JP2004314778A

JP2004314778A - スポイラ装置

Info

Publication number: JP2004314778A
Application number: JP2003111251A
Authority: JP
Inventors: Yuji Shinpo; 雄二新保; Yuichi Sakuma; 裕一佐久間
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-04-16
Filing date: 2003-04-16
Publication date: 2004-11-11

Abstract

【課題】モータ等の駆動源を特に必要としないスポイラ装置を提供する。
【解決手段】フロントバンパ２１下端とエンジン下部部品２２との間のアンダカバー２３に配置され、前端側の回転軸２５を中心にして傾斜自在で、傾斜角の変化により、エンジンルーム下側へ流れ込む走行風Ｂを制御する可動スポイラ２４と、傾斜角が小さくなる方向に可動スポイラ２４を付勢するコイルバネとを備え、可動スポイラ２４は、低速走行時にはコイルバネに付勢されて車両下面に沿った位置（図の実線の位置）に配置され、高速走行時には車両下面の下側に発生する負圧力とコイルバネの付勢力とが釣り合う位置（図の破線の位置）に配置される。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のフロントバンパ下側に設置される可動式のスポイラ装置の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
フロントバンパの下側にスポイラを設置するのが一般的となっている。フロントバンパ下側にスポイラを設置すると、床下最上流部における地上高が低くなり、エンジンルーム下側へ流れ込む走行風が抑制されるため、特に高速走行時に、エンジンルームや車体床下の凹凸部分に当たる空気流の風速が低下して、空気抵抗を低減させることができる。また、空気抵抗の低減により、燃料消費量改善の効果が得られる。さらに、スポイラによって、床下を流れる走行風が整流されることにより、床下で発生する風切音が低減されて、車内音の改善にも効果がある。
【０００３】
このようなスポイラによる効果を充分に高めるには、スポイラを下方（つまり路面側）へ大きく突出させる必要があるが、あまり大きく下方へ突出させると、地上高が低くなってしまい、スポイラが道路縁石やスロープ等と干渉する恐れがある。
【０００４】
そこで、図８に示すように、フロントバンパ１の下側に可動式のスポイラ２を設けることが提案されている。このスポイラ２は、フロントバンパ１の下面に揺動自在に設けられた前方導風部３と、前方導風部３の後端部に揺動自在に連結され後部に平面部４が形成された後方導風部５とを備えている。そして、低速走行時にはスポイラ２は図の実線で示す位置にあって、道路縁石やスロープ等との干渉を避ける一方、空気抵抗が問題となる高速走行時には、モータ６を作動させて回転アーム７を回動させることにより、スポイラ２全体が図の一点鎖線で示す位置まで押し下げられる（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、図９に示すような可動式のスポイラ装置１０も提案されている。このスポイラ装置１０は、後方に向かって湾曲した側部１１を有するエアダム１２と、エアダム１２の両側部１１の後部に配設された回転軸１３と、エアダム１２の前部１４を操作しエアダム１２を昇降させるモータ１５とを備えている。そして、低速走行時にはエアダム１２は図の実線で示す位置に保持されているが、高速走行時にはモータ１５を作動させることにより、エアダム１２を回転軸１３を中心に回動させて、図の一点鎖線で示す位置まで移動させる（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−２５５５４２号公報
【特許文献２】
特開平７−１３７６６８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術ではいずれのものも、スポイラ（またはエアダム）を上下方向に移動させるための駆動源としてモータを用いているために、コストが高くなって、一般車両への普及の妨げになっている。
【０００８】
また、モータを制御する制御部や、制御部からの制御信号をモータまで伝送する電気系統に故障が発生すると、モータを制御することが不可能となり、スポイラ（またはエアダム）が路面に干渉して破損してしまう恐れがある。
【０００９】
さらに、モータ収納スペース、およびモータの駆動力をスポイラ（またはエアダム）に伝達するための伝達機構の収納スペースも必要となる。
【００１０】
本発明の課題は、モータ等の駆動源を特に必要としないスポイラ装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、フロントバンパ下端とエンジン下部との間の車両下面に傾斜自在に配置され、傾斜角の変化により、エンジンルーム下側へ流れ込む走行風を制御する可動スポイラと、前記傾斜角が小さくなる方向に前記可動スポイラを付勢する弾性体とを備え、前記可動スポイラは、低速走行時には前記弾性体に付勢されて前記車両下面に沿った位置に配置され、高速走行時には車両下面の下側に発生する負圧力と前記弾性体の付勢力とが釣り合う位置に配置されることを特徴としている。
