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技術 リヤスポイラ

出願人 トヨタ自動車株式会社
発明者 楢崎昭尋
出願日 2015年10月30日 (3年10ヶ月経過) 出願番号 2015-214288
公開日 2017年5月18日 (2年4ヶ月経過) 公開番号 2017-081487
状態 特許登録済
技術分野 旅客車・荷物車の上部構造
主要キーワード 流出角度 エッジプロファイル リヤスポイラ リヤウインドウ リヤバンパー セダンタイプ スポイラ 車幅中央
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年5月18日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (7)

課題

車両全体に対して空気抵抗を低減することが可能なリヤスポイラを提供する。

解決手段

車両のリヤスポイラであって、リヤスポイラの後端縁に、車幅方向に所定間隔ごとに設けられた凹部によって互いに隔てられた、後方へ突出する複数の突起が設けられており、突起の上面は、リヤスポイラの上面の一部として、リヤスポイラの上面における後端側で同一平面上に延出されており、リヤスポイラの上面において凹部の前端をなす第1のエッジが有する、車幅方向に直交する面と平行な断面上の曲率半径は、突起の上面の後端をなす第2のエッジが有する当該断面上の曲率半径よりも大きい。

概要

背景

車両において空気抵抗を低減する構成が広く検討されている。特許文献1には、車両のルーフ表面後端に上方に突出して設けられた複数のバンプからなる空気抵抗低減装置が記載されている。当該空気抵抗低減装置は、バンプの表面に沿って流れる空気にバンプの後方縦渦を形成させてリヤウインドウ上部での気流剥離を抑制することにより、空気抵抗の低減を図るものである。

概要

車両全体に対して空気抵抗を低減することが可能なリヤスポイラを提供する。車両のリヤスポイラであって、リヤスポイラの後端縁に、車幅方向に所定間隔ごとに設けられた凹部によって互いに隔てられた、後方へ突出する複数の突起が設けられており、突起の上面は、リヤスポイラの上面の一部として、リヤスポイラの上面における後端側で同一平面上に延出されており、リヤスポイラの上面において凹部の前端をなす第1のエッジが有する、車幅方向に直交する面と平行な断面上の曲率半径は、突起の上面の後端をなす第2のエッジが有する当該断面上の曲率半径よりも大きい。

目的

本発明は、上記課題に鑑み、車両全体に対して空気抵抗を低減することが可能なリヤスポイラを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

車両のリヤスポイラであって、前記リヤスポイラの後端縁に、車幅方向に所定間隔ごとに設けられた凹部によって互いに隔てられた、後方へ突出する複数の突起が設けられており、前記突起の上面は、前記リヤスポイラの上面の一部として、前記リヤスポイラの上面における後端側で同一平面上に延出されており、前記リヤスポイラの上面において前記凹部の前端をなす第1のエッジが有する、車幅方向に直交する面と平行な断面上の曲率半径は、前記突起の上面の後端をなす第2のエッジが有する前記断面上の曲率半径よりも大きい、車両のリヤスポイラ。

技術分野

0001

本発明は、車両に設けられるリヤスポイラに関する。

背景技術

0002

車両において空気抵抗を低減する構成が広く検討されている。特許文献1には、車両のルーフ表面後端に上方に突出して設けられた複数のバンプからなる空気抵抗低減装置が記載されている。当該空気抵抗低減装置は、バンプの表面に沿って流れる空気にバンプの後方縦渦を形成させてリヤウインドウ上部での気流剥離を抑制することにより、空気抵抗の低減を図るものである。

先行技術

0003

特許第4161201号公報

発明が解決しようとする課題

0004

リヤスポイラの後端上部に特許文献1のような上方に突出するバンプを設けて、空気抵抗を低減させることが考えられる。しかしこの場合に、後方における気流の剥離を抑制することはできても、バンプの空気抵抗が大きいために、車両全体に対する正味の空気抵抗の低減効果は小さいという問題がある。

