車両後部構造
【課題】 車両の誘導抵抗を低減可能な車両後部構造を得る。
【解決手段】 車両２の後部床下に、略三角形状の翼部材１を、頂点を前方にして、車幅方向中心線に対して対称に、水平方向に対して略０°（ｄｅｇ）または後方が上となるように傾斜させた姿勢で、床下面と間隔をあけて配置する。
【解決手段】 車両２の後部床下に、略三角形状の翼部材１を、頂点を前方にして、車幅方向中心線に対して対称に、水平方向に対して略０°（ｄｅｇ）または後方が上となるように傾斜させた姿勢で、床下面と間隔をあけて配置する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両後部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の空気抵抗を減らす技術として、特許文献１に開示される技術が知られている。特許文献１では、車両後部の床下面を平坦面とし、後端部に後方に向けて上方に向かう傾斜面を形成することで、床下における空気の乱れを抑制するとともに、車両後端面の面積を減らすことで、空気抵抗の低減を図っている。
【特許文献１】特開２００１−１０５４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、自動車等の車両の走行時における空気抵抗としては、形状抵抗（圧力抵抗）の他、誘導抵抗、内部流抵抗、摩擦抵抗等がある。このうち、誘導抵抗は、車両の両側縁で空気が車両側外方から上方かつ内方側に巻き込みながら後方に螺旋状に流下する縦渦（誘導渦；後流渦）によって生じるもので、この縦渦を生じさせるための仕事分に相当するものである。この誘導抵抗は、走行時の車両に作用する全空気抵抗の約１割程度を占めており、その低減が望まれている。しかしながら、上記特許文献１に開示される技術を含め、上記縦渦による車両の誘導抵抗を効果的に低減する技術は見あたらない。
【０００４】
そこで、本発明は、車両の誘導抵抗を低減可能な車両後部構造を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明にかかる車両後部構造にあっては、車両の後部床下に、略三角形状の翼部材を、頂点を前方にして、車幅方向中心線に対して対称に、水平方向に対して略０°または後方が上となるように傾斜させた姿勢で、床下面と間隔をあけて配置したことを、最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、空気が上記翼部材の両側縁で当該翼部材の上面から下面に巻き込み、後方に流出する翼端渦を発生させることができる。この翼端渦は、車両の各側縁で、上記誘導渦と反対方向に旋回する渦流となる。すなわち、本発明によれば、上記翼部材によって生じさせた翼端渦によって、車両の両側縁で生じる上記誘導渦を減殺することができ、もって、誘導抵抗を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本実施形態にかかる車両後部構造を車両の後方かつ下方から見た斜視図、図２は、車両後部構造の側面図、図３は、車両で生じる縦渦を模式的に示す側面図、図４は、車両後部構造に用いられる翼部材によって生じる翼端渦を模式的に示す斜視図（後方かつ下方から見た図）、図５は、縦渦および翼端渦を模式的に示す背面図である。
【０００８】
本実施形態では、車両２の後部の床下に、床下面と間隔をあけて、略三角板の板状の翼部材１が設けられている。この翼部材１は、頂点（前端１ｃ）を車両前後方向前方に向け、車幅方向中心線（車両前後方向に伸びる車両２の中心線ＣＬ；図５）に対して対称となる姿勢で配置される。さらに、この翼部材１は、車両水平方向に対して略０°（ｄｅｇ）または前端１ｃに対して後縁１ｅが上方となるように傾斜させた姿勢で、床下面と間隔をあけて配置される。また、翼部材１の上面１ｂには、垂直に伸びる板状の三つのブラケット３が設けられており、このうち、前方のブラケット３はフロアパネル４の下面に取り付けられ、後方の二つのブラケット３は、リヤバンパー５の下面に取り付けられている。なお、後部の床下には、排気管６の他、マフラー７、燃料タンク８等が配置されている。９は車輪を示す。
【０００９】
この翼部材１は、航空機の翼として用いられるデルタ翼と同様の作用効果を奏するものである。すなわち、本実施形態では、図４に示すように、上面１ｂ側の圧力が下面１ａ側の圧力より高くなり、これにより、両側縁１ｄにおいて、空気が上面１ｂから下面１ａに巻き込みながら後方に流下する一対の翼端渦１１が発生する。翼端渦１１は、側縁１ｄ（前縁）に沿って後方に行くにつれて成長し、比較的大きな渦流となって後方に放出される。なお、この翼端渦１１は、翼部材１に対し、下向きの揚力を与えるものとなる。
