車両用空力構造
【課題】ホイールハウス内を効果的に整流することができる車両用空力構造を得る。
【解決手段】車両用空力構造１０は、ホイールハウス１４内における前輪１５に対する車体前後方向の後方に設けられ車幅方向に延在されると共に車体上下方向の下側を向く空気流衝突壁２４と、空気流衝突壁２４の車体前後方向の後端部２４Ａから車体上下方向の下側に垂下された空気流案内壁２２とを備える。空気流案内壁２２は、車体上下方向に延在されるか、又は前輪１５側及び車体上下方向の下側を共に向く傾斜方向に延在されている。
【解決手段】車両用空力構造１０は、ホイールハウス１４内における前輪１５に対する車体前後方向の後方に設けられ車幅方向に延在されると共に車体上下方向の下側を向く空気流衝突壁２４と、空気流衝突壁２４の車体前後方向の後端部２４Ａから車体上下方向の下側に垂下された空気流案内壁２２とを備える。空気流案内壁２２は、車体上下方向に延在されるか、又は前輪１５側及び車体上下方向の下側を共に向く傾斜方向に延在されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホイールハウス内の空気流を整流するための車両用空力構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のホイールハウス内における車輪に対する前側又は車幅方向内側にバッフルを固定して構成された空力スタビライザが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特表２００３−５２８７７２号公報
【特許文献２】英国特許出願公開第２２６５７８５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記の如き従来の技術では、ホイールハウスからバッフルが突出しているので、車輪との干渉を避ける等の種々の制約があり、十分な整流効果を得ることが困難であった。
【０００４】
本発明は、上記事実を考慮して、ホイールハウス内を効果的に整流することができる車両用空力構造を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の発明に係る車両用空力構造は、ホイールハウス内における車輪に対する車体前後方向の前方又は後方に設けられ、車幅方向に延在されると共に車体上下方向の下側を向く空気流衝突壁と、前記空気流衝突壁における前記車輪から遠い側の端部から、車体上下方向の下側に延設された空気流案内壁と、を備え、かつ、前記空気流案内壁は、車体上下方向に延在されるか、又は前記車輪側及び車体上下方向の下側を共に向くように延在されている。
【０００６】
請求項１記載の車両用空力構造が適用された車両では、走行に伴って空気流が車輪の前面に当たりホイールハウス内を後方（車輪回転方向の上流側）に向かう空気流が生じる。また、車両の走行（車輪の回転）に伴って、ホイールハウス内には、車輪の回転に引きずられて前方（車輪回転方向の下流側）に向かう空気流が生じる。
【０００７】
空気流衝突壁が車輪の回転中心よりも車体前後方向の後側に設けられた構成では、ホイールハウス内を前方に向かう空気流の一部は、空気流案内壁に導かれて空気流衝突壁に衝突する。これにより、空気流衝突壁と空気流案内壁とで形成される凹（溝）状部分の廻りで圧力が上昇し、ホイールハウスへの空気流入が抑制される。また、空気流衝突壁が車輪の回転中心よりも後方に位置するので、車輪回転に伴うホイールハウスへの空気流入が上流（入口）側にて抑制され、ホイールハウスに流入した空気が側方から排出されることが抑制される。
【０００８】
一方、空気流衝突壁が車輪の回転中心よりも車体前後方向の前側に設けられた構成では、ホイールハウス内を後方に向かう空気流は、空気流案内壁に導かれて空気流衝突壁に塞き止められ、空気流がホイールハウス内を後方へ向かって流れることが抑制される。これにより、ホイールハウス内を後方に向かう空気流と前方に向かう空気流との干渉が抑制され、これらの流れはスムースに車輪の側方に排出される。すなわち、車輪廻りの空気流が整流される。
【０００９】
このように、請求項１記載の車両用空力構造では、ホイールハウス内を効果的に整流することができる。
【００１０】
ところで、本車両用空力構造では、空気流衝突壁が車輪に対する車体前後方向の前後何れに設けられた構成においても、ホイールハウス内面と車輪との間に雪や氷等の付着物が付着する場合がある。
【００１１】
ここで、本車両用空力構造では、空気流案内壁が、車体上下方向に延在されるか、又は車輪側及び車体上下方向の下側を共に向くように（例えば傾斜して）延在されているので、空気流案内壁が鉛直（車体上下）方向に対しホイールハウス内面側に負角を形成することがない。すなわち、本車両用空力構造では、雪や氷等の付着物を車体上下方向の下側から受ける（引っ掛かる）形状がなく、該付着物が落下しやすい。なお、複数の空気流案内壁を備える構成では、該複数の空気流案内壁の全てが、車体上下方向に延在されるか、又は車輪側及び車体上下方向の下側を共に向くように延在されていることが望ましい。
【００１２】
請求項２記載の発明に係る車両用空力構造は、請求項１記載の車両用空力構造において、前記空気流衝突壁及び前記空気流案内壁は、側面視で車体上下方向の下向きに開口する円弧状に形成され前記車輪を車体上下方向の上側から覆う被覆部材に形成されている。
【００１３】
請求項２記載の車両用空力構造では、上記構成の空気流衝突壁及び空気流案内壁が被覆部材に形成されているので、例えば、該被覆部材を形成する際の離型方向を車両への設置状態での鉛直方向に一致させることで、負角（アンダカット）が形成されない成形構造とすることができる。
【００１４】
請求項３記載の発明に係る車両用空力構造は、請求項１又は請求項２記載の車両用空力構造において、前記空気流衝突壁及び空気流案内壁は、前記車輪の回転中心に対する車体上下方向の上側に配置されている。
【００１５】
請求項３記載の車両用空力構造では、空気流衝突壁及び空気流案内壁（複数の空気流衝突壁と空気流案内壁との組み合わせを備える構成では、車体上下方向の最も下側に位置する組み合わせ）が車輪の回転中心に対し車体上下方向に上側に位置しているので、空気流衝突壁は車輪の回転中心に対し車体上下方向の上側に離間して位置する。このため、円形状車輪外面と空気流衝突壁との車体前後方向に沿う距離が大きくなり、空気流を塞き止めたことに伴い車輪に空気力が作用することが抑制される。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように本発明に係る車両用空力構造は、ホイールハウス内を効果的に整流することができるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の実施形態に係る車両用空力構造１０について、図１乃至図４に基づいて説明する。なお、各図に適宜記す矢印ＦＲ、矢印ＵＰ、矢印ＩＮ、及び矢印ＯＵＴは、それぞれ車両用空力構造１０が適用された自動車Ｓの前方向（進行方向）、上方向、車幅方向内側、及び外側を示しており、以下単に上下前後及び車幅方向の内外を示す場合は上記各矢印方向に対応している。また、この実施形態では、車両用空力構造１０は、左右の前輪１５、後輪１６にそれぞれ適用されるが、各車両用空力構造１０は基本的に同様（左右の場合は対称）に構成されるので、以下、主に前輪用の左右一方の車両用空力構造１０について説明することとする。
【００１８】
図１には、車両用空力構造１０の概略全体構成が模式的な側断面図にて示されている。また、図２には、車両用空力構造１０の要部が拡大された側断面図にて示されており、図３には、車両用空力構造１０が適用された自動車Ｓの前部が模式的な斜視図にて示されている。図１及び図３に示される如く、自動車Ｓは、その車体を構成するフロントフェンダパネル１２を備えており、フロントフェンダパネル１２には、前輪１５の転舵を許容するために側面視で下向きに開口する略半円弧状に形成されたホイールアーチ１２Ａが形成されている。図示は省略するが、フロントフェンダパネル１２の内側にはフェンダエプロンが結合されており、フェンダエプロンにはホイールハウスインナが設けられている。これにより、自動車Ｓの前部には、前輪１５が転舵可能に配設されるホイールハウス１４が形成されている。
【００１９】
また、ホイールハウス１４の内側には、側面視でホイールアーチ１２Ａに対応しかつ側面視で該ホイールアーチ１２Ａよりも若干大径の略円弧状形成されると共に、平面視で前輪１５を覆い隠す略矩形状に形成された被覆部材としてのフェンダライナ１８が配設されている。したがって、フェンダライナ１８は、側面視でホイールアーチ１２Ａから露出しないようにホイールハウス１４内に収容されている。このフェンダライナ１８は、前輪１５の略上半分を前方、上方、後方から覆い、泥や小石などがフェンダエプロン（ホイールハウスインナ）等に当たることを防止するようになっている。フェンダライナ１８は、例えば、樹脂成形（インジェクション成形やバキューム成形）にて形成された樹脂製とされたり、不織布を基材又は表皮材とした構成とされる。
