(57)【要約】【課題】車両の所定部位の形状を大きく変えることなく、所定部位まわりの空気抵抗を低減する。【解決手段】本発明に係る空気抵抗低減構造１は、車両２の前面部４と側面部５とが、コーナー面部６を介してつながってなる車両２の外表面部位３に設けられているもので、コーナー面部６に設けられ、コーナー面部６の前方側から後方側に向けて伸びている複数の凹溝部１３と、凹溝部１３に隣接してコーナー面部６に設けられ、コーナー面部６の前方側から後方側に向けて伸びている複数の凸条部１４とを有する。凹溝部１３の側面１３ａは凸条部１４の側面１４ａを構成した状態で、凹溝部１３と凸条部１４とが交互に配設されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の前方を向いている前面部と、前記前面部よりも前記車両の後方に位置し前記車両の前後方向に伸びている側面部とが、コーナー面部を介してつながってなる前記車両の外表面部位に設けられている空気抵抗低減構造であって、
前記コーナー面部に設けられ、前記コーナー面部の前方側から後方側に向けて伸びている複数の凹溝部と、
前記凹溝部に隣接して前記コーナー面部に設けられ、前記コーナー面部の前方側から後方側に向けて伸びている複数の凸条部とを有し、
前記凹溝部の側面が前記凸条部の側面を構成した状態で、前記凹溝部と前記凸条部とが交互に配設されている車両の空気抵抗低減構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の空気抵抗低減構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車における昨今の燃費向上のための技術の一つに、走行時の空気抵抗を低減させる技術が挙げられる。具体的には、自動車の外表面近傍の空気の流れを整えて、剥離現象に起因する空気抵抗の増加を抑制するための研究、開発が進められている。
【０００３】
上記空気抵抗を低減するための手段として、例えば特許文献１には、自動車のルーフ外表面の後端領域に、自動車の前後方向に伸びる所定高さの凸状バンプ（隆起部）を配置したものが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３４５５６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように、自動車のルーフ後方に生じる剥離現象を抑制するための手段は既に提案がなされている一方、例えばドアミラーなど、自動車の前方側の部位に生じる剥離現象を抑制するための手段について提案がなされたものは従来皆無であった。すなわち、同じ自動車の外表面近傍であっても、その部位によっては、特許文献１に記載のバンプを設けただけでは十分な空気抵抗低減効果を見込めない場合があった。
【０００６】
例えばドアミラーの場合、図９に示すように、ドアミラー３の外表面のうち車両２の前方を向く前面部４と、前面部４の後方に位置し車両２の前後方向に伸びる上面部５との間のコーナー面部６を曲率半径の大きなＲ面で構成すれば、ドアミラー３まわりの空気の流れＦがドアミラー３の外表面（特に上面部５）に沿って流れやすくなるため、ドアミラー３の後方で生じる渦Ｖを小さくして空気抵抗を低減させることができるようにも思われる。しかしながら、このような構成だと、従来の形状（図９中、一点鎖線で示す形状）に比べてＲ面を大きく構成する分（図９中、斜線を施した部分）だけドアミラー３の前後方向長さを大きくする必要があり、小型化、軽量化、ひいては燃費向上の方針に反する。また、ドアミラー３の形状を大きく変化させることは、ドアミラー３の意匠を変化させることにもつながるため、デザイン面からも好ましくはない。
【０００７】
