JP2008179217A

JP2008179217A - 車両用整流装置

Info

Publication number: JP2008179217A
Application number: JP2007013447A
Authority: JP
Inventors: Susumu Terakado; 晋寺門
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-01-24
Filing date: 2007-01-24
Publication date: 2008-08-07

Abstract

【課題】タイヤの車幅方向外側へ空気が吹出すことを抑制し、タイヤの車幅方向外側における空気流の乱れを抑制することを可能とする車両用整流装置を提供する。
【解決手段】車両床下のフロントタイヤ４０の車両前方にタイヤ前整流装置１０を配設する。タイヤ前整流装置１０は、フロントタイヤ４０の車両前方に車幅方向に沿って配設された複数の整流フィン２６、２８、３０を備える。整流フィン２６、２８、３０は、全体的に車両前側へかけて車幅方向内側に傾斜し、後部を車両前後方向に対して略平行とされている。また、整流フィン２６、２８、３０の後端部２６Ｂ、２８Ｂ、３０Ｂは、フロントタイヤ４０の前面４０Ａと車両前後方向に対向している。
【選択図】図５

Description

本発明は、車両用整流装置に関する。

車両床下のタイヤ前にスパッツを配設することにより、タイヤ前面に当たる空気量を低減し、タイヤ前面での空気抵抗を低減することが知られている（例えば、特許文献１参照）。

ところで、車両床下のタイヤ前にスパッツを配設したからといって、タイヤに当たる空気量を全く無くすことはできない。ここで、車両前方からタイヤへの空気流の向きは、ラジエータやエンジンコンパートメントから車両床下へ排出される空気流の影響により、車幅方向外側に傾斜した向きになる。このため、タイヤ前面に当たった空気は、タイヤの車幅方向外側へ吹出して、タイヤの車幅方向外側における車両後方への空気流を乱し、空気抵抗を増大させる（例えば、非特許文献１参照）。
実開昭６１−１８３２７１号公報ＪｏｃｈｅｎＷｉｅｄｅｍａｎｎ著「ＴｈｅＩｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆＧｒｏｕｎｄＳｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄＷｈｅｅｌＲｏｔａｔｉｏｎｏｎＡｅｒｏｄｙｎａｍｉｃＤｒａｇＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ −ＰｏｔｅｎｔｉａｌｆｏｒＲｅｄｕｃｉｎｇＦｕｅｌＣｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ」Ｃｏｐｙｒｉｇｈｔ１９９６ＳｏｃｉｅｔｙｏｆＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＥｎｇｉｎｅｅｒｓ，Ｉｎｃ

本発明は上記事実を考慮し、タイヤの車幅方向外側への空気の吹出しを抑制し、タイヤの車幅方向外側における空気流の乱れを抑制することを可能とする車両用整流装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の車両用整流装置は、前部が車両前後方向に対して車幅方向内側に傾斜されると共に、後部が前記前部よりも車両前後方向に対する傾斜角を小さくされており、且つ、後端部をタイヤ前面に対向させた整流部材が、タイヤの車両前方側に、車幅方向に複数配設されてなることを特徴とする。

請求項１に記載の車両用整流装置では、車幅方向に複数配設された整流部材が、タイヤの車両前方側に設けられており、該整流部材により、タイヤへ向かう空気流が整流される。

ここで、車幅方向に配設された複数の整流部材は、前部が車両前後方向に対して車幅方向内側に傾斜すると共に、後部がその前側よりも車両前後方向に対する傾斜角を小さくされており、且つ、後端部をタイヤ前面に対向させている。よって、車両前方からタイヤへ車幅方向外側に傾斜しながら進む空気流の車幅方向外側への傾きを抑制することが可能である。

従って、タイヤの車幅方向外側への空気の吹出しを抑制でき、タイヤの車幅方向外側における空気流の乱れを抑制できる。

請求項２に記載の車両用整流装置は、請求項１に記載の車両用整流装置であって、前記整流部材の後部は、車両前後方向に沿って延在していることを特徴とする。

請求項２に記載の車両用整流装置では、整流部材の後部が、車両前後方向に沿って延在していることにより、車両前方からタイヤ前面に向かう空気流の車幅方向外側への傾きをより一層低減することが可能である。