0005

本発明は、上記課題に鑑み、車両全体に対して空気抵抗を低減することが可能なリヤスポイラを提供するものである。

課題を解決するための手段

0006

本発明は、車両のリヤスポイラであって、前記リヤスポイラの後端縁に、車幅方向に所定間隔ごとに設けられた凹部によって互いに隔てられた、後方へ突出する複数の突起が設けられており、前記突起の上面は、前記リヤスポイラの上面の一部として、前記リヤスポイラの上面における後端側で同一平面上に延出されており、前記リヤスポイラの上面において前記凹部の前端をなす第1のエッジが有する、車幅方向に直交する面と平行な断面上の曲率半径は、前記突起の上面の後端をなす第2のエッジが有する前記断面上の曲率半径よりも大きい。

0007

本発明によれば、リヤスポイラ上に流れ込む空気は、凹部に繋がる第1のエッジ上を通過する第1の気流と、突起上を経て第2のエッジ上を通過する第2の気流とに分かれる。第1の気流と第2の気流とは、互いに流出角度が異なることにより車両後方に縦渦を形成する。当該縦渦は上部の高速流の一部を下部へ引き込み、車両後方に発生する横渦の強度を抑制する。したがって、車両後方におけるリヤスポイラよりも下方側の圧力が増加して空気抵抗が減少する。

0008

また、突起の上面は、前記リヤスポイラの上面の一部として、前記リヤスポイラの上面における後端側で同一平面上に延出されているので、リヤスポイラ自体が空気抵抗を増加させることがない。これにより、当該リヤスポイラによれば、車両全体に対して空気抵抗を低減することができる。

発明の効果

0009

本発明によれば、車両全体に対して空気抵抗を低減することが可能なリヤスポイラを提供することができる。

図面の簡単な説明

0010

本発明の実施形態に係るスポイラの構成を示す斜視図
本発明の実施形態に係るスポイラの構成を示す上面図
本発明の実施形態に係るスポイラの構成を示す断面図
本発明の実施形態に係るスポイラの作用を説明する図であり、(a)は気流の状態を示す図、(b)は車両後方における高さ位置と風速との関係を示すグラフ
本発明の第1の参考例に係る車両の構成を示す側面図
本発明の第2の参考例に係る車両の構成を示す後面図

実施例

0011

以下、図面を参照しながら、実施の形態について詳細に説明する。
[概要]
本実施形態に係る車両のリヤスポイラは、リヤスポイラの後端縁に、車幅方向に所定間隔ごとに設けられた凹部によって互いに隔てられた、後方へ突出する複数の突起が設けられた構成である。突起の上面は、リヤスポイラの上面の一部として、リヤスポイラの上面における後端側で同一平面上に延出されている。また、車幅方向に直交する面と平行な断面で見た場合に、リヤスポイラの上面において凹部の前端をなす第1のエッジが有する曲率半径は、突起の上面の後端をなす第2のエッジが有する曲率半径よりも大きい。

0012

リヤスポイラ上に流れ込む空気は、凹部に繋がる第1のエッジ上を通過する第1の気流と、突起上を経て第2のエッジ上を通過する第2の気流とに分かれ、流出角度が異なる両気流により車両後方に縦渦を形成する。これにより、車両後方の下方側の圧力が増加し、車両全体の空気抵抗が減少する。

0013

[リヤスポイラの構成]
図1に、本実施形態に係るリヤスポイラ1の構成を斜視図により示す。図2に、リヤスポイラ1の上面図を示す。図3に、図2において隣接する突起の間を通って車幅方向に直交する面と平行なA−A線矢視断面図を示す。以下の図面において、車両位置を基準にして、上向きを方向UP、左向きを方向LH、右向きを方向RH、後ろ向きを方向RRとする。