以上の事情に鑑み、本明細書では、車両の所定部位の形状を大きく変えることなく、所定部位まわりの空気抵抗を低減することを、本発明により解決すべき技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題の解決は、本発明に係る車両の空気抵抗低減構造によって達成される。すなわち、この構造は、車両の前方を向いている前面部と、前面部よりも車両の後方に位置し車両の前後方向に伸びている側面部とが、コーナー面部を介してつながってなる車両の外表面部位に設けられている空気抵抗低減構造であって、コーナー面部に設けられ、コーナー面部の前方側から後方側に向けて伸びている複数の凹溝部と、凹溝部に隣接してコーナー面部に設けられ、コーナー面部の前方側から後方側に向けて伸びている複数の凸条部とを有し、凹溝部の側面が凸条部の側面を構成した状態で、凹溝部と凸条部とが交互に配設されている点をもって特徴付けられる。
【０００９】
このように、本発明では、車両の外表面のうち、車両の前方を向いている前面部と、前面部よりも車両の後方に位置する側面部との間のコーナー面部に、複数の凹溝部と凸条部とを有する空気抵抗低減構造を設けるようにした。この空気抵抗低減構造の作用効果を図３〜図５に基づき説明する。すなわち、車両の外表面２２が、図４（ａ）に示す如き平面形状をなす場合、外表面２２近傍を流れる空気の速度Ｕは、外表面２２に近づくほど小さくなり、外表面２２で実質的に零となる。そのため、図５（ａ）に示すように、ドアミラー３の前面部から側面部（例えば上面部）を通過してドアミラー３の後方に至る空気の流れＦを考えた場合、側面部で空気の剥離現象が容易に生じ、ドアミラー３の後方で発生する渦Ｖが大きくなる。これに対して、本発明では、前面部と側面部とをつなぐコーナー面部に、その前方側から後方側に向けて伸びている複数の凹溝部と凸条部を設けるようにしたので、例えば図４（ｂ）に示すように、コーナー面部近傍における空気の流れＦは凹溝部１３と凸条部１４の長手方向に沿ったものとなる。また、この際、凹溝部１３の側面１３ａが凸条部１４の側面１４ａを構成した状態で、凹溝部１３と凸条部１４とを交互に配設したので（図３を参照）、凹溝部１３の側面１３ａには、所定方向の渦Ｖａ，Ｖｂが発生する（図４（ｂ）及び図４（ｃ）を参照）。この渦Ｖａ，Ｖｂは、常に側面１３ａ上を下方（凹溝部１３の底部１３ｂ側）から上方（凸条部１４の頂部側）に向けて流れる向きに発生する。そのため、凹溝部１３の幅方向（凹溝部１３及び凸条部１４の長手方向に直交する向きをいう。以下、同じ。）両側に位置する一対の側面１３ａ，１３ａ上に発生する渦Ｖａ，Ｖｂは何れも、凹溝部１３を通過する空気の流れＦを下方（底側）に引き込む向きＣに作用する（図４（ｃ））。
【００１０】
以上の作用より、上記構成の凹溝部と凸条部とを有する空気抵抗低減構造１をドアミラー３などの前面部と側面部（上面部など）との間のコーナー面部に設けた場合には、コーナー面部上を通過する空気の流れＦをコーナー面部側に引き寄せて、側面部で生じる空気の剥離現象を抑制することができる。これにより、側面部の後方に生じる渦Ｖを小さくして（図５（ｂ））、この渦Ｖに起因する空気抵抗の増加を抑制（すなわち空気抵抗を低減）することが可能となる。
【００１１】
また、上記構成の空気抵抗低減構造であれば、前面部と側面部、及びコーナー面部とで構成される車両の外表面部位の形状やサイズ（特に車両の前後方向寸法）をそれほど変えずに済む。そのため、上記部位（ドアミラーなど）の大型化を回避して、軽量化、ひいては燃費向上が可能となる。また、上記部位の形状をそれほど大きく変えずに済むのであれば、意匠の制約を受ける部位であっても問題なく本発明に係る構造を適用することができる。そのため、多くの部位に適用可能となり汎用性が高まる。
【００１２】
また、本発明に係る空気抵抗低減構造は、コーナー面部がＲ面で構成されており、かつＲ面の曲率半径が１０ｍｍ以上でかつ８０ｍｍ以下に設定されているものであってもよい。
【００１３】