【００１０】
一方、車両では、一般的に、空気が車両の両側縁で車両側外方から上方かつ内方側に巻き込みながら後方に螺旋状に流下する一対の縦渦（誘導渦；後流渦）が生じる。本実施形態では、車両２の後部の両側縁２ａをほぼ中心として、空気が車体の側面から上面側に巻き込みながら後方に螺旋状に流下して、縦渦１０（誘導渦；後流渦）が生じている。そして、この縦渦１０を生じさせる仕事分に相当する空気力として、車両２には、車両前後方向前方に誘導抵抗が作用することになる。なお、縦渦１０は、車両２の後部を上方に持ち上げる揚力を発生させる。
【００１１】
ここで、本実施形態では、翼端渦１１が、翼部材１の側縁１ｄにおいて、上面１ｂから側縁１ｄの外側を経由して下面１ａに巻き込む方向の渦流となるのに対し、縦渦１０は、車両２の後部の側縁２ａにおいて、側面から上面に巻き込む方向の渦流となっており、図５に示すように、車幅方向右側および左側のそれぞれで、翼端渦１１と縦渦１０とは、相互に反対方向に旋回する渦流となっている。したがって、本実施形態によれば、翼端渦１１によって縦渦１０を減殺することができ、もって、この縦渦１０によって生じる誘導抵抗を減殺することができる。
【００１２】
特に、本実施形態では、翼部材１を、車両水平方向に対して後方が上となるように傾斜させた姿勢で取り付けた分、翼端渦１１が、斜め上方に向けて放出されることになり、上方に位置する縦渦１０をより効果的に減殺することができるという利点がある。
【００１３】
また、本実施形態では、翼部材１の後縁１ｅの位置を車両２の後縁の位置にほぼ一致させるようにしたため、翼端渦１１が車両床下で減衰するのを抑制し、より効果的に利用することができる。
【００１４】
さらに、本実施形態では、翼部材１の最低地上高（本実施形態では、前端１ｃの地上高）を、車両床下の最下点（例えばフロアパネル４の最下点）における最低地上高より高くし、これにより、翼部材１が損傷したり外れたりするのを抑制しつつ、最低地上高となる部分から上向きの空気流を得て、翼端渦１１をより上方に向けて放出し、上方に位置する縦渦１０をさらに効果的に減殺するのが好適である。
【００１５】
以上の本実施形態によれば、車両２の後部床下に、略三角形状の翼部材１を、頂点（前端１ｃ）を前方にして、車幅方向中心線に対して対称に、車両水平方向に対して略０°または後方が上となるように傾斜させた姿勢で、床下面と間隔をあけて配置したため、翼部材１の側縁１ｄにおいて、上面１ｂから側縁１ｄの外側を経由して下面１ａに巻き込む方向の渦流として、翼端渦１１を形成し、この翼端渦１１により、車両２に生じる縦渦１０を減殺することができる。よって、本実施形態によれば、縦渦１０によって生じる誘導抵抗を減らすことができ、燃費向上や速度向上等に資することができる。
【００１６】
また、本実施形態によれば、翼部材１を板状部材としたため、誘導抵抗を減らす構造を比較的簡素な構造として得ることができ、製造の手間を省き、製造コストを低減することができる。
【００１７】
また、本実施形態によれば、翼部材１により車両後部におけるダウンフォースを向上させることができ、運動性能向上等に資することができる。
【００１８】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず、種々の変形が可能である。
【００１９】
例えば、翼部材１に替えて、図６に示す翼部材１Ａを用いてもよい。この翼部材１Ａは、側縁（前縁）１ｄの車幅方向に対する後退角を、前側で大きく、後側で小さくなるよう二段階に設定したもので、所謂ダブルデルタ翼と同様の空力特性を得ることができるものである。また、これ以外にも、側縁１ｄをより滑らかに変化させたり、所謂オージー翼（ｏｇｅｅ ｗｉｎｇ；反曲線翼）と同様の形状としたりする等、翼端渦を生じる他の形状の翼部材を用いてもよい。
【００２０】
また、翼部材１に替えて、図７に示す翼部材１Ｂを用いてもよい。この翼部材１Ｂは、前縁（前端１ｃおよび側縁１ｄ）が丸くかつ後縁１ｅが尖った翼型断面（所謂流線型の翼型断面）を有するものであり、これにより、翼部材自体の抗力を小さくする等、より好適な空力特性が得られる他、より肉厚に形成できる分、翼部材１Ｂの剛性や強度を高めることができるという利点もある。また、この場合、リブや表面パネルを用いる等して内部を空洞にし、軽量化を図るのが好適である。
【００２１】