0014

リヤスポイラ1は、車両Vの後部に、ここではセダンタイプの車両Vのトランクリッドv1の上面の後端部上に備えられている。リヤスポイラ1は、スポイラ本体1aと、複数の突起1bとを備えている。

0015

スポイラ本体1aは、車幅中央側が後方に向かって凸となるように弧状に湾曲して、トランクリッドv1の上面から車両Vの後方にせり出している。複数の突起1bは、車幅方向に所定間隔ごとに設けられた凹部1x(図2)によって互いに隔てられた状態で、スポイラ本体1aから後方に突出している。交互に配置された、突起1bと凹部1xの前端面Ex(図3)とは、リヤスポイラ1の後端縁の少なくとも一部を構成している。各突起1bの突出長さdおよび幅wbと、凹部1xの幅wxとは、例えば、wx=wb=d=20mmに設定される。上記所定間隔はwb+wxで表される。また、幅wbは突起1bごとに、幅wxは凹部1xごとに、それぞれ個別に定められてもよく、この場合の上記所定間隔wb+wxは2つの隣接する凹部1bの位置に応じて定まる。

0016

図3に示すように、リヤスポイラ1の上面は、トランクリッドv1の上面に繋がる高さ位置に配され、スポイラ本体1aの上面Saと、突起1bの上面Sb1とを含んでいる。突起1bの上面Sb1は、リヤスポイラ1の上面の一部として、リヤスポイラ1の上面における後端側で、スポイラ本体1aの上面Saから同一平面上に延出されている。突起1bの上面Sb1は、少なくとも、スポイラ本体1aの上面Saが上面Sb1の延出起点において規定する平面Fと同一平面上にあればよい。

0017

図3に示すように、上面Saにおいて突起1bに隣接して凹部1xの前端をなすエッジCx(第1のエッジ)は、車幅方向に直交する面と平行な断面上で曲率半径R1(図3では曲率1/R1を示した)を有している。また、突起1bの後端をなすエッジCb(第2のエッジ)は、車幅方向に直交する面と平行な断面上で曲率半径R2(図3では曲率1/R2を示した)を有している。曲率半径R2は、曲率半径R1よりも大きい。曲率半径R1および曲率半径R2は、それぞれのエッジプロファイルに沿って一様でなくてもよい。エッジCxにおいて上面Saと接する前端面Exは、上面Saに対して鋭角をなす。エッジCbにおいて上面Sb1と接する突起1bの下面Sb2は、上面Sb1に対して鋭角をなす。

0018

[リヤスポイラにより発生する気流]
図4(a)に、リヤスポイラ1により発生する気流を示す。車両Vのリヤウインドウ上など車両後部上から気流2がリヤスポイラ1上に流れ込むと、気流2は、凹部1bに繋がるエッジCx上を通過する気流2a(第1の気流)と、突起1b上を経てエッジCb上を通過する気流2b(第2の気流)とに分かれる。

0019

近接する気流2aと気流2bとは、互いに流出角度が異なっていることにより、車両後方に縦渦3を形成する。縦渦3は、車両前後方向に延伸する軸の周りに回転する局所的な気流である。図1に示すように、縦渦3の回転方向は、車幅方向に沿って交互に反対向きに入れ替わる。

0020

縦渦3は、上部を流れる相対的に高速な気流21の一部を、下部を流れる相対的に低速な気流22へ引き込み、気流21と気流22との風速差Tを抑制する。これにより、縦渦3の後方に発生する横渦4の強度が抑制される。横渦4は、車両後方で車幅方向に延伸する軸の周りを、上方側から後方側、下方側、前方側へと順に向かって回転する気流である。横渦4の強度が抑制されることにより、車両後方におけるリヤスポイラ1よりも下方側の圧力が増加する。