【００２０】
そして、車両用空力構造１０を構成するフェンダライナ１８は、側面視で前輪１５側に開口する凹状部（溝部）２０を有する。この実施形態では、凹状部２０は、フェンダライナ１８における前輪１５の後側に位置する部分（前輪１５と車体上下方向にオーバラップする部分）に設けられている。この実施形態では、図２に示される如く、フェンダライナ１８における前輪１５の回転軸線ＲＣ（ホイールセンタ）よりも後方部分のうち、前輪１５の回転軸線ＲＣを通る水平線ＨＬとの間に角θ（θ＜９０°）を成す仮想直線ＩＬが交差する部分Ｃよりも後下方の領域Ａ内に凹状部２０が設けられるようになっている。凹状部２０が設置されるべき領域Ａについては後述する。
【００２１】
図２に示される如く、凹状部２０は、上記の通り前輪１５側に向けて開口しており、該開口部２０Ａにおいてフェンダライナ１８（ホイールハウス１４）の周方向に沿う幅が最大となる側面視略三角形状を成している。より具体的には、凹状部２０は、開口部２０Ａの下縁２０Ｂから略上方に向けて延びる空気流案内壁２２と、空気流案内壁２２の後上端２２Ａから開口部２０Ａの上縁２０Ｃに向けて延びる空気流衝突壁２４とを有し構成されている。
【００２２】
空気流衝突壁２４は、空気流案内壁２２に対し側面の長さ（三角形の辺の長さ）が小とされている。これにより、図１に示される如く空気流案内壁２２は、前輪１５の回転（自動車Ｓを前進させる方向である矢印Ｒ方向の回転）に伴って生じる空気流Ｆ（前輪１５の接線方向に略沿った空気流）を、凹状部２０内に案内するよう該空気流Ｆに略沿った方向に延在している。一方、空気流衝突壁２４は、空気流Ｆに向かうように延在しており、凹状部２０に流入した空気流Ｆが衝突するようになっている。
【００２３】
以上により、車両用空力構造１０では、凹状部２０によって空気流Ｆの一部が塞き止められて該凹状部２０内の圧力が上昇し、これに伴い凹状部２０の開口部２０Ａと前輪１５との間の圧力が上昇する構成とされている。この圧力上昇によって車両用空力構造１０では、空気流Ｆのホイールハウス１４内への流入を抑制するようになっている。
【００２４】
また、図１乃至３に示される如く、フェンダライナ１８には、複数（この実施形態では２つ）の凹状部２０が該フェンダライナ１８の周方向に並列して設けられている。この実施形態では、図２に示される如く、フェンダライナ１８の周方向に隣接する凹状部２０は、開口部２０Ａの下縁２０Ｂ、上縁２０Ｃが略一致している。すなわち、複数の凹状部２０は、フェンダライナ１８の周方向に連続的に断面視三角形状の凸凹（波状）を成すように形成されている。
【００２５】
さらに、図３に示される如く、各凹状部２０は、車幅方向に沿って延在されており、該車幅方向の外端は側壁２６にて封止されている。一方、各凹状部２０の車幅方向内端は、該車幅方向内向きに開口されても良く、側壁２６に対向する側壁にて封止されても良い。なお、図示は省略するが、この実施形態では、凹状部２０は、中立位置に位置する（直進姿勢をとる）前輪１５に対し車幅方向の全幅に亘りオーバラップするように形成されている。
【００２６】
図１に示される如く、フェンダライナ１８は、主に一般壁部２８、凹状部２０の下縁２０Ｂ、上縁２０Ｃにおいて、前輪１５のタイヤ包絡線Ｅｔとの距離が所定値以上になる構成とされている。タイヤ包絡線Ｅｔは、前輪１５の転舵、バウンスを含む車体に対する全ての相対変位の軌跡のうち最も外側（車体近接側）の軌跡を示している。
【００２７】
また、図１及び図３に示される如く、車両用空力構造１０は、前輪１５側に開口するようにフェンダライナ１８に設けられた周方向溝としてのガイド溝３４を備えている。ガイド溝３４は、凹状部２０（のうち最も上前方に位置するもの）よりも車体前後方向の前側を基端３４Ａとし、フェンダライナ１８の周方向に沿って長手とされて、該フェンダライナ１８の前下端部１８Ｂの近傍部分が終端３４Ｂとされている。ガイド溝３４は、凹状部２０とは非連通とされている。
【００２８】
このガイド溝３４は、基端３４Ａ、終端３４Ｂにおける溝底がそれぞれテーパしてフェンダライナ１８の一般面を成す一般壁部２８（凹状部２０、ガイド溝３４の開口面）に滑らかに連続しており、凹状部２０（ホイールハウス１４）の周方向に沿った空気流がスムースに流入出するようになっている。図１に示される如く、この実施形態では、車幅方向に並列した複数（２本）のガイド溝３４が設けられている。これらのガイド溝３４は、フェンダライナ１８の内周に沿って後方から前方に向かう空気流を、基端３４Ａから流入させて終端３４Ｂから排出されるように案内する構成とされている。換言すれば、各ガイド溝３４における車幅方向に対向する一対の壁３４Ｃが、車幅方向に向かう空気流が生じることを防止する構成とされている。なお、以上では、２本のガイド溝３４が設けられた例を示したが、ガイド溝３４は、１本だけ設けられても良く、３本以上設けられても良い。
【００２９】
そして、図１及び図２に示される如く、車両用空力構造１０では、各凹状部２０の空気流衝突壁２４は、それぞれ前輪１５の標準走行状態での回転軸線ＲＣを通る水平線ＨＬに対し車体上下方向の上側に配置されている。より具体的には、車両用空力構造１０では、各空気流衝突壁２４の車体前後方向の後端部２４Ａ（空気流案内壁２２の後上端２２Ａ）が、フェンダライナ１８内面における後下端部１８Ａに対し、車体前後方向の前側に位置するか又は車体前後方向の位置が一致されるように、一般壁部２８が側面視で略円弧状を成すフェンダライナ１８における車体上下方向の位置に、各凹状部２０の空気流衝突壁２４が配置されている。
【００３０】
さらに、車両用空力構造１０では、相対的に車体上下方向の上側に位置する空気流衝突壁２４の車体前後方向の後端部２４Ａは、下側に位置する空気流衝突壁２４の車体前後方向の前端部２４Ｂに対し、車体前後方向の前側に位置するか又は車体前後方向の位置が一致されている。換言すれば、この条件を満たすように、凹状部２０の一般壁部２８からの凹み量すなわち空気流衝突壁２４の高さｈ（図２参照）、及び凹状部２０の設置範囲（後述の領域Ａ）が設定されている。
【００３１】
これらにより、車両用空力構造１０では、各空気流案内壁２２は、車体上下方向に延在するか、又は、前輪１５側及び車体上下方向の下側を共に向く傾斜方向（前傾姿勢）に延在する構成とされている。この実施形態では、図２に示される如く、下側の凹状部２０を構成する空気流案内壁２２は、車体上下方向に沿った鉛直線ＶＬに略沿って延在しており、上側の凹状部２０を構成する空気流案内壁２２は、鉛直線ＶＬに対し所定角度αだけ傾斜（湾曲を含む）された方向に延在されている。図２に示す角度αは、空気流案内壁２２が鉛直線ＶＬに対し前傾する方向が正であるとした場合に、α≧０とされている。
【００３２】
さらに、車両用空力構造１０では、側面視で略円弧状を成すフェンダライナ１８に形成された空気流案内壁２２の鉛直線ＶＬに対する角度を上記の通りにするため、下側の凹状部２０の空気流衝突壁２４は、前輪１５の回転軸線ＲＣ（標準走行状態の回転軸線ＲＣ、以下同じ）を通る水平線ＨＬに対し車体上下方向の上方に離間して配置されている。このため、車両用空力構造１０では、空気流衝突壁２４の車体前後方向の前端部２４Ｂから円形の前輪１５表面までの車体前後方向に沿う距離Ｌが、フェンダライナ１８と前輪１５との車体前後方に沿う最短距離Ｌ０と比較して長い配置になっている。
【００３３】
またさらに、車両用空力構造１０では、下側の凹状部２０を構成する空気流案内壁２２から車体上下方向に略沿って延在する一般壁部２８が延設されている。ここで、共に車体上下方向（鉛直線ＶＬ）に略沿って延在する空気流案内壁２２と一般壁部２８との境界は、機能上明確ではないが、空気流案内壁２２の下端について、上端からの長さが上側の凹状部２０を構成する空気流案内壁２２の長さと同程度の長さとなる位置の近傍、凹状部２０の圧力上昇効果の高い側壁２６の設置範囲の下限位置の近傍等として把握することができる。
【００３４】
この実施形態では、下側の凹状部２０を構成する空気流案内壁２２の下端について、上記何れの構成と把握した場合においても、標準走行状態での前輪１５の回転軸線ＲＣを通る水平線ＨＬよりも車体上下方向の上側に位置しているものと把握される。換言すれば、この実施形態では、複数の凹状部２０が何れも、標準走行状態での前輪１５の回転軸線ＲＣを通る水平線ＨＬよりも車体上下方向の上側に位置しているものと把握される。