【００１２】
上記構成によれば、低速走行時には、可動スポイラは弾性体に付勢されて車両下面に沿った位置に配置されているので、道路縁石やスロープ等との干渉は起きない。また、高速走行時には、車両下面の下側に負圧が発生するので、可動スポイラは、負圧力と弾性体の付勢力とが釣り合う位置、つまり車両下面より下側に突出した位置に配置されるため、床下での空気抵抗と風切音を低減させることができる。このように、上記構成においては、モータ等の駆動源を特に設けなくとも、可動スポイラを車両速度に応じて適切に制御することが可能となる。
【００１３】
なお、突風などを受けると、車両下面の下側の負圧力が不安定となって、可動スポイラの傾斜角が変動するので、突風など外力が働いて傾斜角が変動したときに、その変動を減衰させるためのダンパを設けるのが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
（実施の形態１）
図１および図２は実施の形態１を示しており、フロントバンパ付近の構成図である。フロントバンパ２１とエンジン下部部品２２との間のアンダカバー２３の下面（車両下面）には、板状の可動スポイラ２４が配置されている。可動スポイラ２４の前縁には回転軸２５が設けられ、この回転軸２５の両端は、ファーストクロスメンバ２６の両側前方下側に延設されたブラケット２７の下端に回転自在に支持されている。
【００１５】
回転軸２５の両端には、図３に示すように、回転軸２５の周りに弾性体としてコイルバネ２８が設けられている（図３では回転軸の一端側のみ示している）。コイルバネ２８は、一端がブラケット２７に、他端が回転軸２５にそれぞれ固定されている。このコイルバネ２８により、可動スポイラ２４は常に矢印Ａ方向（図１参照）に付勢されている。
【００１６】
ブラケット２７には、回転軸２５の両端に合わせてダンパ２９が設けられている。ダンパ２９は、ブラケット２７に固定された円筒ケース３０と、円筒ケース３０の開口端部を塞ぐための蓋体３１と、円筒ケース３０内に収納された羽根車３２とを備えている。羽根車３２は、回転軸２５の中心軸上に設置され且つ回転軸２５に連結されている。また、円筒ケース３０内には高粘度の液体が封入され、羽根車３２は高粘度流体の中に浸かった状態となっている。このため、羽根車３２はその軸周りに回転する際に、高粘度液体から抵抗を受けることになる。
【００１７】
次に、本実施の形態の作用について説明する。
【００１８】
市街地走行等の低速走行においては、図４に示すように、可動スポイラ２４はコイルバネ２８の付勢力によってアンダカバー２３の下面に接する位置に配置されている。これにより、フロントバンパ２１下端周辺は充分な地上高が確保され、特に可動スポイラ２４が道路縁石やスロープに干渉するという問題は起こり得ない。
【００１９】
このとき、前方から車両床下に流入する走行風Ｂは、アンダカバー２３の後方で剥離してエンジン下部部品２２の凹凸部に激しく衝突し、乱流Ｃを発生する。そのため、大きな空気抵抗が発生している。さらに、下流側の走行風Ｄもダッシュ下部３５において再度剥離し、フロア３６の下面で乱れた流れになっており、ここでも空気抵抗が発生している。しかしながら、低速走行時の現象であるため、空気抵抗の大きさはわずかであり、実際に検出されるほどの燃費悪化に結びつくものではない。
【００２０】
一方、高速走行においては、フロントバンパ２１からアンダカバー２３の下面にかけて、圧力係数−０．３程度の負圧が発生する。この負圧により可動スポイラ２４の上下両面に圧力差が発生し、可動スポイラ２４は回転軸２５を中心にして車両下側（図１の矢印Ａとは逆方向）へ回転し、コイルバネ２８の付勢力と釣り合う位置（図４に破線で示した位置）で停止する。
【００２１】
このとき、前方から床下へ流入する走行風Ｂ’は、可動スポイラ２４によって車両下方向に偏向し、エンジン下部部品２２に直接衝突しないため、空気抵抗の発生が抑制される。また一旦、下方向へ偏向された走行風Ｄ’はフロア３６に再付着するため、フロア３６下面での流れの乱れが少なくなり、ここでの空気抵抗発生が抑制される。
【００２２】
ところで、走行風Ｂ’は、車両速度の増速減速や、横風・突風を受けて変動する場合があるが、ダンパ２９によって変動が抑制されるため、可動スポイラ２４の展開位置（つまり図４に破線で示した位置）は安定して維持され、その結果、安定的な空気抵抗低減効果が得られる。
【００２３】
なお、走行車速が非常に大きくなると、可動スポイラ２４を押し下げる力も増大する。その場合、過剰な位置まで可動スポイラ２４が変位しないように、必要に応じて変位を制限するストッパを設けるとよい。
【００２４】
空気抵抗低減に有効な可動スポイラの配置位置は、その車両のエンジン下部部品２２のレイアウト、フロントバンパ２１下端と、エンジンルームやフロアとの距離によって異なる。一般的には、フロントオーバハングが大きい車両には比較的後方に可動スポイラ２４を配置し、フロントオーバハングが小さい車両には比較的前方に配置するのが望ましい。
（実施の形態２）