本発明者らが、本発明の有効性について検証を重ねた結果、上記構成の凹溝部及び凸条部が設けられるコーナー面部をＲ面で構成すると共に、Ｒ面の曲率半径を１０ｍｍ以上でかつ８０ｍｍ以下に設定した場合に、本発明に係る空気抵抗低減構造が有効に作用することが判明した。すなわち、Ｒ面の曲率半径を１０ｍｍ以上とすることで、各凹溝部及び凸条部による十分な剥離抑制効果を得ることが可能となる。一方、Ｒ面の曲率半径があまりに大きいと、空気の流れがコーナー面部とその後方に位置する側面部に沿って生じるため、問題となるような大きな空気の剥離現象が起こらない。以上の理由より、Ｒ面の曲率半径は８０ｍｍ以下に留めておくのがよい。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明によれば、車両の所定部位の形状を大きく変えることなく、所定部位まわりにおける空気抵抗の増加を抑制することができる。これにより、所定部位の大型化を図ることなく、車両まわりに生じる空気抵抗を低減することが可能となる。また、意匠の制約を受けやすい部位であっても、容易に車両まわりに生じる空気抵抗を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る空気抵抗低減構造を具備した車両の側面図である。
【図２】図１に示すドアミラーの（ａ）斜視図、（ｂ）平面図、及び（ｃ）側面図である。
【図３】図２に示す空気抵抗低減構造のＡ−Ａ断面図である。
【図４】（ａ）は、空気抵抗低減構造を設けない場合の外表面近傍における空気の流れを示す斜視図、（ｂ）は、空気抵抗低減構造を設けた場合の外表面近傍における空気の流れを示す斜視図、（ｃ）は、図４（ｂ）に示す空気抵抗低減構造を矢印Ｂの向きから見た図である。
【図５】（ａ）は、空気抵抗低減構造を設けない場合のドアミラー近傍における空気の流れを示す側面図、（ｂ）は、空気抵抗低減構造を設けた場合のドアミラー近傍における空気の流れを示す側面図である。
【図６】空気抵抗低減構造の変形例を示す要部断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係る車両の側面図である。
【図８】図７に示す車両の要部斜視図である。
【図９】本発明に関連する技術に係る車両の要部側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る空気抵抗低減構造の一実施形態を図面に基づき説明する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態に係る空気抵抗低減構造１を具備した車両２の側面図を示している。図１に示すように、この車両２は、ドアミラー３の外表面に空気抵抗低減構造１を設けてなる。この空気抵抗低減構造１は、図２に示すように、ドアミラー３の外表面のうち、車両２の前方（図１でいえば左側）を向いている前面部４と、前面部４の後方（図１でいえば右側）に位置し、車両２の前後方向に伸びる側面部としての上面部５とをつないでいるコーナー面部６に設けられている。
【００１８】
本実施形態では、ドアミラー３の前面部４と上面部５との間のコーナー面部６だけでなく、前面部４と下面部７との間のコーナー面部８に空気抵抗低減構造９が設けられると共に、前面部４と、ドアミラー３の車幅方向（車両２の前後方向に直交する向きをいう。以下、同じ。）外側に位置する外側面部１０と前面部４との間のコーナー面部１１にも空気抵抗低減構造１２が設けられている。以下、前面部４と上面部５との間のコーナー面部６に設けられている空気抵抗低減構造１を例にとって詳述する。
【００１９】
この空気抵抗低減構造１は、図２（ａ）に示すように、複数（例えば数十本から数百本）の凹溝部１３と複数の凸条部１４とを有する。これら凹溝部１３と凸条部１４は何れも、コーナー面部６の前方側から後方側に向けて伸びている（特に図２（ｂ）を参照）。
【００２０】