【００３５】
以上説明したように凹状部２０が設置される領域Ａ（範囲）を、図２に示す角θで示すと、０°＜θ＜９０°となる領域とされる。この角θは、凹状部２０の設置範囲の上限側では、５０°以下とすることが望ましく、凹状部２０の設置範囲の下限側では、５°以上とすることが望ましい。
【００３６】
また、後輪１６用の車両用空力構造１０について補足すると、図４（Ａ）に示される如く、自動車Ｓでは、リヤフェンダパネル３６のホイールアーチ３６Ａの内側にホイールハウス１４が形成されており、該ホイールハウス１４内に後輪１６が配置されている。後輪１６用の車両用空力構造１０は、転舵輪ではない（又は転舵角が小さい）後輪１６のタイヤ包絡線Ｅｔが転舵輪である前輪１５のタイヤ包絡線Ｅｔと異なる以外は、基本的に前輪１５のための車両用空力構造１０と同様に形成されている。すなわち、後輪１６用の車両用空力構造１０は、該後輪１６を覆うリヤホールハウスライナ（以下の説明では、前輪１５用と区別することなく、フェンダライナ１８という）に凹状部２０、ガイド溝３４を形成することで構成されている。
【００３７】
なお、この実施形態では、前輪１５用の車両用空力構造１０を構成するフェンダライナ１８は、樹脂の真空成形又は射出成形にて形成されている。また、後輪１６用の車両用空力構造１０を構成するフェンダライナ１８（リヤホールハウスライナ）は、樹脂の真空成形若しくは射出成形、又は不織布を基材若しくは表皮材として型による成形にて形成されている。
【００３８】
また、図３に示される如く、車両用空力構造１０は、前輪１５、後輪１６の前方にそれぞれ配置され、車幅方向に延在するスパッツ３２を備えている。スパッツ３２は、自動車Ｓの走行に伴う走行風がホイールハウス１４内に流入することを防止する構成とされている。車両用空力構造１０は、スパッツ３２を備えない構成としても良い。
【００３９】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００４０】
上記構成の車両用空力構造１０が適用された自動車Ｓでは、自動車Ｓの走行に伴って前輪１５が矢印Ｒ方向に回転すると、この前輪１５の回転に引きずられるようにして、前輪１５の後方からホイールハウス１４に略上向きに流入する空気流Ｆが生じる。この空気流Ｆの一部は、空気流案内壁２２に案内されて凹状部２０に流入し、空気流衝突壁２４に衝突する。このため、空気流Ｆの一部が塞き止められて凹状部２０内の圧力が上昇し、この圧力上昇範囲が凹状部２０と前輪１５との間の空間まで及ぶ。これにより、車両用空力構造１０では、前輪１５の後方からホイールハウス１４内への空気の流入抵抗が増大し、該ホイールハウス１４への空気の流入が抑制される。
【００４１】
同様に、車両用空力構造１０が適用された自動車Ｓでは、後輪１６の回転によって空気流の一部が空気流衝突壁２４で塞き止められることで生じる凹状部２０廻りの圧力上昇によって、ホイールハウス１４内への空気の流入抵抗が増大し、該ホイールハウス１４への空気の流入が抑制される。
【００４２】
また、空気流Ｆの他の一部は、凹状部２０の設置領域を超えてホイールハウス１４内に流入する。この空気流Ｆの少なくとも一部は、遠心力で外周側を流れようとしてガイド溝３４に流入し、該ガイド溝３４に案内されて終端３４Ｂ側から排出される。
【００４３】
このように、実施形態に係る車両用空力構造１０では、凹状部２０がホイールハウス１４への空気流入を抑制するため、自動車Ｓのフロア下からホイールハウス１４に流入しようとする空気流Ｆが弱く、該ホイールハウス１４の周辺の空気流の乱れが防止（整流）される。具体的には、図４（Ａ）に示される如く、フロア下の空気流Ｆｆが乱されることが防止されて、フロア下ではスムースな空気流Ｆｆが得られる。
【００４４】
また、ホイールハウス１４への流入空気量が減少して該ホイールハウス１４の側方から排出される空気量も減少する。これらにより、自動車Ｓでは、側面に沿う空気流Ｆｓが乱されることが防止されて、側面ではスムースな空気流Ｆｓが得られる。
【００４５】
以上により、車両用空力構造１０が適用された自動車Ｓでは、凹状部２０の作用によって、空気抵抗（ＣＤ値）の低減、操縦安定性の向上、風切り音の低減、スプラッシュ（前輪１５、後輪１６による路面からの水の巻き上げ）の低減等を図ることができる。
【００４６】
また、車両用空力構造１０では、凹状部２０の前方にガイド溝３４が設けられているため、ホイールハウス１４の内側、及び側方の空気流が整流される。具体的には、ガイド溝３４によってホイールハウス１４内の空気流Ｆが前輪１５、後輪１６の回転方向に沿って（平行に）流れるため、ホイールハウス１４内での空気流の乱れ（前輪１５、後輪１６への空気力の付与）が防止される。また、ホイールハウス１４の側方すなわちホイールアーチ１２Ａ、３６Ａを経由した空気排出が抑制されるので、自動車Ｓでは、スムースな空気流Ｆｓが得られる。
【００４７】
このため、車両用空力構造１０が適用された自動車Ｓでは、ガイド溝３４の作用によっても空気抵抗の低減、操縦安定性の向上、風切り音の低減、スプラッシュの低減等を図ることができる。したがって、前輪１５、後輪１６のそれぞれに車両用空力構造１０が設けられた自動車Ｓでは、図４（Ａ）に示される如く、車体の前部、後部の何れにおいても、側面及びフロア下で乱れの原因となる吹き出しのないスムースな空気流Ｆｆ、Ｆｓが得られ、これらの流れが車体の後方でスムースに合流する（矢印Ｆｊ参照）。
【００４８】
図４（Ｂ）に示す比較例との比較で補足すると、車両用空力構造１０を備えない比較例２００では、前輪１５、後輪１６の回転に伴ってホイールハウス１４内に空気流Ｆが生じ、この流入が前輪１５、後輪１６の直後方（ホイールハウス１４への空気流発生部）でフロア下の空気流Ｆｆの乱れを生じさせる。また、ホイールハウス１４内に流入した空気流Ｆは、ホイールアーチ１２Ａを経由して車体側方に排出され（矢印Ｆｉ参照）、空気流Ｆｓの乱れを生じさせる。これらに起因して、車体の後方で合流するＦｊにも乱れを生じる。
【００４９】
これに対して、車両用空力構造１０が適用された自動車Ｓでは、上記の如く前輪１５、後輪１６の後方からホイールハウス１４への空気流入が凹状部２０によって抑制されると共に、該ホイールハウス１４内に流入した空気流がガイド溝３４にて整流されるので、上記の通り、空気抵抗の低減、操縦安定性の向上、風切り音の低減、スプラッシュの低減等を実現することができた。
【００５０】
特に、車両用空力構造１０では、複数の凹状部２０が連続的に設けられているため、前輪１５、後輪１６の後方からホイールハウス１４への空気流入を一層効果的に抑制することができる。すなわち、凹状部２０の車体内部側への突出量を抑えたコンパクトな構成で、十分な整流効果を得ることができる。また、ガイド溝３４が凹状部２０と非連通とされているので、凹状部２０からガイド溝３４に空気が流れて凹状部２０の圧力が低下してしまうことがなく、ホイールハウス１４への空気流Ｆの流入抑制効果と、ホイールハウス１４に流入した空気流Ｆの整流効果とを効果的に両立することができる。
【００５１】
また、車両用空力構造１０では、凹状部２０、ガイド溝３４がフェンダライナ１８の一般壁部２８に対し凹んで位置するため、前輪１５、後輪１６との干渉が問題となることがない。したがって、前輪１５、後輪１６との干渉防止のために寸法形状や配置等について制約を受けることがなく、空力上の要求性能に基づいて凹状部２０、ガイド溝３４を設計することができる。
【００５２】
ところで、車両用空力構造１０では、ホイールハウス１４の内面を成すフェンダライナ１８と前輪１５、１６との間に、雪や氷等の付着物（以下、氷雪Ｈという）が付着する場合がある。
【００５３】
ここで、車両用空力構造１０では、凹状部２０を構成する空気流案内壁２２が鉛直線ＶＬに沿って延在するか、又は鉛直線ＶＬに対する前傾姿勢で延在するため、空気流案内壁２２は、ホイールハウス１４の内面側に鉛直（車体上下）方向に対する負角を形成することがない。すなわち、車両用空力構造１０では、ホイールハウス１４の内面に氷雪Ｈを受けるような上向き面が形成されることがなく、氷雪Ｈが落下されやすい。
【００５４】
例えば、図６（Ａ）に示される比較例に係る車両用空力構造１００では、車両用空力構造１０と同様の空力効果を得ることができるものの、空気流衝突壁２４の車体前後方向の後端部２４Ａから垂下された空気流案内壁１０２が負角を形成している。このため、車両用空力構造１００では、付着、堆積した氷雪Ｈが、車体上下方向の上向き及び前輪１５側を向く空気流案内壁１０２に引っ掛かり脱落し難い。
【００５５】