図５は実施の形態２を示している。本実施の形態では、実施の形態１に比べて、ダンパの種類が異なっている。すなわち、本実施の形態のダンパ４０は、ブラケット２７に固定された円筒ケース４１と、円筒ケース４１内に開口端側から嵌合される蓋体４２と、円筒ケース３０内に収納された摩擦板４３とを備えている。摩擦板４３は、回転軸２５の中心軸上に設置され且つ回転軸２５に連結されている。また、円筒ケース４１内部には突起４４が、蓋体４２の周縁部には切欠４５がそれぞれ設けられ、蓋体４２を円筒ケース４１内に嵌合させる際に、突起４４を切欠４５に係合させて蓋体４２の位置決めを行って、その後、ボルト４６により蓋体４２を円筒ケース４１に固定する。
【００２５】
また、ボルト４６には、その周囲にコイルバネ４７が設けられ、蓋体４２を円筒ケース４１に固定したとき、蓋体４２はコイルバネ４７によって一定圧力で摩擦板４３に押し付けられるようになっている。他の構成は実施の形態１の場合と同様である。
【００２６】
次に、本実施の形態の作用について説明する。
【００２７】
高速走行時に可動スポイラ２４が変位した状態で、横風、突風等を受けた場合、可動スポイラ２４に作用している力が変動し、回転軸２５を回そうとする変動力が発生する。本実施の形態のダンパ４０では、回転軸２５には摩擦板４３が連結され、さらに蓋体４２がコイルバネ４７によって摩擦板４３に押し付けられているので、摩擦板４３と蓋体４２との間には摩擦力が生じ、この摩擦力によって上記変動力は抑止される。その結果、可動スポイラ２４の位置は安定して維持され、安定的な空気抵抗低減効果が得られる。つまり、本実施の形態では、高速走行時の負圧により可動スポイラ２４を変位させる力に対して、横風、突風による変動力は小さく、摩擦力を上回ることがないため、変動力による可動スポイラ２４の変位は発生しない。
【００２８】
本実施の形態によれば、ダンパ４０は構造が簡素であるため、コストが安く、故障が起き難いスポイラ装置を実現できる。
（実施の形態３）
図６および図７は実施の形態３を示しており、フロントバンパ付近の構成図である。本実施の形態では、実施の形態１や実施の形態２に比べて、可動スポイラの形状が異なっている。すなわち、本実施の形態の可動スポイラ５０は、その断面形状が下に凸の翼型をなしている。また、可動スポイラ２４の両側前縁部には上方に延びたステー５１が設けられ、可動スポイラ２４はステー５１を介して回転軸２５に固定されている。他の構成は実施の形態１または実施の形態２の場合と同様である。
【００２９】
次に、本実施の形態の作用について説明する。
【００３０】
前方から床下へ流入する走行風Ｅが、可動スポイラ５０の下面を通過するとき、可動スポイラ５０下面が下に凸の滑らかな翼型形状をしているため、可動スポイラ５０の下面には大きな負圧が発生する。そのため、実施の形態１と比べて低い車速からの空気抵抗低減効果を期待できる。また下方向へ偏向された走行風Ｆ’は翼型形状によって乱れの少ないものとなるため、フロア３６に再付着後の流れの乱れも小さくなり、ここでの空気抵抗発生がより一層抑制される。
【００３１】
さらに、可動スポイラ５０はステー５１によってアンダカバー２３の車両内側において、ブラケット２７に結合されているので、コイルバネ２８やダンパ２９（またはダンパ４０）を車外のほこりや水の跳ね上げから保護することができる。
【００３２】
なお、実施の形態１〜３において、弾性体としてコイルバネ２８の代わりにゴムや樹脂等を設けてもよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、低速走行時には、可動スポイラは弾性体に付勢されて車両下面に沿った位置に配置されているので、道路縁石やスロープ等との干渉は起きない。
【００３４】
また、高速走行時には、車両下面の下側に負圧が発生するので、可動スポイラは、負圧力と弾性体の付勢力とが釣り合う位置、つまり車両下面より下側に突出した位置に配置されるため、床下での空気抵抗と風切音を低減させることができる。
【００３５】
このように、本発明によれば、モータ等の駆動源を特に設けなくとも、可動スポイラを車両速度に応じて適切に制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１によるスポイラ装置が設置されたフロントバンパ付近の構成図である。
【図２】図１に示したスポイラ装置が設置されたフロントバンパ付近の斜視図である。
【図３】図１に示したスポイラ装置の要部斜視図である。
【図４】図１に示したスポイラ装置による作用を説明した図である。
【図５】実施の形態２によるスポイラ装置の要部斜視図である。
【図６】実施の形態３によるスポイラ装置が設置されたフロントバンパ付近の構成図である。
【図７】図６に示したスポイラ装置が設置されたフロントバンパ付近の斜視図である。
【図８】従来技術によるスポイラ装置の構成図である。
【図９】従来技術による他のスポイラ装置の構成図である。
【符号の説明】
２１フロントバンパ
２２エンジン下部部品
２３アンダカバー
２４可動スポイラ
２５回転軸
２６ファーストクロスメンバ
２７ブラケット
２８コイルバネ
２９ダンパ
３０円筒ケース
３１蓋体
３２羽根車
４０ダンパ
４１円筒ケース
４２蓋体
４３摩擦板
４７コイルバネ
５０可動スポイラ
５１ステー