よって、タイヤの車幅方向外側への空気の吹出しをより一層抑制でき、タイヤの車幅方向外側における空気流の乱れをより一層抑制できる。

請求項３に記載の車両用整流装置は、請求項１又は請求項２に記載の車両用整流装置であって、車幅方向外側の前記整流部材の前部は、車幅方向内側の前記整流部材の前部と比して車両前後方向に対する傾斜角を大きくされていることを特徴とする。

請求項３に記載の車両用整流装置では、車幅方向外側の整流部材の前部が、車幅方向内側の整流部材の後部と比して車両前後方向に対する傾斜角を大きくされている。これにより、車幅方向外側にいくにつれて車幅方向外側への傾きを増加させる空気流に対して、整流部材による整流効果を発揮させることが可能となる。

以上説明したように、本発明によれば、タイヤの車幅方向外側への空気の吹出しを抑制し、タイヤの車幅方向外側における空気流の乱れを抑制することを可能とする車両用整流装置を提供できる。

以下、図１〜図６を用いて、本発明に係る車両用整流装置の一実施形態について説明する。なお、図中矢印ＦＲは車両前方方向を、矢印ＵＰは車両上方方向を、矢印ＩＮは車幅内側方向を示す。

図１には、本発明の車両用整流装置の一実施形態に係るタイヤ前整流装置１０が適用された車両１２の前部が示されている。この図に示されるように、車両１２では、ホイルハウス１４内に、タイヤとしてのフロントタイヤ４０を装着された前輪１６及び前輪１６用のブレーキ装置（図示省略）が配置されている。ホイルハウス１４の前方では、フロントフェンダ１８の下側がフェンダライナ２０によって被覆されている。フロントフェンダ１８の下部すなわちフェンダライナ２０の外縁の上側には、フロントバンパ２２の車幅方向端部が廻り込んでいる。

そして、タイヤ前整流装置１０は、車両１２の床下且つフロントタイヤ４０の車両前方に配設されている。このタイヤ前整流装置１０は、左右の前輪１６に対応して左右一対設けられているが、構造は左右共通（対称）なので一方について説明する。

図１乃至図３に示すように、タイヤ前整流装置１０は、整流部１１と、前輪１６の車両前方において整流部１１をファンダライナ２０に固定する矩形状の取付板２４とを備えている。取付板２４は、車幅方向を長手方向としており、車幅方向の両端部及び中央部をボルト３２によりフェンダライナ２０に固定されている。

整流部１１は、取付板２４に立設された３枚の整流部材としての整流フィン２６、２８、３０からなる。整流フィン２６、２８、３０は、車幅方向内側から外側へ順に車幅方向に配設されており、車両前後方向に延在している。また、整流フィン２６、２８、３０の前端部２６Ａ、２８Ａ、３０Ａは、底面視にて翼形状となっている。

整流フィン２６の後端部２６Ｂは、フロントタイヤ４０の前面４０Ａの車幅方向内側端部と車両前後方向に対向し、整流フィン２８の後端部２８Ｂは、フロントタイヤ４０の前面４０Ａの車幅方向中央部と車両前後方向に対向し、また、整流フィン３０の後端部３０Ｂは、フロントタイヤ４０の前面４０Ａの車幅方向外側端部と車両前後方向に対向している。

また、整流フィン２６、２８、３０は、車両前方へかけて車幅方向内側へ湾曲しており、全体的に車両前方へかけて車幅方向内側へ傾斜している。また、整流フィン２６、２８、３０の後部は、その前部よりも車両前後方向に対する傾斜角度を小さくされている。