これに対して車両用空力構造１０では、上記の如く空気流案内壁２２が負角を形成することがないので、換言すれば、氷雪Ｈが引っ掛かる部分がないため、氷雪Ｈが落下されやすい。すなわち、車両用空力構造１０では、所要の空力性能を確保しつつ、車両用空力構造１００と比較して氷雪Ｈの排出性が向上する。
【００５６】
また、車両用空力構造１０では、上記の通り鉛直方向に対し負角が形成されないので、該方向と成形の際の型抜き方向を一致させることで、アンダカット部のない簡素な成形構造（型構造）を用いてフェンダライナ１８を形成することができる。これにより、車両用空力構造１０を構成するフェンダライナ１８は、車両用空力構造１００を構成するフェンダライナ１０４のように、分割構造とされたり、一体構造とするためにスライド型を用いたりすることなく、安価に製造することができる。
【００５７】
さらに、車両用空力構造１０では、下側の凹状部２０が全体としての上記水平線ＨＬに対し上方に位置するため、別の見方をすれば、各空気流衝突壁２４が標準走行状態での前輪１５、後輪１６の回転軸線ＲＣを通る水平線ＨＬに対し上方に位置し、空気流衝突壁２４から前輪１５、後輪１６の表面までの距離Ｌが長いため、空気流衝突壁２４による空気流Ｆの塞き止め作用が操舵フィーリングに影響を与えることが抑制される。
【００５８】
例えば、図６（Ｂ）に示される如く、比較例に係る車両用空力構造１００では、標準走行状態での前輪１５、後輪１６の回転軸線ＲＣを通る水平線ＨＬの近くに空気流衝突壁２４が位置するので、換言すれば、空気流案内壁１０２が水平線ＨＬを跨いでいるため、空気流衝突壁２４から前輪１５、１６までの車体前後方向に沿う距離Ｌが短い（フェンダライナ１８と前輪１５との車体前後方に沿う最短距離Ｌ０とほぼ同等である）。このため、空気流衝突壁２４にて空気流Ｆを塞き止めることに伴って生じる乱された空気流Ｆｖが前輪１５、後輪１６の表面に空気力を及ぼす（前輪１５、後輪１６を前方に押す）。このように前輪１５、後輪１６に作用した空気力が舵取装置、ステアリングホイールを介して運転者に伝わるので、運転者に操舵フィーリングの変化を感じさせてしまうことが考えられる。
【００５９】
これに対して車両用空力構造１０では、空気流衝突壁２４から前輪１５、後輪１６までの車体前後方向に沿う距離Ｌが長いので、空気流衝突壁２４で乱された空気流Ｆｖが生じても、該空気流Ｆｖが前輪１５、後輪１６に空気力を及ぼすことが抑制される。また、車両用空力構造１０では、空気流衝突壁２４及び空気流案内壁２２による圧力上昇部分が車輪の回転中心に対する車体上下方向の上側にのみ位置することになるため、空気流衝突壁２４から略最短距離で空気流Ｆｖが前輪１５に至った場合、空気流Ｆｖによる空気力は、前輪１５、１６を前方に押す分力と下方に押す分力とに分けられるので、前輪１５、１６を前方に押す力が小さくなる。すなわち、ホイールハウス１４内の整流に伴って前輪１５、後輪１６に与える影響が（空気力）が小さい。このため、車両用空力構造１０では、運転者に操舵フィーリングの変化を感じさせてしまうことが効果的に抑制される。また、上記の如く前輪１５、１６を下方に押す分力により、ダウンフォースを増大することができる。
【００６０】
なお、上記した実施形態では、凹状部２０が２つ設けられた例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、要求される空力性能等に応じて１つ又は３つ以上の凹状部２０を有する構成とすることができる。
【００６１】
また、上記した実施形態では、車両用空力構造１０がガイド溝３４を有する例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、ガイド溝３４を有しない構成としても良い。
【００６２】
さらに、上記した実施形態では、凹状部２０がホイールハウス１４の後部１４Ａに配設された例を示したが、本発明はこれに限定されず、空気流案内壁２２が車体上下方向に対し負角を生じない構成であれば、凹状部２０は、前輪１５、後輪１６の回転軸線ＲＣに対し車体前後方向の後側の如何なる部分に配置しても良い。
【００６３】
またさらに、上記実施形態では、前輪１５、後輪１６の回転軸線ＲＣに対し車体前後方向の後側に、前輪１５等の回転に伴いホイールハウス１４内を前方に向かう空気流Ｆを抑制するための凹状部２０が形成された車両用空力構造１０に本発明が適用された例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、図５に示される如く、前輪１５等の回転軸線ＲＣに対し車体前後方向の前側に凹状部７２が形成された車両用空力構造７０に本発明を適用しても良い。凹状部７２について補足すると、凹状部７２は、車体上下方向の下側を向く空気流衝突壁７４と、空気流衝突壁７４の車体前後方向の前縁から車体上下方向の下向きに垂下された空気流案内壁７６とを有する。車両用空力構造７０が適用された自動車では、走行風が前輪１５等の前面に当たり、ホイールハウス１４内を前輪１５等の前側から後側に向かう空気流Ｆ１が生成される一方、前輪１５等の矢印Ｒ方向への回転に伴う空気流Ｆが生じる。空気流Ｆ１の一部は、空気流案内壁７６に案内されて凹状部７２に流入し、空気流衝突壁７４に衝突するため、空気流Ｆ１の一部が塞き止められて凹状部７２内の圧力が上昇し、これにより、車両用空力構造７０では、矢印Ｄにて示される如く、上記した圧力上昇部分を通過できない空気流Ｆ１が前輪１５等の側方を流れるようにホイールハウス１４から排出される。一方、空気流Ｆは、空気流衝突壁７４に空気流Ｆ１が衝突することで生じた圧力上昇部分に至ると、矢印Ｅにて示される如く、前輪１５等の側方を流れるようにホイールハウス１４から排出される。このように、空気流衝突壁７４に空気流Ｆ１が衝突することで生じた圧力上昇部分によって空気流Ｆ１、Ｆは、共に勢いが弱められて干渉するので、スムースに前輪１５等の側方から排出される。すなわち、この車両用空力構造７０によってもホイールハウス１４の内側、及び側方の空気流が整流される。以上説明した凹状部７２を、車体上下方向に負角を生じさせない空気流案内壁７６と空気流衝突壁７４とで構成することで、前輪１５等の前側に付着、堆積した氷雪Ｈを排出しやすくなる、フェンダライナ１８を低コストで製造できる等の車両用空力構造１０と同様の効果を得ることができる。また、凹状部７２を前輪１５等の回転軸線ＲＣよりも車体上下方向の上側に設けることで、操舵フィーリングへの影響を抑制することができる。なお、車両用空力構造７０においても、凹状部７２の数等による限定がないことは車両用空力構造１０と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施形態に係る車両用空力構造の概略全体構成を模式的に示す側断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る車両用空力構造の要部を拡大して示す側断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る車両用空力構造が適用された自動車の前部を示す斜視図である。
【図４】（Ａ）は、本発明の第１及び第２の実施形態に係る車両用空力構造が適用された自動車の斜視図、（Ｂ）は比較例に係る自動車の斜視図である。
【図５】本発明の実施形態の変形例に係る車両用空力構造を示す側面断面図である。
【図６】本発明の第実施形態との比較例に係る車両用空力構造を示す図であって、（Ａ）は氷雪の付着状態を模式的に示す側断面図、（Ｂ）は空気流を模式的に示す側断面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１０ 車両用空力構造
１４ ホイールハウス
１５ 前輪（車輪）
１６ 後輪（車輪）
１８ フェンダライナ（被覆部材）
２２ 空気流案内壁
２４ 空気流衝突壁
７０ 車両用空力構造
７４ 空気流衝突壁
７６ 空気流案内壁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホイールハウス内の空気流を整流するための車両用空力構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のホイールハウス内における車輪に対する前側又は車幅方向内側にバッフルを固定して構成された空力スタビライザが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特表２００３−５２８７７２号公報
【特許文献２】英国特許出願公開第２２６５７８５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記の如き従来の技術では、ホイールハウスからバッフルが突出しているので、車輪との干渉を避ける等の種々の制約があり、十分な整流効果を得ることが困難であった。