図３は、図２に示す空気抵抗低減構造１の要部断面図を示している。図３に示すように、複数の凹溝部１３と複数の凸条部１４は幅方向に隣接して交互に配設されている。また、凹溝部１３の側面１３ａは凸条部１４の側面１４ａを構成しており、これにより一定のピッチａで凹溝部１３と凸条部１４とが交互に配設されている。なお、本実施形態では、凸条部１４がコーナー面部６から突出しており、凹溝部１３の底部１３ｂとコーナー面部６とが同一平面上にある場合を例示しているが、これには限られない。例えば凹溝部１３の底部１３ｂと凸条部１４の頂部との高さ方向中間位置にコーナー面部６がある場合など、凹溝部１３の底部１３ｂがコーナー面部６の表面よりも低い位置にあってもよい。さらにいえば、凸条部１４の最外径部がコーナー面部６と同一平面上にあってもよい。
【００２１】
ここで、側面１３ａ（１４ａ）はテーパ状の斜面であり、基準面としてのコーナー面部６に対して所定の角度で傾斜している。また、後述する空気抵抗低減効果を発揮するために、凹溝部１３及び凸条部１４のピッチａと、凹溝部１３の底部１３ｂの幅方向寸法ｂが、凹溝部１３及び凸条部１４のピッチａの０．５倍未満に設定されるのがよく、好ましくは０．２倍未満に設定されるのがよい。
【００２２】
なお、凹溝部１３の深さ（すなわち凸条部１４のコーナー面部６からの高さ）寸法ｃは任意であるが、あまりに小さいと凹溝部１３及び凸条部１４による空気抵抗の低減効果が十分に得られないおそれがあり、あまりに大きいと凸条部１４自体が空気抵抗となるおそれが生じる。以上の観点から、凹溝部１３の深さ寸法（凸条部１４の高さ寸法）ｃは例えば１ｍｍ以上でかつ８ｍｍ以下に設定されるのがよい。また、この深さ寸法ｃとの兼ね合いで（側面１３ａの傾斜角度との関係で）、凹溝部１３及び凸条部１４のピッチａは例えば２ｍｍ以上でかつ１６ｍｍ以下に設定されるのがよい。
【００２３】
上記構成の凹溝部１３及び凸条部１４とを有する空気抵抗低減構造１は、コーナー面部６の前後方向のほぼ全域にわたって（正確には前面部４との境界付近から上面部５との境界にかけて）形成されている。
【００２４】
また、上記構成の空気抵抗低減構造１が設けられているコーナー面部６は、本実施形態では単一のＲ面で構成されている。この場合、Ｒ面の曲率半径は１０ｍｍ以上でかつ８０ｍｍ以下に設定されるのがよく、好ましくは２０ｍｍ以上でかつ８０ｍｍ以下に設定されるのがよい。
【００２５】
以上、前面部４と上面部５との間のコーナー面部６に設けられている空気抵抗低減構造１の詳細を述べたが、他の空気抵抗低減構造９，１２も同様の構成をとり得ることはもちろんである。
【００２６】
次に、上記構成の空気抵抗低減構造１をコーナー面部６に設けることの利点（作用効果）につき説明する。
【００２７】
本発明では、前面部４と側面部としての上面部５とをつなぐコーナー面部６に、その前方側から後方側に向けて伸びている複数の凹溝部１３と凸条部１４を設けるようにした（図２（ａ）及び（ｂ）を参照）。これにより、図１に示す車両２の走行時、コーナー面部６近傍における空気の流れＦは凹溝部１３と凸条部１４の長手方向に沿ったものとなる（図４（ｂ））。また、この際、凹溝部１３の側面１３ａが凸条部１４の側面１４ａを構成した状態で、凹溝部１３と凸条部１４とを交互に配設したので、凹溝部１３の側面１３ａには、所定方向の渦Ｖａ，Ｖｂが発生する（図４（ｂ）及び（ｃ）を参照）。この渦Ｖａ，Ｖｂは、常に側面１３ａ上を下方（底部１３ｂ側）から上方（凸条部１４の頂部側）に向けて流れる向きに発生するため、凹溝部１３の幅方向両側に位置する一対の側面１３ａ、１３ａ上に発生する渦Ｖａ，Ｖｂは何れも、凹溝部１３を通過する空気の流れＦを下方（底側）に引き込む向きＣに作用する（図４（ｃ））。これにより、コーナー面部６まわりの空気の速度Ｕは、コーナー面部６の表面近傍においてもある程度の大きさを維持し（図４（ｂ））、その結果、空気の流れＦがコーナー面部６に沿ったものとなる。これにより、上面部５で生じる空気の剥離現象を抑制することができるので、ドアミラー３の後方に生じる渦Ｖを小さくして（図５（ｂ））、この渦Ｖに起因する空気抵抗の増加を抑制することが可能となる。
【００２８】
また、本発明に係る空気抵抗低減構造１によれば、比較的小さなサイズの凹溝部１３と凸条部１４をコーナー面部６に設けるだけで済むため、前面部４や上面部５はもちろんのことコーナー面部６の形状をそれほど変えなくて済む。これにより、ドアミラー３が車両２の前後方向に増大する事態を回避して、車両２の軽量化、ひいては燃費向上が可能となる。
