있고,
상기 공기류 충돌벽과 상기 상부 벽으로 이루는 모서리부는, 차폭 방향의 안쪽 끝을 포함하는 당해 차폭 방향의 적어도 일부에서, 상기 돌출 높이가 차폭 방향의 안쪽만큼 작아지도록 서서히 변하고 있는 것을 특징으로 하는 차량용 공력구조.
제 2항에 있어서,
상기 공기류 충돌벽과 상기 상부 벽으로 이루는 모서리부는, 상기 공기류 충돌벽의 차폭 방향의 안쪽 끝을 포함하는 당해 차폭 방향의 적어도 일부에서, 차체전후 방향의 전단부 또는 후단부가 차폭 방향에 대하여 경사짐으로써, 상기 돌출 높이가 차폭 방향의 안쪽만큼 작아지도록 서서히 변하고 있는 것을 특징으로 하는 차량용 공력구조.