【０００４】
本発明は、上記事実を考慮して、ホイールハウス内を効果的に整流することができる車両用空力構造を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の発明に係る車両用空力構造は、ホイールハウス内における車輪に対する車体前後方向の前方又は後方に設けられ、車幅方向に延在されると共に車体上下方向の下側を向く空気流衝突壁と、前記空気流衝突壁における前記車輪から遠い側の端部から、車体上下方向の下側に延設された空気流案内壁と、を備え、かつ、前記空気流案内壁は、車体上下方向に延在されるか、又は前記車輪側及び車体上下方向の下側を共に向くように延在されている。
【０００６】
請求項１記載の車両用空力構造が適用された車両では、走行に伴って空気流が車輪の前面に当たりホイールハウス内を後方（車輪回転方向の上流側）に向かう空気流が生じる。また、車両の走行（車輪の回転）に伴って、ホイールハウス内には、車輪の回転に引きずられて前方（車輪回転方向の下流側）に向かう空気流が生じる。
【０００７】
空気流衝突壁が車輪の回転中心よりも車体前後方向の後側に設けられた構成では、ホイールハウス内を前方に向かう空気流の一部は、空気流案内壁に導かれて空気流衝突壁に衝突する。これにより、空気流衝突壁と空気流案内壁とで形成される凹（溝）状部分の廻りで圧力が上昇し、ホイールハウスへの空気流入が抑制される。また、空気流衝突壁が車輪の回転中心よりも後方に位置するので、車輪回転に伴うホイールハウスへの空気流入が上流（入口）側にて抑制され、ホイールハウスに流入した空気が側方から排出されることが抑制される。
【０００８】
一方、空気流衝突壁が車輪の回転中心よりも車体前後方向の前側に設けられた構成では、ホイールハウス内を後方に向かう空気流は、空気流案内壁に導かれて空気流衝突壁に塞き止められ、空気流がホイールハウス内を後方へ向かって流れることが抑制される。これにより、ホイールハウス内を後方に向かう空気流と前方に向かう空気流との干渉が抑制され、これらの流れはスムースに車輪の側方に排出される。すなわち、車輪廻りの空気流が整流される。
【０００９】
このように、請求項１記載の車両用空力構造では、ホイールハウス内を効果的に整流することができる。
【００１０】
ところで、本車両用空力構造では、空気流衝突壁が車輪に対する車体前後方向の前後何れに設けられた構成においても、ホイールハウス内面と車輪との間に雪や氷等の付着物が付着する場合がある。
【００１１】
ここで、本車両用空力構造では、空気流案内壁が、車体上下方向に延在されるか、又は車輪側及び車体上下方向の下側を共に向くように（例えば傾斜して）延在されているので、空気流案内壁が鉛直（車体上下）方向に対しホイールハウス内面側に負角を形成することがない。すなわち、本車両用空力構造では、雪や氷等の付着物を車体上下方向の下側から受ける（引っ掛かる）形状がなく、該付着物が落下しやすい。なお、複数の空気流案内壁を備える構成では、該複数の空気流案内壁の全てが、車体上下方向に延在されるか、又は車輪側及び車体上下方向の下側を共に向くように延在されていることが望ましい。
【００１２】
請求項２記載の発明に係る車両用空力構造は、請求項１記載の車両用空力構造において、前記空気流衝突壁及び前記空気流案内壁は、側面視で車体上下方向の下向きに開口する円弧状に形成され前記車輪を車体上下方向の上側から覆う被覆部材に形成されている。
【００１３】
請求項２記載の車両用空力構造では、上記構成の空気流衝突壁及び空気流案内壁が被覆部材に形成されているので、例えば、該被覆部材を形成する際の離型方向を車両への設置状態での鉛直方向に一致させることで、負角（アンダカット）が形成されない成形構造とすることができる。
【００１４】
請求項３記載の発明に係る車両用空力構造は、請求項１又は請求項２記載の車両用空力構造において、前記空気流衝突壁及び空気流案内壁は、前記車輪の回転中心に対する車体上下方向の上側に配置されている。
【００１５】
請求項３記載の車両用空力構造では、空気流衝突壁及び空気流案内壁（複数の空気流衝突壁と空気流案内壁との組み合わせを備える構成では、車体上下方向の最も下側に位置する組み合わせ）が車輪の回転中心に対し車体上下方向に上側に位置しているので、空気流衝突壁は車輪の回転中心に対し車体上下方向の上側に離間して位置する。このため、円形状車輪外面と空気流衝突壁との車体前後方向に沿う距離が大きくなり、空気流を塞き止めたことに伴い車輪に空気力が作用することが抑制される。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように本発明に係る車両用空力構造は、ホイールハウス内を効果的に整流することができるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の実施形態に係る車両用空力構造１０について、図１乃至図４に基づいて説明する。なお、各図に適宜記す矢印ＦＲ、矢印ＵＰ、矢印ＩＮ、及び矢印ＯＵＴは、それぞれ車両用空力構造１０が適用された自動車Ｓの前方向（進行方向）、上方向、車幅方向内側、及び外側を示しており、以下単に上下前後及び車幅方向の内外を示す場合は上記各矢印方向に対応している。また、この実施形態では、車両用空力構造１０は、左右の前輪１５、後輪１６にそれぞれ適用されるが、各車両用空力構造１０は基本的に同様（左右の場合は対称）に構成されるので、以下、主に前輪用の左右一方の車両用空力構造１０について説明することとする。
【００１８】
図１には、車両用空力構造１０の概略全体構成が模式的な側断面図にて示されている。また、図２には、車両用空力構造１０の要部が拡大された側断面図にて示されており、図３には、車両用空力構造１０が適用された自動車Ｓの前部が模式的な斜視図にて示されている。図１及び図３に示される如く、自動車Ｓは、その車体を構成するフロントフェンダパネル１２を備えており、フロントフェンダパネル１２には、前輪１５の転舵を許容するために側面視で下向きに開口する略半円弧状に形成されたホイールアーチ１２Ａが形成されている。図示は省略するが、フロントフェンダパネル１２の内側にはフェンダエプロンが結合されており、フェンダエプロンにはホイールハウスインナが設けられている。これにより、自動車Ｓの前部には、前輪１５が転舵可能に配設されるホイールハウス１４が形成されている。
【００１９】
また、ホイールハウス１４の内側には、側面視でホイールアーチ１２Ａに対応しかつ側面視で該ホイールアーチ１２Ａよりも若干大径の略円弧状形成されると共に、平面視で前輪１５を覆い隠す略矩形状に形成された被覆部材としてのフェンダライナ１８が配設されている。したがって、フェンダライナ１８は、側面視でホイールアーチ１２Ａから露出しないようにホイールハウス１４内に収容されている。このフェンダライナ１８は、前輪１５の略上半分を前方、上方、後方から覆い、泥や小石などがフェンダエプロン（ホイールハウスインナ）等に当たることを防止するようになっている。フェンダライナ１８は、例えば、樹脂成形（インジェクション成形やバキューム成形）にて形成された樹脂製とされたり、不織布を基材又は表皮材とした構成とされる。
【００２０】
そして、車両用空力構造１０を構成するフェンダライナ１８は、側面視で前輪１５側に開口する凹状部（溝部）２０を有する。この実施形態では、凹状部２０は、フェンダライナ１８における前輪１５の後側に位置する部分（前輪１５と車体上下方向にオーバラップする部分）に設けられている。この実施形態では、図２に示される如く、フェンダライナ１８における前輪１５の回転軸線ＲＣ（ホイールセンタ）よりも後方部分のうち、前輪１５の回転軸線ＲＣを通る水平線ＨＬとの間に角θ（θ＜９０°）を成す仮想直線ＩＬが交差する部分Ｃよりも後下方の領域Ａ内に凹状部２０が設けられるようになっている。凹状部２０が設置されるべき領域Ａについては後述する。
【００２１】
図２に示される如く、凹状部２０は、上記の通り前輪１５側に向けて開口しており、該開口部２０Ａにおいてフェンダライナ１８（ホイールハウス１４）の周方向に沿う幅が最大となる側面視略三角形状を成している。より具体的には、凹状部２０は、開口部２０Ａの下縁２０Ｂから略上方に向けて延びる空気流案内壁２２と、空気流案内壁２２の後上端２２Ａから開口部２０Ａの上縁２０Ｃに向けて延びる空気流衝突壁２４とを有し構成されている。
【００２２】
空気流衝突壁２４は、空気流案内壁２２に対し側面の長さ（三角形の辺の長さ）が小とされている。これにより、図１に示される如く空気流案内壁２２は、前輪１５の回転（自動車Ｓを前進させる方向である矢印Ｒ方向の回転）に伴って生じる空気流Ｆ（前輪１５の接線方向に略沿った空気流）を、凹状部２０内に案内するよう該空気流Ｆに略沿った方向に延在している。一方、空気流衝突壁２４は、空気流Ｆに向かうように延在しており、凹状部２０に流入した空気流Ｆが衝突するようになっている。