0021

図4(b)に、車両後方における高さ位置と車両後方に移動する気流の風速との関係を、リヤスポイラ1により得られる曲線Mと、従来のリヤスポイラにより得られる曲線Nとのそれぞれについて示す。およそ、リヤスポイラ1の高さ位置h0よりも上方の高さ位置において曲線Mに従う風速が曲線Nに従う風速よりも減少し、リヤスポイラ1の高さ位置h0よりも下方の高さ位置において曲線Mに従う風速が曲線Nに従う風速よりも増加する。このように、曲線Mにおける上下間の風速差(風速差T)は、曲線Nにおける上下間の風速差よりも小さい。

0022

したがって、リヤスポイラ1を備える場合に、車両後方におけるリヤスポイラ1よりも下方側の圧力が増加して空気抵抗が減少する。突起1bの上面Sb1は、リヤスポイラ1の上面における後端側で同一平面上に延出されているので、リヤスポイラ1自体が空気抵抗を増加させることがない。

0023

[実施の形態の効果等]
以上のように、本実施形態のリヤスポイラ1によれば、リヤスポイラ1の後端縁に、車幅方向に所定間隔ごとに設けられた凹部1xによって互いに隔てられた、後方へ突出する複数の突起1bが設けられた構成である。突起1bの上面Sb1は、リヤスポイラ1の上面の一部として、リヤスポイラ1の上面における後端側で同一平面上に延出されている。また、車幅方向に直交する面と平行な断面で見た場合に、リヤスポイラ1の上面Saにおいて凹部1xの前端をなすエッジCxが有する曲率半径R1は、突起1bの上面Sb1の後端をなすエッジCbが有する曲率半径R2よりも大きい。

0024

リヤスポイラ1上に流れ込む空気は、凹部1xに繋がるエッジCx上を通過する気流2aと、突起1b上を経てエッジCb上を通過する気流2bとに分かれる。近接する気流2aと気流2bとは、互いに流出角度が異なることにより車両後方に縦渦3を形成する。当該縦渦3は上部の相対的に高速な気流21の一部を下部の相対的に低速な気流21へ引き込み、車両後方に発生する横渦4の強度を抑制する。したがって、車両後方におけるリヤスポイラ1よりも下方側の圧力が増加して空気抵抗が減少する。

0025

また、突起1bの上面Sb1は、リヤスポイラ1の上面の一部として、リヤスポイラ1の上面における後端側で同一平面上に延出しているので、リヤスポイラ1自体が空気抵抗を増加させることがない。これにより、車両全体の空気抵抗が低減される。以上により、車両全体に対して空気抵抗を低減することが可能なリヤスポイラを提供することができる。

0026

また、突起1bがリヤスポイラ1の上面から上方に逸脱しない高さ位置に配置されているので、リヤスポイラ1をドライバ後方視界を遮らない位置に保ったまま空気抵抗が低減可能である。

0027

[参考例1]
図5に、第1の参考例に係る構成を示す。当該参考例は、車両のリヤコンビネーションランプ11の後端に、上下方向に沿って、後方に突出する突起11bを所定間隔で複数配置した構成である。当該突起11bが設けられたことにより、局所的な縦渦が発生するので、上下方向に軸を有する高さ渦の強度が減少して、空気抵抗が減少する。

0028

[参考例2]
図6に、第2の参考例に係る構成を示す。当該参考例は、車両のリヤバンパー12の下端に、上下方向に沿って、下方へ突出する突起12bを所定間隔で複数配置した構成である。当該突起12bが設けられたことにより、局所的な縦渦が発生するので、車幅方向に軸を有する横渦の強度が減少して、空気抵抗が減少する。

0029

本発明は、リヤスポイラを搭載する車両一般に適用可能である。

0030

1リヤスポイラ
1aスポイラ本体
1b突起
1x 凹部
2、2a、2b、21、22気流
3縦渦
4 横渦
d突出長さ
v1トランクリッド
wb、wx 幅
Cx、Cbエッジ
Ex前端面
F 平面
R1、R2曲率半径
Sa、Sb1 上面
Sb2 下面
T風速差
V 車両

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