ここで、図４に示すように、整流フィン２６、２８、３０の翼厚中央部を通る線（以下、翼厚中央線という）Ｌの車両前後方向に対する傾斜角度は、車両前側から後側へかけて次第に減少しており、整流フィン２６、２８、３０の後部における該翼厚中央線Ｌは、車両前後方向に沿っており、車両前後方向と略平行になっている。

また、整流フィン２６、２８、３０の翼厚中央線Ｌの前側１／４の部分Ｌ０の車両前後方向に対する傾斜角度α１、α２、α３は、下記（１）式を満足している。

α１＜α２＜α３…（１）

なお、図４においては、誇張して傾斜角度α１、α２、α３を大きく描いているが、α１は、３〜５°、α２、α３は、６〜１０°が適しており、この範囲内で各車両毎に最適化すれば良い。

次に、本実施形態における作用及び効果について説明する。

図５に示すように、車両１２の走行時、ラジエータやエンジンコンパートメントから車両床下へ排出される空気流の影響により、車両床下のフロントタイヤ４０の車両前方において、車両前方から後方へ車幅方向外側に傾斜して流れる空気流Ａが生成される。この空気流Ａは、フロントタイヤ４０へ向かう際に、フロントタイヤ４０の車両前方に車幅方向に配設された整流フィン２６、２８、３０により整流される。

ここで、整流フィン２６、２８、３０は、全体的に車両前方へかけて車幅方向内側に傾斜すると共に、車両前側から後側へかけて車両前後方向に対する傾斜角度を次第に減少させており、さらに、後部２６Ｂ、２８Ｂ、３０Ｂをフロントタイヤ４０の前面４０Ａに対向させている。このため、空気流Ａは、整流フィン２６、２８、３０により、車両前後方向に対する傾斜角度を減少されてフロントタイヤ４０の前面４０Ａに当たる。

これにより、フロントタイヤ４０の車幅方向外側への空気の吹出しを抑制でき、フロントタイヤ４０の車幅方向外側（車両１２の側方）における空気流の乱れを抑制できる。また、車両床下のフロントタイヤ４０の車両前方にスパッツを配設した場合には、スパッツが空気流Ａに対して略垂直に配設された板材であることにより、スパッツ自体に発生する正圧が大きくなるのに対して、本実施形態では、整流フィン２６、２８、３０が、空気流Ａに沿って延在する板材であることにより、整流フィン２６、２８、３０自体に発生する正圧が、スパッツ自体に発生する正圧と比較して格段に小さくなる。

また、本実施形態では、車幅方向最外側の整流フィン３０の上記傾斜角度α３を、車幅方向中央の整流フィン２８の上記傾斜角度α２、及び、車幅方向最内側の整流フィン２８の上記傾斜角度α１をよりも大とし、上記傾斜角度α２を上記傾斜角度α１よりも大としたことにより、車幅方向外側にいくにつれて車幅方向外側への傾きを増加させる空気流Ａに対して、整流フィン２６、２８、３０による整流効果を発揮させることが可能となる。

また、図６に示すように、車両１２の側方における空気流Ｂの乱れを抑制できることにより、車両１２の後方において、該空気流Ｂと、車両上方から車両後方へ流れた空気流Ｃとをスムーズに合流させることができる。

従って、車両１２の走行時の空気抵抗（空気抗力係数Ｃｄ）を低減できる。特に、ＳＵＶ車両等、車高が高く、フロントタイヤの露出量が多く、且つ、ラジエータやエンジンコンパートメントから車両床下へ排出される空気量が多い車両においては効果が大きくなる。

また、整流フィン２６、２８、３０の後部が車両前後方向と略平行にされていることにより、整流フィン２６、２８、３０により整流された空気流Ａは、フロントタイヤ４０の前面４０Ａに略直角に当たり、フロントタイヤ４０の側面に沿って車両後方へ流れる。

これにより、フロントタイヤ４０の車幅方向外側への空気の吹出しをより一層抑制でき、フロントタイヤ４０の車幅方向外側における空気流の乱れをより一層抑制できる。従って、車両１２の走行時の空気抵抗（空気抗力係数Ｃｄ）をより一層低減できる。