【００２３】
以上により、車両用空力構造１０では、凹状部２０によって空気流Ｆの一部が塞き止められて該凹状部２０内の圧力が上昇し、これに伴い凹状部２０の開口部２０Ａと前輪１５との間の圧力が上昇する構成とされている。この圧力上昇によって車両用空力構造１０では、空気流Ｆのホイールハウス１４内への流入を抑制するようになっている。
【００２４】
また、図１乃至３に示される如く、フェンダライナ１８には、複数（この実施形態では２つ）の凹状部２０が該フェンダライナ１８の周方向に並列して設けられている。この実施形態では、図２に示される如く、フェンダライナ１８の周方向に隣接する凹状部２０は、開口部２０Ａの下縁２０Ｂ、上縁２０Ｃが略一致している。すなわち、複数の凹状部２０は、フェンダライナ１８の周方向に連続的に断面視三角形状の凸凹（波状）を成すように形成されている。
【００２５】
さらに、図３に示される如く、各凹状部２０は、車幅方向に沿って延在されており、該車幅方向の外端は側壁２６にて封止されている。一方、各凹状部２０の車幅方向内端は、該車幅方向内向きに開口されても良く、側壁２６に対向する側壁にて封止されても良い。なお、図示は省略するが、この実施形態では、凹状部２０は、中立位置に位置する（直進姿勢をとる）前輪１５に対し車幅方向の全幅に亘りオーバラップするように形成されている。
【００２６】
図１に示される如く、フェンダライナ１８は、主に一般壁部２８、凹状部２０の下縁２０Ｂ、上縁２０Ｃにおいて、前輪１５のタイヤ包絡線Ｅｔとの距離が所定値以上になる構成とされている。タイヤ包絡線Ｅｔは、前輪１５の転舵、バウンスを含む車体に対する全ての相対変位の軌跡のうち最も外側（車体近接側）の軌跡を示している。
【００２７】
また、図１及び図３に示される如く、車両用空力構造１０は、前輪１５側に開口するようにフェンダライナ１８に設けられた周方向溝としてのガイド溝３４を備えている。ガイド溝３４は、凹状部２０（のうち最も上前方に位置するもの）よりも車体前後方向の前側を基端３４Ａとし、フェンダライナ１８の周方向に沿って長手とされて、該フェンダライナ１８の前下端部１８Ｂの近傍部分が終端３４Ｂとされている。ガイド溝３４は、凹状部２０とは非連通とされている。
【００２８】
このガイド溝３４は、基端３４Ａ、終端３４Ｂにおける溝底がそれぞれテーパしてフェンダライナ１８の一般面を成す一般壁部２８（凹状部２０、ガイド溝３４の開口面）に滑らかに連続しており、凹状部２０（ホイールハウス１４）の周方向に沿った空気流がスムースに流入出するようになっている。図１に示される如く、この実施形態では、車幅方向に並列した複数（２本）のガイド溝３４が設けられている。これらのガイド溝３４は、フェンダライナ１８の内周に沿って後方から前方に向かう空気流を、基端３４Ａから流入させて終端３４Ｂから排出されるように案内する構成とされている。換言すれば、各ガイド溝３４における車幅方向に対向する一対の壁３４Ｃが、車幅方向に向かう空気流が生じることを防止する構成とされている。なお、以上では、２本のガイド溝３４が設けられた例を示したが、ガイド溝３４は、１本だけ設けられても良く、３本以上設けられても良い。
【００２９】
そして、図１及び図２に示される如く、車両用空力構造１０では、各凹状部２０の空気流衝突壁２４は、それぞれ前輪１５の標準走行状態での回転軸線ＲＣを通る水平線ＨＬに対し車体上下方向の上側に配置されている。より具体的には、車両用空力構造１０では、各空気流衝突壁２４の車体前後方向の後端部２４Ａ（空気流案内壁２２の後上端２２Ａ）が、フェンダライナ１８内面における後下端部１８Ａに対し、車体前後方向の前側に位置するか又は車体前後方向の位置が一致されるように、一般壁部２８が側面視で略円弧状を成すフェンダライナ１８における車体上下方向の位置に、各凹状部２０の空気流衝突壁２４が配置されている。
【００３０】
さらに、車両用空力構造１０では、相対的に車体上下方向の上側に位置する空気流衝突壁２４の車体前後方向の後端部２４Ａは、下側に位置する空気流衝突壁２４の車体前後方向の前端部２４Ｂに対し、車体前後方向の前側に位置するか又は車体前後方向の位置が一致されている。換言すれば、この条件を満たすように、凹状部２０の一般壁部２８からの凹み量すなわち空気流衝突壁２４の高さｈ（図２参照）、及び凹状部２０の設置範囲（後述の領域Ａ）が設定されている。
【００３１】
これらにより、車両用空力構造１０では、各空気流案内壁２２は、車体上下方向に延在するか、又は、前輪１５側及び車体上下方向の下側を共に向く傾斜方向（前傾姿勢）に延在する構成とされている。この実施形態では、図２に示される如く、下側の凹状部２０を構成する空気流案内壁２２は、車体上下方向に沿った鉛直線ＶＬに略沿って延在しており、上側の凹状部２０を構成する空気流案内壁２２は、鉛直線ＶＬに対し所定角度αだけ傾斜（湾曲を含む）された方向に延在されている。図２に示す角度αは、空気流案内壁２２が鉛直線ＶＬに対し前傾する方向が正であるとした場合に、α≧０とされている。
【００３２】
さらに、車両用空力構造１０では、側面視で略円弧状を成すフェンダライナ１８に形成された空気流案内壁２２の鉛直線ＶＬに対する角度を上記の通りにするため、下側の凹状部２０の空気流衝突壁２４は、前輪１５の回転軸線ＲＣ（標準走行状態の回転軸線ＲＣ、以下同じ）を通る水平線ＨＬに対し車体上下方向の上方に離間して配置されている。このため、車両用空力構造１０では、空気流衝突壁２４の車体前後方向の前端部２４Ｂから円形の前輪１５表面までの車体前後方向に沿う距離Ｌが、フェンダライナ１８と前輪１５との車体前後方に沿う最短距離Ｌ０と比較して長い配置になっている。
【００３３】
またさらに、車両用空力構造１０では、下側の凹状部２０を構成する空気流案内壁２２から車体上下方向に略沿って延在する一般壁部２８が延設されている。ここで、共に車体上下方向（鉛直線ＶＬ）に略沿って延在する空気流案内壁２２と一般壁部２８との境界は、機能上明確ではないが、空気流案内壁２２の下端について、上端からの長さが上側の凹状部２０を構成する空気流案内壁２２の長さと同程度の長さとなる位置の近傍、凹状部２０の圧力上昇効果の高い側壁２６の設置範囲の下限位置の近傍等として把握することができる。
【００３４】
この実施形態では、下側の凹状部２０を構成する空気流案内壁２２の下端について、上記何れの構成と把握した場合においても、標準走行状態での前輪１５の回転軸線ＲＣを通る水平線ＨＬよりも車体上下方向の上側に位置しているものと把握される。換言すれば、この実施形態では、複数の凹状部２０が何れも、標準走行状態での前輪１５の回転軸線ＲＣを通る水平線ＨＬよりも車体上下方向の上側に位置しているものと把握される。
【００３５】
以上説明したように凹状部２０が設置される領域Ａ（範囲）を、図２に示す角θで示すと、０°＜θ＜９０°となる領域とされる。この角θは、凹状部２０の設置範囲の上限側では、５０°以下とすることが望ましく、凹状部２０の設置範囲の下限側では、５°以上とすることが望ましい。
【００３６】
また、後輪１６用の車両用空力構造１０について補足すると、図４（Ａ）に示される如く、自動車Ｓでは、リヤフェンダパネル３６のホイールアーチ３６Ａの内側にホイールハウス１４が形成されており、該ホイールハウス１４内に後輪１６が配置されている。後輪１６用の車両用空力構造１０は、転舵輪ではない（又は転舵角が小さい）後輪１６のタイヤ包絡線Ｅｔが転舵輪である前輪１５のタイヤ包絡線Ｅｔと異なる以外は、基本的に前輪１５のための車両用空力構造１０と同様に形成されている。すなわち、後輪１６用の車両用空力構造１０は、該後輪１６を覆うリヤホールハウスライナ（以下の説明では、前輪１５用と区別することなく、フェンダライナ１８という）に凹状部２０、ガイド溝３４を形成することで構成されている。
【００３７】
なお、この実施形態では、前輪１５用の車両用空力構造１０を構成するフェンダライナ１８は、樹脂の真空成形又は射出成形にて形成されている。また、後輪１６用の車両用空力構造１０を構成するフェンダライナ１８（リヤホールハウスライナ）は、樹脂の真空成形若しくは射出成形、又は不織布を基材若しくは表皮材として型による成形にて形成されている。
【００３８】
また、図３に示される如く、車両用空力構造１０は、前輪１５、後輪１６の前方にそれぞれ配置され、車幅方向に延在するスパッツ３２を備えている。スパッツ３２は、自動車Ｓの走行に伴う走行風がホイールハウス１４内に流入することを防止する構成とされている。車両用空力構造１０は、スパッツ３２を備えない構成としても良い。