また、床面側の傾斜や形状等により、翼部材の上面側の圧力を下面側に比べて高くすることができれば、翼部材を後方が上となるように傾斜させるのは必須ではなく、略０°（ｄｅｇ）としながら、上面側の圧力を下面側より高くして、翼端渦を発生させる構成も考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態にかかる車両後部構造を車両の後方かつ下方から見た斜視図。
【図２】本発明の実施形態にかかる車両後部構造の側面図。
【図３】車両で生じる縦渦（誘導渦）を模式的に示す側面図。
【図４】本発明の実施形態にかかる車両後部構造に用いられる翼部材によって生じる翼端渦を模式的に示す斜視図（後方かつ下方から見た図）。
【図５】本発明の実施形態にかかる車両後部構造によって生じた翼端渦および縦渦を模式的に示す背面図。
【図６】本発明の別の実施形態にかかる車両後部構造を車両の後方かつ下方から見た斜視図。
【図７】本発明のさらに別の実施形態にかかる車両後部構造の側面図。
【符号の説明】
【００２３】
１，１Ａ，１Ｂ 翼部材
２ 車両
１ａ 下面
１ｂ 上面
１ｄ 側縁
１０ 縦渦（誘導渦）
１１ 翼端渦
ＣＬ 車幅方向中心線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両後部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の空気抵抗を減らす技術として、特許文献１に開示される技術が知られている。特許文献１では、車両後部の床下面を平坦面とし、後端部に後方に向けて上方に向かう傾斜面を形成することで、床下における空気の乱れを抑制するとともに、車両後端面の面積を減らすことで、空気抵抗の低減を図っている。
【特許文献１】特開２００１−１０５４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、自動車等の車両の走行時における空気抵抗としては、形状抵抗（圧力抵抗）の他、誘導抵抗、内部流抵抗、摩擦抵抗等がある。このうち、誘導抵抗は、車両の両側縁で空気が車両側外方から上方かつ内方側に巻き込みながら後方に螺旋状に流下する縦渦（誘導渦；後流渦）によって生じるもので、この縦渦を生じさせるための仕事分に相当するものである。この誘導抵抗は、走行時の車両に作用する全空気抵抗の約１割程度を占めており、その低減が望まれている。しかしながら、上記特許文献１に開示される技術を含め、上記縦渦による車両の誘導抵抗を効果的に低減する技術は見あたらない。
【０００４】
そこで、本発明は、車両の誘導抵抗を低減可能な車両後部構造を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明にかかる車両後部構造にあっては、車両の後部床下に、略三角形状の翼部材を、頂点を前方にして、車幅方向中心線に対して対称に、水平方向に対して略０°または後方が上となるように傾斜させた姿勢で、床下面と間隔をあけて配置したことを、最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、空気が上記翼部材の両側縁で当該翼部材の上面から下面に巻き込み、後方に流出する翼端渦を発生させることができる。この翼端渦は、車両の各側縁で、上記誘導渦と反対方向に旋回する渦流となる。すなわち、本発明によれば、上記翼部材によって生じさせた翼端渦によって、車両の両側縁で生じる上記誘導渦を減殺することができ、もって、誘導抵抗を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本実施形態にかかる車両後部構造を車両の後方かつ下方から見た斜視図、図２は、車両後部構造の側面図、図３は、車両で生じる縦渦を模式的に示す側面図、図４は、車両後部構造に用いられる翼部材によって生じる翼端渦を模式的に示す斜視図（後方かつ下方から見た図）、図５は、縦渦および翼端渦を模式的に示す背面図である。
【０００８】
本実施形態では、車両２の後部の床下に、床下面と間隔をあけて、略三角板の板状の翼部材１が設けられている。この翼部材１は、頂点（前端１ｃ）を車両前後方向前方に向け、車幅方向中心線（車両前後方向に伸びる車両２の中心線ＣＬ；図５）に対して対称となる姿勢で配置される。さらに、この翼部材１は、車両水平方向に対して略０°（ｄｅｇ）または前端１ｃに対して後縁１ｅが上方となるように傾斜させた姿勢で、床下面と間隔をあけて配置される。また、翼部材１の上面１ｂには、垂直に伸びる板状の三つのブラケット３が設けられており、このうち、前方のブラケット３はフロアパネル４の下面に取り付けられ、後方の二つのブラケット３は、リヤバンパー５の下面に取り付けられている。なお、後部の床下には、排気管６の他、マフラー７、燃料タンク８等が配置されている。９は車輪を示す。