また、車両床下のフロントタイヤ４０の車両前方にスパッツを配設した場合には、前輪１６用のブレーキ装置へ空気流を導くブレーキダクト（図示省略）の車両前方において、空気流が遮られることにより、ブレーキ装置の冷却性能が低下する。これに対して、本実施形態では、整流フィン２６が空気流を遮らないことにより、ブレーキ装置の冷却性能が、スパッツを配設した場合と比較して格段に高くなる。

さらに、フロントタイヤ４０の前面４０Ａに対して傾斜して当たる空気量を低減できることにより、操縦安定性の向上という効果を得ることができる。

ところで、本実施形態のタイヤ前整流装置１０を備えない状態で、フロントタイヤ４０の車両前方における空気流Ａの車両前後方向に対する傾斜角度（偏向）が５°であり、タイヤ前整流装置１０を設置し、偏向が０°になるように空気流Ａを整流した場合には、各フロントタイヤ４０毎のΔＣｄ値（空気抗力係数の変化量）は、ΔＣｄ＝−０．０３となる（上記非特許文献１のＦｉｇ７参照）。即ち、タイヤ前整流装置１０では、タイヤ単体で０．０３だけＣｄを改善する効果がある。

ここで、一般的な車両の前影投影面積を２．５ｍ^２、一般的なタイヤ（１本）の前影投影面積を０．１８ｍ^２とすると、ΔＣｄ値が−０．０３の場合、車両全体のΔＣｄ値は、面積換算でΔＣｄ＝−０．０３×（０．１８×２）／２．５＝−０．００４３となる。通常、車両全体のΔＣｄ値は、ΔＣｄ＝０．３程度であるため、１．０〜１．５％程度の空気抵抗の減少という効果を得ることができる。

以上、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、本実施形態では、本発明における整流部材として、断面翼形状の板材であるフィンを用いたが、肉厚が略一定の板材や断面三角形状のブロック等も適用可能である。また、本実施形態では、整流フィンを３枚配設したが、２枚以上配設されていれば良い。

さらに、本実施形態では、整流フィンの下辺を地面に対して略平行としたが、図７に示すように、整流フィンの下辺を、車両後方へかけて車両下側へ傾斜するテーパ状とすることも可能である。この場合、整流フィンの車両前側の地上高が車両後側よりも高くなることにより、整流フィンのアプローチアングルの確保が容易になる。

本発明の一実施形態に係るタイヤ前整流装置を備える車両の前部を示す斜視図である。本発明の一実施形態に係るタイヤ前整流装置を示す（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は側面図である。（Ａ）は、図２（Ａ）の３（Ａ）−（Ａ）断面図であり、（Ｂ）は、図２（Ａ）の３（Ｂ）−３（Ｂ）断面図である。本発明の一実施形態に係るタイヤ前整流装置を示す平面図である。本発明の一実施形態に係るタイヤ前整流装置における作用を示す平面図である。本発明の一実施形態に係るタイヤ前整流装置を備える車両における作用を示す側面図である。本発明の一実施形態に係るタイヤ前整流装置の変形例を示す側面図である。

符号の説明

１０タイヤ前整流装置（車両用整流装置）
１２車両
２６整流フィン（整流部材）
２８整流フィン（整流部材）
３０整流フィン（整流部材）
４０フロントタイヤ（タイヤ）
４０Ａ前面（タイヤ前面）

Claims

前部が車両前後方向に対して車幅方向内側に傾斜されると共に、後部が前記前部よりも車両前後方向に対する傾斜角を小さくされており、且つ、後端部をタイヤ前面に対向させた整流部材が、タイヤの車両前方側に、車幅方向に複数配設されてなることを特徴とする車両用整流装置。
前記整流部材の後部は、車両前後方向に沿って延在していることを特徴とする請求項１に記載の車両用整流装置。
車幅方向外側の前記整流部材の前部は、車幅方向内側の前記整流部材の前部と比して車両前後方向に対する傾斜角を大きくされていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用整流装置。