【００３９】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００４０】
上記構成の車両用空力構造１０が適用された自動車Ｓでは、自動車Ｓの走行に伴って前輪１５が矢印Ｒ方向に回転すると、この前輪１５の回転に引きずられるようにして、前輪１５の後方からホイールハウス１４に略上向きに流入する空気流Ｆが生じる。この空気流Ｆの一部は、空気流案内壁２２に案内されて凹状部２０に流入し、空気流衝突壁２４に衝突する。このため、空気流Ｆの一部が塞き止められて凹状部２０内の圧力が上昇し、この圧力上昇範囲が凹状部２０と前輪１５との間の空間まで及ぶ。これにより、車両用空力構造１０では、前輪１５の後方からホイールハウス１４内への空気の流入抵抗が増大し、該ホイールハウス１４への空気の流入が抑制される。
【００４１】
同様に、車両用空力構造１０が適用された自動車Ｓでは、後輪１６の回転によって空気流の一部が空気流衝突壁２４で塞き止められることで生じる凹状部２０廻りの圧力上昇によって、ホイールハウス１４内への空気の流入抵抗が増大し、該ホイールハウス１４への空気の流入が抑制される。
【００４２】
また、空気流Ｆの他の一部は、凹状部２０の設置領域を超えてホイールハウス１４内に流入する。この空気流Ｆの少なくとも一部は、遠心力で外周側を流れようとしてガイド溝３４に流入し、該ガイド溝３４に案内されて終端３４Ｂ側から排出される。
【００４３】
このように、実施形態に係る車両用空力構造１０では、凹状部２０がホイールハウス１４への空気流入を抑制するため、自動車Ｓのフロア下からホイールハウス１４に流入しようとする空気流Ｆが弱く、該ホイールハウス１４の周辺の空気流の乱れが防止（整流）される。具体的には、図４（Ａ）に示される如く、フロア下の空気流Ｆｆが乱されることが防止されて、フロア下ではスムースな空気流Ｆｆが得られる。
【００４４】
また、ホイールハウス１４への流入空気量が減少して該ホイールハウス１４の側方から排出される空気量も減少する。これらにより、自動車Ｓでは、側面に沿う空気流Ｆｓが乱されることが防止されて、側面ではスムースな空気流Ｆｓが得られる。
【００４５】
以上により、車両用空力構造１０が適用された自動車Ｓでは、凹状部２０の作用によって、空気抵抗（ＣＤ値）の低減、操縦安定性の向上、風切り音の低減、スプラッシュ（前輪１５、後輪１６による路面からの水の巻き上げ）の低減等を図ることができる。
【００４６】
また、車両用空力構造１０では、凹状部２０の前方にガイド溝３４が設けられているため、ホイールハウス１４の内側、及び側方の空気流が整流される。具体的には、ガイド溝３４によってホイールハウス１４内の空気流Ｆが前輪１５、後輪１６の回転方向に沿って（平行に）流れるため、ホイールハウス１４内での空気流の乱れ（前輪１５、後輪１６への空気力の付与）が防止される。また、ホイールハウス１４の側方すなわちホイールアーチ１２Ａ、３６Ａを経由した空気排出が抑制されるので、自動車Ｓでは、スムースな空気流Ｆｓが得られる。
【００４７】
このため、車両用空力構造１０が適用された自動車Ｓでは、ガイド溝３４の作用によっても空気抵抗の低減、操縦安定性の向上、風切り音の低減、スプラッシュの低減等を図ることができる。したがって、前輪１５、後輪１６のそれぞれに車両用空力構造１０が設けられた自動車Ｓでは、図４（Ａ）に示される如く、車体の前部、後部の何れにおいても、側面及びフロア下で乱れの原因となる吹き出しのないスムースな空気流Ｆｆ、Ｆｓが得られ、これらの流れが車体の後方でスムースに合流する（矢印Ｆｊ参照）。
【００４８】
図４（Ｂ）に示す比較例との比較で補足すると、車両用空力構造１０を備えない比較例２００では、前輪１５、後輪１６の回転に伴ってホイールハウス１４内に空気流Ｆが生じ、この流入が前輪１５、後輪１６の直後方（ホイールハウス１４への空気流発生部）でフロア下の空気流Ｆｆの乱れを生じさせる。また、ホイールハウス１４内に流入した空気流Ｆは、ホイールアーチ１２Ａを経由して車体側方に排出され（矢印Ｆｉ参照）、空気流Ｆｓの乱れを生じさせる。これらに起因して、車体の後方で合流するＦｊにも乱れを生じる。
【００４９】
これに対して、車両用空力構造１０が適用された自動車Ｓでは、上記の如く前輪１５、後輪１６の後方からホイールハウス１４への空気流入が凹状部２０によって抑制されると共に、該ホイールハウス１４内に流入した空気流がガイド溝３４にて整流されるので、上記の通り、空気抵抗の低減、操縦安定性の向上、風切り音の低減、スプラッシュの低減等を実現することができた。
【００５０】
特に、車両用空力構造１０では、複数の凹状部２０が連続的に設けられているため、前輪１５、後輪１６の後方からホイールハウス１４への空気流入を一層効果的に抑制することができる。すなわち、凹状部２０の車体内部側への突出量を抑えたコンパクトな構成で、十分な整流効果を得ることができる。また、ガイド溝３４が凹状部２０と非連通とされているので、凹状部２０からガイド溝３４に空気が流れて凹状部２０の圧力が低下してしまうことがなく、ホイールハウス１４への空気流Ｆの流入抑制効果と、ホイールハウス１４に流入した空気流Ｆの整流効果とを効果的に両立することができる。
【００５１】
また、車両用空力構造１０では、凹状部２０、ガイド溝３４がフェンダライナ１８の一般壁部２８に対し凹んで位置するため、前輪１５、後輪１６との干渉が問題となることがない。したがって、前輪１５、後輪１６との干渉防止のために寸法形状や配置等について制約を受けることがなく、空力上の要求性能に基づいて凹状部２０、ガイド溝３４を設計することができる。
【００５２】
ところで、車両用空力構造１０では、ホイールハウス１４の内面を成すフェンダライナ１８と前輪１５、１６との間に、雪や氷等の付着物（以下、氷雪Ｈという）が付着する場合がある。
【００５３】
ここで、車両用空力構造１０では、凹状部２０を構成する空気流案内壁２２が鉛直線ＶＬに沿って延在するか、又は鉛直線ＶＬに対する前傾姿勢で延在するため、空気流案内壁２２は、ホイールハウス１４の内面側に鉛直（車体上下）方向に対する負角を形成することがない。すなわち、車両用空力構造１０では、ホイールハウス１４の内面に氷雪Ｈを受けるような上向き面が形成されることがなく、氷雪Ｈが落下されやすい。
【００５４】
例えば、図６（Ａ）に示される比較例に係る車両用空力構造１００では、車両用空力構造１０と同様の空力効果を得ることができるものの、空気流衝突壁２４の車体前後方向の後端部２４Ａから垂下された空気流案内壁１０２が負角を形成している。このため、車両用空力構造１００では、付着、堆積した氷雪Ｈが、車体上下方向の上向き及び前輪１５側を向く空気流案内壁１０２に引っ掛かり脱落し難い。
【００５５】
これに対して車両用空力構造１０では、上記の如く空気流案内壁２２が負角を形成することがないので、換言すれば、氷雪Ｈが引っ掛かる部分がないため、氷雪Ｈが落下されやすい。すなわち、車両用空力構造１０では、所要の空力性能を確保しつつ、車両用空力構造１００と比較して氷雪Ｈの排出性が向上する。
【００５６】
また、車両用空力構造１０では、上記の通り鉛直方向に対し負角が形成されないので、該方向と成形の際の型抜き方向を一致させることで、アンダカット部のない簡素な成形構造（型構造）を用いてフェンダライナ１８を形成することができる。これにより、車両用空力構造１０を構成するフェンダライナ１８は、車両用空力構造１００を構成するフェンダライナ１０４のように、分割構造とされたり、一体構造とするためにスライド型を用いたりすることなく、安価に製造することができる。
【００５７】
さらに、車両用空力構造１０では、下側の凹状部２０が全体としての上記水平線ＨＬに対し上方に位置するため、別の見方をすれば、各空気流衝突壁２４が標準走行状態での前輪１５、後輪１６の回転軸線ＲＣを通る水平線ＨＬに対し上方に位置し、空気流衝突壁２４から前輪１５、後輪１６の表面までの距離Ｌが長いため、空気流衝突壁２４による空気流Ｆの塞き止め作用が操舵フィーリングに影響を与えることが抑制される。
【００５８】
例えば、図６（Ｂ）に示される如く、比較例に係る車両用空力構造１００では、標準走行状態での前輪１５、後輪１６の回転軸線ＲＣを通る水平線ＨＬの近くに空気流衝突壁２４が位置するので、換言すれば、空気流案内壁１０２が水平線ＨＬを跨いでいるため、空気流衝突壁２４から前輪１５、１６までの車体前後方向に沿う距離Ｌが短い（フェンダライナ１８と前輪１５との車体前後方に沿う最短距離Ｌ０とほぼ同等である）。このため、空気流衝突壁２４にて空気流Ｆを塞き止めることに伴って生じる乱された空気流Ｆｖが前輪１５、後輪１６の表面に空気力を及ぼす（前輪１５、後輪１６を前方に押す）。このように前輪１５、後輪１６に作用した空気力が舵取装置、ステアリングホイールを介して運転者に伝わるので、運転者に操舵フィーリングの変化を感じさせてしまうことが考えられる。