Claims

フロントバンパ下端とエンジン下部との間の車両下面に傾斜自在に配置され、傾斜角の変化により、エンジンルーム下側へ流れ込む走行風を制御する可動スポイラと、
前記傾斜角が小さくなる方向に前記可動スポイラを付勢する弾性体とを備え、
前記可動スポイラは、低速走行時には前記弾性体に付勢されて前記車両下面に沿った位置に配置され、高速走行時には車両下面の下側に発生する負圧力と前記弾性体の付勢力とが釣り合う位置に配置されることを特徴とするスポイラ装置。
フロントバンパ下端とエンジン下部との間の車両下面に配置され、前端側を中心にして傾斜自在で、傾斜角の変化により、エンジンルーム下側へ流れ込む走行風を制御する可動スポイラと、
前記傾斜角が小さくなる方向に前記可動スポイラを付勢するコイルバネとを備え、
前記可動スポイラは、低速走行時には前記コイルバネに付勢されて前記車両下面に沿った位置に配置され、高速走行時には車両下面の下側に発生する負圧力と前記コイルバネの付勢力とが釣り合う位置に配置されることを特徴とするスポイラ装置。
請求項１又は２に記載のスポイラ装置において、
前記可動スポイラには、突風など外力が働いて傾斜角が変動したときに、その変動を減衰させるためのダンパが設けられていることを特徴とするスポイラ装置。
請求項３に記載のスポイラ装置において、
前記ダンパは、前記可動スポイラの傾斜角の変動に伴って回転する羽根車と、前記羽根車を収納するとともに羽根車の周囲に高粘度液体が封入された円筒ケースと、を備えていることを特徴とするスポイラ装置。
請求項３に記載のスポイラ装置において、
前記ダンパは、前記可動スポイラの傾斜角の変動に伴って回転する可動摩擦板と、車両本体に固定され前記摩擦板に接触して配置された固定摩擦板と、を備えていることを特徴とするスポイラ装置。
請求項１，２又は３に記載のスポイラ装置において、
前記可動スポイラの断面形状は、下に凸の翼型をなしていることを特徴とするスポイラ装置。
請求項１，２又は３に記載のスポイラ装置において、
前記可動スポイラは、車両下面近傍または車両下面より上方に配置された回転軸を中心にして傾斜することを特徴とするスポイラ装置。