【００２９】
本実施形態では、コーナー面部６をＲ面で構成し、かつＲ面の曲率半径を１０ｍｍ以上でかつ８０ｍｍ以下に設定するようにしたので、この形状のコーナー面部６に上記構成の空気抵抗低減構造１を設けることにより、十分な剥離抑制効果を得ることが可能となる。
【００３０】
また、本実施形態では、コーナー面部６の前後方向のほぼ全域にわたって凹溝部１３と凸条部１４を設けるようにしたので、コーナー面部６における剥離現象の抑制効果を最大限に享受することができる。従って、空気抵抗のより一層の低減化を図ることが可能となる。
【００３１】
以上、本発明の一実施形態を説明したが、もちろん空気抵抗低減構造、及びこの構造を具備した車両は、本発明の範囲内において、他の形態を採ることも可能である。
【００３２】
例えば、上記実施形態では、凹溝部１３の側面１３ａをテーパ状の斜面としたが、側面１３ａの形状はこれには限られない。例えば図６に示すように、凹溝部１５の側面１５ａ（すなわち凸条部１６の側面１６ａ）を曲面とすることも可能である。この際、曲面は図６の如く凹曲面であってもよいし、凸曲面であってもよい。
【００３３】
また、上記実施形態では、凹溝部１３及び凸条部１４を、コーナー面部６と前面部４との境界近傍から側面部（上面部５）との境界にかけて形成した場合を例示したが、もちろんこれ以外の形態をとることも可能である。例えば凹溝部１３及び凸条部１４を、コーナー面部６から前面部４の一部に跨って形成してもよく、あるいはコーナー面部６から側面部（例えば上面部５）の一部に跨って形成してもよい。
【００３４】
また、以上の説明では、空気抵抗低減構造１，９，１２をドアミラー３のコーナー面部６，８，１１に設けた場合を例示したが、もちろん、ドアミラー３以外の部位に設けることも可能である。図７及び図８はその一例（他の実施形態）に係る空気抵抗低減構造１８を具備した車両２の側面図及び要部斜視図を示している。これらの図に示すように、本実施形態に係る車両２は、バンパー１７の前面部１９と、前面部１９の後方に位置し車両２の前後方向に伸びている側面部２０とをつないでいるコーナー面部２１に、空気抵抗低減構造１８を設けたものである。この場合も、図２等に示す形態と同様、コーナー面部２１に、その前方側から後方側に向けて伸びている複数の凹溝部と凸条部を設けることで、図７に示す車両２の走行時、コーナー面部２１近傍における空気の流れは凹溝部と凸条部の長手方向に沿ったものとなる。また、この際、凹溝部の側面が凸条部の側面を構成した状態で、凹溝部と凸条部とを交互に配設することで、凹溝部の側面に図４に示す如く所定方向の渦が発生する。これにより、バンパー１７まわりの空気の流れが、コーナー面部２１に沿ったものとなり、側面部２０で生じる空気の剥離現象を抑制することができる。これにより、バンパー１７の後方に生じる渦を小さくして、この渦に起因する空気抵抗の増加を抑制することが可能となる。
【００３５】
なお、ドアミラー３とバンパー１７以外に本発明を適用可能な部位として、例えばフロントピラーやヘッドランプなどを挙げることができる。もちろん、車両２の前方側の部位など、前面部と側面部、及びコーナー面部を有する部位であれば、上記例示の部位に限らず本発明を適用可能なことはもちろんである。
【符号の説明】
【００３６】
１，９，１２，１８  空気抵抗低減構造
２      車両
３      ドアミラー
４，１９  前面部
５，７，１０，２０  側面部
６，８，１１，２１  コーナー面部
１３，１５  凹溝部
１４，１６  凸条部
１３ａ，１４ａ，１５ａ，１６ａ  側面
１７    バンパー
【図１】
2017132304.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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