【００５９】
これに対して車両用空力構造１０では、空気流衝突壁２４から前輪１５、後輪１６までの車体前後方向に沿う距離Ｌが長いので、空気流衝突壁２４で乱された空気流Ｆｖが生じても、該空気流Ｆｖが前輪１５、後輪１６に空気力を及ぼすことが抑制される。また、車両用空力構造１０では、空気流衝突壁２４及び空気流案内壁２２による圧力上昇部分が車輪の回転中心に対する車体上下方向の上側にのみ位置することになるため、空気流衝突壁２４から略最短距離で空気流Ｆｖが前輪１５に至った場合、空気流Ｆｖによる空気力は、前輪１５、１６を前方に押す分力と下方に押す分力とに分けられるので、前輪１５、１６を前方に押す力が小さくなる。すなわち、ホイールハウス１４内の整流に伴って前輪１５、後輪１６に与える影響が（空気力）が小さい。このため、車両用空力構造１０では、運転者に操舵フィーリングの変化を感じさせてしまうことが効果的に抑制される。また、上記の如く前輪１５、１６を下方に押す分力により、ダウンフォースを増大することができる。
【００６０】
なお、上記した実施形態では、凹状部２０が２つ設けられた例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、要求される空力性能等に応じて１つ又は３つ以上の凹状部２０を有する構成とすることができる。
【００６１】
また、上記した実施形態では、車両用空力構造１０がガイド溝３４を有する例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、ガイド溝３４を有しない構成としても良い。
【００６２】
さらに、上記した実施形態では、凹状部２０がホイールハウス１４の後部１４Ａに配設された例を示したが、本発明はこれに限定されず、空気流案内壁２２が車体上下方向に対し負角を生じない構成であれば、凹状部２０は、前輪１５、後輪１６の回転軸線ＲＣに対し車体前後方向の後側の如何なる部分に配置しても良い。
【００６３】
またさらに、上記実施形態では、前輪１５、後輪１６の回転軸線ＲＣに対し車体前後方向の後側に、前輪１５等の回転に伴いホイールハウス１４内を前方に向かう空気流Ｆを抑制するための凹状部２０が形成された車両用空力構造１０に本発明が適用された例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、図５に示される如く、前輪１５等の回転軸線ＲＣに対し車体前後方向の前側に凹状部７２が形成された車両用空力構造７０に本発明を適用しても良い。凹状部７２について補足すると、凹状部７２は、車体上下方向の下側を向く空気流衝突壁７４と、空気流衝突壁７４の車体前後方向の前縁から車体上下方向の下向きに垂下された空気流案内壁７６とを有する。車両用空力構造７０が適用された自動車では、走行風が前輪１５等の前面に当たり、ホイールハウス１４内を前輪１５等の前側から後側に向かう空気流Ｆ１が生成される一方、前輪１５等の矢印Ｒ方向への回転に伴う空気流Ｆが生じる。空気流Ｆ１の一部は、空気流案内壁７６に案内されて凹状部７２に流入し、空気流衝突壁７４に衝突するため、空気流Ｆ１の一部が塞き止められて凹状部７２内の圧力が上昇し、これにより、車両用空力構造７０では、矢印Ｄにて示される如く、上記した圧力上昇部分を通過できない空気流Ｆ１が前輪１５等の側方を流れるようにホイールハウス１４から排出される。一方、空気流Ｆは、空気流衝突壁７４に空気流Ｆ１が衝突することで生じた圧力上昇部分に至ると、矢印Ｅにて示される如く、前輪１５等の側方を流れるようにホイールハウス１４から排出される。このように、空気流衝突壁７４に空気流Ｆ１が衝突することで生じた圧力上昇部分によって空気流Ｆ１、Ｆは、共に勢いが弱められて干渉するので、スムースに前輪１５等の側方から排出される。すなわち、この車両用空力構造７０によってもホイールハウス１４の内側、及び側方の空気流が整流される。以上説明した凹状部７２を、車体上下方向に負角を生じさせない空気流案内壁７６と空気流衝突壁７４とで構成することで、前輪１５等の前側に付着、堆積した氷雪Ｈを排出しやすくなる、フェンダライナ１８を低コストで製造できる等の車両用空力構造１０と同様の効果を得ることができる。また、凹状部７２を前輪１５等の回転軸線ＲＣよりも車体上下方向の上側に設けることで、操舵フィーリングへの影響を抑制することができる。なお、車両用空力構造７０においても、凹状部７２の数等による限定がないことは車両用空力構造１０と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施形態に係る車両用空力構造の概略全体構成を模式的に示す側断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る車両用空力構造の要部を拡大して示す側断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る車両用空力構造が適用された自動車の前部を示す斜視図である。
【図４】（Ａ）は、本発明の第１及び第２の実施形態に係る車両用空力構造が適用された自動車の斜視図、（Ｂ）は比較例に係る自動車の斜視図である。
【図５】本発明の実施形態の変形例に係る車両用空力構造を示す側面断面図である。
【図６】本発明の第実施形態との比較例に係る車両用空力構造を示す図であって、（Ａ）は氷雪の付着状態を模式的に示す側断面図、（Ｂ）は空気流を模式的に示す側断面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１０ 車両用空力構造
１４ ホイールハウス
１５ 前輪（車輪）
１６ 後輪（車輪）
１８ フェンダライナ（被覆部材）
２２ 空気流案内壁
２４ 空気流衝突壁
７０ 車両用空力構造
７４ 空気流衝突壁
７６ 空気流案内壁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホイールハウス内における車輪に対する車体前後方向の前方又は後方に設けられ、車幅方向に延在されると共に車体上下方向の下側を向く空気流衝突壁と、
前記空気流衝突壁における前記車輪から遠い側の端部から、車体上下方向の下側に延設された空気流案内壁と、
を備え、かつ、前記空気流案内壁は、車体上下方向に延在されるか、又は前記車輪側及び車体上下方向の下側を共に向くように延在されている車両用空力構造。
【請求項２】
前記空気流衝突壁及び前記空気流案内壁は、側面視で車体上下方向の下向きに開口する円弧状に形成され前記車輪を車体上下方向の上側から覆う被覆部材に形成されている請求項１記載の車両用空力構造。
【請求項３】
前記空気流衝突壁及び空気流案内壁は、前記車輪の回転中心に対する車体上下方向の上側に配置されている請求項１又は請求項２記載の車両用空力構造。
【請求項１】
ホイールハウス内における車輪に対する車体前後方向の前方又は後方に設けられ、車幅方向に延在されると共に車体上下方向の下側を向く空気流衝突壁と、
前記空気流衝突壁における前記車輪から遠い側の端部から、車体上下方向の下側に延設された空気流案内壁と、
を備え、かつ、前記空気流案内壁は、車体上下方向に延在されるか、又は前記車輪側及び車体上下方向の下側を共に向くように延在されている車両用空力構造。
【請求項２】
前記空気流衝突壁及び前記空気流案内壁は、側面視で車体上下方向の下向きに開口する円弧状に形成され前記車輪を車体上下方向の上側から覆う被覆部材に形成されている請求項１記載の車両用空力構造。
【請求項３】
前記空気流衝突壁及び空気流案内壁は、前記車輪の回転中心に対する車体上下方向の上側に配置されている請求項１又は請求項２記載の車両用空力構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−７３２７５（Ｐ２００９−７３２７５Ａ）
【公開日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２４２７７９（Ｐ２００７−２４２７７９）
【出願日】平成１９年９月１９日（２００７．９．１９）
【特許番号】特許第４２２９２０６号（Ｐ４２２９２０６）
【特許公報発行日】平成２１年２月２５日（２００９．２．２５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月１９日（２００７．９．１９）
【特許番号】特許第４２２９２０６号（Ｐ４２２９２０６）
【特許公報発行日】平成２１年２月２５日（２００９．２．２５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]