【０００９】
この翼部材１は、航空機の翼として用いられるデルタ翼と同様の作用効果を奏するものである。すなわち、本実施形態では、図４に示すように、上面１ｂ側の圧力が下面１ａ側の圧力より高くなり、これにより、両側縁１ｄにおいて、空気が上面１ｂから下面１ａに巻き込みながら後方に流下する一対の翼端渦１１が発生する。翼端渦１１は、側縁１ｄ（前縁）に沿って後方に行くにつれて成長し、比較的大きな渦流となって後方に放出される。なお、この翼端渦１１は、翼部材１に対し、下向きの揚力を与えるものとなる。
【００１０】
一方、車両では、一般的に、空気が車両の両側縁で車両側外方から上方かつ内方側に巻き込みながら後方に螺旋状に流下する一対の縦渦（誘導渦；後流渦）が生じる。本実施形態では、車両２の後部の両側縁２ａをほぼ中心として、空気が車体の側面から上面側に巻き込みながら後方に螺旋状に流下して、縦渦１０（誘導渦；後流渦）が生じている。そして、この縦渦１０を生じさせる仕事分に相当する空気力として、車両２には、車両前後方向前方に誘導抵抗が作用することになる。なお、縦渦１０は、車両２の後部を上方に持ち上げる揚力を発生させる。
【００１１】
ここで、本実施形態では、翼端渦１１が、翼部材１の側縁１ｄにおいて、上面１ｂから側縁１ｄの外側を経由して下面１ａに巻き込む方向の渦流となるのに対し、縦渦１０は、車両２の後部の側縁２ａにおいて、側面から上面に巻き込む方向の渦流となっており、図５に示すように、車幅方向右側および左側のそれぞれで、翼端渦１１と縦渦１０とは、相互に反対方向に旋回する渦流となっている。したがって、本実施形態によれば、翼端渦１１によって縦渦１０を減殺することができ、もって、この縦渦１０によって生じる誘導抵抗を減殺することができる。
【００１２】
特に、本実施形態では、翼部材１を、車両水平方向に対して後方が上となるように傾斜させた姿勢で取り付けた分、翼端渦１１が、斜め上方に向けて放出されることになり、上方に位置する縦渦１０をより効果的に減殺することができるという利点がある。
【００１３】
また、本実施形態では、翼部材１の後縁１ｅの位置を車両２の後縁の位置にほぼ一致させるようにしたため、翼端渦１１が車両床下で減衰するのを抑制し、より効果的に利用することができる。
【００１４】
さらに、本実施形態では、翼部材１の最低地上高（本実施形態では、前端１ｃの地上高）を、車両床下の最下点（例えばフロアパネル４の最下点）における最低地上高より高くし、これにより、翼部材１が損傷したり外れたりするのを抑制しつつ、最低地上高となる部分から上向きの空気流を得て、翼端渦１１をより上方に向けて放出し、上方に位置する縦渦１０をさらに効果的に減殺するのが好適である。
【００１５】
以上の本実施形態によれば、車両２の後部床下に、略三角形状の翼部材１を、頂点（前端１ｃ）を前方にして、車幅方向中心線に対して対称に、車両水平方向に対して略０°または後方が上となるように傾斜させた姿勢で、床下面と間隔をあけて配置したため、翼部材１の側縁１ｄにおいて、上面１ｂから側縁１ｄの外側を経由して下面１ａに巻き込む方向の渦流として、翼端渦１１を形成し、この翼端渦１１により、車両２に生じる縦渦１０を減殺することができる。よって、本実施形態によれば、縦渦１０によって生じる誘導抵抗を減らすことができ、燃費向上や速度向上等に資することができる。
【００１６】
また、本実施形態によれば、翼部材１を板状部材としたため、誘導抵抗を減らす構造を比較的簡素な構造として得ることができ、製造の手間を省き、製造コストを低減することができる。
【００１７】
また、本実施形態によれば、翼部材１により車両後部におけるダウンフォースを向上させることができ、運動性能向上等に資することができる。
【００１８】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず、種々の変形が可能である。
【００１９】
例えば、翼部材１に替えて、図６に示す翼部材１Ａを用いてもよい。この翼部材１Ａは、側縁（前縁）１ｄの車幅方向に対する後退角を、前側で大きく、後側で小さくなるよう二段階に設定したもので、所謂ダブルデルタ翼と同様の空力特性を得ることができるものである。また、これ以外にも、側縁１ｄをより滑らかに変化させたり、所謂オージー翼（ｏｇｅｅ ｗｉｎｇ；反曲線翼）と同様の形状としたりする等、翼端渦を生じる他の形状の翼部材を用いてもよい。
【００２０】
また、翼部材１に替えて、図７に示す翼部材１Ｂを用いてもよい。この翼部材１Ｂは、前縁（前端１ｃおよび側縁１ｄ）が丸くかつ後縁１ｅが尖った翼型断面（所謂流線型の翼型断面）を有するものであり、これにより、翼部材自体の抗力を小さくする等、より好適な空力特性が得られる他、より肉厚に形成できる分、翼部材１Ｂの剛性や強度を高めることができるという利点もある。また、この場合、リブや表面パネルを用いる等して内部を空洞にし、軽量化を図るのが好適である。
【００２１】
また、床面側の傾斜や形状等により、翼部材の上面側の圧力を下面側に比べて高くすることができれば、翼部材を後方が上となるように傾斜させるのは必須ではなく、略０°（ｄｅｇ）としながら、上面側の圧力を下面側より高くして、翼端渦を発生させる構成も考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態にかかる車両後部構造を車両の後方かつ下方から見た斜視図。
【図２】本発明の実施形態にかかる車両後部構造の側面図。
【図３】車両で生じる縦渦（誘導渦）を模式的に示す側面図。
【図４】本発明の実施形態にかかる車両後部構造に用いられる翼部材によって生じる翼端渦を模式的に示す斜視図（後方かつ下方から見た図）。
【図５】本発明の実施形態にかかる車両後部構造によって生じた翼端渦および縦渦を模式的に示す背面図。
【図６】本発明の別の実施形態にかかる車両後部構造を車両の後方かつ下方から見た斜視図。
【図７】本発明のさらに別の実施形態にかかる車両後部構造の側面図。
【符号の説明】
【００２３】
１，１Ａ，１Ｂ 翼部材
２ 車両
１ａ 下面
１ｂ 上面
１ｄ 側縁
１０ 縦渦（誘導渦）
１１ 翼端渦
ＣＬ 車幅方向中心線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の後部床下に、略三角形状の翼部材を、頂点を前方にして、車幅方向中心線に対して対称に、水平方向に対して略０°または後方が上となるように傾斜させた姿勢で、床下面と間隔をあけて配置したことを特徴とする車両後部構造。
【請求項２】
前記翼部材を平板状に形成したことを特徴とする請求項１に記載の車両後部構造。
【請求項３】
前記翼部材の最低地上高を、車両床下の最下点における最低地上高より高くしたことを特徴とする請求項１または２に記載の車両後部構造。
【請求項４】
前記翼部材を、前縁が丸くかつ後縁が尖った翼型断面を備えた形状としたことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一つに記載の車両後部構造。
【請求項５】
車両の後部床下に、翼部材を、車幅方向中心線に対して対称となる姿勢で、床下面と間隔をあけて配置し、
空気が前記翼部材の両側縁で当該翼部材の上面から下面に巻き込むことによって生じる翼端渦により、車両の両側縁で生じる誘導渦を減殺するようにしたことを特徴とする車両後部構造。
【請求項１】
車両の後部床下に、略三角形状の翼部材を、頂点を前方にして、車幅方向中心線に対して対称に、水平方向に対して略０°または後方が上となるように傾斜させた姿勢で、床下面と間隔をあけて配置したことを特徴とする車両後部構造。
【請求項２】
前記翼部材を平板状に形成したことを特徴とする請求項１に記載の車両後部構造。
【請求項３】
前記翼部材の最低地上高を、車両床下の最下点における最低地上高より高くしたことを特徴とする請求項１または２に記載の車両後部構造。
【請求項４】
前記翼部材を、前縁が丸くかつ後縁が尖った翼型断面を備えた形状としたことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一つに記載の車両後部構造。
【請求項５】
車両の後部床下に、翼部材を、車幅方向中心線に対して対称となる姿勢で、床下面と間隔をあけて配置し、
空気が前記翼部材の両側縁で当該翼部材の上面から下面に巻き込むことによって生じる翼端渦により、車両の両側縁で生じる誘導渦を減殺するようにしたことを特徴とする車両後部構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−２８２０７６（Ｐ２００６−２８２０７６Ａ）
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１０６８１７（Ｐ２００５−１０６８１７）
【出願日】平成１７年４月１日（２００５．４．１）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月１日（２００５．４．１）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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